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.
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 |
Family
ID=22573121
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)
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)
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)
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 |
-
1980
- 1980-06-16 US US06/159,572 patent/US4351160A/en not_active Expired - Lifetime
-
1981
- 1981-05-05 CA CA000376859A patent/CA1161139A/en not_active Expired
- 1981-05-07 AU AU70229/81A patent/AU541730B2/en not_active Ceased
- 1981-05-12 GB GB8114422A patent/GB2077951B/en not_active Expired
- 1981-06-12 FR FR8111625A patent/FR2484561A1/fr active Granted
- 1981-06-15 DE DE19813123736 patent/DE3123736A1/de active Granted
- 1981-06-15 ES ES503042A patent/ES503042A0/es active Granted
- 1981-06-16 JP JP9293781A patent/JPS5728893A/ja active Granted
Cited By (2)
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 |
ES503042A0 (es) | 1982-04-01 |
FR2484561B1 (de) | 1985-01-04 |
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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