JP2024039765A - Turbo refrigerator, refrigerator control device, control method for turbo refrigerator, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、ターボ冷凍機、冷凍機制御装置、ターボ冷凍機の制御方法、プログラムに関する。 The present disclosure relates to a centrifugal chiller, a chiller control device, a centrifugal chiller control method, and a program.
特許文献1には、冷媒ガスを圧縮するターボ圧縮機と、ターボ圧縮機を通る冷媒ガスの容量を制御する吸入容量制御部と、を備えているターボ冷凍機が開示されている。特許文献1に開示されたターボ冷凍機では、ターボ圧縮機を起動させるとき、吸入容量制御部を目標開度に設定している。このような吸入容量制御部の目標開度への設定は、ターボ冷凍機の起動時に、ターボ圧縮機の油タンク内の潤滑油に溶けている冷媒がフォーミングを起こし、油上がりを抑制することを目的として行われている。 Patent Document 1 discloses a turbo chiller that includes a turbo compressor that compresses refrigerant gas and a suction capacity control section that controls the capacity of the refrigerant gas that passes through the turbo compressor. In the turbo chiller disclosed in Patent Document 1, when starting the turbo compressor, the suction capacity control section is set to a target opening degree. Setting the target opening degree of the suction capacity control unit in this manner prevents the refrigerant dissolved in the lubricating oil in the oil tank of the turbo compressor from forming when the turbo chiller is started, thereby suppressing oil drainage. It is done for a purpose.
ところで、ターボ冷凍機においては、起動時にターボ圧縮機に吸い込む冷媒ガスによる負荷が大きい場合、ターボ圧縮機を駆動する電動機の起動電流、起動時間が増大する。このため、ターボ冷凍機の起動時には、ターボ圧縮機における冷媒ガスの入口に設けたベーンの開度を小さくし、冷媒ガスの吸い込み流量を制限することが行われている。
しかしながら、起動時にターボ圧縮機に吸い込まれる冷媒ガスの流量は、起動時における冷媒の密度等の冷媒の状態によって変動し得る。このため、当初設定したベーンの開度のままでは、ターボ圧縮機の起動時における冷媒ガスの状態にマッチせず、ターボ圧縮機の起動不良に繋がるという問題がある。
特許文献1に記載のターボ冷凍機は、このような問題を解決するものではない。
By the way, in a turbo chiller, if the load due to the refrigerant gas sucked into the turbo compressor at the time of startup is large, the startup current and startup time of the electric motor that drives the turbo compressor increase. For this reason, when starting up the turbo chiller, the opening degree of the vane provided at the inlet of the refrigerant gas in the turbo compressor is reduced to limit the flow rate of the refrigerant gas sucked in.
However, the flow rate of the refrigerant gas sucked into the turbo compressor at startup may vary depending on the state of the refrigerant, such as the density of the refrigerant at the time of startup. For this reason, there is a problem in that if the opening degree of the vane remains as it is initially set, it does not match the state of the refrigerant gas at the time of startup of the turbo compressor, leading to a startup failure of the turbo compressor.
The turbo chiller described in Patent Document 1 does not solve such problems.
本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、起動時における冷媒ガスの状態に関わらず、起動性を高めることができるターボ冷凍機、冷凍機制御装置、ターボ冷凍機の制御方法、プログラムを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and includes a turbo chiller, a chiller control device, and a turbo chiller control device that can improve startup performance regardless of the state of refrigerant gas at the time of startup. The purpose is to provide methods and programs.
上記課題を解決するために、本開示に係るターボ冷凍機は、冷媒ガスを圧縮するターボ圧縮機と、前記ターボ圧縮機に吸入される前記冷媒ガスの流量を調整可能なベーンと、前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを熱交換により放熱させて凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁によって膨張された液冷媒を熱交換により吸熱させて蒸発させる蒸発器と、冷凍機制御装置と、を備え、前記冷凍機制御装置は、前記ターボ冷凍機の起動に際し、少なくとも前記冷媒ガスの状態量を取得する取得部と、取得された前記状態量に基づき、前記ベーンの開度を決定する開度決定部と、決定された前記開度に基づき、前記ベーンの開度を制御する開度制御部と、を備える。 In order to solve the above problems, a turbo chiller according to the present disclosure includes: a turbo compressor that compresses refrigerant gas; a vane that can adjust the flow rate of the refrigerant gas sucked into the turbo compressor; a condenser that radiates heat and condenses the refrigerant gas compressed by the machine through heat exchange, an expansion valve that expands the liquid refrigerant led from the condenser, and a liquid refrigerant expanded by the expansion valve that absorbs heat through heat exchange. an evaporator for evaporating the refrigerant gas, and a refrigerator control device; The present invention includes an opening degree determining section that determines the opening degree of the vane based on a state quantity, and an opening degree control section that controls the opening degree of the vane based on the determined opening degree.
本開示に係る冷凍機制御装置は、冷媒ガスを圧縮するターボ圧縮機と、前記ターボ圧縮機に吸入される前記冷媒ガスの流量を調整可能なベーンと、前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを熱交換により放熱させて凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁によって膨張された液冷媒を熱交換により吸熱させて蒸発させる蒸発器と、を備えたターボ冷凍機の冷凍機制御装置であって、前記ターボ冷凍機の起動に際し、少なくとも前記冷媒ガスの状態量を取得する取得部と、取得された前記状態量に基づき、前記ベーンの開度を決定する開度決定部と、決定された前記開度に基づき、前記ベーンの開度を制御する開度制御部と、を備える。 A refrigerator control device according to the present disclosure includes a turbo compressor that compresses refrigerant gas, a vane that can adjust the flow rate of the refrigerant gas sucked into the turbo compressor, and a refrigerant gas compressed by the turbo compressor. a condenser that radiates heat through heat exchange and condenses it; an expansion valve that expands liquid refrigerant led from the condenser; and an evaporator that absorbs heat and evaporates the liquid refrigerant expanded by the expansion valve through heat exchange. A refrigerating machine control device for a centrifugal chiller, comprising: an acquisition unit that acquires at least a state quantity of the refrigerant gas when starting the centrifugal chiller; The vane includes an opening degree determination section that determines the opening degree, and an opening degree control section that controls the opening degree of the vane based on the determined opening degree.
本開示に係るターボ冷凍機の制御方法は、冷媒ガスを圧縮するターボ圧縮機と、前記ターボ圧縮機に吸入される前記冷媒ガスの流量を調整可能なベーンと、前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを熱交換により放熱させて凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁によって膨張された液冷媒を熱交換により吸熱させて蒸発させる蒸発器と、を備えたターボ冷凍機の制御方法であって、前記ターボ冷凍機の起動に際し、少なくとも前記冷媒ガスの状態量を取得し、取得された前記状態量に基づき、前記ベーンの開度を決定し、決定された前記開度に基づき、前記ベーンの開度を制御する。 A method for controlling a turbo chiller according to the present disclosure includes: a turbo compressor that compresses refrigerant gas; a vane that can adjust the flow rate of the refrigerant gas taken into the turbo compressor; A condenser that radiates heat from refrigerant gas through heat exchange and condenses it; an expansion valve that expands liquid refrigerant led from the condenser; and evaporation that absorbs heat and evaporates the liquid refrigerant expanded by the expansion valve. A control method for a centrifugal chiller, comprising: acquiring at least a state quantity of the refrigerant gas when starting the centrifugal chiller; and controlling the opening degree of the vane based on the obtained state quantity. The opening degree of the vane is controlled based on the determined opening degree.
本開示に係るプログラムは、冷媒ガスを圧縮するターボ圧縮機と、前記ターボ圧縮機に吸入される前記冷媒ガスの流量を調整可能なベーンと、前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを熱交換により放熱させて凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、前記膨張弁によって膨張された液冷媒を熱交換により吸熱させて蒸発させる蒸発器と、を有するターボ冷凍機が備えるコンピュータに、前記ターボ冷凍機の起動に際し、少なくとも前記冷媒ガスの状態量を取得する手順、取得された前記状態量に基づき、前記ベーンの開度を決定する手順、決定された前記開度に基づき、前記ベーンの開度を制御する手順、を実行させる。 A program according to the present disclosure includes a turbo compressor that compresses refrigerant gas, a vane that can adjust the flow rate of the refrigerant gas sucked into the turbo compressor, and a heat exchanger for the refrigerant gas compressed by the turbo compressor. a condenser that radiates heat and condenses it; an expansion valve that expands liquid refrigerant led from the condenser; and an evaporator that absorbs heat and evaporates the liquid refrigerant expanded by the expansion valve through heat exchange. A computer provided in the centrifugal chiller is configured to determine, upon startup of the centrifugal chiller, at least a procedure for acquiring the state quantity of the refrigerant gas, a procedure for determining the opening degree of the vane based on the acquired state quantity. A procedure for controlling the opening degree of the vane is executed based on the opening degree.
本開示のターボ冷凍機、冷凍機制御装置、ターボ冷凍機の制御方法、プログラムによれば、起動時における冷媒ガスの状態に関わらず、起動性を高めることができる。 According to the turbo chiller, the chiller control device, the centrifugal chiller control method, and the program of the present disclosure, startup performance can be improved regardless of the state of refrigerant gas at the time of startup.
以下、添付図面を参照して、本開示によるターボ冷凍機、冷凍機制御装置、ターボ冷凍機の制御方法、プログラムを実施するための形態を説明する。しかし、本開示はこの実施形態のみに限定されるものではない。
(ターボ冷凍機の全体構成)
図1に示すように、ターボ冷凍機1は、冷媒ガスを圧縮するターボ圧縮機3と、凝縮器5と、膨張弁7と、蒸発器9と、冷凍機制御装置100と、を主に備えている。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a turbo chiller, a chiller control device, a control method for a centrifugal chiller, and a mode for implementing a program according to the present disclosure will be described. However, the present disclosure is not limited to this embodiment.
(Overall configuration of turbo chiller)
As shown in FIG. 1, the turbo refrigerator 1 mainly includes a turbo compressor 3 that compresses refrigerant gas, a
凝縮器5は、ターボ圧縮機3によって圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮する。凝縮器5は、ターボ圧縮機3によって圧縮された冷媒ガスを、冷却水との熱交換により放熱させて凝縮させる。凝縮器5としては、シェルアンドチューブ型やプレート型等の熱交換器を例示することができる。
The
膨張弁7は、凝縮器5で凝縮された液冷媒を膨張させる。膨張弁7は、例えば電動式であり、冷凍機制御装置100によって開度が任意に設定される。
The
蒸発器9は、膨張弁7によって膨張された液冷媒を蒸発させる。蒸発器9は、膨張弁7によって膨張された液冷媒を、冷却対象となる水等との熱交換により吸熱させて蒸発させる。蒸発器9としては、シェルアンドチューブ型やプレート型等の熱交換器を例示することができる。
The
ターボ圧縮機3は、遠心式圧縮機であり、インバータ(図示無し)によって回転数制御された電動機11によって駆動される。インバータは、冷凍機制御装置100によってその出力が制御される。ターボ圧縮機3は、回転軸3b周りに回転する羽根車3aを備えている。回転軸3bには、増速機15を介して電動機11から回転動力が伝達される。回転軸3bは、軸受3cによって、回転軸3bの中心軸回りに回転自在に支持されている。ターボ圧縮機3は、ターボ圧縮機3のハウジング(図示無し)内に吸い込んだ冷媒ガスを、回転軸3b周りに回転する羽根車3aによって圧縮し、凝縮器5へと吐出する。
なお、ターボ圧縮機3は、増速機15を具備しない態様(例えば、電動機直結型)であってもよい。
The turbo compressor 3 is a centrifugal compressor, and is driven by an
Note that the turbo compressor 3 may be of a mode that does not include the speed increaser 15 (for example, a type that is directly connected to an electric motor).
ターボ圧縮機3の冷媒吸入口には、ベーン13(いわゆるインレットガイドベーン:IGV)が設けられている。ベーン13は、モータ等を備えた開度調整機構17により、冷媒吸入口の開度を調整可能とされている。ベーン13の開度を調整することで、冷媒吸入口における、ターボ圧縮機3に吸入される冷媒の流量が調整される。
A vane 13 (so-called inlet guide vane: IGV) is provided at the refrigerant suction port of the turbo compressor 3. The opening degree of the refrigerant suction port of the
冷凍機制御装置100は、ターボ冷凍機1の各部の動作を制御する。本実施形態において、冷凍機制御装置100は、ターボ冷凍機1の起動に際し、開度調整機構17を制御することで、ベーン13の開度を制御する。
蒸発器9の出口側には、圧力センサ120が設けられている。圧力センサ120は、蒸発器9の出口側における冷媒ガスの圧力を検出する。圧力センサ120は、冷媒ガスの圧力の検出結果を、冷凍機制御装置100に出力する。
A
図2は、上記ターボ冷凍機の冷凍機制御装置の機能構成を示すブロック図である。
冷凍機制御装置100は、CPU(Central Processing Unit)、揮発性および不揮発性の記憶装置、入出力装置、通信装置等を備えたコンピュータと、コンピュータの周辺回路や周辺装置等を含むハードウェアを用いて構成することができる。図2に示すように、冷凍機制御装置100は、ハードウェアと、コンピュータが実行するプログラム等のソフトウェアとの組み合わせから構成される機能的構成として、取得部101と、開度決定部102と、開度制御部103と、記憶部105と、を備える。
FIG. 2 is a block diagram showing the functional configuration of the refrigerator control device for the centrifugal refrigerator.
The
取得部101は、ターボ冷凍機1の起動に際して必要なベーン13の開度(以下、これを必要ベーン開度と称する)を決定するために必要な情報を取得する。
取得部101は、ターボ圧縮機3の機器情報を取得する。ターボ圧縮機3の機器情報としては、例えば、ターボ圧縮機3の型式、使用される冷媒の種類、ベーン13の形状等が例示できる。
ターボ圧縮機3の機器情報は、オペレータが、冷凍機制御装置100に対して、外部から入力してもよいし、ターボ圧縮機3の機器情報を記憶した外部の記憶装置等から取得してもよい。
The
The
The equipment information of the turbo compressor 3 may be input into the
また、取得部101は、必要ベーン開度を決定するために必要な情報として、ターボ冷凍機1の起動時(起動直前)における状態情報を取得する。取得部101は、状態情報として、少なくとも冷媒ガスの状態量を取得する。本実施形態では、取得部101は、冷媒ガスの状態量として、ターボ圧縮機3に吸入される冷媒ガスの圧力を取得する。取得部101は、ターボ圧縮機3に吸入される冷媒ガスの圧力として、圧力センサ120で検出された、蒸発器9の出口側における冷媒ガスの圧力の検出結果を取得する。取得部101は、冷媒ガスの状態量として、ターボ圧縮機3に吸入される冷媒ガスの温度を取得するようにしてもよい。
The
さらに、取得部101は、状態情報として、ターボ冷凍機1の定常運転時における、ターボ圧縮機3の使用回転数を取得する。使用回転数は、例えば、オペレータが、冷凍機制御装置100に対して、外部から入力してもよいし、ターボ冷凍機1の起動に際して、予め外部から冷凍機制御装置100に設定され、記憶部105に記憶された使用回転数の値を取得してもよい。
Further, the
記憶部105は、取得部101で取得した機器情報、状態情報等を記憶している。
The
開度決定部102は、取得部101により取得された機器情報、及び状態情報に基づき、ターボ冷凍機1を起動する際のベーン13の必要ベーン開度を決定する。
開度制御部103は、開度決定部102で決定された必要ベーン開度に基づき、開度調整機構17を制御することで、ベーン13の開度を制御する。
The
The
(ターボ冷凍機の制御方法)
図3は、本開示の実施形態に係るターボ冷凍機の制御方法の手順を示すフローチャートである。
図3に示すように、ターボ冷凍機1を起動するに際しては、まず、取得部101が、ターボ圧縮機3の機器情報を取得する(ステップS10)。取得部101は、ターボ圧縮機3の機器情報として、例えば、ターボ圧縮機3の型式、使用される冷媒の種類、ベーン13の形状等を、記憶部105から読み出して取得する。より具体的には、取得部101は、ベーン13の形状等に基づいて予め設定されている、ベーン13の許容前後差圧ΔPsbを取得する。ベーン13の許容前後差圧ΔPsbとは、予め設定される、ベーン13における冷媒ガスの吸い込み方向上流側と下流側との差圧の許容値である。また、取得部101は、ターボ圧縮機3の型式に応じて予め設定されている、許容前後差圧ΔPsbの補正値Kを取得する。また、取得部101は、使用される冷媒の種類毎に予め設定されている、冷媒の圧力(又は温度)と、冷媒の密度ρとの相関を示す関数(計算式)を取得する。この関数は、冷媒の物性値データベース(例えば、アメリカ国立標準技術研究所(NIST)によるREFPROP)に基づき、冷媒の(飽和)圧力-(飽和)温度-密度の情報を取得し、そのデータから近似式を作成することで得られる。
(Control method of turbo chiller)
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure of a method for controlling a centrifugal chiller according to an embodiment of the present disclosure.
As shown in FIG. 3, when starting the turbo chiller 1, the
続いて、取得部101が、ターボ冷凍機1の起動時(起動直前)における状態情報を取得する(ステップS20)。取得部101は、状態情報として、圧力センサ120で検出された、蒸発器9の出口側における冷媒ガスの圧力の検出結果を取得する。また、取得部101は、状態情報として、ターボ冷凍機1の定常運転時における、ターボ圧縮機3の使用回転数を取得する。
Subsequently, the
次いで、開度決定部102が、ステップS10で取得された機器情報と、ステップS20で取得された状態情報とに基づいて、ターボ圧縮機3を起動させる際のベーン13の開度として、必要ベーン開度を決定する(ステップS30)。本実施形態において、このステップS30は、以下に示すステップS31~S36を含んでいる。
Next, the
まず、開度決定部102が、ターボ圧縮機3を起動させる際に必要な、ベーン13の必要ベーン開度を演算する(ステップS31)。
これには、開度決定部102が、ステップS10で取得したターボ冷凍機1で使用される冷媒の種類と、ステップS20で取得した冷媒ガスの圧力の検出結果と基づき、予め設定されている関数により、ターボ圧縮機3を起動させる直前における冷媒の密度ρを算出する。
First, the
For this purpose, the
また、開度決定部102は、ステップS10で取得した、許容前後差圧ΔPsb、補正値K、ステップS20で取得したターボ圧縮機3の使用回転数を用い、下式(1)に基づいて、ベーン開度増減係数XBを算出する。
XB=(ΔPsb×K)/(f(ρ)×XN) ・・・(1)
なお、f(ρ)は、冷媒ガスの密度に基づいて、予め定められた関数によって算出される、ターボ圧縮機3の起動時におけるベーン13の基準推定差圧である。記憶部105から読み出すターボ圧縮機3の機器情報には、各機種毎の差(機種差)が含まれる。基準推定差圧は、この機種差を含むためのものであり、ターボ圧縮機3の各機種毎における、制御の基準(ベース)として用いられる。また、XNは、ターボ圧縮機3の回転数に応じて定まるマッハ数の増減係数である。マッハ数(ターボ圧縮機3の回転数)が大きいほど、より多くの冷媒がターボ圧縮機3内に流入し、ベーン13への負荷が増大する。マッハ数の増減係数は、このマッハ数に応じたベーン13への負荷変動を加味するためものである。
Further, the
X B = (ΔP sb × K) / (f (ρ) × X N ) ... (1)
Note that f(ρ) is the reference estimated differential pressure of the
開度決定部102は、式(1)によって算出される、ベーン開度増減係数XBに基づき、予め定められた関数f(XB)によって、ターボ圧縮機3を起動させる際に必要な、ベーン13の必要ベーン開度を算出する。ここで、ベーン13は、開度(=角度)が変わると、それに伴い、冷媒(流体)から受ける力(ベーン13を動かすための抵抗力)が変わる。このため、ベーン開度増減係数XBを加味し、ベーン13の必要ベーン開度を算出するのが好ましい。
このようにしてステップS31で算出されるベーン13の必要ベーン開度は、ステップS20で取得される冷媒ガスの圧力が高いほど、大きくなる。また、ベーン13の必要ベーン開度は、ステップS20で取得されるターボ圧縮機3の使用回転数が高いほど、大きくなる。
The
The required vane opening degree of the
続いて、開度決定部102は、ステップS31で算出されたベーン13の必要ベーン開度が、予め設定されたベーン13の設定開度範囲内に収まっているか否かを確認する。開度決定部102は、予め設定された前記ベーン13の最小開度設定値と最大開度設定値との間に収まるように、前記ベーン13の必要ベーン開度を決定する。
これにはまず、開度決定部102は、ステップS31で算出されたベーン13の必要ベーン開度が、予め設定された最小開度設定値以上であるか否かを判定する(ステップS32)。
Subsequently, the
To do this, the
ステップS32において、必要ベーン開度が、最小開度設定値以上ではない場合(ステップS32:No)、開度決定部102は、ターボ圧縮機3を起動させる際のベーン13の必要ベーン開度を、最小開度設定値に更新して決定する(ステップS33)。これにより、ターボ圧縮機3を起動させる際に、ベーン13の実開度が、過度に小さくなることを抑える。
In step S32, if the required vane opening is not greater than or equal to the minimum opening setting value (step S32: No), the
また、ステップS32において、必要ベーン開度が、最小開度設定値以上であった場合(ステップS32:Yes)、開度決定部102は、ステップS31で算出されたベーン13の必要ベーン開度が、予め設定された最大開度設定値以下であるか否かを判定する(ステップS34)。
Further, in step S32, if the required vane opening is equal to or greater than the minimum opening setting value (step S32: Yes), the
ステップS34において、必要ベーン開度が、最大開度設定値以下ではない場合(ステップS34:No)、開度決定部102は、ターボ圧縮機3を起動させる際のベーン13の必要ベーン開度を、最大開度設定値に更新して決定する(ステップS35)。これにより、ターボ圧縮機3を起動させる際に、ベーン13の実開度が、過度に大きくなることを抑える。
In step S34, if the required vane opening is not less than the maximum opening setting value (step S34: No), the
また、ステップS34において、必要ベーン開度が、最大開度設定値以下であった場合(ステップS34:Yes)、開度決定部102は、ステップS31で算出されたベーン13の必要ベーン開度を、そのまま、ターボ圧縮機3を起動させる際のベーン13の必要ベーン開度として決定する(ステップS36)。
Further, in step S34, if the required vane opening is less than or equal to the maximum opening setting value (step S34: Yes), the
開度制御部103は、上記のようにして決定された必要ベーン開度に基づいて、開度調整機構17を制御することで、ベーン13の実開度を調整する。その後、冷凍機制御装置100が、ターボ圧縮機3を起動させる。
冷凍機制御装置100は、ターボ圧縮機3の起動後、ベーン13の開度を、ターボ圧縮機3の使用回転数に合わせて調整する。
The
After the turbo compressor 3 is started, the
(作用効果)
上記構成のターボ冷凍機1、冷凍機制御装置100、ターボ冷凍機の制御方法、プログラムでは、ターボ冷凍機1の起動に際し、少なくとも冷媒ガスの状態量を取得し、取得された状態量に基づいて、ベーン13の開度を制御する。これにより、ターボ冷凍機1の起動時に、ベーン13の開度を、そのときの冷媒ガスの状態に応じたものとすることができる。したがって、起動時における冷媒ガスの状態に関わらず、ターボ冷凍機1の起動性を高めることができる。
(effect)
In the turbo chiller 1, the
また、冷媒ガスの状態量として、ターボ圧縮機3に吸入される冷媒ガスの圧力を取得することで、冷媒ガスの密度を算出することができる。これにより、ターボ冷凍機1の起動時における冷媒ガスの密度に応じて、ベーン13の開度を制御することができる。
Moreover, the density of the refrigerant gas can be calculated by acquiring the pressure of the refrigerant gas sucked into the turbo compressor 3 as the state quantity of the refrigerant gas. Thereby, the opening degree of the
さらに、蒸発器9の出口側における冷媒ガスの圧力を圧力センサ120で検出することによって、冷媒ガスの状態量として、ターボ圧縮機3に吸入される冷媒ガスの圧力を容易に取得することができる。
Furthermore, by detecting the pressure of the refrigerant gas on the outlet side of the
また、ターボ圧縮機3に吸入される冷媒ガスの圧力と、ターボ冷凍機1の定常運転時におけるターボ圧縮機3の使用回転数と、に基づいて、ベーン13に作用する冷媒ガスによる差圧を求めることができる。求められた差圧に基づいて、ベーン13の開度を算出することで、ベーン13に作用する差圧によって、ベーン13の開度調整が妨げられるのを抑えつつ、ベーン13の開度を適切に調整することができる。
Further, the differential pressure caused by the refrigerant gas acting on the
また、ベーン13の開度を、最小開度設定値と最大設定値との間に収まるように決定することで、ベーン13の開度を適切に調整することができる。
Further, by determining the opening degree of the
(その他の実施形態)
以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
なお、上記実施形態では、ターボ冷凍機1の制御方法の手順を例示したが、その順序は適宜変更可能である。
(Other embodiments)
Although the embodiment of the present disclosure has been described above in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes design changes within the scope of the gist of the present disclosure. .
In addition, in the said embodiment, although the procedure of the control method of the centrifugal chiller 1 was illustrated, the order can be changed suitably.
また、上記実施形態でコンピュータが実行するプログラムの一部または全部は、コンピュータが読取可能な記録媒体や通信回線を介して頒布することができる。 Furthermore, part or all of the program executed by the computer in the above embodiments can be distributed via a computer-readable recording medium or a communication line.
<付記>
実施形態に記載のターボ冷凍機1、冷凍機制御装置100、ターボ冷凍機1の制御方法、プログラムは、例えば以下のように把握される。
<Additional notes>
The centrifugal chiller 1, the
(1)第1の態様に係るターボ冷凍機1は、冷媒ガスを圧縮するターボ圧縮機3と、前記ターボ圧縮機3に吸入される前記冷媒ガスの流量を調整可能なベーン13と、前記ターボ圧縮機3によって圧縮された冷媒ガスを熱交換により放熱させて凝縮させる凝縮器5と、前記凝縮器5から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁7と、前記膨張弁7によって膨張された液冷媒を熱交換により吸熱させて蒸発させる蒸発器9と、冷凍機制御装置100と、を備え、前記冷凍機制御装置100は、前記ターボ冷凍機1の起動に際し、少なくとも前記冷媒ガスの状態量を取得する取得部101と、取得された前記状態量に基づき、前記ベーン13の開度を決定する開度決定部102と、決定された前記開度に基づき、前記ベーン13の開度を制御する開度制御部103と、を備える。
(1) The turbo chiller 1 according to the first aspect includes a turbo compressor 3 that compresses refrigerant gas,
このターボ冷凍機1は、ターボ冷凍機1の起動に際し、少なくとも冷媒ガスの状態量を取得し、取得された状態量に基づいて、ベーン13の開度を制御する。これにより、ターボ冷凍機1の起動時に、ベーン13の開度を、そのときの冷媒ガスの状態に応じたものとすることができる。したがって、起動時における冷媒ガスの状態に関わらず、ターボ冷凍機1の起動性を高めることができる。
When starting the centrifugal chiller 1, the centrifugal chiller 1 obtains at least the state quantity of the refrigerant gas, and controls the opening degree of the
(2)第2の態様に係るターボ冷凍機1は、(1)のターボ冷凍機1であって、前記取得部101は、前記冷媒ガスの状態量として、前記ターボ圧縮機3に吸入される前記冷媒ガスの圧力、及び温度の少なくとも一つを取得する。
(2) The centrifugal chiller 1 according to the second aspect is the centrifugal chiller 1 of (1), in which the
これにより、冷媒ガスの状態量として、ターボ圧縮機3に吸入される冷媒ガスの圧力、及び温度の少なくとも一つを取得することで、ターボ冷凍機1の起動時における冷媒ガスの状態に応じて、ベーン13の開度を制御することができる。
As a result, by acquiring at least one of the pressure and temperature of the refrigerant gas sucked into the turbo compressor 3 as the state quantity of the refrigerant gas, the refrigerant gas can be adjusted according to the state of the refrigerant gas at the time of startup of the turbo chiller 1. , the opening degree of the
(3)第3の態様に係るターボ冷凍機1は、(2)のターボ冷凍機1であって、前記蒸発器9の出口側における前記冷媒ガスの圧力を検出する圧力センサ120を備え、前記取得部101は、前記圧力センサ120で検出される前記冷媒ガスの圧力を、前記冷媒ガスの状態量として取得する。
(3) A centrifugal chiller 1 according to a third aspect is the centrifugal chiller 1 according to (2), and includes a
これにより、蒸発器9の出口側における冷媒ガスの圧力を圧力センサ120で検出することによって、冷媒ガスの状態量として、ターボ圧縮機3に吸入される冷媒ガスの圧力を容易に取得することができる。
Thereby, by detecting the pressure of the refrigerant gas on the outlet side of the
(4)第4の態様に係るターボ冷凍機1は、(2)又は(3)のターボ冷凍機1であって、前記取得部101は、前記ターボ冷凍機1の定常運転時における前記ターボ圧縮機3の運転回転数を取得し、前記開度決定部102は、前記ベーン13における前記冷媒ガスの吸い込み方向上流側と下流側との差圧に基づき、前記ベーン13の開度を算出する。
(4) The turbo chiller 1 according to the fourth aspect is the turbo chiller 1 of (2) or (3), and the
これにより、ターボ圧縮機3に吸入される冷媒ガスの圧力、温度の少なくとも一つと、ターボ冷凍機1の定常運転時における前記ターボ圧縮機3の運転回転数と、に基づいて、ベーン13における冷媒ガスの吸い込み方向上流側と下流側との差圧を求めることができる。求められた差圧に基づいて、ベーン13の開度を算出することで、ベーン13に作用する差圧によって、ベーン13の開度調整が妨げられるのを抑えつつ、ベーン13の開度を適切に調整することができる。
Thereby, the refrigerant in the
(5)第5の態様に係るターボ冷凍機1は、(1)から(4)の何れか一つのターボ冷凍機1であって、前記開度決定部102は、予め設定された前記ベーン13の開度の最小設定値と最大設定値との間に収まるように、前記ベーン13の開度を決定する。
(5) The centrifugal chiller 1 according to the fifth aspect is the centrifugal chiller 1 according to any one of (1) to (4), in which the opening
これにより、ベーン13の開度を、最小設定値と最大設定値との間に収まるように決定することで、ベーン13の開度を適切に調整することができる。
Thereby, the opening degree of the
(6)第6の態様に係る冷凍機制御装置100は、冷媒ガスを圧縮するターボ圧縮機3と、前記ターボ圧縮機3に吸入される前記冷媒ガスの流量を調整可能なベーン13と、前記ターボ圧縮機3によって圧縮された冷媒ガスを熱交換により放熱させて凝縮させる凝縮器5と、前記凝縮器5から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁7と、前記膨張弁7によって膨張された液冷媒を熱交換により吸熱させて蒸発させる蒸発器9と、を備えたターボ冷凍機1の冷凍機制御装置100であって、前記ターボ冷凍機1の起動に際し、少なくとも前記冷媒ガスの状態量を取得する取得部101と、取得された前記状態量に基づき、前記ベーン13の開度を決定する開度決定部102と、決定された前記開度に基づき、前記ベーン13の開度を制御する開度制御部103と、を備える。
(6) The
これにより、起動時における冷媒ガスの状態に関わらず、ターボ冷凍機1の起動性を高めることができる。 Thereby, the startup performance of the turbo chiller 1 can be improved regardless of the state of the refrigerant gas at the time of startup.
(7)第7の態様に係るターボ冷凍機1の制御方法は、冷媒ガスを圧縮するターボ圧縮機3と、前記ターボ圧縮機3に吸入される前記冷媒ガスの流量を調整可能なベーン13と、前記ターボ圧縮機3によって圧縮された冷媒ガスを熱交換により放熱させて凝縮させる凝縮器5と、前記凝縮器5から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁7と、前記膨張弁7によって膨張された液冷媒を熱交換により吸熱させて蒸発させる蒸発器9と、を備えたターボ冷凍機1の制御方法であって、前記ターボ冷凍機1の起動に際し、少なくとも前記冷媒ガスの状態量を取得し、取得された前記状態量に基づき、前記ベーン13の開度を決定し、決定された前記開度に基づき、前記ベーン13の開度を制御する。
(7) A method for controlling a turbo chiller 1 according to a seventh aspect includes a turbo compressor 3 that compresses refrigerant gas, and a
これにより、起動時における冷媒ガスの状態に関わらず、ターボ冷凍機1の起動性を高めることができる。 Thereby, the startup performance of the turbo chiller 1 can be improved regardless of the state of the refrigerant gas at the time of startup.
(8)第8の態様に係るプログラムは、冷媒ガスを圧縮するターボ圧縮機3と、前記ターボ圧縮機3に吸入される前記冷媒ガスの流量を調整可能なベーン13と、前記ターボ圧縮機3によって圧縮された冷媒ガスを熱交換により放熱させて凝縮させる凝縮器5と、前記凝縮器5から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁7と、前記膨張弁7によって膨張された液冷媒を熱交換により吸熱させて蒸発させる蒸発器9と、を有するターボ冷凍機1が備えるコンピュータに、前記ターボ冷凍機1の起動に際し、少なくとも前記冷媒ガスの状態量を取得する手順、取得された前記状態量に基づき、前記ベーン13の開度を決定する手順、決定された前記開度に基づき、前記ベーン13の開度を制御する手順、を実行させる。
(8) The program according to the eighth aspect includes a turbo compressor 3 that compresses refrigerant gas, a
これにより、起動時における冷媒ガスの状態に関わらず、ターボ冷凍機1の起動性を高めることができる。 Thereby, the startup performance of the turbo chiller 1 can be improved regardless of the state of the refrigerant gas at the time of startup.
1…ターボ冷凍機
3…ターボ圧縮機
3a…羽根車
3b…回転軸
3c…軸受
5…凝縮器
7…膨張弁
9…蒸発器
11…電動機
13…ベーン
15…増速機
17…開度調整機構
100…冷凍機制御装置
101…取得部
102…開度決定部
103…開度制御部
105…記憶部
120…圧力センサ
1... Turbo chiller 3... Turbo compressor 3a... Impeller 3b... Rotating
Claims (8)
前記ターボ圧縮機に吸入される前記冷媒ガスの流量を調整可能なベーンと、
前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを熱交換により放熱させて凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁によって膨張された液冷媒を熱交換により吸熱させて蒸発させる蒸発器と、
冷凍機制御装置と、を備え、
前記冷凍機制御装置は、
ターボ冷凍機の起動に際し、少なくとも前記冷媒ガスの状態量を取得する取得部と、
取得された前記状態量に基づき、前記ベーンの開度を決定する開度決定部と、
決定された前記開度に基づき、前記ベーンの開度を制御する開度制御部と、を備える
ターボ冷凍機。 a turbo compressor that compresses refrigerant gas;
a vane capable of adjusting the flow rate of the refrigerant gas sucked into the turbo compressor;
a condenser that radiates heat and condenses the refrigerant gas compressed by the turbo compressor through heat exchange;
an expansion valve that expands the liquid refrigerant led from the condenser;
an evaporator that absorbs heat and evaporates the liquid refrigerant expanded by the expansion valve through heat exchange;
A refrigerator control device;
The refrigerator control device includes:
an acquisition unit that acquires at least the state quantity of the refrigerant gas when starting the centrifugal chiller;
an opening determining unit that determines the opening of the vane based on the obtained state quantity;
A centrifugal refrigerator comprising: an opening degree control section that controls the opening degree of the vane based on the determined opening degree.
請求項1に記載のターボ冷凍機。 The turbo chiller according to claim 1, wherein the acquisition unit acquires at least one of the pressure and temperature of the refrigerant gas sucked into the turbo compressor as the state quantity of the refrigerant gas.
前記取得部は、前記圧力センサで検出される前記冷媒ガスの圧力を、前記冷媒ガスの状態量として取得する
請求項2に記載のターボ冷凍機。 comprising a pressure sensor that detects the pressure of the refrigerant gas on the outlet side of the evaporator,
The turbo chiller according to claim 2, wherein the acquisition unit acquires the pressure of the refrigerant gas detected by the pressure sensor as a state quantity of the refrigerant gas.
前記開度決定部は、前記ベーンにおける前記冷媒ガスの吸い込み方向上流側と下流側との差圧に基づき、前記ベーンの開度を算出する
請求項2又は3に記載のターボ冷凍機。 The acquisition unit acquires the operating rotation speed of the turbo compressor during steady operation of the turbo chiller,
The centrifugal chiller according to claim 2 or 3, wherein the opening degree determination unit calculates the opening degree of the vane based on a differential pressure between an upstream side and a downstream side of the vane in the suction direction of the refrigerant gas.
請求項1又は2に記載のターボ冷凍機。 3. The opening degree determining unit determines the opening degree of the vane so that the opening degree falls between a minimum opening degree setting value and a maximum opening degree setting value of the opening degree of the vane set in advance. The mentioned centrifugal refrigerator.
前記ターボ圧縮機に吸入される前記冷媒ガスの流量を調整可能なベーンと、
前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを熱交換により放熱させて凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁によって膨張された液冷媒を熱交換により吸熱させて蒸発させる蒸発器と、
を備えたターボ冷凍機の冷凍機制御装置であって、
前記ターボ冷凍機の起動に際し、少なくとも前記冷媒ガスの状態量を取得する取得部と、
取得された前記状態量に基づき、前記ベーンの開度を決定する開度決定部と、
決定された前記開度に基づき、前記ベーンの開度を制御する開度制御部と、を備える
冷凍機制御装置。 a turbo compressor that compresses refrigerant gas;
a vane capable of adjusting the flow rate of the refrigerant gas sucked into the turbo compressor;
a condenser that radiates heat and condenses the refrigerant gas compressed by the turbo compressor through heat exchange;
an expansion valve that expands the liquid refrigerant led from the condenser;
an evaporator that absorbs heat and evaporates the liquid refrigerant expanded by the expansion valve through heat exchange;
A refrigerator control device for a turbo refrigerator, comprising:
an acquisition unit that acquires at least the state quantity of the refrigerant gas when starting the centrifugal chiller;
an opening determining unit that determines the opening of the vane based on the obtained state quantity;
A refrigerator control device, comprising: an opening degree control section that controls the opening degree of the vane based on the determined opening degree.
前記ターボ圧縮機に吸入される前記冷媒ガスの流量を調整可能なベーンと、
前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを熱交換により放熱させて凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁によって膨張された液冷媒を熱交換により吸熱させて蒸発させる蒸発器と、
を備えたターボ冷凍機の制御方法であって、
前記ターボ冷凍機の起動に際し、少なくとも前記冷媒ガスの状態量を取得し、
取得された前記状態量に基づき、前記ベーンの開度を決定し、
決定された前記開度に基づき、前記ベーンの開度を制御する、
ターボ冷凍機の制御方法。 a turbo compressor that compresses refrigerant gas;
a vane capable of adjusting the flow rate of the refrigerant gas sucked into the turbo compressor;
a condenser that radiates heat and condenses the refrigerant gas compressed by the turbo compressor through heat exchange;
an expansion valve that expands the liquid refrigerant led from the condenser;
an evaporator that absorbs heat and evaporates the liquid refrigerant expanded by the expansion valve through heat exchange;
A method for controlling a centrifugal chiller comprising:
When starting the centrifugal chiller, acquiring at least the state quantity of the refrigerant gas,
determining the opening degree of the vane based on the acquired state quantity;
controlling the opening degree of the vane based on the determined opening degree;
How to control a centrifugal chiller.
前記ターボ圧縮機に吸入される前記冷媒ガスの流量を調整可能なベーンと、
前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒ガスを熱交換により放熱させて凝縮させる凝縮器と、
前記凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、
前記膨張弁によって膨張された液冷媒を熱交換により吸熱させて蒸発させる蒸発器と、
を有するターボ冷凍機が備えるコンピュータに、
前記ターボ冷凍機の起動に際し、少なくとも前記冷媒ガスの状態量を取得する手順、
取得された前記状態量に基づき、前記ベーンの開度を決定する手順、
決定された前記開度に基づき、前記ベーンの開度を制御する手順、
を実行させるためのプログラム。 a turbo compressor that compresses refrigerant gas;
a vane capable of adjusting the flow rate of the refrigerant gas sucked into the turbo compressor;
a condenser that radiates heat and condenses the refrigerant gas compressed by the turbo compressor through heat exchange;
an expansion valve that expands the liquid refrigerant led from the condenser;
an evaporator that absorbs heat and evaporates the liquid refrigerant expanded by the expansion valve through heat exchange;
A computer included in a centrifugal refrigerator having
a step of acquiring at least the state quantity of the refrigerant gas when starting the centrifugal chiller;
a step of determining the opening degree of the vane based on the obtained state quantity;
a procedure for controlling the opening degree of the vane based on the determined opening degree;
A program to run.
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