JP2002535592A - 遠心冷却装置用の適応熱ガス・バイパス制御 - Google Patents

遠心冷却装置用の適応熱ガス・バイパス制御

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JP2002535592A
JP2002535592A JP2000593900A JP2000593900A JP2002535592A JP 2002535592 A JP2002535592 A JP 2002535592A JP 2000593900 A JP2000593900 A JP 2000593900A JP 2000593900 A JP2000593900 A JP 2000593900A JP 2002535592 A JP2002535592 A JP 2002535592A
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evaporator
ratio
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ビーバーソン，グレゴリー・ケイ
ジンダー，ハロルド・ビー
ディーツ，デニス・エル
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York International Corp
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Abstract

(57)【要約】 冷却負荷および水頭の関数として、冷却システム（１００）を自動的に制御する適応制御システムおよび方法である。制御パネル（１４０）は、冷却負荷および水頭に反応した、圧縮機（１１０）のサージングを回避するために、熱ガス・バイパス・バルブ（１３４）の動作を制御する。この制御装置および方法は、自動自己較正を可能にもする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の背景 １．発明の分野 本発明は、一般的に冷凍システムまたは冷却システムに関し、特に、遠心液体
冷却システムにおけるサージを排除または最小化するために、熱ガス・バイパス
・バルブを制御する装置および方法に関する。
【０００２】 ２．関連技術の説明 一般的に知られているように、サージすなわちサージングとは、遠心圧縮機な
どの圧縮機が低負荷かつ高圧力比で運転されているときに発生する場合がある、
不安定な状態である。これは、圧力や流れの高頻度な変動および、場合によって
は、圧縮機を通る完全な逆流によって特徴づけられる、過渡現象である。かかる
サージングは、制御されなければ、過度の振動を引き起こして、恒久的な圧縮機
の損傷につながる場合がある。また、駆動装置が電気モータである場合に、サー
ジングは過度の電力消費を引き起こす。
【０００３】 熱ガス・バイパス・フローは、低負荷または部分負荷の条件の間に、圧縮機の
サージングを回避する一助となることが一般的に知られている。冷却負荷が低下
すると、熱ガス・バイパス・フローの要求が高まる。一定の負荷条件での熱ガス
・バイパス・フローの量は、遠心圧縮機の所望の水頭圧力を含む、多数のパラメ
ータに左右される。そのため、最適な制御を提供し、所与の遠心冷却システムの
特徴に反応する、熱ガス・バイパス・フローのための制御システムを提供するこ
とが望ましい。
【０００４】 先行技術における熱ガス・バイパス・バルブ制御は、米国特許第４，２４８，
０５５号に記載されたアナログ電子回路である。この先行技術は、その出力とし
て、必要とされるバルブの開度に比例する直流電圧信号を提供する。この先行技
術の方法は、圧縮機がちょうどサージし始める２つの異なった冷却装置動作点で
の較正を必要とする。その結果、較正を行うのにかなりの時間が消費され、冷却
装置のある現場で、修理点検技術者の補助が必要となる。また、多数の用途向け
に流量の変更が必要であり、したがって、制御の度重なる較正が必要となる。先
行技術の方法の別の欠点は、サージ境界が直線であるという誤った仮定を行って
しまうことである。むしろ、サージ境界は、様々な動作条件で直線から大きく外
れる場合がある、曲線によって特徴づけられることが多い。この直線仮定の結果
、熱ガス・バイパス・バルブの開きは大きすぎたり小さすぎたりする場合がある
。バルブの開きが大きすぎることは非効率的な動作につながる場合があり、小さ
すぎることはサージ条件につながる場合がある。
【０００５】 発明の要約 本発明の利点および目的は、一部は以下の説明に記載し、一部はその説明から
明らかであり、または本発明の実施によって学習され得る。本発明の利点および
目的は、特に特許請求の範囲で指摘されている構成要件および組み合わせによっ
て実現され達成される。
【０００６】 それらの利点を達成するため、かつ本発明の目的に従って、ここに例示し広く
説明しているように、本発明に係るシステムおよび方法は、冷却された液体冷媒
が循環する、遠心圧縮機、凝縮器、予回転羽根、負荷および蒸発器を含む冷却シ
ステムのサージ制御を自動的に較正する。このシステムおよび方法は、多数の要
素を含む。まず、本発明に係るシステムおよび方法は、サージ条件の存在を感知
し、圧縮機の水頭を表す水頭パラメータを感知し、負荷を表す負荷パラメータを
感知する。第２に、本発明に係るシステムおよび方法は、サージ条件が感知され
ると、冷却システムの制御によって用いられる較正データとして、水頭パラメー
タおよび負荷パラメータを記憶する。
【０００７】 それらの利点を達成するため、かつ本発明の目的に従って、ここに例示し広く
説明しているように、本発明に係るシステムおよび方法は、冷却された液体冷媒
が循環する、遠心圧縮機、凝縮器、予回転羽根、負荷装置および蒸発器を含む冷
却システムの熱ガス・バイパス・バルブを制御する。このシステムまたは方法は
、多数の要素を含む。まず、本発明に係るシステムおよび方法は、凝縮器内の液
体冷媒の現圧力を表す現圧力を感知し、蒸発器内の液体冷媒の現圧力を表す現圧
力を感知し、予回転羽根の現在の位置を表す現位置を感知する。第２に、本発明
に係るシステムまたは方法は、現在の凝縮器圧力、現在の蒸発器圧力および現在
の羽根位置またはそれらの関数の比較、記憶された較正データに応答し、圧縮機
内のサージングを回避するように、熱ガス・バイパス・バルブの動作を制御する
。
【０００８】 この要約および以下の詳細な説明は、特許請求された発明の範囲を制限するも
のではない。何れも、他者が本発明を実施することができるように、例や説明を
提供している。詳細な説明の部分を構成する付属の図面は、本発明の一実施形態
を示しており、詳細な説明と共に、本発明の原理を説明している。
【０００９】 この明細書に組み込まれその一部を構成する付属の図面は、本発明の一実施形
態を図示しており、詳細な説明と共に、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【００１０】 好適な実施形態の説明 本発明の実施形態に関する以下の説明は、付属の図面を参照している。適切な
場合には、異なった図面中の同じ符号は同一または類似の要素を示している。
【００１１】 図１は、本発明に係る冷却システム１００およびコントロール・パネルの図で
ある。冷却システム１００は、冷媒蒸気を圧縮して、それをライン１１４を介し
て凝縮器１１２に送り出す遠心圧縮機１１０を含む。凝縮器１１２は、冷却塔１
２２に接続された入口１１８および出口１２０を有する熱交換機コイル１１６を
含む。凝縮器１１２からの凝縮液体冷媒は、ライン１２４を介して蒸発器１２６
に流れる。蒸発器１２６は、冷却負荷１３０に接続された供給ライン１２８Ｓお
よび戻りライン１２８Ｒを有する熱交換機コイル１２８を備えている。蒸発器１
２６内の蒸気冷媒は、予回転羽根（ＰＲＶ）１３３を含む吸込みライン１３２を
介して、圧縮機１１０に戻る。熱ガス・バイパス（ＨＧＢＰ）バルブ１３４は、
圧縮機１１０の出口からＰＲＶ１３３の入口へと延伸する、ライン１３６および
１３８の間に相互接続されている。
【００１２】 コントロール・パネル１４０は、ＨＧＢＰバルブ１３４を開閉するインターフ
ェイス・モジュール１４６を備えている。コントロール・パネル１４０は、アナ
ログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１４８、マイクロプロセッサ１５０、不揮発性
メモリ１４４およびインターフェイス・モジュール１４６を備えている。
【００１３】 圧力センサ１５４は、凝縮器圧力に比例する直流電圧信号１５２を生成する。
圧力センサ１６０は、蒸発器圧力に比例する直流電圧信号１６２を生成する。典
型的には、これらの信号１５２、１６２は０．５から４．５Ｖ（直流）の間にあ
る。ＰＲＶ位置センサ１５６は、ＰＲＶの位置に比例する直流電圧信号１５８を
提供するポテンシオメータである。供給ライン１２８Ｓ上の温度センサ１７０は
、供給される冷却液体の温度に比例する直流電圧信号１６８を生成する。４つの
直流電圧信号１５８、１５２、１６２および１６８はコントロール・パネル１４
０への入力であり、Ａ／Ｄ変換器１４８によって、それぞれデジタル信号に変換
される。２つの圧力、供給される冷却液体の温度およびＰＲＶ位置を表すこれら
のデジタル信号は、マイクロプロセッサ１５０への入力である。
【００１４】 以下で説明するように、マイクロプロセッサ１５０は、他の機能と同様に、ソ
フトウエアで全ての必要な計算を行い、ＨＧＢＰバルブ位置はどうすべきかを決
定する。これらの機能の１つが、圧縮機１１０のサージを電子的に検出すること
である。マイクロプロセッサ１５０は、インターフェイス・モジュール１４６を
通して熱ガス・バイパス・バルブ１３４を制御する。以下で説明するように、マ
イクロプロセッサ１５０は、不揮発性メモリ１４４内に、各サージ事象に関して
、ＰＲＶ１３３の位置および圧力比の記録もする。従来の液体冷却機システムは
、図１に示していない他の多数の特徴を含む。これらの特徴は、説明が容易にな
るように、図面を単純化するため意図的に省略してある。
【００１５】 本発明に係る方法およびシステムは、冷却装置が動作すると、サージ点を発見
することにより適応的に自己較正する。この適応熱ガス・バイパス（適応ＨＧＢ
ＰまたはＡＨＧＢＰ）プロセスは、線形近似ではなく、実際のサージ曲線を表す
サージ境界を作成する。これは、圧縮機サージが生じたときにそれを電子的に検
出し、そのサージが生じたときの圧縮機水頭と冷却装置の負荷を表す数値を、不
揮発性メモリ１４４に記憶することにより達成される。好適な実施形態において
は、これらの数値は以下で定義する制御圧力比と、各検出されたサージ条件に関
するＰＲＶ位置とを表す。このように、コントロール・パネル１４０はどこでサ
ージが生じたかを記憶し、メモリ内に記憶された値を参照することにより、将来
サージが発生することを防止するために、適切な動作を行うことができる。
【００１６】 異なったパラメータを用いて圧縮機水頭を表すことができる。たとえば、米国
特許第４，２４８，０５５号における方法は、圧縮機液体温度（ＣＬＴ）を用い
て圧縮機水頭を表している。参照することによりここに援用した米国特許第４，
２８２，７１９号によれば、圧力比はＣＬＴよりも圧縮機水頭のよい表示である
。圧力比は、凝縮器の圧力から蒸発器の圧力を減算した量を蒸発器の圧力で割っ
たものとして定義される。ＣＬＴおよび圧力比は共に、本発明の応用において用
いることができるが、この好適な方法は、圧力比を検出して用いるものである。
【００１７】 米国特許第４，２４８，０５５号によれば、蒸発器に戻る冷却水温度（ＲＣＨ
ＷＴ）と蒸発器を出る冷却水温度（ＬＣＨＷＴ）との差を用いて、冷却装置の冷
却負荷を表すことができる。本発明の最も広い態様と共にこれらのパラメータを
用いることができるが、好適な実施形態においては、本発明は予回転羽根（ＰＲ
Ｖ）位置を用いて、冷却装置の冷却負荷を表している。ＰＲＶ位置の使用は、流
れによる変動を最少にする。また、この制御は自己較正するので、全負荷が部分
的に開いた羽根に対応している適用には問題を生じないはずである。
【００１８】 好適な実施形態においては、参照することにより援用した米国特許第５，７６
４，０６２号に開示された方法およびシステムを用いて、サージ条件を検出して
いる。有効なサージ事象が発生すると、本発明のプロセスは負荷と圧縮機水頭と
のパラメータを検出し、かつ／または判断する。本発明のプロセスは、現在のＰ
ＲＶ位置を検出して決定し、現在の圧力比を計算してから、小さいマージンを引
くことが好ましい。本発明によれば、データはＰＲＶインデックス値と相対的に
まとめられている。たとえば、所与のＰＲＶ位置はゼロから１００％の百分率に
変換される。現在のＰＲＶインデックス値１は、ゼロから５％のＰＲＶ百分率を
表すことができるであろう。現在のＰＲＶインデックス値２は、５％から１０％
などのＰＲＶ百分率を表すことができるであろう。ＰＲＶインデックスを判断す
るこの方法は、代表的なものであるに過ぎない。別の好適な方法を以下で説明し
、図６に示す。
【００１９】 そして、このプロセスは全ての可能なＰＲＶインデックス値の表を利用する。
各ＰＲＶインデックスは、それと関連づけられた１つの制御圧力比を有する。図
２は、ＰＲＶインデックス対制御圧力比の、かかる表およびプロットの例を示し
ている。ＰＲＶインデックスは１から２０までの範囲にあり、記憶制御圧力比は
小文字の「ａ」から「ｔ」で表してある。図２における曲線の勾配は、一般に正
である。記憶制御圧力比は、所与のＰＲＶインデックス値に関して感知された圧
力比から、小さい事前に選択されたマージンを引いたものに対応する。この表は
不揮発性メモリ１４４に記憶されている。代替的に、この表は、サージが生ずる
条件を決定するのに有効であり得る他のデータの中に、蒸発器圧力、凝縮器圧力
、ＰＲＶ位置のような他の情報を記憶できる。
【００２０】 所与のＰＲＶ位置でサージが検出され、そのＰＲＶ位置に対応するＰＲＶイン
デックス値に制御圧力比が記憶されていない場合には、このプロセスは、現在の
圧力比から小さいマージンを引いたものを、そのＰＲＶインデックスでの記憶制
御圧力比として記憶する。小さいマージンは使用者によって定義され、コントロ
ール・パネルのキーパッドを介してプログラム可能である。
【００２１】 熱ガス・バイパス・バルブは、所与のＰＲＶインデックスでの、現在の圧力比
の周期的に感知された値と、表における記憶制御圧力比との比較に基づいて開閉
される。現圧力比が記憶制御圧力比よりも大きい場合には、ＨＧＢＰバルブ１３
４は、現在の圧力比と記憶制御圧力比との間の差に比例する（比例係数を用いる
ことにより）量だけ開かれる。これは、図２における動作点Ａに対応する。比例
係数は、コントロール・パネル１４０を介してプログラムできる。時間が経って
、現在の圧力比が上昇して、表に記憶された制御圧力比を超えた場合には、ＨＧ
ＢＰバルブ１３４はさらに開いてサージを除去する。現在の圧力比が、表におけ
る記憶制御圧力比に向けて低下すると、バルブ１３４は閉じ始める。
【００２２】 現在の圧力比が表における記憶された値に等しいか小さいならば、これは正常
動作に対応するものであるので、バルブ１３４は閉じたままである。これは、図
２における動作点Ｂに対応する。
【００２３】 図２における曲線上またはその下で動作している間に、圧縮機１１０がサージ
するようにシステムの特徴が変わった場合には、表における記憶制御圧力比は増
分的に減少する。これは、サージを停止するために、自動的にＨＧＢＰバルブ１
３４をさらに開かせる。サージ条件が一旦止まると、表に記憶された最後の値が
、そのＰＲＶインデックスと関連づけられた新たなサージ境界を表す。記憶制御
圧力比を減少させる代わりに、比例係数を増加させることが可能であり、これも
、サージを停止するために、自動的にＨＧＢＰバルブ１３４をさらに開かせる。
他の状況の下では、記憶制御圧力比を減少させるのではなく増加するのに有利に
なるように、システム特性が変化できることもあり得る。この状況においては、
当該技術分野においてよく知られた制御方法によって、記憶された制御圧力比を
適応的に増加することが可能である。
【００２４】 上記のプロセスは、冷却装置の負荷状態が変化すると継続し、したがって、自
己較正である。このように、記憶制御圧力比の表は作られて、更新および維持さ
れ、ＨＧＢＰバルブ１３４が適切な冷却装置の動作点で開閉されるように、所与
の時間にサージ境界がどこにあるかを反映する。いくつかの用途については、羽
根は部分的に開いた状態では動作しない場合があるので、この表は各ＰＲＶイン
デックスに関する制御圧力比の点を必ずしも記憶しなくてもよい。たとえば、Ｐ
ＲＶ百分率は９５から１００％に達することがなく、したがって、ＰＲＶインデ
ックス値２０は、それに関連づけられた、記憶制御圧力比を有さない場合がある
。一方、記憶制御圧力比がないＰＲＶインデックスでサージが検出された場合に
は、感知された圧力比を用いて、記憶制御圧力比が作り出される（感知された比
を若干減少させることにより）。
【００２５】 図３Ａ、図３Ｂおよび図３Ｃは、本発明に係るＡＨＧＢＰ制御プロセスのフロ
ーチャートを示している。このフローチャートおよびそれに続くフローチャート
は、以下の説明でカッコ内に入れた変数や定数を含んでいる。
【００２６】 マイクロプロセッサ１５０は、１秒間に１回ＡＨＧＢＰ制御プロセスを実行す
るが、この特定の時間期間には限定されない。ＡＨＧＢＰ制御プロセスが始まる
と、供給される冷却水１２８Ｓ温度（ＬＣＨＷＴ）の変化率（ｌｃｈｗｔ＿ｒａ
ｔｅ）の絶対値が、プログラム可能安定性限界（ｓｔａｂｉｌｉｔｙ＿ｌｉｍｉ
ｔ）と比較される（ステップ１）。温度センサ１７０はＬＣＨＷＴを計測する。
安定性限界を超えた場合には、安定性限界は、記憶制御圧力比を無効にする動的
状態を表す。ＬＣＨＷＴ率が安定性限界よりも大きくなると（ステップ１）、安
定性タイマ（ｓｔａｂｉｌｉｔｙ＿ｔｉｍｅｒ）がチェックされる（ステップ２
）。好適な実施形態においては、安定性限界は１秒当たり０．３(Ｆである。タ
イマが切れると（ステップ２）、サージが不安定なＬＣＨＷＴ状態を作り出す場
合に、制御圧力比を記憶する時間のウィンドウを作るために、サージ・ホールド
オフ・タイマ（ｓｕｒｇｅ＿ｈｏｌｄ＿ｏｆｆ＿ｔｉｍｅｒ）が始動される（ス
テップ３）。制御圧力比は、以下で説明し図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃに示したサブ
プロセスで記憶される。サージ・ホールドオフ・タイマおよび安定性タイマは、
そのサブプロセスでチェックされる。不安定な状態が消えた後に時間遅延が生じ
たと仮定するために、安定性タイマはその開始時間にリセットされる（ステップ
４）。
【００２７】 次に、現在の圧力比（ｄｐ＿ｐ）には（（凝縮器圧力／蒸発器圧力）−１）の
値が割り当てられるが、これは（（凝縮器圧力−蒸発器圧力）／蒸発器圧力）に
等しい（ステップ５）。圧力比は、正の数のみを有するはずである。したがって
、圧力比が負であれば（ステップ６）、それにはゼロの値が割り当てられる（ス
テップ７）。次に、平均圧力比（ｄｐ＿ｐａ）には過去のＮの圧力比の平均値が
割り当てられるが、これは現圧力比を含む（ステップ８）。好適な実施形態にお
いては、Ｎは１０に等しい。圧力比を平均することは、サージによる変動から生
ずる誤った値を防止する。そして、このプロセスで用いられるタイマが更新され
る（ステップ９）。タイマを更新することは、それらがゼロに達するまでそれら
の値を減少させることを伴う。
【００２８】 このＡＨＧＢＰプロセスが実行されている間は、圧縮機１１０にサージ条件が
存在するかどうかを別のサージ検出プロセスが継続的に検出する。上記のように
、サージ条件を検出する好適な方法は、米国特許第５，７６４，０６２号で説明
されている。サージ条件を検出すると、サージ検出プロセスはそのサージ条件を
「有効化」する。「有効な」あるいは「有効化された」サージは、サージ条件が
存在するときだけではなく、サージが実際に発生しているとの強い確信があると
きでもある。サージ検出プロセスが有効なサージを検出すると、変数（サージ）
をＴＲＵＥに設定することによりそれにフラッグを立てる。
【００２９】 圧縮機においてサージ条件が検出されなければ（有効化されているまたはいな
い）（ステップ１０）、ＰＲＶ位置（ｐｒｖ）は、メモリ・バッファ・ロケーシ
ョンに記憶されて（ｐｒｖ＿ｐｒｉｏｒ＿ｔｏ＿ｓｕｒｇｅ）（ステップ１１）
、サージ前のＰＲＶ位置の正確なインジケータを提供する。圧縮機においてサー
ジ条件が検出されれば（有効化されているかいないか）（ステップ１０）、この
メモリ・バッファ・ロケーションに記憶されたＰＲＶ位置は、サージ条件の初め
のままである。
【００３０】 次に、サージ遅延タイマが経過すると（ステップ１２）、サージ条件の有効性
がチェックされる（ステップ１４）。サージ遅延タイマは、現在のサージの直後
に別のサージが発生した場合に、以前に記憶された制御圧力比に上書きするのを
防ぐ。したがって、このタイマは、システムが、このプロセスによって行われる
動作を、元のサージに合わせて調節することを可能にする時間を提供する。この
タイマは以下の記載および図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃに示したサブプロセスに
おいて説明され初期化される。有効なサージが検出されれば（サージ＝ＴＲＵＥ
）、サージ前のＰＲＶ位置（ｐｒｖ＿ｐｒｉｏｒ＿ｔｏ＿ｓｕｒｇｅ）および平
均圧力比（ｄｐ＿ｐａ）の値は、一時的可変ロケーション（それぞれｐｌｏｔ＿
ｐｒｖおよびｐｌｏｔ＿ｄｐ＿ｐ）に記憶される（ステップ１５）。状態が許せ
ば、それらは記憶され、すなわち表に記憶されるが（ステップ１６）、それは以
下の記載および図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃで説明している。サージ条件（ｓｕ
ｒｇｅ＿ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）は、コントロール・パネルのユーザ・ディスプレ
イ上でこれを示すことにより確認される（ステップ１７）。そして、サージ・フ
ラッグがクリアされる（ＦＡＬＳＥ）（ステップ１８）。最後に、熱ガス・バイ
パス・バルブサブプロセスが行われるが（ステップ１９）、これは以下の記載お
よび図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃで説明している。ＨＧＢＰバルブサブプロセス
は、バルブの開閉の程度を決定する。
【００３１】 サージ遅延タイマが経過していなければ（ステップ１２）、サージ・フラッグ
はクリアされ（ＦＡＬＳＥ）（ステップ１３）、熱ガス・バイパス・バルブ・サ
ブプロセスが行われる（ステップ１９）。ＡＨＧＢＰプロセスが動作したか現在
動作していて、システムをあらゆる有効化されたサージから開放するので、サー
ジ・フラッグはクリアされる（ステップ１３および１８）。上記のサージ検出プ
ロセスは、必要であればサージ・フラッグ（ｓｕｒｇｅ）を設定する。
【００３２】 点記録サブプロセス（ステップ１６）は、図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃで説明
している。このプロセスは、有効なサージが検出されたときは常に実行する（ス
テップ１４）。このプロセスは、適切な条件が満たされた場合には、サージ前Ｐ
ＲＶ位置（ｐｌｏｔ＿ｐｒｖ）および平均圧力比（ｐｌｏｔ＿ｄｐ＿ｐ）を取っ
て、それらを図２に示したような表の中に制御パラメータとして記憶する。
【００３３】 まず、このプロセスは、システム条件が安定しており、ＬＣＨＷＴが設定点で
動作しているかをチェックする。これは、現在のＬＣＨＷＴがその設定点（ｓｅ
ｔｐｏｉｎｔ）からプラス・マイナス０．５(Ｆ以内であり、温度制御が６０秒
間安定していたか（安定性タイマ）、または新たな不安定なＬＣＨＷＴ条件の開
始から８秒以内であるか（ｓｕｒｇｅ＿ｈｏｌｄ＿ｏｆｆ＿ｔｉｍｅｒ）をチェ
ックすることにより行う（ステップ２０）。これらの条件が満たされれば、現在
のＰＲＶインデックス（ｐｒｖ＿ｉｎｄｅｘ）は、サージ事象の直前のＰＲＶ位
置に基づいた値を割り当てられる（ステップ２２）。安定性タイマ（ｓｔａｂｉ
ｌｉｔｙ＿ｔｉｍｅｒ）およびサージ・ホールドオフ・タイマ（ｓｕｒｇｅ＿ｈ
ｏｌｄ＿ｏｆｆ＿ｔｉｍｅｒ）は、上記ならびに図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃで
説明している。設定点は、コントロール・パネル１４０を介してユーザによって
プログラムされた温度である。好適な実施形態においては、設定点温度は４４(
Ｆである。ＰＲＶインデックスの計算は、以下の図６でより詳細に説明している
。
【００３４】 次に、制御圧力比が現在のＰＲＶインデックスで表に記憶されていなければ（
ｓｕｒｇｅ＿ｐｔｓ［ｐｒｖ＿ｉｎｄｅｘ］）（ステップ２３）（ゼロは、制御
圧力比が記憶されていないことを意味する）、このプロセスは、より高いＰＲＶ
インデックスで、記憶制御圧力比を検索する（ステップ２５、２６および２７）
。このプロセスは、最大ＰＲＶインデックス値（ＭＡＸ＿ＰＲＶ＿ＩＮＤＥＸ）
を超えては検索しない。好適な実施形態においては、ＰＲＶインデックスはゼロ
から最大１５までの範囲にある。
【００３５】 以前に記憶された制御圧力比を有する、より高いＰＲＶインデックスがあり、
それが一時的に記憶された平均圧力比（ｐｌｏｔ＿ｄｐ＿ｐ）未満であれば（ス
テップ２８）、このプロセスは現在のＰＲＶインデックス（ｐｒｖ＿ｉｎｄｅｘ
）での表位置に、より高いＰＲＶインデックスでの値からプログラム可能マージ
ン（ｓｕｒｇｅ＿ｍａｒｇｉｎ）を引いたものを割り当てる（ステップ３０）。
これは、好適な実施形態では、図２に示したように曲線は正の勾配を有している
はずなので、より高いＰＲＶインデックスでのあらゆる値よりも大きい値を記憶
することに対する警告としての役割を果たす。
【００３６】 以前に記憶された制御圧力比を有するより高いＰＲＶインデックスがないか（
ステップ２８）、それが一時的に記憶された平均圧力比（ｐｌｏｔ＿ｄｐ＿ｐ）
以上であれば（ステップ２８）、このプロセスは、現在のＰＲＶインデックス（
ｐｒｖ＿ｉｎｄｅｘ）での制御圧力比に、一時的に記憶された平均圧力比の値（
ｐｌｏｔ＿ｄｐ＿ｐ）からプログラム可能なマージン（ｓｕｒｇｅ＿ｍａｒｇｉ
ｎ）を引いたものを割り当てる（ステップ２９）。この記憶された制御圧力比は
、ここでは、そのＰＲＶインデックスに対応する記憶制御圧力比である。好適な
実施形態においては、プログラム可能なマージンの値は０．１から０．５の間で
ある。
【００３７】 制御圧力比が表に記憶されていれば（ステップ２３）、このプロセスはこの値
からプログラム可能なマージン（ｓｕｒｇｅ＿ｍａｒｇｉｎ）を引く（ステップ
２４）。この場合に、上記で説明したように、このプロセスは変更されたシステ
ム状態に適合し再較正している。全ての場合に、制御圧力比が有する場合がある
最小値は０．１である。実際の値が０．１未満であれば、制御圧力比には０．１
の値が割り当てられる（ステップ３１、３２）。０．１以下の平均圧力比は、普
通計算されるであろう値をはるかに下回り、ゼロが表に入れられる可能性がある
ことを防止するために、単に警告として用いられる（ゼロは、制御圧力比がその
ＰＲＶインデックスで表に入れられていないことを示しているため）。このとき
、サージ反応が必要とされ（ステップ３３）、フラッグが立てられる（ｓｕｒｇ
ｅ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅ＿ｒｅｑｕｉｒｅｄ）。すなわち、ＨＧＢＰバルブが開か
れてサージを止める必要がある。
【００３８】 ＬＣＨＷＴ条件が満たされず、温度条件が満たされなければ（ステップ２０）
、ユニットの状態が安定していないか、ＬＣＨＷＴが設定点で動作していない。
この場合に、制御値はメモリに記憶すべきではないが、サージ反応は依然として
必要とされる（上記のように、サージ反応要求フラッグとは無関係に）。したが
って、このプロセスは、プログラム可能な反応の増分（ｒｅｓｐｏｎｓｅ＿ｉｎ
ｃｒｅｍｅｎｔ）を、サージ反応（ｓｕｒｇｅ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅ）に付加する
（ステップ２１）。サージ反応は、サージを停止するためにＨＧＢＰバルブが開
く程度であり、その値は、以下の記載および図５Ａ、図５Ｂおよび図５Ｃで説明
する、ＨＧＢＰバルブ制御サブプロセスで判断される。全ての場合に、このプロ
セスは、システムがＨＧＢＰバルブ反応に反応する機会を得る前に、制御圧力比
がメモリに記憶されないように、サージ遅延タイマを設定する（ステップ３４）
。
【００３９】 ＨＧＢＰバルブ制御サブプロセス（ステップ１９）を、図５Ａ、図５Ｂおよび
図５Ｃでさらに詳細に説明する。このサブプロセスは、バルブをどれくらい開く
べきかあるいは閉じるべきかを含む、バルブ反応を判断する。３つの条件が総バ
ルブ反応に寄与する。第１の条件である設定点反応は、現在の圧力比から、現在
のＰＲＶインデックスでの制御圧力比を引いたものに比例する。第２の条件であ
るサージ反応は、サージに反応してＨＧＢＰバルブが開く程度である。この条件
は、設定点反応を含まず、正常な無サージ条件中には常にゼロに戻る。
【００４０】 第３の条件は、最小のデジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）反応である。イン
ターフェイス・モジュール１４６はＤＡＣを含み、これはＨＧＢＰバルブ１３４
への信号を制御するのに必要である。ＤＡＣには受け取ることができる最小値（
ＤＡ＿ＭＩＮ）があり、それは閉じられたＨＧＢＰバルブの位置に対応する。そ
のため、総バルブ反応は、設定点反応とサージ反応と最小ＤＡＣ反応とを足した
ものに等しい。
【００４１】 まず、ＰＲＶインデックスには、現在のＰＲＶ位置（ｐｒｖ）を示す値が割り
当てられる（ステップ３５）。ＰＲＶインデックスを割り当てることは、以下の
記載および図６でさらに詳細に説明する。ＰＲＶインデックスが以前に記憶され
た制御圧力比を含み、現在の平均圧力比がその値よりも大きければ（ステップ３
６）、設定点反応には、比例係数（ファクタ）に２つの値の差を掛けた値が割り
当てられる（ステップ３８）。換言すれば、平均圧力比と、現在のＰＲＶインデ
ックスでの記憶制御圧力比との差に比例する程度だけ、ＨＧＢＰバルブを開く反
応が生ずる。比例係数は、コントロール・パネル１４０を介してプログラム可能
であり、１０から１００の範囲にあることが好ましい。
【００４２】 制御圧力比が現在のＰＲＶインデックスに割り当てられていないか、現在の平
均圧力比が、そのＰＲＶインデックスでの記憶された値未満であるかの何れかの
場合に（ステップ３６）、設定点反応は生じないので、このプロセスはサージ反
応要件にフラッグが立てられているかどうか（ｓｕｒｇｅ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅ＿
ｒｅｑｕｉｒｅｄ）をチェックする（ステップ３７）。サージ反応が必要とされ
れば（ステップ３７）、サージ反応（ｓｕｒｇｅ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅ）は増大さ
れる（ｓｕｒｇｅ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅ＿ｉｎｃｒｅｍｅｎｔ）（ステップ３９）
。サージ反応の増分は全目盛の５％であることが好ましいが、これには限定され
ない。
【００４３】 全ての場合に、別の有効なサージが発生するまではさらにサージ反応は必要な
いので、サージ反応要求フラッグはクリアされる（ステップ４０）。サージ遅延
タイマおよびサイクル反応タイマ（ｃｙｃｌｅ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅ＿ｔｉｍｅｒ
）が切れた場合には（ステップ４１）、サージが再度発生するかどうかを判断す
るために、ＨＧＢＰバルブ制御のサージ反応部分は、ゼロに向かって事前設定量
だけゆっくりと下げられる（ｒｅｓｐｏｎｓｅ＿ｄｅｃｒｅｍｅｎｔ）（ステッ
プ４２）。サイクル反応タイマは、定期的な間隔でのバルブ動作のみを許容する
ことにより、ＨＧＢＰバルブが速く開閉しすぎることを防止する。この事前設定
量（ｒｅｓｐｏｎｓｅ＿ｄｅｃｒｅｍｅｎｔ）は全目盛の１％であることが好ま
しい。このように、ＨＧＢＰバルブ位置は、ＨＧＢＰ制御の設定点反応部分のみ
を許容することにより最適化され、最終的に定常状態でバルブが開くことに寄与
する。
【００４４】 サージ反応は負ではないはずである。したがって、サージ反応がゼロ未満であ
れば（ステップ４３）、ゼロに設定する（ステップ４４）。現在の平均圧力比が
ＰＲＶインデックス値で記憶制御圧力比以下であれば（ステップ４５）、このプ
ロセスは、ＨＧＢＰバルブがその閉じた位置にゆっくりと移動するように、設定
点反応から反応増分を引く（ステップ４６）。
【００４５】 設定点反応も負ではないはずである。したがって、設定点反応がゼロ未満であ
れば（ステップ４７）、このプロセスは設定点反応をゼロに設定する（ステップ
４８）。ＨＧＢＰバルブプロセスのこの部分が１０秒に１回ずつ実行されるよう
に、サイクル反応タイマ（ｃｙｃｌｅ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅ＿ｔｉｍｅｒ）がリセ
ットされる（ステップ４９）。
【００４６】 総バルブ反応（ｔｏｔａｌ＿ｖａｌｕｅ＿ｒｅｓｐｏｎｓｅ）は、設定点反応
とサージ反応と最小ＤＡＣ値（ＤＡ＿ＭＩＮ）とを足したものに等しい（ステッ
プ５０）。ＤＡＣは受け取ることができる最小値を有しており（ＤＡ＿ＭＩＮ）
、これは閉じたバルブ位置に対応する。最大の許容総バルブ反応は、全目盛ＤＡ
Ｃレンジ値（ＦＵＬＬ＿ＳＣＡＬＥ）に最小ＤＡＣ値を足したものである（ステ
ップ５１、５２）。そして、このプロセスは、インターフェイス・モジュール１
４６によって、必要な総バルブ反応に反応してＨＧＢＰバルブを開けるか閉じる
（ステップ６０）。
【００４７】 図６は、記憶制御圧力比に関するＰＲＶインデックス（ｐｒｖ＿ｉｎｄｅｘ）
を判断するサブプロセスのフローチャートである。ＰＲＶ値（ｐｒｖ＿ｖａｌｕ
ｅ）が４０％未満であれば（ステップ５３）、返されるインデックス値（ステッ
プ５８）は、ＰＲＶ値を４で割ったものである（ステップ５４）。ＰＲＶ値が４
０％未満ではないが（ステップ５３）、１００％未満であれば、返されるインデ
ックス（ステップ５８）は、ＰＲＶ値を１０で割って６を足したものである。Ｐ
ＲＶ値が１００％未満でなければ（ステップ５５）、返されるインデックス（ス
テップ５８）は最大許容値（ＭＡＸ＿ＰＲＶ＿ＩＮＤＥＸ）である。この好適な
実施形態においては、最大許容値は１５であり、ＰＲＶ値はゼロから１００％の
範囲にある。
【００４８】 この明細書は本発明を限定するものではない。むしろ、当業者が本発明を実施
する異なった方法を理解できるように、例や説明を提供するものである。以下の
特許請求の範囲は、本発明の真の範囲および主旨を定義している。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る冷却システムおよびコントロール・パネルの図である。
【図２】 何れも本発明に係る、制御圧力比と対応する予回転羽根位置インデックスとを
記憶する表および、表における値のプロットの図である。
【図３】 図３Ａ、３Ｂ、３Ｃは本発明に係る適応熱ガス・バイパス制御プロセスの流れ
図である。
【図４】 図４Ａ、４Ｂ、４Ｃは図２に示した表における制御圧力比を記録または記憶す
るサブプロセスの流れ図である。
【図５】 図５Ａ、５Ｂ、５Ｃは本発明に係る熱ガス・バイパス・バルブ制御サブプロセ
スに関する流れ図である。
【図６】 図２に示したＰＲＶインデックスを判断するサブプロセスに関する流れ図であ
る。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年１月８日（２００１．１．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ジンダー，ハロルド・ビー アメリカ合衆国ペンシルバニア州17402， ヨーク，クレア・レイン 835 (72)発明者 ディーツ，デニス・エル アメリカ合衆国ペンシルバニア州17366， ウィンザー，ウエスト・メイン・ストリー ト 72

Claims (44)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 冷却された液体冷媒が循環する、遠心圧縮機、凝縮器、予回
    転羽根、負荷装置および蒸発器を備えた冷却システムのサージ制御を自動的に較
    正する方法であって、 サージ条件の存在を感知するステップと、 前記圧縮機の水頭を表す水頭パラメータを感知するステップと、 前記負荷を表す負荷パラメータを感知するステップと、 前記サージ条件が感知されたときに、前記冷却システムの制御により用いられ
    る較正データとして、前記水頭パラメータおよび前記負荷パラメータを記憶する
    ステップとを含む方法。
  2. 【請求項２】 前記水頭パラメータを感知するステップは、 前記凝縮器内の前記液体冷媒の圧力を表す圧力を感知するステップと、 前記蒸発器内の前記液体冷媒の圧力を表す圧力を感知するステップと、 前記凝縮器圧力と前記蒸発器圧力との差に等しい差分圧力を計算するステップ
    と、 前記計算された差分圧力と前記蒸発器圧力との比に等しい圧力比を計算するス
    テップとを含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記負荷パラメータを感知するステップは、前記予回転羽根
    の位置を表す位置を感知するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記水頭パラメータを感知するステップは、 前記凝縮器内の前記液体冷媒の圧力を表す圧力を感知するステップと、 前記蒸発器内の前記液体冷媒の圧力を表す圧力を感知するステップと、 前記凝縮器圧力と前記蒸発器圧力との差に等しい差分圧力を計算するステップ
    と、 前記計算された差分圧力と前記蒸発器圧力との比に等しい圧力比を計算するス
    テップとを含み、前記負荷パラメータを感知するステップは、前記予回転羽根の
    位置を表す位置を感知するステップを含む、請求項１に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記水頭パラメータを記憶するステップは、 前記サージ条件が感知されたときに、前記圧力比から小さいマージンを引いて
    、記憶制御圧力比として記憶するステップと、 前記サージ条件が感知されたときに、前記対応する羽根位置を、記憶制御羽根
    位置として記憶するステップとを含む、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記冷却システムの制御は、 前記圧縮機の現在の水頭を表す現水頭パラメータを感知するステップと、 現在の負荷を表す現負荷パラメータを感知するステップと、 前記現水頭パラメータ、前記現負荷パラメータおよび前記記憶された制御較正
    データに応答して、前記圧縮機におけるサージングを回避するために、熱ガス・
    バイパス・バルブの動作を制御するステップとを含む、熱ガス・バイパス・バル
    ブを制御することを含む、請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 前記現水頭パラメータを感知するステップは、 前記凝縮器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現圧力を感知するステップと
    、 前記蒸発器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現圧力を感知するステップと
    、 前記現凝縮器圧力と前記現蒸発器圧力との差に等しい現差分圧力を計算するス
    テップと、 前記計算された現差分圧力と前記現蒸発器圧力との比に等しい現圧力比を計算
    するステップとを含む、請求項６に記載の方法。
  8. 【請求項８】 前記現負荷パラメータを感知するステップは、前記予回転羽
    根の現在の位置を表す現在位置を感知するステップを含む、請求項６に記載の方
    法。
  9. 【請求項９】 前記現水頭パラメータを感知するステップは、 前記凝縮器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現圧力を感知するステップと
    、 前記蒸発器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現圧力を感知するステップと
    、 前記現凝縮器圧力と前記現蒸発器圧力との差に等しい現在の差分圧力を計算す
    るステップと、 前記計算された現差分圧力と前記現蒸発器圧力との比に等しい現在の圧力比を
    計算するステップと、 前記予回転羽根の前記現在の位置を表す現在位置を感知するステップとを含む
    、請求項６に記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記記憶された制御較正データは、記憶された制御圧力比
    と記憶された制御羽根位置とを含み、 前記現在の圧力比が、前記現在羽根位置に等しい前記記憶された制御羽根位置
    に対応する前記記憶された制御圧力比よりも大きい場合に、前記現圧力比と前記
    記憶された制御圧力比との差に比例する量だけ、前記熱ガス・バイパス・バルブ
    を開くことを含む、請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記記憶された較正データは、記憶された制御圧力比と記
    憶された制御羽根位置とを含み、 前記現圧力比が、前記現在の羽根位置に等しい前記記憶された制御羽根位置に
    対応する前記記憶された制御圧力比に等しいまたは少ない場合に、前記熱ガス・
    バイパス・バルブを完全に閉じるステップを含む、請求項９に記載の方法。
  12. 【請求項１２】 冷却された液体冷媒が循環する、遠心圧縮機、凝縮器、予
    回転羽根および蒸発器を含む冷却システム内の熱ガス・バイパス・バルブを制御
    する方法であって、 前記凝縮器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現在の圧力を感知するステッ
    プと、 前記蒸発器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現在の圧力を感知するステッ
    プと、 前記予回転羽根の現在の位置を表す現在の羽根位置を感知するステップと、 前記現在の凝縮器圧力、前記現在の蒸発器圧力および前記現在の羽根位置に反
    応した、前記圧縮機内でのサージングを回避するために、前記熱ガス・バイパス
    ・バルブの動作を、記憶された較正データに制御するステップとを含む方法。
  13. 【請求項１３】 前記動作を制御するステップは、 前記現在の凝縮器圧力と前記現在の蒸発器圧力との差に等しい現在の差分圧力
    を計算するステップと、 前記現在の計算された差分圧力と前記現在の蒸発器圧力との比に等しい現在の
    圧力比を計算するステップとを含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】 記憶された較正データは、記憶された制御圧力比と記憶さ
    れた制御羽根位置とを含み、 前記現在の圧力比が、前記現在の羽根位置に等しい前記記憶された制御羽根位
    置に対応する、前記記憶された制御圧力比よりも大きい場合に、前記現在の圧力
    比と前記記憶された制御圧力比との差に比例する程度だけ、前記熱ガス・バイパ
    ス・バルブを開くことを含む、請求項１２に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 記憶された較正データは、記憶された制御羽根位置に対応
    する記憶された制御圧力比を含み、 前記現在の圧力比が、前記現在の羽根位置に等しい前記記憶された制御羽根位
    置に対応する前記記憶された制御圧力比に等しいか小さい場合に、前記熱ガス・
    バイパス・バルブを完全に閉じるステップを含む、請求項１２に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 冷却された液体冷媒が循環する、遠心圧縮機、凝縮器、予
    回転羽根、負荷装置および蒸発器を含む冷却システムのサージ制御を自動的に較
    正する装置であって、 サージ条件の存在を感知する手段と、 前記圧縮機の水頭を表す水頭パラメータを感知する手段と、 前記負荷を表す負荷パラメータを感知する手段と、 前記サージ条件が感知されたときに、前記冷却システムの制御により用いられ
    る較正データとして、前記水頭パラメータおよび前記負荷パラメータを記憶する
    手段とを含む装置。
  17. 【請求項１７】 前記水頭パラメータを感知する手段は、 前記凝縮器内の前記液体冷媒の圧力を表す圧力を感知する手段と、 前記蒸発器内の前記液体冷媒の圧力を表す圧力を感知する手段と、 前記凝縮器圧力と前記蒸発器圧力との差に等しい差分圧力を計算する手段と、 前記計算された差分圧力と前記蒸発器圧力との比に等しい圧力比を計算する手
    段とを含む、請求項１６に記載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記負荷パラメータを感知する手段は、前記予回転羽根の
    位置を表す位置を感知する手段を含む、請求項１６に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記水頭パラメータを感知する手段は、 前記凝縮器内の前記液体冷媒の圧力を表す圧力を感知する手段と、 前記蒸発器内の前記液体冷媒の圧力を表す圧力を感知する手段と、 前記凝縮器圧力と前記蒸発器圧力との差に等しい差分圧力を計算する手段と、 前記計算された差分圧力と前記蒸発器圧力との比に等しい圧力比を計算する手
    段とを含み、前記負荷パラメータを感知する手段は、前記予回転羽根の位置を表
    す位置を感知する手段を含む、請求項１６に記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記水頭パラメータを記憶する手段は、 前記サージ条件が感知されたときに、前記圧力比から小さいマージンを引いた
    ものを、記憶制御圧力比として記憶する手段と、 前記サージ条件が感知されたときに、前記対応する羽根位置を、記憶制御羽根
    位置として記憶する手段とを含む、請求項１９に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 前記冷却システムの制御は、 前記圧縮機の現在の水頭を表す現水頭パラメータを感知する手段と、 現在の負荷を表す現負荷パラメータを感知する手段と、 前記現水頭パラメータ、前記現負荷パラメータおよび前記記憶された制御較正
    データに応答して前記圧縮機におけるサージングを回避するために、熱ガス・バ
    イパス・バルブの動作を制御する手段とを含む、熱ガス・バイパス・バルブを制
    御する手段を含む、請求項１６に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 前記現在の水頭パラメータを感知する手段は、 前記凝縮器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現圧力を感知する手段と、 前記蒸発器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現圧力を感知する手段と、 前記現在の凝縮器圧力と前記現在の蒸発器圧力との差に等しい現在の差分圧力
    を計算する手段と、 前記計算された現差分圧力と前記現蒸発器圧力との比に等しい現在の圧力比を
    計算する手段とを含む、請求項２１に記載の装置。
  23. 【請求項２３】 前記現負荷パラメータを感知する手段は、前記予回転羽根
    の現在の位置を表す現在位置を感知する手段を含む、請求項２１に記載の装置。
  24. 【請求項２４】 前記現水頭パラメータを感知する手段は、 前記凝縮器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現圧力を感知する手段と、 前記蒸発器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現圧力を感知する手段と、 前記現凝縮器圧力と前記現蒸発器圧力との差に等しい現在の差分圧力を計算す
    る手段と、 前記計算された現差分圧力と前記現蒸発器圧力との比に等しい現在の圧力比を
    計算する手段と、 前記予回転羽根の現在の位置を表す現在位置を感知する手段とを含む、請求項
    ２１に記載の装置。
  25. 【請求項２５】 前記記憶された制御較正データは、記憶された制御圧力比
    と記憶された制御羽根位置とを含み、 前記現在の圧力比が、前記現在の羽根位置に等しい前記記憶された制御羽根位
    置に対応する前記記憶された制御圧力比よりも大きい場合に、前記現在の圧力比
    と前記記憶された制御圧力比との差に比例する程度だけ、前記熱ガス・バイパス
    ・バルブを開く手段を含む、請求項２４に記載の装置。
  26. 【請求項２６】 前記記憶された較正データは、記憶された制御圧力比と記
    憶された制御羽根位置とを含み、 前記現在の圧力比が、前記現在の羽根位置に等しい前記記憶された制御羽根位
    置に対応する、前記記憶された制御圧力比以下である場合に、前記熱ガス・バイ
    パス・バルブを完全に閉じる手段を含む、請求項２４に記載の装置。
  27. 【請求項２７】 冷却された液体冷媒が循環する、遠心圧縮機、凝縮器、予
    回転羽根および蒸発器を含む冷却システム内の熱ガス・バイパス・バルブを制御
    する装置であって、 前記凝縮器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現圧力を感知する手段と、 前記蒸発器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現圧力を感知する手段と、 前記予回転羽根の現在の位置を表す現在の羽根位置を感知する手段と、 前記現在の凝縮器圧力、前記現在の蒸発器圧力および前記現在の羽根位置に応
    答して前記圧縮機内でのサージングを回避するために、前記熱ガス・バイパス・
    バルブの動作を記憶された較正データに制御する手段とを含む装置。
  28. 【請求項２８】 前記動作を制御する手段は、 前記現在の凝縮器圧力と前記現在の蒸発器圧力との差に等しい現在の差分圧力
    を計算する手段と、 前記現在の計算された差分圧力と前記現在の蒸発器圧力との比に等しい現在の
    圧力比を計算する手段とを含む、請求項２７に記載の装置。
  29. 【請求項２９】 記憶された較正データは、記憶された制御圧力比と記憶さ
    れた制御羽根位置とを含み、 前記現在の圧力比が、前記現在の羽根位置に等しい前記記憶された制御羽根位
    置に対応する前記記憶された制御圧力比よりも大きい場合に、前記現在の圧力比
    と前記記憶された制御圧力比との差に比例する量だけ、前記熱ガス・バイパス・
    バルブを開く手段を含む、請求項２７に記載の装置。
  30. 【請求項３０】 記憶された較正データは、記憶された制御羽根位置に対応
    する記憶された制御圧力比を含み、 前記現在の圧力比が、前記現在の羽根位置に等しい前記記憶された制御羽根位
    置に対応する前記記憶された制御圧力比に等しいか小さい場合に、前記熱ガス・
    バイパス・バルブを完全に閉じる手段を含む、請求項２７に記載の装置。
  31. 【請求項３１】 冷却された液体冷媒が循環する、遠心圧縮機、凝縮器、予
    回転羽根、熱ガス・バイパス・バルブおよび蒸発器を含む冷却システムであって
    、 前記凝縮器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現圧力を感知する手段と、 前記蒸発器内の前記液体冷媒の現在の圧力を表す現圧力を感知する手段と、 前記予回転羽根の現在の位置を表す現在位置を感知する手段と、 前記現在の凝縮器圧力、前記現在の蒸発器圧力および前記現在の羽根位置ある
    いはそれらの関数の比較に応答して前記圧縮機内でのサージングを回避するため
    に、前記熱ガス・バイパス・バルブの動作を、記憶された較正データに制御する
    手段とを含む装置。
  32. 【請求項３２】 前記動作を制御する手段は、 前記現在の凝縮器圧力と前記現在の蒸発器圧力との差に等しい現在の差分圧力
    を計算する手段と、 前記計算された現差分圧力と前記現在の蒸発器圧力との比に等しい現在の圧力
    比を計算する手段とを含む、請求項３１に記載の装置。
  33. 【請求項３３】 記憶された較正データは、記憶された制御圧力比と記憶さ
    れた制御羽根位置とを含んでおり、 前記現在の圧力比が、前記現在の羽根位置に等しい前記記憶された制御羽根位
    置に対応する、前記記憶された制御圧力比よりも大きい場合に、前記現在の圧力
    比と前記記憶された制御圧力比との差に比例する量だけ、前記熱ガス・バイパス
    ・バルブを開く手段を含む、請求項３１に記載の装置。
  34. 【請求項３４】 記憶された較正データは、記憶された制御羽根位置に対応
    する記憶された制御圧力比を含み、 前記現在の圧力比が、前記現在の羽根位置に等しい前記記憶された制御羽根位
    置に対応する、前記記憶された制御圧力比以下である場合に、前記熱ガス・バイ
    パス・バルブを完全に閉じる手段を含む、請求項３１に記載の装置。
  35. 【請求項３５】 遠心圧縮機、凝縮器、予回転羽根、１つまたは複数の冷媒
    流制御装置および蒸発器を含む冷却システム内の冷媒の流れを制御する方法であ
    って、 前記凝縮器内の前記冷媒の既存圧力を表す圧力を感知するステップと、 前記蒸発器内の前記冷媒の既存圧力を表す圧力を感知するステップと、 前記予回転羽根の既存位置を表す位置を感知するステップと、 前記感知された圧力、前記感知された蒸発器圧力および前記感知された羽根位
    置に応答して前記圧縮機内におけるサージングを回避するために、前記１つまた
    は複数の流量制御装置を用いて、前記冷却システムの１つまたは複数の場所にお
    いて前記冷媒の流れを制御するステップとを含む方法。
  36. 【請求項３６】 前記冷媒の流れを制御するステップは、 前記感知された凝縮器圧力と前記感知された蒸発器圧力との差に等しい差分圧
    力を計算するステップと、 前記感知された計算された差分圧力と前記感知された蒸発器圧力との比に等し
    い圧力比を計算するステップとを含む、請求項３５に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 遠心圧縮機、凝縮器、予回転羽根、１つまたは複数の冷媒
    流制御装置および蒸発器を含む冷却システム内の冷媒の流れを制御する方法であ
    って、 前記圧縮機の既存水頭を表す水頭パラメータを感知するステップと、 前記予回転羽根の既存位置を表す羽根位置を感知するステップと、 前記感知された水頭パラメータおよび前記感知された羽根位置に応答して前記
    圧縮機内におけるサージングを回避するために、前記１つまたは複数の流れ制御
    装置を用いて、前記冷却システムの１つまたは複数の場所において前記冷媒の流
    れを制御するステップとを含む方法。
  38. 【請求項３８】 前記現在の水頭パラメータを感知するステップは、 前記凝縮器内の前記冷媒の既存圧力を表す圧力を感知するステップと、 前記蒸発器内の前記冷媒の既存圧力を表す圧力を感知するステップとを含む、
    請求項３７に記載の方法。
  39. 【請求項３９】 前記現在の水頭パラメータを感知するステップは、 前記感知された凝縮器圧力と前記感知された蒸発器圧力との差に等しい差分圧
    力を計算するステップと、 前記計算された差分圧力と前記感知された蒸発器圧力との比に等しい圧力比を
    計算するステップとを含む、請求項３８に記載の方法。
  40. 【請求項４０】 遠心圧縮機、凝縮器、予回転羽根、１つまたは複数の冷媒
    流制御装置および蒸発器を含む冷却システム内の冷媒の流れを制御する装置であ
    って、 前記圧縮機内の前記冷媒の既存圧力を表す圧力を感知する手段と、 前記蒸発器内の前記冷媒の既存圧力を表す圧力を感知する手段と 前記予回転羽根の既存位置を表す位置を感知する手段と、 前記感知された圧力、前記感知された蒸発器圧力および前記感知された羽根位
    置に応答して前記圧縮機内におけるサージングを回避するために、前記１つまた
    は複数の流量制御装置を用いて、前記冷却システムの１つまたは複数の場所にお
    いて前記冷媒の流れを制御する手段とを含む装置。
  41. 【請求項４１】 前記冷媒の流れを制御する手段は、 前記感知された凝縮器圧力と前記感知された蒸発器圧力との差に等しい差分圧
    力を計算する手段と、 前記感知された計算された差分圧力と前記感知された蒸発器圧力との比に等し
    い圧力比を計算する手段とを含む、請求項３５に記載の装置。
  42. 【請求項４２】 遠心圧縮機、凝縮器、予回転羽根、１つまたは複数の冷媒
    流制御装置および蒸発器を含む冷却システム内の冷媒の流れを制御する装置であ
    って、 前記圧縮機の既存水頭を表す水頭パラメータを感知する手段と、 前記予回転羽根の既存位置を表す羽根位置を感知する手段と、 前記感知された水頭パラメータおよび前記感知された羽根位置に応答して前記
    圧縮機内におけるサージングを回避するために、前記１つまたは複数の流れ制御
    装置を用いて、前記冷却システムの１つまたは複数の場所において前記冷媒の流
    れを制御する手段とを含む装置。
  43. 【請求項４３】 前記現在の水頭パラメータを感知する手段は、 前記凝縮器内の前記冷媒の既存圧力を表す圧力を感知する手段と、 前記蒸発器内の前記冷媒の既存圧力を表す圧力を感知する手段とを含む、請求
    項３７に記載の装置。
  44. 【請求項４４】 前記現在の水頭パラメータを感知する手段は、 前記感知された凝縮器圧力と前記感知された蒸発器圧力との差に等しい差分圧
    力を計算する手段と、 前記計算された差分圧力と前記感知された蒸発器圧力との比に等しい圧力比を
    計算する手段とを含む、請求項３８に記載の装置。
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