JP3976735B2 - 冷凍設備内の非測定物理量の評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、予め決められた時点までに走査される少なくとも１つの信号から演繹できる冷凍設備内の非測定物理量の評価方法に関する。

冷凍設備の制御のために、冷凍設備からの情報を評価する必要がある。この情報は第一に温度情報である。しかしまた評価したい圧力または冷媒−または空気流に関する情報も必要である。情報たとえば温度情報に加えて圧力情報も間接的に得ることもある。しかし、この種の情報は冷凍設備の制御だけでなく、欠陥を可能な限り早期に、すなわち被冷却物品がまだ傷まないように早期に検出することにも役立つ。まだ特別の温度上昇は生じていないが、冷凍設備が最適ではない運転によって負荷が強くなる時点を検出することも有利である。

信号は冷凍設備内で比較的緩やかにのみ変化する。そのため欠陥を暗示しうる領域で信号が変動するときにその傾向を検出することは困難である。信号は該当する物理量を予め決められた時点で評価するセンサを介して算出されるので、あるいは持続的に算出した信号が予め決められた時点でのみ走査されるので、しばしば信号経過が「高周波の」曲線形状として表されることがある。すなわち、信号の平均値は算出した物理量の経過を再現する。しかしながら、この量は一部多大な偏差で上方と下方に表示され、これが評価をさらに困難にする。これは特に信号がたとえば熱交換器を通る温度差を算出するために、差分形成によって成立する場合に当てはまる。用語「高周波の」はこの場合もちろん相対的な意味である。周波数は、冷凍設備内の温度のような物理量の変化速度で測定する場合に高くなる。

本発明は、欠陥を早期に検出できる課題を基礎においている。

この課題は、冒頭に挙げた形式の方法において、欠陥指標が：
ａ）欠陥指標が第１の時点で１つの基準値に設定されるステップと、
ｂ）予め決められた早期の時点の欠陥指標と、少なくとも１つの信号依存性の量を考慮して物理量に対する評価値から演繹された第１の量とから合計が形成されるステップと、
ｃ）欠陥指標は、前記合計が基準値よりも大きい場合に合計の値に、かつ前記合計が基準値よりも小さいかまたは等しい場合に基準値に設定されるステップと、によって形成されることによって解決される。

この方式において、信号またはそれに関連する物理量が実質的に変化しない場合に、信号が変動時でも統計的に見て平均値分だけ配分されることを前提にできるため、欠陥指標は基準値にとどまるであろう。しかし純平均値形成に対して、前記方式は信号内の傾向を本質的により良く検出できる長所を有する。それに応じて欠陥検出がより早期に可能になる。

好ましくは基準値は零である。値零からの偏差は比較的簡単に検出できる。欠陥指標の算出が簡単になる。

有利には合計を出すために最後の時点の欠陥指標が使用される。つまり欠陥指標は走査時点から走査時点へ更新される。これは迅速な応答時間を可能にし、欠陥指標をいわば連続的に形成することを可能にする。

好ましくは、評価値は実験的に冷凍設備の欠陥なしの運転で算出される。冷凍設備が欠陥なしに予め決められた時間にわたって、たとえば１００分間作動するとき、その際に算出した平均値が欠陥なしの操作を代表することを前提にできる。冷凍設備のさらなる運転において、欠陥指標を出すために前記評価値を使用してよい。

好ましくは第１の演繹量を出すために、評価値またはそれから演繹された第２の量と信号依存性の量との間の差によって形成された残余(Residuum)が使用される。その演繹において信号依存性の成分も入り得る評価値またはそれから演繹された第２の量は、いわば信号依存性の量が比較される初期値である。差異としてそこで残余が生じる。妨害されない場合、この残余は値零の周囲で変動するであろう。すなわち平均でこの残余は値零をもつ。しかしながら欠陥の場合は、信号依存性の量が持続的に評価値から、しかも通常は一方向に区別される。それに応じて残余は欠陥指標に現れる零と異なる値を取るであろう。

有利には、第１の演繹量は残余と予め決められた信頼値の差から形成されており、この差は比例定数で乗じられる。この方式により、より大きい変動が許容されるように残余が修正される。信頼値は各走査時点もしくは各評価時点で残余から差し引かれる。この場合、欠陥なしの運転でしばしば演繹量が零よりも小さい値をもつ状況が生じるであろう。それに対して残余が持続的に予め決められた信頼値よりも大きいときは、欠陥指標が拡大され、これが欠陥を暗示する。残余の絶対値を使用するとき、持続的に小さすぎる残余でも欠陥指標が増加する。

有利には、物理量として熱又は冷気輸送媒体、特に空気質量流量である第１媒体流の量が使用される。空気質量流量は冷凍設備の運転のための重要な量である。たとえば該空気質量流量は販売用保冷ケース内で、本来の「冷気」を被冷却製品に輸送することに用いられる。販売用保冷ケースはスーパーマーケットで冷蔵または冷凍製品を販売用に用意するために使用される。前記製品を所望の低い温度に保つために、連続的または断続的に製品が配列される貯蔵室を通して空気流が送られる。冷却空気量は一部貯蔵室内で低下する。空気流の障害は重大な問題を引き起こす。最悪の場合、充分に冷気が製品に輸送されなくなり、そのため該製品の温度が上昇する。この時点で初めて欠陥が検出されても遅すぎる。製品はその場合しばしば駄目になってしまう。つまり、ここで欠陥の早期検出が特に重要である。しかしまた早期検出は、そこで冷凍設備の過負荷を防止できるという長所もある。たとえば蒸発器が氷結状態となり、それによって冷媒から空気へ熱移動が減少するときは、一定の時間にわたってまだ充分な冷凍出力を空気に伝達できるであろう。しかし冷凍設備はより高い出力で作動させなければならず、これが寿命と運転信頼性に不利な影響を及ぼす。空気通路を通して空気を被冷却製品に送る複数の送風器の１つが故障する場合にも同様のことが当てはまる。残りの送風器は確かに一般的に製品を冷却するために充分である量で空気を送ることができる。しかし送風器は、該送風器が度々またはより長く運転されるため過度に強く負荷される。空気流の障害が早期に検出され、欠陥通報を発生できれば、この種の問題は縮小された規模でのみ発生するであろう。

この場合、第１媒体流の量が熱交換器内の熱又は冷媒の第１媒体流と第２媒体流との間の熱移動から計算できると有利である。この場合、第１媒体流たとえば空気から抽出される熱が完全に第２媒体流、たとえば熱交換器内の冷媒に移ることが前提とされる。冷媒の含熱量が熱交換器の前と後で検知されるとき、そこから空気のエンタルピー差が熱交換器を介して知られ、貫流する空気の時間あたりの質量を計算できる。

有利には第２演繹量が熱交換器を通る第１媒体流のエンタルピーの変化である。第１媒体流のエンタルピーは第１媒体流の含熱量についての情報を可能にする。エンタルピーの変化が算出されるとき、熱交換器を通る含熱量の変化が算出される。この含熱量は完全に第２媒体流に、たとえば冷媒に引き渡されるべきであるため、そこから第１媒体流、たとえば空気流の移動量に関する必要な情報を得ることができる。

有利には、信号依存性の量は熱交換器を通る第２媒体流のエンタルピーの変化である。上述のように、熱交換器内の第１媒体流から抽出される熱は完全に第２媒体流に移ることが前提とされる。ここで第２媒体流のエンタルピーの変化が算出されれば、第１媒体流のエンタルピーの変化に関する情報が得られる。

好ましくは第２媒体流のエンタルピーの決定のために、熱交換器を通る第２媒体流の質量流量と比エンタルピー差とが算出される。エンタルピーは質量流量と比エンタルピー差の積である。比エンタルピー差は熱交換器の前後の第２媒体流、たとえば冷媒の比エンタルピーから生じる。冷媒の比エンタルピーは物質−および状態性質であり、冷媒から冷媒へ変化する。もちろん冷媒製造者は一般的に各冷媒用に、いわゆるＬｏｇ ｐ、ｈ線図を提供している。この種の線図によって冷媒の比エンタルピーを決定できる。この場合、膨張弁入口の温度と圧力が必要になる。これらの量は温度計または圧力センサによって測定できる。蒸発器出口の比エンタルピーは２つの測定値によって決定される：一方では蒸発器出口の温度であり、他方では蒸発器出口の圧力または沸騰温度のいずれかである。蒸発器出口の温度は温度計で測定でき、蒸発器出口の圧力は圧力センサで測定できる。Ｌｏｇ ｐ、ｈ線図の代わりに、もちろん表に整理した値を使用してもよい。これは自動的計算の場合はるかに好適である。多くの場合、冷媒製造者は冷媒用の状態式も提供している。

好ましくは、第２媒体流は膨張弁の開度を介して圧力差から決定される。特に電子制御式膨張弁を備えた設備において流量は多くの場合膨張弁の開度に比例する。パルス幅変調式膨張弁において開度は開時間に相当する。さらに弁を通る圧力差と、場合により弁流入時の冷媒の過冷とが必要になる。大抵の設備の場合、凝縮器または液化器内の圧力と、蒸発器内の圧力とを測定する圧力センサが使用されるため前記値が提供される。過冷は多くの場合無視することができるので、別途測定する必要がない。弁を通る冷媒の質量流量は弁特性と、圧力差と、開度または開時間とを利用して計算することができる。

別法としてまたはそれに付加的に、第２媒体流を圧縮器入口温度と共に、運転データと圧縮器を通る絶対圧力差とから算出することができる。運転データは、たとえば圧縮器の回転数および／または駆動出力である。

本発明は、以下有利な実施例を利用して図面との関係でより詳しく説明する。

図１は、概略的に、冷凍設備がたとえばスーパーマーケットで冷蔵または冷凍食品の販売のために使用されるような、販売用保冷ケースの形態における冷凍設備１を示す。冷凍設備１は食品が保管される貯蔵室２を有する。空気通路３は貯蔵室２の周りにある。すなわち空気通路は貯蔵室２の両側と下側にある。矢印で示した空気流４は空気通路３の通過後に貯蔵室２の上方の冷却区域５に到達する。空気はそこで再び空気通路３の入口に案内され、そこに混合区域６がある。この混合区域内で空気流４が周囲空気と混合される。その際に、たとえば貯蔵室２の中に到達し、あるいは何らかの方法で周囲に消失した冷却空気が補充される。

空気通路３の中に、１つまたは複数のベンチレータによって形成される送風機の列７を配置させている。送風機の列７は空気流４を空気通路３の中で移動させている。以下の明細書のために、送風機の列７が作動し、設備が欠陥なしに動作するまでの間、空気通路３を通り移動する時間あたりの空気量が一定になるように、送風機の列７が空気流４を駆動することが前提とされる。

空気通路３の中に冷媒循環の蒸発器８が配置されている。蒸発器８に膨張弁９を通して冷媒が凝縮器すなわち液化器１０から給送される。凝縮器１０には圧縮器またはコンプレッサ１１によって供給され、コンプレッサの入口が蒸発器８と連結され、それによって冷媒が公知の方法で循環させられる。凝縮器１０は送風器１２を備えており、該送風器によって周囲から空気を凝縮器１０を通して吹き付けそこで熱を引き渡す。

この種の冷媒循環の動作方式はそれ自体公知である。設備内で冷媒が循環する。冷媒は高圧・高温のガスとしてコンプレッサ１１を離れる。凝縮器１０で冷媒が液化させられ、熱を引き渡す。液化後、冷媒が膨張弁９を通過し、そこで圧力が低下する。圧力低下後の冷媒は２相すなわち液相と気相である。２相の冷媒は蒸発器８に給送される。液相はそこで吸熱下に蒸発し、熱が空気流４から抽出される。残留する冷媒が蒸発した後で、冷媒がさらに多少加熱され、過熱ガスとして蒸発器８から出る。その後、該ガスが再び圧縮器１１に給送され、そこで圧縮される。

ところで空気流４が妨げなく空気通路３を通り貫流できるか否かを監視したい。障害は、たとえば送風機の列７が故障し、もはや充分に空気を搬送しないことによって生じる。たとえば、複数の送風器を備えた送風器ユニットの中の１つが故障することがある。残りの送風器はその場合まだある程度の空気量を空気通路３を通して送ることができ、それによって貯蔵室２の中の温度の許容値を超えた上昇はない。しかし、それによって冷凍設備が強く負荷され、これが必然的に事後損傷を惹起しうる。たとえば、ベンチレータのような冷凍設備の構成要素がしばしば運転されている。別の欠陥事例は、たとえば蒸発器に当たる周囲空気からの水分による蒸発器の氷結である。

つまり別の言葉では、空気通路３を通して流れる時間あたりの空気量を持続的に監視できるようにしたい。この監視はこの場合完全クロック式に、たとえば時間的に１分のオーダーの間隔を有する連続時点で行うことができる。もちろん普通の測定装置を備えた空気流４の時間あたりの量の算出は比較的費用がかかる。そのため冷媒が蒸発器８の中で吸収した該冷媒の含熱量を算出することによって、間接的な測定が使用される。

この場合、以下の考察が基礎となる：冷媒の蒸発に必要な熱は、熱交換器として作用する蒸発器８の中で空気によって吸収される。それに応じて次式が当てはまる：

式中、

は空気から実際に抽出された時間あたりの熱であり、

は冷媒が吸収した時間あたりの熱である。この式により質量流量の実際値すなわち冷媒が吸収した熱を決定できると、空気通路３を通して流れる空気のための時間あたりの質量を決定できる。そのとき、実際の空気の質量流量を目標値と比較する。実際値が目標値と一致しないとき、これは欠陥として、すなわち障害された空気流４として解釈される。設備のための対応する欠陥通報を出力することができる。

の決定のための基礎は次式である：

式中、

は蒸発器を通して流れる時間あたりの冷媒質量である。ｈ_Ref，outは、蒸発器出口の冷媒の比エンタルピーであり、ｈ_Ref，inは膨張弁入口の比エンタルピーである。

冷媒の比エンタルピーは冷媒によって異なるが、各冷媒について決定できる物質−および状態性質である。そのため冷媒製造者は各冷媒に対する、いわゆるＬｏｇ ｐ、ｈ線図を用意している。この線図を利用して蒸発器８を通る比エンタルピー差を決定することができる。たとえばｈ_Ref，inをこのようなＬｏｇ ｐ、ｈ線図により決定するためには、膨張弁入口の冷媒温度（Ｔ_Ref，in）と膨張弁入口の圧力（Ｐ_Con）のみが必要である。これらの量は、温度計または圧力センサによって測定できる。測定箇所は図２に概略的に示している。

蒸発器出口の比エンタルピーを決定するために２つの測定値が必要である：蒸発器出口の温度（Ｔ_Ref，out）と、出口の圧力（Ｐ_Ref，out）または沸騰温度（Ｔ_Ref，in）のいずれかである。出口の温度（Ｔ_Ref，out）は温度計により測定できる。蒸発器８の出口の圧力（Ｐ_Ref，out）は圧力センサにより測定できる。

Ｌｏｇ ｐ、ｈ線図の代わりに、もちろん表値を使用してもよく、計算がプロセッサによって簡単になる。多くの場合、冷媒製造者は冷媒用の状態式も提供する。

冷媒

の質量流量は流量測定器によって決定できる。パルス幅変調式で運転される電子制御式膨張弁を備えた設備の場合、弁を通る圧力差と膨張弁１０の入口の過冷（Ｔ_Vin）とが知られているとき、開度または開時間を介して質量流量

を決定することが可能である。多くの設備において、これは圧力を液化器１０で測定する圧力センサが使用されている。過冷は多くの場合一定かつ評価可能であり、そのため測定する必要がない。膨張弁９を通る質量流量

は、その場合、弁特性、圧力差、過冷および開度または開時間によって計算することができる。多くのパルス幅変調式膨張弁９において、流量

が近似的に圧力差と開時間に比例することが判明している。この場合、流量は次式によって決定できる：

式中、Ｐ_Conは液化器１０内の圧力であり、Ｐ_Ref，outは蒸発器内の圧力であり、ＯＤは開時間であり、ｋ_Expは弁に関係する比例定数である。多くの場合、冷媒の過冷は、膨張弁を通る冷媒流が過冷によって影響されるため、過冷を測定する必要があるような大きさである。しかし多くの場合、過冷がその場合に弁特性または比例定数で考慮し得る冷凍設備の一定の量であるため、圧力差と弁の開度のみが必要である。質量流量

を決定する別の可能性は、圧縮器１１の量、たとえば圧縮器の回転数、圧縮器入口および−出口の圧力、圧縮器入口の温度および圧縮器特性を評価することである。

実際に空気から抽出した時間あたりの熱

については、基本的に冷媒が引き渡す時間あたりの熱の場合と同じ式を使用してよい。

式中、

は空気の質量流量を表し、ｈ_Air，inは蒸発器の前の空気の比エンタルピーを表し、ｈ_Air，outは蒸発器の後の空気の比エンタルピーを表す。

空気の比エンタルピーは次式で計算することができる：
h_Air=1.006・t+x(2501+1.8・t),[h]=kJ/kg （５）
式中、ｔは空気の温度である。つまりＴ_Eva，inは蒸発器の前であり、Ｔ_Eva，outは蒸発器の後である。「ｘ」は空気の湿度比と呼ばれる。空気の湿度比は次式によって計算できる：

ここでｐ_wは空気中の水蒸気の分圧であり、ｐ_Ambは空気の圧力である。ｐ_Ambは測定できるかまたはこの量に対して簡単に標準大気圧が使用される。標準大気圧と実際の圧力の変差は空気が引き渡した時間あたりの熱量の計算において重要な役割を果たさない。水蒸気の分圧は空気の相対湿度と飽和空気中の水蒸気の分圧とによって決定されており、次式を利用して計算できる：
p_W=p_W,Sat・RH （７）

この場合、ＲＨは相対空気湿度であり、ｐ_W，Satは飽和空気中の水蒸気の分圧である。ｐ_W，Satは空気温度のみに依存し、熱力学の参考書に見出すことができる。相対空気湿度ＲＨは測定することができ、または計算する際に代表的な値が使用される。

式（１）で前提にしたように、式（２）および（４）を同等とすると、次式を得る。

そこから実際の空気質量流量

は、

について解くと次のようになる：

この空気質量流量の実際値

を目標値と比較することができ、この実際値と目標値との間の本質的な差異があれば、冷凍設備の運転者へ欠陥を通報によって、設備が最適に作動していないことに注意を促すことができる。

多くの場合、設備における空気流のための目標値を算出することが推奨される。たとえば、前記目標値を設備が安定かつ欠陥なしの運転条件下で作動する一定の時間にわたる平均値として算出することができる。このような時間は、たとえば１００分としてよい。

ある種の困難は、もちろん個々のセンサ（温度計、圧力センサ）から得る信号が大きく変動することによって生じる。これらの変動はまったく逆方向になることがるため、量

に対して評価する際にある程度の困難をもたらす信号が与えられる。これらの変動は冷却システム内の動的特性の結果である。そのため式（９）に代わり規則的な間隔で、たとえば１分間に１回、以下「残余」と呼ぶ量を計算することが有利である：

は欠陥なしの運転条件において空気質量流量に対する評価値である。評価の代わりに、欠陥なしの運転条件において式（９）から一定の時間にわたる平均値として算出される値を使用してもよい。

欠陥なしに作動している設備の場合、残余ｒは、それが実際に重大な変動を受けるにもかかわらず、零の平均値を付与するべきである。残余の傾向を特徴とする欠陥を早期に検出できるようにするため、残余ｒの算出値は平均値の周りに正規分布しており、しかも設備が欠陥なしに動作するか否か、または欠陥が発生したか否かに左右されないことが仮定される。そこで欠陥指標Ｓ_iは次の関係式に従って計算される：

ここでｓ_iは次式によって計算できる：

この場合、もちろん欠陥指標Ｓ_iは、すなわち第１の時点で零に設定されていることが仮定されている。後の時点で式（１２）からのｓ_iが使用され、以前の時点からの欠陥指標Ｓ_iをもつ前記値からの合計を形成する。この合計が零より大きいとき、欠陥指標はこの新規の値に設定される。この合計が零と等しくまたはそれより小さいとき、欠陥指標は零に設定される。式（１２）でｋ₁は比例定数である。μ₀は最も単純な場合には値零に設定してよい。μ₁は、たとえば欠陥が発生し、この欠陥で残余ｒの平均値を算出することによって算出できる評価値である。値μ₁はどのくらいの頻度で欠陥警報を受け入れる必要があるかの判定基準である。そのため双方のμ値は信頼値とも呼ばれる。

たとえば、送風機の列７の中の１つの送風器が作動しないという欠陥が発生すると、周期的に算出した残余ｒ_iの値が平均値で零よりも大きくなるため、欠陥指標Ｓ_iはより大きくなるであろう。欠陥指標が予め決められた量に達すると、空気循環が制限されていることを示す警報が作動する。μ₁が大きくすると欠陥警報は少なくなるが、欠陥の発見が遅くなるという危険もある。

式（１１）によるフィルタリングの作用方式は図３、４を利用して説明する。図３は右方へ時間を分で示し、上方へ残余ｒをプロットしている。ｔ＝５１０分とｔ＝６４４分の間に送風機の列７の中の１つの送風器が故障している。これは残余ｒの増加した値で表される。この増加は図３によってもすでに明らかである。しかしながら図４に示す経過を有する欠陥指標Ｓ_iを観察すると、より良い検出の可能性がある。ここで欠陥指標Ｓ_iは上方へ、時間ｔは分で右方へプロットしている。つまり欠陥指標はｔ＝５１０分とｔ＝６４４分の間で連続的に上昇する。たとえば０．２×１０⁸の値Ｓ_iを超える際に警報を始動させることができる。

ｔ＝７００分とｔ＝８２４分との間の時間で、同様に送風機の列７の中の１つの送風器が停止する。欠陥指標Ｓ_iがさらに上昇する。この両障害状態の間で両送風器は作動していた。つまり欠陥指標Ｓ_iは小さくなるが、零には戻らない。欠陥指標Ｓ_iは欠陥の場合、確実に増加する。０から５１０分までの時間内に、欠陥指標Ｓ_iは零点の近くまで移動する。欠陥指標Ｓ_iは、設備が長く充分な欠陥なしで作動するとき、零に戻るであろう。もちろん、実際には、欠陥が除去されたとき、欠陥指標Ｓ_iを零に設定する。

図５および６は、蒸発器８がゆっくり氷結する場合における残余ｒの推移と欠陥指標Ｓ_iの推移とを示す。この場合、図５に残余ｒを、図６に欠陥指標Ｓ_iを上方へプロットしており、他方、時間ｔは右方へ分でプロットしている。

図５で残余ｒの平均値が次第に上昇していることを認識されたい。もちろん、同様に、この上昇は欠陥通報に必要な確かさで定量的に検出することは困難であることが分かるであろう。ｔ＝６００分で蒸発器８の最初の氷結が発生している。ｔ＝１２００分で冷凍設備の能力低下によってこの種の氷結を検出できる。

たとえば欠陥指標の限界値を１×１０⁷に設定した場合、欠陥はすでに約ｔ＝７５０分で発見されるはずでありり、設備の性能低下によるよりも本質的に早くなる。

この方法は解氷過程の開始にも適用することができる。解氷過程は欠陥指標Ｓ_iが予め決められた量に達すると始まる。

この方法において、代表的な設備に設けられているよりも少ないセンサが使用されているにもかかわらず、欠陥が早期に発見されるので有利である。欠陥は、その欠陥が冷凍設備内で高い温度を発生させる前に発見される。また欠陥は、消費されたエネルギーを尺度として取ると、設備が最適に作動しなくなる前に発見される。

蒸発器８の空気流の監視を示した。もちろん類似の監視は凝縮器１０でも実施できる。その場合、空気が凝縮器１０を通過するとき、周囲空気の空気湿度が除去されないため、計算はむしろより簡単になる。それに応じて、凝縮器１０がより暖かいので、該凝縮器において空気からの水も凝縮しない。凝縮器１０にこの方法を使用する際に、空気の温度を凝縮器の前後で測定する２つの付加的な温度計が必要であることが不利である。

空気流が一定で、前記空気流が断続的に発生されることによって種々の冷凍出力要件への適合が達成される場合の方法が記載された。しかし基本的に、付加的に送風器の駆動出力または回転数を考慮して、一定の限度で空気流の変化を許容することも可能である。

第１媒体流中の変化を発見する方法は、間接的冷却で作動している設備で使用してもよい。このような設備の場合、冷媒体が循環する１次媒体流と、冷媒たとえば塩水が循環する２次媒体流とを有する。蒸発器の中で第１媒体流が第２媒体流を冷却する。第２媒体流はそこでたとえば熱交換器内の空気を冷却する。この方法を蒸発器において、しかし空気／冷媒熱交換器においても使用することができる。熱交換器の空気側で計算は変化しない。エンタルピー上昇は、冷媒が熱交換器内で蒸発プロセスを受けずに、温度上昇のみにを受ける場合には、次式で計算することができる：

式中、ｃは塩水の比熱容量であり、Ｔ_nachは熱交換器の後の温度であり、Ｔ_vorは熱交換器の前の温度であり、

は冷媒の質量流量である。定数ｃは参考書に見出すことができ、他方、両温度は、たとえば温度計で測定することができる。質量流量

は質量流量測定器によって決定することができる。もちろん別の可能性も考えられる。Ｑ_KTはその場合別の計算でＱ_Rofに代えられる。

冷凍設備の概略的正面図である。 熱交換器周りの量の表示による概略的正面図である。 第１欠陥事例における残余の表示である。 第１欠陥事例用の欠陥指標の経過である。 第２欠陥事例用の残余の経過である。 第２欠陥事例用の欠陥指標の表示である。

Claims (9)

1. 予め決められた時点でセンサによって測定される少なくとも１つの信号によって表される物理量から演繹できる冷凍設備内の非測定物理量を評価するための欠陥指標が所定の値に到ったときアラームを発生するシステムであって、
   前記欠陥指標が、
   ａ）第１の時点で１つの基準値に設定されるステップと、
   ｂ）予め決められた早期の時点の欠陥指標と、「前記冷凍設備が欠陥なしの運転条件で運転された場合での現在時点における理想的な非測定物理量」と「現在時点の前記少なくとも１つの信号によって表される物理量」との差である残余に基づき算定される「現在時点の欠陥指標」との合計を計算するステップと、
   ｃ）前記合計が前記基準値よりも大きい場合には前記欠陥指標を前記合計の値に、前記合計が前記基準値よりも小さいかまたは等しい場合に前記欠陥指標を前記基準値に設定するステップと
   によって決定されることを特徴とする方法。
2. 前記基準値が零であることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 前記少なくとも１つの信号によって表される物理量が前記冷凍設備の熱交換器内の冷媒の物理量であることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記熱交換器内の冷媒の物理量が、該冷媒の前記熱交換器内での熱移動量であることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 前記熱交換器内での冷媒の熱移動量が、
   

   

   （ただし、式中
   

   

   は前記熱交換器を流れる時間あたりの冷媒質量、ｈ _Ref,out は前記熱交換器出口の冷媒の比エンタルピー、ｈ _Ref,in は前記熱交換器の入口に接続する膨張弁の入口における冷媒の比エンタルピー、である。）
   により計算されることを特徴とする請求項４記載の方法。
6. 前記ｈ _Ref,in が、それぞれセンサによって測定される前記膨張弁入口での冷媒の温度と圧力から決定されることを特徴とする請求項５記載の方法。
7. 前記ｈ _Ref,out が、それぞれセンサによって測定される前記熱交換器出口での冷媒の温度と圧力から決定されることを特徴とする請求項５記載の方法。
8. 前記式中
   

   

   が流量測定器により決定されることを特徴とする請求項５記載の方法。
9. 前記式中
   

   

   が、前記膨張弁を通る冷媒の圧力差と該膨張弁の開時間とから算出されることを特徴とする請求項５記載の方法。

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