CN213985529U - 一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，包括环境舱室、用于控制环境舱室温度的温控***、用于控制环境舱室内气体平衡的气体平衡装置、以及用于环境舱室的制冷剂分析装置；所述温控***安装在环境舱室内，所述环境舱室上设有进气口，所述气体平衡装置与进气口连接，所述环境舱室设有采样口、回样口，所述制冷剂分析装置一端与采样口连接，另一端与回样口连接。本实用新型所述的制冷剂泄漏检测的方法及装置，能够全面、科学地分析整个空调***的泄漏率，有利于企业对汽车空调泄漏水平进行摸底及整改。

Description

一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置

技术领域

本实用新型属于汽车空调测试技术领域，尤其是涉及一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置。

背景技术

当前，空调***已成为汽车的重要组成部分，由于空调***研发生产阶段的设计、选材、装配差异，在运行过程中制冷剂会经由接口、软管等部位产生不同程度的泄漏，使得空调***的制冷、制热性能产生下降。并且，汽车空调制冷剂具备较高的全球变暖潜力(GWP)，汽车空调制冷剂的泄漏会加剧全球变暖程度。有必要在研发设计阶段评估空调***运行阶段的泄漏率，并采取措施提升汽车空调密封水平。

然而，目前汽车空调泄漏率检测方法普遍为单一零部件的真空氦检，很难代表全***在真实工质、真实环境下的泄漏水平。因此，提出一套能够准确评估汽车空调制冷剂泄漏的检测方法，成为亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，以解决研发设计阶段评估空调***运行阶段的泄漏率的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，包括环境舱室、用于控制环境舱室温度的温控***、用于控制环境舱室内气体平衡的气体平衡装置、以及用于环境舱室的制冷剂分析装置；

所述温控***安装在环境舱室内，所述环境舱室上设有进气口，所述气体平衡装置与进气口连接，所述环境舱室设有采样口、回样口，所述制冷剂分析装置一端与采样口连接，另一端与回样口连接。

进一步的，所述温控***电性连接有***控制器，所述温控***包括温度传感器，所述温度传感器电性连接有加热设备、电子制冷片，所述温度传感器另一端电性连接***控制器。

进一步的，控温***还包括混合风扇、传动轮，混合风扇连接有一号电动马达，传动轮连接有二号电动马达，所述一号电动马达、二号电动马达电性连接***控制器。

进一步的，所述气体平衡装置包括再生空气气源、以及与再生空气气源连接的气压调节袋，所述再生空气气源的出气端与气压调节袋的进气端连接，所述气压调节袋的出气端与环境舱室的进气口连接。

进一步的，所述再生空气气源与气压调节袋之间连接有一号开关阀、一号流量器，所述一号开关阀的一端与再生空气气源一端连接，一号开关阀的另一端与一号流量器的一端连接，一号流量器的另一端连接气压调节袋进气端。

进一步的，所述气压调节袋与环境舱室之间连接有二号开关阀，所述二号开关阀一端连接气压调节袋的出气端，二号开阀的另一端连接环境舱室的进气口。

进一步的，所述制冷剂分析装置包括制冷剂分析仪，所述制冷剂分析仪包括进样口、出样口，所述制冷剂分析仪的进样口与环境舱室的采样口连接，所述制冷剂分析仪的出样口与环境舱室的回样口连接。

进一步的，所述制冷剂分析仪的进样口与环境舱室的采样口之间安装有进样泵、三号开关阀、二号流量器，所述进样泵一端连接制冷剂分析仪的进样口，所述进样泵的另一端连接二号流量器的一端，二号流量计的另一端连接三号开关阀一端，三号开关阀的另一端连接环境舱室的采样口。

进一步的，所述制冷剂分析仪的出样口与环境舱室的回样口之间安装有四号开关阀。

进一步的，所述环境舱室上安装有外部通风装置，所述外部通风装置包括管道、通风风扇，所述管道一端延伸至环境舱室内，另一端与通风风扇连接，所述管道上安装有五号开关阀。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置具有以下优势：

(1)本实用新型所述的一种汽车空调全***在模拟环境下制冷剂泄漏检测的方法及装置，能够全面、科学地分析整个空调***的泄漏率，有利于企业对汽车空调泄漏水平进行摸底及整改。

(2)本实用新型所述的一种汽车空调制冷剂泄漏率预处理方法，能够对汽车空调***进行预处理，使汽车空调的制冷剂泄漏率达到平衡，提高泄漏率检测的可信度。

(3)本实用新型所述的一种汽车空调检测装置，能够提供程序化的变化温度环境，为测试提供了稳定的模拟环境，提高了测试结果的真实性。

(4)本实用新型所述的气体平衡装置,能够在环境舱内气体体积因温度而发生变化时，动态地向环境舱补充气体或者容纳多余气体，以防止舱体因气压变化发生泄漏，提高了检测结果的准确度。

(5)本实用新型所述的外循环风扇可配合气体平衡装置对检测腔室进行冲洗，检测前开启循环风扇及气体平衡装置对舱体内残留的制冷剂及其他污染气体进行冲洗净化，提高检测精度。

(6)本实用新型所述的一种制冷剂分析装置与环境舱室构成了气体循环通路，检测时不损失环境舱室内气体体积，提高检测准确度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置结构图；

图2为本实用新型实施例所述的一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的方法流程图。

附图标记说明：

1、环境舱室；2、采样口；3、回样口；4、管道；5、通风风扇；6、舱门；7、加热设备；8、电子制冷片；9、混合风扇；10、一号电动马达；11、气压调节袋；12、进气口；13、再生空气气源；14、一号开关阀；15、一号流量器；16、二号开关阀；17、制冷剂分析仪；18、进样口；19、出样口；20、三号开关阀；21、四号开关阀；22、二号流量器；23、温度传感器；24、压力传感器；25、***控制器；26、传动轮；27、二号电动马达；28、五号开关阀；29、进样泵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，包括环境舱室1、用于控制环境舱室1温度的温控***、用于控制环境舱室1内气体平衡的气体平衡装置、以及用于环境舱室1的制冷剂分析装置；

所述温控***安装在环境舱室1内，所述环境舱室1上设有进气口12，所述气体平衡装置与进气口12连接，所述环境舱室1设有采样口2、回样口3，所述制冷剂分析装置一端与采样口2连接，另一端与回样口3连接。

所述温控***电性连接有***控制器25，所述温控***包括温度传感器23，所述温度传感器23电性连接有加热设备7、电子制冷片8，所述温度传感器23另一端电性连接***控制器25；

控温***还包括混合风扇9、传动轮26，混合风扇9连接有一号电动马达10，传动轮26连接有二号电动马达27，所述一号电动马达10、二号电动马达27电性连接***控制器25。

所述气体平衡装置包括再生空气气源13、以及与再生空气气源13连接的气压调节袋11，所述再生空气气源13的出气端与气压调节袋11的进气端连接，所述气压调节袋11的出气端与环境舱室1的进气口12连接；

所述再生空气气源13与气压调节袋11之间连接有一号开关阀14、一号流量器15，所述一号开关阀14的一端与再生空气气源13一端连接，一号开关阀14的另一端与一号流量器15的一端连接，一号流量器15的另一端连接气压调节袋11进气端；

所述气压调节袋11与环境舱室1之间连接有二号开关阀16，所述二号开关阀16一端连接气压调节袋11的出气端，二号开阀的另一端连接环境舱室1的进气口12。

所述制冷剂分析装置包括制冷剂分析仪17，所述制冷剂分析仪17包括进样口18、出样口19，所述制冷剂分析仪17的进样口18与环境舱室1的采样口2连接，所述制冷剂分析仪17的出样口19与环境舱室1的回样口3连接；

所述制冷剂分析仪17的进样口18与环境舱室1的采样口2之间安装有进样泵29、三号开关阀20、二号流量器22，所述进样泵29一端连接制冷剂分析仪17的进样口18，所述进样泵29的另一端连接二号流量器22的一端，二号流量计的另一端连接三号开关阀20一端，三号开关阀20的另一端连接环境舱室1的采样口2；

所述制冷剂分析仪17的出样口19与环境舱室1的回样口3之间安装有四号开关阀21。

所述环境舱室1上安装有外部通风装置，所述外部通风装置包括管道4、通风风扇5，所述管道4一端延伸至环境舱室1内，另一端与通风风扇5连接，所述管道4上安装有五号开关阀28。

汽车空调***制冷剂泄漏检测装置，包含提供稳定测试温度、压力环境的环境舱室1，环境舱室1上设有至少一个采样口2及一个回样口3，环境舱室1连接有用于向环境舱室1内补充清洁空气的气体平衡装置，还包括设置在环境腔室1外部的制冷剂分析装置、外部通风装置以及***控制装置。

其中，环境舱室1上设有舱门6，环境舱室1呈密闭状态，环境舱室的外壁或内部设置有加热设备7、电子制冷片8、温度传感器23、压力传感器24等设备。环境舱室1内部设置有混合风扇9，混合风扇9与装设在环境腔室1外部的一号电动马达10传动连接。环境舱室1内部设置有传动轮26，传动轮26与装设在环境腔室1外部的二号电动马达27传动连接。

如图1所示，本实用新型所述的***控制装置包含***控制器25，所述温度传感器23的监测数据实时反馈给***控制器25，实时启动加热设备7或者电子制冷片8，对环境舱室内的气体进行加热或者制冷，混合风扇9对环境腔室1内空气进行混合均匀，进而实现对环境腔室1中的空气控温。

如图1所示，本实用新型所述的气体平衡装置包含气压调节袋11，气压调节袋11的进气端与供气装置相连接，气压调节袋11的出气端与环境舱室1的进气口12相连接，气压调节袋11通过在一定范围内的体积变化维持环境舱室1内部压力的稳定。

供气装置包括再生空气气源13，气压调节袋11的进气端与再生空气气源13的出气端之间连接有一号开关阀14，用于控制再生空气的供给。

此外，气压调节袋11与环境舱室1之间连接有二号开关阀16。气压调节袋11与再生空气气源13之间连接有一号流量器15，控制供气装置供气的流量及流速。

如图1所示，外部通风装置包括与环境腔室1相连的管道4，装设在管道上的4号五号开关阀28、通风风扇5，外部通风装置可置换环境腔室1内部气体，达到降低制冷剂浓度的作用。

如图1所示，制冷剂分析装置包含制冷剂分析仪17，制冷剂分析仪17的进样口18与环境舱室1的采样口2相连接，制冷剂分析仪17的出样口19与环境舱室1的回样口3相连接，制冷剂分析仪17能够连续监测并记录环境舱室1中制冷剂浓度。

此外，制冷剂分析仪17的出样口19与环境舱室1的回样口3之间连接有四号开关阀21。制冷剂分析仪17的进样口18与环境舱室1的采样口2之间连接有进样泵29、三号开关阀20、二号流量器22,控制进入制冷剂分析仪17的气体流向及流量。

如图1至图2所示，一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的方法，包括以下步骤：

S1、在环境舱室内组装汽车空调***，将空调***抽真空并加注额定量的制冷剂；

S2、使用***控制器设置预处理的温度，将空调***在设定的温度下进行预处理；

S3、预处理后，调节环境舱内环境，进行泄漏检测，检测过程中记录环境舱内的环境值；

S4、利用记录的环境值计算出泄漏率。

所述步骤S2中设置预处理的温度过程如下：

201、在环境舱室1内组装汽车空调***，将空调***抽真空并加注额定量的制冷剂；

202、使用***控制器25设置预处理的温度参数、开启混合风扇9，并将空调***放入环境腔室1内部；

203、关闭舱门6，以及关闭各路阀门。

所述步骤S3中泄漏检测进行环境舱内调节环境过程如下：

204、基于步骤201-203达到预处理时间后，关闭混合风扇9，打开一号开关阀14、二号开关阀16、开关阀23以及再生空气气源13，向环境腔室1内充入清洁空气，清洗置换环境腔室1内的空气；

205、打开四号开关阀21、进样泵29、制冷剂分析仪17，监测环境腔室1内制冷剂的浓度；

206、待环境腔室1内制冷剂浓度稳定在环境水平时，关闭二号开关阀16，使气压调节袋11内储存一定量的再生空气；

207、关闭再生空气气源13、开关阀14、五号开关阀28，开启二号开关阀16，使气压调节袋11能够对环境腔室内气压产生调节作用；

208、使用***控制器25设置检测温度参数、开启混合风扇9，当环境腔室1内温度稳定时，开始记录***控制器25以及制冷剂分析仪17显示环境舱内的环境值。

所述环境值为：环境舱内温度、环境舱内的压力、制冷剂的初始浓度及最终浓度。

泄漏率的计算通过以下公式进行计算：

其中，Q为空调***制冷剂的泄漏率[kg/s]；

M_制冷剂为制冷剂的摩尔质量[kg/mol]；

V_舱为环境舱的容积[m³]；

V_空调为空调***的体积[m³]；

P_舱为环境舱内的压力[kpa]；

T_舱为环境舱内温度[K]；

R为气体常数[kJ/(kmol*K)]；

C_制冷剂i为环境舱内制冷剂的初始浓度[ppm_v]；

C_制冷剂e为环境舱内制冷剂的最终浓度[ppm_v]；

t_i与t_e分别为开始检测及检测结束的时间[s]。

检测方法分为预处理、泄漏浓度检测、泄漏率计算三个阶段，结合附图对检测方法进行进一步介绍：

预处理阶段将空调***装配完整，并加注如额定量制冷剂，然后将空调***放入预设温度的环境舱中并利用外置电机使空调压缩机达到预定转速达到稳定汽车空调泄漏率的目的。

泄漏浓度检测阶段首先调节环境舱温度及空调压缩机转速至预设条件，利用清洁空气将环境舱内制冷剂浓度冲洗至环境水平。在环境舱温度稳定后，利用在线分析仪测定环境舱内制冷剂浓度记为制冷剂初始浓度，在预定的检测时间结束时测定环境舱内制冷剂浓度记为制冷剂最终浓度。

泄漏率检测阶段根据记录的温度、压力及制冷剂浓度以及环境舱容积与空调***的体积，利用以下公式计算空调***制冷剂的测试泄漏率：

具体包括：

检测装置由密闭腔室、温控***、内外循环风扇、气体平衡装置、分析仪五部分组成。

密闭腔室上设置有可以开合的舱门，能够容纳空调***及实现空调***的转运，腔室内壁材料与所检测的制冷剂不发生反应。

腔室上设置有采样口、回样口、体积校准口、进气口，用于实现样品气体的抽取及通入以及腔室内气体的补充。

环境舱的温控***具备温度测量、调节的功能，对温度的测量通过设置在腔室内部的温度传感器实现，对温度的控制通过腔室内壁及外部的加热及制冷装置以及温度控制电路实现，温度控制精度在±1℃以下。

环境舱内设置有内外循环风扇，内外循环风扇与装设在腔室外部的马达传动连接，能够实现混合腔室内空气、置换腔室内空气的功能。

气体平衡装置设置在腔室的外部，包括用于在检测过程中将储存的洁净空气补充至腔室内部的气压调节袋，所述气压调节袋的进气端与供气气瓶相连，所述气压调节袋的出气端与环境舱的进气口相连，所述气压调节袋与供气气瓶中间连接有一号开关阀，所述气压调节袋与环境舱之间有二号开关阀，所述气压调节袋进气端与供气气瓶之间还连接有流量器。

气体分析仪设置在腔室的外部，分析仪的进样口及出气口通过管路分别与密闭腔室的采样口及回样口相连接，分析仪进样口与环境舱采样口之间有三号开关阀，分析仪进样口与环境舱采样口之间还接有流量计。

分析仪的检测原理可以为红外光谱、光声光谱、气相色谱等能够检出制冷剂的检测方法，并且具备连续、低浓度的检测能力。

汽车空调***制冷剂泄漏检测方法，包括以下步骤：

一、在环境舱室1内组装汽车空调***，将空调***抽真空并加注额定量制冷剂，然后通过传动皮带将空调压缩机与传动轮26传动连接；

二、使用***控制器25设置预处理温度参数、开启混合风扇9，并将空调***放入环境腔室1内部；

三、关闭舱门6，开关阀14、开关阀16、开关阀21、开关阀28呈闭合状态；

四、达到预处理时间后，关闭混合风扇9，打开开关阀14、开关阀16、开关阀23以及再生空气气源13，向环境腔室1内充入清洁空气；

五、打开开关阀21、进样泵29、制冷剂分析仪17，监测环境腔室1内制冷剂的浓度；

六、待环境腔室1内制冷剂浓度稳定在环境水平时，关闭开关阀16，使气压调节袋11内储存一定量的再生空气；

七、关闭再生空气气源13、开关阀14、开关阀28，开启开关阀16，使气压调节袋11能够对环境腔室内气压产生调节作用；

八、使用***控制器25设置检测温度参数、开启混合风扇9，当环境腔室1内温度稳定时，启动电动马达27使空调压缩机维持预设转速，并开始记录***控制器25以及制冷剂分析仪17显示的温度、压力、制冷剂浓度数据；

九、完成检测周期后根据记录的温度、压力及制冷剂浓度以及环境腔室1的容积与空调***的体积，利用公式(201计算空调***制冷剂的测试泄漏率。

Q为空调***制冷剂的泄漏率[kg/s]；

M_制冷剂为制冷剂的摩尔质量[kg/mol]；

V_舱为环境舱的容积[m³]；

V_空调为空调***的体积[m³]；

P_舱为环境舱内的压力[kpa]；

T_舱为环境舱内温度[K]；

R为气体常数[kJ/(kmol*K)]；

C_制冷剂i为环境舱内制冷剂的初始浓度[ppm_v]；

C_制冷剂e为环境舱内制冷剂的最终浓度[ppm_v]；

t_i与t_e分别为开始检测及检测结束的时间[s]；

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，其特征在于：包括环境舱室(1)、用于控制环境舱室(1)温度的温控***、用于控制环境舱室(1)内气体平衡的气体平衡装置、以及用于环境舱室(1)的制冷剂分析装置；

所述温控***安装在环境舱室(1)内，所述环境舱室(1)上设有进气口(12)，所述气体平衡装置与进气口(12)连接，所述环境舱室(1)设有采样口(2)、回样口(3)，所述制冷剂分析装置一端与采样口(2)连接，另一端与回样口(3)连接。

2.根据权利要求1所述的一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，其特征在于：所述温控***电性连接有***控制器(25)，所述温控***包括温度传感器(23)，所述温度传感器(23)电性连接有加热设备(7)、电子制冷片(8)，所述温度传感器(23)另一端电性连接***控制器(25)。

3.根据权利要求2所述的一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，其特征在于：控温***还包括混合风扇(9)、传动轮(26)，混合风扇(9)连接有一号电动马达(10)，传动轮(26)连接有二号电动马达(27)，所述一号电动马达(10)、二号电动马达(27)电性连接***控制器(25)。

4.根据权利要求1所述的一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，其特征在于：所述气体平衡装置包括再生空气气源(13)、以及与再生空气气源(13)连接的气压调节袋(11)，所述再生空气气源(13)的出气端与气压调节袋(11)的进气端连接，所述气压调节袋(11)的出气端与环境舱室(1)的进气口(12)连接。

5.根据权利要求4所述的一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，其特征在于：所述再生空气气源(13)与气压调节袋(11)之间连接有一号开关阀(14)、一号流量器(15)，所述一号开关阀(14)的一端与再生空气气源(13)一端连接，一号开关阀(14)的另一端与一号流量器(15)的一端连接，一号流量器(15)的另一端连接气压调节袋(11)进气端。

6.根据权利要求5所述的一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，其特征在于：所述气压调节袋(11)与环境舱室(1)之间连接有二号开关阀(16)，所述二号开关阀(16)一端连接气压调节袋(11)的出气端，二号开阀的另一端连接环境舱室(1)的进气口(12)。

7.根据权利要求1所述的一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，其特征在于：所述制冷剂分析装置包括制冷剂分析仪(17)，所述制冷剂分析仪(17)包括进样口(18)、出样口(19)，所述制冷剂分析仪(17)的进样口(18)与环境舱室(1)的采样口(2)连接，所述制冷剂分析仪(17)的出样口(19)与环境舱室(1)的回样口(3)连接。

8.根据权利要求7所述的一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，其特征在于：所述制冷剂分析仪(17)的进样口(18)与环境舱室(1)的采样口(2)之间安装有进样泵(29)、三号开关阀(20)、二号流量器(22)，所述进样泵(29)一端连接制冷剂分析仪(17)的进样口(18)，所述进样泵(29)的另一端连接二号流量器(22)的一端，二号流量计的另一端连接三号开关阀(20)一端，三号开关阀(20)的另一端连接环境舱室(1)的采样口(2)。

9.根据权利要求7所述的一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，其特征在于：所述制冷剂分析仪(17)的出样口(19)与环境舱室(1)的回样口(3)之间安装有四号开关阀(21)。

10.根据权利要求1所述的一种检测汽车空调***制冷剂泄漏的装置，其特征在于：所述环境舱室(1)上安装有外部通风装置，所述外部通风装置包括管道(4)、通风风扇(5)，所述管道(4)一端延伸至环境舱室(1)内，另一端与通风风扇(5)连接，所述管道(4)上安装有五号开关阀(28)。

Images