JPH04124560A - 冷凍機の容量制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はターボ冷凍機に係り、特に、その容量制御下限
点の自動設定方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のターボ冷凍機における容量制御下限の制限は、吸
込ベーンダンパの最低開度を決め、いかなる運転条件で
も、それ以下には制御出来ないように機械的、又は、電
気的に制限していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術では圧縮機羽根車の特性が冷却水温度条件
によりその作動点が変化する事に対する考慮がされてお
らず、冷却水入口温度一定として容量制御下限制限点を
決めていたため、実際は、さらに、制御可能な範囲でも
制御出来ない様にしていた０本発明の目的は、冷却水の
入口温度を検出してその条件での最低制御点を自動設定
し、冷凍機の運転制御範囲を広げ、これにより、ホット
ガスバイパス弁でのバイパス制御を必要最小限にし、無
駄な動力も排除するものである。

冷凍機の容量制御点の最大値、最小値は、与えられた冷
水出入温度、冷却水出入口温度、主電動機定格出力値の
最大値をもってセットし、最小値は冷水出口温度を一定
にして入口温度を下げ、冷却水入口温度を一定にして出
口温度は成行きとし、主電動機出口値も成行きとて運転
し、与えられた冷水入口温度の最低値でセットする。こ
のとき吸込ベーンダンパのみでは、与えられた冷水入口
温度迄下げられない場合は、凝縮器から蒸発器にガスバ
イパスさせ（ホットガスバイパス）容量を下げて、サー
ジング運転を防止する。ホットガスバイパスは、−旦圧
縮したガスをそのままバイパスさせるため無駄な動力を
費している事になる。

又、一般に、容量制御下限は上述のように冷却水入口温
度一定で、しかも、与えられた条件の最高でセットする
が、実際は外気温度条件によっては、冷却水入口温度が
低い場合が多い。冷却水入口温度で低い条件の運転の場
合、歩容量でのサージング点も下がるため、セットした
下限容量よりさらに制御出来るので、セット値は固定で
なく、条件による自動セットとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は運転中の冷却水入口
温度を検出して、予め実測又は計算した圧縮機羽根車の
特性より、容量制御下限点を予測し、自動セットする。

又、ホットガスバイパス弁はその吸込ベーンダンパでの
制御下限値をもって開動作開始点となるように同調させ
る。

〔作用〕

冷凍機の容量制御は、冷水出口温度を一定に保持するた
め、負荷が変動する事により冷水入口温度の変動に対し
冷水出口温度が変動しない様、冷水出口温度を検出しな
から吸込ベーンを開閉して制御する。しかし、同一吸込
ベーン開度でも冷却水入口温度が変動すると、冷凍容量
が変動するが圧縮機羽根車の特性カーブが予め判ってい
れば容量の変動値を定量的に予測することができる。

しかし、冷却水入口温度が低すぎる場合は凝縮器と蒸発
器の差圧が低くなるため、冷媒液の流れが不充分となる
ので、必要最低温度以下になるのを阻止する必要がある
。この方法には三方弁制御、又は、冷却水流量制御が一
般的に採用される。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を説明する。

第１図はターボ冷凍機の容量−断熱ヘッド、第２図には
容量−吸込ベーンダンパ開度、ホットガスバイパス弁の
関係を示す。

第１図のＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅは各容量での圧縮機羽根車
の特性を示す。Ｆはサージング領域の境界線で各特性曲
線上、これ以上断熱ヘッドが高いとサージング運転領域
となる。断熱ヘッドは凝縮器圧力（以下Ｐｃと言う）蒸
発圧力（以下ＰＥと言う）により決り、冷水出口温度一
定で制御されている。冷凍機ではＰＥがほぼ一定となる
。すなわち、Ｐｃの変動により断熱ヘッドが変る６又、
Ｐｃは冷却水入口温度と冷凍容量により決る。

Ａの特性曲線上Ａ１の作動点で運転し、そのままで負荷
が少なくなると容量制御によりＤｌの作動点に移動する
、容量がＱ４からＱ２迄制御した事になる。又、ＡＩの
作動点での運転中、冷却水入口温度が下がるとＡｚの作
動点になり、同一吸込ベーン開度でも容量がＱ４からＱ
５に増加する。

Ａ２の作動点から負荷が少なくなるとＥｏを下限として
制御する。制御範囲はＱ５からＱｌとなる。

従来技術ではＡ１点とＤｌ点を機械的、又は。

電気的に固定していたため、冷却水入口温度の低下でＡ
ｘ迄移動し、容量が増加して冷水出口温度が設定値より
下がる。この場合は、自動発停装置により自動停止し、
冷水を一定に制御出来るがＤｌ点で冷却水入口温度が低
下するとＤｚに作動点が移動し必要容量迄制御不可能と
なる。実際はＥｏ迄制御可能であるが吸込ベーンダンパ
の最低点を固定する従来技術では不可能である。

羽根車の吸込ベーンダンパ開度毎の特性は冷凍機の性能
試験で確認出来るので、今、Ｄｚで運転中にこれ以下に
負荷が低下すると、既に吸込ベーンダンパでは制御不可
能なためホットガスバイパス弁を開いて制御しなければ
ならないが、このときに冷却水入口温度が低ければホッ
トガスバイパス弁を開かなくても容量を少なく制御する
ことが出来る。

第２図で吸込ベーンダンパｄ１でＱｚ迄制御し、それ以
下はホットガスバイパス弁ｄｚｔにより所定の容量Ｑ′
迄制御する。これが冷却水入口温度が低くなったら吸込
ベーンダンパでＱｌｌ副制御ることができ、それ以下は
ホットガスバイパス弁ｄＺＺで制御する事により、無駄
なガスバイパスを最小限にする事が出来る。又、条件に
よってはホットガスバイパス無しで所定の要領速制御出
来る事もあり得る。

第３図は従来の制御系統図、第４図は本発明の制御系統
図である。

従来は蒸発器５の冷水出口温度を検出し、調節計４によ
りコントロールモータ３を動作させ、吸込ベーンダンパ
３′を開閉して容量制御し、容量制御下限点はコントロ
ールモータ内のリミットスイッチを○ＦＦＬ、それ以上
吸込ベーンダンパが閉じないように制限していた。それ
以下の容量のときはホットガスバイパス弁３′でガスバ
イパスして制御する。

本発明では凝縮器６の冷却水入口温度を検出した調節計
７より、蒸発器出口温度を検出した調節計４へ信号を送
り、従来技術の吸込ベーン開度指示に加え、最低開度も
調節計４内で演算しコントロールモータの開度を制限す
る。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来迄固定設定としていた容量制御下
限点を冷却水入口温度に応じて自由に自動設定されるた
め、吸込ベーンダンパのみの容量制御範囲が広くなり、
無駄な動力を消費するガスバイパス制御を最小限にする
ことが出来る。

又、容量の最大点が高くなった場合、冷水流量を増加さ
せて能力以上の容量を確保することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のターボ冷凍機の圧縮機羽根
車の特性曲線および作動点の変化を示す説明図、第２図
は容量制御時の吸込ベーンダンパ開度とホットガスバイ
パス弁の関係を示す説明図、第３図、第４図は容量制御
系統図である。 １・・・羽根車、２・・・圧縮機、３・・・コントロー
ルモータ、３′・・・吸込ベーンダンパ、３′・・・ホ
ットガスバイパス弁、４・・・冷水出口温度調節計、５
・・・蒸発器、６・・・凝縮器、７・・・冷却水入口温
度検出器。 第 ｔ へ Ｑり 、Ｃ ３゜ ！ 第 図 Ｑ′ Ｑ、　Ｑ２ 客

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、負荷に応じて自動的に容易を制御する冷凍機におい
   て、 冷却水入口温度を検出し、容量制御範囲を自動設定する
   ことを特徴とする冷凍機の容量制御方法。