本發(fā)明涉及熱交換器,特別是涉及冷卻塔或者散熱器等空冷式或者水冷式的熱交換器。
背景技術(shù):
以往,為了對(duì)在空調(diào)設(shè)備、工廠等使用的液體(例如冷卻水)進(jìn)行冷卻,而使用冷卻塔或者散熱器等熱交換器。這樣的熱交換器具有:熱交換器主體、將液體導(dǎo)入至該熱交換器主體的導(dǎo)入管、從熱交換器主體排出液體的排水管、以及用于將外部空氣導(dǎo)入至熱交換器主體的內(nèi)部的風(fēng)扇裝置。風(fēng)扇裝置具有馬達(dá)以及與該馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸連結(jié)的風(fēng)扇,利用馬達(dá)使風(fēng)扇旋轉(zhuǎn),由此向熱交換器主體的內(nèi)部導(dǎo)入空氣。從導(dǎo)入管導(dǎo)入到熱交換器主體的液體,通過(guò)與導(dǎo)入到該熱交換器主體的空氣進(jìn)行熱交換而被冷卻。被冷卻的液體從熱交換器主體通過(guò)排水管被排出。
熱交換器通常具有:對(duì)在排水管流動(dòng)的液體的溫度亦即出口溫度進(jìn)行測(cè)定的溫度傳感器、和基于出口溫度的測(cè)定值控制馬達(dá)的動(dòng)作的控制部。控制部收容于與馬達(dá)分離配置的控制面板。另外,控制部存儲(chǔ)使馬達(dá)啟動(dòng)的啟動(dòng)溫度和使馬達(dá)停止的停止溫度??刂撇吭诔隹跍囟鹊臏y(cè)定值高于啟動(dòng)溫度時(shí)開(kāi)始馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn),在出口溫度的測(cè)定值成為停止溫度以下時(shí)使馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)停止。
圖9(a)是現(xiàn)有的熱交換器,是表示伴隨時(shí)間經(jīng)過(guò)而變化的出口溫度的測(cè)定值的一個(gè)例子的圖,圖9(b)是表示伴隨圖9(a)所示的出口溫度的測(cè)定值的變化而被控制的馬達(dá)的動(dòng)作的一個(gè)例子的圖。如圖9(a)以及圖9(b)所示,控制部在出口溫度的測(cè)定值高于馬達(dá)的啟動(dòng)溫度亦即33℃時(shí)(時(shí)刻x),啟動(dòng)馬達(dá)使風(fēng)扇旋轉(zhuǎn),在出口溫度的測(cè)定值成為停止溫度亦即31℃以下時(shí)(時(shí)刻y),使馬達(dá)停止??刂撇炕诔隹跍囟鹊臏y(cè)定值控制馬達(dá)的啟動(dòng)以及停止,由此使液體的出口溫度收斂為目標(biāo)溫度亦即32℃。
專利文獻(xiàn)1:日本特表2011-517758號(hào)公報(bào)
現(xiàn)有的熱交換器基于液體的出口溫度的測(cè)定值,控制馬達(dá)的啟動(dòng)以及停止。這樣的熱交換器在液體冷卻的機(jī)械(例如鍋爐、冷凍機(jī)或者空調(diào)機(jī)等)的負(fù)荷增加,從而導(dǎo)入到熱交換器的液體的入口溫度急劇升高的情況下,無(wú)法使熱交換器的出口溫度迅速收斂為目標(biāo)溫度。即,在現(xiàn)有的熱交換器中,存在使從熱交換器排出的液體的出口溫度收斂為目標(biāo)溫度的溫度控制延遲的問(wèn)題。
專利文獻(xiàn)1記載有具備風(fēng)扇裝置的熱交換器,該風(fēng)扇裝置具有能夠使馬達(dá)變速的變頻器。通過(guò)控制部控制變頻器,由此變頻器能夠使馬達(dá)以預(yù)期的旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn),因此容易使液體的出口溫度收斂為目標(biāo)溫度。然而,即便使用變頻器來(lái)控制馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度,消除溫度控制的延遲,也存在極限。
另外,在現(xiàn)有的熱交換器中,控制部收容于與馬達(dá)分離配置的控制面板,因此需要準(zhǔn)備單獨(dú)的控制面板,另外,馬達(dá)與控制部之間的布線變長(zhǎng)。其結(jié)果熱交換器的制造成本升高。進(jìn)而若馬達(dá)與控制部之間的布線變長(zhǎng),則電氣噪聲等增加,從而對(duì)控制部以及周邊設(shè)備帶來(lái)不良影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明提供能夠使液體的出口溫度迅速收斂為目標(biāo)溫度的熱交換器。
本發(fā)明的一個(gè)方式是一種熱交換器,其特征在于,具備:熱交換器主體,其在液體與空氣之間進(jìn)行熱交換;導(dǎo)入管,其將液體導(dǎo)入至所述熱交換器主體;排水管,其從所述熱交換器主體排出液體;入口溫度傳感器,其對(duì)在所述導(dǎo)入管流動(dòng)的液體的溫度亦即入口溫度進(jìn)行測(cè)定;出口溫度傳感器,其對(duì)在所述排水管流動(dòng)的液體的溫度亦即出口溫度進(jìn)行測(cè)定;風(fēng)扇,其用于將空氣導(dǎo)入至所述熱交換器主體;馬達(dá),其使所述風(fēng)扇旋轉(zhuǎn);變頻器,其能夠使所述馬達(dá)變速;以及控制部,其基于所述入口溫度的測(cè)定值以及所述出口溫度的測(cè)定值,經(jīng)由所述變頻器對(duì)所述馬達(dá)的動(dòng)作進(jìn)行控制。
本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于,所述馬達(dá)、所述變頻器以及所述控制部收容于同一馬達(dá)箱內(nèi)。
本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于,所述控制部基于所述入口溫度的測(cè)定值使所述馬達(dá)啟動(dòng)以及停止,基于所述出口溫度的測(cè)定值使所述馬達(dá)變速。
本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于,所述控制部在所述入口溫度的測(cè)定值超過(guò)規(guī)定的閾值時(shí),使所述馬達(dá)啟動(dòng),并以使所述出口溫度的測(cè)定值與規(guī)定的目標(biāo)溫度一致的方式使所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度增加或者減小。
本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于,所述控制部在所述出口溫度的測(cè)定值超過(guò)所述目標(biāo)溫度時(shí),使所述馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度增加至最高旋轉(zhuǎn)速度。
本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于,所述控制部還執(zhí)行用于使所述出口溫度的測(cè)定值與所述入口溫度的測(cè)定值之差為最小的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度的控制。
本發(fā)明的優(yōu)選方式的特征在于,所述控制部在所述入口溫度的測(cè)定值為所述規(guī)定的閾值以下時(shí)使所述馬達(dá)停止。
根據(jù)本發(fā)明,控制部基于導(dǎo)入至熱交換器的液體的入口溫度的測(cè)定值以及從熱交換器排出的液體的出口溫度的測(cè)定值雙方,控制馬達(dá)的動(dòng)作。因此控制部能夠根據(jù)液體的入口溫度的變化,預(yù)先預(yù)測(cè)液體的出口溫度的變化,從而控制馬達(dá)的動(dòng)作。其結(jié)果能夠使液體的出口溫度迅速收斂為目標(biāo)溫度。
附圖說(shuō)明
圖1是表示作為熱交換器的冷卻塔的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。
圖2是表示作為熱交換器的冷卻塔的其他實(shí)施方式的示意圖。
圖3(a)是表示作為熱交換器的散熱器的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖,圖3(b)是表示在圖3(a)所示的框體的內(nèi)部空間蜿蜒的冷卻管的示意圖。
圖4是一個(gè)實(shí)施方式的風(fēng)扇裝置的剖視圖。
圖5(a)是表示一個(gè)實(shí)施方式的輸入至控制部的入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值的變化的一個(gè)例子的圖,圖5(b)是表示根據(jù)圖5(a)所示的入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值的變化而控制的馬達(dá)的動(dòng)作的曲線圖。
圖6是基于圖5(a)所示的出口溫度的測(cè)定值,對(duì)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行控制的反饋控制的框圖。
圖7(a)是表示其他實(shí)施方式的輸入至控制部的入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值的變化的一個(gè)例子的圖,圖7(b)是表示根據(jù)圖7(a)所示的入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值的變化而控制的馬達(dá)的動(dòng)作的曲線圖。
圖8是基于圖7(a)所示的入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值,對(duì)馬達(dá)的動(dòng)作進(jìn)行控制的反饋控制的框圖。
圖9(a)是表示用現(xiàn)有的熱交換器隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)而變化的出口溫度的測(cè)定值的一個(gè)例子的曲線圖,圖9(b)是表示隨著圖9(a)所示的出口溫度的測(cè)定值的變化而控制的馬達(dá)的動(dòng)作的一個(gè)例子的圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明:1…風(fēng)扇裝置;2…填充材料;3…冷卻塔主體;5…風(fēng)扇;6…旋轉(zhuǎn)軸;7…馬達(dá);8…變頻器;10…導(dǎo)入管;11…排水管;12…水槽;13…入口溫度傳感器;14…葉片;15…導(dǎo)風(fēng)板;16…輪轂;17…馬達(dá)箱;18…風(fēng)扇箱;19…出口溫度傳感器;20…螺旋管;22…灑水管;23、24…信號(hào)電纜;25…灑水排水管;27…馬達(dá)室;28…變頻器室;29…隔壁;30…冷卻管;32…散熱器主體;33…框體;35…上側(cè)軸承;36…下側(cè)軸承;40…蓋;41…永久磁鐵;42…電源電纜;43…轉(zhuǎn)子;44…定子;46…馬達(dá)電纜;50…動(dòng)力元件;51…控制部。
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是表示作為熱交換器的冷卻塔的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖。圖1所示的冷卻塔具備:冷卻塔主體(熱交換器主體)3、配置于冷卻塔主體3的內(nèi)部的填充材料2、以及安裝于冷卻塔主體3的上部的風(fēng)扇裝置1。風(fēng)扇裝置1的詳細(xì)結(jié)構(gòu)后面敘述。若通過(guò)馬達(dá)7使在風(fēng)扇裝置1的風(fēng)扇箱18內(nèi)配置的風(fēng)扇5旋轉(zhuǎn),則空氣經(jīng)過(guò)設(shè)置在冷卻塔主體3的側(cè)面的導(dǎo)風(fēng)板15被導(dǎo)入至冷卻塔主體3。導(dǎo)入到冷卻塔主體3的空氣經(jīng)過(guò)風(fēng)扇裝置1而從冷卻塔排出。
冷卻塔具有貫通冷卻塔主體3而延伸的導(dǎo)入管10,液體(例如冷卻水)經(jīng)過(guò)該導(dǎo)入管10而導(dǎo)入到冷卻塔主體3。在導(dǎo)入管10安裝有對(duì)在該導(dǎo)入管10流動(dòng)的液體的溫度亦即入口溫度進(jìn)行測(cè)定的入口溫度傳感器13。在導(dǎo)入管10的末端形成有位于填充材料2上方的排出口10a,將液體從該排出口10a向填充材料2排出。排出到填充材料2的液體在填充材料2的內(nèi)部流下來(lái),并與借助風(fēng)扇裝置1導(dǎo)入到冷卻塔主體3的空氣接觸。由此在液體與空氣之間進(jìn)行熱交換,來(lái)冷卻液體。
冷卻的液體匯集到在冷卻塔主體3的下部設(shè)置的水槽12,并從與該水槽12連接的排水管11向冷卻塔主體3的外部排出。在排水管11安裝有對(duì)在該排水管11流動(dòng)的液體的溫度亦即出口溫度進(jìn)行測(cè)定的出口溫度傳感器19。圖1所示的冷卻塔是通過(guò)空氣直接冷卻液體的水冷式的熱交換器,被稱為開(kāi)放型冷卻塔。
圖2是表示作為熱交換器的冷卻塔的其他實(shí)施方式的示意圖。未特別說(shuō)明的本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)與圖1所示的冷卻塔的結(jié)構(gòu)相同,因此省略其重復(fù)的說(shuō)明。
圖2所示的冷卻塔的導(dǎo)入管10與在冷卻塔主體3的內(nèi)部配置的螺旋管20的一端連接,將液體從冷卻塔主體3排出的排水管11與螺旋管20的另一端連接。在本實(shí)施方式中,也是在導(dǎo)入管10安裝對(duì)液體的入口溫度進(jìn)行測(cè)定的入口溫度傳感器13,在排水管11安裝對(duì)液體的出口溫度進(jìn)行測(cè)定的出口溫度傳感器19。
液體從導(dǎo)入管10流入螺旋管20,并從螺旋管20向排水管11流出。此外,在該冷卻塔具有用于將水向螺旋管20散布的灑水管22。灑水管22從冷卻塔的外部延伸至螺旋管20的上方,在灑水管22的末端形成有散布水的灑水口22a。從灑水管22的灑水口22a散布的水通過(guò)與螺旋管20的表面接觸,由此與在該螺旋管20流動(dòng)的液體進(jìn)行熱交換。由此在螺旋管20流動(dòng)的液體被冷卻。
從灑水管22的灑水口22a散布的水被借助風(fēng)扇裝置1導(dǎo)入到冷卻塔主體3的空氣冷卻。與螺旋管20接觸而流下來(lái)的水匯集于水槽12,并從與該水槽12連接的灑水排水管25向冷卻塔的外部排出。圖2所示的冷卻塔是在螺旋管20流動(dòng)的液體被從灑水管22散布的水冷卻的水冷式的熱交換器,被稱為密閉型冷卻塔。
圖3(a)是表示作為熱交換器的散熱器的一個(gè)實(shí)施方式的示意圖,圖3(b)是表示在圖3(a)所示的框體的內(nèi)部空間蜿蜒的冷卻管的示意圖。圖3(a)所示的散熱器具備:散熱器主體(熱交換器主體)32、安裝有供液體流動(dòng)的冷卻管30的框體33、以及風(fēng)扇裝置1。
如圖3(b)所示,冷卻管30的一端與將液體導(dǎo)入至散熱器主體32的導(dǎo)入管10連接,冷卻管30的另一端與從散熱器主體32排出液體的排水管11連接。在本實(shí)施方式中,也是在導(dǎo)入管10安裝對(duì)液體的入口溫度進(jìn)行測(cè)定的入口溫度傳感器13,在排水管11安裝對(duì)液體的出口溫度進(jìn)行測(cè)定的出口溫度傳感器19。冷卻管30以該冷卻管30的直管部30a沿鉛直方向延伸的方式在框體33的內(nèi)部空間蜿蜒。冷卻管30也可以以該冷卻管30的直管部30a沿水平方向延伸的方式,在框體33的內(nèi)部空間蜿蜒??蝮w33嵌入于在散熱器主體32的側(cè)面形成的開(kāi)口,從而固定于散熱器主體32。雖未圖示,但安裝有冷卻管30的框體33,也可以嵌入于在散熱器主體32的上表面或者下表面形成的開(kāi)口。
若借助馬達(dá)7使風(fēng)扇裝置1的風(fēng)扇5旋轉(zhuǎn),則空氣通過(guò)在蜿蜒的冷卻管30之間形成的間隙,被導(dǎo)入至散熱器主體32。在冷卻管30通常安裝有散熱片(未圖示),在冷卻管30流動(dòng)的液體的熱量向散熱片傳遞。在散熱器的冷卻管30流動(dòng)的液體,經(jīng)由冷卻管30以及散熱片,與借助風(fēng)扇裝置1導(dǎo)入到散熱器主體32內(nèi)部的空氣進(jìn)行熱交換。由此在冷卻管30流動(dòng)的液體被冷卻。圖3(a)所示的散熱器是在冷卻管30流動(dòng)的液體被空氣冷卻的空冷式的熱交換器。
圖4是一個(gè)實(shí)施方式的風(fēng)扇裝置1的剖視圖。在圖4中省略風(fēng)扇箱18的圖示。該風(fēng)扇裝置1設(shè)置于圖1或圖2所示的冷卻塔或者圖3(a)所示的散熱器等熱交換器。風(fēng)扇裝置1具備:風(fēng)扇5、使該風(fēng)扇5旋轉(zhuǎn)的馬達(dá)7、以及能夠使馬達(dá)7變速的變頻器8。風(fēng)扇5具有:輪轂16和從該輪轂16以放射狀延伸的多個(gè)葉片14。通過(guò)將風(fēng)扇5的輪轂16固定于馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)軸6的末端,由此將風(fēng)扇5直接連結(jié)于馬達(dá)7。
圖4所示的風(fēng)扇裝置1具有收容馬達(dá)7以及變頻器8的馬達(dá)箱17,由此變頻器8與馬達(dá)7被單元化。在本實(shí)施方式中,馬達(dá)箱17具有圓筒形狀。馬達(dá)箱17的內(nèi)部由隔壁29劃分為馬達(dá)室27和變頻器室28,變頻器室28位于馬達(dá)室27的上側(cè)。馬達(dá)7收容于在馬達(dá)箱17的內(nèi)部形成的馬達(dá)室27,變頻器8收容于在馬達(dá)箱17的內(nèi)部形成的變頻器室28。馬達(dá)箱17的上壁由能夠取下的蓋40構(gòu)成。蓋40構(gòu)成變頻器室28的上部。
在馬達(dá)箱17的側(cè)壁17b形成有電源電纜孔17a,從電源(未圖示)向變頻器8供給電力的電源電纜42穿過(guò)該電源電纜孔17a而延伸。在隔壁29形成有馬達(dá)電纜孔29a,從變頻器8向馬達(dá)7供給電力的馬達(dá)電纜46穿過(guò)該馬達(dá)電纜孔29a而延伸。
在變頻器室28配置有與變頻器8連接的控制部51。在本實(shí)施方式中,控制部51配置在變頻基板8a上,該變頻基板8a配置有構(gòu)成變頻器8的動(dòng)力元件(例如igbt等開(kāi)關(guān)元件)50等。在一個(gè)實(shí)施方式中,也可以將控制部51配置為從變頻器8離開(kāi)。通過(guò)控制部51控制變頻器8的動(dòng)力元件50的開(kāi)關(guān)動(dòng)作,從而控制馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度即風(fēng)扇5的旋轉(zhuǎn)速度。此外,由入口溫度傳感器13測(cè)定出的液體的入口溫度的測(cè)定值,經(jīng)由信號(hào)電纜23而輸入至控制部51,由出口溫度傳感器19測(cè)定出的液體的出口溫度的測(cè)定值,經(jīng)由信號(hào)電纜24而輸入至控制部51。在圖4中,入口溫度傳感器13、出口溫度傳感器19以及信號(hào)電纜23、24用假想線(虛線)表示。由入口溫度傳感器13測(cè)定出的液體的入口溫度的測(cè)定值、以及由出口溫度傳感器19測(cè)定出的液體的出口溫度的測(cè)定值,也可以使用無(wú)線通信而輸入至控制部51。在該情況下,省略信號(hào)電纜23、24。
這樣,馬達(dá)7、變頻器8以及控制部51收容于同一馬達(dá)箱17而被單元化。因此無(wú)需單獨(dú)準(zhǔn)備收容有控制部51的控制面板,此外能夠使馬達(dá)7與控制部51之間的布線縮短。其結(jié)果能夠減少熱交換器的制造成本,并且能夠減少電氣噪聲等對(duì)控制部51以及周邊設(shè)備帶來(lái)的不良影響。
在上述的實(shí)施方式中,對(duì)馬達(dá)7、變頻器8以及控制部51收容于同一馬達(dá)箱17的風(fēng)扇裝置1進(jìn)行了說(shuō)明,但在一個(gè)實(shí)施方式中,也可以設(shè)置收容變頻器8以及控制部51的控制面板,并且將該控制面板安裝于熱交換器主體3、32的側(cè)面?;蛘咭部梢詫⒖刂泼姘迮渲糜趶臒峤粨Q器主體3、32離開(kāi)的位置。此外在一個(gè)實(shí)施方式中,也可以將變頻器8安裝于馬達(dá)箱17的側(cè)壁17b,另一方面,將收容控制部51的控制面板設(shè)置于熱交換器主體3、32的側(cè)面,或者設(shè)置于從熱交換器主體3、32離開(kāi)的位置。
馬達(dá)7也可以是感應(yīng)電動(dòng)機(jī),但馬達(dá)7優(yōu)選是具有配置有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子和與該轉(zhuǎn)子對(duì)置配置的定子的pm馬達(dá)(permanentmagnetmotor:永磁馬達(dá))。如圖4所示,馬達(dá)7特別優(yōu)選是在轉(zhuǎn)子43的內(nèi)部配置有永久磁鐵41的ipm馬達(dá)(interiorpermanentmagnetmotor:內(nèi)部永磁馬達(dá))。由于pm馬達(dá)(特別是ipm馬達(dá))具有高效率,因此能夠?qū)ⅠR達(dá)7小型化。
轉(zhuǎn)子43固定于旋轉(zhuǎn)軸6,定子44固定于馬達(dá)箱17的內(nèi)表面。圖4所示的馬達(dá)7是定子44配置于轉(zhuǎn)子43的徑向外側(cè)的徑向間隙型馬達(dá)。雖未圖示,但馬達(dá)7也可以是定子與轉(zhuǎn)子沿著軸向排列的軸向間隙型馬達(dá)。
圖4所示的馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)軸6由沿鉛直方向分離配置的兩個(gè)軸承35、36支承為能夠旋轉(zhuǎn)。上側(cè)軸承35安裝于隔壁29的下表面(即,馬達(dá)室27的上表面),下側(cè)軸承36安裝于馬達(dá)室27的下表面。
在上述的實(shí)施方式的熱交換器中,控制部51基于由入口溫度傳感器13測(cè)定出的液體的入口溫度的測(cè)定值、以及由出口溫度傳感器19測(cè)定出的液體的出口溫度的測(cè)定值雙方,經(jīng)由變頻器8控制馬達(dá)7的動(dòng)作??刂撇?1能夠根據(jù)入口溫度的測(cè)定值的變化,檢測(cè)出液體冷卻的機(jī)械(例如鍋爐、冷凍機(jī)或者空調(diào)機(jī)等)的負(fù)荷發(fā)生變化的情況。例如,控制部51能夠根據(jù)入口溫度的測(cè)定值的增加,檢測(cè)出液體冷卻的設(shè)備的負(fù)荷增加的情況。此外,控制部51能夠根據(jù)入口溫度的測(cè)定值的減少,檢測(cè)出液體冷卻的設(shè)備的負(fù)荷減少的情況。因此控制部51能夠根據(jù)液體的入口溫度的測(cè)定值的變化預(yù)先預(yù)測(cè)液體的出口溫度的變化,對(duì)馬達(dá)7的動(dòng)作進(jìn)行控制。其結(jié)果,本實(shí)施方式的熱交換器與僅基于液體的出口溫度的測(cè)定值對(duì)馬達(dá)7的動(dòng)作進(jìn)行控制的現(xiàn)有的熱交換器相比較,能夠使液體的出口溫度迅速收斂于目標(biāo)溫度。以下,對(duì)控制部51基于入口溫度的測(cè)定值以及出口溫度的測(cè)定值雙方控制馬達(dá)的動(dòng)作的具體例子進(jìn)行說(shuō)明。
在一個(gè)實(shí)施方式中,控制部51基于入口溫度的測(cè)定值使馬達(dá)7啟動(dòng)以及停止,基于出口溫度的測(cè)定值而經(jīng)由變頻器8使馬達(dá)7變速。圖5(a)是表示一個(gè)實(shí)施方式的輸入至控制部51的入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值的變化的一個(gè)例子的圖,圖5(b)是表示伴隨圖5(a)所示的入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值的變化,由控制部51控制的馬達(dá)7的動(dòng)作的圖。在圖5(a)中,橫軸表示時(shí)間,縱軸表示溫度。此外在圖5(a)中,入口溫度的測(cè)定值用實(shí)線描繪,出口溫度的測(cè)定值用虛線描繪。在圖5(b)中,橫軸表示時(shí)間,縱軸表示馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度。
由入口溫度傳感器13測(cè)定出的入口溫度的測(cè)定值、以及由出口溫度傳感器19測(cè)定出的出口溫度的測(cè)定值,經(jīng)由信號(hào)電纜23、24(參照?qǐng)D4)或者通過(guò)無(wú)線通信而輸入至控制部51。在入口溫度的測(cè)定值超過(guò)規(guī)定的閾值時(shí)(時(shí)刻a),控制部51使馬達(dá)7啟動(dòng),使風(fēng)扇5旋轉(zhuǎn)。該規(guī)定的閾值預(yù)先存儲(chǔ)于控制部51,在本實(shí)施方式中被設(shè)定為28℃。
此外,控制部51存儲(chǔ)有使從熱交換器排出的液體的出口溫度收斂的目標(biāo)溫度。在本實(shí)施方式中,目標(biāo)溫度被設(shè)定為32℃。規(guī)定的閾值(在本實(shí)施方式中為28℃)優(yōu)選設(shè)定為目標(biāo)溫度(在本實(shí)施方式中為32℃)以下的溫度。若將使馬達(dá)7啟動(dòng)的溫度亦即規(guī)定的閾值設(shè)定為目標(biāo)溫度以下的溫度,則能夠在液體的出口溫度為目標(biāo)溫度以下的狀態(tài)下使馬達(dá)7旋轉(zhuǎn)。即,控制部51在液體的入口溫度超過(guò)規(guī)定的閾值時(shí),判斷為液體冷卻的設(shè)備的負(fù)荷增加,在液體的出口溫度超過(guò)目標(biāo)溫度之前,開(kāi)始馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)。
若風(fēng)扇5旋轉(zhuǎn)將空氣導(dǎo)入至熱交換器主體3、32,則從導(dǎo)入管10導(dǎo)入到熱交換器主體3、32的液體被該空氣冷卻。若液體冷卻的機(jī)械的負(fù)荷進(jìn)一步增加,則液體的入口溫度以及出口溫度逐漸增加。若由出口溫度傳感器19測(cè)定出的出口溫度的測(cè)定值超過(guò)目標(biāo)溫度(32℃)(時(shí)刻b),則控制部51以使出口溫度的測(cè)定值與目標(biāo)溫度一致的方式,經(jīng)由變頻器8使馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度增加或者減小。更具體而言,控制部51基于輸入至該控制部51的液體的出口溫度的測(cè)定值,執(zhí)行使液體的出口溫度與目標(biāo)溫度一致的反饋控制(例如pid控制)。
圖6是基于圖5(a)所示的出口溫度的測(cè)定值,控制馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度的反饋控制的框圖。在圖6所示的反饋控制中,控制部51基于液體的出口溫度的測(cè)定值,對(duì)使液體的出口溫度與目標(biāo)溫度一致的(即,使液體的出口溫度的測(cè)定值與目標(biāo)溫度的偏差接近0)馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度的操作量進(jìn)行計(jì)算??刂撇?1通過(guò)將該操作量向變頻器8輸出,由此控制馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度。若使馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度增加,則導(dǎo)入到熱交換器的空氣的流量增加,能夠使液體的出口溫度降低。另一方面,若使馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度減少,則導(dǎo)入到熱交換器的空氣的流量減少,從而能夠使液體的出口溫度增加。
在本實(shí)施方式中,控制部51在液體的出口溫度的測(cè)定值開(kāi)始降低時(shí),以液體的出口溫度收斂為目標(biāo)溫度的方式,使馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度逐漸減小(參照?qǐng)D5(b))。若液體的出口溫度的測(cè)定值在比目標(biāo)溫度降低之后開(kāi)始增加,則控制部51再次使馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度增加。這樣,控制部51以由出口溫度傳感器19測(cè)定出的出口溫度的測(cè)定值收斂為目標(biāo)溫度的方式,使馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度增加或者減小。
控制部51優(yōu)選在出口溫度的測(cè)定值超過(guò)目標(biāo)溫度時(shí),使馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度增加到最高旋轉(zhuǎn)速度。馬達(dá)7以最高旋轉(zhuǎn)速度運(yùn)轉(zhuǎn),由此能夠使液體的出口溫度迅速降低。
在由入口溫度傳感器13測(cè)定出的液體的入口溫度的測(cè)定值成為規(guī)定的閾值(28℃)以下時(shí),控制部51判斷為無(wú)需用熱交換器對(duì)液體進(jìn)行冷卻,從而使馬達(dá)7停止。通過(guò)使馬達(dá)7停止,能夠減少熱交換器的耗電量。在入口溫度的測(cè)定值超過(guò)規(guī)定的閾值時(shí)(參照?qǐng)D5(a)的時(shí)刻a),控制部51再次使馬達(dá)7啟動(dòng)。
圖7(a)是表示其他實(shí)施方式的輸入至控制部51的入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值的變化的一個(gè)例子的圖,圖7(b)是表示伴隨圖7(a)所示的入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值的變化,由控制部51控制的馬達(dá)7的動(dòng)作的圖。在圖7(a)中,橫軸表示時(shí)間,縱軸表示溫度。此外在圖7(a)中,入口溫度的測(cè)定值用實(shí)線描繪,出口溫度的測(cè)定值用虛線描繪。在圖7(b)中,橫軸表示時(shí)間,縱軸表示馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度。此外,圖8是基于圖7(a)所示的入口溫度以及出口溫度的測(cè)定值,控制馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度的反饋控制的框圖。
在本實(shí)施方式中,控制部51不僅基于出口溫度的測(cè)定值與目標(biāo)溫度的偏差,而且基于入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值之差(at),執(zhí)行使馬達(dá)7變速的反饋控制。更具體而言,控制部51對(duì)馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度執(zhí)行使出口溫度的測(cè)定值與目標(biāo)溫度的偏差接近0的馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度的操作量、與使入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值之差(at)為最小的馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度的操作量雙方的反饋控制。
即便控制部51執(zhí)行使出口溫度的測(cè)定值與目標(biāo)溫度的偏差接近0的反饋控制,若液體冷卻的設(shè)備的負(fù)荷增加,則入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值之差(at)也增加。或者,若液體冷卻的設(shè)備的負(fù)荷減少,則入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值之差(at)也減少。特別是若液體冷卻的設(shè)備的負(fù)荷急劇增加或者減少,則入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值之差(at)也急劇增加或者減少。
控制部51能夠根據(jù)入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值之差(at)的增加或者減少,判斷設(shè)備負(fù)荷的增加或者減少。通過(guò)控制部51執(zhí)行考慮了使入口溫度的測(cè)定值與出口溫度的測(cè)定值之差(at)為最小的馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度的操作量的反饋控制,由此能夠執(zhí)行與設(shè)備的負(fù)荷的增加或者減少對(duì)應(yīng)的更適當(dāng)?shù)鸟R達(dá)7的旋轉(zhuǎn)速度控制。其結(jié)果,能夠使液體的出口溫度迅速收斂為目標(biāo)溫度。
在本實(shí)施方式中,也是在由入口溫度傳感器13測(cè)定出的液體的入口溫度的測(cè)定值為規(guī)定的閾值(28℃)以下時(shí),控制部51使馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)停止。通過(guò)使馬達(dá)7的旋轉(zhuǎn)停止,能夠減少熱交換器的耗電量。
上述的實(shí)施方式是以具有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的通常知識(shí)的人能夠?qū)嵤┍景l(fā)明為目的而記載的。上述實(shí)施方式的各種變形例只要是本領(lǐng)域技術(shù)人員則當(dāng)然能夠?qū)嵤?,本發(fā)明的技術(shù)思想也能夠應(yīng)用于其他實(shí)施方式。因此本發(fā)明不限定于記載的實(shí)施方式,應(yīng)為遵循權(quán)利要求書所定義的技術(shù)思想的最寬范圍。