JP5185298B2 - 圧縮機の制御方法及びそのシステム - Google Patents
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Description
本発明の上記目的及び効果は、当分野における当業者に対して、以下の詳細な説明及び添付図面を参照することで、さらに容易に明らかになるであろう。
本発明は、以下のように、好ましい実施例に基づいて詳述される。
本発明の好ましい実施例の以下の記述は、ここにおいて例示のみの目的で示されるものであって、包括的で、かつ、細かく限定された形で開示されていることを意図するものではない。
本発明の実施例による圧縮機の制御システム1は、ホットガスバイパス(hot gas bypass)15をバイパス配管に配置し、このホットガスバイパス15も制御器30と接続させる。バイパス配管は、システムの高圧配管と低圧配管の間に配置するものであり、ホットガスバイパス15は、例えば圧縮機の出口と凝縮器の出口の間にあるバイパス配管に配置するものである。それゆえ、制御器30の制御信号により、ホットガスバイパス15を開放して、高圧側にある冷媒を低圧側に輸送して、冷媒流量を調整できる。
本発明のもう一つの実施例による制御器30aは、計量器31、決定装置32及び比較器33を含むものである。計量器31は、凝縮物(冷媒)の現在流量Qaを測定し、且つ入口圧力Pi、出口圧力Po、凝縮器温度Tc及び凝縮器圧力Pcを測定するものである。決定装置32は、現在流量Qa、需要流量Qd並びに安全流量Qmなどの制御パラメータを決定するものである。圧縮機10は、前記制御パラメータ、入口圧力Pi、出口圧力Po、凝縮器温度Tc又は凝縮器圧力Pcによって制御することができる。比較器33は、凝縮物の現在流量Qa、需要流量Qd及び安全流量Qmなどの前記制御パラメータを比較して、比較結果を得ることにより、圧縮機10を制御する。
図3のY軸は、圧力水頭(pressure head)の百分率比であり、固定の入口圧力Piに対応する出口圧力Poの変化を示す。図3のX軸は、出口圧力Poの変化に対応する流量の変化である。
蒸発器の総数に基づく需要流量Qdを決定し、圧縮機の性能によって安全流量Qmを決定する。そうして、現在流量Qaと需要流量Qdと比較する(工程302)。蒸発器の需要流量に対して現在流量が足りない場合(Qd>Qa)、制御器がインバータ13に命令することで、圧縮機10の回転速度を高める(現在流量Qaを増加させる)(工程303)。これにより、制御工程を終了して、再び工程302へ移行する(工程300)。
蒸発器の需要流量Qdよりも現在流量Qaが多い場合(Qd≦Qa)、更に需要流量Qdと安全流量Qmと比較する(工程304)。もしQd≧Qmが成立していれば、工程308へ移行する。一方、Qd≧Qmが成立しない場合には、工程305へ移行する。
もし、Pc≧Poが生じないときには(つまり、Po>Pcが成立する場合には)、サージの問題が発生しないので、現在流量Qaを低減させるために、制御器30が、(インバータ30に対して周波数を低下させるような制御を行い)圧縮機10の回転速度を下げる(工程306)。これにより、制御工程を終了し、再び工程302へ移行する(工程300)。
一方、Pc≧Poが生じるときには、サージの問題を考慮すべきである。そこで、制御器30はサージを予防するために、現在流量Qaと安全流量Qmと比較し、Qa≧Qmが成立するかを判断する(工程307)。この工程307では、圧縮機10の安全のために、現在流量Qaがサージの臨界範囲(図3のように)を越えているかどうかを確認する。もし、Qa≧Qmが成立するならば、工程308へ移行する。Qa≧Qmが成立しなければ、工程309へ移行する。
即ち、現在の入口角度が前記調節可能な限界より小さいと、現在流量Qaを減少させて安全流量Qm未満になれば、工程305へ移行する。つまり、本システムでは、凝縮器圧力Pcを低下させるための次工程311を必要とせず、工程305へ戻る(工程310)。
本システムでは、もし、現在の入口角度が調節可能な限界に達して、現在流量Qaが依然として安全流量Qmを上回っている場合、ホットガスバイパス(hot gas bypass)15を開いて、圧縮機10の出口配管から蒸発器の出口配管へショートカットさせ、現在流量Qaを減少させる(工程311)。この工程311を終了後、工程305へ移行して、出口圧力Poと凝縮器圧力Pcとについて比較し、サージの問題を考慮すべき条件である、Pc≧Poを生じることがないかを判断する。
係る工程は圧縮機を制御することを必要するものではなく、或いは現在流量を調節するための他の工程を使用するものではなく、蒸発器に対して十分な凝縮を素早く実行させるようにしてもよい。
11 入口圧力計
12 出口圧力計
13 インバータ
14 入口案内翼
15 ホットガスバイパス
20 凝縮器
21 温度計
22 扇風機
30 制御器
30a 制御器
31 計量器
32 決定装置
33 比較器
40 保存装置
40a 制御弁
50a 蒸発器
50b 蒸発器
50c 蒸発器
Claims (14)
- 凝縮物を有する圧縮機の制御方法であって、
前記圧縮機と接続され、凝縮器温度が調整可能な凝縮器、及び前記凝縮器に接続されるとともに、複数のものからなりその中から稼働数が調整可能な少なくとも一つの蒸発器を設ける工程と、
前記圧縮機の入口圧力及び出口圧力を測定して、前記凝縮物の現在流量を取得する工程と、
前記蒸発器の稼働中の総数に基づいて決定する需要流量及び前記圧縮機の効率に基づいて決定する安全流量を決定する工程と、
前記凝縮物の現在流量、前記安全流量及び前記需要流量からなる群から、少なくとも2つを選び、比較して、比較結果を得る工程と、
前記比較結果に基づき圧縮機を制御する工程と、
前記圧縮機と接続する前記凝縮器温度をさらに測定して、前記圧縮機の入口圧力、出口圧力並びに凝縮器温度により前記凝縮器の圧力を取得し、そして、前記凝縮物の需要流量が前記安全流量より低く、且つ前記凝縮器圧力が前記出口圧力より低くなるならば、前記圧縮機の回転速度を下げる工程と、
を有する、
ことを特徴とする圧縮機の制御方法。 - 前記圧縮機と前記蒸発器が制御弁を有する凝縮物保存装置と接続され、
前記比較結果に基づき前記制御弁を調整する工程を更に有する
ことを特徴とする請求項1記載の圧縮機の制御方法。 - 前記現在流量が前記需要流量より低くなるならば、前記圧縮機の回転速度を高める工程を更に有する、
ことを特徴とする請求項1記載の圧縮機の制御方法。 - 前記圧縮機は、入口案内翼を含み、ホットガスバイパスと接続され、
前記需要流量が前記安全流量より高くなるならば、前記入口案内翼を調節し、前記現在流量が前記需要流量より高くなるならば、前記ホットガスバイパスを開放する工程を更に有する、
ことを特徴とする請求項1記載の圧縮機の制御方法。 - 前記凝縮器はコイル弁及び扇風機を含み、
前記出口圧力が前記凝縮器圧力より高くなるならば、前記コイル弁及び前記扇風機の回転速度を調節する工程を更に有する、
ことを特徴とする請求項1記載の圧縮機の制御方法。 - 凝縮物を有する熱交換システムの圧縮機の制御方法であって、
前記熱交換システムは、前記圧縮機の他に、コイル弁を複数備え、圧縮機と接続されるとともに、凝縮器温度が調整可能な凝縮器と、前記凝縮器と接続されるとともに、複数のものからなりその中から稼働数が調整可能な少なくとも一つの蒸発器と、を含み、
前記凝縮物の現在流量を測定する工程と、
前記圧縮機の効率に基づいて決定される安全流量及び前記蒸発器の稼働中の総数に基づいて決定される需要流量を決定することによって前記安全流量及び需要流量を含んだ制御パラメータを取得する工程と、
制御器からの信号によって前記コイル弁の開閉制御を行うことで、凝縮器の温度を調節する工程と、
前記現在流量と前記制御パラメータを比較して、比較結果を得る工程と、
前記比較結果に基づく圧縮機を制御する工程と、
の他に、
制御器からの信号によって前記コイル弁の開閉制御を行うことで、前記凝縮器温度を調節し、凝縮器の効率を変化させる工程と、
前記圧縮機の入口圧力、出口圧力並びに前記圧縮機と接続する凝縮器の温度をさらに測定して、前記圧縮機の入口圧力、出口圧力並びに凝縮器温度により前記凝縮器の圧力を取得し、そして前記需要流量が前記安全流量より低く、且つ前記凝縮器圧力が前記出口圧力より低くなるならば、前記圧縮機の回転速度を下げる工程と、
をさらに有する、
ことを特徴とする熱交換システムの圧縮機の制御方法。 - 前記圧縮機の入口圧力及び出口圧力を測定して、前記現在流量を得る工程を有する、
ことを特徴とする請求項6記載の熱交換システムの圧縮機の制御方法。 - 前記熱交換システムは、凝縮器及び少なくとも一つの蒸発器を含み、
前記蒸発器は、前記圧縮機と前記凝縮器とに接続され、
前記需要流量は、前記蒸発器の総数に基づいて決定する、
ことを特徴とする請求項6記載の熱交換システムの圧縮機の制御方法。 - 凝縮物及び圧縮機を有する熱交換システムの制御器であって、
前記熱交換システムは、前記圧縮機の他に、前記圧縮機と接続されるとともに、凝縮器温度が調整可能な凝縮器と、前記凝縮器と接続されるとともに、複数のものからなりその中から稼働数が調整可能な少なくとも一つの蒸発器と、を含むとともに、
前記凝縮物の現在流量を測定する計量器と、
前記蒸発器の稼働中の総数に基づいて決定される需要流量及び前記圧縮機の効率に基づいて決定される安全流量を決定する決定装置と、
を備え、その中、
前記現在流量、前記需要流量並びに前記安全流量に基づき前記圧縮機を制御し、
前記圧縮機は遠心圧縮機であり、
前記計量器は、前記圧縮機の入口圧力、出口圧力並びに前記凝縮器温度をさらに測定して、前記圧縮機の入口圧力、出口圧力並びに凝縮器温度により前記凝縮器の圧力を取得し、そして前記需要流量が前記安全流量より低く、且つ前記凝縮器圧力が前記出口圧力より低くなるならば、前記圧縮機の回転速度を下げる、
ことを特徴とする制御器。 - 前記制御器は、前記現在流量と前記需要流量又は前記安全流量を比較して、比較結果を得る比較器をさらに含み、前記比較結果に基づき前記圧縮機を制御する、
ことを特徴とする請求項9記載の制御器。 - 前記圧縮機は、入口案内翼を含み、ホットガスバイパスと接続される、
ことを特徴とする請求項9記載の制御器。 - 前記圧縮機は、インバータと接続され、
前記インバータは、前記制御器と接続される、
ことを特徴とする請求項9記載の制御器。 - 前記凝縮器はコイル弁及び扇風機を含む、
ことを特徴とする請求項9記載の制御器。 - 前記圧縮機と前記凝縮器は、制御弁を有する凝縮物保存装置と接続される、
ことを特徴とする請求項9記載の制御器。
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