CN103968588B - 制冷机及使用该制冷机的制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够容易且廉价地检测因蒸发器的破损而导致的制冷剂泄漏的制冷机及制冷设备。在从蒸汽压缩式制冷机(1)的膨胀阀(5)出口到压缩机(3)入口之间的任意部位设有压力传感器(13)。根据压缩机(3)停止中的由压力传感器(13)检测到的检测压力，来监视因蒸发器(6)的破损导致的制冷剂泄漏的有无。优选地，在膨胀阀(5)的入口侧设有与压缩机(3)的启动停止联动而开闭的液电磁阀(10)，制冷剂泄漏的有无的监视为如下所述的监视，即，在停止压缩机(3)且关闭液电磁阀(10)的状态下，由压力传感器(13)检测出的检测压力是否持续设定时间以上的设定压力以下的状态。

Description

制冷机及使用该制冷机的制冷设备

技术领域

本发明涉及蒸汽压缩式的制冷机和使用该制冷机的制冷设备。

背景技术

一直以来，如下述专利文献1所公开的那样，已知有使用蒸汽压缩式的制冷机的制冷设备。在此类制冷设备中，在产生因蒸发器的破损而导致的制冷剂泄漏的情况下，期望能够容易且廉价地检测出该情况。尤其是在蒸发器中使制冷剂与水进行热交换而制造冷水的情况下，当产生因蒸发器的破损导致的制冷剂泄漏时，向冷水混入制冷剂、溶于制冷剂的油，由于因冷水的用途不同而从卫生方面考虑不被优选，因此期望能够容易地检测出制冷剂泄漏。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-14298号公报

发明内容

本发明要解决的课题在于，提供一种能够容易且廉价地检测因蒸发器的破损导致的制冷剂泄漏的制冷机及制冷设备。

解决方案

本发明是为了解决所述课题而完成的，技术方案1所记载的发明是一种制冷机，其特征在于，在从蒸汽压缩式制冷机的膨胀阀出口到压缩机入口之间的任意部位设有压力检测机构，根据压缩机停止中的由所述压力检测机构检测出的检测压力来监视因蒸发器的破损导致的制冷剂泄漏的有无。

根据技术方案1所记载的发明，在从膨胀阀出口到压缩机入口之间，通过监视压缩机停止中的压力，能够容易且廉价地检测因蒸发器的破损导致的制冷剂泄漏的有无。

技术方案2所记载的发明是技术方案1所记载的制冷机，其特征在于，在膨胀阀的入口侧设有与压缩机的启动停止联动而开闭的液电磁阀，所述制冷剂泄漏的有无的监视是如下所述的监视，即，在停止压缩机且关闭液电磁阀的状态下，由所述压力检测机构检测出的检测压力是否持续设定时间以上的设定压力以下的状态。

根据技术方案2所记载的发明，在压缩机停止中，通过关闭液电磁阀，从液电磁阀到压缩机可靠地成为封闭空间。因此，在压缩机停止中，监视该封闭空间内的压力，并根据该压力是否持续设定时间以上的设定压力以下的状态，从而能够容易且可靠地进行因蒸发器的破损而导致的制冷剂泄漏的有无的监视。

技术方案3所记载的发明是技术方案1或2所记载的制冷机，其特征在于，在蒸发器的出口侧设有对压缩机的吸入压力进行调整的吸入压力调整阀，所述压力检测机构设于膨胀阀与吸入压力调整阀之间。

根据技术方案3所记载的发明，在设有吸入压力调整阀的情况下，通过在膨胀阀与吸入压力调整阀之间监视压力，能够容易且可靠地进行因蒸发器的破损而导致的制冷剂泄漏的有无的监视。

技术方案4所记载的发明是一种制冷设备，其特征在于，所述制冷设备具备技术方案1～3中任一项所述的制冷机，在蒸发器中流通有来自膨胀阀的制冷剂，并且流通有与该制冷剂间接热交换而实现冷却的被冷却液。

根据技术方案4所记载的发明，在制冷设备中，能够容易且可靠地进行因蒸发器的破损而导致的制冷剂泄漏的有无的监视。

技术方案5所记载的发明是技术方案4所记载的制冷设备，其特征在于，所述制冷设备具备存积作为所述被冷却液的水的冷水槽，该冷水槽内的水能够在与蒸发器之间循环，并且能够经由冷水阀而向冷水使用设备供给，在压缩机停止中，当由所述压力检测机构检测出的检测压力持续设定时间以上的设定压力以下的状态时，判定为存在因蒸发器的破损导致的制冷剂泄漏，对该判定进行通知，并且关闭所述冷水阀。

根据技术方案5所记载的发明，在水制冷设备中，能够容易且可靠地进行因蒸发器的破损而导致的制冷剂泄漏的有无的监视。而且，当检测出因蒸发器的破损而导致的制冷剂泄漏时，对其进行通知，并且关闭冷水阀，由此能够防止使用混入了制冷剂、油的冷水。

技术方案6所记载的发明是技术方案5所记载的制冷设备，其特征在于，在从所述冷水槽向所述冷水使用设备的冷水路中代替所述冷水阀设有冷水泵或者在所述冷水阀的基础上还设有冷水泵，在压缩机停止中，当由所述压力检测机构检测出的检测压力持续设定时间以上的设定压力以下的状态时，判定为存在因蒸发器的破损导致的制冷剂泄漏，对该判定进行通知，并且关闭所述冷水阀。

根据技术方案6所记载的发明，当检测出因蒸发器的破损而导致的制冷剂泄漏时，对其进行通知，并且关闭冷水泵，由此能够防止使用混入了制冷剂、油的冷水。

技术方案7所记载的发明是技术方案5或6所记载的制冷设备，其特征在于，冷水槽与蒸发器之间的水的循环通过循环泵的启动停止而被切换，在包含接下来的(a)～(d)之中至少(b)的任意一种以上的情况下，能够对因蒸发器的破损导致的制冷剂泄漏的有无进行判定，

情况(a)：使压缩机处于停止中但使循环泵处于工作中，且在使压缩机停止之后的规定时间内，在由所述压力检测机构检测出的检测压力持续规定时间以上而超过第一设定压力之后，持续第一设定时间以上而低于该第一设定压力；

情况(b)：使压缩机处于停止中但使循环泵处于工作中，且在使压缩机停止之后的规定时间内，由所述压力检测机构检测出的检测压力持续第二设定时间以上而低于第一设定压力。

情况(c)：使压缩机处于停止中但使循环泵处于工作中，且在使压缩机停止之后经过规定时间之后，由所述压力检测机构检测出的检测压力持续第二设定时间以上而低于第二设定压力。

情况(d)：使压缩机及循环泵处于停止中，由所述压力检测机构检测出的检测压力持续第二设定时间以上而低于第二设定压力。

根据技术方案7所记载的发明，根据蒸发器的破损的程度、换言之来自蒸发器的制冷剂的泄漏的程度而能够进行最佳的监视。

此外，技术方案8所记载的发明是技术方案7所记载的制冷设备，其特征在于，所述第一设定压力为所述制冷机的制冷剂的0。C的饱和压力。

根据技术方案8所记载的发明，通过将水冻结的限度即0。C作为基准温度而使用，能够进一步容易且可靠地进行因蒸发器的破损而导致的制冷剂泄漏的判定。

发明效果

根据本发明，能够实现容易且廉价地检测因蒸发器的破损而导致的制冷剂泄漏的制冷机及制冷设备。

附图说明

图1是示出本发明的制冷机及使用该制冷机的制冷设备的一实施例的概要图。

附图标记说明如下：

1 制冷机

2 制冷设备

3 压缩机

4 冷凝器

5 膨胀阀

6 蒸发器

7 油分离器

8 鼓风机

9 储液器

10 液电磁阀

11 储压器

12 吸入压力调整阀(SPR阀)

13 压力传感器(压力检测机构)

14 制冷剂流路

15 水流路

16 冷水槽

17 供水路

18 返回路

19 循环泵

20 水温传感器

21 冷水路

22 冷水泵

23 冷水阀

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的具体的实施例进行详细的说明。

图1是表示本发明的制冷机1及使用该制冷机的制冷设备2的一实施例的概要图。本实施例的制冷机1为蒸汽压缩式的制冷机，压缩机3、冷凝器4、膨胀阀5及蒸发器6依次呈环状地连接，从而使制冷剂循环。

压缩机3将气体制冷剂压缩而使其为高温高压。来自压缩机3的制冷剂优选经由油分离器7而向冷凝器4输送。油分离器7实现来自压缩机3的制冷剂所包含的油的分离除去。

冷凝器4对来自压缩机3的制冷剂进行冷凝液化。本实施例的冷凝器4为具备鼓风机8的空气冷却式的热交换器。来自冷凝器4的制冷剂优选经由储液器9及液电磁阀10而向膨胀阀5输送。

储液器9一次性地存积由冷凝器4液化后的制冷剂。另外，液电磁阀10为与压缩机3的启动停止联动而开闭的阀，其用于切换制冷剂向膨胀阀5的供给的有无。在压缩机3的运转中，液电磁阀10被开放，在压缩机3的停止中，液电磁阀10被关闭。需要说明的是，液电磁阀10并不局限于按照字面解释的电磁阀，也可以根据情况而由电动阀构成。

膨胀阀5使来自冷凝器4的制冷剂通过，由此使制冷剂的压力与温度降低。

蒸发器6为通过制冷剂的蒸发而从周围夺取热量的热交换器。制冷机1如后述那样在本实施例中用于制冷设备2，但在该情况下，蒸发器6设为制冷剂与被冷却液(例如水或盐水)之间的间接热交换器。换句话说，蒸发器6是不使制冷剂与被冷却液混合而进行热交换的热交换器，例如由板式热交换器构成。

由蒸发器6气化后的制冷剂优选经由储压器11而返回到压缩机3。在蒸发器6与储压器11之间，优选设置对压缩机3的吸入压力进行调整的吸入压力调整阀(SPR阀)12。

那么，为了监视因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏的有无，在从膨胀阀5出口到压缩机3入口之间的任意部位设有对制冷剂的压力进行检测的压力检测机构13。该压力检测机构在本实施例中为压力传感器13，但根据情况也可以是压力开关。需要说明的是，在蒸发器6与压缩机3之间设置吸入压力调整阀12的情况下，压力传感器13设于膨胀阀5与吸入压力调整阀12之间，更优选设于蒸发器6与吸入压力调整阀12之间。

在压缩机3的停止中，控制器(省略图示)根据由压力传感器13检测出的检测压力来监视因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏的有无。假如存在因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏，则压力传感器13的检测压力降低，因此能够检测因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏。

尤其是在制冷机1具备液电磁阀10、在压缩机3的停止中关闭液电磁阀10的结构的情况下，由于从液电磁阀10到压缩机3的区间可靠地成为封闭空间，因此能够监视该封闭空间内的压力，并根据该压力是否持续设定时间以上的设定压力以下的状态，容易且可靠地进行因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏的有无的检测。

在压缩机3的停止中，若由压力传感器13检测出的检测压力持续设定压力以下的状态在设定时间以上，则控制器视为存在因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏并将该判定向用户通知即可。例如，使蜂鸣器鸣响、或显示于画面，向用户发出通告即可。

以上那样的结构的制冷机1在各种用途中使用，但在本实施例中用于制冷设备2。本实施例的制冷设备2为在蒸发器6中对水进行冷却的水制冷设备。换句话说，蒸发器6中的被冷却液为水，蒸发器6为形成有制冷剂流路14和水流路15的间接热交换器。而且，在制冷剂流路14中流通有来自膨胀阀5的制冷剂，另一方面，在水流路15中流通有来自冷水槽16的水。因此，蒸发器6的水流路15经由供水路17和返回路18而与冷水槽16连接。需要说明的是，冷水槽16的容量设为例如10吨以上的比较大的容量。

在供水路17设有循环泵19。因此，通过使该循环泵19工作，来自冷水槽16的水经由供水路17而向蒸发器6供给，在通过蒸发器6内的水流路15之后，经由返回路18而返回至冷水槽16。如此一来，冷水槽16内的水能够在与蒸发器6之间循环。在蒸发器6中利用制冷剂蒸发之际的气化热而能够实现循环水的冷却。

为了检测循环水的温度而设有水温传感器20。在本实施例中，水温传感器20设于从蒸发器6向冷水槽16的返回路18。

冷水槽16内的水能够经由冷水路21而向各种冷水使用设备(冷水使用部位)供给。在冷水路21从冷水槽16的一侧设有冷水泵22和冷水阀23，当在使冷水泵22工作的状态下打开冷水阀23时，能够取出冷水槽16内的冷水。需要说明的是，本实施例的冷水泵22内置有压力开关，当关闭冷水阀23时，伴随于此，冷水泵22也停止，当打开冷水阀23时，伴随于此，冷水泵22工作。另外，伴随着冷水槽16内的水的使用，使用浮球阀(省略图示)等，向冷水槽16内适当地供水，冷水槽16内的水位维持为所希望那样。

那么，以上那样的结构的制冷设备2利用控制器(省略图示)以下述方式进行控制。换句话说，控制器除了与压缩机3、液电磁阀10、循环泵19、冷水阀23之外，还与压力传感器13及水温传感器20等连接，基于上述传感器13、20的检测信号等而对压缩机3、液电磁阀10、循环泵19、冷水阀23等进行控制。

制造冷水只要打开液电磁阀10而使压缩机3工作即可。其间，使循环泵19工作而在蒸发器6与冷水槽16之间使水循环。此时，基于水温传感器20的检测温度而将冷水槽16内的水维持为所希望的温度。例如，当水温传感器20的检测温度成为目标温度(例如1℃)时，停止压缩机3，另一方面，当成为上限温度(例如3℃)时，再次启动压缩机3。需要说明的是，循环泵19通常与压缩机3的启动停止无关地始终运转，但在压缩机3的停止中，为了节能也可以停止。

在压缩机3的停止中，当由压力传感器13检测出的检测压力持续设定时间以上的设定压力以下的状态时，判定为存在因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏，将该判定通知，并且关闭冷水阀23。由此，能够避免使用混入了制冷剂、该制冷剂其所包含的油的冷水。尤其是在冷水槽16为比较大的容量的情况下，即使制冷剂泄漏的判定需要些许时间，也能够避免污染水在外部使用的情况。

更具体地说，本实施例的制冷设备2在接下来的(a)～(d)中至少任意一种以上的情况下，构成为能够判定因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏的有无。此时，尤其优选包含(b)。

情况(a)：使压缩机3处于停止中但使循环泵19处于工作中，且在使压缩机3停止之后的规定时间内，在由所述压力检测机构13检测出的检测压力持续规定时间以上而超过第一设定压力之后，持续第一设定时间以上而低于该第一设定压力。

情况(b)：使压缩机3处于停止中但使循环泵19处于工作中，且在使压缩机3停止之后的规定时间内，由所述压力检测机构13检测出的检测压力持续第二设定时间以上而低于第一设定压力。

情况(c)：使压缩机3处于停止中但使循环泵19处于工作中，且在使压缩机3停止之后经过规定时间之后，由所述压力检测机构13检测出的检测压力持续第二设定时间以上而低于第二设定压力。

情况(d)：使压缩机3及循环泵19处于停止中，由所述压力检测机构13检测出的检测压力持续第二设定时间以上而低于第二设定压力。

在此，各条件中的规定时间、限定时间、第一设定时间及第二设定时间被适当地设定，但在本实施例中，例如，规定时间为2小时，限定时间为30秒，第一设定时间为60秒，第二设定时间为30分。

另外，第一设定压力及第二设定压力也被适当地设定，但第二设定压力设定得比第一设定压力低。另外，第一设定压力比制冷机1动作中的制冷剂蒸发压力(蒸发器6制冷剂温度(例如-3℃)相当的饱和压力)高，而比水温目标温度(例如1℃)相当的制冷剂饱和压力(因制冷机1停止而使蒸发器6制冷剂温度升温至水温目标温度(例如1℃)时的饱和压力)低。此外，第二设定压力比制冷机1动作中的制冷剂蒸发压力(蒸发器6制冷剂温度(例如-3℃)相当的饱和压力)低(例如-15℃相当的制冷剂饱和压力)。

在制冷机1的动作中，除了利用制冷剂对水进行冷却的关系之外，蒸发器6中的制冷剂温度比水温目标温度(例如1℃)而形成为低温(例如-3℃)。而且，当水温传感器20的检测温度成为水温目标温度时，停止压缩机3，当水温传感器20的检测温度成为上限温度(例如3℃)时，再次使压缩机3工作。

那么，在蒸发器6不发生破损而不存在制冷剂泄漏的情况下，水温传感器20的检测温度成为水温目标温度，由此当停止压缩机3时，在该停止中，制冷剂反被水加热，压力传感器13的检测压力上升至第一设定压力以上。

然而，当因蒸发器6的破损而存在制冷剂泄漏时，压力传感器13的检测压力即使暂时上升也会下降。因此，如所述(a)那样，由压力传感器13检测出的检测压力在持续规定时间以上而超过第一设定压力之后，持续第一设定时间以上而低于该第一设定压力，在该情况下，判定为存在因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏。需要说明的是，由于水温不会低于0。C(0℃以下会冻结)，因此在本实施例的制冷设备2中，若将制冷剂的0℃的饱和压力设为第一设定压力，则能够最容易且可靠地检测蒸发器6的破损。

另外，在来自蒸发器6的制冷剂泄漏比较多的情况下，在压缩机3的停止后，压力传感器13的检测压力不上升至第一设定压力而下降。因此，如所述(b)那样，由压力传感器13检测出的检测压力持续第二设定时间以上而低于第一设定压力，在该情况下，判定为存在因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏。

另外，在来自蒸发器6的制冷剂泄漏微小的情况下，该检测有时需要时间。因此，如所述(c)那样，在停止压缩机3之后经过规定时间后，由压力传感器13检测出的检测压力持续第二设定时间以上而低于第二设定压力，在该情况下，判定为存在因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏。

此外，在使压缩机3及循环泵19处于停止中，由压力传感器13检测出的检测压力持续第二设定时间以上而低于第二设定压力，在该情况下，也与所述(c)相同地，判定为存在来自蒸发器6的制冷剂泄漏。

根据上述控制，能够根据蒸发器6的破损的程度，换言之，能够根据来自蒸发器6的制冷剂的泄漏的程度而进行最佳的监视。

本发明的制冷机1及使用该制冷机1的制冷设备2并不局限于所述实施例的结构而能够适当地加以变更。尤其是在制冷循环的低压侧设置压力检测机构(13)，只要是能够检测制冷机1停止中的压力降低结构即可，其他结构能够适当地加以变更。

例如，在所述实施例中，虽然设为在蒸发器6中对制冷剂与水进行热交换的水制冷设备，但也可以根据情况而在蒸发器6中对制冷剂与盐水进行热交换。另外，制冷机1的用途并不局限于制冷设备2，能够应用于除此以外的用途，例如也可以作为热泵。在任何情况下，都与所述实施例相同地，在从膨胀阀5出口到压缩机3入口之间的任意部位设置压力传感器13，根据压缩机3停止中的压力传感器13的检测压力，能够检测因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏的有无。

另外，在所述实施例中，在从冷水槽16引出的冷水路21设置冷水泵22和冷水阀23，当判定为存在因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏时，关闭冷水阀23(伴随于此，停止冷水泵22)，但也可以省略冷水泵22和冷水阀23中一方的设置。在冷水路21仅设置冷水泵22的情况(省略冷水阀23的设置的情况)下，当判定为存在因蒸发器6的破损而导致的制冷剂泄漏时，停止冷水泵22即可。

Claims (7)

1.一种制冷设备，其特征在于，

具备蒸汽压缩式的制冷机，所述制冷机构成为，在从膨胀阀出口到压缩机入口之间的任意部位设有压力检测机构，并且，根据压缩机停止中的由所述压力检测机构检测出的检测压力，来监视因蒸发器的破损导致的制冷剂泄漏的有无，

在蒸发器中流通有来自膨胀阀的制冷剂，并且流通有与该制冷剂进行间接热交换而实现冷却的被冷却液，

所述制冷设备具备存积作为所述被冷却液的水的冷水槽，

该冷水槽内的水能够在与蒸发器之间循环，并且能够经由冷水阀而向冷水使用设备供给，

冷水槽与蒸发器之间的水的循环通过循环泵的启动停止而被切换，

利用包含接下来的(a)～(d)之中至少(b)在内的判定条件来对因蒸发器的破损导致的制冷剂泄漏的有无进行判定，在任意一种以上的所述判定条件成立时，判定为存在因蒸发器的破损导致的制冷剂泄漏，

情况(a)：使压缩机处于停止中但使循环泵处于工作中，且在使压缩机停止之后的规定时间内，在由所述压力检测机构检测出的检测压力持续规定时间以上而超过第一设定压力之后，持续第一设定时间以上而低于该第一设定压力；

情况(b)：使压缩机处于停止中但使循环泵处于工作中，且在使压缩机停止之后的规定时间内，由所述压力检测机构检测出的检测压力持续第二设定时间以上而低于第一设定压力；

情况(c)：使压缩机处于停止中但使循环泵处于工作中，且在使压缩机停止之后经过规定时间之后，由所述压力检测机构检测出的检测压力持续第二设定时间以上而低于第二设定压力；

情况(d)：使压缩机及循环泵处于停止中，由所述压力检测机构检测出的检测压力持续第二设定时间以上而低于第二设定压力，

在判定为存在因蒸发器的破损导致的制冷剂泄漏时，对该判定进行通知，并且关闭所述冷水阀。

2.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，

在膨胀阀的入口侧设有与压缩机的启动停止联动而开闭的液电磁阀，

所述制冷剂泄漏的有无的监视在停止压缩机且关闭液电磁阀的状态下进行。

3.根据权利要求1所述的制冷设备，其特征在于，

在蒸发器的出口侧设有对压缩机的吸入压力进行调整的吸入压力调整阀，

所述压力检测机构设于膨胀阀与吸入压力调整阀之间。

4.根据权利要求2所述的制冷设备，其特征在于，

在蒸发器的出口侧设有对压缩机的吸入压力进行调整的吸入压力调整阀，

所述压力检测机构设于膨胀阀与吸入压力调整阀之间。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的制冷设备，其特征在于，

在从所述冷水槽向所述冷水使用设备的冷水路中代替所述冷水阀设有冷水泵或者在所述冷水阀的基础上还设有冷水泵，

在判定为存在因蒸发器的破损导致的制冷剂泄漏时，对该判定进行通知，并且关闭所述冷水泵。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的制冷设备，其特征在于，

所述第一设定压力为所述制冷机的制冷剂的0℃的饱和压力。

7.根据权利要求5所述的制冷设备，其特征在于，

所述第一设定压力为所述制冷机的制冷剂的0℃的饱和压力。