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专利名称：测量空调换热器中制冷剂重量的测量装置及其测量方法
技术领域：
本发明涉及一种测量压缩式制冷系统部件中制冷剂重量的方法，特别涉及一种测量空调换热器中制冷剂重量的测量装置及其测量方法，属于制冷工程技术领域。
背景技术：
空调器的性能与制冷剂的充注量有密切关系。为了确定最佳的制冷剂充注量，需要了解空调器在运行过程中各个部件中制冷剂重量的变化规律。在空调器运行过程中，绝大部分的制冷剂分布在换热器中，因此测量换热器中的制冷剂重量非常重要。
目前采用的测量换热器中制冷剂重量的基本方法为首先用电子秤测量换热器中没有制冷剂时的重量，然后在空调器实际运行的工况下，测量换热器中流过制冷剂时的重量，两者之差为换热器中制冷剂的重量。该方法虽然简单，但是测量精度却不高。这是因为，相对于换热器本身的重量，里面的制冷剂的重量要小得多，一般来讲，制冷剂相对于换热器的重量比率为1％～20％。考虑到实际机组运行的需要，测量换热器重量时可能还要跟风机、空调器的外壳等部分一块儿测量，此时制冷剂重量相对于所需要测量的总重量的比率更低。比如对于分体式空调器运行过程中冷凝器中的制冷剂重量的测量，需要测量整个室外机的重量，此时制冷剂重量占所测量重量的比率将小于1％。此时即便测重量的电子秤的精度达到千分之一，制冷剂重量的测量误差仍将大于10％。

发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，设计提供一种高精度同时又能比较方便地测量空调换热器中制冷剂重量的测量装置及其测量方法，用于克服现有测量方法中，因制冷剂重量占总的测量重量的比率过低而导致的测量精度低的问题。
本发明提出的测量空调换热器中制冷剂重量的测量装置，包括贮液罐、贮液罐进口毛细管、贮液罐进口截止阀、软管、抽制冷剂用毛细管、抽制冷剂用截止阀、抽真空用毛细管、真空泵进口截止阀、真空泵、换热器进口管、换热器进口截止阀、换热器出口管、换热器出口截止阀。贮液罐的进口端通过贮液罐进口毛细管与贮液罐进口截止阀的一端相连，贮液罐进口截止阀的另一端通过软管与抽制冷剂用毛细管的一端相连，抽制冷剂用毛细管的另一端与换热器的出口端连接。在抽制冷剂用毛细管上安装抽制冷剂用截止阀。真空泵通过真空泵进口截止阀与抽真空用毛细管的一端相连，抽真空用毛细管的另一端与软管和抽制冷剂用截止阀之间的抽制冷剂用毛细管相通。在换热器进口管上安装换热器进口截止阀，在换热器出口管上安装换热器出口截止阀。换热器通过换热器进口管和换热器出口管，与空调器其它部件连接。
该测量装置不直接测量换热器的重量，而是通过一个外接的贮液罐，将换热器中的制冷剂抽取到贮液罐中再进行测量。由于贮液罐的重量可以做得远轻于原换热器，这样里面制冷剂的重量相对于总的测量重量的比率就比较大，因此可以精确测量里面的制冷剂的重量。测量完后，再将贮液罐中的制冷剂回充到原换热器中。这样一次测量完后，并没有改变原空调器的制冷剂充注量。
为了方便地抽取与回充制冷剂，本测量装置中采用液氮冷却贮液罐和用沸水加热贮液罐。将换热器与贮液罐相通，当用液氮冷却贮液罐时，换热器为相通容器的高温端，贮液罐为相通容器的低温端，换热器中的制冷剂不断流到低温端的贮液罐中，并在里面得到液化，达到平衡时，留在换热器中的制冷剂为低压的过热气体，其重量可以忽略不计。这样测得的贮液罐中的制冷剂可以认为是原来换热器中的全部制冷剂。当需要回充制冷剂时，用沸水来加热贮液罐。此时贮液罐成为高温端，其中的制冷剂不断流到低温端的换热器中，并在里面得到液化，达到平衡时，留在贮液罐中的制冷剂为过热气体，其重量可以忽略不计，可以认为贮液罐中的制冷剂完全回充到换热器中。另外，连接贮液罐与换热器等部分的连接管采用内径很细的毛细管与软管，这样里面容纳的制冷剂重量可以忽略不计。
采用该装置测量换热器内制冷剂重量的方法如下第一步测量贮液罐的空罐重量。关闭抽制冷剂用截止阀，打开真空泵进口截止阀和贮液罐进口截止阀，开启真空泵，运行30分钟，然后关闭真空泵，关闭真空泵进口截止阀。将一个电子秤置于贮液罐下面，测量贮液罐的空罐重量。
第二步联通换热器和贮液罐。当换热器达到需要测量制冷剂重量的工况时，同时关闭换热器进口截止阀和换热器出口截止阀，然后打开抽制冷剂用截止阀。此时换热器中的制冷剂开始流向贮液罐，直至两者的压力平衡。
第三步抽空换热器中的制冷剂。等抽制冷剂用截止阀打开10分钟后，将一个装有液氮的容器置于贮液罐下方，并使液氮浸没贮液罐，这样贮液罐得到降温，里面的制冷剂得以冷凝，压力不断下降，换热器中的制冷剂便不断流入贮液罐。当贮液罐和换热器的压力平衡时，换热器中只有压力极低的气体制冷剂，其重量可以忽略不计，原有的制冷剂基本上以液体形式贮存于贮液罐中。
第四步测量制冷剂的重量。当放置于液氮中的贮液罐的表面不再有气泡产生时，表示贮液罐和液氮已达到热平衡，此时关闭贮液罐进口截止阀，移走液氮容器，并用电子秤测量贮液罐的重量。将此时测得的重量减去原先测得的空罐重量，即是所需要测量的换热器中原贮存的制冷剂的重量。
第五步回充制冷剂。打开贮液罐进口截止阀，然后将一个装有沸水的容器置于贮液罐下方，并使沸水浸没贮液罐，使贮液罐得到升温升压，里面的制冷剂得以蒸发，并不断流入换热器中。保持沸水加热贮液罐的状态20分钟，此时贮液罐和换热器基本达到压力平衡，贮液罐中只有温度很高的过热气体状态的制冷剂，其重量可忽略不计，这样贮液罐原来抽取的制冷剂可认为已全部回充至换热器中。关闭抽制冷剂用截止阀，开启换热器进口截止阀和换热器出口截止阀。
再次测量换热器中的制冷剂重量时，只需要按步骤二至五操作即可。
本发明具有显著的优点和积极效果。由于制冷剂的重量在所测量的容器总重量中的比率较高，制冷剂的重量可以精确测量。利用液氮冷却抽取需要测量的制冷剂重量，并用沸水加热回充制冷剂，操作简单，经济性较好。


图1为本发明测量装置原理图。
图中，1是贮液罐，2是贮液罐进口毛细管，3是贮液罐进口截止阀，4是软管，5是抽制冷剂用毛细管，6是抽制冷剂用截止阀，7是抽真空用毛细管，8是真空泵进口截止阀，9是真空泵，10是换热器，11是换热器进口管，12是换热器进口截止阀，13是换热器出口管，14是换热器出口截止阀。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施作进一步描述。
如图1所示，本发明包括贮液罐1、贮液罐进口毛细管2、贮液罐进口截止阀3、软管4、抽制冷剂用毛细管5、抽制冷剂用截止阀6、抽真空用毛细管7、真空泵进口截止阀8、真空泵9、换热器进口管11、换热器进口截止阀12、换热器出口管13、换热器出口截止阀14。贮液罐1的进口端通过贮液罐进口毛细管2与贮液罐进口截止阀3的一端相连，贮液罐进口截止阀3的另一端通过软管4与抽制冷剂用毛细管5的一端相连，抽制冷剂用毛细管5的另一端与换热器10的出口端连接。在抽制冷剂用毛细管5上安装抽制冷剂用截止阀6。真空泵9通过真空泵进口截止阀8与抽真空用毛细管7的一端相连，抽真空用毛细管7的另一端与软管4和抽制冷剂用截止阀6之间的抽制冷剂用毛细管5相通。在换热器进口管11上安装换热器进口截止阀12，在换热器出口管13上安装换热器出口截止阀14。换热器10通过换热器进口管11和换热器出口管13，与空调器其它部件连接。
采用该装置测量换热器内制冷剂重量的方法如下第一步测量贮液罐1的空罐重量。关闭抽制冷剂用截止阀6，打开真空泵进口截止阀8和贮液罐进口截止阀3，开启真空泵9，运行30分钟，然后关闭真空泵9，关闭真空泵进口截止阀8。将一个电子秤置于贮液罐1下面，测量贮液罐1的空罐重量。
第二步联通换热器10和贮液罐1。当换热器10达到需要测量制冷剂重量的工况时，同时关闭换热器进口截止阀12和换热器出口截止阀14，然后打开抽制冷剂用截止阀6。此时换热器10中的制冷剂开始流向贮液罐1，直至两者的压力平衡。
第三步抽空换热器10的制冷剂。等抽制冷剂用截止阀6打开10分钟后，将一个装有液氮的容器置于贮液罐1下方，并使液氮浸没贮液罐1，这样贮液罐1便得到降温，里面的制冷剂得以冷凝，压力不断下降，换热器10中的制冷剂便不断流入贮液罐1。当贮液罐1和换热器10的压力平衡时，换热器10中只有压力极低的气体制冷剂，其重量可以忽略不计，原有的制冷剂基本上以液体形式贮存于贮液罐1中。
第四步测量制冷剂的重量。当放置于液氮中的贮液罐1的表面不再有气泡产生时，表示贮液罐1和液氮已达到热平衡，此时关闭贮液罐进口截止阀3，移走液氮容器，并用电子秤测量贮液罐1的重量。将此时测得的重量减去原先测得的空罐重量，即是所需要测量的换热器10中原贮存的制冷剂的重量。
第五步回充制冷剂。打开贮液罐进口截止阀3，然后将一个装有沸水的容器置于贮液罐1下方，并使沸水浸没贮液罐1，使贮液罐1得到升温升压，里面的制冷剂得以蒸发，并不断流入换热器10中。保持沸水加热贮液罐1的状态20分钟，此时贮液罐1和换热器10基本达到压力平衡，贮液罐1中只有温度很高的过热气体状态的制冷剂，其重量可忽略不计，这样贮液罐1原来抽取的制冷剂可认为已全部回充至换热器10中。关闭抽制冷剂用截止阀6，开启换热器进口截止阀12和换热器出口截止阀14。
再次测量换热器10中的制冷剂重量时，只需要按步骤二至五操作即可。
权利要求
1.一种测量空调换热器中制冷剂重量的测量装置及其测量方法，其特征在于换热器中制冷剂重量的测量装置包括贮液罐(1)、贮液罐进口毛细管(2)、贮液罐进口截止阀(3)、软管(4)、抽制冷剂用毛细管(5)、抽制冷剂用截止阀(6)、抽真空用毛细管(7)、真空泵进口截止阀(8)、真空泵(9)、换热器进口管(11)、换热器进口截止阀(12)、换热器出口管(13)、换热器出口截止阀(14)，贮液罐(1)的进口端通过贮液罐进口毛细管(2)与贮液罐进口截止阀(3)的一端相连，贮液罐进口截止阀(3)的另一端通过软管(4)与抽制冷剂用毛细管(5)的一端相连，抽制冷剂用毛细管(5)的另一端与换热器(10)的出口端连接，在抽制冷剂用毛细管(5)上安装抽制冷剂用截止阀(6)，真空泵(9)通过真空泵进口截止阀(8)与抽真空用毛细管(7)的一端相连，抽真空用毛细管(7)的另一端与软管(4)与抽制冷剂用截止阀(6)之间的抽制冷剂用毛细管(5)相通，在换热器进口管(11)上安装换热器进口截止阀(12)，在换热器出口管(13)上安装换热器出口截止阀(14)。
2.一种测量空调换热器中制冷剂重量的测量装置及其测量方法，其特征在于采用该装置测量换热器内制冷剂重量的方法如下第一步测量贮液罐(1)的空罐重量关闭抽制冷剂用截止阀(6)，打开真空泵进口截止阀(8)和贮液罐进口截止阀(3)，开启真空泵(9)，运行30分钟，然后关闭真空泵(9)，关闭真空泵进口截止阀(8)，将一个电子秤置于贮液罐(1)下面，测量贮液罐(1)的空罐重量；第二步联通换热器(10)和贮液罐(1)当换热器(10)达到需要测量制冷剂重量的工况时，同时关闭换热器进口截止阀(12)和换热器出口截止阀(14)，然后打开抽制冷剂用截止阀(6)，此时换热器(10)中的制冷剂开始流向贮液罐(1)，直至两者的压力平衡；第三步抽空换热器(10)的制冷剂等抽制冷剂用截止阀(6)打开10分钟后，将一个装有液氮的容器置于贮液罐(1)下方，并使液氮浸没贮液罐(1)；第四步测量制冷剂的重量当放置于液氮中的贮液罐(1)的表面不再有气泡产生时，关闭贮液罐进口截止阀(3)，移走液氮容器，并用电子秤测量贮液罐(1)的重量，将此时测得的重量减去原先测得的空罐重量，即是所需要测量的换热器(10)中原贮存的制冷剂的重量；第五步回充制冷剂打开贮液罐进口截止阀(3)，然后将一个装有沸水的容器置于贮液罐(1)下方，并使沸水浸没贮液罐(1)，保持沸水加热贮液罐(1)的状态20分钟，关闭抽制冷剂用截止阀(6)，开启换热器进口截止阀(12)和换热器出口截止阀(14)；再次测量换热器(10)中的制冷剂重量时，只需要按步骤二至五操作即可。
3.如权利要求1和2所述的测量空调换热器中制冷剂重量的测量装置及测量方法，其特征是贮液罐(1)的冷却和加热分别采用液氮和沸水。
全文摘要
测量空调换热器中制冷剂重量的测量装置及其测量方法，其测量装置包括贮液罐、贮液罐进口毛细管、贮液罐进口截止阀、软管、抽制冷剂用毛细管、抽制冷剂用截止阀、抽真空用毛细管、真空泵进口截止阀、真空泵、换热器进口截止阀和出口截止阀。该装置不直接测量换热器中重量，而是通过一个外接的贮液罐，将换热器与贮液罐相通，采用液氮冷却贮液罐，将换热器中的制冷剂抽取到贮液罐中测量重量，测量完后，采用沸水加热贮液罐，将贮液罐中的制冷剂回充到原换热器中。由于贮液罐可以根据需要做得比较轻，这样里面制冷剂的重量相对于总的测量重量的比率就比较大，因此可以精确测量制冷剂的重量，而且抽取与回充制冷剂都比较方便。
文档编号G01M99/00GK1587925SQ20041005261
公开日2005年3月2日 申请日期2004年7月8日 优先权日2004年7月8日
发明者丁国良 申请人:上海交通大学