DE3123736C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft Schraubenkompressoren und insbesondere Vorrichtungen zur Fördermengenregelung von Schraubenkompressoren mit variabler und konstanter Drehzahl, die insbesondere bei Kühlanlagen eingesetzt werden können.
Aus der US-PS 39 24 972 ist eine Steuervorrichtung für Schraubenkompressoren mit variabler Fördermenge bekannt, wobei eine automatische Steuereinheit vorgesehen ist, um ein Schieberventil zu positionieren, um so die Fördermenge als Funktion von überwachten Systembedingungen zu steuern. Das US-PS Re. 29 283 bzw. die DE-OS 25 29 330 beschreibt einen Schraubenkompressor mit axial verschiebbarem Schieberventilkörper, wobei dessen Steuerung entsprechend dem Differentialdruck zwischen dem eingeschlossenen Volumen in der Kompressionskammer und dem Druck in der Auslaßleitung erfolgt. Die US-PS 40 58 988 beschreibt einen Schraubenkompressor mit gegeneinander orientierten Schieberventilen an der Saug- und der Abgabeseite der Vorrichtung, um die Fördermenge zu regeln und den Verdichterinnendruck dem Druck in der Abgabeleitung in einem Wärmepumpenkühlsystem mit geschlossenem Hauptkreislauf anzupassen.
Bekanntlich weist ein Schraubenkompressor ein feststehendes Kompressorgehäuse mit einer Niederdrucköffnung an einem Ende und einer Hochdrucköffnung am anderen Ende auf. Das Gehäuse weist eine Arbeitskammer in Form von geschlossenen Gewinden auf, die durch ein Paar paralleler, sich überschneidender Bohrungen gebildet werden, in denen zwei ineinandergreifende Schraubenrotoren drehbar gelagert sind. Der Schraubenkompressor arbeitet als Vorrichtung zum Komprimieren von Luft oder Gas, wie einem Kühlmittel, zwischen der Saug- oder Niederdruckseite und der Abgabe- oder Hochdruckseite des Schraubenkompressors.
Wegen der zunehmenden Bedeutung der Energieeinsparung sollten die Schraubenkompressoren wirtschaftlicher und zuverlässiger arbeiten, um den Wirkungsgrad zu verbessern und so Energiekosten einzusparen. Im Rahmen der Erfindung hat sich gezeigt, daß ein Schraubenkompressor mit variabler Drehzahl mit erhöhtem Wirkungsgrad nicht nur in der Weise betrieben werden kann, daß die Fördermenge durch Verändern der Drehzahl des Antriebsmotors des Kompressors variiert wird, sondern es ist auch zweckmäßig, das Volumen des in der Kompressionskammer vor der Abgabe eingeschlossenen Gases optimal als Funktion des Druckverhältnisses über den Kompressor einzustellen.
Bei einem Schraubenkompressor mit konstanter Drehzahl erhält man einen erhöhten Wirkungsgrad dadurch, daß man die Fördermenge durch Verändern des Volumens des in der Arbeitskammer vor der Kompression eingelassenen Gases variiert und das Volumen des in der Arbeitskammer vor der Abgabe eingeschlossenen Gases wie bei dem Schraubenkompressor mit variabler Drehzahl optimal einstellt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Regelung von Schraubenkompressoren anzugeben, die eine optimale Anpassung des Innendruckverhältnisses des Verdichters an die Systemparameter ermöglicht.
Die Erfindung zeichnet sich insbesondere durch die Merkmale der Patentansprüche aus.
Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für Schraubenkompressoren mit variabler Drehzahl für Kühlanlagen wird die Fördermenge durch Ändern der Drehzahl eines steuerbaren Motors, der den Kompressor antreibt, variiert, wobei das Volumen des in der Arbeitskammer vor der Abgabe eingeschlossenen Gases als Funktion des Druckverhältnisses über den Kompressor mittels der Position eines Auslaßschiebers optimal eingestellt wird.
Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung für einen Schraubenkompressor mit konstanter Drehzahl für Kühlanlagen wird die Fördermenge dadurch verändert, daß man das Volumen des in die Arbeitskammer vor der Kompression eingelassenen Gases mittels eines Schiebers verändert, wobei das Volumen des in der Kompressionskammer vor der Abgabe eingeschlossenen Gases als Funktion des Druckverhältnisses über den Kompressor optimal eingestellt wird.
Die Kühlanlage weist einen Kompressor, einen Kondensator, eine Expansionsvorrichtung sowie einen Verdampfer auf, die in einem geschlossenen Kühlkreis miteinander verbunden sind. Die Steuervorrichtung für den Schraubenkompressor mit variabler Drehzahl, der bei einer derartigen Kühlanlage eingesetzt wird, weist einen Elektromotor auf, der mit einem Drehzahlsteuersignal zum Verändern der Drehzahl des Elektromotors beaufschlagt wird, um so die Fördermenge des Schraubenkompressors zu steuern. In der Nähe der Abgabe des gekühlten Wassers aus dem Verdampfer ist ein erster Temperatursensor zur Erzeugung eines ersten Signals angeordnet. In der Steuervorrichtung ist zur Einstellung eines Temperatureinstellsignals eine Einstellvorrichtung vorgesehen. Eine erste Regeleinrichtung dient zur Kombination des Temperatursignals des gekühlten Wassers und des Temperatureinstellsignals, um ein Drehzahlsteuersignal für den Elektromotor zu erzeugen. Eine zweite Regeleinrichtung weist einen zweiten Temperatursensor auf, der in dem zweiphasigen, kondensierenden Kühlmittel angeordnet ist, um ein zweites Signal entsprechend der Temperatur des Kühlmitteldampfes zu erzeugen, das direkt proportional zum Auslaßdruck des Schraubenkompressors ist; innerhalb des Verdampfers ist ein dritter Temperatursensor angeordnet, der ein drittes Signal entsprechend der Temperatur des kochenden, zweiphasigen Kühlmittels erzeugt, wobei dieses dritte Signal direkt proportional zum Saugdruck ist. Ein Divisionsschaltkreis empfängt das zweite und das dritte Signal und erzeugt ein optimales Volumensignal. Ein dritter Schaltkreis, dem das optimale Volumensignal und ein elektrisches Signal entsprechend der tatsächlichen Position eines Schieberventilkörpers (Auslaßschieber) zugeführt wird, erzeugt ein Regeldifferenzsignal zum Steuern der Position des Schieberventilkörpers als Funktion des Druckverhältnisses über den Schraubenkompressor.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Steuervorrichtung für einen Schraubenkompressor mit konstanter Drehzahl für Kühlanlagen mit einem Kompressor, einem Kondensator, einer Expansionsvorrichtung sowie einem Verdampfer, die in einem geschlossenen Kühlkreis miteinander verbunden sind. Der Schraubenkompressor weist zusätzlich einen zweiten Schieberventilkörper als Einlaßschieber zum Regeln der Fördermenge des Schraubenkompressors auf. Ein erster Schaltkreis erzeugt ein Steuersignal zum Steuern der Position des zweiten Schieberventilkörpers. Abgesehen von diesem Unterschied stimmt der erste Schaltkreis mit dem entsprechenden Schaltkreis bei dem Schraubenkompressor mit variabler Drehzahl überein. Ein zweiter und ein dritter Schaltkreis sind vorgesehen, die mit den entsprechenden Schaltkreisen beim Schraubenkompressor mit variabler Drehzahl übereinstimmen, um die Position des ersten Schieberventilkörpers des Auslaßschiebers zu steuern, um so das tatsächliche Volumen des in der Kompressionskammer vor der Abgabe eingeschlossenen Gases als Funktion des Druckverhältnisses über den Schraubenkompressor einzustellen.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fördermengenregelungssystems für einen Schraubenkompressor mit variabler Drehzahl für eine Kühlanlage,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fördermengenregelungssystems für einen Schraubenkompressor mit konstanter Drehzahl für eine Kühlanlage,
Fig. 3 einen Längsschnitt eines Schraubenkompressors gemäß Fig. 1,
Fig. 4 einen Längsschnitt eines Schraubenkompressors, der mit dem Regelungssystem gemäß Fig. 2 eingesetzt werden kann,
Fig. 5 eine graphische Darstellung des optimalen Gasvolumens in der Kompressionskammer vor der Abgabe als Funktion des Druckverhältnisses über den Kompressor und
Fig. 6 eine graphische Darstellung des tatsächlichen Gasvolumens in der Kompressionskammer vor der Abgabe als Funktion der Position des Schieberventils.
Das in Fig. 1 dargestellte Regelungssystem weist einen Schraubenkompressor 10 auf. Das Gehäuse des Kompressors 10 (vgl. Fig. 3) weist einen zentralen Zylinder 12 auf, der zwischen Endwandabschnitten 14 und 16 angeodnet ist. Der Zylinder 12 wird durch zwei ineinandergreifende, parallele Bohrungen gebildet, in denen ein Paar ineinandergreifende Schraubenrotoren 18 und 20 drehbar angeordnet sind. Die beiden als "Männchen" und "Weibchen" bezeichneten Rotoren weisen schraubenförmige Stege und mit diesen zusammenwirkende Nuten auf und sind mittels Lagern in den Bohrungen drehbar gehaltert. Der "männliche" Rotor 18 ist mit einem Ende einer Welle 22 verbunden, die durch ein Wälzlager 24 drehbar gelagert ist. Die Lager 24 sind an dem Endwandabschnitt 16 angeordnet und sind ferner innerhalb einer Endkuppel 26 über eine Hülse 28 gehaltert. Das andere Ende der Welle 22 erstreckt sich durch die Endkuppel 26 und wird mit einem Elektromotor als Hauptantriebskraft zum Antreiben des Schraubenkompressors 10 angetrieben.
Durch Drehen des Schraubenkompressors in eine einzige Richtung wird ein Arbeitsmedium, wie ein gasförmiges Kühlmittel, durch die Saug- oder Einlaßleitung 30 innerhalb des Endwandabschnitts 14 geführt und über eine Einlaßöffnung 32 in eine Reihe von Kompressionskammern 34 abgegeben, die durch die ineinandergreifenden schraubenförmigen Stege und Nuten der zugehörigen Rotoren 18 und 20 gebildet werden. Eine Hochdruck- Auslaßöffnung 36 steht für das Arbeitsmedium in Verbindung mit den Kompressionskammern sowie mit einer Auslaßleitung 38, die in der Endkuppel 26 ausgebildet ist. Ein Auslaßschieber 40 ist vorgesehen, um das Volumen des in den Kompressionskammern vor der Abgabe eingeschlossenen Gases als eine Funktion des Druckverhältnisses über dem Kompressor einzustellen. Das Ventil 40 kann in einer sich axial erstreckenden Aussparung 42 in Längsrichtung verschoben werden, um die Menge des in der Kompressionskammer 34 vor der Abgabe eingeschlossenen Gases zu variieren. Der Ventilkörper 40 ist ferner mit dem einen Ende einer Stange 44 verbunden, und das andere Ende der Stange ist mechanisch mit einem Schiebe-Positionierungsmotor 46 (vgl. Fig. 2) verbunden, der den Ventilkörper 40 zwischen einer extremen linken und einer extremen rechten Position verschiebt. Durch Bewegen des Ventilkörpers 40 in die linke Stellung, in der die Auslaßöffnung 36 vollständig geöffnet ist, werden die Kompressionszeit abgekürzt und das Druckverhältnis zwischen der Saugseite und der Abgabeseite des Kompressors vermindert. Wenn andererseits der Ventilkörper 40 in die rechte Position bewegt wird, wobei die Auslaßöffnung 36 verschlossen wird, werden die Kompressionszeit verlängert und das Druckverhältnis erhöht. Daher kann für irgendein gegebenes oder gewünschtes Kompressionsverhältnis des Kompressors der Ventilkörper 40 variiert werden, um durch Einstellen des in der Kompressionskammer 34 eingeschlossenen Gasvolumens das Ergebnis am Abgabepunkt zu beeinflussen.
Erfindungsgemäß wird das in Fig. 1 dargestellte Fördermengenregelungssystem eingesetzt, um automatisch die Position des Schieberventilkörpers 40 als Funktion des Druckverhältnisses über dem Schraubenkompressor 10 zu regulieren, wobei die Fördermenge des Kompressors durch ein Drehzahlsteuersignal, das über eine Leitung 48 zugeführt wird, gesteuert wird. Das Steuersystem weist mehrere übliche Bauelemente eines Kühlkreises auf, beispielsweise einen Kondensator 50, dem von der Abgabeleitung 38 des Schraubenkompressors 10 über eine Leitung 52 komprimierter Kühlmitteldampf zugeführt wird. Wasser von einem nicht dargestellten Kühlturm wird über eine Leitung 54 dem Kondensator zugeführt und über eine Leitung 56 zum Kühlturm zurückgeführt. Das kondensierte, flüssige Kühlmittel vom Kondensator 50 wird über eine Leitung 58 durch eine Expansionsvorrichtung 60 und eine Leitung 62 zu einem Verdampfer 64 geführt. Das flüssige Kühlmittel vom Verdampfer 64 wird zurück zur Einlaßleitung 30 des Schraubenkompressors über die Leitung 66 geführt. Das Wasser mit höherer Temperatur von dem nicht dargestellten Gebäude oder einer anderen zu kühlenden Last wird durch die Leitung 68 zum Wärmeaustauschen mit dem flüssigen Kühlmittel in dem Verdampfer 64 zugeführt, und wird dann als gekühltes Wasser zum Gebäude über die Leitung 70 zurückgeführt.
Ein elektrischer Hauptantrieb, beispielsweise ein Induktionsmotor 72, ist über die Welle 22 mit dem Schraubenkompressor 10 verbunden. Der Motor wird von einem Wechselrichter (Inverter) 74 angetrieben, der eine Gleichspannung über eine Leitung 76 erhält, um die Amplitude der Ausgangsspannung des Wechselrichters festzulegen. Ein Gleichrichtere 78 ist zwischen einer Wechselspannungsleitung 80 und der Leitung 76 vorgesehen, der die Gleichspannung an den Wechselrichter 74 abgibt. Die Frequenz der Wechselrichter-Ausgangsspannung wird durch die Periode von Tor- oder Triggerimpulssignalen gesteuert, die über eine Leitung 82 von einem Logikkreis 83 zugeführt werden. Dieser Logikkreis, der in üblicher Weise ausgeführt sein kann, empfängt das Drehzahlsteuersignal auf der Leitung 48 und nutzt dieses Signal aus, um die Frequenz der auf der Leitung 82 zugeführten Impulse zu steuern. Bekanntlich ist die Drehzahl des Induktionsmotors 72 direkt proportional zur Frequenz der Ausgangsspannung des Wechselrichters.
Das Drehzahlsteuersignal ist eine Gleichspannung, die am Ausgang eines als integrierter Schaltkreis ausgebildeten Operationsverstärkers 84 anliegt. Ein erster Temperatursensor, beispielsweise ein Thermistor 86 ist vorgesehen, um die Temperatur des vom Verdampfer 64 abgegebenen, gekühlten Wassers festzustellen. Das die Temperatur des gekühlten Wassers wiedergebende Signal wird über eine Leitung 88 dem Invertereingang des Verstärkers 84 zugeführt. Ein Temperatureinstellsignal von einem Potentiometer 90 als Einstelleinrichtung führt zu dem gewünschten Temperatursteuerniveau, das dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 84 zugeführt wird. Ein Temperaturdifferenzsignal wird am Ausgang des Verstärkers 84 als Drehzahlsteuersignal erzeugt, um die Arbeitsfrequenz des Inverters 74 über den Logikkreis 83 und damit die Drehzahl des Motors 72 und des Schraubenkompressors 10 zur Erzielung der gewünschten Fördermenge zu regeln.
Die Position des Schieberventilkörpers 40 wird durch ein Positionierungssignal auf der Leitung 92 eines Ventilsteuerschaltkreises 94 gesteuert. Der Ventilsteuerschaltkreis 94 erhält ein erstes Eingangssignal auf der Leitung 96 von einer zweiten Sensoreinrichtung, beispielsweise einem Thermistor 98, der die Temperatur des zweiphasigen, kondensierenden Kühlmittels im Kondensator 50 ermittelt. Dieses erste Eingangssignal ist direkt proportional zum Druck P₂ an der Auslaßleitung 38 des Schraubenkompressors 10. Ein zweites Eingangssignal wird auf einer Leitung 100 dem Ventilsteuerschaltkreis 94 zugeführt, das man von einer dritten Sensoreinrichtung, beispielsweise einem Thermistor 102 erhält, die die Temperatur des zweiphasigen, kochenden Kühlmittels in dem Verdampfer 64 ermittelt. Das zweite Eingangssignal ist direkt proportional zum Druck P₁ an der Saugleitung 30 des Schraubenkompressors.
Der Ventilsteuerschaltkreis 94 weist einen Verstärker 104 auf, der das erste und das zweite Eingangssignal miteinander kombiniert, und das auf der Leitung 106 erhaltene Signal entspricht einem Druckverhältnis (P₂/P₁) über dem Schraubenkompressor. Der Verstärker 104 ist als Divisionsschaltkreis ausgebildet, um das Verhältnissignal zu erhalten. Das auf der Leitung 106 erhaltene Signal wird dem Eingang eines elektronisch speichernden Funktionsblocks 108 zugeführt, der das optimale Volumen V₂/opt des in der Kompressionskammer 34 enthaltenen Gases vor der Abgabe als Funktion des zugeführten Signals ermittelt. In Fig. 5 ist eine graphische Darstellung des Funktionsblocks 108 mit dem optimalen Volumen V₂/opt als Funktion des aus dem Verhältnis P₂/P₁ erhaltenen Signals dargestellt. Diese graphische Darstellung kann ermittelt werden, und zwar entweder theoretisch für die Kompression entlang einer isentropischen Linie oder empirisch. Das Ausgangssignal des Funktionsblocks 108 auf der Leitung 110 ist repräsentativ für das optimale Volumen V₂/opt und wird dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 112 zugeführt.
Der Steuerschaltkreis 94 empfängt ein drittes Eingangssignal, das dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 112 zugeführt wird. Dieses dritte Signal ist ein Ausgangssignal auf der Leitung 114 von einem anderen elektronisch speichernden Funktionsblock 116. Dieses Ausgangssignal entspricht dem tatsächlichen Volumen V₂/act des in der Kompressionskammer vor der Abgabe enthaltenen Gases und wird von dem Funktionsblock 116 berechnet. In Fig. 6 ist eine graphische Darstellung des Funktionsblocks 116 wiedergegeben, die sich auf das tatsächliche Volumen V₂/act als Funktion der tatsächlichen physischen Position des Schieberventilkörpers 40 bezieht. Der Operationsverstärker 112 vergleicht das optimale Volumen V₂/opt mit dem tatsächlichen Volumen V₂/act und integriert diese, um ein Differenzsignal zu erzeugen, das auf der Leitung 92 als Positionierungssignal abgegeben wird, um den Positionierungsmotor 46 zu betätigen, so daß ein Fehler der Position des Ventilkörpers 40 ausgeglichen wird. Die Funktionsblöcke 108 und 116 können aus Standard- Elektronikschaltkreisen, wie mit Hilfe von logarithmischen Verstärkern, aufgebaut sein.
Ein Potentiometer 118 ist mit einem beweglichen Arm oder Schleifer 120 versehen, der mechanisch mit der Ausgangswelle 122 des Positionierungsmotors 46 verbunden ist, der die Stange 44 antreibt, um den Ventilkörper 40 zu bewegen. Das elektrische Signal auf der Leitung 124 gibt die tatsächliche physische Position des Ventilkörpers 40 in Form eines kontinuierlichen Werts wieder. Dieses elektrische Signal wird über den Funktionsblock 116 mit dem Signal entsprechend dem optimalen Volumen V₂/opt durch den Verstärker 112 ausgewertet, um das tatsächliche Volumen des in der Kompressionskammer enthaltenen Gases zu beeinflussen.
Die Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Fördermengenregelungssystems für einen mit konstanter Drehzahl arbeitenden Schraubenkompressor, der bei einer Kühlanlage eingesetzt wird. Das Regelungssystem weist einen Schraubenkompressor 126 (vgl. insbesondere Fig. 4) auf. Bauteile in den Fig. 2 und 4, die denen in den Fig. 1 und 3 entsprechen, sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Da die Arbeitsweise und der Aufbau des Schieberventilkörpers 40 zum Regulieren des Volumens des in der Kompressionskammer vor der Abgabe enthaltenen Gases in jeder Hinsicht gleich dem in Fig. 1 und 3 sind, wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Beschreibung dieser beiden Figuren verwiesen.
Zur Fördermengenregelung weist der Schraubenkompressor 126 ferner einen zweiten Schieberventilkörper (Einlaßschieber) 128 auf, der auf der Seite der ineinandergreifenden Rotoren gegenüber dem Schieberventilkörper (Auslaßschieber) 40 angeordnet und innerhalb einer zweiten, axial sich erstreckenden Aussparung 130 in Längsrichtung verschiebbar ist. Der zweite Ventilkörper 128 ist mit dem einen Ende einer Stange 132 verbunden, deren anderes Ende mechanisch mit der Welle 134 eines zweiten Verschiebepositioniermotors 136 verbunden ist, der den Ventilkörper 128 zwischen einer extremen linken und einer extremen rechten Position bewegt, um die Fördermenge des Schraubenkompressors zu regeln. Der Schraubenkompressor ist so ausgebildet, daß bei Bewegung des Ventilkörpers 128 nach links die Fördermenge abnimmt. Wird umgekehrt der Ventilkörper 128 nach rechts bewegt, so erhöht sich die Fördermenge des Schraubenkompressors, da zunehmend mehr Arbeitsraum,, der durch die ineinandergreifenden Rotoren und die diese aufnehmenden Bohrungen definiert wird, für die Einlaßöffnung 32 zugänglich wird.
Die in Fig. 2 dargestellte Regeleinrichtung reguliert automatisch die Position des Ventilkörpers 40 zur Anpassung des Druckverhältnisses des Schraubenkompressors an die Systemparameter, während die Fördermenge des Kompressors über ein über die Leitung 138 zugeführtes Steuersignal gesteuert wird, durch das die Position des Schieberventilkörpers 128 automatisch geregelt wird. Das Steuersystem gemäß Fig. 2 weist keinen Logikkreis 83 und Inverter (Wechselrichter) 74 gemäß Fig. 1 auf, da der Kompressor mit konstanter Drehzahl betrieben wird. Daher wird die Wechselspannungsquelle direkt mit dem Motor 72 über die Leitung 80 verbunden.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Regeluung eines Schraubenkompressors für Kühlanlagen, der mit einem Kondensator (50), einer Expansionsvorrichtung (60) und einem Verdampfer (64) in einem geschlossenen Kühlkreislauf verbunden ist, und der folgende Bestandteile aufweist:
  • a) zwei ineinandergreifende Rotoren (18, 20) die Kompressionskammern (34) bilden,
  • b) einen elektrischen Hauptantrieb (72) für die Rotoren (18, 20), und
  • c) einen Auslaßschieber (40) zum Einstellen des Ist-Volumens der Kompressionskammer (34),
gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (94, 120, 116), die
  • d) ein Soll-Volumensignal entsprechend dem Soll-Volumen des vor der Abgabe in der Kompressionskammer (34) enthaltenen Gases als Funktion des Verhältnisses der Temperaturen des Kühlmittels im Kondensator und im Verdampfer erzeugt und
  • e) über ein Stellorgan (46) den Auslaßschieber (40) und damit das Ist-Volumen in der Kompressionskammer (34) entsprechend dem Soll-Volumen einstellt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (94) zwei Temperatursensoren (98 bzw. 102) zum Erzeugen zweier Temperatursignale entsprechend der Temperatur des zweiphasigen kondensierenden üÜhlmittels im Kondensator bzw. des zweiphasigen, im Verdampfer kochenden Kühlmittels aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Regeleinrichtung (84, 83, 74, 72; 84, 128) zum Regeln der Fördermenge des Schraubenkompressors vorgesehen ist, der zur Bildung der Regeldifferenz ein Ist- Temperatursignal eines Temperatursensors (86) entsprechend der Abgabetemperatur von gekühltem Wasser aus dem Verdampfer und ein Temperatureinstellsignal über eine Einstelleinrichtung (90) zugeführt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermengenregeleinrichtung die Drehzahl des Hauptantriebs (72) beeinflußt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermengenregeleinrichtung einen Einlaßschieber (128) verstellt.
DE19813123736 1980-06-16 1981-06-15 Vorrichtung zum steuern der kapazitaet von schraubenkomrpessoren, insbesondere fuer wasserkuehlanlagen Granted DE3123736A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/159,572 US4351160A (en) 1980-06-16 1980-06-16 Capacity control systems for screw compressor based water chillers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3123736A1 DE3123736A1 (de) 1982-02-25
DE3123736C2 true DE3123736C2 (de) 1993-05-27

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Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19813123736 Granted DE3123736A1 (de) 1980-06-16 1981-06-15 Vorrichtung zum steuern der kapazitaet von schraubenkomrpessoren, insbesondere fuer wasserkuehlanlagen

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4351160A (de)
JP (1) JPS5728893A (de)
AU (1) AU541730B2 (de)
CA (1) CA1161139A (de)
DE (1) DE3123736A1 (de)
ES (1) ES503042A0 (de)
FR (1) FR2484561A1 (de)
GB (1) GB2077951B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29922878U1 (de) * 1999-12-28 2001-05-10 GHH-RAND Schraubenkompressoren GmbH, 46145 Oberhausen Zweistufiger trockenlaufender Schraubenkompressor
DE4221494C2 (de) * 1992-06-29 2003-03-13 Grasso Gmbh Refrigeration Tech Förderstromänderung an einem Schraubenverdichter

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3210884A1 (de) * 1981-03-27 1982-10-14 Nippondenso Co., Ltd., Kariya, Aichi Kuehlsystem
US4548549A (en) * 1982-09-10 1985-10-22 Frick Company Micro-processor control of compression ratio at full load in a helical screw rotary compressor responsive to compressor drive motor current
GB2159980B (en) * 1982-09-10 1987-10-07 Frick Co Micro-processor control of compression ratio at full load in a helical screw rotary compressor responsive to compressor drive motor current
FR2544522B1 (fr) * 1983-04-14 1986-08-14 Zimmern Bernard Capteur de rapport de pression
DE3420144A1 (de) * 1984-05-30 1985-12-05 Loewe Pumpenfabrik GmbH, 2120 Lüneburg Regelungs- und steuerungssystem, insbes. fuer wassering-vakuumpumpen
JPH07109198B2 (ja) * 1985-02-19 1995-11-22 株式会社神戸製鋼所 スライド弁式スクリュ圧縮機の容量制御方法
US4610612A (en) * 1985-06-03 1986-09-09 Vilter Manufacturing Corporation Rotary screw gas compressor having dual slide valves
US4610613A (en) * 1985-06-03 1986-09-09 Vilter Manufacturing Corporation Control means for gas compressor having dual slide valves
SE451394B (sv) * 1986-01-31 1987-10-05 Stal Refrigeration Ab Forfarande for reglering av en rotationskompressor
DE3634512C1 (en) * 1986-10-07 1988-04-21 Mannesmann Ag Controllable rotary screw compressor
JPH0518382A (ja) * 1991-07-10 1993-01-26 Ebara Corp スクリユー形真空ポンプ
US5211026A (en) * 1991-08-19 1993-05-18 American Standard Inc. Combination lift piston/axial port unloader arrangement for a screw compresser
US5950443A (en) * 1997-08-08 1999-09-14 American Standard Inc. Compressor minimum capacity control
JP3637786B2 (ja) * 1998-09-17 2005-04-13 株式会社日立製作所 ブライン冷却装置
TW509775B (en) * 1999-08-13 2002-11-11 Tai-He Yang Multiple step driving type compressor pump driving system for use in air-conditioning and refrigeration
US6216474B1 (en) * 1999-09-27 2001-04-17 Carrier Corporation Part load performance of variable speed screw compressor
JP4147891B2 (ja) * 2002-10-16 2008-09-10 ダイキン工業株式会社 可変vi式インバータスクリュー圧縮機
DE10333400A1 (de) * 2003-07-16 2005-02-10 Bitzer Kühlmaschinenbau Gmbh Schraubenverdichter
ES2629981T3 (es) * 2007-10-01 2017-08-17 Carrier Corporation Amortiguador de pulsación para compresor de tornillo
CN101821479A (zh) * 2007-10-10 2010-09-01 开利公司 螺杆压缩机的滑阀系统
US9080797B2 (en) * 2009-05-19 2015-07-14 Carrier Corporation Variable speed compressor
TWI400415B (zh) * 2010-12-17 2013-07-01 Ind Tech Res Inst 變頻螺旋式壓縮機之可變容量與可變排氣壓力的控制方法
US9631620B2 (en) * 2011-03-11 2017-04-25 Johnson Controls Technology Company Stationary volume ratio adjustment mechanism
KR101985810B1 (ko) * 2012-10-25 2019-09-03 삼성전자주식회사 히트펌프 및 그 제어방법
CN105579709B (zh) * 2013-10-01 2018-05-04 特灵国际有限公司 具有可变速度和容积控制的旋转压缩机
DE102013020534A1 (de) 2013-12-12 2015-06-18 Gea Refrigeration Germany Gmbh Verdichter
WO2015109048A1 (en) * 2014-01-15 2015-07-23 Eaton Corporation Method of optimizing supercharger performance
EP3129719B1 (de) * 2014-04-11 2019-11-20 Trane International Inc. Hlk-systeme und -steuerungen
KR102408579B1 (ko) 2016-06-27 2022-06-14 존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니 스크류 압축기를 갖는 냉각 장치를 위한 용량 제어
CN110857690A (zh) * 2018-08-22 2020-03-03 汉钟精机股份有限公司 螺旋式压缩机

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1171291A (en) * 1965-10-12 1969-11-19 Svenska Rotor Maskiner Ab Screw Rotor Machines
US3355906A (en) * 1965-11-08 1967-12-05 Borg Warner Refrigeration system including control for varying compressor speed
JPS5641833B2 (de) * 1973-12-17 1981-09-30
US3936239A (en) * 1974-07-26 1976-02-03 Dunham-Bush, Inc. Undercompression and overcompression free helical screw rotary compressor
US3924972A (en) * 1974-10-29 1975-12-09 Vilter Manufacturing Corp Control means for a variable capacity rotary screw compressor
US4058988A (en) * 1976-01-29 1977-11-22 Dunham-Bush, Inc. Heat pump system with high efficiency reversible helical screw rotary compressor
US4052135A (en) * 1976-05-11 1977-10-04 Gardner-Denver Company Control system for helical screw compressor
US4151725A (en) * 1977-05-09 1979-05-01 Borg-Warner Corporation Control system for regulating large capacity rotating machinery
US4259845A (en) * 1979-02-08 1981-04-07 Borg-Warner Corporation Logic control system for inverter-driven motor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4221494C2 (de) * 1992-06-29 2003-03-13 Grasso Gmbh Refrigeration Tech Förderstromänderung an einem Schraubenverdichter
DE29922878U1 (de) * 1999-12-28 2001-05-10 GHH-RAND Schraubenkompressoren GmbH, 46145 Oberhausen Zweistufiger trockenlaufender Schraubenkompressor

Also Published As

Publication number Publication date
ES8204084A1 (es) 1982-04-01
AU7022981A (en) 1981-12-24
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JPS5728893A (en) 1982-02-16
GB2077951A (en) 1981-12-23
JPH0240876B2 (de) 1990-09-13
AU541730B2 (en) 1985-01-17
FR2484561A1 (fr) 1981-12-18
US4351160A (en) 1982-09-28
CA1161139A (en) 1984-01-24
GB2077951B (en) 1984-03-28
DE3123736A1 (de) 1982-02-25

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