KR20160128220A - 초음파식 적산 열량계 - Google Patents

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Abstract

정밀도가 높은 초음파식 적산 열량계를 제공한다.
이송측 온도 검출부(10)와, 복귀측 온도 검출부(20)와, 열 교환 회로(1)의 복귀측의 유체가 흐르는 유량 계량 배관부(4), 제1 초음파 트랜스듀서(101) 및 제2 초음파 트랜스듀서(102)를 구비하는 유량 계량부(200)와, 이송측 온도 검출부(10),복귀측 온도 검출부(20) 및 유량 계량부(200)의 출력에 기초하여, 열 교환 회로(1)로 열 교환된 열량을 계산하는, 유량 계량부(200)에 고정된 열량 연산부(300)와, 유량 계량부(200)로부터 열량 연산부(300)에 유량 계량부(200)의 출력 신호를 송신하기 위한 연산용 신호선과, 열량을 표시하는, 열량 연산부(300)로부터 분리 가능한 표시부(400)와, 열량 연산부(300)로부터 표시부(400)에 열량 연산부(300)의 출력 신호를 송신하기 위한 표시용 신호선(50)을 구비하는 초음파식 적산 열량계.

Description

초음파식 적산 열량계{ULTRASONIC INTEGRATED THERMOMETER}
본 발명은 유체 계측 기술에 관한 것으로, 특히 초음파식 적산 열량계에 관한 것이다.
적산 열량계는 열 교환기를 통과하는 유체의 유량과, 열 교환기의 이송측에 있어서의 유체의 온도 및 복귀측에서의 유체의 온도를 계측하여, 열 교환기로 열 교환된 열량을 구한다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 구체적으로는, 적산 열량계는 열 교환기를 통과하는 유체의 유량과, 열 교환기의 이송측과 복귀측에 있어서의 유체의 온도차와, 열량 환산 계수의 곱에 의해, 열 교환기로 열 교환된 열량을 구한다. 적산 열량계에 있어서, 유체의 유량의 계측에는 초음파 유량계가 이용되는 경우가 있다. 초음파 유량계는 배관의 상류측과 하류측에 각각 마련된 초음파 트랜스듀서를 구비한다. 초음파 유량계는 배관 내를 흐르는 유체를 향하여 초음파를 보내고, 유체의 상류로부터 하류 방향을 따라 전파되는 초음파의 전파 시간과, 하류로부터 상류 방향으로 거슬러 전파되는 초음파의 전파 시간의 시간차에 기초하여, 배관 내를 흐르는 유체의 유속 또는 유량을 산출한다(예컨대, 특허문헌 2, 3 참조). 특허문헌 3은 유속 또는 유량의 산출 방법으로서, 상관법 및 제로 크로스법 등을 개시하고 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2013-178127호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공표 제2004-520573호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 공표 제2013-88322호 공보
본 발명은 정밀도가 높은 초음파식 적산 열량계를 제공하는 것을 목적의 하나로 한다.
본 발명의 양태에 따르면, (a) 열 교환 회로의 이송측에서 유체의 이송측 온도를 검출하는 이송측 온도 검출부와, (b) 열 교환 회로의 복귀측에서 유체의 복귀측 온도를 검출하는 복귀측 온도 검출부와, (c) 열 교환 회로의 복귀측의 유체가 흐르는 유량 계량 배관부, 유량 계량 배관부에 대하여 제1 초음파 신호를 입사시키는 제1 초음파 트랜스듀서 및 제1 초음파 신호를 수신 가능한 위치에 배치되어, 유량 계량 배관부에 대하여 제2 초음파 신호를 입사시키는 제2 초음파 트랜스듀서를 구비하는 유량 계량부와, (d) 이송측 온도 검출부, 복귀측 온도 검출부 및 유량 계량부의 출력에 기초하여, 열 교환 회로로 열 교환된 열량을 계산하는, 유량 계량부에 고정된 열량 연산부와, (e) 유량 계량부로부터 열량 연산부에 유량 계량부의 출력 신호를 송신하기 위한 연산용 신호선과, (f) 열량을 표시하는, 열량 연산부로부터 분리 가능한 표시부와, (g) 열량 연산부로부터 표시부에 열량 연산부의 출력 신호를 송신하기 위한 표시용 신호선을 구비하고, (h) 연산용 신호선이 표시용 신호선보다 짧은, 초음파식 적산 열량계가 제공된다.
본 발명의 양태에 따른 초음파식 적산 열량계에 있어서는, 열량 연산부가 유량 계량부에 고정되어, 연산용 신호선이 표시용 신호선보다 짧아짐으로써, 노이즈의 영향을 받기 어려워져, 높은 정밀도로 적산 열량을 계측하는 것이 가능해진다.
상기 초음파식 적산 열량계에 있어서, 열량 연산부가 유량 계량 배관부에 고정되어 있어도 좋다.
상기 초음파식 적산 열량계가, 표시부에 열량의 더미 신호를 송신하는, 유량 계량부에 고정된 더미 신호 송신부를 더 구비하고, 표시용 신호선이 열량 연산부 및 더미 신호 송신부와, 표시부를 접속하고 있어도 좋다. 또한, 더미 신호 송신부가 열량 연산부로부터 독립하여 더미 신호를 생성하여도 좋다.
상기 초음파식 적산 열량계가, 표시부에 표시되는 열량이 노이즈의 영향을 받고 있는 경우, 표시부에 더미 신호를 표시시켜, 표시부에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있는지 검사하는 검사부를 더 구비하고 있어도 좋다. 여기서, 표시부에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있는 경우, 표시용 신호선이 노이즈의 영향을 받고 있다고 검사부가 판단하여도 좋다. 또한, 표시부에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있지 않은 경우, 유량 계량부가 노이즈의 영향을 받고 있다고 검사부가 판단하여도 좋다. 혹은, 표시부에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있지 않은 경우, 열량 연산부가 노이즈의 영향을 받고 있다고 검사부가 판단하여도 좋다. 혹은, 표시부에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있지 않은 경우, 연산용 신호선이 노이즈의 영향을 받고 있다고 검사부가 판단하여도 좋다.
상기 초음파식 적산 열량계에 있어서, 제1 초음파 신호가 상기 유량 계량 배관부 내를 지나 제2 초음파 트랜스듀서에 도달하기까지의 제1 시간과 제2 초음파 신호가 상기 유량 계량 배관부 내를 지나 제1 초음파 트랜스듀서에 도달하기까지의 제2 시간의 시간차와, 복귀측 온도에 기초하여, 유체의 유량을 계량하여도 좋다. 또한, 복귀측 온도를 제1 시간 및 제2 시간에 기초하여 산출되는 유체의 유량의 보정에 이용하여도 좋다.
상기 초음파식 적산 열량계에 있어서, 유량 계량부가 천장 뒤에 배치되고, 표시부가 실내에 배치되어도 좋다. 또한, 열 교환 회로가 팬 코일 유닛에 포함되어 있어도 좋다.
상기 초음파식 적산 열량계에 있어서, 복귀측 온도 검출부가 유량 계량 배관부 내의 유체의 복귀측 온도를 검출하여도 좋다. 혹은, 복귀측 온도 검출부가 유량 계량 배관부에 접속된 복귀관 내의 유체의 복귀측 온도를 검출하여도 좋다.
본 발명에 따르면, 정밀도가 높은 초음파식 적산 열량계를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 유량 계량부의 모식적 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 유량 계량부의 모식적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 유량 계량부의 모식적 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계의 모식도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계의 모식도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계의 모식도이다.
이하에 본 발명의 실시형태를 설명한다. 이하의 도면의 기재에 있어서, 동일 또는 유사한 부분에는 동일 또는 유사한 부호로 표시하고 있다. 단, 도면은 모식적인 것이다. 따라서, 구체적인 치수 등은 이하의 설명을 대조하여 판단하여야 하는 것이다. 또한, 도면 상호간에 있어서도 서로의 치수의 관계나 비율이 상이한 부분이 포함되어 있는 것은 물론이다.
(제1 실시형태)
제1 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 이송측 온도 검출부(10)와, 복귀측 온도 검출부(20)와, 유량 계량부(200)를 구비한다. 이송측 온도 검출부(10)는 열 교환 회로(1)의 이송측에서 유체의 이송측 온도를 검출한다. 복귀측 온도 검출부(20)는 열 교환 회로(1)의 복귀측에서 유체의 복귀측 온도를 검출한다. 유량 계량부(200)는 열 교환 회로(1)의 복귀측의 유체가 흐르는 유량 계량 배관부(4)와, 유량 계량 배관부(4)에 대하여 제1 초음파 신호를 입사시키는 제1 초음파 트랜스듀서(101)와, 제1 초음파 신호를 수신할 수 있는 위치에 배치되어, 유량 계량 배관부(4)에 대하여 제2 초음파 신호를 입사시키는 제2 초음파 트랜스듀서(102)를 구비한다.
제1 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계는 열량 연산부(300)와, 연산용 신호선을 더 구비한다. 열량 연산부(300)는 이송측 온도 검출부(10), 복귀측 온도 검출부(20) 및 유량 계량부(200)의 출력에 기초하여, 열 교환 회로(1)로 열 교환된 열량을 계산한다. 열량 연산부(300)는 유량 계량부(200)에 고정되어 있다. 연산용 신호선은 유량 계량부(200)로부터 열량 연산부(300)에 유량 계량부(200)의 출력 신호를 송신한다.
제1 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계는 표시부(400)와, 표시용 신호선(50)을 더 구비한다. 표시부(400)는 열량을 표시하며, 열량 연산부(300)로부터 분리 가능하다. 표시용 신호선(50)은 열량 연산부(300)로부터 표시부(400)에 열량 연산부(300)의 출력 신호를 송신한다. 제1 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계에 있어서, 연산용 신호선이 표시용 신호선(50)보다 짧다.
열 교환 회로(1)는 예컨대 팬 코일 유닛에 포함되어 있다. 열 교환 회로(1)의 이송측에는 열 교환 회로(1)에 유입되는 열 매체로서의 유체가 흐르는 이송관(2)이 접속되어 있다. 여기서, 유체란 기체 또는 액체를 포함한다. 이송측 온도 검출부(10)는 이송관(2)에 마련되어 있다. 이송측 온도 검출부(10)는, 예컨대 이송관(2)에 삽입되는 스테인레스제의 보호관으로 보호된 백금 측온 저항체를 구비한다. 열 교환 회로(1)에 있어서, 이송관(2)으로부터 유입되어 온 유체가 열을 방출 또는 흡수한다.
열 교환 회로(1)의 복귀측에는 열 교환 회로(1)로부터 유출되는 유체가 흐르는 복귀관(3)이 접속되어 있다. 유량 계량부(200)의 유량 계량 배관부(4)는 복귀관(3)과 복귀관(5) 사이에 접속되어 있다. 열 교환 회로(1)로부터 유출되는 유체는 복귀관(3), 유량 계량 배관부(4) 및 복귀관(5)을 흘러간다. 복귀측 온도 검출부(20)는 예컨대 복귀관(5)에 삽입되는 스테인레스제의 보호관으로 보호된 백금 측온 저항체를 구비한다. 또한, 복귀측 온도 검출부(20)는 복귀관(3)에 마련되어 있어도 좋다.
제1 초음파 트랜스듀서(101) 및 제2 초음파 트랜스듀서(102)는 유량 계량 배관부(4)에 마련되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제1 초음파 트랜스듀서(101)는 유량 계량 배관부(4) 내를 흐르는 유체의 상류측에 배치되고, 제2 초음파 트랜스듀서(102)는 하류측에 배치된다. 제1 초음파 트랜스듀서(101)로부터 발생된 제1 초음파 신호는, 유량 계량 배관부(4) 내의 유체 중(中)을 진행하여, 제2 초음파 트랜스듀서(102)에서 수신된다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제2 초음파 트랜스듀서(102)로부터 발생된 제2 초음파 신호는, 유량 계량 배관부(4) 내의 유체 중을 진행하여, 제1 초음파 트랜스듀서(101)에서 수신된다. 예컨대, 제1 초음파 트랜스듀서(101)와 제2 초음파 트랜스듀서(102)는 교대로 구동 신호가 인가되어, 교대로 초음파 신호를 발한다.
유량 계량 배관부(4)의 내부에 있어서는, 유체가 유속(v)으로 흐르고 있다. 전술한 바와 같이, 제1 초음파 트랜스듀서(101)는 유량 계량 배관부(4) 내를 흐르는 유체의 상류측에 배치되고, 제2 초음파 트랜스듀서(102)는 하류측에 배치된다. 그 때문에, 도 2에 나타내는 제1 초음파 트랜스듀서(101)로부터 발생된 제1 초음파 신호는 유량 계량 배관부(4) 내의 공동부를 유체의 흐름을 따라 전파된다. 이에 대하여, 도 3에 나타내는 제2 초음파 트랜스듀서(102)로부터 발생된 제2 초음파 신호는, 유량 계량 배관부(4) 내의 공동부를 유체의 흐름을 거슬러 전파된다. 따라서, 유량 계량 배관부(4) 내의 공동부에 있어서, 제1 초음파 신호의 전파 시간과, 제2 초음파 신호의 전파 시간에서 유체의 유속(v)에 의한 차가 생긴다.
도 2에 나타내는 유량 계량 배관부(4) 내의 유체의 진행 방향에 대한 제1 초음파 신호의 진행 방향의 각도를 θ, 유량 계량 배관부(4) 내의 유체에 있어서의 초음파의 음속을 c라고 하면, 제1 초음파 신호가 유량 계량 배관부(4) 내의 공동부를 가로지르기 위해 필요한 전파 시간(t1)은 하기 (1) 식으로 주어진다.
t1=L/(c+v·cosθ) (1)
또한, 도 3에 나타내는 유량 계량 배관부(4) 내의 유체의 진행 방향에 대한 제2 초음파 신호의 진행 방향의 각도도 θ이며, 제2 초음파 신호가 유량 계량 배관부(4) 내의 공동부를 가로지르기 위해 필요한 전파 시간(t2)은 하기 (2) 식으로 주어진다.
t2=L/(c-v·cosθ) (2)
여기서, 도 4에 나타내는 바와 같이, L은 제1 초음파 신호 및 제2 초음파 신호의 각각이 유량 계량 배관부(4) 내의 공동부를 가로지르는 길이를 나타낸다.
상기 (1) 및 (2) 식으로부터 전파 시간(t1)의 역수와 전파 시간(t2)의 역수의 합은, 하기 (3) 식으로 주어진다.
1/t1+1/t2=(c+v·cosθ)/L+(c-v·cosθ)/L=2c/L (3)
상기 (3) 식으로부터, 유량 계량 배관부(4) 내의 공동부를 흐르는 유체에 있어서의 음속(c)은 하기 (4) 식으로 주어진다.
c=L(1/t1+1/t2)/2 (4)
또한, 상기 (1) 및 (2) 식으로부터, 전파 시간(t2)과 전파 시간(t1)의 차(Δt)는 하기 (5) 식로 주어진다.
Δt=t2-t1≒(2Lv·cosθ)/c2 (5)
상기 (5) 식으로부터, 유량 계량 배관부(4) 내의 공동부를 흐르는 유체의 유속(v)은 하기 (6) 식으로 주어진다.
v=c2Δt/(2L·cosθ) (6)
여기서, 음속(c)은 상기 (4) 식으로부터 산출 가능하다. 각도(θ) 및 길이(L)는 이미 알려져 있다. 따라서, 제1 및 제2 초음파 신호의 전파 시간(t1, t2)의 시간차(Δt)를 계측함으로써, 유량 계량 배관부(4) 내의 공동부를 흐르는 유체의 유속(v)을 산출 가능하다.
제1 및 제2 초음파 신호의 전파 시간(t1, t2)의 시간차(Δt)는 상관법에 의해 구하여도 좋다. 이 경우, 제1 초음파 신호의 수신 신호의 파형 전체와, 제2 초음파 신호의 수신 신호의 파형 전체의 상호 상관 함수를 구하고, 구해진 상호 상관 함수의 피크로부터, 제1 및 제2 초음파 신호의 전파 시간(t1, t2)의 시간차(Δt)를 구하는 것이 가능하다.
또한, 하기 (7) 식에 나타내는 바와 같이, 유체의 유속(v)에 유량 계량 배관부(4)의 단면적(S)을 곱하여, 유체의 유량(Q)을 산출 가능하다.
Q=S·v (7)
도 1에 나타내는 열량 연산부(300)는 유량 계량 배관부(4)에 고정되어 있어도 좋다. 열량 연산부(300)는 연산용 신호선을 통해, 제1 초음파 트랜스듀서(101)가 제1 초음파 신호를 발한 타이밍과, 제2 초음파 트랜스듀서(102)가 제1 초음파 신호를 수신한 타이밍을 감시하여, 제1 초음파 신호가 제1 초음파 트랜스듀서(101)로부터 발생되고 나서 유량 계량 배관부(4) 내를 지나 제2 초음파 트랜스듀서(102)에 도달하기까지의 제1 전파 시간(t1)을 계측한다.
여기서, 제1 초음파 트랜스듀서(101)가 구동된 타이밍을, 제1 초음파 신호가 제1 초음파 트랜스듀서(101)로부터 발생된 타이밍으로 하여도 좋다. 또한, 제1 초음파 신호가 제2 초음파 트랜스듀서(102)에 도달한 타이밍에 있어서의 제2 초음파 트랜스듀서(102)의 수신 신호의 강도가 작은 경우는, 수신 신호의 파형에 있어서의 특징점이 얻어진 타이밍으로부터, 제1 초음파 신호가 제2 초음파 트랜스듀서(102)에 도달한 타이밍을 역산하여도 좋다. 수신 신호의 특징점이란, 예컨대, 수신 신호의 진폭 파형에 있어서의 미리 정해진 수의 극대점 이후의 수신 신호의 강도가 제로가 되는 점(제로 크로스점)이다.
또한, 열량 연산부(300)는 연산용 신호선을 통해, 제2 초음파 트랜스듀서(102)가 제2 초음파 신호를 발한 타이밍과, 제1 초음파 트랜스듀서(101)가 제2 초음파 신호를 수신한 타이밍을 감시하여, 제2 초음파 신호가 제2 초음파 트랜스듀서(102)로부터 발생하고 나서 유량 계량 배관부(4) 내를 지나 제1 초음파 트랜스듀서(101)에 도달하기까지의 제2 전파 시간(t2)을 계측한다.
여기서, 제2 초음파 트랜스듀서(102)가 구동된 타이밍을, 제2 초음파 신호가 제2 초음파 트랜스듀서(102)로부터 발생된 타이밍으로 하여도 좋다. 또한, 제2 초음파 신호가 제1 초음파 트랜스듀서(101)에 도달한 타이밍에 있어서의 제1 초음파 트랜스듀서(101)의 수신 신호의 강도가 작은 경우는, 수신 신호의 파형에 있어서의 특징점(예컨대, 제로 크로스점)이 얻어진 타이밍으로부터, 제2 초음파 신호가 제1 초음파 트랜스듀서(101)에 도달한 타이밍을 역산하여도 좋다.
열량 연산부(300)는 계측한 제1 및 제2 전파 시간(t1, t2)에 기초하여, 상기 (4) 식으로부터, 유량 계량 배관부(4) 내의 공동부를 흐르는 유체에 있어서의 음속(c)을 산출한다. 또한, 열량 연산부(300)는 계측한 제1 및 제2 전파 시간(t1, t2) 및 산출한 음속(c)에 기초하여, 상기 (6) 식으로부터, 유량 계량 배관부(4) 내의 공동부를 흐르는 유체의 유속(v)을 산출하고, 또한 상기 (7)에 의해, 유체의 유량(Q)을 산출한다. 또한, 전술한 바와 같이, 상관법에 따라, 제1 및 제2 초음파 신호의 전파 시간(t1, t2)의 시간차(Δt)를 직접 구하여도 좋다.
상기 (6) 식으로부터 산출되는 유체의 유속(v)은 초음파의 전파 경로 상에 있어서의 유체의 평균 유속이다. 그러나, 유체의 유량(Q)은 유량 계량 배관부(4)의 단면에 있어서의 유체의 평균 유속에 기초하여 산출되는 것이 바람직하다. 그 때문에, 열량 연산부(300)는 이하의 방법으로, (6) 식 및 (7) 식으로 산출한 유체의 유량(Q)을 보정한다.
열량 연산부(300)는 연산용 신호선을 통해, 복귀측 온도 검출부(20)가 검출한 유량 계량 배관부(4) 내의 유체의 복귀측 온도를 수신한다. 열량 연산부(300)는 수신한 유체의 복귀측 온도의 값과, 미리 준비해 둔 온도와 동점도(動粘度)의 관계에 기초하여, 유체의 동점도(γ)의 값을 특정한다. 온도와 동점도의 관계는, 예컨대 기억 장치에 보존되어 있다. 또한, 열량 연산부(300)는 하기 (8) 식으로부터, 유체의 레이놀즈수(Re)를 산출한다.
Re=V·L/γ (8)
열량 연산부(300)는 산출한 레이놀즈수(Re)의 값과, 미리 준비해 둔 레이놀즈수(Re)와 유량 보정 계수(k)의 관계에 기초하여, 유량 보정 계수(k)의 값을 특정한다. 레이놀즈수(Re)와 유량 보정 계수(k)의 관계는, 예컨대 기억 장치에 보존되어 있다. 열량 연산부(300)는 상기 (7) 식으로 산출된 유체의 유량(Q)을, 하기 (9) 식으로 나타내는 바와 같이, 유량 보정 계수(k)로 나누어, 유체의 보정된 유량(QC)을 산출한다. 이에 의해, 유체의 동점도에 의존하는 음속의 변화 특성의 영향이 보정된다.
QC=Q/k (9)
또한, 열량 연산부(300)는 유체의 보정된 유량(QC), 이송측 온도 검출부(10)가 검출한 유체의 이송측 온도 및 복귀측 온도 검출부(20)가 검출한 유체의 복귀측 온도에 기초하여, 열 교환 회로(1)로 열 교환된 열량을 계산한다. 열량 연산부(300)는 산출한 열량의 출력 신호를, 표시용 신호선(50)을 통해 표시부(400)를 향하여 출력한다. 표시부(400)로서는, 예컨대 액정 디스플레이나 세그멘트 디스플레이 등을 사용할 수 있다. 표시부(400)는 유량 계량부(200) 및 열량 연산부(300)로부터 분리 가능하며, 예컨대, 유량 계량부(200)가 천장 뒤에 배치되고, 표시부(400)가 실내에 배치된다. 열량 연산부(300)와 표시부(400)를 연결하는 표시용 신호선(50)은 표시부(400)를 임의의 위치에 배치 가능한 길이를 갖는다.
종래의 초음파식 적산 열량계에 있어서는, 예컨대, 유량 계량부가 천장 뒤에 배치되고, 연산부와 표시부가 일체로 되어 실내에 배치되어 있다. 그러나, 종래의 초음파식 적산 열량계는 정확하게 적산 열량을 계측할 수 없는 경우가 있으며, 본 발명자는 예의 연구한 끝에, 유량 계량부와 연산부를 연결하는 신호선이 길기 때문에, 신호선에 전원 노이즈 등의 노이즈가 끼기 쉬우며, 또한 초음파 신호로부터 고주파 노이즈를 분리하기 어려운 것을 발견하였다.
이에 대하여, 제1 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계에 따르면, 열량 연산부(300)가 유량 계량부(200)에 고정되어 있기 때문에, 열량 연산부(300)와, 제1 및 제2 초음파 트랜스듀서(101, 102)를 구비하는 유량 계량부(200) 사이의 연산용 신호선이 짧아져, 노이즈의 영향을 받기 어려워진다. 그 때문에, 높은 정밀도로 적산 열량을 계측하는 것이 가능해진다.
(제2 실시형태)
제1 실시형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 복귀측 온도 검출부(20)가 유량 계량 배관부(4)에 접속된 복귀관(5) 내의 유체의 복귀측 온도를 검출하는 예를 설명하였다. 이에 대하여, 도 5에 나타내는 바와 같이, 복귀측 온도 검출부(20)를 유량 계량 배관부(4)에 마련하여, 유량 계량 배관부(4) 내의 유체의 복귀측 온도를 검출하여도 좋다.
미리 복귀측 온도 검출부(20)를 유량 계량 배관부(4)에 고정하여 출하하면, 이송측 온도 검출부(10)와, 복귀측 온도 검출부(20)를 잘못 교체하여 설치하는 리스크를 저감하는 것이 가능해진다. 또한, 복귀관(5)에 복귀측 온도 검출부(20)를 마련하는 것보다, 유량 계량 배관부(4)에 복귀측 온도 검출부(20)를 마련하는 편이, 복귀측 온도 검출부(20)와 열량 연산부(300)를 연결하는 신호선이 짧아지기 때문에, 신호선의 비용을 저감시키는 것이 가능해진다.
(제3 실시형태)
제3 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 표시부(400)에 열량의 더미 신호를 송신하는, 유량 계량부(200)에 고정된 더미 신호 송신부(350)를 더 구비한다. 제3 실시형태에 있어서, 표시용 신호선(50)은 열량 연산부(300) 및 더미 신호 송신부(350)와, 표시부(400)를 접속하고 있다. 더미 신호 송신부(350)는 열량 연산부(300)로부터 독립하여 열량의 더미 신호를 생성하고, 표시용 신호선(50)을 통해 표시부(400)에 송신한다. 또한, 더미 신호 송신부(350)와 열량 연산부(300)는 일체적인 전자 회로 기판으로 실현되어 있어도 좋다.
제3 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계는 검사부(450)를 더 구비한다. 검사부(450)는 표시부(400)에 표시되는 열량 연산부(300)가 계산한 열량이 노이즈의 영향을 받고 있는 경우, 표시부(400)에 더미 신호 송신부(350)가 송신한 더미 신호를 표시시켜, 표시부(400)에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있는지 검사한다.
표시부(400)에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있는 경우, 검사부(450)는 표시용 신호선(50)이 노이즈의 영향을 받고 있다고 판단한다. 표시부(400)에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있지 않은 경우, 검사부(450)는 유량 계량부(200), 열량 연산부(300) 및 연산용 신호선 중 어느 하나가 노이즈의 영향을 받고 있다고 판단한다.
제3 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계에 따르면, 노이즈의 영향을 받은 경우에, 노이즈의 영향을 받은 부분의 특정이 가능해진다. 제3 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계의 그 외의 구성 요소는, 제1 실시형태와 동일하다.
(제4 실시형태)
제3 실시형태에서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 복귀측 온도 검출부(20)가 유량 계량 배관부(4)에 접속된 복귀관(5) 내의 유체의 복귀측 온도를 검출하는 예를 설명하였다. 이에 대하여, 도 7에 나타내는 바와 같이, 복귀측 온도 검출부(20)를 유량 계량 배관부(4)에 마련하여, 유량 계량 배관부(4) 내의 유체의 복귀측 온도를 검출하여도 좋다.
제4 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계에 의해서도, 노이즈의 영향을 받은 경우에, 노이즈의 영향을 받은 부분의 특정이 가능해진다. 제4 실시형태에 따른 초음파식 적산 열량계의 그 외의 구성 요소는 제3 실시형태와 동일하다.
(그 외의 실시형태)
전술한 바와 같이 본 발명을 실시형태에 따라 기재하였지만, 이 개시의 일부를 이루는 기재 및 도면은 본 발명을 한정하는 것으로 이해하여서는 안 된다. 이 개시로부터 당업자에게는 여러가지 대체 실시형태, 실시예 및 운용 기술이 분명해지는 것이다. 예컨대, 도 1 내지 도 6에 있어서는, 제1 및 제2 초음파 트랜스듀서(101, 102)가 대향하여 배치되어 있는 예를 나타내었다. 이에 대하여, 초음파 신호를 유량 계량 배관부(4) 내에서 반사시키는 경우는, 반드시 제1 및 제2 초음파 트랜스듀서(101, 102)가 대향하여 배치되지 않아도 좋다.
또한, 유량 계량 배관부(4) 내의 공동부를 흐르는 유체의 유속(v)은 하기 (10) 식으로 주어지는 전파 시간 역수차 방식으로 구하여도 좋다.
v=(L/2cosθ){(1/t1)-(1/t2)} (10)
전파 시간 역수차 방식에 따르면, 음속(c)을 아직 알지 못하여도 유체의 유속(v)을 산출할 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 여기서는 기재하지 않는 여러가지 실시형태 등을 포함한다는 것을 이해하여야 한다.
1 : 열 교환 회로 2 : 이송관
3, 5 : 복귀관 4 : 유량 계량 배관부
10 : 이송측 온도 검출부 20 : 복귀측 온도 검출부
50 : 표시용 신호선 101 : 제1 초음파 트랜스듀서
102 : 제2 초음파 트랜스듀서 200 : 유량 계량부
300 : 열량 연산부 350 : 더미 신호 송신부
400 : 표시부 450 : 검사부

Claims (15)

  1. 열 교환 회로의 이송측에서 유체의 이송측 온도를 검출하는 이송측 온도 검출부와,
    상기 열 교환 회로의 복귀측에서 상기 유체의 복귀측 온도를 검출하는 복귀측 온도 검출부와,
    상기 열 교환 회로의 복귀측의 유체가 흐르는 유량 계량 배관부, 상기 유량 계량 배관부에 대하여 제1 초음파 신호를 입사시키는 제1 초음파 트랜스듀서 및 상기 제1 초음파 신호를 수신 가능한 위치에 배치되어, 상기 유량 계량 배관부에 대하여 제2 초음파 신호를 입사시키는 제2 초음파 트랜스듀서를 구비하는 유량 계량부와,
    상기 이송측 온도 검출부, 상기 복귀측 온도 검출부 및 상기 유량 계량부의 출력에 기초하여, 상기 열 교환 회로로 열 교환된 열량을 계산하는, 상기 유량 계량부에 고정된 열량 연산부와,
    상기 유량 계량부로부터 상기 열량 연산부에 상기 유량 계량부의 출력 신호를 송신하기 위한 연산용 신호선과,
    상기 열량을 표시하는, 상기 열량 연산부로부터 분리 가능한 표시부와,
    상기 열량 연산부로부터 상기 표시부에 상기 열량 연산부의 출력 신호를 송신하기 위한 표시용 신호선을 구비하고,
    상기 연산용 신호선은 상기 표시용 신호선보다 짧은 것인 초음파식 적산 열량계.
  2. 제1항에 있어서, 상기 열량 연산부는 상기 유량 계량 배관부에 고정되어 있는 것인 초음파식 적산 열량계.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 표시부에 상기 열량의 더미 신호를 송신하는, 상기 유량 계량부에 고정된 더미 신호 송신부를 더 구비하고,
    상기 표시용 신호선이 상기 열량 연산부 및 상기 더미 신호 송신부와 상기 표시부를 접속하는 것인 초음파식 적산 열량계.
  4. 제3항에 있어서, 상기 더미 신호 송신부는 상기 열량 연산부로부터 독립하여 상기 더미 신호를 생성하는 것인 초음파식 적산 열량계.
  5. 제3항에 있어서, 상기 표시부에 표시되는 열량이 노이즈의 영향을 받고 있는 경우, 상기 표시부에 상기 더미 신호를 표시시켜, 상기 표시부에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있는지 검사하는 검사부를 더 구비하는 것인 초음파식 적산 열량계.
  6. 제5항에 있어서, 상기 표시부에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있는 경우, 상기 검사부는 상기 표시용 신호선이 노이즈의 영향을 받고 있다고 판단하는 것인 초음파식 적산 열량계.
  7. 제5항에 있어서, 상기 표시부에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있지 않은 경우, 상기 검사부는 상기 유량 계량부가 노이즈의 영향을 받고 있다고 판단하는 것인 초음파식 적산 열량계.
  8. 제5항에 있어서, 상기 표시부에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있지 않은 경우, 상기 검사부는 상기 열량 연산부가 노이즈의 영향을 받고 있다고 판단하는 것인 초음파식 적산 열량계.
  9. 제5항에 있어서, 상기 표시부에 표시된 더미 신호가 노이즈의 영향을 받고 있지 않은 경우, 상기 검사부는 상기 연산용 신호선이 노이즈의 영향을 받고 있다고 판단하는 것인 초음파식 적산 열량계.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 초음파 신호가 상기 유량 계량 배관부 내를 지나 상기 제2 초음파 트랜스듀서에 도달하기까지의 제1 시간과 상기 제2 초음파 신호가 상기 유량 계량 배관부 내를 지나 상기 제1 초음파 트랜스듀서에 도달하기까지의 제2 시간의 시간차와, 상기 복귀측 온도에 기초하여, 상기 유체의 유량을 계량하는 것인 초음파식 적산 열량계.
  11. 제10항에 있어서, 상기 복귀측 온도를 상기 제1 시간 및 상기 제2 시간에 기초하여 산출되는 상기 유체의 유량의 보정에 이용하는 것인 초음파식 적산 열량계.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유량 계량부는 천장 뒤에 배치되고, 상기 표시부는 실내에 배치되는 것인 초음파식 적산 열량계.
  13. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열 교환 회로는 팬 코일 유닛에 포함되어 있는 것인 초음파식 적산 열량계.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복귀측 온도 검출부는 상기 유량 계량 배관부 내의 상기 유체의 복귀측 온도를 검출하는 것인 초음파식 적산 열량계.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복귀측 온도 검출부는 상기 유량 계량 배관부에 접속된 복귀관 내의 상기 유체의 복귀측 온도를 검출하는 것인 초음파식 적산 열량계.
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