CN106461280A - 涡轮制冷机及其控制装置以及其控制方法 - Google Patents

涡轮制冷机及其控制装置以及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种涡轮制冷机及其控制装置以及其控制方法。本发明的目的在于缓解由温度计的测量延迟引起的膨胀阀的控制延迟。涡轮制冷机的控制装置(30)具备：温度校正部(31)，其校正温水入口温度及温水出口温度；及膨胀阀控制部(32)，其使用由温度校正部(31)所校正的温水入口温度及温水出口温度，进行主膨胀阀的开度控制。温度校正部(31)具有：冷凝温度获取部(41)，其从冷凝压力获取冷凝温度；温度差运算部(42)，其从当前的冷凝温度减去恒定期间前的冷凝温度而运算温度差；判定部(43)，其判定温度差的绝对值是否为预先设定的阈值以上；及校正部(44)，当温度差的绝对值为阈值以上时，将温水入口温度及温水出口温度与所述温度差相加。

Description

涡轮制冷机及其控制装置以及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种涡轮制冷机及其控制装置以及其控制方法。
背景技术
以往，已知有如图9所示的涡轮制冷机100。涡轮制冷机100具备依次连接二级涡轮压缩机102、冷凝器103、节约器104、主膨胀阀105及蒸发器107的制冷循环的主回路。在涡轮压缩机102中被压缩成高温高压的气体制冷剂被输送至冷凝器103。冷凝器103为板式换热器，并通过使在温水回路111中循环的温水与气体制冷剂进行热交换，将温水升温至规定温度。
在冷凝器103中被冷凝液化的制冷剂被供给至节约器104。节约器104为使来自冷凝器103的液体制冷剂(流经主回路中的液化制冷剂)与从主回路分流并由副膨胀阀113进行减压的制冷剂进行热交换，并通过制冷剂的蒸发潜热过冷却流经主回路中的液体制冷剂的板式的制冷剂/制冷剂换热器。节约器104具备用于将通过过冷却液体制冷剂而被蒸发的气体制冷剂从二级涡轮压缩机102的中间吸入口102C注入于中间压力的压缩制冷剂中的气体回路。主膨胀阀105将经节约器104被过冷却的制冷剂进行膨胀后供给至蒸发器107。蒸发器107为板式换热器，且通过使由主膨胀阀105引导的制冷剂与在热源水回路115中循环的热源水进行热交换而蒸发制冷剂，并通过其蒸发潜热来冷却热源水。
作为测定制冷剂、温水及热源水的温度及压力的测定机构，在二级涡轮压缩机2的吸入口102A、排出口102B及中间吸入口102C中设置有压力计141、142、143及温度计131、132、133，在温水回路111的入口及出口、热源水回路15的入口及出口中分别设置有温度计135、136、137、138，在主膨胀阀105的入口中设置有温度计134。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2012-77971号公报
发明的概要
发明要解决的技术课题
已知有并不限定于如上所述的涡轮制冷机100，在涡轮制冷机等中常规使用的温度计其响应性较差且发生数分钟左右的延迟。这是因为，从安全方面及易维护性等考虑，不能将温度测量部直接插入于管。例如，图10中示出温度计的一结构例。图10(a)是表示将带保护管测温电阻体(设为双重结构的温度计)插入于管的例子，图10(b)是表示通过在管的外壁焊接温度计来间接测量温度的例子。
而且，如上所述，由于温度计的响应较差，因此出现如下问题。
例如，若将图9所示的涡轮制冷机100作为例子来举出，则当在温水回路111中循环的温水发生急剧的温度变化(例如，由用户在温水添加大量的水而冷凝器103的入口侧温水温度急剧下降的情况等)时，需要迅速捕捉该温度变化并拧小主膨胀阀105及副膨胀阀113的开度。然而，由于温度计的测量延迟，主膨胀阀105、副膨胀阀113的控制延迟，因此膨胀阀的开度与实际温度相比变得过大，从蒸发器107及节约器104未蒸发完的液体制冷剂被吸入于二级涡轮压缩机102中而可能损坏二级涡轮压缩机102。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够缓解由温度计的测量延迟引起的膨胀阀的控制延迟的涡轮制冷机及其控制装置以及控制方法。
用于解决技术课题的手段
本发明的第1方式为涡轮制冷机的控制装置，其适应于涡轮制冷机，该涡轮制冷机具备：依次连接有压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器且制冷剂循环的制冷循环的主回路；测量流入于所述冷凝器的载热体的入口温度的第1温度测量机构；测量从所述冷凝器流出的载热体的出口温度的第2温度测量机构；及测量冷凝压力的压力测量机构，其中，所述涡轮制冷机的控制装置具备：温度校正机构，其校正由所述第1温度测量机构及所述第2温度测量机构所测量的温度；及膨胀阀控制机构，其使用由所述温度校正机构所校正的载热体入口温度及载热体出口温度，进行所述膨胀阀的开度控制，所述温度校正机构具备：冷凝温度获取机构，其从由所述压力测量机构所获取的冷凝压力获取冷凝温度；温度差运算机构，其从当前的所述冷凝温度减去恒定期间前的冷凝温度而运算温度差；判定机构，其判定所述温度差的绝对值是否为预先设定的阈值以上；及校正机构，当所述温度差的绝对值为所述阈值以上时，将由所述第1温度测量机构及所述第2温度测量机构所测量的各自的温度与所述温度差相加。
根据前述涡轮制冷机的控制装置，由冷凝温度获取机构获取基于冷凝压力的冷凝温度，并由温度差运算机构运算当前的冷凝温度与恒定期间前的冷凝温度的温度差。而且，由判定机构判定该温度差的绝对值是否为规定的阈值以上，当温度差的绝对值为阈值以上时，通过校正机构将由第1温度测量机构及第2温度测量机构所测量的各自的温度与温度差相加，由此温度得以校正。由此，能够在早期捕捉温度变化，并且能够缓解温度测量机构的测量延迟。而且，通过由膨胀阀控制机构进行使用校正后的温度的膨胀阀的控制，能够缓解由第1温度测量机构及第2温度测量机构引起的测量延迟导致的膨胀阀的控制延迟。
在前述涡轮制冷机的控制装置中，所述恒定期间可被设定为制冷剂循环一周所述主回路的期间。
根据前述涡轮制冷机的控制装置，能够准确地捕捉载热体的入口温度的变动。
所述涡轮制冷机的控制装置可具备：换热器，其设置在所述冷凝器与所述膨胀阀之间，且使流经所述主回路的液体制冷剂与从所述主回路分流并由副膨胀阀进行减压的制冷剂进行热交换，并过冷却流经所述主回路的液体制冷剂；及气体回路，其使在所述换热器中结束与流经所述主回路的液体制冷剂的热交换的制冷剂流回到所述压缩机，在所述控制装置中，所述膨胀阀控制机构也可使用由所述温度校正机构所校正的载热体入口温度及载热体出口温度来进行所述副膨胀阀的开度控制。
根据前述涡轮制冷机的控制装置，使用校正后的温度来进行副膨胀阀的控制，因此能够缓解由第1温度测量机构及第2温度测量机构引起的测量延迟导致的副膨胀阀的控制延迟。
本发明的第2方式为涡轮制冷机的控制装置，其适用于涡轮制冷机，该涡轮制冷机具备：依次连接有压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器且制冷剂循环的制冷循环的主回路；测量流入于所述蒸发器的热源水的入口温度的热源水入口温度测量机构；及测量从所述蒸发器流出的热源水的出口温度的热源水出口温度测量机构，其中，所述涡轮制冷机的控制装置具备：蒸发温度校正机构，其计算出使从所述热源水入口温度减去蒸发温度的值相对于从所述热源水出口温度减去所述热源水入口温度的值的比率与稳定时的目标比率一致的所述蒸发温度；及膨胀阀控制机构，其使用从由所述蒸发温度校正机构所校正的蒸发温度得到的蒸发压力，进行所述膨胀阀的开度控制。
根据前述涡轮制冷机的控制装置，由蒸发温度校正机构计算出使从热源水入口温度减去蒸发温度的值相对于从热源水出口温度减去热源水入口温度的值的比率与稳定时的目标比率一致的蒸发温度。而且，通过将由蒸发温度校正机构所计算出的蒸发温度反映于膨胀阀的阀开度控制，能够避免膨胀阀的阀开度过大。
本发明的第3方式为具备前述控制装置的涡轮制冷机。
本发明的第4方式为涡轮制冷机的控制方法，其适用于涡轮制冷机，该涡轮制冷机具备：依次连接有压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器且制冷剂循环的制冷循环的主回路；测量流入于所述冷凝器的载热体的入口温度的第1温度测量机构；测量从所述冷凝器流出的载热体的出口温度的第2温度测量机构；及测量冷凝压力的压力测量机构，其中，所述涡轮制冷机的控制方法包含：温度校正工序，校正由所述第1温度测量机构及所述第2温度测量机构所测量的温度；及膨胀阀控制工序，使用在所述温度校正工序中所校正的载热体入口温度及载热体出口温度，进行所述膨胀阀的开度控制，所述温度校正工序包含：冷凝温度获取工序，从由所述压力测量机构所获取的冷凝压力获取冷凝温度；温度差运算工序，从当前的所述冷凝温度减去恒定期间前的冷凝温度而运算温度差；判定工序，判定所述温度差的绝对值是否为预先设定的阈值以上；及温度校正工序，当所述温度差的绝对值为所述阈值以上时，将由所述第1温度测量机构及所述第2温度测量机构所测量的各自的温度与所述温度差相加。
本发明的第5方式为涡轮制冷机的控制方法，其适用于涡轮制冷机，该涡轮制冷机具备：依次连接有压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器且制冷剂循环的制冷循环的主回路；测量流入于所述蒸发器的热源水的入口温度的热源水入口温度测量机构；及测量从所述蒸发器流出的热源水的出口温度的热源水出口温度测量机构，其中，所述涡轮制冷机的控制方法具备：蒸发温度校正工序，计算出使从所述热源水入口温度减去蒸发温度的值相对于从所述热源水出口温度减去所述热源水入口温度的值的比率与稳定时的目标比率一致的所述蒸发温度；及膨胀阀控制工序，使用从在所述蒸发温度校正工序中所校正的蒸发温度得到的蒸发压力，进行所述膨胀阀的开度控制。
发明效果
根据本发明，发挥能够缓解由温度计的测量延迟引起的膨胀阀的控制延迟的效果。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的涡轮制冷机的概略结构的图。
图2是本发明的第1实施方式所涉及的控制装置的功能框图。
图3是表示由当前流量运算部执行的处理的流程的图。
图4是表示由主膨胀阀开度运算部执行的处理的流程图。
图5是表示由副膨胀阀开度运算部执行的处理的流程图。
图6是用于对本发明的第1实施方式所涉及的控制装置的控制进行说明的图。
图7是表示由温度传感器所测量的热源水入口温度Tswi、由温度传感器所测量的热源水出口温度Tswo、根据蒸发压力Ps换算的蒸发温度ET及压缩机排出温度的时间性变化的一例的图。
图8是本发明的第2实施方式所涉及的控制装置的功能框图。
图9是表示以往涡轮制冷机的一结构例的图。
图10是表示温度计的一结构例的图。
具体实施方式
〔第1实施方式〕
以下，参考附图对本发明的第1实施方式所涉及的涡轮制冷机及其控制装置以及控制方法进行说明。
图1是表示本发明的第1实施方式所涉及的涡轮制冷机的概略结构的图。如图1所示，涡轮制冷机1具备依次连接有压缩机2、冷凝器3、节约器4、主膨胀阀5及蒸发器7的闭合回路的制冷剂主回路8。
压缩机2为由变频电机6驱动的多级离心压缩机，除了吸入口2A及排出口2B以外，还具备设置于第1叶轮与第2叶轮之间的中间吸入口2C，且构成为对从吸入口2A吸入的抵压气体制冷剂依次通过第1叶轮及第2叶轮的旋转进行离心压缩，并将进行压缩的高压气体制冷剂从排出口2B排出。
从压缩机2的排出口2B被排出的高压气体制冷剂被引导至冷凝器3。冷凝器3例如为板式换热器，通过使由压缩机2供给的高压气体制冷剂与在温水回路中循环的温水(载热体)进行热交换，使温水升温至规定温度。在冷凝器3中被冷凝液化的制冷剂供给至节约器4。
节约器4为使流经制冷剂主回路8中的液体制冷剂与从制冷剂主回路8分流并由副膨胀阀9进行减压的制冷剂进行热交换，并通过减压后的制冷剂的蒸发潜热来过冷却流经制冷剂主回路8中的液体制冷剂的板式的制冷剂/制冷剂换热器。节约器4具备用于将通过过冷却液体制冷剂而蒸发的气体制冷剂(中间压力制冷剂)从压缩机2的中间吸入口2C注入于中间压力的压缩制冷剂中的气体回路10，由此，构成中间冷却器方式的节约器循环。
经节约器4过冷却的制冷剂通过主膨胀阀5而膨胀后供给至蒸发器7。蒸发器7为换热器(例如，板式换热器)，通过使由主膨胀阀5引导的制冷剂与在热源水回路15中循环的热源水进行热交换而蒸发制冷剂，并通过其蒸发潜热冷却热源水。
在涡轮制冷机1中设置有测量流入于冷凝器3的温水的温度即温水入口温度Thwi的温度传感器12、测量从冷凝器3流出的温水的温度即温水出口温度Thwo的温度传感器13、设置在冷凝器3的制冷剂出口侧且测量冷凝器出口温度Tc的温度传感器14、在制冷剂主回路8中设置在节约器4与主膨胀阀5之间且测量主膨胀阀入口温度Tecoh的温度传感器19、测量流经气体回路10的中间压力制冷剂的温度即中间压力制冷剂温度Tm的温度传感器16、测量流入于蒸发器7的热源水的温度即热源水入口温度Tswi的温度传感器17、及测量从蒸发器7流出的热源水的温度即热源水出口温度Tswo的温度传感器18。涡轮制冷机1具备测量冷凝压力(压缩机排出压力)Pd的压力传感器20、测量流经气体回路10的中间压力制冷剂的压力即中间压力制冷剂压力Pm的压力传感器21、及测量蒸发压力(压缩机吸入压力)Ps的压力传感器22。
前述各种传感器的测量值被发送至控制装置30并用于压缩机的转速控制或主膨胀阀5及副膨胀阀9的开度控制等。
控制装置30例如为计算机，且具备通过与CPU(中央运算处理装置)及RAM(RandomAccess Memory)等主存储装置、辅助存储装置及外部设备进行通信而进行信息的授受的通信装置等。
辅助存储装置为计算机可读的记录介质，例如为磁盘、光磁盘、CD-R0M、DVD-R0M及半导体存储器等。该辅助存储装置中存放各种程序，CPU从辅助存储装置对主存储装置读出程序并执行而实现各种处理。
图2是控制装置30的功能框图。如图2所示，控制装置30具备温度校正部31及膨胀阀控制部32。
温度校正部31校正温水入口温度Thwi及温水出口温度Thwo。即，如上所述，在温度传感器12、13等中发生测量延迟。温度校正部31为用于校正由温度传感器12、13引起的测量延迟的结构。
具体而言，温度控制部31具备冷凝温度获取部41、温度差运算部42、判定部43及校正部44。
冷凝温度获取部41从由压力传感器20所测量的冷凝压力Pd获取冷凝温度Tc。具体而言，冷凝温度获取部41具有冷凝压力Pd与冷凝温度CT建立唯一对应关联的对应信息(函数或表格)，并使用该对应信息从冷凝压力Pd获得冷凝温度CT。
温度差运算部42通过从由冷凝温度获取部41得到的当前的冷凝温度减去在恒定期间前得到的冷凝温度，运算温度差ΔCT。在此，恒定期间例如相当于制冷剂循环一周制冷剂主回路8的期间，通过制冷剂填充量[kg]除以制冷剂循环量[kg/min]来获得。也可将对该值考虑规定裕度(余量)的期间作为恒定期间。
判定部43判定温度差ΔCT的绝对值|ΔCT|是否为预先设定的阈值以上。阈值例如为从由主膨胀阀5的规格所确定的变化比率导出的值。例如，当主膨胀阀5的变化比率确定为最大10[％]/60[sec]、温水入口温度Thwi为约70[℃]、温水出口温度Thwo为80[℃]、前述恒定期间为30[sec]时，阈值由以下(1)式来设定。
阈值＝(10[％]×10[℃]×30[sec]/60[sec])+α＝0.5+α[℃] (1)
在此，α为裕度(余量)，可以是固定值，也可以是根据前述(1)式中的括号内的值确定的值。
当温度差的绝对值|ΔCT|为阈值以上时，校正部44通过将温水入口温度Thwi及温水出口温度Thwo与温度差ΔCT相加，校正温水入口温度Thwi及温水出口温度Thwo。
膨胀阀控制部32在由温度校正部31进行温度校正的期间，使用校正后的温水入口温度Thwi及校正后的温水出口温度Thwo进行膨胀阀开度的运算，在温度校正部31不进行温度校正的期间，使用由温度传感器12、13所测量的温水入口温度Thwi及温水出口温度Thwo进行膨胀阀开度的运算。以下，对膨胀阀控制部32进行说明。
膨胀阀控制部32例如具备当前流量运算部51、设定流量运算部52、主膨胀阀开度运算部53及副膨胀阀开度运算部54。关于膨胀阀控制，并不限定于以下所示的方法，可采用公知的各种控制方法。而且，在这种情况下，当将温水入口温度Thwi及温水出口温度Thwo用作参数时，当由前述温度校正部31进行温度校正时，视为使用校正后的温水入口温度Thwi及温水出口温度Thwo。
当前流量运算部51将温水入口温度Thwi及温水出口温度Thwo用作参数来进行流量运算。图3中示出由当前流量运算部51执行的处理的流程。如图3所示，当前流量运算部51使用温水入口温度Thwi及温水出口Thwo运算当前的加热能力Qcon[kW](步骤SA1)。接着，使用以下(2)式运算冷凝器流量Gcon[kg/s](步骤SA2)。
Gcon＝Qcon/(Hd-Hc) (2)
(2)式中，Hd为排出焓[kJ/kg]，Hc为冷凝器出口焓[kJ/kg]。
接着，使用以下(3)式计算出主膨胀阀5的当前流量Geva(步骤SA3)。
Geva＝(Gcon-Gmo-Goc)/(1+x) (3)
在此，x＝(Hc-Hecoh)/(Hecom-Hc) (4)
(3)式中，Gcon为冷凝器流量[kg/s]，Gmo为电机冷却流量[kg/s]，Goc为油冷却制冷剂流量[kg/s]。(4)式中，Hc为冷凝器出口焓[kJ/kg]，Hecoh为主膨胀阀入口焓[kJ/kg]，Hecom为中间吸入气体焓[kJ/kg]。
接着，当前流量运算部51使用冷凝器流量Gcon运算副膨胀阀9的当前流量Geco(步骤SA4)。具体而言，使用以下(5)式进行运算。
Geco＝x×Geva (5)
(5)式中，x如前述(4)式中所叙述。Geva为前述(3)式中计算出的主膨胀阀的当前流量Geva。
如此计算出的主膨胀阀的当前流量Geva及副膨胀阀的当前流量Geco输出至主膨胀阀开度运算部53及副膨胀阀开度运算部54。
设定流量运算部52运算主膨胀阀5的设定流量Geva*及副膨胀阀9的设定流量Geco*。在此，基于设定流量运算部52的运算在上述的当前流量运算部51中使用的运算式中，其不同点仅在于代替温水出口温度Thwo使用预先设定的温水出口设定温度Thwo*，其他相同。因此，省略详细的说明。
主膨胀阀5的设定流量Geva*及副膨胀阀9的设定流量Geco*输出至主膨胀阀开度运算部53及副膨胀阀开度运算部54。
主膨胀阀开度运算部53通过使用由当前流量运算部51所计算出的主膨胀阀5的当前流量Geva及副膨胀阀9的当前流量Geco以及由设定流量运算部52所设定的主膨胀阀5的设定流量Geva*及副膨胀阀9的设定流量Geco*进行前馈控制，运算前馈开度指令，并通过使用蒸发器终端温度进行反馈控制而运算反馈开度指令，并且通过合并它们生成开度指令。
图4是表示由主膨胀阀开度运算部53执行的处理的流程图。
首先，在前馈控制中，将主膨胀阀的当前流量Geva及冷凝压力与蒸发压力的压差ΔP2(＝Pd-Ps)等用作参数，运算主膨胀阀5的当前开度Cveva(步骤SB1)。接着，将主膨胀阀5的设定流量Geva*及前述压差ΔP2等用作参数，运算主膨胀阀的设定开度Cveva*(步骤SB2)。
而且，通过按比例分配主膨胀阀5的当前开度Cveva及设定开度Cveva*，运算前馈控制中的开度指令OP_FF(步骤SB3)。
在反馈控制中，运算使蒸发器7中的热源水出口温度Tswo及根据蒸发压力Ps换算的蒸发温度ET的温度差ΔTswo与目标值ΔTswo*一致的开度指令OP_FB(步骤SB4)。例如，通过对温度差ΔTswo与目标值ΔTswo*的差分进行PID控制，运算反馈控制中的开度指令OP_FB。
如此，若运算基于前馈控制的开度指令OP_FF及基于反馈控制的开度指令OP_FB，则通过将它们相加而运算最终的开度指令OP＝OP_FF+OP_FB(步骤SB5)。
而且，根据该开度指令OP，主膨胀阀5的开度得以控制。
副膨胀阀开度运算部54通过使用由当前流量运算部51所计算出的主膨胀阀5的当前流量Geva及副膨胀阀9的当前流量Geco以及由设定流量运算部52所设定的主膨胀阀5的设定流量Geva*及副膨胀阀9的设定流量Geco*进行前馈控制，运算前馈开度指令，并通过使用主膨胀阀入口温度Tecoh进行反馈控制，运算反馈开度指令，并且通过合并它们而生成副膨胀阀的开度指令OPeco。
图5是表示由副膨胀阀开度运算部54执行的处理的流程图。
首先，在前馈控制中，将副膨胀阀9的当前流量Geco及冷凝压力Pd与中间压力Pm的压差ΔP1(＝Pd-Pm)等用作参数，运算副膨胀阀9的当前开度Cveco(步骤SC1)。接着，将副膨胀阀9的设定流量Geco*及前述压差ΔP1等用作参数，运算副膨胀阀9的设定开度Cveco*(步骤SC2)。
而且，通过按比例分配副膨胀阀9的当前开度Cveco及设定开度Cveco*，运算前馈控制中的指令值OPeco_FF(步骤SC3)。
在反馈控制中，通过将副膨胀阀入口温度MT与预先设定的节约器出口温度差ΔT2相加，设定主膨胀阀入口温度目标值Tecohset(＝ΔT2+MT)(步骤SC4)。接着，运算使当前的主膨胀阀入口温度Tecoh与主膨胀阀入口温度目标值Tecoh*一致的开度指令OPeco_FB(步骤SC5)。例如，通过对当前的主膨胀阀入口温度Tecoh与主膨胀阀入口温度目标值Tecoh*的差分进行PID控制，运算反馈控制中的开度指令OPeco_FB。
如此，若运算基于前馈控制的指令值OPeco_FF及基于反馈控制的指令值OPeco_FB，则通过将它们相加，运算最终的开度指令OPeco＝OPeco_FF+OPeco_FB(步骤SC6)。而且，根据该开度指令OPeco，副膨胀阀9的阀开度得以控制。
接着，参考图6对前述控制装置30的动作进行说明。
图6是用于对本实施方式所涉及的控制装置30的控制进行说明的图。
在图6中，时刻t1时，在温水入口温度Thwi发生变动之前，温水入口温度Thwi表示稳定的数值，因此由温度校正部31的温度差运算部42运算的温度差|ΔCT|成为接近零的值。因此，在判定部43中，温度差|ΔCT|被判定为小于阈值，不进行基于校正部44的温度校正。
相对于此，若时刻t1时温水入口温度Thwi急剧下降，则冷凝压力Pd随之迅速下降，由冷凝温度获取部41获取的冷凝温度下降。其结果，在温度差运算部42中运算的温度差的绝对值|ΔCT|成为较大的值。其结果，在判定部43中温度差|ΔCT|被判定为阈值以上，进行基于校正部44的温度校正。由此，将由温度传感器12所测量的温水入口温度Thwi及由温度传感器13所测量的温水出口温度Thwo分别与ΔCT(负值)相加，从而在膨胀阀控制部32中进行使用了进行下降修正的温水入口温度Thwi及温水出口温度Thwo的流量运算及开度运算。由此，例如，关于副膨胀阀9，向阀开度变小的方向进行控制(图6的时刻t1～t2的期间)。在以往的副膨胀阀的开度控制中，使用由温度传感器12、13所测量的温度即存在测量延迟的温度运算阀开度，因此尽管实际上温水入口温度Thwi下降，仍对副膨胀阀9向开启的方向进行控制，这成为压缩机2吸入液体的原因。
如以上说明，根据本实施方式所涉及的涡轮制冷机及其控制装置以及控制方法，根据冷凝压力获取冷凝温度，并在当前的冷凝温度与恒定时间前的冷凝温度的温度差的绝对值|ΔCT|为规定阈值以上的情况下，将由温度传感器12、13所测量的温水入口温度Thwi及温水出口温度Thwo分别与温度差ΔCT相加而校正温度，因此能够缓解由温度传感器12、13引起的测量延迟导致的膨胀阀的控制延迟。由此，能够避免压缩机2的液体制冷剂的吸入。
在本实施方式中，通过校正温水入口温度Thwi及温水出口温度Thwo，抑制膨胀阀过度开启，但例如，通过采用将副膨胀阀9的开度的变化比率抑制在由规格确定的额定以下的方法，也能够避免压缩机的液体制冷剂的吸入。
〔第2实施方式〕
以下，参考附图对本发明的第2实施方式所涉及的涡轮制冷机及其控制装置以及控制方法进行说明。
在上述的第1实施方式中，校正了温水入口温度Thwi及温水出口温度Thwo，但在本实施方式中，除此以外，或代替它们，校正蒸发器7中的蒸发温度ET换言之校正蒸发压力Ps。由此，实现精度进一步提高的膨胀阀控制。
在第1实施方式中，若温水入口温度Thwi发生变化，在较早期对冷凝压力Pd显现其影响，因此使用根据冷凝压力Pd换算的冷凝温度CT进行了温度校正。然而，关于蒸发器7，通过实验明确了当热源水入口温度Tswi下降时，在早期对蒸发压力Ps不显现其影响的情况。图7中示出由温度传感器17所测量的热源水入口温度Tswi、由温度传感器18所测量的热源水出口温度Tswo、根据蒸发压力Ps换算的蒸发温度ET及压缩机排出温度的时间性变化的一例。
如图7所示，可知根据蒸发压力Ps换算的蒸发温度ET的变化比热源水入口温度Tswi及热源水出口温度Tswo的变化慢。因此，在蒸发器7中，不能采用与使用蒸发压力Ps校正热源水入口温度Tsi及热源水出口温度Tswo的前述蒸发器3相同的方法。
在此，分析图7可知，稳定时热源水入口温度Tswi与蒸发温度ET(蒸发压力Ps的换算值)的差ΔTe和热源水入口温度Tswi与热源水出口温度Tswo的差ΔTs的比率K相等。即，可知成立以下式。
K＝ΔTe/ΔTs＝(Tswi-ET)/(Tswi-Tswo)＝恒定 (6)
因此，在本实施方式中，将稳定时的比率K的值设定为目标比率K*，并通过以比率K始终成为目标比率K*的方式校正蒸发温度ET，迅速将热源水入口温度Tswi的变化反映于膨胀阀控制。
图8是本实施方式所涉及的控制装置35的功能框图。如图8所示，控制装置35除了图2所示的控制装置30的结构以外，还具备蒸发温度校正部33。
蒸发温度校正部33将稳定时的比率K的值作为目标比率K*来保有，并以比率K成为目标比率K*的方式校正蒸发温度。即，通过在从前述(6)式导出的以下(7)式中代入热源水入口温度Tswi、热源水出口温度Tswo及预先保有的目标比率K*，运算蒸发温度ET。
ET＝Tswi-(Tswi-Tswo)K* (7)
而且，将蒸发温度ET换算为蒸发压力Ps，并将该蒸发压力Ps用于膨胀阀控制。即，主膨胀阀开度运算部53及副膨胀阀开度运算部54使用基于由蒸发温度校正部33所计算出的蒸发温度ET的蒸发压力Ps，运算主膨胀阀开度指令OP及副膨胀阀开度指令OPeco。
在此，例如，当因热源水入口温度Tswi下降而蒸发温度ET下降时，蒸发压力Ps也变小。在主膨胀阀5的开度指令的前馈控制(图4的步骤SB1～SB3)中，若蒸发压力Ps变小，则主膨胀阀前后压差ΔP2＝Pd-Ps成为较大值。其结果，主膨胀阀的当前流量Cveva及设定流量Ceva*变小，主膨胀阀的前馈控制的开度指令OP_FF变小。
在反馈控制(图4的步骤SB4)中，运算使蒸发器7中的热源水出口温度Tswo与蒸发温度ET的温度差ΔTswo与目标值ΔTswo*一致的开度指令OP_FB。在此，关于温度差ΔTswo，即使热源水入口温度Tswi发生变动也可视为大致恒定(参考图7)，因此主膨胀阀5在开启方向上不起作用。根据以上，通过将基于蒸发温度校正部33的蒸发温度ET反映于主膨胀阀5的阀开度控制，能够避免主膨胀阀5的过度开启，并且能够避免压缩机2的液体制冷剂的吸入。
在上述的实施方式中，对适用于具备图1所示的结构的涡轮制冷机1的控制装置30、35进行了说明，但适用本发明的控制装置的涡轮制冷机1并不限定于图1所示的结构。例如，也可适用于不具备与节约器4有关的结构的涡轮制冷机，具体而言，在图1中，省略节约器4、副膨胀阀9、气体回路10、温度传感器16及压力传感器21的结构的涡轮制冷机。在该情况下，在主膨胀阀5的开度控制中，将在副膨胀阀9中流动的流量设为零后进行前述运算即可。
本发明并不仅限于上述的实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内，可实施各种变形。
符号说明
1-涡轮制冷机，2-压缩机，3-冷凝器，5-主膨胀阀，7-蒸发器，8-制冷剂主回路，9-副膨胀阀，12～14，16～18-温度传感器，20～22-压力传感器，30-控制装置，31-温度校正部，32-膨胀阀控制部，33-蒸发温度校正部，41-冷凝温度获取部，42-温度差运算部，43-判定部，44-校正部，51-当前流量运算部，52-设定流量运算部，53-主膨胀阀开度运算部，54-副膨胀阀开度运算部。

Claims (7)

1.一种涡轮制冷机的控制装置，其适用于涡轮制冷机，该涡轮制冷机具备：依次连接有压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器且制冷剂循环的制冷循环的主回路；测量流入于所述冷凝器的载热体的入口温度的第1温度测量机构；测量从所述冷凝器流出的载热体的出口温度的第2温度测量机构；及测量冷凝压力的压力测量机构，其中，
所述涡轮制冷机的控制装置具备：
温度校正机构，其校正由所述第1温度测量机构及所述第2温度测量机构所测量的载热体入口温度及载热体出口温度；及
膨胀阀控制机构，其使用由所述温度校正机构所校正的载热体入口温度及载热体出口温度，进行所述膨胀阀的开度控制，
所述温度校正机构具备：
冷凝温度获取机构，其从由所述压力测量机构所获取的冷凝压力获取冷凝温度；
温度差运算机构，其从当前的所述冷凝温度减去恒定期间前的冷凝温度而运算温度差；
判定机构，其判定所述温度差的绝对值是否为预先设定的阈值以上；及
校正机构，当所述温度差的绝对值为所述阈值以上时，将由所述第1温度测量机构及所述第2温度测量机构所测量的各自的温度与所述温度差相加。
2.根据权利要求1所述的涡轮制冷机的控制装置，其中，
所述恒定期间被设定为制冷剂循环一周所述主回路的期间。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮制冷机的控制装置，其中，
所述涡轮制冷机具备：
换热器，其设置在所述冷凝器与所述膨胀阀之间，且使流经所述主回路的液体制冷剂与从所述主回路分流并由副膨胀阀进行减压的制冷剂进行热交换，并过冷却流经所述主回路的液体制冷剂；及
气体回路，其使在所述换热器中结束与流经所述主回路的液体制冷剂的热交换的制冷剂流回到所述压缩机，
所述膨胀阀控制机构使用由所述温度校正机构所校正的载热体入口温度及载热体出口温度来进行所述副膨胀阀的开度控制。
4.一种涡轮制冷机的控制装置，其适用于涡轮制冷机，该涡轮制冷机具备：依次连接有压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器且制冷剂循环的制冷循环的主回路；测量流入于所述蒸发器的热源水的入口温度的热源水入口温度测量机构；及测量从所述蒸发器流出的热源水的出口温度的热源水出口温度测量机构，其中，
所述涡轮制冷机的控制装置具备：
蒸发温度校正机构，其计算出使从所述热源水入口温度减去蒸发温度的值相对于从热源水出口温度减去热源水入口温度的值的比率与稳定时的目标比率一致的所述蒸发温度；及
膨胀阀控制机构，其使用从由所述蒸发温度校正机构所校正的蒸发温度得到的蒸发压力，进行所述膨胀阀的开度控制。
5.一种涡轮制冷机，其具备权利要求1至4中任一项所述的控制装置。
6.一种涡轮制冷机的控制方法，其适用于涡轮制冷机，该涡轮制冷机具备：依次连接有压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器且制冷剂循环的制冷循环的主回路；测量流入于所述冷凝器的载热体的入口温度的第1温度测量机构；测量从所述冷凝器流出的载热体的出口温度的第2温度测量机构；及测量冷凝压力的压力测量机构，其中，
所述涡轮制冷机的控制方法包含：
温度校正工序，校正由所述第1温度测量机构及所述第2温度测量机构所测量的温度；及
膨胀阀控制工序，使用在所述温度校正工序中所校正的载热体入口温度及载热体出口温度，进行所述膨胀阀的开度控制，
所述温度校正工序包含：
冷凝温度获取工序，从由所述压力测量机构所获取的冷凝压力获取冷凝温度；
温度差运算工序，从当前的所述冷凝温度减去恒定期间前的冷凝温度而运算温度差；
判定工序，判定所述温度差的绝对值是否为预先设定的阈值以上；及
温度校正工序，当所述温度差的绝对值为所述阈值以上时，将由所述第1温度测量机构及所述第2温度测量机构所测量的各自的温度与所述温度差相加。
7.一种涡轮制冷机的控制方法，其适用于涡轮制冷机，该涡轮制冷机具备：依次连接有压缩机、冷凝器、膨胀阀及蒸发器且制冷剂循环的制冷循环的主回路；测量流入于所述蒸发器的热源水的入口温度的热源水入口温度测量机构；及测量从所述蒸发器流出的热源水的出口温度的热源水出口温度测量机构，其中，
所述涡轮制冷机的控制方法具备：
蒸发温度校正工序，计算出使从所述热源水入口温度减去蒸发温度的值相对于从热源水出口温度减去热源水入口温度的值的比率与稳定时的目标比率一致的所述蒸发温度；及
膨胀阀控制工序，使用从在所述蒸发温度校正工序中所校正的蒸发温度得到的蒸发压力，进行所述膨胀阀的开度控制。
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