JP3950304B2

JP3950304B2 - Screw compressor for refrigeration equipment

Info

Publication number: JP3950304B2
Application number: JP2001183571A
Authority: JP
Inventors: 昇壷井; 啓介田中; 英次神吉
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2007-08-01
Anticipated expiration: 2021-06-18
Also published as: JP2002081391A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インバータ制御されるモータにより駆動される冷凍装置用スクリュ圧縮機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、負荷の増減に応じて圧縮機本体および液注入ポンプ駆動用の各モータの回転速度制御を行うようにした冷凍装置用スクリュ圧縮機は公知である（特開昭57-18484号公報）。このスクリュ圧縮機は、その吸込部に、冷却熱負荷と一対一の関係にある吸込圧力を検出する吸込圧力検出器を有し、この吸込圧力検出器から出力された圧力信号を、圧力調節器を介して可変電圧周波数変換装置に入力し、圧縮機本体を駆動するモータ、液注入ポンプを駆動するモータの回転速度を同時に制御するようにしたものである。
また、スライド弁による無段階容量制御機構にインバータを用いた容量制御方式を付加して低部分負荷領域の効率向上を図った冷凍装置用スクリュ圧縮機が特開昭59-211790号公報に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特開昭57-18484号公報に開示のスクリュ圧縮機の場合、吸込圧力検出器による検出圧力が圧力設定値よりも高いときには、モータの回転速度を増大させる制御が行われる。このため、モータが過負荷状態になり易く、モータの耐久性が低下するという問題がある。
【０００４】
また、上記特開昭59-211790号公報に開示のスクリュ圧縮機の場合、スライド弁が設けられているため、圧縮機が複雑な構造となっている。さらに、このスクリュ圧縮機の場合、上記スライド弁により容量が100〜75％の範囲にあるときには、上記インバータは使用されず、即ちこれを介さず商用電源が直接用いられるようになっており、上記インバータが十分に利用されていないという問題がある。
本発明は、斯る従来の問題点をなくすことを課題としてなされたもので、常時インバータを介し、モータの過負荷を招来することなく、冷却熱負荷に適合したモータの回転数制御を可能とした冷凍装置用スクリュ圧縮機を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、インバータを介して回転数制御されるモータを駆動部とする冷凍装置用スクリュ圧縮機において、冷却熱負荷を検出する熱負荷検出手段と、上記モータの負荷状態を示すいずれかの因子を検出する少なくとも一つの負荷状態検出手段と、熱負荷検出手段から入力される熱負荷信号に基き、（ａ）圧縮機能力が過大であると判断される場合には、上記モータの回転数を減少させ、（ｂ）圧縮機能力が過大でもなく、不足もしていないと判断される場合には、上記モータの回転数を維持し、（ｃ）圧縮機能力が不足していると判断される場合には、負荷状態検出手段から入力される負荷状態信号に基き、上記負荷状態が過大であると判断された場合には上記モータの回転数を減少させ、その他の場合には上記モータの回転数を増大させる調節計とを備えた構成とした。
【０００６】
上記調節計は、上記負荷状態が上記モータの回転数である場合、上記負荷状態が過大か否かの判断を、上記入力される負荷状態信号が示すモータ回転数が、吸込圧力に応じて定められたモータの上限回転数を超えるか否かにより行い、超える場合には過大と判断し、上記モータの回転数を減少させ、超えない場合は上記その他の場合として上記モータの回転数を増大させる構成とする。
また、上記負荷状態は、上記モータ回転数に代えて、モータコイル温度、モータ電流、吐出温度としてもよい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明に係るスクリュ圧縮機１Ａを適用した冷凍装置１０Ａを示し、この冷凍装置１０Ａは冷媒がスクリュ圧縮機１Ａ、凝縮器１１、膨張弁１２および蒸発器１３を経て流動する循環流路１４を形成している。
スクリュ圧縮機１Ａは、互いに噛合う雌雄一対のスクリュロータ２１、スクリュロータ２１を回転させるモータ２２、吐出部２３およびモータコイル温度検出器Ｄ１を有し、モータ２２は電源供給ライン２４からインバータ２５を介して供給される電力により作動するようになっている。凝縮器１１には冷却水入口Ｃｉと冷却水出口Ｃｏとが設けられ、蒸発器１３には、被冷却液入口Ｂｉと被冷却液出口Ｂｏとが設けられている。また、循環流路１４に関し、蒸発器１３の二次側には蒸発器１３から出た冷媒ガスの過熱度を検出する過熱度検出器Ｄ２が設けられ、これにより検出された過熱度に応じて膨張弁１２の開度が制御されるようになっている。さらに、蒸発器１３の上記二次側にはスクリュ圧縮機１Ａの吸込圧力を検出する吸込圧力検出器Ｄ３が設けられており、この吸込圧力検出器Ｄ３から検出圧力を示す圧力信号が調節計２６に入力されるとともに、モータコイル温度検出器Ｄ１からも検出温度を示す温度信号が調節計２６に入力される。ここで、上記吸込圧力は冷凍装置１０Ａの冷却熱負荷を示す一因子であり、上記モータコイル温度はモータ２２の負荷状態を示す一因子である。そして、この両信号に基づいて、インバータ２５にて電力の周波数変換が行われ、後述するように、モータ２２の制御が行われる。
【０００８】
ところで、図２に示すように、スクリュ圧縮機１Ａの吸込圧力と冷凍装置１０Ａの冷却熱負荷とは一対一の関係にあり、吸込圧力の増大とともに上記冷却熱負荷は増大する。そして、吸込圧力が低過ぎる場合は、上記冷却熱負荷が小さく、スクリュ圧縮機１Ａの能力が過大になっており、モータ２２の回転数を下げてスクリュ圧縮機１Ａの能力を下げ、消費電力を減少させるべきである。逆に、吸込圧力が高過ぎる場合は、上記冷却熱負荷が大きく、スクリュ圧縮機１Ａの能力が不足しており、モータ２２の回転数を上げてスクリュ圧縮機１Ａの能力を上げる必要がある。したがって、吸込圧力が低過ぎるＸ領域、高過ぎるＺ領域、高低いずれでもなく、モータ２２の回転数を変える必要がないＹ領域は、予め定めておくことができ、各領域の境界値が調節計２６に予め設定されている。
【０００９】
次に、図３を参照しつつ、上述した冷凍装置１０Ａの稼動中におけるモータ２２に対する制御について説明する。
まず、スクリュ圧縮機１Ａが起動され、冷凍装置１０Ａが稼動状態になると、最初のステップで調節計にて吸込圧力が上述したＸ，Ｙ，Ｚ領域のいずれに属しているか判断され、Ｘ領域に属している場合には、モータ２２の回転数を減少させるステップに進み、Ｙ領域に属している場合には、モータ２２の回転数を変える必要はないということで、即ち回転数を維持し、上記最初のステップに戻る。一方、吸込圧力がＺ領域に属している場合には、モータ２２の回転数を増大させてスクリュ圧縮機１Ａの能力を上げる必要があるが、むやみにモータ１Ａの回転数を増大させればモータ２２が過負荷状態になるので、この過負荷状態は避けなければならない。
【００１０】
そこで、吸込圧力がＺ領域に属している場合には、モータコイル温度が予め定めた上限値以下（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判断するステップに進み、調節計２６にてこの判断がなされる。そして、ＹＥＳの場合には、モータ２２の回転数を増大させるステップに進み、調節計２６からインバータ２５に対して電力の周波数を増大させる信号が出力され、モータ２２の回転数が増大させられる。一方、ＮＯの場合には、モータ２２が過負荷状態にあるとみなされるため、モータ２２の回転数を減少させるステップに進み、吸込圧力がＺ領域であっても、調節計２６からインバータ２５に対して電力の周波数を減少させる信号が出力され、モータ２２の回転数が減少させられる。モータ２２の回転数を変えるこれらのステップを経た後は、いずれの場合も上記最初のステップに戻り、上述した各ステップが繰返される。
このように、モータ２２の過負荷を招来することなく、冷却熱負荷の変化に対応してスクリュ圧縮機１Ａの能力が調整されるようになっている。
【００１１】
図４は、本発明に係る別のスクリュ圧縮機１Ｂを用いた冷凍装置１０Ｂを示し、図１に示す冷凍装置１０Ａと共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
この冷凍装置１０Ｂは、図１に示す吸込圧力検出器Ｄ３に代えて、蒸発器１３を出た被冷却液の流路に被冷却液温度検出器Ｄ４を設けたもので、被冷却液温度検出器Ｄ４から検出温度を示す温度信号が調節計２６に入力されるようになっている。
上述したように、上記吸込圧力は冷却熱負荷に対して一対一の対応関係にあり、この冷却熱負荷は蒸発器１３の被冷却液出口Ｂｏ或はその下流側での被冷却液温度により示される。したがって、図４に示す冷凍装置１０Ｂは、実質的に図１に示す冷凍装置１０Ａと同一であり、被冷却液温度検出器Ｄ４からの温度信号に基いて、吸込圧力がＸ，Ｙ，Ｚのいずれの領域に属しているかの判断も可能であり、図３に示すフローチャートは図４に示す冷凍装置１０Ｂにも当てはまるものである。
【００１２】
図５は、本発明に係るさらに別のスクリュ圧縮機１Ｃを適用した冷凍装置１０Ｃを示し、図１に示す冷凍装置１０Ａと共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
この冷凍装置１０Ｃは、図１に示すモータコイル温度検出器Ｄ１に代えて、モータ２２に供給される電力のモータ電流の大きさを検出する電流検出器Ｄ５を設けたもので、電流検出器Ｄ５から検出電流を示す電流信号が調節計２６に入力されるようになっている。
そして、この冷凍装置１０Ｃでは、図６に示すように、図３におけるモータコイル温度が上限値以下か否かの判断ステップに代えて、モータ電流が予め定めた上限値以下か否かの判断ステップを設けた制御が行われる。即ち、モータ電流が上限値以下（ＹＥＳ）の場合には、モータ２２が過負荷状態ではないとみなされる故、モータ回転数を増大させるステップに進み、モータ電流が上限値以下でない（ＮＯ）の場合には、モータ２２は過負荷状態にあるとみなされる故、モータ回転数を減少させるステップに進む。
この制御はモータ２２の過負荷状態をモータ電流に基いて判断するようにしたもので、この点を除き、他は図３に示す制御と実質的に同一である。
【００１３】
図７は、本発明に係るさらに別のスクリュ圧縮機１Ｄを適用した冷凍装置１０Ｄを示し、図１に示す冷凍装置１０Ｄと共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
この冷凍装置１０Ｄは、図１に示すモータコイル温度検出器Ｄ１に代えて、スクリュロータ２１から圧縮され、吐出された冷媒ガスの温度を検出する吐出温度検出器Ｄ６を吐出部２３に設けたもので、吐出温度検出器Ｄ６から検出温度を示す温度信号が調節計２６に入力されるようになっている。
そして、この冷凍装置では、図８に示すように、図３におけるモータコイル温度が上限値以下か否かの判断ステップに代えて、スクリュロータ２１からの圧縮冷媒ガスの吐出温度が予め定めた上限値以下か否かの判断ステップを設けた制御が行われる。即ち、吐出温度が上限値以下（ＹＥＳ）の場合には、モータ２２が過負荷状態ではないとみなされる故、モータ回転数を増大させるステップに進み、吐出温度が上限値以下でない（ＮＯ）の場合には、モータ２２は過負荷状態にあるとみなされる故、モータ回転数を減少させるステップに進む。
この制御はモータ２２の過負荷状態を上記吐出温度に基いて判断するようにしたもので、この点を除き、他は図３に示す制御と実質的に同一である。
【００１４】
図９は、本発明に係るさらに別のスクリュ圧縮機１Ｅを適用した冷凍装置１０Ｅを示し、図１に示す冷凍装置１０Ａと共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
この冷凍装置１０Ｅは、図１に示すモータコイル温度検出器Ｄ１に代えて、モータ２２の回転数を検出するモータ回転数検出器Ｄ７を設けたもので、モータ回転数検出器Ｄ７から検出回転数を示す回転数信号が調節計２６に入力されるようになっている。
そして、この冷凍装置１０Ｅでは、図１０に示すように、図３におけるモータコイル温度が上限値以下か否かの判断ステップに代えて、モータ回転数が予め定めた上限値以下か否かの判断ステップを設けた制御が行われる。即ち、モータ回転数が上限値以下（ＹＥＳ）の場合には、モータ２２が過負荷状態ではないとみなされる故、モータ回転数を増大させるステップに進み、モータ回転数が上限値以下でない（ＮＯ）の場合には、モータ２２は過負荷状態にあるとみなされる故、モータ回転数を減少させるステップに進む。
この制御はモータ２２の過負荷状態を上記モータ回転数に基いて判断するようにしたもので、この点を除き、他は図３に示す制御と実質的に同一である。
【００１５】
なお、上記モータ回転数はインバータ２５から出力される電流の周波数からも分かる故、上記モータ回転数検出器Ｄ７に代えてこの周波数を検出する周波数検出器Ｄ７をインバータ２５或はその二次側のいずれかに設けて、この周波数検出器Ｄ７から検出周波数の大きさを示す周波数信号を調節計２６に入力するようにしてもよい。この場合、図１０におけるモータ回転数の大小の判断ステップに代えて、周波数が予め定めた上限値以下か否か判断されるステップが設けられることになる。
上述した各冷凍装置の場合、モータコイル温度検出器Ｄ１、被冷却液温度検出器Ｄ４、電流検出器Ｄ５等のうちのいずれか一種類の検出器だけを設けてモータ２２の負荷状態を判断するようにしたものであったが、本発明は一種類の検出器に限定するものではなく、これらの検出器の中から適宜複数選択し、この複数の検出器を設けた冷凍装置も含むものである。この選択する検出器は、モータ２２の負荷状態を判断するための上述した検出器の全てでもよく、一部でもよく、その組合せは任意である。
次に、モータ２２の負荷状態を判断するための上述した検出器のうちの二種類の検出器を用いたもの、三種類の検出器を用いたもの、四種類の検出器を用いたものを一例として挙げて、説明する。本発明がこの例示した検出器の組合せに限定されるものでないことは言うまでもない。
【００１６】
図１１は、モータコイル温度検出器Ｄ１および吐出温度検出器Ｄ６を設けたスクリュ圧縮機１Ｆを適用した冷凍装置１０Ｆを示し、上述した各冷凍装置と共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
図１２に示すように、この冷凍装置１０Ｆでは、吸込圧力がＸ，Ｙ，Ｚのいずれの領域に属するかが判断され、Ｚ領域に属すると判断された場合に、モータ回転数を増大させるステップに至る前に、二つの検出器からの信号に関する判断ステップが二つ挿入される。即ち、Ｚ領域に属すると判断された場合には、モータコイル温度が上限値以下（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）か判断されるステップに進み、ＮＯの場合にはモータ２２が過負荷状態にあるとみなされるため、モータ回転数を減少させるステップに進む。ＹＥＳの場合には、モータ２２がモータコイル温度だけから判断する限りでは過負荷状態とは言えないため、吐出温度が上限値以下（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）か判断されるステップに進む。ＮＯの場合には、モータ２２が過負荷状態にあるとみなされるため、モータ回転数を減少させるステップに進み、ＹＥＳの場合には、モータ２２が過負荷状態ではないとみなされるため、モータ回転数を増大させるステップに進む。以下、上述した各制御フローと同様である。
このように、この冷凍装置１０Ｆでは、モータ２２が過負荷状態にあるか否かが２種類の因子に基き、二重に判断される。
なお、モータコイル温度検出器Ｄ１、吐出温度検出器Ｄ６に関する二つの判断ステップの順序は限定されず、任意である。
【００１７】
図１３は、モータコイル温度検出器Ｄ１、吐出温度検出器Ｄ６に加えてさらに電流検出器Ｄ５を設けたスクリュ圧縮機１Ｇを適用した冷凍装置１０Ｇを示し、上述した各冷凍装置と共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
図１４に示すように、この冷凍装置１０Ｇでは、図１３に示すフローチャートに、さらに、モータ電流が上限値以下（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）か判断されるステップを付加した制御フローとなる。
そして、この冷凍装置１０Ｇでは、モータ２２が過負荷状態にあるか否かが３種類の因子に基き、三重に判断される。
なお、モータコイル温度検出器Ｄ１、吐出温度検出器Ｄ６および電流検出器Ｄ５に関する三つの判断ステップの順序は限定されず、任意である。
【００１８】
図１５は、モータコイル温度検出器Ｄ１、吐出温度検出器Ｄ６、電流検出器Ｄ５に加えてさらにモータ回転数検出器Ｄ７を設けたスクリュ圧縮機１Ｈを適用した冷凍装置１０Ｈを示し、上述した各冷凍装置と共通する部分については、互いに同一番号を付して説明を省略する。
図１６に示すように、この冷凍装置１０Ｈでは、図１４に示すフローチャートに、さらに、モータ回転数が上限値以下（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）か判断されるステップを付加した制御フローとなる。
そして、この冷凍装置１０Ｈでは、モータ２２が過負荷状態にあるか否かが４種類の因子に基き、四重に判断される。
なお、モータコイル温度検出器Ｄ１、吐出温度検出器Ｄ６、電流検出器Ｄ５およびモータ回転数検出器Ｄ７に関する四つの判断ステップの順序は限定されず、任意である。
また、図５以下に示す各冷凍装置においても、吸込圧力検出器Ｄ３に代えて、被冷却液温度検出器Ｄ４を設けてもよく、この場合には、この被冷却液温度検出器Ｄ４からの温度信号に基づいて、吸込温度が導かれ、制御フローにおいてこの吸込圧力が上述したＸ，Ｙ，Ｚのいずれの領域に属しているかの判断がなされる。
【００１９】
ところで、冷凍装置用スクリュ圧縮機のモータは、圧縮機の吐出圧力が最大となる夏場を基準にして選定される。例えば夏場では、上述した水冷式の凝縮器１１における水入口温度は約３２℃、冷媒の凝縮温度ＣＴは４０℃で圧縮機の吐出圧力はこの４０℃の凝縮温度ＣＴに相当する１５．６ataとなる。したがって、上記モータは、通常想定される蒸発温度ＥＴの範囲において、この１５．６ataの吐出圧力に耐え得る能力のあるモータが選定される。このモータの公称出力を例えば５５kwとする。この冷凍装置を冬場に使用する場合、上記水入口温度が下がり、例えば２０℃になったとすると、上記凝縮温度ＣＴは２８℃、上記吐出圧力１１．５ataとなり、このときのモータの所要動力は５５kwよりも小さくなる。
即ち、モータの回転数が同じであれば、モータの消費電力（kw）、モータ電流（Ａ）は、図１７において実線で示すように、凝縮温度ＣＴ＝４０℃の夏場に比して、図１７において一点鎖線で示すように、凝縮温度ＣＴ＝２８℃の冬場の方が低くなる。
【００２０】
このため、例えば各スクリュ圧縮機において、モータの消費電力を５５kwを超えることがないようにするとともに、モータ回転数が６０００rpmを超えることがないようにすると、図１８において実線で例示する夏場の凝縮温度ＣＴ＝４０の場合、一点鎖線で例示する冬場の凝縮温度ＣＴ＝２８℃の場合、それぞれ吸込圧力に対応してモータ回転数の上限値が定まる。さらに、例えば、実線で示す夏場では、蒸発温度ＥＴ＝−３０℃でモータの消費電力が５５kwでモータの回転数が３５５０rpmであっても、一点鎖線で示す冬場では、蒸発温度ＥＴ＝−３０℃でモータの消費電力を５５kwまで上げると、モータの回転数が約５０００rpmまで増大する。
したがって、上述したスクリュ圧縮機１Ｅおよび１Ｈにおいて、モータ回転数が予め定めた上限値以下か否かの判断の基準として、例えば上述したように、吸込圧力に応じて予め定められたモータ回転数の上限値を基準とするのが好ましい。
【００２１】
さらに、上述したスクリュ圧縮機１Ｅおよび１Ｈが油冷式の場合、図１９に示すように、上述した吐出部２３内には、油分離エレメント３１を備えた油回収器３２が設けられている。そして、スクリュロータ２１により吸込まれた冷媒ガスは図示しない油流路から油注入されつつ圧縮され、この油および軸受等に注入された油とともに油回収器３２へと吐出される。油回収器３２では、圧縮された冷媒ガスと油とが分離、回収され、油分離エレメント３１を通過し、油除去されたクリーンな冷媒ガスが凝縮器１１に送られる。一方、油回収器３２で回収された油は油冷却器が介設された上記油流路に導かれ、循環させられる。
【００２２】
上述したスクリュ圧縮機１Ｅおよび１Ｈがこのように油冷式である場合、モータ回転数の上限値については、図２０に示すように、油回収器３２内でのガス流速を考慮する必要がある。即ち、図２０において実線は図１８における実線に対応し、図１８における実線で示すモータ回転数の場合の上記ガス流速を示し、図２０において一点鎖線は図１８における一点鎖線で示すモータ回転数の場合の上記ガス流速を示し、この冬場における場合、図２０において破線で示す許容される流速上限値を超える場合が生じる。上記ガス流速がこの流速上限値を超えると、油分離エレメント３１における油と冷媒ガスとの分離が不完全となり、油の一部が凝縮器１１へと流出し、冷凍装置の運転ができなくなる。図２０におけるハッチング部はこの冷凍装置の運転ができなくなる領域を示している。したがって、図２０において一点鎖線で示す冬場の場合、吸込圧力がハッチング部に該当する部分では、図１８において二点鎖線で示すようにモータ回転数をモータ消費電力を５５kwとした場合よりもさらに下げる必要がある。このため、上述したスクリュ圧縮機１Ｅおよび１Ｈがこのように油冷式である場合、モータ回転数の上限値については、上記ガス流速も考慮して、上記流速上限値を超えない範囲で、即ち上記二点鎖線で示す値を超えない範囲で、吸込圧力に応じて定められたモータ上限回転数を採用するのが好ましい。
【００２３】
なお、上述した各数値は例示であり、本発明はこれらの数値に何等限定されるものではない。
また、図１８は真直な線を用いて表したが、モータ回転数の上限を表すこれらの線は必ずしも真直な線である必要はなく、曲線であってもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明によれば、インバータを介して回転数制御されるモータを駆動部とする冷凍装置用スクリュ圧縮機において、冷却熱負荷を検出する熱負荷検出手段と、上記モータの負荷状態を示すいずれかの因子を検出する少なくとも一つの負荷状態検出手段と、熱負荷検出手段から入力される熱負荷信号に基き、（ａ）圧縮機能力が過大であると判断される場合には、上記モータの回転数を減少させ、（ｂ）圧縮機能力が過大でもなく、不足もしていないと判断される場合には、上記モータの回転数を維持し、（ｃ）圧縮機能力が不足していると判断される場合には、負荷状態検出手段から入力される負荷状態信号に基き、上記負荷状態が過大であると判断された場合には上記モータの回転数を減少させ、その他の場合には上記モータの回転数を増大させる調節計とを備えた構成としてある。
【００２５】
このため、スライド弁を使用せず、インバータを常に用い、モータの過負荷を招来することなく、冷却熱負荷に適正に対応してモータの回転数制御ができ、モータの耐久性の向上、消費電力の節減が可能になるという効果を奏する。
【００２６】
また、上記調節計は、上記負荷状態が上記モータの回転数である場合、上記負荷状態が過大か否かの判断を、上記入力される負荷状態信号が示すモータ回転数が、吸込圧力に応じて定められたモータの上限回転数を超えるか否かにより行い、超える場合には過大と判断し、上記モータの回転数を減少させ、超えない場合は上記その他の場合として上記モータの回転数を増大させる構成としてある。また、上記負荷状態は、上記モータ回転数に代えて、モータコイル温度、モータ電流、吐出温度とすることができる。
このため、上記効果に加えて、設計条件の一つとして採用した凝縮温度に比して、現実の凝縮温度が低下した条件下でも、例えば油冷式圧縮機から凝縮器への油の流出により冷凍装置が運転できなくなるといった事態の発生は回避できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリュ圧縮機を適用した冷凍装置の概略を示す図である。
【図２】図１に示す冷凍装置におけるスクリュ圧縮機の吸込圧力と冷却熱負荷との関係を示す図である。
【図３】図１に示す冷凍装置におけるスクリュ圧縮機に対する制御を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る別のスクリュ圧縮機を適用した冷凍装置の概略を示す図である。
【図５】本発明に係るさらに別のスクリュ圧縮機を適用した冷凍装置の概略を示す図である。
【図６】図５に示す冷凍装置におけるスクリュ圧縮機に対する制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明に係るさらに別のスクリュ圧縮機を適用した冷凍装置の概略を示す図である。
【図８】図７に示す冷凍装置におけるスクリュ圧縮機に対する制御を示すフローチャートである。
【図９】本発明に係るさらに別のスクリュ圧縮機を適用した冷凍装置の概略を示す図である。
【図１０】図９に示す冷凍装置におけるスクリュ圧縮機に対する制御を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係るさらに別のスクリュ圧縮機を適用した冷凍装置の概略を示す図である。
【図１２】図１１に示す冷凍装置におけるスクリュ圧縮機に対する制御を示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係るさらに別のスクリュ圧縮機を適用した冷凍装置の概略を示す図である。
【図１４】図１３に示す冷凍装置におけるスクリュ圧縮機に対する制御を示すフローチャートである。
【図１５】本発明に係るさらに別のスクリュ圧縮機を適用した冷凍装置の概略を示す図である。
【図１６】図１５に示す冷凍装置におけるスクリュ圧縮機に対する制御を示すフローチャートである。
【図１７】冷凍装置における凝縮温度が変化した場合における圧縮機の消費電力およびモータ電流の変化を示す図である。
【図１８】冷凍装置における凝縮温度が変化した場合における圧縮機のモータ回転数の変化およびモータ回転数の上限を示す図である。
【図１９】冷凍装置の圧縮機が油冷式である場合の構造を示す図である。
【図２０】冷凍装置における凝縮温度が変化した場合における油冷式圧縮機に続く油回収器でのガス流速の変化を示す図である。
【符号の説明】
１Ａスクリュ圧縮機
１０Ａ冷凍装置
２２モータ
２５インバータ
２６調節計
Ｄ１モータコイル温度検出器
Ｄ３吸込圧力検出器
Ｄ４被冷却液温度検出器
Ｄ５電流検出器
Ｄ６吐出温度検出器
Ｄ７モータ回転数検出器 [0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a screw compressor for a refrigeration apparatus driven by a motor controlled by an inverter.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a screw compressor for a refrigeration apparatus in which the rotation speed of each motor for driving a compressor main body and a liquid injection pump is controlled in accordance with an increase or decrease in load is known (Japanese Patent Laid-Open No. 57-18484). This screw compressor has a suction pressure detector for detecting a suction pressure in a one-to-one relationship with the cooling heat load at the suction portion, and a pressure signal output from the suction pressure detector is converted into a pressure regulator. Are input to the variable voltage frequency converter through the control unit, and the rotational speeds of the motor for driving the compressor body and the motor for driving the liquid injection pump are simultaneously controlled.
Japanese Patent Laid-Open No. 59-211790 discloses a screw compressor for a refrigeration system in which a stepless capacity control mechanism using a slide valve is added with a capacity control system using an inverter to improve efficiency in a low partial load region. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the case of the screw compressor disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 57-18484 described above, when the detected pressure by the suction pressure detector is higher than the pressure set value, control for increasing the rotational speed of the motor is performed. For this reason, there exists a problem that a motor tends to be in an overload state and durability of a motor falls.
[0004]
Further, in the case of the screw compressor disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-211790, since the slide valve is provided, the compressor has a complicated structure. Furthermore, in the case of this screw compressor, when the capacity is in the range of 100 to 75% by the slide valve, the inverter is not used, that is, the commercial power supply is directly used without going through this, There is a problem that the inverter is not fully utilized.
The present invention has been made with the object of eliminating such conventional problems, and it is possible to control the rotational speed of a motor suitable for a cooling heat load without causing an overload of the motor through an inverter at all times. An object of the present invention is to provide a screw compressor for a refrigeration apparatus.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  To solve the above problem,BookThe invention relates to a screw compressor for a refrigeration apparatus having a motor whose rotational speed is controlled via an inverter as a drive unit, a thermal load detection means for detecting a cooling heat load, and any factor indicating a load state of the motor. Based on at least one load state detection means to detect and a thermal load signal input from the thermal load detection means,(A)When it is determined that the compression function force is excessive, the rotational speed of the motor is decreased,(B)If it is determined that the compression function is neither excessive nor insufficient, maintain the motor speed,(C)When it is determined that the compression function force is insufficient, based on the load state signal input from the load state detection means, when it is determined that the load state is excessive, the rotational speed of the motor is set. In other cases, the controller is provided with a controller that increases the rotational speed of the motor.
[0006]
UpControllerIsWhen the load state is the rotation speed of the motor, it is determined whether or not the load state is excessive. The motor rotation speed indicated by the input load state signal is determined based on the suction pressure. It is determined by whether or not the upper limit rotational speed is exceeded. If it exceeds, the motor rotational speed is judged to be excessive, and if it does not exceed the rotational speed, the motor rotational speed is increased as above.To.
  Further, the load state may be a motor coil temperature, a motor current, or a discharge temperature instead of the motor rotation speed.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a refrigeration apparatus 10A to which a screw compressor 1A according to the present invention is applied. This refrigeration apparatus 10A is a circulating flow in which a refrigerant flows through a screw compressor 1A, a condenser 11, an expansion valve 12, and an evaporator 13. A path 14 is formed.
The screw compressor 1A includes a pair of male and female screw rotors 21 that mesh with each other, a motor 22 that rotates the screw rotor 21, a discharge unit 23, and a motor coil temperature detector D1, and the motor 22 supplies an inverter 25 from a power supply line 24. It operates by the electric power supplied through the cable. The condenser 11 is provided with a cooling water inlet Ci and a cooling water outlet Co, and the evaporator 13 is provided with a cooled liquid inlet Bi and a cooled liquid outlet Bo. Further, a superheat degree detector D2 for detecting the superheat degree of the refrigerant gas emitted from the evaporator 13 is provided on the secondary side of the evaporator 13 with respect to the circulation channel 14, and according to the superheat degree detected thereby. The opening degree of the expansion valve 12 is controlled. Further, a suction pressure detector D3 for detecting the suction pressure of the screw compressor 1A is provided on the secondary side of the evaporator 13, and a pressure signal indicating the detected pressure is sent from the suction pressure detector D3 to the controller 26. And a temperature signal indicating the detected temperature is also input to the controller 26 from the motor coil temperature detector D1. Here, the suction pressure is a factor indicating the cooling heat load of the refrigeration apparatus 10 </ b> A, and the motor coil temperature is a factor indicating the load state of the motor 22. Based on these signals, the inverter 25 performs frequency conversion of power, and controls the motor 22 as will be described later.
[0008]
By the way, as shown in FIG. 2, the suction pressure of the screw compressor 1A and the cooling heat load of the refrigeration apparatus 10A are in a one-to-one relationship, and the cooling heat load increases as the suction pressure increases. If the suction pressure is too low, the cooling heat load is small, the capacity of the screw compressor 1A is excessive, the speed of the motor 22 is lowered to lower the capacity of the screw compressor 1A, and power consumption is reduced. Should be reduced. On the other hand, when the suction pressure is too high, the cooling heat load is large and the capacity of the screw compressor 1A is insufficient, and it is necessary to increase the speed of the motor 22 and increase the capacity of the screw compressor 1A. Therefore, the X region where the suction pressure is not too low, the Z region too high, or the high or low, and the Y region where the rotation speed of the motor 22 does not need to be changed can be determined in advance. 26 is preset.
[0009]
Next, control for the motor 22 during operation of the above-described refrigeration apparatus 10A will be described with reference to FIG.
First, when the screw compressor 1A is activated and the refrigeration apparatus 10A is in an operating state, it is determined in the first step whether the suction pressure belongs to the X, Y, or Z region described above by the controller. If it belongs, the process proceeds to the step of decreasing the rotation speed of the motor 22, and if it belongs to the Y region, it is not necessary to change the rotation speed of the motor 22, that is, the rotation speed is maintained, Return to the first step above. On the other hand, when the suction pressure belongs to the Z region, it is necessary to increase the rotation speed of the motor 22 to increase the capacity of the screw compressor 1A. However, if the rotation speed of the motor 1A is increased unnecessarily, the motor Since 22 is overloaded, this overloaded condition must be avoided.
[0010]
Therefore, when the suction pressure belongs to the Z region, the process proceeds to a step of determining whether the motor coil temperature is equal to or lower than a predetermined upper limit (YES) or not (NO), and this determination is made by the controller 26. The In the case of YES, the process proceeds to the step of increasing the rotational speed of the motor 22, and a signal for increasing the frequency of power is output from the controller 26 to the inverter 25, and the rotational speed of the motor 22 is increased. On the other hand, in the case of NO, since the motor 22 is considered to be in an overload state, the process proceeds to a step of reducing the rotation speed of the motor 22, and even if the suction pressure is in the Z region, the controller 26 switches to the inverter 25. On the other hand, a signal for reducing the frequency of the power is output, and the rotation speed of the motor 22 is reduced. After passing through these steps of changing the rotational speed of the motor 22, in any case, the process returns to the first step, and the above steps are repeated.
In this manner, the capacity of the screw compressor 1A is adjusted in accordance with the change in the cooling heat load without causing an overload of the motor 22.
[0011]
FIG. 4 shows a refrigeration apparatus 10B using another screw compressor 1B according to the present invention, and parts common to the refrigeration apparatus 10A shown in FIG.
In this refrigeration apparatus 10B, in place of the suction pressure detector D3 shown in FIG. 1, a cooled liquid temperature detector D4 is provided in the flow path of the cooled liquid exiting the evaporator 13, and the cooled liquid temperature detection is performed. A temperature signal indicating the detected temperature is input to the controller 26 from the device D4.
As described above, the suction pressure has a one-to-one correspondence with the cooling heat load, and this cooling heat load is indicated by the cooled liquid outlet Bo of the evaporator 13 or the cooled liquid temperature downstream thereof. It is. Therefore, the refrigeration apparatus 10B shown in FIG. 4 is substantially the same as the refrigeration apparatus 10A shown in FIG. 1, and the suction pressures of X, Y, and Z are based on the temperature signal from the liquid temperature detector D4. It is also possible to determine which region it belongs to, and the flowchart shown in FIG. 3 also applies to the refrigeration apparatus 10B shown in FIG.
[0012]
FIG. 5 shows a refrigeration apparatus 10C to which still another screw compressor 1C according to the present invention is applied. Components common to the refrigeration apparatus 10A shown in FIG.
This refrigeration apparatus 10C is provided with a current detector D5 for detecting the magnitude of the motor current of the electric power supplied to the motor 22 instead of the motor coil temperature detector D1 shown in FIG. A current signal indicating the detected current is input to the controller 26.
In this refrigeration apparatus 10C, as shown in FIG. 6, instead of the step of determining whether or not the motor coil temperature in FIG. 3 is equal to or lower than the upper limit value, the step of determining whether or not the motor current is equal to or lower than a predetermined upper limit value. Control is performed. That is, when the motor current is less than or equal to the upper limit value (YES), the motor 22 is considered not to be in an overload state, so the process proceeds to the step of increasing the motor speed, and the motor current is not less than or equal to the upper limit value (NO). In this case, since the motor 22 is considered to be in an overload state, the process proceeds to a step of decreasing the motor rotation speed.
This control determines the overload state of the motor 22 based on the motor current. Except for this point, the other control is substantially the same as the control shown in FIG.
[0013]
FIG. 7 shows a refrigeration apparatus 10D to which still another screw compressor 1D according to the present invention is applied. Components common to the refrigeration apparatus 10D shown in FIG.
In this refrigeration apparatus 10D, a discharge temperature detector D6 that detects the temperature of refrigerant gas compressed and discharged from the screw rotor 21 is provided in the discharge unit 23 in place of the motor coil temperature detector D1 shown in FIG. Thus, a temperature signal indicating the detected temperature is input to the controller 26 from the discharge temperature detector D6.
In this refrigeration apparatus, as shown in FIG. 8, instead of the step of determining whether or not the motor coil temperature is equal to or lower than the upper limit value in FIG. 3, the discharge temperature of the compressed refrigerant gas from the screw rotor 21 is a predetermined upper limit. Control provided with a step for determining whether or not the value is less than or equal to the value is performed. That is, when the discharge temperature is equal to or lower than the upper limit value (YES), it is considered that the motor 22 is not in an overload state, so the process proceeds to the step of increasing the motor rotation speed, and the discharge temperature is not lower than the upper limit value (NO). In this case, since the motor 22 is considered to be in an overload state, the process proceeds to a step of decreasing the motor rotation speed.
This control determines the overload state of the motor 22 based on the discharge temperature. Except for this point, the control is substantially the same as the control shown in FIG.
[0014]
FIG. 9 shows a refrigeration apparatus 10E to which still another screw compressor 1E according to the present invention is applied, and portions common to the refrigeration apparatus 10A shown in FIG.
This refrigeration apparatus 10E is provided with a motor rotational speed detector D7 for detecting the rotational speed of the motor 22 instead of the motor coil temperature detector D1 shown in FIG. 1, and the detected rotational speed from the motor rotational speed detector D7. Is input to the controller 26.
In this refrigeration apparatus 10E, as shown in FIG. 10, instead of the step of determining whether or not the motor coil temperature in FIG. 3 is equal to or lower than the upper limit value, it is determined whether or not the motor rotational speed is equal to or lower than a predetermined upper limit value. Control with steps is performed. That is, when the motor speed is equal to or lower than the upper limit value (YES), it is considered that the motor 22 is not in an overload state, so the process proceeds to the step of increasing the motor speed, and the motor speed is not lower than the upper limit value (NO In the case of), since the motor 22 is considered to be in an overload state, the process proceeds to a step of reducing the motor speed.
In this control, the overload state of the motor 22 is determined based on the motor rotational speed. Except for this point, the control is substantially the same as the control shown in FIG.
[0015]
Since the motor rotational speed is also known from the frequency of the current output from the inverter 25, a frequency detector D7 for detecting this frequency is used instead of the motor rotational speed detector D7 on the inverter 25 or its secondary side. A frequency signal indicating the magnitude of the detected frequency may be input to the controller 26 from either of the frequency detectors D7. In this case, a step of determining whether or not the frequency is equal to or lower than a predetermined upper limit value is provided instead of the step of determining the motor rotation speed in FIG.
In the case of each refrigeration apparatus described above, only one type of detector among the motor coil temperature detector D1, the liquid temperature detector D4, the current detector D5, etc. is provided to determine the load state of the motor 22. However, the present invention is not limited to one type of detector, and includes a refrigeration apparatus in which a plurality of detectors are appropriately selected and provided with the plurality of detectors. The detector to be selected may be all or a part of the above-described detectors for determining the load state of the motor 22, and the combination thereof is arbitrary.
Next, a detector using two types of detectors for determining the load state of the motor 22, a detector using three types of detectors, and a detector using four types of detectors. An example will be described. It goes without saying that the present invention is not limited to this exemplified detector combination.
[0016]
FIG. 11 shows a refrigeration apparatus 10F to which a screw compressor 1F provided with a motor coil temperature detector D1 and a discharge temperature detector D6 is applied. Components common to the above-described refrigeration apparatuses are assigned the same numbers. The description is omitted.
As shown in FIG. 12, in this refrigeration apparatus 10F, it is determined whether the suction pressure belongs to any region of X, Y, or Z, and when it is determined that the suction pressure belongs to the Z region, the step of increasing the motor rotation speed Before arriving at, two decision steps regarding the signals from the two detectors are inserted. That is, if it is determined that the motor coil temperature belongs to the Z region, the process proceeds to a step of determining whether the motor coil temperature is equal to or lower than the upper limit value (YES) or not (NO). If NO, the motor 22 is overloaded. Therefore, the process proceeds to a step of decreasing the motor rotation speed. In the case of YES, as long as the motor 22 judges only from the motor coil temperature, it cannot be said that it is in an overload state, so the process proceeds to a step of judging whether the discharge temperature is lower than the upper limit value (YES) or not (NO). In the case of NO, the motor 22 is considered to be in an overload state, so the process proceeds to the step of reducing the motor rotation speed. In the case of YES, the motor 22 is considered not to be in an overload state, so the motor rotation Proceed to the step of increasing the number. Hereinafter, it is the same as that of each control flow mentioned above.
Thus, in this refrigeration apparatus 10F, whether or not the motor 22 is in an overload state is determined twice based on two types of factors.
Note that the order of the two determination steps related to the motor coil temperature detector D1 and the discharge temperature detector D6 is not limited and is arbitrary.
[0017]
FIG. 13 shows a refrigeration apparatus 10G to which a screw compressor 1G provided with a current detector D5 in addition to the motor coil temperature detector D1 and the discharge temperature detector D6 is shown. Are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 14, the refrigeration apparatus 10 </ b> G has a control flow in which a step for determining whether the motor current is equal to or lower than the upper limit (YES) or not (NO) is added to the flowchart shown in FIG. 13.
In this refrigeration apparatus 10G, whether or not the motor 22 is in an overload state is determined in triplicate based on three types of factors.
In addition, the order of the three determination steps regarding the motor coil temperature detector D1, the discharge temperature detector D6, and the current detector D5 is not limited and is arbitrary.
[0018]
FIG. 15 shows a refrigeration apparatus 10H to which a screw compressor 1H provided with a motor rotation number detector D7 in addition to a motor coil temperature detector D1, a discharge temperature detector D6, and a current detector D5 is applied. Parts common to the refrigeration apparatus are assigned the same reference numerals and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 16, the refrigeration apparatus 10 </ b> H has a control flow in which a step for determining whether the motor rotation speed is equal to or lower than the upper limit value (YES) or not (NO) is added to the flowchart shown in FIG. 14.
In this refrigeration apparatus 10H, whether or not the motor 22 is in an overload state is determined quadruple based on four types of factors.
In addition, the order of the four determination steps regarding the motor coil temperature detector D1, the discharge temperature detector D6, the current detector D5, and the motor rotation speed detector D7 is not limited and is arbitrary.
Also, in each refrigeration apparatus shown in FIG. 5 and subsequent figures, a cooled liquid temperature detector D4 may be provided in place of the suction pressure detector D3. In this case, from the cooled liquid temperature detector D4, Based on the temperature signal, the suction temperature is derived, and it is determined in the control flow whether the suction pressure belongs to the X, Y, or Z region described above.
[0019]
By the way, the motor of the screw compressor for the refrigeration apparatus is selected on the basis of the summertime when the discharge pressure of the compressor is maximum. For example, in the summer, the water inlet temperature in the above-described water-cooled condenser 11 is about 32 ° C., the refrigerant condensation temperature CT is 40 ° C., and the discharge pressure of the compressor is 15.6 at which corresponds to this 40 ° C. condensation temperature CT. Become. Therefore, a motor capable of withstanding the discharge pressure of 15.6 ata is selected as the motor within the range of the normally assumed evaporation temperature ET. The nominal output of this motor is 55 kw, for example. When this refrigeration apparatus is used in winter, if the water inlet temperature decreases, for example, 20 ° C., the condensation temperature CT is 28 ° C. and the discharge pressure is 11.5 ata. The required power of the motor at this time is 55 kw Smaller than.
That is, if the rotation speed of the motor is the same, the motor power consumption (kw) and the motor current (A) are compared with those in the summer when the condensation temperature CT = 40 ° C. as shown by the solid line in FIG. As indicated by the one-dot chain line in FIG.
[0020]
For this reason, for example, in each screw compressor, if the power consumption of the motor does not exceed 55 kw and the motor rotation speed does not exceed 6000 rpm, the summer condensation illustrated by the solid line in FIG. In the case of the temperature CT = 40, in the case of the winter condensing temperature CT exemplified by a one-dot chain line = 28 ° C., the upper limit value of the motor rotational speed is determined corresponding to the suction pressure. Further, for example, in the summer indicated by the solid line, even if the evaporation temperature ET = -30 ° C., the motor power consumption is 55 kw, and the motor rotation speed is 3550 rpm, the evaporation temperature ET = −30 ° C. in the winter indicated by the one-dot chain line. When the motor power consumption is increased to 55 kw, the motor speed increases to about 5000 rpm.
Therefore, in the above-described screw compressors 1E and 1H, as a reference for determining whether or not the motor rotational speed is equal to or lower than the predetermined upper limit value, for example, as described above, the motor rotational speed that is predetermined according to the suction pressure is set. The upper limit is preferably used as a reference.
[0021]
Further, when the above-described screw compressors 1E and 1H are oil-cooled, as shown in FIG. 19, an oil recovery unit 32 including an oil separation element 31 is provided in the discharge unit 23 described above. The refrigerant gas sucked in by the screw rotor 21 is compressed while being injected from an oil passage (not shown), and is discharged to the oil recovery unit 32 together with the oil injected into the bearing and the like. In the oil recovery unit 32, the compressed refrigerant gas and oil are separated and recovered, pass through the oil separation element 31, and clean refrigerant gas from which oil has been removed is sent to the condenser 11. On the other hand, the oil recovered by the oil recovery unit 32 is guided to the oil flow path provided with an oil cooler and circulated.
[0022]
When the above-described screw compressors 1E and 1H are oil-cooled as described above, as shown in FIG. 20, it is necessary to consider the gas flow rate in the oil recovery unit 32 for the upper limit value of the motor rotation speed. . That is, the solid line in FIG. 20 corresponds to the solid line in FIG. 18 and shows the gas flow velocity in the case of the motor speed indicated by the solid line in FIG. 18, and the one-dot chain line in FIG. 20 represents the motor speed indicated by the one-dot chain line in FIG. In the case of this winter season, the gas flow rate exceeds the allowable upper limit of the flow velocity indicated by the broken line in FIG. When the gas flow rate exceeds the flow velocity upper limit value, the oil and refrigerant gas in the oil separation element 31 is not completely separated, and a part of the oil flows out to the condenser 11 and the refrigeration apparatus cannot be operated. A hatched portion in FIG. 20 indicates a region where the operation of the refrigeration apparatus cannot be performed. Therefore, in the winter season indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 20, at the portion where the suction pressure corresponds to the hatched portion, the motor rotation speed is further reduced as compared with the case where the motor power consumption is 55 kw as indicated by the two-dot chain line in FIG. There is a need. For this reason, when the above-described screw compressors 1E and 1H are oil-cooled as described above, the upper limit value of the motor rotation number is within a range not exceeding the upper limit value of the flow rate in consideration of the gas flow rate. It is preferable to employ the motor upper limit rotational speed determined according to the suction pressure within a range not exceeding the value indicated by the two-dot chain line.
[0023]
In addition, each numerical value mentioned above is an illustration, and this invention is not limited to these numerical values at all.
Moreover, although FIG. 18 represents using the straight line, these lines showing the upper limit of motor rotation speed do not necessarily need to be a straight line, and may be a curve.
[0024]
【The invention's effect】
  As is clear from the above explanation,BookAccording to the invention, in the screw compressor for a refrigeration apparatus having a motor whose rotational speed is controlled via an inverter as a drive unit, any one of the thermal load detection means for detecting the cooling heat load and the load state of the motor Based on at least one load state detection means for detecting a factor and a thermal load signal input from the thermal load detection means,(A)When it is determined that the compression function force is excessive, the rotational speed of the motor is decreased,(B)If it is determined that the compression function is neither excessive nor insufficient, maintain the motor speed,(C)When it is determined that the compression function force is insufficient, based on the load state signal input from the load state detection means, when it is determined that the load state is excessive, the rotational speed of the motor is set. In other cases, the controller is provided with a controller that reduces the rotational speed of the motor.
[0025]
  Therefore, without using a slide valve, always use an inverter, and do not cause an overload of the motor.ofRotational speed control can be performed, and it is possible to improve motor durability and reduce power consumption.
[0026]
  Also,UpControllerIsWhen the load state is the rotation speed of the motor, it is determined whether or not the load state is excessive. The motor rotation speed indicated by the input load state signal is determined based on the suction pressure. It is determined whether or not the upper limit rotational speed is exceeded. If it exceeds the upper rotational speed, it is determined that the rotational speed is excessive, and the rotational speed of the motor is decreased. Otherwise, the rotational speed of the motor is increased.The load state may be a motor coil temperature, a motor current, or a discharge temperature instead of the motor rotation speed.
  For this reason,the aboveIn addition to the effect, the refrigeration system operates even when the actual condensing temperature is lower than the condensing temperature adopted as one of the design conditions, for example, due to oil spillage from the oil-cooled compressor to the condenser. It is possible to avoid the occurrence of a situation where it cannot be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an outline of a refrigeration apparatus to which a screw compressor according to the present invention is applied.FigureIt is.
2 is a diagram showing a relationship between a suction pressure of a screw compressor and a cooling heat load in the refrigeration apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is a flowchart showing control on a screw compressor in the refrigeration apparatus shown in FIG. 1;
FIG. 4 shows an outline of a refrigeration apparatus to which another screw compressor according to the present invention is applied.FigureIt is.
FIG. 5 shows an outline of a refrigeration apparatus to which still another screw compressor according to the present invention is applied.FigureIt is.
6 is a flowchart showing control on a screw compressor in the refrigeration apparatus shown in FIG.
FIG. 7 shows an outline of a refrigeration apparatus to which still another screw compressor according to the present invention is applied.FigureIt is.
8 is a flowchart showing control on a screw compressor in the refrigeration apparatus shown in FIG.
FIG. 9 shows an outline of a refrigeration apparatus to which still another screw compressor according to the present invention is applied.FigureIt is.
10 is a flowchart showing control on a screw compressor in the refrigeration apparatus shown in FIG.
FIG. 11 shows an outline of a refrigeration apparatus to which still another screw compressor according to the present invention is applied.FigureIt is.
12 is a flowchart showing control on a screw compressor in the refrigeration apparatus shown in FIG.
FIG. 13 shows an outline of a refrigeration apparatus to which still another screw compressor according to the present invention is applied.FigureIt is.
14 is a flowchart showing control on a screw compressor in the refrigeration apparatus shown in FIG.
FIG. 15 shows an outline of a refrigeration apparatus to which still another screw compressor according to the present invention is applied.FigureIt is.
16 is a flowchart showing control on a screw compressor in the refrigeration apparatus shown in FIG.
FIG. 17 is a diagram showing changes in power consumption of the compressor and motor current when the condensation temperature in the refrigeration apparatus changes.
FIG. 18 is a diagram showing a change in the motor speed of the compressor and an upper limit of the motor speed when the condensation temperature in the refrigeration apparatus changes.
FIG. 19 is a diagram showing the structure when the compressor of the refrigeration apparatus is oil-cooled.
FIG. 20 is a diagram showing a change in gas flow rate in the oil recovery unit following the oil-cooled compressor when the condensation temperature in the refrigeration apparatus changes.
[Explanation of symbols]
        1A Screw compressor
        10A Refrigeration equipment
        22 Motor
        25 Inverter
        26 Controller
        D1 Motor coil temperature detector
        D3 Suction pressure detector
        D4 Cooled liquid temperature detector
        D5 Current detector
        D6 Discharge temperature detector
        D7 Motor rotation speed detector

Claims

In a screw compressor for a refrigeration system having a motor whose rotational speed is controlled via an inverter as a drive unit,
A thermal load detecting means for detecting a cooling heat load;
At least one load state detecting means for detecting any factor indicating the load state of the motor;
Based on the thermal load signal input from the thermal load detection means,
(A) When it is determined that the compression function force is excessive, the rotational speed of the motor is decreased,
(B) If it is determined that the compression function force is neither excessive nor insufficient, the rotational speed of the motor is maintained,
(C) When it is determined that the compression function is insufficient, based on the load state signal input from the load state detection means, when it is determined that the load state is excessive, the motor A screw compressor for a refrigeration apparatus, comprising: a controller for decreasing the number of rotations and increasing the number of rotations of the motor in other cases.

The controllers, when the load state is the rotational speed of the motor, the load condition excessive determination of whether, the motor speed indicated by the load state signal the input, determined in accordance with the suction pressure If it exceeds the upper limit number of rotations of the motor, it is determined that the number of rotations is excessive. If not, the number of rotations of the motor is decreased. Otherwise, the number of rotations of the motor is increased. The screw compressor for a refrigeration apparatus according to claim 1.

When the load state is a motor coil temperature, the controller determines whether or not the load state is excessive. The motor coil temperature indicated by the input load state signal exceeds a predetermined upper limit value. 2. The method according to claim 1, wherein the motor speed is determined to be excessive if it exceeds, and the rotational speed of the motor is decreased. Otherwise, the rotational speed of the motor is increased as the other cases. The screw compressor for refrigeration equipment of description.

When the load state is a motor current, the controller determines whether or not the load state is excessive, and whether or not the motor current indicated by the input load state signal exceeds a predetermined upper limit value. 2. The method according to claim 1, wherein if it exceeds, it is determined that it is excessive, and the rotation speed of the motor is decreased, and if it does not exceed, the rotation speed of the motor is increased as the other cases. Screw compressor for refrigeration equipment.

When the load state is a discharge temperature, the controller determines whether or not the load state is excessive, and whether or not the discharge temperature indicated by the input load state signal exceeds a predetermined upper limit value. 2. The method according to claim 1, wherein if it exceeds, it is determined that it is excessive, and the rotation speed of the motor is decreased, and if it does not exceed, the rotation speed of the motor is increased as the other cases. Screw compressor for refrigeration equipment.