(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の利用可能な冷却装置を有する冷却装置プラントの可変冷却負荷を満足させるように複数の冷却装置を配列する方法であって、
各利用可能な冷却装置は、調節可能な入口ベーンを有する可変速度の遠心コンプレッサを含んでおり、
前記方法は、
前記複数の利用可能な冷却装置のいずれが稼働中であるかを決定するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能な冷却装置の各々について、対応する可変速度の遠心コンプレッサの前記調節可能な入口ベーンの現在の設定を監視するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能な冷却装置の複数の可変速度の遠心コンプレッサの複数の調節可能な入口ベーンの複数の現在の設定に少なくとも部分的に基づいて、冷却装置を付加するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能な冷却装置の複数のコンプレッサを横切る現在の圧力差が、冷却装置が通常付加される計算された値よりも小さいならば、冷却装置を付加するステップと、
前記複数の調節可能な入口ベーンの前記複数の現在の設定が予め定められたしきい値を超えて開かれているならば、冷却装置を付加するステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項２】
複数の利用可能な冷却装置を有する冷却装置プラントの可変冷却負荷を満足させるように複数の冷却装置を配列する方法であって、
各利用可能な冷却装置は、調節可能な入口ベーンを有する可変速度の遠心コンプレッサを含んでおり、
前記方法は、
前記複数の利用可能な冷却装置のいずれが稼働中であるかを決定するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能な冷却装置の各々について、対応する可変速度の遠心コンプレッサの前記調節可能な入口ベーンの現在の設定を監視するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能な冷却装置の複数の可変速度の遠心コンプレッサの複数の調節可能な入口ベーンの複数の現在の設定に少なくとも部分的に基づいて、冷却装置を付加するステップと、
前記複数の調節可能な入口ベーンが予め定められたしきい値未満で開かれているならば、冷却装置が通常付加される計算された値を調節するステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項３】
全ての稼働中のコンプレッサのそれぞれの速度を予め定められた最低速度を常に超えるように維持するために、コンプレッサ速度を変更するステップをさらに含んでいる、請求項２記載の方法。
【請求項４】
冷却装置を付加する決定は、
前記複数の可変速度の遠心コンプレッサの速度を監視するステップと、
前記複数の調節可能な入口ベーンの前記複数の現在の設定を監視するステップと、
前記複数の可変速度の遠心コンプレッサの前記速度と前記複数の調節可能な入口ベーンの前記複数の現在の設定とに部分的に基づいて、冷却装置を付加するステップと、
を含んでいる、請求項２記載の方法。
【請求項５】
複数の利用可能な冷却装置を有する冷却装置プラントの可変冷却負荷を満足させるように複数の冷却装置を配列する方法であって、
各利用可能な冷却装置は、調節可能な入口ベーンを有する可変速度の遠心コンプレッサを含んでおり、
前記方法は、
前記複数の利用可能な冷却装置のいずれが稼働中であるかを決定するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能な冷却装置の各々について、対応する可変速度の遠心コンプレッサの前記調節可能な入口ベーンの現在の設定を監視するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能な冷却装置の複数の可変速度の遠心コンプレッサの複数の調節可能な入口ベーンの複数の現在の設定に少なくとも部分的に基づいて、冷却装置を付加又は除去するステップと、
前記複数の調節可能な入口ベーンが予め定められたしきい値未満で開かれているならば、冷却装置が通常除去される計算された値を調節するステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項６】
複数の利用可能なコンプレッサを有する冷却装置システムの複数の可変速度の遠心コンプレッサを配列する方法であって、
各利用可能なコンプレッサは、調節可能な入口ベーンを有しており、
前記方法は、
前記複数の利用可能なコンプレッサのいずれが稼働中であるかを決定するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能なコンプレッサの各々について、前記調節可能な入口ベーンの現在の設定を監視するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能なコンプレッサの複数の調節可能な入口ベーンの複数の現在の設定に少なくとも部分的に基づいて、コンプレッサを付加又は除去するステップと、
を含んでおり、
前記コンプレッサを付加又は除去するステップは、
前記複数の調節可能な入口ベーンの前記複数の現在の設定が予め定められたしきい値を超えて開かれているならば、前記コンプレッサを除去するステップ、
を含んでいる、方法。
【請求項７】
前記コンプレッサを付加又は除去するステップは、
前記稼働中の複数の利用可能なコンプレッサを横切る現在の圧力差が、コンプレッサが通常付加される計算された値よりも小さいかどうかを決定するステップ、
を含んでいる、請求項６記載の方法。
【請求項８】
全ての稼働中のコンプレッサのそれぞれの速度を予め定められた最低速度を常に超えるように維持するために、コンプレッサ速度を変更するステップをさらに含んでいる、請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記コンプレッサを付加又は除去するステップは、
前記複数の可変速度の遠心コンプレッサの速度を監視するステップと、
前記複数の調節可能な入口ベーンの前記複数の現在の設定を監視するステップと、
前記複数の可変速度の遠心コンプレッサの前記速度と前記複数の調節可能な入口ベーンの前記複数の現在の設定とに部分的に基づいて、前記コンプレッサを除去するステップと、
を含んでいる、請求項６記載の方法。
【請求項１０】
複数の利用可能なコンプレッサを有する冷却装置システムの複数の可変速度の遠心コンプレッサを配列する方法であって、
各利用可能なコンプレッサは、調節可能な入口ベーンを有しており、
前記方法は、
前記複数の利用可能なコンプレッサのいずれが稼働中であるかを決定するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能なコンプレッサの各々について、前記調節可能な入口ベーンの現在の設定を監視するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能なコンプレッサの複数の調節可能な入口ベーンの複数の現在の設定に少なくとも部分的に基づいて、コンプレッサを付加又は除去するステップと、
前記複数の調節可能な入口ベーンが予め定められたしきい値未満で開かれているならば、コンプレッサが通常付加される計算された値を調節するステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項１１】
複数の利用可能なコンプレッサを有する冷却装置システムの複数の可変速度の遠心コンプレッサを配列する方法であって、
各利用可能なコンプレッサは、調節可能な入口ベーンを有しており、
前記方法は、
前記複数の利用可能なコンプレッサのいずれが稼働中であるかを決定するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能なコンプレッサの各々について、前記調節可能な入口ベーンの現在の設定を監視するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能なコンプレッサの複数の調節可能な入口ベーンの複数の現在の設定に少なくとも部分的に基づいて、コンプレッサを除去するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能なコンプレッサを横切る現在の圧力差が、コンプレッサが通常除去される計算された値よりも大きいならば、コンプレッサを除去するステップと、
前記複数の調節可能な入口ベーンの前記複数の現在の設定が予め定められたしきい値未満であるならば、コンプレッサを除去するステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項１２】
複数の利用可能なコンプレッサを有する冷却装置システムの複数の可変速度の遠心コンプレッサを配列する方法であって、
各利用可能なコンプレッサは、調節可能な入口ベーンを有しており、
前記方法は、
前記複数の利用可能なコンプレッサのいずれが稼働中であるかを決定するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能なコンプレッサの各々について、前記調節可能な入口ベーンの現在の設定を監視するステップと、
前記稼働中の複数の利用可能なコンプレッサの複数の調節可能な入口ベーンの複数の現在の設定に少なくとも部分的に基づいて、コンプレッサを除去するステップと、
前記複数の調節可能な入口ベーンが予め定められたしきい値を超えて開かれているならば、コンプレッサが通常除去される計算された値を調節するステップと、
を含んでいる、方法。
【請求項１３】
全ての稼働中のコンプレッサのそれぞれの速度を予め定められた最低速度を常に超えるように維持するために、コンプレッサ速度を変更するステップをさらに含んでいる、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
コンプレッサを除去する決定は、
前記複数の可変速度の遠心コンプレッサの速度を監視するステップと、
前記複数の調節可能な入口ベーンの前記複数の現在の設定を監視するステップと、
前記複数の可変速度の遠心コンプレッサの前記速度と前記複数の調節可能な入口ベーンの前記複数の現在の設定とに部分的に基づいて、コンプレッサを除去するステップと、
を含んでいる、請求項１２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は暖房、換気、空調（“ＨＶＡＣ”）システムの分野に関し、特にターボ冷凍機、ポンプ、ファンのような並列装置を配列し、それによってこのような装置を含むＨＶＡＣシステムの総合的な動作効率を改良するための改良された方法、特に自動化された又はソフトウェアにより実行される方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願は米国非暫定出願の通し番号12/364,374号明細書の利点を主張しており、ここでその全体が参考文献とされている。
【０００３】
冷却水プラントは建物の快適な状態又は産業的なプロセスの動作環境のための冷却を行うために使用されており、電力を使用する主要なものである。冷却水プラントは通常多数の冷却装置を使用し、幾つかの冷却装置は多数のコンプレッサを使用する。これは変動負荷に適合するために装置が段階分けされることを許容し、これは通常、設計及び動作環境に応じて非常に低い負荷からプラント容量の１００％程度まで変化する。多数の冷却装置はさらに機械のうちの１つが故障した場合に利用可能なバックアップによる二重安定動作を組み込んだ設計も許容する。
【０００４】
中間及び大型のサイズの冷却プラントはしばしば、それらの優秀な動作効率とより大きな容量のために遠心コンプレッサを有している。冷却装置は熱交換器のセットに取付けられている１以上のコンプレッサからなり、熱交換器は付加的な配管、冷却剤、およびその他の装置と共に、高い温度で吸収される熱を排除しながら、１つの熱交換器を通って流れる流体を第２の熱交換器を通って流れる流体へ冷却する。両者の熱交換器を通って流れる流体は通常は水である。１以上のコンプレッサと２つの熱交換器の各セットは冷却装置と呼ばれ、中間及び大型の冷却装置プラントは多数の冷却装置からなる。
【０００５】
図５は並列に配置され、冷却水のポンプ及び配管システム（520）へ接続される４つの冷却装置（501-504）を有する通常の水冷却装置プラントのコンポーネントの簡潔化された図である。各冷却装置はそれぞれが制御装置（540）と通信している個々の冷却装置の制御装置（531-534）を有する。個々の冷却装置の制御装置はイーサネット（登録商標）ネットワークのようなネットワークを介して通信できる。中央制御装置は好ましくはコンピュータプログラムを読取るように構成されているプロセッサおよび関連するメモリを有する。中央制御装置はデジタルコンピュータシステム、例えばパーソナルコンピュータまたはプログラム可能な論理制御装置であってもよい。中央制御装置はヘッド圧力読取り、流体温度、現在のベーン設定のような各個々の冷却装置から情報を受信するように構成されている。中央制御装置はさらにポンプ速度、冷却装置の負荷状態、冷却装置のオン又はオフラインの切換えを含む種々の特性を制御する。
【０００６】
図１は可変速度のターボ冷凍機の主要なコンポーネントを示している。中間及び大型の冷却装置プラントは快適な調節用として、または製造用で必要なプロセス冷却を行うために典型的に２個から１２個以上ものこのような冷却装置を使用する。可変速度のターボ冷凍機を有する典型的な水冷却装置プラントでは、各冷却装置は気密タイプまたはオープンタイプであることができる１以上のモーター／コンプレッサ装置（109）を有する。コンプレッサを駆動するモーターまたはエンジンはコンプレッサ装置におけるモーターまたはエンジンの回転速度を変化できる可変速度駆動装置（110）と通常呼ばれているパワー装置によって付勢される。
【０００７】
各コンプレッサは接続（112）を通して冷却器（111）から低圧力の冷却剤ガスを引き出して、それを圧縮し、接続（113）を通してより高い圧力の高温ガスとしてこれをコンデンサ（114）へ放出する。コンデンサでは、高温のガス冷却剤は冷却塔または熱を流体から誘導する幾つかの他の手段から配管接続（140）を通して供給されるコンデンサ水へ熱を排除することにより液体へ復水される。コンデンサ水はコンデンサ中の管を通して流れ、冷却剤から熱を吸収し、これを高圧の液体へ冷却する。加熱されたコンデンサ水はその後冷却塔または熱を排除する他の方法へ戻すために配管接続（141）を通してコンデンサから排出される。
【０００８】
復水された液体の冷却剤はその後、冷却装置（111）への冷却剤の流れを調整する膨張装置（133）を通って流れ、冷却装置（111）は膨張されたガスの冷却剤を冷却装置から連続的に吸引するコンプレッサの動作により低圧力に保持される。低圧力の環境により冷却剤は状態をガスに変化させ、そうするときに、配管接続（151）を介し、その後冷却器の管を通して冷却器へ循環する冷却水から蒸発に必要な熱を吸収し、冷却器では、沸騰した冷却剤は冷却水から熱を吸収し、冷却水はその後冷却装置プラントが接続されている快感又はプロセス負荷を冷却するのに必要な温度で配管接続（152）を通って出る。低圧力の蒸気はコンプレッサの入口へ吸引されサイクルは連続的に反復される。冷却されたコンデンサ水は典型的に図示されていないポンプにより循環される。冷却装置内の全ての素子の制御は機上の制御パネル（162）により行われる。多くの冷却装置の構造は図１に示されている構造に類似しているが、この基本的設計には変形が存在する。
【０００９】
図２はターボ冷凍機で使用される遠心コンプレッサのモーター／コンプレッサ装置（図１の109、110）の素子をさらに詳細に示している断面図である。コンプレッサ装置はハウジング（214）内で回転する羽根車（212）が取付けられているシャフトを回転するモーターまたはエンジン（210）からなる。コンプレッサの入口（216）は複数の変形で構成されることができる蒸発器（図示せず）に接続されている。「冷却剤」と呼ばれる圧縮されるガスが羽根車の回転によりコンプレッサ中へ吸引されるとき、まず分割されている入口ベーン（218）を通過しなければならない。ベーンは（図２中に垂直軸として示されている）その中心軸を中心とする各セグメントの調整された回転により閉じられ、開かれる。この回転位置を現在のベーン位置又は設定と呼ぶ。閉じられるとき、セグメントの中心の小さい孔のみがガスが通過するために開かれる。ベーンが開くように設定されているとき、実質的には入口の領域全体が開かれる。ベーンが全開から閉じ始めるとき、それらの調整された動きにより、流動するガスはコンプレッサの羽根車（212）の回転方向で回転する。同じ方向で回転しているコンプレッサの羽根車に入るこのガスの回転運動は羽根車への及び羽根車を通る流動を減少する。ベーンが閉じ続けるとき、ベーンはさらにベーンを横切る圧力差を生成することによってコンプレッサ入口への冷却剤の流動を減少する。羽根車は低圧力でガスを吸引し、ハウジング（222）の螺旋（220）においてさらに高い圧力でそれを放出するようにガスへエネルギを与え、ハウジングではガスは集められ、コンデンサへ送られる。
【００１０】
可変速度のコンプレッサは２つの方法によって、即ち第１に前述したように入口ベーンを閉じることにより、第２にコンプレッサの羽根車の速度を遅くすることによってそれらの動作容量を減少できる。しかしながら羽根車の回転速度は羽根車を通る冷却剤ガスの流動をコンデンサと冷却装置の蒸発器との現在の圧力差に維持するのに十分な高さに常に維持されなければならない。速度が羽根車を横切るこの圧力差に基づく最小速度よりも低く低下するならば、羽根車は失速し、流動は急に停止する。冷却装置におけるこの現象は「サージング」と呼ばれる。羽根車は失速し、流動は停止すると、これは圧力差を減少し、流動は再度開始するが失速するだけの結果となる。サージングは非効率的な動作を生じ、状況によってはコンプレッサの素子に損傷を生じる。
【００１１】
サージングが成長しないことを確実にするため、内部の冷却装置または可変速度の冷却装置のコンプレッサ制御装置は通常は羽根車を横切る圧力に通常は基づいている最小のコンプレッサ速度を維持する幾つかの方法を実行する。羽根車の速度が失速及びサージングの危険性のために減少されることができないように、動作状態がコンプレッサ（共通して呼ばれるコンプレッサ「ヘッド」）を横切ってある圧力差を必要とするとき、及び同時に低い容量が冷却装置から必要とされるとき、容量を減少するため羽根車の速度を低下させる代わりに、羽根車は適切な最小速度に維持され、ベーンは容量を減少するために閉じられ、冷却装置の効率を犠牲にする。
【００１２】
前述したタイプのシステムの動作効率における改良が必要とされている。
【発明の概要】
【００１３】
コンプレッサの入口ベーンがある点を超えて閉じるとき、全体的なコンプレッサの効率はコンプレッサの入口への流動におけるベーンの効果によって生じる損失のために減少される。本発明の１特徴によれば、可変速度のコンプレッサにおいて、ベーンの設定及びコンプレッサ（羽根車）速度は現在のコンプレッサヘッド状態で所望される冷却容量を維持するように調整される。ベーンはコンプレッサ速度が羽根車の失速状態の危険性のために減少されることができないときに容量を減少するために使用される。本発明の別の特徴によれば、即ちコンプレッサの改良された配列方法によれば、コンプレッサベーンの現在の設定はコンプレッサを付加するか除去するための決定、または単一のコンプレッサを有する冷却装置を付加するか除去するための決定で使用され、それによってシステム容量全体は最適な効率で実現される。
【００１４】
付加的な特徴及び利点は添付図面を参照して行う好ましい実施形態の以下の詳細な説明から明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ターボ冷凍機の基本素子を示す図である。
【図２】典型的な可変速度の遠心コンプレッサの素子を示す図である。
【図３】従来技術を示す簡単なコンプレッサまたは冷却装置の付加および除去の決定のフローチャートである。
【図４】本発明の１実施形態を示す決定フローチャートの１例である。
【図５】冷凍装置のプラントの簡潔化されたブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
快適な調節またはプロセス冷却のための冷却水を与える冷却装置は通常、冷却負荷において非常に広い変化を受けるので、冷却装置またはコンプレッサを配列する方法と共に個々の冷却装置の容量を調節する能力が負荷の変化を適合し、効率的なプラント動作を実現するために使用される。従来技術では、個々の各冷却装置の容量の制御は装置を出る冷却水の予め定められた温度を維持する内部冷却装置又はコンプレッサ制御装置により実現される。
【００１７】
オンラインにおける複数の冷却装置又はコンプレッサの制御は、通常オンラインコンプレッサの負荷またはパワーの吸引に基づいて別々の制御アルゴリズムによりダイナミックに実現される、配列が動作の現在点を自然曲線と呼ばれる装置の最適の効率の曲線と比較することに基づいている米国特許第6,185,946号明細書を参照されたい。他の方法が知られているが、これらの既知の方法はコンプレッサ速度の変化とベーンの制御を発生し、それによって動作点は実際には予測されるよりも効率的ではない。
【００１８】
すなわち、新規であり本発明の焦点であることは、オンラインの冷却装置の数を減少するために使用されるアルゴリズムを動作し、調節し、または変更するために、１以上のオンラインの冷却装置のコンプレッサの入口ベーン位置を使用することである。
【００１９】
全ての可変速度コンプレッサは最適なコンプレッサの動作効率がコンプレッサヘッド状態の関数として実現されるコンプレッサ容量の点の曲線である自然曲線と呼ばれる特性を有することが知られている。コンプレッサヘッドは冷却水とコンデンサ水温度と流動状況の関数であることと、自然曲線特性はコンデンサ水と冷却水の温度の関数として全体的な冷却装置に適用されることができることも知られている。さらに、典型的に冷却装置プラントに含まれているポンプ、ファン、任意の他の電力消費装置も自然曲線を有することが知られている。最適なプラント動作のために、冷却装置プラントの冷却装置、ポンプ、冷却塔等の数および相対的な負荷はプラントの負荷だけでなく、プラントが動作する現在の動作状況、最も明白には排熱される周囲の室外状況および冷却水が供給される温度にも基づいている。
【００２０】
この情報を使用して、全ての可能な負荷及び外部の動作状況下で最適にプラントで動作する冷却装置の正確な数を選択するために適用される表またはアルゴリズムを構成することが可能である。このような最適な冷却装置の配列アルゴリズムの詳細な説明は米国特許第6,185,946 B1号明細書で行われている。しかしながら、幾つかの例では、冷却装置の内部制御装置または冷却装置のコンプレッサはコンプレッサを予測されるのとはやや異なった状態で条件に作用させることが発見されている。このような例では、実際の動作点は予測されるよりも効率が低い。別の例では、（コンプレッサマップと呼ばれる）コンプレッサの正確な特性は利用可能ではなく不明確であり、そのためコンプレッサの自然曲線、それ故冷却装置は確信をもって決定されることはできない。コンプレッサが予測される状態とは異なる動作をする理由は複数存在するが、このような状況における効率の損失は共通して、予測されるよりも高い速度のコンプレッサ速度で動作するコンプレッサの内部制御と、予測されるよりも開きが少ないコンプレッサのベーンによって生じる。動作しているコンプレッサのベーンを監視することによるこのような状況、および速度を監視することによる幾つかの例では、コンプレッサまたは冷却装置が通常付加される点においてしきい値を超えてベーンが開かれることが決定されたとき、同様にコンプレッサまたは冷却装置が通常除去される点においてしきい値を超えてベーンが閉じられることが決定されたとき、およびプラントの動作効率が可能な限り高く維持されるようにコンプレッサおよび／または冷却装置段の付加または除去を制御する公称上のアルゴリズムを自動的に調節するためにその情報を使用するときである。これは本発明の基礎である制御の新しい方法である。
【００２１】
本発明は従来技術で説明された最適化された配列技術を調節及び改良する新しい手段を開示している。このような技術では、冷却装置の配列は冷却装置および排熱システムの総エネルギ使用が連続的に最適化されることを確実にすることを意図している。冷却装置は負荷状態において最高の動作効率点である装置の自然曲線に可能な限り近づけてオンラインの装置がいつでも稼働することを維持するためオン及びオフで配列される。この新しい方法によって、従来の方法はさらに容易に実行されることができ、自動的に調節された確実な配列は最適なプラント効率を生じる。オンラインの冷却装置又はコンプレッサの数の選択はシステムの総エネルギ使用を最適化しながら所望のプラント容量を維持することを目的としている。
【００２２】
最適な冷却装置／コンプレッサ配列の１方法（自然曲線方法）を使用するプラントの冷却装置配列のフローチャートが図３に示されており、本発明を使用する強化された方法が図４に示されている。図３は変化する稼働状態に応答して冷却装置またはコンプレッサの付加または除去を制御するために使用される論理の一部を示している。この場合、冷却装置を配列する自然曲線方法は、計算されたヘッド圧力割合と、他の現在の稼働因子とに基づいている。ここで、ヘッド圧力割合は、稼働しているコンプレッサの設計上の最大値と比較した、平均の現在のコンプレッサヘッド圧力の比である。ヘッド圧力割合は、コンデンサおよび蒸発器の冷却剤温度から、または復水した冷却水の温度からも直接に導出されることができる。図３では、制御論理が実行されるとき、コンプレッサまたは冷却装置を付加するために、コンプレッサヘッド圧力割合が計算される（312）。この値は現在のヘッド圧力割合と比較される（314）。既存のシステムのヘッド圧力割合の計算結果が現在の稼働要件よりも大きいならば、冷却装置またはコンプレッサはシステムをその自然曲線へさらに近づけるために付加され（318）、配列プロセスの残りは迂回される（320）。そうではないならば、次のステップは冷却装置またはコンプレッサを除去するためにヘッド圧力割合を計算する（340）。次に、これは現在稼働しているヘッド圧力割合と比較され、これがこの現在の稼働値よりも小さいならば、コンプレッサまたは冷却装置はプロセスの開始点に戻る（348）前に除去される（346）。プログラムのこの実行期間に何の動作も取られないならば、プロセスは終了され開始へ戻る（354）。
【００２３】
本発明は最適化された配列に対する基本的な方法にかかわりなく、冷却装置を付加又は除去するための決定プロセスに対する改良を従来技術に加えている。図４は多数の冷却装置および／または各冷却装置における多数のコンプレッサからなる冷却装置プラントに対する冷却装置および／またはコンプレッサ配列のフローチャートであり、ここで図３の自然曲線配列方法はこの新しい発明において開示されている方法で強化されている。従来技術のように、配列決定路における第１のステップは現在のＨＰＦＡ値を計算し（412）、この値を動作している冷却装置および／またはコンプレッサの現在のＨＰＦと比較してコンプレッサ又は冷却装置の付加が所望されるかを調べることである。ＨＰＦＡ計算が現在のＨＰＦ状況よりも大型のならば、ヘッド条件および容量の要求はオンラインコンプレッサがそれらの自然曲線を超えて動作する見込があることを意味している。この動作では、コンプレッサは容量の要求を満たすために現在の状態についてのそれらの最大効率を超えた速度である。したがって、コンプレッサまたは冷却装置の付加はそれらの自然曲線にさらに近づいて動作し、プラント効率は改良される。
【００２４】
ＨＰＦＡの値がＨＰＦの値よりも大きく、冷却装置又はコンプレッサの付加が必要であることを示すならば、本発明はそれを行う前にステップを付加する。ベーンの位置のチェックを行う（416）。ベーンが実質的に閉じられ、効率の損失がベーン制限のために生じているならば、オンラインコンプレッサはそれらの制限された最小速度で動作していることが示され、冷却装置の付加はそれぞれの容量を減少するための付加的なベーンの閉鎖のみを必要とする。これはさらにコンプレッサの動作効率を減少する。この場合、冷却装置付加シーケンスを開始する代わりに、この情報は将来のＨＰＦＡとＨＰＦＳ計算を減少するため計算に対して数学的オフセットまたは調節を適用するために使用される。しかしながら、ベーンが実質的に減少された効率点を超えて開かれるならば、冷却装置付加シーケンスは開始される（418）。
【００２５】
ＨＰＦＡ計算が現在のＨＰＦ値よりも大きくないならば、プログラムはＨＰＦＳ計算へ続き（440）、これが行われ、その結果は現在のＨＰＦ値と比較されてコンプレッサ又は冷却装置の除去し動作が行われるべきであるか否かを調べる。ＨＰＦＳ計算が現在のＨＰＦ値よりも小さいならば、それはオンラインのコンプレッサはそれらの自然曲線よりも低く動作している可能性があることを意味している。この動作において、オンラインのコンプレッサは最小速度により制限される可能性があり、それらの容量は入口ベーンの閉鎖により制御されている。したがってコンプレッサ又は冷却装置の除去は各オンラインプロセッサ又は冷却装置の容量要求を増加し、それによってベーンは開き、プラント効率はアクチブな冷却装置の動作点をそれらの自然曲線へ動かすことにより改良される。しかしながら、本発明では冷却装置を除去する前に、ベーン位置をチェックする（444）。ベーンがコンプレッサに効率の損失を負わせないようにこれらが既に開かれているならば、オンラインのコンプレッサはそれらの自然曲線より下で動作しないように示され、最小速度により制限されない。この場合、冷却装置の除去はそれぞれの付加的な容量要件を果たすようにコンプレッサ速度が上昇されることのみを必要とし、さらにそれらの自然曲線よりも下で動作し、コンプレッサの動作効率を減少する。この場合、冷却装置が除去されるシーケンスを開始する代わりに、この情報は将来にＨＰＦＡおよびＨＰＦＳ計算を増加するため（450）計算に対して数学的オフセット又は調節を適用するために使用される。しかしながら、ベーンが実質的に減少された効率の点を超えて閉じられるならば、次の実行サイクルのためにプログラムの開始（410）へ戻る（452）前に、冷却装置の除去されるシーケンスが開始される（446）。
【００２６】
これは本発明の簡単な実施形態である。しかしながら、本発明を実行するために多くの他の手段が存在する。例えばコンプレッサ速度とベーン位置の公称上のモデルは連続的に計算されることができ、その後各コンプレッサの「マップ」を展開するためにコンプレッサ速度及びベーン位置の実際の値と比較され、その後連続的に更新されたマップは図３に示されているものと類似の簡単なシーケンスフローで最適の効率のための配列を確実にするために使用される。
【００２７】
前述の発明はデジタルコンピュータシステムにより実行されることができる。用語デジタルコンピュータシステムは、少なくとも１つのデジタルプロセッサ及び関連されるメモリを含む任意のシステムを意味しており、ここでデジタルプロセッサはそのメモリ中に記憶されている指令または「コード」を実行できる（メモリはデータも同様に記憶できる）。デジタルプロセッサはマイクロプロセッサ、マルチコアプロセッサ、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、プロセッサアレイ、ネットワークプロセッサ等を含んでいるがそれらに限定されない。デジタルプロセッサはラップトップまたはデスクトップコンピュータ、ＰＤＡ、セル電話機、ｉＰｈｏｎｅ  ＰＤＡ、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（Ｒ）ＰＤＡ／ｐｈｏｎｅまたは仮想的な任意の電子装置のようなより大きな装置の一部であってもよい。図９では、各ディスプレイシステム、存在検出装置、ウェブサーバはデジタルコンピュータシステムを具備している。
【００２８】
関連されるメモリは以下さらに説明するように、プロセッサ、例えばＲＡＭまたはＦＬＡＳＨメモリと共に集積回路マイクロプロセッサ等の内部に一体化されることができる。他の例では、メモリは外部ディスクドライブ、記憶アレイまたはポータブルフラッシュキーフォブのような独立装置を構成している。このような場合、メモリとデジタルプロセッサの２つが共に動作的に結合されるか、例えばＩ／Ｏポート、ネットワーク接続等により相互に通信しているとき、メモリはデジタルプロセッサと「関連付けられ」、それによってプロセッサはメモリに記憶されているファイルを読み取ることができる。関連されるメモリは設計（ＲＯＭ）による「読取り専用」であるか、許容設定のために読取り専用ではない。他の例はＷＯＲＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ等を含んでいるがそれに限定されない。これらの技術はしばしば半導体装置で構成される。他のメモリは通常の回転するディスクドライブのような可動部を具備することができる。全てのこのようなメモリはＵＳＰＴＯの利点について以下さらに説明するように、これらが適切なデジタルプロセッサにより読取り可能であるので、「マシン読取り可能」である。
【００２９】
本発明は（「コンピュータプログラム」または「コード」としても知られており、これらの用語を交換可能に使用する）コンピュータソフトウェアで実行又は実施されることができる。プログラム又はコードはデジタルプロセッサにより読み取られることができるようにデジタルメモリに記憶されるとき最も有用である。コンピュータプログラム又は他のデータの特性において記憶された情報が適切なデジタルプロセッサにより「読取られる」ことができる方法でデジタル情報を少なくとも一時的に記憶できる限り、全ての前述のタイプのメモリと将来出現する可能性がある新しい技術を含めるために、用語「コンピュータの読取り可能な記憶媒体」（または代わりに「マシンの読取り可能な記憶媒体」）を使用する。用語「コンピュータの読取り可能な媒体」は完全なメインフレーム、ミニコンピュータ、デスクトップまたはラップコンピュータでさえも示唆するように「コンピュータ」の歴史的な使用法にこの語句を限定することを意図しているのではない。むしろ、記憶媒体がデジタルプロセッサ又は任意のデジタルコンピュータシステムにより読取り可能であることを意味するためにこの用語を使用している。このような媒体はコンピュータ又はプロセッサにより局部的および／または遠隔的にアクセス可能である任意の利用可能な媒体であることができ、それは揮発性および不揮発性の取り出し可能および取り出し可能ではない媒体を含んでいる。
【００３０】
プログラムがコンピュータの読出し可能な記憶媒体に記憶されている場合、その記憶媒体をコンピュータプログラムプロダクトと呼ぶことができる。例えばポータブルデジタル記憶媒体はコンピュータプログラムを記憶及び転送（伝送、販売、購入、許可）する便利な手段として使用されることができる。これはしばしば包装（「シュリンクラップ」）されたプログラムの小売販売時点転送で過去にしばしば行われた。このような記憶媒体の例は限定ではなくＣＤ−ＲＯＭ等を含んでいる。記憶されたコンピュータプログラムを含んでいるこのようなＣＤ−ＲＯＭはコンピュータプログラムプロダクトの１例である。
【００３１】
多くの変更が本発明の基本的な原理から逸脱せずに前述の実施形態の詳細に対して行われることが当業者に明白である。本発明の技術的範囲はそれ故特許請求の範囲によってのみ決定されなければならない。
以下に、本願出願時の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[１]複数の利用可能な冷却装置を有する冷却装置プラントの可変の冷却負荷を満足させるため冷却装置を配列する方法であって、各利用可能な冷却装置は調節可能な入口ベーンを有する可変速度の遠心コンプレッサを含んでおり、前記方法は、
利用可能な冷却装置のいずれが現在オンラインであるかを決定し、
前記現在オンラインの各冷却装置について、対応する可変速度の遠心コンプレッサの前記入口ベーンの現在の設定を監視し、
前記現在オンラインの冷却装置の前記コンプレッサの前記入口ベーンの前記現在の設定に少なくとも部分的に基づいて１つの冷却装置を付加するステップを含んでいる方法。
［２］さらに、前記オンラインの冷却装置のコンプレッサを横切る現在の圧力差が、冷却装置が通常付加される場合の計算された値よりも小さいならば、冷却装置を付加するステップを含んでいる前記［１］記載の方法。
［３］さらに、前記入口ベーンの前記設定が予め定められたしきい値を超えて開かれているならば冷却装置を付加するステップを含んでいる前記［２］記載の方法。
［４］さらに、前記入口ベーンが予め定められたしきい値よりも低く開かれているならば、冷却装置が通常付加される場合の計算された値を調節するステップを含んでいる前記［１］記載の方法。
［５］さらに、全てのオンラインコンプレッサのそれぞれの速度を常に予め定められた最小速度を超えるように維持するようにコンプレッサ速度を変更するステップを含んでいる前記［１］記載の方法。
［６］冷却装置を付加又は除去する決定は、前記遠心コンプレッサの前記速度を監視し、前記入口ベーンの前記設定を監視し、前記遠心コンプレッサの前記速度と前記入口ベーンの前記設定とに部分的に基づいて冷却装置を付加するステップを含んでいる前記［１］記載の方法。
［７］複数の利用可能な冷却装置を有する冷却装置プラントの可変の冷却負荷を満足させるために冷却装置を配列する方法であって、利用可能な各冷却装置は調節可能な入口ベーンを有する可変速度の遠心コンプレッサを含んでおり、前記方法は、
利用可能な冷却装置のいずれが現在オンラインであるかを決定し、
前記現在オンラインの各冷却装置について、対応する可変速度の遠心コンプレッサの前記入口ベーンの現在の設定を監視し、
前記現在オンラインの冷却装置の前記コンプレッサの前記入口ベーンの前記現在の設定に少なくとも部分的に基づいて１つの冷却装置を除去するステップを含んでいる方法。
［８］さらに、前記オンラインの冷却装置のコンプレッサを横切る前記現在の圧力差が、冷却装置が通常除去される場合の計算された値よりも大型のならば、冷却装置を除去するステップを含んでいる前記［７］記載の方法。
［９］さらに、前記入口ベーンの前記設定が予め定められたしきい値をよりも低く開かれているならば１つの冷却装置を除去するステップを含んでいる前記［８］記載の方法。
［１０］さらに、前記入口ベーンが予め定められたしきい値をよりも低く開かれているならば冷却装置が通常除去される場合の計算された値を調節するステップを含んでいる前記［７］記載の方法。
［１１］さらに、全てのオンラインコンプレッサのそれぞれの速度を常に予め定められた最小速度を超えるように維持するためにコンプレッサ速度を変更するステップを含んでいる前記［７］記載の方法。
［１２］冷却装置を付加又は除去する決定は、前記遠心コンプレッサの前記速度を監視し、前記入口ベーンの前記設定を監視し、前記遠心コンプレッサの前記速度と前記入口ベーンの前記設定とに部分的に基づいて１つの冷却装置を付加するステップを含んでいる前記［７］記載の方法。
［１３］複数の利用可能なコンプレッサを有する冷却装置システムの可変速度の遠心コンプレッサを配列する方法であって、各利用可能なコンプレッサは調節可能な入口ベーンを有し、前記方法は、
利用可能なコンプレッサのいずれが現在オンラインであるかを決定し、
前記現在オンラインの各コンプレッサについて、前記調節可能な入口ベーンの現在の設定を監視し、
前記現在オンラインのコンプレッサの前記入口ベーンの前記現在の設定に少なくとも部分的に基づいて１つのコンプレッサを付加するステップを含んでいる方法。
［１４］さらに、前記オンラインのコンプレッサを横切る現在の圧力差が、コンプレッサが通常付加される場合の計算された値よりも小さいならば、１つのコンプレッサを付加するステップを含んでいる前記［１３］記載の方法。
［１５］さらに、前記入口ベーンの前記設定が予め定められたしきい値をよりも高く開かれるならば１つのコンプレッサを付加するステップを含んでいる前記［１３］記載の方法。
［１６］さらに、前記入口ベーンが予め定められたしきい値をよりも低く開かれるならばコンプレッサが通常付加される場合の前記計算された値を調節するステップを含んでいる前記［１３］記載の方法。
［１７］さらに、全てのオンラインコンプレッサのそれぞれの速度を常に予め定められた最小速度を超えるように維持するためにコンプレッサ速度を変更するステップを含んでいる前記［１１］記載の方法。
［１８］コンプレッサを付加又は除去する決定は、前記遠心コンプレッサの前記速度を監視し、前記入口ベーンの前記設定を監視し、前記遠心コンプレッサの前記速度と前記入口ベーンの前記設定とに部分的に基づいて１つのコンプレッサを除去するステップを含んでいる前記［１１］記載の方法。
［１９］複数の利用可能なコンプレッサを有する冷却装置システムの可変速度の遠心コンプレッサを配列する方法であって、各利用可能なコンプレッサは調節可能な入口ベーンを有し、前記方法は、
前記利用可能なコンプレッサのいずれが現在オンラインであるかを決定し、
前記現在オンラインの各コンプレッサについて、前記入口ベーンの現在の設定を監視し、
前記現在オンラインのコンプレッサの前記入口ベーンの前記現在の設定に少なくとも部分的に基づいて１つのコンプレッサを除去するステップを含んでいる方法。
［２０］さらに、前記オンラインのコンプレッサを横切る前記現在の圧力差が、冷却装置が通常除去される場合の計算された値よりも大型のならば、１つのコンプレッサを除去するステップを含んでいる前記［１９］記載の方法。
［２１］さらに、前記入口ベーンの前記設定が予め定められたしきい値をよりも低いならば１つのコンプレッサを除去するステップを含んでいる前記［２０］記載の方法。
［２２］さらに、前記入口ベーンが予め定められたしきい値をよりも高く開かれるならばコンプレッサが通常除去される場合の計算された値を調節するステップを含んでいる前記［１９］記載の方法。
［２３］さらに、全てのオンラインコンプレッサのそれぞれの速度を常に予め定められた最小速度を超えるように維持するようコンプレッサ速度を変更するステップを含んでいる前記［１９］記載の方法。
［２４］コンプレッサを付加又は除去する決定は、前記遠心コンプレッサの前記速度を監視し、前記入口ベーンの前記設定を監視し、前記遠心コンプレッサの前記速度と前記入口ベーンの前記設定とに部分的に基づいて１つのコンプレッサを除去するステップを含んでいる前記［１９］記載の方法。
［２５］複数の利用可能な冷却装置を有する冷却装置プラントの可変冷却負荷を満足させｒため冷却装置またはコンプレッサを配列するために記憶され少なくとも１つの装置により実行されるコンピュータの読取り可能な命令を有するコンピュータの読取り可能な媒体において、利用可能な各冷却装置は１以上の可変速度の遠心コンプレッサを含み、各コンプレッサは調節可能な入口ベーンを有し、
前記命令は、現在オンラインの冷却装置またはコンプレッサの入口ベーンの現在の設定に少なくとも部分的に基づいて１つの冷却装置又はコンプレッサを付加又は除去するコンピュータの読取り可能な媒体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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