CN106196736B - 制冷机 - Google Patents

Abstract

本发明提供的制冷机，即使改变制冷机的热交换器的路径数、断水开关(差压开关、差压传感器)也能够共通化，即使在奇数路径的情况下也不需要较长的导压管。该制冷机的至少一个以上的液用热交换器的液体侧的路径数为3以上，其检测所述液用热交换器的液体侧的第N路径的入口部分与第N+1路径的出口部分的压差，并根据检测出的压差来推定制冷机的液体的流量。

Description

制冷机

技术领域

本发明涉及制冷机，该制冷机为水冷式的制冷机、热泵、或冷水机等，特别是涉及适用于在变流量控制等中水流量的变动大的情况，并且通过使设计共通化而能够实现低廉化的制冷机。

背景技术

制冷机一般具有被称为断水开关的保护装置。这是为了在冷水、冷却水的流量成为设计范围外的少量的情况下，有可能与冷水的冻结、冷凝器的高压等故障相关，因而使制冷机安全地停止。

断水开关的类型各种各样，但广泛使用基于压差的断水开关。其检测制冷机的水侧的入口与出口之间的压差，若该压差小于规定值，则判断为断水，并进行所需的保护动作。实际上，基于该方法的断水开关存在如下的断水开关，即：将压差作为压力值并作为电信号，在压差小于设定值的情况下检测为断水的断水开关、或利用压差和弹簧的力驱动电接触点的使用差压开关的断水开关等。

图1(a)、图1(b)、图1(c)是表示现有的制冷机的热交换器的图，图1(a)是热交换器的左视图，图1(b)是热交换器的主视图，图1(c)是热交换器的右视图。如图1(a)、图1(b)、图1(c)所示，在基于压差的情况下，大多数情况下，使用导压管3将入口喷嘴1与出口喷嘴2之间连接，在导压管3设置断水开关4并利用水的入口与水的出口之间的压差的情况较多。这是因为该部分在制冷机中为最大的压差。入口喷嘴1与出口喷嘴2设置在位于热交换器的端部的水室CH。

专利文献1：日本特开平7-158935号公报

但是，在制冷机的设计中，水侧的喷嘴位置为变更要求较多的部分。虽然也存在喷嘴的方向、连接直径的变更等，但若制冷机的水量变更，则路径数变化，则不得不变更喷嘴的位置、方向。例如，特别是在偶数路径中，入口与出口的喷嘴在制冷机的一个侧面成为最近，但在奇数路径中喷嘴成为制冷机的两侧面。因此在奇数路径时，对于断水开关需要较长的导压管。

图2(a)、图2(b)、图2(c)是表示奇数路径(三个路径)的热交换器的图，图2(a)是热交换器的左视图，图2(b)是热交换器的主视图，图2(c)是热交换器的右视图。如图2(a)、图2(b)、图2(c)所示，在奇数路径的热交换器中，入口喷嘴1与出口喷嘴2成为制冷机的两侧面。即，入口喷嘴1与出口喷嘴2设置在位于热交换器的两端部的水室CH、CH。因此利用较长的导压管3将入口喷嘴1与出口喷嘴2之间连接，并在导压管3设置断水开关4。这样，若喷嘴位置改变，则此次需要变更断水开关的安装位置、周边的配管。在图1(a)、图(b)、图1(c)以及图2(a)、图2(b)、图2(c)中，热交换器内的附图标记1、2、3表示路径的编号，这些附图标记1、2、3等在以下的附图中也同样。

另外，若路径数改变，则压差也改变。例如，冷水在入口处为12℃、在出口处为7℃且蒸发器为两个路径的制冷机中，冷水的压差为100kPa的情况下，则变更该制冷机的规格，例如若设计为冷水在入口处为14℃、在出口处为7℃，变更蒸发器的水室分隔板而成为三个路径的制冷机，则压差为172kPa。

由于冷水的温度差从5℃变为7℃而成为1.4倍，因此冷水流量减少至倍数的倒数亦即约71％，但通过路径数从两个路径变为三个路径，每条路径的导热管根数成为2/3，流速微增为1.07倍。由此每条路径的压差成为其平方亦即约为1.15倍，进而路径数成为1.5倍，因此成为172kPa。

因此在差压开关中，预先准备多个依靠不同的压差而动作的差压开关，并且需要进行选定适合该制冷机的开关、或配合各个制冷机的压差来调整差压开关等的作业。

但是，一般情况下差压开关的调整很困难，会成为产生按照假定外的流量动作、或在所需的状况下不动作等故障的根源。

另外，近年来根据运转状态变更制冷机的水量的“变流量控制”变得普遍。这是因为通过减少水量，能够将配管、制冷机的压力损失抑制得相当小，因此有助于节能等，但另一方面，由于水量减小，差压开关的选定变得困难。即，例如若使具有50～100％的流量可变范围的制冷机的断水开关在流量为40％以上且小于50％的情况下动作，则

在流量为100％且压差为100kPa的情况下，

则在流量为50％的情况下，压差为25kPa，

在流量为40％的情况下，压差为16kPa。

即，使用具有100kPa以上压差的耐压的差压开关，需要将差压开关设定在16～25kPa的范围内，但设定变得更加困难。实际上通过进一步降低差压开关的动作压力来应对的情况较多。但在该情况下，具有进行设计上不允许的范围内的运转的风险。

另外，在制冷机中，一般以热交换器内的管内流速成为预先设定的范围内的方式来调整路径数，在一个例子中，例如以管内流速成为1～3m/sec的方式来调整路径数。另外，在进行上述变流量控制等的情况下，即使冷水流量减半，也需要落入该基准内，因此在最小流量中，使管内流速落入该范围内。

然而若流速变快，则压差(压力损失)增大，因而通常是使管内流速尽量减慢。因此在实际业务中，若流速的范围为上述的情况，则调整为1～1.5m/sec左右极其狭窄的范围的情况很多。

发明内容

本发明是鉴于上述情况所做出的，目的在于提供如下的制冷机，即：即使改变制冷机的热交换器的路径数，断水开关(差压开关、差压传感器)也能够共通化，即使在奇数路径的情况下，也能够不需要较长的导压管的制冷机。

为了实现上述目的，本发明的制冷机，至少一个以上的液用热交换器的液体侧的路径数为3以上，其特征在于，检测所述液用热交换器的液体侧的第N路径的入口部分与第N+1路径的出口部分的压差，并根据检测出的压差来推定制冷机的液体的流量。在此，N为1以上的整数。

本发明的优选方式的制冷机，其特征在于，所述制冷机能够根据分隔板的位置，将所述液用热交换器的路径数从路径数X切换为路径数Y，在路径数为X的情况下成为第N路径的入口或第N－1路径的出口的部分、与路径数为Y的情况下成为第M路径的入口或第M－1路径的出口的部分共用的路径的水室侧面，设置压力检测用的孔，并且在路径数为X的情况下成为第N+1路径的出口或第N+2路径的入口的部分、与路径数为Y的情况下成为第M+1路径的出口或第M+2路径的入口的部分共用的路径的水室侧面，设置压力检测用的孔，将该压差检测为两个压力检测用的孔之间的压差。

在此，X、Y为2以上的整数，M为1以上的整数，X－Y的绝对值为1以上。

本发明的优选方式的制冷机的特征在于，在所述检测出的压差成为预先设定的值以下的情况下，判断为发生了断水。

本发明的优选方式的制冷机的特征在于，将与所述检测出的压差的

次方成比例的值作为水的推定流量。

根据本发明，即使改变制冷机的热交换器的路径数，断水开关(差压开关、差压传感器)也能够共通化，即使在奇数路径的情况下，也不需要较长的导压管等。由此能够实现部件、设计的共通化，从而有助于制冷机的成本降低等。

附图说明

图1(a)、图1(b)、图1(c)是表示现有的制冷机的热交换器的图，图1(a)是热交换器的左视图，图1(b)是热交换器的主视图，图1(c)是热交换器的右视图。

图2(a)、图2(b)、图2(c)是表示奇数路径(三个路径)的热交换器的图，图2(a)是热交换器的左视图，图2(b)是热交换器的主视图，图2(c)是热交换器的右视图。

图3(a)、图3(b)、图3(c)是表示本发明的第一实施方式的热交换器的图，图3(a)是热交换器的左视图，图3(b)是热交换器的主视图，图3(c)是热交换器的右视图。

图4(a)、图4(b)、图4(c)是表示从三个路径变更为两个路径的情况下热交换器的结构的图，图4(a)是热交换器的左视图，图4(b)是热交换器的主视图，图4(c)是热交换器的右视图。

图5(a)、图5(b)表示本发明的第二实施方式中将蒸发器设计为两个路径使用的情况，图5(a)是蒸发器的左视图，图5(b)是蒸发器的右视图。

图6(a)、图6(b)表示本发明的第二实施方式中将蒸发器设计为三个路径使用的情况，图6(a)是蒸发器的左视图，图6(b)是蒸发器的右视图。

图7(a)、图7(b)表示本发明的第二实施方式中将蒸发器设计为四个路径的情况，图7(a)是蒸发器的左视图，图7(b)是蒸发器的右视图。

附图标记说明：1…入口喷嘴；2…出口喷嘴；3…导压管；4…断水开关；5…水室侧面；6…差压计；7…水室分隔板；CH…水室。

具体实施方式

以下，参照图3～图7对本发明的制冷机的实施方式进行说明。在图3～图7中，对相同或相当的构成要素标注相同的附图标记，并省略重复的说明。

在本发明中，作为设计顺序，关注将导热管内的流速调整为比较狭窄的范围的情况。若假设导热管内的流速恒定，则即使变更路径，制冷机的每条路径的压差也会变得相等。因此在本发明中，将以往在水等的入口和出口测量的水侧的压差作为在第N路径的入口(以下为压差入口)与第N+1路径的出口(以下为压差出口)之间测量压差。这样，即使制冷机的路径数改变，只要导热管内的流速在规定的范围内，两者之间的压差就在一定的范围内，因此能够使用同一压力范围的差压开关。也可以不使用差压开关而使用差压传感器，在规定的压差以下则检测为断水。

另外，由于第N路径的出口与第N+1路径的入口相邻，因而压差入口与压差出口基本上相邻。因此差压检测器的导压配管较短即可，从而有助于成本降低。另外，若在即使路径数改变也成为压差入口的水室的侧面和即使路径数改变也成为压差出口的水室的侧面，设置压力检测用的孔，则并不仅是差压开关而且配管等也能够共通化，因此有助于制冷机的低廉化、设计工时的削减。

接下来，对本发明的第一实施方式进行说明。图3(a)、图3(b)、图3(c)是表示本发明的第一实施方式的热交换器的图，图3(a)是热交换器的左视图，图3(b)是热交换器的主视图，图3(c)是热交换器的右视图。如图3(a)、图3(b)、图3(c)所示，入口喷嘴1和出口喷嘴2设置在位于热交换器的两端部的水室CH、CH。热交换器为三个路径的蒸发器，用导压管3将作为第一路径的入口(压差入口)的冷水入口喷嘴1与作为第二路径的出口(压差出口)的第二路径的水室侧面5之间连接，并在导压管3设置差压计(dP)6。

在此，考虑将该热交换器设为两个路径的规格的情况。路径的变更能够通过变更水室分隔板来实现，若从三个路径变更为两个路径，则将图3(a)、图3(b)、图3(c)中对纵分隔与横分隔组合而成的水室分隔板设计为一个横分隔即可。

图4(a)、图4(b)、图4(c)是表示从三个路径变更为两个路径的情况下热交换器的结构的图，图4(a)是热交换器的左视图，图4(b)是热交换器的主视图，图4(c)是热交换器的右视图。如图4(a)、图4(b)、图4(c)所示，入口喷嘴1和出口喷嘴2设置在位于热交换器的端部的水室CH。在从三个路径变更为两个路径的情况下，如图4(a)、图4(b)、图4(c)所示，将水室分隔板7设计为一个横分隔即可。此时，考虑在三个路径时成为第二路径的出口、在两个路径时也成为第二路径的出口的位置。只要将图3与图4这两幅图重叠就可以知道：该位置为在三个路径时第二路径出口的下半部分。另外，对第一路径的入口而言，三个路径时第一路径的入口与两个路径时第一路径的入口重叠。因此若以在第一路径的入口(本例的情况下为入口喷嘴)与三个路径时第二路径的出口的下半部分之间测量压差的方式进行配管，并安装差压计6，则不论在两个路径的情况下还是在三个路径的情况下，差压计周围的配管均共用。由此能够使导压管、差压计共通化。

即使是两个路径、三个路径、四个路径，由于热交换器的剖面形状以及尺寸均不变，因此通过在几何学上共用的位置设置差压开关、差压传感器的压力检测用的孔，就能够利用同一导压管以及差压开关等来应对，因而能够将断水开关共通化。

另外，在该情况下，若根据使用的冷水流量而以使导热管内的流速处于一定范围内的方式来选定路径数，则压差也成为一定范围内，因此差压开关的设定值也成为大致相同。由此将部件共通化变得容易。

图5～图7表示本发明的第二实施方式。第二实施方式是能够将水侧的路径数设为两个路径至四个路径的蒸发器。

图5(a)、图5(b)表示本发明的第二实施方式中将蒸发器设计为两个路径使用的情况，图5(a)是蒸发器的左视图，图5(b)是蒸发器的右视图。

图6(a)、图6(b)表示本发明的第二实施方式中将蒸发器设计为三个路径使用的情况，图6(a)是蒸发器的左视图，图6(b)是蒸发器的右视图。两个路径与三个路径的关系同第一实施方式相同。但是在第二实施方式中，入口喷嘴1位于下侧，出口喷嘴2位于上侧。

图7(a)、图7(b)表示本发明的第二实施方式中将蒸发器设计为四个路径的情况，图7(a)是蒸发器的左视图，图7(b)是蒸发器的右视图。连接有差压计6的位置的压差虽然是第三路径的入口与第一路径的入口的压差，但第二路径的出口与第三路径的入口共用，因此成为相同的情况。

通过这样连接，在两个路径至四个路径中，配管均共用，与第一实施方式同样，压差的范围也成为大致一定。

若将本发明的第一实施方式以及第二实施方式更加一般化地进行说明，则本发明为能够根据分隔板的位置来切换液用热交换器的路径数的制冷机，考虑将路径数例如从X切换为Y的情况。在路径数为X的情况下成为第N路径的入口或第N-1路径的出口的部分、与路径数为Y的情况下成为第M路径的入口或第M-1路径的出口的部分共用的路径的水室侧面，设置压力检测用的孔，并且在路径数为X的情况下成为第N+1路径的出口或第N+2路径的入口的部分、与路径数为Y的情况下成为第M+1路径的出口或第M+2路径的入口的部分共用的路径的水室侧面，设置压力检测用的孔，将该压差检测为两个压力检测用的孔之间的压差。

另外，也可以不使用差压计而使用差压传感器，在压差小于一定值时判断为断水，也能够根据差压传感器的值来推算冷水流量。此时，可以按照与压差的值的

次方成比例的方式来推算流量。

另外，虽然实施方式以全部为蒸发器的情况进行了说明，但即使是冷凝器、热水热交换器等也相同。

以上虽然对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，在其技术思想的范围内，当然可以以各种不同的方式来实施。

Claims (3)

1.一种制冷机，该制冷机的至少一个的液用热交换器的液体侧的路径数为3以上，其特征在于，

检测所述液用热交换器的液体侧的第N路径的入口部分与第N+1路径的出口部分的压差，并根据检测出的压差来推定制冷机的液体的流量，

所述制冷机能够根据分隔板的位置，将所述液用热交换器的路径数从路径数X切换为路径数Y，

在路径数为X的情况下成为第N路径的入口或第N－1路径的出口的部分、与路径数为Y的情况下成为第M路径的入口或第M－1路径的出口的部分共用的路径的水室侧面，设置压力检测用的孔，并且在路径数为X的情况下成为第N+1路径的出口或第N+2路径的入口的部分、与路径数为Y的情况下成为第M+1路径的出口或第M+2路径的入口的部分共用的路径的水室侧面，设置压力检测用的孔，将该压差检测为两个压力检测用的孔之间的压差，

其中，N和M为1以上的整数，

第N－1路径和第M－1路径中的N和M为2以上的整数。

2.根据权利要求1所述制冷机，其特征在于，

在所述检测出的压差成为预先设定的值以下的情况下，判断为发生了断水。

3.根据权利要求1或2所述的制冷机，其特征在于，

将与所述检测出的压差的

次方成比例的值作为水的推定流量。

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