JP6835651B2 - 冷凍機制御装置、ターボ冷凍機、冷凍機制御方法およびプログラム - Google Patents

冷凍機制御装置、ターボ冷凍機、冷凍機制御方法およびプログラム Download PDF

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Description

本発明は、冷凍機制御装置、ターボ冷凍機、冷凍機制御方法およびプログラムに関する。
従来、ターボ冷凍機に使用しているＨＦＣ（代替フロン）冷媒は、ＧＷＰ（Ｇｌｏｂａｌ Ｗａｒｍｉｎｇ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：地球温暖化係数）が数百〜数千であり、環境への配慮からＧＷＰが１桁のＨＦＯ冷媒への転換が必要である。これに対応するため、燃焼性のないＨＦＯ−１２３３ｚｄ（Ｅ）といった低圧冷媒をチラー用冷媒とすることがある。ターボ冷凍機は、一般に、ターボ圧縮機に供給する潤滑油が貯留された油タンクを備えている。ここで、ＦＯ−１２３３ｚｄ（Ｅ）の冷媒ガスの比体積は、ＨＦＣ−１３４ａの約５倍である。そのため、低圧冷媒を用いた冷凍機では、油タンク内の圧力が大気圧以下になると、ガス体積が大きくなる。つまり、低圧冷媒を用いた冷凍機では、油タンク内の潤滑油に溶け込んでいた同質量の冷媒が圧力低下して蒸発した場合、高圧冷媒を用いた冷凍機と比較して、蒸発する冷媒の体積が大きくなり、油タンクの潤滑油に泡立ちが生じるフォーミングが発生しやすくなる。特に、低圧側の圧力低下速度が大きい起動時は、油タンク内の潤滑油にフォーミングが発生しやすい。
特許文献１には、ターボ圧縮機を起動させるときに、吸入容量制御部の開度を目標開度よりも小さな開度で起動した後、速やかに目標開度まで開けることで、目標開度未満である運転時間をできるだけ短くして冷媒の通過抵抗を小さくし、吸入容量制御部の下流側の圧力低下を抑制することによってフォーミングの発生を抑えることが開示されている。
しかし、同じ圧力低下速度でも圧力の値によって潤滑油に対する冷媒溶解量は異なるので、潤滑油からの冷媒溶け出し量は、油タンク内の圧力によって異なる。また、潤滑油に対する冷媒溶解量は温度にも依存する。したがって、油タンク内のフォーミングをより確実に抑制することが求められる。
特開２００９−１８６０３０号公報
本発明の目的は、油タンク内のフォーミングをより確実に抑制することができる冷凍機制御装置、ターボ冷凍機、冷凍機制御方法およびプログラムを提供することにある。
本発明の第１の態様によれば、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ことで冷水入口から流入させた冷水の温度を低下させて冷水出口から流出させる蒸発器と、前記ターボ圧縮機に供給する潤滑油を貯留する油タンクと、前記油タンクと前記蒸発器とを接続する均圧管と、を備えたターボ冷凍機を制御する装置であって、前記油タンクにおいてフォーミングが起きない減圧速度を特定する減圧速度特定部と、特定された前記減圧速度に基づいて前記蒸発器の圧力を調整する圧力調整部と、を備え、前記減圧速度特定部は、所定の減圧速度で減圧した場合に、前記潤滑油から析出する冷媒ガスの体積を演算する冷媒析出ガス体積演算部と、演算された前記体積と、前記油タンクの油面上の体積との対比に基づいて、前記フォーミングを許容できるか否かを判定する判定部と、を備える冷凍機制御装置である。
本発明の第２の態様によれば、上記冷凍機制御装置であって、特定された前記減圧速度 に応じた蒸発温度の低下量を算出するとともに、現在の前記冷水出口の温度の目標値である設定冷水出口温度から前記蒸発温度の低下量を差し引いた値を新たな設定冷水出口温度として設定する冷水出口温度設定部を更に備え、前記圧力調整部は、前記冷水出口の温度の計測値が、前記冷水出口温度設定部によって設定された設定冷水出口温度と一致するように前記蒸発器の圧力を調整する。
本発明の第３の態様によれば、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ことで冷水入口から流入させた冷水の温度を低下させて冷水出口から流出させる蒸発器と、前記ターボ圧縮機に供給する潤滑油を貯留する油タンクと、前記油タンクと前記蒸発器とを接続する均圧管と、各部を制御する冷凍機制御装置とを備え、前記冷凍機制御装置は、前記油タンクにおいてフォーミングが起きない減圧速度を特定する減圧速度特定部と、特定された前記減圧速度に基づいて前記蒸発器の圧力を調整する圧力調整部と、を有し、前記減圧速度特定部は、所定の減圧速度で減圧した場合に、前記潤滑油から析出する冷媒ガスの体積を演算する冷媒析出ガス体積演算部と、演算された前記体積と、前記油タンクの油面上の体積との対比に基づいて、前記フォーミングを許容できるか否かを判定する判定部と、を有するターボ冷凍機である。
本発明の第４の態様によれば、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ことで冷水入口から流入させた冷水の温度を低下させて冷水出口から流出させる蒸発器と、前記ターボ圧縮機に供給する潤滑油を貯留する油タンクと、前記油タンクと前記蒸発器とを接続する均圧管と、を備えたターボ冷凍機を冷凍機制御装置によって制御する方法であって、前記冷凍機制御装置は、前記油タンクにおいてフォーミングが起きない減圧速度を特定する減圧速度特定部と、特定された前記減圧速度に基づいて前記蒸発器の圧力を調整する圧力調整部と、を有し、前記減圧速度特定部は、冷媒析出ガス体積演算部と、判定部とを有し、前記冷媒析出ガス体積演算部によって、所定の減圧速度で減圧した場合に、前記潤滑油から析出する冷媒ガスの体積を演算し、前記判定部によって、演算された前記体積と、前記油タンクの油面上の体積との対比に基づいて、前記フォーミングを許容できるか否かを判定する冷凍機制御方法である。
本発明の第５の態様によれば、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ことで冷水入口から流入させた冷水の温度を低下させて冷水出口から流出させる蒸発器と、前記ターボ圧縮機に供給する潤滑油を貯留する油タンクと、前記油タンクと前記蒸発器とを接続する均圧管と、を備えたターボ冷凍機を冷凍機制御装置によって制御するためのプログラムであって、前記冷凍機制御装置は、前記油タンクにおいてフォーミングが起きない減圧速度を特定する減圧速度特定部と、特定された前記減圧速度に基づいて前記蒸発器の圧力を調整する圧力調整部と、を有し、前記減圧速度特定部は、冷媒析出ガス体積演算部と、判定部とを有し、前記冷媒析出ガス体積演算部によって。所定の減圧速度で減圧した場合に、前記潤滑油から析出する冷媒ガスの体積を演算させ、前記判定部によって、演算された前記体積と、前記油タンクの油面上の体積との対比に基づいて、前記フォーミングを許容できるか否かを判定させるプログラムである。
上述の本発明の態様によれば、油タンク内のフォーミングをより確実に抑制することができる。
第１の実施形態に係るターボ冷凍機の全体構成を示す図である。 図１に示す冷凍機制御装置の構成例を示す図である。 図１に示す冷凍機制御装置の動作例を示す第１図である。 図１に示す冷凍機制御装置の動作例を示す第２図である。 圧力および温度と冷媒溶解量との関係を示したグラフである。 図１に示す冷凍機制御装置の動作例を説明するための図である。
＜第１の実施形態＞
以下、第１の実施形態に係るターボ冷凍機について、図１〜図６を参照しながら説明する。
（ターボ冷凍機の全体構成）
図１は、第１の実施形態に係るターボ冷凍機の全体構成を示す図である。
図１に示すように、ターボ冷凍機１は、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を備えている。ターボ圧縮機３は、冷媒を圧縮する。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。膨張弁７は、凝縮器５から導かれた液冷媒を膨張させる。蒸発器９は、膨張弁７によって膨張された液冷媒を蒸発させる。冷凍機制御装置１００は、ターボ圧縮機３、凝縮器５、膨張弁７、蒸発器９等の各部を制御する。ターボ冷凍機１で用いられる冷媒は、例えば、ＨＦＯ−１２３３ｚｄ（Ｅ）等の低圧冷媒とすることができるが、これに限定されない。
ターボ圧縮機３は、遠心式圧縮機であり、図示していないインバータ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の冷媒吸入口には、吸入冷媒流量を制御するインレットガイドベーン（以下「ＩＧＶ」という。）１３が設けられており、ターボ冷凍機１の容量制御が可能である。ＩＧＶ１３の開度制御は、冷凍機制御装置１００によって行われる。
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、増速歯車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によって支持されている。なお、他の実施形態に係るターボ圧縮機３は、このような増速歯車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。
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は、例えばシェルアンドチューブ型やプレート型等の熱交換器とすることができる。凝縮器５には、冷媒を冷却するための冷却水が供給される。凝縮器５に導かれる冷却水は、図示しない冷却塔や空気熱交換器において外部へと排熱された後に、再び凝縮器５へと導かれる。
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。
蒸発器９は、例えばシェルアンドチューブ型やプレート型等の熱交換器とすることができる。蒸発器９は、膨張弁７によって膨張された液冷媒を、冷水との熱交換により蒸発させることで冷水入口９１から流入させた冷水の温度を低下させて冷水出口９２から流出させる。冷水出口９２から流出した冷水は、図示しない外部負荷へ供給される。冷水は、蒸発器９にて冷媒と熱交換することで、定格温度（例えば７℃）まで冷却され、外部負荷へと送られる。
冷水入口９１には、温度センサ９１Ｔと流量センサ９１Ｆとが設けられている。温度センサ９１Ｔは、冷水入口９１における冷水温度（冷水入口温度）を計測し、冷凍機制御装置１００へ計測結果を出力する。流量センサ９１Ｆは、冷水入口９１における冷水流量を計測し、冷凍機制御装置１００へ計測結果を出力する。冷水出口９２には、温度センサ９２Ｔが設けられている。温度センサ９２Ｔは、冷水出口９２における冷水温度（冷水出口温度）を計測し、冷凍機制御装置１００へ計測結果を出力する。
ターボ圧縮機３の軸受３ｃや増速歯車１５へは、油タンク１７から潤滑油が供給される。潤滑油としては、例えば、鉱物油が用いられる。油タンク１７内には、図示しない油ポンプが設けられており、これにより、所定の流量にて油供給配管１９を介して潤滑油が供給される。ターボ圧縮機３内で潤滑を終えた潤滑油は、油返送配管２１を介して油タンク１７内へと戻される。
油タンク１７と蒸発器９との間には、これらの間を連通する均圧管２３が設けられている。均圧管２３によって、油タンク１７内の圧力と蒸発器９内の圧力が均圧される。このように油タンク１７内を低圧にすることで、潤滑油に対する冷媒溶け込み量が低く保たれる。
油タンク１７には、圧力センサ２５と温度センサ２７が設けられている。圧力センサ２５は、油タンク１７内の圧力を計測し、冷凍機制御装置１００へ計測結果を出力する。温度センサ２７は、油タンク１７内の温度（具体的には例えば潤滑油温度）を計測し、冷凍機制御装置１００へ計測結果を出力する。
冷凍機制御装置１００は、ターボ冷凍機１の圧力制御、温度制御等のターボ冷凍機１の運転に関する制御を行う。冷凍機制御装置１００は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、揮発性および不揮発性の記憶装置、入出力装置、通信装置等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で不揮発性の記憶装置等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵが揮発性の記憶装置等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。
（冷凍機制御装置の構成例）
図２は、図１に示す冷凍機制御装置の構成例を示す図である。
より具体的には、図２は、冷凍機制御装置１００が有するハードウェアを利用し、所定のプログラムをＣＰＵが実行することで実現される各機能をブロックに分けて示す図である。
冷凍機制御装置１００は、図２に示すように、減圧速度特定部１１０、圧力調整部１２０、および冷水出口温度設定部１３０を備える。また、減圧速度特定部１１０は、冷媒析出ガス体積演算部１１１と判定部１１２を備える。
減圧速度特定部１１０は、油タンク１７においてフォーミングが起きない減圧速度を特定する。圧力調整部１２０は、減圧速度特定部１１０によって特定された減圧速度に基づいて蒸発器９の圧力を調整する。圧力調整部１２０は、例えば、上記冷水出口温度に基づき、膨張弁７、ＩＧＶ１３や図示していないＨＧＢＰ（ホットガスバイパス）弁等を制御することで蒸発器９の圧力を調整する。ここで、ホットガスバイパス弁とは、圧縮ガス(ホットガス)の一部を吸い込み側に導く際の流量を制御する弁である。減圧速度特定部１１０が有する冷媒析出ガス体積演算部１１１は、所定の減圧速度で減圧した場合に、潤滑油から析出する冷媒ガスの体積を演算する。判定部１１２は、演算された体積と、油タンクの油面上の体積との対比に基づいて、フォーミングを許容できるか否かを判定する。冷水出口温度設定部１３０は、特定された減圧速度に応じた蒸発温度の低下量を算出するとともに、現在の冷水出口９２の温度の目標値である設定冷水出口温度から蒸発温度の低下量を差し引いた値を新たな設定冷水出口温度として設定する。圧力調整部１２０は、例えば冷水出口９２の温度の計測値が、冷水出口温度設定部１３０によって設定された設定冷水出口温度と一致するように蒸発器９の圧力を調整する。
また、冷凍機制御装置１００には、図５に示すような冷媒溶解量に関する冷媒溶解量情報が記憶装置内の所定の記憶領域に格納されている。なお、この冷媒溶解量情報の記述形式は、マップ形式でもよいし、近似式等を用いた関係式としてもよい。
図５において、横軸は、潤滑油に対する冷媒の溶け込み量を示す冷媒溶解量［ｍａｓｓ（重量）％］であり、縦軸は圧力［ＭＰａ］である。同図中に示された各曲線は、それぞれの温度（潤滑油温度）における冷媒溶解量を示している。同図から分かるように、各曲線は上に凸の形状とされており、圧力が低いほど冷媒溶解量が小さく、また圧力が低い領域ほど冷媒溶解量の変化が大きい。さらに、同じ圧力で比較した場合、温度が高いほど冷媒溶解量が小さいことが分かる。
図５に示す特性では、例えば、温度センサ２７で計測した油タンク１７内の温度が６０℃の場合、圧力センサ２５の計測値がＰ１からＰ２に変化したとき、冷媒溶解量はＤ１からＤ２に変化する。この場合、これらの差分（Ｄ１−Ｄ２）が、冷媒溶け出し量（潤滑油に溶け込んでいる冷媒がガスとして潤滑油から析出する量）となる。冷凍機制御装置１００は、図５に示すような特性に基づいて冷媒溶け出し量を演算することができる。なお、潤滑油から冷媒がガスとして出てきた場合、潤滑油が泡状となって油面が上昇し、油タンク１７から均圧管２３を通じて蒸発器９に潤滑油が落ちる（流れる）ときがある。このような場合に蒸発器９の熱交換用のチューブに潤滑油がついてしまったときには、蒸発器９の性能（熱交換量）が落ちてしまうことになる。また、潤滑油から放出される冷媒ガスは、一定時間内に生じる圧力差に応じて決まるため、減圧速度が大きい場合、一気に放出されるため油面は急上昇する。なお、本実施形態において、判定部１１２は、潤滑油から析出する冷媒ガスの体積と、油タンク１７の油面上の体積との対比に基づいて、フォーミングを許容できるか否かを判定する際に、例えば、次の条件でフォーミングを許容できるか否かを判定することができる。すなわち、判定部１１２は、油タンク１７に定常的に存在する潤滑油の体積（潤滑油の充填量から油タンク１７外で循環している潤滑油の量を差し引いた分の体積）と、潤滑油から析出する冷媒の体積と、潤滑油に熔解している冷媒の体積の合計が、油タンク１７の体積を越える場合を、フォーミングを許容できない場合であると判定することができる。この場合、判定部１１２による判定では、フォーミングによって油タンク１７内の潤滑油が均圧管２３内に流入する可能性がある場合を、フォーミングを許容できない可能性がある場合としていることになる。
（動作例）
次に、上記構成のターボ冷凍機１の基本的な動作について説明する。ターボ冷凍機１の起動前は、凝縮器５および蒸発器９ともに環境温度近くの状態であり、凝縮器５内の圧力と蒸発器９内の圧力は略同等である。この状態でターボ冷凍機１を起動すると、冷凍機制御装置１００の指令により、ターボ圧縮機３が回転し、ＩＧＶ１３を介して吸い込んだ冷媒がターボ圧縮機３から吐出される。ターボ圧縮機３から吐出された冷媒は、凝縮器５へと送られて、膨張弁７および蒸発器９を通り再びターボ圧縮機３へと戻り循環する。ターボ圧縮機３は、冷凍機制御装置１００の指令によって徐々に昇速されていき、これに伴いＩＧＶ１３も、全閉とされた状態から徐々に開方向に制御されていく。
ターボ冷凍機１において、冷媒は、圧縮機３を通じて高温高圧ガスとなり、凝縮器５に入る。凝縮器５では、冷媒（高温高圧ガス）は熱を奪われ、高圧の液体になる。次に、冷媒は、膨張弁７により一気に減圧され、低圧の液体となり、蒸発しやすい状態となる。膨張弁７を通じて低圧化された液体冷媒が蒸発器９に入って流入した冷水から熱をもらい、蒸発する。蒸発した低圧冷媒ガスは、圧縮機３で再び高温高圧ガスとなる。以上の冷凍サイクルにおいて、蒸発器９では、冷媒と冷水との間で熱のやり取りがなされる。冷水は、蒸発器９で冷媒に熱を奪われて、目的の温度（「設定冷水出口温度」）に冷やされる。また、蒸発器９は、冷凍サイクルの「低圧側」であり、運転中は、冷媒の圧力が最も低い箇所となる。
（処理フロー）
図３、図４は、それぞれ、図１に示す冷凍機制御装置の動作例を示す第１図、第２図である。
次に、図３および図４を参照して、図１に示す冷凍機制御装置１００の動作例について説明する。図３および図４は、一連の処理の流れを示すフローチャートであり、図３に示すフローと図４に示すフローは同一の結合子ＡまたはＢで互いに結合されている。図３および図４に示す処理は、図２に示す冷媒ガス体積演算部１１１が実行する処理（ステップＳ１〜Ｓ９およびＳ１１）と、判定部１１２が実行する処理（ステップＳ１０）と、冷水出口温度設定部１３０が実行する処理（ステップＳ１２）である。冷凍機制御装置１００において圧力調整部１２０は、冷水出口温度設定部１３０が決定した設定冷水出口温度を目標値とし、冷水出口９２の温度をフィードバック制御することで蒸発器９の圧力を調整する。図３および図４に示す処理は、ターボ冷凍機１が起動中、冷水出口温度の指令値（設定冷水出口温度の最終的な目標値）と、現在の冷水出口温度が所定の温度差を有している場合に、一定の周期（例えば数秒〜数十秒周期）で繰り返し実行される。
図３および図４に示す処理は、まず、冷媒ガス体積演算部１１１が、蒸発圧力（ｉ秒前計測値）Ｐｅ（ｔｃ−ｉ）（ｉは任意の正の数である。）、蒸発圧力（現在計測値）Ｐｅ（ｔｃ）、油タンク温度（現在計測値）Ｔｏｉｌ、冷水入口温度（現在計測値）ＴＬ１、および冷水流量（現在計測値）Ｆｃｈを取得する（ステップＳ１）。蒸発圧力（ｉ秒前計測値）Ｐｅ（ｔｃ−ｉ）は、圧力センサ２５のｉ秒前の計測値である。冷媒ガス体積演算部１１１は、蒸発圧力（現在計測値）Ｐｅ（ｔｃ）を例えば記憶装置内の所定の記憶領域に逐次記録（少なくとも処理の１周期分記録）しておき、蒸発圧力（ｉ秒前計測値）Ｐｅ（ｔｃ−ｉ）として記憶したおいた値を取得する。蒸発圧力（現在計測値）Ｐｅ（ｔｃ）は、圧力センサ２５の現在の計測値である。油タンク温度（現在計測値）Ｔｏｉｌは、温度センサ２７の現在の計測値である。冷水入口温度（現在計測値）ＴＬ１は、温度センサ９１Ｔの現在の計測値である。冷水流量（現在計測値）Ｆｃｈは、流量センサ９１Ｆの現在の計測値である。なお、蒸発器９の圧力すなわち蒸発圧力は、上述したように均等管２３の連通効果によって油タンク１７の圧力と同一である。
次に冷媒ガス体積演算部１１１は、ｉ秒間の圧力変化量（減圧速度）Ｐｅ＿ｒを初期値Ｐｅ＿ｒｓｅｔ＿ｄｏｗｎに設定する（ステップＳ２）。なお、初期値Ｐｅ＿ｒｓｅｔ＿ｄｏｗｎは負の値である。初期値Ｐｅ＿ｒｓｅｔ＿ｄｏｗｎは、ターボ冷凍機１に対応するように予め設定する。冷媒ガス体積演算部１１１は、この初期値Ｐｅ＿ｒｓｅｔ＿ｄｏｗｎから圧力変化量Ｐｅ＿ｒを所定量Ｐｅ＿ｒ＿ｄｅｌｔａずつ変化させながら（ステップＳ１１）、フォーミングが起きない圧力変化量Ｐｅ＿ｒを求める。圧力変化量Ｐｅ＿ｒが大きいほど、フォーミングを許容できない可能性は高くなるものの、冷水出口温度の目標値に対する追従性を高めることができる。したがって、初期値Ｐｅ＿ｒｓｅｔ＿ｄｏｗｎは、フォーミングを許容できるか否かの境界付近の値に設定することが望ましい。
次に冷媒ガス体積演算部１１１は、蒸発圧力（現在計測値）Ｐｅ（ｔｃ）と圧力変化量Ｐｅ＿ｒを加算することでｉ秒後の蒸発圧力Ｐｅ（ｔｃ＋ｉ）を算出する（ステップＳ３）。
次に冷媒ガス体積演算部１１１は、例えば冷凍機制御装置１００が有する記憶装置内の所定の記憶領域から、次の各値を取得（あるいは算出）する（ステップＳ４）。すなわち、ステップＳ４において、冷媒ガス体積演算部１１１は、潤滑油特性（冷媒溶解度）ｆｒｅｆｓ、潤滑油特性（密度）ｆｏｉｌｄ、冷媒物性（過熱ガス密度）ｆｒｅｆｄｇ、冷媒物性（飽和液密度）ｆｒｅｆｄｌおよび冷媒物性（飽和温度）ｆｒｅｆｔを取得する。
次に冷媒ガス体積演算部１１１は、油量（油タンク１７内に常時ある量）Ｖｏｉｌを、油充填（チャージ）量Ｖｏｉｌｃから油量（給排油配管内に常時ある量）Ｖｏｉｌｓを減じることで算出する（ステップＳ５）。
次に冷媒ガス体積演算部１１１は、冷媒溶解度と潤滑油密度と冷媒溶解質量の現在値とｉ秒後の値を算出する（ステップＳ６およびステップＳ７）。ステップＳ６において、現在値について、冷媒ガス体積演算部１１１は、冷媒溶解度Ｓｒｅｆ（ｔｃ）を、蒸発圧力（現在計測値）Ｐｅ（ｔｃ）と油タンク温度（現在計測値）Ｔｏｉｌに対応する潤滑油特性（冷媒溶解度）ｆｒｅｆｓから決定する。ここで、潤滑油特性（冷媒溶解度）ｆｒｅｆｓは、図５に示すグラフの特性を表す式である。また、冷媒ガス体積演算部１１１は、潤滑油密度ρｏｉｌを油タンク温度（現在計測値）Ｔｏｉｌに対応する潤滑油特性（密度）ｆｏｉｌｄから決定する。また、冷媒ガス体積演算部１１１は、冷媒溶解質量ｍｒｅｆｓ（ｔｃ）を、油量（油タンク内に常時ある量）Ｖｏｉｌと潤滑油密度ρｏｉｌと冷媒溶解度Ｓｒｅｆ（ｔｃ）とに基づき、式ρｏｉｌ×Ｖｏｉｌ／１０＾３×Ｓｒｅｆ（ｔｃ）／１００から決定する。
一方、ステップＳ７において、冷媒ガス体積演算部１１１は、ｉ秒後の冷媒溶解度Ｓｒｅｆ（ｔｃ＋ｉ）を、ｉ秒後の蒸発圧力Ｐｅ（ｔｃ＋ｉ）と油タンク温度（現在計測値）Ｔｏｉｌに対応する潤滑油特性（冷媒溶解度）ｆｒｅｆｓから決定する。また、冷媒ガス体積演算部１１１は、ｉ秒後の潤滑油密度ρｏｉｌを油タンク温度（現在計測値）Ｔｏｉｌに対応する潤滑油特性（密度）ｆｏｉｌｄから決定する。また、冷媒ガス体積演算部１１１は、ｉ秒後の冷媒溶解質量ｍｒｅｆｓ（ｔｃ＋ｉ）を、油量（油タンク内に常時ある量）Ｖｏｉｌと潤滑油密度ρｏｉｌとｉ秒後の冷媒溶解度Ｓｒｅｆ（ｔｃ＋ｉ）とに基づき、式ρｏｉｌ×Ｖｏｉｌ／１０＾３×Ｓｒｅｆ（ｔｃ＋ｉ）／１００から決定する。
次に、冷媒ガス体積演算部１１１は、冷媒ガス密度ρｒｅｆｇとｉ秒間の冷媒析出ガス体積Ｖｒｅｆｄを次のように決定する（ステップＳ８）。すなわち、ステップＳ８において、冷媒ガス体積演算部１１１は、冷媒ガス密度ρｒｅｆｇを、ｉ秒後の蒸発圧力Ｐｅ（ｔｃ＋ｉ）に対応する冷媒物性（過熱ガス密度）ｆｒｅｆｄｇから決定する。また、冷媒ガス体積演算部１１１は、ｉ秒間の冷媒析出ガス体積Ｖｒｅｆｄを、ステップＳ６〜Ｓ８で求めた現在の冷媒溶解質量ｍｒｅｆｓ（ｔｃ）とｉ秒後の冷媒溶解質量ｍｒｅｆｓ（ｔｃ＋ｉ）と冷媒ガス密度ρｒｅｆｇとに基づき、式（ｍｒｅｆ（ｔｃ）−ｍｒｅｆ（ｔｃ＋ｉ））／ρｒｅｆｇ×１０＾３から決定する。
次に、冷媒ガス体積演算部１１１は、潤滑油内に溶解する冷媒液密度ρｒｅｆｌと潤滑油内に溶解する冷媒液体積Ｖｒｅｆｓと油タンク内油面上の空間の不足量Ｖｔａｎｋ＿ｎを次のように決定する（ステップＳ９）。すなわち、ステップＳ９において、冷媒ガス体積演算部１１１は、潤滑油内に溶解する冷媒液密度ρｒｅｆｌを、油タンク温度（現在計測値）Ｔｏｉｌに対応する冷媒物性（飽和液密度）ｆｒｅｆｄｌ（Ｔｏｉｌ）から決定する。また、冷媒ガス体積演算部１１１は、潤滑油内に溶解する冷媒液体積Ｖｒｅｆｓを、ｉ秒後の冷媒溶解質量ｍｒｅｆｓ（ｔｃ＋ｉ）と潤滑油内に溶解する冷媒液密度ρｒｅｆｌに基づき、式ｍｒｅｆｓ（ｔｃ＋ｉ）／ρｒｅｆｌから決定する。また、冷媒ガス体積演算部１１１は、油タンク内油面上の空間の不足量Ｖｔａｎｋ＿ｎを、油タンク容積Ｖｔａｎｋと、油量（油タンク内に常時ある量）Ｖｏｉｌと、潤滑油内に溶解する冷媒液体積Ｖｒｅｆｓと、ｉ秒間の冷媒析出ガス体積Ｖｒｅｆｄに基づき、次式から算出する。すなわち、冷媒ガス体積演算部１１１は、油タンク内油面上の空間の不足量Ｖｔａｎｋ＿ｎを、式Ｖｔａｎｋ−Ｖｏｉｌ−Ｖｒｅｆｓ−Ｖｒｅｆｄから算出する。
次に、判定部１１２は、フォーミング発生の可能性を判断する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０において、判定部１１２は、油タンク内油面上の空間の不足量Ｖｔａｎｋ＿ｎが０より大きい場合にフォーミング発生の可能性なしと判断し（ステップＳ１０でＹｅｓ）、０以下の場合にフォーミング発生の可能性ありと判断する（ステップＳ１０でＮｏ）。ステップＳ１０で判定部１１２がフォーミング発生の可能性ありと判断した場合（ステップＳ１０でＮｏの場合）、冷媒ガス体積演算部１１１は、圧力変化量Ｐｅ＿ｒの絶対値を所定の値（Ｐｅ＿ｒ＿ｄｅｌｔａ）だけ小さくし（ステップＳ１１）、ステップＳ３以降の処理を再度実行する。一方、ステップＳ１０で判定部１１２がフォーミング発生の可能性なしと判断した場合（ステップＳ１０でＹｅｓの場合）、冷水出口温度設定部１３０が、以下のようにして設定冷水出口温度ＴＬＯ＿ｒｓｅｔ（ｔｃ）を決定する（ステップＳ１２）。
すなわち、ステップＳ１２において、冷水出口温度設定部１３０は、まず、ｉ秒後の蒸発温度ＥＴ＿ｓｅｔ（ｔｃ＋ｉ）を次のように決定する。すなわち、冷水出口温度設定部１３０は、ｉ秒後の蒸発温度ＥＴ＿ｓｅｔ（ｔｃ＋ｉ）を、ｉ秒後の蒸発圧力Ｐｅ（ｔｃ＋ｉ）に対応する冷媒物性（飽和温度）ｆｒｅｆｔから決定する。なお、蒸発圧力と蒸発温度は一意に対応する。すなわち、冷媒の蒸発温度（冷媒が蒸発する温度）は、その冷媒固有の特性として、冷媒の蒸発圧力と一対一で対応して変化する。
次に、冷水出口温度設定部１３０は、現在からｉ秒後の蒸発温度変化量ＥＴ＿ｄｅｌｔａを、現在の蒸発温度ＥＴ＿ｓｅｔ（ｔｃ）からｉ秒後の蒸発温度ＥＴ＿ｓｅｔ（ｔｃ＋ｉ）を減じることで算出する。ここで、現在の蒸発温度ＥＴ＿ｓｅｔ（ｔｃ）は、現在の蒸発圧力Ｐｅ（ｔｃ）に対応する冷媒物性（飽和温度）ｆｒｅｆｔから決定することができる。
次に、冷水出口温度設定部１３０は、設定冷水出口温度（圧力変化基準）ＴＬＯ＿ｒｓｅｔ（ｔｃ）を次のように設定する（ステップＳ１２）。すなわち、冷水出口温度設定部１３０は、設定冷水出口温度（圧力変化基準）ＴＬＯ＿ｒｓｅｔ（ｔｃ）を、前回の設定冷水出口温度（圧力変化基準）ＴＬＯ＿ｒｓｅｔ（ｔｃ＋ｎ）から現在からｉ秒後の蒸発温度変化量ＥＴ＿ｄｅｌｔａを減じることで算出することができる。なお、蒸発器９における冷媒の蒸発温度は、冷水の温度（冷水出口温度）に直接対応する。例えば、蒸発器９における蒸発圧力を０．２ＭＰａに設定すると、蒸発器９内における蒸発温度が２３℃となり、これに対応して冷水出口温度が２０℃などとなる。更に、蒸発器９の蒸発温度が２３℃から２０℃に変化するように蒸発圧力を減圧させると、これに対応して、冷水出口温度が２０℃から１７℃に変化する。
以上の処理を終了すると、冷凍機制御装置１００は、ステップＳ１２で設定した設定冷水出口温度（圧力変化基準）ＴＬＯ＿ｒｓｅｔ（ｔｃ）に基づき、圧力調整部１２０によって冷水出口温度を制御する。
図６は、本実施形態の動作例を確認した結果を示す図である。
図６は、横軸が時間、縦軸が温度であり、ターボ冷凍機１を起動した後、設定冷水出口温度の最終値を５℃に設定したときに、冷水出口温度設定部１３０が設定した設定冷水出口温度がどのように変化したのかを示す。ここで、ターボ冷凍機１によれば、設定冷水出口温度の最終値５℃に対し、冷水出口温度設定部１３０が設定した設定冷水出口温度は緩やかに変化している。即ち、従来の冷凍機では起動してすぐに５℃（最終値）を設定冷水出口温度とする制御をしていたが、本実施形態に係るターボ冷凍機１は、設定冷水出口温度を、２０℃、１８℃、・・と、徐々に５℃（最終値）に近づけていく。
以上のように、本実施形態によれば、冷凍機制御装置１００が、油タンク１７内のフォーミングの状態を推定しながら蒸発器９の圧力を制御する。すなわち、冷凍機制御装置１００は、蒸発器９の圧力を減圧していったときにどれくらい冷媒ガスがでてくるのか推定し、油タンク１７の余りがゼロならそこで減圧速度を変化させる。そして、冷凍機制御装置１００は、特定した減圧速度に応じて設定冷水出口温度（冷水出口温度の目標値）を設定し、冷水出口温度の温度制御を行うことで、蒸発器９の圧力の減圧速度を制御する。ここで、設定冷水出口温度とは、欲しい冷水の温度の設定値である。圧力調整部１２０は、例えば、設定冷水出口温度が５℃に設定されたら、ＩＧＶ１３（ベーン）、膨張弁７、ホットガスバイパス弁などをバランスよく連係して制御することで、蒸発器９の圧力を制御（減圧）し、実際の冷水が目標温度（５℃）に一致するよう制御を行う。例えば、設定冷水出口温度を２５℃からいきなり５℃に設定すると、蒸発器９における減圧速度が急峻となってフォーミングが起きてしまう。これに対し、本実施形態では、フォーミングが起きない速度で設定値を２５℃から少しずつ５℃に近づけていくことができる。また、本実施形態では、蒸発器９の圧力調整が冷水出口温度のフィードバック制御内で、ＩＧＶ１３、膨張弁７、ホットガスバイパス弁等を連携して制御することで行われるので、例えばＩＧＶ１３、膨張弁７、ホットガスバイパス弁等の各単体を直接制御する場合と比べて冷水出口温度の制御の安定性を低下させることがない。
以上のように本実施形態では、所定の減圧速度で減圧した場合に、潤滑油から析出する冷媒ガスの体積を演算する冷媒析出ガス体積演算部１１１と、演算された体積と、油タンク１７の油面上の体積との対比に基づいて、フォーミングを許容できるか否かを判定する判定部１１２とを有する減圧速度特定部１１０が、油タンク１７においてフォーミングが起きない減圧速度Ｐｅ＿ｒを特定する。そして、圧力調整部１２０が、特定された減圧速度に基づいて蒸発器９の圧力を調整する。したがって、本発明によれば、油タンク１７内のフォーミングをより確実に抑制することができる。
なお、本実施形態は例えば次のように変形することができる。例えば、図３および図４に示すフローチャートにおいて、ｉ秒前から現在値の蒸発圧力の変化量が所定の値を越えている場合に蒸発圧力を減圧ではなく加圧する方向で変化させる処理を追加してもよい。この場合、設定冷水出口温度が現在の冷水入口温度を上回る場合には設定冷水出口温度が冷水入口温度を下回るよう補正する処理を追加してもよい。また、設定冷水出口温度が定格冷凍能力を超える出力を要求する場合に、設定冷水出口温度を補正する処理を追加してもよい。また、設定冷水出口温度（の変化率）が、当該ターボ冷凍機１の要求仕様等を満たさない場合に、設定冷水出口温度を補正する処理を追加してもよい。
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態に係るターボ冷凍機について説明する。
第１の実施形態では、蒸発器９における冷媒との熱交換（吸熱）により冷水を設定冷水出口温度まで冷却し、これを外部負荷に循環させる冷房用途に用いることを説明した。第２の実施形態では、凝縮器５における冷媒との熱交換（放熱）により温水を設定温水出口温度まで加熱し、これを外部負荷に循環させる暖房用途に用いることを説明する。
なお、第１の実施形態における、蒸発器９と外部負荷（冷却対象物）との間を循環する「冷水」は、第２の実施形態においては、蒸発器９と所定の熱源との間を循環する「熱源水」に相当する。また、第１の実施形態における、凝縮器９と冷却塔等との間を循環する「冷却水」は、第２の実施形態においては、凝縮器９と外部負荷（加熱対象物）との間を循環する「温水」に相当する。
第１の実施形態においては、蒸発器９における減圧速度が、フォーミングが起きない程度に抑制されるように、設定出口冷水温度の低減速度を調節するものとした（図４のステップＳ１２の処理参照）。ここで、設定出口冷水温度の変化量と蒸発器９における蒸発温度（蒸発圧力）の変化量とは、ある程度、一対一に対応する関係にある。
他方、第２の実施形態においては、蒸発器９における減圧速度が、フォーミングが起きない程度に抑制されるように、設定出口温水温度の増加速度を調節する必要がある。ここで、設定出口温水温度の変化量と凝縮器５における凝縮温度（凝縮圧力）の変化量とは、ある程度、一対一に対応する関係にある。しかしながら、設定出口温水温度の変化量と蒸発器９における蒸発温度（蒸発圧力）の変化量との関係性はこの限りではない。
そこで、第２の実施形態に係る冷凍機制御装置１００（温水出口温度設定部）は、図４のステップＳ１２の代わりに、以下の処理を行うものとする。
すなわち、ステップＳ１２において、冷凍機制御装置１００の温水出口温度設定部は、まず、ｉ秒後の蒸発温度ＥＴ＿ｓｅｔ（ｔｃ＋ｉ）を次のように決定する。すなわち、温水出口温度設定部は、ｉ秒後の蒸発温度ＥＴ＿ｓｅｔ（ｔｃ＋ｉ）を、ｉ秒後の蒸発圧力Ｐｅ（ｔｃ＋ｉ）に対応する冷媒物性（飽和温度）ｆｒｅｆｔから決定する。
次に、温水出口温度設定部は、現在からｉ秒後の蒸発温度変化量ＥＴ＿ｄｅｌｔａを、現在の蒸発温度ＥＴ＿ｓｅｔ（ｔｃ）からｉ秒後の蒸発温度ＥＴ＿ｓｅｔ（ｔｃ＋ｉ）を減じることで算出する。ここで、現在の蒸発温度ＥＴ＿ｓｅｔ（ｔｃ）は、現在の蒸発圧力Ｐｅ（ｔｃ）に対応する冷媒物性（飽和温度）ｆｒｅｆｔから決定することができる。
次に、温水出口温度設定部は、ｉ秒後の熱源水出口温度ＴＬＯ（ｔｃ＋ｉ）を、現在の熱源水出口温度ＴＬＯ（現在計測値）からｉ秒後の蒸発温度変化量ＥＴ＿ｄｅｌｔａを減じることで決定する（ＴＬＯ（ｔｃ＋ｉ）＝ＴＬＯ−ＥＴ＿ｄｅｌｔａ）。
次に、温水出口温度設定部は、ｉ秒後の熱源水平均温度ＴＬＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）を式ＴＬＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）＝［ＴＬＩ＋ＴＬＯ（ｔｃ＋ｉ）］／２より求める。なお、ｉ秒後の熱源水入口温度を推定することが出来ない。したがって、ここでは、現在の熱源水入口温度ＴＬＩ（現在計測値）を用いて、熱源水平均温度ＴＬＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）を推定することとしている。
次に、温水出口温度設定部は、ｉ秒後の熱源水平均温度ＴＬＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）を用いて、ｉ秒後の熱源水の比熱Ｃｗｌ［ｋｃａｌ／ｍ３・Ｋ］を以下の式より求める。
Ｃｗｌ＝０．００００１５８７８×ＴＬＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）３−０．００５９６２×ＴＬＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）２＋０．０２２３６５×ＴＬＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）＋９９９．９６
また、温水出口温度設定部は、ｉ秒後の熱源水平均温度ＴＬＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）を用いて、ｉ秒後の熱源水比重γｗｌを以下の式より求める。
γｗｌ＝（−０．０００００００４５５１７）×ＴＬＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）３＋０．００００１０３１３×ＴＬＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）２−０．０００５８４３６×ＴＬＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）＋１．００７５
次に、温水出口温度設定部は、ｉ秒後の熱源水の比熱Ｃｗｌ及びｉ秒後の熱源水比重γｗｌを用いて、蒸発器９におけるｉ秒後の冷凍能力Ｑｌ（ｔｃ＋ｉ）［ｋＷ］を以下の式より求める。なお、下式において、Ｆｃｌは、熱源水流量（現在計測値）である。
Ｑｌ（ｔｃ＋ｉ）＝［ＴＬＩ−ＴＬＯ（ｔｃ＋ｉ）］×Ｆｃｌ×Ｃｗｌ×γｗｌ／３０２４×３．５１６
次に、温水出口温度設定部は、凝縮器５における加熱能力Ｑｈ（ｔｃ＋ｉ）［ｋＷ］を、蒸発器９における冷凍能力Ｑｌ（ｔｃ＋ｉ）にインバータ消費電力を加算することで算出する。なお、下式において、Ｐｉｎｖはインバータ消費電力（現在計測値）である。
Ｑｈ（ｔｃ＋ｉ）＝Ｑｌ（ｔｃ＋ｉ）＋Ｐｉｎｖ
次に、温水出口温度設定部は、ｉ秒後の温水平均温度ＴＨＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）を式ＴＨＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）＝［ＴＨＩ＋ＴＨＯ］／２より求める。なお、ｉ秒後の温水入口温度及び温水出口温度を推定することが出来ない。したがって、ここでは、現在の温水入口温度ＴＨＩ（現在計測値）と現在の温水出口温度ＴＨＯ（現在計測値）とを用いて、ｉ秒後の温水平均温度ＴＬＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）を推定することとしている。
次に、温水出口温度設定部は、ｉ秒後の温水平均温度ＴＨＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）を用いて、ｉ秒後の温水の比熱Ｃｗｈ［ｋｃａｌ／ｍ３・Ｋ］を以下の式より求める。
Ｃｗｈ＝０．００００１５８７８×ＴＨＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）３−０．００５９６２×ＴＨＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）２＋０．０２２３６５×ＴＨＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）＋９９９．９６
また、温水出口温度設定部は、ｉ秒後の温水平均温度ＴＨＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）を用いて、ｉ秒後の温水比重γｗｈを以下の式より求める。
γｗｈ＝（−０．０００００００４５５１７）×ＴＨＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）３＋０．００００１０３１３×ＴＨＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）２−０．０００５８４３６×ＴＨＯａｖｅ（ｔｃ＋ｉ）＋１．００７５
次に、温水出口温度設定部は、設定温水出口温度ＴＨＯ＿ｒｅｓｅｔを、温水入口温度の現在値ＴＨＩと、ｉ秒後の加熱能力Ｑｈ（ｔｃ＋ｉ）と、温水流量Ｆｃｈと、ｉ秒後の温水の比熱Ｃｗｈと、ｉ秒後の温水の比重γｗｈと、を用いて、以下の式より求める。なお、下式において、温水出口温度設定部は、温水入口温度の現在値に、加熱能力Ｑｈ（ｔｃ＋ｉ）と温水流量Ｆｃｈとによって温水に加えることができる温度差を足すことによって、設定温水出口温度ＴＨＯ＿ｒｅｓｅｔを求めている。
ＴＨＯ＿ｒｓｅｔ＝ＴＨＩ＋Ｑｈ（ｔｃ＋ｉ）／３．５１６×３０２４／（Ｆｃｈ×Ｃｗｈ×γｗｈ）
以上の処理を終了すると、冷凍機制御装置１００は、上述のステップで設定した設定温水出口温度（圧力変化基準）ＴＨＯ＿ｒｓｅｔ（ｔｃ）に基づき、圧力調整部１２０によって温水出口温度を制御する。
以上のように、第２の実施形態に係る冷凍機制御装置１００（温水出口温度設定部）は、蒸発器９において、フォーミングが発生しない減圧速度で減圧した場合に得られる冷却能力Ｑｌ（ｔｃ＋ｉ）［ｋＷ］を算出する。そして、冷凍機制御装置１００は、蒸発器９側における冷却能力と凝縮器５側における加熱能力とが同等になるという前提の元（ただし、上記の例では冷却能力Ｑｌにインバータ消費電力Ｐｉｎｖを加算している）、凝縮器５でその加熱能力Ｑｈ（ｔｃ＋ｉ）を得た場合における温水の上昇温度を算出する。そして、冷凍機制御装置１００は、その上昇温度の算出結果を現在の温水入口温度ＴＨＩに加算して得られた値を、新たな設定温水出口温度ＴＨＯ＿ｒｓｅｔとする。
このようにすることで、圧力調整部１２０が、温水出口温度（現在計測値）が目標値（設定温水出口温度ＴＨＯ＿ｒｓｅｔ）に近づくように、凝縮器５における凝縮圧力を制御した結果、蒸発器９側で生じる減圧速度が、油タンク１７にてフォーミングが発生しない減圧速度に抑制されることとなる。
なお、上述の各実施形態においては、上述した冷凍機制御装置１００の各種処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって上記各種処理が行われる。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。更に、冷凍機制御装置１００は、それぞれ、１台のコンピュータで構成されていても良いし、通信可能に接続された複数のコンピュータで構成されていてもよい。
以上のとおり、本発明に係るいくつかの実施形態を説明したが、これら全ての実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態およびその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
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 ＩＧＶ（インレットガイドベーン）
１５ 増速歯車
１７ 油タンク
１９ 油供給配管
２１ 油返送配管
２３ 均圧管
２５ 圧力センサ
２７ 温度センサ
９１ 冷水入口
９１Ｔ 温度センサ
９１Ｆ 流量センサ
９２ 冷水出口
９２Ｔ 温度センサ
１００ 冷凍機制御装置
１１０ 減圧速度特定部
１１１ 冷媒析出ガス体積演算部
１１２ 判定部
１２０ 圧力調整部
１３０ 冷水出口温度設定部

Claims (5)

  1. 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ことで冷水入口から流入させた冷水の温度を低下させて冷水出口から流出させる蒸発器と、
    前記ターボ圧縮機に供給する潤滑油を貯留する油タンクと、
    前記油タンクと前記蒸発器とを接続する均圧管と、
    を備えたターボ冷凍機を制御する装置であって、
    前記油タンクにおいてフォーミングが起きない減圧速度を特定する減圧速度特定部と、
    特定された前記減圧速度に基づいて前記蒸発器の圧力を調整する圧力調整部と、
    を備え、
    前記減圧速度特定部は、
    所定の減圧速度で減圧した場合に、前記潤滑油から単位時間あたりに析出する冷媒ガスの体積を演算する冷媒析出ガス体積演算部と、
    演算された前記体積と、前記油タンクの油面上の体積との対比に基づいて、前記フォーミングを許容できるか否かを判定する判定部と、
    を備え、
    前記冷媒析出ガス体積演算部は、前記フォーミングを許容できると判定されるまで、前記所定の減圧速度を所定の値ずつ段階的に小さく変更し、当該段階的に変更された各減圧速度で減圧した場合に前記潤滑油から析出する冷媒ガスの体積を演算し、
    前記減圧速度特定部は、前記冷媒析出ガス体積演算部が前記所定の減圧速度を段階的に小さく変更する過程において、前記判定部が初めて前記フォーミングを許容できると判定した際の前記減圧速度を、前記フォーミングが起きない減圧速度として特定する、
    冷凍機制御装置。
  2. 特定された前記減圧速度に応じた蒸発温度の低下量を算出するとともに、現在の前記冷水出口の温度の目標値である設定冷水出口温度から前記蒸発温度の低下量を差し引いた値を新たな設定冷水出口温度として設定する冷水出口温度設定部を更に備え、
    前記圧力調整部は、
    前記冷水出口の温度の計測値が、前記冷水出口温度設定部によって設定された設定冷水出口温度と一致するように前記蒸発器の圧力を調整する
    請求項１に記載の冷凍機制御装置。
  3. 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よって圧縮された冷媒ガスを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蒸発させることで冷水入口から流入させた冷水の温度を低下させて冷水出口から流出させる蒸発器と、
    前記ターボ圧縮機に供給する潤滑油を貯留する油タンクと、
    前記油タンクと前記蒸発器とを接続する均圧管と、
    各部を制御する冷凍機制御装置と
    を備え、
    前記冷凍機制御装置は、
    前記油タンクにおいてフォーミングが起きない減圧速度を特定する減圧速度特定部と、
    特定された前記減圧速度に基づいて前記蒸発器の圧力を調整する圧力調整部と、
    を有し、
    前記減圧速度特定部は、
    所定の減圧速度で減圧した場合に、前記潤滑油から単位時間あたりに析出する冷媒ガスの体積を演算する冷媒析出ガス体積演算部と、
    演算された前記体積と、前記油タンクの油面上の体積との対比に基づいて、前記フォーミングを許容できるか否かを判定する判定部と、
    を有し、
    前記冷媒析出ガス体積演算部は、前記フォーミングを許容できると判定されるまで、前記所定の減圧速度を所定の値ずつ段階的に小さく変更し、当該段階的に変更された各減圧速度で減圧した場合に前記潤滑油から析出する冷媒ガスの体積を演算し、
    前記減圧速度特定部は、前記冷媒析出ガス体積演算部が前記所定の減圧速度を段階的に小さく変更する過程において、前記判定部が初めて前記フォーミングを許容できると判定した際の前記減圧速度を、前記フォーミングが起きない減圧速度として特定する、
    ターボ冷凍機。
  4. 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ことで冷水入口から流入させた冷水の温度を低下させて冷水出口から流出させる蒸発器と、
    前記ターボ圧縮機に供給する潤滑油を貯留する油タンクと、
    前記油タンクと前記蒸発器とを接続する均圧管と、
    を備えたターボ冷凍機を冷凍機制御装置によって制御する方法であって、
    前記冷凍機制御装置は、
    前記油タンクにおいてフォーミングが起きない減圧速度を特定する減圧速度特定部と、
    特定された前記減圧速度に基づいて前記蒸発器の圧力を調整する圧力調整部と、
    を有し、
    前記減圧速度特定部は、冷媒析出ガス体積演算部と、判定部とを有し、
    前記冷媒析出ガス体積演算部によって。所定の減圧速度で減圧した場合に、前記潤滑油から単位時間あたりに析出する冷媒ガスの体積を演算し、
    前記判定部によって、演算された前記体積と、前記油タンクの油面上の体積との対比に基づいて、前記フォーミングを許容できるか否かを判定し、
    前記冷媒析出ガス体積演算部は、前記フォーミングを許容できると判定されるまで、前記所定の減圧速度を所定の値ずつ段階的に小さく変更し、当該段階的に変更された各減圧速度で減圧した場合に前記潤滑油から析出する冷媒ガスの体積を演算し、
    前記減圧速度特定部は、前記冷媒析出ガス体積演算部が前記所定の減圧速度を段階的に小さく変更する過程において、前記判定部が初めて前記フォーミングを許容できると判定した際の前記減圧速度を、前記フォーミングが起きない減圧速度として特定する、
    冷凍機制御方法。
  5. 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ことで冷水入口から流入させた冷水の温度を低下させて冷水出口から流出させる蒸発器と、
    前記ターボ圧縮機に供給する潤滑油を貯留する油タンクと、
    前記油タンクと前記蒸発器とを接続する均圧管と、
    を備えたターボ冷凍機を冷凍機制御装置によって制御するためのプログラムであって、
    前記冷凍機制御装置は、
    前記油タンクにおいてフォーミングが起きない減圧速度を特定する減圧速度特定部と、
    特定された前記減圧速度に基づいて前記蒸発器の圧力を調整する圧力調整部と、
    を有し、
    前記減圧速度特定部は、冷媒析出ガス体積演算部と、判定部とを有し、
    前記冷媒析出ガス体積演算部によって。所定の減圧速度で減圧した場合に、前記潤滑油から単位時間あたりに析出する冷媒ガスの体積を演算させ、
    前記判定部によって、演算された前記体積と、前記油タンクの油面上の体積との対比に基づいて、前記フォーミングを許容できるか否かを判定させ、
    前記冷媒析出ガス体積演算部は、前記フォーミングを許容できると判定されるまで、前記所定の減圧速度を所定の値ずつ段階的に小さく変更し、当該段階的に変更された各減圧速度で減圧した場合に前記潤滑油から析出する冷媒ガスの体積を演算し、
    前記減圧速度特定部は、前記冷媒析出ガス体積演算部が前記所定の減圧速度を段階的に小さく変更する過程において、前記判定部が初めて前記フォーミングを許容できると判定した際の前記減圧速度を、前記フォーミングが起きない減圧速度として特定する、
    プログラム。
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