涡轮冷冻装置、其控制装置及其控制方法制造方法及图纸

技术编号:8777639 阅读:132 留言:0更新日期:2013-06-09 19:57
本发明专利技术其目的是提供一种在稳定地运转的同时可削减致冷剂量的涡轮冷冻装置的控制装置。是控制涡轮冷冻装置(1)的控制装置,该涡轮冷冻装置(1)具有:离心式压缩机(2);第一非致冷剂供给用的第一非致冷剂泵(12);第一非致冷剂与致冷剂进行热交换的凝结器(3);使致冷剂膨胀的膨胀阀(5);第二非致冷剂供给用的第二非致冷剂泵(16);第二非致冷剂和致冷剂进行热交换的蒸发器(7);从离心式压缩机2的排出口(2B)将致冷剂的一部分注入离心式压缩机(2)的吸入口(2A)的旁路回路(17);以及控制该致冷剂的流量的旁路回路用控制阀(18)。在起动涡轮冷冻装置(1)的时候,将膨胀阀(5)控制为闭状态,并将第一非致冷剂泵(12)以及第二非致冷剂泵(16)设定为运转状态而起动离心式压缩机(2)之后,控制旁路回路用控制阀(18)的开度以使离心式压缩机(2)的吸入饱和温度和第二非致冷剂的出口温度的温度差成为规定温度差以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及,尤其是涉及稳定地运转涡轮冷冻装置、并能够削减进行循环的致冷剂量的涡轮冷冻装置的控制装置。
技术介绍
如图10所示,以往的涡轮冷冻装置100具有:离心式压缩机103 ;油雾分离槽102,分离由该离心式压缩机103所压缩的高压气体致冷剂中的油分;凝结器105,凝结由油雾分离槽102分离了油分的高压气体气体致冷剂;高段膨胀阀107,使在凝结器105凝结的高压液体致冷剂膨胀;中间冷却器106,冷却由高段膨胀阀107膨胀的液体致冷剂;低段膨胀阀108,使由中间冷却器106所冷却的液体致冷剂膨胀;蒸发器109,使由低段膨胀阀108膨胀的低压液体致冷剂蒸发;以及气液分离器110,将蒸发后的致冷剂分离为气体致冷剂和液体致冷剂。 离心式压缩机103被电动机111通过齿轮101转动驱动,吸引致冷剂并进行压缩。由离心式压缩机103所压缩的高压气体致冷剂成为例如约100°C,被导入油雾分离槽102。被导入油雾分离槽102的高压气体致冷剂被离心分离来分离油分(例如,专利文献I到专利文献4)。将分离了油分的高压气体致冷剂向管壳型的凝结器105引导,与例如90°C的温水热交换。 通过在凝结器105与温水热交换而凝结的高压液体致冷剂,通过通过在凝结器105下流侧被设置的高段膨胀阀107而被膨胀。将由高级膨胀阀107使之膨胀的液体致冷剂向自身膨胀型的中间冷却器106引导。 另外,将被引导到中间冷却器106的致冷剂中的气相部分向离心式压缩机103的中间级引导。 将在中间冷却器106中自身膨胀的液体致冷剂向低级膨胀阀108引导而膨胀。将膨胀的低压液体致冷剂向管壳型的蒸发器109引导,与例如40°C的热源水进行热交换而蒸发。在蒸发器109中蒸发的致冷剂,被导入气液分离器110,在气液分离器110内被分离为气体致冷剂和液体致冷剂。在气液分离器110内被分离的气体致冷剂被导入离心式压缩机103而被压缩。 另外,从油雾分离槽102,油分被分离的高压气体致冷剂的一部分经由热气体旁通阀112被导入气液分离器110。热气体旁通阀112控制被导入气液分离器110的高压气体致冷剂的流量。在该热气体旁通阀112的下游,从中间冷却器106和低级膨胀阀108的之间引导的液体致冷剂通过液体注入阀113而合流。液体注入阀113控制液体致冷剂的流量。 通过了热气体旁通阀112的高压气体致冷剂和来自液体注入阀113的液体致冷剂分别被喷射到气液分离器110内。由此,在气液分离器110内,被分离为例如温度下降到40°C 500C的气体致冷剂和液体致冷剂。像这样,通过将温度下降了的气体致冷剂导入离心式压缩机103的入口,来控制离心式压缩机103的负载。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本专利特开2006-329557号公报 专利文献2:日本专利特开2006-234363号公报 专利文献3:日本专利特开2007-138919号公报 专利文献4:日本专利特开2009-138973号公报 专利文献5:日本专利特开2009-92309号公报 可是,在如图10的结构中,因为涡轮冷冻装置100内的内容积大所以需要的致冷剂填充量变多。为此,在回收致冷剂时,即使是将致冷剂减压到规定的压力以下的情况下,不能够回收的致冷剂残留在凝结器105、蒸发器109、中间冷却器106和气液分离器110等内,在这些的设备内残留的致冷剂最终被放出大气中。为了减少这些不能够回收的致冷剂和将致冷剂泄露时的泄露量抑制为最小限度,期望削减用于涡轮冷冻装置100的致冷剂填充量。 可是,在削减了致冷剂填充量的情况下,存在在涡轮冷冻装置100内循环的致冷剂的流动产生不均衡,致冷剂积存在蒸发器109等并从蒸发器109排出液相状态的致冷剂。在从蒸发器109排出的液相状态的致冷剂被离心式压缩机103吸引的情况下,存在离心式压缩机103出现故障这样的问题
技术实现思路
本专利技术是鉴于这样的情况而完成的,其目的是提供稳定地运转并可削减致冷剂量的涡轮冷冻装置、及其控制装置及控制方法。 为了实现上述目的,本专利技术提供以下的单元。 根据本专利技术的第一方式涉及的涡轮冷冻装置的控制装置,其特征在于,具有:离心式压缩机,对致冷剂进行压缩;凝结器,与由第一非致冷剂泵所供给的第一非致冷剂进行热交换来凝结高压气体致冷剂;膨胀阀,使从该凝结器导出的液体致冷剂膨胀;蒸发器,将膨胀后的所述液体致冷剂与由第二非致冷剂泵供给的第二非致冷剂进行热交换而蒸发;旁路回路用控制阀,设置在旁路回路,来控制所述高压气体致冷剂的流量,其中,该旁路回路将由所述离心式压缩机所压缩的所述高压气体致冷剂的一部分注入所述离心式压缩机的吸入口;压缩机吸入口用压力测量单元,测量所述气体致冷剂的所述离心式压缩机的吸入压力;以及第二非致冷剂出口用温度测量单元,测量所述第二非致冷剂的所述蒸发器的出口温度,在起动涡轮冷冻装置时,控制所述膨胀阀为闭状态,将所述第一非致冷剂泵以及所述第二非致冷剂泵设定为运转状态而起动所述离心式压缩机之后,控制所述旁路回路用控制阀的开度以使该离心式压缩机的吸入饱和温度和所述第二非致冷剂的出口温度的温度差成为规定温度差以下。 在使用了离心式压缩机的涡轮冷冻装置中,在涡轮冷冻装置的起动时,因在蒸发器内部未蒸发而液状积存的液体致冷剂被吸入到离心式压缩机,而存在涡轮冷冻装置难于稳定地连续运转这样的问题。 在此,本专利技术的第一方面,着眼于以下内容:在蒸发器内部积存由液体致冷剂的情况下,液体致冷剂蒸发而使蒸发器内的气相致冷剂占有率增加,第二非致冷剂和液体致冷剂的接触减少,从而从第二非致冷剂向致冷剂传递的热传递降低,离心式压缩机的吸入饱和温度和第二非致冷剂的出口的温度差变大。即,在起动涡轮冷冻装置时,控制装置将膨胀阀的开度设为闭状态,控制旁路回路用控制阀的开度,以使离心式压缩机的吸入饱和温度和第二非致冷剂的出口温度的温度差成为规定温度差以下,其中,该旁路回路将从离心式压缩机导出的被压缩了的高压气体致冷剂的一部分导入离心式压缩机的吸入口。由此,可减少在蒸发器内部积存的液体致冷剂。因此,在涡轮冷冻装置起动时可稳定地进行运转。另外,离心式压缩机的吸入饱和温度可根据离心式压缩机的吸入压力换算。 根据上述方式涉及的涡轮冷冻装置的控制装置,在起动涡轮冷冻装置时,控制所述膨胀阀为闭状态,将所述第一非致冷剂泵设为运转状态来起动所述离心式压缩机并控制所述旁路回路用控制阀的开度之后,将所述第二非致冷剂泵设为运转状态。 在起动涡轮冷冻装置时、即、在使离心式压缩机起动前开始第二非致冷剂泵的运转的情况下,有时从所述蒸发器输出比规定的出口温度高温的第二非致冷剂。 在此,在上述方式中使用如下的控制装置:将膨胀阀的开度设为闭状态,在离心式压缩机的吸入饱和温度成为规定温度以下之后,开始第二非致冷剂泵的运转。因此,在起动涡轮冷冻装置时,可使从蒸发器输出的第二非致冷剂的温度下降。由此,从蒸发器可输出规定出口温度的第二非致冷剂。 根据上述方式涉及的涡轮冷冻装置的控制装置,具有:液体致冷剂注入用控制阀,其被设置在注入回路来控制所述液体致冷剂的流量,其中,该注入回路将所述液体致冷剂的一部分注入到所述离心式压缩机的吸入口 ;以及压缩机排出口用温度测量单元本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:松仓纪行上田宪治奥田诚一永井建
申请(专利权)人:三菱重工业株式会社
类型:
国别省市:

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