[发明专利]离心式制冷机

说明书

本发明的目的在于提供高压头规格的离心式制冷机，能够避免喘振并且在低压头时使制冷机的容量降低至设备侧的负荷容量。所述离心式制冷机具备：测量单元，其测量冷凝器(4)与蒸发器(5)的压力差；经济器蒸气阀(7)，其设置于将经济器(6)与多级离心压缩机(TC)的多级压缩级的中间部分连通的流路(11)并对流路(11)进行开闭；控制装置(20)，其控制对朝向多级离心压缩机(TC)的吸入流量进行调整的导叶的开度，控制装置(20)基于预先设定的冷凝器(4)与蒸发器(5)的压力差同导叶的下限开度之间的关系，并根据由测量单元测量出的压力差对导叶的下限开度进行可变控制。

技术领域

本发明涉及离心式制冷机，特别是涉及能够避免喘振并且在低压头(head)时且部分负荷时确保运转区域的高压头规格的离心式制冷机。

背景技术

以往，制冷空调装置等所利用的离心式制冷机由封入有制冷剂的密闭系统构成，且构成为：将从被冷却流体夺取热量以使制冷剂蒸发从而发挥制冷效果的蒸发器、对由上述蒸发器蒸发的制冷剂气体进行压缩以使其成为高压的制冷剂气体的压缩机、用冷却流体对高压的制冷剂气体进行冷却以使其冷凝的冷凝器、以及对上述冷凝后的制冷剂进行减压以使其膨胀的膨胀阀(膨胀机构)通过制冷剂配管连结。而且，在作为压缩机而使用借助多级叶轮对制冷剂气体进行多级压缩的多级压缩机的情况下，进行将由设置在冷凝器与蒸发器之间的制冷剂配管中的中间冷却器亦即经济器产生的制冷剂气体导入到压缩机的中间级(多级叶轮的中间部分)的动作。

专利文献1：日本特开2011-102668号公报

在离心式制冷机中，具有压缩机，具有吸入部和排出部。吸入部与蒸发器连接，吸入压力与蒸发器内的压力大体一致，另外，排出部与冷凝器连接，排出压力与冷凝器内的压力大体一致。若将排出压力设为PH，将吸入压力设为PL，则PH＞PL，PH-PL＝压头。压头是指PH与PL之间的差压。此处，作为与压缩机的多变性压缩功相当的物理量使用。

载冷剂用离心式制冷机、热泵用离心式制冷机的压头通常比制冷用离心式制冷机的压头大。在本发明中，将载冷剂用离心式制冷机、热泵用离心式制冷机的压头定义为高压头，将载冷剂用离心式制冷机、热泵用离心式制冷机作为高压头规格的离心式制冷机。另外，在本发明中，负荷在载冷剂用离心式制冷机的情况下是指制冷负荷，在热泵用离心式制冷机的情况下是指供暖负荷。

对于以高压头运转的高压头规格的离心式制冷机而言，如果因负荷减少而关闭控制压缩机入口的吸入风量的导叶(以下，适当地称为IGV(入口导叶))、则从某个开度起，会因流动失速导致振动、噪声逐渐增强的所谓喘振现象。因此为了使IGV不会关小到喘振区域，有时设定IGV下限开度来进行控制。

然而，若与高压头运转状况时配合，将IGV的下限开度设定在高位置处，则在压头低的条件下运转的状况下，尽管发生喘振的可能性较低，但因制冷机的容量无法降低到设备侧的负荷容量，因此制冷机控制的冷水或温水超过目标温度而达到自动停止温度，之后也成为重复进行自动再启动与停止的状态，从而存在无法进行稳定的控制的问题。

具体而言，在表示IGV开度与压缩机的压头的关系的图2中，在三角区域所谓的高压头规格的离心式制冷机中低压头且低负荷运转状态的区域不能运转。

其中所述的低压头运转状态，具体而言是指以压头小于额定温度条件时的状态进行运转的状况，例如是在载冷剂用离心式制冷机运转过程中，在淡季等设备侧的负荷少，载冷剂出口温度比额定高的情况或者由于气温等周围环境温度较低而使冷却水出口温度低于额定温度的情况下产生的状况。

同样，在热泵用离心式制冷机中，在由于设备侧的负荷状况而使温水出口温度降低至额定以下的情况、或使用比额定高温的热源水运转的情况下压头也成为较小的状态。

另外，在再启动制冷机时，由于通常启动时压头较小，因此逐渐打开IGV，由此以对压缩机的轴承、齿轮等滑动部不施加急剧的负荷的方式进行控制，但在从高压头的状态再启动的情况下，在IGV保持低开度不变的情况下，存在发生喘振的问题。