KR20050028922A - 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 시스템및 방법 - Google Patents

병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 시스템및 방법 Download PDF

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Abstract

병렬로 작동하는 원심압축기(108,110)들 중 어느 하나가 불안정한 작동상태가 될 때 상기 원심압축기(108,110)들에 대하여 안정한 작동상태를 유지시키기 위한 제어 시스템이 개시된다. 상기 제어 시스템은 각 압축기(108,110)의 모터 전류 또는 전력소비량을 지시하면서 상기 각 압축기(108,110)들의 프리-로테이션 베인(120,121)의 위치를 지시하는 신호(172,174,176,178)에 대응하여 불안정한 작동상태를 판단한다. 일단 불안정한 작동상태가 판단되면, 상기 제어 시스템은 불안정한 작동상태가 보정될 때까지 각 압축기(108,110)에 대한 프리-로테이션 베인(120,121)을 폐쇄시켜주게 된다.

Description

병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 시스템 및 방법{STABILITY CONTROL SYSTEM AND METHOD FOR CENTRIFUGAL COMPRESSORS OPERATING IN PARALLEL}
본 발명은 병렬로 작동하는 압축기들을 위한 제어 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 병렬로 작동하는 이중 원심압축기들 중 어느 하나가 서지(surge)상태와 같이 불안정한 상태로 작동할 때 병렬 작동하는 원심압축기들의 안정상태를 회복시키기 위한 제어 시스템에 관한 것이다.
하나의 냉동시스템에서 용량을 보다 증가시키기 위하여, 두 개의 압축기가 하나의 공통 냉동회로에 병렬로 연결될 수 있다. 이때, 용량 제어를 위하여, 흔히 두 압축기 중 하나는 "리드(lead)" 압축기로 설계되고, 나머지 다른 하나는 "래그(lag)" 압축기로 설계된다. 상기 냉동시스템의 용량 및 각 압축기의 용량은, 각 압축기의 흡입구 내부 또는 인접 위치에 설치되는 조정 가능한 프리-로테이션 베인(pre-rotation vanes) 또는 인렛 가이드 베인(inlet guide vanes)을 이용함으로써 제어될 수 있다. 여기서, 각 압축기의 프리-로테이션 베인은 압축기를 통과하는 냉매의 유량을 제어하고 이에 의해 시스템의 용량을 제어하기 위하여 상기 시스템의 특정 용량 요구치에 따라서 위치될 수 있다. 상기 프리-로테이션 베인의 위치는 완전 개방위치로부터 완전 폐쇄위치까지의 범위가 될 수 있다. 또한, 하나의 압축기에서 프리-로테이션 베인은 압축기를 통과하는 냉매의 유량을 증가시키고 그것에 의하여 시스템의 용량을 증가시키기 위하여 보다 개방된 위치에 위치될 수 있으며, 또는 프리-로테이션 베인이 압축기를 통과하는 냉매의 유량을 감소시키고 그것에 의하여 시스템의 용량을 감소시키기 위하여 보다 폐쇄된 위치에 위치될 수도 있다.
냉동시스템의 용량을 제어하기 위하여 흔히 이용되는 한가지 방법은 증발기에서 송출되는 냉수(leaving chilled water) 온도와 원하는 설정치와의 편차에 대응하여 압축기의 프리-로테이션 베인의 위치를 제어하는 것이다. 두 개의 병렬 압축기를 갖는 시스템의 경우, 리드 압축기의 프리-로테이션 베인은 송출 냉수 온도를 토대로 하여 제어되며, 래그 압축기의 프리-로테이션 베인은 리드 압축기의 용량을 따르도록 제어된다. 공지된 기술에서, 리드 압축기의 용량을 따르기 위하여, 상기 래그 압축기의 프리-로테이션 베인은 래그 압축기에서의 전부하 모터 전류의 백분율이 리드 압축기에서의 것과 같은 백분율로 얻어질 수 있게 위치된다.
한편, 원심압축기에서는 작동동안에 압축기 불안정(instability) 또는 서지가 발생할 수 있다. 서지 또는 서징(surging)은 원심압축기와 같은 압축기들이 높은 부하 및 높은 압력비에서 작동될 때 발생할 수 있다. 상기 서지는 압력 및 유동에서의 고주파 진동, 어떤 경우에서는 압축기를 통과하는 동안의 완전한 역류 발생을 가지는 일시적인 현상이다. 그리고, 서징은 제어되지 않는 경우 압축기에서 회전 및 정지상태로 있는 구성요소들에서 과도한 진동을 야기할 수 있고, 영구적인 압축기 손상을 초래할 수도 있다. 또한, 서지상태로 있는 동안에는 압축기를 가로질러 전개되는 유량 및 압력의 순간적인 감소가 존재할 수도 있다. 더욱이, 압축기 구동축에서 정미(net) 토크 및 기계적 동력에 감소가 있을 수 있다. 그리고, 압축기의 구동장치가 전동모터인 경우에는 서지상태에 의해 야기되는 토크 및 동력 변동이 모터 전류의 변동 및 과도한 전력소비를 초래할 수 있다.
전술한 바와 같이, 원심압축기에서의 서지상태는 모터 전류나 압축기 부하의 감소 또는 압축기 송출압력이나 온도의 감소를 초래할 수 있다. 따라서, 모터 전류나 압축기 부하 또는 압축기 송출압력이나 온도를 측정하고 측정된 양의 적정 감소치를 체크함으로써 서지상태의 존재가 검출될 수 있다. 그리고, 전술한 것 외에 기타 여러 작동 파라미터들(operating parameters)이 서지상태의 존재를 검출하는데 이용될 수 있음은 물론이다.
이중 압축기 적용 시스템에서 펌핑상태의 서지나 부족상태가 하나의 압축기에서 발생하였을 때 서지가 발생하지 않은 압축기에서는 냉매유량이 증가하게 된다. 서지가 발생하지 않은 압축기로 냉매유동이 증가하면 서지상태의 압축기가 불안정상태를 극복하기는 더욱 어려워지게 된다. 이중 압축기의 구성에서 서지상태를 극복하기 위한 기술이 미국특허번호 제4,646,530호(이하, '530 특허라 약칭함)에 개시되어 있다. 이 '530 특허는 병렬로 연결된 한 쌍의 원심압축기를 가지는 냉동시스템의 작동에 관한 것이다. 래그 압축기가 서지상태로 작동하는 동안 압축기의 제어작동은 정상 제어작동에서 서지 제어작동으로 전환된다. 상기 '530 특허에서, 서지상태는 래그 압축기의 모터 전류가 리드 압축기의 모터 전류 이하에서 선택된 백분율보다 클 때 검출된다. 그리고, 서지상태가 미리 결정된(predetermined) 시간 주기 동안 존재하는 것으로 검출되면, 리드 압축기로의 인렛 가이드 베인은 래그 압축기에서의 냉매유량 및 전류를 증가시키기 위하여 미리 결정된 또 다른 시간 주기동안 폐쇄되어진다. 또한, 리드 압축기의 베인이 미리 결정된 시간 주기동안 폐쇄된 후, 래그 압축기에서의 전류가 선택된 백분율 이상으로 증가하게 되면, 압축기의 정상 제어작동이 다시 시작된다. 그러나, 상기와 같이 개시된 기술에서의 한 가지 단점은 래그 압축기에서 서지상태를 검출하고 보정하기만 하고 리드 압축기에서의 서지상태에 대해서는 아무런 대응이 없다는 점이다. 그리고, 또 한 가지의 단점은 서지상태에 대한 응답이 제공되기 전에 이미 미리 결정된 시간이 경과한다는 점이다.
한편, 이중 압축기 배치에서 서지를 제어하기 위한 또 다른 기술이 미국특허번호 제5,845,509호(이하, '509 특허라 약칭함)에 개시되어 있다. 상기 '509 특허는 병렬로 작동하는 복수개의 원심압축기를 이용하는 냉동시스템에 관한 것이다. 두 개의 압축기를 채용한 시스템에서 서지를 피하기 위하여, 래그 압축기는 부하가 감소되는 상황에서 초기에 셧 오프(shut off)되고, 그에 따라 다른 압축기의 회전속도를 증사키면서 서지상태를 회피하도록 되어 있다. 그러나, 부하상태가 계속해서 감소되고 서지상태가 회피되지 않았다면, 상기 래그 압축기는 재시동되고 리드 압축기는 서지상태를 피하기 위하여 셧 다운(shut down)된다. 이 기술의 한 가지 단점은 압축기들이 서지상태를 피하기 위하여 몇번씩 온(on) 및 오프(off)를 반복해야 한다는 점이다.
그러므로, 병렬 작동하는 이중 원심압축기를 위한 제어 시스템 및 방법으로서, "리드" 압축기 또는 "래그" 압축기 중 어느 하나에서의 서지상태를 검출할 수 있고, 또한 복잡한 절차 또는 압축기의 온-오프 순환 반복 없이 압축기의 서지상태를 보정할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.
도 1은 본 발명의 냉동시스템을 개략적으로 도시한 블럭구성도이다.
도 2는 본 발명에서 불안정한 작동상태를 검출하고 보정하기 위한 제어알고리즘을 나타내는 플로우 차트이다.
본 발명의 일 실시예는 다중 압축기 냉동시스템에서 압축기 불안정상태를 검출하기 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 방법은 다중 압축기 냉동시스템의 제1압축기와 제2압축기로부터 작동 파라미터(operating parameter)를 결정하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 제1압축기의 작동 파라미터를 상기 제2압축기의 작동 파라미터와 비교하고, 이후 상기 제1압축기와 상기 제2압축기에 대한 인렛 베인 위치를 결정한다. 마지막으로, 상기 제1압축기의 인렛 베인 위치를 상기 제2압축기의 인렛 베인 위치와 비교한 후, 상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중에서 어느 하나가 다른 하나에 비해 상대적으로 낮은 작동 파라미터와 보다 개방된 인렛 베인 위치를 가지면 상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중 하나에서 압축기 불안정상태를 결정한다.
본 발명의 다른 실시예는 다중 압축기 냉동시스템에서 압축기 불안정상태를 검출하기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체상에서 구현되고 마이크로프로세서에 의해 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 컴퓨터 프로그램 제품은, 다중 압축기 냉동시스템의 제1압축기와 제2압축기로부터 작동 파라미터를 결정하는 단계와, 상기 제1압축기의 작동 파라미터와 상기 제2압축기의 작동 파라미터를 이용하여 참조값(reference value)을 계산하는 단계와, 상기 계산된 참조값을 미리 결정된 값(predetermined value)과 비교하는 단계를 실행하기 위한 컴퓨터 명령어들(computer instructions)을 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터 프로그램 제품은, 상기 제1압축기와 상기 제2압축기에 대하여 인렛 베인 위치를 결정하는 단계와, 상기 계산된 참조값이 상기 미리 결정된 값보다 작으면 상기 제1압축기의 인렛 베인 위치를 상기 제2압축기의 인렛 베인 위치와 비교하는 단계와, 상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중에서 어느 하나가 다른 하나에 비해 상대적으로 낮은 작동 파라미터와 보다 개방된 인렛 베인 위치를 가지면 상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중 어느 하나에서의 압축기 불안정상태를 결정하는 단계를 실행하기 위한 컴퓨터 명령어들을 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예는 폐 냉동회로에서 연결된 리드 압축기, 래그 압축기, 응축기, 그리고 증발기를 포함하는 냉동시스템을 위한 안정화 제어 시스템에 관한 것이다. 여기서, 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기는 각각 액튜에이터에 의해 조정 가능한 복수개의 인렛 가이드 베인(inlet guide vanes)을 가진다. 본 발명의 안정화 제어 시스템은, 상기 리드 압축기의 작동 파라미터를 검출하고 상기 리드 압축기의 검출된 작동 파라미터에 상응하는 제1신호를 발생시킬 수 있도록 구비되어 배치되는 제1센서와, 상기 리드 압축기의 복수개 인렛 가이드 베인의 위치를 검출하고 이 검출된 위치에 상응하는 제2신호를 발생시킬 수 있도록 구비되어 배치되는 제2센서와, 상기 래그 압축기의 작동 파라미터를 검출하고 상기 래그 압축기의 검출된 작동 파라미터에 상응하는 제3신호를 발생시킬 수 있도록 구비되어 배치되는 제3센서와, 상기 래그 압축기의 복수개 인렛 가이드 베인의 위치를 검출하고 이 검출된 위치에 상응하는 제4신호를 발생시킬 수 있도록 구비되어 배치되는 제4센서를 포함한다. 또한, 본 발명의 안정화 제어 시스템은, 상기 냉동시스템의 정상 작동동안 상기 제1신호, 제2신호, 제3신호 및 제4신호를 수신하고, 상기 제1신호, 제2신호, 제3신호 및 제4신호를 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기 중 어느 하나에서의 서지상태를 결정할 수 있도록 구성된 제어알고리즘으로 인가함으로써 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기의 복수개 인렛 가이드 베인의 액튜에이터를 제어하기 위한 제어신호를 발생시킬 수 있도록 구비되는 마이크로프로세서를 포함한다.
이러한 본 발명은 이중 압축기 시스템의 두 압축기 중에서 어느 하나에서의 서지를 검출하고 제어할 수 있는 장점을 가진다.
또한, 본 발명의 다른 장점으로서 큰 시간 지연 없이 불안정한 작동상태의 검출에 대응하여 보정제어 응답이 취해질 수 있다는 점을 들 수 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 특징 및 장점들이 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.
가능한 한 도면 전체를 통해 동일하거나 유사한 부분들을 언급하는데 동일한 도면부호들이 사용될 것이다.
본 발명이 적용될 수 있는 이중 압축기 시스템이 일 예로서 도 1에 도시되어 있다. 도시한 바와 같이, HVAC, 냉동 또는 액체 냉각시스템(100)은 제1압축기(108), 제2압축기(110), 응축기(112), 수냉각기(water chiller) 또는 증발기(126), 그리고 제어판넬(140)을 포함한다. 여기서, 상기 제어판넬(140)은 A/D(analog to digital) 컨버터(148), 마이크로프로세서(150), 비휘발성 메모리(144), 그리고 인터페이스 보드(146)를 포함하여 이루어진다. 상기 제어판넬(140)의 작동은 뒤에서 보다 상세히 설명하기로 한다. 통상적인 액체 냉각시스템은 도 1에 도시하지 않은 해당 기술분야에 널리 알려진 기타 여러 특징요소들을 포함하며, 이러한 특징요소들은 이해하기 쉽게 도면을 간략화하기 위하여 의도적으로 도시를 생략하였다.
도 1에 도시한 바와 같이, 두 압축기(108,110))는 기상냉매를 압축한 후 독립된 송출라인을 통해 응축기(112)로 보내게 된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 각 압축기(108,110)로부터 연결된 송출라인들은 기상냉매를 응축기(112)로 보내기 위한 하나의 라인으로 합쳐질 수 있다. 또한, 상기 각 압축기(108,110)는 바람직하게는 원심압축기일 수 있으나, 본 발명은 압축기 불안정 또는 서지상태를 겪게 되는 임의의 형태의 압축기에도 이용될 수 있다. 응축기(112)로 보내진 기상냉매는 냉각탑(122)으로 연결된 열교환기 코일(116)을 통해 흐르는 유체, 바람직하기로는 물과 열교환을 수행하게 된다. 응축기(112)에서 기상냉매는 열교환기 코일(116) 내 액체와의 열교환에 의해서 상변화되어 액상의 냉매가 된다. 또한, 응축기(112)에서 응축된 액상의 냉매는 이후 증발기(126)로 흐르게 된다.
상기 증발기(126)는 냉동부하(130)에 연결된 공급라인(128S)과 리턴라인(128R)을 가지는 열교환기 코일(128)을 포함할 수 있다. 상기 열교환기 코일(128)은 증발기(126) 내에 위치하는 복수개의 튜브 번들(tube bundles)을 포함할 수 있다. 그리고, 리턴라인(128R)을 따라 이동하여 증발기(126)에서 순환한 후 공급라인(128S)를 따라 증발기(126)로부터 배출되는 2차 액상냉매는 물이 바람직하나, 기타 다른 적절한 2차 냉매, 예를 들어 에틸렌, 염화칼슘 염수, 또는 염화나트륨 염수 등이 될 수 있다. 또한, 액상냉매는 증발기(126)에서 열교환기 코일(128) 내 액체와의 열교환에 의해 다시 기상냉매로 상변화를 겪게 된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 증발기(126)로부터 상기 각 압축기(108,110)로 연결되는 흡입라인은, 증발기(126)로부터 나온 하나의 라인이 이후 기상냉매를 상기 각 압축기(108,110)로 공급할 수 있도록 각 압축기(108,110)로 분할 또는 분기되어 연결되는 형태가 될 수 있다.
한편, 증발기(126)로부터 연결되는 각 압축기(108,110)의 입구에는 각 압축기(108,110)로의 냉매유동을 제어하는 하나 또는 그 이상의 프리-로테이션 베인 또는 인렛 가이드 베인(120,121)이 위치된다. 그리고, 각 압축기(108,110)로의 냉매 유입량을 증가시키고 이에 의해 시스템(100)의 냉각용량을 증가시키 위하여 각 액튜에이터가 상기 각 프리-로테이션 베인(120,121)을 개방시키는데 이용된다. 마찬가지로, 상기 각 액튜에이터는 각 압축기(108,110)로의 냉매 유입량을 감소시켜 시스템(100)의 냉각용량을 감소시키기 위하여 상기 각 프리-로테이션 베인(120,121)을 폐쇄시키는데 이용된다.
상기 각 압축기(108,110)를 구동시키기 위하여, 상기 시스템(100)은 제1압축기(108)를 구동시키기 위한 모터 또는 구동수단(152)과, 제2압축기를 구동시키기 위한 모터 또는 구동수단(154)을 포함한다. 여기서 상기 각 압축기(108,110)의 구동수단과 관련하여 "모터"라는 용어가 사용되었으나, 이 용어 "모터"는 단순한 하나의 모터로 한정되는 것은 아니며, 또한 가변 속도 드라이브(variable speed drive)와 모터 시동기(starter) 등과 같이 각 압축기(108,110) 구동과 관련하여 이용될 수 있는 임의의 구성요소들을 모두 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 각 모터 또는 구동수단(152,154)은 전동모터와 그 구동에 관계하는 주변 구성요소들이다. 그러나, 증기 또는 가스 터빈이나 엔진과 같은 기타 다른 구동수단들이 각 압축기(108,110)를 구동시키는데 이용될 수 있다.
그리고, 상기 시스템(100)은 제1압축기(108)의 작동 파라미터를 센싱하기 위한, 바람직하게는 도 1에 도시한 바와 같이 모터(152)의 작동 파라미터를 센싱하기 위한 센서(들)를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 상기 시스템(100)은 제2압축기(110)의 작동 파라미터를 센싱하기 위한, 바람직하게는 도 1에 도시한 바와 같이 모터(154)의 작동 파라미터를 센싱하기 위한 센서(들)를 포함할 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 센서(160,162)들은 상기 각 모터(152,154)에 공급되는 전류값을 측정하기 위하여 모터 터미널 박스 또는 모터 시동기에 위치되는 변류기(current transformer)로 실시될 수 있다. 그리고, 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 각 모터(152,154)의 전력소비량은, 상기 각 모터(152,154)로 공급되는 전류 및 전압을 상기 센서(160,162)들로 측정하여 각 모터(152,154)에 의해 소비된 총 킬로와트(kilowatt) 수 또는 전력량을 계산함으로써, 결정될 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 두 모터로 공급되는 전압은 대략 같기 때문에, 각 모터(12,154)로 공급되는 전류의 측정치가 모터에 의해 소비되는 전력량을 대신하여 이용될 수 있다. 상기 센서(160,162)들의 출력신호는 각각 라인(172,174)을 따라 제어판넬(140)로 송신된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 센서(160,162)들은 각 압축기(108,110)의 기타 다른 작동 파라미터들, 예를 들어 각 압축기(108,110)의 송출온도 또는 과열, 송출유량 및 가능하면 송출압력 등을 측정하도록 선택 및 위치될 수도 있다.
한편, 제1압축기(108)의 프리-로테이션 베인(120)의 위치를 센싱하기 위하여 하나의 센서(164)가 이용되고, 또한 제2압축기(110)의 프리-로테이션 베인(121)의 위치를 센싱하기 위하여 또 다른 센서(166)가 이용된다. 상기 각 센서(164,166)는 바람직하기로는 상기 각 프리-로테이션 베인(120,121)의 각 액튜에이터에 대해 위치되어 각 프리-로테이션 베인(120,121)의 위치에 상응하는 액튜에이터 정보를 제공하게 된다. 그러나, 상기 각 센서(164,166)는 각 프리-로테이션 베인(120,121)의 위치에 대한 정확한 지시를 제공할 수 있는 위치라면 각 프리-로테이션 베인(120,121)에 대해 어느 위치에라도 위치될 수 있다. 또한, 상기 각 센서(164,166)는 바람직하게는 각 프리-로테이션 베인 액튜에이터 또는 링키지(linkages)의 각도 회전(angular rotation)을 측정하는 가변 저항 전위차계(variable resistance potentiometers)일 수 있다. 그러나, 기타 다른 형태의 센서들이 이용될 수 있다. 상기 각 센서(164,166)의 출력신호는 각 라인(176,178)을 따라 각각 제어판넬(140)로 송신된다.
한편, 각 센서(160~166)들로부터 각 라인(172~178)을 따라 제어판넬(140)로 입력되는 신호, 일반적으로 아날로그인 신호는 A/D 컨버터(148)에 의해 디지털 신호 또는 단어(words)로 변환된다. 물론, 상기 제어판넬(140)이 하나 또는 그 이상의 센서(160~166)들로부터 디지털 신호를 수신받는 경우에는 그러한 신호들을 A/D 컨버터(148)에 의해 변환시킬 필요는 없게 된다. 상기 제1압축기의 작동 파라미터, 제1압축기의 프리-로테이션 베인 위치, 제2압축기의 작동 파라미터, 그리고 제2압축기의 프리-로테이션 베인 위치를 나타내는 상기한 디지털 신호들은 필요하다면 마이크로프로세서(150)에 의해 프로세싱을 위한 상응하는 값들로 변환될 수 있다. 또한, 상기 제1압축기의 작동 파라미터와 프리-로테이션 베인 위치, 그리고 상기 제2압축기의 작동 파라미터와 프리-로테이션 베인 위치의 프로세싱 값들은 제어알고리즘으로 입력되며, 이 제어알고리즘은 후술하는 바와 같이 각 프리-로테이션 베인(120,121)의 액튜에이터를 제어하기 위한 제어신호를 발생시킨다. 그리고, 상기 각 프리-로테이션 베인(120,121)의 액튜에이터를 제어하기 위한 제어신호는 마이크로프로세서(150)에 의해 제어판넬(140)의 인터페이스 보드(146)로 제공된다. 또한, 상기 인터페이스 보드(146)는 이후 제어신호를 각 프리-로테이션 베인(120,121)의 액튜에이터로 제공하여 각 프리-로테이션 베인(120,121)을 적절한 위치로 위치시키게 된다.
상기 마이크로프로세서(150)는 인터페이스 보드(146)를 통해 각 프리-로테이션 베인(120,121)의 액튜에이터를 제어하기 위하여 제어알고리즘을 이용한다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어알고리즘은 마이크로프로세서(150)에 의해 실행될 수 있는 일련의 명령어들을 가지는 컴퓨터 프로그램일 수 있다. 여기서, 상기 제어알고리즘은 상기 두 압축기(108,110) 중 어느 하나가 서지상태와 같은 불안정한 작동상태로 진입한 때를 판단하여 각 프리-로테이션 베인(120,121)의 액튜에이터에 프리-로테이션 베인(120,121)을 폐쇄시켜주어 불안정상태를 제거하기 위한 명령을 제공하게 된다.
상기 제어알고리즘은 컴퓨터 프로그램으로 구현되고 마이크로프로세서(150)에 의해 실행되도록 하는 것이 바람직하나, 상기 제어알고리즘이 본 기술분야의 당업자에 의해 디지털 및/또는 아날로그 하드웨어를 이용하여 구현 및 실행될 수 있음은 물론이다. 상기 제어알고리즘을 실행하는데 하드웨어가 이용된다면, 제어판넬(140)의 상응하는 구성은 변경될 수 있으며, 이때 필요한 구성요소들을 통합하면서 더 이상 필요하지 않는 구성요소들, 예를 들어 A/D 컨버터(148) 등의 구성요소들은 삭제할 수 있다.
상기 압축기(108,110) 중 어느 하나의 서지상태를 검출하고 제거하기 위하여 상기 제어알고리즘을 이용하거나 실행하는 것과 더불어, 상기 마이크로프로세서(150)는 시스템(100)의 정상 작동동안, 즉 두 압축기(108,110)가 정상적으로 작동하고 불안정한 상태에 있지 않는 동안에 각 프리-로테이션 베인(120,121)의 액튜에이터를 제어하기 위하여 제어알고리즘을 이용 또는 실행할 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 실시예에서, 정상 작동동안에 시스템(100)을 제어하기 위하여 제2제어알고리즘이 마이크로프로세서(150)에 의해 이용 또는 실행될 수 있다. 상기 시스템(100)의 정상 작동동안, 두 압축기(108,110) 중 하나는 "리드(lead)" 압축기로서 설계되고, 나머지 다른 하나의 압축기는 "래그(lag)" 압축기로서 설계된다. 이와 같은 리드 압축기 또는 래그 압축기로서의 압축기(108,110)의 설계는 압축기 구동 시간을 동일하게 하는 것과 같은 몇몇 요인이나 목적, 또는 압축기들의 용량에 따라 달라질 수 있다. 부가적으로, 리드 압축기 및 래그 압축기의 설계는 제어알고리즘의 작동에 영향을 주지 않으면서 주기적으로 변경될 수 있다. 다음의 설명에서, 제1압축기(108)는 리드 압축기로서 설계되고, 제2압축기(110)는 래그 압축기로서 설계될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 시스템(100)의 정상 작동동안 마이크로프로세서(150)는 입력신호로서 증발기(126)의 공급라인(128S)으로부터 송출되는 냉각 액체 온도(leaving chilled liquid temperature)(LCHLT) 신호를 수신받게 된다. 이후, 상기 마이크로프로세서(150)는 리드 압축기(108)의 프리-로테이션 베인(120)의 액튜에이터를 제어하기 위한 제어신호를 발생시킨다. 그리고, 상기 LCHLT 신호에 대응하는 프리-로테이션 베인(120)의 위치가 몇몇의 알려진 절차에 따라 결정될 수 있다. 이와 같이 상기 리드 압축기(108)의 프리-로테이션 베인(120)의 위치가 결정된 후에는 상기 래그 압축기(110)의 프리-로테이션 베인(121)의 위치가 결정되어진다. 그리고, 상기 래그 압축기(110)의 프리-로테이션 베인(121)은 래그 압축기(110)로 하여금 리드 압축기(108)의 용량을 따르도록 위치되어진다. 상기 리드 압축기(108)의 용량을 따르기 위하여, 상기 래그 압축기(110)의 프리-로테이션 베인(121)은 래그 압축기 모터(154)가 리드 압축기 모터(152)와 동일한 백분율의 전부하 모터 전류를 가질 수 있는 래그 압축기 모터(154)에서의 모터 전류 또는 전력소비량을 얻을 수 있도록 위치된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 리드 압축기(108)의 용량을 따르기 위하여, 상기 래그 압축기(110)의 프리-로테이션 베인(121)은 리드 압축기(108)에서의 송출압력 또는 송출온도에 상응하는 래그 압축기(110)에서의 송출압력 또는 송출온도를 얻을 수 있도록 위치된다.
한편, 도 2는 다중 압축기의 작동동안 불안정(instability) 또는 서지상태를 검출하여 제거하거나 보정(correcting)하기 위한 본 발명의 제어알고리즘을 도시한 것이다. 불안정상태를 검출하기 위한 과정은 단계 202에서 두 압축기(108,110)의 정상 작동동안 개시된다. 단계 202에서, 두 압축기(108,110)에 대하여 작동 파라미터가 검출된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 압축기 모터(152,154)의 작동 파라미터, 그 예로서 모터 전류 또는 전력소비량이 검출된다. 상기 각 압축기(108,110)의 검출된 작동 파라미터는 이후 단계 204에서 각 압축기(108,110)에 대한 작동 파라미터의 전부하 값의 백분율로 변환된다. 여기서, 검출된 작동 파라미터를 각 압축기에 대한 작동 파라미터의 전부하 값의 백분율로 변환함은 상이한 크기나 등급의 압축기들이 더욱 정확히 비교될 수 있도록 한다. 더욱이, 전술한 바와 같이, 전부하 값의 비율은 정상 작동동안 래그 압축기(110)의 프리-로테이션 베인(121)을 위치시키는데 이용될 수 있다.
단계 206에서, 상기 각 압축기(108,110)에 대한 작동 파라미터 백분율은 참조값 또는 비 값(reference or ratio value)을 얻기 위하여 서로 나눠진다. 예를 들면, 리드 압축기(108)가 75%의 작동 파라미터 백분율을 가지면서 래그 압축기(110)가 60%의 작동 파라미터 백분율을 가진다면, 비 값은 (60/75)*100=80%가 될 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 비 값은 100% 보다 작은 값으로 계산되고, 상기 예에서 래그 압축기 백분율은 리드 압축기 백분율에 의해 나누어지고 있다. 그리고, 상기 비 값은 미리 결정된 값과 비교된 후 상기 비 값이 미리 결정된 값보다 작은 값인지를 결정하게 되는데, 이와 같이 미리 결정된 값보다 작으면 상기 두 압축기간 불일치한 로딩(loading)과 불안정한 작동상태를 지시하는 것이다. 바람직하기로는 상기 미리 결정된 값을 60%와 90% 사이의 임의의 값으로 하며, 더욱 바람직하기로는 80%로 한다. 그러나, 상기 미리 결정된 값은 서지(surge) 검출을 위한 원하는 감도 수준에 상응하는 임의의 값이 될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 두 압축기(108,110)에 대한 작동 파라미터 백분율은 단계 206에서 참조값 또는 차이값(reference or difference value)을 얻기 위하여 서로 감산될 수도 있다. 예를 들면, 리드 압축기(108)가 75%의 작동 파라미터 백분율을 가지면서 래그 압축기(110)가 60%의 작동 파라미터 백분율을 가진다면, 상기 차이값은 75-60=15%가 될 것이다. 이러한 실시예에서, 상기 차이값은 리드 압축기 백분율로부터 래그 압축기 백분율을 빼는 것에 의해 양의 값으로 계산된다. 이러한 차이값은 단계 206에서 미리 결정된 값과 비교된 후 상기 차이값이 미리 결정된 값보다 큰 값인지를 결정하게 되는데, 이와 같이 미리 결정된 값보다 큰 값이라면 상기 두 압축기간 불일치한 로딩(loading)과 불안정한 작동상태를 지시하는 것이다. 상기 미리 결정된 값은 바람직하게는 10%와 30% 사이의 임의의 값이 될 수 있고, 더욱 바람직하기로는 20%로 한다. 그러나, 상기 미리 결정된 값은 서지 검출을 위한 원하는 감도 수준에 상응하는 임의의 값이 될 수 있다.
다음으로, 상기 비 값이 미리 결정된 값보다 클 경우(또는 상기 차이값이 미리 결정된 값보다 작은 경우)라면, 각 압축기 모터(152,154)에 대한 작동 파라미터를 검출하는 단계 202로 리턴된다. 반면, 상기 비 값이 미리 결정된 값보다 작다면(또는 상기 차이값이 미리 결정된 값보다 큰 경우), 단계 208에서 상기 두 압축기(108,110)에 대한 각 프리-로테이션 베인의 위치가 검출된다. 다음으로, 단계 210에서, 상대적으로 낮거나 작은 작동 파라미터 백분율을 가지는 압축기의 프리-로테이션 베인 위치가 상대적으로 크거나 높은 작동 파라미터 백분율을 가지는 압축기의 프리-로테이션 베인 위치와 비교되어, 상대적으로 작은 작동 파라미터 백분율을 가지는 압축기의 프리-로테이션 베인이 상대적으로 크거나 높은 작동 파라미터 백분율을 가지는 압축기의 프리-로테이션 베인보다 더 개방되거나 보다 많은 냉매가 흐르도록 하고 있는지를 판단하게 된다. 만약, 상대적으로 작은 작동 파라미터 백분율을 가지는 압축기의 프리-로테이션 베인이 상대적으로 크거나 높은 작동 파라미터 백분율을 가지는 압축기의 프리-로테이션 베인보다 더 개방된 것으로 판단되면, 상대적으로 작은 작동 파라미터 백분율을 가지는 압축기가 불안정 또는 서지상태에 있는 것으로 판단하고, 서지상태를 보정(correct)하기 위한 단계들이 취해지게 된다. 또한, 상대적으로 작은 작동 파라미터 백분율을 가지는 압축기의 프리-로테이션 베인이 상대적으로 큰 작동 파라미터 백분율을 가지는 압축기의 프리-로테이션 베인보다 더 개방되지 않았다면, 압축기에서 현재의 상대적으로 작은 작동 파라미터 백분율(상대적으로 낮은 파워)은 낮은 유동 로딩(lower flow loading)과 같은 기타 다른 이유에 기인하는 것일 수 있으며, 이때는 압축기가 불안정하거나 서지상태에 있는 것은 아니다. 상기 과정은 단계 202로 리턴되어 불안정 검출 과정을 반복하게 된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상대적으로 작은 작동 파라미터 백분율을 가지는 압축기의 프리-로테이션 베인이 상대적으로 크거나 높은 작동 파라미터 백분율을 가지는 압축기의 프리-로테이션 베인보다 미리 결정된 양만큼 많이 개방되었다면 불안정 또는 서지상태가 검출될 수 있다.
단계 210에서 불안정 또는 서지상태가 검출된 후, 단계 212에서 상기 제어알고리즘은 불안정 또는 서지상태가 미리 결정된 시간 주기 내에서 미리 결정된 횟수만큼 검출되었는지를 판단하게 된다. 여기서, 리드 압축기(108)와 래그 압축기(110) 중 하나에서 소정 시간 주기 내에 소정 횟수만큼 불안정 또는 서지상태가 검출되었다면, 단계 214에서 래그 압축기(110)는 셧 다운(shut down)되거나 사용에서 제거되고, 제어판넬(140)을 통해 작동자에게 경고하게 된다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 래그 압축기(110)는 60분 시간 주기 내에 3번의 서지상태가 검출되는 경우 셧 다운된다. 또한, 정해진 시간 주기 내에 몇번의 서지상태 검출은 하나 또는 두 압축기(108,110) 모두에서 그리고 시스템(100)의 작동에 있어서 작동자의 심층적인 조사가 필요한 문제를 가지고 있음을 지시하는 것일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 리드 압축기(108)는 리드 압축기(108)에서 미리 결정된 횟수만큼 서지상태가 검출되었을 때 셧 다운될 수 있다. 그러나, 리드 압축기(108)의 셧 다운은, 리드 압축기(108)가 서지상태에 있을 때, 전술한 정상 작동과정에 따라 래그 압축기(110)로의 전류량 감소를 초래하고 따라서 상기 래그 압축기(110)에서의 보다 낮은 유량에 기인한 서지상태를 보정하기 위한 기회를 리드 압축기(108)에 제공하는, 상기 리드 압축기 모터(152)로의 상응하는 전류 또한 감소되기 때문에, 반드시 필요한 것은 아니다.
단계 216에서, 불안정 또는 서지상태가 미리 결정된 시간 주기 내에 미리 결정된 횟수만큼 단계 212에서 검출되지 않았다면, 상기 각 압축기(108,110)로의 프리-로테이션 베인(120,121)은 폐쇄된다. 상기 각 압축기(108,110)에서 프리-로테이션 베인(120,121)의 폐쇄는 각 압축기(108,110)로의 냉매유동을 제한하게 되고, 서지 발생한 압축기로 하여금 서지상태를 보정할 수 있도록 하게 된다. 단계 218에서, 상기 각 압축기(108,110)는 서지 발생한 압축기가 서지상태를 보정하였는지를 결정하기 위하여 평가된다. 본 발명의 바람직한 실시예에서, 상기 압축기 모터(152,154)로부터 얻어진 비 값이 미리 결정된 값보다 클 경우, 단계 218에서 상기 서지상태는 보정되어진 것으로 판단될 수 있다. 또한, 단계 218에서 상기 서지상태가 보정되어졌는지를 판단하는 과정은 불안정 또는 서지상태가 존재하는지를 판단하기 위한 전술한 단계 202 ~ 206과 유사하게 실시될 수 있다.
단계 218에서 불안정 또는 서지상태가 보정되었다라고 하면, 상기 각 압축기(108,110)의 프리-로테이션 베인(120,121)은 단계 220에서 개방될 수 있고, 또한 시스템은 정상 작동상태를 회복할 수가 있다. 상기 시스템이 정상 작동상태를 회복한 후, 불안정 또는 서지상태를 검출 및 보정하기 위한 상기 제어알고리즘은 단계 202에서 재시작될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 상기 제어알고리즘의 단계 202 ~ 206은 있을 수 있는 서지상태를 지시하는 다른 시스템의 작동 파라미터들을 검출 및 비교하는 단계들로 대체될 수 있다. 예를 들면, 압축기 송출온도 또는 과열 또는 압축기 송출유량의 강하는 서지상태가 존재하는지를 결정하기 위하여 베인 위치의 검출로 이용될 수 있다. 그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 제어알고리즘은 서지상태를 검출 및 보정하기 위하여 3개 또는 그 이상의 압축기들을 가지는 다중 압축기 시스템에서 임의의 두 압축기들에 적용될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명이 바람직한 실시예를 참조로 하여 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형들이 만들어질 수 있고, 또한 상응하는 것들이 구성요소를 대신하여 대체될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 핵심적인 기술적 사상으로부터 벗어남 없이 특정 상황 또는 물질을 본 발명에 의거 적용하기 위해 다양한 수정들이 만들어질 수 있다. 따라서, 상기한 본 발명을 실시하기 위하여 고려된 최적 모드로서 개시되어 있는 특정의 실시예로 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 첨부된 청구범위의 기술적 사상 내에서 파생되는 모든 실시예를 포함하는 것임을 밝혀둔다.

Claims (30)

  1. 다중 압축기 냉동시스템에서 압축기 불안정상태를 검출하기 위한 방법에 있어서,
    다중 압축기 냉동시스템의 제1압축기와 제2압축기로부터 작동 파라미터를 결정하는 단계와;
    상기 제1압축기의 작동 파라미터를 상기 제2압축기의 작동 파라미터와 비교하는 단계와;
    상기 제1압축기와 상기 제2압축기에 대한 인렛 베인 위치를 결정하는 단계와;
    상기 제1압축기의 인렛 베인 위치를 상기 제2압축기의 인렛 베인 위치와 비교하는 단계와;
    상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중에서 어느 하나가 다른 하나에 비해 상대적으로 낮은 작동 파라미터와 보다 개방된 인렛 베인 위치를 가지면 상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중 어느 하나에서의 압축기 불안정상태를 결정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2압축기 중 어느 하나에서의 결정된 압축기 불안정상태가 보정될 때까지 상기 제1압축기와 상기 제2압축기상의 인렛 베인을 폐쇄시켜주는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중 어느 하나가 미리 결정된 시간 주기 내에 압축기 불안정상태를 가지는 횟수를 결정하는 단계와;
    상기 결정된 횟수를 미리 결정된 불안정상태 횟수와 비교하는 단계와;
    상기 결정된 횟수가 미리 결정된 불안정상태 횟수보다 클 경우 그에 대응하여 상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중 어느 하나를 정지시키는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 미리 결정된 불안정상태 횟수가 3회이고, 상기 미리 결정된 시간 주기가 60분인 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동 파라미터를 결정하는 단계는,
    상기 제1압축기의 모터 전류를 측정하는 단계와;
    상기 제2압축기의 모터 전류를 측정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 작동 파라미터를 결정하는 단계는,
    상기 제1압축기의 측정된 모터 전류와 상기 제1압축기에 대한 전부하 전류값을 이용하여 상기 제1압축기에 대한 전부하 모터 전류의 백분율을 계산하는 단계와;
    상기 제2압축기의 측정된 모터 전류와 상기 제2압축기에 대한 전부하 전류값을 이용하여 상기 제2압축기에 대한 전부하 모터 전류의 백분율을 계산하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1압축기의 작동 파라미터와 상기 제2압축기의 작동 파라미터를 이용하여 참조값을 계산하는 단계와;
    상기 계산된 참조값을 미리 결정된 값과 비교하는 단계;
    를 더 포함하고, 상기 제1압축기의 인렛 베인 위치를 상기 제2압축기의 인렛 베인 위치와 비교하는 단계가 상기 계산된 참조값이 상기 미리 결정된 값보다 작을 경우 수행되는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 참조값을 계산하는 단계는 상기 제1압축기에 대한 전부하 모터 전류의 계산된 백분율과 상기 제2압축기에 대한 전부하 모터 전류의 계산된 백분율을 이용하여 비 값을 계산하는 단계를 포함하고, 상기 비 값은 상기 제1압축기에 대한 전부하 모터 전류의 계산된 백분율과 상기 제2압축기에 대한 전부하 모터 전류의 계산된 백분율의 비 백분율(ratio percentage)인 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 비 값이 100% 보다 작고, 상기 미리 결정된 값이 60%와 90% 사이에 있는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 미리 결정된 값이 80%인 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  11. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1압축기의 작동 파라미터와 상기 제2압축기의 작동 파라미터를 이용하여 참조값을 계산하는 단계와;
    상기 계산된 참조값을 미리 결정된 값과 비교하는 단계;
    를 더 포함하고, 상기 제1압축기의 인렛 베인 위치를 상기 제2압축기의 인렛 베인 위치와 비교하는 단계가 상기 계산된 참조값이 상기 미리 결정된 값보다 큰 경우 수행되는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 참조값을 계산하는 단계는 상기 제1압축기에 대한 전부하 모터 전류의 계산된 백분율과 상기 제2압축기에 대한 전부하 모터 전류의 계산된 백분율을 이용하여 차이값을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 차이값은 상기 제1압축기에 대한 전부하 모터 전류의 계산된 백분율과 상기 제2압축기에 대한 전부하 모터 전류의 계산된 백분율 사이의 차인 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 미리 결정된 값이 20%인 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 작동 파라미터를 결정하는 단계가 상기 제1압축기와 상기 제2압축기에 대하여 송출온도와 송출유량 중 어느 하나를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 방법.
  15. 다중 압축기 냉동시스템에서 압축기 불안정상태를 검출하기 위하여 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체상에서 구현되고 마이크로프로세서에 의해 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램 제품에 있어서,
    다중 압축기 냉동시스템의 제1압축기와 제2압축기로부터 작동 파라미터를 결정하는 단계와;
    상기 제1압축기의 작동 파라미터와 상기 제2압축기의 작동 파라미터를 이용하여 참조값을 계산하는 단계와;
    상기 계산된 참조값을 미리 결정된 값과 비교하는 단계와;
    상기 제1압축기와 상기 제2압축기에 대하여 인렛 베인 위치를 결정하는 단계와;
    상기 계산된 참조값이 상기 미리 결정된 값보다 작으면 상기 제1압축기의 인렛 베인 위치를 상기 제2압축기의 인렛 베인 위치와 비교하는 단계와;
    상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중에서 어느 하나가 다른 하나에 비해 상대적으로 낮은 작동 파라미터와 보다 개방된 인렛 베인 위치를 가지면 상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중 어느 하나에서의 압축기 불안정상태를 결정하는 단계;
    를 실행하기 위한 컴퓨터 명령어들(computer instructions)을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중 어느 하나에서 상기 결정된 압축기 불안정상태가 보정될 때까지 상기 제1압축기와 상기 제2압축기의 인렛 베인을 폐쇄시켜주는 단계를 실행하기 위한 명령어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중 어느 하나가 미리 결정된 시간 주기 내에 압축기 불안정상태를 가지는 횟수를 결정하는 단계와;
    상기 결정된 횟수를 미리 결정된 불안정상태 횟수와 비교하는 단계와;
    상기 결정된 횟수가 상기 미리 결정된 불안정상태 횟수 이상이면 상기 제1압축기와 상기 제2압축기 중 어느 하나를 정지시키는 단계;
    를 실행하기 위한 명령어들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 미리 결정된 불안정상태 횟수가 3회이고, 상기 미리 결정된 시간 주기가 60분인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  19. 청구항 15에 있어서,
    상기 작동 파라미터를 결정하는 단계는,
    상기 제1압축기의 모터 전류를 측정하는 단계와;
    상기 제2압축기의 모터 전류를 측정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 작동 파라미터를 결정하는 단계는,
    상기 제1압축기의 측정된 모터 전류와 상기 제1압축기에 대한 전부하 전류값을 이용하여 상기 제1압축기에 대한 전부하 모터 전류의 백분율을 계산하는 단계와;
    상기 제2압축기의 측정된 모터 전류와 상기 제2압축기에 대한 전부하 전류값을 이용하여 상기 제2압축기에 대한 전부하 모터 전류의 백분율을 계산하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 참조값을 계산하는 단계는 상기 제1압축기에 대한 전부하 모터 전류의 계산된 백분율과 상기 제2압축기에 대한 전부하 모터 전류의 계산된 백분율을 이용하여 비 값을 계산하는 단계를 더 포함하고, 상기 비 값은 상기 제1압축기에 대한 전부하 모터 전류의 계산된 백분율과 상기 제2압축기에 대한 전부하 모터 전류의 계산된 백분율의 비 백분율(ratio percentage)인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 비 값이 100%보다 작고, 상기 미리 결정된 값이 60%와 90% 사이에 있는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 미리 결정된 값이 80%인 것을 특징으로 하는 컴퓨터 프로그램 제품.
  24. 폐 냉동회로에서 연결된 리드 압축기, 래그 압축기, 응축기, 그리고 증발기를 포함하고, 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기가 각각 액튜에이터에 의해 조정 가능한 복수개의 인렛 가이드 베인을 가지는 냉동시스템을 위한 안정화 제어 시스템에 있어서,
    상기 리드 압축기의 작동 파라미터를 검출하고, 상기 리드 압축기의 검출된 작동 파라미터에 상응하는 제1신호를 발생시킬 수 있도록 구비되어 배치되는 제1센서와;
    상기 리드 압축기의 복수개 인렛 가이드 베인의 위치를 검출하고, 이 검출된 위치에 상응하는 제2신호를 발생시킬 수 있도록 구비되어 배치되는 제2센서와;
    상기 래그 압축기의 작동 파라미터를 검출하고, 상기 래그 압축기의 검출된 작동 파라미터에 상응하는 제3신호를 발생시킬 수 있도록 구비되어 배치되는 제3센서와;
    상기 래그 압축기의 복수개 인렛 가이드 베인의 위치를 검출하고, 이 검출된 위치에 상응하는 제4신호를 발생시킬 수 있도록 구비되어 배치되는 제4센서와;
    상기 냉동시스템의 정상 작동동안 상기 제1신호, 제2신호, 제3신호 및 제4신호를 수신하고, 상기 제1신호, 제2신호, 제3신호 및 제4신호를 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기 중 어느 하나에서의 서지상태를 결정할 수 있도록 구성된 제어알고리즘으로 인가함으로써 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기의 복수개 인렛 가이드 베인의 액튜에이터를 제어하기 위한 제어신호를 발생시킬 수 있도록 구비되는 마이크로프로세서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 시스템.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는, 상기 제어알고리즘이 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기 중에서 어느 하나가 다른 하나에 비해 상대적으로 낮은 작동 파라미터와 보다 개방된 인렛 베인 위치를 가짐으로써 서지상태에 진입함을 결정하면, 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기의 복수개 인렛 가이드 베인의 액튜에이터를 제어하기 위한 제어신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 시스템.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 마이크로프로세서에 의해 발생된 상기 제어신호가 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기의 복수개 인렛 가이드 베인의 액튜에이터로 하여금 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기의 복수개 인렛 가이드 베인을 폐쇄시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 시스템.
  27. 청구항 25에 있어서,
    상기 마이크로프로세서에 의해 발생된 상기 제어신호는, 상기 제어알고리즘이 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기 중 어느 하나가 미리 결정된 시간 주기 내에 미리 결정된 횟수만큼 서지상태로 진입함을 결정하면, 상기 래그 압축기를 셧 다운시키는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 시스템.
  28. 청구항 24에 있어서,
    상기 제1센서가 상기 리드 압축기에 대한 모터 전류와 전력소비량 중 하나를 측정하기 위한 수단을 포함하고, 상기 제2센서가 상기 래그 압축기에 대한 모터 전류와 전력소비량을 측정하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 시스템.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 마이크로프로세서는 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기에 대한 각각의 전부하 전력소비량의 백분율을 계산하고, 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기에 대한 전부하 전력소비량의 계산된 백분율을 상기 제어신호를 발생시키기 위하여 상기 제어알고리즘에 인가하는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 시스템.
  30. 청구항 24에 있어서,
    상기 제1센서, 제2센서, 제3센서, 및 제4센서로부터 상기 제1신호, 제2신호, 제3신호, 및 제4신호를 수신받고, 이 제1신호, 제2신호, 제3신호, 및 제4신호를 상기 마이크로프로세서를 위한 디지털 신호로 변환하는 A/D 컨버터와;
    상기 마이크로프로세서로부터 상기 제어신호를 수신받고, 이 제어신호를 상기 리드 압축기와 상기 래그 압축기의 복수개 인렛 가이드 베인의 액튜에이터로 제공하는 인터페이스 보드;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 작동하는 원심압축기들을 위한 안정화 제어 시스템.
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