專利名稱：局部冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及局部冷卻系統(tǒng)，特別是涉及該局部冷卻單元中的防止結(jié)露控制。
技術(shù)背景
例如關(guān)于用于對(duì)收納多個(gè)電腦設(shè)備的電腦設(shè)備室(機(jī)房等)那樣的發(fā)熱密度較高的空間進(jìn)行冷卻的空調(diào)系統(tǒng)，例如已知有在專利文獻(xiàn)1等公開的空調(diào)系統(tǒng)。在該專利文獻(xiàn)1 中，提案有能夠解決高發(fā)熱、大風(fēng)量導(dǎo)致的每個(gè)機(jī)架的局部的產(chǎn)生高溫的問(wèn)題的空調(diào)系統(tǒng)。
另外，在專利文獻(xiàn)1公開有防止結(jié)露控制方法。
還已知有局部空調(diào)系統(tǒng)，S卩，在室內(nèi)的各位置(各電腦設(shè)備收納機(jī)架的上方等)配置多個(gè)局部空調(diào)裝置，各局部空調(diào)裝置分別對(duì)比較狹窄的空間內(nèi)進(jìn)行冷卻。
專利文獻(xiàn)1 日本特開2006-162248號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容
在上述專利文獻(xiàn)1中的現(xiàn)有的結(jié)露防止控制方法中，通過(guò)基于露點(diǎn)溫度和制冷劑溫度的溫度差，調(diào)整制冷劑壓送裝置和冷熱源的輸出量，來(lái)避免結(jié)露。但是，在這樣的方法中，當(dāng)降低制冷劑壓送裝置的制冷劑泵轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，由于馬達(dá)起動(dòng)扭矩不足有可能產(chǎn)生泵停止， 同樣，當(dāng)降低冷熱源的制冷劑輸出時(shí)(當(dāng)降低壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)時(shí))，由于壓縮機(jī)起動(dòng)扭矩不足有可能產(chǎn)生制冷機(jī)停止。
另外，在上述那樣的電腦設(shè)備室中用于局部的冷卻的局部空調(diào)裝置，特別是在被設(shè)置于收納電腦設(shè)備的機(jī)架等的上方的情況下，當(dāng)產(chǎn)生結(jié)露時(shí)，該水滴向下落下，潤(rùn)濕電腦設(shè)備，可能導(dǎo)致使電腦設(shè)備發(fā)生故障等的重大事故。因此，希望不會(huì)產(chǎn)生上述泵停止等的事態(tài)，能夠能進(jìn)行可靠地防止產(chǎn)生結(jié)露的、信賴性較高的避免結(jié)露控制。
本發(fā)明的課題是提供不會(huì)產(chǎn)生制冷劑泵停止或制冷機(jī)停止等，能夠進(jìn)行信賴性較高的避免結(jié)露冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)的局部冷卻系統(tǒng)。
本發(fā)明的局部冷卻系統(tǒng)包括對(duì)流入暖氣進(jìn)行冷卻并向局部區(qū)域送出的局部冷卻單元；向所述局部冷卻單元供給第一制冷劑的冷熱源單元；和向所述冷熱源單元供給第二制冷劑的冷卻回路，其中所述冷熱源單元具有冷凝器和制冷劑供給裝置，所述冷凝器利用所述第二制冷劑對(duì)從所述局部冷卻單元返回的所述第一制冷劑進(jìn)行冷卻，所述制冷劑供給裝置將被所述冷凝器冷卻的所述第一制冷劑向所述局部冷卻單元送出，所述冷卻回路具有冷熱源，所述冷熱源經(jīng)由送出管向所述冷凝器送出所述第二制冷劑，并經(jīng)由返回管使所述第二制冷劑從所述冷凝器回流，所述局部冷卻單元具有蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器利用由所述制冷劑供給裝置送來(lái)的所述第一制冷劑，冷卻所述流入暖氣，在空調(diào)系統(tǒng)中，包括露點(diǎn)溫度測(cè)量單元，用于測(cè)量所述流入暖氣的露點(diǎn)溫度；制冷劑溫度測(cè)量單元，用于測(cè)量流入所述蒸發(fā)器的所述第一制冷劑的溫度；結(jié)露產(chǎn)生判定單元，其根據(jù)所述露點(diǎn)溫度與所述第一制冷劑溫度的溫度差，判定是否具有產(chǎn)生結(jié)露的可能性；閥裝置，使從所述冷凝器返回的所述第二制冷劑的一部分不經(jīng)由所述冷熱源地向所述送出管送出；和閥裝置控制單元，當(dāng)由所述結(jié)露產(chǎn)生判定單元判定為有可能產(chǎn)生結(jié)露時(shí)，控制所述閥裝置，使從所述冷凝器返回的所述第二制冷劑的一部分不經(jīng)由所述冷熱源地向所述送出管送出，由此，使流入所述冷凝器的所述第二制冷劑溫度上升。
從冷凝器返回的第二制冷劑的溫度，當(dāng)然比流入冷凝器的第二制冷劑的溫度高。 因此，當(dāng)有可能產(chǎn)生結(jié)露時(shí)，通過(guò)控制三通閥，向送出管送出從冷凝器返回的第二制冷劑的一部分并使其與來(lái)自冷熱源的第二制冷劑混合，能夠提高流入冷凝器的第二制冷劑的溫度。當(dāng)?shù)诙评鋭┑臏囟壬仙龝r(shí)，向局部冷卻單元供給的第一制冷劑的溫度也上升，例如如果使第二制冷劑的溫度逐漸上升，直到進(jìn)行不可能產(chǎn)生結(jié)露的判定，就能夠避免產(chǎn)生結(jié)露。


圖1是包括本例子的局部冷卻系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是本例子的局部冷卻系統(tǒng)的詳細(xì)構(gòu)成圖。
圖3是本例子的避免結(jié)露運(yùn)轉(zhuǎn)控制的流程圖。
圖4是露點(diǎn)溫度演算處理的流程圖。
圖5的(a)是圖2所示的冷卻回路的要點(diǎn)的圖，(b) (d)是表示另外的構(gòu)成例子的圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
圖1表示包括本例子的局部冷卻系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的截面圖。
在圖1中，例如在收納有多個(gè)電腦設(shè)備的電腦設(shè)備室等那樣的發(fā)熱密度較高的任意的室內(nèi)空間25中，設(shè)置有多列機(jī)器收納用機(jī)架1。在各機(jī)器收納用機(jī)架1收納有電子裝置等。在此，表示2列機(jī)器收納用機(jī)架la、lb，但并不限于本例子。
在各機(jī)器收納用機(jī)架1的上方設(shè)置有冷卻單元2(局部冷卻裝置；局部空調(diào)裝置)。在此，僅僅表示2個(gè)冷卻單元2，但冷卻單元2被設(shè)置于上述室內(nèi)空間25內(nèi)的各個(gè)位置(特別是各機(jī)器收納用機(jī)架1的上方)。
冷卻單元2的基本結(jié)構(gòu)本身可以與現(xiàn)有大致相同，在此不特別詳細(xì)說(shuō)明，但為具有蒸發(fā)器6、送風(fēng)裝置9等的結(jié)構(gòu)。例如從各冷卻單元2公用的冷熱源單元18送出的制冷劑經(jīng)由配管流入蒸發(fā)器6。流入冷卻單元2的暖氣被該蒸發(fā)器6冷卻，且該冷卻空氣(冷氣)被送風(fēng)裝置9送向規(guī)定的冷卻對(duì)象局部區(qū)域(例如機(jī)器收納用機(jī)架Ia和Ib之間的空間)。
此外，如上所述，雖然可以為一臺(tái)冷熱源單元18向多臺(tái)冷卻單元2供給制冷劑的結(jié)構(gòu)，但不限于該例子，也可以具有與各冷卻單元2各自對(duì)應(yīng)的冷熱源單元18。S卩，一臺(tái)冷熱源單元18僅僅對(duì)一臺(tái)冷卻單元2供給制冷劑的結(jié)構(gòu)。
圖2表示本例子的局部冷卻系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)圖。這些主要表示上述冷卻單元2和冷熱源單元18的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，但這些詳細(xì)結(jié)構(gòu)也可以基本上與現(xiàn)有大致相同。
在此，雖然圖1未表示，但在局部冷卻系統(tǒng)，作為用于對(duì)冷熱源單元18供給制冷劑的結(jié)構(gòu)存在圖2所示的冷卻回路11。用于對(duì)冷熱源單元18供給制冷劑(例如冷卻液或冷水等)的結(jié)構(gòu)本身以前就存在，但與現(xiàn)有不同的本系統(tǒng)的特征，主要在于設(shè)置有圖2所示的5結(jié)構(gòu)的冷卻回路11 (特別是設(shè)置有三通閥24)和該三通閥M的控制處理，由此，不調(diào)整制冷劑供給裝置16 (例如、制冷劑泵)和冷熱源20的輸出量(因此不會(huì)發(fā)生制冷劑泵停止或制冷機(jī)停止等)，避免圖示的冷卻回路7 (特別是蒸發(fā)器6)中的結(jié)露產(chǎn)生。
此外，為了避免與被供給到蒸發(fā)器6的制冷劑混合，在本說(shuō)明中，以上述冷卻回路 11中的制冷劑(從冷熱源20向冷凝器12供給的制冷劑)為冷卻液(冷水等)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，但這是一個(gè)例子，并不限于該例子。另外，向蒸發(fā)器6供給的制冷劑也可以為冷卻液 (冷水等)。
這樣，設(shè)置三通閥M并通過(guò)進(jìn)行控制能夠避免產(chǎn)生結(jié)露，所以不會(huì)發(fā)生現(xiàn)有方式的因馬達(dá)起動(dòng)扭矩不足導(dǎo)致的泵停止或因壓縮機(jī)起動(dòng)扭矩不足導(dǎo)致的制冷機(jī)停止，能夠進(jìn)行信賴性高的避免結(jié)露的冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，在此，作為一個(gè)例子使用三通閥對(duì)，但也可以為使流量分支(或者混合)且能夠控制流量的機(jī)構(gòu)，例如可以為將帶有開關(guān)和控制閥的分叉管組合多個(gè)的結(jié)構(gòu)。將這樣的結(jié)構(gòu)統(tǒng)稱為閥裝置。并且，在本說(shuō)明中，以作為閥裝置的一個(gè)例子的三通閥M為例進(jìn)行說(shuō)明。
以下，對(duì)上述冷卻單元2、冷熱源單元18、冷卻回路11的詳細(xì)結(jié)構(gòu)、動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明， 但對(duì)與現(xiàn)有大致相同的結(jié)構(gòu)、動(dòng)作簡(jiǎn)單地說(shuō)明。此外，在圖示的各種箭頭(粗線、實(shí)線、虛線)中，粗線的箭頭表示空氣的流動(dòng)，虛線的箭頭表示信號(hào)線，實(shí)線的箭頭表示制冷劑和冷卻液的流向(以及制冷劑等流向的配管)。
以下，對(duì)冷卻單元2的詳細(xì)結(jié)構(gòu)、動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。
首先，當(dāng)對(duì)與現(xiàn)有大致相同的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單地進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，冷卻單元2通過(guò)經(jīng)由吸入口 3和空氣過(guò)濾器4，吸進(jìn)從具有上述電子裝置等的發(fā)熱體的機(jī)器收納用機(jī)架1的背面?zhèn)扰懦龅呐瘹?，并將通過(guò)由蒸發(fā)器6和膨脹閥5等構(gòu)成的冷卻回路7 (圖上由點(diǎn)劃線包圍的部分)對(duì)該暖氣進(jìn)行冷卻后的冷氣，經(jīng)由送風(fēng)裝置9和吹出口 8向機(jī)架1正面?zhèn)人统?，，由此?對(duì)發(fā)熱體進(jìn)行冷卻。此外，作為一般的情況，從上述冷熱源單元18輸送來(lái)的制冷劑經(jīng)由膨脹閥5流入蒸發(fā)器6，使該制冷劑在蒸發(fā)器6內(nèi)蒸發(fā)，從周圍吸收蒸發(fā)潛熱，由此，對(duì)周圍進(jìn)行冷卻，蒸發(fā)制冷劑返回至冷熱源單元18。在圖上，膨脹閥5的右側(cè)橫向所示的瓣?duì)畹慕Y(jié)構(gòu)是電磁閥，制冷劑經(jīng)由該電磁閥流入蒸發(fā)器6，但在此無(wú)特別關(guān)系。
在此，冷卻單元2還具有控制裝置10和演算通信裝置23?？刂蒲b置10例如為微型多用計(jì)算機(jī)等，通過(guò)執(zhí)行預(yù)先存儲(chǔ)的規(guī)定的應(yīng)用程序，執(zhí)行已存的一般的各種控制(例如膨脹閥5的閥開度和送風(fēng)裝置9的送風(fēng)量的控制等)，也還可以執(zhí)行后述的本方法的避免露點(diǎn)涉及的處理的一部分。
另外，演算通信裝置23基本上具有進(jìn)行與外部的通信的功能部，在圖示的例子中，經(jīng)由控制裝置17和通信線(由虛線表示)進(jìn)行通信。另外，演算通信裝置23例如也可以具有未圖示的MPU等，執(zhí)行后述的本方法的避免露點(diǎn)涉及的處理的一部分，但控制裝置 10也可以進(jìn)行該處理，在該情況下，演算通信裝置23 (不進(jìn)行演算處理)可以僅僅為通信裝置。詳細(xì)在后文敘述。
另外，在冷卻單元2還具有測(cè)定單元2內(nèi)的各處的溫度的溫度計(jì)(圖上由“TC”表示)和測(cè)定濕度的濕度計(jì)(圖上由“MC”表示)，各溫度計(jì)/濕度計(jì)通過(guò)通信線(由虛線表示)與上述控制裝置10連接，控制裝置10隨時(shí)收集由各溫度計(jì)/濕度計(jì)測(cè)定的溫度數(shù)據(jù)/濕度數(shù)據(jù)。
在此，對(duì)上述各溫度計(jì)/濕度計(jì)中的、特別是與本控制有關(guān)的部分付加參考符號(hào)， 僅說(shuō)明付加有參考符號(hào)的部分，其他的部分不進(jìn)行說(shuō)明。即，首先，在空氣過(guò)濾器4和蒸發(fā)器6之間的暖氣吸入路徑上(在蒸發(fā)器6的上游)設(shè)置溫度計(jì)21和濕度計(jì)22。這些是用于求得吸入暖氣的露點(diǎn)溫度的部件。因此，也可以設(shè)置露點(diǎn)溫度計(jì)來(lái)代替溫度計(jì)21和濕度計(jì)22。
在本例子中，控制裝置10基于通過(guò)溫度計(jì)21和濕度計(jì)22測(cè)量的溫度數(shù)據(jù)和濕度數(shù)據(jù)，算出這些溫度計(jì)21、濕度計(jì)22的設(shè)置位置的(吸入暖氣的)露點(diǎn)溫度。露點(diǎn)溫度的算出式是公知的式子，所以在此不特別說(shuō)明。另外，當(dāng)使用露點(diǎn)溫度計(jì)時(shí)，控制裝置10僅單獨(dú)取得由露點(diǎn)溫度計(jì)測(cè)量的露點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)。
另外，圖示的溫度計(jì)沈例如是用于測(cè)量流入蒸發(fā)器6之前的(蒸發(fā)器入口的)制冷劑的溫度的溫度計(jì)。但并不限于該例子，例如也可以是測(cè)量蒸發(fā)器6的表面溫度等的溫度計(jì)(在本說(shuō)明中，在該情況下，將測(cè)量溫度看作制冷劑溫度)。
基于上述露點(diǎn)溫度和制冷劑溫度進(jìn)行上述三通閥M的控制處理。這些在后面參照流程圖進(jìn)行說(shuō)明。
以下，對(duì)圖示的控制裝置17、冷熱源單元18、冷卻回路11等進(jìn)行說(shuō)明。
控制裝置17雖然在圖1沒(méi)有表示，但其是控制本例子的局部冷卻系統(tǒng)整體的裝置，控制冷卻單元2、冷熱源單元18、冷卻回路11等?？刂蒲b置17具有微型計(jì)算機(jī)等，通過(guò) CPU執(zhí)行預(yù)先存儲(chǔ)的規(guī)定的應(yīng)用程序來(lái)進(jìn)行各種控制。此外，關(guān)于現(xiàn)有進(jìn)行的一般的各種控制，在此不特別說(shuō)明。僅對(duì)本方法涉及的控制進(jìn)行說(shuō)明。
此外，控制裝置17有時(shí)也進(jìn)行根據(jù)來(lái)自指令裝置19的任一指示的控制。例如，指令裝置19對(duì)控制裝置17指示冷卻單元2的送風(fēng)量和冷風(fēng)溫度?？刂蒲b置17，根據(jù)該指示， 進(jìn)行各種控制動(dòng)作(如上所述是已有的一般的控制，在此不特別說(shuō)明)。
控制裝置17具有如下特征除了上述現(xiàn)有的控制處理功能之外，還具有稱為具有后述的三通閥M的閥開度的控制處理功能。如已經(jīng)敘述，該特征部分之外也可以與現(xiàn)有大致相同。
另外，冷熱源單元18可以與上述方式現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相同，當(dāng)簡(jiǎn)單說(shuō)明時(shí)，其具有冷凝器12、受液器13、制冷劑供給裝置16，還在各處設(shè)置有溫度計(jì)(圖上用“TC”表示)，還設(shè)置有測(cè)量從制冷劑供給裝置16輸出的制冷劑的流量的流量計(jì)(圖上用“QC”表示)，控制裝置 17基于該溫度數(shù)據(jù)、流量數(shù)據(jù)等，來(lái)控制例如制冷劑供給裝置16等?；蛘?，對(duì)各冷卻單元2 發(fā)出指令。
來(lái)自上述蒸發(fā)器6的蒸發(fā)制冷劑流入冷凝器12，對(duì)其進(jìn)行冷卻、液化，并使其恢復(fù)為制冷劑。該制冷劑暫時(shí)存儲(chǔ)在受液器13之后，被制冷劑供給裝置16輸送到冷卻單元2 側(cè)，流入蒸發(fā)器6。
從冷卻回路11 (在圖上被點(diǎn)劃線包圍的部分；此外也可以不包括冷熱源20)向冷凝器12供給冷卻液。即，來(lái)自冷熱源20的冷卻液(例如冷水等)經(jīng)由送出管27被送到冷凝器12，通過(guò)該冷水來(lái)進(jìn)行上述蒸發(fā)制冷劑的冷卻、液化。由此，通過(guò)冷水將蒸發(fā)制冷劑冷卻，另一方面，冷水被加熱(將其稱為溫水)。該溫水經(jīng)由返回管觀返回到冷熱源20，被冷熱源20冷卻，由此再次成為冷水，被送到送出管27。
其中，在本系統(tǒng)中，在返回管28的途中設(shè)置有三通閥24。
以下，對(duì)該三通閥M涉及的結(jié)構(gòu)和三通閥M的控制處理詳細(xì)說(shuō)明。
首先，本例子的三通閥M是具有來(lái)自一個(gè)方向的流入口和向兩個(gè)方向的流出口的類型(使管路分流的類型)。如上述方式，三通閥M設(shè)置于返回管觀的途中，流入口與冷凝器12側(cè)的返回管觀連接，向兩個(gè)方向的流出口的一個(gè)與冷熱源20側(cè)的返回管觀(在此如圖所示記為返回管觀‘)連接，另一個(gè)與圖示的短路管四連接。短路管四的另一個(gè)與送出管27連接。S卩，成為經(jīng)由短路管四與送出管27直接連接而能夠流出溫水等的結(jié)構(gòu)。
當(dāng)然，在三通閥M的向上述兩個(gè)方向的流出口分別設(shè)置有閥，控制裝置17為能夠調(diào)整控制這些閥的每一個(gè)的閥開度的結(jié)構(gòu)。
通過(guò)設(shè)置有這樣的三通閥對(duì)，能夠?qū)睦淠?2側(cè)返回的上述溫水分配到冷熱源20側(cè)和送出管27側(cè)。分配比率能夠通過(guò)控制裝置17的控制自由調(diào)整。S卩，能夠以下屬方式自由地進(jìn)行調(diào)整將從冷凝器12側(cè)返回的上述溫水100%向冷熱源20側(cè)送出、或者 100 %向送出管27側(cè)送出、或者例如各自為50 %對(duì)50 %，或者為30 %對(duì)70 %等。
當(dāng)使向冷熱源20側(cè)的分配比率為100%時(shí)，與現(xiàn)有結(jié)構(gòu)相同，從冷凝器12返回的溫水全部流入冷熱源20被冷卻，經(jīng)由送出管27被輸出至冷凝器12。另一方面，當(dāng)向冷熱源 20側(cè)的分配比率不足100%時(shí)(但不為0% )，從冷凝器12返回的溫水的一部分，經(jīng)由短路管四被直接地輸送至送出管27。即，在該情況下，流入冷凝器12的冷水為來(lái)自冷熱源20 的冷水和來(lái)自三通閥M的溫水的混合液，當(dāng)然，與向冷熱源20側(cè)的分配比率為100%的情況相比，其溫度變高。
換言之，在上述結(jié)構(gòu)中，通過(guò)控制三通閥M中的分配比率，(通過(guò)控制兩個(gè)流出口的各閥的閥開度)，能夠調(diào)整流入冷凝器12的冷水的溫度(特別是使溫度上升)，能夠調(diào)整被該冷水冷卻的制冷劑的溫度(特別是使溫度上升)。
此外，三通閥的設(shè)置位置并不限于圖2的例子，也可以如例如圖5(b)的方式設(shè)置。 在該情況下，三通閥M是具有來(lái)自兩個(gè)方向的流入口和向一個(gè)方向的流出口的類型(使管路合流的類型)。
在圖5(b)所示的例子的情況下，首先，返回管觀在中途分支為冷熱源20側(cè)的返回管觀‘和短路管四。而且，三通閥M設(shè)置于送出管27的中途，兩個(gè)流入口的一個(gè)與冷熱源20側(cè)的送出管27連接，另一個(gè)與短路管四連接。另外，流出口與冷凝器12側(cè)的送出管27連接。S卩，在三通閥M中，成為能夠使來(lái)自短路管四的溫水和來(lái)自冷熱源20的冷水合流并使該混合液向冷凝器12側(cè)流出的結(jié)構(gòu)。
在圖5(b)所示的例子的三通閥M的上述兩個(gè)流入口分別設(shè)置有閥，控制裝置17 為能夠調(diào)整控制這些閥的每一個(gè)的閥開度的結(jié)構(gòu)。該控制方法和作用與上述圖2所示的結(jié)構(gòu)例子大致相同，例如當(dāng)想使混合液的溫度上升時(shí)，也可增加短路管四側(cè)的閥的閥開度。 此外，當(dāng)完全關(guān)閉短路管四側(cè)的閥時(shí)，從冷凝器12側(cè)返回的溫水全部流入冷熱源20，從冷熱源20送出的冷水僅流入冷凝器12。
此外，圖5(a)表示圖2所示的冷卻回路11的結(jié)構(gòu)例的要點(diǎn)圖。
圖5(c)、圖5(d)表示三通閥本身的設(shè)置位置與圖5(a)或者圖5(b)相同，但其控制方法不同例子，以下進(jìn)行說(shuō)明。
圖1 (圖5 (a))或圖5 (b)的三通閥M的控制方法，使從冷凝器12返回的冷卻液 (溫水)的一部分不經(jīng)由冷熱源20，而回流到冷凝器12。相對(duì)于此，圖5 (c)和圖5(d)的三通閥M的控制方法是不將從冷熱源20送出的冷卻液的一部分送到冷凝器12，而使其回流到冷熱源20。即，即使不改變冷熱源20的輸出(壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù))(不減少)，也能夠改變冷卻液向冷凝器12的流入量(減少)。
首先，對(duì)圖5(c)的例子進(jìn)行說(shuō)明。
在該例子中，三通閥M的設(shè)置位置與圖5(a)的例子相同，但其結(jié)構(gòu)與圖5(b)的例子相同。即，本例子的三通閥M的設(shè)置位置在返回管觀的中途，其結(jié)構(gòu)是具有來(lái)自兩個(gè)方向的流入口和向一個(gè)方向的流出口的類型(使管路合流的類型)。
并且，兩個(gè)流入口的一個(gè)與冷凝器12側(cè)的返回管28連接，另一個(gè)與短路管四連接。此外，短路管四中的液體的流動(dòng)方向與圖5(a)和圖5(b)相反，所以如圖所示記為短路管四‘。這與后述的圖5(d)也相同。另外，一個(gè)流出口與冷熱源20側(cè)的返回管觀‘連接。另外，在該例子中，送出管27在中途分支為冷凝器12側(cè)的送出管27和短路管四‘。
在上述結(jié)構(gòu)中，在三通閥M中至少在與短路管四‘連接的流入口設(shè)置有閥，控制裝置17為能夠調(diào)整控制該閥的閥開度的結(jié)構(gòu)。在將該閥完全關(guān)閉的狀態(tài)下，從冷熱源20 送出的冷卻液100%流入冷凝器12。
另一方面，在該閥打開的狀態(tài)下，對(duì)應(yīng)于其閥開度，從冷熱源20送出的冷卻液的一部分經(jīng)由三通閥M和返回管觀‘返回至冷熱源20。換言之，從冷熱源20送出的冷卻液，不是100%流入冷凝器12，其一部分流入冷凝器12。即，即使不減少冷熱源20的輸出 (壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù))，也能夠減少冷卻液向冷凝器12的流入量。由此，如圖5(a)、(b)的例子所示，能夠獲得與使流向冷凝器12的冷卻液的溫度上升的情況相同的效果。即，能夠使冷凝器12中的冷卻性能降低，使流向蒸發(fā)器6的制冷劑的溫度上升。
接著，對(duì)圖5(d)的例子進(jìn)行說(shuō)明。
在該例子中，三通閥M的設(shè)置位置與圖5(b)的例子相同，但其結(jié)構(gòu)與圖5(a)的例子相同。即，本例子的三通閥M的設(shè)置位置在送出管27的中途，其結(jié)構(gòu)是具有向兩個(gè)方向的流出口和來(lái)自一個(gè)方向的流入口的類型(使管路分流的類型)。
在本例子中，三通閥M設(shè)置于送出管27的中途，兩個(gè)流出口的一個(gè)與冷凝器12 側(cè)的送出管27連接，另一個(gè)與短路管四‘連接。短路管四‘的另一方與返回管觀連接。 另外，三通閥M的流入口與冷熱源20側(cè)的送出管27連接。
在上述結(jié)構(gòu)中，在三通閥M中至少在與短路管四‘連接的流入口設(shè)置有閥，控制裝置17為能夠調(diào)整控制該閥的閥開度的結(jié)構(gòu)。在完全關(guān)閉該閥的狀態(tài)下，從冷熱源20送出的冷卻液100%流入冷凝器12。
另一方面，在該閥打開的狀態(tài)下，對(duì)應(yīng)于其閥開度，從冷熱源20送出的冷卻液的一部分經(jīng)由三通閥對(duì)、短路管四‘、返回管觀‘，返回至冷熱源20。換言之，從冷熱源20 送出的冷卻液，不是100%流入冷凝器12，其一部分流入冷凝器12。即，即使不減少冷熱源 20的輸出(壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù))，也能夠減少冷卻液向冷凝器12的流入量。由此，能夠獲得與上述圖5(c)的情況相同的效果。
如以上說(shuō)明，通過(guò)使冷卻回路11為圖5(c)和圖5(d)所示的結(jié)構(gòu)，能進(jìn)行減少流入冷凝器12的冷卻液的流量的調(diào)整，不進(jìn)行冷熱源20的輸出(壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù))的控制就能夠進(jìn)行冷凝器12的冷卻能力的調(diào)整。
以下，參照?qǐng)D3說(shuō)明該三通閥M中的分配比率的控制處理。
圖3是本例子的避免結(jié)露運(yùn)轉(zhuǎn)控制的流程圖。
如圖3所示，首先，如上所述，控制裝置10隨時(shí)(以規(guī)定時(shí)間間隔)收集各種傳感器等的測(cè)量數(shù)據(jù)。在此，對(duì)與本方法有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行說(shuō)明，所以控制裝置10收集由溫度計(jì) 21、濕度計(jì)22測(cè)量的吸入暖氣的溫度數(shù)據(jù)；濕度數(shù)據(jù)；和由溫度計(jì)沈測(cè)量的蒸發(fā)器6入口的制冷劑的溫度數(shù)據(jù)(步驟Sll)。
然后，控制裝置10，或者從控制裝置10被傳遞有上述收集數(shù)據(jù)的演算通信裝置 23，或者經(jīng)由演算通信裝置23被傳遞有上述收集數(shù)據(jù)的控制裝置17，進(jìn)行以下說(shuō)明的處理。此外，在以下的說(shuō)明中，對(duì)于控制裝置17實(shí)行處理的例子進(jìn)行說(shuō)明。因此，在該情況下， 控制裝置10僅僅進(jìn)行單獨(dú)收集溫度數(shù)據(jù)等并將其經(jīng)由演算通信裝置23向控制裝置17送信的處理(另外，演算通信裝置23成為單純的通信裝置)，但當(dāng)然并不限于該例子。其中， 即使在另外的例子中，后述的步驟S14、S15的三通閥M的調(diào)整控制本身由控制裝置17執(zhí)行。
S卩，例如，后述的步驟S12的處理也可以由控制裝置10或者演算通信裝置23執(zhí)行，在該情況下將算出的露點(diǎn)溫度與收集到的制冷劑溫度一起向控制裝置17發(fā)送，控制裝置17執(zhí)行步驟S13以后的處理。當(dāng)然，在這種情況下，在步驟S14、S15的處理執(zhí)行中，控制裝置10或者演算通信裝置23，隨時(shí)將最新的露點(diǎn)溫度和制冷劑溫度數(shù)據(jù)向控制裝置17送信?；蛘?，例如控制裝置10或者演算通信裝置23也可以執(zhí)行后述的步驟S12和S13的處理。
但是，在以下的說(shuō)明中，如上所述，控制裝置10、演算通信裝置23單獨(dú)作為將收集數(shù)據(jù)向控制裝置17送信的單元進(jìn)行說(shuō)明。
在該例子中，控制裝置17隨時(shí)取得上述收集數(shù)據(jù)(吸入暖氣的溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)和蒸發(fā)器6入口的制冷劑的溫度數(shù)據(jù))。
然后，基于所取得的上述吸入暖氣的溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)，算出吸入暖氣的露點(diǎn)溫度(步驟S12)，并基于該露點(diǎn)溫度和上述制冷劑溫度，來(lái)判定是否有可能產(chǎn)生結(jié)露(產(chǎn)生結(jié)露的可能性是否高)(步驟S13)。
步驟S13的處理是判定是否為“制冷劑溫度-露點(diǎn)溫度彡Δ Tl ( Δ Tl 預(yù)先設(shè)定的規(guī)定的溫度差)”。即，判定制冷劑溫度和露點(diǎn)溫度的溫度差是否在預(yù)先設(shè)定的規(guī)定值以下，當(dāng)在規(guī)定值以下時(shí)(步驟S13、YES)，判斷有可能產(chǎn)生結(jié)露。當(dāng)不可能產(chǎn)生結(jié)露時(shí)(步驟S13、N0)，本處理結(jié)束。
此外，步驟S13的判定方法本身可以為現(xiàn)有技術(shù)，不特別詳細(xì)說(shuō)明，設(shè)計(jì)者等可以適當(dāng)決定ΔΤ1，但以下簡(jiǎn)單進(jìn)行說(shuō)明。
通常，露點(diǎn)溫度是比制冷劑溫度低的溫度，通過(guò)使制冷劑溫度上升能夠使上述溫度差變大。另外，如眾所周知那樣，極端地來(lái)說(shuō)，當(dāng)制冷劑溫度-露點(diǎn)溫度=0 (無(wú)溫度差) 時(shí)，幾乎確定產(chǎn)生結(jié)露。當(dāng)制冷劑溫度和露點(diǎn)溫度的溫度差變小時(shí)，產(chǎn)生結(jié)露的可能性變高。上述ΔΤ1，例如作為一個(gè)例子設(shè)定為被認(rèn)為雖然未產(chǎn)生結(jié)露，但當(dāng)繼續(xù)使溫度差變小時(shí)就能夠產(chǎn)生結(jié)露的值(人們基于該技術(shù)領(lǐng)域的一般常識(shí)來(lái)判斷設(shè)定)。
當(dāng)判定為有可能產(chǎn)生結(jié)露時(shí)(步驟S13、YES)，進(jìn)行三通閥M的閥開度調(diào)整控制 (步驟S14)。例如在平常時(shí)使三通閥M中的短路管四側(cè)的閥關(guān)閉(100%向冷熱源20側(cè)分配)，當(dāng)步驟S13的判定為YES時(shí)，將三通閥M中的短路管四側(cè)的閥打開規(guī)定量(在此，例如使閥開度為+10% )。此外，此時(shí)，三通閥M中的冷熱源20側(cè)的閥的閥開度也可以進(jìn)行連動(dòng)控制(在此，例如使閥開度為-10% )。
然后，基于下一個(gè)收集數(shù)據(jù)，再次判定是否有可能產(chǎn)生結(jié)露(步驟S15)。該步驟 S15的處理與上述步驟S12、S13的處理相同，基于收集數(shù)據(jù)，首先算出露點(diǎn)溫度，基于該露點(diǎn)溫度和制冷劑溫度，判定是否有可能產(chǎn)生結(jié)露。
然后，至步驟S15的判定為NO為止，即，至判定為不可能產(chǎn)生結(jié)露為止，重復(fù)進(jìn)行上述步驟S14的處理。在上述的例子中，使三通閥M中的短路管四側(cè)的閥開度按10%増加(10%—20%—30% —…)。即，通過(guò)使從冷凝器12返回的溫水中的經(jīng)由短路管四被直接送到送出管27的溫水的比例(量)每次少量增加，使流入冷凝器12的冷水的溫度(來(lái)自冷熱源20的冷水和來(lái)自三通閥M的溫水的混合液的溫度)逐漸升高。由此，從冷凝器 12輸出的制冷劑的溫度也當(dāng)然逐漸變高，該制冷劑被制冷劑供給裝置16送到蒸發(fā)器6。
由此，當(dāng)然，上述的判定式“制冷劑溫度-露點(diǎn)溫度彡ΔΤ1”中的制冷劑溫度逐漸變高，與露點(diǎn)溫度的溫度差變大，所以最終變?yōu)椤爸评鋭囟?露點(diǎn)溫度> Δ Tl”(步驟S15 的判定為NO)。即，能夠避免產(chǎn)生結(jié)露。
此外，關(guān)于步驟S12的露點(diǎn)溫度演算，如已述具有現(xiàn)有技術(shù)，但在此大致概略進(jìn)行說(shuō)明，如圖4所示，首先，基于溫度數(shù)據(jù)算出飽和水蒸氣氣壓(步驟S21)，進(jìn)而基于濕度數(shù)據(jù)算出水蒸氣分壓(步驟S2》，基于這些算出露點(diǎn)溫度(步驟S2!3)。關(guān)于步驟S21、S22、S23 的各處理的具體的算出式等是一般的式子，所以在此不特別說(shuō)明。
另外，在通過(guò)圖3的處理而使流入冷凝器12的冷水的溫度上升之后，例如經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后，可以再次進(jìn)行使冷水溫度降低的處理。關(guān)于該處理不特別說(shuō)明，但例如進(jìn)行與步驟S14的處理相反的三通閥開度調(diào)整處理(例如，現(xiàn)在三通閥M中的短路管四側(cè)的閥開度為50%，使其依次減少為40% — 30%— 20%…等)，每次(每減少閥開度時(shí))進(jìn)行步驟S15的判定。然后，當(dāng)步驟S15的判定為YES時(shí)，即，判定為有可能產(chǎn)生結(jié)露時(shí)，再次進(jìn)行圖3的步驟S14，S15的處理，以再次被判定為不可能產(chǎn)生結(jié)露的方式執(zhí)行三通閥開度調(diào)整處理。
如以上說(shuō)明，在本方法中，通過(guò)調(diào)整和控制上述結(jié)構(gòu)的三通閥24，能夠避免結(jié)露。
S卩，在本方法中，當(dāng)判定為有可能產(chǎn)生結(jié)露時(shí)，通過(guò)三通閥M的閥開度調(diào)整，使冷熱源單元18的供給冷凝器12的冷卻液(冷水等)的溫度上升(或者使流量(熱交換流量)減少)，由此，使流入冷卻回路7的制冷劑的溫度上升，因此能夠避免結(jié)露，所以不需要調(diào)整制冷劑供給裝置16的泵轉(zhuǎn)數(shù)和冷熱源20的輸出量，就能夠避免結(jié)露，不會(huì)產(chǎn)生泵停止和制冷機(jī)停止等的問(wèn)題，能夠進(jìn)行信賴性高的避免結(jié)露冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)。
采用本發(fā)明的局部冷卻系統(tǒng)，能夠不會(huì)產(chǎn)生泵停止和制冷機(jī)停止等，能夠進(jìn)行信賴性高的避免結(jié)露冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)。1權(quán)利要求
1 一種局部冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括對(duì)流入暖氣進(jìn)行冷卻并向局部區(qū)域送出的局部冷卻單元； 向所述局部冷卻單元供給第一制冷劑的冷熱源單元；和向所述冷熱源單元供給第二制冷劑的冷卻回路，其中所述冷熱源單元具有冷凝器和制冷劑供給裝置，所述冷凝器利用所述第二制冷劑對(duì)從所述局部冷卻單元返回的所述第一制冷劑進(jìn)行冷卻，所述制冷劑供給裝置將被所述冷凝器冷卻的所述第一制冷劑向所述局部冷卻單元送出，所述冷卻回路具有冷熱源，所述冷熱源經(jīng)由送出管向所述冷凝器送出所述第二制冷劑，并經(jīng)由返回管使所述第二制冷劑從所述冷凝器回流，所述局部冷卻單元具有蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器利用由所述制冷劑供給裝置送來(lái)的所述第一制冷劑，冷卻所述流入暖氣， 在空調(diào)系統(tǒng)中，包括露點(diǎn)溫度測(cè)量單元，用于測(cè)量所述流入暖氣的露點(diǎn)溫度； 制冷劑溫度測(cè)量單元，用于測(cè)量流入所述蒸發(fā)器的所述第一制冷劑的溫度； 結(jié)露產(chǎn)生判定單元，其根據(jù)所述露點(diǎn)溫度與所述第一制冷劑溫度的溫度差，判定是否具有產(chǎn)生結(jié)露的可能性；閥裝置，使從所述冷凝器返回的所述第二制冷劑的一部分不經(jīng)由所述冷熱源地向所述送出管送出；和閥裝置控制單元，當(dāng)由所述結(jié)露產(chǎn)生判定單元判定為有可能產(chǎn)生結(jié)露時(shí)，控制所述閥裝置，使從所述冷凝器返回的所述第二制冷劑的一部分不經(jīng)由所述冷熱源地向所述送出管送出，由此，使流入所述冷凝器的所述第二制冷劑溫度上升。
2.如權(quán)利要求1所述的局部冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述閥裝置控制單元，在由所述結(jié)露產(chǎn)生判定單元作出不可能產(chǎn)生結(jié)露的判定之前， 使所述閥裝置的閥開度以規(guī)定的比率逐漸增加，由此，増加不經(jīng)由所述冷熱源地向所述送出管送出所述第二制冷劑的流量。
3.一種局部冷卻系統(tǒng)，其特征在于，包括對(duì)流入暖氣進(jìn)行冷卻，并向局部區(qū)域送出的局部冷卻單元； 向所述局部冷卻單元供給第一制冷劑的冷熱源單元；和向所述冷熱源單元供給第二制冷劑的冷卻回路，其中，所述冷熱源單元具有冷凝器和制冷劑供給裝置，所述冷凝器利用所述第二制冷劑對(duì)從所述局部冷卻單元返回的所述第一制冷劑進(jìn)行冷卻，所述制冷劑供給裝置將被所述冷凝器冷卻的所述第一制冷劑向所述局部冷卻單元送出，所述冷卻回路具有冷熱源，所述冷熱源經(jīng)由送出管向所述冷凝器送出所述第二制冷劑，并經(jīng)由返回管使所述第二制冷劑從所述冷凝器回流，所述局部冷卻單元具有蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器利用由所述制冷劑供給裝置送來(lái)的所述第一制冷劑，冷卻所述流入暖氣， 在空調(diào)系統(tǒng)中，包括露點(diǎn)溫度測(cè)量單元，用于測(cè)量所述流入暖氣的露點(diǎn)溫度； 制冷劑溫度測(cè)量單元，用于測(cè)量流入所述蒸發(fā)器的所述第一制冷劑的溫度；結(jié)露產(chǎn)生判定單元，其根據(jù)所述露點(diǎn)溫度與所述第一制冷劑溫度的溫度差，判定是否具有產(chǎn)生結(jié)露的可能性；閥裝置，使從所述冷熱源送出的所述第二制冷劑的一部分不經(jīng)由所述冷凝器地向所述冷熱源回流；和閥裝置控制單元，當(dāng)由所述結(jié)露產(chǎn)生判定單元判定為有可能產(chǎn)生結(jié)露時(shí)，控制所述閥裝置，使從所述冷熱源送出的所述第二制冷劑的一部分不經(jīng)由所述冷凝器地向所述返回管回流，由此，使流入所述冷凝器的所述第二制冷劑的流量減少。
4.如權(quán)利要求3所述的局部冷卻系統(tǒng)，其特征在于所述閥裝置控制單元，在由所述結(jié)露產(chǎn)生判定單元作出不可能產(chǎn)生結(jié)露的判定之前， 使所述閥裝置的閥開度以規(guī)定的比例逐漸增加，由此，増加不經(jīng)由所述冷凝器地向所述返回管回流所述第二制冷劑的流量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種如下結(jié)構(gòu)，冷卻液(溫水等)從冷凝器(12)經(jīng)由返回管(28)返回到冷熱源(20)，該冷凝器(12)利用從冷熱源(20)經(jīng)由送出管(27)送來(lái)的冷卻液冷卻從冷卻流入暖氣的蒸發(fā)器(6)返回的蒸發(fā)制冷劑，在該返回管(28)的中途設(shè)置有三通閥(24)，能夠?qū)⒗鋮s液(溫水等)的一部分直接送到送出管(27)。并且，在做出有可能產(chǎn)生結(jié)露的判定時(shí)，控制裝置(17)控制三通閥(24)的閥開度，使冷卻液(溫水等)的一部分直接流入送出管(27)，使流入冷凝器(12)的冷卻液的溫度上升，而使流向蒸發(fā)器(6)的制冷劑的溫度上升，由此，避免結(jié)露。
文檔編號(hào)F24F11/02GK102510982SQ20108003912
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2010年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月12日
發(fā)明者巖崎正道, 水村信次 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社