CN102345950B - 涡轮制冷机的性能评价装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够逐次运算计划COP的涡轮制冷机的性能评价装置，其具备：数据取得部(101)，其将涡轮制冷机的运转数据作为输入数据而取得；存储部(102)，其存储对使用逆卡诺循环的COP特性表示的实机理想COP的计算式赋予了与实际环境下产生的损失相当的修正值而得到的计划COP推算式；运算部(103)，其使用由数据取得部(101)取得的运转数据、在存储部(102)中存储的计划COP推算式，推算当前的运转点下的计划COP，所述修正值包括由以涡轮制冷机的负载系数为变量的第一运算式算出的第一修正值、由以冷却水出口温度与冷水出口温度的差分为变量的第二运算式算出的第二修正值，在该第二修正值中含有与冷却水入口温度对应的所述第一修正值的偏移量。
Description
技术领域
本发明涉及具备恒速的涡轮压缩机的涡轮制冷机的性能评价装置。
背景技术
近年来，作为地球温室化对策，对于能量消耗量削减和CO2排出量削减的关注社会性地提高，这其中，在涡轮制冷机中性能评价的需求日益增加。通常，涡轮制冷机的性能评价使用COP(性能系数)这样的指标来进行(例如，参照专利文献1)。该COP由下式求解，COP越高，能量效率被评价得越高。
COP=制冷能力[kW]／消耗动力[kW]
【专利文献1】：日本特开平11-23113号公报
作为使用者准确地掌握涡轮制冷机的性能的一种方法，考虑如下：提示当前的COP(以下称为“实测COP”)相对于涡轮制冷机在性能上能够得到的最大COP(以下称为“计划COP”)达到何种程度。这种情况下，涡轮制冷机的计划COP随着冷水温度、冷却水温度、负载系数、制冷剂循环量等时刻变化，因此为了对比计划COP与实测COP而提示使用者，计划COP的逐次计算是不可或缺的。
然而，目前，计划COP的算出不得不根据涡轮制冷机的大量的运转数据分别求解作为涡轮制冷机的结构的换热机的性能、压缩机的性能、制冷剂的热物性等，将这些性能值导入专用的程序而进行大量的收敛计算。因此，逐次计算时刻变化的计划COP实际上无法实现，此外，在处理能力存在限制的制冷机的控制盘中执行这样的计划COP的计算几乎是不可能的。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种能够逐次计算计划COP的涡轮制冷机的性能评价装置。
为了解决上述课题，本发明采用以下的结构。
本发明提供一种涡轮制冷机的性能评价装置，其是具备恒速的涡轮压缩机的涡轮制冷机的性能评价装置，具备：数据取得机构，其将涡轮制冷机的运转数据作为输入数据而取得；存储机构，其存储由使用逆卡诺循环的COP特性表示的实机理想COP的计算式除以与实际环境下产生的损失相当的修正值而得到的计划COP推算式；运算机构，其使用由所述数据取得机构取得的运转数据、存储在所述存储机构中的计划COP推算式，推算当前的运转点下的计划COP，所述修正值包括由以涡轮制冷机的负载系数为变量的第一运算式算出的第一修正值、由以冷却水出口温度与冷水出口温度的差分为变量的第二运算式算出的第二修正值，在该第二修正值中含有与冷却水入口温度对应的所述第一修正值的偏移量。
根据本发明，使用表示逆卡诺循环的COP特性的COP计算式来表现理想环境下的实机理想COP的特性，进而，将根据负载系数及冷却水入口温度变化的损失量通过由负载系数确定的第一修正值、由以冷却水出口温度与冷水出口温度的差分为变量的第二运算式算出的第二修正值来表现。这样，将目前由非常复杂的运算式表示的计划COP的运算式通过简单的运算式充分地表现，从而能够实现计划COP的逐次运算。进而，即使在涡轮制冷机所具备的控制盘这种处理能力存在限制的装置中，也会得到能够实现计划COP的逐次运算这样的显著效果。
以上述涡轮制冷机的性能评价装置为基础，也可以构成为，当所述计划COP推算式在与作为前提的额定规格条件的设计点不同的额定规格条件的设计点下运用涡轮制冷机时，使用补偿了因设计点的不同而引起的制冷剂比容的变化量的负载系数来算出所述第一修正值。
由此，能够消除因额定规格条件的设计点而引起的误差，能够使计划COP推算式更带有通用性。
以上述涡轮制冷机的性能评价装置为基础，也可以构成为，在所述第二修正值中含有补偿热交换时产生的热损失的温度补偿。
由于对涡轮制冷机中热交换时产生的热损失进行补偿，因此能够进一步提高计划COP的算出精度。
上述涡轮制冷机的性能评价装置也可以具备将由所述运算机构算出的所述计划COP与当前的实测COP一起显示的显示机构。
由于具备显示机构，因此能够向使用者一起提供由运算机构算出的计划COP和实测COP。
上述涡轮制冷机的性能评价装置也可以搭载于涡轮制冷机的控制盘。
例如，当在与涡轮制冷机分开而设置在其他场所的装置中算出计划COP时，不得不将在涡轮制冷机中得到的运转数据经由通信介质等实时传送到该装置。相对于此，由于始终向涡轮制冷机的控制盘输入用于进行涡轮制冷机的控制的运转数据，因此通过在控制盘搭载算出计划COP的功能，从而利用控制所使用的运转数据也能够进行计划COP的算出，不需要进行上述那样的繁杂的数据通信。
发明效果
根据本发明，起到能够逐次运算计划COP的效果。
附图说明
图1是表示具备本发明的一实施方式所涉及的涡轮制冷机的热源系统的简要结构的图。
图2是表示本发明的一实施方式所涉及的涡轮制冷机的详细结构的图。
图3是展开表示图2所示的控制盘具备的功能的功能框图。
图4是表示各冷却水入口温度下的负载系数与修正值的关系的图。
图5是表示各冷却水入口温度、IGV的开度、及效率下的流量变量与压力变量的关系的图。
图6是比较使用计划COP推算式算出的计划COP与实机中实际测定出的计划COP而表示的图。
图7是表示控制盘中进行的计划COP的推算处理步骤的流程图。
图8是表示计划COP与实测COP的显示例的图。
符号说明
74 控制盘
101 数据取得部
102 存储部
103 运算部
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的一实施方式所涉及的涡轮制冷机的性能评价装置。
首先，使用图1及图2简单说明适用了涡轮制冷机的性能评价装置的涡轮制冷机的结构。图1是表示具备本实施方式所涉及的涡轮制冷机的热源系统的简要结构的图。热源系统1设置在例如建筑物或工厂设备中，具备对向空调机或风扇盘管等外部负载3供给的冷水(热介质)赋予冷热的三台涡轮制冷机11、12、13。这些涡轮制冷机11、12、13相对于外部负载3并排设置。
在从冷水流动的方向观察下的各涡轮制冷机11、12、13的上游侧分别设置有对冷水进行压力输送的冷水泵21、22、23。通过这些冷水泵21、22、23将来自回流集管32的冷水向各涡轮制冷机11、12、13输送。各冷水泵21、22、23由变频调速电动机驱动，由此，通过改变转速而进行可变流量控制。
在供给集管31汇集经由了各涡轮制冷机11、12、13的冷水。汇集在供给集管31中的冷水被向外部负载3供给。供给到空调等外部负载3而升温的冷水被向回流集管32输送。冷水在回流集管32中分流，如上所述地被向各涡轮制冷机11、12、13输送。
图2表示涡轮制冷机11的详细结构。由于涡轮制冷机11、12、13的结构相同，因此在此以涡轮制冷机11为代表例进行说明。
涡轮制冷机11构成为实现二级压缩二级膨胀过冷循环的结构。具体而言，涡轮制冷机11具备：涡轮压缩机60，其压缩制冷剂；冷凝器62，其对由涡轮压缩机60压缩而成的高温高压的气体制冷剂进行冷凝；过冷却器63，其对由冷凝器62冷凝而成的液体制冷剂赋予过冷却；高压膨胀阀64，其使来自过冷却器63的液体制冷剂膨胀；中间冷却器67，其与高压膨胀阀64连接并且与涡轮压缩机60的中间级及低压膨胀阀65连接；蒸发器66，其使由低压膨胀阀65膨胀而成的液体制冷剂蒸发。
涡轮压缩机60是离心式的二级压缩机，是以固定转速驱动的恒速设备。在涡轮压缩机60的制冷剂吸入口设有控制吸入制冷剂流量的入口导流叶片(以下称为“IGV”)76，从而能够进行涡轮制冷机11的容量控制。
在冷凝器62上设有用于计测冷凝制冷剂压力的冷凝制冷剂压力传感器PC。
过冷却器63设置成在冷凝器62的制冷剂流动下游侧，对冷凝后的制冷剂赋予过冷却。在过冷却器63的制冷剂流动下游侧紧接着设有计测过冷却后的制冷剂温度的温度传感器Ts。
在冷凝器62及过冷却器63中设有用于该冷却冷凝器62及过冷却器63的冷却传热面80。冷却水流量通过流量计F2计测，冷却水出口温度通过温度传感器Tcout计测，冷却水入口温度通过温度传感器Tcin计测。冷却水在未图示的冷却塔中向外部排热后，再次导向过冷却器63及冷凝器62。
在中间冷却器67上设有用于计测中间压力的压力传感器PM。
在蒸发器66上设有用于计测蒸发压力的压力传感器PE。在蒸发器66中通过吸热而得到额定温度(例如7℃)的冷水。在蒸发器中设置有用于冷却向外部负载供给的冷水的冷水传热面82。冷水流量通过流量计F1计测，冷水出口温度通过温度传感器Tout计测，冷水入口温度通过Tin计测。
在冷凝器62的气相部与蒸发器66的气相部之间设有热气体旁通管79。并且，设有用于控制在热气体旁通管79内流动的制冷剂的流量的热气体旁通阀78。通过由热气体旁通阀78调整热气体旁通流量，从而在IGV76中控制不充分的非常小区域的容量控制成为可能。
在图2中，通过压力传感器PC等各种传感器计测出的计测值被向控制盘74发送。另外，控制盘74进行IGV76及热气体旁通阀78的阀开度的控制。
在图2所示的涡轮制冷机11中，对如下结构进行了说明：设有冷凝器62及过冷却器63，进行在冷却塔中向外部排热的冷却水与制冷剂之间的热交换，由此加热冷却水，但也可以构成为下述结构：例如取代冷凝器62及过冷却器63配置空气换热器，在空气换热器中进行外部气体与制冷剂之间的热交换。另外，涡轮制冷机11、12、13并不局限于仅具有上述的制冷功能，例如也可以仅具有供暖功能或具有制冷功能及供暖功能这两者。另外，与制冷剂进行热交换的介质可以是水也可以是空气。
接下来，参照附图，对上述涡轮制冷机11所具备的控制盘74中进行的涡轮制冷机的性能评价中特别是计划COP的算出方法进行说明。
控制盘74包括例如未图示的CPU(中央运算装置)、RAM(RandomAccess Memory)、及计算机可读取的记录介质等。用于实现后述的各种功能的一系列处理的过程例如以程序的形式被记录在记录介质等中，通过CPU向RAM等读出该程序，执行信息的加工·运算处理，从而实现后述的各种功能。
图3是展开表示控制盘74所具备的功能的功能框图。如图3所示，控制盘74具备数据取得部101、存储部102、运算部103。
数据取得部101将涡轮制冷机11的运转数据作为输入数据而取得。作为运转数据，可以举出例如由温度传感器Tcin计测出的冷却水入口温度、由温度传感器Tout计测出的冷水出口温度、由温度传感器Tin计测出的冷水入口温度、当前的负载系数等。
在存储部102存储有用于算出计划COP的各种运算式。这里，计划COP是指在各运转点下涡轮制冷机在性能上能够得到的最大COP的值。
以下，对该计划COP的推算中使用的各种运算式进行说明。
首先，计划COP可以通过如下方法求出：在与实机相同的制冷循环中，对于在视作没有机械损失等的理想环境下计算出的COP(以下称为“实机理想COP”)考虑实际环境下产生的损失。
在本实施方式中，着眼于实机理想COP的特性具有与逆卡诺循环中的COP特性大致相同的特性这一点，采用逆卡诺循环中的COP特性的计算式作为实机理想COP的计算式，进而对该计算式赋予与各种损失相当的修正，由此推算计划COP。
这样，通过采用逆卡诺循环中的COP特性的计算式作为实机理想COP的计算式，从而能够用非常简易的算式表现实机理想COP。
计划COP由以下的(1)式定义。
COPct=COPcarnot／Cf(1)
COPcarnot=(TLO+273.15)／(THO-TLO+Td)(2)
在上述(1)式中，COPct是计划COP，COPcarnot是实机理想COP，Cf是与各种损失相当的修正值。
另外，实机理想COP由(2)式表示，在(2)式中，TLO表示冷水出口温度，THO表示冷却水出口温度，Td表示修正值。通常，在上述(2)式中，使用能够比较容易计测到的冷水出口温度TLO、冷却水出口温度THO取代逆卡诺循环下的计算中使用蒸发温度、冷凝温度的部分。从而，为了消除与换热器中的热损失相当的误差，附加修正值Td。此处的修正值Td是规定的常数。
另外，在本实施方式中，通过在以下的(3)式中使用冷却水入口温度THI和负载系数K，从而利用运算求出上述冷却水出口温度THO。
THO=(THOSP-THISP)×K／Frct+THI(3)
在(3)式中，THOSP表示额定规格条件的冷却水出口温度的设定值，THISP表示额定规格条件的冷却水入口温度的设定值，K表示制冷机的负载系数，Frct表示当前的冷却水流量相对于额定规格条件的冷却水流量的设定值的比，THI表示冷却水入口温度。
接下来，对上述修正值Cf进行说明。可以通过如下方法求出修正值：实际上求出实机中的COP特性的数据、即受到各种损失下的实机的COP特性(以下称为“实机COP特性”)，比较该实机COP特性与使用上述(2)式算出的实机理想COP特性。
从而，实际上取得实机中各冷却水入口温度、负载系数下的运转数据，从该运转数据算出实机COP，并使用该实机COP制成图4所示那样的图表。在图4中，横轴表示涡轮制冷机的负载系数[％]，纵轴表示用实机COP除实机理想COP而得到的值，换言之，表示修正值Cf。此处使用的实机理想COP以与实机相同的制冷循环、制冷剂物性为前提。
从图4可知，根据冷却水入口温度不同，修正值相对于负载系数的特性不同。从而，作为算出计划COP的一种方法，考虑有预先存储各冷却水入口温度下的负载系数与修正值的关系，从这些关系中取得与当前的运转点的冷却水入口温度、负载系数对应的修正值，将取得的修正值代入上述(1)式。然而，在该方法中，不得不对各冷却水入口温度分别预先存储负载系数与修正值的关系，数据量增加且处理繁杂。
这里，若着眼于图4所示的各冷却水入口温度下的负载系数与修正值的关系，则任意的曲线均描绘得大致相同。即，使一个曲线沿y轴方向移动的话，能够表现出各冷却水入口温度下的负载系数与修正值的关系。
在本实施方式中，着眼于上述特征，从图4所示的各冷却水入口温度下的多个特性曲线导出一条修正曲线，使用表示该修正曲线的多项式(以下称为“第一运算式”)求出与当前的负载系数对应的修正值，另外，为了实现进一步简化的运算式，将因冷却水入口温度不同而引起的y轴方向的移动量组入由上述(2)式表示的实机理想COP的计算式中包含的修正值Td。
(4)式表示用于计算修正值Cf1的第一运算式(以下，将由(4)式表示的修正值Cf称为“第一修正值”)。(5)式表示用于算出将因冷却水入口温度不同而引起的第一修正值Cf1的偏移量组入上述的修正值Td而得到的修正值Td′(以下，将该修正值称为“第二修正值”)的第二运算式。
Cf1=f1(K)(4)
Td′=f2(THO-TLO)=a×(THO-TLO)+b(5)
在(4)式中，第一运算式f1(K)由表示图4所示的修正曲线的多项式定义。换言之，第一修正值Cf1通过以负载系数K为变量的多项式求出。
在(5)式中，a、b常数。如(5)式所示，第二修正值Td′由以冷却水出口温度THO与冷水出口温度TLO的差分为变量的一次函数定义。
以下，说明该第二修正值Td′。
在恒速设备的情况下，由于无法像可变速设备那样在压缩机转速控制中追随运转状态的变化，因此容量控制通过IGV的叶片控制等进行，机器损失基本上取决于IGV的叶片开度。
图5表示各冷却水入口温度、IGV的开度、及效率下的流量变量与压力变量的关系。在图5中，横轴表示流量变量，纵轴表示压力变量，用实线表示各冷却水入口温度下的特性，用虚线表示IGV的各开度下的特性，用单点划线表示各效率下的关系。制冷能力与流量变量成比例。压力变量意味着蒸发器66与冷凝器62的压力差，相当于冷却水出口温度THO与冷水出口温度TLO的差分。
在图5中，各冷却水入口温度下的流量变量与压力变量的关系均表现出大致相同的趋势，另外，相同IGV开度下的冷却水入口温度变化而引起的压力变量的变化量固定。从而，使用压力变量、换言之使用与冷却水出口温度THO与冷水出口温度TLO的差分成比例的第二修正值，就能够调整图4所示的修正曲线的y轴方向上的移动量，能够良好地表现出因冷却水入口温度不同而引起的损失的变化量。
基于此，最终计划COP推算式由以下的(6)式定义。
COPct={(TLO+273.15)／(THO-TLO+Td′)}／Cf1(6)
进而，在本实施方式中，为了简易地算出计划COP，在计划COP推算式中，采用由逆卡诺循环计算出的COP代替原本不得不采用实机理想COP的部分。因此，虽然微小，但产生了误差。为了消除这样的误差，如以下的(7)式所示那样，使用上述(6)式的计划COP推算式修正逐次算出的计划COP。
COPct′=COPct×COPrp/COPdp(7)
在上述(7)式中，COPct′表示修正后的计划COP，COPct表示使用(6)式逐次推算的计划COP，COPrp表示由规定的程序预先求出的额定规格条件的设计点下的更加准确的计划COP的值，COPdp表示使用上述(6)式算出的额定规格条件的设计点下的计划COP。这样，对使用(6)式的计划COP推算式逐次算出的计划COP乘以作为修正值的值，从而能够以更高的精度推算计划COP，其中，作为修正值的值是将由预先规定的程序求出的额定规格条件的设计点下的计划COP用使用(6)式算出的额定规格条件的设计点下的计划COP除而得到的值(COPrp／COPdp)。
图6是表示比较将使用上述(6)式算出的计划COP使用(7)式修正而得到的计划COP(以下称为“运算计划COP”)与实机中实际测定而得到的计划COP(以下称为“实测计划COP”)而表示的图。在图6中，实线表示运算计划COP，虚线表示实测计划COP。如图6所示，各冷却水入口温度下的运算计划COP与实测计划COP的特性大致相同，再现性得以确认。
基于以上的理由可知，通过使用计划COP推算式，能够以足够的精度求出各运转点下的计划COP，其中所述计划COP推算式通过对使用逆卡诺循环的COP特性表示的实机理想COP的计算式赋予与实际环境下产生的损失相当的第一修正值Cf1及第二修正值Td′而得到。
接下来，参照图7说明涡轮制冷机11的运转中的控制盘74的处理。
首先，在存储部102中预先存储用于算出计划COP所需要的信息，例如上述(3)式到(6)式、用于运算这些运算式中使用的各种参数的附带的运算式、额定规格条件的各设定值等。
在涡轮制冷机11的运转中，数据取得部101在规定的时刻将当前的冷却水入口温度、负载系数、冷却水流量等作为输入数据而取得，并将这些输入数据向运算部103输出(图7的步骤S1)。
运算部103通过数据取得部101取得输入数据时，从存储部102读出各种运算式，并使用这些运算式推算当前的运转点下的计划COP。
具体而言，使用上述(4)式算出第一修正值Cf1(步骤S2)，使用(3)式算出冷却水出口温度THO(步骤S3)，在(5)式中使用由步骤S3得到的冷却水出口温度THO算出第二修正值Td′(步骤S4)，在(6)式中使用由步骤S2得到的第一修正值Cf1及由步骤S4得到的第二修正值Td′算出计划COP(步骤S5)，使用(7)式对由步骤S5算出的计划COP进行修正(步骤S6)。
另外，省略详细的说明，在控制盘74中，与上述计划COP的运算并行运算输出热量、当前的运转点下的实测COP(将输出热量[kW]用消耗功率[kW]除而得到的值)等。
在控制盘74中运算出的计划COP(修正值)、实测COP、输出热量等和计测出的消耗功率等经由通信介质向未图示的监视装置发送，由监视装置所具备的监视器显示(步骤S7)。由此，使用者通过确认由监视装置的监视器显示出的这些性能值，由此能够掌握相对于计划COP的实测COP，能够实施更有效的运转。
以上，如所说明的那样，根据本实施方式所涉及的涡轮制冷机的性能评价装置，将实机理想COP用逆卡诺循环下的COP计算式表现，因此能够用简易的运算式表现实机理想COP的特性。进而，对该逆卡诺循环下的COP计算式赋予作为与实际环境下产生的损失相当的修正值的第一修正值Cf1和第二修正值Td′，因此能够将取决于负载系数、冷却水入口温度的实机COP的特性充分地取入上述逆卡诺循环下的COP计算式，能够以充分的精度求出各运转点下的计划COP，其中，所述第一修正值Cf1由以负载系数为变量的第一运算式求出，所述第二修正值Td′包括与对应于冷却水入口温度的第一修正值Cf1的偏移量相当的修正量。
并且，通过用简易的运算式表现用于运算计划COP的运算式，由此即使在像控制盘74那样处理能力存在限制的装置中，也能够实现计划COP的逐次运算。
这样，根据本实施方式所涉及的涡轮制冷机的性能评价装置，得到能够实时且以充分的精度算出计划COP这样的显著效果。
需要说明的是，在与确定了涡轮制冷机的机器结构条件的额定规格条件(以下称为“额定规格条件(主)”)不同的额定规格条件(以下称为“额定规格条件(从)”)下运转涡轮制冷机这样的情况下，例如在不同的冷水温度的设计点下使涡轮制冷机运转的情况下，由于IGV的叶片开度因制冷剂比容的变化而变化，因此需要进行制冷剂比容的修正。(8)式是考虑了制冷剂比容的修正时的第一运算式。
Cf2=f1(K′)(8)
其中，0<K′≤1
K′=K×(vT／vsp)(9)
在(9)式中，vT表示额定规格条件(从)的压缩机吸入制冷剂比容，vsp表示额定规格条件(主)的压缩机吸入制冷剂比容。
另外，在上述(8)式中，以K′>1的情况下K′=1、K′<0的情况下K′=0的方式进行计算。
这样，通过进行制冷剂比容的修正，能够消除因设计点而引起的误差，能够使搭载于控制盘74中的计划COP的运算式带有更高的通用性。
另外，在上述实施方式中，监视装置的监视器的显示方式并没有特别限定。例如，可以直接显示计划COP和实测COP，也可以显示将实测COP用计划COP除而得到的值。另外，也可以在图8所示的描绘出各冷却水入口温度下的负载系数与计划COP的特性的图表上，绘制当前的运转点下的实测COP与计划COP而显示出来。
Claims (5)
1.一种涡轮制冷机的性能评价装置，其是具备恒速的涡轮压缩机的涡轮制冷机的性能评价装置，其中，具备：
数据取得机构，其将涡轮制冷机的运转数据作为输入数据而取得；
存储机构，其存储由使用逆卡诺循环的COP特性表示的实机理想COP的计算式除以与实际环境下产生的损失相当的修正值而得到的计划COP推算式；
运算机构，其使用由所述数据取得机构取得的运转数据、存储在所述存储机构中的计划COP推算式，推算当前的运转点下的计划COP，
所述修正值包括由以涡轮制冷机的负载系数为变量的第一运算式算出的第一修正值、由以冷却水出口温度与冷水出口温度的差分为变量的第二运算式算出的第二修正值，在该第二修正值中含有与冷却水入口温度对应的所述第一修正值的偏移量。
2.根据权利要求1所述的涡轮制冷机的性能评价装置，其中，
当所述计划COP推算式在与作为前提的额定规格条件的设计点不同的额定规格条件的设计点下运用涡轮制冷机时，使用补偿了因设计点的不同而引起的制冷剂比容的变化量的负载系数来算出所述第一修正值。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮制冷机的性能评价装置，其中，
在所述第二修正值中含有补偿热交换时产生的热损失的温度补偿。
4.根据权利要求1或2所述的涡轮制冷机的性能评价装置，其中，
具备将由所述运算机构算出的所述计划COP与当前的实测COP一起显示的显示机构。
5.一种涡轮制冷机，其中，
在控制盘搭载有权利要求1或2所述的涡轮制冷机的性能评价装置。
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|---|---|---|---|---|
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| JP6234801B2 (ja) * | 2013-12-18 | 2017-11-22 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 空調システムの評価支援装置及び方法並びにプログラム |
| JP6570809B2 (ja) * | 2014-02-28 | 2019-09-04 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | 冷凍機制御装置、冷凍機、及び冷凍機の診断方法 |
| JP6433709B2 (ja) * | 2014-07-30 | 2018-12-05 | 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 | ターボ冷凍機及びその制御装置並びにその制御方法 |
| JP6361630B2 (ja) * | 2015-10-29 | 2018-07-25 | 東京電力ホールディングス株式会社 | 補正装置及び評価装置 |
| WO2017085525A1 (en) | 2015-11-19 | 2017-05-26 | Carrier Corporation | Diagnostics system for a chiller and method of evaluating performance of a chiller |
| CN110177980B (zh) * | 2017-03-10 | 2021-08-27 | 株式会社日立制作所 | 空调机的性能诊断装置以及性能诊断方法 |
| CN107014630A (zh) * | 2017-03-15 | 2017-08-04 | 新奥泛能网络科技股份有限公司 | 一种测试水源热泵装置性能的模拟系统及测试方法 |
| JP2017129887A (ja) * | 2017-05-01 | 2017-07-27 | デクセリアルズ株式会社 | 偏光素子、偏光素子の製造方法 |
| JP7187960B2 (ja) * | 2018-10-11 | 2022-12-13 | 栗田工業株式会社 | 冷凍機システムのエネルギーロス判定方法 |
| EP3800410A1 (en) * | 2019-10-01 | 2021-04-07 | Siemens Schweiz AG | Optimum operation of a heat exchanger |
| IT201900024138A1 (it) | 2019-12-16 | 2021-06-16 | Daikin Applied Europe S P A | Metodo per effettuare una valutazione diagnostica di un refrigeratore |
| US20220368601A1 (en) * | 2021-05-12 | 2022-11-17 | L3Harris Technologies, Inc. | Modeling multiple hardware routers in custom hardware |
| CN115950120A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-04-11 | 珠海格力电器股份有限公司 | 基于电子膨胀阀的流量曲线修正方法、装置及相关设备 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5083438A (en) * | 1991-03-01 | 1992-01-28 | Mcmullin Larry D | Chiller monitoring system |
| CN1629495A (zh) * | 2003-12-18 | 2005-06-22 | 三菱重工业株式会社 | 涡轮制冷机及其压缩机以及它的控制方法 |
| WO2009107295A1 (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | 三菱重工業株式会社 | ターボ冷凍機および熱源システムならびにこれらの制御方法 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4768346A (en) * | 1987-08-26 | 1988-09-06 | Honeywell Inc. | Determining the coefficient of performance of a refrigeration system |
| US4885914A (en) | 1987-10-05 | 1989-12-12 | Honeywell Inc. | Coefficient of performance deviation meter for vapor compression type refrigeration systems |
| JPH01123113A (ja) | 1987-11-09 | 1989-05-16 | Yamatake Honeywell Co Ltd | 電磁流量計 |
| JPH0480578A (ja) | 1990-07-24 | 1992-03-13 | Toshiba Corp | 熱源機器の効率診断装置 |
| JPH0493567A (ja) | 1990-08-10 | 1992-03-26 | Toshiba Corp | 冷凍機の性能診断装置 |
| JPH1123113A (ja) | 1997-07-01 | 1999-01-26 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 冷凍機遠隔性能診断装置 |
| JPH11153371A (ja) | 1997-11-21 | 1999-06-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 冷凍機性能診断装置 |
| JP2001336805A (ja) | 2000-05-26 | 2001-12-07 | Minoru Tanaka | 建物熱源システムのエネルギー需要の算定方法及び建物熱源システムの最適運転方策の策定方法 |
| US6438981B1 (en) * | 2000-06-06 | 2002-08-27 | Jay Daniel Whiteside | System for analyzing and comparing current and prospective refrigeration packages |
| JP2003186947A (ja) | 2001-12-20 | 2003-07-04 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 空調機器設計システム |
| KR100466433B1 (ko) | 2002-11-15 | 2005-01-14 | 삼성에스디에스 주식회사 | 터보 냉동기의 성능분석방법 및 장치 |
| KR100511934B1 (ko) * | 2003-04-09 | 2005-09-02 | 엘에스전선 주식회사 | 2단 원심식 냉동기용 압축기의 시리즈 설계 방법 |
| JP4435533B2 (ja) | 2003-10-09 | 2010-03-17 | 高砂熱学工業株式会社 | 熱源システム及び制御装置 |
| JP4625306B2 (ja) | 2004-10-28 | 2011-02-02 | 三菱重工業株式会社 | 流体機械の性能診断装置及びシステム |
| KR100776324B1 (ko) | 2006-05-24 | 2007-11-13 | 주식회사 케이티이엔지 | 냉동기 성능 자동 측정 실험장치를 이용한 모니터링 시스템 |
| AU2007353615B9 (en) | 2007-05-22 | 2012-04-19 | Angelantoni Industrie Spa | Refrigerating device and method for circulating a refrigerating fluid associated with it |
| JP5495499B2 (ja) * | 2008-02-27 | 2014-05-21 | 三菱重工業株式会社 | ターボ冷凍機および冷凍システムならびにこれらの制御方法 |
| JP2010043826A (ja) | 2008-08-15 | 2010-02-25 | Kiyoshi Yanagimachi | ターボ冷凍機 |
| JP2011100792A (ja) | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 配線基板の製造方法 |
| JP5427563B2 (ja) * | 2009-11-20 | 2014-02-26 | 三菱重工業株式会社 | インバータターボ冷凍機の性能評価装置 |
| JP4482103B1 (ja) | 2010-01-18 | 2010-06-16 | 株式会社東芝 | 情報記憶媒体と情報再生方法と情報記録方法と情報再生装置 |
-
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5083438A (en) * | 1991-03-01 | 1992-01-28 | Mcmullin Larry D | Chiller monitoring system |
| CN1629495A (zh) * | 2003-12-18 | 2005-06-22 | 三菱重工业株式会社 | 涡轮制冷机及其压缩机以及它的控制方法 |
| WO2009107295A1 (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | 三菱重工業株式会社 | ターボ冷凍機および熱源システムならびにこれらの制御方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
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