CN103075784A - 表面温度推定装置、表面温度推定方法以及结露判定装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够得到适合于预测结露的发生的热交换器的表面温度的表面温度推定装置、表面温度推定方法以及结露判定装置。控制装置（19）根据由出口温度传感器（17）所测量到的由外调机（13）供给的制冷剂的温度和由被配置在热交换器（121a）的表面的表面温度传感器（16）所测量到的温度，推定热交换器（121a）的表面的温度。由此，能够得到适合于预测结露的发生的热交换器的表面温度。又，对该取得的值和由室内传感器（15a～15c）所测量到的室内露点温度进行比较，来判定冷梁（12a～12c）的热交换器（121a～121c）是否会发生结露，因此，其结果能够更加确切地预测结露。

Description

表面温度推定装置、表面温度推定方法以及结露判定装置

技术领域

本发明涉及推定设置在冷梁（Chilled beam）、辐射板等上的热交换器的表面温度的表面温度推定装置以及表面温度推定方法、及根据该表面温度判定热交换器的结露的发生的结露判定装置。

背景技术

以往，已知有采用被供给经热处理后的制冷剂的热交换器的空调装置。此种空调装置将使制冷剂循环的盘管、辐射板等的热交换器配设于各被控制空间的天花板等，通过和来自该热交换器的辐射对流进行热传递，因此作为节能性优良的空调技术，近年来备受关注。这样的空调装置中具有热交换器的冷梁的一例在图4中示出。

在图4中，冷梁300包括：配设在天花板背面的热交换器301；配设在该热交换器301的上方、具有朝着热交换器301的周围的吹出口302a的管道302；覆盖它们的框体303。在具有这样的构成的冷梁300中，从外部对热交换器301供给被冷却（或者加热）了的制冷剂，另一方面，通过外调机将户外气体热处理至一定等级了的调节空气用风扇加压而被供给至管道302。该调节空气从吹出孔302a朝向设置在框体304的底面的通气口304吹出。此时，由于吸引周围的空气而送风的所谓诱导效应，由热交换器301冷却（或者加热）了的空气被从吹出孔302a供给的调节空气吸引，以相互混合的状态被供给至室内。

然而，作为物理现象，露点温度比空气、物质的温度高的话，会产生结露、凝集。因此，关于上述的冷梁，也是如果空气的露点温度超过热交换器的表面温度的话，结露发生的可能性较高。然而，冷梁、辐射板这样的空调装置在其结构上没有设想设置将在盘管、辐射板这样的热交换器上结露的水排出的机构。因此，采用这样的空调装置的话，需要预测结露的发生，控制制冷剂的温度以使得水滴不会滴落到室内。因此，以往，提出有用于预测结露的发生的各种方法。

例如，提出有对被供给至热交换器的制冷剂的温度和配设有冷梁的被空调空间内的露点温度进行比较的方法（例如，参照专利文献1。）。采用该方法的话，假设热交换器的表面温度与被供给的制冷剂的温度相等，对该制冷剂的温度和露点温度进行比较，由此来预测结露的发生。在此，制冷剂的温度通过设置在热源的出口的温度传感器来测量。

又，作为其他的方法，还提出有在热交换器的表面安装温度传感器，对由该温度传感器测量到的温度和配设有冷梁的被空调空间内的露点温度进行比较的方法。

现有技术文献

专利文献

【专利文献1】日本特开2009－036506号公报

【专利文献2】日本特开2011－041437号公报

【专利文献3】日本特开平09－113064号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，采用上述的方法的话，产生了以下那样的问题。

例如，采用比较制冷剂的温度和露点温度的方法的话，由于是在热源的出口测量制冷剂的温度，因此该被测量的温度与实际被供给到热交换器的制冷剂的温度不同。这是因为，通常，冷梁被配置在被空调空间的天花板、热源被配置在地下室或屋顶，所以冷梁与热源的距离较远，在从热源送出至冷梁的热交换器的中途，制冷剂发生热损失。这样，由于无法测量实际的制冷剂的温度，因此从该制冷剂的温度导出的热交换器的表面温度也与实际的温度不同，因此，其结果难以对结露的发生进行适当的预测。

又，采用对由被安装在热交换器的表面的温度传感器所测量到的温度和露点温度进行比较的方法的话，由该温度传感器所测量到的温度不是实际的热交换器的表面温度。这是因为，在热交换器上由对流引起的传热大，根据实验可知，由该温度传感器所测量到的温度与热交换器的表面的实际的表面温度相比，为更接近于热交换器的周围的空气的温度的值。因此，采用该温度传感器无法测量热交换器的实际的表面温度，其结果，也难以对结露的发生进行适当地预测。

这样，由于难以对供给到热交换器的制冷剂的温度、热交换器的表面温度的实际温度进行测量，因此也难以对结露进行适当地预测。

另外，作为其他的方法，还提出了与上述两种方法不同地，不在热源的出口、热交换器的表面设置温度传感器，而在热交换器的表面设置结露开关的方法（例如，参照专利文献2，3。）。在此，结露开关是指在内部具有湿度传感器的、在例如90％RH（RelativeHumidity）等相对湿度接近100％RH时为ON，表示发生了结露的装置。然而，采用该方法的话，由于检测精度受结露开关的设定等影响，所以现在还不能说可靠性高。

因此，本发明的目的在于，提供一种能够得到适合于预测结露的发生的热交换器的表面温度的表面温度推定装置、表面温度推定方法以及结露判定装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明所涉及的表面温度推定装置是对由热源提供经热处理后的制冷剂的热交换器的表面温度进行推定的装置，其特征在于，包括：第1传感器，其对从热源供给的制冷剂的温度进行测量；第2传感器，其被配置在热交换器的表面以对温度进行测量；和推定部，其根据由第1传感器所测量的温度和由第2传感器所测量的温度，推定热交换器的表面的温度。

在所述表面温度推定装置中，所述推定部可以通过对由第1传感器所测量的温度和由第2传感器所测量的温度进行加权平均来推定热交换器的表面的温度。

又，本发明所涉及的表面温度推定方法，其是对由热源提供经热处理后的制冷剂的热交换器的表面温度进行推定的方法，其特征在于，包括：对从热源供给的制冷剂的温度进行测量的第1测量步骤；通过被配置在热交换器的表面的传感器测量温度的第2测量步骤；和推定步骤，其根据由第1测量步骤所测量的温度和由第2测量步骤所测量的温度，推定热交换器的表面的温度。

又，本发明所涉及的结露判定装置，其被配设在被空调空间中，对结露是否会发生于由热源提供经热处理后的制冷剂的热交换器进行判定，其特征在于，包括：第1传感器，其对从热源供给的制冷剂的温度进行测量；第2传感器，其被配置在热交换器的表面以对温度进行测量；第3传感器，其对被空调空间的露点温度进行测量；推定部，其根据由第1传感器所测量的温度和由第2传感器所测量的温度，推定热交换器的表面的温度；和判定部，其根据该推定部的推定结果和由第3传感器所测量的露点温度，对热交换器是否会发生结露进行判定。

发明的效果

根据本发明，基于从热源供给的制冷剂的温度、由配设在热交换器的表面的第2传感器测量到的温度对热交换器的表面温度进行推定，由此能够得到适合于预测结露的发生的热交换器的表面温度推定装置、表面温度推定方法以及结露判定装置。

附图说明

图1是示意性地示出本发明的实施形态所涉及的空气调节系统的构成的图。

图2是示出图1中的控制装置的构成的框图。

图3是示出与热交换器相关联的各位置的温度梯度的图。

图4是示出冷梁的构成的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对于本发明的实施形态详细进行说明。

如图1所示，本实施形态所涉及的空气调节系统1包括：被配设在被空调空间11a～11c的天花板背面的冷梁12a～12c、和将对户外气体进行了热处理后的调节空气以及热处理后的制冷剂（冷热水）供给至这些冷梁12a～12c的外调机13。又，在外调机13中，设置有对从热源装置（未图示）导入至外调机13的制冷剂的量进行调整的阀14a，14b。

另一方面，在被空调空间11a～11c中配设有对被空调空间内的室内露点温度进行测量的室内传感器15a～15c。又，在冷梁12a的热交换器121a的表面，配设有对温度进行测量的表面温度传感器16。又，在制冷剂用配管171上，配设有对从外调机13供给的制冷剂的温度（以下，称为“送水温度”。）进行测量的出口温度传感器17。又，在管道181上设置有对从外调机13供给的调节空气的温度进行测量的供气传感器18。

作为控制这样的空气调节系统1的控制装置，设置有控制装置19，该控制装置19根据从室内传感器15a～15c、表面温度传感器16、出口温度传感器17、供气传感器18取得的各种信息对外调机13的运转以及阀14a，14b的开度进行控制。

另外，在图1中，对于与相同的被空调空间11a～11c对应的构成要素，附加相同的附加字母a～c。

在此，冷梁12a～12c具有与在背景技术部分参照图4说明了的冷梁300同等的结构，具有热交换器121a～121c以及管道122a～122c。关于这样的冷梁12a～12c，被热处理了制冷剂从外调机13被供给至热交换器121a～121c，且被热处理了的调节空气通过管道122a～122c从外调机13被供给至被空调空间11a～11c。

外调机13包括:利用由锅炉等的热源装置供给的热水HW对户外空气进行加热的加热盘管131；利用由冷却塔等的热源装置供给的冷水CW对户外空气进行冷却的冷却盘管132；将通过加热盘管131或者冷却盘管132进行了热处理的户外空气（调节空气）送出的风扇133。在此，由通过了加热盘管131或者冷却盘管132的热水HW或冷水CW构成的制冷剂被供给至冷梁12a～12c的热交换器121a～121c而进行循环。又，由风扇133送出的调节空气被供给至冷梁12a～12c的管道121a～121c。

阀14a，14b由根据来自控制装置19的控制信号而驱动从而调节其开度的公知的流量控制阀构成。在此，阀14a配设在对锅炉等加热装置和外调机13进行连接的配管上，对被供给至外调机13的加热盘管131的热水HW的量进行控制。另一方面，阀14b被配设在对冷却塔等加热装置和外调机13进行连接的配管上，对被供给至外调机13的冷却盘管132的冷水CW的量进行控制。

室内传感器15a～15c被配设在对应的被空调空间11a～11c内部，由测量该被空调空间11a～11c的露点温度（以下、称为“室内露点温度”。）的公知的露点温度传感器构成。室内传感器15a～15c的测量结果被发送给控制装置19。

表面温度传感器16由配设在冷梁12a的热交换器121a上并对温度进行测量的公知的温度传感器构成。表面温度传感器16a的测量结果（以下、称为“测量表面温度”。）被发送给控制装置19。

出口温度传感器17被配设在对外调机13和冷梁12a～12c进行连接的制冷剂用配管171上的位于外调机13附近的位置、由对流经该配管内的冷热水的温度（以下、称为“出口温度”。）进行测量的公知的温度传感器构成。这样的出口温度传感器17的测量结果被发送给控制装置19。

供气传感器18被配设在对外调机13和冷梁12a～12c进行连接的管道181上，由对流经该管道内部的调节空气的温度（以下，称为“供气温度”。）的公知的温度传感器构成。供气传感器18的测量结果被发送给控制装置19。

控制装置19由具有CPU等运算装置、存储器、硬盘等记录装置等的计算机、和安装在该计算机上的程序构成。即，通过硬件装置和软件装置的协作，上述硬件资源由程序控制，如图2所示，实现了I／F部191、推定部192、存储部193、判定部194、驱动部195。

I／F部191与外调机13、阀14a,14b、室内传感器15a～15c、表面温度传感器16、出口温度传感器17、供气传感器18电连接，在I／F部191与这些部件之间进行各种信息的交换，且根据需要将该各种信息发送给推定部192以及驱动部195。

推定部192根据由被安装在热交换器121a的表面上的表面温度传感器16a所测量到的测量表面温度、和由出口温度传感器17所测量到的出口温度，对冷梁12a～12c上的热交换器121a～121c的表面温度的推定值进行运算。关于推定该热交换器121a～121c的表面温度的原理，将在以下进行说明。

图3是示出与热交换器有关的各位置的温度梯度的图。如该图3所示，外调机13的出口的制冷剂的温度（出口温度）、热交换器的入口的制冷剂的温度（入口温度）具有比热交换器的实际的表面温度（表面温度实际值）低的倾向。另一方面，由温度传感器测量到的热交换器的表面温度（测量表面温度）、被空调空间的温度（室内温度）具有比表面温度实际值高的倾向。这样，表面温度实际值为出口温度和测量表面温度之间的值。因此，在本实施形态中，设表面温度实际值存在于这些的温度之间，来推定表面温度实际值。具体来说，通过对出口温度和测量表面温度进行加权平均来推定表面温度。即，根据下式（1），（2）来运算推定表面温度。

推定表面温度＝出口温度×a＋测量表面温度×b…（1）

a＋b＝1…（2）

在此，权重a，b的值可以根据用途等适当地自由设定。例如，在出租建筑等管理一般比较严格的建筑物中，则希望完全不发生结露。在适用于这样的建筑物的情况下，使得权重a的值比权重b的值大，从而使得所算出的推定表面温度变低。由此，由判定部194判定为结露发生的可能性变高，供气温度被设定得较低，因此能够更加可靠地防止结露的发生。另一方面，公司自有建筑等重视节能化的建筑物中，即使发生表面湿润程度的结露也没有问题。在适用于这样的建筑物的情况下，使得权重b的值比权重a的值大，从而使得所算出的推定表面温度变高。由此，由判定部194判定为结露发生的可能性变低，供气温度被设定得较高，因此能够削减能耗。

存储部193预先存储了通过推定部192运算推定表面温度所采用的上述（1）、（2）、权重a，b。另外，该权重a，b可以通过I／F部191从外部适当地变更。

判定部194通过对由推定部192算出的推定表面温度和由室内传感器15a～15c测量的室内露点温度进行比较，来预测并判定在冷梁12a～12c的热交换器121a～121c是否会发生结露。该判定例如在推定表面温度为室内露点温度以上或者推定表面温度在从室内露点温度至比其低规定的值的温度的范围内的情况下，判定为发生结露。这样的话，判定部194将旨在使供气温度下降的指示发送给驱动部195。另一方面，在比自该室内露点温度起低规定的值的温度低的情况下，判定为未发生结露。这样的话，判定部194将旨在使供气温度上升的指示发送给驱动部195。由此，能够防止热交换器121a～121c发生结露，且能够实现节能化。

驱动部195根据从室内传感器15a～15c、表面温度传感器16、出口温度传感器17、供气传感器18取得的信息，对外调机13的驱动以及阀14a，14b的开度进行控制。在此，来自外调机13的供气温度通过根据从判定部194送出的与供气温度的上升或者下降有关的指示来控制阀14a，14b的开度而进行变更。

如以上说明那样，根据本实施形态，基于由出口温度传感器17测量到的从外调机13供给的制冷剂的温度、以及由被配设在热交换器121a的表面的表面温度传感器16测量到的温度，推定热交换器121a的表面的温度，由此能够得到适合于预测结露的发生的热交换器的表面温度。又，对该取得的值和由室内传感器15a～15c测量到的室内露点温度进行比较，来判定冷梁12a～12c的热交换器121a～121c是否会发生结露，因此，作为结果，能够更加确切地预测结露。

另外，在本实施形态中，以通过对出口温度和测量表面温度进行加权平均来推定表面温度实际值的情况为例进行了说明，但如果表面温度实际值为出口温度和测量表面温度之间的温度的话，推定表面温度实际值的方法并不限定于加权平均，可以采用各种手法进行推定。

又，在本实施形态中，以通过加权平均来推定表面温度实际值的情形为例进行了说明，但作为该加权平均的一个形态，当然也可以根据使权重a，b分别为0．5的算数平均来进行推定。

又，在本实施形态中，以将被安装在热交换器的表面的表面温度传感器16仅设置在冷梁12a上的情况为例进行了说明，但也可以分别在各个冷梁12a～12c上设置。由此，能够对冷梁12a～12c的每一个判定结露的发生。

又，在本实施形态中，以通过出口温度传感器17对外调机13附近的制冷剂的温度（出口温度）进行测量的情况为例进行了说明，但是也可以替代该出口温度，而适用例如冷梁12a～12c的入口温度。由此，能够更加正确地测量被供给至冷梁的制冷剂的温度，因此能够对于冷梁的表面温度推定与实际的温度更近的值，其结果，也可以更加确切地预测结露的发生。

又，在本实施形态中，以适用于具有热交换器以及管道的冷梁的情况为例进行了说明，但在具有辐射板的情况下当然也可以适用。在该情况下，由于对流引起的热传递变小，所以测量表面温度与表面温度实际值之间的差值变小，因此通过增大上式（1）中的权重b的值，能够推定更加正确的表面温度。

【产业上的可利用性】

本发明能够适用于被设置在住房、高楼等具有多个房间的建筑物中的空气调节系统。

【符号说明】

1…空气调节系统、11a～11c…被空调空间、12a～12c…冷梁、13…外调机、14a，14b…阀、15a～15c…室内传感器、16…表面温度传感器、17…出口温度传感器、18…供气传感器、19…控制装置、121a～121c…热交换器、122a～122c…管道、131…加热盘管、132…冷却盘管、133…风扇、171…制冷剂用配管、181…管道、191…I／F部、192…推定部、193…存储部、194…判定部、195…驱动部、300…冷梁、301…热交换器、302…管道、303…框体。

Claims (4)

1.一种表面温度推定装置，其是对由热源提供经热处理后的制冷剂的热交换器的表面温度进行推定的装置，其特征在于，包括：

第1传感器，其对从所述热源供给的制冷剂的温度进行测量；

第2传感器，其被配置在所述热交换器的表面以对温度进行测量；和

推定部，其根据由所述第1传感器所测量的温度和由所述第2传感器所测量的温度，推定所述热交换器的表面的温度。

2.如权利要求1所述的表面温度推定装置，其特征在于，

所述推定部通过对由所述第1传感器所测量的温度和由所述第2传感器所测量的温度进行加权平均来推定所述热交换器的表面的温度。

3.一种表面温度推定方法，其是对由热源提供经热处理后的制冷剂的热交换器的表面温度进行推定的方法，其特征在于，包括：

对从所述热源供给的制冷剂的温度进行测量的第1测量步骤；

通过被配置在所述热交换器的表面的传感器测量温度的第2测量步骤；和

推定步骤，其根据由所述第1测量步骤所测量的温度和由所述第2测量步骤所测量的温度，推定所述热交换器的表面的温度。

4.一种结露判定装置，其被配设在被空调空间中，对结露是否会发生于由热源提供经热处理后的制冷剂的热交换器进行判定，其特征在于，包括：

第1传感器，其对从所述热源供给的制冷剂的温度进行测量；

第2传感器，其被配置在所述热交换器的表面以对温度进行测量；

第3传感器，其对所述被空调空间的露点温度进行测量；

推定部，其根据由所述第1传感器所测量的温度和由所述第2传感器所测量的温度，推定所述热交换器的表面的温度；和

判定部，其根据该推定部的推定结果和由所述第3传感器所测量的所述露点温度，对所述热交换器是否会发生结露进行判定。

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