JP6975325B2 - 蒸気圧縮システムのパージユニットを制御するためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本出願は、一般に、空調及び冷凍用途に援用される蒸気圧縮システムに関する。

蒸気圧縮システムは、一般に冷媒と呼ばれる作動流体を利用し、作動流体は、蒸気圧縮システムの動作に関連する様々な温度及び圧力にさらされることに応じて、蒸気、液体、及びそれらの組み合わせの間で相を変える。例えば、暖房、換気、空調、及び冷凍（ＨＶＡＣ＆Ｒ）システムがチラーを備える場合があり、チラーは、チラーの蒸発器を通って延びるチューブを通る水の流れから熱を除去（例えば、冷却）するために冷媒を循環させる蒸気圧縮システムの一種である。冷却された水の流れは、熱を吸収する（例えば、冷却する）ために近くの構造に差し向けられた後、再び冷却されるためにチラーの蒸発器に循環されて戻され得る。

特定のチラーは低圧冷媒を利用するため、チラーの一部が大気圧未満で動作する場合がある。したがって、チラーのこの部分に欠陥がある場合、非凝縮物（例えば、空気、大気ガス）がチラーに入り、捕捉される場合がある。非凝縮物が存在すると、チラーが冷却能力を維持しようとするときにより多くの電力が消費されるため、非凝縮物は一般にチラーの効率を低下させる。

特定のチラーは、チラーから非凝縮物を除去するパージユニットを備える。例えば、パージユニットは、チラーから抽出された冷媒蒸気と非凝縮物との混合物から冷媒を冷却及び凝縮するために使用される独立した（２次）蒸気圧縮システムを備えることができる。その後、パージユニットは、凝縮された液体冷媒をチラーに戻し、非凝縮物を排出し、これらの非凝縮物が除去されることによりチラーの効率が正常なレベルに戻る。
しかしながら、パージユニットはまた、作動時に電力を消費するため、チラーシステムの効率を低下させ得る。

本技法の一実施形態による、商業的環境における暖房、換気、空調、及び冷凍（ＨＶＡＣ＆Ｒ）システムの一実施形態を利用し得る建物の斜視図である。 本技法の一実施形態による、蒸気圧縮システムの一実施形態の斜視図である。 本技法の一実施形態による、図２の蒸気圧縮システムの一実施形態の概略図である。 本技法の一実施形態による、図２の蒸気圧縮システムの別の実施形態の概略図である。 本技法の一実施形態による、図２の蒸気圧縮システムの一実施形態の凝縮器側の斜視図である。 本技法の一実施形態による、図５の蒸気圧縮システムの凝縮器の概略断面図である。 本技法の一実施形態による、凝縮器内の特定の条件に応じて蒸気圧縮システムのパージユニットを作動及び停止させるためのプロセスの一実施形態を示す流れ図である。 本技法の一実施形態による、パージユニットの一実施形態の概略図である。 本技法の一実施形態による、パージユニットのパージプロセスの一実施形態を示す流れ図である。 本技法の一実施形態による、パージユニットの標準のパージ動作モードの一実施形態を示す流れ図である。 本技法の一実施形態による、パージユニットの拡張されたパージ動作モードの一実施形態を示す流れ図である。 本技法の一実施形態による、パージユニット内におけるポンプアウト時間に対する冷媒対空気の比のグラフである。

上述のように、チラーなどの蒸気圧縮システムに漏出する非凝縮物は、一般にシステムの効率を低下させる。特定の蒸気圧縮システムは、これらの非凝縮物を除去するためにパージユニットを備えるが、パージユニットは一般に電力を消費するため、作動時にシステムの効率を低下させる。これを念頭に置いて、本実施形態は、例えば、パージサイクル期間を最小化しながら、パージユニット内の冷媒対空気の比が特定の業界標準内となり得るように、１つ又は複数の条件に応じてパージユニットを選択的に作動及び停止させることにより効率を改善する蒸気圧縮システムのパージユニット及びその制御方法を対象としている。以下で論じるように、これらの条件としては、チラーの凝縮器内の条件、最後のパージ作動からの時間、非凝縮物の最後の排出からの時間、及びそれらの組み合わせが挙げられる。蒸気圧縮システムからかなりの量の非凝縮物を除去することなく、パージユニットが作動している時間を短縮することにより、本実施形態は、蒸気圧縮システムの凝縮器に非凝縮物がかなり蓄積することによる効率の低下を防止又は軽減するために依然として対応しながら、パージユニット、及び蒸気圧縮システム全体として電力消費を削減する。

ここで図面を参照すると、図１は、典型的な商業的環境における建物１２の暖房、換気、空調、及び冷凍（ＨＶＡＣ＆Ｒ）システム１０のための環境の一実施形態の斜視図である。ＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０は、建物１２を冷却するために使用され得る冷却した液体を供給する蒸気圧縮システム１４を備え得る。ＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０はまた、建物１２を加熱する温かい液体を供給するボイラー１６と、建物１２を通して空気を循環させる空気分配システムとを備え得る。空気分配システムはまた、空気戻りダクト１８、空気供給ダクト２０、及び／又は空気調和機２２を備えることができる。いくつかの実施形態では、空気調和機２２は、導管２４によってボイラー１６及び蒸気圧縮システム１４に接続された熱交換器を備え得る。空気調和機２２の熱交換器は、ＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０の動作モードに応じて、ボイラー１６からの加熱された液体又は蒸気圧縮システム１４からの冷却された液体のいずれかを受けることができる。ＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０は、建物１２の各フロアに個別の空気調和機を備えて示されているが、他の実施形態では、ＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０は、フロア間で共有され得る空気調和機２２及び／又は他のコンポーネントを備え得る。

図２及び図３は、ＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０で使用され得る蒸気圧縮システム１４の実施形態である。蒸気圧縮システム１４は、圧縮機３２から始まる回路に冷媒を循環させることができる。回路はまた、凝縮器３４、膨張弁又は膨張装置３６、及び液体チラー又は蒸発器３８を備え得る。蒸気圧縮システム１４は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器４２、マイクロプロセッサ４４、不揮発性メモリ４６、及び／又はインターフェースボード４８を有する制御盤４０をさらに備え得る。

蒸気圧縮システム１４において冷媒として使用され得る流体のいくつかの例としては、Ｒ−４１０Ａ、Ｒ−４０７、Ｒ−１３４ａ、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）などのハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系の冷媒、アンモニア（ＮＨ_３）、Ｒ−７１７、二酸化炭素（ＣＯ_２）、Ｒ−７４４、若しくは炭化水素系の冷媒、水蒸気などの「自然系」冷媒、又は任意の他の適切な冷媒が挙げられる。いくつかの実施形態では、蒸気圧縮システム１４は、Ｒ−１３４ａなどの中圧冷媒に対して低圧冷媒とも呼ばれる１気圧の圧力で摂氏約１９度（華氏６６度）の標準沸点を有する冷媒を効率的に利用するように構成され得る。本明細書で使用される場合、「標準沸点」は、１気圧の圧力で測定された沸点温度を指し得る。

いくつかの実施形態では、蒸気圧縮システム１４は、可変速ドライブ（ＶＳＤ）５２、電動機５０、圧縮機３２、凝縮器３４、膨張弁若しくは膨張装置３６、及び／又は蒸発器３８のうちの１つ又は複数を使用し得る。電動機５０は、圧縮機３２を駆動でき、可変速ドライブ（ＶＳＤ）５２により駆動され得る。ＶＳＤ ５２は、ＡＣ電源から特定の固定ライン電圧及び固定ライン周波数を有する交流（ＡＣ）電力を受け、可変電圧及び周波数を有する電力を電動機５０に提供する。他の実施形態では、電動機５０は、ＡＣ又は直流（ＤＣ）電源から直接電力を供給され得る。電動機５０は、スイッチドリラクタンスモータ、誘導電動機、電子整流永久磁石電動機、又は別の適切な電動機など、ＶＳＤによって駆動され得る、又はＡＣ若しくはＤＣ電源から直接電力を供給され得る任意のタイプの電動機を含み得る。

圧縮機３２は、冷媒蒸気を圧縮し、蒸気を放出通路を介して凝縮器３４に送達する。いくつかの実施形態では、圧縮機３２は遠心圧縮機であり得る。圧縮機３２によって凝縮器３４に送達される冷媒蒸気は、凝縮器３４内の冷却流体（例えば、水又は空気）に熱を伝達し得る。冷媒蒸気は、冷却流体との熱伝達の結果、凝縮器３４で凝縮して冷媒液になり得る。凝縮器３４からの液体冷媒は、膨張装置３６を通って蒸発器３８に流れ得る。図３に示された実施形態では、凝縮器３４は、水冷され、且つ冷却塔５６に接続されたチューブバンドル５４を備え、冷却塔５６が冷却流体を凝縮器に供給する。

蒸発器３８に送達された液体冷媒は別の冷却流体からの熱を吸収することもでき、この別の冷却流体は凝縮器３４で使用される冷却流体と同じであってもそうでなくてもよい。蒸発器３８内の液体冷媒は、液体冷媒から冷媒蒸気への相変化を経ることもできる。図３に示された実施形態に示されるように、蒸発器３８は、冷却負荷６２に接続された供給ライン６０Ｓ及び戻りライン６０Ｒを有するチューブバンドル５８を備え得る。蒸発器３８の冷却流体（例えば、水、エチレングリコール、塩化カルシウムブライン、塩化ナトリウムブライン、又は任意の他の適切な流体）は、戻りライン６０Ｒを介して蒸発器３８に入り、供給ライン６０Ｓを介して蒸発器３８を出る。蒸発器３８は、冷媒との熱伝達によりチューブバンドル５８内の冷却流体の温度を下げることができる。蒸発器３８のチューブバンドル５８は、複数のチューブ及び／又は複数のチューブバンドルを備え得る。いずれにせよ、蒸気冷媒は蒸発器３８を出て、吸引ラインにより圧縮機３２に戻って、サイクルを完了する。

図４は、凝縮器３４と膨張装置３６との間に組み込まれた中間回路６４を備えた蒸気圧縮システム１４の概略図である。中間回路６４は、凝縮器３４に直接流体接続される入口ライン６８を有し得る。他の実施形態では、入口ライン６８は、凝縮器３４に間接的に流体接続され得る。図４に示された実施形態に示されるように、入口ライン６８は、中間容器７０の上流に配置された第１の膨張装置６６を備える。いくつかの実施形態では、中間容器７０はフラッシュタンク（例えば、フラッシュインタークーラー）であり得る。他の実施形態では、中間容器７０は熱交換器又は「サーフェスエコノマイザ」として構成され得る。図４に示された実施形態では、中間容器７０はフラッシュタンクとして使用され、第１の膨張装置６６は、凝縮器３４から受けた液体冷媒の圧力を下げる（例えば、膨張させる）ように構成される。膨張プロセスの間、液体の一部が蒸発することができ、したがって、中間容器７０を使用して、第１の膨張装置６６から受けた液体から蒸気を分離できる。加えて、中間容器７０は、中間容器７０に入るときに液体冷媒が経る圧力低下（例えば、中間容器７０に入るときに経る体積の急激な増加に起因する圧力低下）のために、液体冷媒のさらなる膨張をもたらすことができる。中間容器７０内の蒸気は、圧縮機３２によって、圧縮機３２の吸引ライン７４を介して引き込まれ得る。他の実施形態では、中間容器内の蒸気は、圧縮機３２の中間段（例えば、吸引段以外）に引き込まれ得る。中間容器７０に集まる液体は、膨張装置６６及び／又は中間容器７０における膨張のために、凝縮器３４を出る液体冷媒よりも低いエンタルピーにあり得る。次いで、中間容器７０からの液体は、ライン７２を流れて、第２の膨張装置３６を通って蒸発器３８に流れ得る。

蒸気圧縮システム１４の動作中に、システムに漏出する非凝縮物（例えば、空気、大気ガス）が凝縮器３４内に蓄積しやすいことが現在分かっている。したがって、図３及び図４に示すように、蒸気圧縮システム１４は、凝縮器３４に流体接続されたパージユニット８０を備える。図示のように、パージユニット８０は、凝縮器３４からパージ蒸気流８２（例えば、冷媒蒸気と非凝縮物との混合物）を受け取る。受け取ったパージ蒸気流８２の冷媒蒸気を液体冷媒に凝縮し、非凝縮物を除去した後、パージユニット８０は、パージ戻り流８４（例えば、凝縮された液体冷媒）を凝縮器３４に戻す。

特定の実施形態では、制御盤４０は、以下により詳細に説明するように、制御盤４０のマイクロプロセッサ４４がパージユニット８０の動作を制御するための制御信号を供給するように、パージユニット８０に通信可能に接続される。例えば、特定の実施形態では、制御盤４０は、蒸気圧縮システム１４のいくつかのセンサ（例えば、液体冷媒温度センサ８６、全圧センサ８８、パージユニット８０内の他のセンサ）に通信可能に接続され得る。制御盤４０は、これらのセンサから受信したデータ信号に応じて、経過時間（例えば、パージユニット８０が最後に作動してからの経過時間、パージユニット８０によって非凝縮物が最後に放出されてからの経過時間）に応じて、又はそれらの組み合わせに応じて、パージユニット８０を作動又は停止させるための適切な制御信号を供給し得る。

図５は、本技法による蒸気圧縮システム１４の一実施形態の斜視図である。より具体的には、図５は、蒸気圧縮システム１４の凝縮器側９０を示している。加えて、図６は、図５に示される凝縮器３４の実施形態の概略断面図である。これらの図に示されているように、凝縮器３４は、一般に、排出バッフル９２と、シェル９８内に配置されたいくつかのチューブ９６を有するチューブバンドル９４とを備える。加えて、凝縮器３４は、凝縮器３４の頂部１０２又はその付近に配置された蒸気入口１００と、凝縮器の底部１０６又はその付近に配置された液体冷媒出口１０４とを備える。図示の凝縮器３４はまた、シェル９８を通って延び、且つ凝縮器３４の内部とパージユニット８０との間においてガス及び液体の流れ（例えば、パージ蒸気流８２、パージ戻り流８４）を可能にする、パージ抽出出口１０８及びパージ戻り入口１１０を備える。

より具体的には、蒸気圧縮システム１４の動作中に、図示の凝縮器３４は、一般に、凝縮器３４の頂部１０２付近に配置された蒸気入口１００を通して蒸気流１１２（例えば、場合により１種類又は複数種類の非凝縮性ガスで汚染された、冷媒蒸気の流れ）を受け取る。より具体的には、図５及び図６に示すように、蒸気流１１２は、凝縮器３４の長さ１１６（例えば、軸方向長さ）の中央１１４又は中心付近で、圧縮機３２から受け取られる。図示のように、冷媒蒸気１１２の流れは、凝縮器３４の上部１１８（例えば、凝縮器の液位１２０の上）に配置された排出バッフル９２に衝突する。排出バッフル９２は、一般に、矢印１２２によって示されるように、流れを軸方向に、凝縮器の端部１２６に向かって差し向ける。蒸気流１１２は、矢印１２５によって示されるように、（例えば、凝縮器３４の端部１２６付近に配置された）排出バッフル９２の開口部１２４を通り、続いて、チューブバンドル９４の凝縮器のチューブ９６の表面で凝縮される。凝縮された液体冷媒は、特定の液位（例えば、凝縮器の液位１２０）に集まり、その後、凝縮器３４の底部１０６付近に配置された液体冷媒出口１０４から凝縮器３４を出て、蒸気圧縮システム１４を通って（例えば、図３に示す膨張装置３６へ）循環し続ける。

図６に示されるように、チューブバンドル９４は、列１２８などのチューブ９６の層又は列の１つ又は複数の配置を規定し得る。いくつかの実施形態では、チューブバンドル９４のチューブ９６は、識別可能な列を含まなくてもよい（例えば、チューブバンドル９４のチューブ９６が比較的ランダムな配置で配置されてもよい）。チューブ９６は、各チューブ９６が互いに等間隔で離間されるように、一定の間隔の配置で配置されてもよい。しかしながら、他の実施形態では、チューブ９６は、チューブ間の距離が互いに異なるように、可変間隔配置で配置されてもよい。またさらなる実施形態では、チューブ９６は、少なくとも部分的に固定間隔配置で配置されてもよい。そのため、いくつかのチューブ９６が互いに等感覚で離間され、他のチューブ９６が互いに異なる距離で離間されてもよい。他の実施形態では、本開示に従ってチューブ９６の他の任意の適切な配置が使用され得ることが理解されよう。

上述のように、非凝縮物は、一般に、蒸気圧縮システム１４の運転中に、凝縮器３４の上部１１８内（例えば、凝縮器の液位１２０の上方）のどこかに捕捉されることが現在分かっている。したがって、特定の実施形態では、これらの非凝縮物の除去のためにパージユニット８０のパージ蒸気入口１３０に差し向けられたパージ蒸気流８２は、凝縮器３４の上部１１８内の任意の適切な位置に配置された凝縮器３４のパージ抽出出口１０８から抽出される。加えて、図示の実施形態では、パージユニット８０は、凝縮された液体冷媒８４の流れを排出管１３３を介して凝縮器３４に戻すために重力送りドレン（例えば、パージ戻り出口１３２）を備える。したがって、図示の凝縮器３４は、パージユニット８０のパージ戻り出口１３２から垂直距離１３４だけ下方に、且つ凝縮器の液位１２０の上方に配置されたパージ戻り入口１１０を備える。

さらに、特定の実施形態では、パージ戻り出口１３２、パージ戻り入口１１０、及び／又は排出管１３３は、少なくとも１つの分離機構１３５を備え得る。例えば、特定の実施形態では、分離機構１３５は、電磁弁、逆止弁、Ｐトラップ、又はそれらの組み合わせであってよい。図示の実施形態の場合、分離機構１３５は、特にパージユニット８０が冷媒から分離された非凝縮物を除去している間（例えば、図８に関して以下で説明するように、真空ポンプ１９０が作動している間）、チラーから（例えば、凝縮器３４から）パージユニット８０を選択的に分離することにより動作する。分離機構１３５が能動的に制御される電磁弁又は他の能動的に制御される機構である実施形態の場合、分離機構１３５は、パージ戻り出口１３２とパージ戻り入口１１０との間の流体の流れを選択的に可能にする又は遮断するように分離機構１３５の動作（例えば、開放及び閉鎖）を制御する信号を供給する適切な制御回路（例えば、制御盤４０）に通信可能に接続される。

他の実施形態では、パージ戻り出口１３２は、代替的に蒸発器３６に流体接続されてもよく、蒸気圧縮システム１４に対して性能上の影響を実質的に与えることなく、凝縮された液体冷媒８４の流れを代替的に蒸発器に戻してもよいことが理解されよう。また、様々な実施形態において、パージユニット８０は、本開示に従って、蒸発器３８と同じ凝縮器３４の側に配置されて（例えば、凝縮器３４と蒸発器３８との間に配置されて）もよいし、凝縮器３４の内側（例えば、蒸発器３８の反対側）に配置されてもよいし、他の任意の適切な場所に配置されてもよいことが理解されよう。したがって、そのような実施形態の場合、パージ抽出出口１０８及び／又はパージ戻り入口１１０は、同様に、蒸発器３８と同じ凝縮器３４の側に配置されて（例えば、凝縮器３４と蒸発器３８との間に配置されて）もよい。

図６に示される凝縮器３４の例示的な実施形態はまた、液体冷媒温度センサ１３６と全圧センサ１３８（例えば、圧力トランスデューサ１３８）とを備える。図示のように、液体冷媒温度センサ１３６は、凝縮器３４内の液体冷媒の温度の適切な測定を確保するために、凝縮器の液位１２０の下方に配置される。図示のように、全圧センサ１３８は、凝縮器の液位１２０の上方（例えば、凝縮器３４の上部１１８内）に配置されて、凝縮器３４の上部１１８における冷媒及び非凝縮物の全圧の適切な測定を確保する。特定の実施形態では、液体冷媒温度センサ１３６及び全圧センサ１３８は、制御盤４０のマイクロプロセッサ４４がセンサ１３６及び１３８の測定値に少なくとも部分的に基づいて、パージユニット８０を作動及び停止できるように、制御盤４０のマイクロプロセッサ４４又は他の適切な処理回路にデータ信号を供給する。

特定の例として、図７は、制御盤４０のマイクロプロセッサ４４又は蒸気圧縮システム１４の他の適切な処理回路が、凝縮器３４内の特定の条件に応じてパージユニット８０を選択的に作動及び停止させるときを判定するために（例えば、メモリに記憶された実行可能な命令を介して）実行し得るプロセス１５０の例示的な実施形態を示している。本開示に従って、他の制御戦略が追加的又は代替的に使用され得ることが理解されよう。図７に示すプロセス１５０は、マイクロプロセッサ４４が、液体冷媒温度センサ１３６から、凝縮器３４における液体冷媒の温度を示すデータ信号を受信する（ブロック１５２）ことにより開始する。特定の実施形態では、マイクロプロセッサ４４は、液体冷媒温度センサ１３６によって示される温度を、観測された凝縮器飽和温度（ＯＣＳＴ）の直接の指示又は表現として使用する。マイクロプロセッサ４４はまた、凝縮器３４の全圧センサ１３８からのデータ信号を受信する（ブロック１５４）。その後、マイクロプロセッサ４４は、凝縮器３４の予測された凝縮器飽和温度（ＰＣＳＴ）を判定する（ブロック１５８）。例えば、マイクロプロセッサ４４は、蒸気圧縮システム１４の特定の冷媒のＰＣＳＴを判定又は計算するために、制御盤４０の不揮発性メモリ４６に記憶されている、測定された全圧をＰＣＳＴに関連付けるルックアップテーブルにアクセスしてもよいし、数式を使用してもよい。

図７に示されるプロセス１５０を続けると、マイクロプロセッサ４４は、その後、上記のブロックで判定されたＯＣＳＴとＰＣＳＴとを比較する（ブロック１５８）。（ブロック１５２からの）ＯＣＳＴが（ブロック１５６からの）ＰＣＳＴよりも特定の閾値量又は偏差（例えば、０．５°Ｆ、０．７５°Ｆ、１°Ｆ）を超えて上回るとマイクロプロセッサ４４が判定した場合、マイクロプロセッサ４４は、パージユニット８０がまだ作動していない場合、又は作動していないときに、パージユニット８０を作動させる（ブロック１６０）。特定の実施形態では、マイクロプロセッサ４４又は他の適切な処理回路は、指定された長さの時間又はパージ期間（例えば、１時間、２時間、６時間、１２時間）、特定の凝縮器条件が満たされるまで（例えば、ＰＣＳＴが再びＯＣＳＴの閾値内になるまで）、パージユニット８０が非凝縮性物質の放出を所定の時間停止するまで、又はそれらの組み合わせで、パージユニット８０を作動させ得る。図７に示される実施形態の場合、ＯＣＳＴがＰＣＳＴよりも特定の量の閾値又は偏差を超えて上回らないことをマイクロプロセッサ４４が判定すると（ブロック１５８）、マイクロプロセッサ４４は、パージユニット８０が作動している場合、又は作動しているときにパージユニット８０を中断させる（例えば、停止させる（ｄｅａｃｔｉｖａｔｅｓ、ｓｔｏｐｓ））（ブロック１６２）。他の実施形態では、マイクロプロセッサ４４又は他の適切な処理回路は、上記のＯＣＳＴとＰＣＳＴとの比較及び別の要因（例えば、パージユニット８０が作動されてからの時間、パージユニット８０が非凝縮物を放出してからの時間など）の両方に基づいて、パージユニット８０を作動又は停止させるための適切な制御信号を供給し得る。

図８は、本技法によるパージユニット８０の一実施形態を示す概略図である。図示のパージユニット８０は、パージされている１次蒸気圧縮システム１４（例えば、チラー１４）に対して独立している（例えば、二次）蒸気圧縮システム１７０を備える。そのため、パージユニット８０の図示の実施形態は、蒸気圧縮システム１７０の図示の実施形態の冷凍ループ又は回路１８４を形成するように一緒に流体接続された圧縮機１７２、ファン１７６を有する凝縮器１７４、フィルタドライヤ１７８、膨張弁１８０、及び蒸発器コイル１８２を備える。

図８に示されるパージユニット８０が作動している場合、冷媒（例えば、Ｒ４０４ａ又は別の適切な冷媒）は、圧縮機１７２と凝縮器１７４との組み合わされた作用によって液化された後、パージタンク１８６に流入するパージ蒸気流８２を凝縮するために、パージタンク１８６内に配置された蒸発器コイル１８２に導入される。より具体的には、図示の実施形態の場合、パージタンク１８６は、１次蒸気圧縮システム１４（例えば、チラー１４）の凝縮器３４のパージ抽出出口１０８からパージ蒸気流８２（例えば、冷媒蒸気及び非凝縮物の供給）を受け取る。パージタンク１８６内で凝縮するパージ蒸気流８２の冷媒蒸気は、パージ戻り流８４（例えば、液体冷媒の流れ）として、凝縮器３４のパージ戻り入口１１０に戻される。以下でより詳細に説明するように、１次蒸気圧縮システム１４から受け取った、パージタンク１８６内で凝縮しない、パージ蒸気流８２における非凝縮性ガス１８８は、その後、真空ポンプ１９０によって除去される。

図８に示されるパージユニット８０は、パージユニット８０の動作（例えば、作動、停止、排出）を制御するために、パージユニット８０の様々なコンポーネントに通信可能に接続されるコントローラ１９２を備える。図示の実施形態では、コントローラ１９２は、命令を記憶するメモリ１９４と、これらの命令を実行してパージユニット８０の動作を制御するプロセッサ１９６とを備える。他の実施形態では、コントローラ１９２は制御盤４０であり得、マイクロプロセッサ４４は、上述したように１次蒸気圧縮システム１４及び／又はＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０に加えて、パージユニット８０の動作を制御するために、不揮発性メモリ４６に記憶された命令を実行し得る。特定の実施形態では、コントローラ９２は、データ及び／又は制御信号を交換するために制御盤４０とは異なっていてもよく、制御盤４０に通信可能に接続されてもよい。例えば、そのような実施形態では、コントローラ１９２のプロセッサ１９６は、以下でより詳細に説明するように、制御盤４０のマイクロプロセッサ４４にデータ信号を送信して、パージユニット８０が作動しているか否かと、動作中のパージユニット８０によって生成されているエラーメッセージ又は通知があるか否かとを示すことができる。同様に、そのような実施形態では、制御盤４０のマイクロプロセッサ４４は、以下に詳細に説明するように、コントローラ１９２のプロセッサ１９６にデータ信号を送信して、コントローラ１９２がパージユニット８０を選択的に作動及び停止させるときを判定できるように、１次蒸気圧縮システム１４の測定又は計算されたパラメータ（例えば、測定された凝縮器液体温度、測定された凝縮器圧力、計算された凝縮器飽和温度）を示すことができる。

図８に示される実施形態の場合、コントローラ１９２は、データ信号を受信するため、及び／又は制御信号を供給するために、パージユニット８０の様々なコンポーネントに通信可能に接続される。例えば、コントローラ１９２のプロセッサ１９６は、適切な制御信号を供給して圧縮機１７２及び凝縮器１７４のファン１７６を作動させることにより、パージユニット８０を作動させることができる。コントローラ１９２のプロセッサ１９６は、以下で説明するように、真空ポンプ１９０による非凝縮物の排出中を除いて開位置のままである第１の電磁弁１９８を作動させるための適切な制御信号を供給し得る。同様に、コントローラ１９２のプロセッサ１９６は、以下で説明するように、真空ポンプ１９０による非凝縮物の排出中を除いて閉位置のままである第２の電磁弁２００を作動させるための適切な制御信号を供給し得る。コントローラ１９２はまた、真空ポンプ１９０を作動及び停止させるために（例えば、ポンプを停止させる前に、真空ポンプ１９０を所定量のポンプダウン時間動作させるために）適切な制御信号を供給し得る。さらに、図示のコントローラ１９２は、液位センサ１９９から、パージタンク１８６における凝縮された液体冷媒の液位を示すデータ信号を受信し得る。

加えて、図８に示されるパージユニット８０の実施形態の場合、コントローラ１９２のプロセッサ１９６は、少なくとも２つの温度センサに通信可能に接続される。第１の温度センサ２０２は、パージユニット８０の蒸発器コイル１８２を出るパージユニットの冷媒の温度（Ｔ１）を測定する一方、第２の温度センサ２０４は、蒸発器コイル１８２に入るパージユニットの冷媒の温度（Ｔ２）を測定する。蒸発器コイル１８２が１次蒸気圧縮システム１４からの冷媒蒸気を凝縮しているとき、一般にＴ１が上昇する（例えば、絶対的に又はＴ２に対して）ことが現在分かっている。しかしながら、パージタンク１８６がかなりの量の非凝縮性ガスを含む場合、Ｔ１は低下する（例えば、Ｔ２に近づく）。したがって、以下で説明するように、コントローラ１９２のプロセッサ１９６又は他の適切な処理回路は、少なくともＴ１に基づいて、パージタンク１８６を排出するときを判定する。例えば、特定の実施形態では、コントローラ１９２のプロセッサ１９６は、Ｔ１を所定の閾値（例えば、華氏１５度（°Ｆ））と比較し、Ｔ１が所定の閾値を下回る（例えば、未満である）場合、パージタンク１８６の排出を開始できる。他の実施形態では、コントローラ１９２のプロセッサ１９６は、Ｔ１とＴ２との差を所定の閾値（例えば、０．５°Ｆ、１°Ｆ、５°Ｆ）と比較し、Ｔ１とＴ２との差が所定の閾値を下回る（例えば、未満である）場合、パージタンク１８６の排出を開始できる。

例えば、図９は、パージプロセス２２０の例示的な実施形態を示す流れ図であり、それにより、パージユニット８０のコントローラ１９２のプロセッサ１９６、又は蒸気圧縮システム１４の他の適切な処理回路がパージユニット８０を動作させる。他の実施形態では、プロセス２２０は、追加のステップを含む、図示のステップを省略する、複数のステップの同時実行を含む、及び／又は図９に示すのとは異なる順序でのステップの実行を含むことができることが理解されよう。図示の例では、プロセス２２０は、制御盤４０のマイクロプロセッサ４４又はコントローラ１９２のプロセッサ１９６が、本明細書では「パージ期間」と呼ばれる指定された時間又は無制限の時間（例えば、中断されるまで）のいずれかの間、パージユニット８０の作動を要求又はトリガしたときに実行される。

図示のパージプロセス２２０は、プロセッサ１９６が、現在のパージプロセスの間のパージタンク１８６の排出の回数を追跡するカウンタをリセットし（ブロック２２２）、パージプロセスの開始時間を記録することにより開始する。プロセッサ１９６は、パージユニット８０の圧縮機１７２及び凝縮器のファン１７６に適切な制御信号を供給して（ブロック２２４）両方の装置を作動させ、パージユニット８０を作動させる。プロセッサ１９６は、第１の電磁弁１９８を開放するため（例えば、それが閉鎖状態にあると判定された場合）、また第２の電磁弁２００を閉鎖するため（例えば、それが開放状態にあると判定された場合）の適切な制御信号をさらに供給する（ブロック２２６）。

図９に示されるプロセス２２０の実施形態は、プロセッサ１９６が、第１の温度センサ２０２から、パージユニット８０の蒸発器コイル１８２から出るパージユニットの冷媒の温度（Ｔ１）を示す信号を受信する（ブロック２２８）ことにより続行される。プロセッサ１９６は、Ｔ１を分析して、パージタンク１８６の排出に進むべきか否かを判定する。例示的な実施形態の場合、プロセッサ１９６は、Ｔ１が所定の温度閾値（例えば、１５°Ｆ）未満であるか否かを判定する（ブロック２３０）。他の実施形態では、プロセッサ１９６は、Ｔ１とＴ２との差を様々な所定の閾値（例えば、５°Ｆ、１０°Ｆ、１５°Ｆ）と比較してもよい。

Ｔ１が所定の温度閾値を下回ったとプロセッサ１９６が判定すると、プロセッサ１９６は、括弧２３２内のステップによって示されるように、パージタンク１８６の排出を開始する（ｉｎｓｔｉｇａｔｅ）又は開始する（ｉｎｉｔｉａｔｅ）ための適切な制御信号を供給する。例えば、図示のように、プロセッサ１９６は、真空ポンプ１９０を所定量のポンプダウン時間（例えば、３０秒、４５秒、１分）作動させるための制御信号を供給し（ブロック２３４）、第１の電磁弁１９８を閉鎖し、第２の電磁弁２００を開放するための制御信号を供給する（ブロック２３６）。プロセッサ１９６は、パージカウントをさらにインクリメントし（ブロック２３８）、ブロック２２２においてプロセス２２０を再開する。

図示の例では、ブロック２３０において、Ｔ１が所定の温度閾値を上回ると、プロセッサ１９６は、パージ期間が満了したか否か、又はパージ中断が要求されたか否かを判定する（ブロック２４０）。例えば、図示のように、プロセッサ１９６は、現在の時間をブロック２２２で記録されたパージ開始時間と比較して、パージ期間が満了したか否かを判定し得る。プロセッサ１９６は、（例えば、図７のブロック１５８及び１６０に従って）凝縮器内の条件の変化によりパージユニットが中断されるべきであると判定されたか否かを確認するためにさらにチェックし得る。パージ期間が満了しておらず、パージプロセスが中断されていない場合、プロセッサ１９６は、パージ期間が満了するまで、又はパージプロセスが中断されるまで（ブロック２４０）、Ｔ１を示す信号の受信を続行し（ブロック２２８）、Ｔ１が所定の温度閾値を上回ったか否かの判定を続行する（ブロック２３０）。その後、プロセッサ１９６は、パージユニット８０の圧縮機１７２及び凝縮器のファン１７６を停止させるための適切な制御信号を供給し（ブロック２４２）、それによりパージユニット８０を停止させる。加えて、図示のように、プロセッサ１９６は、パージ終了時間と、このパージプロセス２２０の実行におけるパージカウントとをメモリ１９４に記録し得る。

特定の実施形態では、パージユニット８０のコントローラ１９２のプロセッサ１９６又は他の適切な処理回路は、標準のパージ動作モードでパージユニット８０を作動させ得る。標準のパージモードプロセス２６０の例示的な実施形態を図１０に示す。他の実施形態では、１次蒸気圧縮システム１４の性質に応じて、指定されたパージ期間及び待機期間が長くなったり短くなったりし得る。他の実施形態では、プロセス２６０は、追加のステップを含む、図示のステップを省略する、複数のステップの同時実行を含む、及び／又は図１０に示すのとは異なる順序でのステップの実行を含むことができることが理解されよう。

図示のように、プロセス２６０は、パージプロセス（例えば、図９に示されるパージプロセス２２０）を所定のパージ期間（例えば、２時間）作動させる（ブロック２６２）ことにより開始する。上述のように、パージプロセス２２０が完了すると、コントローラ１９２のメモリ１９４は、パージカウント及びパージ終了時間を記憶し得る。したがって、図１０に示すプロセス２６０を続行すると、プロセッサ１９６は、その後、パージカウント値を検討して、ブロック２６２のパージプロセスの作動中にパージタンク１８６の排出が発生したか否かを判定する（ブロック２６４）。１回又は複数回の排出が生じたことをパージカウントが示している場合、プロセッサ１９６は、再びパージプロセス２２０をパージ期間（例えば、２時間）作動させる（ブロック２６２）。排出が発生していないことをパージカウントが示している場合（例えば、パージプロセス２２０の括弧２３２のステップが実行されなかった場合）、プロセッサ１９６は、プロセス２６０の次のステップに進むことができる。

図示の実施形態の場合、パージユニット８０が排気されることなく（ブロック２６４）パージ期間（例えば、２時間）作動され（ブロック２６２）ると、プロセッサ１９６は、進むための特定の一式の条件が満たされるまで、ブロック２６６で待機する。図示の例示的な実施形態の場合、プロセッサ１９６は、上述のように、凝縮器３４のＯＣＳＴ及びＰＣＳＴを判定するために、１次蒸気圧縮システム１４の凝縮器３４の内部に配置され、通信可能に接続されたセンサ（例えば、図６に示す液体冷媒温度センサ１３６、全圧センサ１３８）から、又はこのデータにアクセス可能な別の通信可能に接続されたプロセッサから、データを受信する。これらの値を使用して、プロセッサ１９６は、ＯＣＳＴがＰＣＳＴを閾値又は偏差値（ＤＥＶ）を超えて（例えば、０．５°Ｆを超えて）上回るか否かを判定する（ブロック２６６）。この条件が満たされた場合、又はパージユニット８０が少なくとも所定の待機時間（例えば、パージ停止時間に基づいて６時間）停止された場合（ブロック２６６）、プロセッサ１９６はプロセス２６０の次のステップに進む。

図示の実施形態では、プロセス２６０は、再び、パージプロセスをパージ期間（例えば、２時間）作動させる（ブロック２６８）ことにより続行する。続いて、プロセッサ１９６は、パージカウントを検討して、ブロック２６８で開始されたパージプロセス中に排出が発生したか否かを判定する（ブロック２７０）。図示のように、パージタンク１８６の排出が発生したとプロセッサ１９６が判定した場合、プロセッサ１９６は、プロセス２６０のブロック２６２に戻る。排出が発生していないとプロセッサ１９６が判定した場合（例えば、パージプロセス２２０の括弧２３２のステップが実行されなかった場合）、プロセッサ１９６は、プロセス２６０のブロック２６２に戻る前に、パージユニット８０を停止させた状態で、待機期間（例えば、６時間）待機し得る（ブロック２７２）。したがって、図１０に示される標準のパージモードプロセス２６０の実施形態は、パージユニット８０が作動される時間を制限して、電力消費を低減し、１次蒸気圧縮システム１４及びＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０の効率を改善する。

特定の実施形態では、パージユニット８０のコントローラ１９２のプロセッサ１９６又は他の適切な処理回路は、拡張されたパージ動作モードでパージユニット８０を作動させ得る。拡張されたパージモードプロセス２８０の例示的な実施形態を図１１に示す。他の実施形態では、１次蒸気圧縮システム１４（例えば、チラー１４）の性質に応じて、指定されたパージ期間及び待機期間が長くなったり短くなったりし得る。他の実施形態では、プロセス２８０は、追加のステップを含む、図示のステップを省略する、複数のステップの同時実行を含む、及び／又は図１１に示すのとは異なる順序でのステップの実行を含むことができることが理解されよう。

図示のように、プロセス２８０は、パージタンク１８６の最後の排出からの日数のカウンタをリセットし（ブロック２８２）、（その日の）パージサイクル数のカウンタをリセットする（ブロック２８４）ことにより開始する。その後、プロセッサ１９６は、パージプロセス（例えば、図９に示されるパージプロセス２２０）を所定のパージ期間（例えば、１時間）作動させる（ブロック２８６）。ブロック２８８に示されるように、ブロック２８６のパージプロセス中に少なくとも１回の排出が発生したことをパージカウントが示す場合、プロセッサ１９６は、再び、最後の排出からの日数のカウンタをリセットし（ブロック２９０）、ブロック２８４に戻る。

図示の実施形態を続行すると、ブロック２８６のパージプロセス中に排出が発生しなかった（例えば、パージプロセス２２０の括弧２３２のステップが実行されなかった）とプロセッサ１９６が判定した（ブロック２８８）場合、プロセッサ１９６は、パージユニットのサイクルカウントをインクリメントし、パージユニット８０を停止させた状態で、第１の所定の待機期間（例えば、４時間）待機する（ブロック２９２）。待機後、プロセッサ１９６は、パージユニットのサイクルが所定の値（例えば、３）以上であるか否かを判定し（ブロック２９３）、そうでない場合、プロセッサ１９６は、ブロック２８６に戻って、再度パージプロセスをパージ期間（例えば、１時間）実行する。パージタンク１８６の排出が発生していないとプロセッサ１９６が判定した（ブロック２９３）場合、プロセッサ１９６は、最後の排出からの日数をインクリメントし（ブロック２９４）、パージユニット８０を停止させた状態で、第２の待機期間（例えば、２４時間）待機し、第２の待機期間は第１の待機期間よりも実質的に長い。例えば、一実施形態では、各パージプロセスの間にパージユニットを４時間の停止させる、パージプロセスの１時間の作動の３回以上にわたって排出が発生していないとプロセッサ１９６が判定した場合、プロセッサ１９６は、最後の排出からの日数をインクリメントし、パージユニット８０を停止させた状態で２４時間待機する。

図示の実施形態を続行すると、第２の待機期間が満了すると、プロセッサ１９６は、最後の排出からの日数が所定の日数（例えば、１週間）以上であるか否かを判定し得る（ブロック２９６）。そうでない場合、プロセッサ１９６はブロック２８４に戻る。パージタンク１８６の排出がパージプロセスを繰り返し作動させる間に発生していないとプロセッサ１９６が再び判定した（ブロック２９３）場合、プロセッサ１９６は、再び、最後の排出からの日数をインクリメントし（ブロック２９４）、パージユニットを停止させた状態で、第２の待機期間（例えば、２４時間）待機する。例えば、一実施形態では、各パージプロセスの間にパージユニットを４時間の停止させるパージプロセスの１時間の作動の３回以上の間に排出が発生していないとプロセッサ１９６が判定した場合、プロセッサ１９６は、最後の排出からの日数をインクリメントし、パージユニットを停止させた状態で２４時間待機する。

そのため、図示の実施形態の場合、毎日のパージルーチン（例えば、１時間のパージプロセスを４時間の間隔をあけて少なくとも３回作動させる）の所定の時間（例えば、１週間）にわたって、パージタンク１８６の排出が発生しなかったとプロセッサ１９６が判定した（ブロック２９６）場合、プロセッサ１９６は、プロセス２８０のブロック２８４に戻る前に、パージユニット８０を停止させた状態で、第３の待機期間（例えば、７日間）待機し（ブロック２９８）、第３の待機期間は第１及び第２の待機期間よりも実質的に長い。図示のように、プロセッサ１９６は、その後、上述のパージルーチンの１日を実行する（例えば、１時間のパージプロセスを４時間の間隔をあけて少なくとも３回作動させる）。最後の排出からの日数が所定の日数（例えば、７日間）よりも大きいままであるため、パージタンク１８６の排出が発生していない場合、プロセッサ１９６は、プロセス２８０のブロック２８４に戻る前に、パージユニット８０を停止させた状態で、第３の持続時間（例えば、１週間）、再び待機する（ブロック２９８）。したがって、図１１に示される拡張されたパージモードプロセス２８０の実施形態は、（例えば、図１０に示される標準のパージモードプロセス２６０と比較して）パージユニット８０が作動されている時間を実質的に制限する。より具体的には、拡張されたパージモードプロセス２８０は、パージユニット８０が１次蒸気圧縮システム１４から非凝縮物を能動的に除去していない場合（例えば、パージタンク１８６の排出が発生していない場合）、パージユニット８０を選択的に停止させることにより、蒸気圧縮システム１４の実質的により良い効率を可能にする。そのため、図１１に示されるプロセス２８０は、１次蒸気圧縮システム１４及びＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０の消費電力のさらなる削減及び効率の向上を可能にする。

パージユニット８０の動作中に様々なエラー又は問題となる条件が発生する可能性があり、それに応じて、パージユニット８０のコントローラ１９２のプロセッサ１９６は、居住者又は技術者に提供する警告メッセージを生成するための制御信号を供給し得ることが理解されよう。例えば、図９のパージプロセス２２０の実行中に、Ｔ２が第１の閾値温度（例えば、５°Ｆ）を超えたとプロセッサ１９６が判定した場合、パージユニット８０のプロセッサ１９６は、図８に示すようなパージユニット８０の膨張弁１８０の調整が必要であり得ることを警告するための適切な信号を送信し得る。Ｔ２が第２の閾値温度（例えば、１０°Ｆ）を上回ったとプロセッサ１９６が判定した場合、パージユニット８０のプロセッサ１９６は、パージユニット８０の膨張弁の調整が必要であり得ること又は第２の温度センサ２０４に欠陥があり得ることを再び警告するための適切な信号、及びパージユニット８０を停止させる制御信号を送信し得る。パージタンク１８６内の凝縮された液体冷媒の液位が特定の閾値を超えると液位センサ１９９が示しているとプロセッサ１９６が判定した場合、プロセッサ１９６は、パージユニットを１分間停止させるための適切な信号を供給し、１次蒸気圧縮システム１４の凝縮器３４に冷媒が排出されている間、パージユニット８０が一時的に停止されていると警告し得る。特定の実施形態では、２４時間内の排出の回数（例えば、パージカウント）が閾値（例えば、１０、２０、３０、４０）より多いとプロセッサ１９６が判定した場合、プロセッサ１９６は、毎日のパージカウント制限を超えており、１次蒸気圧縮システム１４でリークの可能性があることを示す警告を提供する。加えて、特定の実施形態では、ＯＣＳＴが２４時間連続してＰＣＳＴよりも少なくともＤＥＶ値だけ上回るままに留まるとプロセッサ１９６が判定した場合、プロセッサ１９６は、１次蒸気圧縮システム１４における通気の可能性及びパージユニット８０の保守管理を行うべきであることを示す警告を提供し得る。

特定の実施形態では、コントローラ１９２のプロセッサ１９６は、異なる動作モード間で切り替えるようにプログラムされ得ることも理解されよう。例えば、特定の実施形態では、プロセッサ１９６は、上述のように（例えば、ユーザ又は技術者からの入力に応じて、蒸気圧縮システム１４内の条件に応じて）標準のパージモードプロセス２６０と拡張されたパージモードプロセス２８０との間で切り替え可能であり得る。加えて、特定の実施形態では、プロセッサ１９６は、１次蒸気圧縮システム１４又はＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０の設置、保守管理、及び／又は修理中に使用するための他パージユニット動作モードをサポートし得る。例えば、特定の実施形態では、サービスモードにおいて、プロセッサ１９６は、通信可能に接続されたユーザ入力装置からの入力を受け入れて、（例えば、図９に示すような）パージプロセス２２０を指定されたパージ期間（例えば、１２時間、２４時間、７２時間など）作動させ得る。特定の実施形態では、手動モードにおいて、プロセッサ１９６は、通信可能に結合されたユーザ入力装置からの入力を受け入れて、別の入力（例えば、割り込み信号）が受信されてパージプロセスを停止させるまで、無期限でパージプロセスを作動させ得る。サービスモード又は手動モードで動作しているとき、エラー又は問題の条件のうちの１つ又は複数（例えば、毎日のパージカウント制限）が抑制され得ることが理解されよう。

図３及び図４に関して上で説明したように、パージユニット８０は、凝縮器３４に流体接続されて、凝縮器３４からパージ蒸気流８２（例えば、冷媒蒸気と非凝縮物との混合物）を受け取り、非凝縮物のない状態で、パージ戻り流８４内の凝縮された液体冷媒を凝縮器３４に戻す。凝縮器３４が１次蒸気圧縮システム１４内で非凝縮物の蓄積する場所にあることに加えて、凝縮器３４の内部空間内の特定の場所が、パージユニット及びパージプロセス２２０の効率の観点からパージ蒸気流８２を抽出（例えば、捕捉、除去）するのにより優れていることが現在分かっている。

例えば、図５及び図６を再び参照すると、凝縮器３４の上部１１８内の特定の場所が特に流れが乱れているために、非凝縮物に比べて冷媒の含有量が高くなることが現在分かっている。そのため、凝縮器３４の上部１１８内の特定の場所にパージ抽出出口１０８を配置することにより、他の場所と比較してパージ効率を高めることができることが現在分かっている。例えば、本開示の前には、図５の矢印３００で示される場所など、凝縮器３４の頂部１０２付近（例えば、凝縮器３４の端部１２６付近）に、パージ抽出出口１０８が配置されてきた。他のパージ抽出出口の場所としては、矢印３０２で示されるように、凝縮器３４の端部付近の凝縮器の液位１２０のすぐ上が挙げられる。しかしながら、これらの場所は非凝縮物を含むことができ、凝縮器３４からのパージ蒸気流８２の抽出に使用され得るが、これらの場所は凝縮器３４の内部で特に流れが乱れる領域でもあることが現在分かっている。そのため、これらの場所付近にパージ抽出出口１０８を配置することは、蒸気圧縮システム１４から非凝縮物を実質的に取り除くために、他の場所と比較してより長時間にわたってパージユニット８０が動作することを含む。

対照的に、図５及び図６に示されるように、本開示のパージ抽出出口１０８は、一般に、排出バッフル９２の下方且つ凝縮器の液位１２０の上方に配置される。より具体的には、特定の実施形態では、パージ抽出出口１０８は、排出バッフル９２の下方且つ凝縮器３４の長さ１１６の中央又は中心１１４付近に配置される。図６に最もよく示されているように、特定の実施形態では、これは、凝縮器３４の頂部１０２から離して、凝縮器の液位１２０の上方に、パージ抽出出口１０８を配置することに対応する。より具体的には、図示のパージ抽出出口１０８は、凝縮器３４の高さ３０６（例えば、垂直方向の高さ）の中央又は中心３０４（例えば、チューブバンドル９４の凝縮器のチューブ９６付近）付近にあるとして説明され得る。本開示のようにパージ抽出出口１０８を配置することは、パージユニット８０並びに蒸気圧縮システム１４及びＨＶＡＣ＆Ｒシステム１０の効率を実質的に改善することが現在分かっている。例えば、本開示のようにパージ抽出出口１０８を配置することにより、約１時間のパージ作動が、凝縮器３４の頂部１０２からなどの異なるパージ抽出場所からの約１２時間のパージ作動と同じくらい効果的であることを可能にし得る。

特定の実施形態では、パージユニット８０の動作中、パージタンク１８６内の温度及び圧力が、パージタンク１８６の蒸気部分における冷媒対空気の比を表すために使用され得る。例えば、図８に示されるように、特定の実施形態では、少なくとも１つの温度センサ３０８及び少なくとも１つの圧力センサ３１０は、パージタンク１８６の蒸気部分３１２内に（例えば、パージタンク１８６の液位３１４の上方に）配置されてもよく、温度センサ３０８及び圧力センサ３１０からの測定値が、パージタンク１８６の蒸気部分３１２内の空気の質量に対するパージタンク１８６の蒸気部分３１２内の冷媒の質量の比を判定するために、コントローラ１９２によって使用されてもよい。

パージタンク１８６からガスをポンプアウトする際に、ポンプアウトされた流れは、パージタンク１８６の蒸発器コイル１８２上での継続的な凝縮と組み合わされてもよい。パージタンク１８６がドレン内に液体シールを備える場合、液体は沸騰して、凝縮されてチラー１４からポンプアウトされた体積に置き換わる。逆に、パージタンク１８６がドレンに液体シールを備えていない場合、凝縮器からドレンラインを通って流れが生成されて、その体積に置き換わる。どちらの場合も、パージサイクル全体を通じて、ポンプアウトされたガス内の冷媒の比が増える。

特定の実施形態では、パージサイクルの期間は、平均のポンプアウト冷媒対空気の比が、ＡＳＨＲＡＥ １４７／ＡＨＲＩ ５８０などの既存の業界標準の特定の要件を満たしていることをモデリング及びテストが示す期間に短縮され得る。例えば、コントローラ１９２は、温度センサ３０８及び圧力センサ３１０からの温度測定値及び圧力測定値を受信することができ、これらの温度測定値及び圧力測定値を、パージユニット８０（例えば、特定の実施形態におけるパージタンク１８６）におけるパージ動作の動的モデルと組み合わせて使用して、パージユニット８０（例えば、特定の実施形態におけるパージタンク１８６）の冷媒対空気の比が、ＡＳＨＲＡＥ １４７／ＡＨＲＩ ５８０などの既存の業界標準の特定の要件を満たす場合を判定することができる。例えば、特定の実施形態では、コントローラ１９２は、パージユニット８０（例えば、特定の実施形態におけるパージタンクの１８６）における冷媒対空気の比が少なくとも１つの業界標準を満たすことを可能にする、パージユニット８０におけるポンプアウトする時間の最小期間を含むパージサイクルの最小期間を判定し得る。

そのような実施形態では、例えば、真空ポンプ１９０におけるポンプアウト時間は、約３０秒から、約５秒〜約１０秒、約４秒〜約１５秒、又は約３秒〜約２０秒に短縮され得る。加えて、ポンプアウト開始のための吸引温度及びコイル飽和温度を変更することにより、パージタンク１８６内の温度を低下させることができる。そうすることにより、図１２に示されるように、パージタンク１８６内の冷媒対空気の比は、例えば、約２．５未満、約２．０未満、約１．５未満、又はさらに小さい値（例えば、約１．０）に大幅に低下され得る。本明細書で使用される場合、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」という用語は、当業者が理解するように、記載の値に非常に近い特性を指すことが意図されている。例えば、特定の記載の値と「略（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」等しい特定の特性は、記載の値から＋／−５％の許容範囲内、記載の値から＋／−４％の許容範囲内、記載の値から＋／−３％の許容範囲内、記載の値から＋／−２％の許容範囲内、記載の値から＋／−１％の許容範囲内、又はさらにはより小さな許容範囲の許容範囲内であり得る。非限定的な一例として、本明細書に記載の実施形態は、パージタンク１８６における冷媒対空気の比を約１．０（例えば、許容誤差を＋／−５％と仮定すると、０．９５〜１．０５）に大幅に低減できる。

特定の実施形態では、２次蒸気圧縮システム１７０の圧縮機１７２の吸引圧力は、定圧膨張弁３１６によって２次冷媒における極めて低い飽和冷媒圧力に制御され得る。特定の実施形態では、パージ冷媒は、Ｒ４０４ａ若しくはＲ１３４ａなどの低温冷媒、又はプロパン、Ｒ１２７０、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ４０７Ａ、Ｒ４５２Ａなどの低温で使用できる他の冷媒であってもよい。

同様に、そのような実施形態では、圧縮機１７２が比較的低い温度用に設計されてもよく、それにより、パージタンク１８６の冷媒の分圧が低くなり、パージタンク１８６の冷媒対空気の比が低くなる。加えて、ポンプアウトサイクルの期間が短いことにより、パージタンク１８６内への置き換わる冷媒の流れが最小化され、パージタンク１８６における冷媒対空気の比全体に大きな影響を与えなくなる。本明細書に記載されている実施形態は、排ガスキャニスタなどの特定の機器の追加コストなしで、冷媒対空気の比に関する既存の業界標準を可能にする。

特定の特徴及び実施形態のみを図示及び説明してきたが、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された発明の主題の新規な教示及び利点から実質的に逸脱することなしに、多くの修正及び変更（例えば、様々な要素のサイズ、寸法、構造、形状及び比率、パラメータの値（例えば、温度、圧力など）、取り付け構成、素材の使用法、色、向きなどの変形形態）を想到し得る。任意のプロセス又は方法ステップの順番又は順序は、代替的な実施形態に従って変更又は再順序付けされ得る。したがって、添付の特許請求の範囲は、本開示の真の趣旨の範囲内にあるものとして、そのようなすべての修正及び変更を包含することが意図されていることを理解されたい。さらに、例示的な実施形態の簡潔な説明を提供するために、実際の実施形態のすべての特徴が説明されていない場合がある（つまり、現在企図される本開示の最良の実施形態に関係しないもの、又は特許請求の範囲に記載された本開示を実現するのに関係しないものが説明されていない場合がある）。そのような実際の任意の実施形態の開発において、任意のエンジニアリング又は設計プロジェクトにおけるように、実施形態固有の多数の決定が行われ得ることを理解されたい。そのような開発努力は複雑で時間がかかるかもしれないが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者にとっては、過度の実験を伴わない設計、製作、及び製造の日常的な仕事である。

Claims (24)

1. 蒸気圧縮システムの凝縮器に流体接続されたパージユニットを備える蒸気圧縮システムであって、前記蒸気圧縮システムが、命令を記憶するメモリと、前記パージユニットの動作を制御するために前記命令を実行するように構成されたプロセッサとを備え、前記命令がパージサイクルを含み、前記パージサイクルの前記命令が、
   前記パージユニットを第１の所定の時間作動させる命令と、
   前記第１の所定の時間の間に１回又は複数回の排出が発生したか否かを判定する命令と、
   前記第１の所定の時間の間に１回又は複数回の排出が発生した場合に前記パージサイクルを再始動する命令と、
   前記第１の所定の時間の間に排出が発生していないとプロセッサが判定した場合に前記パージユニットを第２の所定の時間停止させる命令と、
   前記命令が、前記パージサイクルの実行を所定の回数繰り返し、次いで、前記パージサイクルの実行の間に排出が発生していない場合に前記パージユニットを第３の所定の時間停止させる命令と
   を含み、前記第３の所定の時間は、前記第２の所定の時間よりも長い、蒸気圧縮システム。
2. 前記第１の所定の時間が１時間である、請求項１に記載の蒸気圧縮システム。
3. 前記第２の所定の時間が４時間である、請求項１に記載の蒸気圧縮システム。
4. 前記所定の回数が少なくとも３回である、請求項１に記載の蒸気圧縮システム。
5. 前記第３の所定の時間が２４時間である、請求項１に記載の蒸気圧縮システム。
6. 前記命令が、前記パージサイクルを１週間の間毎日少なくとも１回実行し、次いで、前記パージサイクルの実行の間に排出が発生していない場合に前記パージユニットを１週間停止させる命令を含む、請求項１に記載の蒸気圧縮システム。
7. 前記命令が、前記パージサイクルを少なくとも１回再び実行し、次いで、前記パージサイクルの実行の間に排出が発生していない場合に前記パージユニットをさらにもう１週間停止させる命令を含む、請求項６に記載の蒸気圧縮システム。
8. 前記パージユニットを作動させる前記命令が、前記パージユニットの圧縮機及び凝縮器のファンを作動させるための制御信号を供給する命令を含み、前記パージユニットを停止させる前記命令が、前記パージユニットの前記圧縮機及び前記凝縮器のファンを停止させるための制御信号を供給する命令を含む、請求項１に記載の蒸気圧縮システム。
9. 前記パージユニットを作動させる前記命令が、
   前記パージユニットの蒸発器コイルを出るパージユニットの冷媒の温度を受信する命令と、
   前記蒸発器コイルを出る前記パージユニットの冷媒の前記温度における変化に基づいて、前記パージユニットのパージタンクを排出する命令と
   を含む、請求項８に記載の蒸気圧縮システム。
10. 前記蒸発器コイルを出る前記パージユニットの冷媒の前記温度における前記変化に基づいて前記パージタンクを排出する前記命令は、前記蒸発器コイルを出る前記パージユニットの冷媒の前記温度が最小温度閾値未満である場合に前記パージタンクを排出する命令を含む、請求項９に記載の蒸気圧縮システム。
11. 前記蒸発器コイルを出る前記パージユニットの冷媒の前記温度における前記変化に基づいて前記パージタンクを排出する前記命令が、
    前記パージユニットの前記蒸発器コイルに入る前記パージユニットの冷媒の温度を受信する命令と、
    前記蒸発器コイルを出る前記パージユニットの冷媒の前記温度と、前記蒸発器コイルに入る前記パージユニットの冷媒の前記温度との差を判定する命令と、
    前記差が閾値量未満である場合に前記パージタンクを排出する命令と
    を含む、請求項９に記載の蒸気圧縮システム。
12. 前記パージタンクを排出する前記命令が、
    前記凝縮器と前記パージユニットとの間に配置された、前記パージユニットの第１の電磁弁を閉鎖する命令と、
    前記パージユニットのパージタンクと前記パージユニットの真空ポンプとの間に配置された、前記パージユニットの第２の電磁弁を開放する命令と、
    前記真空ポンプを所定のポンプダウン時間作動させる命令と
    を含む、請求項９に記載の蒸気圧縮システム。
13. 蒸気圧縮システムの凝縮器に流体接続されたパージユニットを備える蒸気圧縮システムであって、前記蒸気圧縮システムが、
    （Ａ）前記パージユニットを所定のパージ期間作動させ、次いで、
    （Ｂ）少なくとも１回のパージユニットの排出がステップ（Ａ）の間に発生したと判定したことに応じてステップ（Ａ）に戻る、又はステップ（Ａ）の間にパージユニットの排出が発生していないと判定したことに応じて前記パージユニットを第１の所定の待機時間停止させ、次いで、
    （Ｃ）第１の所定の回数ステップ（Ａ）に戻り、次いで、排出が発生していないと判定したことに応じて前記パージユニットを第２の所定の待機時間停止させ、次いで、
    （Ｄ）第２の所定の回数ステップ（Ａ）に戻り、次いで、排出が発生していないと判定したことに応じて前記パージユニットを第３の所定の待機時間停止させる
    ように構成されたプロセッサを備え、前記第３の所定の待機時間は、前記第２の所定の待機時間よりも長い、蒸気圧縮システム。
14. 前記所定のパージ期間が少なくとも１時間である、請求項１３に記載の蒸気圧縮システム。
15. 前記第１の所定の待機時間が４時間である、請求項１３に記載の蒸気圧縮システム。
16. 前記第１の所定の回数が３回であり、前記第２の所定の待機時間が２４時間であり、前記第３の所定の待機時間が１週間である、請求項１３に記載の蒸気圧縮システム。
17. 前記プロセッサが、
    （Ｅ）前記パージユニットを前記所定のパージ期間のパージ期間で作動させ、次いで、
    （Ｆ）少なくとも１回のパージユニットの排出がステップ（Ｅ）の間に発生したと判定したことに応じてステップ（Ａ）に戻り、ステップ（Ｅ）の間にパージユニットの排出が発生していないと判定したことに応じて前記パージユニットを第４の所定の待機時間停止させる
    ようにさらに構成される、請求項１３に記載の蒸気圧縮システム。
18. 前記第４の所定の待機時間が１週間である、請求項１７に記載の蒸気圧縮システム。
19. 前記パージユニットを作動させるために、前記プロセッサが、
    前記パージユニットの蒸発器コイルを出るパージユニットの冷媒の温度を受信し、
    前記パージユニットの蒸発器コイルを出る前記パージユニットの冷媒の温度が最小温度閾値未満である場合にパージタンクを排出する
    ように構成される、請求項１３に記載の蒸気圧縮システム。
20. 前記パージタンクを排出するために、前記プロセッサが、
    前記凝縮器と前記パージユニットとの間に配置された、前記パージユニットの第１の電磁弁を閉鎖するための第１の制御信号を供給し、
    前記パージユニットのパージタンクと前記パージユニットの真空ポンプとの間に配置された、前記パージユニットの第２の電磁弁を開放するための第２の制御信号を供給し、
    前記真空ポンプを所定のポンプダウン時間作動させる
    ように構成される、請求項１９に記載の蒸気圧縮システム。
21. 蒸気圧縮システムの凝縮器に流体接続されたパージユニットを動作させる方法であって、
    （Ａ）前記蒸気圧縮システムのプロセッサを介して、前記パージユニットを１時間のパージ期間で作動させることと、次いで、
    （Ｂ）少なくとも１回のパージユニットの排出がステップ（Ａ）の間に発生したと前記プロセッサが判定したことに応じてステップ（Ａ）に戻ること、又は前記プロセッサを介して、ステップ（Ａ）の間にパージユニットの排出が発生していないと判定したことに応じて前記パージユニットを４時間停止させることと、次いで、
    （Ｃ）２回ステップ（Ａ）に戻り、次いで、前記プロセッサを介して、前記２回の間に排出が発生していないと判定したことに応じて前記パージユニットを２４時間停止させることと、次いで、
    （Ｄ）６回ステップ（Ａ）に戻り、次いで、前記プロセッサを介して、前記６回の間に排出が発生していないと判定したことに応じて前記パージユニットを１週間停止させることと
    を含む、方法。
22. （Ｅ）前記プロセッサを介して、前記パージユニットを１時間のパージ期間で作動させることと、次いで、
    （Ｆ）少なくとも１回のパージユニットの排出がステップ（Ｅ）の間に発生したと判定したことに応じてステップ（Ａ）に戻り、ステップ（Ｅ）の間にパージユニットの排出が発生していないと判定したことに応じて前記パージユニットをさらに１週間停止させることと
    を含む、請求項２１に記載の方法。
23. 前記パージユニットを作動させることが、
    前記パージユニットの圧縮機及び凝縮器のファンを作動させることと、
    前記パージユニットの蒸発器コイルを出る冷媒の温度を受信することと、
    前記パージユニットの蒸発器コイルを出る冷媒の前記温度が最小温度閾値未満であると判定したことに応じて、
    前記凝縮器と前記パージユニットとの間に配置された、前記パージユニットの第１の電磁弁を閉鎖することと、
    前記パージユニットのパージタンクと前記パージユニットの真空ポンプとの間に配置された、前記パージユニットの第２の電磁弁を開放することと、
    前記真空ポンプを所定のポンプダウン時間作動させることと
    を含む、請求項２２に記載の方法。
24. 前記パージユニットを作動させることが、前記パージユニットの前記蒸発器コイルを出る冷媒の前記温度が前記最小温度閾値未満であると判定したことに応じて、前記真空ポンプを作動させる前に、前記パージユニットの排出管に関連付けられている電磁弁を閉鎖することを含む、請求項２３に記載の方法。

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