JP6069179B2 - ターボ冷凍機 - Google Patents
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Description
すなわち、ホットガスバイパス回路が作動する低負荷運転領域では、冷凍サイクルを循環する冷媒量が減少するので、凝縮器に冷媒が滞留しにくく、インジェクションとして供給する冷媒液が確保しにくいという問題があった。
そこで、本発明においては、低負荷運転領域におけるホットガスバイパス回路の作動時に圧縮機温度が上昇した場合には、液インジェクション弁を開き、圧縮機の吐出ガスを駆動源としたエジェクタで蒸発器の冷媒液を吸引し、圧縮機の吸込み冷媒ガス配管に導入する。低負荷運転領域では、凝縮器ではなく、蒸発器に冷媒が滞留しやすいので、インジェクションとして供給する冷媒液が確保しやすい。蒸発器から圧縮機の吸込み管に導入された低温(6℃程度)の冷媒液は、過熱冷媒ガスから熱を奪って蒸発する。その結果、圧縮機の吸込み冷媒ガスの温度が低下することにより圧縮機の筐体温度の異常上昇を回避することができる。
本発明によれば、蒸発器の蒸発温度は、冷凍機ごとに略一定であるので、蒸発器の蒸発温度Teは測定せずにターボ圧縮機に吸込まれる冷媒ガス温度Tsのみを測定し、冷媒ガス温度Tsが設定された温度(例えば、8℃)以上となったら、液インジェクション弁を開く。
本発明によれば、エジェクタの噴射先を、圧縮機の吸込み管の他に、ホットガスバイパス回路にしてもよい。
本発明によれば、蒸発器の蒸発圧力に基づいて飽和温度換算の蒸発温度を算出し、算出した蒸発温度とターボ圧縮機に吸込まれる冷媒ガス温度とから冷媒ガスの過熱度を演算する。
(1)凝縮器のホットガスを蒸発器上部のガス相に戻すホットガスバイパス回路の作動時に、蒸発器の下部から冷媒液を吸引して圧縮機の吸込み側に供給する液インジェクションの効果により、圧縮機吸込み冷媒ガス温度の異常上昇を回避することが可能となる。
(2)凝縮器の上部と蒸発器の上部とを接続するホットガスバイパス回路を設け、低負荷の運転領域において凝縮器のホットガスを蒸発器上部のガス相に戻すことにより、十分なホットガスバイパス量を確保することができる。
(3)圧縮機の吐出ガスを駆動源としたエジェクタで蒸発器の冷媒液を吸引し、圧縮機の吸込み冷媒ガス配管に導入するようにしたので、低負荷運転領域では、凝縮器ではなく、蒸発器に冷媒が滞留しやすいので、インジェクションとして供給する冷媒液が確保しやすい。
図1は、本発明に係るターボ冷凍機の第1の実施形態を示す模式図である。図1に示すように、ターボ冷凍機は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機1と、圧縮された冷媒ガスを冷却水(冷却流体)で冷却して凝縮させる凝縮器2と、冷水(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3と、凝縮器2と蒸発器3との間に配置される中間冷却器であるエコノマイザ4とを備え、これら各機器を冷媒が循環する冷媒配管5によって連結して構成されている。
2 凝縮器
3 蒸発器
4 エコノマイザ
5 冷媒配管
6 制御弁
8 流路
9 電動機
10 制御装置
11 一段目羽根車
12 二段目羽根車
13 サクションベーン
15 ホットガスバイパス配管
16 ホットガスバイパス弁
21 開閉弁
22 液インジェクション弁
25,26 温度センサ
27 圧力センサ
Claims (6)
- 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、冷媒を羽根車によって圧縮するターボ圧縮機と、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を備えたターボ冷凍機において、
前記凝縮器の上部と前記蒸発器の上部とを接続し、前記凝縮器の上部の冷媒ガスを前記蒸発器の上部に戻すホットガスバイパス回路と、
前記ホットガスバイパス回路に設置され、該ホットガスバイパス回路を開閉するホットガスバイパス弁と、
前記ターボ圧縮機から吐出される冷媒ガスを駆動用ガスとして前記蒸発器の下部から冷媒液を吸引して前記ターボ圧縮機の吸込み側に吐出するエジェクタと、
前記蒸発器から前記エジェクタに冷媒液を供給する冷媒供給流路に設置され、該冷媒供給流路を開閉する液インジェクション弁と、
前記ホットガスバイパス弁および前記液インジェクション弁の開閉制御を行う制御装置とを備えたことを特徴とするターボ冷凍機。 - 前記蒸発器の蒸発温度計測手段と、前記ターボ圧縮機の吸込み側の冷媒ガスの温度を測定する温度センサとを備え、
前記制御装置は、前記ターボ圧縮機の吸込み側の冷媒ガスの温度と前記蒸発温度との温度差に基づいて前記液インジェクション弁の開閉制御を行うことを特徴とする請求項1に記載のターボ冷凍機。 - 前記ターボ圧縮機の吸込み側の冷媒ガスの温度を測定する温度センサを備え、
前記制御装置は、前記ターボ圧縮機の吸込み側の冷媒ガスの温度に基づいて前記液インジェクション弁の開閉制御を行うことを特徴とする請求項1に記載のターボ冷凍機。 - 前記エジェクタの吐出側は、前記ターボ圧縮機の吸込み管または前記ホットガスバイパス回路に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のターボ冷凍機。
- 前記エジェクタの駆動用ガスとして、前記ターボ圧縮機と前記凝縮器とを接続する配管を流れる冷媒ガスまたは前記ホットガスバイパス回路を流れる冷媒ガスを用いることを特徴とする請求項1に記載のターボ冷凍機。
- 前記蒸発温度を前記蒸発器内の圧力から求めることを特徴とする請求項2に記載のターボ冷凍機。
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