JP5981180B2 - ターボ冷凍機及びその制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたものであり、冷凍容量を限りなくゼロ近くまで下げることができるターボ冷凍機およびその制御方法を提供することを目的とする。
すなわち、制御装置20は、
(1)インバータ14による多段ターボ圧縮機TCの回転速度制御、
(2)ベーン15の開度制御、
(3)制御弁7を閉じることによるエコノマイザサイクルの停止、
(4)ホットガスバイパス、
の4段階で冷凍容量を低下させる。
(1)ベーンの開度制御(第1の制御ステップ)
(2)制御弁7を閉じることによるエコノマイザサイクルの停止(第2の制御ステップ)
(3)ホットガスバイパス(第3の制御ステップ)
これら第1〜第3の制御ステップは、上述した第2〜第4の制御ステップと同じに実行される。したがって、このタイプのターボ冷凍機においても、その冷凍容量をゼロ近くまで連続的に低下させることが可能である。
2 二段目羽根車
3 圧縮機モータ
4 凝縮器
5 蒸発器
6 エコノマイザ
7 制御弁
8 膨張機構
9,10,11 流路
14 インバータ
15 ベーン
20 制御装置
25 ホットガスバイパス流路
26 ホットガスバイパス弁
LV 液面計
S1,S2 温度センサ
FM 流量計
TC 多段ターボ圧縮機
Claims (10)
- 被冷却流体から熱を奪って冷媒が蒸発し冷凍効果を発揮する蒸発器と、冷媒を多段の羽根車によって圧縮する多段ターボ圧縮機と、圧縮された冷媒ガスを冷却流体で冷却して凝縮させる凝縮器と、凝縮した冷媒液の一部を蒸発させて蒸発した冷媒ガスを前記多段ターボ圧縮機の多段圧縮段の中間部分に供給する中間冷却器であるエコノマイザとを備えたターボ冷凍機において、
前記エコノマイザと前記多段ターボ圧縮機の多段圧縮段の中間部分とを連通する流路に設けられ、前記流路を開閉する制御弁と、
前記圧縮された冷媒ガスを、前記エコノマイザを通過させずに前記凝縮器から前記蒸発器に戻すホットガスバイパス流路と、
前記ホットガスバイパス流路に設けられたホットガスバイパス弁と、
前記蒸発器を流れる冷水の少なくとも温度に基づいて前記ターボ冷凍機の冷凍容量を算出する制御装置とを備え、
前記多段ターボ圧縮機は、前記多段羽根車を回転させる圧縮機モータと、該圧縮機モータを駆動するインバータと、前記多段羽根車への冷媒ガスの吸込流量を調整する開度可変なベーンとを備えており、
前記制御装置は、前記冷凍容量の低下に従って、
前記インバータを介して前記多段ターボ圧縮機の回転速度を低下させる第1の制御ステップと、
前記ベーンの開度を小さくする第2の制御ステップと、
前記制御弁を閉じる第3の制御ステップと、
前記ホットガスバイパス弁を開く第4の制御ステップをこの順に実行し、
前記制御装置は、前記第3の制御ステップにおいて、前記制御弁を閉じると同時またはその直後に、前記ベーンの開度を大きくすることを特徴とするターボ冷凍機。 - 前記制御弁は、その開度が可変に構成されており、
前記制御装置は、前記第3の制御ステップにおいて、前記制御弁の開度を前記冷凍容量の低下に従って減少させることを特徴とする請求項1に記載のターボ冷凍機。 - 前記ホットガスバイパス弁は、その開度が可変に構成されており、
前記制御装置は、前記第4の制御ステップにおいて、前記ホットガスバイパス弁の開度を前記冷凍容量の低下に従って増加させることを特徴とする請求項1に記載のターボ冷凍機。 - 前記制御装置は、前記第4の制御ステップにおいて、前記ホットガスバイパス弁を開くと同時またはその直後に、前記ベーンの開度を大きくすることを特徴とする請求項1に記載のターボ冷凍機。
- 被冷却流体から熱を奪って冷媒が蒸発し冷凍効果を発揮する蒸発器と、冷媒を多段の羽根車によって圧縮する多段ターボ圧縮機と、圧縮された冷媒ガスを冷却流体で冷却して凝縮させる凝縮器と、凝縮した冷媒液の一部を蒸発させて蒸発した冷媒ガスを前記多段ターボ圧縮機の多段圧縮段の中間部分に供給する中間冷却器であるエコノマイザとを備えたターボ冷凍機において、
前記エコノマイザと前記多段ターボ圧縮機の多段圧縮段の中間部分とを連通する流路に設けられ、前記流路を開閉する制御弁と、
前記圧縮された冷媒ガスを、前記エコノマイザを通過させずに前記凝縮器から前記蒸発器に戻すホットガスバイパス流路と、
前記ホットガスバイパス流路に設けられたホットガスバイパス弁と、
前記蒸発器を流れる冷水の少なくとも温度に基づいて前記ターボ冷凍機の冷凍容量を算出する制御装置とを備え、
前記多段ターボ圧縮機は、前記多段羽根車を回転させる圧縮機モータと、前記多段羽根車への冷媒ガスの吸込流量を調整する開度可変なベーンとを備えており、
前記制御装置は、前記冷凍容量の低下に従って、
前記ベーンの開度を小さくする第1の制御ステップと、
前記制御弁を閉じる第2の制御ステップと、
前記ホットガスバイパス弁を開く第3の制御ステップをこの順に実行し、
前記制御装置は、前記第2の制御ステップにおいて、前記制御弁を閉じると同時またはその直後に、前記ベーンの開度を大きくすることを特徴とするターボ冷凍機。 - 前記制御弁は、その開度が可変に構成されており、
前記制御装置は、前記第2の制御ステップにおいて、前記制御弁の開度を前記冷凍容量の低下に従って減少させることを特徴とする請求項5に記載のターボ冷凍機。 - 前記ホットガスバイパス弁は、その開度が可変に構成されており、
前記制御装置は、前記第3の制御ステップにおいて、前記ホットガスバイパス弁の開度を前記冷凍容量の低下に従って増加させることを特徴とする請求項5に記載のターボ冷凍機。 - 前記制御装置は、前記第3の制御ステップにおいて、前記ホットガスバイパス弁を開くと同時またはその直後に、前記ベーンの開度を大きくすることを特徴とする請求項5に記載のターボ冷凍機。
- 被冷却流体から熱を奪って冷媒が蒸発し冷凍効果を発揮する蒸発器と、冷媒を多段の羽根車によって圧縮する多段ターボ圧縮機と、圧縮された冷媒ガスを冷却流体で冷却して凝縮させる凝縮器と、凝縮した冷媒液の一部を蒸発させて蒸発した冷媒ガスを前記多段ターボ圧縮機の多段圧縮段の中間部分に供給する中間冷却器であるエコノマイザと、前記エコノマイザと前記多段ターボ圧縮機の多段圧縮段の中間部分とを連通する流路に設けられ、前記流路を開閉する制御弁と、前記圧縮された冷媒ガスを、前記エコノマイザを通過させずに前記凝縮器から前記蒸発器に戻すホットガスバイパス流路と、前記ホットガスバイパス流路に設けられたホットガスバイパス弁と、前記蒸発器を流れる冷水の少なくとも温度に基づいてターボ冷凍機の冷凍容量を算出する制御装置とを備えたターボ冷凍機の制御方法であって、
前記冷凍容量の低下に従って、
前記多段羽根車に連結された圧縮機モータを駆動するためのインバータを介して前記多段ターボ圧縮機の回転速度を低下させる第1の制御ステップと、
前記多段羽根車への冷媒ガスの吸込流量を調整するベーンの開度を小さくする第2の制御ステップと、
前記制御弁を閉じる第3の制御ステップと、
前記ホットガスバイパス弁を開く第4の制御ステップをこの順に実行し、
前記第3の制御ステップにおいて、前記制御弁を閉じると同時またはその直後に、前記ベーンの開度を大きくすることを特徴とするターボ冷凍機の制御方法。 - 被冷却流体から熱を奪って冷媒が蒸発し冷凍効果を発揮する蒸発器と、冷媒を多段の羽根車によって圧縮する多段ターボ圧縮機と、圧縮された冷媒ガスを冷却流体で冷却して凝縮させる凝縮器と、凝縮した冷媒液の一部を蒸発させて蒸発した冷媒ガスを前記多段ターボ圧縮機の多段圧縮段の中間部分に供給する中間冷却器であるエコノマイザと、前記エコノマイザと前記多段ターボ圧縮機の多段圧縮段の中間部分とを連通する流路に設けられ、前記流路を開閉する制御弁と、前記圧縮された冷媒ガスを、前記エコノマイザを通過させずに前記凝縮器から前記蒸発器に戻すホットガスバイパス流路と、前記ホットガスバイパス流路に設けられたホットガスバイパス弁と、前記蒸発器を流れる冷水の少なくとも温度に基づいてターボ冷凍機の冷凍容量を算出する制御装置とを備えたターボ冷凍機の制御方法であって、
前記冷凍容量の低下に従って、
前記多段羽根車への冷媒ガスの吸込流量を調整するベーンの開度を小さくする第1の制御ステップと、
前記制御弁を閉じる第2の制御ステップと、
前記ホットガスバイパス弁を開く第3の制御ステップをこの順に実行し、
前記第2の制御ステップにおいて、前記制御弁を閉じると同時またはその直後に、前記ベーンの開度を大きくすることを特徴とするターボ冷凍機の制御方法。
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