JPH0833248B2 - インバータ駆動遠心圧縮機に基づく水冷却器用容量制御装置 - Google Patents

インバータ駆動遠心圧縮機に基づく水冷却器用容量制御装置

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JPH0833248B2
JPH0833248B2 JP60208540A JP20854085A JPH0833248B2 JP H0833248 B2 JPH0833248 B2 JP H0833248B2 JP 60208540 A JP60208540 A JP 60208540A JP 20854085 A JP20854085 A JP 20854085A JP H0833248 B2 JPH0833248 B2 JP H0833248B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明は一般に冷却装置に関し、より詳細には最適制
御経路に沿ってより有効なかつ効率的な動作点を実現す
るために可変入口案内羽根及び圧縮機速度が共に吸込流
の測定に応答して調整されるというインバータ駆動遠心
圧縮機ベースの水冷却器用容量制御装置に関する。
従来技術の説明 米国特許・商標局における本願の主題についての従来
技術のサーチにより以下の米国特許証が見出された。
2,983,111 3,633,073 3,174,298 3,780,532 3,248,896 4,142,838 3,355,906 4,156,578 3,522,711 本発明は、1979年5月1日に発行された米国特許証第
4,151,725号の「大容量機械を調整する制御装置(Contr
ol System for Regulating Large Capacity Machiner
y)」、及び1981年8月11日に発行された米国特許証第
4,282,719号の「大容量回転機械を調整する制御装置(C
ontrol System for Regulating Large Capacity Rotati
ng Machinery)」の改良である。これらの特許の両方が
本出願と同じ譲受人に譲渡されている。特許第4,151,72
5号においては、圧縮機の水頭値は、蒸発器を出る飽和
した冷媒蒸気の温度と凝縮器を出る流体冷媒の温度との
差から推測された。この温度差は案内羽根の位置を調整
する手段と、圧縮機を駆動する手段との両方を調整する
ために制御装置によって使用された。しかし、等エント
ロピー圧縮機水頭パラメータと凝縮及び蒸発冷媒温度間
の差との間の関数の仮定した線形性は装置の動作におい
て軽負荷でかつ低水頭では完全には正確ではないようで
あった。
特許第4,282,719号においては、軽負荷でかつ低水頭
での圧縮機水頭のより正確な指示は比(Pcd−Pev)/Pev
の関数である信号により決定されるべきであることを認
識することにより先の米国特許第4,151,725号について
改良を行った。この比の分子は凝縮器絶対圧力Pcdと蒸
発器絶対圧力Pevとの差から得られる。この比信号の分
母は蒸発器絶対圧力Pevから得られる。
本発明は、特許第4,151,725号のライン62上の電気信
号から得られるPRVつまりプリローテーション羽根信号
として参照される入口案内羽根位置信号、及び特許第4,
282,719号の各ライン111,113上のトランスジューサ110,
112から取られた凝縮器及び蒸発器における絶対圧力信
号を使用している。本発明の実質的な改良は一部分は吸
込流信号を検出することの追加によっている。PRV信
号、圧縮機水頭信号及び吸込流信号の連続的な測定によ
って、本発明はこれらの測定に応答して初期動作点を計
算するマイクロプロセッサを有している。この動作点が
予め記憶されたサージ表面方程式を含むマイクロプロセ
ッサにより発生されたサージ表面から十分に離れている
ように決定された場合には、マイクロプロセッサは動作
点を、より低い圧縮機速度かつより開いたPRV位置にあ
る新しい動作点に移動させる。
本発明の別の実施例においては、圧縮機水頭信号は圧
縮機の実際のモータ速度信号に置き換えられている。こ
のように、マイクロプロセッサはPRV信号、モータ速度
信号及び吸込流信号の連続した測定を使用して、初期動
作点を計算し、同時に前述したようにより低い圧縮機速
度及び開いた羽根位置にあるより最適な動作点があるか
否か決定する。
従って、本発明の一般的な目的は、圧縮機速度及び案
内羽根位置が効率的なかつ有効な動作点に調整されるが
しかしサージ状態は避けるという冷却装置用の改良され
た容量制御装置を提供することである。
本発明の目的は、現存の冷却装置において容易に測定
できる量に応答して、サージを避けながらエネルギを節
約する方法で圧縮機駆動モータの速度と入口案内羽根の
位置との両方を調整する制御信号を発生するマイクロプ
ロセッサを備えた容量制御装置を提供することである。
本発明の別の目的は、PRV信号、圧縮機水頭信号及び
吸込流信号の連続した測定に応答して初期動作点を計算
するマイクロプロセッサを備えた冷却装置用容量制御装
置を提供することである。
本発明の更に別の目的は、PRV信号、圧縮機モータ速
度信号及び吸込流信号に応答して初期動作点を計算する
マイクロプロセッサを備えた冷却装置用容量制御装置を
提供することである。
本発明のこれらの目的に基づいて、閉じた冷却回路内
に接続されている圧縮機、凝縮機及び蒸発器を含む冷却
装置用容量制御装置が提供される。圧縮機は、複数の可
変入口案内羽根と、入口案内羽根位置を調整するために
接続されたモータと、圧縮機を駆動するために接続され
た電気速度モータとを備えている。容量制御装置は、使
用者に要求される温度設定点を確立して信号を発生する
ための調整可能手段と、入口案内羽根の物理的位置を検
出して信号を発生する手段と、蒸発器から吐出される冷
却された水の温度を検出して信号を発生する手段と、蒸
発器を出る冷媒蒸気の温度を検出して信号を発生する手
段と、そして各信号に応答して制御信号を発生して圧縮
機駆動モータの速度と入口案内羽根の位置とを調整する
制御手段と、圧縮機の吸入ダクト内のオリフィスプレー
トを通る差動圧力を検出して信号を発生する手段と、圧
縮機速度を与えるのに使用される入力信号を与える手段
とを備え、制御手段は、前記各信号に応答して前記圧縮
機速度と入口案内羽根の位置をそれぞれ表す、現在の動
作点を限定する指示を得るために設けられたマイクロプ
ロセッサを含み、該マイクロプロセッサは、現時点にお
ける入口案内羽根の動作条件のもとでサージ条件を示す
曲線と前記動作点を比較することにより該現在の動作点
が十分にサージから離れているか否かを決定する手段を
含み、前記曲線は圧縮機速度を示す値とサージ点での吸
込流との関係を示し、前記マイクロプロセッサは、第2
の動作点を決定するために、前記現在の動作点がサージ
領域にあることがわかるまで圧縮機モータの速度を継続
して減分することにより装置容量を減少し、そして前記
圧縮機駆動モータの速度を続いて増分して所定の値まで
サージから離れる第2の動作点に至らせる手段と、使用
者に要求される温度設定点と冷却水の温度との誤差が所
定の温度誤差内になるまで前記入口案内羽根の開度を調
整する手段を含んでいる。
以下に図示実施例について詳細に説明する。
第1図にはブロック図で冷媒をライン21を介して凝縮
器22に送る遠心圧縮機20を備えた冷却装置が示されてい
る。クーリングタワー(図示せず)からの水はライン23
を介して入りライン24を出る。この水は凝縮器22内の流
体冷媒と熱交換関係にある。凝縮器22の吐出側にある冷
媒はライン25を介して固定オリフィス26に送られる。オ
リフィス26の出口はライン27を介して蒸発器28の冷媒入
口に接続されている。この冷媒は次に蒸発器を介して送
られ、複数の入口案内羽根31つまりプリローテーション
羽根(PRV)を有する吸込ダクト30に出る。案内羽根31
の位置はライン33を介して制御信号を受ける小さいPRV
モータ32により調整される。ビルディングあるいはクー
リングロード(図示せず)からの高い温度の水はライン
34から入り、冷却された水は蒸発器28内の冷媒蒸気と熱
交換関係にある。
誘導モータ36のような電気的原動機は遠心圧縮機20を
駆動するために軸37を介して接続されている。モータ36
は次にインバータ37により駆動される。インバータ37は
インバータ出力電圧の大きさを決定するためにライン38
を介してDC入力電圧を受ける。電圧制御回路40が電圧源
ライン41とインバータ37にDC入力電圧を送るライン38と
の間に備えられている。インバータ出力電圧の周波数は
論理回路44からのライン43上に現れるタイミングつまり
ゲート信号の周期性により調整される。周知のように、
ライン45上にある論理回路44を通る調整入力信号は、ラ
イン45上の信号の大きさによって決定される周波数で出
力パルスを与えるように論理回路内の電圧制御発振器を
制御するDC電圧である。論理回路は一般に、インバータ
37内のサイリスタ等のスイッチング手段にパルスを送る
リングカウンタ形回路を備えている。
更に説明されるように、本冷却装置の要素は本質的に
は全く従来の通りであり、米国特許第4,151,725号の第
1図に示されたものと同じ要素である。この特許は引用
によりここに記載された。本発明の実質的な改良は一部
にはマイクロプロセッサ110を設けたことにある。マイ
クロプロセッサ110は圧縮機サージを避けながら最適動
作点を得るようにエネルギを節約する方法でライン51を
介して誘導モータ36の速度とライン33を介してプリロー
テーション羽根31の物理的位置との両方を調整するため
に使用される。ライン33上の羽根制御信号は、ライン53
上の「羽根開」信号か、ライン54上の「羽根閉」信号か
あるいは全く無信号(「羽根保持(hold vances)」の
どれかである。明らかなように、ライン112上のマイク
ロプロセッサ110からの出力速度制御信号はデジタル−
アナログ(D/A)変換器114を介してライン51に送られ
る。ライン116及び118上のマイクロプロセッサ110から
の羽根位置制御信号はそれぞれD/A変換器120及び121を
介してライン53及び54に送られる。これらの出力制御信
号は、ここで説明される種々の入力信号から得られる。
ライン55の第1の入力信号は第1の圧力トランスジュ
ーサ56により与えられ、凝縮器22内の絶対圧力の関数で
ある。ライン57の第2の入力信号は第2の圧力トランス
ジューサ58により与えられ、蒸発器28内の絶対圧力の関
数である。第1の入力信号は、ライン124を介してマイ
クロプロセッサ110を駆動するためにアナログ−デジタ
ル(A/D)変換器122を介して送られる。第2の入力信号
はA/D変換器126を介して送られライン128を介してマイ
クロプロセッサ110を駆動する。圧力トランスジューサ5
6,58は、米国特許第4,282,719号の第1図に示された圧
力トランスジューサ110及び112と同じ形式のものであ
る。
ライン62の第3の入力信号はポテンショメータ61によ
り与えられる。ポテンショメータ61は点線61aにより示
されたようにPRVモータ32の出力軸に機械的に結合され
た可動腕つまりワイパーを有している。そのため、この
第3の入力信号は連続的な方法で入口案内羽根31の物理
的位置(つまり、羽根全開−WOV、3/4開、1/2開等)を
示している。第3の信号はA/D変換器130に送られ、ライ
ン132を介してマイクロプロセッサ110を駆動する。ライ
ン64の第4の入力信号は、蒸発器28から吐出された冷却
された水の温度を検出するように配置されたサーミスタ
63から得られる。この第4の信号は瞬間的な負荷状態を
表しており、A/D変換器134に送られライン136を介して
マイクロプロセッサ110を駆動する。ライン138の第5の
入力信号はポテンショメータ66から得られ、温度設定点
つまり所望の状態の信号を表している。この第5の信号
はA/D変換器140に送られ、ライン142を介してマイクロ
プロセッサ110に送られる。
オリフィスプレート144はプリローテーション羽根31
の手前にある吸込ダクト30内に設けられており、また差
動圧力トランスジューサ146はライン148に吸込流速信号
を発生するためにオリフィスプレート144の両端間に動
作的に接続されている。この吸込流速信号は第6の入力
信号であり、A/D変換器150に送られライン152を介して
マイクロプロセッサ110に送られる。ライン153の第7の
入力信号は蒸発器28を出る飽和した冷媒蒸気の温度を検
出するサーミスタ155により与えられる。この第7の入
力信号はA/D変換器157に送られ、ライン159を介してマ
イクロプロセッサ110に送られる。
第3図を参照して本発明の動作について説明する。第
3図は、圧力比Pcd/Pevにより近似される圧縮機水頭が
左側座標に沿ってプロットされ、一方吸込流速度Qsが横
軸に沿ってプロットされているチャート上に、一定PRV
設定の表面がどのように現れるかをグラフで示してい
る。例えば、圧縮機水頭がhaに等しく、吸込流速度がQa
に等しくそしてPRVが1/2開度にある場合には、動作点A
が決定される。任意の一定PRV表面について、サージラ
インから離れた「安全(safe)」距離を決定するサージ
ライン及び制御ラインの両方が存在することがわかる。
1/2に等しいPRV表面においては、サージラインはS−S
として示されている。マイクロプロセッサはそのメモリ
内に予め記憶している表面方程式として第3図のチャー
トを保持しており、入力信号から現在の動作点を計算
し、そして動作点がサージ表面から十分に離れているか
否か決定する。この例では、マイクロプロセッサは、動
作点Aが第3図において制御ラインL−Lの右側にある
ことを決定する。これは、より低い圧縮機速度かつより
開いた羽根位置に同じ水頭かつ同じ流速があるところ
に、新しいつまりより最適な動作点が存在することを示
している。より低い速度及びより開いた羽根のこの組み
合わせは少ないエネルギしか消費しない。
この別の速度及び羽根位置の組み合わせを得るため
に、マイクロプロセッサは例えば1/4hzだけ圧縮機速度
を減分させる。次に、冷却された水の温度制御ループ
は、水の温度の誤差が0.15゜F以内になるまでPRVの動作
によって、閉鎖(クローズ)される。クローズされた温
度制御ループは、羽根を開くかまたは閉じて冷却された
水の温度と温度設定点の温度の誤差を0.15°F以内に調
整する。この温度制御ループは冷却水を所望の設定点温
度に維持するものでサージの回避には直接関係していな
い。この新しい速度及び羽根位置の組み合わせにおいて
マイクロプロセッサは、この新しい動作点が再び、適用
される制御ラインの右側にあるか否か決定する。もしそ
うであれば、別の1/4hzの速度の低下が行なわれる。
このプロセスは、動作点が、適用できる制御ラインの
左側にあることをマイクロプロセッサにより決定される
まで、連続的に繰り返される。次に、圧縮機の速度は1/
4hzだけ増分され、そしてプロセスはある時間周期の間
例えば30分間、つまりPRVあるいは流れの前の値の10%
の変化まで停止する。
羽根が全開した(WOV)状態で、その時現在の動作点
が、適用できる制御ラインの右側にあることがわかった
場合には、プロセスは中断される。WOVのこの範囲にお
いては、圧縮機速度は、温度設定点(ポテンショメータ
66)により決定される水温誤差により制御される。圧縮
機の速度は温度の誤差を零にするために必要とされる値
をとる。
第3図の動作に関連して説明した機能を実行するため
に必要とされるマイクロプロセッサ110の詳細はフロー
チャートで第2図に示されている。マイクロプロセッサ
110は、ライン124から圧縮機絶対圧力を表す第1の入力
信号と、ライン128から蒸発器絶対圧力を表す第2の入
力信号とを受ける割り算ブロック154を有している。割
り算ブロック154は出力ライン156上に比である信号を再
生する。メモリ及びカリキュレータブロック158は、圧
縮機水頭を示す比をライン156上を受け取る。ライン132
上の羽根位置を表す第3の入力信号もブロック158で受
信される。
ライン152からのオリフィスプレート148の両端間の差
動圧力を表す第6の入力信号は流速ブロック160で受信
される。ブロック160への他の入力はライン159から蒸発
器28を出る冷媒蒸気の温度を表す第7の信号である。こ
れら2つの入力から、ブロック160は吸込流速を示す出
力信号をライン162上に発生する。この信号もブロック1
58に送られる。ブロック158は第3図に示されたサージ
表面方程式を記憶するために使用され、また第3図の点
Aのようなその時現在の動作点を計算するために圧縮機
水頭及び吸込流速の測定値を表す入力信号を受信する。
ライン163上のブロック158の出力は、現在の動作点が適
用できる制御ラインの右側にあるか否かを決定するため
に決定ブロックつまり論理ブロック164に送られる。
現在の動作点が制御ラインの右側にあることがわかっ
た場合には、圧縮機速度はライン168を介して速度ブロ
ック166により減分される。ブロック166からのライン11
2を介したこの出力速度制御信号は、D/A変換器114及び
ライン51を介して誘導モータ36の速度を調整するために
使用される。一方、現在の動作点が制御ラインの左側に
あることがわかった場合には、圧縮機速度がライン172
を介して速度ブロック170により増分される。ブロック1
70の出力ライン174も誘導モータ36の速度を調整するた
めにD/A変換器114に送られる。
ブロック166のライン176上の第2の出力は水温制御ブ
ロック180への入力信号である。ブロック180は付加的入
力として、ライン136から瞬間的負荷状態を表す第4の
信号、及び所望の状態を表すライン142からの第5の信
号を受信する。ブロック180は、冷却された水の温度設
定点との間の誤差が0.15゜F以内にあるように、羽根の位
置を開、閉あるいは保持するために使用される。ブロッ
ク180は2つの出力を有しており、一方はライン116上の
「羽根開(open vanes)」制御信号であり、他方はライ
ン118上の「羽根閉(close vanes)」制御信号である。
羽根制御信号はライン33を介してPRVモータ32を調整す
るために使用される。現在の動作点が制御ラインL−L
の左側にあると決定された場合には、決定ブロック182
は、30分が経過後まであるいはPRVないし流れが先行の
値の10%だけ変化するまで速度及びPRVの変化を更に遅
延するために使用される。
第4図には本発明の容量制御装置の第2の実施例が示
されている。誘導モータ36の実際のモータ速度が表すラ
イン72上の新しい入力信号がライン55,57(第1図)上
の第1及び第2の入力信号及び関連の要素56,58,122及
び126に置き換わっていることを除いて、第4図の要素
及び信号は全て第1図のものと同じである。明らかなよ
うに、モータ速度信号はA/D変換器183に送られ、ライン
184を介してマイクロプロセッサ110aを駆動する。実際
のモータ速度はライン74によりモータ36に接続されたタ
コメータ73により得ることができる。これらは第4図と
第1図と唯一の相違であるので、第4図に示されている
他の要素及びそれらの相互接続について説明することは
不要であると思われる。
同様に、第4図に示された第2の実施例の動作を理解
するためには、第6図が参照される。第6図は、マッハ
数として言及される圧縮機速度Mが縦座標に沿ってプロ
ットされかつ吸込流速Qsが横軸に沿ってプロットされる
というチャート上に、一定PRV設定の表面がどのように
現れるかをグラフで示している。例えば、圧縮機速度が
Mに等しく、吸込流速がQsに等しくそしてPRVが1/2開で
ある場合には、動作点Aが決定される。再び、制御ライ
ンが各一定PRV表面に対して存在することが思い出され
ねばならない。PRVが1/2に等しい表面においては、制御
ラインはL−Lとして示されている。マイクロプロセッ
サは、予め記憶された表面方程式として第6図のチャー
トをメモリ内に保持しており、これらの入力信号から現
在の動作点を計算し、そしてそれがサージラインS−S
から十分に離れているか否か決定する。この図では、マ
イクロプロセッサ110aは、動作点Aが第6図の制御ライ
ンL−Lの右側にあることを決定している。このよう
に、これは、サージなしの動作点がより低い速度及び開
いた羽根位置において現れることを意味している。
このように、マイクロプロセッサは次に圧縮機速度を
1/4hzだけ減分しそして、水温の誤差が0.15゜F以内にあ
るように、冷却された水の温度制御ループがPRVの動作
によって閉じられる。速度を減分するプロセスは最適動
作点に到達するために、第3図に関して先に説明された
と同じ方法で連続的に繰り返される。
第6図に関して説明された機能を実行するために必要
とされるマイクロプロセッサ110aの詳細はフローチャー
トで第5図に示されている。ライン184のモータ速度信
号が第2図のライン124,128上の第1a及び第2の信号と
置き換わっていることを除いて、第5図は第2図と同じ
である。このように、モータ速度信号は入力としてメモ
リ及びカリキュレータブロック158aに印加される。カリ
キュレータブロック158aは第6図に示されたように表面
方程式を記憶している。これらが第5図と第2図との間
の唯一の相違であるので、第5図に図示された残りの要
素及び他の相互接続を説明することは必要ないと考えら
れる。
前述した詳細な説明から、本発明はPRV信号、圧縮機
水頭信号及び吸込信号の連続した測定値に応答して、サ
ージ状態を避けつつ有効なかつ効率的な動作点へ圧縮機
速度及び入口案内羽根位置の両方を調整する制御信号を
発生するマイクロプロセッサを備えた冷却装置用の改良
された容量制御装置を提供することがわかる。更に、第
2の実施例においては、マイクロプロセッサは、圧縮機
駆動モータの速度と入口案内羽根の位置との両方を調整
する制御信号を発生するために、PRV信号、モータ速度
信号、及び吸込流信号の連続した測定に応答する。
【図面の簡単な説明】
第1図はマイクロプロセッサを備える本発明の容量制御
装置のブロック図、第2図はフローチャートにより第1
図のマイクロプロセッサを図示する詳細図、第3図は第
1図及び第2図の本発明の動作を理解するために有効な
グラフを示す図、第4図は本発明の容量制御装置の第2
の実施例のブロック図、第5図はフローチャートにより
第4図のマイクロプロセッサを図示する詳細図、第6図
は第4図及び第5図に示された第2の実施例の動作を理
解するために有効なグラフを示す図である。 20…遠心圧縮機、22…凝縮器 28…蒸発器、30…吸込ダクト 31…入口案内羽根、32…PRVモータ 36…誘導モータ、37…インバータ 40…電圧制御回路、44…論理回路 73…タコメータ 110,110a…マイクロプロセッサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−138506(JP,A) 特開 昭56−85663(JP,A) 特開 昭55−151195(JP,A) 特開 昭55−75589(JP,A)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】閉じた冷却回路内に接続された圧縮機(2
    0)、凝縮機(22)及び蒸発器(28)を含む冷却装置用
    容量制御装置であって、該圧縮機は、複数の調整可能な
    入口案内羽根(31)と、該入口案内羽根の位置を調整す
    るために接続されたモータ(32)と、該圧縮機を駆動す
    るために接続された電気速度モータを含み、 前記容量制御装置は、使用者に要求される温度設定点を
    確立して信号を発生するための調整可能手段(66)と、
    入口案内羽根の物理的位置を検出して信号を発生する手
    段(61)と、前記蒸発器から吐出される冷却された水の
    温度を検出して信号を発生する手段(63)と、前記蒸発
    器を出る冷媒蒸気の温度を検出して信号を発生する手段
    (155)と、そして前記の各信号に応答して制御信号を
    発生して圧縮機駆動モータ(36)の速度と入口案内羽根
    の位置とを調整する制御手段(110)とを含み、 前記容量制御装置は、前記圧縮機の吸入ダクト内のオリ
    フィスプレートを通る差動圧力を検出して信号を発生す
    る手段(146)と、圧縮機速度を与えるのに使用される
    入力信号を与える手段(56と58、または73)とを備え、
    前記制御手段は、前記各信号に応答して前記圧縮機速度
    と入口案内羽根の位置をそれぞれ表す、現在の動作点を
    限定する指示を得るために設けられたマイクロプロセッ
    サ(110、110a)を含み、該マイクロプロセッサは、現
    時点における入口案内羽根の動作条件のもとでサージ条
    件を示す曲線と前記動作点を比較することにより該現在
    の動作点が十分にサージから離れているか否かを決定す
    る手段を含み、前記曲線は圧縮機速度を示す値とサージ
    点での吸込流との関係を示し、前記マイクロプロセッサ
    は、第2の動作点を決定するために、前記現在の動作点
    がサージ領域にあることがわかるまで圧縮機モータの速
    度を継続して減分することにより装置容量を減少し、そ
    して前記圧縮機駆動モータの速度を続いて増分して所定
    の値までサージから離れる第2の動作点に至らせる手段
    と、使用者に要求される温度設定点と冷却水の温度との
    差が所定の温度誤差内になるまで前記入口案内羽根の開
    度を調整する手段を含むことを特徴とする冷却装置用容
    量制御装置。
  2. 【請求項2】特許請求の範囲1項に記載の装置におい
    て、前記圧縮機速度を与えるのに使用される信号を与え
    る手段は絶対凝縮機圧力を検出して凝縮機圧力信号を発
    生する手段(56)と、絶対蒸発器圧力を検出し蒸発器圧
    力信号を発生する手段(58)を含み、前記マイクロプロ
    セッサは前記圧縮機速度の前記指示を生じるために前記
    凝縮機圧力信号と蒸発器圧力信号を使用することを特徴
    とする冷却装置用容量制御装置。
  3. 【請求項3】特許請求の範囲2項に記載の装置におい
    て、前記凝縮機圧力を検出する手段は第1の圧力トラン
    スジューサ(56)を含むことを特徴とする冷却装置用容
    量制御装置。
  4. 【請求項4】特許請求の範囲2項または3項に記載の装
    置において、前記蒸発器圧力を検出する手段は第2の圧
    力トランスジューサ(58)を含むことを特徴とする冷却
    装置用容量制御装置。
  5. 【請求項5】特許請求の範囲1項に記載の装置におい
    て、前記圧縮機速度を与えるのに使用される信号を与え
    る手段は前記モータ(32)の速度を検出して圧縮機速度
    を直接に指示する信号を与えるタコメータ(73)を含む
    ことを特徴とする冷却装置用容量制御装置。
  6. 【請求項6】特許請求の範囲1項から5項のいずれかに
    記載された装置において、前記入口案内羽根を検出する
    手段は前記羽根位置を調整するモータ(32)の軸に機械
    的に結合されている可動腕を有するポテンショメータ
    (61)を含むことを特徴とする冷却装置用容量制御装
    置。
  7. 【請求項7】特許請求の範囲1項から6項のいずれかに
    記載された装置において、前記冷却された水の吐出温度
    を検出する手段は第1のサーミスタ(63)を含むことを
    特徴とする冷却装置用容量制御装置。
  8. 【請求項8】特許請求の範囲1項から7項のいずれかに
    記載された装置において、前記差動圧力を検出する手段
    は差動圧力トランスジューサ(144、146)を含むことを
    特徴とする冷却装置用容量制御装置。
  9. 【請求項9】特許請求の範囲1項から8項のいずれかに
    記載された装置において、前記蒸発器温度を検出する手
    段はサーミスタ(155)を含むことを特徴とする冷却装
    置用容量制御装置。
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4608833A (en) * 1984-12-24 1986-09-02 Borg-Warner Corporation Self-optimizing, capacity control system for inverter-driven centrifugal compressor based water chillers
US4653280A (en) * 1985-09-18 1987-03-31 Hansen John C Diagnostic system for detecting faulty sensors in a refrigeration system
US4660386A (en) * 1985-09-18 1987-04-28 Hansen John C Diagnostic system for detecting faulty sensors in liquid chiller air conditioning system
CA1281393C (en) * 1986-02-03 1991-03-12 Carrier Corporation Automatic chilled water setpoint temperature control using return chilled water temperature
CA1286750C (en) * 1986-02-03 1991-07-23 Thomas M. Zinsmeyer Automatic reset of chilled water setpoint temperature control
DE3609337A1 (de) * 1986-03-20 1987-09-24 Fichtel & Sachs Ag Motorisch betriebene waermepumpe
US4769998A (en) * 1986-04-25 1988-09-13 Advantage Electronics, Incorporated Precision-controlled water chiller
US4850201A (en) * 1986-04-25 1989-07-25 Advantage Engineering Incorporated Precision-controlled water chiller
US4686834A (en) * 1986-06-09 1987-08-18 American Standard Inc. Centrifugal compressor controller for minimizing power consumption while avoiding surge
GB2195174A (en) * 1986-09-15 1988-03-30 Williams Int Corp Miniaturized high frequency electrically driven vapor cycle refrigeration system
US4734628A (en) * 1986-12-01 1988-03-29 Carrier Corporation Electrically commutated, variable speed compressor control system
USRE33620E (en) * 1987-02-09 1991-06-25 Margaux, Inc. Continuously variable capacity refrigeration system
US4940391A (en) * 1988-11-07 1990-07-10 Westinghouse Electric Corp. Compressor surge detection system
IT1233203B (it) * 1989-04-14 1992-03-20 Merloni Elettrodomestici Spa Frigorifero perfezionato
US5138844A (en) * 1990-04-03 1992-08-18 American Standard Inc. Condenser fan control system for use with variable capacity compressor
US5271238A (en) * 1990-09-14 1993-12-21 Nartron Corporation Environmental control system
US5203179A (en) * 1992-03-04 1993-04-20 Ecoair Corporation Control system for an air conditioning/refrigeration system
US5355691A (en) * 1993-08-16 1994-10-18 American Standard Inc. Control method and apparatus for a centrifugal chiller using a variable speed impeller motor drive
US5537830A (en) * 1994-11-28 1996-07-23 American Standard Inc. Control method and appartus for a centrifugal chiller using a variable speed impeller motor drive
US5746062A (en) * 1996-04-11 1998-05-05 York International Corporation Methods and apparatuses for detecting surge in centrifugal compressors
US5873257A (en) * 1996-08-01 1999-02-23 Smart Power Systems, Inc. System and method of preventing a surge condition in a vane-type compressor
US6202431B1 (en) 1999-01-15 2001-03-20 York International Corporation Adaptive hot gas bypass control for centrifugal chillers
NO313926B1 (no) * 2000-11-08 2002-12-23 Abb Research Ltd Kompressorstyring
US6560978B2 (en) 2000-12-29 2003-05-13 Thermo King Corporation Transport temperature control system having an increased heating capacity and a method of providing the same
JP4582473B2 (ja) * 2001-07-16 2010-11-17 Smc株式会社 恒温液循環装置
US6487869B1 (en) 2001-11-06 2002-12-03 Themo King Corporation Compressor capacity control system
CN100359274C (zh) * 2003-01-06 2008-01-02 Smc株式会社 恒温液循环装置
EP1616135B8 (en) * 2003-04-17 2015-03-11 Daikin Applied Americas Inc. Methods for detecting surge in centrifugal compressors
JP4727142B2 (ja) * 2003-12-18 2011-07-20 三菱重工業株式会社 ターボ冷凍機およびその圧縮機ならびにその制御方法
HK1086984A2 (en) * 2006-02-23 2006-09-29 David Man Chu Lau An industrial process efficiency method and system
DK2042743T3 (en) * 2007-09-27 2015-01-26 Abb Research Ltd Gas compression system and method for controlling a gas compression system
WO2009079421A2 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Carrier Corporation Control device for hvac systems with inlet and outlet flow control devices
JP5244420B2 (ja) * 2008-02-28 2013-07-24 三菱重工業株式会社 ターボ冷凍機および熱源システムならびにこれらの制御方法
JP5372880B2 (ja) 2010-09-22 2013-12-18 株式会社神戸製鋼所 2段圧縮冷凍装置
ITCO20110069A1 (it) * 2011-12-20 2013-06-21 Nuovo Pignone Spa Disposizione di prova per uno stadio di un compressore centrifugo
WO2014058524A1 (en) * 2012-10-09 2014-04-17 Carrier Corporation Centrifugal compressor inlet guide vane control
CN105074354B (zh) 2013-02-20 2017-12-12 开利公司 入口导叶机构
JP6396662B2 (ja) * 2013-03-15 2018-09-26 ダイキン アプライド アメリカズ インコーポレィティッド 冷凍装置および冷凍機の制御装置
US10408712B2 (en) 2013-03-15 2019-09-10 Vertiv Corporation System and method for energy analysis and predictive modeling of components of a cooling system
CN115493318A (zh) 2021-06-17 2022-12-20 开利公司 离心压缩机的控制方法及空气调节系统

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4151725A (en) * 1977-05-09 1979-05-01 Borg-Warner Corporation Control system for regulating large capacity rotating machinery
GB1593361A (en) * 1977-05-09 1981-07-15 Borg Warner Control system for regulating large capacity rotating machinery
US4156578A (en) * 1977-08-02 1979-05-29 Agar Instrumentation Incorporated Control of centrifugal compressors
JPS5575589A (en) * 1978-11-30 1980-06-06 Konpuresaa Kontoroorusu Corp Control method and apparatus for preventing serge in dynamic compressor
US4259845A (en) * 1979-02-08 1981-04-07 Borg-Warner Corporation Logic control system for inverter-driven motor
JPS55151195A (en) * 1979-05-14 1980-11-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd System for preventing surging of fan or compressor
US4282718A (en) * 1979-09-12 1981-08-11 Borg-Warner Corporation Evaporator inlet water temperature control system
US4282719A (en) * 1979-09-12 1981-08-11 Borg-Warner Corporation Control system for regulating large capacity rotating machinery

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CA1237182A (en) 1988-05-24
DE3568469D1 (en) 1989-04-06
EP0175476A3 (en) 1986-06-11
JPS6179944A (ja) 1986-04-23
EP0175476B1 (en) 1989-03-01
US4546618A (en) 1985-10-15

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