CN103154625B - 冷冻循环装置 - Google Patents

Abstract

冷冻循环装置（100）包括：低压压力检测部件（11），其用于检测压缩机（1）吸入的制冷剂压力；吸入制冷剂温度检测部件（21），其用于检测压缩机（1）的吸入制冷剂温度；频率检测部件（40），其用于检测压缩机（1）的运转频率；被冷却流体流入温度检测部件（22），其用于检测流入蒸发器（4）的上述被冷却流体的温度；被冷却流体流出温度检测部件（23），其用于检测从蒸发器（4）流出的被冷却流体的温度；流量算出部件（测定部31、运算部32及存储部33），其使用各检测部件的检测值算出流到蒸发器（4）的被冷却流体的流量的绝对量。

Description

冷冻循环装置

技术领域

本发明涉及用于供给被冷却至期望的温度的被冷却流体的冷冻循环装置。

背景技术

以往的用于供给被冷却至期望的温度的被冷却流体的冷冻循环装置，使用流量计等直接计测被冷却流体的流量。另外，这样的冷冻循环装置使用直接计测出的被冷却流体的流量检测由于冻结等而产生的被冷却流体的流量异常等。因此，这样的冷冻循环装置需要设置用于直接计测被冷却流体的流量的计测器（流量计等），因此，存在冷冻循环装置成为高价这样的问题。

因此，以往提出有不设置流量计而谋求检测出被冷却流体的流量、流量异常的冷冻循环装置。

例如，作为以往的不设置流量计而谋求检测被冷却流体的流量异常的冷冻循环装置，提出有这样的冷却装置：“冷却装置100具有由压缩机1、冷凝器2、节流部件4和蒸发器5构成的冷冻循环部件，设置有用于对冷凝器2送风的送风机3、用于检测流入到蒸发器5的低压制冷剂液的温度的低压制冷剂液温度检测部件10、用于检测流入到蒸发器5的被冷却流体的温度的被冷却流体流入温度检测部件11。将检测值输入到运算部21，在判断部23判断被冷却流体的“冻结的有无”或“冻结的可能性”。控制部24基于判断部23的判断结果控制压缩机1、送风机3、节流部件4和泵6以防止被冷却流体的冻结。”（例如参照专利文献1）。

另外，例如，作为以往的不设置流量计而谋求检测被冷却流体的流量的冷冻循环装置，基于流入到蒸发器的冷水流量、冷水入口温度、冷水出口温度、从吸收器向冷凝器流出的冷却水中间温度及向吸收器流入的冷却水入口温度的测定数据来推定冷却水流量（例如参照专利文献2）。

另外，例如，作为以往的不设置流量计而谋求检测被冷却流体的流量的冷冻循环装置，根据在蒸发器中流动的冷水流量、冷水入口温度、冷水出口温度的测定数据算出冷冻负荷，基于冷却水温度和冷冻负荷算出从冷水接收的热量Qa和向冷却水放出的热量Qe之比（热交换系数K），基于算出的热交换系数K算出冷却水流量（例如参照专利文献3）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009－243828号公报

专利文献2：日本特许第3083930号公报

专利文献3：日本特许第3253190号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在以往的不设置流量计而谋求检测被冷却流体的流量异常的冷冻循环装置中，使用受冷冻循环装置的运转条件的影响的指标判断流量降低，因此，存在流量降低的判断变得不稳定的问题。

另外，在以往的不设置流量计而谋求检测被冷却流体的流量的冷冻循环装置中，虽然能相对判断流量降低，但存在不能把握流量的绝对量的问题。

本发明是为了解决上述问题而做成的，其目的在于获得不设置流量计等计测器而能通过绝对量把握流入到蒸发器的被冷却流体的流量的冷冻循环装置。

本发明的冷冻循环装置包括：第1回路，其是用配管连接用于压缩制冷剂的压缩机、用于将被该压缩机压缩了的制冷剂冷凝的冷凝器、用于对被该冷凝器冷凝了的制冷剂进行减压的减压部件及用于使被该减压部件减压了的制冷剂蒸发的蒸发器而构成；第2回路，其是用配管连接蒸发器及将用于与在蒸发器中流动的制冷剂进行热交换的被冷却流体送出到蒸发器的被冷却流体送出部件而构成，该冷冻循环装置包括：低压压力检测部件，其用于检测压缩机吸入的制冷剂的压力；吸入制冷剂温度检测部件，其用于检测压缩机吸入的制冷剂的温度；频率检测部件，其用于检测压缩机的运转频率；被冷却流体流入温度检测部件，其用于检测流入到蒸发器的被冷却流体的温度即被冷却流体流入温度；被冷却流体流出温度检测部件，其用于检测从蒸发器流出的被冷却流体的温度即被冷却流体流出温度；流量算出部件，其使用低压压力检测部件、吸入制冷剂温度检测部件、频率检测部件、被冷却流体流入温度检测部件及被冷却流体流出温度检测部件的检测值算出流到蒸发器的被冷却流体的流量的绝对量。

在本发明中，使用低压压力检测部件、吸入制冷剂温度检测部件、频率检测部件、被冷却流体流入温度检测部件及被冷却流体流出温度检测部件的检测值算出流到蒸发器的被冷却流体的流量的绝对量。通过使用这些值，例如如下述实施方式所示，能使用几个方法算出流到蒸发器的被冷却流体的流量的绝对量。因此，本发明的冷冻循环装置能不设置流量计等计测器而通过绝对量把握流入到蒸发器的被冷却流体的流量。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的制冷剂回路和系统的系统图。

图2是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的另一例的制冷剂回路和系统的系统图。

图3是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的又一例的制冷剂回路和系统的系统图。

图4是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的又一例的制冷剂回路和系统的系统图。

图5是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的又一例的制冷剂回路和系统的系统图。

图6是表示本发明的实施方式1的被冷却流体的流量异常判断的流程的流程图。

图7是表示本发明的实施方式2的被冷却流体的流量G_w的修正方法的流程的流程图。

图8是用于说明本发明的实施方式3的被冷却流体系统（第2回路B）的流路异常判断方法的概念图。

具体实施方式

实施方式1．

《设备构成》

基于图1说明本发明的实施方式1的冷冻循环装置的构成。

图1是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的制冷剂回路和系统的系统图。

本实施方式1的冷冻循环装置100具有供制冷剂循环的第1回路A及供被该制冷剂冷却的被冷却流体循环的第2回路B。第1回路A依次用配管连接压缩机1、冷凝器2、减压部件3及蒸发器4而构成。第2回路B是连接蒸发器4和冰箱、室内机等（未图示）的冷能负荷的回路。在该第2回路B上连接有用于使被冷却流体在第2回路B循环的被冷却流体送出部件5。

（压缩机）

压缩机1是能使运转容量可变的压缩机，例如由利用被变换器控制的电动机驱动的容积式压缩机构成。在图1中，压缩机1仅为1台，但不限定于此，也可以并联或串联地连接2台以上的压缩机。

（冷凝器）

冷凝器2是制冷剂和被热交换介质进行热交换（更详细而言是利用被热交换介质冷却制冷剂）的换热器。冷凝器2例如使用将隔开间隔并排设置的多个薄板的周缘部密封、使形成于各薄板之间的空间交替地为制冷剂流路及被热交换介质流路的板式换热器。该情况下的被热交换介质例如是像水那样的流体，利用泵等送出部件（未图示）向冷凝器2供给。

另外，在本实施方式1的冷冻循环装置100中，作为与制冷剂进行热交换的热交换对象的被热交换介质是水，但不限定于此，也可以使用混合有使凝固点下降的添加物的载冷剂等作为被热交换介质。另外，冷凝器2不限定于板式换热器，例如也可以是在双重的管的内外进行热交换的双重管式换热器、由导热管和多个翅片构成的交叉翅片式的翅片管型换热器等、起到同样的作用的其他形式的换热器。在冷凝器2为翅片管型换热器的情况下，被热交换介质是空气，被热交换介质的送出部件使用风扇等驱动部件。另外，在图1中，冷凝器2仅由1个构成，但不限定于此，也可以并联或串联地连接2个以上的冷凝器。

（减压部件）

减压部件3进行在第1回路A内流动的制冷剂的流量的调节等。作为减压部件3，可以使用能利用步进电机（未图示）调整节流开度的电子膨胀阀、在受压部采用了隔膜的机械式膨胀阀或毛细管等。在图1中，减压部件3仅由1个构成，但不限定于此，也可以并联或串联地连接2个以上的减压部件。

（蒸发器）

蒸发器4是制冷剂和被冷却流体进行热交换的换热器，例如是板式换热器。

在图1中，蒸发器4仅由1个构成，但不限定于此，也可以并联或串联地连接2个以上的蒸发器。

（被冷却流体和被冷却流体送出部件）

被冷却流体例如是像水这样的流体，可以仅是水，也可以是混合了使凝固点下降的添加物的载冷剂等。另外，在本实施方式1中，由于被冷却流体为上述那样的流体，因此，被冷却流体送出部件5为泵等流体送出部件。但是，被冷却流体送出部件5不限定于此，只要能起到同样的作用，可以是其他形式的送出部件。

（制冷剂）

冷冻循环装置100所用的制冷剂（即在第1回路A中循环的制冷剂）例如是R410A、R407C、R404A等HFC制冷剂、R22、R134a等HCFC制冷剂、或碳化氢、氦这样的自然制冷剂等。另外，冷冻循环装置100所用的制冷剂不限定于此，只要起到同样的制冷剂作用，也可以为上述以外的制冷剂。

另外，本实施方式1的第1回路A（制冷剂回路）的构成不限定于图1所示的构成。例如，也可以将图1所记载的以外的构成（例如四通阀、储压器、储液器等）连接于第1回路A。

（温度·压力·频率检测系统）

如图1所示，在冷冻循环装置100上设有用于检测压缩机1的吸入制冷剂温度的吸入制冷剂温度检测部件21、用于检测流入到蒸发器4的被冷却流体的温度的被冷却流体流入温度检测部件22及用于检测从蒸发器4流出的被冷却流体的温度的被冷却流体流出温度检测部件23。吸入制冷剂温度检测部件21设于压缩机1的吸入侧。另外，在冷冻循环装置100的压缩机1的吸入侧设有低压压力检测部件11。另外，在冷冻循环装置100上设有用于检测压缩机1的运转频率的频率检测部件40。

通过在压缩机1的吸入侧设置吸入制冷剂温度检测部件21及低压压力检测部件11，能检测压缩机1吸入的制冷剂的过热度（以下称作压缩机吸入过热度）。通过控制压缩机吸入过热度，能实现液体制冷剂不返回压缩机1的运转。另外，吸入制冷剂温度检测部件21及低压压力检测部件11的设置位置不限于图示位置，只要是从蒸发器4到压缩机1的吸入侧的区间，可以设于任何的部位。另外，通过将低压压力检测部件11的压力换算为饱和温度，能求出冷冻循环的蒸发温度。

另外，通过如图2所示地构成冷冻循环装置，也可以求出冷冻循环的蒸发温度。

图2是本发明的实施方式1的冷冻循环装置的另一例的制冷剂回路和系统的系统图。图2所示的冷冻循环装置100在蒸发器4的入口侧设置用于检测向蒸发器4流入的制冷剂的温度的低压制冷剂温度检测部件24，使用其检测值作为冷冻循环的蒸发温度。在使用低压压力检测部件11的检测值求出蒸发温度的情况下，由于在从蒸发器4的出口到压缩机1的吸入侧的连接配管产生的压力损失，在算出的蒸发温度和实际的蒸发温度之间产生误差。但是，如图2所示，通过将低压制冷剂温度检测部件24设于蒸发器4的入口侧，可以排除使用低压压力检测部件11算出蒸发温度时产生的误差，因此，能高精度地求出蒸发温度。

（控制系统）

利用低压压力检测部件11、吸入制冷剂温度检测部件21、被冷却流体流入温度检测部件22、被冷却流体流出温度检测部件23及频率检测部件40检测出的各检测值，分别被输入测定部31。输入到测定部31的这些检测值被输入到运算部32。然后，在运算部32使用预先提供的式子等运算各个检测值，将运算结果输入并存储于存储部33。存储部33能存储由运算部32获得的结果、预先提供的常数、用于计算制冷剂物性值（饱和压力、饱和温度、焓等）的近似式、表、运算所用的式子、构成冷冻循环装置100的各设备的规格、标准运转数据等，根据需要能参照、改写这些存储内容。

判断部34对存储于存储部33的上述运算结果和流量异常判断基准值进行比较，判断被冷却流体的“流量异常的有无”，将其判断结果输入控制部35。控制部35基于判断部34的判断结果进行压缩机1、减压部件3、被冷却流体送出部件5中的至少任一个的控制（例如压缩机1的运转停止、减速等）。另外，在产生流量异常的情况下，利用报知部36发出警报。即，控制部35相当于本发明的控制部件，报知部36相当于本发明的报知部件。

测定部31、运算部32、判断部34、控制部35的处理利用微机进行处理，存储部33由半导体存储器等构成。另外，在报知部36，利用微机进行处理的处理结果通过LED、监视器等显示，或输出警告音等，或利用电话线、LAN线、无线等通信部件（未图示）向远处输出信息。

另外，在上述的构成例中，上述的测定部31、运算部32、存储部33、判断部34及控制部35内置于冷冻循环装置中，但也可以做成另外配置于冷冻循环装置的外部的方式等。

《冷冻循环装置的运转动作》

接着，基于图1说明实施方式1的冷冻循环装置100的运转动作。从压缩机1排出的高温高压的气体制冷剂到达冷凝器2，通过与被热交换介质的热交换作用进行冷凝液化。冷凝液化了的制冷剂成为被减压部件3减压了的二相制冷剂而送到蒸发器4。流入到蒸发器4的二相制冷剂利用与由被冷却流体送出部件5供给的被冷却流体的热交换作用蒸发，成为低压的气体制冷剂。在此，减压部件3控制在蒸发器4中流动的制冷剂的流量，使得压缩机1的吸入侧的制冷剂的压缩机吸入过热度成为规定值。因此，蒸发器4出口的气体制冷剂成为具有规定的过热度的状态。而且，利用蒸发器4气化的气体制冷剂再次返回压缩机1。另外，压缩机吸入过热度通过从吸入制冷剂温度检测部件21的值减去蒸发温度而求出。另外，蒸发温度通过对低压压力检测部件11的压力进行饱和温度换算来求出。

另一方面，利用蒸发器4冷却的被冷却流体被向所要求的冷能负荷引导。在此，在蒸发器4内流动的制冷剂的流量与冷能负荷要求相应且被控制为处于被冷却流体未冻结的范围。在该蒸发器4内流动的制冷剂的流量的控制通过利用控制部35控制压缩机1的运转容量来进行。

另外，本实施方式1的冷冻循环装置100的系统构成不限定于图1所示的构成，例如也可以为图3所示的系统构成。即，图1所示的冷冻循环装置100采用在蒸发器4内进行热交换的制冷剂和被冷却流体的流动的关系为对向流的方式。不限于此，也可以如图3所示的冷冻循环装置100那样采用在蒸发器4内进行热交换的制冷剂和被冷却流体的流动的关系为并行流的方式。

《被冷却流体流量异常判断方法（流程图）》

下面，说明本实施方式1的被冷却流体的流量异常判断方法。

图6是表示本发明的实施方式1的被冷却流体的流量异常判断的流程的流程图。以下，使用该图6及图1说明本实施方式1的被冷却流体的流量异常判断方法。

被冷却流体的流量异常判断开始时，在ST1中，在测定部31获取低压压力检测部件11、吸入制冷剂温度检测部件21、被冷却流体流入温度检测部件22、被冷却流体流出温度检测部件23及频率检测部件40的检测值（压力、温度、压缩机1的运转频率：即运转数据）。

在ST2中，运算部32使用在ST1获取的检测值运算制冷剂循环量G_r、被冷却流体流量的假定值G_wk。

制冷剂循环量G_r能使用例如压缩机1的排气量V_st［m³］、压缩机1的运转频率F［Hz］、压缩机1吸入的制冷剂的密度ρ_s［kg／m³］及容积效率η_v［－］，根据下式（1）进行运算。另外，压缩机1吸入的制冷剂的密度ρ_s能根据低压压力检测部件11和吸入制冷剂温度检测部件21的检测值进行运算。另外，压缩机1的排气量V_st是根据压缩机1的规格决定的值，被存储于存储部33。容积效率η_v是0.9～1.0左右的值。容积效率η_v例如预先存储于存储部33，通过作为常数提供等的方法来使用。

[数1]

G_r=V_st×F×ρ_s×η_v  （1）

另外，制冷剂循环量G_r和压缩机1的性能特性的特性通过实测或模拟等求出，也可以使用基于上述结果作成的表、近似式等求出制冷剂循环量G_r。在该情况下，压缩机1的性能特性依赖于压缩机1的运转频率、压缩机吸入过热度、冷凝温度及蒸发温度（即能根据压缩机1的运转频率、压缩机吸入过热度、冷凝温度及蒸发温度算出压缩机1的性能值），求出制冷剂循环量G_r的表、近似式等所用的参数，能使用压缩机1的运转频率、压缩机吸入过热度、冷凝温度及蒸发温度。另外，在使用冷凝温度求出制冷剂循环量G_r的情况下，冷冻循环装置100例如为图4、图5所示的构成即可。即，如图4所示，可以设置用于测定流入冷凝器2的制冷剂的压力的高压压力检测部件12，将该高压压力检测部件12的压力检测值换算为饱和温度而求出冷凝温度。或者，如图5所示，可以设置用于测定在冷凝器2中流动的制冷剂的温度的高压制冷剂温度检测部件25，将该高压制冷剂温度检测部件25的温度检测值作为冷凝温度。另外，作为求出制冷剂循环量的表、近似式等所用的参数，使用冷凝温度、蒸发温度，但也可以代替蒸发温度而使用低压压力检测部件11的压力检测值作为参数，代替冷凝温度而使用高压压力检测部件12的压力检测值作为参数。

另外，高压压力检测部件12、高压制冷剂温度检测部件25的设置位置不限于图4及图5所示的设置位置。高压压力检测部件12只要是从压缩机1的排出侧到冷凝器2的区间，可以设于任何的部位。高压制冷剂温度检测部件25也可以设于冷凝器内部的制冷剂配管或冷凝器2的出入口附近。

被冷却流体流量的假定值G_wk可以使用如上述那样求出的制冷剂循环量G_r和在ST1获取的运转数据，通过下式（2）求出。

[数2]

$G_{\mathrm{wk}}=\frac{G_r\×\mathrm{\Δ}{H_{\mathrm{eva}}}^{*}}{{\mathrm{\ρ}}_w\×C_{\mathrm{pw}}\×(T_{\mathrm{wi}}-T_{\mathrm{wo}})}---\left(2\right)$

T_wi：被冷却流体流入温度[℃]

T_wo：被冷却流体流出温度[℃]

ρ_w：被冷却流体密度[kg/m³]

C_pw：被冷却流体的定压比热[kJ/kg·k]

△H_eva ^*：蒸发器4的出入口制冷剂焓差[kJ/kg]

被冷却流体密度ρ_w和被冷却流体的定压比热C_pw，能使用被冷却流体的温度（被冷却流体流入温度检测部件22检测出的被冷却流体流入温度、被冷却流体流出温度检测部件23检测出的被冷却流体流出温度），根据物性的近似式等求出。蒸发器4的出入口制冷剂焓差ΔH_eva ^*作为冷冻循环装置100的标准运转数据预先存储于存储部33，通过参照存储部33的存储数据等方法提供。在此，式（2）的分子的G_r×ΔH_eva ^*意指蒸发器4的冷却能力（蒸发能力）Q_e。即，是Q_e＝G_r×ΔH_eva ^*。因此，也可以将冷却能力Q_e作为压缩机1的性能特性等通过表、近似式等存储于存储部33，使用该表、近似式等求出冷却能力Q_e。如上述那样，压缩机1的性能特性依赖于压缩机1的运转频率、压缩机吸入过热度、冷凝温度及蒸发温度（即能根据压缩机1的运转频率、压缩机吸入过热度、冷凝温度及蒸发温度算出压缩机1的性能值），因此，该表、近似式等所用的参数能使用压缩机1的运转频率、压缩机吸入过热度、冷凝温度及蒸发温度。另外，求出冷却能力Q_e的方法并不限定于此，也可以使用将冷却能力Q_e作为常数预先存储于存储部33等的方法。另外，被冷却流体流量的假定值G_wk的设定方法并不限定于此。例如，也可以将存储于存储部33的冷冻循环装置100使用时的设定流量值直接作为G_wk提供。另外，例如，也可以初始设定后述的总传热系数（overall heat transmission coefficient）K，使用后述的式（7）求出被冷却流体流量G_w，将其值作为被冷却流体流量的假定值G_wk。

在ST3中，为了求出热传递特性，在运算部32运算制冷剂侧传热率（heat transfer coefficient）α_r［kW／（m²·K）］和被冷却流体侧传热率α_w［kW／（m²·K）］。制冷剂侧传热率α_r能使用制冷剂循环量G_r通过下式（3）所示的函数式求出。另外，被冷却流体侧传热率α_w能使用被冷却流体的流量G_wk通过下式（4）所示的函数式求出。

[数3]

${\mathrm{\α}}_r={\mathrm{\β}}_r\×{G_r}^{{\mathrm{\γ}}_r}---\left(3\right)$

[数4]

${\mathrm{\α}}_w={\mathrm{\β}}_w\×{G_{\mathrm{wk}}}^{{\mathrm{\γ}}_w}---\left(4\right)$

另外，比例系数β_r和β_w、乘方系数γ_r和γ_w通过实测数据、模拟数据或热传递的理论式等预先决定，作为预定常数分别提供给式（3）或式（4）中（或与式（3）、式（4）独立地分别存储于存储部33）。

在ST4中，运算部32使用在ST3中运算出的制冷剂侧传热率α_r及被冷却流体侧传热率α_w通过下式（5）运算总传热系数K。

[数5]

$K=\frac{1}{\frac{1}{{\mathrm{\α}}_r}+\frac{1}{{\mathrm{\α}}_w}}---\left(5\right)$

另外，上述的式（5）从总传热系数K的定义式省略了热传导电阻的项，当然也可以使用下式（6）所示的总传热系数K的定义式。

[数6]

$K=\frac{1}{\frac{1}{{\mathrm{\α}}_r}+\frac{\mathrm{\δ}}{\mathrm{\λ}}+\frac{1}{{\mathrm{\α}}_w}}---\left(6\right)$

δ：导热壁的厚度［m］

λ：导热壁的导热率［kW/（m²·k）］

在ST5中，运算部32使用在ST4求出的总传热系数K和在ST1获取的运转数据运算被冷却流体的流量G_w。被冷却流体的流量G_w使用总传热系数K时用下式（7）表示。

[数7]

$G_w=\frac{A\×K\×3600}{{\mathrm{\ρ}}_w\×C_{\mathrm{pw}}\×\ln \left(\frac{T_{\mathrm{wi}}-\mathrm{ET}}{T_{\mathrm{wo}}-\mathrm{ET}}\right)}---\left(\text{7}\right)$

ET：蒸发温度［℃］

A：蒸发器的导热面积［m²］

即，测定部31、运算部32及存储部33相当于本发明的流量算出部件（算出被冷却流体的流量的绝对量的部件）。

在ST6中，判断部34判断“在ST5中运算出的被冷却流体的流量G_w相对于在ST2中运算出的被冷却流体的流量的假定值G_wk是否处于规定的范围（例如±1％等）”。若判断的结果为是则进入ST8。若判断的结果为否，则向ST7转移而将G_wk置换为G_w，再一次重复从ST3开始的动作。

另外，ST6并不是必须的步骤，但通过进行ST6能更高精度地求出总传热系数K，能使被冷却流体的流量G_w更接近于实际的流量。在进行ST6的情况下，判断部34也相当于本发明的流量算出部件（算出被冷却流体的流量的绝对量的部件）。

在ST8中，判断部34判断“ST6的判断结果为是时的被冷却流体的流量G_w是否为适当的流量”。例如，预先将流量异常判断基准值G_wb设定为冷冻循环装置100运转时的流量下限值的50％（存储于存储部33），ST8的判断条件为“G_w＞G_wb”。若判断结果为是，则向ST9转移，若判断结果为否，则向ST10转移。在ST9中进行水流量正常输出，被冷却流体的流量异常判断结束。在ST10中进行水流量异常输出，判断结束。

即，存储部33及判断部34相当于本发明的流量异常判断部件。

另外，在本实施方式1中，流量异常判断基准值G_wb为冷冻循环装置100运转时的流量下限值的50％，但流量异常判断基准值G_wb的值并不限定于此。也可以根据冷冻循环装置100的运用情况来改变基准值的阈值，例如使流量异常判断基准值G_wb为下限值的80％等。

另外，在ST10为异常输出而判断结束了的情况下，基于该异常判断，控制部35作为保护控制动作也可以实施压缩机1的即时运转停止、增速禁止或每经过几秒使压缩机频率减速几Hz等那样的运转控制。另外，在冷冻循环装置100的控制中，这些保护控制动作可以是单一设定（进行上述的运转控制中的1个的设定），也可以是多个并用设定（进行上述的运转控制中的多个的设定）。在并用设定保护控制动作的情况下，例如，也可以根据被冷却流体的流量G_w设定各运转控制的阈值，根据流量降低的程度阶段性地进行各运转控制。通过这样连动地实施作为保护控制动作的各运转控制，能更可靠地防止由被冷却流体的流量异常引起的压缩机1的故障等。

判断结果为正常情况下的输出的方法，能进行配置于报知部36的基板上的输出终端（LED、液晶等）的显示输出、向远处输出通信数据等。在向远处输出通信数据的情况下，进行这些显示输出的部件与报知部36一起构成本发明的报知部件。

判断结果为异常的情况下（不正常的情况）的输出的方法，也与正常的情况相同，能进行配置于报知部36的基板上的输出终端（LED、液晶等）的显示输出、向远处输出通信数据等。另外，在判断结果为异常的情况下，由于要求紧急，因此也可以是通过电话线等向维修人员直接输出和报知异常产生的方法。

另外，与正常／异常的判断结果的报知相应地，在上式运算出的被冷却流体的流量G_w的运算值，也可以进行向配置于报知部36的基板上的输出终端（LED、液晶等）显示、向远处输出通信数据。

通过如上述那样输出·显示异常／正常的判断结果、被冷却流体的流量G_w，能使冷冻循环装置100的使用者、管理者容易掌握冷冻循环装置100的运转状态，冷冻循环装置100的保养管理、维修等变得容易。

以上，在这样构成的冷冻循环装置100中，使用设于冷冻循环装置100的各检测部件的检测值，能高精度地算出在蒸发器4中流动的被冷却流体的流量G_w（即被冷却流体的流量的绝对量）。例如，使用各检测部件的检测值算出制冷剂侧传热率α_r及被冷却流体侧传热率α_w，使用这些算出值和各检测部件的检测值算出总传热系数K，使用总传热系数K和各检测部件的检测值算出在蒸发器4中流动的被冷却流体的流量的绝对量，从而不会受冷冻循环装置100的运转状态的变化（例如制冷剂循环量的增减、被冷却流体流量的增减等）影响，能高精度地算出在蒸发器4中流动的被冷却流体的流量G_w（即，被冷却流体的流量的绝对量）。

另外，在这样地构成的冷冻循环装置100中，无需设置流量计等计测器，因此，能获得便宜且提高了设备的保养管理、维修性的冷冻循环装置100。

另外，通过使用如本实施方式1这样算出的被冷却流体的流量G_w进行流量异常判断，能准确地判断在蒸发器4中流动的被冷却流体的流量异常。

另外，在利用流量异常判断部件检测到异常时，通过进行压缩机1、减压部件3、被冷却流体送出部件5中的至少任一个的控制（例如压缩机1的运转停止、减速等），能防止构成冷冻循环装置100的设备的故障。

实施方式2．

通过如下地设定在实施方式1中算出的被冷却流体的流量G_w的修正值，能更高精度地算出在蒸发器4（换言之在第2回路B）中流动的被冷却流体的绝对量。以下，说明本实施方式2的冷冻循环装置100。另外，本实施方式2的冷冻循环装置的制冷剂回路及系统构成等与在实施方式1中所示的冷冻循环装置相同，因此，在本实施方式2中省略对与实施方式1相同的部位的说明。

在本实施方式2中，使用与实施方式1相同的方法进行被冷却流体的流量异常判断。但是，在实施被冷却流体的流量异常判断之前，在初次安装的试运转时等预先求出被冷却流体的流量G_w的修正值这一点是实施方式1和本实施方式2的不同点。以下说明修正方法。

《被冷却流体的流量G_w的修正方法（流程图）》

图7是表示本发明的实施方式2的被冷却流体的流量G_w的修正方法的流程的流程图。以下，基于该图7及图1说明被冷却流体的流量G_w的修正方法。

在ST21中，在规定的运转条件下运转冷冻循环装置100，并进行运转控制，使之成为适于被冷却流体的流量修正的运转状态。所谓规定的运转条件意指例如冷冻循环装置100的各设备的额定条件。另外，所谓规定的运转条件意指例如被冷却流体的温度、外部气温、压缩机运转频率等确定了的运转条件。而且，在运转控制中，利用设于冷冻循环装置100的各检测部件测定冷冻循环装置100的运转数据，控制各驱动器，以使根据这些数据算出的各驱动器的控制值成为目标值。以下，说明各驱动器的控制动作。

例如，压缩机1使被冷却流体流出温度检测部件23的检测值为目标值（例如7℃）地调整运转频率。另外，例如，减压部件3使压缩机吸入过热度（从吸入制冷剂温度检测部件21的检测值中减去对低压压力检测部件11的检测压力值进行饱和温度换算的值而得到的值）为目标值（例如5℃）地调整开度。

另外，成为适于被冷却流体的流量修正的运转状态那样的运转控制，不限于上述所示的控制方法。例如，也可以将压缩机1的运转频率控制为恒定。另外，例如，也可以使冷凝温度及蒸发温度为目标值地控制压缩机1的运转频率。另外，例如也可以使冷凝温度或蒸发温度的任一个为目标值地控制压缩机1的运转频率。此时，在冷凝器2为空气换热器的情况下，也可以同时控制风扇的转速。

在ST22中，判断部34判断在ST21进行的运转控制是否稳定。例如，在压缩机吸入过热度、被冷却流体流出温度检测部件23的检测值为控制值的情况下，判断这些值是否已处于规定的范围（例如目标值的±2％等）。若判断的结果为是，则进入ST23。若判断的结果为否，则返回ST21，再一次重复运转控制。

另外，ST23～ST29与在实施方式1的图6中说明的ST1～ST7相同，因此，省略说明。

在ST30中，判断部34根据“ST28的判断结果为是时的被冷却流体的流量G_w”和“在蒸发器4（换言之在第2回路B）中流动的被冷却流体的实际流量G_wa”的背离程度判断是否需要修正。例如，在是否需要修正的基准值为相对于从实际流量G_wa的背离率为±5％的情况下，在背离率大于基准值的情况下，向ST31转移，求出被冷却流体的流量G_w的修正值，结束。在背离率小于基准值的情况下，直接结束。而且，结束后，向图6所示的流量异常判断转移。另外，被冷却流体的流量G_w和实际流量G_wa的背离率RD＿Flow［％］能通过下式（8）求出。

[数8]

$\mathrm{RD}\_\mathrm{Flow}=(\frac{G_w}{G_{\mathrm{wa}}}-1)\×100---\left(8\right)$

在此，就在蒸发器4（换言之在第2回路B）中流动的被冷却流体的实际流量G_wa而言，可以例如在存储部33预先存储规定的运转条件下的标准流量值，使用该标准流量值作为实际流量G_wa。另外，例如，在蒸发器4（换言之在第2回路B）中流动的被冷却流体的实际流量G_wa，可以通过在第2回路B上暂时连接流量计等流量计测部件而直接测定。

另外，在ST31中求出的修正值也可以是例如与被冷却流体的流量G_w自身直接相乘的比例系数。另外，例如，在ST31中求出的修正值也可以是与被冷却流体的流量G_w的运算阶段所用的各检测部件的检测值（被冷却流体的温度、制冷剂的低压压力、低压制冷剂温度等）的至少一个相乘的比例系数，也可以是对检测值加减几进行修正的加减值。另外，例如，在ST31中求出的修正值也可以是与被冷却流体的流量G_w的运算阶段所用的各检测部件的检测值（被冷却流体的温度、制冷剂的低压压力、低压制冷剂温度等）的运算值相乘的比例系数。该运算值是指例如式（7）的分母中的ln｛（T_wi－ET）／（T_wo－ET）｝。利用这些修正值修正被冷却流体的流量G_w，使用修正后的值作为被冷却流体的流量G_w，从而在图6中的流量异常判断（ST8）中能高精度地进行流量异常判断。

以上，这样地进行被冷却流体的流量G_w的修正，能提高流量异常判断所用的被冷却流体的流量G_w的推算精度，能进行高精度的判断。

实施方式3．

在使用冷冻循环装置100时，存在由于经年劣化等给蒸发器4、被冷却流体送出部件5带来异常的情况。因此，也可以在实施方式1或实施方式2所示的冷冻循环装置100中设置以下那样的流路异常判断部件。另外，在本实施方式3中，对于没有特别记载的项目，与实施方式1或实施方式2相同，对于相同的功能或构成使用相同的符号描述。

《被冷却流体系统（第2回路B）的异常检测》

图8是用于说明本发明的实施方式3的被冷却流体系统（第2回路B）的流路异常判断方法的概念图。该图8的横轴表示蒸发器4内的位置。另外，该图8的纵轴表示在蒸发器4中流动的制冷剂及被冷却流体的温度。另外，虚线箭头表示正常状态下的制冷剂的温度，实线箭头表示异常状态下的制冷剂的温度。在此，正常状态是指蒸发器4、被冷却流体送出部件5没有异常、向第2回路B输出期望的流量的状态。另外，异常状态是由于蒸发器4的污垢、破损或被冷却流体送出部件5的故障使蒸发器4作为换热器的功能降低的状态。以下，使用图8说明本实施方式3的流路异常判断部件。

蒸发器4的制冷剂和被冷却流体的热交换量Q_e［kW］通过下式（9）表示。

[数9]

Q_e=A×K_h×ΔH  （9）

K_h：焓差基准的总传热系数［kW/（m²·kJ／kg）］

△H：蒸发器的制冷剂温度（蒸发温度）和被冷却流体温度的焓差［kJ／kg］

在由于经年劣化等而在蒸发器4产生污垢、破损的情况下，导热面积A减小。另外，在被冷却流体送出部件5发生故障的情况下，总传热系数K_h降低。因此，由式（9）可知，在异常状态下，为了对与正常状态相同的负荷进行处理，ΔH变大。因此，如图8所示，在异常状态下，蒸发温度ET降低，“蒸发温度ET”和“被冷却流体流入温度T_wi和被冷却流体流出温度T_wo的平均值”的温度差dTe（即dTe＝（T_wi＋T_wo）／2－ET）增加。因此，将蒸发温度ET和dTe作为指标，能进行第2回路B的流路异常检测。

例如，在初期运转时，将正常状态的dTe存储于存储部33。而且，在将异常状态设定为A×K_h的值降低至正常状态的50％的状态的情况下，若异常状态的dTe的阈值设定为正常时的dTe的2倍，则能判断第2回路B的流路异常（蒸发器4的污垢、破损、被冷却流体送出部件5的故障等）。另外，在本实施方式3中，判断部34进行该判断。即，判断部34相当于本发明的流路异常判断部件。

以上，通过将本实施方式3的流路异常判断部件设于冷冻循环装置100，能进行蒸发器4的污垢、破损的检测、被冷却流体送出部件5的故障的检测。

另外，在利用流路异常判断部件检测到异常时，通过进行压缩机1、减压部件3、被冷却流体送出部件5中的至少任一个的控制（例如压缩机1的运转停止、减速等），能防止构成冷冻循环装置100的其他未破损的设备的故障。

符号的说明

1压缩机、2冷凝器、3减压部件、4蒸发器、5被冷却流体送出部件、11低压压力检测部件、12高压压力检测部件、21吸入制冷剂温度检测部件、22被冷却流体流入温度检测部件、23被冷却流体流出温度检测部件、24低压制冷剂温度检测部件、25高压制冷剂温度检测部件、31测定部、32运算部、33存储部、34判断部、35控制部、36报知部、40频率检测部件、100冷冻循环装置、A第1回路、B第2回路。

Claims (15)

1.一种冷冻循环装置，其包括：

第1回路，其是用配管连接用于压缩制冷剂的压缩机、用于对被该压缩机压缩了的上述制冷剂进行冷凝的冷凝器、用于对被该冷凝器冷凝了的上述制冷剂进行减压的减压部件及用于使被该减压部件减压了的上述制冷剂蒸发的蒸发器而构成；

第2回路，其是用配管连接上述蒸发器及被冷却流体送出部件而构成，该被冷却流体送出部件用于将与在上述蒸发器中流动的上述制冷剂进行热交换的被冷却流体送出到上述蒸发器，

其特征在于，该冷冻循环装置包括：

低压压力检测部件，其用于检测上述压缩机吸入的上述制冷剂的压力；

吸入制冷剂温度检测部件，其用于检测上述压缩机吸入的上述制冷剂的温度；

频率检测部件，其用于检测上述压缩机的运转频率；

被冷却流体流入温度检测部件，其用于检测流入上述蒸发器的上述被冷却流体的温度即被冷却流体流入温度；

被冷却流体流出温度检测部件，其用于检测从上述蒸发器流出的上述被冷却流体的温度即被冷却流体流出温度，

流量算出部件，其使用上述低压压力检测部件、上述吸入制冷剂温度检测部件、上述频率检测部件、上述被冷却流体流入温度检测部件及上述被冷却流体流出温度检测部件的检测值，算出流入上述蒸发器的上述被冷却流体的流量的绝对量。

2.一种冷冻循环装置，其包括：

第1回路，其是用配管连接用于压缩制冷剂的压缩机、用于对被该压缩机压缩了的上述制冷剂进行冷凝的冷凝器、用于对被该冷凝器冷凝了的上述制冷剂进行减压的减压部件及用于使被该减压部件减压了的上述制冷剂蒸发的蒸发器而构成，

第2回路，其是用配管连接上述蒸发器及被冷却流体送出部件而构成，该被冷却流体送出部件用于将与在上述蒸发器中流动的上述制冷剂进行热交换的被冷却流体送出到上述蒸发器，

其特征在于，该冷冻循环装置包括：

低压压力检测部件，其用于检测上述压缩机吸入的上述制冷剂的压力；

吸入制冷剂温度检测部件，其用于检测上述压缩机吸入的上述制冷剂的温度；

频率检测部件，其用于检测上述压缩机的运转频率；

低压制冷剂温度检测部件，其用于检测在上述蒸发器中流动的低压制冷剂温度；

被冷却流体流入温度检测部件，其用于检测流入到上述蒸发器的上述被冷却流体的温度即被冷却流体流入温度；

被冷却流体流出温度检测部件，其用于检测从上述蒸发器流出的上述被冷却流体的温度即被冷却流体流出温度；

流量算出部件，其使用上述低压压力检测部件、上述吸入制冷剂温度检测部件、上述频率检测部件、上述低压制冷剂温度检测部件、上述被冷却流体流入温度检测部件及上述被冷却流体流出温度检测部件的检测值，算出流入上述蒸发器的上述被冷却流体的流量的绝对量。

3.根据权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述流量算出部件算出上述制冷剂的制冷剂侧传热率及上述被冷却流体的被冷却流体侧传热率，

使用上述制冷剂侧传热率及上述被冷却流体侧传热率算出上述蒸发器的总传热系数，

使用该总传热系数、对上述低压压力检测部件检测出的上述制冷剂的压力进行饱和温度换算而得到的上述制冷剂的蒸发温度、上述被冷却流体流入温度检测部件检测的上述被冷却流体流入温度及上述被冷却流体流出温度检测部件检测的上述被冷却流体流出温度，算出流入上述蒸发器的上述被冷却流体的流量的绝对量。

4.根据权利要求2所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述流量算出部件算出上述制冷剂的制冷剂侧传热率及上述被冷却流体的被冷却流体侧传热率，

使用上述制冷剂侧传热率及上述被冷却流体侧传热率算出上述蒸发器的总传热系数，

使用该总传热系数、上述低压制冷剂温度检测部件检测的上述蒸发温度、上述被冷却流体流入温度检测部件检测的上述被冷却流体流入温度及上述被冷却流体流出温度检测部件检测的上述被冷却流体流出温度，算出流入上述蒸发器的上述被冷却流体的流量的绝对量。

5.根据权利要求1或3所述的冷冻循环装置，其特征在于，

对在规定的运转条件下利用上述流量算出部件算出的上述被冷却流体的流量的绝对量和预先存储的上述规定的运转条件下的上述被冷却流体的标准流量值进行比较来求出修正值，

上述流量算出部件利用该修正值对利用上述流量算出部件算出的上述被冷却流体的流量的绝对量进行修正。

6.根据权利要求2或4所述的冷冻循环装置，其特征在于，

对在规定的运转条件下利用上述流量算出部件算出的上述被冷却流体的流量的绝对量和预先存储的上述规定的运转条件下的上述被冷却流体的标准流量值进行比较来求出修正值，

上述流量算出部件利用该修正值对利用上述流量算出部件算出的上述被冷却流体的流量的绝对量进行修正。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的冷冻循环装置，其特征在于，

对在规定的运转条件下运转时利用上述流量算出部件算出的上述被冷却流体的流量的绝对量和在该规定的运转条件下运转时实际流入上述蒸发器的上述被冷却流体的流量进行比较来求出修正值，

上述流量算出部件利用该修正值对利用上述流量算出部件算出的上述被冷却流体的流量的绝对量进行修正。

8.根据权利要求5所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述修正值是用于修正上述被冷却流体流入温度检测部件、上述被冷却流体流出温度检测部件及上述低压压力检测部件的各检测值中的至少一个检测值的修正值。

9.根据权利要求6所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述修正值是用于修正上述被冷却流体流入温度检测部件、上述被冷却流体流出温度检测部件及上述低压制冷剂温度检测部件的各检测值中的至少一个检测值的修正值。

10.根据权利要求5所述的冷冻循环装置，其特征在于,

上述修正值是用于对使用上述被冷却流体流入温度检测部件、上述被冷却流体流出温度检测部件及上述低压压力检测部件的各检测值运算出的运算值进行修正的修正值。

11.根据权利要求6所述的冷冻循环装置，其特征在于，

上述修正值是用于对使用上述被冷却流体流入温度检测部件、上述被冷却流体流出温度检测部件及上述低压制冷剂温度检测部件的各检测值运算出的运算值进行修正的修正值。

12.根据权利要求1～4中任一项所述的冷冻循环装置，其特征在于，

该冷冻循环装置包括用于判断流入上述蒸发器的上述被冷却流体的流量是否异常的流量异常判断部件，

该流量异常判断部件通过对上述被冷却流体的流量的绝对量和预先存储的判断基准流量值进行比较来判断流入上述蒸发器的上述被冷却流体的流量是否异常。

13.根据权利要求12所述的冷冻循环装置，其特征在于，

该冷冻循环装置包括报知部件，该报知部件用于报知上述流量异常判断部件的判断结果，并且报知上述被冷却流体的流量的绝对量。

14.根据权利要求1所述的冷冻循环装置，其特征在于，

该冷冻循环装置包括用于判断上述第2回路是否异常的流路异常判断部件，上述流路异常判断部件基于“对上述低压压力检测部件检测出的上述制冷剂的压力进行饱和温度换算而得到的上述制冷剂的蒸发温度”和“上述被冷却流体流入温度与上述被冷却流体流出温度的平均值”的差来判断上述第2回路是否异常，

该冷冻循环装置具有报知部件，该报知部件用于报知上述流路异常判断部件的判断结果，并且报知上述被冷却流体的流量的绝对量。

15.一种被冷却流体的流量的绝对量的算出方法，该被冷却流体是流入冷冻循环装置的蒸发器中的被冷却流体，

该冷冻循环装置包括：

第1回路，其是用配管连接用于压缩制冷剂的压缩机、用于对被该压缩机压缩了的上述制冷剂进行冷凝的冷凝器、用于对被该冷凝器冷凝了的上述制冷剂进行减压的减压部件及用于使被该减压部件减压了的上述制冷剂蒸发的上述蒸发器而构成；

第2回路，其是用配管连接上述蒸发器及上述被冷却流体送出部件而构成，该被冷却流体送出部件用于将与在上述蒸发器中流动的上述制冷剂进行热交换的被冷却流体送出到上述蒸发器，

该被冷却流体的流量的绝对量的算出方法的特征在于，包括以下步骤：

检测上述压缩机吸入的上述制冷剂的压力；

检测上述压缩机吸入的上述制冷剂的温度；

检测上述压缩机的运转频率；

检测流入上述蒸发器的上述被冷却流体的温度即被冷却流体流入温度；

检测从上述蒸发器流出的上述被冷却流体的温度即被冷却流体流出温度，

使用上述各检测值，算出流入上述蒸发器的上述被冷却流体的流量的绝对量。