JPS6179944A - 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

Info

Publication number
JPS6179944A
JPS6179944A JP60208540A JP20854085A JPS6179944A JP S6179944 A JPS6179944 A JP S6179944A JP 60208540 A JP60208540 A JP 60208540A JP 20854085 A JP20854085 A JP 20854085A JP S6179944 A JPS6179944 A JP S6179944A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
compressor
control device
capacity control
operating point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP60208540A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0833248B2 (ja
Inventor
ケネス・ジヨン・コーンツ
リチヤード・アラン・アース
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Borg Warner Corp
Original Assignee
Borg Warner Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Borg Warner Corp filed Critical Borg Warner Corp
Publication of JPS6179944A publication Critical patent/JPS6179944A/ja
Publication of JPH0833248B2 publication Critical patent/JPH0833248B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F25B1/04—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type
    • F25B1/053—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle with compressor of rotary type of turbine type
    • 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
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/021—Inverters therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Positive-Displacement Air Blowers (AREA)

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】 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
縮は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・商標層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　　３，１
７４，２９８３．７８０，５３２　　３，２４８，８９
６　　４．１４２．８３８３．３５５，９０６　　４，
１５６，５７８　　３，５２２，７１１本発明は、１９
７９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グロ５１　　（Ｃ
ｏｎｔｒｏｌ　　Ｓｙｓｔｅｍ　　ｆｏｒ　　Ｒｅｇｕ
ｌａｔｉｎｇ　　ＬａｒｇｅＣａｐａｃｉｔｙ　Ｍａｃ
ｈｉｎｅｒｙ）　ｊ　、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（ＣＯｎｔｒＯｌ　ｓｙｓ
ｔｅｍｆｏｒ　Ｒｅｇｕｌａｔｉｎｇ　Ｌａｒｇｅ　Ｃ
ａｐａｃｉｔｙ　ＲｏｔａｔｉｎｇＭａｃｈ　ｉ　ｎｅ
ｒｙ）　Ｊ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、１５１．７
２５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。この温喰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
トロピー圧縮機木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の関数である信号ニＪ、Ｖ）Ｐ
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Ｒｅｖ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゜１１
３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問いたＰＲ
Ｖ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、圧縮別モータ速
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、凝縮器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、圧縮別を駆動
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、凝縮器絶対圧力を検出して第１の信号
を発生する手段と、蒸発器絶対圧力を検出して第２の信
号を発生する手段とを備えている。入口案内羽根の物理
的位置を検出して第３の信号を発生する手段、及び蒸発
器から吐出された冷却された水の温度を検出して第４の
信号を発生する手段も備えている。温度設定点を検出す
る手段も第５の信号を発生するために漏えられている。
吸込ダクト内のオリフィスブレ。
−ト両端間の差動圧力を検出する手段は第６の信号を発
生するために備えられている。更に、蒸発器を出る冷媒
蒸気の温度を検出して第７の信号を発生する手段も備え
られている。マイクロプロセッサは第１ないし第７の信
号に応答して、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。
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に送る遠心圧縮瀘２０を瞳えた冷Ｕｌ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ｖａ２
０を駆動するために軸３γ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上の信号の大きざによって
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
内の電圧制御発振ムを制御する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〈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１
１０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３
６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
根間」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　ｖａｎｃｅｓＮ
　）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５６．５８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／
４１ｉｌ、１７２間等）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２Ｂ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はブリローテーション羽根３
１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Ｐ　ｃｄ／　Ｒｅｖ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Ｖ−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（ｓａｆ
ｅ）　Ｊ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−８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−１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は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だけ圧縮故速度
を減分させる。次に、冷却された水の温度制御ル、−ブ
は、水の温度の誤差が０．１５下以内にあるまでＰＲＶ
の動作によって閉じられる。
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）により決定されろ水温誤差
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上を受は取る。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１
５９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、ブロツク１６０は
吸込流速を示す出力信号をうイン１６２上に発生する。
この信号もブロック１５８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１
５８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１１２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１７０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１１６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上以内に
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［羽根間（、ｏｐｅｎ　ｖ
ａｎｅｓ）　Ｊ制御信号であり、他方はライン１１８上
の［羽根間（ｃｌｏｓｅｖａｎｅｓ）Ｊ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
ンし−［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Ｐ
ＲＶ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）上の大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△／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７
４によりモータ３６に接続されたタコメータγ３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、マツハ数
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Ｎ速度
がＭに等しく、吸込流速がＱｓに等しくそしてＰＲＶが
１７２開である場合には、動作点へが決定される。
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１７２に等し
い表面においては、制御ラインはＬ−りとして示されて
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桿し、そしてそ
れがサージラインＳ−８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上以
内にあるように、冷却された水の温度制御ループがＰＲ
Ｖ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Ｎ機
運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閂 代　　理　　人　　　弁理士　　　湯　　浅　　恭　　
−（外５名） ’５　”ｌ　＆　ｉＬ　ｆｔ　／ｍｉｎ。 ＦＩＧ、　３

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）閉じた冷却回路内に接続された圧縮機（２０）、
    凝縮器（２２）及び蒸発器（２８）含み、正極圧縮機（
    ２０）が複数の可変入口案内羽根（３１）と、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、圧縮機を駆動するために接続された電気速度モータ
    とを有するような冷却装置用容量制御装置において、 第１の信号を発生するために圧縮機絶対圧力を検出する
    手段（５６）、 第２の信号を発生するために蒸発器絶対圧力を検出する
    手段（５８）、 第３の信号を発生するために入口案内羽根の物理的位置
    を検出する手段（６１）、 第４の信号を発生するために蒸発器から吐出された冷却
    された水の温度を検出する手段（６３）、第５の信号を
    発生するために温度設定点を検出する手段（６６）、 第６の信号を発生するために吸込口内のオリフィスプレ
    ートの両端間の差動圧力を検出する手段（１４６）、 第７の信号を発生するために蒸発器を出る冷媒蒸気の温
    度を検出する手段（１５５）、及び前記第１ないし第７
    の信号に応答して、サージを避けながらエネルギを制約
    する方法で圧縮機駆動モータ（３６）の速度と入口案内
    羽根（３１）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手段（１１０）、 から成ることを特徴とする冷却装置用容量制御装置。
  2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記凝縮器圧力
    検出手段が第１の圧力トランスジューサ（５６）から成
    る冷却装置用容量制御装置。
  3. （３）特許請求の範囲第１項において、前記蒸発器圧力
    検出手段が第２の圧力トランスジューサ（５８）から成
    る冷却装置用容量制御装置。
  4. （４）特許請求の範囲第１項において、前記入口案内羽
    根検出手段が羽根位置モータの軸に機械的に結合された
    可動腕を有するポテンショメータ（６１）から成る冷却
    装置用容量制御装置。
  5. （５）特許請求の範囲第１項において、前記冷却水吐出
    温度検出手段が第１のサーミスタ（６３）から成る冷却
    装置用容量制御装置。
  6. （６）特許請求の範囲第１項において、前記差動圧力検
    出手段が差動圧力トランスジューサ（１４６）から成る
    冷却装置用容量制御装置。
  7. （７）特許請求の範囲第１項において、前記蒸発器検出
    手段が第２のサーミスタ（１５５）から成る冷却装置用
    容量制御装置。
  8. （８）特許請求の範囲第１項において、前記マイクロプ
    ロセッサ手段（１１０）が前記第１ないし第７の信号に
    応答して、その時の動作点を決定するために圧縮機速度
    と入口案内羽根の位置との両方を計算する冷却装置用容
    量制御装置。
  9. （９）特許請求の範囲第８項において、前記マイクロプ
    ロセッサ手段（１１０）が、現在の動作点が十分にサー
    ジから離れているか否か決定する手段と、現在の動作点
    が第２の動作点を決定するためにサージから離れている
    場合に圧縮機モータ速度及び羽根の開度を減分すること
    により装置容量を低減する手段とを備え、前記第２の動
    作点がサージから十分に離れているか否か決定する冷却
    装置用容量制御装置。
  10. （１０）特許請求の範囲第９項において、前記マイクロ
    プロセッサ手段は、動作点がサージ範囲にあることがわ
    かるまで圧縮機駆動モータ速度及び羽根の開度を連続的
    に減分する手段を備え、サージから離れた動作点に到達
    するために続いて羽根を増分し閉じる冷却装置用容量制
    御装置。
  11. （１１）閉じた冷却回路内に接続された圧縮機、凝縮器
    及び蒸発器を有し、この圧縮機が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、及び圧縮機を駆動するために接続された電気速
    度モータとを有している冷却装置用容量制御装置におい
    て、 第１の信号を発生するために圧縮機駆動モータの実際の
    速度を検出する手段（７３）、 第２の信号を発生するために入口案内羽根の物理的位置
    を検出する手段（６１）、 第３の信号を発生するために蒸発器から吐出された冷却
    された水の温度を検出する手段（６３）、第４の信号を
    発生するために温度設定点を検出する手段（６６）、 第５の信号を発生するために吸込ダクト内のオリフィス
    プレートの両端間の差動圧力を検出する手段（１４４）
    、 第６の信号を発生するために蒸発器を出る冷媒の温度を
    検出する手段（１５５）、及び 前記第１ないし第６の信号に応答して、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（３６
    ）の速度と入口案内羽根（３１）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手段（１１
    ０ａ）、 から成ることを特徴とする冷却装置用容量制御装置。
  12. （１２）特許請求の範囲第１１項において、前記モータ
    速度検出手段がタコメータ（７３）から成る冷却装置用
    容量制御装置。
  13. （１３）特許請求の範囲第１１項において、前記入口案
    内羽根検出手段が、羽根位置モータ（３２）の軸に機械
    的に結合された可動腕を有するポテンショメータ（６１
    ）から成る冷却装置用容量制御装置。
  14. （１４）特許請求の範囲第１１項において、前記差動圧
    力検出手段が差動圧力トランスジューサ（１４４）から
    成る冷却装置用容量制御装置。
  15. （１５）特許請求の範囲第１１項において、前記マイク
    ロプロセッサ手段（１１０ａ）が、前記第１ないし第６
    の信号に応答して、現在の動作点を決定するために圧縮
    機速度と入口案内羽根の位置との両方を計算する冷却装
    置用容量制御装置。
  16. （１６）特許請求の範囲第１５項において、前記マイク
    ロプロセッサ手段（１１０ａ）が、現在の動作点がサー
    ジから十分に離れているか否か決定する手段と、現在の
    動作点が第２の動作点を決定するためにサージから離れ
    ている場合に圧縮機駆動モータ速度及び羽根の開度を減
    分することにより装置容量を低減する手段とを有し、前
    記第２の動作点がサージから十分に離れているか否か決
    定する冷却装置用容量制御装置。
  17. （１７）特許請求の範囲第１６項において、前記マイク
    ロプロセッサ手段が動作点がサージ範囲にあることがわ
    かるまで圧縮機駆動モータ速度を連続して減分しかつ羽
    根をより開く手段を有し、サージから離れている動作点
    に到達するまで圧縮機駆動モータ速度を続いて増分しか
    つ羽根を更に閉じる冷却装置用容量制御装置。
  18. （１８）閉じた冷却回路内に接続された圧縮機、凝縮器
    及び蒸発器を有し、この圧縮機が複数の可変入口案内羽
    根と、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
    モータとを含む冷却装置用容量制御装置において、 圧縮機水頭信号を決定するために凝縮器絶対圧力と蒸発
    器絶対圧力との比の関数である第１の信号を発生する手
    段（１５４）、 吸込流速信号を決定するために吸込ダクト内の差動圧力
    の関数である第２の信号を発生する手段（１６０）、及
    び 前記圧縮機水頭信号及び前記吸込流速信号に応答して、
    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手段（１１０
    ）、 から成ることを特徴とする冷却装置用容量制御装置。
  19. （１９）特許請求の範囲第１８項において、前記マイク
    ロプロセッサ手段が前記圧縮機水頭信号及び前記吸込流
    速信号に応答して、現在の動作点を決定するために圧縮
    機速度と入口案内羽根の位置との両方を計算する冷却装
    置用容量制御装置。
  20. （２０）特許請求の範囲第１９項において、現在の動作
    点がサージから十分に離れている場合に前記マイクロプ
    ロセッサ手段が現在の動作点を、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
    る冷却装置用容量制御装置。
JP60208540A 1984-09-20 1985-09-20 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 Expired - Fee Related JPH0833248B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/652,401 US4546618A (en) 1984-09-20 1984-09-20 Capacity control systems for inverter-driven centrifugal compressor based water chillers
US652401 1996-05-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6179944A true JPS6179944A (ja) 1986-04-23
JPH0833248B2 JPH0833248B2 (ja) 1996-03-29

Family

ID=24616701

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60208540A Expired - Fee Related JPH0833248B2 (ja) 1984-09-20 1985-09-20 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

Country Status (5)

Country Link
US (1) US4546618A (ja)
EP (1) EP0175476B1 (ja)
JP (1) JPH0833248B2 (ja)
CA (1) CA1237182A (ja)
DE (1) DE3568469D1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63161887A (ja) * 1986-12-01 1988-07-05 キャリアー　コーポレーション 圧縮機の速度制御構成及び方法

Families Citing this family (39)

* 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
US4660386A (en) * 1985-09-18 1987-04-28 Hansen John C Diagnostic system for detecting faulty sensors in liquid chiller air conditioning system
US4653280A (en) * 1985-09-18 1987-03-31 Hansen John C Diagnostic system for detecting faulty sensors in a refrigeration system
CA1286750C (en) * 1986-02-03 1991-07-23 Thomas M. Zinsmeyer Automatic reset of chilled water setpoint temperature control
CA1281393C (en) * 1986-02-03 1991-03-12 Carrier Corporation Automatic chilled water setpoint temperature control using return chilled water temperature
DE3609337A1 (de) * 1986-03-20 1987-09-24 Fichtel & Sachs Ag Motorisch betriebene waermepumpe
US4850201A (en) * 1986-04-25 1989-07-25 Advantage Engineering Incorporated Precision-controlled water chiller
US4769998A (en) * 1986-04-25 1988-09-13 Advantage Electronics, 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
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
WO2004094925A2 (en) * 2003-04-17 2004-11-04 Aaf-Mcquay 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
EP2042743B1 (en) * 2007-09-27 2014-11-05 ABB Research Ltd. A gas compression system and a method for controlling a gas compression system.
BRPI0820894A2 (pt) * 2007-12-14 2015-06-16 Carrier Corp Processo para controlar operação de um sistema de aquecimento, ventilação e condicionamento de ar, e, sistema de aquecimento, ventilação e condicionamento de ar
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
ES2763334T3 (es) * 2012-10-09 2020-05-28 Carrier Corp Control de paletas de guía de entrada de compresor centrífugo
US10364826B2 (en) 2013-02-20 2019-07-30 Carrier Corporation Inlet guide vane mechanism
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
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
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

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53138506A (en) * 1977-05-09 1978-12-04 Borg Warner Controller
JPS5575589A (en) * 1978-11-30 1980-06-06 Konpuresaa Kontoroorusu Corp Control method and apparatus for preventing serge in dynamic compressor
JPS55151195A (en) * 1979-05-14 1980-11-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd System for preventing surging of fan or compressor
JPS5685663A (en) * 1979-09-12 1981-07-11 Borg Warner Improved controller for adjusting rotary machine with large capacity

Family Cites Families (4)

* 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
US4156578A (en) * 1977-08-02 1979-05-29 Agar Instrumentation Incorporated Control of centrifugal compressors
US4259845A (en) * 1979-02-08 1981-04-07 Borg-Warner Corporation Logic control system for inverter-driven motor
US4282718A (en) * 1979-09-12 1981-08-11 Borg-Warner Corporation Evaporator inlet water temperature control system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53138506A (en) * 1977-05-09 1978-12-04 Borg Warner Controller
JPS5575589A (en) * 1978-11-30 1980-06-06 Konpuresaa Kontoroorusu Corp Control method and apparatus for preventing serge in dynamic compressor
JPS55151195A (en) * 1979-05-14 1980-11-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd System for preventing surging of fan or compressor
JPS5685663A (en) * 1979-09-12 1981-07-11 Borg Warner Improved controller for adjusting rotary machine with large capacity

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63161887A (ja) * 1986-12-01 1988-07-05 キャリアー　コーポレーション 圧縮機の速度制御構成及び方法
JPH0343861B2 (ja) * 1986-12-01 1991-07-04 Carrier Corp

Also Published As

Publication number Publication date
US4546618A (en) 1985-10-15
DE3568469D1 (en) 1989-04-06
CA1237182A (en) 1988-05-24
EP0175476A2 (en) 1986-03-26
EP0175476B1 (en) 1989-03-01
EP0175476A3 (en) 1986-06-11
JPH0833248B2 (ja) 1996-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6179944A (ja) 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
US4608833A (en) Self-optimizing, capacity control system for inverter-driven centrifugal compressor based water chillers
US5355691A (en) Control method and apparatus for a centrifugal chiller using a variable speed impeller motor drive
EP1496264B1 (en) Methods and apparatuses for detecting surge in centrifugal compressors
US5553997A (en) Control method and apparatus for a centrifugal chiller using a variable speed impeller motor drive
EP0186333B1 (en) Method and apparatus for detecting surge in centrifugal compressors driven by electric motors
CA1140236A (en) Control system for regulating large capacity rotating machinery
EP1111766A1 (en) Controller for pwm/pam motor, air conditioner, and method of motor control
KR20050028922A (ko) 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 시스템및 방법
GB1593361A (en) Control system for regulating large capacity rotating machinery
US4831836A (en) Frequency control apparatus of a multi-refrigeration cycle system
JPH0581760B2 (ja)
JP2634229B2 (ja) 空気調和機の制御方法
GB2316714A (en) A method of operating a centrifugal compressor
JP2652019B2 (ja) 冷凍サイクルの周波数制御装置
US5699267A (en) Hot gas expander power recovery and control
JPH0324599B2 (ja)
WO2023165620A1 (zh) 空调器及其控制方法
JP2521042B2 (ja) 回転数制御システム
JPH0866087A (ja) インバータ制御装置
JP3281650B2 (ja) 可変容量圧縮機用制御装置
JP2543153B2 (ja) 空気調和装置
JPS59122860A (ja) 空気調和機の冷媒流量制御装置
JPS62129640A (ja) 空気調和機
JPH05227792A (ja) 空気調和装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees