JPH0828975A - ターボ冷凍機 - Google Patents
ターボ冷凍機Info
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- JPH0828975A JPH0828975A JP16192094A JP16192094A JPH0828975A JP H0828975 A JPH0828975 A JP H0828975A JP 16192094 A JP16192094 A JP 16192094A JP 16192094 A JP16192094 A JP 16192094A JP H0828975 A JPH0828975 A JP H0828975A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ターボ圧縮機の吸込ベーン開度とホットガス
バイパス制御弁開度とを制御して容量制御運転をするタ
ーボ冷凍機において、最小限のホットガスバイパス量と
なるよう弁開度を制御して、最適熱効率運転を行うター
ボ冷凍機を提供する。 【構成】 凝縮圧力と蒸発圧力との比を検出する手段、
及び同検出手段からの出力信号により前記吸込ベーン開
度とホットガスバイパス制御弁開度を制御する制御手段
を備えた。
バイパス制御弁開度とを制御して容量制御運転をするタ
ーボ冷凍機において、最小限のホットガスバイパス量と
なるよう弁開度を制御して、最適熱効率運転を行うター
ボ冷凍機を提供する。 【構成】 凝縮圧力と蒸発圧力との比を検出する手段、
及び同検出手段からの出力信号により前記吸込ベーン開
度とホットガスバイパス制御弁開度を制御する制御手段
を備えた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は冷却水条件と冷凍機負荷
に応じて最小限のホットバイパス量運転を行うようにし
たターボ冷凍機に関するものである。
に応じて最小限のホットバイパス量運転を行うようにし
たターボ冷凍機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来のターボ冷凍機の系統図であ
る。図において、１は蒸発器、２はターボ圧縮機、３は
凝縮器、４は膨張弁であり、これらが冷媒配管によって
結合されている。１２はターボ圧縮機２の吸込ベーンで
ある。７は冷却対象場所であり、ここで冷凍負荷が発生
する。冷却対象場所７と、蒸発器１との間にはブライン
循環回路が設けられている。８は同循環回路上に設けら
れたブラインポンプである。５は凝縮器３と蒸発器１と
を連通するホットガスバイパス管、６は同バイパス管上
に設けられたバイパス制御弁である。１３はブライン循
環回路の、前記蒸発器１の出口側に設けられた温度セン
サ、１４は同温度センサに連る制御器であり、ターボ圧
縮機の吸込ベーン１２とバイパス制御弁６を制御するた
めのものである。
る。図において、１は蒸発器、２はターボ圧縮機、３は
凝縮器、４は膨張弁であり、これらが冷媒配管によって
結合されている。１２はターボ圧縮機２の吸込ベーンで
ある。７は冷却対象場所であり、ここで冷凍負荷が発生
する。冷却対象場所７と、蒸発器１との間にはブライン
循環回路が設けられている。８は同循環回路上に設けら
れたブラインポンプである。５は凝縮器３と蒸発器１と
を連通するホットガスバイパス管、６は同バイパス管上
に設けられたバイパス制御弁である。１３はブライン循
環回路の、前記蒸発器１の出口側に設けられた温度セン
サ、１４は同温度センサに連る制御器であり、ターボ圧
縮機の吸込ベーン１２とバイパス制御弁６を制御するた
めのものである。
【０００３】上記系統において、蒸発器１から発生する
冷媒蒸気はターボ圧縮機２で圧縮されて高圧の過熱蒸気
となり凝縮器３で冷却水に熱を奪われて液体となる。こ
の高圧の液を膨張弁４で減圧すると温度が下がる。この
低圧低温の冷媒を蒸発器１で蒸発させると周囲から蒸発
熱をとり低圧の蒸気となって再びターボ圧縮機２に戻
る。
冷媒蒸気はターボ圧縮機２で圧縮されて高圧の過熱蒸気
となり凝縮器３で冷却水に熱を奪われて液体となる。こ
の高圧の液を膨張弁４で減圧すると温度が下がる。この
低圧低温の冷媒を蒸発器１で蒸発させると周囲から蒸発
熱をとり低圧の蒸気となって再びターボ圧縮機２に戻
る。
【０００４】ターボ圧縮機２の容量制御は同圧縮機に付
属された吸込ベーン１２の開度の調節によって行なわれ
る。冷凍機の低負荷運転時においては、蒸発器の蒸発ガ
ス量が少くなるので圧縮機の吸込ガス量も当然少くな
る。蒸発器１のブライン出口側に設けられた温度センサ
１３の検出温度が所定値以上の時はターボ圧縮機２の吸
込ベーン１２は１００％の開度で運転されるが、上記検
出温度が所定値になると、制御器１４を介して吸込ベー
ン１２の開度を１００％から順次減少させて行き、ター
ボ圧縮機の容量を減少させ、ブライン出口温度を所定温
度に保つようにしている。
属された吸込ベーン１２の開度の調節によって行なわれ
る。冷凍機の低負荷運転時においては、蒸発器の蒸発ガ
ス量が少くなるので圧縮機の吸込ガス量も当然少くな
る。蒸発器１のブライン出口側に設けられた温度センサ
１３の検出温度が所定値以上の時はターボ圧縮機２の吸
込ベーン１２は１００％の開度で運転されるが、上記検
出温度が所定値になると、制御器１４を介して吸込ベー
ン１２の開度を１００％から順次減少させて行き、ター
ボ圧縮機の容量を減少させ、ブライン出口温度を所定温
度に保つようにしている。
【０００５】ターボ圧縮機には、サージング現象という
固有の現象があり、吸込ガス量がある流量以下に少くな
ると、流体の逆流現象を惹き起し、運転継続に支障を来
す。このサージング現象を回避して、低負荷運転を継続
するために、凝縮器から蒸発器へ冷媒をバイパスさせる
ホットガスバイパス管が設けられている。温度センサの
検出温度がさらに下って、ターボ圧縮機の吸込ベーン１
２の開度が所定開度以下になると、ホットガスバイパス
管のバイパス制御弁６を開き始める。バイパス制御弁の
開度は、制御器１４を介して、吸込ベーン１２の開度減
少に連動して増加させる。
固有の現象があり、吸込ガス量がある流量以下に少くな
ると、流体の逆流現象を惹き起し、運転継続に支障を来
す。このサージング現象を回避して、低負荷運転を継続
するために、凝縮器から蒸発器へ冷媒をバイパスさせる
ホットガスバイパス管が設けられている。温度センサの
検出温度がさらに下って、ターボ圧縮機の吸込ベーン１
２の開度が所定開度以下になると、ホットガスバイパス
管のバイパス制御弁６を開き始める。バイパス制御弁の
開度は、制御器１４を介して、吸込ベーン１２の開度減
少に連動して増加させる。
【０００６】図４は上記の作用における従来の吸込ベー
ン開度とバイパス制御弁開度との関係を示した図であ
る。前記の温度センサ１３の検出値が所定値より低くな
ると、吸込ベーン開度はＡ点からＢ点へ向って図４の線
上を移動する。吸込ベーン開度がＢ点に達し、さらに温
度センサ１３の検出値が低下すると、図のＢ−Ｃ線の関
係を保ちながら、バイパス制御弁６が開かれる。温度セ
ンサ１３の検出値が上昇した時は、上記の逆の方向の制
御がなされる。２個の弁を連動させる制御は制御器１４
によって行われる。
ン開度とバイパス制御弁開度との関係を示した図であ
る。前記の温度センサ１３の検出値が所定値より低くな
ると、吸込ベーン開度はＡ点からＢ点へ向って図４の線
上を移動する。吸込ベーン開度がＢ点に達し、さらに温
度センサ１３の検出値が低下すると、図のＢ−Ｃ線の関
係を保ちながら、バイパス制御弁６が開かれる。温度セ
ンサ１３の検出値が上昇した時は、上記の逆の方向の制
御がなされる。２個の弁を連動させる制御は制御器１４
によって行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図４に示したバイパス
制御弁開度と吸込ベーン開度との関係は、従来は、凝縮
器３に流入する冷却水の入口温度は年間を通して一定、
例えば３２℃であるという仮定を基に設定されていた。
すなわち図４の関係は年間を通じて固定されていた。
制御弁開度と吸込ベーン開度との関係は、従来は、凝縮
器３に流入する冷却水の入口温度は年間を通して一定、
例えば３２℃であるという仮定を基に設定されていた。
すなわち図４の関係は年間を通じて固定されていた。
【０００８】しかし実際には、季節及び負荷変化により
冷却水の入口温度は変化する。それによりターボ圧縮機
２の運転可能域も変化する。図５はその運転特性を示す
もので、各種ベーン開度に対応するターボ圧縮機の吸込
ガス量と圧縮比（＝凝縮圧力／蒸発圧力）との関係を示
したもので、凝縮器における冷却水入口温度（ＣＷ）が
パラメータとして記載してある。またサージング領域も
記載してある。
冷却水の入口温度は変化する。それによりターボ圧縮機
２の運転可能域も変化する。図５はその運転特性を示す
もので、各種ベーン開度に対応するターボ圧縮機の吸込
ガス量と圧縮比（＝凝縮圧力／蒸発圧力）との関係を示
したもので、凝縮器における冷却水入口温度（ＣＷ）が
パラメータとして記載してある。またサージング領域も
記載してある。
【０００９】図５を冷却水入口温度毎に見ると、 （１）ＣＷ＝３２℃ではＱのみの吸込ガス量となりサー
ジングにより運転不可となる。そのためＸ量のホットガ
スバイパスにより吸込ガス量を増加することによりサー
ジングは回避され運転は可能となるが、ホットガスバイ
パス量は冷凍機損失となり運転効率は低下する。 （２）またＣＷ＝２８℃では、そのＸ’量はＣＷ３２℃
に比べ少量となるが同様損失となり運転効率は低下す
る。 （３）ＣＷ＝２４℃では、サージング域より右側の運転
可能域にあるためホットガスバイパスを必要としない。
ジングにより運転不可となる。そのためＸ量のホットガ
スバイパスにより吸込ガス量を増加することによりサー
ジングは回避され運転は可能となるが、ホットガスバイ
パス量は冷凍機損失となり運転効率は低下する。 （２）またＣＷ＝２８℃では、そのＸ’量はＣＷ３２℃
に比べ少量となるが同様損失となり運転効率は低下す
る。 （３）ＣＷ＝２４℃では、サージング域より右側の運転
可能域にあるためホットガスバイパスを必要としない。
【００１０】従来は、年間を通じて、冷却水温度は、例
えばＣＷ＝３２℃で一定であるとしていたが、図５か
ら、このような仮定は不合理であることがわかる。本発
明は、冷却水温度は変るものであるとの前提に基づき、
凝縮器の冷却水入口温度が変化すると凝縮圧力が変化し
て前記圧縮比が変わることを利用して最小限のホットガ
スバイパス量となる弁開度の制御を行う効率的なターボ
冷凍機を提供しようとするものである。
えばＣＷ＝３２℃で一定であるとしていたが、図５か
ら、このような仮定は不合理であることがわかる。本発
明は、冷却水温度は変るものであるとの前提に基づき、
凝縮器の冷却水入口温度が変化すると凝縮圧力が変化し
て前記圧縮比が変わることを利用して最小限のホットガ
スバイパス量となる弁開度の制御を行う効率的なターボ
冷凍機を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
したものであって、ターボ圧縮機の吸込ベーン開度とホ
ットガスバイパス制御弁開度とを制御して容量制御運転
をするターボ冷凍機において、次の特徴を有するターボ
冷凍機に関するものである。 （１）凝縮圧力と蒸発圧力との比を検出する手段、及び
同検出手段からの出力信号により前記吸込ベーン開度と
ホットガスバイパス制御弁開度を制御する制御手段を備
えたこと。 （２）前記（１）項のターボ冷凍機において、圧縮比検
出手段が、凝縮器に設けられた凝縮圧力検出器、蒸発器
に設けられた蒸発圧力検出器、及び両検出器で検出した
圧力を演算してその比を算出する演算器から構成される
こと。
したものであって、ターボ圧縮機の吸込ベーン開度とホ
ットガスバイパス制御弁開度とを制御して容量制御運転
をするターボ冷凍機において、次の特徴を有するターボ
冷凍機に関するものである。 （１）凝縮圧力と蒸発圧力との比を検出する手段、及び
同検出手段からの出力信号により前記吸込ベーン開度と
ホットガスバイパス制御弁開度を制御する制御手段を備
えたこと。 （２）前記（１）項のターボ冷凍機において、圧縮比検
出手段が、凝縮器に設けられた凝縮圧力検出器、蒸発器
に設けられた蒸発圧力検出器、及び両検出器で検出した
圧力を演算してその比を算出する演算器から構成される
こと。
【００１２】
【作用】季節及び負荷変化により冷却水入口温度は変化
する。冷却水入口温度の変化により凝縮器の凝縮圧力は
変化するので凝縮圧力と蒸発圧力との比である圧縮比は
変化する。この圧縮比の変化により冷凍機吸込ベーン開
度及びホットガスバイパス制御弁開度を制御することに
より冷却水条件と冷凍負荷に合致したホットガスバイパ
ス量、即ち常時最小限のホットガスバイパス量で運転を
継続することが可能となる。従って最も省エネルギーに
対する効率的な運転となる。
する。冷却水入口温度の変化により凝縮器の凝縮圧力は
変化するので凝縮圧力と蒸発圧力との比である圧縮比は
変化する。この圧縮比の変化により冷凍機吸込ベーン開
度及びホットガスバイパス制御弁開度を制御することに
より冷却水条件と冷凍負荷に合致したホットガスバイパ
ス量、即ち常時最小限のホットガスバイパス量で運転を
継続することが可能となる。従って最も省エネルギーに
対する効率的な運転となる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明の一実施例に係るターボ冷凍機
の系統図である。図において、９Ａは凝縮器３に設けら
れた圧力発信器、９Ｂは蒸発器１に設けられた圧力発信
器、１０は上記両圧力発信器の信号を受け、圧縮比を算
出する演算器、１１は温度センサ１３の温度検出信号と
前記演算器１０からの圧縮比信号を受けて、ターボ圧縮
機の吸込ベーン１２とホットガスバイパス管のバイパス
制御弁６との開度を制御する制御器である。上記以外の
部分の構成は従来技術と同じである。また冷媒の循環お
よびブラインの循環による冷凍作用は従来技術と同じで
ある。
の系統図である。図において、９Ａは凝縮器３に設けら
れた圧力発信器、９Ｂは蒸発器１に設けられた圧力発信
器、１０は上記両圧力発信器の信号を受け、圧縮比を算
出する演算器、１１は温度センサ１３の温度検出信号と
前記演算器１０からの圧縮比信号を受けて、ターボ圧縮
機の吸込ベーン１２とホットガスバイパス管のバイパス
制御弁６との開度を制御する制御器である。上記以外の
部分の構成は従来技術と同じである。また冷媒の循環お
よびブラインの循環による冷凍作用は従来技術と同じで
ある。
【００１４】凝縮器３に送られる冷却水の入口温度が季
節、負荷の変化により変化すると凝縮圧力は変化する。
凝縮圧力が変化するとターボ圧縮機２の圧縮比は変化す
る。本実施例のターボ冷凍機においては、凝縮器３と蒸
発器１とに圧力発信器９を取付け両発信器の信号を演算
器１０にかけ圧縮比信号とし、制御器１１に同信号を入
力し制御器１１の出力信号により、低負荷域、すなわち
温度センサ１３の検出温度が低下した時に吸込ベーン１
２及びバイパス制御弁６を制御して、最小限のホットガ
スバイパス量で運転を継続しようとするものである。
節、負荷の変化により変化すると凝縮圧力は変化する。
凝縮圧力が変化するとターボ圧縮機２の圧縮比は変化す
る。本実施例のターボ冷凍機においては、凝縮器３と蒸
発器１とに圧力発信器９を取付け両発信器の信号を演算
器１０にかけ圧縮比信号とし、制御器１１に同信号を入
力し制御器１１の出力信号により、低負荷域、すなわち
温度センサ１３の検出温度が低下した時に吸込ベーン１
２及びバイパス制御弁６を制御して、最小限のホットガ
スバイパス量で運転を継続しようとするものである。
【００１５】図２は上記低負荷域における上記両弁の開
度関係を示す図である。温度センサ１３の検出温度が所
定値より低下した時に吸込ベーン開度を図のＡ点からＢ
点へ向けて減少させる点は従来技術と同じである。上記
検出温度がさらに低下して吸込ベーン開度がＢ点より小
さくなった時、従来はバイパス制御弁開度と吸込ベーン
開度との相関関係は、図４のように一定であったが、本
発明では、図２に示すように、凝縮器入口冷却水温度に
よって吸込ベーン開度とバイパス制御弁開度との関係が
変化するようにしている。すなわち、吸込ベーン開度が
Ｂ点以下では凝縮器入口冷却水温度の変化によって変わ
る圧縮比によってバイパス制御弁開度がＢ−Ｃ線、Ｂ−
Ｄ線、又はＢ−Ｅ線等のいずれかで制御されるようにな
っており、選択された線上で、どの一に対応するバイパ
ス制御弁開度の制御を行うかは前述の温度センサ１３の
検出温度で決まる吸込ベーン開度によって決まる。従っ
て、ホットガスバイパス量を最小限として効率のよい運
転を行うことができる。
度関係を示す図である。温度センサ１３の検出温度が所
定値より低下した時に吸込ベーン開度を図のＡ点からＢ
点へ向けて減少させる点は従来技術と同じである。上記
検出温度がさらに低下して吸込ベーン開度がＢ点より小
さくなった時、従来はバイパス制御弁開度と吸込ベーン
開度との相関関係は、図４のように一定であったが、本
発明では、図２に示すように、凝縮器入口冷却水温度に
よって吸込ベーン開度とバイパス制御弁開度との関係が
変化するようにしている。すなわち、吸込ベーン開度が
Ｂ点以下では凝縮器入口冷却水温度の変化によって変わ
る圧縮比によってバイパス制御弁開度がＢ−Ｃ線、Ｂ−
Ｄ線、又はＢ−Ｅ線等のいずれかで制御されるようにな
っており、選択された線上で、どの一に対応するバイパ
ス制御弁開度の制御を行うかは前述の温度センサ１３の
検出温度で決まる吸込ベーン開度によって決まる。従っ
て、ホットガスバイパス量を最小限として効率のよい運
転を行うことができる。
【００１６】
【発明の効果】本発明のターボ冷凍機においては、凝縮
圧力と蒸発圧力との比を検出する手段、及び同検出手段
からの出力信号により前記吸込ベーン開度とホットガス
バイパス制御弁開度を制御する制御手段を備えているの
で、最小限のホットガスバイパス量で運転が可能とな
る。従って最適熱効率運転とすることができる。
圧力と蒸発圧力との比を検出する手段、及び同検出手段
からの出力信号により前記吸込ベーン開度とホットガス
バイパス制御弁開度を制御する制御手段を備えているの
で、最小限のホットガスバイパス量で運転が可能とな
る。従って最適熱効率運転とすることができる。
【図１】本発明の一実施例に係るターボ冷凍機の系統
図。
図。
【図２】上記実施例に係る吸込ベーン開度とバイパス制
御弁開度との関係図。
御弁開度との関係図。
【図３】従来のターボ冷凍機の系統図。
【図４】従来の吸込ベーン開度とバイパス制御弁開度と
の関係図。
の関係図。
【図５】ターボ圧縮機の吸込ガス量と圧縮比の関係図。
１ 蒸発器 ２ ターボ圧縮機 ３ 凝縮器 ４ 膨張弁 ５ ホットガスバイパス管 ６ バイパス制御弁 ７ 冷却対象場所 ８ ブラインポンプ ９Ａ 圧力発信器 ９Ｂ 圧力発信器 １０ 演算器 １１ 制御器 １２ 吸込ベーン １３ 温度センサ １４ 制御器
Claims (2)
- 【請求項１】 ターボ圧縮機の吸込ベーン開度とホット
ガスバイパス制御弁開度とを制御して容量制御運転をす
るターボ冷凍機において、凝縮圧力と蒸発圧力との比を
検出する手段、及び同検出手段からの出力信号により前
記吸込ベーン開度とホットガスバイパス制御弁開度を制
御する制御手段を備えたことを特徴とするターボ冷凍
機。 - 【請求項２】 上記検出手段が、凝縮器に設けられた凝
縮圧力検出器、蒸発器に設けられた蒸発圧力検出器、及
び両検出器で検出した圧力を演算してその比を算出する
演算器から構成されることを特徴とする請求項１に記載
のターボ冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16192094A JPH0828975A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | ターボ冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16192094A JPH0828975A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | ターボ冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0828975A true JPH0828975A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=15744548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16192094A Withdrawn JPH0828975A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | ターボ冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828975A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009002635A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 熱源機およびその制御方法、並びに、熱源システムおよびその運転方法 |
| JP2011002186A (ja) * | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Ebara Refrigeration Equipment & Systems Co Ltd | ターボ冷凍機 |
| JP2011017455A (ja) * | 2009-07-07 | 2011-01-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ターボ冷凍機 |
| CN108431521A (zh) * | 2016-01-12 | 2018-08-21 | 大金应用美国股份有限公司 | 带热气喷射的离心压缩机 |
| TWI691651B (zh) * | 2019-06-06 | 2020-04-21 | 國立臺北科技大學 | 即時可變內置體積比的螺旋式壓縮系統及其操作方法 |
| CN114413548A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-29 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种变频离心式冷水机组及其控制方法和存储介质 |
-
1994
- 1994-07-14 JP JP16192094A patent/JPH0828975A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009002635A (ja) * | 2007-06-25 | 2009-01-08 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 熱源機およびその制御方法、並びに、熱源システムおよびその運転方法 |
| JP2011002186A (ja) * | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Ebara Refrigeration Equipment & Systems Co Ltd | ターボ冷凍機 |
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| JP2019503449A (ja) * | 2016-01-12 | 2019-02-07 | 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 | ホットガスインジェクションが行われる遠心圧縮機 |
| CN108431521B (zh) * | 2016-01-12 | 2020-09-29 | 大金应用美国股份有限公司 | 带热气喷射的离心压缩机 |
| TWI691651B (zh) * | 2019-06-06 | 2020-04-21 | 國立臺北科技大學 | 即時可變內置體積比的螺旋式壓縮系統及其操作方法 |
| CN114413548A (zh) * | 2021-12-21 | 2022-04-29 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种变频离心式冷水机组及其控制方法和存储介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20011002 |