[发明专利]涡轮制冷机和制冷系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮制冷机及制冷系统及其控制方法。

背景技术

作为一种制冷系统，其并联排列有多个涡轮制冷机，从这些制冷机获得冷热来制造冷水。由制冷系统获得的冷水被供给到设置于工厂设备及高楼的空调机或空调装置等外部负荷。

在这种制冷系统中，即使在外部负荷所要求的热负荷小的低热负荷时，也要求能够继续运转。作为即使是低热负荷也要继续运转的方法，公知的有专利文献1及2中记载的技术。

专利文献1：(日本)特开平7-35426号公报

专利文献2：(日本)特开平7-35420号公报

但是，即使在低热负荷能够继续运转，也要求在对外部负荷侧控制为所需要的温度的基础上，以低热负荷进行运转。例如，在所要求的目标热负荷增加，使得涡轮制冷机的运转台数增多的增挡的情况下，优选的是对于在运转开始前要并入的涡轮制冷机，使其维持外部负荷所要求的冷水温度的状态，即，以满足要求冷水温度的方式一边以低负荷运转一边待机。此外，在目标热负荷降低而减少涡轮制冷机的运转台数的减挡时，对于将要停止运转的涡轮制冷机也要求如上那样的运转。

发明内容

本发明就是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于提供一种即使在目标热负荷低的情况下也能够进行温度调节的涡轮制冷机及制冷系统以及它们的控制方法。

为解决所述课题，本发明的涡轮制冷机及制冷系统以及它们的控制方法采用如下技术方案。

本发明第一方式提供一种涡轮制冷机，具备：压缩制冷剂的涡轮压缩机；使被压缩的制冷剂冷凝的冷凝器；使被冷凝的制冷剂膨胀的膨胀阀；使膨胀的制冷剂蒸发而对冷水进行冷却的蒸发器；以及制冷机侧控制部，所述制冷机侧控制部控制运转，以使得由该蒸发器冷却的所述冷水的温度即冷水出口温度达到所期望值，其中，对于所述制冷机侧控制部，从所述冷水的输出端给予目标热负荷，当所述目标热负荷为规定值以下时，所述制冷机侧控制部基于流入所述蒸发器的所述冷水的当前的温度即当前值冷水入口温度、和目标的冷水出口温度即目标冷水出口温度，输出满足所述目标热负荷的所述冷水的目标冷水流量。

涡轮制冷机的负荷(输出)与冷水入口温度和冷水出口温度的温度差及冷水流量成比例。因此，当目标热负荷成为规定值以下(例如20％以下，优选为10％以下)时，只要冷水流量为额定流量，降低涡轮制冷机的热负荷就存在极限。此外，如果目标冷水出口温度没有特别设定，且仅是不输出热负荷的运转，那么只要根据本发明者等在先申请的(日本)特願2007-166843记载的发明进行运转即可。与此相反，在设定了目标冷水出口温度，所给予的目标热负荷小时，却成为问题。

于是，在所述第一方式中，制冷机侧控制部基于当前值冷水入口温度和目标冷水出口温度，输出满足目标热负荷的目标冷水流量。只要基于该目标冷水流量向涡轮制冷机供给冷水，即使在目标热负荷低的情况下，也可以实现能够以目标冷水出口温度进行温度控制的温度调节运转。

此外，在所述第一方式的涡轮制冷机中，也可以是，所述制冷机侧控制部获得当前的冷水流量即当前值冷水流量，当该当前值冷水流量成为低于所述目标冷水流量的规定值以下的情况下，进行使该涡轮制冷机的运转停止的动作。

由于即使冷水流量小时，涡轮制冷机也继续输出制冷负荷，因此，当冷水流动因某种原因停止时，可能导致蒸发器传热管内的冷水冻结。于是，在上述方式中，在当前值冷水流量低于目标冷水流量规定值以下的情况下，停止涡轮制冷机的运转。

此外，针对执行涡轮制冷机的停止动作的当前值冷水流量的阈值，优选根据目标冷水流量而改变。例如，在低于如目标冷水流量的60％那样规定比例的流量时，执行停止动作。由此，能够按照目标冷水流量适当地设定阈值。但是，在成为如额定流量的2％那样的极低流量时，必须进行停止动作，以保护设备。

此外，所述第一方式的涡轮制冷机中，也可以是，在获得所述蒸发器内的蒸发压力，且该蒸发压力成为规定值以下的情况下，所述制冷机侧控制部进行使该涡轮制冷机的运转停止的动作。

即使冷水流量小时，由于涡轮制冷机也继续输出制冷负荷，因此，当冷水的流动因某种原因停止时，可能导致蒸发器的传热管内的冷水冻结。于是，在所述方式中，通过获得蒸发器内的蒸发压力，把握在传热管内流动的冷水的状态，在蒸发压力为规定值以下的情况下，则判断为冷水可能冻结，并停止涡轮制冷机的运转。使用该蒸发压力的控制，可以与所述的当前值冷水流量组合，此外，也可以单独使用。

此外，作为备用，也可以使用蒸发器的液体制冷剂温度、当前的冷水出口温度。