JP2005262989A - Temperature detector for heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器の表面温度を検出する熱交換器用温度検出装置に関するものである。 The present invention relates to a heat exchanger temperature detection device that detects a surface temperature of a heat exchanger.
例えば、自動車等の空気調和装置における冷房装置は、エバポレータ、コンプレッサ等から構成されており、熱交換器としてのエバポレータは、コンプレッサにより圧送された冷媒と車室内等の空気とを熱交換させて、空気を冷却する機能を有する。エバポレータには、エバポレータの表面温度を検出するエバポレータ用温度検出装置として、温度センサが設置されている。そして、当該温度センサの検出温度をもとに、エバポレータ表面のフィンが凍結しないように、エバポレータの凍結防止制御(例えばコンプレッサのON・OFF制御が行われ、冷媒の圧送量が制御)がなされる。 For example, a cooling device in an air conditioner such as an automobile is composed of an evaporator, a compressor, etc., and the evaporator as a heat exchanger exchanges heat between the refrigerant pumped by the compressor and the air in the vehicle interior, etc. It has a function of cooling air. In the evaporator, a temperature sensor is installed as an evaporator temperature detection device that detects the surface temperature of the evaporator. Then, based on the temperature detected by the temperature sensor, the evaporator freezing prevention control (for example, the compressor ON / OFF control is performed and the refrigerant pumping amount is controlled) is performed so that the fin on the evaporator surface is not frozen. .
ここで、温度センサは、エバポレータからの熱伝導によりエバポレータの表面温度を検出するため、エバポレータに直接接触させた方がエバポレータの表面温度を精度良く検出することができる。しかしながら、エバポレータの表面に設けられたフィンは放熱性を向上させるために、薄く、且つ、広い放熱面積をもって形成されている(すなわち柔軟性を有している)。従って、温度センサをフィンに直接接触させて固定することは困難である。 Here, since the temperature sensor detects the surface temperature of the evaporator by heat conduction from the evaporator, the surface temperature of the evaporator can be detected with higher accuracy when the temperature sensor is in direct contact with the evaporator. However, the fin provided on the surface of the evaporator is thin and has a wide heat dissipation area (that is, has flexibility) in order to improve heat dissipation. Therefore, it is difficult to fix the temperature sensor in direct contact with the fin.
そこで、例えば特許文献1に開示された手法のように、エバポレータの冷媒通路用プレートにホルダを一体に設け、当該ホルダにて温度センサを固定することで、温度検出素子(サーミスタ)をエバポレータの風下側にしっかりと固定し、温度検出精度の向上を図ろうとするものがある。
しかしながら、特許文献1に示す温度センサは、フィン(エバポレータ表面)の温度に代わって熱交換された空気の温度を検出している。従って、温度センサがフィンに直接接しておらず、フィン(エバポレータ表面)の温度が空気を介して温度センサに伝達されるので、検出温度と実際のフィン(エバポレータ表面)の温度とに誤差が生じる。すなわち、エバポレータの表面温度を精度良く検出することができない。 However, the temperature sensor shown in Patent Document 1 detects the temperature of air that has undergone heat exchange in place of the temperature of the fin (the evaporator surface). Therefore, the temperature sensor is not in direct contact with the fin, and the temperature of the fin (evaporator surface) is transmitted to the temperature sensor via air, so that an error occurs between the detected temperature and the actual temperature of the fin (evaporator surface). . That is, the surface temperature of the evaporator cannot be detected with high accuracy.
また、温度センサは、エバポレータの凍結防止のために、試作時等にエバポレータの温度分布を測定し、最も温度の低い位置に1つ設置される。しかしながら、フィンへの霜付きやエバポレータ前に設置されたフィルタ詰まり等により、エバポレータの最低温度位置が変化することがある。この場合、温度センサとエバポレータの最低温度位置との距離が長くなるので、検出誤差が大きくなる。すなわち、温度センサはエバポレータの表面温度(最低温度)を精度良く検出することができない。 In order to prevent the evaporator from freezing, one temperature sensor measures the temperature distribution of the evaporator at the time of prototyping and the like, and one temperature sensor is installed at the lowest temperature position. However, the minimum temperature position of the evaporator may change due to frost on the fins or clogging of the filter installed before the evaporator. In this case, since the distance between the temperature sensor and the minimum temperature position of the evaporator becomes long, the detection error becomes large. That is, the temperature sensor cannot accurately detect the surface temperature (minimum temperature) of the evaporator.
本発明は上記問題点に鑑み、熱交換器の表面温度を精度良く検出できる熱交換器用温度検出装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the temperature detection apparatus for heat exchangers which can detect the surface temperature of a heat exchanger accurately in view of the said problem.
上記目的を達成する為に請求項1に記載の発明は、熱交換器の表面温度を検出する熱交換器用温度検出装置に関する発明である。そして、非接触にて熱交換器の表面温度を検出する赤外線センサを、複数個適用したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is an invention relating to a temperature detector for a heat exchanger that detects the surface temperature of the heat exchanger. A plurality of infrared sensors that detect the surface temperature of the heat exchanger in a non-contact manner are applied.
このように、熱交換器用温度検出装置として赤外線センサを適用しているので、非接触にて熱交換器の表面温度を検出する構成でありながら、従来の温度センサよりも精度良く熱交換器の表面温度を検出することができる。また、熱交換器用温度検出装置として複数の赤外線センサを有するので、熱交換器表面における温度分布(高低分布)が変化しても、いずれかの赤外線センサにより熱交換器の表面温度(例えば熱交換器表面における最高温度或いは最低温度)を精度良く検出することができる。 As described above, since the infrared sensor is applied as the temperature detection device for the heat exchanger, the surface temperature of the heat exchanger is detected in a non-contact manner, but the heat exchanger has a higher accuracy than the conventional temperature sensor. The surface temperature can be detected. Moreover, since it has a plurality of infrared sensors as a temperature detector for the heat exchanger, even if the temperature distribution (high and low distribution) on the surface of the heat exchanger changes, the surface temperature of the heat exchanger (for example, heat exchange) It is possible to accurately detect the maximum temperature or the minimum temperature on the surface of the vessel.
その際、複数の赤外線センサは、請求項2に記載のように熱交換器の後面を全てカバーすべく熱交換器の後面に対して略均一に配置されていることが好ましい。 In that case, it is preferable that the plurality of infrared sensors are arranged substantially uniformly with respect to the rear surface of the heat exchanger so as to cover the entire rear surface of the heat exchanger.
また、熱交換器は冷却器及び加熱器の少なくとも一方を有していれば良い。例えば請求項3に記載のように、熱交換器が流体を冷却する冷却器を有している場合、複数の赤外線センサのうち、最低温度を示す赤外線センサの検出信号をもとに、冷却器の凍結防止制御がなされるような構成とすると良い。冷却器表面における温度分布(高低分布)が変化しても、複数の赤外線センサのいずれかにより、冷却器表面における最低温度を検出することができる。従って、最低温度を示す赤外線センサの検出信号をもとに冷却器の凍結をより確実に防止することができる。 Moreover, the heat exchanger should just have at least one of a cooler and a heater. For example, when the heat exchanger has a cooler for cooling the fluid as described in claim 3, the cooler is based on the detection signal of the infrared sensor indicating the lowest temperature among the plurality of infrared sensors. It is preferable that the anti-freezing control is performed. Even if the temperature distribution (high and low distribution) on the cooler surface changes, the minimum temperature on the cooler surface can be detected by any of the plurality of infrared sensors. Therefore, the cooler can be more reliably prevented from freezing based on the detection signal of the infrared sensor indicating the minimum temperature.
その際、複数の赤外線センサは、請求項4に記載のように、0℃付近の温度が精度良く検出できるように調整されたものであると、冷却器の凍結防止により効果的である。 At that time, as described in claim 4, the plurality of infrared sensors are effective for preventing the cooler from freezing if the temperature is adjusted so that a temperature in the vicinity of 0 ° C. can be accurately detected.
尚、冷却器としては、例えば請求項5に記載のように、自動車用空気調和装置を構成するエバポレータを適用することができる。 In addition, as a cooler, the evaporator which comprises the air conditioning apparatus for motor vehicles as described in Claim 5, for example can be applied.
以下、本発明の実施の形態を、図に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
本実施の形態における熱交換器用温度検出器は、非接触にて熱交換器(冷却器及び/又は加熱器)の表面温度を検出するのに適したものである。尚、本実施の形態においては、自動車用空気調和装置における冷房装置を構成するエバポレータ(冷却器)に、熱交換器用温度検出器を適用する例を示し、図1(a),(b)を用いて説明する。尚、図1(a)はエバポレータに対して熱交換器用温度検出器を配置した概略構成を示す斜視図であり、図1(b)は(a)を熱交換器用温度検出器の配置側から見た平面図である。
(First embodiment)
The temperature detector for heat exchanger in the present embodiment is suitable for detecting the surface temperature of the heat exchanger (cooler and / or heater) in a non-contact manner. In the present embodiment, an example in which a temperature detector for a heat exchanger is applied to an evaporator (cooler) that constitutes a cooling device in an automotive air conditioner is shown, and FIGS. 1 (a) and 1 (b) are shown. It explains using. 1A is a perspective view showing a schematic configuration in which a heat exchanger temperature detector is arranged with respect to an evaporator, and FIG. 1B is a perspective view of FIG. 1B from the arrangement side of the heat exchanger temperature detector. FIG.
図1(a),(b)に示すように、エバポレータ10は複数枚の冷媒通路用プレート11と、当該冷媒通路用プレート11の間に配設された例えば蛇腹状のフィン12とにより構成される。そして、当該フィン12間と冷媒通路用プレート11からなる空気通路13を空気が通過する際に、空気がフィン12及び冷媒通路用プレート11と接触し、熱を奪われることで、空気が冷却される。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
そして、このエバポレータ10の表面温度を検出するために、エバポレータ10の風下面(後面)に対して、熱交換器用温度検出器としてのエバポレータ用温度検出器が配置されている。
In order to detect the surface temperature of the
従来、このエバポレータ用温度検出器として、サーミスタ等の温度センサが適用されている。この温度センサは、エバポレータ10からの熱伝導によりエバポレータ10の表面温度を検出するため、エバポレータ10に直接接触させた方がエバポレータ10の表面温度を精度良く検出することができる。しかしながら、エバポレータ10の表面に設けられたフィン12は放熱性を向上させるために、薄く、且つ、広い放熱面積をもって形成されている(すなわち柔軟性を有している)ため、温度センサをエバポレータ10のフィン12に直接接触させて固定することが困難である。
Conventionally, a temperature sensor such as a thermistor has been applied as the evaporator temperature detector. Since this temperature sensor detects the surface temperature of the
それに対し、例えばエバポレータ10の冷媒通路用プレート11にホルダ(図示せず)を一体に設け、当該ホルダにてエバポレータ10の風下側に温度センサをしっかりと固定する構成のものがある。この場合、温度センサの脱落等を防止し、安定してエバポレータ10の表面温度を検出することができる。
On the other hand, for example, there is a configuration in which a holder (not shown) is integrally provided on the
しかしながら、温度センサは、エバポレータ10から離間して固定されており、フィン12(エバポレータ10の表面)の温度に代わって、熱交換された空気の温度を検出する(すなわちフィン12の温度が空気を介して温度センサに伝達される)。従って、温度センサの検出温度と実際のフィン12(エバポレータ10の表面)の温度とに誤差が生じる。
However, the temperature sensor is fixed apart from the
また、通常エバポレータ10の凍結防止のために、例えば試作段階において所定条件下でエバポレータ10の温度分布を測定する。そして、上述の温度センサは、測定結果に基づいて、エバポレータ10表面の最も温度の低い位置に1個設置される。
In order to prevent the
しかしながら、フィン12への霜付きやエバポレータ10前に設置されたフィルタ(図示せず)詰まり等による通過空気量の変化、雰囲気条件(温度、湿度)の変化等により、エバポレータ10の最低温度位置が変化することがある。この場合、温度センサとエバポレータ10の最低温度位置との距離が長くなるので、上述の検出誤差が大きくなる。また、温度センサがエバポレータ10の表面温度を検出するまでに時間が掛かる(応答性が悪化する)。
However, the minimum temperature position of the
このように、1個の温度センサにより、非接触にてエバポレータ10の表面温度を精度良く検出することは困難である。従って、このような構成であると、エバポレータ10の表面が凍結し、冷房が効かなくなる恐れがある。
Thus, it is difficult to accurately detect the surface temperature of the
それに対し、本実施形態においては、エバポレータ用温度検出器として赤外線センサ20を適用している。赤外線センサ20は、物体が放射する赤外線量から非接触で物体の温度を検出するものである。その種類は特に限定されるものではなく、例えばサーモパイル型、ボロメータ型、焦電型等を適用することができる。本実施形態においては、通常の半導体プロセスで形成することができるサーモパイル型の赤外線センサ20を適用している。尚、図1(a)において、符号21は、エバポレータ10の風下面(後面)上に所定距離離間して赤外線センサ20を支持・固定するための支持部材である。尚、支持部材21は、エバポレータ10の風下面(後面)上に所定距離離間して赤外線センサ20を支持・固定できるものであれば良く、図1(a)に示す構成に限定されるものではない。
On the other hand, in this embodiment, the
このように、エバポレータ用温度検出器として赤外線センサ20を適用することにより、エバポレータ10に接触させてエバポレータ用温度検出器を固定することが困難であり、非接触にてエバポレータ10の表面温度を検出する構成であっても、従来よりもエバポレータ10の表面温度を精度良く検出することができる。尚、本実施形態における赤外線センサ20は、特に0℃付近の温度が精度良く検出できるように感度調整されている。従って、エバポレータ10の凍結防止により効果的である。
As described above, by applying the
また、図1(a),(b)に示すように、赤外線センサ20はエバポレータ10に対して複数個配置されている。従って、エバポレータ10表面における温度分布(高低分布)が変化(すなわち最低温度位置が変化)しても、いずれかの赤外線センサ20によりエバポレータ10表面における最低温度を精度良く検出することができる。尚、本実施形態においては、図1(b)に示すように、エバポレータ10の風下面(後面)に対して複数の赤外線センサ20を略均一に配置(エバポレータ10の風下面を全てカバーするように)している。従って、最低温度位置がどこに変化しても、いずれかの赤外線センサ20により速やかにエバポレータ10表面における最低温度を精度良く検出することができる。
In addition, as shown in FIGS. 1A and 1B, a plurality of
尚、本実施形態においては、複数の赤外線センサ20のうち、最低温度を示す赤外線センサ20の検出信号をもとに、エバポレータ10の凍結防止制御(例えばエバポレータ10に圧送される冷媒の圧送量を制御するためのコンプレッサのON・OFF制御)がなされる構成となっている。従って、エバポレータ10表面における温度分布(高低分布)が変化しても、エバポレータ10の凍結をより確実に防止することができる。
In the present embodiment, the antifreezing control of the evaporator 10 (for example, the pumping amount of the refrigerant pumped to the evaporator 10) based on the detection signal of the
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態のみに限定されず、種々変更して実施することができる。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with various modifications.
本実施形態においては、複数の赤外線センサ20のうち、最低温度を示す赤外線センサ20の検出信号をもとに、エバポレータ10の凍結防止制御がなされる例を示した。しかしながら、エバポレータ10の凍結防止制御だけでなく、エバポレータ10にて冷却される空気の温度制御を実施する構成としても良い。
In the present embodiment, the example in which the freeze prevention control of the
また、本実施形態においては、冷却器であるエバポレータ10に赤外線センサ20を適用する例を示した。しかしながら、エバポレータ10以外の熱交換器に赤外線センサ20を適用しても良い。例えば、熱交換器として加熱器を有する場合、例えば流路内の詰まり等により加熱器表面の温度分布が変化した場合であっても、加熱器の表面温度(例えば加熱器表面における最高温度)を赤外線センサ20により速やかに精度良く検出することができる。
Moreover, in this embodiment, the example which applies the
また、本実施形態において、冷却器であるエバポレータ10は流体である空気と熱交換し、空気を冷却する例を示した。しかしながら、熱交換器は流体と熱交換し、流体を加熱又は冷却する構成であれば良い。
Moreover, in this embodiment, the
10・・エバポレータ
11・・・冷媒通路用プレート
12・・・フィン
13・・・空気通路
20・・・赤外線センサ(エバポレータ用温度検出器)
10.
Claims (5)
非接触にて前記熱交換器の表面温度を検出する赤外線センサを、複数個適用したことを特徴とする熱交換器用温度検出装置。 In the temperature detector for the heat exchanger that detects the surface temperature of the heat exchanger,
A temperature detector for a heat exchanger, wherein a plurality of infrared sensors that detect the surface temperature of the heat exchanger in a non-contact manner are applied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004076995A JP2005262989A (en) | 2004-03-17 | 2004-03-17 | Temperature detector for heat exchanger |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11859882B2 (en) | 2020-03-27 | 2024-01-02 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigeration cycle apparatus |
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2004
- 2004-03-17 JP JP2004076995A patent/JP2005262989A/en active Pending
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US11859882B2 (en) | 2020-03-27 | 2024-01-02 | Daikin Industries, Ltd. | Refrigeration cycle apparatus |
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