特開 2024-50437 冷却性能検出装置及びその操作方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024050437

(43)【公開日】2024-04-10

(54)【発明の名称】冷却性能検出装置及びその操作方法

(51)【国際特許分類】

   F25B 49/02 20060101AFI20240403BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20240403BHJP

【ＦＩ】

F25B49/02 A

F25B1/00 399Y

F25B1/00 383

F25B1/00 385Z

【審査請求】有

【請求項の数】29

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023141330

(22)【出願日】2023-08-31

(31)【優先権主張番号】111137005

(32)【優先日】2022-09-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW

(71)【出願人】

【識別番号】599114863

【氏名又は名称】復盛股▲分▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】游耀中

(72)【発明者】

【氏名】陳▲いく▼志

(57)【要約】

【課題】被測定ユニットの冷却情報を算出するための冷却性能検出装置及びその操作方法を提供する。
【解決手段】冷却性能検出装置は、圧縮機と凝縮器とを備えた被測定ユニットに用いられ、試験ユニットと、膨張弁と、冷媒回路と、冷媒測定ユニットとを含み、試験ユニットは、検出室と、検出室に収容される加熱器と、蒸発器と、送風構造と、庫内温度センサとを備えと、冷媒回路は、蒸発器、圧縮機、凝縮器及び膨張弁を順次連通する冷媒循環管路を備え、冷媒測定ユニットは冷媒循環管路に配置され、蒸発器と圧縮機との間に配置される第１温度センサ及び第１圧力センサと、凝縮器と膨張弁との間に配置される第２温度センサ及び第２圧力センサとを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮機と凝縮器とを備えた被測定ユニットに用いられる冷却性能検出装置であって、
検出室、当該検出室に収容される加熱器、蒸発器、送風構造、及び庫内温度センサを備える試験ユニットと、
膨張弁と、
前記蒸発器、前記圧縮機、前記凝縮器及び前記膨張弁を順次連通する冷媒循環管路と前記冷媒循環管路に充填される冷媒とを備える冷媒回路と、
前記蒸発器と前記圧縮機との間に配置される第１温度センサ及び第１圧力センサ、及び前記凝縮器と前記膨張弁との間に配置される第２温度センサ及び第２圧力センサを備え、前記冷媒循環管路に配置される冷媒測定ユニットと、を含む冷却性能検出装置。

【請求項2】

前記庫内温度センサは、前記検出室の庫内温度を取得し、前記送風構造は、当該庫内温度に基づいて回転速度が調整される、請求項１に記載の冷却性能検出装置。

【請求項3】

前記第１温度センサは、前記冷媒の第１冷媒温度を取得し、前記第１圧力センサは、前記冷媒の第１冷媒圧力を取得し、前記膨張弁は、前記第１冷媒圧力に基づいて開度が調整され、前記送風構造は、前記第１冷媒温度及び／又は前記第１冷媒圧力に基づいて回転速度が調整される、請求項２に記載の冷却性能検出装置。

【請求項4】

前記送風構造は、前記加熱器に対応して配置される第１ファンと、前記蒸発器に対応して配置される第２ファンとを備え、前記第１ファンは、前記庫内温度に基づいて回転速度が調整され、前記第２ファンは、前記第１冷媒温度及び／又は前記第１冷媒圧力に基づいて回転速度が調整される、請求項３に記載の冷却性能検出装置。

【請求項5】

前記第２ファンは、前記庫内温度に基づいて回転速度が調整される、請求項４に記載の冷却性能検出装置。

【請求項6】

前記検出室は、密閉断熱庫体であり、前記蒸発器は、フィン管式熱交換器、フィン式熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器又はプレート式熱交換器である、請求項４に記載の冷却性能検出装置。

【請求項7】

前記冷媒測定ユニットは、前記凝縮器と前記膨張弁との間に配置される冷媒流量センサをさらに備える、請求項１に記載の冷却性能検出装置。

【請求項8】

調温構造と、流量制御器と、水回路とをさらに含み、
前記水回路は、前記加熱器、前記調温構造、前記流量制御器及び前記凝縮器を順次に連通する水循環管路と、当該水循環管路に充填される水又はブラインとを備える、請求項１に記載の冷却性能検出装置。

【請求項9】

前記水循環管路に配置される水測定ユニットをさらに含み、当該水測定ユニットは、前記流量制御器と前記凝縮器との間に配置される第３温度センサと、前記凝縮器と前記加熱器との間に配置される少なくとも１つの第４温度センサと、前記加熱器と前記調温構造との間に配置される第５温度センサと、前記加熱器と前記調温構造との間に配置される水流量センサとを備える、請求項８に記載の冷却性能検出装置。

【請求項10】

前記第３温度センサは、前記水又は前記ブラインの第１水温を取得し、前記調温構造は、前記第１水温に基づいて前記水又は前記ブラインを加熱又は冷却し、前記第４温度センサは、前記水又は前記ブラインの第２水温を取得し、前記調温構造は、冷却塔であり、前記流量制御器は、水ポンプであり、前記水ポンプは、前記第２水温に基づいて回転速度が調整される、請求項９に記載の冷却性能検出装置。

【請求項11】

前記第３温度センサは、前記水又は前記ブラインの第１水温を取得し、前記調温構造は、前記第１水温に基づいて前記水又は前記ブラインを加熱又は冷却し、前記第４温度センサは、前記水又は前記ブラインの第２水温を取得し、前記調温構造は、位置が前記試験ユニット及び前記凝縮器よりも高い冷却塔であり、前記流量制御器は、制御弁であり、前記制御弁は、前記第２水温に基づいて開度が調整される、請求項９に記載の冷却性能検出装置。

【請求項12】

流量調節ユニットをさらに含み、
前記水循環管路は、前記加熱器及び前記調温構造を順次に連通する第１水管路と、前記調温構造、前記流量制御器及び前記凝縮器を順次に連通する第２水管路と、前記凝縮器及び前記加熱器を順次に連通する第３水管路とに分けられ、
前記流量調節ユニットは、両端が前記第１水管路と前記第３水管路とに跨って連通する分流管路と、当該分流管路に配置される開閉弁とを備え、
前記水測定ユニットは、前記流量制御器と前記凝縮器との間に配置される補助流量センサをさらに備え、
前記少なくとも１つの第４温度センサの数は２つであり、一方の前記第４温度センサは、前記凝縮器と前記分流管路との間に配置され、他方の前記第４温度センサは、前記加熱器と前記分流管路との間に配置される、請求項９に記載の冷却性能検出装置。

【請求項13】

冷媒貯蔵タンクと、当該冷媒貯蔵タンク及び前記冷媒循環管路を連通する液体輸送管とをさらに含む、請求項１に記載の冷却性能検出装置。

【請求項14】

冷却性能検出装置の操作方法であって、
圧縮機と凝縮器とを備えた被測定ユニットを提供するステップａと、
試験ユニットと、膨張弁と、冷媒循環管路とを提供し、前記試験ユニットが検出室、当該検出室に収容する加熱器、蒸発器、送風構造、及び庫内温度センサを備え、前記冷媒循環管路が前記蒸発器、前記圧縮機、前記凝縮器及び前記膨張弁を順次に連通し、内部に冷媒を充填するステップｂと、
前記冷媒循環管路に配置する冷媒測定ユニットを提供し、前記冷媒測定ユニットが、前記蒸発器と前記圧縮機との間に配置する第１温度センサ及び第１圧力センサと、前記凝縮器と前記膨張弁との間に配置する第２温度センサ及び第２圧力センサとを備えるステップｇと、
前記圧縮機及び前記凝縮器を起動して、前記冷媒を前記蒸発器、前記圧縮機、前記凝縮器及び前記膨張弁の順に環流させるステップｈと、
前記庫内温度センサにより前記検出室の庫内温度を取得し、前記第１温度センサにより前記蒸発器から流出する前記冷媒の第１冷媒温度を取得し、前記第１圧力センサにより前記蒸発器から流出する前記冷媒の第１冷媒圧力を取得するステップｉと、
前記庫内温度、前記第１冷媒温度及び前記第１冷媒圧力が予め設定された試験条件を満たすまで、前記庫内温度、前記第１冷媒温度及び前記第１冷媒圧力に基づいて前記送風構造の回転速度を調整し、前記第１冷媒圧力に基づいて前記膨張弁の開度を調整するステップｊと、
前記第２温度センサにより、前記蒸発器に流入する前記冷媒の第２冷媒温度を取得し、前記第２圧力センサにより、前記蒸発器に流入する前記冷媒の第２冷媒圧力を取得するステップｋと、
コンピュータを提供し、前記コンピュータが前記第１冷媒温度、前記第１冷媒圧力、前記第２冷媒温度及び前記第２冷媒圧力に基づいて前記蒸発器の冷凍情報を算出するステップｌと、を含む、冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項15】

前記ステップｂの後に、調温構造と、流量制御器と、水回路とを提供し、前記水回路が、前記加熱器、前記調温構造、前記流量制御器及び前記凝縮器を順次に連通する水循環管路と、当該水循環管路に充填する水又はブラインとを備えるステップｃをさらに含む、請求項１４に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項16】

前記ステップｃの後に、前記水循環管路に配置する水測定ユニットを提供し、水測定ユニットが、前記流量制御器と前記凝縮器との間に配置される第３温度センサと、前記凝縮器と前記加熱器との間に配置される少なくとも１つの第４温度センサと、前記加熱器と前記調温構造との間に配置される第５温度センサとを備えるステップｄをさらに含む、請求項１５に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項17】

前記ステップｄの後に、前記第３温度センサにより前記調温構造から流出する前記水又は前記ブラインの第１水温を取得し、前記第１水温が予め設定された第１設定温度を満たすまで、前記調温構造が前記第１水温に基づいて前記水又は前記ブラインを加熱又は冷却するステップｅをさらに含む、請求項１６に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項18】

前記ステップｅにおいて、前記調温構造は冷却塔であり、前記冷却塔が前記水又は前記ブラインに対応して配置する冷却ファンを備え、前記第１水温に基づいて前記冷却ファンの回転速度を調整する、請求項１７に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項19】

前記ステップｅの後に、前記第４温度センサにより前記凝縮器から流出する前記水又は前記ブラインの第２水温を取得し、前記第２水温が予め設定された第２設定温度を満たすまで、前記第２水温に基づいて前記水又は前記ブラインの流速を制御するように前記流量制御器を調整するステップｆをさらに含む、請求項１８に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項20】

前記ステップｆにおいて、前記流量制御器は水ポンプであり、前記第２水温が前記第２設定温度を満たすまで、前記第２水温に基づいて前記水ポンプの回転速度を調整する、請求項１９に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項21】

前記ステップｆにおいて、前記冷却塔の位置が前記試験ユニット及び前記凝縮器の位置よりも高く、前記流量制御器は制御弁であり、前記第２水温が前記予め設定された第２温度を満たすまで、前記第２水温に基づいて前記制御弁の開度を調整する、請求項１９に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項22】

前記ステップｌにおいて、前記水測定ユニットが、前記加熱器と前記調温構造との間に配置する水流量センサをさらに備え、前記水流量センサにより前記加熱器から流出する前記水又は前記ブラインの水流量を取得し、前記コンピュータが前記第１水温と前記第２水温との温度差及び前記水流量に基づいて前記凝縮器の加熱情報を算出する、請求項１９に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項23】

前記ステップｌにおいて、前記水測定ユニットが、前記加熱器と前記調温構造との間に配置する水流量センサをさらに備え、前記水流量センサにより前記加熱器から流出する前記水又は前記ブラインの水流量を取得し、前記第５温度センサにより前記加熱器から流出する前記水又は前記ブラインの第３水温を取得し、前記コンピュータが前記第２水温と前記第３水温との温度差及び前記水流量に基づいて、前記加熱器の加熱情報を算出する、請求項１９に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項24】

前記ステップｆにおいて、流量調節ユニットを提供し、前記水循環管路は、前記加熱器及び前記調温構造を順次に連通する第１水管路と、前記調温構造、前記流量制御器及び前記凝縮器を順次に連通する第２水管路と、前記凝縮器及び前記加熱器を順次に連通する第３水管路とに分けられ、前記流量調節ユニットは、両端が前記第１水管路と前記第３水管路とに跨って連通する分流管路と、当該分流管路に配置する開閉弁とを備え、前記開閉弁が前記第２水温に基づいて開閉を調整する、請求項１９に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項25】

前記ステップｌにおいて、前記開閉弁が前記分流管路を開通する場合、前記水測定ユニットは、前記加熱器と前記調温構造との間に配置する水流量センサと、前記流量制御器と前記凝縮器との間に配置する補助流量センサとをさらに備え、前記少なくとも１つの第４温度センサの数は２つであり、一方の前記第４温度センサを、前記凝縮器と前記分流管路との間に配置し、他方の前記第４温度センサを、前記加熱器と前記分流管路との間に配置し、前記補助流量センサにより前記凝縮器に流入する前記水又は前記ブラインの第１水流量を取得し、前記コンピュータが、前記第１水温と、前記凝縮器と前記分流管路との間に配置される前記一方の第４温度センサが取得した前記第２水温との温度差及び前記第１水流量に基づいて前記凝縮器の加熱情報を算出する、請求項２４に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項26】

前記ステップｌにおいて、前記開閉弁が前記分流管路を開通する場合、前記水測定ユニットは、前記加熱器と前記調温構造との間に配置される水流量センサと、前記流量制御器と前記凝縮器との間に配置される補助流量センサとをさらに備え、前記少なくとも１つの第４温度センサの数は２つであり、一方の前記第４温度センサを、前記凝縮器と前記分流管路との間に配置し、他方の前記第４温度センサを、前記加熱器と前記分流管路との間に配置し、前記水流量センサにより前記加熱器から流出する前記水又は前記ブラインの第２水流量を取得し、前記第５温度センサにより前記加熱器から流出する前記水又は前記ブラインの第３水温を取得し、前記コンピュータが、前記加熱器と前記分流管路に配置される前記他方の第４温度センサが取得した前記第２水温と前記第３水温との温度差及び前記第２水流量に基づいて、前記加熱器の加熱情報を算出する、請求項２４に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項27】

前記ステップｊにおいて、前記送風構造が、前記加熱器に対応して配置する第１ファンと、前記蒸発器に対応して配置する第２ファンとを備え、前記庫内温度に基づいて前記第１ファンの回転速度を調整し、前記第１冷媒温度及び／又は前記第１冷媒圧力に基づいて前記第２ファンの回転速度を調整する、請求項１４に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項28】

前記ステップｊにおいて、前記庫内温度に基づいて前記第２ファンの回転速度を調整する、請求項２７に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【請求項29】

前記ステップｂにおいて、冷媒貯蔵タンクと、当該冷媒貯蔵タンク及び前記冷媒循環管路を連通する液体輸送管とをさらに提供し、前記冷媒貯蔵タンクが、前記冷媒が前記冷媒循環管路の内部を満たすまで、前記液体輸送管を介して前記冷媒循環管路に前記冷媒を供給する、請求項１４に記載の冷却性能検出装置の操作方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、冷却性能を検出するための検出装置に関し、特に、冷却性能検出装置及びその操作方法に関する。

【背景技術】

【0002】

市販の例えばエアコン等の冷凍・冷蔵用ユニットは、主に冷媒を循環させる冷媒回路と、冷媒回路上に順次配置される圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を含み、冷媒が蒸発器で行う熱交換作用を利用し、ファンと協働して冷気を発生させる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、冷凍・冷蔵用ユニットは、圧縮機、凝縮器、膨張弁、蒸発器の構造やパラメータの変化により、冷却効果が低下する場合があるため、出荷前に性能検査を行い、信頼性、耐久性を確保する必要がある。そこで、冷凍・冷蔵用ユニットを安定的に検出できる性能検出装置をどのように提供するかが、業界の課題となっている。

【0004】

これに鑑み、本発明者は、上記の従来技術の欠陥に対し、鋭意研究を重ねると共に学理の運用を組み合わせ、上記問題点を解決することに努めた結果、本発明者の改良の目標となった。

【0005】

本発明は、冷媒が蒸発器、圧縮機、凝縮器、膨張弁を順に流れて蒸発器に還流することにより、被測定ユニットの冷却情報を正確かつ安定的に算出することができる冷却性能検出装置及びその操作方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一実施形態において、冷却性能検出装置は、圧縮機と凝縮器とを備えた被測定ユニットに用いられ、検出室、当該検出室に収容される加熱器、蒸発器、送風構造、及び庫内温度センサを含む試験ユニットと、膨張弁と、前記蒸発器、前記圧縮機、前記凝縮器及び前記膨張弁を順次連通する冷媒循環管路と前記冷媒循環管路に充填される冷媒とを含む冷媒回路と、前記蒸発器と前記圧縮機との間に配置される第１温度センサ及び第１圧力センサ、及び前記凝縮器と前記膨張弁との間に配置される第２温度センサ及び第２圧力センサを備え、前記冷媒循環管路に配置される冷媒測定ユニットと、を含む。

【0007】

本発明の一実施形態において、冷却性能検出装置の操作方法は、圧縮機と凝縮器とを備えた被測定ユニットを提供するステップａと、試験ユニットと、膨張弁と、冷媒循環管路とを提供し、前記試験ユニットが検出室、当該検出室に収容する加熱器、蒸発器、送風構造、及び庫内温度センサを備え、前記冷媒循環管路が前記蒸発器、前記圧縮機、前記凝縮器及び前記膨張弁を順次連通し、内部に冷媒を充填するステップｂと、前記冷媒循環管路に配置する冷媒測定ユニットを提供し、前記冷媒測定ユニットが、前記蒸発器と前記圧縮機との間に配置する第１温度センサ及び第１圧力センサと、前記凝縮器と前記膨張弁との間に配置する第２温度センサ及び第２圧力センサとを備えるステップｇと、前記圧縮機及び前記凝縮器を起動して、前記冷媒を前記蒸発器、前記圧縮機、前記凝縮器及び前記膨張弁の順に環流させるステップｈと、前記庫内温度センサにより前記検出室の庫内温度を取得し、前記第１温度センサにより前記蒸発器から流出する前記冷媒の第１冷媒温度を取得し、前記第１圧力センサにより前記蒸発器から流出する前記冷媒の第１冷媒圧力を取得するステップｉと、前記庫内温度、前記第１冷媒温度及び前記第１冷媒圧力が予め設定された試験条件を満たすまで、前記庫内温度、前記第１冷媒温度及び前記第１冷媒圧力に基づいて前記送風構造の回転速度を調整し、前記第１冷媒圧力に基づいて前記膨張弁の開度を調整するステップｊと、前記第２温度センサにより、前記蒸発器に流入する前記冷媒の第２冷媒温度を取得し、前記第２圧力センサにより、前記蒸発器に流入する前記冷媒の第２冷媒圧力を取得するステップｋと、前記第１冷媒温度、前記第１冷媒圧力、前記第２冷媒温度及び前記第２冷媒圧力に基づいて前記蒸発器の冷凍情報を算出するコンピュータを提供するステップｌと、を含む。

【発明の効果】

【0008】

以上のことから、本発明に係る冷却性能検出装置は、冷媒が蒸発器、圧縮機、凝縮器及び膨張弁を順に流れて蒸発器に還流することを利用して蒸発器の冷凍情報を算出することにより、冷凍機の実際の使用状況により近く、実務により近い冷凍情報を検出する冷却性能検出装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係る冷却性能検出装置の操作方法のフローチャートである。

【図2】本発明に係る冷却性能検出装置のブロック図である。

【図3】本発明に係る冷却性能検出装置の他の実施形態のブロック図である。

【図4】本発明に係る冷却性能検出装置の別の実施形態のブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の詳細な説明及び技術内容は、図面を参照しつつ説明するが、添付の図面は、説明のみの目的で提供されており、本発明を限定することを意図するものではない。

【0011】

図１～図３を参照すると、本発明は、冷却性能検出装置及びその操作方法を提供する。冷却性能検出装置１０は、主に試験ユニット１と、膨張弁２と、冷媒回路３と、冷媒測定ユニット４と、調温構造５と、流量制御器６と、水回路７と、水測定ユニット８と、冷媒貯蔵タンク９１と、液体輸送管９２とを含む。

【0012】

ここで、冷媒回路３は、後述する冷媒循環管路３１及び冷媒循環管路３１に充填される冷媒を含み、水回路７は後述する水循環管路７１及び水循環管路７１に充填される水又はブラインを含む。

【0013】

図１に示すように、本発明に係る冷却性能検出装置の操作方法のステップをさらに説明すると、図１に示すステップａ、図２及び図３に示すように、被測定ユニット１００を提供し、被測定ユニット１００は、圧縮機１０１と凝縮器１０２とを含む。

【0014】

図１のステップｂ、図２及び図３に示すように、試験ユニット１、膨張弁２及び冷媒循環管路３１を提供する。試験ユニット１は、検出室１１と、検出室１１に収容される加熱器１２と、蒸発器１３と、送風構造１４と、庫内温度センサ１５とを含み、冷媒循環管路３１は、蒸発器１３、圧縮機１０１、凝縮器１０２及び膨張弁２を順次連通し、その内部に冷媒が充填され、冷媒が蒸発器１３、圧縮機１０１、凝縮器１０２及び膨張弁２を順に流れ、最後に蒸発器１３に還流する。

【0015】

ステップｂにおいて、冷媒貯蔵タンク９１及び液体輸送管９２をさらに提供し、液体輸送管９２は、冷媒貯蔵タンク９１及び冷媒循環管路３１を連通し、冷媒貯蔵タンク９１は、冷媒が冷媒循環管路３１の内部を満たすまで、液体輸送管９２を介して冷媒循環管路３１に冷媒を供給する。また、液体輸送管９２は、凝縮器１０２と冷媒流量センサ４５との間に配置される。

【0016】

さらに、検出室１１は、例えば冷凍庫や冷蔵庫等の密閉断熱庫体であり、密閉断熱庫体は、庫体内部の空気を外部の空気から遮断するため、庫体内部の空気中の水気の総量を制限し、その結果、蒸発器１３への大量の着霜を防止することができる。

【0017】

さらに、蒸発器１３は、フィン管式熱交換器、フィン式熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、プレート式熱交換器等、媒介が冷媒及び空気の熱交換器であってもよく、試験ユニット１で発生した冷却量を空気に伝達するのに用いられる。

【0018】

図１のステップｃ、図２及び図３に示すように、調温構造５、流量制御器６及び水回路７を提供する。水回路７は、加熱器１２、調温構造５、流量制御器６及び凝縮器１０２を順次連通する水循環管路７１と、水循環管路７１に充填される水又はブラインとを含む。これにより、水又はブラインが加熱器１２、調温構造５、流量制御器６及び凝縮器１０２を順に流れ、最後に加熱器１２に還流する。

【0019】

図１のステップｄ、図２及び図３に示すように、水測定ユニット８を提供する。水測定ユニット８は、水循環管路７１に配置される。水測定ユニット８は、流量制御器６と凝縮器１０２との間に配置される第３温度センサ８１と、凝縮器１０２と加熱器１２間に配置される１つ又は複数の第４温度センサ８２と、加熱器１２と調温構造５との間に配置される第５温度センサ８３と、水流量センサ８４とを含む。水流量センサ８４は、加熱器１２と調温構造５との間に配置される。

【0020】

図１のステップｅ、図２及び図３に示すように、第３温度センサ８１により調温構造５から流出する水又はブラインの第１水温を取得し、調温構造５は、第１水温が予め設定された第１温度を満たすまで、第１水温に基づいて水又はブラインを加熱又は冷却する。

【0021】

詳細には、ステップｅにおいて、調温構造５は冷却塔５１であり、冷却塔５１は、内部の水又はブラインに対応して配置される冷却ファン５２を備え、第１水温が予め設定された第１温度を満たすまで、第１水温に基づいて冷却ファン５２の回転速度を調整する。この予め設定された第１温度は１０℃～４０℃である場合、第１水温が１０℃～４０℃になるまで、冷却ファン５２の回転速度を上げて第１水温を降下させたり、冷却ファン５２の回転速度を下げて第１水温を上昇させたりして調整する。

【0022】

また、図２に示すように、流量制御器６は水ポンプ６１であってもよい。図３に示すように、本発明に係る冷却性能検出装置１０の他の実施形態では、冷却塔５１が試験ユニット１及び凝縮器１０２よりも高い位置に配置されている場合、冷却塔５１は段差を利用して下方の試験ユニット１及び凝縮器１０２に水又はブラインを流すことができ、その結果、水ポンプを省略することができ、流量制御器６を制御弁６２とすることができる。また、他の流体推進手段と併用して制御弁６２のみを用いて流量調節を行うことも可能である。

【0023】

図１のステップｆ、図２及び図３に示すように、第４温度センサ８２により凝縮器１０２から流出する水又はブラインの第２水温を取得し、第２水温に基づいて水又はブラインの流速を制御するように流量制御器６を調整することで、第２水温が予め設定された第２温度になるまで、水又はブラインを凝縮器１０２に急速に又はゆっくりと流し、凝縮器１０２から熱を放散させることにより、水又はブラインの温度を変化させる。ここで、この予め設定された第２温度は１５℃～４５℃である。

【0024】

図２に示すように、流量制御器６は水ポンプ６１であり、第２水温が１５℃～４５℃になるまで、水ポンプ６１の回転速度を上げて第２水温を降下させたり、水ポンプ６１の回転速度を下げて第２水温を上昇させたりして調整する。図３に示すように、本発明に係る冷却性能検出装置１０の他の実施形態では、流量制御器６は制御弁６２である。第２水温が１５℃～４５℃になるまで、制御弁６２の開度を大きくして第２水温を降下させたり、制御弁６２の開度を小さくして第２水温を上昇させたりして調整する。

【0025】

図１のステップｇ、図２及び図３に示すように、冷媒循環管路３１に配置される冷媒測定ユニット４を提供する。冷媒測定ユニット４は、蒸発器１３と圧縮機１０１との間に配置される第１温度センサ４１及び第１圧力センサ４２と、凝縮器１０２と膨張弁２との間に配置される第２温度センサ４３と、第２圧力センサ４４と、冷媒流量センサ４５とを含む。冷媒流量センサ４５は、凝縮器１０２と膨張弁２との間に配置される。

【0026】

図１のステップｈ、図２及び図３に示すように、圧縮機１０１と凝縮器１０２を起動して、冷媒を蒸発器１３、圧縮機１０１、凝縮器１０２及び膨張弁２の順に環流させる。詳細には、ステップｄとステップｅとの間に、水回路７が起動すると、水又はブラインが水循環管路７１を流れ、このとき、圧縮機１０１及び凝縮器１０２を起動し、冷媒が冷媒循環管路３１を流れ、水回路７及び冷媒回路３の循環過程において、２つの回路は起動するとすぐに協働して調整制御を行う。

【0027】

図１のステップｉ、図２及び図３に示すように、庫内温度センサ１５により検出室１１の庫内温度を取得し、第１温度センサ４１により蒸発器１３から流出する冷媒の第１冷媒温度を取得し、第１圧力センサ４２により蒸発器１３から流出する冷媒の第１冷媒圧力を取得する。

【0028】

図１のステップｊ、図２及び図３に示すように、庫内温度、第１冷媒温度及び第１冷媒圧力が予め設定された試験条件を満たすまで、庫内温度、第１冷媒温度と第１冷媒圧力に基づいて送風構造１４の回転速度を調整し、第１冷媒圧力に基づいて膨張弁２の開度を調整する。この予め設定された試験条件は、庫内温度が－５０℃～３０℃であり、第１冷媒圧力が－０．６５ｂａｒＧ～７．５ｂａｒＧであり、第１冷媒温度が０～３０℃である。ここで、本実施形態の送風構造１４は、後述する第１ファン１４１と、第２ファン１４２とを含む。ステップｊにおいて、送風構造１４は、加熱器１２に対応して配置される第１ファン１４１と、蒸発器１３に対応して配置される第２ファン１４２とを含む。

【0029】

まず、第１冷媒圧力が－０．６５ｂａｒＧ～７．５ｂａｒＧになるまで、第１冷媒圧力に基づいて膨張弁２の開度を調整し、膨張弁２の開度を大きくして第１冷媒圧力を昇圧させたり、膨張弁２の開度を小さくして第１冷媒圧力を降圧させたりして調整する。次に、第１冷媒温度が０～３０℃になるまで、第１冷媒温度と第１冷媒圧力に基づいて第２ファン１４２の回転速度を調整し、第２ファン１４２の回転速度を上げて第１冷媒温度を上昇させたり、第２ファン１４２の回転速度を下げて第１冷媒温度は温度を降下させたりして調整する。このとき、第１冷媒圧力も第２ファン１４２の回転速度に影響されるため、第１冷媒圧力が予め設定された試験条件から外れる場合には、膨張弁２の開度を再調整し、第１冷媒温度が予め設定された試験条件を外れる場合には、第２ファン１４２の回転速度を再調整する。

【0030】

その後、庫内温度に基づいて第１ファン１４１の回転速度を調整し、庫内温度が－５０℃～３０℃になるまで、第１ファン１４１の回転速度を上げて庫内温度を上昇させたり、第１ファン１４１の回転速度を下げて庫内温度を降下させたり調整する。

【0031】

次に、庫内温度に基づいて第２ファン１４２の回転速度を調整してもよく、第２ファン１４２の回転速度を上げれば庫内温度は下がり、第２ファン１４２の回転速度を下げれば庫内温度は上がる。ただし、第２ファン１４２の回転速度を調整すると、第１冷媒温度及び第１冷媒圧力に影響を与えるため、必要な場合を除き、庫内温度に基づいて第２ファン１４２の回転速度を調整することはない。

【0032】

図１のステップｋ、図２及び図３に示すように、第２温度センサ４３により蒸発器１３に流入する冷媒の第２冷媒温度を取得し、第２圧力センサ４４により蒸発器１３に流入する冷媒の第２冷媒圧力を取得する。

【0033】

第１水温が予め設定された第１温度を満たし、第２水温が予め設定された第２温度を満たし、及び庫内温度、第１冷媒温度及び第１冷媒圧力が予め設定された試験条件を満たすときに、水回路７、冷媒回路３、検出室１１の制御環境が平衡状態に達し、以下の計算及び測定を開始する。図１のステップｌ、図２及び図３に示すように、コンピュータを提供し、冷媒流量センサ４５により凝縮器１０２から流出する冷媒の冷媒流量を取得し、この冷媒流量は０ｋｇ／ｓより大きく１０ｋｇ／ｓ以下である。コンピュータは、第１冷媒温度、第１冷媒圧力、第２冷媒温度、第２冷媒圧力及び冷媒流量に基づいて、冷却のエンタルピー表と照合して、蒸発器１３の冷却情報を算出する。

【0034】

ここで、ステップｌにおいて、水流量センサ８４により加熱器１２から流出する水又はブラインの水流量を取得し、この水流量は０より大きく５０００ＬＰＭ以下である。コンピュータは、第１水温と第２水温との温度差及び水流量に基づいて凝縮器１０２の加熱情報を算出し、第５温度センサ８３により加熱器１２から流出する水又はブラインの第３水温を取得し、第２水温と第３水温との温度差及び水流量に基づいて加熱器１２の加熱情報を算出する。

【0035】

また、コンピュータが算出する情報をより正確にするために、本実施形態では、第４温度センサ８２の数は２であるが、これに限定されない。

【0036】

詳細に説明すると、その一方の第４温度センサ８２は、凝縮器１０２に隣接して配置され、他方の第４温度センサ８２は、加熱器１２に隣接して配置される。調温構造５は、凝縮器１０２に隣接して配置される第４温度センサ８２が取得する第２水温に基づいて流量制御器６を調整する。コンピュータは、凝縮器１０２に隣接して配置される第４温度センサ８２が取得する第２水温に基づいて、凝縮器１０２の加熱情報を算出し、加熱器１２に隣接して配置される第４温度センサ８２が取得する第２水温に基づいて、加熱器１２の加熱情報を算出する。

【0037】

このようにして、本発明に係る冷却性能検出装置１０は、蒸発器１３の冷却情報を算出し、即ち、被測定ユニット１００の冷却情報を知った上で、凝縮器１０２の加熱情報及び加熱器１２の加熱情報を複数回検証することにより、被測定ユニット１００の冷却・加熱性能をより正確かつ安定的に検出することができる。

【0038】

また、従来の蒸発器の熱交換媒体として水やブラインを使用すると、冷凍機の実際の使用条件に達することができない。水は０℃以下の環境で運転できず、ブラインを熱交換の媒体として使用する場合、管路や貯蔵タンク等の設備を追加設置する必要があり、しかも、ブラインの濃度が変わりやすく、物理的性質が相対的に不明確であるため、性能の算出結果に影響を与えて、検出システム全体の設備や制御条件が複雑すぎるわけである。これに対して、本発明に係る冷却性能検出装置１０の検出室１１は密閉断熱庫体であり、空気を熱交換媒体とし、庫体内部の空気中の水気の総量を制限し、蒸発器１３は、試験ユニット１で発生した冷却量を空気に伝達し、蒸発器１３への大量の着霜を防止し、開放式の熱源システムの大量の着霜の問題を克服することができる。

【0039】

また、密閉断熱庫体の試験環境が安定し、制御条件が比較的簡単であるため、密閉断熱庫内が熱平衡に達すると、蒸発器１３の冷凍情報と凝縮器１０２及び加熱器１２の加熱情報を何度も検証することにより、本発明に係る冷却性能検出装置及びその操作方法は、被測定ユニット１００の実際の状況に近い冷却性能及び加熱性能をより正確かつ安定的に検出することができる。

【0040】

さらに、本発明の冷却性能検出装置１０は、冷媒が蒸発器１３、圧縮機１０１、凝縮器１０２及び膨張弁２を順に流れて蒸発器１３に還流することを利用して、蒸発器１３の冷凍情報を算出することにより、より冷凍機の実際の使用状況に近く、より実務に近い冷凍情報を検出する冷却性能検出装置１０を実現することができる。

【0041】

さらに、本発明の冷却性能検出装置１０は、水が加熱器１２、冷却塔５１、流量制御器６及び凝縮器１０２を順に流れて加熱器１２に還流することを利用して、凝縮器１０２の加熱情報と加熱器１２の加熱情報を算出すると同時に、凝縮器１０２に放熱し、及び間接に第１冷媒温度及び第１冷媒圧力を制御することにより、冷却性能検出装置１０は、省エネルギー効果を有する。

【0042】

図４は、本発明の冷却性能検出装置１０の別の実施形態である。図４の実施形態は、図１及び図２の実施形態とほぼ同じであるが、流量調節ユニットｓ１をさらに含む点で、図１及び図２の実施形態と異なる。

【0043】

詳細には、上記ステップｆにおいて、流量調節ユニットｓ１をさらに提供する。水循環管路７１は、加熱器１２及び調温構造５を順次連通する第１水管路７１１と、調温構造５、流量制御器６及び凝縮器１０２を順次連通する第２水管路７１２と、凝縮器１０２及び加熱器１２を順次連通する第３水管路７１３とに分けられる。流量調節ユニットｓ１は、両端が第１水管路７１１と第３水管路７１３とに跨って連通する分流管路ｓ１１と、分流管路ｓ１１に配置される開閉弁ｓ１２とを含む。開閉弁ｓ１２は、第２水温に基づいて開閉を調整する。

【0044】

ここで、開閉弁ｓ１２は、次のように第２水温に基づいて開閉を調整する。段階的に第２水温はまず予め設定された第２温度を満たし、この予め設定された第２温度は１５℃～４５℃であり、その後、庫内温度、第１冷媒温度及び第１冷媒圧力は予め設定された試験条件を満たし、この予め設定された試験条件は次の通りであり。庫内温度は－５０℃～３０℃であり、第１冷媒圧力は－０．６５ｂａｒＧ～７．５ｂａｒＧであり、第１冷媒温度は０～３０℃である。

【0045】

庫内温度、第１冷媒温度及び第１冷媒圧力が予め設定された試験条件を満たすが、第２水温が予め設定された第２温度を満たすことから予め設定された第２温度に満たさなくなる場合は、通常、水又はブラインが多すぎることを示す。このとき、開閉弁ｓ１２は分流管路ｓ１１を開通して、第２水温が予め設定された第２温度を満たすまで、一部の水又はブラインを冷却塔５１に分流させて、加熱器１２を流れる水量又はブライン量を減少させる。

【0046】

その後、第１水温が予め設定された第１温度を満たし、第２水温が予め設定された第２温度を満たし、及び庫内温度、第１冷媒温度及び第１冷媒圧力が予め設定された試験条件を満たすと、水回路７、冷媒回路３、検出室１１の制御環境が平衡状態に達し、以下の計算及び測定を開始する。上記ステップｌにおいて、コンピュータは、第１冷媒温度、第１冷媒圧力、第２冷媒温度、第２冷媒圧力及び冷媒流量に基づいて、冷却のエンタルピー表と照合して、蒸発器１３の冷却情報を算出する。

【0047】

さらに、開閉弁ｓ１２が分流管路ｓ１１を開通する場合、水測定ユニット８は、流量制御器６と凝縮器１０２との間に配置される補助流量センサ８５をさらに含む。第４温度センサ８２の数は２であり、その一方の第４温度センサ８２は、凝縮器１０２と分流管路ｓ１１との間に配置され、他方の第４温度センサ８２は、加熱器１２と分流管路ｓ１１との間に配置される。補助流量センサ８５により凝縮器１０２に流入する水又はブラインの第１水流量を取得し、第１水流量は０より大きく５０００ＬＰＭ以下である。コンピュータは、第１水温と、凝縮器１０２と分流管路ｓ１１との間に配置される第４温度センサ８２が取得した第２水温との温度差及び第１水流量に基づいて、凝縮器１０２の加熱情報を算出する。

【0048】

さらに、水流量センサ８４により加熱器１２から流出する水又はブラインの第２水流量を取得し、この第２水流量は０より大きく５０００ＬＰＭ以下である。第５温度センサ８３により加熱器１２から流出する水又はブラインの第３水温を取得する。コンピュータは、加熱器１２及び分流管路ｓ１１に配置される第４温度センサ８２が取得した第２水温と第３水温との温度差及び第２水流量に基づいて、加熱器１２の加熱情報を算出する。

【0049】

なお、本実施形態の流量制御器６は水ポンプ６１であるが、これに限らず、図３に示すように、冷却塔５１が試験ユニット１及び凝縮器１０２よりも高い位置にある場合には、流量制御器６を制御弁６２としてもよい。

【0050】

以上のように、本発明の冷却性能検出装置及びその操作方法は、同類の製品及び公開使用に見られず、産業上の利用可能性、新規性及び進歩性を有し、特許出願要件に完全に適合するので、特許法に基づいて出願し、発明者の権利を保障するため、何卒ご審理の上、速やかに特許査定賜りますようお願いする次第である。

【符号の説明】

【0051】

１００ 被測定ユニット
１０１ 圧縮機
１０２ 凝縮器
１０ 冷却性能検出装置
１ 試験ユニット
１１ 検出室
１２ 加熱器
１３ 蒸発器
１４ 送風構造
１４１ 第１ファン
１４２ 第２ファン
１５ 庫内温度センサ
２ 膨張弁
３ 冷媒回路
３１ 冷媒循環管路
４ 冷媒測定ユニット
４１ 第１温度センサ
４２ 第１圧力センサ
４３ 第２温度センサ
４４ 第２圧力センサ
４５ 冷媒流量センサ
５ 調温構造
５１ 冷却塔
５２ 冷却ファン
６ 流量制御器
６１ 水ポンプ
６２ 制御弁
７ 水回路
７１ 水循環管路
７１１ 第１水管路
７１２ 第２水管路
７１３ 第３水管路
８ 水測定ユニット
８１ 第３温度センサ
８２ 第４温度センサ
８３ 第５温度センサ
８４ 水流量センサ
８５ 補助流量センサ
９１ 冷媒貯蔵タンク
９２ 液体輸送管
ｓ１ 流量調節ユニット
ｓ１１ 分流管路
ｓ１２ 開閉弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】