JPH07324851A - 熱交換器及び吸収式冷温水機の異常検出方法 - Google Patents
熱交換器及び吸収式冷温水機の異常検出方法Info
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- JPH07324851A JPH07324851A JP6140856A JP14085694A JPH07324851A JP H07324851 A JPH07324851 A JP H07324851A JP 6140856 A JP6140856 A JP 6140856A JP 14085694 A JP14085694 A JP 14085694A JP H07324851 A JPH07324851 A JP H07324851A
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/27—Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱交換器或いは吸収式冷温水機を対象とし
て、対数平均温度差に基づいて異常を検出する際、温度
測定のために配備された各温度センサーの個別のオフセ
ット調整を省略し、或いは簡略化出来る異常検出方法を
提供する。 【構成】 予備ステップでは、熱交換量Qと対数平均温
度差ΔTの相互関係から対数平均温度差に含まれるオフ
セット量dを算出し、その後、主ステップでは、予備ス
テップで算出されたオフセット量dだけ対数平均温度差
を補正し、補正された対数平均温度差に基づいて熱交換
器或いは吸収式冷温水機の異常を検出する。
て、対数平均温度差に基づいて異常を検出する際、温度
測定のために配備された各温度センサーの個別のオフセ
ット調整を省略し、或いは簡略化出来る異常検出方法を
提供する。 【構成】 予備ステップでは、熱交換量Qと対数平均温
度差ΔTの相互関係から対数平均温度差に含まれるオフ
セット量dを算出し、その後、主ステップでは、予備ス
テップで算出されたオフセット量dだけ対数平均温度差
を補正し、補正された対数平均温度差に基づいて熱交換
器或いは吸収式冷温水機の異常を検出する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の流体が流入して
相互の熱交換を行なう熱交換器、及び複数の熱交換器を
相互に配管接続してなる吸収式冷温水機の異常検出方法
に関するものである。
相互の熱交換を行なう熱交換器、及び複数の熱交換器を
相互に配管接続してなる吸収式冷温水機の異常検出方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】吸収式冷温水機は、図8に示す如く、凝
縮器(11)及び低温再生器(12)からなる上胴(1)、蒸発器
(21)及び吸収器(22)からなる下胴(2)、バーナ(31)を内
蔵した高温再生器(3)、高温熱交換器(4)、低温熱交換
器(5)等を相互に配管接続し、吸収液ポンプ(6)によっ
て、吸収液を高温再生器(3)、低温再生器(12)及び吸収
器(22)の間で循環させ、冷凍サイクルを実現するもので
ある。
縮器(11)及び低温再生器(12)からなる上胴(1)、蒸発器
(21)及び吸収器(22)からなる下胴(2)、バーナ(31)を内
蔵した高温再生器(3)、高温熱交換器(4)、低温熱交換
器(5)等を相互に配管接続し、吸収液ポンプ(6)によっ
て、吸収液を高温再生器(3)、低温再生器(12)及び吸収
器(22)の間で循環させ、冷凍サイクルを実現するもので
ある。
【0003】吸収式冷温水機においては、蒸発器(21)か
ら供給される冷水の温度を目標値に保つべく、ガス弁(3
2)の開度を制御して、バーナ(31)への燃料ガスの供給量
が調整される。
ら供給される冷水の温度を目標値に保つべく、ガス弁(3
2)の開度を制御して、バーナ(31)への燃料ガスの供給量
が調整される。
【0004】ところで、吸収式冷温水機においては、冷
却水の汚れ、吸収液循環量の異常、真空度の異常等、冷
温水機内部の各種異常を診断するべく、蒸発器(21)、凝
縮器(11)等の各種熱交換器について、対数平均温度差の
変化を監視することが行なわれる(1994年3月11日 日本
機械学会 RC123 第77〜82頁参照)。
却水の汚れ、吸収液循環量の異常、真空度の異常等、冷
温水機内部の各種異常を診断するべく、蒸発器(21)、凝
縮器(11)等の各種熱交換器について、対数平均温度差の
変化を監視することが行なわれる(1994年3月11日 日本
機械学会 RC123 第77〜82頁参照)。
【0005】例えば、凝縮器(11)の対数平均温度差ΔT
(cond)は、上胴(1)の圧力、冷媒出口温度Tcon
d_out、冷却水出口温度Tco_out、及び冷却
水中間温度Tco_midに基づいて、下記数1によっ
て算出される。又、吸収器(22)の対数平均温度差ΔT
(abso)は、吸収液溜り温度Ta_out、吸収液散
布温度Ta_in、冷却水中間温度Tco_mid、及
び冷却水入口温度Tco_inに基づいて、下記数2に
よって算出される。
(cond)は、上胴(1)の圧力、冷媒出口温度Tcon
d_out、冷却水出口温度Tco_out、及び冷却
水中間温度Tco_midに基づいて、下記数1によっ
て算出される。又、吸収器(22)の対数平均温度差ΔT
(abso)は、吸収液溜り温度Ta_out、吸収液散
布温度Ta_in、冷却水中間温度Tco_mid、及
び冷却水入口温度Tco_inに基づいて、下記数2に
よって算出される。
【0006】
【数1】ΔT(cond)=(Tcond-Tco_out-Tcond+Tco_mid)/
ln{(Tcond-Tco_out)/(Tcond-Tco_mid)}
ln{(Tcond-Tco_out)/(Tcond-Tco_mid)}
【0007】
【数2】ΔT(abso)=(Ta_in-Tco_mid-Ta_out+Tco_in)/
ln{(Ta_in-Tco_mid)/(Ta_out-Tco_in)}
ln{(Ta_in-Tco_mid)/(Ta_out-Tco_in)}
【0008】上記の如く、各熱交換器について対数平均
温度差を算出するには、熱交換器出入口の流体温度を測
定する必要がある。そこで、熱電対やサーミスタ等の温
度センサーが各熱交換器の出入口に取り付けられてい
る。
温度差を算出するには、熱交換器出入口の流体温度を測
定する必要がある。そこで、熱電対やサーミスタ等の温
度センサーが各熱交換器の出入口に取り付けられてい
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところが、温度センサ
ーには一般に、基材の抵抗値変化等に起因する誤差(オ
フセット)が存在し、予め所定温度(例えば20℃)で初
期調整が施されているが、測定温度が所定温度からずれ
ると、オフセットが生じる。従って、温度センサーによ
る測定データをそのまま利用して、吸収式冷温水機の異
常診断を行なうとすると、その信頼性は低いものとな
る。
ーには一般に、基材の抵抗値変化等に起因する誤差(オ
フセット)が存在し、予め所定温度(例えば20℃)で初
期調整が施されているが、測定温度が所定温度からずれ
ると、オフセットが生じる。従って、温度センサーによ
る測定データをそのまま利用して、吸収式冷温水機の異
常診断を行なうとすると、その信頼性は低いものとな
る。
【0010】正確な測定データを得るためには、全ての
温度センサーを冷温水機本体に取り付けた状態で、各温
度センサーについてオフセット調整を施せばよいが、吸
収式冷温水機においては、複数の熱交換器が配備され、
各熱交換器には夫々、3乃至4個の温度センサーが取り
付けられることになるから、温度センサーの総数は非常
に多くなる。従って、全ての温度センサーについて夫々
オフセット調整を施すのは煩雑であり、調整作業に長い
時間がかかる問題があった。本発明の目的は、各温度セ
ンサーについての個別のオフセット調整を省略し、或い
は簡略化出来る熱交換器及び吸収式冷温水機の異常検出
方法を提供することである。
温度センサーを冷温水機本体に取り付けた状態で、各温
度センサーについてオフセット調整を施せばよいが、吸
収式冷温水機においては、複数の熱交換器が配備され、
各熱交換器には夫々、3乃至4個の温度センサーが取り
付けられることになるから、温度センサーの総数は非常
に多くなる。従って、全ての温度センサーについて夫々
オフセット調整を施すのは煩雑であり、調整作業に長い
時間がかかる問題があった。本発明の目的は、各温度セ
ンサーについての個別のオフセット調整を省略し、或い
は簡略化出来る熱交換器及び吸収式冷温水機の異常検出
方法を提供することである。
【0011】
【課題を解決する為の手段】本発明に係る熱交換器の異
常検出方法は、複数の流体が流入して相互の熱交換を行
なう熱交換器を対象として、熱交換量或いは熱交換量を
一義的に表わす他の物理量(熱量データQ)と、前記複数
の流体の熱交換器出入口での温度によって定義される温
度差データΔTとを測定し、熱量データQと温度差デー
タΔTの相互関係に基づいて、熱交換器の異常を検出す
る方法であって、異常検出に先立って、温度差データの
オフセット量を算出する予備ステップと、これによって
算出されたオフセット量だけ温度差データを補正し、補
正された温度差データに基づいて熱交換器の異常を検出
する主ステップとから構成される。
常検出方法は、複数の流体が流入して相互の熱交換を行
なう熱交換器を対象として、熱交換量或いは熱交換量を
一義的に表わす他の物理量(熱量データQ)と、前記複数
の流体の熱交換器出入口での温度によって定義される温
度差データΔTとを測定し、熱量データQと温度差デー
タΔTの相互関係に基づいて、熱交換器の異常を検出す
る方法であって、異常検出に先立って、温度差データの
オフセット量を算出する予備ステップと、これによって
算出されたオフセット量だけ温度差データを補正し、補
正された温度差データに基づいて熱交換器の異常を検出
する主ステップとから構成される。
【0012】具体的構成において、前記予備ステップ
は、前記複数の流体の熱交換器出入口での温度を異なる
熱量データにて測定し、これらの測定データから熱量デ
ータ毎の温度差データを算出して、熱量データを第1
軸、温度差データを第2軸とする直交座標系にて、温度
差データの変化を座標上に表わす第1ステップと、前記
座標上に表わされた温度差データの変化を直線で近似し
て、該直線が第2軸を横切る切片dを求め、これをオフ
セット量として主ステップの処理へ引き渡す第2ステッ
プとを有している。
は、前記複数の流体の熱交換器出入口での温度を異なる
熱量データにて測定し、これらの測定データから熱量デ
ータ毎の温度差データを算出して、熱量データを第1
軸、温度差データを第2軸とする直交座標系にて、温度
差データの変化を座標上に表わす第1ステップと、前記
座標上に表わされた温度差データの変化を直線で近似し
て、該直線が第2軸を横切る切片dを求め、これをオフ
セット量として主ステップの処理へ引き渡す第2ステッ
プとを有している。
【0013】又、本発明に係る吸収式冷温水機の第1の
異常検出方法は、複数の熱交換器を相互に配管接続して
なる吸収式冷温水機を対象として、冷凍負荷と特定の熱
交換器における熱交換量とを測定し、冷凍負荷と熱交換
量の相互関係に基づいて、吸収式冷温水機の異常を検出
する方法であって、異常検出に先立って、熱交換量のオ
フセット量を算出する予備ステップと、これによって算
出されたオフセット量だけ熱交換量を補正し、補正され
た熱交換量に基づいて吸収式冷温水機の異常を検出する
主ステップとから構成される。
異常検出方法は、複数の熱交換器を相互に配管接続して
なる吸収式冷温水機を対象として、冷凍負荷と特定の熱
交換器における熱交換量とを測定し、冷凍負荷と熱交換
量の相互関係に基づいて、吸収式冷温水機の異常を検出
する方法であって、異常検出に先立って、熱交換量のオ
フセット量を算出する予備ステップと、これによって算
出されたオフセット量だけ熱交換量を補正し、補正され
た熱交換量に基づいて吸収式冷温水機の異常を検出する
主ステップとから構成される。
【0014】具体的構成において、前記予備ステップ
は、特定の熱交換器についての熱交換量を異なる冷凍負
荷にて測定し、冷凍負荷を第1軸、熱交換量を第2軸と
する直交座標系にて、熱交換量の変化を座標上に表わす
第1ステップと、前記座標上に表わされた熱交換量の変
化を直線で近似して、該直線が第2軸を横切る切片dを
求め、これをオフセット量として主ステップの処理へ引
き渡す第2ステップとを有している。
は、特定の熱交換器についての熱交換量を異なる冷凍負
荷にて測定し、冷凍負荷を第1軸、熱交換量を第2軸と
する直交座標系にて、熱交換量の変化を座標上に表わす
第1ステップと、前記座標上に表わされた熱交換量の変
化を直線で近似して、該直線が第2軸を横切る切片dを
求め、これをオフセット量として主ステップの処理へ引
き渡す第2ステップとを有している。
【0015】更に本発明に係る吸収式冷温水機の第2の
異常検出方法は、複数の熱交換器を相互に配管接続して
なる吸収式冷温水機を対象として、特定の熱交換器にお
ける熱交換量と、熱交換器出入口における流体の温度に
よって定義される温度差データと、吸収式冷温水機の冷
凍負荷とを測定し、これらの測定データに基づいて、吸
収式冷温水機の異常を検出する方法であって、異常検出
に先立って、冷凍負荷との関係で熱交換量に含まれるオ
フセット量を算出する第1予備ステップと、熱交換量と
の関係で温度差データに含まれるオフセット量を算出す
る第2予備ステップと、前記第1及び第2予備ステップ
にて算出された2つのオフセット量を温度差データにつ
いて合成し、合成オフセット量を算出する第3予備ステ
ップと、異常検出に際して、合成オフセット量だけ温度
差データを補正し、補正された温度差データに基づいて
吸収式冷温水機の異常を検出する主ステップとから構成
される。
異常検出方法は、複数の熱交換器を相互に配管接続して
なる吸収式冷温水機を対象として、特定の熱交換器にお
ける熱交換量と、熱交換器出入口における流体の温度に
よって定義される温度差データと、吸収式冷温水機の冷
凍負荷とを測定し、これらの測定データに基づいて、吸
収式冷温水機の異常を検出する方法であって、異常検出
に先立って、冷凍負荷との関係で熱交換量に含まれるオ
フセット量を算出する第1予備ステップと、熱交換量と
の関係で温度差データに含まれるオフセット量を算出す
る第2予備ステップと、前記第1及び第2予備ステップ
にて算出された2つのオフセット量を温度差データにつ
いて合成し、合成オフセット量を算出する第3予備ステ
ップと、異常検出に際して、合成オフセット量だけ温度
差データを補正し、補正された温度差データに基づいて
吸収式冷温水機の異常を検出する主ステップとから構成
される。
【0016】
【作用】上記熱交換器の異常検出方法においては、先
ず、予備ステップにて、熱量データ(例えば熱交換量)が
変化している状態で熱交換器出入口の温度を測定して、
温度差データ(例えば対数平均温度差)を算出する。そし
て、熱量データに対する温度差データの変化から、熱量
データが零のときの温度差データ、即ち温度差データに
含まれるオフセット量を推定する。その後、主ステップ
では、熱交換器出入口の温度を測定しつつ、これらの測
定データから温度差データを算出する。そして、予備ス
テップで得られたオフセット量だけ温度差データを補正
する。これによって得られる温度差データは、オフセッ
トの無い温度センサによる測定データから計算した温度
差データと一致することになる。
ず、予備ステップにて、熱量データ(例えば熱交換量)が
変化している状態で熱交換器出入口の温度を測定して、
温度差データ(例えば対数平均温度差)を算出する。そし
て、熱量データに対する温度差データの変化から、熱量
データが零のときの温度差データ、即ち温度差データに
含まれるオフセット量を推定する。その後、主ステップ
では、熱交換器出入口の温度を測定しつつ、これらの測
定データから温度差データを算出する。そして、予備ス
テップで得られたオフセット量だけ温度差データを補正
する。これによって得られる温度差データは、オフセッ
トの無い温度センサによる測定データから計算した温度
差データと一致することになる。
【0017】前記予備ステップの具体的構成において
は、熱量データを第1軸(横軸)、温度差データを第2軸
(縦軸)にとって、温度差データをプロットすると、2つ
のデータ間には直線関係が成立する。仮に全ての温度セ
ンサーにオフセットがなければ、その直線は座標原点を
通過するが、オフセットが存在する場合は、前記直線は
第2軸を横切ることになる。この第2軸の切片dが、温
度差データについてのオフセット量となる(図3参照)。
は、熱量データを第1軸(横軸)、温度差データを第2軸
(縦軸)にとって、温度差データをプロットすると、2つ
のデータ間には直線関係が成立する。仮に全ての温度セ
ンサーにオフセットがなければ、その直線は座標原点を
通過するが、オフセットが存在する場合は、前記直線は
第2軸を横切ることになる。この第2軸の切片dが、温
度差データについてのオフセット量となる(図3参照)。
【0018】上記吸収式冷温水機の第1の異常検出方法
においては、先ず、予備ステップにて、冷凍負荷が変化
している状態で熱交換器出入口の温度と流量を測定し
て、熱交換量を算出する。そして、冷凍負荷に対する熱
交換量の変化から、冷凍負荷が零のときの熱交換量、即
ち熱交換量に含まれるオフセット量を推定する。その
後、主ステップでは、熱交換器出入口の温度と流量を測
定しつつ、これらの測定データから熱交換量を算出す
る。そして、予備ステップで得られたオフセット量だけ
熱交換量を補正する。これによって得られる熱交換量
は、オフセットの無い温度センサによる測定データから
計算した熱交換量と一致することになる。
においては、先ず、予備ステップにて、冷凍負荷が変化
している状態で熱交換器出入口の温度と流量を測定し
て、熱交換量を算出する。そして、冷凍負荷に対する熱
交換量の変化から、冷凍負荷が零のときの熱交換量、即
ち熱交換量に含まれるオフセット量を推定する。その
後、主ステップでは、熱交換器出入口の温度と流量を測
定しつつ、これらの測定データから熱交換量を算出す
る。そして、予備ステップで得られたオフセット量だけ
熱交換量を補正する。これによって得られる熱交換量
は、オフセットの無い温度センサによる測定データから
計算した熱交換量と一致することになる。
【0019】前記予備ステップの具体的構成において
は、冷凍負荷を第1軸(横軸)、熱交換量を第2軸(縦軸)
にとって、熱交換量をプロットすると、2つのデータ間
には直線関係が成立する。仮に全ての温度センサーにオ
フセットがなければ、その直線は座標原点を通過する
が、オフセットが存在する場合は、前記直線は第2軸を
横切ることになる。この第2軸の切片d′が熱交換量に
ついてのオフセット量となる(図6参照)。
は、冷凍負荷を第1軸(横軸)、熱交換量を第2軸(縦軸)
にとって、熱交換量をプロットすると、2つのデータ間
には直線関係が成立する。仮に全ての温度センサーにオ
フセットがなければ、その直線は座標原点を通過する
が、オフセットが存在する場合は、前記直線は第2軸を
横切ることになる。この第2軸の切片d′が熱交換量に
ついてのオフセット量となる(図6参照)。
【0020】上記吸収式冷温水機の第2の異常検出方法
は、上記第1の異常検出方法の如く冷凍負荷と熱交換量
の関係で熱交換量に含まれるオフセット量を算出すると
共に、上記熱交換器の異常検出方法の如く熱交換量と温
度差データの関係で温度差データに含まれるオフセット
量を算出し、両オフセット量を合成するものである。該
合成オフセット量は、冷凍負荷との関係で温度差データ
に含まれるオフセット量となり、該合成オフセット量に
よる補正を施した温度差データは、オフセットの無い温
度センサによる測定データから計算した温度差データと
一致することになる。
は、上記第1の異常検出方法の如く冷凍負荷と熱交換量
の関係で熱交換量に含まれるオフセット量を算出すると
共に、上記熱交換器の異常検出方法の如く熱交換量と温
度差データの関係で温度差データに含まれるオフセット
量を算出し、両オフセット量を合成するものである。該
合成オフセット量は、冷凍負荷との関係で温度差データ
に含まれるオフセット量となり、該合成オフセット量に
よる補正を施した温度差データは、オフセットの無い温
度センサによる測定データから計算した温度差データと
一致することになる。
【0021】
【発明の効果】本発明に係る熱交換器及び吸収式冷温水
機の異常検出方法によれば、各温度センサーについての
個別のオフセット調整を行なうことなく、1つの熱交換
器についての温度差データ或いは熱交換量に含まれるオ
フセット量を算出して、熱交換器毎に一括してオフセッ
ト調整を行なうことが出来る。従って、従来に比べてオ
フセット調整が簡易となる。又、異常判断の直接の指標
となる温度差データや熱交換量に対してオフセット調整
を施すから、個々の温度センサーにオフセット調整を施
す場合に比べて、精度の高い指標を得ることが出来、正
確な異常判断が可能となる。
機の異常検出方法によれば、各温度センサーについての
個別のオフセット調整を行なうことなく、1つの熱交換
器についての温度差データ或いは熱交換量に含まれるオ
フセット量を算出して、熱交換器毎に一括してオフセッ
ト調整を行なうことが出来る。従って、従来に比べてオ
フセット調整が簡易となる。又、異常判断の直接の指標
となる温度差データや熱交換量に対してオフセット調整
を施すから、個々の温度センサーにオフセット調整を施
す場合に比べて、精度の高い指標を得ることが出来、正
確な異常判断が可能となる。
【0022】
【実施例】以下、本発明を吸収式冷温水機に実施した例
につき、図面に沿って詳述する。 第1実施例 図1の如く、冷温水機本体(10)には、各部の温度や圧力
を測定するためのセンサー群(7)が配備されている。セ
ンサー群(7)の測定データは制御装置(8)へ送出され
て、冷温水機本体(10)の制御に供される。
につき、図面に沿って詳述する。 第1実施例 図1の如く、冷温水機本体(10)には、各部の温度や圧力
を測定するためのセンサー群(7)が配備されている。セ
ンサー群(7)の測定データは制御装置(8)へ送出され
て、冷温水機本体(10)の制御に供される。
【0023】制御装置(8)には、センサー群(7)の測定
データに基づいて各種の異常や故障を判定する故障判定
回路(81)が設けられており、判定結果はディスプレイ、
警報器、プリンタ等の報知装置(9)へ出力される。
データに基づいて各種の異常や故障を判定する故障判定
回路(81)が設けられており、判定結果はディスプレイ、
警報器、プリンタ等の報知装置(9)へ出力される。
【0024】又、制御装置(8)には、オフセット算出回
路(83)及びスタートボタン(82)が接続されおり、スター
トボタン(82)が操作されると、オフセット算出回路(83)
が起動されて、後述の如く対数平均温度差や熱交換量に
含まれるオフセット量が算出される。算出されたオフセ
ット量は制御装置(8)の故障判定回路(81)へ送出され
て、故障判定のための演算処理に供される。
路(83)及びスタートボタン(82)が接続されおり、スター
トボタン(82)が操作されると、オフセット算出回路(83)
が起動されて、後述の如く対数平均温度差や熱交換量に
含まれるオフセット量が算出される。算出されたオフセ
ット量は制御装置(8)の故障判定回路(81)へ送出され
て、故障判定のための演算処理に供される。
【0025】例えば図8に示す高温熱交換器(4)、低温
熱交換器(5)、凝縮器(11)、或いは吸収器(22)等の各種
熱交換器を対象として、これらの熱交換器の異常を検出
する場合、熱交換量Qと対数平均温度差ΔTの関係を調
べる。対数平均温度差ΔTは、下記数3の如く、熱抵抗
を表わす比例係数kと熱交換量Qの積で表わすことが出
来、例えば比例係数kが異常に大きくなったときは、伝
熱面の汚れ等、異常の発生を判定することが出来る。
熱交換器(5)、凝縮器(11)、或いは吸収器(22)等の各種
熱交換器を対象として、これらの熱交換器の異常を検出
する場合、熱交換量Qと対数平均温度差ΔTの関係を調
べる。対数平均温度差ΔTは、下記数3の如く、熱抵抗
を表わす比例係数kと熱交換量Qの積で表わすことが出
来、例えば比例係数kが異常に大きくなったときは、伝
熱面の汚れ等、異常の発生を判定することが出来る。
【数3】ΔT=k×Q
【0026】しかし、対数平均温度差に温度センサーの
オフセットに起因する誤差が含まれる場合は、上記数3
は成立せず、この関係に基づいて異常診断を行なうとす
ると、その信頼性は低いものとなる。
オフセットに起因する誤差が含まれる場合は、上記数3
は成立せず、この関係に基づいて異常診断を行なうとす
ると、その信頼性は低いものとなる。
【0027】例えば図3(a)の如く横軸に熱交換量、縦
軸に対数平均温度差をとって、対数平均温度差をプロッ
トすると、図3(b)の如く熱交換量と対数平均温度差の
間には直線関係が得られるが、その直線は原点を通過し
ない。この場合、対数平均温度差ΔT′は、オフセット
量をdとして、下記数4で表わすことが出来る。
軸に対数平均温度差をとって、対数平均温度差をプロッ
トすると、図3(b)の如く熱交換量と対数平均温度差の
間には直線関係が得られるが、その直線は原点を通過し
ない。この場合、対数平均温度差ΔT′は、オフセット
量をdとして、下記数4で表わすことが出来る。
【数4】ΔT′=k×Q+d
【0028】このオフセット量dは、複数の温度センサ
ーが有する個々のオフセットを1つの熱交換器について
合成したものと考えることが出来る。そこで本発明にお
いては、オフセット量dを算出するべく、先ず、熱交換
量が変化する過程で対数平均温度差を算出して、図3
(a)の如く対数平均温度差をプロットする。次に、図3
(b)の如く、予め判明している比例係数kの傾きを有す
る直線を用いて、対数平均温度差の変化を近似する。比
例係数kは、例えば熱交換器の設計仕様から決定するこ
とが可能である。又、直線の高さ位置は、最小自乗法等
を用いて決定することが出来る。尚、データ数が充分に
多い場合には、直線の傾きkも含めて最小自乗法で決定
することも可能である。
ーが有する個々のオフセットを1つの熱交換器について
合成したものと考えることが出来る。そこで本発明にお
いては、オフセット量dを算出するべく、先ず、熱交換
量が変化する過程で対数平均温度差を算出して、図3
(a)の如く対数平均温度差をプロットする。次に、図3
(b)の如く、予め判明している比例係数kの傾きを有す
る直線を用いて、対数平均温度差の変化を近似する。比
例係数kは、例えば熱交換器の設計仕様から決定するこ
とが可能である。又、直線の高さ位置は、最小自乗法等
を用いて決定することが出来る。尚、データ数が充分に
多い場合には、直線の傾きkも含めて最小自乗法で決定
することも可能である。
【0029】続いて、図3(c)の如く前記直線(鎖線で
示す)が縦軸を横切る切片を求め、これをオフセット量
dとする。該オフセット量だけ直線をスライドさせれ
ば、実線で示す如く原点を通る直線が得られ、該直線
は、上記数3の関係式で表わされるものとなる。そこ
で、異常検出の際には、各温度センサーについては個別
のオフセット調整を省略し、各温度センサーからの測定
データに基づいて対数平均温度差を算出した後、該対数
平均温度差に対して、前記オフセット量dによる補正を
施すのである。
示す)が縦軸を横切る切片を求め、これをオフセット量
dとする。該オフセット量だけ直線をスライドさせれ
ば、実線で示す如く原点を通る直線が得られ、該直線
は、上記数3の関係式で表わされるものとなる。そこ
で、異常検出の際には、各温度センサーについては個別
のオフセット調整を省略し、各温度センサーからの測定
データに基づいて対数平均温度差を算出した後、該対数
平均温度差に対して、前記オフセット量dによる補正を
施すのである。
【0030】図4は、凝縮器(11)を対象として異常検出
を行なう場合のオフセット調整方法を示している。尚、
凝縮器に流入する冷却水の流量は一定とする。この場
合、凝縮器に流入する冷却水の出入口の温度差と対数平
均温度差の間には、比例関係が成立する。そこで冷却水
温度差を測定しつつ、温度センサーから得られる温度デ
ータに基づいて対数平均温度差を算出し、図示の如く対
数平均温度差をプロットする。
を行なう場合のオフセット調整方法を示している。尚、
凝縮器に流入する冷却水の流量は一定とする。この場
合、凝縮器に流入する冷却水の出入口の温度差と対数平
均温度差の間には、比例関係が成立する。そこで冷却水
温度差を測定しつつ、温度センサーから得られる温度デ
ータに基づいて対数平均温度差を算出し、図示の如く対
数平均温度差をプロットする。
【0031】次に、鎖線で示す様に対数平均温度差の変
化を直線近似し、該直線が縦軸を横切る切片を求め、該
切片をオフセット量dとする。そして、異常検出の際に
は、前記同様に対数平均温度差を前記オフセット量dだ
け補正するのである。
化を直線近似し、該直線が縦軸を横切る切片を求め、該
切片をオフセット量dとする。そして、異常検出の際に
は、前記同様に対数平均温度差を前記オフセット量dだ
け補正するのである。
【0032】図5は、冷却水温度差及び対数平均温度差
のサンプリング方法に工夫を施したものであって、予め
冷却水温度差を複数の領域L1〜L5に区分して、各領
域についてのデータ数が均一となる様、データ採取を行
なう。これによって、対数平均温度差の直線近似がより
正確となり、オフセット量dの計算精度が向上する。
のサンプリング方法に工夫を施したものであって、予め
冷却水温度差を複数の領域L1〜L5に区分して、各領
域についてのデータ数が均一となる様、データ採取を行
なう。これによって、対数平均温度差の直線近似がより
正確となり、オフセット量dの計算精度が向上する。
【0033】第2実施例 ところで、図3に示すグラフの横軸となる熱交換量は、
流体の流量と温度差の積によって算出することが出来
る。この場合、温度差は温度センサーによって測定する
必要があるので、熱交換量にも、温度センサーの誤差に
起因するオフセットが含まれることになる。吸収式冷温
水機においては、吸収器や凝縮器における熱交換量と、
蒸発器の冷水出入口温度差及び冷水流量から計算される
冷凍負荷の間には、図6の如く比例関係が成立する。そ
こで、図6に示す実施例においては、吸収式冷温水機の
冷凍負荷との関係で、熱交換器(吸収器或いは凝縮器)の
熱交換量に含まれるオフセット量を算出し、熱交換量を
補正する。
流体の流量と温度差の積によって算出することが出来
る。この場合、温度差は温度センサーによって測定する
必要があるので、熱交換量にも、温度センサーの誤差に
起因するオフセットが含まれることになる。吸収式冷温
水機においては、吸収器や凝縮器における熱交換量と、
蒸発器の冷水出入口温度差及び冷水流量から計算される
冷凍負荷の間には、図6の如く比例関係が成立する。そ
こで、図6に示す実施例においては、吸収式冷温水機の
冷凍負荷との関係で、熱交換器(吸収器或いは凝縮器)の
熱交換量に含まれるオフセット量を算出し、熱交換量を
補正する。
【0034】先ず、図6に示す様に、冷凍負荷が変化す
る過程で熱交換器出入口の流体温度と流量を測定して、
熱交換量を算出し、熱交換量の変化をプロットする。次
に、鎖線で示す様に熱交換量の変化を直線近似し、該直
線が縦軸を横切る切片を求め、これをオフセット量d′
とする。該オフセット量だけ直線をスライドさせれば、
実線で示す如く原点を通る直線が得られる。異常検出の
際には、各温度センサーについては個別のオフセット調
整を省略し、各温度センサーからの測定データに基づい
て熱交換量を算出した後、該熱交換量に対して、前記オ
フセット量d′による補正を施すのである
る過程で熱交換器出入口の流体温度と流量を測定して、
熱交換量を算出し、熱交換量の変化をプロットする。次
に、鎖線で示す様に熱交換量の変化を直線近似し、該直
線が縦軸を横切る切片を求め、これをオフセット量d′
とする。該オフセット量だけ直線をスライドさせれば、
実線で示す如く原点を通る直線が得られる。異常検出の
際には、各温度センサーについては個別のオフセット調
整を省略し、各温度センサーからの測定データに基づい
て熱交換量を算出した後、該熱交換量に対して、前記オ
フセット量d′による補正を施すのである
【0035】図7は、冷凍負荷及び熱交換量のサンプリ
ング方法に工夫を施したものであって、予め冷凍負荷を
複数の領域L1〜L5に区分して、各領域についてのデ
ータ数が均一となる様、データ採取を行なう。これによ
って、熱交換量の直線近似がより正確となり、オフセッ
ト量d′の計算精度が向上する。
ング方法に工夫を施したものであって、予め冷凍負荷を
複数の領域L1〜L5に区分して、各領域についてのデ
ータ数が均一となる様、データ採取を行なう。これによ
って、熱交換量の直線近似がより正確となり、オフセッ
ト量d′の計算精度が向上する。
【0036】尚、冷凍負荷の算出においては、冷水の出
入口温度差の測定データが必要となるが、一般に吸収式
冷温水機においては、凝縮器や吸収器に比べて、蒸発器
の出入口には高精度の温度センサーが配備されるから、
冷凍負荷に含まれるオフセット量は無視し得る。
入口温度差の測定データが必要となるが、一般に吸収式
冷温水機においては、凝縮器や吸収器に比べて、蒸発器
の出入口には高精度の温度センサーが配備されるから、
冷凍負荷に含まれるオフセット量は無視し得る。
【0037】第3実施例 本実施例は、上記第2実施例における熱交換量について
のオフセット量を用いて熱交換量を補正すると共に、こ
の補正された熱交換量を用いて、上記第1実施例におけ
る対数平均温度差のオフセット量を算出し、より精度の
高い対数平均温度差を得るものである。
のオフセット量を用いて熱交換量を補正すると共に、こ
の補正された熱交換量を用いて、上記第1実施例におけ
る対数平均温度差のオフセット量を算出し、より精度の
高い対数平均温度差を得るものである。
【0038】即ち、熱交換量Qにはオフセット量d′が
含まれているから、上記数4から下記数5が得られる。
ここで、Lcは冷凍負荷、k′は比例定数である。
含まれているから、上記数4から下記数5が得られる。
ここで、Lcは冷凍負荷、k′は比例定数である。
【数5】ΔT′=k・Q+d=k・(k′・Lc+d′)+
d=k・k′・Lc+k・d′+d
d=k・k′・Lc+k・d′+d
【0039】ここで、合成オフセット量d″、合成比例
係数k″を下記数6の如く定義すると、数5は下記数7
の如く表わすことが出来る。
係数k″を下記数6の如く定義すると、数5は下記数7
の如く表わすことが出来る。
【数6】d″=k・d′+d k″=k・k′
【数7】ΔT′=k″・Lc+d″
【0040】従って、予め対数平均温度及び熱交換量の
オフセット量を測定データから算出し、その後の故障診
断においては、合成オフセット量d″を用いて対数平均
温度差を補正すれば、より正確な診断が可能となる。
オフセット量を測定データから算出し、その後の故障診
断においては、合成オフセット量d″を用いて対数平均
温度差を補正すれば、より正確な診断が可能となる。
【0041】図2は、上記の合成オフセット量に基づく
オフセット調整手続き(予備ステップS1〜S5)と、そ
の後の故障診断手続き(主ステップS6〜S10)を表わ
している。図1に示すスタートボタン(82)がオン操作さ
れると、先ず図2のステップS1にて、冷温水機本体各
部の温度、流量、圧力等の所定の測定値が計測される。
オフセット調整手続き(予備ステップS1〜S5)と、そ
の後の故障診断手続き(主ステップS6〜S10)を表わ
している。図1に示すスタートボタン(82)がオン操作さ
れると、先ず図2のステップS1にて、冷温水機本体各
部の温度、流量、圧力等の所定の測定値が計測される。
【0042】次にステップS2にて、オフセットが既に
算定されているかどうかを判断し、NOの場合はステッ
プS3へ移行する。ステップS3では、ステップS1で
得られた測定値から対数平均温度差ΔT、熱交換量Q、
及び冷凍負荷Lcを導出する。
算定されているかどうかを判断し、NOの場合はステッ
プS3へ移行する。ステップS3では、ステップS1で
得られた測定値から対数平均温度差ΔT、熱交換量Q、
及び冷凍負荷Lcを導出する。
【0043】次にステップS4にて、図3の如く対数平
均温度差と熱交換量の関係を導出すると共に、図6に示
す如く熱交換量と冷凍負荷の関係を導出する。そして、
ステップS5にて、対数平均温度差と熱交換量の関係、
及び熱交換量と冷凍負荷の関係から夫々、対数平均温度
差のオフセット量d、及び熱交換量のオフセット量d′
を導出する。その後、次の測定サンプリング周期に移行
して、冷温水機本体各部の温度、流量、圧力等の所定の
測定値を計測し、ステップS2の判断に戻る。
均温度差と熱交換量の関係を導出すると共に、図6に示
す如く熱交換量と冷凍負荷の関係を導出する。そして、
ステップS5にて、対数平均温度差と熱交換量の関係、
及び熱交換量と冷凍負荷の関係から夫々、対数平均温度
差のオフセット量d、及び熱交換量のオフセット量d′
を導出する。その後、次の測定サンプリング周期に移行
して、冷温水機本体各部の温度、流量、圧力等の所定の
測定値を計測し、ステップS2の判断に戻る。
【0044】ステップS2にてYESと判断されると、
ステップS7へ移行し、ステップS5で得られた対数平
均温度差のオフセットと熱交換量のオフセットを用い
て、合成オフセット量d″を算出し、該合成オフセット
量d″によって対数平均温度差を補正する。
ステップS7へ移行し、ステップS5で得られた対数平
均温度差のオフセットと熱交換量のオフセットを用い
て、合成オフセット量d″を算出し、該合成オフセット
量d″によって対数平均温度差を補正する。
【0045】次にステップS8にて、補正された対数平
均温度差を用いて、例えば熱交換量を対数平均温度差で
除して得られる熱抵抗値等、個々の熱交換器及び冷温水
機本体についての種々の故障判定指標を計算する。そし
て、ステップS9にて、ステップS8で計算された判定
指標を評価し、その結果に基づいて、必要な故障診断判
定処理を行なう。その後、ステップS10にて、判定結
果を図1の報知装置(9)へ出力する。
均温度差を用いて、例えば熱交換量を対数平均温度差で
除して得られる熱抵抗値等、個々の熱交換器及び冷温水
機本体についての種々の故障判定指標を計算する。そし
て、ステップS9にて、ステップS8で計算された判定
指標を評価し、その結果に基づいて、必要な故障診断判
定処理を行なう。その後、ステップS10にて、判定結
果を図1の報知装置(9)へ出力する。
【0046】図1の異常検出装置によれば、運転監視員
が必要に応じてスタートボタン(82)を操作するだけで、
熱交換器の対数平均温度差に対して自動的にオフセット
調整が施され、正確な故障判定結果が出力されるから、
故障発生時には、適確且つ迅速な対処が可能となる。
が必要に応じてスタートボタン(82)を操作するだけで、
熱交換器の対数平均温度差に対して自動的にオフセット
調整が施され、正確な故障判定結果が出力されるから、
故障発生時には、適確且つ迅速な対処が可能となる。
【0047】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。例えば、熱交換器の異常判定を行なう際の
指標となる温度差データとしては、対数平均温度差の
他、単なる温度差や、必要に応じて任意に定義した温度
差等も採用可能である。
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。例えば、熱交換器の異常判定を行なう際の
指標となる温度差データとしては、対数平均温度差の
他、単なる温度差や、必要に応じて任意に定義した温度
差等も採用可能である。
【図1】本発明を実施した吸収式冷温水機の異常検出装
置の構成を示すブロック図である。
置の構成を示すブロック図である。
【図2】上記異常検出装置の動作を表わすフローチャー
トである。
トである。
【図3】熱交換量との関係で対数平均温度差のオフセッ
ト量を求める手順を示す一連のグラフである。
ト量を求める手順を示す一連のグラフである。
【図4】冷却水温度差との関係で対数平均温度差のオフ
セット量を求める方法を示すグラフである。
セット量を求める方法を示すグラフである。
【図5】冷却水温度差との関係で対数平均温度差のオフ
セット量を求める他の方法を示すグラフである。
セット量を求める他の方法を示すグラフである。
【図6】冷凍負荷との関係で熱交換量のオフセット量を
求める方法を示すグラフである。
求める方法を示すグラフである。
【図7】冷凍負荷との関係で熱交換量のオフセット量を
求める他の方法を示すグラフである。
求める他の方法を示すグラフである。
【図8】本発明を実施すべき吸収式冷温水機の構成を示
す図である。
す図である。
(10) 冷温水機本体 (7) センサー群 (8) 制御装置 (81) 故障判定回路 (9) 報知装置 (82) スタートボタン (83) オフセット算出回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 安田 昌司 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内
Claims (5)
- 【請求項1】 複数の流体が流入して相互の熱交換を行
なう熱交換器を対象として、熱交換量或いは熱交換量を
一義的に表わす他の物理量(熱量データQ)と、前記複数
の流体の熱交換器出入口での温度によって定義される温
度差データΔTとを測定し、熱量データQと温度差デー
タΔTの相互関係に基づいて、熱交換器の異常を検出す
る方法において、異常検出に先立って、温度差データの
オフセット量を算出する予備ステップと、これによって
算出されたオフセット量だけ温度差データを補正し、補
正された温度差データに基づいて熱交換器の異常を検出
する主ステップとからなる熱交換器の異常検出方法。 - 【請求項2】 前記予備ステップは、 前記複数の流体の熱交換器出入口での温度を異なる熱量
データにて測定し、これらの測定データから熱量データ
毎の温度差データを算出して、熱量データを第1軸、温
度差データを第2軸とする直交座標系にて、温度差デー
タの変化を座標上に表わす第1ステップと、 前記座標上に表わされた温度差データの変化を直線で近
似して、該直線が第2軸を横切る切片dを求め、これを
オフセット量として主ステップの処理へ引き渡す第2ス
テップとを有している請求項1に記載の異常検出方法。 - 【請求項3】 複数の熱交換器を相互に配管接続してな
る吸収式冷温水機を対象として、冷凍負荷と特定の熱交
換器における熱交換量とを測定し、冷凍負荷と熱交換量
の相互関係に基づいて、吸収式冷温水機の異常を検出す
る方法において、異常検出に先立って、熱交換量のオフ
セット量を算出する予備ステップと、これによって算出
されたオフセット量だけ熱交換量を補正し、補正された
熱交換量に基づいて吸収式冷温水機の異常を検出する主
ステップとからなる吸収式冷温水機の異常検出方法。 - 【請求項4】 前記予備ステップは、 特定の熱交換器についての熱交換量を異なる冷凍負荷に
て測定し、冷凍負荷を第1軸、熱交換量を第2軸とする
直交座標系にて、熱交換量の変化を座標上に表わす第1
ステップと、 前記座標上に表わされた熱交換量の変化を直線で近似し
て、該直線が第2軸を横切る切片dを求め、これをオフ
セット量として主ステップの処理へ引き渡す第2ステッ
プとを有している請求項3に記載の異常検出方法。 - 【請求項5】 複数の熱交換器を相互に配管接続してな
る吸収式冷温水機を対象として、特定の熱交換器におけ
る熱交換量と、熱交換器出入口における流体の温度によ
って定義される温度差データと、吸収式冷温水機の冷凍
負荷とを測定し、これらの測定データに基づいて、吸収
式冷温水機の異常を検出する方法において、異常検出に
先立って、冷凍負荷との関係で熱交換量に含まれるオフ
セット量を算出する第1予備ステップと、熱交換量との
関係で温度差データに含まれるオフセット量を算出する
第2予備ステップと、前記第1及び第2予備ステップに
て算出された2つのオフセット量を温度差データについ
て合成し、合成オフセット量を算出する第3予備ステッ
プと、異常検出に際して、合成オフセット量だけ温度差
データを補正し、補正された温度差データに基づいて吸
収式冷温水機の異常を検出する主ステップとからなる吸
収式冷温水機の異常検出方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6140856A JPH07324851A (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 熱交換器及び吸収式冷温水機の異常検出方法 |
| US08/392,332 US5623426A (en) | 1994-02-23 | 1995-02-22 | Failure diagnosing system for absorption chillers |
| CNB951006517A CN1154824C (zh) | 1994-02-23 | 1995-02-23 | 吸收式制冷剂的故障诊断系统 |
| KR1019950008214A KR100317155B1 (ko) | 1994-05-19 | 1995-04-08 | 흡수식냉동기의고장진단시스템 |
| CNB01117613XA CN1153035C (zh) | 1994-02-23 | 2001-05-05 | 吸收式制冷机故障诊断系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6140856A JPH07324851A (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 熱交換器及び吸収式冷温水機の異常検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07324851A true JPH07324851A (ja) | 1995-12-12 |
Family
ID=15278334
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6140856A Pending JPH07324851A (ja) | 1994-02-23 | 1994-05-30 | 熱交換器及び吸収式冷温水機の異常検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07324851A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010506268A (ja) * | 2006-09-28 | 2010-02-25 | フィッシャー−ローズマウント システムズ, インコーポレイテッド | 熱交換器における異常状態の防止 |
| JP2012132622A (ja) * | 2010-12-22 | 2012-07-12 | Jfe Steel Corp | 炉の空気予熱器の診断方法 |
-
1994
- 1994-05-30 JP JP6140856A patent/JPH07324851A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2013008385A (ja) * | 2006-09-28 | 2013-01-10 | Fisher Rosemount Systems Inc | 熱交換器における異常状態の防止 |
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