JP2013137141A - Method for detecting leakage of refrigerating machine oil - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱交換器に冷媒を通し、水と冷媒を熱交換して水の温度を下げる、または上昇させる装置の冷凍機油漏れ検出方法に関する。 The present invention relates to a refrigerator oil leak detection method for an apparatus that lowers or raises the temperature of water by passing refrigerant through a heat exchanger and exchanging heat between water and the refrigerant.
冷凍機から0℃以下の冷媒を熱交換器に供給し、水と熱交換して1℃〜3℃の冷水を供給する冷水装置において、熱交換器内の水が凍結することが要因で熱交換器が破損することがある。これは、供給する水の温度が凍結温度に近いために、水の流量低下や冷媒のわずかな温度低下などの影響を受け易いこと、熱交換器内の流れの不均一性などが主な理由である。
熱交換器が破損し、冷媒が水側に漏出した場合、冷媒中に存在する冷凍機油も同時に流出する。冷媒は水の熱によって蒸発するが、冷凍機油は水中に残るため、供給される冷水が食品の冷却などに使用されている場合には、冷凍機油が食品に接触してしまい、汚染を引き起こすおそれがある。このため、熱交換器内の凍結を防止するといったことや、冷媒の漏れがあった場合、これをできる限り早く検出するといった手段を講じる必要がある。
熱交換器内の凍結を防止する方法として、熱交換器の出入口の冷水温度を検出し、冷水入口温度が上昇していない状態で、かつその冷水出口温度が下降状態から上昇に転じたとき、冷凍機を停止するようにする方法がある(例えば、特許文献1参照。)。
しかしながら、この方法では、熱交換器内の水が凍結温度に近づくたびに冷凍機が停止してしまい、冷水の安定供給が行えないという問題があり、現実的ではない。
In a chilled water device that supplies a refrigerant of 0 ° C. or lower from a refrigerator to a heat exchanger, and exchanges heat with water to supply cold water of 1 ° C. to 3 ° C., heat is generated due to freezing of water in the heat exchanger. The exchanger may be damaged. This is mainly due to the fact that the temperature of the supplied water is close to the freezing temperature, which is easily affected by a decrease in the flow rate of the water and a slight decrease in the temperature of the refrigerant, and non-uniform flow in the heat exchanger. It is.
When the heat exchanger is damaged and the refrigerant leaks to the water side, the refrigerating machine oil present in the refrigerant also flows out at the same time. The refrigerant evaporates due to the heat of the water, but the refrigerating machine oil remains in the water, so if the supplied cold water is used for cooling food, etc., the refrigerating machine oil may come into contact with the food and cause contamination. There is. For this reason, it is necessary to take measures such as preventing freezing in the heat exchanger and detecting as soon as possible if there is a refrigerant leak.
As a method of preventing freezing in the heat exchanger, the temperature of the cold water at the inlet / outlet of the heat exchanger is detected, and when the temperature of the cold water inlet has not risen and the temperature of the cold water outlet has changed from a lowered state to an elevated temperature, There is a method for stopping the refrigerator (see, for example, Patent Document 1).
However, this method is not practical because the refrigerator stops every time the water in the heat exchanger approaches the freezing temperature, and the stable supply of cold water cannot be performed.
しかし、このような制御をしない限り、熱交換器内の水は凍結を繰り返すことになり、熱交換器の破損する危険性が高まる。したがって、冷媒漏れに対する安全性を高めるには、これをできる限り早く検出し対処する必要がある。
冷媒の漏れがあった場合、これを検出する方法として、特許文献2には、冷凍装置の冷媒漏洩検出方法として、外気温度T0と蒸発器の冷水入口温度T1と冷水出口温度T2を検出する温度センサを設けておき、冷水出口温度T2と蒸発器圧力P1から算出される蒸発温度TRとの温度差(ΔT=T2−TR)が運転用所定値よりも大きい状態が所定時間以上継続したら冷媒漏れと判定する方法が記載されている。
However, unless such control is performed, the water in the heat exchanger will freeze repeatedly, increasing the risk of breakage of the heat exchanger. Therefore, in order to increase the safety against refrigerant leakage, it is necessary to detect and deal with it as soon as possible.
As a method for detecting a refrigerant leak,
しかし、特許文献2に記載の冷媒漏洩検出方法は、保有する冷媒が相当量漏れなければ圧力の変化が起こらないため、冷媒の漏れがあっても直ぐには検出できず、冷媒の漏れ出た冷水がそのまま使用されてしまう恐れがあるといった問題がある。
However, the refrigerant leak detection method described in
本発明の目的は、熱交換器の凍結破損によって生じる冷媒の水側への漏れをできる限り早く検出し、異常を知らせることで、冷媒に含まれる冷凍機油によって影響を受けないようにする冷凍機油漏れ検出方法を提供することにある。 The object of the present invention is to detect the refrigerant leakage to the water side caused by the freezing breakage of the heat exchanger as early as possible and to notify the abnormality so that the refrigerant oil is not affected by the refrigerant oil contained in the refrigerant. It is to provide a leak detection method.
上記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、熱交換器に冷媒を通し、水と冷媒を熱交換して水の温度を下げる、または上昇させる装置の冷凍機油漏れ検出方法であって、前記熱交換器の水出口側の温度を継続して検出し、所定時間内に規定の幅以上に水の温度が変化したとき、冷凍機油の漏れと判定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、熱交換器から水側へ冷媒の漏れがあったとき、水の温度が短時間で急激に変化するので、前記熱交換器の水出口側の温度を継続して検出しておき、所定時間内に規定の幅以上に水の温度が変化したとき、冷凍機油の漏れと判定することにより、短時間のうちに冷凍機油漏れを検出することができる。 According to the first aspect of the present invention, when the refrigerant leaks from the heat exchanger to the water side, the temperature of the water changes rapidly in a short time. If the temperature of the water is continuously detected and the temperature of the water changes more than a predetermined width within a predetermined time, it is possible to detect the refrigerating machine oil leakage in a short time by determining that the refrigerating machine oil has leaked.
請求項2に記載の発明は、熱交換器に冷媒を通し、水と冷媒を熱交換して水の温度を下げる、または上昇させる装置の冷凍機油漏れ検出方法であって、前記冷媒に含まれる冷凍機油に蛍光物質を混合しておき、前記熱交換器の水出口側の水系の任意の箇所に水中で紫外線を照射する紫外線発光素子と水中で特定の波長を検出する受光素子とで構成される蛍光物質検出センサを設け、受光素子が紫外線の波長と異なった波長を検出したとき、冷凍機油の漏れと判定することを特徴とする。
The invention according to
請求項2に記載の発明によれば、熱交換器から冷媒の水側への漏れがあったとき、水中に流れ込んだ冷凍機油に混合している蛍光物質が、紫外線発光素子が照射する紫外線の波長を変化させることから、受光素子が紫外線の波長と異なった波長を検出したとき、冷凍機油の漏れを判定することにより、短時間のうちに冷凍機油漏れを検出することができる。 According to the second aspect of the present invention, when there is a leak from the heat exchanger to the water side of the refrigerant, the fluorescent material mixed in the refrigerating machine oil that has flowed into the water is the ultraviolet light emitted by the ultraviolet light emitting element. Since the wavelength is changed, when the light receiving element detects a wavelength different from the wavelength of the ultraviolet light, the leakage of the refrigerating machine oil can be detected in a short time by determining the leakage of the refrigerating machine oil.
本発明によれば、熱交換器の凍結破損によって生じる冷媒の水側への漏れを短時間で検出して冷凍機油の漏れを検出することができるので、この異常を警報として取り込むことにより早急な対処が可能となり、これにより冷媒に含まれる冷凍機油による水への影響を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to detect the leakage of the refrigeration machine oil in a short time by detecting the leakage of the refrigerant caused by the freezing breakage of the heat exchanger in a short time. This makes it possible to prevent the influence of refrigeration oil contained in the refrigerant on water.
以下、冷凍機油漏れ検出方法の実施の形態の第1例を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明に係る冷凍機油漏れ検出方法の実施の形態の第1例を実施する冷水装置を示す系統構成図である。
Hereinafter, a first example of an embodiment of a refrigerator oil leakage detection method will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram showing a chilled water apparatus that implements a first example of an embodiment of a refrigerator oil leak detection method according to the present invention.
図1に示す冷水装置1は、熱交換器2に冷凍機3から冷媒を供給する冷媒循環路4と、水を送り込む冷水循環路5が接続されている。冷媒循環路4の冷媒供給路4aには、膨張弁6と開閉弁7が設けられている。また、冷水循環路5は、水を熱交換器2に送り込む入口側循環路5aと熱交換器2を通って冷却された水が送り出される出口側循環路5bで構成され、入口側循環路5aと出口側循環路5bは貯水タンク8に接続し、入口側循環路5aに設けられた循環ポンプ9により入口側循環路5aと出口側循環路5bを循環するようになっている。また、貯水タンク8には、貯水タンク8に貯留された冷水を負荷に供給する冷水取出路10と、貯水タンク8に給水する給水路11が接続されている。冷水取出路10には冷水を負荷に送る送水ポンプ12が設けられている。また、給水路11には給水弁13、ボールタップ14が設けられ、貯水タンク8の水位が低下すると補給水が供給されるようになっている。
In the chilled
本例では、熱交換器2の水出口側に接続している冷水循環路5の出口側循環路5bに、熱交換器2の水出口側の水の温度を検出する温度センサ15を設けている。この温度センサ15で水出口側の水の温度を継続して検出し、所定時間内に規定の幅以上に水の温度が変化したとき冷凍機油の漏れと判定し、警報を出させるとともに冷凍機3及び循環ポンプ9を停止させる制御部16を備えている。
In this example, a
このように構成された本例によれば、本例を実施する冷水装置1は、冷凍機3から冷媒循環路4を介して冷媒を熱交換器2へ供給する。また、貯水タンク8内に貯留した水を冷水循環路5の入口側循環路5aから熱交換器2に送り込み、熱交換器2内で冷媒と水とを熱交換させ、冷却された水を出口側循環路5bから貯水タンク8へ送り出すことにより、貯水タンク8内の水を循環させて、所定温度まで冷却し、冷却した冷水を負荷に送る運転を行う。
According to this example configured as described above, the chilled
この運転の途中で熱交換器2が破損した場合、冷媒が循環する冷水に混入し、冷媒は蒸発して気体となり、その時の気化熱により循環する冷水は急激に温度が下がって出口側循環路5bに流れ出る。
冷水循環路5の出口側循環路5bには、熱交換器2の水出口側の水の温度を検出する温度センサ15が設けられており、この温度センサ15で水出口側の水の温度を継続して検出し、所定時間内に規定の幅以上に水の温度が低下したとき、制御部16が冷凍機油の漏れと判定し、警報を出させるとともに冷凍機及び循環ポンプを停止させる。これにより冷媒に含まれる冷凍機油による水への影響を防止することができる。
If the
The outlet
冷凍機油の漏れを判定する水の温度の所定時間内に規定の幅以上に水の温度の変化における、所定時間と規定の幅とは冷凍機油の漏れを確認するのに必要な所定時間と規定の幅として設定される。
例えば、熱交換器2で水を1℃を目標に冷却している場合、循環水の流量が10L/秒で、1mmの径で熱交換器2に破損が生じた場合、計算上冷媒が230g/秒(差圧0.2MPa)で漏れるので、気化熱を30kcal/kgとした場合、0.69℃の温度低下となる計算になる。この場合、冷凍機油の漏れを判定する水の温度の所定時間を3秒間で、規定の幅以上に水の温度を0.5℃以上として、このような水の温度の変化があったとき、これを冷凍機油の漏れの警報として取り込みが可能となる。
Judgment of leakage of refrigeration oil. Predetermined time and specified width in the change of water temperature over a specified width within a specified time of water temperature is a specified time required to check for leakage of refrigeration oil. Set as the width of.
For example, when water is cooled by the
なお、本例では、熱交換器2に冷媒を通し、水と冷媒を熱交換して水の温度を下げる冷水装置1に実施した例を説明したが、熱交換器に冷媒を通し、水と冷媒を熱交換して水の温度を上げる温水装置に実施した場合(図示せず)も同様である。この場合、熱交換器の水出口側の水の温度を検出する温度センサで水出口側の水の温度を継続して検出し、所定時間内に規定の幅以上に水の温度が上昇したとき、制御部が冷凍機油の漏れと判定する。
In addition, although the example implemented in the chilled
図2は本発明に係る冷凍機油漏れ検出方法の実施の形態の第2例を実施する冷水装置を示す系統構成図である。
図2に示す本例を実施する冷水装置あって、前記第1例を実施する冷水装置と同一の構成については同一の符号を付し、第1例と異なる構成についてのみ説明する。
FIG. 2: is a system | strain block diagram which shows the cold water apparatus which implements the 2nd example of embodiment of the refrigerator oil leak detection method based on this invention.
In the chilled water device that implements the present example shown in FIG. 2, the same components as those of the chilled water device that implements the first example are denoted by the same reference numerals, and only the components different from the first example will be described.
本例を実施する図2に示す冷水装置1は、冷凍機3から冷媒循環路4を介して熱交換器2へ供給する冷媒に含まれる冷凍機油に蛍光物質が混合されている。そして、熱交換器2の水出口側の水系の任意の箇所に水中で紫外線を照射する紫外線発光素子と水中で特定の波長を検出する受光素子とで構成される蛍光物質検出センサ17が設けられている。
さらに、蛍光物質検出センサ17の受光素子が紫外線の波長と異なった波長を検出したとき、冷凍機油の漏れと判定し、警報を出させるとともに冷凍機3及び循環ポンプ9を停止させる制御部18を備えている。
他の構成は、第1例と変わるところはない。
In the chilled
Further, when the light receiving element of the fluorescent
Other configurations are the same as the first example.
本例では、冷水循環路5の出口側循環路5bに蛍光物質検出センサ17を設けているが、前記のように熱交換器2の水出口側の水系であれば特に限定されず、図3に示すように、出口側循環路5bにバイパス路19を接続し、このバイパス路19に蛍光物質検出センサ17を設けてもよく、また、図4に示すように、貯水タンク8に接続されている冷水取出路10に蛍光物質検出センサ17を設けてもよい。
In this example, the fluorescent
このように構成された本例によれば、本例を実施する冷水装置1は、冷凍機3から冷媒循環路4を介して冷媒を熱交換器2へ供給する。また、貯水タンク8内に貯留した水を冷水循環路5の入口側循環路5aから熱交換器2に送り込み、熱交換器2内で冷媒と水とを熱交換させ、冷却された水を出口側循環路5bから貯水タンク8へ送り出すことにより、貯水タンク8内の水を循環させて、所定温度まで冷却し、冷却した冷水を負荷に送る運転を行う。
According to this example configured as described above, the
この運転の途中で熱交換器2が破損し、冷媒とともに冷凍機油が循環する水に混入すると、冷凍機油に混合されている蛍光物質がが紫外線発光素子から照射された紫外線を反射し、受光素子が紫外線の波長と異なった波長を検出する。受光素子が紫外線の波長と異なった波長を検出したとき、制御部18が冷凍機油の漏れと判定し、警報を出させるとともに冷凍機3、循環ポンプ9及び送水ポンプ12を停止させる。これにより冷媒に含まれる冷凍機油による水への影響を防止することができる。
When the
なお、本例では、第1例と同様に、熱交換器2に冷媒を通し、水と冷媒を熱交換して水の温度を下げる冷水装置1に実施した例を説明したが、熱交換器に冷媒を通し、水と冷媒を熱交換して水の温度を上げる温水装置に実施した場合(図示せず)も同様である。
In this example, as in the first example, the example in which the coolant is passed through the
1 冷水装置
2 熱交換器
3 冷凍機
4 冷媒循環路
4a 冷媒供給路
5 冷水循環路
5a 入口側循環路
5b 出口側循環路
6 膨張弁
7 開閉弁
8 貯水タンク
9 循環ポンプ
10 冷水取出路
11 給水路
12 送水ポンプ
13 給水弁
14 ボールタップ
15 温度センサ
16 制御部
17 蛍光物質検出センサ
18 制御部
19 バイパス路
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記熱交換器の水出口側の温度を継続して検出し、所定時間内に規定の幅以上に水の温度が変化したとき、冷凍機油の漏れと判定することを特徴とする冷凍機油漏れの検出方法。 A refrigerant oil leak detection method for a device for passing a refrigerant through a heat exchanger and exchanging heat between the refrigerant and water to lower or increase the temperature of the water,
The temperature of the water outlet side of the heat exchanger is continuously detected, and when the temperature of the water changes by more than a specified width within a predetermined time, it is determined that the refrigerator oil leaks. Detection method.
前記冷媒に含まれる冷凍機油に蛍光物質を混合しておき、前記熱交換器の水出口側の水系の任意の箇所に水中で紫外線を照射する紫外線発光素子と水中で特定の波長を検出する受光素子とで構成される蛍光物質検出センサを設け、受光素子が紫外線の波長と異なった波長を検出したとき、冷凍機油の漏れと判定することを特徴とする冷凍機油漏れの検出方法。 A refrigerant oil leak detection method for a device for passing a refrigerant through a heat exchanger and exchanging heat between the refrigerant and water to lower or increase the temperature of the water,
A fluorescent substance is mixed with the refrigerating machine oil contained in the refrigerant, and an ultraviolet light emitting element that irradiates ultraviolet rays in water to an arbitrary portion of the water system on the water outlet side of the heat exchanger and a light receiving device that detects a specific wavelength in water. A method for detecting refrigerating machine oil leakage, comprising: a fluorescent substance detection sensor comprising an element, and determining that a refrigerating machine oil has leaked when the light receiving element detects a wavelength different from the wavelength of ultraviolet light.
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