热交换器制造技术

本发明专利技术提供能够使液体的出口温度迅速收敛为目标温度的热交换器。热交换器具备：热交换器主体(3)，其在液体与空气之间进行热交换；导入管(10)，其将液体导入至热交换器主体(3)；排水管(11)，其从热交换器主体(3)排出液体；入口温度传感器(13)，其对在导入管(10)流动的液体的温度亦即入口温度进行测定；出口温度传感器(19)，其对在排水管(11)流动的液体的温度亦即出口温度进行测定；风扇(5)，其用于将空气导入至热交换器主体(3)；马达(7)，其使风扇(5)旋转；变频器(8)，其能够使马达(7)变速；控制部(51)，其基于入口温度的测定值以及出口温度的测定值，经由变频器(8)控制马达(7)的动作。

【技术实现步骤摘要】
热交换器
本专利技术涉及热交换器，特别是涉及冷却塔或者散热器等空冷式或者水冷式的热交换器。
技术介绍
以往，为了对在空调设备、工厂等使用的液体(例如冷却水)进行冷却，而使用冷却塔或者散热器等热交换器。这样的热交换器具有：热交换器主体、将液体导入至该热交换器主体的导入管、从热交换器主体排出液体的排水管、以及用于将外部空气导入至热交换器主体的内部的风扇装置。风扇装置具有马达以及与该马达的旋转轴连结的风扇，利用马达使风扇旋转，由此向热交换器主体的内部导入空气。从导入管导入到热交换器主体的液体，通过与导入到该热交换器主体的空气进行热交换而被冷却。被冷却的液体从热交换器主体通过排水管被排出。热交换器通常具有：对在排水管流动的液体的温度亦即出口温度进行测定的温度传感器、和基于出口温度的测定值控制马达的动作的控制部。控制部收容于与马达分离配置的控制面板。另外，控制部存储使马达启动的启动温度和使马达停止的停止温度。控制部在出口温度的测定值高于启动温度时开始马达的运转，在出口温度的测定值成为停止温度以下时使马达的运转停止。图9(a)是现有的热交换器，是表示伴随时间经过而变化的出口温度的测定值的一个例子的图，图9(b)是表示伴随图9(a)所示的出口温度的测定值的变化而被控制的马达的动作的一个例子的图。如图9(a)以及图9(b)所示，控制部在出口温度的测定值高于马达的启动温度亦即33℃时(时刻X)，启动马达使风扇旋转，在出口温度的测定值成为停止温度亦即31℃以下时(时刻Y)，使马达停止。控制部基于出口温度的测定值控制马达的启动以及停止，由此使液体的出口温度收敛为目标温度亦即32℃。专利文献1：日本特表2011-517758号公报现有的热交换器基于液体的出口温度的测定值，控制马达的启动以及停止。这样的热交换器在液体冷却的机械(例如锅炉、冷冻机或者空调机等)的负荷增加，从而导入到热交换器的液体的入口温度急剧升高的情况下，无法使热交换器的出口温度迅速收敛为目标温度。即，在现有的热交换器中，存在使从热交换器排出的液体的出口温度收敛为目标温度的温度控制延迟的问题。专利文献1记载有具备风扇装置的热交换器，该风扇装置具有能够使马达变速的变频器。通过控制部控制变频器，由此变频器能够使马达以预期的旋转速度旋转，因此容易使液体的出口温度收敛为目标温度。然而，即便使用变频器来控制马达的旋转速度，消除温度控制的延迟，也存在极限。另外，在现有的热交换器中，控制部收容于与马达分离配置的控制面板，因此需要准备单独的控制面板，另外，马达与控制部之间的布线变长。其结果热交换器的制造成本升高。进而若马达与控制部之间的布线变长，则电气噪声等增加，从而对控制部以及周边设备带来不良影响。
技术实现思路
因此，本专利技术提供能够使液体的出口温度迅速收敛为目标温度的热交换器。本专利技术的一个方式是一种热交换器，其特征在于，具备：热交换器主体，其在液体与空气之间进行热交换；导入管，其将液体导入至所述热交换器主体；排水管，其从所述热交换器主体排出液体；入口温度传感器，其对在所述导入管流动的液体的温度亦即入口温度进行测定；出口温度传感器，其对在所述排水管流动的液体的温度亦即出口温度进行测定；风扇，其用于将空气导入至所述热交换器主体；马达，其使所述风扇旋转；变频器，其能够使所述马达变速；以及控制部，其基于所述入口温度的测定值以及所述出口温度的测定值，经由所述变频器对所述马达的动作进行控制。本专利技术的优选方式的特征在于，所述马达、所述变频器以及所述控制部收容于同一马达箱内。本专利技术的优选方式的特征在于，所述控制部基于所述入口温度的测定值使所述马达启动以及停止，基于所述出口温度的测定值使所述马达变速。本专利技术的优选方式的特征在于，所述控制部在所述入口温度的测定值超过规定的阈值时，使所述马达启动，并以使所述出口温度的测定值与规定的目标温度一致的方式使所述马达的旋转速度增加或者减小。本专利技术的优选方式的特征在于，所述控制部在所述出口温度的测定值超过所述目标温度时，使所述马达的旋转速度增加至最高旋转速度。本专利技术的优选方式的特征在于，所述控制部还执行用于使所述出口温度的测定值与所述入口温度的测定值之差为最小的马达旋转速度的控制。本专利技术的优选方式的特征在于，所述控制部在所述入口温度的测定值为所述规定的阈值以下时使所述马达停止。根据本专利技术，控制部基于导入至热交换器的液体的入口温度的测定值以及从热交换器排出的液体的出口温度的测定值双方，控制马达的动作。因此控制部能够根据液体的入口温度的变化，预先预测液体的出口温度的变化，从而控制马达的动作。其结果能够使液体的出口温度迅速收敛为目标温度。附图说明图1是表示作为热交换器的冷却塔的一个实施方式的示意图。图2是表示作为热交换器的冷却塔的其他实施方式的示意图。图3(a)是表示作为热交换器的散热器的一个实施方式的示意图，图3(b)是表示在图3(a)所示的框体的内部空间蜿蜒的冷却管的示意图。图4是一个实施方式的风扇装置的剖视图。图5(a)是表示一个实施方式的输入至控制部的入口温度的测定值与出口温度的测定值的变化的一个例子的图，图5(b)是表示根据图5(a)所示的入口温度的测定值与出口温度的测定值的变化而控制的马达的动作的曲线图。图6是基于图5(a)所示的出口温度的测定值，对马达的旋转速度进行控制的反馈控制的框图。图7(a)是表示其他实施方式的输入至控制部的入口温度的测定值与出口温度的测定值的变化的一个例子的图，图7(b)是表示根据图7(a)所示的入口温度的测定值与出口温度的测定值的变化而控制的马达的动作的曲线图。图8是基于图7(a)所示的入口温度的测定值与出口温度的测定值，对马达的动作进行控制的反馈控制的框图。图9(a)是表示用现有的热交换器随着时间经过而变化的出口温度的测定值的一个例子的曲线图，图9(b)是表示随着图9(a)所示的出口温度的测定值的变化而控制的马达的动作的一个例子的图。附图标记说明：1…风扇装置；2…填充材料；3…冷却塔主体；5…风扇；6…旋转轴；7…马达；8…变频器；10…导入管；11…排水管；12…水槽；13…入口温度传感器；14…叶片；15…导风板；16…轮毂；17…马达箱；18…风扇箱；19…出口温度传感器；20…螺旋管；22…洒水管；23、24…信号电缆；25…洒水排水管；27…马达室；28…变频器室；29…隔壁；30…冷却管；32…散热器主体；33…框体；35…上侧轴承；36…下侧轴承；40…盖；41…永久磁铁；42…电源电缆；43…转子；44…定子；46…马达电缆；50…动力元件；51…控制部。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是表示作为热交换器的冷却塔的一个实施方式的示意图。图1所示的冷却塔具备：冷却塔主体(热交换器主体)3、配置于冷却塔主体3的内部的填充材料2、以及安装于冷却塔主体3的上部的风扇装置1。风扇装置1的详细结构后面叙述。若通过马达7使在风扇装置1的风扇箱18内配置的风扇5旋转，则空气经过设置在冷却塔主体3的侧面的导风板15被导入至冷却塔主体3。导入到冷却塔主体3的空气经过风扇装置1而从冷却塔排出。冷却塔具有贯通冷却塔主体3而延伸的导入管10，液体(例如冷却水)经过该导入管10而导入到冷却塔主体3。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热交换器，其特征在于，具备：热交换器主体，其在液体与空气之间进行热交换；导入管，其将液体导入至所述热交换器主体；排水管，其从所述热交换器主体排出液体；入口温度传感器，其对在所述导入管流动的液体的温度亦即入口温度进行测定；出口温度传感器，其对在所述排水管流动的液体的温度亦即出口温度进行测定；风扇，其用于将空气导入至所述热交换器主体；马达，其使所述风扇旋转；变频器，其能够使所述马达变速；以及控制部，其基于所述入口温度的测定值以及所述出口温度的测定值，经由所述变频器对所述马达的动作进行控制。

【技术特征摘要】
2016.02.22 JP 2016-0307331.一种热交换器，其特征在于，具备：热交换器主体，其在液体与空气之间进行热交换；导入管，其将液体导入至所述热交换器主体；排水管，其从所述热交换器主体排出液体；入口温度传感器，其对在所述导入管流动的液体的温度亦即入口温度进行测定；出口温度传感器，其对在所述排水管流动的液体的温度亦即出口温度进行测定；风扇，其用于将空气导入至所述热交换器主体；马达，其使所述风扇旋转；变频器，其能够使所述马达变速；以及控制部，其基于所述入口温度的测定值以及所述出口温度的测定值，经由所述变频器对所述马达的动作进行控制。2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述马达、所述变频器以及所述控制部收容于同一马达箱内。3.根据权利要求1或2...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村谦人，大山敦，大高诚，高桥要，北村正史，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，荏原冷热系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP