專(zhuān)利名稱(chēng)：用液位法和采樣法實(shí)時(shí)測(cè)量壓縮機(jī)油中制冷劑質(zhì)量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)量壓縮機(jī)油中制冷劑質(zhì)量的方法，特別是一種用液位法和采樣法實(shí)時(shí)測(cè)量壓縮機(jī)油中制冷劑質(zhì)量的方法，屬于制冷與空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對(duì)于蒸汽壓縮制冷系統(tǒng)，壓縮機(jī)油中不可避免的溶解一定的制冷劑，油中溶解的制冷劑的多少對(duì)于系統(tǒng)和壓縮機(jī)的性能都產(chǎn)生不同程度的影響，確定壓縮機(jī)在不同工況下油中溶解的制冷劑質(zhì)量對(duì)指導(dǎo)空調(diào)換熱器的設(shè)計(jì)以及評(píng)價(jià)系統(tǒng)的特性非常重要。
目前通常采用溶解度法來(lái)確定壓縮機(jī)油中制冷劑的質(zhì)量。溶解度法是根據(jù)已有的油制冷劑混合物在不同溫度和不同壓力下制冷劑在油中飽和溶解曲線(xiàn)來(lái)確定混合物中制冷劑的溶解度，然后再利用壓縮機(jī)中油的質(zhì)量乘以制冷劑的溶解度便可以得到壓縮機(jī)油中的制冷劑的質(zhì)量。已有的技術(shù)中Harms在文獻(xiàn)“AccurateCharge Inventory Modeling for Unitary Air Conditioners”[Harms，Todd M.；Groll，Eckhard A.；Braun，James E.SourceHVAC and R Research，v9，n1，January，2003，p55-78]中利用溶解度法測(cè)量了壓縮機(jī)油中制冷劑的質(zhì)量。由于制冷劑在油中的溶解度與制冷劑油混合物的溫度和壓力關(guān)系的數(shù)據(jù)只有飽和狀態(tài)的數(shù)據(jù)，且溫度和壓力的范圍受到限制。如果需要獲得足夠的數(shù)據(jù)，需要大量的實(shí)驗(yàn)。并且采用的油的質(zhì)量并不是壓縮機(jī)中實(shí)際的油質(zhì)量。在不同工況下，壓縮機(jī)中的油不可避免地被帶到制冷系統(tǒng)回路中，造成壓縮機(jī)中油質(zhì)量的減少，這種情況在開(kāi)機(jī)工況下更為明顯。這種方法并沒(méi)有考慮到被帶到制冷系統(tǒng)中的油質(zhì)量的減少。它采用的油質(zhì)量為壓縮機(jī)初始沖入的油質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明提出了用采樣法和液位法結(jié)合的方法來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量壓縮機(jī)油中的制冷劑的質(zhì)量，并通過(guò)油和制冷劑注入裝置分別向壓縮機(jī)和系統(tǒng)注入相同質(zhì)量的油和制冷劑，保持壓縮機(jī)和系統(tǒng)的性能不變。
本發(fā)明測(cè)量方法使用的測(cè)量系統(tǒng)包括三個(gè)部分測(cè)量裝置部分，油注入裝置部分和制冷劑注入裝置部分。
測(cè)量裝置部分包括液位計(jì)，截止閥，真空泵，天平和采樣桶。
油注入裝置部分包括天平，高壓油罐，高壓軟管，截止閥，調(diào)節(jié)閥和單向閥。
制冷劑注入裝置部分包括天平，高壓制冷劑罐，高壓軟管，截止閥，調(diào)節(jié)閥和單向閥。
本發(fā)明測(cè)量方法包括以下步驟1)確定壓縮機(jī)內(nèi)油和制冷劑混合物的液位L和體積V之間的關(guān)系曲線(xiàn)；2)根據(jù)液位與體積之間的關(guān)系曲線(xiàn)，通過(guò)測(cè)量壓縮機(jī)內(nèi)油和制冷劑混合物的液位L獲得油和制冷劑混合物的體積V；3)通過(guò)溫度傳感器和壓力傳感器測(cè)得油和制冷劑混合物的溫度T和壓力P；4)根據(jù)油和制冷劑的物性以及所測(cè)的溫度T和壓力P得到油的密度ρoil和制冷劑的密度ρref；5)采樣確定油和制冷劑混合物中制冷劑的濃度 和油的濃度 6)計(jì)算油和制冷劑混合物的密度 7)計(jì)算壓縮機(jī)內(nèi)油和制冷劑混合物的質(zhì)量M＝ρ×V；8)計(jì)算油和制冷劑混合物中制冷劑的質(zhì)量 9)通過(guò)制冷劑注入裝置向系統(tǒng)內(nèi)注入與采樣相同質(zhì)量的制冷劑；10)通過(guò)油注入裝置向壓縮機(jī)內(nèi)注入與采樣相同質(zhì)量的油；本發(fā)明方法由于采用液位法和采樣法，可以比較準(zhǔn)確地確定出壓縮機(jī)中的油的實(shí)際含量以及油中制冷劑的濃度，故對(duì)壓縮機(jī)油中含有的制冷劑質(zhì)量的測(cè)量更加準(zhǔn)確。并且能夠?qū)崟r(shí)補(bǔ)充采樣抽取的油和制冷劑，不影響壓縮機(jī)和系統(tǒng)的工作性能。


圖1為本發(fā)明測(cè)量方法使用的測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1為壓縮機(jī)，2為氣液分離器，3為液位計(jì)，4為真空泵，5為A1截止閥，6為B1截止閥，7為C1截止閥，8為A2截止閥，9為B2截止閥，10為C2截止閥，11為A3截止閥，12為B3截止閥，13為C3截止閥，14為采樣桶，15為A單向閥，16為B單向閥，17為A調(diào)節(jié)閥，18為B調(diào)節(jié)閥，19為高壓油罐，20為制冷劑罐，21為A電子稱(chēng)，22為B電子稱(chēng)，23為毛細(xì)管，24為壓力傳感器，25為溫度傳感器。
具體實(shí)施方法下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明測(cè)量方法的具體實(shí)施作進(jìn)一步描述。
如圖1所示，本發(fā)明測(cè)量方法使用的測(cè)量系統(tǒng)包括三個(gè)部分。
測(cè)量裝置部分由液位計(jì)3，A1截止閥5，B1截止閥6，C1截止閥7，真空泵4，毛細(xì)管23和采樣桶14構(gòu)成。
油注入裝置部分由A2截止閥8，B2截止閥9，C2截止閥10，A單向閥15，A調(diào)節(jié)閥17，高壓油罐19，A電子稱(chēng)21以及相應(yīng)的軟管和管道構(gòu)成。
制冷劑注入裝置部分由A3截止閥11，B3截止閥12，C3截止閥13，B單向閥16，B調(diào)節(jié)閥18，制冷劑罐20，B電子稱(chēng)22以及相應(yīng)的軟管和管道構(gòu)成。
本發(fā)明測(cè)量方法的具體實(shí)施包括下述步驟1)利用一個(gè)與被測(cè)壓縮機(jī)1相同結(jié)構(gòu)的壓縮機(jī)和相同的油做壓縮機(jī)的液位L和體積V實(shí)驗(yàn)，獲得液位和體積的關(guān)系曲線(xiàn)；2)通過(guò)液位計(jì)3測(cè)得油和制冷劑混合物的液位L，然后利用液位和體積的關(guān)系曲線(xiàn)得到壓縮機(jī)1中油和制冷劑混合物的體積V；3)通過(guò)壓力傳感器24和溫度傳感器25測(cè)得油制冷劑混合物的壓力P和溫度T；4)根據(jù)油和制冷劑的物性以及所測(cè)的溫度T和壓力P得到油的密度ρoil和制冷劑的密度ρref；5)通過(guò)采樣確定油和制冷劑混合物中油的濃度 和制冷劑的濃度 打開(kāi)A1截止閥5和B1截止閥6，關(guān)閉C1截止閥7，利用真空泵4對(duì)采樣回路抽真空，抽完真空后關(guān)閉A1截止閥5，B1截止閥6，卸下采樣桶14利用電子稱(chēng)稱(chēng)重記為W1。重新裝上采樣桶14，打開(kāi)A1截止閥5，B1截止閥6，再次抽真空，抽真空結(jié)束后關(guān)閉A1截止閥5。打開(kāi)與壓縮機(jī)1連接的C1截止閥7，利用采樣桶14對(duì)壓縮機(jī)1中的油進(jìn)行采樣，采樣完畢后關(guān)閉A1截止閥5，B1截止閥6，卸下采樣桶14，利用電子稱(chēng)稱(chēng)重記為W2。然后慢慢打開(kāi)采樣桶14上的B1截止閥6，釋放采樣桶14中的制冷劑，直至電子稱(chēng)的讀數(shù)不再下降時(shí)，對(duì)剩下油的采樣桶進(jìn)行稱(chēng)重記為W3，采樣得到的油的質(zhì)量為(W3-W1)，采樣得到的制冷劑的質(zhì)量為(W2-W3)。混合物的總質(zhì)量為(W2-W1)?；旌衔镏兄评鋭┑臐舛葹?混合物中油的濃度為 6)根據(jù)油和制冷劑混合物中制冷劑的濃度 和油的濃度 以及油的密度ρoil和制冷劑的密度ρref，通過(guò)公式 計(jì)算出油和制冷劑混合物的密度ρ7)通過(guò)公式M＝ρ×V獲得油和制冷劑混合物的質(zhì)量M；8)通過(guò)公式 獲得油和制冷劑混合物中制冷劑的質(zhì)量Mref；9)向制冷系統(tǒng)中注入制冷劑將制冷劑罐20放在B電子稱(chēng)22上。，打開(kāi)A3截止閥11，B3截止閥12和C3截止閥13。然后慢慢打開(kāi)B調(diào)節(jié)閥18，向氣液分離器2的入口注入制冷劑，直到注入制冷劑的質(zhì)量與采樣時(shí)取得的制冷劑的質(zhì)量(W2-W3)相等時(shí)，關(guān)閉B調(diào)節(jié)閥18，A3截止閥11，B3截止閥12和C3截止閥13。
10)向壓縮機(jī)1內(nèi)注入油將高壓油罐19放在A電子稱(chēng)21上。打開(kāi)A2截止閥8，B2截止閥9和C2截止閥10。然后慢慢打開(kāi)A調(diào)節(jié)閥17，向壓縮機(jī)1注入油，直到注入油的質(zhì)量與采樣時(shí)取得的油的質(zhì)量(W3-W1)相等時(shí)，關(guān)閉A調(diào)節(jié)閥17，A2截止閥8，B2截止閥9和C2截止閥10。
通過(guò)采樣法來(lái)確定壓縮機(jī)中油和制冷劑混合物的濃度關(guān)系。液位法和采樣法結(jié)合可以得到油和制冷劑混合物的總質(zhì)量以及壓縮機(jī)油中的制冷劑質(zhì)量。制冷劑和油的注入裝置又可以補(bǔ)充采樣抽取的油和制冷劑，不影響壓縮機(jī)和系統(tǒng)的工作性能。
權(quán)利要求
1.種用液位法和采樣法實(shí)時(shí)測(cè)量壓縮機(jī)油中制冷劑質(zhì)量的方法，其特征在于該方法包括下述步驟1)確定壓縮機(jī)內(nèi)油和制冷劑混合物的液位L和體積V之間的關(guān)系曲線(xiàn)；2)根據(jù)液位與體積之間的關(guān)系曲線(xiàn)，通過(guò)測(cè)量壓縮機(jī)內(nèi)油和制冷劑混合物的液位L獲得混合物的體積V；3)通過(guò)溫度傳感器和壓力傳感器測(cè)得油和制冷劑混合物的溫度T和壓力P；4)根據(jù)油和制冷劑的物性以及所測(cè)的溫度T和壓力P得到油的密度ρoil和制冷劑的密度ρref；5)采樣確定油和制冷劑混合物中制冷劑的濃度 和油的濃度 6)計(jì)算油和制冷劑混合物的密度 7)計(jì)算壓縮機(jī)內(nèi)油和制冷劑混合物的質(zhì)量M＝ρ×V；8)計(jì)算油和制冷劑混合物中制冷劑的質(zhì)量 9)通過(guò)制冷劑注入裝置向制冷系統(tǒng)內(nèi)注入與采樣相同質(zhì)量的制冷劑；10)通過(guò)油注入裝置向壓縮機(jī)內(nèi)注入與采樣相同質(zhì)量的油。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用液位法和采樣法實(shí)時(shí)測(cè)量壓縮機(jī)油中制冷劑質(zhì)量的方法，其特征是所述步驟5，通過(guò)采樣確定油和制冷劑混合物中制冷劑的濃度 和油的濃度 具體做法是首先打開(kāi)A1截止閥(5)和B1截止閥(6)，關(guān)閉C1截止閥(7)，然后利用真空泵(4)對(duì)采樣回路抽真空，抽完真空后關(guān)閉A1截止閥(5)，B1截止閥(6)，卸下采樣桶(14)利用電子稱(chēng)稱(chēng)重記為W1，重新裝上采樣桶(14)，打開(kāi)A1截止閥(5)，B1截止閥(6)，再次抽真空，抽真空結(jié)束后關(guān)閉A1截止閥(5)，打開(kāi)與壓縮機(jī)(1)連接的C1截止閥(7)，利用采樣桶(14)對(duì)壓縮機(jī)(1)中的油進(jìn)行采樣，采樣完畢后關(guān)閉A1截止閥(5)，B1截止閥(6)，卸下采樣桶(14)利用電子稱(chēng)稱(chēng)重記為W2，然后慢慢打開(kāi)采樣桶(14)上的B1截止閥(6)，釋放采樣桶(14)中的制冷劑，直至電子稱(chēng)的讀數(shù)不再下降時(shí)，對(duì)剩下油的采樣桶(14)進(jìn)行稱(chēng)重記為W3，采樣得到的油的質(zhì)量為(W3-W1)，采樣得到的制冷劑的質(zhì)量為(W2-W3)，混合物的總質(zhì)量為(W2-W1)，混合物中制冷劑的濃度為 混合物中油的濃度為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用液位法和采樣法實(shí)時(shí)測(cè)量壓縮機(jī)油中制冷劑質(zhì)量的方法，其特征是所述步驟9，向制冷系統(tǒng)中注入制冷劑的方法是將制冷劑罐(20)放在B電子稱(chēng)(22)上，打開(kāi)A3截止閥(11)，B3截止閥(12)和C3截止閥(13)，然后慢慢打開(kāi)B調(diào)節(jié)閥(18)，向氣液分離器(2)的入口注入制冷劑，直到注入制冷劑的質(zhì)量與采樣時(shí)取得的制冷劑的質(zhì)量(W2-W3)相等時(shí)，關(guān)閉B調(diào)節(jié)閥(18)，A3截止閥(11)，B3截止閥(12)和C3截止閥(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用液位法和采樣法實(shí)時(shí)測(cè)量壓縮機(jī)油中制冷劑質(zhì)量的方法，其特征是所述步驟10，向壓縮機(jī)(1)中注入油的方法是將高壓油罐(19)放在A電子稱(chēng)(21)上，打開(kāi)A2截止閥(8)，B2截止閥(9)和C2截止閥(10)，然后慢慢打開(kāi)A調(diào)節(jié)閥(17)，向壓縮機(jī)(1)注入油，直到注入油的質(zhì)量與采樣時(shí)取得的油的質(zhì)量(W3-W1)相等時(shí)，關(guān)閉A調(diào)節(jié)閥(17)，A2截止閥(8)，B2截止閥(9)和C2截止閥(10)。
全文摘要
用液位法和采樣法實(shí)時(shí)測(cè)量壓縮機(jī)油中制冷劑質(zhì)量的方法，屬于制冷與空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括測(cè)量壓縮機(jī)內(nèi)混合物的液位L，確定油和制冷劑混合物的體積V；測(cè)量混合物的溫度T和壓力P得到油的密度ρ
文檔編號(hào)G06F17/00GK1645095SQ200510023449
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月20日
發(fā)明者丁國(guó)良, 馬小魁 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)