(57)【要約】  冷却機システム（１００）のエコノマイザ回路を制御する制御アルゴリズムが提供される。制御アルゴリズムは、エコノマイザ回路のフラッシュタンク（１１０）中の液体冷媒のレベルを維持するために、測定されたシステム操作パラメータに応答して、エコノマイザ回路の中の送り弁（１１４）の位置を調節する。測定されたシステム操作パラメータは、圧縮機（１０２）の負荷、ならびにフラッシュタンクの冷媒の圧力および温度を含む。
2009522533.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラッシュタンクと、入口ラインと、前記入口ラインに配置されそして前記フラッシュタンクへの冷媒の流れを制御するように構成される送り弁とを有する冷却機システム用のエコノマイザ回路を設けるステップと、
前記冷却機システムに対する少なくとも１つのシステム操作パラメータを測定するステップと、
前記測定された少なくとも１つのシステム操作パラメータに応答して、前記送り弁に対する弁位置を計算するステップと、
前記フラッシュタンクにおける液体冷媒のレベルを制御するために、前記送り弁を前記計算された弁位置に調節するステップと、
を含む、冷却機システムにおけるエコノマイザ回路を制御する方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つのシステム操作パラメータを測定するステップは、圧縮機の負荷、前記フラッシュタンクにおける冷媒の圧力、または前記フラッシュタンクにおける冷媒の温度から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも１つのシステム操作パラメータを前記測定するステップは、蒸発器における流入流体の温度および流出流体の温度からシステム容量を決定することによって、前記圧縮機に対する前記負荷を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
少なくとも１つのシステム操作パラメータを前記測定するステップは、前記蒸発器を通過する液体の流れを感知することによって、前記圧縮機に対する前記負荷を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つのシステム操作パラメータを前記測定するステップは、前記圧縮機の速度を測定することによって、前記圧縮機に対する前記負荷を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つのシステム操作パラメータを前記測定するステップは、可変速駆動装置の動作周波数を感知することによって、前記圧縮機に対する前記負荷を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つのシステム操作パラメータを前記測定するステップは、前記圧縮機におけるすべり弁の位置を感知することによって、前記圧縮機の前記負荷を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つのシステム操作パラメータを前記測定するステップは、前記フラッシュタンクにおける圧力を感知することによって、前記フラッシュタンクにおける前記冷媒の前記圧力を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項９】
少なくとも１つのシステム操作パラメータを前記測定するステップは、前記フラッシュタンクにおける温度を感知することによって、前記フラッシュタンクにおける前記冷媒の前記温度を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも１つのシステム操作パラメータを前記測定するステップは、前記圧縮機における吸込み圧力および吐出圧力を感知することによって、前記フラッシュタンクにおける前記冷媒の前記圧力を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
少なくとも１つのシステム操作パラメータを前記測定するステップは、前記圧縮機における吸込み温度および吐出温度を感知することによって、前記フラッシュタンクにおける前記冷媒の前記温度を決定するステップを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
弁位置を前記計算するステップは、前記送り弁に対する前記位置を決めるために、前記測定された少なくとも１つのシステム操作パラメータをマップにおけるエントリと比較するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記マップは、前記測定された少なくとも１つのシステム操作パラメータおよび少なくとも１つの追加的な基準を前記送り弁に対する操作位置と相関する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも１つ追加的な基準は、前記送り弁の少なくとも１つの操作位置に対応する前記送り弁に対する少なくとも１つの断面流れ面積と、前記送り弁の前記操作位置を調整する電動機の少なくとも１つの駆動要件と、システム操作条件の範囲にわたる複数の測定された操作パラメータでの前記圧縮機の性能とから成る群から選択される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
システム操作パラメータの前記範囲は、前記圧縮機の測定または計算されたマッピングに基づく、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
入口ラインに配置され、フラッシュタンクへの冷媒の流れを制御するように構成される送り弁を有するエコノマイザ回路のための液体レベル制御システムであって、
複数の操作位置の各操作位置は、前記送り弁の所定の位置と、前記所定の位置の流量に対応する前記フラッシュタンクの冷媒の量とに関連し、前記複数の送り弁操作位置を複数の所定のシステム操作パラメータと相関するように構成されている、前記送り弁の複数の操作位置のマップと、
前記フラッシュタンクの液体冷媒のレベルを制御するために、前記送り弁の前記位置を制御するように構成されるマイクロプロセッサと、を備え、
前記マイクロプロセッサは、前記送り弁の動作を制御するために、前記マップに基づいて冷凍システムの調節可能な弁配置を位置決めする制御信号を生成する、液体レベル制御システム。
【請求項１７】
前記マップは、特定のシステム操作パラメータまたは条件に応答して、前記弁に対する操作位置を決める試験データから作成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記マップは、特定のシステム操作パラメータまたは条件に応答して、前記弁に対する操作位置を決める計算されたデータから作成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
さらに、所定の最大冷媒レベルを上回る前記フラッシュタンクの冷媒レベルを決定する少なくとも１つの上方レベルスイッチと、所定の最小冷媒レベルを決定する少なくとも１つの下方レベルスイッチとを含み、前記上方および下方レベルスイッチは、前記レベルがそれぞれの最大または最小冷媒レベルを超える時点を前記マイクロプロセッサに示す信号を生成するように構成される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記所定のシステム操作パラメータは、前記圧縮機の負荷、前記フラッシュタンクにおける前記冷媒の圧力、または前記フラッシュタンクにおける前記冷媒の温度から選択される、請求項１６に記載のシステム。
【請求項２１】
前記圧縮機に対する前記負荷は、前記蒸発器における流入液体の温度および流出液体の温度を感知することによって、システム容量を決定することにより決定される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記圧縮機に対する前記負荷は、前記蒸発器を通過する液体の流れを感知するステップ、前記圧縮機の速度を測定するステップ、前記可変速駆動装置の動作周波数を感知するステップ、または前記圧縮機におけるすべり弁の前記位置を感知するステップの少なくとも１つによって決定される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２３】
前記フラッシュタンクにおける前記冷媒の前記圧力は、前記フラッシュタンクにおける前記圧力を感知するステップ、または前記圧縮機における吸込み圧力および吐出圧力を感知するステップの少なくともひとつによって決定される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２４】
前記フラッシュタンクにおける前記冷媒の前記温度は、前記フラッシュタンクにおける前記温度を感知するステップ、または前記圧縮機における前記冷媒の吸込み温度および吐出温度を感知するステップの少なくともひとつによって決定される、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２５】
閉冷媒ループに結合された、圧縮機、凝縮器配置、膨張弁、および蒸発器配置を有する冷媒回路と、
前記冷媒回路に結合され、フラッシュタンク、入口ライン、および送り弁を備えたエコノマイザ回路と、前記送り弁は、前記入口ラインに配置されて前記フラッシュタンクへの冷媒の流れを制御するように構成されており、
制御パネルと、を備え、
前記制御パネルは、
送り弁の複数の各操作位置は、前記送り弁の所定の位置と、前記所定の位置の流量に対応する前記フラッシュタンクにおける冷媒の量とに関連し、前記複数の送り弁操作位置を複数の所定のシステム操作パラメータと相関するように構成される、前記複数の操作位置を含むマップと、
前記フラッシュタンクにおける液体冷媒のレベルを制御するために、前記送り弁の前記位置を制御するように構成されるマイクロプロセッサと、を備え、
前記マイクロプロセッサは、前記マップに基づいて前記送り弁を位置決めする制御信号を生成する、
冷却機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２００５年１２月３０日に出願された米国特許仮出願第６０／７５５２２２号の利益を主張するものである。
本発明は、一般に冷却機システムの中のエコノマイザ回路を制御することに関する。さらに具体的には、本発明は、エコノマイザ回路のフラッシュタンクにおける液体冷媒のレベルを制御することに関する。
【背景技術】
【０００２】
冷凍および冷却機システムでは、冷媒気体が圧縮機によって圧縮され、次いで凝縮器に送られる。凝縮器に送られた冷媒蒸気は、流体、例えば、空気または水と熱交換関係に入り、相変化を経て冷媒液体になる。凝縮器からの液体冷媒は、対応する膨張装置を介して蒸発器に流れる。蒸発器の液体冷媒は、別の流体、例えば、空気、水、または他の二次液体と熱交換関係に入り、相変化を経て冷媒蒸気になる。蒸発器を通過する他の流体は、液体冷媒との熱交換関係の結果として冷却または冷やされ、次いで典型的には囲まれた空間を冷却するために囲まれた空間に供給される。最終的に、蒸発器の中の蒸気冷媒は圧縮機に戻り、循環を完了する。
【０００３】
冷凍または冷却機システムの能力、効率、および性能を高めるために、エコノマイザ回路がシステムに組み込まれる。エコノマイザ回路は、エコノマイザ熱交換器またはフラッシュタンクと、凝縮器にまたは凝縮器下流の冷凍回路に結合される、フラッシュタンクに至る入口ラインと、この入口ラインに組み込まれるエコノマイザ膨張装置と、圧縮機の圧縮室内部のポートにまたは圧縮機の吸込み入口に結合される、フラッシュタンクからの出口ラインを典型的に備える。
【０００４】
フラッシュタンクエコノマイザ回路では、凝縮器からの液体冷媒が、入口ラインおよび膨張装置を介してフラッシュタンクへ流れる。液体冷媒は、膨張装置を通過すると圧力降下を経験するが、そのときに、冷媒の少なくとも一部が急速に膨張して、すなわち「フラッシュして」、液体から気体に変換される。フラッシュタンクの液体冷媒は、フラッシュタンクの下部に集まり、第１の出口ラインを介して冷媒回路に戻って蒸発器に供給される。第１の出口ラインは、冷媒回路に戻された液体冷媒の量を制御するために１つまたは複数の弁を組み込みこめる。フラッシュタンクの中の気体冷媒は、フラッシュタンクの上部に集まり、第２の出口ラインを介して、中間圧力で圧縮機に、すなわち、吸込み入口または圧縮機室の中の箇所に戻る。第２の出口ラインも、圧縮機室に結合されるとき、圧縮機に供給された気体冷媒の量を制御するために１つまたは複数の弁を組み込める。
【０００５】
上で論じたように、エコノマイザ回路は、冷凍または冷却機システムの能力、効率、および性能を高めるために使用できる。例えば、エコノマイザ回路は、冷媒気体を中間圧力で圧縮機に供給し、それによって圧縮機によって必要とされる仕事量を減らして圧縮機の効率を高めることによって、システム効率を高めることができる。エコノマイザ回路の各種のパラメータが、冷凍または冷却機システムの能力、効率、および性能を高めるために制御される。冷凍および冷却機システムの望ましい能力、効率、および性能を獲得するために、特に、フラッシュタンクの液体冷媒の量ばかりでなく、このタンクおよび圧縮機のポートの場所を出入りする冷媒の量ならびに圧縮機に供給された関連する中間圧力も制御および選択される。さらに、エコノマイザ回路は、冷凍または冷却機システムの動作をさらに向上させるために、所定のパラメータに応答して入切される。
【０００６】
エコノマイザ回路を制御するために、フラッシュタンクの液体の量または液体のレベルが使用されるとき、冷媒の液体レベルは測定されなければならない。フラッシュタンクの冷媒液体レベルは、通常ではセンサ、または浮子のような機械的装置を使って測定される。それから、制御プロセスは、フラッシュタンクの望ましい冷媒液体レベルを維持するために、通常ではシステムパラメータを調節する。この技法の１つの欠点は、センサまたは機械的装置が故障する恐れがあり、それによってエコノマイザ回路およびシステムの有効な動作を妨げることである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、必要とされていることは、向上した性能を冷凍または冷却機システムに提供するために、エコノマイザ回路のフラッシュタンクにおける液体冷媒のレベルを簡単にかつ容易に制御するシステムおよび方法である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの実施形態は、冷却機システムにおけるエコノマイザ回路を制御する方法に関する。本方法は、フラッシュタンク、入口ライン、および送り弁を有するエコノマイザ回路を冷却機システムに設けるステップを含む。送り弁は入口ラインの中に配置される。送り弁は、フラッシュタンクへの冷媒の流れを制御するように構成される。本方法は、冷却機システムに関する少なくとも１つのシステム操作パラメータを測定するステップと、測定された少なくとも１つのシステム操作パラメータに応答して、送り弁に関する弁位置を計算するステップと、フラッシュタンク中の液体冷媒のレベルを制御するために、送り弁を計算された弁位置に調節するステップとを含む。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、冷却機システムのエコノマイザ回路のための液体レベル制御システムに関する。本システムは、フラッシュタンク、入口ライン、および送り弁を含む。送り弁は、入口ラインの中に配置され、フラッシュタンクへの冷媒の流れを制御するように構成される。液体レベル制御システムは、送り弁の複数の操作位置のマップを含む。複数の操作位置のそれぞれは、送り弁の所定の位置およびフラッシュタンク中の冷媒の量に関連する。送り弁の位置およびフラッシュタンク中の冷媒の量は、所定の送り弁位置の流量に対応する。マップは、複数の送り弁操作位置を複数の所定のシステム操作パラメータと関係付けるように構成される。
【００１０】
また本システムはマイクロプロセッサも含む。マイクロプロセッサは、フラッシュタンク中の液体冷媒のレベルを制御するために、送り弁の位置を制御するように構成される。マイクロプロセッサは、送り弁の動作を制御するために、マップに基づいてエコノマイザ回路の調節可能な弁配置を位置決めする制御信号を生成する。
【００１１】
本発明の別の実施形態は冷却機システムに関する。本冷却機システムは、閉じた冷媒ループの中に結合された、圧縮機、凝縮器配置、膨張弁、および蒸発器配置を備える冷媒回路を具備する。エコノマイザ回路が、冷媒回路に結合される。エコノマイザ回路は、フラッシュタンク、入口ライン、および送り弁を含む。送り弁は、入口ラインの中に配置され、フラッシュタンクへの冷媒の流れを制御するように構成される。また、冷却機システムのための制御パネルが、送り弁の複数の操作位置のマップを含む。複数の操作位置の各操作位置は、送り弁の所定の位置と、この所定の位置の流量に対応する、フラッシュタンク中の冷媒の量とに関連する。マップは、複数の送り弁操作位置を複数の所定のシステム操作パラメータと関係付けるように構成される。制御パネルの中のマイクロプロセッサは、フラッシュタンク中の液体冷媒のレベルを制御するために、送り弁の位置を制御するように構成される。マイクロプロセッサは、マップに基づいて送り弁を位置決めする制御信号を生成する。
【００１２】
本発明の１つの利点は、フロート弁または電子的レベルセンサがフラッシュタンクに必要ではなく、それによって本システムの費用および複雑さを低減すると共に本システムの信頼性を高めることである。
【００１３】
本発明の別の利点は、エコノマイザ回路の動作が、システム条件に応答して送り弁を位置決めすることによって、フラッシュタンクの望ましいレベルを得るために微調整されうることである。
【００１４】
本発明の他の特徴および利点は、本発明の原理を例示としてのみ示す添付の図面と併せて採用された、好ましい実施形態の以下のさらに詳細な説明から明白である。
可能な場合には常に、同じ参照数字が、同じかまたは同様の部分を指すように図面全体を通して使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、本発明に使用される応用例を全体的に例示する。図１に示されたように、ＨＶＡＣ、冷凍、または液体冷却機システム１００は、圧縮機１０２、凝縮器配置１０４、１つまたは複数の膨張器装置１０５、液体冷却機または蒸発器配置１０６、および制御パネル１０８を備える。圧縮機１０２は、可変速駆動装置（ＶＳＤ）１２２によって電力供給される電動機１２４によって駆動される。さらに、冷却機システム１００は、エコノマイザ熱交換器またはフラッシュタンク１１０、入口ライン１１２、エコノマイザ送り弁１１４、第１の出口ライン１１６、および第２の出口ライン１１８を含むエコノマイザ回路を有する。
【００１６】
ＶＳＤ１２２は、交流電源からの特定の固定線間電圧および固定線間周波数を有する交流電力を受け取り、共に特定の要件を満たすように可変である望ましい電圧および望ましい周波数で交流電力を電動機１２４に供給する。ＶＳＤ１２２は、電動機１２４の定格電圧および周波数よりも高い電圧および周波数、ならびに低い電圧および周波数を有する交流電力を電動機１２４に供給できることが好ましい。電動機１２４は、可変速度で動作可能である誘導電動機であることが好ましい。しかし、可変速度で動作可能である任意適切な電動機が本発明に使用されてもよい。
【００１７】
電動機１２４によって駆動される圧縮機１０２は、冷媒蒸気を圧縮し、吐出ラインを介して蒸気を凝縮器１０４に送達する。圧縮機１０２はねじ圧縮機であることが好ましいが、任意適切な種類の圧縮機、例えば、遠心圧縮機、往復圧縮機などでもよい。圧縮機１０２によって凝縮器１０４に送られた冷媒蒸気は、流体、例えば、空気または水と熱交換関係に入り、流体との熱交換関係の結果として相変化を経て冷媒液体になる。凝縮器１０４からの凝縮された液体冷媒は、膨張装置１０５を介して蒸発器１０６に流れる。
【００１８】
蒸発器１０６は、冷却負荷の供給ラインおよび戻りライン用の結合部を含む。二次液体、例えば、水、エチレン、塩化カルシウムブライン、または塩化ナトリウムブラインが、戻りラインを経由して蒸発器１０６の中へ移動し、供給ラインを経由して蒸発器１０６を出る。蒸発器１０６の中の液体冷媒は、二次液体の温度を低下させるために、二次液体と熱交換関係に入る。蒸発器１０６の中の冷媒液体は、二次液体との熱交換関係の結果として相変化を経て冷媒蒸気になる。蒸発器１０６の中の蒸気冷媒は、蒸発器１０６を出て、吸込みラインによって圧縮機１０２に戻り、循環を完了する。凝縮器１０４および蒸発器１０６の冷媒の適切な相変化が実現されれば、凝縮器１０４および蒸発器１０６の任意適切な構成が本システム１００で使用可能であることが理解されるべきである。
【００１９】
エコノマイザ回路は、凝縮器１０４と膨張装置１０５との間で主冷媒回路に組み込まれる。エコノマイザ回路は、凝縮器１０４に直接結合されるか、またはそれと流体連通している入口ライン１１２を有する。入口ライン１１２は、フラッシュタンク１１０の上流にエコノマイザ送り弁１１４を有する。エコノマイザ送り弁１１４は、フラッシュタンク１１０に進入する冷媒の量を調整するように動作する。フラッシュタンク１１０に進入する冷媒は、圧縮機１０２の吐出圧力を下回り、かつ圧縮機１０２の吸込み圧力を上回る圧力にあることが好ましい。好ましい実施形態では、エコノマイザ送り弁１１４は、凝縮器１０４からエコノマイザ送り弁１１４を介して流れる液体冷媒の圧力を低下させるために、膨張弁としても動作できる。別の実施形態では、１つまたは複数の膨張弁が、送り弁１１４の下流においてフラッシュタンク１１０の前でエコノマイザ回路に組み込まれる。エコノマイザ送り弁１１４の下流では、液体冷媒および気体冷媒の両方がフラッシュタンク１１０に進入する。フラッシュタンク１１０の内部では、気体冷媒が、好ましくはフラッシュタンク１１０の上部または上方部分に集まり、液体冷媒が、好ましくはフラッシュタンク１１０の下部または下方部分に溜まる。フラッシュタンク１１０は、１つまたは複数の上方レベルスイッチ１４０および１つまたは複数の下方レベルスイッチ１４２を含む。レベルスイッチ１４０、１４２は、フラッシュタンクの中の液体レベルが、対応するレベルスイッチの上方または下方にある時点を判定することができる。レベルスイッチ１４０、１４２は、フラッシュタンクの中の液体レベルが、対応するレベルスイッチの上方にあるか、それとも下方にあるかを示す信号を制御パネル１０８に供給することができる。任意適切なレベルスイッチがレベルスイッチ１４０、１４２に使用可能であるが、簡単で、低費用の、信頼性のあるレベルスイッチが推奨される。
【００２０】
フラッシュタンク１１０の液体冷媒は、第１の出口ライン１１６を介して膨張弁１０５に流動または移動する。膨張弁１０５は、熱膨張弁、電子膨張弁、オリフィス、または他の任意適切な計量装置もしくは弁である。好ましくは第２の出口ライン１１８が、フラッシュタンク１１０の中の気体冷媒を、圧縮機１０２の圧縮室に直接結合された、圧縮機１０２のエコノマイザポートに戻す。別法として、第２の出口ライン１１８は、フラッシュタンク１１０の気体冷媒を圧縮機１０２の吸込み入口に戻すことができる。第２の出口ライン１１８は、フラッシュタンク１１０から圧縮機１０２までの気体冷媒の流れを制御するために、１つまたは複数のエコノマイザポート弁を含む。
【００２１】
エコノマイザ回路を有する従来のＨＶＡＣ、冷凍、または液体冷却機システム１００は、図１に示されていない他の多くの特徴構造を含む。これらの特徴構造は、例示を容易にするように図面を簡略化するために敢えて割愛されている。さらに、図１は、単一冷媒回路に結合された１つの圧縮機を有するように、ＨＶＡＣ、冷凍、または液体冷却機システム１００を例示するが、本システム１００は、１つまたは複数の各冷媒回路へ結合された多圧縮機を備えることが理解されるべきである。さらに、それぞれの冷媒回路は、上で説明されたように、それ自体の１つまたは複数のエコノマイザ回路を備える。
【００２２】
制御パネル１０８は、冷凍システム１００の動作を制御するために、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、マイクロプロセッサ、不揮発性記憶装置、およびインターフェースパネルを含む。また制御パネル１０８は、ＶＳＤ１２２、電動機１２４、および圧縮機１０２の動作を制御するためにも使用可能である。制御パネル１０８は、本システム１００の操作を制御するために、かつフラッシュタンク１１０の液体冷媒のレベルを制御するようにエコノマイザ送り弁１１４に関する動作構成または位置を決定および実現するために、１つまたは複数の制御アルゴリズムまたはソフトウェアを実行する。１つの実施形態では、これらの１つまたは複数の制御アルゴリズムは、制御パネル１０８の不揮発性記憶装置の中に格納されたコンピュータプログラムまたはソフトウェアでよく、制御パネル１０８のマイクロプロセッサによって実行可能な一連の命令を含みうる。１つまたは複数のコンピュータプログラムで実現され、かつマイクロプロセッサによって実行されることが推奨されるが、制御アルゴリズムは、デジタルおよび／またはアナログハードウェアを使用して、当業者によって実施および実行されることが理解されるべきである。ハードウェアを使用して制御アルゴリズムを実行する場合には、制御パネル１０８の対応する構成は、必要な構成要素を組み込むために、かつもはや不要である任意の構成要素を除去するために変更可能である。
【００２３】
制御パネル１０８は、送り弁１１４の動作を制御するために送り弁操作位置のマップ、テーブル、またはデータベースを使用する。送り弁１１４に関する操作位置は、弁開口部のサイズと、この弁開口部を通過する冷媒の対応する量とに関連する。制御パネル１０８によって使用されるマップまたはテーブルは、送り弁操作位置をシステム操作パラメータに関係付ける。マップまたはテーブルは、特定のシステム操作パラメータまたは条件に応答して、弁の操作位置を決める試験データから作成される。１つのマップが２つ以上のシステムに適用可能であることが好ましく、例えば、同系統の製品群に適用可能となろう。
【００２４】
図２は、本発明のエコノマイザ送り弁制御プロセスの実施形態を例示する。送り弁制御プロセスは、本システム１００に関する容量制御プロセスまたは他の制御プログラムからの開始指令または命令に応答して開始される。エコノマイザ送り弁制御プロセスは、単独のプロセスまたはプログラムであってもよいし、またはそれが、冷却機システム用の容量制御プログラムのような、より大きな制御プロセスまたはプログラムに組み込まれてもよい。
【００２５】
本プロセスは、ステップ２０２で、システム操作パラメータを測定することによって開始する。測定されたシステム操作パラメータは、追加的な、より少ない、または別のシステム操作パラメータが測定されてもよいが、圧縮機１０２に対する負荷、ならびにフラッシュタンク１１０の冷媒の圧力および温度であることが好ましい。圧縮機１０２に対する負荷は、蒸発器１０６に出入りする液体の温度を感知することよるか、または蒸発器１０６を通過する液体の流れを感知することによるシステム容量の測定と、圧縮機１０２の速度の測定と、可変速駆動装置１２２の動作周波数の感知と、圧縮機１０２におけるすべり弁の位置の感知とを含めて、幾つかの様態で測定または決定される。フラッシュタンク１１０の冷媒の圧力および温度は、フラッシュタンク１１０の温度および圧力を感知することを含む幾つかの様態で、かつ圧縮機１０２の吸込みおよび吐出圧力ならびに／または吸込みおよび吐出温度を感知することによって求められる。
【００２６】
ステップ２０４では、測定されたシステム操作パラメータが、送り弁１１４に関する適切な操作位置を決めるために、マップのエントリと比較される。マップのエントリは、測定されたシステム操作パラメータ（圧縮機１０２の負荷ならびにフラッシュタンク１１０の冷媒の温度および圧力）と他の情報とを、送り弁１１４に関する操作位置に相関する。マップの他の情報は、送り弁１１４の操作位置と送り弁１１４に関する対応する断面流れ面積との関係、送り弁１１４の操作位置を調節するための電動機、好ましくはステッパー電動機の任意の駆動要件、および／または本システム１００が動作する条件を表す条件範囲での圧縮機の測定または計算されたマッピングに基づく、測定された操作パラメータでの圧縮機の性能に関する知識に関連できる。
【００２７】
マップは、測定されたシステム操作パラメータに基づいて、送り弁１１４に関する操作位置を有するルックアップテーブルである。別法として、送り弁位置は、多重変数アルゴリズムに基づいて、または１つもしくは複数の変数（これらの変数は測定されたシステム操作パラメータであることができる）のグラフ曲線に基づいて計算されてもよい。変数として使用可能なシステム操作パラメータの幾つかの実施例には、フラッシュタンク１１０の中の温度および圧力と、圧縮機１０２の中の吸込みおよび吐出圧力ならびに／または吸込みおよび吐出温度と、圧縮機１０２の速度と、膨張弁１０５またはドレーン弁の位置とが含まれる。送り弁１１４は、デジタル増分位置型またはアナログ型で良い。さらに、送り弁１１４の開成または閉成する信号は、使用される弁の種類に対応する。１つの実施形態では、送り弁１１４の開成および閉成がシステム１００の負荷に基づき、すなわち、この弁は、より軽い負荷条件時にはより小さい変位量を有し、より重い負荷条件時にはより大きい変位量を有する。送り弁１１４は、フラッシュタンク１１０の内側に所定レベルの冷媒を維持するように制御されることが好ましい。
【００２８】
ステップ２０４で、送り弁１１４に関する操作位置が決定されるかまたは計算されると、このプロセスはステップ２０６に進む。ステップ２０６で、送り弁１１４の位置は、所望のまたは計算された位置に調節される。送り弁１１４が位置決めされると、制御はステップ２０２に戻り、このプロセスが繰り返される。以下でさらに詳細に論じられるように、送り弁位置の変化率が制御される。次いで、本システムはステップ２０２に戻り、このプロセスを繰り返す。随意の時間遅延２０８が、本システムにおけるハンチングまたは不安定さを防止するために組み込まれてもよい。好ましい実施形態では、送り弁１１４は、超過状態を検出する上方レベルスイッチ１４０に応答するように、事前定義された状態を除いて、単一ステップで全開位置から閉成位置まで移動することは許されない。しかし、正常条件下では、本システムは、単一ステップで送り弁１１４が全開または閉成を強制されることを回避するために、送り弁位置が変化する比率を制御する。
【００２９】
好ましい実施形態では、レベルスイッチ１４０、１４２は、フラッシュタンク１１０の中の液体冷媒のレベルをさらに調整するために、図２の制御プロセスと併せて使用される。レベルスイッチ１４０、１４２が、フラッシュタンク１１０の液体レベルが上方レベル制限を上回っていることを検出するか、またはフラッシュタンク１１０の中の液体レベルが下方レベル制限を下回っていることを検出する場合に、制御パネル１０８は、本システム１００の操作者に液体レベルを警告することが可能であるか、または制御システムは、その状況を是正するために、図２の制御プロセスとは別の他の措置を取ることが可能である。レベルスイッチ１４０、１４２は、望ましい冷媒レベルが得られるまで、フラッシュタンク１１０の低い冷媒レベルに応答して送り弁１１４を開成するように、またはフラッシュタンク１１０の中の高い冷媒レベルに応答して送り弁１１４を閉成するように、即時制御システム信号を供給することができる。
【００３０】
本発明の１つの実施形態では、上方レベル制限と下方レベル制限との間からの偏位または偏差の頻度および継続時間を使用して、動作マップを調節することができる。上方レベル制限と下方レベル制限との間からの偏差の回避を試みるために、ファジィ論理推論または他の適切な技法を使用して、動作マップを更新することができる。動作マップまたはアルゴリズムにおける他の調節または補償は、異なる動作特徴を有する特定の冷却機システムに基づいて実施可能である。
【００３１】
１つの実施形態では、本システムが、好ましくは多次元ルックアップテーブルであるルックアップテーブルを実装する。同様に、マップまたはルックアップテーブルは、上方および下方制限スイッチ１４０、１４２からのフィードバックに基づいて適応可能に調節される。上方および下方制限スイッチ１４０、１４２を使用して、送り弁１１４に関する望ましい位置を補償し、それに従ってマップパラメータを調節することも可能である。例えば、タンクの中の冷媒レベルが高レベル指標のみを検出する場合には、マップパラメータは、送り弁１１４の正常位置の開きが少ないように下方に補償されることになり、低レベルのみが検出される場合には、それに従って、送り弁１１４の位置が正規にはより開いた位置にあるように補償されることになる。
【００３２】
好ましい実施形態を参照して本発明が説明されたが、本発明の範囲から逸脱することなく、様々な変更が実施可能であり、かつ均等物が本発明の要素に代用可能であることが当業者には理解されよう。さらには、本発明の本質的な範囲から逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適合させるために多くの変更が実施可能である。したがって、本発明は、本発明を実施するために考えられる最良の形態として開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は添付の特許請求の範囲内に入るすべての実施形態を包含することが企図されている。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に使用された冷凍または冷却機システムの実施形態を例示する図である。
【図２】本発明のエコノマイザ送り弁制御プロセスの実施形態を示す流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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