JPH05187728A - 空気調和又は冷凍システムのヘッド圧力制御方法と制御装置 - Google Patents
空気調和又は冷凍システムのヘッド圧力制御方法と制御装置Info
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- JPH05187728A JPH05187728A JP4152189A JP15218992A JPH05187728A JP H05187728 A JPH05187728 A JP H05187728A JP 4152189 A JP4152189 A JP 4152189A JP 15218992 A JP15218992 A JP 15218992A JP H05187728 A JPH05187728 A JP H05187728A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
- F25B49/027—Condenser control arrangements
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
- F25B1/10—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with multi-stage compression
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
- G05D16/20—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means
- G05D16/2006—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means
- G05D16/2066—Control of fluid pressure characterised by the use of electric means with direct action of electric energy on controlling means using controlling means acting on the pressure source
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Abstract
(57)【要約】
【目的】排出管圧力と圧縮機内部排出圧力をほぼ均等に
維持するように空気調和又は冷凍装置の圧縮機の性能を
制御する制御方法と装置を提供する。 【構成】本発明は冷凍又は空気調和システムのヘッド圧
力を制御して内部排出圧力と排出管圧力とをほぼ等しく
維持する方法及び装置を示すものである。この方法は作
業流体の吸引圧力を測定する過程と、吸引圧力に圧縮機
の内部圧力比を乗じて作業流体の内部排出圧力を計算す
る過程と、作業流体の排出管圧力を測定する過程と、次
に内部排出圧力を排出管圧力と比較する過程からなる。
もし内部排出圧力と排出管圧力との差がある許容範囲よ
りも大きければ凝縮器の性能が調整されてこれら２つの
圧力が均等化される。
維持するように空気調和又は冷凍装置の圧縮機の性能を
制御する制御方法と装置を提供する。 【構成】本発明は冷凍又は空気調和システムのヘッド圧
力を制御して内部排出圧力と排出管圧力とをほぼ等しく
維持する方法及び装置を示すものである。この方法は作
業流体の吸引圧力を測定する過程と、吸引圧力に圧縮機
の内部圧力比を乗じて作業流体の内部排出圧力を計算す
る過程と、作業流体の排出管圧力を測定する過程と、次
に内部排出圧力を排出管圧力と比較する過程からなる。
もし内部排出圧力と排出管圧力との差がある許容範囲よ
りも大きければ凝縮器の性能が調整されてこれら２つの
圧力が均等化される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷凍及び空気調和システ
ムのヘッド圧力を制御する方法と装置に関連する。詳記
すれば、本発明は、凝縮圧力又は排出管圧力をほぼ内部
圧縮機排出圧力に等しく保持するように凝縮機性能を制
御することを目的とする。
ムのヘッド圧力を制御する方法と装置に関連する。詳記
すれば、本発明は、凝縮圧力又は排出管圧力をほぼ内部
圧縮機排出圧力に等しく保持するように凝縮機性能を制
御することを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】ねじ圧縮機は空気調和と冷凍システムに
通常使用されている。
通常使用されている。
【０００３】ねじ圧縮機は回転翼圧縮機及び最近の渦巻
型圧縮機と共に定積比圧縮機が公知である。ねじ圧縮機
では内部容積比Ｖiは圧縮前の圧縮機の１つの溝内の未
圧縮上記容積を、排出ポート露出直前の溝内圧縮上記容
積で除したものと定義される。この比率は圧縮機溝の大
きさと圧縮機の吸入及び排出ポートの位置によって機械
の製造間に決められる。
型圧縮機と共に定積比圧縮機が公知である。ねじ圧縮機
では内部容積比Ｖiは圧縮前の圧縮機の１つの溝内の未
圧縮上記容積を、排出ポート露出直前の溝内圧縮上記容
積で除したものと定義される。この比率は圧縮機溝の大
きさと圧縮機の吸入及び排出ポートの位置によって機械
の製造間に決められる。
【０００４】ねじ圧縮機は定積比率の機械であるから、
この機械は一定の圧力比率Ｐiの機械である、アイセン
トロピック圧縮を仮定すると、この容積比率は下記の方
程式によって圧力比率に関係づけられる：
この機械は一定の圧力比率Ｐiの機械である、アイセン
トロピック圧縮を仮定すると、この容積比率は下記の方
程式によって圧力比率に関係づけられる：
【０００５】
【数１】
【０００６】ここで ｋ＝使用される冷凍材のアイ
セントロピック指数 Ｐd＝ねじ圧縮機の内部排出圧力 Ｐs＝ねじ圧縮機の吸引圧力 上記の関係から、所定の冷凍剤に対してはねじ圧縮機の
内部排出圧力Ｐdは容積比Ｖi、吸引圧力Ｐsのみに依存
する。従って一定の内部容積比を有しかつ吸引圧力が一
定に維持される圧縮機を使用するシステムでは内部排出
圧力も一定である。
セントロピック指数 Ｐd＝ねじ圧縮機の内部排出圧力 Ｐs＝ねじ圧縮機の吸引圧力 上記の関係から、所定の冷凍剤に対してはねじ圧縮機の
内部排出圧力Ｐdは容積比Ｖi、吸引圧力Ｐsのみに依存
する。従って一定の内部容積比を有しかつ吸引圧力が一
定に維持される圧縮機を使用するシステムでは内部排出
圧力も一定である。
【０００７】ＶiとＰiに関する上記の関係がアイセント
ロピック圧縮に対して正しくとも、ねじ圧縮機は純粋な
アイセントロピック型式では挙動しないことを認識する
ことが重要である。圧縮機の溝内で圧縮される蒸気は圧
縮機内に注入される油によってある程度冷却される。圧
縮機の溝は完全にはシールされないから冷凍剤の僅かな
一部が流出したり、圧縮間に溝から洩出する。このため
理想的な圧力比率は達成されない。この圧力変化は圧縮
機の断熱的効率と、“理想的な”圧力比率を得るために
適用される補正係数から決定される。
ロピック圧縮に対して正しくとも、ねじ圧縮機は純粋な
アイセントロピック型式では挙動しないことを認識する
ことが重要である。圧縮機の溝内で圧縮される蒸気は圧
縮機内に注入される油によってある程度冷却される。圧
縮機の溝は完全にはシールされないから冷凍剤の僅かな
一部が流出したり、圧縮間に溝から洩出する。このため
理想的な圧力比率は達成されない。この圧力変化は圧縮
機の断熱的効率と、“理想的な”圧力比率を得るために
適用される補正係数から決定される。
【０００８】大多数の経済的動作に対しては、ねじ圧縮
機の内部排出圧力は、この圧縮機が排出する管路内の冷
凍剤の圧力に等しくなければならないことは公知であ
る。これは理想的圧縮と呼ばれる。しかし多くの場合、
即ち内部排出圧力が比較的一定に維持される多くの場合
には、凝縮圧力の変化、即ち排出管圧力の変化によって
理想的圧縮は達成されない。排出管圧力は多くの場合凝
縮圧力に等しいと考えられ、この理由はこれらの圧力間
の差異は比較的小さい圧力損失のためで、この圧力損失
は圧縮機の出口と凝縮器の出口との間で起こる。このた
め排出管圧力は凝縮圧力に比例して変化する。
機の内部排出圧力は、この圧縮機が排出する管路内の冷
凍剤の圧力に等しくなければならないことは公知であ
る。これは理想的圧縮と呼ばれる。しかし多くの場合、
即ち内部排出圧力が比較的一定に維持される多くの場合
には、凝縮圧力の変化、即ち排出管圧力の変化によって
理想的圧縮は達成されない。排出管圧力は多くの場合凝
縮圧力に等しいと考えられ、この理由はこれらの圧力間
の差異は比較的小さい圧力損失のためで、この圧力損失
は圧縮機の出口と凝縮器の出口との間で起こる。このた
め排出管圧力は凝縮圧力に比例して変化する。
【０００９】凝縮器が動作する凝縮圧力は多数の因子、
例えば凝縮器が選択される設計条件、凝縮器が動作する
実際の状態、及び凝縮器が全性能又は部分的性能で動作
するか否か、などの因子によって変化する。多くの場
合、冷凍又は空気調和システムの凝縮器動作は常に全性
能で動作する。このような状態では、凝縮器が動作する
圧力は、外気の温度又は湿度のような周辺条件に起こる
変化によって変動する。このような凝縮圧力変動のた
め、ねじ圧縮機を使用する冷凍又は空気調和システム
は、圧縮機の内部排出圧力が凝縮又は排出管圧力に一致
せず、通常いわゆる“過圧縮”又は“不足圧縮”状態で
動作する。
例えば凝縮器が選択される設計条件、凝縮器が動作する
実際の状態、及び凝縮器が全性能又は部分的性能で動作
するか否か、などの因子によって変化する。多くの場
合、冷凍又は空気調和システムの凝縮器動作は常に全性
能で動作する。このような状態では、凝縮器が動作する
圧力は、外気の温度又は湿度のような周辺条件に起こる
変化によって変動する。このような凝縮圧力変動のた
め、ねじ圧縮機を使用する冷凍又は空気調和システム
は、圧縮機の内部排出圧力が凝縮又は排出管圧力に一致
せず、通常いわゆる“過圧縮”又は“不足圧縮”状態で
動作する。
【００１０】この不足圧縮状態では、内部排出圧力は排
出管圧力よりも低い。圧縮機は、排出ポートが開かれて
全ガスが空調部から押し出されるまでこの高圧に対して
動作しなければならないからエネルギーが浪費される。
過圧縮状態では、内部排出圧力は排出管圧力よりも高
い。この場合は、凝縮器は不必要に全性能で動作するた
めエネルギーが浪費され、排出管エネルギーヘが低いと
全性能より低い性能の動作は不充分である。
出管圧力よりも低い。圧縮機は、排出ポートが開かれて
全ガスが空調部から押し出されるまでこの高圧に対して
動作しなければならないからエネルギーが浪費される。
過圧縮状態では、内部排出圧力は排出管圧力よりも高
い。この場合は、凝縮器は不必要に全性能で動作するた
めエネルギーが浪費され、排出管エネルギーヘが低いと
全性能より低い性能の動作は不充分である。
【００１１】従来のシステムでは、ねじ圧縮機は予想さ
れたシステムの蒸発及び凝縮圧力によく合致する内部容
積比を有する圧縮機が選択された。多くのシステムでは
蒸発負荷及び吸引圧力は比較的一定に保持されるが、外
気温度又は外気湿度のような周辺条件の変化によって圧
力変動を生ずる。通常、凝縮性能は最大に維持され、凝
縮圧力は外気条件に依存して変動した。このため排出管
圧力は内部排出圧力を一定に保持したまま変動に任され
たから上記のように過圧縮又は不足圧縮が発生した。
れたシステムの蒸発及び凝縮圧力によく合致する内部容
積比を有する圧縮機が選択された。多くのシステムでは
蒸発負荷及び吸引圧力は比較的一定に保持されるが、外
気温度又は外気湿度のような周辺条件の変化によって圧
力変動を生ずる。通常、凝縮性能は最大に維持され、凝
縮圧力は外気条件に依存して変動した。このため排出管
圧力は内部排出圧力を一定に保持したまま変動に任され
たから上記のように過圧縮又は不足圧縮が発生した。
【００１２】米国特許第４,５１６,９１４号に記載され
た装置は、圧縮機が動作している間にねじ圧縮機の内部
容積比を変化するものである。この内部容積比の変化は
動作間の圧縮機の排出ポートの位置を変えることによっ
て行なわれた。内部排出圧力は内部容積比に比例するか
ら、内部容積比を変えることによってこのシステムは、
動作間の圧縮機の内部排出圧力を制御して排出管圧力に
合致されることによって制御できる。このシステムは業
界“可変容積比制御装置”として知られている。
た装置は、圧縮機が動作している間にねじ圧縮機の内部
容積比を変化するものである。この内部容積比の変化は
動作間の圧縮機の排出ポートの位置を変えることによっ
て行なわれた。内部排出圧力は内部容積比に比例するか
ら、内部容積比を変えることによってこのシステムは、
動作間の圧縮機の内部排出圧力を制御して排出管圧力に
合致されることによって制御できる。このシステムは業
界“可変容積比制御装置”として知られている。
【００１３】可変容積比制御装置を有する圧縮機を使用
するシステムでは、凝縮器動作は通常、最大性能で動作
し、排出管圧力は外気条件に応じて変動する。しかし圧
縮機の内部排出圧力は現在の排出管圧力に適合するよう
に制御される。凝縮性能は通常排出管圧力がシステムに
許容される最小値に達するまでは低下せず、この最小値
は通常、適当な液体供給又は油循環に必要な値によって
決められる。
するシステムでは、凝縮器動作は通常、最大性能で動作
し、排出管圧力は外気条件に応じて変動する。しかし圧
縮機の内部排出圧力は現在の排出管圧力に適合するよう
に制御される。凝縮性能は通常排出管圧力がシステムに
許容される最小値に達するまでは低下せず、この最小値
は通常、適当な液体供給又は油循環に必要な値によって
決められる。
【００１４】上記の可変容積比制御システムは内部排出
圧力を排出管圧力に適合させて過圧縮又は不足圧縮の状
態を避けることによってエネルギーを節約できる。この
システムにより同じ圧縮機を異なるシステムの“振動”
機として充分に使用できる。しかしシステムは改良の余
地がある。
圧力を排出管圧力に適合させて過圧縮又は不足圧縮の状
態を避けることによってエネルギーを節約できる。この
システムにより同じ圧縮機を異なるシステムの“振動”
機として充分に使用できる。しかしシステムは改良の余
地がある。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】例えば、この可変容積
比制御装置が供給できる最低内部容積比は、周辺の、即
ち戸外の温度、従って排出管圧力が非常に低いレベルに
接近できる多くの機器に対しては充分に小さくはない。
このような機器では内部排出圧力は可変容積比制御装置
によって充分に小さく減少して低い排出管圧力に適合さ
せることができない。このため過圧縮を生じてエネルギ
ーが無駄になる。
比制御装置が供給できる最低内部容積比は、周辺の、即
ち戸外の温度、従って排出管圧力が非常に低いレベルに
接近できる多くの機器に対しては充分に小さくはない。
このような機器では内部排出圧力は可変容積比制御装置
によって充分に小さく減少して低い排出管圧力に適合さ
せることができない。このため過圧縮を生じてエネルギ
ーが無駄になる。
【００１６】可変容積比制御装置は圧縮機の中に組込ま
なければならないから新しい機械でなければ装着するこ
とができない。可変容積比制御装置は現存のねじ圧縮機
に装備することができない事実によってこの装置の有用
性が制限される。
なければならないから新しい機械でなければ装着するこ
とができない。可変容積比制御装置は現存のねじ圧縮機
に装備することができない事実によってこの装置の有用
性が制限される。
【００１７】また、可変容積比制御装置は構造が複雑で
あるからねじ圧縮機に多数の部品を付加しなければなら
ない。
あるからねじ圧縮機に多数の部品を付加しなければなら
ない。
【００１８】本発明の一目的は、空気調和又は冷凍装置
の圧縮機の性能を、排出管圧力と圧縮機内部排出圧力を
ほぼ均等に維持するように制御する制御方法と装置を提
供することにある。
の圧縮機の性能を、排出管圧力と圧縮機内部排出圧力を
ほぼ均等に維持するように制御する制御方法と装置を提
供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明による冷凍システ
ム又は空気調和システムのヘッド圧力を制御する制御方
法は、圧縮装置に流入する直前の位置で作業流体の吸引
圧力を測定する過程と、上記吸引圧力を第１信号に変換
し、第１信号を制御装置に送り、吸引圧力を表わす第１
信号に圧縮機の内部圧力比を乗じて圧縮機の内部排出圧
力計算する過程と、圧縮装置出口の直後の位置で作業流
体の排出管圧力を測定する過程と、上記排出管圧力を第
２信号に変換する過程と、第２信号を制御装置に送り、
次に計算された内部排出圧力を、排出管圧力を表わす上
記第２信号と比較する過程と、内部排出圧力と排出管圧
力との差の絶対値が予め決められた許容範囲よりも小さ
い場合には、第１モードで動作して制御装置は凝縮装置
の性能を変化する制御信号を送らず、内部排出圧力と排
出管圧力との差の絶対値が予め決められた許容範囲より
も大きく、内部排出圧力が排出管圧力よりも大きい場合
には、第２モードで動作して凝縮装置の性能を減少し
て、排出管圧力を内部排出圧力の予め決められた許容範
囲内で増加する過程と、内部排出圧力と排出管圧力との
差の絶対値が予め決められた許容範囲よりも大きく、内
部排出圧力が排出管圧力よりも小さい場合には、第３モ
ードで動作して凝縮装置の性能を増加して、排出管圧力
を内部排出圧力の予め決められた許容範囲まで減少する
過程とを含む。
ム又は空気調和システムのヘッド圧力を制御する制御方
法は、圧縮装置に流入する直前の位置で作業流体の吸引
圧力を測定する過程と、上記吸引圧力を第１信号に変換
し、第１信号を制御装置に送り、吸引圧力を表わす第１
信号に圧縮機の内部圧力比を乗じて圧縮機の内部排出圧
力計算する過程と、圧縮装置出口の直後の位置で作業流
体の排出管圧力を測定する過程と、上記排出管圧力を第
２信号に変換する過程と、第２信号を制御装置に送り、
次に計算された内部排出圧力を、排出管圧力を表わす上
記第２信号と比較する過程と、内部排出圧力と排出管圧
力との差の絶対値が予め決められた許容範囲よりも小さ
い場合には、第１モードで動作して制御装置は凝縮装置
の性能を変化する制御信号を送らず、内部排出圧力と排
出管圧力との差の絶対値が予め決められた許容範囲より
も大きく、内部排出圧力が排出管圧力よりも大きい場合
には、第２モードで動作して凝縮装置の性能を減少し
て、排出管圧力を内部排出圧力の予め決められた許容範
囲内で増加する過程と、内部排出圧力と排出管圧力との
差の絶対値が予め決められた許容範囲よりも大きく、内
部排出圧力が排出管圧力よりも小さい場合には、第３モ
ードで動作して凝縮装置の性能を増加して、排出管圧力
を内部排出圧力の予め決められた許容範囲まで減少する
過程とを含む。
【００２０】圧縮装置はねじ式、回転翼式又は渦巻式圧
縮機である。ねじ圧縮機は固定又は可変容積比を有す
る。作業流体は冷凍剤である。圧縮装置は２個又は３個
以上の分離した圧縮装置からなり、内部圧力比は各分離
した圧縮装置の各内部圧力比の積に等しい。圧縮装置は
複数の圧縮システムの最終段圧縮機で、内部圧力比は上
記の最終段圧縮機の内部圧力比である。
縮機である。ねじ圧縮機は固定又は可変容積比を有す
る。作業流体は冷凍剤である。圧縮装置は２個又は３個
以上の分離した圧縮装置からなり、内部圧力比は各分離
した圧縮装置の各内部圧力比の積に等しい。圧縮装置は
複数の圧縮システムの最終段圧縮機で、内部圧力比は上
記の最終段圧縮機の内部圧力比である。
【００２１】本発明による冷凍及び空気調和システムの
ヘッド圧力制御装置は、作業流体の入口と出口とを有す
る圧縮装置と、作業流体の入口と出口とを有し、入口は
圧縮装置出口に接続された凝縮装置と、凝縮装置出口に
接続された作業流体用の入口と出口とを有する作業流体
膨張装置と、膨張装置の出口に接続された作業流体用の
入口及び圧縮装置の入口に接続された出口とを備えた蒸
発装置とを含む。この冷凍及び空気調和システムのヘッ
ド圧力制御装置は、圧縮装置入口の直前の位置で作業流
体の吸引圧力を測定し、吸引圧力を制御装置に送る第１
圧力感知装置と、圧縮装置出口の直流の位置で作業流体
の排出管圧力を測定し、排出管圧力を制御装置に送る第
２圧力感知装置と、第１及び第２圧力感知装置からの送
信を受取り、吸引圧力に、前に入力された内部圧力比を
乗じて圧縮装置の内部排出圧力を計算し、内部排出圧力
を排出管圧力を排出管圧力と比較する制御装置とを備え
ている。制御装置は、内部排出圧力と排出管圧力との差
の絶対値が、予め決められた許容範囲よりも小さい場合
には、第１モードで動作して、凝縮装置の性能を変化す
る制御信号を送らず、内部排出圧力と排出管圧力との差
の絶対値が、予め決められた許容範囲よりも大きく、ま
た内部排出圧力が排出管圧力よりも大きい場合、第２モ
ードで動作して凝縮装置の性能を減少する制御信号を送
り、内部排出圧力と排出管圧力との差の絶対値が、予め
決められた許容範囲よりも大きく、また、内部排出圧力
が排出管圧力よりも小さい場合、制御装置は第３モード
で動作して凝縮装置の性能を増加する制御信号を送る。
ヘッド圧力制御装置は、作業流体の入口と出口とを有す
る圧縮装置と、作業流体の入口と出口とを有し、入口は
圧縮装置出口に接続された凝縮装置と、凝縮装置出口に
接続された作業流体用の入口と出口とを有する作業流体
膨張装置と、膨張装置の出口に接続された作業流体用の
入口及び圧縮装置の入口に接続された出口とを備えた蒸
発装置とを含む。この冷凍及び空気調和システムのヘッ
ド圧力制御装置は、圧縮装置入口の直前の位置で作業流
体の吸引圧力を測定し、吸引圧力を制御装置に送る第１
圧力感知装置と、圧縮装置出口の直流の位置で作業流体
の排出管圧力を測定し、排出管圧力を制御装置に送る第
２圧力感知装置と、第１及び第２圧力感知装置からの送
信を受取り、吸引圧力に、前に入力された内部圧力比を
乗じて圧縮装置の内部排出圧力を計算し、内部排出圧力
を排出管圧力を排出管圧力と比較する制御装置とを備え
ている。制御装置は、内部排出圧力と排出管圧力との差
の絶対値が、予め決められた許容範囲よりも小さい場合
には、第１モードで動作して、凝縮装置の性能を変化す
る制御信号を送らず、内部排出圧力と排出管圧力との差
の絶対値が、予め決められた許容範囲よりも大きく、ま
た内部排出圧力が排出管圧力よりも大きい場合、第２モ
ードで動作して凝縮装置の性能を減少する制御信号を送
り、内部排出圧力と排出管圧力との差の絶対値が、予め
決められた許容範囲よりも大きく、また、内部排出圧力
が排出管圧力よりも小さい場合、制御装置は第３モード
で動作して凝縮装置の性能を増加する制御信号を送る。
【００２２】第１圧力感知装置は第１圧縮機段入口の直
前の点で作業流体の吸引圧力を測定し、また第２圧力感
知装置は最終圧縮機段出口の直後の排出管圧力を測定
し、更に前以て入力された内部圧力比は各圧縮機段の各
内部圧力比の積に等しい。第１圧力感知装置は最終圧縮
機段入口の直前の位置で作業流体の吸引圧力を測定し、
第２圧力感知装置は最終圧縮機段出口の直後の排出管圧
力を測定し、更に前以て入力された内部圧力比は最終圧
縮機段の内部圧力比に等しい。
前の点で作業流体の吸引圧力を測定し、また第２圧力感
知装置は最終圧縮機段出口の直後の排出管圧力を測定
し、更に前以て入力された内部圧力比は各圧縮機段の各
内部圧力比の積に等しい。第１圧力感知装置は最終圧縮
機段入口の直前の位置で作業流体の吸引圧力を測定し、
第２圧力感知装置は最終圧縮機段出口の直後の排出管圧
力を測定し、更に前以て入力された内部圧力比は最終圧
縮機段の内部圧力比に等しい。
【００２３】
【作用】約言すると、本発明では作業流体が圧縮機の入
口に流入する直前に吸入圧力が測定される。次に圧縮機
の内部排出圧力がこの吸入圧力及び圧縮機の内部圧力比
から計算される。次に排出管圧力が測定され、圧縮機の
内部排出圧力と比較される。もし排出管圧力と圧縮機の
内部排出圧力がほぼ等しければこの装置に何の変化も起
こらない。しかし、もしこれらの圧力が均等していなけ
れば、凝縮器性能は、圧縮機の内部排出圧力が排出管圧
力よりも大きいか小さいかによって増加したり又は低下
する。
口に流入する直前に吸入圧力が測定される。次に圧縮機
の内部排出圧力がこの吸入圧力及び圧縮機の内部圧力比
から計算される。次に排出管圧力が測定され、圧縮機の
内部排出圧力と比較される。もし排出管圧力と圧縮機の
内部排出圧力がほぼ等しければこの装置に何の変化も起
こらない。しかし、もしこれらの圧力が均等していなけ
れば、凝縮器性能は、圧縮機の内部排出圧力が排出管圧
力よりも大きいか小さいかによって増加したり又は低下
する。
【００２４】もし内部排出圧力が排出管圧力よりも大き
ければ、過圧縮の状態が存在し、本発明では凝縮器の性
能を、排出管圧力を圧縮機の内部排出圧力に適合するま
で増加することによって凝縮器のエネルギーを節約す
る。もし圧縮機の内部排出圧力が排出管圧力よりも小さ
ければ、圧縮不足の状態が存在し、本発明によれば、排
出管圧力を圧縮機の内部排出圧力に適合するまで低下す
ることによって凝縮性能を増加して圧縮機エネルギーを
節約する。圧縮不足の場合に圧縮機で節約されるエネル
ギー量は、凝縮性能を増加するのに必要なエネルギーよ
りも大きいであろう。従って、本発明は圧縮機が過圧縮
又は圧縮不足状態で動作している場合に排出管圧力を内
部排出圧力にほぼ均等させることによってエネルギーを
節約するものである。
ければ、過圧縮の状態が存在し、本発明では凝縮器の性
能を、排出管圧力を圧縮機の内部排出圧力に適合するま
で増加することによって凝縮器のエネルギーを節約す
る。もし圧縮機の内部排出圧力が排出管圧力よりも小さ
ければ、圧縮不足の状態が存在し、本発明によれば、排
出管圧力を圧縮機の内部排出圧力に適合するまで低下す
ることによって凝縮性能を増加して圧縮機エネルギーを
節約する。圧縮不足の場合に圧縮機で節約されるエネル
ギー量は、凝縮性能を増加するのに必要なエネルギーよ
りも大きいであろう。従って、本発明は圧縮機が過圧縮
又は圧縮不足状態で動作している場合に排出管圧力を内
部排出圧力にほぼ均等させることによってエネルギーを
節約するものである。
【００２５】
【実施例】図１は本発明の制御ロジックの好適一実施例
のフローチャートのブロック図を示す。制御ロジックの
出発（ＳＴＡＲＴ）点１０は制御シーケンスの初めを示
す。ブロック１２で吸引圧力Ｐsが測定される。ブロッ
ク１４で、吸引圧力に内部圧力比を乗じて内部排出圧力
が計算される。凝縮圧力、即ち排出管圧力Ｐcがブロッ
ク１６で測定される。ブロック１８で内部排出圧力と排
出管圧力との計算された差を△Ｐで示す。ブロック２０
は決定ブロックで、△Ｐの絶対値と、手動で入力されか
つ制御装置に記憶されたプロセット・トラレンス、即ち
予め決められた許容範囲とが比較される。もし△Ｐの絶
対値が許容範囲よりも小さければ、ロジックは通路２２
を通りブロック２４に達し、凝縮器性能には変化が起こ
らない。このロジックは通路３８を通り、制御シーケン
スは出発点１０に戻る。
のフローチャートのブロック図を示す。制御ロジックの
出発（ＳＴＡＲＴ）点１０は制御シーケンスの初めを示
す。ブロック１２で吸引圧力Ｐsが測定される。ブロッ
ク１４で、吸引圧力に内部圧力比を乗じて内部排出圧力
が計算される。凝縮圧力、即ち排出管圧力Ｐcがブロッ
ク１６で測定される。ブロック１８で内部排出圧力と排
出管圧力との計算された差を△Ｐで示す。ブロック２０
は決定ブロックで、△Ｐの絶対値と、手動で入力されか
つ制御装置に記憶されたプロセット・トラレンス、即ち
予め決められた許容範囲とが比較される。もし△Ｐの絶
対値が許容範囲よりも小さければ、ロジックは通路２２
を通りブロック２４に達し、凝縮器性能には変化が起こ
らない。このロジックは通路３８を通り、制御シーケン
スは出発点１０に戻る。
【００２６】もしブロック２０で△Ｐの絶対値が許容範
囲１０より大きければ、ロジックは通路２０を通り、内
部排出圧力と排出管圧力との差△Ｐがゼロより大きいか
否かが決定される。この返答がＮＯであれば、圧縮不足
が存在しロジックは通路３０を通ってブロック３２に対
し、凝縮器性能を増加する。ロジックはブロック３２を
出て通路３８から制御シーケンスの出発点１０に戻る。
しかし、もし決定ブロック２８で返答がＹＥＳで△Ｐが
ゼロより大きければ、過圧縮の状態が存在し、ロジック
は通路３４からブロック３６に達し、ここで凝縮器性能
は減少する。ロジックはブロック３６を出て通路３８を
通って制御シーケンスの出発点に戻る。
囲１０より大きければ、ロジックは通路２０を通り、内
部排出圧力と排出管圧力との差△Ｐがゼロより大きいか
否かが決定される。この返答がＮＯであれば、圧縮不足
が存在しロジックは通路３０を通ってブロック３２に対
し、凝縮器性能を増加する。ロジックはブロック３２を
出て通路３８から制御シーケンスの出発点１０に戻る。
しかし、もし決定ブロック２８で返答がＹＥＳで△Ｐが
ゼロより大きければ、過圧縮の状態が存在し、ロジック
は通路３４からブロック３６に達し、ここで凝縮器性能
は減少する。ロジックはブロック３６を出て通路３８を
通って制御シーケンスの出発点に戻る。
【００２７】本発明に必要な装置を図２に略示する。代
表的な冷凍又は空気調和システムは圧縮機１００、これ
はねじ型でよい、回転翼又は渦巻式圧縮機で構成され
る。圧縮機１００は出口を有し、この出口は導管１０２
を経て凝縮器１０４の入口に接続される。凝縮器１０４
は蒸発式凝縮器、冷却塔から供給される冷水で冷却され
る水冷式凝縮器、空冷式凝縮器又は他の凝縮装置でもよ
い。凝縮器１０４の出口は導管１０６を経て膨張装置１
０８に接続され、膨張装置１０８は通常、調温膨張弁で
あるが、オリフクス、毛細管又は他の膨張装置でもよ
い。膨張装置１０８の出口は導管１１０を経て蒸発器１
１２の入口に接続される。従って蒸発器１１２の出口は
圧縮機１００の入口に接続された導管１１４を経て接続
され、回路を形成する。通常ガス状冷凍剤の作業流体が
収容されてこの回路を流動する。
表的な冷凍又は空気調和システムは圧縮機１００、これ
はねじ型でよい、回転翼又は渦巻式圧縮機で構成され
る。圧縮機１００は出口を有し、この出口は導管１０２
を経て凝縮器１０４の入口に接続される。凝縮器１０４
は蒸発式凝縮器、冷却塔から供給される冷水で冷却され
る水冷式凝縮器、空冷式凝縮器又は他の凝縮装置でもよ
い。凝縮器１０４の出口は導管１０６を経て膨張装置１
０８に接続され、膨張装置１０８は通常、調温膨張弁で
あるが、オリフクス、毛細管又は他の膨張装置でもよ
い。膨張装置１０８の出口は導管１１０を経て蒸発器１
１２の入口に接続される。従って蒸発器１１２の出口は
圧縮機１００の入口に接続された導管１１４を経て接続
され、回路を形成する。通常ガス状冷凍剤の作業流体が
収容されてこの回路を流動する。
【００２８】上記の基本的冷凍又は空気調和システムの
ほかに、本発明では２個の圧力感知装置１１６と１２２
及び制御装置１２８が必要である。圧力感知装置１１６
と１２２は通常、圧力トランスデューサで、これは流体
の圧力を水圧又は空圧で感知し、この物理的圧力測定値
を電気信号に変換し、この感知圧力を表わす電気信号を
制御装置１２８のような適当な受信装置に送る。
ほかに、本発明では２個の圧力感知装置１１６と１２２
及び制御装置１２８が必要である。圧力感知装置１１６
と１２２は通常、圧力トランスデューサで、これは流体
の圧力を水圧又は空圧で感知し、この物理的圧力測定値
を電気信号に変換し、この感知圧力を表わす電気信号を
制御装置１２８のような適当な受信装置に送る。
【００２９】本発明では、圧力感知装置１１６は１１８
の位置で作業流体の吸引圧力を測定し、この圧力測定値
を表わす電気信号を線路１２０を経て制御装置１２８に
送る。別の圧力感知装置１２２は１２４の位置で排出管
圧力を測定し、この測定値を表わす電気信号を線路１２
６を経て制御装置１２８に送る。
の位置で作業流体の吸引圧力を測定し、この圧力測定値
を表わす電気信号を線路１２０を経て制御装置１２８に
送る。別の圧力感知装置１２２は１２４の位置で排出管
圧力を測定し、この測定値を表わす電気信号を線路１２
６を経て制御装置１２８に送る。
【００３０】圧力感知装置１１６と１２２から受信した
信号及び圧縮機の計算された内部排出圧力によって、制
御装置１２８は線路１３０を経て凝縮器１０４に信号を
送り、凝縮器１０４の性能を増加したり減少したりす
る。この凝縮性能の変化は種々の方法、例えば凝縮器又
は冷却塔のファンモータの速度増減、凝縮器又は冷却塔
のファンの断続、蒸発式凝縮器のスプレー水ポンプの継
続、凝縮器又は冷却塔のファンダンパの位置の調整、複
数セル内の全凝縮ユニットの周期的遮断又は上記の組み
合わせによって達成することができる。
信号及び圧縮機の計算された内部排出圧力によって、制
御装置１２８は線路１３０を経て凝縮器１０４に信号を
送り、凝縮器１０４の性能を増加したり減少したりす
る。この凝縮性能の変化は種々の方法、例えば凝縮器又
は冷却塔のファンモータの速度増減、凝縮器又は冷却塔
のファンの断続、蒸発式凝縮器のスプレー水ポンプの継
続、凝縮器又は冷却塔のファンダンパの位置の調整、複
数セル内の全凝縮ユニットの周期的遮断又は上記の組み
合わせによって達成することができる。
【００３１】本発明の多数の応用の一つは、ある過程を
冷却するのに使用される冷凍システムのヘッド圧力を制
御することである。これらの冷凍システムはしばしば複
数段階、二重ねじ圧縮機、軸流ねじ圧縮機及び複数セル
蒸発式圧縮機を使用し、上記のような種々の凝縮性能制
御装置を有する。多くの場合、冷凍負荷はほぼ一定であ
るが周辺条件、従って、凝縮圧力及び排出管圧力は１日
の間に変化する。
冷却するのに使用される冷凍システムのヘッド圧力を制
御することである。これらの冷凍システムはしばしば複
数段階、二重ねじ圧縮機、軸流ねじ圧縮機及び複数セル
蒸発式圧縮機を使用し、上記のような種々の凝縮性能制
御装置を有する。多くの場合、冷凍負荷はほぼ一定であ
るが周辺条件、従って、凝縮圧力及び排出管圧力は１日
の間に変化する。
【００３２】本発明は２段又は複数段の冷凍システムの
排出管圧力の制御に使用できる。図３は本発明を使用す
る２段圧縮機冷凍システムの略示図である。図２に示し
た圧縮装置１００は図３では、第１段圧縮機１０１′、
中間冷却器１０３′及び第２段圧縮機１００′で置き換
えられ、これらは直列に接続されたことに注意された
い。この２段システムでは、本発明は２個の圧縮機１０
１′と１００′を１個の圧縮機として取扱うことによっ
て管路１０２′中の作業流体の排出管圧力を制御するの
に使用される。圧力感知装置１１６′は、第１段圧縮機
１０１′に作業流体が流入する直前の１１８′の位置で
作業流体の吸引圧力を測定する。圧力感知装置１２２′
は圧縮機１００′の出口の直後の位置１２４′で作業流
体の排出管圧力を測定する。この２段システムでは本発
明は上記と同様に機能するが、制御装置に入力かつ記憶
されるべき内部圧力比は第１段及び第２段圧縮機に対す
る内部圧力比の積になる点が異なる。
排出管圧力の制御に使用できる。図３は本発明を使用す
る２段圧縮機冷凍システムの略示図である。図２に示し
た圧縮装置１００は図３では、第１段圧縮機１０１′、
中間冷却器１０３′及び第２段圧縮機１００′で置き換
えられ、これらは直列に接続されたことに注意された
い。この２段システムでは、本発明は２個の圧縮機１０
１′と１００′を１個の圧縮機として取扱うことによっ
て管路１０２′中の作業流体の排出管圧力を制御するの
に使用される。圧力感知装置１１６′は、第１段圧縮機
１０１′に作業流体が流入する直前の１１８′の位置で
作業流体の吸引圧力を測定する。圧力感知装置１２２′
は圧縮機１００′の出口の直後の位置１２４′で作業流
体の排出管圧力を測定する。この２段システムでは本発
明は上記と同様に機能するが、制御装置に入力かつ記憶
されるべき内部圧力比は第１段及び第２段圧縮機に対す
る内部圧力比の積になる点が異なる。
【００３３】しかし２段又は多段圧縮機冷凍システムの
本発明装置の機能に関しては２個又は３個以上の圧縮機
の機能を組合わせて１個の圧縮機として処理する必要は
ない。むしろ本発明は、図４に略示するように最終段圧
縮機の動作のみによる排出管圧力を制御する多段圧縮機
冷凍システムに使用される。図４に示すように、この圧
縮装置は第１段圧縮機１０１″、中間圧縮機１０３″、
及び第２段圧縮機１００″で構成され、これらは直列に
接続される。しかしこのシステムでは、圧力測定鵜装置
１１６″は１１８″の位置、即ち第２段圧縮機１００″
の入口の直前の位置で作業流体の吸引圧力を測定し、又
圧力感知装置１２２″は第２段圧縮機１００″の出口の
直後の位置１２４″の排出管圧力を測定する。この場合
には本発明の装置は前記と同様に動作するが、制御装置
１２８″に入力され記憶される内部圧力比は第２段圧縮
機のみの圧力比であろう。
本発明装置の機能に関しては２個又は３個以上の圧縮機
の機能を組合わせて１個の圧縮機として処理する必要は
ない。むしろ本発明は、図４に略示するように最終段圧
縮機の動作のみによる排出管圧力を制御する多段圧縮機
冷凍システムに使用される。図４に示すように、この圧
縮装置は第１段圧縮機１０１″、中間圧縮機１０３″、
及び第２段圧縮機１００″で構成され、これらは直列に
接続される。しかしこのシステムでは、圧力測定鵜装置
１１６″は１１８″の位置、即ち第２段圧縮機１００″
の入口の直前の位置で作業流体の吸引圧力を測定し、又
圧力感知装置１２２″は第２段圧縮機１００″の出口の
直後の位置１２４″の排出管圧力を測定する。この場合
には本発明の装置は前記と同様に動作するが、制御装置
１２８″に入力され記憶される内部圧力比は第２段圧縮
機のみの圧力比であろう。
【００３４】本発明の好適実施例の動作を下記の最適例
で示す。この例では本発明の動作は多セル凝縮器を有す
る２段ねじ圧縮機システムに使用する場合を示す。両圧
縮機はこの例の目的に対して結合され１つの圧縮機とし
て処理される。第１段圧縮機は２.６の内部圧縮比、第
２段圧縮機は２.８の内部圧縮比を有するものと仮定す
る。従ってこの圧縮機システムの全圧縮比は２.６×２.
８＝７.３になる。吸引圧力は一定で２９.０ psia と仮
定する。
で示す。この例では本発明の動作は多セル凝縮器を有す
る２段ねじ圧縮機システムに使用する場合を示す。両圧
縮機はこの例の目的に対して結合され１つの圧縮機とし
て処理される。第１段圧縮機は２.６の内部圧縮比、第
２段圧縮機は２.８の内部圧縮比を有するものと仮定す
る。従ってこの圧縮機システムの全圧縮比は２.６×２.
８＝７.３になる。吸引圧力は一定で２９.０ psia と仮
定する。
【００３５】図５で本発明の動作を理想的圧縮状態につ
いて説明すると、この状態は排出管圧力が予め決められ
た許容範囲に内部排出圧力が存在する場合である。ブロ
ック５２に示すように、本発明の制御シ−ケンスの第１
ステップは冷凍剤の吸引圧力、この場合は２９.０ psia
である、を測定することである。次に制御装置はブロ
ック５４で、吸引圧力に内部圧力比 Ｐi を乗ずるこ
と、図示の場合は２９.0psia ×７.３＝２１１.７ psia
によって圧縮機の内部排出圧力 Ｐd を計算する。
いて説明すると、この状態は排出管圧力が予め決められ
た許容範囲に内部排出圧力が存在する場合である。ブロ
ック５２に示すように、本発明の制御シ−ケンスの第１
ステップは冷凍剤の吸引圧力、この場合は２９.０ psia
である、を測定することである。次に制御装置はブロ
ック５４で、吸引圧力に内部圧力比 Ｐi を乗ずるこ
と、図示の場合は２９.0psia ×７.３＝２１１.７ psia
によって圧縮機の内部排出圧力 Ｐd を計算する。
【００３６】次に排出管圧力をブロック５６で計算す
る。この第１モ−ドでこの制御装置の動作を説明するた
め、周辺条件はこのシステムの設計条件に近似している
こと、及び排出管圧力は図示のように２１０ psia で有
ることを仮定する。ブロック５８で、制御装置は内部排
出圧力Ｐd から排出管圧力Ｐc を差引いてこれらの圧力
の差△P、図示の場合は２１１.７−２１０＝１.７ psia
を決定する。次に制御装置はこの１.７ psia の圧力差
の絶対値を判定ブロック６０内の予め決められた許容範
囲と比較し、上記の差がこの許容範囲より小さいか否か
を決定する。この例では許容範囲を３ psia と仮定す
る。従って上記の圧力差はこの許容範囲以下で、制御装
置は通路６２を通ってブロック６４に達し凝縮器に信号
を送らないから性能変化は起こらない。制御装置は通路
７８を通って制御装置のロジックシ−ケンス５０の出発
点に戻り制御装置のシ−ケンスを再開する。
る。この第１モ−ドでこの制御装置の動作を説明するた
め、周辺条件はこのシステムの設計条件に近似している
こと、及び排出管圧力は図示のように２１０ psia で有
ることを仮定する。ブロック５８で、制御装置は内部排
出圧力Ｐd から排出管圧力Ｐc を差引いてこれらの圧力
の差△P、図示の場合は２１１.７−２１０＝１.７ psia
を決定する。次に制御装置はこの１.７ psia の圧力差
の絶対値を判定ブロック６０内の予め決められた許容範
囲と比較し、上記の差がこの許容範囲より小さいか否か
を決定する。この例では許容範囲を３ psia と仮定す
る。従って上記の圧力差はこの許容範囲以下で、制御装
置は通路６２を通ってブロック６４に達し凝縮器に信号
を送らないから性能変化は起こらない。制御装置は通路
７８を通って制御装置のロジックシ−ケンス５０の出発
点に戻り制御装置のシ−ケンスを再開する。
【００３７】図６には本発明の動作を不足圧縮、即ち排
出感圧力が圧縮機の内部排出圧力よりも大きい場合につ
いて説明する。この場合は通常、外部温度が低い朝の時
間に起こる。低い温度の動作時間の間はこのシステムは
圧縮機の内部排出圧力に近い排出管圧力を維持するため
全凝縮性能を必要としない。しかし外気温度が上昇する
と、凝縮圧力と排出管圧力も上昇して圧縮不足の状態を
発生する。この状態は付加的凝縮性能が加えられて排出
管圧力が低下するまで継続する。
出感圧力が圧縮機の内部排出圧力よりも大きい場合につ
いて説明する。この場合は通常、外部温度が低い朝の時
間に起こる。低い温度の動作時間の間はこのシステムは
圧縮機の内部排出圧力に近い排出管圧力を維持するため
全凝縮性能を必要としない。しかし外気温度が上昇する
と、凝縮圧力と排出管圧力も上昇して圧縮不足の状態を
発生する。この状態は付加的凝縮性能が加えられて排出
管圧力が低下するまで継続する。
【００３８】この例の目的に対して、吸引圧力はブロッ
ク５２′に示すように依然として２９psiaであると仮定
する。従って内部圧力比は一定であるから、計算された
内部排出圧力は、ブロック５４′に示すように依然とし
て２１１.７psiaに等しい。しかし、外気温度が上昇す
るから排出管圧力も上昇し、事実上はブロック５６′に
示すように２２０psiaになる。ブロック５８′の計算さ
れた△Ｐは−８.３psiaに等しくなる。このため判定ブ
ロック６０′では△Ｐの絶対値は予め決められた許容範
囲の３psiaより大きくなるから制御装置は通路６６′を
通って第２判定ブロック６８′に接続する。この判定ブ
ロックで、−８.３psiaはゼロより小さいことが判定さ
れ、制御装置は圧縮不足通路である通路７０′を通って
ブロック７２′に接続し、ここで制御装置は凝縮器に性
能増加信号を送り、排出管圧力を低下してこれを許容範
囲内に下げる。判定ブロック７２′を出ると制御装置の
接続は通路７８′を通って出発ブロック５０′に戻る。
ク５２′に示すように依然として２９psiaであると仮定
する。従って内部圧力比は一定であるから、計算された
内部排出圧力は、ブロック５４′に示すように依然とし
て２１１.７psiaに等しい。しかし、外気温度が上昇す
るから排出管圧力も上昇し、事実上はブロック５６′に
示すように２２０psiaになる。ブロック５８′の計算さ
れた△Ｐは−８.３psiaに等しくなる。このため判定ブ
ロック６０′では△Ｐの絶対値は予め決められた許容範
囲の３psiaより大きくなるから制御装置は通路６６′を
通って第２判定ブロック６８′に接続する。この判定ブ
ロックで、−８.３psiaはゼロより小さいことが判定さ
れ、制御装置は圧縮不足通路である通路７０′を通って
ブロック７２′に接続し、ここで制御装置は凝縮器に性
能増加信号を送り、排出管圧力を低下してこれを許容範
囲内に下げる。判定ブロック７２′を出ると制御装置の
接続は通路７８′を通って出発ブロック５０′に戻る。
【００３９】図７により本発明動作を、排出管圧力が圧
縮機の内部排出圧力よりも小さい場合に過圧縮が存在す
るケースについて説明しよう。この状態は、外気温度が
日中の最高温度から降下する時に発生する。外気温度が
日中の最高温度にある間は、冷凍システムは、排出管圧
力を凝縮器の内部排出圧力近くに維持しすため最大凝縮
性能を要求する。しかし外気温度が低下し始めると、冷
凍負荷が一定であると仮定すると、凝縮圧力も排出管圧
力も下降し始める。この排出管圧力の降下は過圧縮の状
態を発生し、この状態は凝縮性能が低下して排出管圧力
が増加し始めるまで継続する。
縮機の内部排出圧力よりも小さい場合に過圧縮が存在す
るケースについて説明しよう。この状態は、外気温度が
日中の最高温度から降下する時に発生する。外気温度が
日中の最高温度にある間は、冷凍システムは、排出管圧
力を凝縮器の内部排出圧力近くに維持しすため最大凝縮
性能を要求する。しかし外気温度が低下し始めると、冷
凍負荷が一定であると仮定すると、凝縮圧力も排出管圧
力も下降し始める。この排出管圧力の降下は過圧縮の状
態を発生し、この状態は凝縮性能が低下して排出管圧力
が増加し始めるまで継続する。
【００４０】前記と同様に、吸引圧力は一定に維持さ
れ、図示のようにブロック５２″には２９psiaが存在す
るものと仮定する。従って、内部圧力比は一定に維持さ
れているから、計算された内部排出圧力は依然としてブ
ロック５４″に示すように２１１.７psiaに等しい。し
かし、外気温度が前の高レベルから降下するから、排出
管圧力はブロック５６″に示す２００psiaに事実上低下
する。ブロック５８″内の計算された△Ｐは１１.７psi
aに等しくなる。従って判定ブロック６０″内では△Ｐ
の絶対値は予め決められた許容範囲３psiaよりも大き
く、制御装置は通路６６″で第２判定ブロック６８″に
接続する。この判定ブロック６８″で１１．７がゼロよ
り大きい決定が行なわれ、従って制御装置は過圧縮通路
である通路７４″を経てブロック７６″に接続し、制御
装置は凝縮器に信号を送りこの性能を減少する。凝縮器
のこの性能減少は排出管圧力を、排出管圧力が許容範囲
内に達するように増加する。この凝縮器性能減少は前記
のように、ファンモータの減速、一部のファンの停止又
はファンダンパの閉鎖などによって容易に行なわれる。
判定ブロック７６″を出た後、制御装置は通路７８″を
通って出発ブロック５０″に戻る。
れ、図示のようにブロック５２″には２９psiaが存在す
るものと仮定する。従って、内部圧力比は一定に維持さ
れているから、計算された内部排出圧力は依然としてブ
ロック５４″に示すように２１１.７psiaに等しい。し
かし、外気温度が前の高レベルから降下するから、排出
管圧力はブロック５６″に示す２００psiaに事実上低下
する。ブロック５８″内の計算された△Ｐは１１.７psi
aに等しくなる。従って判定ブロック６０″内では△Ｐ
の絶対値は予め決められた許容範囲３psiaよりも大き
く、制御装置は通路６６″で第２判定ブロック６８″に
接続する。この判定ブロック６８″で１１．７がゼロよ
り大きい決定が行なわれ、従って制御装置は過圧縮通路
である通路７４″を経てブロック７６″に接続し、制御
装置は凝縮器に信号を送りこの性能を減少する。凝縮器
のこの性能減少は排出管圧力を、排出管圧力が許容範囲
内に達するように増加する。この凝縮器性能減少は前記
のように、ファンモータの減速、一部のファンの停止又
はファンダンパの閉鎖などによって容易に行なわれる。
判定ブロック７６″を出た後、制御装置は通路７８″を
通って出発ブロック５０″に戻る。
【００４１】前記と同様に、吸引圧力は一定に維持さ
れ、図示のようにブロック８２″には２９ｐｓｉａが存
在するものと仮定する。従って、内部圧力比は一定に維
持されているから、計算された内部排出圧力は依然とし
てブロック５４″に示すように２１１.７psiaに等し
い。しかし、外気温度か前の高レベルから降下するか
ら、排出管圧力はブロック５６″に示す２００psiaに事
実上低下する。ブロック５８″内の計算された△Ｐは１
１.７psiaに等しくなる。従って所定ブロック６０″内
では△Ｐの絶対値は予め決められた許容範囲３psiaより
も大きく、制御装置は通路６６″で第２所定ブロック６
８″に接続する。この所定ブロック６８″で１１.７が
ゼロより大きい決定が行なわれ、従って制御装置は過圧
縮通路である通路７４″を経てブロック７６″に接続
し、制御装置は凝縮器に信号を送りこの性能を減少す
る。凝縮器のこの性能減少は排出管圧力を、排出管圧力
が許容範囲内に達するように増加する。この凝縮器性能
減少は前記のように、ファンモータの減速、一部のファ
ンの定し又はファンダンパの閉鎖などによって容易に行
なわれる。判定ブロック７６″を出た後、制御装置は通
路７８″を通って出発ブロック５０″に戻る。
れ、図示のようにブロック８２″には２９ｐｓｉａが存
在するものと仮定する。従って、内部圧力比は一定に維
持されているから、計算された内部排出圧力は依然とし
てブロック５４″に示すように２１１.７psiaに等し
い。しかし、外気温度か前の高レベルから降下するか
ら、排出管圧力はブロック５６″に示す２００psiaに事
実上低下する。ブロック５８″内の計算された△Ｐは１
１.７psiaに等しくなる。従って所定ブロック６０″内
では△Ｐの絶対値は予め決められた許容範囲３psiaより
も大きく、制御装置は通路６６″で第２所定ブロック６
８″に接続する。この所定ブロック６８″で１１.７が
ゼロより大きい決定が行なわれ、従って制御装置は過圧
縮通路である通路７４″を経てブロック７６″に接続
し、制御装置は凝縮器に信号を送りこの性能を減少す
る。凝縮器のこの性能減少は排出管圧力を、排出管圧力
が許容範囲内に達するように増加する。この凝縮器性能
減少は前記のように、ファンモータの減速、一部のファ
ンの定し又はファンダンパの閉鎖などによって容易に行
なわれる。判定ブロック７６″を出た後、制御装置は通
路７８″を通って出発ブロック５０″に戻る。
【００４２】本発明の動作をねじ圧縮機冷凍システムに
ついて説明したが、当業者には固定又は可変容積比圧縮
機を利用する任意の冷凍又は空気調和システムに本発明
が利用できることが理解できよう。本発明は凝縮器性能
が減少するにつれてエネルギー入力を減少するのに使用
される多段制御ステップを有する凝縮器動作でエネルギ
ーの節約が行われる。本発明の範囲内で種々の変更が可
能であることは明らかである。
ついて説明したが、当業者には固定又は可変容積比圧縮
機を利用する任意の冷凍又は空気調和システムに本発明
が利用できることが理解できよう。本発明は凝縮器性能
が減少するにつれてエネルギー入力を減少するのに使用
される多段制御ステップを有する凝縮器動作でエネルギ
ーの節約が行われる。本発明の範囲内で種々の変更が可
能であることは明らかである。
【００４３】
【発明の効果】本発明により空気調和又は冷凍システム
の排出管圧力を制御した従来よりもエネルギーを節約す
る制御方法と装置が得られる。
の排出管圧力を制御した従来よりもエネルギーを節約す
る制御方法と装置が得られる。
【図１】 本発明の制御ロジックのフローチャートのブ
ロック図
ロック図
【図２】 本発明を利用する代表的な空気調和又は冷凍
システムの構成を示す略示図
システムの構成を示す略示図
【図３】 本発明を利用する２段圧縮機冷凍システムの
一構成を示す略示図
一構成を示す略示図
【図４】 本発明を利用する２段圧縮機冷凍システムの
別構成を示す略示図
別構成を示す略示図
【図５】 理想的圧縮に対する本発明の制御ロジックの
動作を示すフローチャートのブロック図
動作を示すフローチャートのブロック図
【図６】 圧縮不足の場合の本発明の制御ロジックの動
作を示すフローチャートのブロック図
作を示すフローチャートのブロック図
【図７】 過圧縮の場合の本発明の制御ロジックの動作
を示すフローチャートのブロック図
を示すフローチャートのブロック図
１００・・・圧縮機、 １０２、１０６、１１０、１１
４・・・導管、 １０４・・・凝縮器、 １０８・・・
膨張装置、 １１２・・・蒸発器、 １１６、１２２・
・・圧力感知装置、 １２０、１２６・・・線路、 １
２８・・・制御装置、
４・・・導管、 １０４・・・凝縮器、 １０８・・・
膨張装置、 １１２・・・蒸発器、 １１６、１２２・
・・圧力感知装置、 １２０、１２６・・・線路、 １
２８・・・制御装置、
Claims (12)
- 【請求項１】圧縮装置に流入する直前の位置で作業流体
の吸引圧力を測定する過程と、 上記吸引圧力を第１信号に変換し、該第１信号を制御装
置に送り、吸引圧力を表わす第１信号に圧縮機の内部圧
力比を乗じて圧縮機の内部排出圧力計算する過程と、 圧縮装置出口の直後の位置で作業流体の排出管圧力を測
定する過程と、 上記排出管圧力を第２信号に変換する過程と、 該第２信号を制御装置に送り、次に計算された内部排出
圧力を、排出管圧力を表わす上記第２信号と比較する過
程と、 内部排出圧力と排出管圧力との差の絶対値が予め決めら
れた許容範囲よりも小さい場合には、第１モードで動作
して制御装置は凝縮装置の性能を変化する制御信号を送
らず、 内部排出圧力と排出管圧力との差の絶対値が予め決めら
れた許容範囲よりも大きく、また内部排出圧力が排出管
圧力よりも大きい場合には、第２モードで動作して凝縮
装置の性能を減少して、排出管圧力を内部排出圧力の予
め決められた許容範囲内で増加する過程と、 内部排出圧力と排出管圧力との差の絶対値が予め決めら
れた許容範囲よりも大きく、内部排出圧力が排出管圧力
よりも小さい場合には、第３モードで動作して凝縮装置
の性能を増加して、排出管圧力を内部排出圧力の予め決
められた許容範囲まで減少する過程と、 を含むことを特徴とする冷凍システム又は空気調和シス
テムのヘッド圧力を制御する制御方法。 - 【請求項２】圧縮装置はねじ式、回転翼式又は渦巻式圧
縮機である「請求項１」に記載の制御方法。 - 【請求項３】ねじ圧縮機は固定又は可変容積比を有する
「請求項２」に記載の制御方法。 - 【請求項４】作業流体は冷凍剤である「請求項１」に記
載の制御方法。 - 【請求項５】圧縮装置は２個又は３個以上の分離した圧
縮装置からなり、内部圧力比は各分離した圧縮装置の各
内部圧力比の積に等しい「請求項１」に記載の制御方
法。 - 【請求項６】圧縮装置は複数の圧縮システムの最終段圧
縮機で、内部圧力比は上記の最終段圧縮機の内部圧力比
である「請求項１」に記載の制御方法。 - 【請求項７】作業流体の入口と出口とを有する圧縮装置
と、 作業流体の入口と出口とを有し、該入口は圧縮装置出口
に接続された凝縮装置と、 凝縮装置出口に接続された作業流体用の入口と出口とを
有する作業流体膨張装置と、 上記膨張装置の出口に接続された作業流体用の入口及び
上記圧縮装置の入口に接続された出口とを備えた蒸発装
置と、を含む冷凍及び空気調和システムのヘッド圧力制
御装置において、 圧縮装置入口の直前の位置で作業流体の吸引圧力を測定
し、該吸引圧力を制御装置に送る第１圧力感知装置と、 圧縮装置出口の直流の位置で作業流体の排出管圧力を測
定し、該排出管圧力を制御装置に送る第２圧力感知装置
と、 上記第１及び第２圧力感知装置からの送信を受取り、吸
引圧力に、前に入力された内部圧力比を乗じて圧縮装置
の内部排出圧力を計算し、該内部排出圧力を排出管圧力
を排出管圧力と比較する制御装置とを備え、 前記制御装置は、内部排出圧力と排出管圧力との差の絶
対値が、予め決められた許容範囲よりも小さい場合に
は、第１モードで動作して、凝縮装置の性能を変化する
制御信号を送らず、 内部排出圧力と排出管圧力との差の絶対値が、予め決め
られた許容範囲よりも大きく、また内部排出圧力が排出
管圧力よりも大きい場合、第２モードで動作して凝縮装
置の性能を減少する制御信号を送り、 内部排出圧力と排出管圧力との差の絶対値が、予め決め
られた許容範囲よりも大きく、また、内部排出圧力が排
出管圧力よりも小さい場合、前記制御装置は第３モード
で動作して凝縮装置の性能を増加する制御信号を送るこ
とを特徴とする冷凍又は空気調和システムのヘッド圧力
制御装置。 - 【請求項８】圧縮機はねじ型、回転翼型又は渦巻型圧縮
機である「請求項７」に記載の制御装置。 - 【請求項９】ねじ圧縮機は固定又は可変内部容積比を有
する「請求項８」に記載の制御装置。 - 【請求項１０】作業流体は冷凍剤である「請求項７」に
記載の制御装置。 - 【請求項１１】圧縮装置は２個又は３個以上の分離した
圧縮機段からなり、第１圧力感知装置は第１圧縮機段入
口の直前の点で作業流体の吸引圧力を測定し、更に第２
圧力感知装置は最終圧縮機段出口の直後の排出管圧力を
測定し、また、前以て入力された内部圧力比は各圧縮機
段の各内部圧力比の積に等しい「請求項７」に記載の制
御装置。 - 【請求項１２】圧縮装置は２個又は３個以上の分離した
圧縮機段からなり、第１圧力感知装置は最終圧縮機段入
口の直前の位置で作業流体の吸引圧力を測定し、第２圧
力感知装置は最終圧縮機段出口の直後の排出管圧力を測
定し、更に前以て入力された内部圧力比は最終圧縮機段
の内部圧力比に等しい「請求項７」に記載の制御装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US720023 | 1991-06-24 | ||
| US07/720,023 US5150581A (en) | 1991-06-24 | 1991-06-24 | Head pressure controller for air conditioning and refrigeration systems |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05187728A true JPH05187728A (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=24892339
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4152189A Pending JPH05187728A (ja) | 1991-06-24 | 1992-06-11 | 空気調和又は冷凍システムのヘッド圧力制御方法と制御装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5150581A (ja) |
| EP (1) | EP0520628A3 (ja) |
| JP (1) | JPH05187728A (ja) |
| CA (1) | CA2068172C (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2006207974A (ja) * | 2005-01-31 | 2006-08-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 冷凍装置及び冷蔵庫 |
| JP2013508662A (ja) * | 2009-10-23 | 2013-03-07 | ハバード プロダクツ リミテッド | 冷凍プラントおよびそれを制御する方法 |
| CN106440591A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-02-22 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种空调高压比控制方法、控制器和空调控制系统 |
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- 1992-06-11 JP JP4152189A patent/JPH05187728A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0520628A3 (en) | 1994-08-10 |
| US5150581A (en) | 1992-09-29 |
| CA2068172A1 (en) | 1992-12-25 |
| CA2068172C (en) | 1994-04-12 |
| EP0520628A2 (en) | 1992-12-30 |
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