WO2024014025A1 - 制御装置、圧縮システムおよび制御方法 - Google Patents

制御装置、圧縮システムおよび制御方法 Download PDF

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dilution
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capacitance
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和広 竹之下
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三菱重工業株式会社
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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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/26—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields
    • G01F23/263—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of capacity or inductance of capacitors or inductors arising from the presence of liquid or fluent solid material in the electric or electromagnetic fields by measuring variations in capacitance of capacitors

Definitions

  • the present disclosure relates to a control device, a compression system, and a control method.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2022-112363 filed in Japan on July 13, 2022, the contents of which are incorporated herein.
  • an oil extraction pipe provided with a capillary tube and an on-off valve is connected between the closed case of the compressor and the refrigerant suction pipe. Furthermore, a pair of temperature sensors are provided at two positions sandwiching the capillary tube. With this configuration, if the oil level of the lubricating oil in the sealed case has reached an appropriate oil level position, the lubricating oil will flow into the oil outlet pipe when the on-off valve is opened. On the other hand, if the lubricating oil level in the sealed case has not reached the appropriate oil level position, the refrigerant will flow into the oil outlet pipe when the on-off valve is opened. With this configuration, based on the temperature difference between the pair of temperature sensors, it is possible to confirm whether the oil level of the lubricating oil in the sealed case has reached an appropriate oil level position.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to provide a control device, a compression system, and a control method that can accurately detect the height of the oil level in a compressor. .
  • a control device provides information representing the temperature and pressure of oil inside a compressor that compresses refrigerant, and detection results of an oil level sensor that detects the height of the oil level of the oil. and a correction unit that estimates the degree of dilution of the oil based on information representing the temperature and the pressure, and corrects the detection result based on the estimated degree of dilution.
  • a compression system includes a compressor that compresses a refrigerant, an oil pod that stores oil inside the compressor, and an oil level sensor that is provided in the oil pod and that detects the height of the oil level. and a control device, wherein the control device obtains information representing the temperature and pressure of oil inside the compressor and a detection result of the oil level sensor, and information representing the temperature and the pressure. and a correction unit that estimates the dilution of the oil based on the dilution and corrects the detection result based on the estimated dilution.
  • a control method includes the steps of acquiring information representing the temperature and pressure of oil inside a compressor that compresses refrigerant and a detection result of an oil level sensor that detects the height of the oil level;
  • the method includes a step of estimating a degree of dilution of the oil based on information representing the temperature and the pressure, and correcting the detection result based on the estimated degree of dilution.
  • the height of the oil level in the compressor can be detected with high accuracy.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example configuration of a compression system according to an embodiment of the present disclosure.
  • 3 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure, and shows an example of the correspondence between pressure, temperature, and dilution rate.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of the characteristics of the oil level sensor according to the embodiment of the present disclosure, and shows an example of the correspondence between oil level height and capacitance.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an example of the characteristics of the oil level sensor according to the embodiment of the present disclosure, and shows an example of the correspondence between the dilution rate and the capacitance change ratio.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure, and shows an example of the correspondence between the dilution rate and the capacitance change ratio.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of a computer according to at least one embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a compression system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure, and shows an example of the correspondence between pressure, temperature, and dilution rate.
  • FIG. 4 is a schematic diagram for explaining an example of the characteristics of the oil level sensor according to the embodiment of the present disclosure, and shows an example of the correspondence between oil level height and capacitance.
  • FIG. 5 is a schematic diagram for explaining an example of the characteristics of the oil level sensor according to the embodiment of the present disclosure, and shows an example of the correspondence between the dilution rate and the capacitance change ratio.
  • FIG. 6 is a schematic diagram for explaining an example of the operation of the control device according to the embodiment of the present disclosure.
  • the same reference numerals are used for the same or corresponding components, and the description thereof will be omitted as appropriate.
  • the compression system 1 shown in FIG. 1 is, for example, a compression system installed in a large-capacity CO2 refrigerator, and includes a high-stage compressor 11, a low-stage compressor 21, a control panel 3, and their peripheral devices.
  • the refrigerant is carbon dioxide.
  • embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • the high-stage compressor 11 is a compressor that compresses refrigerant, and an oil pod 12 that stores oil (also referred to as lubricating oil, refrigerating machine oil, etc.) filled inside the high-stage compressor 11 is connected by a pipe 13. There is.
  • the oil level height in the oil pod 12 matches the oil level height in the high stage compressor 11.
  • the oil level height within the oil pod 12 is detected by an oil level sensor 14.
  • the refrigerant compressed by the low-stage compressor 21 is introduced into the high-stage compressor 11 via an intercooler 41, an accumulator 42, a capillary 43, a strainer 44, and the like.
  • a cooling refrigerant is supplied to the high-stage compressor 11 from an injection circuit (not shown) via a check valve 17 .
  • a temperature sensor 15 is provided at the bottom of the high-stage compressor 11. Further, in the injection circuit, a pressure sensor 16 is provided on the high-stage compressor 11 side of the check valve 17. The temperature sensor 15 measures the temperature of oil inside the high-stage compressor 11. The pressure sensor 16 measures the oil pressure inside the high-stage compressor 11.
  • the low-stage compressor 21 is a compressor that compresses refrigerant, and is connected to an oil pod 22 through a pipe 23 that stores oil to be filled inside the low-stage compressor 21 .
  • the oil level height in the oil pod 22 matches the oil level height in the low stage compressor 21.
  • the oil level height within the oil pod 22 is measured by an oil level sensor 24.
  • Refrigerant is introduced into the low stage compressor 21 via an accumulator (not shown) or the like.
  • a cooling refrigerant is supplied to the low-stage compressor 21 from an injection circuit (not shown) via a check valve 27 .
  • a temperature sensor 25 is provided at the bottom of the low stage compressor 21.
  • a pressure sensor 26 is provided on the low stage compressor 21 side of the check valve 27.
  • the temperature sensor 25 measures the temperature of the oil inside the low stage compressor 21.
  • the pressure sensor 26 measures the oil pressure inside the low stage compressor 21.
  • the oil level sensor 14 and the oil level sensor 24 are capacitive level sensors, and are an example of a liquid level sensor.
  • the oil level sensor 14 and the oil level sensor 24 are equipped with internal signal processing circuits, etc., and calculate the height of the oil level based on the capacitance that changes depending on the range of oil that comes into contact with the sensor. The results are output as detection results.
  • the oil level sensor 14 and the oil level sensor 24 detect the capacitance, and based on the detected capacitance, calculate the height of the oil level on the assumption that the dilution level of the oil is a predetermined value. Then, the calculated result is output as the detection result.
  • the dilution degree of this predetermined value is also called a standard dilution degree (or standard dilution rate).
  • the dielectric constant of the oil inside the high-stage compressor 11 and the low-stage compressor 21 changes depending on the degree of dilution of the oil. Therefore, when the degree of dilution changes, the capacitance output by the oil level sensor 14 and the oil level sensor 24 changes, causing an error in the calculation result of the oil level height.
  • the oil level sensor 14 and the oil level sensor 24 calculate the height of the oil level on the assumption that the degree of dilution (dilution rate) is 0%, for example.
  • the degree of dilution is the degree of the amount of refrigerant that dissolves in oil, and is determined by the amount of refrigerant/(amount of refrigerant + amount of oil).
  • the dilution rate is a value expressed as a percentage.
  • control panel 3 controls each part of the compression system 1 (or the refrigerator including the compression system 1).
  • the control panel 3 is an example of a configuration of a control device according to the present disclosure.
  • the control panel 3 includes an acquisition section 31 and a correction section 32.
  • the acquisition unit 31 includes information representing the temperature and pressure of oil inside the high-stage compressor 11 and the low-stage compressor 21 that compress refrigerant, and an oil level sensor 14 and an oil level sensor 24 that detect the height of the oil level. Obtain the detection results.
  • the information representing the temperature of the oil is information representing the detection results of the temperature sensor 15 and the temperature sensor 25.
  • the information representing the oil pressure is information representing the detection results of the pressure sensor 16 and the pressure sensor 26.
  • the correction unit 32 estimates the dilution of oil based on information representing temperature and pressure, and corrects the detection results of the oil level sensor 14 and the oil level sensor 24 based on the estimated dilution. For example, the correction unit 32 estimates the degree of dilution of the oil based on information representing temperature and pressure, and calculates the static level detected by the oil level sensor 14 and the oil level sensor 24 based on the detection results of the oil level sensor 14 and the oil level sensor 24. The capacitance is calculated, the calculated capacitance is corrected based on the estimated dilution, and the height of the oil level is calculated based on the corrected capacitance.
  • the acquisition unit 31 and correction unit 32 shown in FIG. 1 repeatedly execute the process shown in FIG. 2 at a predetermined period. Note that the acquisition unit 31 and the correction unit 32 acquire and correct the detection results of the oil level sensor 14 and the oil level sensor 24 in parallel. When the oil level sensor 14 and the oil level sensor 24 have the same specifications, the contents of the processing are the same. Below, the oil level sensor 14 will be explained as a representative.
  • the acquisition unit 31 acquires the pressure, temperature, and oil level height.
  • the acquisition unit 31 acquires the measurement results of the oil pressure from the pressure sensor 16, the measurement results of the oil temperature from the temperature sensor 15, and the measurement results (calculation results) of the oil level height from the oil level sensor 14 ( S1).
  • the correction unit 32 calculates the dilution rate of the oil in the high-stage compressor 11 (S2).
  • the correction unit 32 calculates the dilution rate using, for example, a table as shown in FIG. 3 that shows the correspondence between temperature (° C.), pressure (MPa), and dilution rate (%).
  • the correction unit 32 calculates the capacitance at the standard dilution rate based on the oil level height calculated by the oil level sensor 14 (S3).
  • FIG. 4 shows an example of conversion characteristics between capacitance and oil level height in the oil level sensor 14.
  • the oil level sensor 14 which is a capacitive oil level sensor, calculates the oil level height from the capacitance that changes depending on the height of the oil in contact with the sensor. Note that the oil level sensor 14 calculates the oil level height assuming a dilution rate of 0%. In the example shown in FIG. 4, the oil level sensor 14 calculates the oil level height using the following formula.
  • C is the capacitance (pF)
  • h is the oil level height (mm).
  • step S3 the correction unit 32 converts the obtained oil level height value h into a capacitance value C at a dilution rate of 0% using the conversion characteristics shown in FIG.
  • the correction unit 32 corrects the capacitance calculated in step S3 to the capacitance at the reference dilution rate based on the dilution rate calculated in step S2 (S4).
  • the correction unit 32 calculates the corrected oil level height based on the corrected capacitance (S5).
  • FIG. 5 shows an example of a change in capacitance according to a change in dilution rate.
  • the capacitance changes depending on the dilution rate of refrigerating machine oil and CO2, and the higher the dilution rate, the lower the capacitance. Since the capacitance decreases depending on the dilution rate, the correction unit 32 divides the capacitance by the capacitance change ratio and corrects it to a capacitance equivalent to a dilution rate of 0%, and then calculates the oil level height using the following formula. do.
  • x is the dilution rate.
  • y is an approximate function representing the capacitance change ratio with x as a variable.
  • FIG. 6 shows an example of the process shown in FIG. 2 when the oil level sensor indicates 100 mm at a dilution rate of 50%.
  • the capacitance is 40.8 pF based on the relationship between the capacitance and the oil level height at a dilution rate of 0%.
  • step S5 the oil level height is determined from the capacitance of 45.8 pF corresponding to a dilution rate of 0%, and is 128 mm.
  • the degree of dilution of oil is estimated based on information representing temperature and pressure, and the detection result of the oil level sensor is corrected based on the estimated degree of dilution, so even if the degree of dilution changes, the compressor
  • the height of the internal oil level can be calculated accurately. That is, according to this embodiment, the height of the oil level in the compressor can be detected with high accuracy.
  • FIG. 7 is a schematic block diagram showing the configuration of a computer according to at least one embodiment.
  • Computer 90 includes a processor 91, main memory 92, storage 93, and interface 94.
  • the above-described control panel 3 (the acquisition unit 31 and the correction unit 32) is installed in the computer 90.
  • the operations of each processing section described above are stored in the storage 93 in the form of a program.
  • the processor 91 reads the program from the storage 93, expands it into the main memory 92, and executes the above processing according to the program. Further, the processor 91 reserves storage areas corresponding to each of the above-mentioned storage units in the main memory 92 according to the program.
  • the program may be one for realizing a part of the functions to be performed by the computer 90.
  • the program may function in combination with other programs already stored in storage or in combination with other programs installed in other devices.
  • the computer may include a custom LSI (Large Scale Integrated Circuit) such as a PLD (Programmable Logic Device) in addition to or in place of the above configuration.
  • PLDs include PAL (Programmable Array Logic), GAL (Generic Array Logic), CPLD (Complex Programmable Logic Device), FPGA (Field Programmable Gate Array), and the like.
  • PLDs Programmable Logic Device
  • PAL Programmable Array Logic
  • GAL Generic Array Logic
  • CPLD Complex Programmable Logic Device
  • FPGA Field Programmable Gate Array
  • Storage 93 examples include HDD (Hard Disk Drive), SSD (Solid State Drive), magnetic disk, magneto-optical disk, CD-ROM (Compact Disc Read Only Memory), and DVD-ROM (Digital Versatile Disc Read Only Memory). , semiconductor memory, etc.
  • Storage 93 may be an internal medium connected directly to the bus of computer 90, or may be an external medium connected to computer 90 via an interface 94 or a communication line. Furthermore, when this program is distributed to the computer 90 via a communication line, the computer 90 that received the distribution may develop the program in the main memory 92 and execute the above processing.
  • storage 93 is a non-transitory, tangible storage medium.
  • control device control panel 3 described in each embodiment can be understood, for example, as follows.
  • the control device includes information indicating the temperature and pressure of oil inside the compressors (high-stage compressor 11 and low-stage compressor 21) that compress refrigerant, and an acquisition unit 31 that acquires the detection results of oil level sensors (oil level sensors 14 and 24) that detect the height of the oil level; and an acquisition unit 31 that estimates the degree of dilution of the oil based on information representing the temperature and the pressure. , a correction unit 32 that corrects the detection result based on the estimated dilution.
  • the height of the oil level in the compressor can be detected with high accuracy.
  • control device control panel 3 according to the second aspect is the control device (control panel 3) according to (1), in which the pressure is provided in an injection circuit that cools the inside of the compressor. These are measurement results of pressure sensors (pressure sensors 16 and 26).
  • a control device (control panel 3) according to a third aspect is the control device (control panel 3) according to (1) or (2), in which the oil level sensor is a capacitive level sensor. be.
  • the control device (control panel 3) is the control device (control panel 3) of (3), in which the oil level sensor detects capacitance and the detected static
  • the height of the oil level is calculated based on the capacitance on the premise that the dilution level of the oil is a predetermined value, and the result is output as the detection result, and the correction unit calculates the height of the oil level based on the temperature and the Estimating the dilution of the oil based on information representing pressure, calculating the capacitance detected by the oil level sensor based on the detection result, and correcting the capacitance calculated based on the estimated dilution. Then, the height of the oil level is calculated based on the corrected capacitance.
  • the compression system 1 includes a compressor (high stage compressor 11 and low stage compressor 21) that compresses refrigerant, and oil pods 12 and 22 that store oil inside the compressor. , oil level sensors 14 and 24 provided in the oil pod to detect the height of the oil level, and a control device (control panel 3), the control device controlling the level of oil inside the compressor. an acquisition unit 31 that acquires information representing temperature and pressure and a detection result of the oil level sensor; and an acquisition unit 31 that estimates the degree of dilution of the oil based on the information representing the temperature and the pressure, and based on the estimated degree of dilution. A correction section 32 that corrects the detection result is provided.
  • the control method acquires information representing the temperature and pressure of oil inside a compressor that compresses refrigerant and the detection result of an oil level sensor that detects the height of the oil level. and steps (S2 to S5) of estimating the degree of dilution of the oil based on information representing the temperature and the pressure, and correcting the detection result based on the estimated degree of dilution.
  • the height of the oil level in the compressor can be detected with high accuracy.

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Abstract

制御装置は、冷媒を圧縮する圧縮機内部の油の温度と圧力を表す情報と油の油面の高さを検知する油面センサの検知結果とを取得する取得部と、温度と圧力を表す情報に基づき油の希釈度を推定し、推定した希釈度に基づいて検知結果を補正する補正部とを備える。

Description

制御装置、圧縮システムおよび制御方法
　本開示は、制御装置、圧縮システムおよび制御方法に関する。本願は、２０２２年７月１３日に、日本に出願された特願２０２２－１１２３６３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　特許文献１に記載されている冷凍サイクル装置では、圧縮機の密閉ケースと冷媒吸込管との間にキャピラリチューブと開閉弁を設けた油取出管が接続されている。また、キャピラリチューブを挟む２箇所の位置に１対の温度センサが設けられる。この構成では、密閉ケース内の潤滑油の油面が適正な油面位置に達していれば開閉弁を開放した際に、潤滑油が油取出管に流入する。一方、密閉ケース内の潤滑油の油面が適正な油面位置に達していなければ開閉弁を開放した際に、冷媒が油取出管に流入する。この構成では、１対の温度センサの温度差に基づいて、密閉ケース内の潤滑油の油面が適正な油面位置に達しているのか否かを確認することができる。
特開２００２－２４２８３３号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の冷凍サイクル装置では、圧縮機内の油面の高さを精度良く検知することはできないという課題があった。
　本開示は、上記課題を解決するためになされたものであって、圧縮機内の油面の高さを精度良く検知することができる制御装置、圧縮システムおよび制御方法を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本開示に係る制御装置は、冷媒を圧縮する圧縮機内部の油の温度と圧力を表す情報と前記油の油面の高さを検知する油面センサの検知結果とを取得する取得部と、前記温度と前記圧力を表す情報に基づき前記油の希釈度を推定し、推定した前記希釈度に基づいて前記検知結果を補正する補正部とを備える。
　本開示に係る圧縮システムは、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機内部の油を貯留するオイルポッドと、前記オイルポッドに設けられ、前記油の油面の高さを検知する油面センサと、制御装置とを備え、前記制御装置が、前記圧縮機内部の油の温度と圧力を表す情報と前記油面センサの検知結果とを取得する取得部と、前記温度と前記圧力を表す情報に基づき前記油の希釈度を推定し、推定した前記希釈度に基づいて前記検知結果を補正する補正部とを備える。
　本開示に係る制御方法は、冷媒を圧縮する圧縮機内部の油の温度と圧力を表す情報と前記油の油面の高さを検知する油面センサの検知結果とを取得するステップと、前記温度と前記圧力を表す情報に基づき前記油の希釈度を推定し、推定した前記希釈度に基づいて前記検知結果を補正するステップとを含む。
　本開示の制御装置、圧縮システムおよび制御方法によれば、圧縮機内の油面の高さを精度良く検知することができる。
本開示の実施形態に係る圧縮システムの構成例を示す図である。 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図であり、圧力および温度と希釈率との対応関係の例を示す。 本開示の実施形態に係る油面センサの特性の例を説明するための模式図であり、油面高さと静電容量との対応関係の例を示す。 本開示の実施形態に係る油面センサの特性の例を説明するための模式図であり、希釈率と静電容量変化比との対応関係の例を示す。 本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図であり、希釈率と静電容量変化比との対応関係の例を示す。 少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
＜第一実施形態＞
（圧縮システムの構成）
　以下、本開示の実施形態に係る制御装置、圧縮システムおよび制御方法について、図１～図６を参照して説明する。図１は、本開示の実施形態に係る圧縮システムの構成例を示す図である。図２は、本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を示すフローチャートである。図３は、本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図であり、圧力および温度と希釈率との対応関係の例を示す。図４は、本開示の実施形態に係る油面センサの特性の例を説明するための模式図であり、油面高さと静電容量との対応関係の例を示す。図５は、本開示の実施形態に係る油面センサの特性の例を説明するための模式図であり、希釈率と静電容量変化比との対応関係の例を示す。図６は、本開示の実施形態に係る制御装置の動作例を説明するための模式図である。なお、各図において同一または対応する構成には同一の符号を用いて説明を適宜省略する。
　図１に示す圧縮システム１は、例えば大容量のＣＯ２冷凍機に設けられる圧縮システムであり、高段圧縮機１１と、低段圧縮機２１と、制御盤３と、それらの周辺装置等を備える。本実施形態では、冷媒が二酸化炭素である。ただし、本開示の実施形態はこれに限定されない。
　高段圧縮機１１は、冷媒を圧縮する圧縮機であり、高段圧縮機１１内部に充填される油（潤滑油、冷凍機油等ともいう）を貯留するオイルポッド１２が管１３で接続されている。オイルポッド１２内の油面高さは、高段圧縮機１１内の油面高さと一致する。オイルポッド１２内の油面高さは、油面センサ１４で検知される。高段圧縮機１１には、低段圧縮機２１で圧縮された冷媒が、インタークーラ４１、アキュムレータ４２、キャピラリ４３およびストレーナ４４等を介して導入される。また、高段圧縮機１１には、図示していないインジェクション回路から逆止弁１７を介して冷却用の冷媒が供給される。高段圧縮機１１の下部には温度センサ１５が設けられている。また、インジェクション回路には、逆止弁１７の高段圧縮機１１側に圧力センサ１６が設けられている。温度センサ１５は、高段圧縮機１１内部の油の温度を計測する。圧力センサ１６は、高段圧縮機１１内部の油の圧力を計測する。
　低段圧縮機２１は、冷媒を圧縮する圧縮機であり、低段圧縮機２１内部に充填される油を貯留するオイルポッド２２が管２３で接続されている。オイルポッド２２内の油面高さは、低段圧縮機２１内の油面高さと一致する。オイルポッド２２内の油面高さは、油面センサ２４で計測される。低段圧縮機２１には、図示していないアキュムレータ等を介して冷媒が導入される。また、低段圧縮機２１には、図示していないインジェクション回路から逆止弁２７を介して冷却用の冷媒が供給される。低段圧縮機２１の下部には温度センサ２５が設けられている。また、インジェクション回路には、逆止弁２７の低段圧縮機２１側に圧力センサ２６が設けられている。温度センサ２５は、低段圧縮機２１内部の油の温度を計測する。圧力センサ２６は、低段圧縮機２１内部の油の圧力を計測する。
　油面センサ１４および油面センサ２４は、本実施形態において、静電容量式のレベルセンサであり、また、液面センサの一例である。油面センサ１４および油面センサ２４は、内部に信号処理回路等を備え、センサに接する油の範囲によって変化する静電容量に基づき油面の高さを算出し、油面の高さを算出した結果を検知結果として出力する。その際、油面センサ１４および油面センサ２４は、静電容量を検知し、検知した静電容量に基づき、油の希釈度が所定の値であることを前提として油面の高さを算出し、算出した結果を検知結果として出力する。なお、以下では、この所定の値の希釈度を基準希釈度（あるいは基準希釈率）ともいう。高段圧縮機１１および低段圧縮機２１内部の油は、油の希釈度によって誘電率が変化する。そのため、希釈度が変化すると、油面センサ１４および油面センサ２４が出力する静電容量が変化し、油面の高さの算出結果に誤差が生じる。油面センサ１４および油面センサ２４は、例えば希釈度（希釈率）が０％であることを前提として油面の高さを算出する。なお、希釈度は、油に溶け込む冷媒の量の度合いであり、冷媒量／（冷媒量＋油量）で求められる。希釈率は、希釈度を百分率で表した値である。
　一方、制御盤３は、圧縮システム１（あるいは圧縮システム１を含む冷凍機）の各部を制御する。制御盤３は、本開示に係る制御装置の一構成例である。本実施形態において、制御盤３は、取得部３１と補正部３２を備える。取得部３１は、冷媒を圧縮する高段圧縮機１１および低段圧縮機２１内部の油の温度と圧力を表す情報と油の油面の高さを検知する油面センサ１４および油面センサ２４の検知結果とを取得する。油の温度を表す情報は、温度センサ１５および温度センサ２５の各検知結果を表す情報である。油の圧力を表す情報は、圧力センサ１６および圧力センサ２６の各検知結果を表す情報である。
　補正部３２は、温度と圧力を表す情報に基づき油の希釈度を推定し、推定した希釈度に基づいて油面センサ１４および油面センサ２４の検知結果を補正する。補正部３２は、例えば、温度と圧力を表す情報に基づき油の希釈度を推定し、油面センサ１４および油面センサ２４の検知結果に基づき油面センサ１４および油面センサ２４が検知した静電容量を算出し、推定した希釈度に基づき算出した静電容量を補正し、補正した静電容量に基づき油面の高さを算出する。
（圧縮システムの動作例）
　次に、図２～図６を参照して、本実施形態の動作例について説明する。図１に示す取得部３１と補正部３２は、所定の周期で繰り返し図２に示す処理を実行する。なお、取得部３１および補正部３２は、並列的に油面センサ１４の検知結果と油面センサ２４の検知結果を取得し、補正する。油面センサ１４と油面センサ２４が同一仕様である場合、処理の内容は同一である。以下では、油面センサ１４について代表して説明する。
　図２に示す処理では、まず、取得部３１が、圧力、温度および油面高さを取得する。取得部３１は、圧力センサ１６から油の圧力の計測結果、温度センサ１５から油の温度の計測結果、ならびに、油面センサ１４から油面の高さの計測結果（算出結果）を取得する（Ｓ１）。
　次に、補正部３２が、高段圧縮機１１内の油の希釈率を算出する（Ｓ２）。補正部３２は、例えば、図３に示すような、温度（℃）と圧力（ＭＰａ）と希釈率（％）との対応関係を示すテーブルを用いて、希釈率を算出する。
　次に、補正部３２は、油面センサ１４が算出した油面高さに基づき基準希釈率における静電容量を算出する（Ｓ３）。図４は、油面センサ１４における静電容量と油面高さとの変換特性の例を示す。上述したように、静電容量式油面センサである油面センサ１４は、センサに接する油の高さに応じて変化する静電容量から油面高さを算出している。なお、油面センサ１４は、希釈率０％として油面高さを算出している。図４に示す例の場合、油面センサ１４は、油面高さを下式によって算出する。Ｃは静電容量（ｐＦ）、ｈは油面高さ（ｍｍ）である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
  
　ステップＳ３において補正部３２は、図４に示す変換特性を用いて、取得した油面高さの値ｈを、希釈率０％での静電容量の値Ｃに変換する。
　次に、補正部３２は、ステップＳ３で算出した静電容量をステップＳ２で算出した希釈率に基づき基準希釈率における静電容量に補正する（Ｓ４）。次に、補正部３２は、補正した静電容量に基づき補正後の油面高さを算出する（Ｓ５）。
　図５は、希釈率の変化に応じた静電容量の変化の例を示す。静電容量は冷凍機油とＣＯ２の希釈率によって変化し、希釈率が高くなるほど静電容量が下がる。希釈率によって静電容量が低下するため、補正部３２は、下式により、静電容量を静電容量変化比で割り希釈率０％相当の静電容量に補正後、油面高さを算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
  
　ここで、ｘは希釈率である。ｙはｘを変数とする静電容量変化比を表す近似関数である。
　図６は、希釈率５０％にて油面センサが１００ｍｍを示した場合における図２に示す処理の例を示す。この場合、ステップＳ３では希釈率０％での静電容量と油面高さの関係から静電容量は４０．８ｐＦとなる。
　また、ステップＳ４では、希釈率が５０％であるため、希釈率が０％の静電容量と比較して０．８９倍になっていると推定される。このため、希釈率０％相当の静電容量は、４０．８ｐＦ／０．８９＝４５．８ｐＦとなる。
　また、ステップＳ５では、希釈率０％相当の静電容量４５．８ｐＦから油面高さを求めると、１２８ｍｍとなる。
（作用・効果）
　本実施形態によれば、温度と圧力を表す情報に基づき油の希釈度を推定し、推定した希釈度に基づいて油面センサの検知結果を補正するので、希釈度が変化しても圧縮機内部の油面の高さを正確に算出することができる。すなわち、本実施形態によれば、圧縮機内の油面の高さを精度良く検知することができる。
（その他の実施形態）
　以上、本開示の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
〈コンピュータ構成〉
　図７は、少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成を示す概略ブロック図である。
　コンピュータ９０は、プロセッサ９１、メインメモリ９２、ストレージ９３、および、インタフェース９４を備える。
　上述の制御盤３（取得部３１および補正部３２）は、コンピュータ９０に実装される。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でストレージ９３に記憶されている。プロセッサ９１は、プログラムをストレージ９３から読み出してメインメモリ９２に展開し、当該プログラムに従って上記処理を実行する。また、プロセッサ９１は、プログラムに従って、上述した各記憶部に対応する記憶領域をメインメモリ９２に確保する。
　プログラムは、コンピュータ９０に発揮させる機能の一部を実現するためのものであってもよい。例えば、プログラムは、ストレージに既に記憶されている他のプログラムとの組み合わせ、または他の装置に実装された他のプログラムとの組み合わせによって機能を発揮させるものであってもよい。なお、他の実施形態においては、コンピュータは、上記構成に加えて、または上記構成に代えてＰＬＤ（Programmable Logic Device）などのカスタムＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）を備えてもよい。ＰＬＤの例としては、ＰＡＬ(Programmable Array Logic)、ＧＡＬ(Generic Array Logic)、ＣＰＬＤ(Complex Programmable Logic Device)、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等が挙げられる。この場合、プロセッサによって実現される機能の一部または全部が当該集積回路によって実現されてよい。
　ストレージ９３の例としては、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Digital Versatile Disc Read Only Memory）、半導体メモリ等が挙げられる。ストレージ９３は、コンピュータ９０のバスに直接接続された内部メディアであってもよいし、インタフェース９４または通信回線を介してコンピュータ９０に接続される外部メディアであってもよい。また、このプログラムが通信回線によってコンピュータ９０に配信される場合、配信を受けたコンピュータ９０が当該プログラムをメインメモリ９２に展開し、上記処理を実行してもよい。少なくとも１つの実施形態において、ストレージ９３は、一時的でない有形の記憶媒体である。 
＜付記＞
　各実施形態に記載の制御装置（制御盤３）は、例えば以下のように把握される。
（１）第１の態様に係る制御装置（制御盤３）は、冷媒を圧縮する圧縮機（高段圧縮機１１および低段圧縮機２１）内部の油の温度と圧力を表す情報と前記油の油面の高さを検知する油面センサ（油面センサ１４および２４）の検知結果とを取得する取得部３１と、前記温度と前記圧力を表す情報に基づき前記油の希釈度を推定し、推定した前記希釈度に基づいて前記検知結果を補正する補正部３２とを備える。本態様および以下の各態様によれば、圧縮機内の油面の高さを精度良く検知することができる。
（２）第２の態様に係る制御装置（制御盤３）は、（１）の制御装置（制御盤３）であって、前記圧力は、前記圧縮機内部を冷却するインジェクション回路に設けられた圧力センサ（圧力センサ１６および２６）の計測結果である。
（３）第３の態様に係る制御装置（制御盤３）は、（１）または（２）の制御装置（制御盤３）であって、前記油面センサが静電容量式のレベルセンサである。
（４）第４の態様に係る制御装置（制御盤３）は、（３）の制御装置（制御盤３）であって、前記油面センサは、静電容量を検知し、検知した前記静電容量に基づき、前記油の希釈度が所定の値であることを前提として前記油面の高さを算出した結果を前記検知結果として出力するものであり、前記補正部は、前記温度と前記圧力を表す情報に基づき前記油の希釈度を推定し、前記検知結果に基づき前記油面センサが検知した前記静電容量を算出し、前記推定した希釈度に基づき算出した前記静電容量を補正し、補正した前記静電容量に基づき前記油面の高さを算出する。
（５）第５の態様に係る圧縮システム１は、冷媒を圧縮する圧縮機（高段圧縮機１１および低段圧縮機２１）と、前記圧縮機内部の油を貯留するオイルポッド１２および２２と、前記オイルポッドに設けられ、前記油の油面の高さを検知する油面センサ１４および２４と、制御装置（制御盤３）とを備え、前記制御装置が、前記圧縮機内部の油の温度と圧力を表す情報と前記油面センサの検知結果とを取得する取得部３１と、前記温度と前記圧力を表す情報に基づき前記油の希釈度を推定し、推定した前記希釈度に基づいて前記検知結果を補正する補正部３２とを備える。
（６）第６の態様に係る制御方法は、冷媒を圧縮する圧縮機内部の油の温度と圧力を表す情報と前記油の油面の高さを検知する油面センサの検知結果とを取得するステップ（Ｓ１）と、　前記温度と前記圧力を表す情報に基づき前記油の希釈度を推定し、推定した前記希釈度に基づいて前記検知結果を補正するステップ（Ｓ２～Ｓ５）とを含む。
　本開示の制御装置、圧縮システムおよび制御方法によれば、圧縮機内の油面の高さを精度良く検知することができる。
１…圧縮システム
１１…高段圧縮機
１２…オイルポッド
２１…低段圧縮機
２２…オイルポッド
１４、２４…油面センサ
１５、２５…温度センサ
１６、２６…圧力センサ
３…制御盤
３１…取得部
３２…補正部

Claims (6)

  1. 　冷媒を圧縮する圧縮機内部の油の温度と圧力を表す情報と前記油の油面の高さを検知する油面センサの検知結果とを取得する取得部と、
    　前記温度と前記圧力を表す情報に基づき前記油の希釈度を推定し、推定した前記希釈度に基づいて前記検知結果を補正する補正部と
    　を備える制御装置。
  2. 　前記圧力は、前記圧縮機内部を冷却するインジェクション回路に設けられた圧力センサの計測結果である
    　請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記油面センサが静電容量式のレベルセンサである
    　請求項１または２に記載の制御装置。
  4. 　前記油面センサは、静電容量を検知し、検知した前記静電容量に基づき、前記油の希釈度が所定の値であることを前提として前記油面の高さを算出した結果を前記検知結果として出力するものであり、
    　前記補正部は、前記温度と前記圧力を表す情報に基づき前記油の希釈度を推定し、前記検知結果に基づき前記油面センサが検知した前記静電容量を算出し、前記推定した希釈度に基づき算出した前記静電容量を補正し、補正した前記静電容量に基づき前記油面の高さを算出する
    　請求項３に記載の制御装置。
  5. 　冷媒を圧縮する圧縮機と、
    　前記圧縮機内部の油を貯留するオイルポッドと、
    　前記オイルポッドに設けられ、前記油の油面の高さを検知する油面センサと、
    　制御装置とを備え、
    　前記制御装置が、
    　前記圧縮機内部の油の温度と圧力を表す情報と前記油面センサの検知結果とを取得する取得部と、
    　前記温度と前記圧力を表す情報に基づき前記油の希釈度を推定し、推定した前記希釈度に基づいて前記検知結果を補正する補正部と
    　を備える
    　圧縮システム。
  6. 　冷媒を圧縮する圧縮機内部の油の温度と圧力を表す情報と前記油の油面の高さを検知する油面センサの検知結果とを取得するステップと、
    　前記温度と前記圧力を表す情報に基づき前記油の希釈度を推定し、推定した前記希釈度に基づいて前記検知結果を補正するステップと
    　を含む制御方法。
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