JP7080801B2

JP7080801B2 - Centrifugal chiller

Info

Publication number: JP7080801B2
Application number: JP2018213718A
Authority: JP
Inventors: 幸大福住; 哲金; 知亮中村
Original assignee: 荏原冷熱システム株式会社
Priority date: 2018-11-14
Filing date: 2018-11-14
Publication date: 2022-06-06
Anticipated expiration: 2038-11-14
Also published as: JP2020079688A

Description

本発明は、複数の圧縮機を備えたターボ冷凍機に関し、特に複雑な制御を必要とせず、複数の圧縮機を速やかに立ち上げることができるターボ冷凍機に関するものである。 The present invention relates to a turbo chiller provided with a plurality of compressors, and relates to a turbo chiller capable of quickly starting up a plurality of compressors without requiring particularly complicated control.

冷凍空調装置などに利用されるターボ冷凍機は、冷媒を封入したクローズドシステムとして構成される。ターボ冷凍機は、一般に、被冷却流体から熱を奪って冷媒が蒸発して冷凍効果を発揮する蒸発器と、前記蒸発器で蒸発した冷媒ガスを圧縮して高圧の冷媒ガスを生成する圧縮機と、高圧の冷媒ガスを冷却流体で冷却して凝縮させる凝縮器と、前記凝縮した冷媒を減圧して膨張させる膨張弁（膨張機構）とを、冷媒配管によって連結して構成されている。 Centrifugal chillers used in refrigeration and air conditioning equipment are configured as a closed system in which a refrigerant is sealed. Turbo refrigerators are generally an evaporator that takes heat from the fluid to be cooled and the refrigerant evaporates to exert a refrigerating effect, and a compressor that compresses the refrigerant gas evaporated by the evaporator to generate a high-pressure refrigerant gas. A condenser that cools the high-pressure refrigerant gas with a cooling fluid to condense it, and an expansion valve (expansion mechanism) that depressurizes and expands the condensed refrigerant are connected by a refrigerant pipe.

特許文献１には、２台の圧縮機を備えたターボ冷凍機が開示されている。このタイプのターボ冷凍機では、安定した起動を実現するためには、各圧縮機への冷媒ガスの流量を均等に分配する必要がある。そこで、流量を均等にするために、各圧縮機の運転状態を監視し、各圧縮機の運転を独立に制御することが実施されている。例えば、各圧縮機の電流値に基づいて、各圧縮機の吸込口に設けられているガイドベーンの開度を制御することで、各圧縮機への流量を均等に分配している。 Patent Document 1 discloses a turbo chiller including two compressors. In this type of turbo chiller, it is necessary to evenly distribute the flow rate of the refrigerant gas to each compressor in order to realize stable start-up. Therefore, in order to equalize the flow rate, it is implemented to monitor the operating state of each compressor and independently control the operation of each compressor. For example, the flow rate to each compressor is evenly distributed by controlling the opening degree of the guide vane provided at the suction port of each compressor based on the current value of each compressor.

特公平５－６７８６４号公報Special Fair 5-67864 Gazette

しかしながら、このような圧縮機ごと運転制御は、多くの計測機器を必要とし、装置コストが上昇してしまう。また、各圧縮機の運転を独立して制御することは一般に難しく、かつ制御方法が複雑となる。特に、圧縮機の起動時には、冷媒ガスの流量が少ないために、圧縮機においてサージングが起きやすい。サージングは、冷媒ガスの流れの失速により圧縮機の振動・騒音が徐々に激しくなる事象である。このようなサージングが発生すると、多大な騒音、過大なスラスト荷重等による軸受の寿命低下や損傷、被冷却流体温度の急激な乱高下等、さまざまな不具合を生じる。 However, such operation control for each compressor requires a large number of measuring devices, and the cost of the device increases. Further, it is generally difficult to independently control the operation of each compressor, and the control method becomes complicated. In particular, when the compressor is started, surging is likely to occur in the compressor because the flow rate of the refrigerant gas is small. Surging is an event in which the vibration and noise of the compressor gradually increase due to the stall of the flow of the refrigerant gas. When such surging occurs, various problems such as a large amount of noise, a shortened bearing life or damage due to an excessive thrust load, and a sudden fluctuation in the temperature of the fluid to be cooled occur.

上記問題に加え、従来のターボ冷凍機では、圧縮機を１台ずつ起動するため、ターボ冷凍機が安定して運転するまでに長い時間が必要であった。 In addition to the above problems, in the conventional turbo chiller, since the compressors are started one by one, it takes a long time for the turbo chiller to operate stably.

そこで、本発明は、サージングを防止しつつ、簡単な制御方法で複数の圧縮機を速やかに立ち上げることができるターボ冷凍機の運転方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a method for operating a turbo chiller, which can quickly start up a plurality of compressors by a simple control method while preventing surging.

一態様では、冷媒液を蒸発させて冷媒ガスを生成する蒸発器と、前記冷媒ガスを圧縮する第１圧縮機および第２圧縮機と、前記圧縮された冷媒ガスを凝縮させて前記冷媒液を生成する凝縮器と、前記第１圧縮機および前記第２圧縮機をそれぞれ可変速駆動する第１インバータおよび第２インバータと、前記第１圧縮機、前記第２圧縮機、前記第１インバータ、および前記第２インバータの動作を制御する制御装置を備え、前記第１圧縮機および前記第２圧縮機は、前記蒸発器に並列に連結されており、前記制御装置は、前記第１圧縮機の吸込口および前記第２圧縮機の吸込口にそれぞれ配置された第１ガイドベーンおよび第２ガイドベーンを閉じた状態で、前記第１圧縮機および前記第２圧縮機を同時に起動し、前記第１圧縮機の速度と前記第２圧縮機の速度を互いに同じに保ちながら、所定の速度に到達するまで前記第１圧縮機の速度および前記第２圧縮機の速度を上昇させ、前記所定の速度に到達した後に、前記第１ガイドベーンおよび前記第２ガイドベーンを開き、前記第１ガイドベーンおよび前記第２ガイドベーンが開いた後に、前記第１圧縮機および前記第２圧縮機を同じ速度で運転させるように構成され、前記制御装置は、前記第１ガイドベーンの開度と前記第２ガイドベーンの開度の相関関係を規定するベーン開度テーブルを予め記憶しており、前記制御装置は、前記第１ガイドベーンおよび前記第２ガイドベーンを開いた後に、冷凍負荷に応じて前記第１ガイドベーンの開度と前記第２ガイドベーンの開度を、前記相関関係を保ちながら制御するように構成され、前記ベーン開度テーブル上の前記第２ガイドベーンの開度下限と開度上限との間の開度は、前記第１ガイドベーンの対応する開度よりも大きい、ターボ冷凍機が提供される。 In one aspect, the evaporator that evaporates the refrigerant liquid to generate the refrigerant gas, the first compressor and the second compressor that compress the refrigerant gas, and the compressed refrigerant gas are condensed to produce the refrigerant liquid. The generated condenser, the first compressor and the second inverter that drive the first compressor and the second compressor at variable speeds, respectively, the first compressor, the second compressor, the first inverter, and A control device for controlling the operation of the second inverter is provided, the first compressor and the second compressor are connected in parallel to the evaporator, and the control device is a suction device of the first compressor. With the first guide vanes and the second guide vanes arranged at the mouth and the suction port of the second compressor closed, the first compressor and the second compressor are started at the same time, and the first compression is performed. While keeping the speed of the machine and the speed of the second compressor the same, the speed of the first compressor and the speed of the second compressor are increased until the predetermined speed is reached, and the speed reaches the predetermined speed. After that, the first guide vane and the second guide vane are opened, and after the first guide vane and the second guide vane are opened, the first compressor and the second compressor are operated at the same speed. The control device stores in advance a vane opening table that defines the correlation between the opening degree of the first guide vane and the opening degree of the second guide vane. After opening the first guide vane and the second guide vane, the opening degree of the first guide vane and the opening degree of the second guide vane are controlled while maintaining the correlation according to the refrigerating load. Provided by the compressor, wherein the opening degree between the opening lower limit and the opening upper limit of the second guide vane on the vane opening table is larger than the corresponding opening degree of the first guide vane. Will be done.

サージングは、一般に、圧縮機の速度が低いときに発生しやすい。本発明によれば、第１ガイドベーンおよび第２ガイドベーンを閉じた状態で、第１圧縮機および第２圧縮機が起動されるので、第１圧縮機および第２圧縮機の速度が低いときは、これら圧縮機には冷媒ガスは実質的に流入しない。結果として、サージングの発生を防止することができ、安定した圧縮機の起動運転が実現できる。
また、本発明によれば、第１圧縮機および第２圧縮機を同時に起動するので、ターボ冷凍機が定常運転に達するまでに要する時間を短縮することができる。さらに、本発明によれば、第１圧縮機の速度と第２圧縮機の速度を互いに同じに保ちながら、第１圧縮機および第２圧縮機を増速するので、これら圧縮機の独立制御は不要であり、運転制御を簡素化することができる。 Surging is generally more likely to occur when the compressor speed is low. According to the present invention, since the first compressor and the second compressor are started with the first guide vane and the second guide vane closed, when the speed of the first compressor and the second compressor is low. However, the refrigerant gas does not substantially flow into these compressors. As a result, the occurrence of surging can be prevented, and stable starting operation of the compressor can be realized.
Further, according to the present invention, since the first compressor and the second compressor are started at the same time, the time required for the turbo chiller to reach steady operation can be shortened. Further, according to the present invention, the speeds of the first compressor and the second compressor are increased while keeping the speed of the first compressor and the speed of the second compressor the same, so that the independent control of these compressors is performed. It is unnecessary and can simplify the operation control.

一態様では、前記ターボ冷凍機は、前記第１圧縮機および前記第２圧縮機のヘッドを検出するヘッド検出器と、前記凝縮器から前記蒸発器まで延びるホットガスバイパスラインと、前記ホットガスバイパスラインに取り付けられたホットガスバイパス弁をさらに備え、前記制御装置は、前記所定の速度に到達した後に前記ヘッドが所定のしきい値よりも高い場合は、前記ホットガスバイパス弁を開く。 In one aspect, the turbo chiller comprises a head detector that detects the heads of the first compressor and the second compressor, a hot gas bypass line extending from the condenser to the evaporator, and the hot gas bypass. Further comprising a hot gas bypass valve mounted on the line, the controller opens the hot gas bypass valve if the head is higher than a predetermined threshold after reaching the predetermined speed.

サージングは、一般に、圧縮機のヘッドが高く、かつ圧縮機に流入する冷媒ガスの流量が低いときに発生しやすい。本発明によれば、第１圧縮機および第２圧縮機のヘッドが所定のしきい値よりも高い場合に、ホットガスバイパス弁が開かれる。冷媒ガスは凝縮器からホットガスバイパスラインを通って蒸発器に導かれ、さらに蒸発器から第１圧縮機および第２圧縮機に導かれる。このように、第１圧縮機および第２圧縮機のヘッドが高いときに、第１圧縮機および第２圧縮機に流入する冷媒ガスの流量が増加するので、サージングを防止することができる。 Surging generally tends to occur when the head of the compressor is high and the flow rate of the refrigerant gas flowing into the compressor is low. According to the present invention, the hot gas bypass valve is opened when the heads of the first compressor and the second compressor are higher than a predetermined threshold value. The refrigerant gas is guided from the condenser to the evaporator through the hot gas bypass line, and further from the evaporator to the first compressor and the second compressor. As described above, when the heads of the first compressor and the second compressor are high, the flow rate of the refrigerant gas flowing into the first compressor and the second compressor increases, so that surging can be prevented.

一態様では、前記制御装置は、前記第１ガイドベーンおよび前記第２ガイドベーンを開いた後に、前記第１ガイドベーンの開度と前記第２ガイドベーンの開度を互いに同じに保ちながら、冷凍負荷に応じて前記第１ガイドベーンの開度と前記第２ガイドベーンの開度を制御する。 In one aspect, after opening the first guide vane and the second guide vane, the control device freezes while keeping the opening degree of the first guide vane and the opening degree of the second guide vane the same. The opening degree of the first guide vane and the opening degree of the second guide vane are controlled according to the load .

ターボ冷凍機の定常運転時では、冷凍負荷に応じてガイドベーンの開度を調節する負荷追従ベーン制御が行われる。第１の圧縮機および第２圧縮機が同一速度で運転されているとき、第１ガイドベーンと第２ガイドベーンの開度が同じであれば、これら２つの圧縮機に流入する冷媒ガスの流量は同じである。しかしながら、実際には、第１の圧縮機および第２圧縮機に流入する冷媒ガスの流量は、これら圧縮機と蒸発器とを繋ぐ冷媒配管の長さや形状、冷媒配管と蒸発器との接続点の位置などに依存して変わりうる。このような因子に起因して、第１圧縮機に流入する冷媒ガスの流量と、第２圧縮機に流入する冷媒ガスの流量が異なることがある。第２圧縮機に流入する冷媒ガスの流量が、第１圧縮機に流入する冷媒ガスの流量よりも低い場合、第２圧縮機においてサージングが起こりやすい。本発明によれば、第２ガイドベーンの開度は、第１ガイドベーンの開度よりも大きいので、第２ガイドベーンの開度が低下したときに第２圧縮機でのサージングを防止することができる。 During steady operation of the turbo chiller, load-following vane control is performed to adjust the opening degree of the guide vane according to the refrigerating load. When the first compressor and the second compressor are operated at the same speed, if the opening degrees of the first guide vane and the second guide vane are the same, the flow rate of the refrigerant gas flowing into these two compressors. Is the same. However, in reality, the flow rate of the refrigerant gas flowing into the first compressor and the second compressor is the length and shape of the refrigerant pipe connecting the compressor and the evaporator, and the connection point between the refrigerant pipe and the evaporator. It can change depending on the position of. Due to such factors, the flow rate of the refrigerant gas flowing into the first compressor may be different from the flow rate of the refrigerant gas flowing into the second compressor. When the flow rate of the refrigerant gas flowing into the second compressor is lower than the flow rate of the refrigerant gas flowing into the first compressor, surging is likely to occur in the second compressor. According to the present invention, since the opening degree of the second guide vane is larger than the opening degree of the first guide vane, surging in the second compressor is prevented when the opening degree of the second guide vane decreases. Can be done.

一態様では、前記制御装置は、複数のベーン開度テーブルを予め記憶しており、前記ターボ冷凍機の冷凍負荷に基づいて前記複数のベーン開度テーブルのうちの１つを選択し、前記選択されたベーン開度テーブルに従って、前記第１ガイドベーンの開度と前記第２ガイドベーンの開度を制御する。
本発明によれば、冷凍負荷に基づいて最適なベーン開度テーブルが選択されるので、サージングを防止しつつ、冷凍負荷に応じた最適な運転制御が実行できる。 In one aspect, the control device stores a plurality of vane opening tables in advance, selects one of the plurality of vane opening tables based on the refrigerating load of the turbo chiller, and selects the above. The opening degree of the first guide vane and the opening degree of the second guide vane are controlled according to the created vane opening degree table.
According to the present invention, since the optimum vane opening table is selected based on the refrigerating load, it is possible to execute the optimum operation control according to the refrigerating load while preventing surging.

本発明によれば、サージングを防止しつつ、簡単な制御方法で複数の圧縮機を速やかに立ち上げることができる。 According to the present invention, a plurality of compressors can be quickly started up by a simple control method while preventing surging.

ターボ冷凍機の一実施形態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows one Embodiment of a turbo chiller. ターボ冷凍機の運転方法の一実施形態を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows one Embodiment of the operation method of the turbo chiller. 第１ガイドベーンの開度と第２ガイドベーンの開度の相関関係を規定するベーン開度テーブルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the vane opening degree table which defines the correlation of the opening degree of the 1st guide vane and the opening degree of a 2nd guide vane. 複数のベーン開度テーブルを示す図である。It is a figure which shows a plurality of vane opening degree tables.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、ターボ冷凍機の一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、冷媒液を蒸発させて冷媒ガスを生成する蒸発器２と、冷媒ガスを圧縮する第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂと、圧縮された冷媒ガスを凝縮させて冷媒液を生成する凝縮器３と、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂをそれぞれ可変速駆動する第１インバータ５Ａおよび第２インバータ５Ｂと、第１圧縮機１Ａ、第２圧縮機１Ｂ、第１インバータ５Ａ、および第２インバータ５Ｂの動作を制御する制御装置１０を備えている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of a turbo chiller. As shown in FIG. 1, the turbo refrigerator includes an evaporator 2 that evaporates a refrigerant liquid to generate a refrigerant gas, a first compressor 1A and a second compressor 1B that compress the refrigerant gas, and a compressed refrigerant. The condenser 3 that condenses the gas to generate the refrigerant liquid, the first compressor 5A and the second compressor 5B that drive the first compressor 1A and the second compressor 1B at variable speeds, respectively, and the first compressor 1A and the first 2 A control device 10 for controlling the operation of the compressor 1B, the first inverter 5A, and the second inverter 5B is provided.

第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂは、蒸発器２に並列に連結されている。蒸発器２は、第１冷媒ガス出口２Ａおよび第２冷媒ガス出口２Ｂを有している。第１圧縮機１Ａの吸込口は、冷媒配管４Ａによって第１冷媒ガス出口２Ａに連結され、第２圧縮機１Ｂの吸込口は、冷媒配管４Ｂによって第２冷媒ガス出口２Ｂに連結されている。第１冷媒ガス出口２Ａおよび第２冷媒ガス出口２Ｂの配置は図１に示す実施形態に限定されない。 The first compressor 1A and the second compressor 1B are connected in parallel to the evaporator 2. The evaporator 2 has a first refrigerant gas outlet 2A and a second refrigerant gas outlet 2B. The suction port of the first compressor 1A is connected to the first refrigerant gas outlet 2A by the refrigerant pipe 4A, and the suction port of the second compressor 1B is connected to the second refrigerant gas outlet 2B by the refrigerant pipe 4B. The arrangement of the first refrigerant gas outlet 2A and the second refrigerant gas outlet 2B is not limited to the embodiment shown in FIG.

ターボ冷凍機は、凝縮器３と蒸発器２との間に配置されたエコノマイザ２０をさらに備えている。第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂの排出口は、冷媒配管４Ｃ，４Ｄによって凝縮器３に連結されている。凝縮器３は冷媒配管４Ｅによってエコノマイザ２０に連結され、エコノマイザ２０は冷媒配管４Ｆによって蒸発器２に連結されている。さらに、エコノマイザ２０は、冷媒配管４Ｇによって第１圧縮機１Ａに連結され、冷媒配管４Ｈによって第２圧縮機１Ｂに連結されている。エコノマイザ２０は、凝縮器３と蒸発器２との間に配置された中間冷却器である。凝縮器３からエコノマイザ２０に延びる冷媒配管４Ｅには一次側膨張弁２１が取り付けられ、エコノマイザ２０から蒸発器２に延びる冷媒配管４Ｆには二次側膨張弁２２が取り付けられている。 The turbo chiller further comprises an economizer 20 disposed between the condenser 3 and the evaporator 2. The discharge ports of the first compressor 1A and the second compressor 1B are connected to the condenser 3 by the refrigerant pipes 4C and 4D. The condenser 3 is connected to the economizer 20 by the refrigerant pipe 4E, and the economizer 20 is connected to the evaporator 2 by the refrigerant pipe 4F. Further, the economizer 20 is connected to the first compressor 1A by the refrigerant pipe 4G, and is connected to the second compressor 1B by the refrigerant pipe 4H. The economizer 20 is an intercooler arranged between the condenser 3 and the evaporator 2. A primary side expansion valve 21 is attached to the refrigerant pipe 4E extending from the condenser 3 to the economizer 20, and a secondary side expansion valve 22 is attached to the refrigerant pipe 4F extending from the economizer 20 to the economizer 2.

ターボ冷凍機は、冷媒ガスを凝縮器３から蒸発器２に導くホットガスバイパスライン２５と、このホットガスバイパスライン２５を開閉するためのホットガスバイパス弁２７とを備えている。ホットガスバイパスライン２５は、エコノマイザ２０をバイパスして凝縮器３から蒸発器２まで延びている。ホットガスバイパス弁２７は、その開度が調整可能に構成されており、例えば開度可変な電動弁から構成されている。 The turbo chiller includes a hot gas bypass line 25 that guides the refrigerant gas from the condenser 3 to the evaporator 2, and a hot gas bypass valve 27 for opening and closing the hot gas bypass line 25. The hot gas bypass line 25 bypasses the economizer 20 and extends from the condenser 3 to the evaporator 2. The hot gas bypass valve 27 is configured so that its opening degree can be adjusted, and is composed of, for example, an electric valve having a variable opening degree.

ホットガスバイパス弁２７は、制御装置１０に電気的に接続されており、ホットガスバイパス弁２７の動作は制御装置１０によって制御される。定常運転では、ホットガスバイパス弁２７は閉じられている。制御装置１０がホットガスバイパス弁２７を開くと、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂによって圧縮された冷媒ガスは、エコノマイザ２０をバイパスしてホットガスバイパスライン２５を通って凝縮器３から蒸発器２に送られる。 The hot gas bypass valve 27 is electrically connected to the control device 10, and the operation of the hot gas bypass valve 27 is controlled by the control device 10. In steady operation, the hot gas bypass valve 27 is closed. When the control device 10 opens the hot gas bypass valve 27, the refrigerant gas compressed by the first compressor 1A and the second compressor 1B bypasses the evaporator 20 and passes through the hot gas bypass line 25 from the condenser 3. It is sent to the evaporator 2.

本実施形態では、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂは、多段ターボ圧縮機から構成されている。より具体的には、第１圧縮機１Ａは、二段ターボ圧縮機からなり、一段目羽根車１１Ａと、二段目羽根車１２Ａと、これらの羽根車１１Ａ，１２Ａを回転させる電動機１３Ａとを備えている。第１インバータ５Ａは電動機１３Ａに接続されており、第１インバータ５Ａは商用電源３０に接続されている。第１インバータ５Ａは制御装置１０に接続されている。羽根車１１Ａ，１２Ａは、電動機１３Ａに連結されている。電動機１３Ａは誘導電動機からなり、電動機１３Ａの回転速度は、第１インバータ５Ａを介して制御装置１０により制御される。 In the present embodiment, the first compressor 1A and the second compressor 1B are composed of a multi-stage turbo compressor. More specifically, the first compressor 1A is composed of a two-stage turbo compressor, and includes a first-stage impeller 11A, a second-stage impeller 12A, and an electric motor 13A for rotating these impellers 11A and 12A. I have. The first inverter 5A is connected to the motor 13A, and the first inverter 5A is connected to the commercial power supply 30. The first inverter 5A is connected to the control device 10. The impellers 11A and 12A are connected to the motor 13A. The electric motor 13A includes an induction motor, and the rotation speed of the electric motor 13A is controlled by the control device 10 via the first inverter 5A.

第１圧縮機１Ａの吸込口には、冷媒ガスの羽根車１１Ａ，１２Ａへの吸込流量を調整する第１ガイドベーン１６Ａが配置されている。第１ガイドベーン１６Ａは一段目羽根車１１Ａの吸込側に位置している。第１ガイドベーン１６Ａは放射状に配置されており、各第１ガイドベーン１６Ａが自身の軸心を中心として互いに同期して所定の角度だけ回転することにより、第１ガイドベーン１６Ａの開度が変更される。第１ガイドベーン１６Ａの開度は、制御装置１０によって制御される。蒸発器２から送られた冷媒ガスは、第１ガイドベーン１６Ａを通過し、その後、回転する羽根車１１Ａ，１２Ａによって順次昇圧される。昇圧された冷媒ガスは、凝縮器３に送られる。 At the suction port of the first compressor 1A, a first guide vane 16A for adjusting the suction flow rate of the refrigerant gas to the impellers 11A and 12A is arranged. The first guide vane 16A is located on the suction side of the first stage impeller 11A. The first guide vanes 16A are arranged radially, and the opening degree of the first guide vanes 16A is changed by rotating each first guide vane 16A by a predetermined angle in synchronization with each other about its own axis. Will be done. The opening degree of the first guide vane 16A is controlled by the control device 10. The refrigerant gas sent from the evaporator 2 passes through the first guide vanes 16A, and is then sequentially boosted by the rotating impellers 11A and 12A. The boosted refrigerant gas is sent to the condenser 3.

第１圧縮機１Ａと同様に、第２圧縮機１Ｂは、二段ターボ圧縮機からなり、一段目羽根車１１Ｂと、二段目羽根車１２Ｂと、これらの羽根車１１Ｂ，１２Ｂを回転させる電動機１３Ｂと、第２圧縮機１Ｂの吸込口に配置された第２ガイドベーン１６Ｂを備えている。第２インバータ５Ｂは電動機１３Ｂに接続されており、第２インバータ５Ｂは商用電源３０に接続されている。第２インバータ５Ｂは制御装置１０に接続されている。第２圧縮機１Ｂの特に説明しない構成および動作は、第１圧縮機１Ａの構成および動作と同じであるので、その重複する説明を省略する。 Similar to the first compressor 1A, the second compressor 1B is composed of a two-stage turbo compressor, and is an electric motor that rotates the first-stage impeller 11B, the second-stage impeller 12B, and these impellers 11B and 12B. It includes 13B and a second guide vane 16B arranged at the suction port of the second compressor 1B. The second inverter 5B is connected to the motor 13B, and the second inverter 5B is connected to the commercial power supply 30. The second inverter 5B is connected to the control device 10. Since the configuration and operation of the second compressor 1B not particularly described are the same as the configuration and operation of the first compressor 1A, the duplicate description thereof will be omitted.

蒸発器２は、被冷却流体（例えば冷水）から熱を奪って冷媒液が蒸発して冷凍効果を発揮する。第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂは、蒸発器２で蒸発した冷媒ガスを圧縮して高圧の冷媒ガスを生成し、凝縮器３は、高圧の冷媒ガスを冷却流体（例えば冷却水）で冷却して凝縮させることで、冷媒液を生成する。冷媒液は、一次側膨張弁２１を通過することによって減圧される。減圧された冷媒液中に存在する冷媒ガスはエコノマイザ２０によって分離され、第１圧縮機１Ａの一段目羽根車１１Ａと二段目羽根車１２Ａとの間に設けた中間吸込み口１７Ａ、および第２圧縮機１Ｂの一段目羽根車１１Ｂと二段目羽根車１２Ｂとの間に設けた中間吸込み口１７Ｂに送られる。エコノマイザ２０を通過した冷媒液は、二次側膨張弁２２を通過することによって減圧され、さらに冷媒配管４Ｆを通って蒸発器２に送られる。このように、ターボ冷凍機は、冷媒を封入したクローズドシステムとして構成される。 The evaporator 2 takes heat from the fluid to be cooled (for example, cold water) and evaporates the refrigerant liquid to exert a freezing effect. The first compressor 1A and the second compressor 1B compress the refrigerant gas evaporated by the evaporator 2 to generate a high-pressure refrigerant gas, and the condenser 3 uses the high-pressure refrigerant gas as a cooling fluid (for example, cooling water). Refrigerant liquid is generated by cooling with and condensing. The refrigerant liquid is depressurized by passing through the primary side expansion valve 21. The refrigerant gas existing in the depressurized refrigerant liquid is separated by the economizer 20, and the intermediate suction port 17A provided between the first stage impeller 11A and the second stage impeller 12A of the first compressor 1A, and the second stage suction port 17A, and the second stage impeller 12A. It is sent to the intermediate suction port 17B provided between the first-stage impeller 11B and the second-stage impeller 12B of the compressor 1B. The refrigerant liquid that has passed through the economizer 20 is depressurized by passing through the secondary expansion valve 22, and is further sent to the evaporator 2 through the refrigerant pipe 4F. In this way, the turbo chiller is configured as a closed system in which the refrigerant is sealed.

ターボ冷凍機は、蒸発器２に流入する被冷却流体の入口温度を測定する温度測定器としての温度センサＳ１と、蒸発器２から流出する被冷却流体の出口温度を測定する温度測定器としての温度センサＳ２と、蒸発器２を流れる被冷却流体の流量を測定する流量計３２と、凝縮器３に流入する冷却流体の入口温度を測定する温度測定器としての温度センサＳ３と、凝縮器３から流出する冷却流体の出口温度を測定する温度測定器としての温度センサＳ４をさらに備えている。温度センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４および流量計３２は制御装置１０に電気的に接続されており、温度センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４および流量計３２の出力値は制御装置１０に送られるようになっている。 The turbo refrigerator is a temperature sensor S1 as a temperature measuring device for measuring the inlet temperature of the cooled fluid flowing into the evaporator 2, and a temperature measuring device for measuring the outlet temperature of the cooled fluid flowing out from the evaporator 2. A temperature sensor S2, a flow meter 32 that measures the flow rate of the fluid to be cooled flowing through the evaporator 2, a temperature sensor S3 as a temperature measuring device that measures the inlet temperature of the cooling fluid flowing into the condenser 3, and a condenser 3. Further, a temperature sensor S4 is provided as a temperature measuring device for measuring the outlet temperature of the cooling fluid flowing out from the cooling fluid. The temperature sensors S1, S2, S3, S4 and the flow meter 32 are electrically connected to the control device 10, and the output values of the temperature sensors S1, S2, S3, S4 and the flow meter 32 are sent to the control device 10. It has become.

制御装置１０は、温度センサＳ１，Ｓ２によって測定された被冷却流体の入口温度Ｔ１および被冷却流体の出口温度Ｔ２の差ΔＴと、流量計３２によって測定された被冷却流体の流量とに基づいて、ターボ冷凍機の現在の冷凍負荷（冷凍容量）を算出する。より具体的には、制御装置１０は、温度差ΔＴと被冷却流体の流量との積から現在の冷凍負荷を求めることができる。あるいは、制御装置１０は、単に入口温度Ｔ１からターボ冷凍機の現在の冷凍負荷を算出してもよい。この場合、流量計３２は省略してもよい。 The control device 10 is based on the difference ΔT between the inlet temperature T1 of the fluid to be cooled and the outlet temperature T2 of the fluid to be cooled measured by the temperature sensors S1 and S2, and the flow rate of the fluid to be cooled measured by the flow meter 32. , Calculate the current refrigerating load (refrigerating capacity) of the turbo refrigerating machine. More specifically, the control device 10 can obtain the current refrigerating load from the product of the temperature difference ΔT and the flow rate of the fluid to be cooled. Alternatively, the control device 10 may simply calculate the current refrigerating load of the turbo chiller from the inlet temperature T1. In this case, the flow meter 32 may be omitted.

ターボ冷凍機は、被冷却流体の出口温度Ｔ２と、冷却流体の出口温度Ｔ４との比率（Ｔ２／Ｔ４）から、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂのヘッドを換算するためのヘッド換算部３３を備えている。ヘッド換算部３３は、ヘッドを換算するための換算式を予め記憶している。ヘッド換算部３３は、被冷却流体の出口温度Ｔ２を温度センサＳ２から取得し、冷却流体の出口温度Ｔ４を温度センサＳ４から取得し、出口温度Ｔ２と出口温度Ｔ４との比率（Ｔ２／Ｔ４）を算出し、得られた比率を換算式を用いてヘッドに換算する。ヘッド換算部３３は、制御装置１０に接続されている。本実施形態では、ヘッド換算部３３は制御装置１０と一体に構成されている。得られたヘッドは制御装置１０に送られる。温度センサＳ２，Ｓ４およびヘッド換算部３３は、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂのヘッドを検出するヘッド検出器として機能する。 In the turbo chiller, head conversion for converting the heads of the first compressor 1A and the second compressor 1B from the ratio (T2 / T4) of the outlet temperature T2 of the fluid to be cooled and the outlet temperature T4 of the cooling fluid. The unit 33 is provided. The head conversion unit 33 stores in advance a conversion formula for converting the head. The head conversion unit 33 acquires the outlet temperature T2 of the fluid to be cooled from the temperature sensor S2, acquires the outlet temperature T4 of the cooling fluid from the temperature sensor S4, and the ratio of the outlet temperature T2 to the outlet temperature T4 (T2 / T4). Is calculated, and the obtained ratio is converted into a head using a conversion formula. The head conversion unit 33 is connected to the control device 10. In the present embodiment, the head conversion unit 33 is integrally configured with the control device 10. The obtained head is sent to the control device 10. The temperature sensors S2 and S4 and the head conversion unit 33 function as a head detector for detecting the heads of the first compressor 1A and the second compressor 1B.

一実施形態では、ヘッド換算部３３は、被冷却流体の入口温度Ｔ１を温度センサＳ１から取得し、冷却流体の入口温度Ｔ３を温度センサＳ３から取得し、入口温度Ｔ１と入口温度Ｔ３との比率（Ｔ１／Ｔ３）を算出し、得られた比率を換算式を用いてヘッドに換算してもよい。この場合は、温度センサＳ１，Ｓ３およびヘッド換算部３３は、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂのヘッドを検出するヘッド検出器として機能する。 In one embodiment, the head conversion unit 33 acquires the inlet temperature T1 of the fluid to be cooled from the temperature sensor S1, the inlet temperature T3 of the cooling fluid from the temperature sensor S3, and the ratio of the inlet temperature T1 to the inlet temperature T3. (T1 / T3) may be calculated and the obtained ratio may be converted into a head using a conversion formula. In this case, the temperature sensors S1 and S3 and the head conversion unit 33 function as a head detector for detecting the heads of the first compressor 1A and the second compressor 1B.

さらに、一実施形態では、ターボ冷凍機は、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂのヘッドを検出するヘッド検出器として圧力センサ３５を備えてもよい。図１では、圧力センサ３５は蒸発器２に接続されているが、圧力センサ３５は凝縮器３に接続されてもよい。圧力センサ３５は蒸発器２と凝縮器３の両方に接続されてもよい。圧力センサ３５は制御装置１０に電気的に接続されており、圧力センサ３５の出力値は制御装置１０に送られるようになっている。 Further, in one embodiment, the turbo chiller may include a pressure sensor 35 as a head detector for detecting the heads of the first compressor 1A and the second compressor 1B. In FIG. 1, the pressure sensor 35 is connected to the evaporator 2, but the pressure sensor 35 may be connected to the condenser 3. The pressure sensor 35 may be connected to both the evaporator 2 and the condenser 3. The pressure sensor 35 is electrically connected to the control device 10, and the output value of the pressure sensor 35 is sent to the control device 10.

第１インバータ５Ａおよび第２インバータ５Ｂの動作は、制御装置１０によって制御される。制御装置１０は、第１インバータ５Ａおよび第２インバータ５Ｂに同一の制御信号を送信し、第１インバータ５Ａおよび第２インバータ５Ｂを同じように動作させる。具体的には、制御装置１０は、第１インバータ５Ａおよび第２インバータ５Ｂを同じように動作させることで、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂを互いに同じ速度で回転させる。 The operation of the first inverter 5A and the second inverter 5B is controlled by the control device 10. The control device 10 transmits the same control signal to the first inverter 5A and the second inverter 5B, and operates the first inverter 5A and the second inverter 5B in the same manner. Specifically, the control device 10 rotates the first compressor 1A and the second compressor 1B at the same speed by operating the first inverter 5A and the second inverter 5B in the same manner.

次に、ターボ冷凍機の運転方法の一実施形態について、図２のフローチャートを参照して説明する。制御装置１０は、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂの開度が０となるまで、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂを閉じる（ステップ１）。制御装置１０は、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂを閉じた状態で、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂを同時に起動する（ステップ２）。制御装置１０は、第１圧縮機１Ａの速度と第２圧縮機１Ｂの速度を互いに同じに保ちながら、所定の速度（例えば定格速度）に到達するまで第１圧縮機１Ａの速度および第２圧縮機１Ｂの速度を上昇させる（ステップ３）。 Next, an embodiment of the operation method of the turbo chiller will be described with reference to the flowchart of FIG. The control device 10 closes the first guide vanes 16A and the second guide vanes 16B until the openings of the first guide vanes 16A and the second guide vanes 16B become 0 (step 1). The control device 10 simultaneously starts the first compressor 1A and the second compressor 1B with the first guide vanes 16A and the second guide vanes 16B closed (step 2). The control device 10 keeps the speed of the first compressor 1A and the speed of the second compressor 1B the same, and keeps the speed of the first compressor 1A and the second compression until a predetermined speed (for example, a rated speed) is reached. Increase the speed of machine 1B (step 3).

第１圧縮機１Ａの速度および第２圧縮機１Ｂの速度が所定の速度に到達した後に、制御装置１０は、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂを開く（ステップ４）。第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂが開いた後は、制御装置１０は、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂを同じ速度で運転させる（ステップ５）。 After the speed of the first compressor 1A and the speed of the second compressor 1B reach a predetermined speed, the control device 10 opens the first guide vane 16A and the second guide vane 16B (step 4). After the first guide vanes 16A and the second guide vanes 16B are opened, the control device 10 causes the first compressor 1A and the second compressor 1B to operate at the same speed (step 5).

サージングは、一般に、圧縮機の速度が低いときに発生しやすい。本実施形態によれば、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂを閉じた状態で、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂが起動されるので、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂの速度が低いときは、これら圧縮機１Ａ，１Ｂには冷媒ガスは実質的に流入しない。結果として、サージングの発生を防止することができ、安定した第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂの起動運転が実現できる。 Surging is generally more likely to occur when the compressor speed is low. According to the present embodiment, since the first compressor 1A and the second compressor 1B are started with the first guide vane 16A and the second guide vane 16B closed, the first compressor 1A and the second compression are performed. When the speed of the machine 1B is low, the refrigerant gas does not substantially flow into the compressors 1A and 1B. As a result, the occurrence of surging can be prevented, and stable start-up operation of the first compressor 1A and the second compressor 1B can be realized.

また、本実施形態によれば、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂを同時に起動するので、ターボ冷凍機が定常運転に達するまでに要する時間を短縮することができる。さらに、本実施形態によれば、第１圧縮機１Ａの速度と第２圧縮機１Ｂの速度を互いに同じに保ちながら、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂを増速するので、これら圧縮機１Ａ，１Ｂの独立制御は不要であり、運転制御を簡素化することができる。 Further, according to the present embodiment, since the first compressor 1A and the second compressor 1B are started at the same time, the time required for the turbo chiller to reach steady operation can be shortened. Further, according to the present embodiment, the speeds of the first compressor 1A and the second compressor 1B are increased while keeping the speeds of the first compressor 1A and the speeds of the second compressor 1B the same, so that these compressions can be performed. Independent control of the machines 1A and 1B is unnecessary, and the operation control can be simplified.

制御装置１０は、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂを起動してから所定の監視時間が経過した否か判定する（ステップ６）。第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂを起動してから所定の監視時間が経過すると、制御装置１０は、冷凍負荷に基づいて第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂの開度を制御する負荷追従制御モードを実行する（ステップ７）。すなわち、制御装置１０は、冷凍負荷が低いときは、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂの開度を下げ、冷凍負荷が高いときは、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂの開度を上げる。 The control device 10 determines whether or not a predetermined monitoring time has elapsed since the first compressor 1A and the second compressor 1B were started (step 6). When a predetermined monitoring time elapses after starting the first compressor 1A and the second compressor 1B, the control device 10 controls the opening degree of the first guide vane 16A and the second guide vane 16B based on the refrigerating load. The load tracking control mode is executed (step 7). That is, the control device 10 lowers the opening degree of the first guide vanes 16A and the second guide vanes 16B when the refrigerating load is low, and reduces the opening degrees of the first guide vanes 16A and the second guide vanes 16B when the refrigerating load is high. Increase the opening.

一実施形態では、制御装置１０は、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂを開いた後に、第１ガイドベーン１６Ａの開度と第２ガイドベーン１６Ｂの開度を互いに同じに保ちながら、冷凍負荷に応じて第１ガイドベーン１６Ａの開度と第２ガイドベーン１６Ｂの開度を制御する。 In one embodiment, the control device 10 opens the first guide vane 16A and the second guide vane 16B, and then keeps the opening degree of the first guide vane 16A and the opening degree of the second guide vane 16B the same. The opening degree of the first guide vane 16A and the opening degree of the second guide vane 16B are controlled according to the freezing load.

ターボ冷凍機の定常運転時では、冷凍負荷に応じて第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂの開度を調節する負荷追従ベーン制御が行われる。第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂが同一速度で運転されているとき、第１ガイドベーン１６Ａと第２ガイドベーン１６Ｂの開度が同じであれば、これら２つの圧縮機１Ａ，１Ｂに流入する冷媒ガスの流量は同じである。しかしながら、実際には、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂに流入する冷媒ガスの流量は、これら圧縮機１Ａ，１Ｂと蒸発器２とを繋ぐ冷媒配管４Ａ，４Ｂの長さや形状、冷媒配管４Ａ，４Ｂと蒸発器２との接続点の位置などに依存して変わりうる。このような因子に起因して、第１圧縮機１Ａに流入する冷媒ガスの流量と、第２圧縮機１Ｂに流入する冷媒ガスの流量が異なることがある。例えば、第２圧縮機１Ｂに流入する冷媒ガスの流量が、第１圧縮機１Ａに流入する冷媒ガスの流量よりも低い場合、第２圧縮機１Ｂにおいてサージングが起こりやすい。 During steady operation of the turbo chiller, load-following vane control is performed to adjust the opening degrees of the first guide vane 16A and the second guide vane 16B according to the refrigerating load. When the first compressor 1A and the second compressor 1B are operated at the same speed, if the opening degrees of the first guide vane 16A and the second guide vane 16B are the same, the two compressors 1A and 1B are used. The flow rate of the inflowing refrigerant gas is the same. However, in reality, the flow rate of the refrigerant gas flowing into the first compressor 1A and the second compressor 1B is the length and shape of the refrigerant pipes 4A and 4B connecting the compressors 1A and 1B and the evaporator 2 and the refrigerant. It may change depending on the position of the connection point between the pipes 4A and 4B and the evaporator 2. Due to such factors, the flow rate of the refrigerant gas flowing into the first compressor 1A and the flow rate of the refrigerant gas flowing into the second compressor 1B may be different. For example, when the flow rate of the refrigerant gas flowing into the second compressor 1B is lower than the flow rate of the refrigerant gas flowing into the first compressor 1A, surging is likely to occur in the second compressor 1B.

そこで、一実施形態では、制御装置１０は、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂを開いた後に、第１ガイドベーン１６Ａの開度と第２ガイドベーン１６Ｂの開度を、予め用意されたベーン開度テーブルに従って制御するように構成されてもよい。ベーン開度テーブルは、第１ガイドベーン１６Ａの開度と第２ガイドベーン１６Ｂの開度の相関関係を規定するテーブルであり、制御装置１０の図示しない記憶装置内に格納されている。 Therefore, in one embodiment, the control device 10 prepares in advance the opening degree of the first guide vane 16A and the opening degree of the second guide vane 16B after opening the first guide vane 16A and the second guide vane 16B. It may be configured to be controlled according to the vane opening table. The vane opening table is a table that defines the correlation between the opening degree of the first guide vane 16A and the opening degree of the second guide vane 16B, and is stored in a storage device (not shown) of the control device 10.

図３は、第１ガイドベーン１６Ａの開度と第２ガイドベーン１６Ｂの開度の相関関係を規定するベーン開度テーブルの一例を示す図である。図３において、横軸は、第１ガイドベーン１６Ａの開度（％）を表し、縦軸は、第２ガイドベーン１６Ｂの開度（％）を表している。第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂの開度が０％であることは、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂの開度が全閉状態であることを意味し、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂの開度が１００％であることは、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂの開度が全開状態であることを意味する。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a vane opening table that defines the correlation between the opening degree of the first guide vane 16A and the opening degree of the second guide vane 16B. In FIG. 3, the horizontal axis represents the opening degree (%) of the first guide vane 16A, and the vertical axis represents the opening degree (%) of the second guide vane 16B. The opening degree of the first guide vane 16A and the second guide vane 16B is 0%, which means that the opening degree of the first guide vane 16A and the second guide vane 16B is fully closed. The opening degree of the vane 16A and the second guide vane 16B is 100%, which means that the opening degree of the first guide vane 16A and the second guide vane 16B is fully opened.

制御装置１０は、第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂを開いた後に、冷凍負荷に応じて第１ガイドベーン１６Ａの開度と第２ガイドベーン１６Ｂの開度を、図３に示す相関関係を保ちながら制御するように構成されている。 After opening the first guide vane 16A and the second guide vane 16B, the control device 10 correlates the opening degree of the first guide vane 16A and the opening degree of the second guide vane 16B according to the refrigerating load as shown in FIG. It is configured to control while maintaining relationships.

図３に示すように、ベーン開度テーブルは、起動時用のベーン開度テーブルＲ１と、定常運転用のベーン開度テーブルＲ２とから構成されている。起動時用のベーン開度テーブルＲ１は、第１ガイドベーン１６Ａの開度と第２ガイドベーン１６Ｂの開度が所定の切替えポイントＰに達するまで使用され、定常運転用のベーン開度テーブルＲ２は、第１ガイドベーン１６Ａの開度と第２ガイドベーン１６Ｂの開度が所定の切替えポイントＰに達した後に使用される。すなわち、起動時用のベーン開度テーブルＲ１は第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂの起動時にのみ使用され、定常運転時には使用されない。第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂの定常運転では、定常運転用のベーン開度テーブルＲ２が使用される。 As shown in FIG. 3, the vane opening table is composed of a vane opening table R1 for starting and a vane opening table R2 for steady operation. The vane opening table R1 for startup is used until the opening degree of the first guide vane 16A and the opening degree of the second guide vane 16B reach a predetermined switching point P, and the vane opening table R2 for steady operation is used. , The opening degree of the first guide vane 16A and the opening degree of the second guide vane 16B are used after reaching a predetermined switching point P. That is, the vane opening table R1 for start-up is used only at the start-up of the first compressor 1A and the second compressor 1B, and is not used at the time of steady operation. In the steady operation of the first compressor 1A and the second compressor 1B, the vane opening table R2 for steady operation is used.

ベーン開度テーブルの開度下限である０％と、開度上限である１００％では、第１ガイドベーン１６Ａの開度と第２ガイドベーン１６Ｂの開度は同じであるが、ベーン開度テーブル上の第２ガイドベーン１６Ｂの開度下限０％と開度上限１００％との間の開度は、第１ガイドベーン１６Ａの対応する開度よりも大きい。したがって、運転中は、開度上限（図３では１００％）に達しない限り、第２ガイドベーン１６Ｂの開度は、第１ガイドベーン１６Ａの開度よりも大きい。本実施形態によれば、第２ガイドベーン１６Ｂの開度は、第１ガイドベーン１６Ａの開度よりも大きいので、第２ガイドベーン１６Ｂの開度が低下したときに第２圧縮機１Ｂでのサージングを防止することができる。 At 0%, which is the lower limit of the opening of the vane opening table, and 100%, which is the upper limit of the opening, the opening of the first guide vane 16A and the opening of the second guide vane 16B are the same, but the vane opening table The opening degree between the lower limit of opening degree 0% and the upper limit opening degree 100% of the second guide vane 16B is larger than the corresponding opening degree of the first guide vane 16A. Therefore, during operation, the opening degree of the second guide vane 16B is larger than the opening degree of the first guide vane 16A unless the opening degree upper limit (100% in FIG. 3) is reached. According to the present embodiment, the opening degree of the second guide vane 16B is larger than the opening degree of the first guide vane 16A. Therefore, when the opening degree of the second guide vane 16B decreases, the opening degree of the second guide vane 16B is reduced. Surging can be prevented.

一実施形態では、制御装置１０は、図４に示すような複数のベーン開度テーブルを予め記憶してもよい。より具体的には、制御装置１０は、ターボ冷凍機の冷凍負荷に基づいて複数のベーン開度テーブルのうちの１つを選択し、選択されたベーン開度テーブルに従って、第１ガイドベーン１６Ａの開度と第２ガイドベーン１６Ｂの開度を制御してもよい。このような実施形態によれば、冷凍負荷に基づいて最適なベーン開度テーブルが選択されるので、サージングを防止しつつ、冷凍負荷に応じた最適な運転制御が実行できる。 In one embodiment, the control device 10 may store a plurality of vane opening degree tables as shown in FIG. 4 in advance. More specifically, the control device 10 selects one of the plurality of vane opening tables based on the refrigerating load of the turbo chiller, and according to the selected vane opening table, the first guide vanes 16A. The opening degree and the opening degree of the second guide vane 16B may be controlled. According to such an embodiment, since the optimum vane opening table is selected based on the refrigerating load, it is possible to execute the optimum operation control according to the refrigerating load while preventing surging.

図２に戻り、制御装置１０は、冷凍負荷に基づいて第１ガイドベーン１６Ａおよび第２ガイドベーン１６Ｂの開度を制御する上述した負荷追従制御モードを実行しながら、以下に説明するホットガスバイパス弁２７の制御を実行する。制御装置１０は、ヘッド検出器を構成する温度センサＳ２，Ｓ４およびヘッド換算部３３は、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂのヘッドを検出する（ステップ８）。上述したように、ヘッド検出器は、温度センサＳ１，Ｓ３およびヘッド換算部３３から構成されてもよく、あるいは圧力センサ３５から構成されてもよい。 Returning to FIG. 2, the control device 10 executes the load follow-up control mode described above for controlling the opening degree of the first guide vane 16A and the second guide vane 16B based on the refrigerating load, while performing the hot gas bypass described below. Control of the valve 27 is performed. The control device 10 detects the heads of the first compressor 1A and the second compressor 1B by the temperature sensors S2 and S4 and the head conversion unit 33 constituting the head detector (step 8). As described above, the head detector may be composed of the temperature sensors S1 and S3 and the head conversion unit 33, or may be composed of the pressure sensor 35.

制御装置１０は、検出したヘッドを所定のしきい値と比較し（ステップ９）、ヘッドがしきい値よりも高い場合は、ホットガスバイパス弁２７を開く（ステップ１０）。ヘッドがしきい値以下であれば、制御装置１０はホットガスバイパス弁２７を閉じる（ステップ１１）。制御装置１０は、ステップ１０およびステップ１１を実行した後、上記ステップ８を再び実行する。ここで、「しきい値」は、サージングが発生しないヘッドに対応する値とされる。例えば、各種ターボ冷凍機の仕様及び冷凍能力（負荷率）等においてサージングが発生しないヘッドを適宜実験等により決定し、この決定されたヘッドに基づいて「しきい値」を決定すればよい。 The control device 10 compares the detected head with a predetermined threshold value (step 9), and if the head is higher than the threshold value, opens the hot gas bypass valve 27 (step 10). If the head is below the threshold, the control device 10 closes the hot gas bypass valve 27 (step 11). After executing step 10 and step 11, the control device 10 executes the above step 8 again. Here, the "threshold value" is a value corresponding to the head where surging does not occur. For example, a head that does not generate surging may be appropriately determined by experiments or the like in terms of specifications of various turbo chillers, refrigerating capacity (load factor), etc., and a “threshold value” may be determined based on the determined head.

サージングは、一般に、圧縮機のヘッドが高く、かつ圧縮機に流入する冷媒ガスの流量が低いときに発生しやすい。上記実施形態によれば、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂのヘッドが所定のしきい値よりも高い場合に、ホットガスバイパス弁２７が開かれる。冷媒ガスは凝縮器３からホットガスバイパスライン２５を通って蒸発器２に導かれ、さらに蒸発器２から第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂに導かれる。このように、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂのヘッドが高いときに、第１圧縮機１Ａおよび第２圧縮機１Ｂに流入する冷媒ガスの流量が増加するので、サージングを防止することができる。 Surging generally tends to occur when the head of the compressor is high and the flow rate of the refrigerant gas flowing into the compressor is low. According to the above embodiment, the hot gas bypass valve 27 is opened when the heads of the first compressor 1A and the second compressor 1B are higher than a predetermined threshold value. The refrigerant gas is guided from the condenser 3 to the evaporator 2 through the hot gas bypass line 25, and further guided from the evaporator 2 to the first compressor 1A and the second compressor 1B. As described above, when the heads of the first compressor 1A and the second compressor 1B are high, the flow rate of the refrigerant gas flowing into the first compressor 1A and the second compressor 1B increases, so that surging is prevented. Can be done.

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。 The above-described embodiments have been described for the purpose of allowing a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs to carry out the present invention. Various modifications of the above embodiment can be naturally made by those skilled in the art, and the technical idea of the present invention can be applied to other embodiments. Accordingly, the invention is not limited to the described embodiments, but is to be construed in the broadest range according to the technical ideas defined by the claims.

１Ａ第１圧縮機
１Ｂ第２圧縮機
２蒸発器
２Ａ第１冷媒ガス出口
２Ｂ第２冷媒ガス出口
３凝縮器
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ，４Ｆ，４Ｇ，４Ｈ冷媒配管
５Ａ第１インバータ
５Ｂ第２インバータ
１０制御装置
１１Ａ，１１Ｂ一段目羽根車
１２Ａ，１２Ｂ二段目羽根車
１３Ａ，１３Ｂ電動機
１６Ａ第１ガイドベーン
１６Ｂ第２ガイドベーン
１７Ａ，１７Ｂ中間吸込み口
２０エコノマイザ
２１一次側膨張弁
２２二次側膨張弁
２５ホットガスバイパスライン
２７ホットガスバイパス弁
３０商用電源
３２流量計
３３ヘッド換算部
３５圧力センサ（ヘッド検出器）
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４温度センサ 1A 1st compressor 1B 2nd compressor 2 Evaporator 2A 1st refrigerant gas outlet 2B 2nd refrigerant gas outlet 3 Condenser 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F, 4G, 4H Refrigerant piping 5A 1st inverter 5B 2nd inverter 10 Control device 11A, 11B 1st stage impeller 12A, 12B 2nd stage impeller 13A, 13B Electric motor 16A 1st guide vane 16B 2nd guide vane 17A, 17B Intermediate suction port 20 Economizer 21 Primary side expansion valve 22 2 Next side expansion valve 25 Hot gas bypass line 27 Hot gas bypass valve 30 Commercial power supply 32 Flow meter 33 Head conversion unit 35 Pressure sensor (head detector)
S1, S2, S3, S4 temperature sensor

Claims

An evaporator that evaporates the refrigerant liquid to generate refrigerant gas,
The first compressor and the second compressor that compress the refrigerant gas,
A condenser that condenses the compressed refrigerant gas to generate the refrigerant liquid, and
A first inverter and a second inverter that drive the first compressor and the second compressor at variable speeds, respectively.
A control device for controlling the operation of the first compressor, the second compressor, the first inverter, and the second inverter is provided.
The first compressor and the second compressor are connected in parallel to the evaporator.
The control device is
With the first guide vanes and the second guide vanes arranged at the suction port of the first compressor and the suction port of the second compressor closed, the first compressor and the second compressor are simultaneously used. Start up and
While keeping the speed of the first compressor and the speed of the second compressor the same, the speed of the first compressor and the speed of the second compressor are increased until a predetermined speed is reached.
After reaching the predetermined speed, the first guide vane and the second guide vane are opened.
After the first guide vane and the second guide vane are opened, the first compressor and the second compressor are configured to operate at the same speed.
The control device stores in advance a vane opening table that defines the correlation between the opening degree of the first guide vane and the opening degree of the second guide vane.
After opening the first guide vane and the second guide vane, the control device maintains the correlation between the opening degree of the first guide vane and the opening degree of the second guide vane according to the refrigerating load. Configured to control while
A turbo chiller in which the opening degree between the opening lower limit and the opening upper limit of the second guide vane on the vane opening table is larger than the corresponding opening degree of the first guide vane .

The control device stores a plurality of vane opening tables in advance, selects one of the plurality of vane opening tables based on the refrigerating load of the turbo chiller, and opens the selected vanes. The turbo chiller according to claim 1 , wherein the opening degree of the first guide vane and the opening degree of the second guide vane are controlled according to a degree table.

A head detector that detects the heads of the first compressor and the second compressor, and
A hot gas bypass line extending from the condenser to the evaporator,
Further equipped with a hot gas bypass valve attached to the hot gas bypass line,
The turbo chiller according to claim 1 or 2 , wherein the control device opens the hot gas bypass valve when the head is higher than a predetermined threshold value after reaching the predetermined speed.

After opening the first guide vane and the second guide vane, the control device keeps the opening degree of the first guide vane and the opening degree of the second guide vane the same as each other, depending on the refrigerating load. The turbo chiller according to any one of claims 1 to 3 , which controls the opening degree of the first guide vane and the opening degree of the second guide vane.