(57)【要約】【課題】  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得る。【解決手段】  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、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、熱交換器２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ようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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冷凍機油漏れの検出方法。
【請求項２】
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冷凍機油漏れの検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−１３１６６９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１００９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】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。
【図２】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の系統構成図である。
【図３】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の他例を示す系統構成図である。
【図４】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の他例を示す系統構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【符号の説明】
【００２６】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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