JPS59161646A - タ−ボ冷凍機の容量制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く技術分類、分野〉 開示技術は空調用ターボ冷凍機の冷凍サイクルの冷媒循
環容量の制御技術の分野に爲する。

く要旨の解説〉 而して、この出願の発明は蒸発器からの蒸発冷媒ガスを
圧Ｍ器に送給して高温高圧に圧縮し次いで凝縮器で高温
高圧状態を冷却水で凝縮液化し再び蒸発器に戻し冷水か
ら気化熱を奪って気化蒸発し圧縮器にリサイクルし、冷
水は冷却され５て利用されるようにした冷凍サイクルを
行うターボ冷凍機の上記圧縮機の吸込ベーンのサージン
グ抑制を上記凝縮器の冷却水の入口温度に対し行うよう
にした状態で該吸込ベーンの作動を自動制御するよう眞
した循環冷媒の容１青制御方法と該制御方法眞直接使用
する装置に関する発明であり、特に、該凝縮器の冷却水
等の冷却流体の人口温度を廿−ミヌタ等で笑副し、温度
調節装置に人力して上記吸込ヘーンのアクチュエータを
制御してサージング抑制を保証した状態でその作動下限
点を実測変度変化に応じて変化させ実弁荷（（則応した
最低能力で運転出来るようにしたターボ冷凍機の容量制
御方法とそれ（で直接使用する装置に係る発明である。

〈従来技術゛〉 周知の如く、空調システムには吸収式のものやターボ式
のものがあるが、運転効率が良く、管埋がし易い等の享
から後者は広く用いられている。

而して、従来態様のターボ冷凍システムにおいては蒸発
器で発生した冷媒ガスを圧縮器で耐湿高圧に圧縮して次
段凝縮器に送給し冷却水で凝縮液化して該蒸発器に戻す
冷凍サイクルが採用されているが、該冷凍ザイクルの一
循環冷媒のサージング発生は円滑な空調運転を阻害する
ことから上記圧縮器の吸込ベーンの作動範囲を制限する
ように設計されている。

又、一般に空調使用態様の一般基準に合うように凝縮器
での循環冷媒の凝縮液化冷媒量を決めろため該凝縮器の
冷却水入口の温度を仕様温度として決めており、したが
って、該仕様温Ｈ％でサージング発生抑制をするように
し、吸込ベーンの作動を制限部」介するようにされてい
る。

そのため、吸込ベーンの作動特性は結果的ＶＣ凝縮器の
冷却水の入口温度の仕様温度で一意的に決められ−ごい
た。

〈従来技術の問題点〉 したがって、仕様温度が設定されている従来態様ノクー
ゲ冷凍システムにおいては運転中の循環冷媒の容量制御
の下限は該仕様温度によって拘束され、即ち、換醒ずれ
ば仕様温度に対してのみ達成されることになる運社土弾
力性の無い欠点があつ、仕様温度自体がオールシーズン
に適合しなし・欠点があった。

又、該仕様温度より低い冷却水人口温度の条件Ｆでは吸
込ベーンの作動が上述の如く仕様温度しこ対して制限さ
れた作動態様をとるためにサージングこそ発生しないも
の瓦、当該低温条件下での限界容量まで制６４１出来な
いという難点もあった。

更に設定仕様温度に対してのみ容祉制御力′−町罷であ
るため、吸込ベーン、の１９に動アクチュエータの発停
頻度が多く一シたがって、保守点検の回数も多く、その
限り、装置の寿命も充分延ばせなし・きらいがある不具
合もあり、メンテナンスコストモ高くなる不利点があっ
た。

〈発明の目的〉 この出願の発明の目的は上述従来技術に基づくターボ冷
凍システムの冷凍サイクルにおける吸込ベーンによる容
量制御の問題点を解決すべき技術的課題とし、冷却水人
口温度の仕様温度に拘５１１ｍされることなく、実脅荷
に応じた容計制御力！−可能となり被冷却流体の過冷却
を避け、省エネルギーを図り、頻繁な発停を避け、装置
寿命を延＋了し、最小限の能力で円滑な運転が出来るよ
うシτして各手車産業における空調利用分野に益する優
れたターボ冷凍機の容量制御方法とそれに直接使用する
装置を提供せんとするものである。

〈発明の構成〉 上述目的に沿い先述特許請求の範囲を要旨とするこの出
願の発明は前述問題点を解決するために、ターボ冷凍機
を運転して蒸発器からの蒸発冷媒ガスを圧縮器の吸込ベ
ーンにより回転状態にして圧縮状態を変化させて高温高
圧状態てして凝縮器に圧送し、該凝縮器で冷却流体によ
り冷却されて凝縮液化冷媒となり上記蒸発器に循環送給
さλｔて被冷却流体から気化熱を奪い再び蒸発ガス化し
て冷凍サイクルをたどるようにされ、該被冷却流体は冷
却されて空調利用されるようにされ、而して、該凝縮器
の冷却流体人口に設げられた温度センサ−により該冷却
流体の入口温度が検知されて温度調節装置に入力され、
該温度調節装置は該検出冷却水入口温度とそれに対応す
る予め設定されて記憶させておいた吸込ベーン作動開度
を演算して吸込ベーンの作動下限を変化させ、サージン
グ限界になる状態で制御信号を出力し、駆動アクチュエ
ータを動作させ、最低出力で被冷却流体の過冷却を避け
て実負荷に最適な運転でターボ冷凍機を稼動させるよう
にした技術的手段を講じたものである。

〈実施例−構成〉 次に、この出願の発明の１実施例な図面を参照して説明
すれば以下の通りである。

第１図に示す態様はターボ冷凍機１であり、蒸発器２、
圧縮器３、凝縮器４は冷媒の循玲通路５．５．５を介し
て直列接続されて２す、′ＡＩ工発器２は破冷却水管路
６が、又、凝縮器４には冷却水管路７が介装されており
、そして、圧縮器３には駆動モータ８が連結されると共
にその吸引側にはアクチュエータ９に連係された吸込ベ
ーン１０が設けられており、これらの構造は実質的に機
械的には在来ターボ冷凍機の構造と変りはない。

而して、この出願の発明においては手記凝縮器４の冷却
水管路７の冷却水入口部１１（て温度センサーとしての
サージング１２が介設されており、温度調節装置１３（
て信号回路１４で接続されている。

該温度調節装置１３は図示しないが適宜マイクロコンピ
ュータが設げられて上記サーミスタ検出による凝縮器４
の冷却水入口温度に対してサージング限界となる冷却水
温度の場合眞のみ出力信号を出す設定値が予め記憶入力
されており、これと実検出冷却水入口温度とを比較演算
して運転時の冷却水温度の変化に応じて吸込ベーン１０
の作動下限を変化させアクチュエータ９に制御回路１５
を介して制御信号を送信するようにしている。

尚、１６は該アクチュエータ９がら温度調節装置１３へ
の帰還回路である。

又、ターボ冷凍機１においてはサージング限界は低容量
の狭い範囲に限ればはＸ：直線的に近似可能であること
が分っており、したがって、低容量域では冷却水入口温
度に対してサージング限界はアクチュエータ９の作動量
を帰還回路１６を介して温度調節装置１３に入力して上
記冷却水入口温度検出信号と比較演算してサージング限
界となる状態でアクチュエータ９を作動させる。

尚、サーミスタ１２の検出温度信号を電気抵抗信号に変
換することは肖業者にとり何ら困難性はない。

第２図に示すグラフは吸込ベ−７１０の作動変化による
圧縮器３の性能変化を示すものであるが、樋軸にベーン
１０の吸込ガス景Ｖをとり、縦＠に断熱ヘッドＨをとっ
たもので、凝縮器４の冷却水入口温度Ｔｃ　（Ｔｃ＋〜
Ｔｃ＋　）　　を有段的にとり、吸込ベー７１０の作動
開度Ｄ（Ｄｏ　”ｔＤ４　）を有段的にとった相関が示
しである。

これにより冷却水入口温度に対する吸込ベーン１０の作
動下限点が該入口温度の変化に応じて変化されるのが分
る。

〈実施例−作用〉 上述構成において、予め設計ｈ＊により当該ターボ冷凍
機１の吸込ベーン１０の特性を計算し温度調節装置１３
のマイクロコンピュータにその冷却水人口温度Ｔｅｌに
対するサージング限界値とベーン１０の作動下限値を記
憶入力させておく。

したがって、この発明によれば特に特定の仕様温度は設
定する必要はないが、特定の範囲として設定することば
かより７１い。

このようにしてターボ冷凍機１を稼動させると先述の如
く蒸発器２からの蒸発冷媒ガスは圧縮器３ＺＣ吸引さＪ
ｌｌ、吸込ベーン１０により回転を与えら、）１．て絞
り効果により吸込量を制御され容量制御作用を受けて高
温高圧化され凝縮器４にモリ、冷ノＪ７Ｉ（によって冷
却されて凝縮液化され、次いで蒸発器２Ｖ−送給され被
冷却水から気化熱を奪い蒸発し、再び圧縮器３′ＶＣ吸
引されて冷凍サイクルに供され、被冷却水は蒸発熱を奪
われて冷却され空調に利用される。

而して、この間、第３図に示す様Ｖｃ凝棉器４の冷却水
入口部１１におけるサーミスタ１２が冷却水入口温度を
常に感知しており、その検出信号は電気抵抗信号に変換
されて温度調節装置１３′に入力され、呼出された上記
記憶ベーン特性値の冷却水入口温度に対応する特性値が
比較演算されて対応特性値が決められ、第２図に示す様
にその作動下限点が設定され、又、サージングの限界値
が決められ、アクチュエータ９の実効検出値の帰還回路
１６を介してのフィードバック信号と上記入口温度とが
比較演算されてサージング限界状態にてアクチュエータ
作動信号が制御回路１５を介して出力されアクチュエー
タ９を制御し、冷却水り温に対応した容量制御を行い実
負荷に別邸じた最低限の能力で稼動される。

〈他の実施例〉 尚、この出願の発明の実施態様は上述実施例に限るもの
でないことは勿論であり、例えば、凝縮器の冷却流体に
は上記冷却水に代えて大気を用いても良く、温度センサ
ーには適宜測温抵抗体を用いることも可能であり、種り
の態様が採用可能である。

〈発明の効果〉 以上この出願の発明によれば、基本的１１こターボ冷凍
機の容量制御が仕様温度には特に拘束されず、作動範囲
を着るしく拡大し、実９荷の状態に対応した最小限の能
力で容量制御を行って運転が行えるため、エネルギー節
減が出来る上にオールシースンタイプの運転も可能とな
る優れた効果が奏さり、る。

又、仕様温以下の低温でも容量制御運転が出来るため、
被冷却流体の過冷却が阻止されるため、機器の負荷が少
く、寿命が延びる効果もあり、頻繁な整備点検も不要な
利点もある。

そして、吸込ベーンの作動下限点が下げられるので発停
回数も減少し、それだけ故障や摩耗も少くなりエネルギ
ーコストも低減されるメリットがある。

而して、凝縮器の入口温度は温度センサにより容易に検
出され、又、その検出信号は温度調節装置により吸込ベ
ーンのアクチュエータに制御信号を送って制御されるた
め、実動負荷に別邸する容量制御が正確に行える効果が
ある。

更に、該温度調節装置に予め設計計算で得られる入口温
度とサージング限界値、［及込ベーンの作動〜ド限イｊ
ｊｉを入力記憶させておくことにより、容易に比較演算
が出来、該作動下限値を設定することが出来又、サージ
ング限界状態でアクチユエ−り作動信号を出力させるこ
とが出来る効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面はこの出願の発明の１実施例の説明図であり、第１
図はターボ冷凍機の１猫措図、第２図は吸込ベーンの作
動変化による圧縮器の銭の性能を示すグラフ図、ｇＪ　
３図は作動ワ′ローチイー）・図である。 ２・・・蒸発器、　　　　　　３・・圧縮器、４・・・
凝縮器、　　　　　　１０・・・吸込ベーン、１１・−
・冷却流体人口（部）、　　５・・・循環系路、９・・
・アクチュエータ、　　１５・・・制御回路、１３・・
・温度調節装置、　　１２・・・温度センサー、１４・
・・信号回路 ′−−゛、 代理人　弁理士　　高　イ８　明　夫］・■　　２　図 Ｈ 第　３　畠 ２２９−

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）蒸発器から圧縮器を介して凝縮器へ蒸発冷媒ガス
   を高温高圧り縮送給し該凝縮器より凝縮液什冷媒を循環
   送給する冷凍サイクル中の該圧縮器にて吸込ベーンの作
   動制御を上記凝縮器の冷却流体入口温度にて行うように
   した容量制御方法において、該凝縮器の冷却流体入口温
   度の変化に応じて上記吸込ベーンの作動下限点を変化設
   定するようにしたことを特徴とするターボ冷凍機の容量
   制御方法。
2. （２）　　ターボ冷凍機の容量制御方法に直接使用する
   装置において、蒸発器から凝縮器への循環系路て介設さ
   れた圧縮器の吸込ベーンに連結された。駆動アクチュエ
   ータに対して制御用回路を介して温度調節装置が接続さ
   れ、而して該温度調節装置には上記凝縮器の冷却流体入
   口に設けた温度センサーが信号回路を介して接続されて
   いることを特徴とするターボ冷凍機の容量制御装置。
3. （３）上記凝縮器の冷却流体が冷却水であることを特徴
   とする特許 ボ冷凍機の容量制御方法。
4. （４）前記凝縮器の冷却流体が大気であることを特徴と
   する前記特許請求の範囲第１項記載のターボ冷凍機の容
   量制御方法。 ｔａｌ　　前ｆｔｅ　（１４度センサーがサーミスタで
   あることを特徴とする前記特許請求の範囲第２項記載の
   ターボ冷凍機の容量制御装置。 ｛６｝前記温度センサーが測温抵抗体であることを特徴
   とする前記特許請求の範囲第２項記載のターボ冷凍機の
   容量制御装置。