CN103348195A - 热源装置 - Google Patents

Abstract

热源装置具有：计测蒸发器（26）中的冷水的入口侧压力与出口侧压力的压差的压差传感器（41）、控制装置（30），控制装置（30）包括：冷水流量运算部（52），其具有蒸发器（26）的损失系数，基于该损失系数与从所述压差传感器（41）输出的压差来计算蒸发器（26）中的冷水流量；控制指令运算部（55），其采用预先设定的标准载热体流量来生成控制指令；控制指令校正部（56），其基于由冷水流量运算部（52）计算得出的冷水流量与预先设定的标准冷水流量之间的差分，来校正由控制指令运算部（55）生成的控制指令。

Description

热源装置

技术领域

本发明涉及例如一种涡轮制冷机等的热源装置。

背景技术

作为例如实现地区冷、暖气设备或半导体制造工厂等的冷、暖气设备等的设备，采用涡轮制冷机。图8示出采用以往的涡轮制冷机的热源系统的一个构成图。如图8所示，涡轮制冷机70将从空调机或风机盘管等的外部负载71供给的冷水（载热体）冷却到规定的温度，然后将冷却后的冷水供给到外部负载71。在从冷水流动来看的涡轮制冷机70的上游侧设置有加压输送冷水的冷水泵72。又，在冷水泵72的下游侧设有计测从冷水泵72流出的冷水流量的冷水流量计73。该冷水流量计73的输出被传送到进行涡轮制冷机70的控制的控制装置（省略图示），该冷水流量被用作控制参数之一来进行涡轮制冷机70的控制。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：特开2009-204262号公报

发明内容

【发明要解决的技术问题】

热源系统一般利用电磁流量计作为冷水流量计。然而，电磁流量计价格高并且有时引入较困难。又，电磁流量计设在涡轮制冷机的外部，由于由电磁流量计计测到的数据作为外部数据输入涡轮制冷机，因而会有调节响应性等较困难的不便之处。

又，也有不在热源系统设置冷水流量计，而采用通过用试运行时的泵特性曲线等来推测得到的冷水流量来进行涡轮制冷机的控制的情况，但由于推测的冷水流量精度不高因而会产生种种控制上的问题，此时操作员就必须赶赴现场进行调整等。

本发明是鉴于这种情况而提出的，其目的在于，提供一种热源装置，其采用价格低廉的传感器，能够以足够高的精度来获取与载热体流量等的载热体的状态相关的信息，并且能够试图提高控制的精度。

【解决问题的技术手段】

为解决上述问题，本发明采用以下的单元。

本发明的第1方式提供一种热源装置，其为包括：对从外部负载流入的载热体进行冷却或加热的第1换热器、与外界大气或冷却水进行热交换的第2换热器、使制冷剂在上述第1换热器与上述第2换热器之间循环的制冷剂循环路径、设在该制冷剂循环路径上的涡轮压缩机的热源装置，其包括：压差计测单元，其计测上述第1换热器中的上述载热体的入口侧压力与出口侧压力的压差；控制单元，上述控制单元包括：流量运算单元，其基于上述第1换热器的损失系数与从上述压差计测单元输出的压差，来计算上述第1换热器中的上述载热体的流量；控制指令运算单元，其采用预先设定的标准载热体流量来生成控制指令；控制指令校正单元，其基于由上述流量运算单元计算得出的载热体的流量与上述标准载热体流量之间的差分来校正由上述控制指令运算单元生成的控制指令。

根据本发明的第1方式，采用压差传感器对第1换热器的载热体的入口侧压力与出口侧压力的压差进行计测，并采用该计测数据与该第1换热器所固有的损失系数来计算第1换热器中的载热体的流量。由此，由于热源装置自身设有基于载热体压差来计算载热体流量的结构，因而能够通过价格低廉且简易的结构来得出充分地满足所要求的精度的载热体流量。又，通过基于这样获取到的当前的载热体流量来对控制指令进行校正，能够自动实现与该各时刻的载热体流量相应的精细的控制。

另外，在上述第1方式所涉及的热源装置中，所述控制单元也可以求出取决于由所述第1换热器中的所述载热体的保有量引起的所述出口侧压力的计测时间延迟的校正项，然后采用所述校正项来校正所述载热体的流量。由于这样通过采用取决于基于第1换热器中的载热体的保有量的出口侧压力的计测时间延迟的校正项来校正流量，因而能够消除基于第1换热器的载热体的保有量的误差，提高载热体流量的运算精度。

在上述第1方式所涉及的热源装置中，所述控制单元也可以为具有异常判定单元的结构，该异常判定单元对由所述流量运算单元计算得到的载热体流量与所述标准载热体流量的差分是否在预先设定的规定的阈值以上进行判定，在该差分在所述规定的阈值以上的情况下，向介由通信线路相连接的监视装置发出警报。

根据这样的结构，能够很容易地向热源系统的监视方通知在载热体进行循环的载热体传热管内有污物残留等的异常情况，并能在适当的时期进行维修。

上述第1方式所涉及的热源装置也可以如下构成：所述流量运算单元包括：第1运算单元，其采用所述压差计测单元的采样数据来对载热体流量进行运算；第2运算单元，其对所述压差计测单元的采样数据进行平滑化处理，然后采用该平滑化处理后的采样数据来对载热体流量进行运算，所述异常判定单元采用由所述第1运算单元计算的载热体流量进行异常判定，所述控制指令校正单元采用由所述第2运算单元计算的载热体流量来校正控制指令。

根据这样的结构，在异常判定单元中，基于由压差计测单元基于采样数据计算得到的载热体流量来检测异常情况，在控制指令校正单元中，通过由压差计测单元对采样数据进行平滑化处理，基于根据变动幅度缩小了的数据计算得到的载热体流量来校正控制指令。由此，通过一个压差传感器，能够检测像流量突变这样的断水，同时能够实现稳定的控制。

本发明的第2方式提供一种热源装置，其为包括：对从外部负载流入的载热体进行冷却或加热的第1换热器、与外界大气或冷却水进行热交换的第2换热器、使制冷剂在上述第1换热器与上述第2换热器之间循环的制冷剂循环路径、设在该制冷剂循环路径上的涡轮压缩机的热源装置，其包括：压差计测单元，其计测上述第1换热器中的上述载热体的入口侧压力与出口侧压力的压差；流量计测单元，其计测上述第1换热器中的上述载热体的流量；温度计测单元，其计测输入到上述第1换热器的载热体的温度；控制单元，上述控制单元包括：载热体浓度运算单元，其根据上述压差计测单元输出的压差、从上述流量计测单元输出的载热体流量、和上述第1换热器的压力损失系数计算载热体的比重，并采用该载热体的比重、由上述温度计测单元计测到的载热体的温度和与上述载热体的物理性质相关的信息来计算载热体浓度；控制指令运算单元，其采用预先设定的标准载热体浓度来生成控制指令；控制指令校正单元，其基于由上述流量运算单元计算得到的载热体浓度与上述标准载热体浓度之间的差分，对由上述控制指令运算单元生成的控制指令进行校正。

根据本发明的第2方式，采用压差传感器来计测第1换热器的载热体的入口侧压力与出口侧压力之间的压差，然后采用该计测数据来计算第1换热器中的载热体的浓度。这样，由于热源装置自身设有基于载热体压差来计算载热体浓度的结构，因而通过价格低廉且简易的结构，能够得到充分地满足所要求的精度的载热体浓度。又，通过基于这样获取到的当前的载热体浓度来对控制指令进行校正，能够自动实现与该各时刻的载热体浓度相应的极精细的控制。

上述第2方式所涉及的热源装置也可以按如下构成：上述控制单元包括如下单元，该单元通过将当前的上述涡轮压缩机的动力消耗和上述第2换热器的换热量代入到表示上述涡轮压缩机的动力消耗、上述第1换热器的换热量与上述第2换热器的换热量之间的关系的关系式，来计算上述第1换热器的换热量，并根据计算得到的上述第1换热器的换热量来计算载热体流量。

根据这样的结构，由于通过采用上述关系式来得出载热体流量，因而在压差计测单元发生故障或者超出检测界限，无法进行压差检测等情况下，也能够获取载热体流量，并可以继续进行控制。

上述第2方式所涉及的热源装置也可以按如下构成：上述控制单元包括如下单元，该单元具有表示载热体流量与换热器的性能的关系的关系式，其根据上述关系式求出相对由上述流量运算单元计算得到的载热体流量的换热器的性能，并对上述换热器的性能降低进行检测。

根据这样的结构，由于根据载热体流量来对换热机的性能降低进行检测，因而可以迅速地对换热器的性能降低进行适当的应对。

【发明的效果】

根据本发明，达到了这样的效果：采用价格低廉的传感器，能够获取足够高的精度的载热体流量，且能够谋求控制精度的提高。

附图说明

图1是示出本发明的第1实施方式所涉及的热源系统的概略构成的图。

图2是示出本发明的第1实施方式所涉及的涡轮制冷机的概略构成的图。

图3是示出本发明的第1实施方式所涉及的控制装置的功能框图。

图4是示出控制装置的冷水流量运算部的构成例的图。

图5是示出蒸发器性能与流量的关系的图。

图6是示出本发明的第2实施方式所涉及的控制装置的功能框图。

图7是示出流量变动的状况和处理后的流量的状况的图。

图8是示出以往的热源系统的概略构成的图。

具体实施方式

以下，采用图对应用了涡轮制冷机作为本发明的热源装置的情况下的各实施方式进行说明。

〔第1实施方式〕

图1是示出本发明的第1实施方式所涉及的热源系统的概略构成的图。热源系统1例如设置在大楼或工厂设施中，包括对向空调机或风机盘管等的外部负载10供给的冷水（载热体）提供冷热量的3台涡轮制冷机（热源装置）11a、11b、11c。这些涡轮制冷机11a、11b、11c相对于外部负载10并列地设置。

在从冷水流动来看的各涡轮制冷机11a、11b、11c的上游侧，分别设置有加压输送冷水的冷水泵12a、12b、12c。通过这些冷水泵12a、12b、12c，来自回流集管13的冷水被送到各涡轮制冷机11a、11b、11c。各冷水泵12a、12b、12c通过变频马达来驱动，由此，通过转速可变来进行可变流量控制。

在供给集管14中收集在各涡轮制冷机11a、11b、11c中得到的冷水。收集在供给集管14的冷水被供给到外部负载10。由外部负载10中提供给空调等而升温了的冷水被送到回流集管13。冷水在回流集管13中被分流，然后送到各涡轮制冷机11a、11b、11c。

然后，对上述涡轮制冷机进行说明。由于各涡轮制冷机11a、11b、11c具有相同的结构，因而以涡轮制冷机11a来进行说明。图2是示出涡轮制冷机11a的概略构成的图。

涡轮制冷机11a具有：对制冷剂进行压缩的涡轮压缩机20；对由涡轮压缩机20压缩后的高温高压的气态制冷剂进行冷凝的冷凝器（第2换热器）21；对由冷凝器21冷凝后的液态制冷剂实施过冷却的过冷器22；使来自过冷器22的液态制冷剂膨胀的高压膨胀阀23；与高压膨胀阀23相连接并且与涡轮压缩机20的中间段及低压膨胀阀24相连接的中间冷却器25；使通过低压膨胀阀24膨胀后的液态制冷剂蒸发的蒸发器（第1换热器）26。

涡轮压缩机20是离心式的两级压缩机，由被变频器27控制转速的电动马达28来驱动。变频器27由控制装置30来控制其输出。另外，涡轮压缩机20也可以是转速一定的定速的压缩机。在涡轮压缩机20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”。）29，实现涡轮制冷机11a的容量控制。

冷凝器21中设有用于计测冷凝器压力（制冷剂冷凝压力）的压力传感器35。压力传感器35的输出Pc被发送到控制装置30。

过冷器22设成在冷凝器21的制冷剂流下游侧对被冷凝后的制冷剂实施过冷却。紧接着过冷器22的制冷剂流下游侧之后设有计测过冷却后的制冷剂温度Ts的温度传感器36。

冷凝器21和过冷器22中有用于将它们冷却的冷却传热管33穿过。冷却水流量根据由压差传感器37计测到的冷却水的出入压差通过运算来求出，冷却水出口温度Tcout由温度传感器38计测，冷却水入口温度Tcin由温度传感器39计测。冷却水在未图示的冷却塔中向外部排热后，再次导入到冷凝器21和过冷器22。

中间冷却器25中设有用于计测中间压力Pm的压力传感器40。

在蒸发器26的冷水出入口设有用于计测冷水的出入压差dPe的压差传感器41。通过在蒸发器26中被吸热而得到额定温度（例如7℃）的冷水。蒸发器26中有用于冷却供给外部负载10（参照图1）的冷水的冷水传热管34穿过。冷水出口温度Tout由温度传感器42计测，冷水入口温度Tin由温度传感器43计测，蒸发器压力Pe由压力传感器26计测。

冷凝器21的气相部与蒸发器26的气相部之间设有热气体旁路管32。并且设有用于对在热气体旁路管32内流动的制冷剂的流量进行控制的热气体旁路阀31。通过由热气体旁路阀31来调整热气体旁路流量，从而能够实现通过IGV29无法充分控制的在非常小的负载区域的容量控制。

同时，虽然图2所示的涡轮制冷机11a中设有冷凝器21和过冷器22，通过在制冷剂与在冷却塔中向外部排热后的冷却水之间进行热交换，使冷却水升温的情况进行了叙述，但也可以形成为如下的结构，例如，取代冷凝器21和过冷器22而配置空气换热器，在空气换热器中进行外界大气与制冷剂之间的热交换。

又，适用于本实施方式的涡轮制冷机11a并不限定于上述的仅具有制冷功能的涡轮制冷机，也可以是例如仅具有供暖功能、或者具有制冷功能及供暖功能这两者的设备。

在图2中，由各传感器测定到的计测数据被发送到控制装置30，在控制装置30中进行基于这些的计测数据的各种控制。控制装置30由例如CPU（中央运算装置）、ROM（Read Only Memory：只读存储器）、RAM（Random Access Memory：随机存取存储器）等构成。用于实现后述的各种功能的一系列的处理的过程被以程序的形式记录在ROM等中，通过CPU从RAM等读出该程序，执行信息的加工和运算处理来实现后述的各种功能。

图3是将控制装置30所具有的功能展开来示出的功能框图。如图3所示，控制装置30具有存储部51、冷水流量运算部52、异常判定部53、运行状态判断部54、控制指令运算部55、控制指令校正部56作为主要构成。

存储部51中储存有上述各部进行运算所必需的与涡轮制冷机相关的各种信息等。

冷水流量运算部52存有例如以下的（1）式，通过将压差传感器41的计测值dPe代入到该式来计算冷水流量qa。在（1）式中，ζ为蒸发器26的损失系数，被存储在例如存储部51中。

$\mathrm{qa}=\mathrm{\ξ}\sqrt{\mathrm{dPe}}---\left(1\right)$

又，例如，由压差传感器41计测的数据包含有由设在涡轮制冷机11的制冷剂循环路径上的各种阀的开关等引起的干扰。因此，冷水流量运算部52为了缩小由这样的干扰引起的采样数据的变动，也可以采用移动平均等的技术对由压差传感器41计测到的采样数据进行平滑化处理，然后采用处理后的数据由上述（1）式来计算冷水流量qa。

又，例如，冷水流量运算部52也可以采用由上述（1）式进一步反映与蒸发器26中的冷水流量qa的温度依存性相关的校正项的运算式来计算冷水流量qa。

又，涡轮制冷机11中的蒸发器26由于是大型设备因而保有水量也大。因此，蒸发器26的冷水入口处的压力与冷水出口处的压力产生了与保有水量相应的时间差。因此，冷水流量运算部52中也可以采用将校正项补加到上述（1）式后得到的运算式，来计算冷水流量qa，该校正项用于消除由该时间差引起的压差的误差其基于蒸发器26的保有水量。

异常判定部53计算由冷水流量运算部42运算得到的冷水流量qa与预先设定的标准冷水流量qs之间的差分，在该差分在预先设定的规定的阈值以上的情况下，向介由通信线路连接的热源系统的监视装置发送警报。

运行状态判断部54采用例如冷水入口温度Tin、冷水出口温度Tout、冷水出口设定温度Toset、标准冷水流量qs、蒸发器压力Pe、冷凝器压力Pc、中间冷却器压力Pm等这样的由各传感器计测到的输入数据和储存在存储部51中的涡轮制冷机的各种信息，对当前的运行状态进行判断。控制指令运算部55基于由运行状态判断部54判断的运行状态，来生成各控制指令。另外，运行状态判断部54和控制指令运算部55进行的处理由于是众所周知的处理因而省略详细说明。

控制指令校正部56中根据冷水流量qa与标准冷水流量qs之间的差分来计算用于校正涡轮制冷机的控制指令的校正值，然后用该校正值来校正由控制指令运算部55求出的控制指令。例如，控制指令校正部56保有用于以冷水流量qa与标准冷水流量qs之间的差分为变量来得出校正值的运算式，通过将异常判定部53中计算得到的差分代入到该运算式来得出校正值。由该校正值来校正例如提供给电动机的转速控制的指令值。

根据具有这样的构成的控制装置30，在冷水流量运算部52中，例如用压差传感器41的计测数据dPe根据上述（1）式来计算冷水流量qa，在异常判定部53中求出计算得到的冷水流量qa与预先设定的标准冷水流量qs之差，对该差分是否在预先设定的规定的阈值以上进行判定，在差分在阈值以上的情况下，将发出警报给热源系统的监视装置。由此，例如，能够将在冷水传热管34（参照图2）内有污物残留等的异常情况很容易地通知给热源系统的监视方，能在适当的时期进行维修。又，在运行状态判断部54中，采用冷水入口温度Tin等的传感器值和储存在存储部51的规定的信息来对当前的运行状态进行判断，在控制指令运算部55中生成基于当前的运行状态的各控制指令，再将生成的控制指令提供给控制指令校正部56。由控制指令校正部56根据冷水流量qa与标准冷水流量qs的差分计算用于校正涡轮制冷机的控制指令的校正值，然后用该校正值来校正由控制指令运算部55求出的控制指令。由控制指令校正部56校正后的控制指令被提供给各控制对象，由此，能够实施基于冷水流量qa的控制，该冷水流量qa基于冷水压差dPe计算得到。

如以上所说明的那样，根据本实施方式所涉及的涡轮制冷机，由于涡轮制冷机自身设有基于冷水压差来计算冷水流量的结构，因而能够通过价格低廉且简易的结构来得出充分地满足所要求的精度的冷水流量。又，通过基于这样获取到的当前的冷水流量来校正控制指令，能够自动实现与该各时刻的冷水流量相应的极精细的控制。

又，例如，在一般的以往的热源系统中，根据以下这样的理由，如图8所示，除对用于涡轮制冷机70的控制的流量进行计测的电磁流量计73等之外，还具有在发生冷水的断水或冻结等的时候能够迅速地检测其异常情况的保护功能用的传感器74，通过双重的传感器来监视冷水的状态。即，由于由电磁流量计73计测的数据因阀开关等的干扰而变动，则若原封不动地采用的话涡轮制冷机70的控制会变得不稳定。因此，在以往的热源系统中，例如，由未图示的调整回路对由电磁流量计73计测到的采样数据进行平滑化处理后使变动缩小，再将变动缩小后的冷水流量数据传给涡轮制冷机70的控制装置（省略图示）。然而，采用该平滑化后的采样数据，会有不能够准确地检测如断水等那样的流量突变现象这样的不便之处，为消除该不便之处，另外设异常检测用的传感器，基于该异常检测用的传感器的数据来进行断水等的异常检测。

与此相对，本实施方式中，如上所述，由于涡轮制冷机11a自身具有压差传感器41，通过让控制装置30存有该压差传感器41的特性数据等，在控制装置30中能够根据用途对压差传感器41的采样数据进行调整。即，在本实施方式中也可以是，如图4所示，冷水流量运算部52中设有原封不动地采用压差传感器41的采样数据来进行冷水流量运算的第1运算部521，和对压差传感器41的采样数据实施移动平均等众所周知的平滑化处理，然后基于处理后的数据来计算冷水流量的第2运算部522，异常判定部53基于由第1运算部521计算得到的冷水流量来进行异常检测，控制指令校正部56基于由第2运算部522计算得到的冷水流量来进行控制指令的校正。通过这样做，能够通过一个压差传感器41达到涡轮制冷机的控制与异常检测两个目的，能够排除如图8所示的传感器的双重设置。

又，例如，蒸发器26的性能取决于冷水流量qa，例如如图5所示，会因紊流区、过渡区、层流区等那样的各流量状态而大幅变化。因此，规定规定控制装置30也可以进一步地设有，在冷水流量在预先设定的规定的阈值以下的情况下，或者，在检测到冷水流量在规定的期间内持续处于减少方向的情况下，判断蒸发器的性能降低并实施适当的保护控制运行的功能，以及发出警报给热源系统的监视装置的功能。由此，在本实施方式所涉及的涡轮制冷机11a中，控制装置30进一步地具有基于上述冷水流量qa来检测蒸发器26的性能降低的功能，由此能迅速地采取适当的应对。

又，本实施方式中，虽然将作为载热体的冷水列举为一个实例，但并不限定于此例，也可以用例如盐水（例如乙二醇等抗凝剂）等。

〔第2实施方式〕

然后，对本发明的第2实施方式所涉及的涡轮制冷机进行说明。本实施方式所涉及的涡轮制冷机适用于利用盐水（例如乙二醇等抗凝剂）代替冷水作为载热体的热源系统，不计算冷水流量而是计算盐水浓度，然后用计算得到的盐水浓度来进行涡轮制冷机的控制指令的校正。以下，参照图6对本实施方式的涡轮制冷机进行说明。

图6是本实施方式所涉及的控制装置的功能框图。如图6所示，本实施方式所涉及的控制装置具有存储部61、盐水浓度运算部62、异常判定部63、运行状态判断部65、控制指令运算部66、控制指令校正部67作为主要构成。又，在本实施方式中，盐水压差由图2的蒸发器26中的压差计41进行计测。又，存储部61中储存有上述各部进行运算所必需的涡轮制冷机的信息、盐水的物理性质数据等。

盐水浓度运算部62根据盐水压差计算盐水浓度。盐水浓度的计算采用下述（2）式、（3）式。

X=f（ρ，T）（2）

ρ=f（q，ΔP）（3）

盐水浓度X由盐水的比重ρ、盐水入口温度Tin与出口温度Tout的平均温度T、储存在存储部61中的盐水物理性质来求出。同时，盐水的比重ρ可根据另外由流量计（省略图示）等计测的盐水流量q、由压差计41计测的盐水压差、以及储存在存储部61中的压力损失特性等来计算。异常判定部63计算由盐水浓度运算部62进行运算得到的盐水浓度与预先设定的标准盐水浓度之差，在该差分在预先设定的规定的阈值以上的情况下，发出警报给介由通信线路连接的热源系统的监视装置。

运行状态判断部65采用例如盐水入口温度Tin、盐水出口温度Tout、盐水出口设定温度Toset、盐水流量q、蒸发器压力Pe、冷凝器压力Pc、中间冷却器压力Pm等这样的由各传感器计测到的输入数据和储存在存储部61中的涡轮制冷机的各种信息，对当前的运行状态进行判断。控制指令值运算部66基于由运行状态判断部65判断的运行状态来生成各控制指令。另外，对于运行状态判断部65和控制指令运算部66进行的处理，由于是基于各传感器值来生成控制指令这一众所周知的处理，故省略详细说明。

控制指令校正部67基于由盐水浓度运算部62求出的当前的盐水浓度来计算用于校正涡轮制冷机的控制指令的校正值，然后用该校正值来校正由控制指令运算部66求出的控制指令值。例如，控制指令校正部67保有用于以盐水浓度为变量来得出校正值的运算式，通过代入由盐水浓度运算部62计算得到的盐水浓度到该运算式，得到校正值。通过控制指令校正部67来校正例如提供给电动机的转速控制的指令。

根据具有这样的构成的控制装置，在盐水浓度运算部62中计算盐水浓度，在异常判定部63中对计算得到的盐水浓度与预先设定的标准盐水浓度之间的差分是否在预先设定的规定的阈值以上进行判定，在在阈值以上的情况下，介由通信线路向热源系统的监视装置通知有异常情况。由此，热源系统一方的监视设施能够知道由盐水浓度降低引起的冻结的危险性等。又，在没有检测到异常情况的情况下，在盐水浓度运算部62中计算得到的当前的盐水浓度被输出到控制指令校正部67。

又，在运行状态判断部65中，采用盐水入口温度Tin等的传感器值和储存在存储部61中的规定的信息来对当前的运行状态进行判断，在控制指令运算部66中，生成基于当前的运行状态的各控制指令，然后将生成的控制指令提供给控制指令校正部67。由控制指令校正部67用当前的盐水浓度来计算用于校正涡轮制冷机的控制指令的校正值，然后用该校正值来校正由控制指令运算部66求出的控制指令。由控制指令校正部67校正后的控制指令值被提供给各控制对象，由此，可以实施基于盐水浓度的控制，该盐水浓度基于盐水压差来计算得到。

如以上说明的那样，根据本实施方式所涉及的涡轮制冷机，由于涡轮制冷机自身设有基于盐水压差来计算盐水浓度的结构，通过价格低廉且简易的结构，能够得到充分地满足所要求的精度的盐水浓度。又，由于在盐水的实际浓度与标准浓度之间的差分超出规定的阈值的情况下发出警报，因而通过该警报能够将由盐水浓度降低引起的冻结的危险性等告知给热源系统一方的操作者。另外，在盐水浓度由其它单元检测且没有流量计的情况下，也可以不通过盐水浓度而是通过盐水流量是否在规定的范围内来检测异常情况。

又，根据本实施方式所涉及的涡轮制冷机，在盐水浓度在正常范围的情况下，能够发出基于实际的盐水浓度的控制指令，并能自动实施根据盐水的状态的详细的控制。

另外，在第2实施方式所涉及的涡轮制冷机中，也可以具有如图4所示的第1运算部521、第2运算部522的功能、或如图5所示的对蒸发器26的性能降低进行检测的功能。

〔第3实施方式〕

在上述第1实施方式、第2实施方式中，计测冷水或盐水的载热体压差，然后由该压差来求出载热体流量，但在例如计测载热体的压差的压差计41发生故障的情况下，流量计算将产生问题。本实施方式中，在压差计发生故障或者超出检测界限，无法进行压差检测等的情况下，由涡轮制冷机的热平衡关系式通过运算来计算载热体的流量。

例如，在涡轮制冷机中，在涡轮压缩机20的动力消耗Qm、蒸发器26的换热量Qe、冷凝器21的换热量Qc之间以下的（4）式所表示的关系式成立。

Qe+Qm=Qc（4）

上述（4）式中，Qe为蒸发器的换热量，Qm为涡轮压缩机的动力消耗，Qc为冷凝器的换热量。

Qe、Qc可分别由以下的（5）式、（6）式求出。

Qe=Cpe·ρe·qe·（Tout-Tin）（5）

在上述（5）式中，Cpe为载热体比热[kJ/（kg·K）]，ρe为载热体密度[kg/m³]，qe为载热体体积流量[m³/sec]，Tout为由图2的温度传感器42计测的载热体出口温度[K]，Tin为由图2的温度传感器43计测的载热体入口温度[K]。

Qc=Cpc·ρc·qc·（Tcout-Tcin）（6）

（6）式中，Cpc为冷却水的比热[kJ/（kg·K）]，ρc为冷却水的密度[kg/m³]，qc为从由图2的压差传感器37计测到的冷却水的出入压差进行运算得到的冷却水的体积流量[m³/sec]，Tcout为由图2的温度传感器38计测的冷却水出口温度[K]，Tcin为由图2的温度传感器39计测的冷却水入口温度[K]。

又，动力消耗Qm在控制装置中被随时计测。

由此，本实施方式中，在压差计41（参照图2）发生故障的情况下，根据上述（4）式所表示的关系式通过运算来计算载热体的流量，由此能够得到载热体的流量。由此，即使在例如压差传感器41发生故障或者超出检测界限，无法进行压差检测等的情况下也能够得到载热体流量，并能继续进行控制。

又，若采用上述关系式，即使在冷却水一侧的传感器损坏的情况下，也能计算冷却水的流量。一般，由于冷却水为经由冷却塔等的开放系统，与在封闭系统中成立的载热体传热管相比，在有冷却水流通的冷却传热管33中，容易有污物积存，冷却水的流量计测的精度容易降低，但在该情况下，通过采用上述关系式，能以足够高的精度得到冷却水的流量。另外，在上述关系式不成立的情况下，为确定出载热体流量与冷却水流量是哪一个发生异常情况，对载热体流量与预先设定的标准载热体流量进行比较，若该误差在规定的范围内的话，则可判断冷却水的流量传感器发生故障等。

进一步地，如图7所示，在由于载热体或冷却水流量变动而无法以足够高的精度获取流量状态的情况下，也可以采用上述热平衡的关系式来得出变动幅度小的冷水或冷却水的流量。由此，能够得到图7的虚线所示的稳定的流量值。

如以上所说明的那样，根据本实施方式所涉及的涡轮制冷机，即使在冷却水一侧和载热体一侧中任一侧的传感器发生故障的情况下，通过采用热平衡的关系式也能够以足够高的精度得到流量。

【符号说明】

11a、11b、11c涡轮制冷机

20涡轮压缩机

21冷凝器

26蒸发器

51、61存储部

52冷水流量运算部

53、63异常判定部

54、65运行状态判断部

55、66控制指令运算部

56、67控制指令校正部

62盐水浓度运算部

521第1运算部

522第2运算部

Claims (6)

1.一种热源装置，其为包括：对从外部负载流入的载热体进行冷却或加热的第1换热器、与外界大气或冷却水进行热交换的第2换热器、使制冷剂在所述第1换热器与所述第2换热器之间循环的制冷剂循环路径、设在该制冷剂循环路径上的涡轮压缩机的热源装置，其特征在于，包括：

压差计测单元，其计测所述第1换热器中的所述载热体的入口侧压力与出口侧压力的压差；

控制单元，

所述控制单元包括：

流量运算单元，其基于所述第1换热器的损失系数与从所述压差计测单元输出的压差，来计算所述第1换热器中的所述载热体的流量；

控制指令运算单元，其采用预先设定的标准载热体流量来生成控制指令；

控制指令校正单元，其基于由所述流量运算单元计算得出的载热体的流量与所述标准载热体流量之间的差分来校正由所述控制指令运算单元生成的控制指令。

2.根据权利要求1所述的热源装置，其特征在于，

所述控制单元包括异常判定单元，所述异常判定单元对由所述流量运算单元计算得到的载热体流量与所述标准载热体流量之间的差分是否在预先设定的规定的阈值以上进行判定，在该差分在所述规定的阈值以上的情况下，向介由通信线路连接的监视装置发出警报。

3.根据权利要求2所述的热源装置，其特征在于，

所述流量运算单元包括：

第1运算单元，其采用所述压差计测单元的采样数据来对载热体流量进行运算；

第2运算单元，其对所述压差计测单元的采样数据进行平滑化处理，然后采用该平滑化处理后的采样数据来对载热体流量进行运算，

所述异常判定单元采用由所述第1运算单元计算的载热体流量进行异常判定，所述控制指令校正单元采用由所述第2运算单元计算的载热体流量来校正控制指令。

4.一种热源装置，其为包括：对从外部负载流入的载热体进行冷却或加热的第1换热器、与外界大气或冷却水进行热交换的第2换热器、使制冷剂在所述第1换热器与所述第2换热器之间循环的制冷剂循环路径、设在该制冷剂循环路径上的涡轮压缩机的热源装置，其特征在于，包括：

压差计测单元，其计测所述第1换热器中的所述载热体的入口侧压力与出口侧压力的压差；

流量计测单元，其计测所述第1换热器中的所述载热体的流量；

温度计测单元，其计测输入到所述第1换热器的载热体的温度；

控制单元，

所述控制单元包括：

载热体浓度运算单元，其根据所述压差计测单元输出的压差、从所述流量计测单元输出的载热体流量、和所述第1换热器的压力损失系数计算载热体的比重，并采用该载热体的比重、由所述温度计测单元计测到的载热体的温度和与所述载热体的物理性质相关的信息来计算载热体浓度；

控制指令运算单元，其采用预先设定的标准载热体浓度来生成控制指令；

控制指令校正单元，其基于由所述流量运算单元计算得到的载热体浓度与所述标准载热体浓度之间的差分，对由所述控制指令运算单元生成的控制指令进行校正。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的热源装置，其特征在于，

所述控制单元包括如下单元，该单元通过将当前的所述涡轮压缩机的动力消耗和所述第2换热器的换热量代入到表示所述涡轮压缩机的动力消耗、所述第1换热器的换热量与所述第2换热器的换热量之间的关系的关系式，来计算所述第1换热器的换热量，并根据计算得到的所述第1换热器的换热量来计算载热体流量。

6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的热源装置，其特征在于，

所述控制单元包括如下单元，该单元具有表示载热体流量与换热器的性能的关系的关系式，并根据所述关系式求出与由所述流量运算单元计算得到的载热体流量相对应的换热器的性能，对所述换热器的性能降低进行检测。

Images