(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮するターボ圧縮機と、
該ターボ圧縮機を回転駆動する同期電動機と、
前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、
該凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、
該膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記凝縮器にて熱交換を行う冷却水を供給する冷却水ポンプと、
前記蒸発器にて熱交換を行う冷水を供給する冷水ポンプと、
前記ターボ圧縮機、前記冷却水ポンプ及び前記冷水ポンプの起動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記ターボ圧縮機を起動した後に、前記冷却水ポンプ及び前記冷水ポンプの起動を行うことを特徴とするターボ冷凍機。
【請求項２】
冷媒を圧縮するターボ圧縮機と、
該ターボ圧縮機を回転駆動する同期電動機と、
前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、
該凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、
該膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記凝縮器にて熱交換を行う冷却水を供給する冷却水ポンプと、
前記蒸発器にて熱交換を行う冷水を供給する冷水ポンプと、
前記ターボ圧縮機、前記冷却水ポンプ及び前記冷水ポンプの起動を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記冷水ポンプを起動した後に前記ターボ圧縮機を起動し、次に前記冷却水ポンプを起動することを特徴とするターボ冷凍機。
【請求項３】
前記制御部は、前記ターボ圧縮機を起動する前に、前記凝縮器と前記蒸発器との間の差圧を取得し、該差圧が所定値を超えた場合には、該ターボ圧縮機を起動停止とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のターボ冷凍機。
【請求項４】
前記制御部は、前記起動停止を行った後、前記差圧が所定値以下となるまで待機させた後に、前記ターボ圧縮機を起動させることを特徴とする請求項３に記載のターボ冷凍機。
【請求項５】
前記制御部は、前記ターボ圧縮機の起動を行い定格回転数未満の所定回転数まで昇速した後に、起動された前記冷却水ポンプ及び前記冷水ポンプの起動を確立させることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のターボ冷凍機。
【請求項６】
前記ターボ圧縮機の回転軸は、磁気軸受によって支持されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のターボ冷凍機。
【請求項７】
冷媒を圧縮するターボ圧縮機と、
該ターボ圧縮機を回転駆動する同期電動機と、
前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、
該凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、
該膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記凝縮器にて熱交換を行う冷却水を供給する冷却水ポンプと、
前記蒸発器にて熱交換を行う冷水を供給する冷水ポンプと、
を備えたターボ冷凍機の起動制御方法であって、
前記ターボ圧縮機を起動した後に、前記冷却水ポンプ及び前記冷水ポンプの起動を行うことを特徴とするターボ冷凍機の起動制御方法。
【請求項８】
冷媒を圧縮するターボ圧縮機と、
該ターボ圧縮機を回転駆動する同期電動機と、
前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、
該凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、
該膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記凝縮器にて熱交換を行う冷却水を供給する冷却水ポンプと、
前記蒸発器にて熱交換を行う冷水を供給する冷水ポンプと、
を備えたターボ冷凍機の起動制御方法であって、
前記冷水ポンプを起動した後に前記ターボ圧縮機を起動し、次に前記冷却水ポンプを起動することを特徴とするターボ冷凍機の起動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターボ冷凍機及びその起動制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ターボ圧縮機によって冷媒を圧縮する冷凍機として、ターボ冷凍機が知られている。このターボ圧縮機の回転軸を支持する軸受としては、特許文献１に示されたような油潤滑や冷媒潤滑による軸受が知られている。さらに回転抵抗が少ない軸受として、特許文献２に示されたような磁気軸受が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１３２３９５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１３９８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ターボ冷凍機の起動制御は、以下の順番で行われる。
（１）冷凍機起動ボタンＯＮ
（２）冷却水ポンプ及び冷水ポンプ起動
（３）冷却水ポンプ流量及び冷水ポンプ流量確立
（４）ターボ圧縮機を起動し、定格回転数まで昇速
【０００５】
しかし、上記の起動制御では、ターボ圧縮機の起動前にターボ圧縮機が冷媒差圧によって回転（遊転）してしまうことがある。具体的には、上記（４）のターボ圧縮機の起動前に、上記（２）のように冷却水ポンプ及び冷水ポンプを起動すると、冷却水温度と冷水温度との間に差があると、凝縮器と蒸発器との間に差圧が生じる。この差圧が大きいと、ターボ圧縮機の羽根車の前後の冷媒差圧によってターボ圧縮機が回転してしまう。このような事象は、特に冬期に多い。冬期は、冷却水側は外気に曝されているので外気温度相当となる一方で、冷水側は設備側（例えばビル側や工場側）に接続されているので、設備側の環境温度に冷水が保持されている。このような場合、冷却水温度は外気温相当なので低温となり、冷水は外気温よりも高い温度となる。そうすると、比較的高い温度の冷水が蒸発器に導かれると、ターボ冷凍機の停止時には蒸発器内に液冷媒が溜まり込んでいるので、多くの冷媒が蒸発して蒸発器内の圧力が高くなる。これに対して、凝縮器では外気温相当の冷却水が流れるので冷却水温度の低い飽和圧力に凝縮器内圧力が保たれる。したがって、蒸発器と凝縮器との差圧が大きくなり、ターボ圧縮機が回転（遊転）するという事象が生じる。
【０００６】
そして、ターボ圧縮機を回転駆動する電動機として同期電動機を採用した場合、ターボ圧縮機の起動前にターボ圧縮機が回転していると同期発電機において同期がとれなくなり圧縮機の回転数を適切に制御できずに起動が困難となる場合がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、同期発電機で駆動されるターボ圧縮機を備えている場合であっても、安定した起動制御を行うことができるターボ冷凍機及びその起動制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のターボ冷凍機及びその起動制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかるターボ冷凍機は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機と、該ターボ圧縮機を回転駆動する同期電動機と、前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、該膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記凝縮器にて熱交換を行う冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記蒸発器にて熱交換を行う冷水を供給する冷水ポンプと、前記ターボ圧縮機、前記冷却水ポンプ及び前記冷水ポンプの起動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記ターボ圧縮機を起動した後に、前記冷却水ポンプ及び前記冷水ポンプの起動を行うことを特徴とする。
【０００９】
ターボ圧縮機を同期電動機によって回転駆動する場合、起動前にターボ圧縮機が回転していると同期がとれなくなりターボ圧縮機の起動が適切に行われない場合がある。
そこで、ターボ圧縮機を起動した後に、冷却水ポンプ及び冷水ポンプを起動することによって、凝縮器と蒸発器との間の差圧が所定値以下とされた状態でターボ圧縮機を起動することとした。これにより、凝縮器と蒸発器との間の圧力差によって起動前にターボ圧縮機が回転（遊転）することを回避することができ、同期電動機において同期を取ることで確実にターボ圧縮機の起動を行うことができる。
【００１０】
また、本発明のターボ冷凍機は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機と、該ターボ圧縮機を回転駆動する同期電動機と、前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、該膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記凝縮器にて熱交換を行う冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記蒸発器にて熱交換を行う冷水を供給する冷水ポンプと、前記ターボ圧縮機、前記冷却水ポンプ及び前記冷水ポンプの起動を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記冷水ポンプを起動した後に前記ターボ圧縮機を起動し、次に前記冷却水ポンプを起動することを特徴とする。
【００１１】
ターボ圧縮機を同期電動機によって回転駆動する場合、起動前にターボ圧縮機が回転していると同期がとれなくなりターボ圧縮機の起動が適切に行われない場合がある。ターボ圧縮機を起動する前に冷却水ポンプから凝縮器に冷却水を供給すると、凝縮器内に冷却水が流通することとなるので、凝縮器内の冷媒圧力が冷却水温度の飽和圧力に依存することになる。そうすると、凝縮器内の冷媒圧力が冷却水温度に依存した一定値となるので、凝縮器と蒸発器との間で冷媒が循環しても差圧は小さくならない。
そこで、ターボ圧縮機を起動した後に、冷却水ポンプを起動することとし、ターボ圧縮機を起動する前に凝縮器に冷却水を流さずに、凝縮器内の冷媒圧力を冷却水温度に依存させないこととした。これにより、凝縮器と蒸発器との間を循環する冷媒によって凝縮器と蒸発器との間の圧力差を可及的に小さくすることができ、ターボ圧縮機の起動が可能となる。
また、冷水ポンプを起動した後にターボ圧縮機を起動することとした。これにより、蒸発器に冷水を流さずにターボ圧縮機を起動したときに、蒸発器内で滞留する冷水が凍結してしまうことを回避できる。
【００１２】
さらに、本発明のターボ冷凍機では、前記制御部は、前記ターボ圧縮機を起動する前に、前記凝縮器と前記蒸発器との間の差圧を取得し、該差圧が所定値を超えた場合には、該ターボ圧縮機を起動停止とすることを特徴とする。
【００１３】
ターボ圧縮機を起動する前に、凝縮器と蒸発器との間の差圧を取得し、この差圧が所定値を超えた場合には、ターボ圧縮機を起動させないことで、ターボ圧縮機の起動が困難となるおそれを事前に検出することとした。これにより、同期電動機にて同期が取れずにターボ圧縮機の起動を失敗する事態を未然に防止することができる。
【００１４】
さらに、本発明のターボ冷凍機では、前記制御部は、前記起動停止を行った後、前記差圧が所定値以下となるまで待機させた後に、前記ターボ圧縮機を起動させることを特徴とする。
【００１５】
ターボ冷凍機の起動停止後にターボ冷凍機を停止したまま待機させることで、凝縮器と蒸発器との間で冷媒を圧力差で循環させて差圧を小さくすることとした。そして、差圧が所定値以下となった後に、ターボ圧縮機の起動を行うことで、ターボ圧縮機の起動を確実に行うことができる。
【００１６】
さらに、本発明のターボ冷凍機では、前記制御部は、前記ターボ圧縮機の起動を行い定格回転数未満の所定回転数まで昇速した後に、起動された前記冷却水ポンプ及び前記冷水ポンプの起動を確立させることを特徴とする。
【００１７】
ターボ圧縮機を起動させて、定格回転数未満の所定回転数まで昇速した後に、起動された冷却水ポンプ及び冷水ポンプの起動を確立させることとした。これにより、凝縮器と蒸発器との間の差圧が所定値以下とされた状態でターボ圧縮機を起動することができるので、同期電動機の同期を確実にとることができる。
冷却水ポンプと冷水ポンプの起動が確立された後に、ターボ圧縮機はさらに定格回転数まで昇速される。
なお、定格回転数未満の所定回転数とは、同期電動機が同期を確実にとれる回転数を意味し、例えば定格回転数の１／３以下、好ましくは１／１０程度とされる。
【００１８】
さらに、本発明のターボ冷凍機では、前記ターボ圧縮機の回転軸は、磁気軸受によって支持されていることを特徴とする。
【００１９】
ターボ圧縮機の回転軸が磁気軸受によって支持されていると、回転軸の回転に対する抵抗が小さいため、ターボ圧縮機の前後の冷媒圧力差が比較的小さい場合であっても羽根車が回転しやすい。そこで、上記のような制御を行ってターボ圧縮機を起動することが好ましい。
【００２０】
また、本発明のターボ冷凍機の起動制御方法は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機と、該ターボ圧縮機を回転駆動する同期電動機と、前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、該膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記凝縮器にて熱交換を行う冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記蒸発器にて熱交換を行う冷水を供給する冷水ポンプと、を備えたターボ冷凍機の起動制御方法であって、前記ターボ圧縮機を起動した後に、前記冷却水ポンプ及び前記冷水ポンプの起動を行うことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明のターボ冷凍機の起動制御方法は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機と、該ターボ圧縮機を回転駆動する同期電動機と、前記ターボ圧縮機によって圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、該凝縮器から導かれた液冷媒を膨張させる膨張弁と、該膨張弁によって膨張された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記凝縮器にて熱交換を行う冷却水を供給する冷却水ポンプと、前記蒸発器にて熱交換を行う冷水を供給する冷水ポンプと、を備えたターボ冷凍機の起動制御方法であって、前記冷水ポンプを起動した後に前記ターボ圧縮機を起動し、次に前記冷却水ポンプを起動することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
凝縮器と蒸発器との間の差圧が所定値以下とされた状態でターボ圧縮機を起動することとしたので、同期発電機で駆動されるターボ圧縮機を備えているターボ冷凍機であっても、安定した起動制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係るターボ冷凍機を示した概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係るターボ冷凍機の起動制御を示したフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係るターボ冷凍機の起動制御を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示すように、ターボ冷凍機１は、２段圧縮２段膨張サブクールサイクルを実現する構成となっている。ただし、本発明は、２段圧縮２段膨張サブクールサイクルに限定されるものではなく、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うものであれば良い。
【００２５】
ターボ冷凍機１は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機３１と、ターボ圧縮機３１によって圧縮された高温高圧のガス冷媒を凝縮する凝縮器３２と、凝縮器３２にて凝縮された液冷媒に対して過冷却を与えるサブクーラ３３と、サブクーラ３３からの液冷媒を膨張させる高圧膨張弁３４と、高圧膨張弁３４に接続されるとともにターボ圧縮機３１の中間段および低圧膨張弁３５に接続される中間冷却器３７と、低圧膨張弁３５によって膨張させられた液冷媒を蒸発させる蒸発器３６とを備えている。
【００２６】
ターボ圧縮機３１は、遠心式の２段圧縮機であり、インバータ３８によって回転数制御された同期電動機３９によって駆動されている。インバータ３８は、制御部１０によってその出力が制御されている。ターボ圧縮機３１の冷媒吸入口には、吸入冷媒流量を制御するインレットガイドベーン（以下「ＩＧＶ」という。）４０が設けられており、ターボ冷凍機１の容量制御が可能となっている。ターボ圧縮機３１の羽根車３１ａを回転させる回転軸３１ｂ及び同期電動機３９の回転軸３９ａは、図示しない磁気軸受によって支持されている。
【００２７】
凝縮器３２には、凝縮冷媒圧力Ｐｃを計測するための圧力センサ５１が設けられている。圧力センサ５１の出力は、制御部１０に送信される。
サブクーラ３３は、凝縮器３２の冷媒流れ下流側に、凝縮された冷媒に対して過冷却を与えるように設けられている。
【００２８】
凝縮器３２及びサブクーラ３３には、これらを冷却するための冷却伝熱管４１が挿通されている。冷却水流量Ｆ２は流量センサ５４により、冷却水出口温度Ｔｃｏｕｔは温度センサ５５により、冷却水入口温度Ｔｃｉｎは温度センサ５６により計測されるようになっている。これらセンサ５４，５５，５６の出力は、制御部１０に送信される。
凝縮器３２に導かれる冷却水は、冷却水ポンプ１３によって送水され、図示しない冷却塔において外部へと排熱された後に、再び凝縮器３２及びサブクーラ３３へと導かれるようになっている。冷却水ポンプ１３は、制御部１０によって制御される。
【００２９】
蒸発器３６には、蒸発圧力Ｐｅを計測するための圧力センサ５８が設けられている。蒸発器３６において吸熱されることによって定格温度（例えば７℃）の冷水が得られる。蒸発器３６には、図示しない外部負荷へ供給される冷水を冷却するための冷水伝熱管４２が挿通されている。冷水流量Ｆ１は流量センサ５９により、冷水出口温度Ｔｏｕｔは温度センサ６０により、冷水入口温度Ｔｉｎは温度センサ６１により計測されるようになっている。これらセンサ５９，６０，６１の出力は、制御部１０に送信される。
蒸発器３６に導かれる冷水は、冷水ポンプ１５によって送水され、外部負荷と蒸発器３６との間を循環する。冷水ポンプ１５は、制御部１０によって制御される。
【００３０】
凝縮器３２の気相部と蒸発器３６の気相部との間には、ホットガスバイパス管４３が設けられている。ホットガスバイパス管４３には、ホットガスバイパス管４３内を流れる冷媒の流量を制御するためのホットガスバイパス弁４４が設けられている。ホットガスバイパス弁４４によってホットガスバイパス流量を調整することにより、ＩＧＶ４０では制御が十分でない非常に小さな領域の容量制御が可能となっている。
【００３１】
制御部１０は、ターボ冷凍機１の制御を行い、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
【００３２】
次に、制御部１０によって行われるターボ冷凍機１の起動制御について説明する。
図２に示すように、先ず、ターボ冷凍機１の起動を開始するときに、ターボ冷凍機１に設けられた起動ボタンをＯＮにする（ステップＳ１）。
【００３３】
そして、凝縮器３２と蒸発器３６との間の差圧ΔＰの確認を行う（ステップＳ２）。差圧ΔＰは、凝縮圧力Ｐｃを計測する圧力センサ５１の出力と、蒸発圧力Ｐｅを計測する圧力センサ５８の出力とを制御部１０が受信し、制御部１０にてこれらの差分を演算して差圧ΔＰを得る。
【００３４】
制御部１０は、差圧ΔＰが所定値以下と判断した場合には、ターボ圧縮機３１に対して起動指令を出力する（ステップＳ３）。この差圧ΔＰの所定値は、同期電動機３９において同期が取れる回転数以下となる差圧として設定される。
【００３５】
一方、差圧ΔＰが所定値を超えていた場合には、制御部１０はターボ圧縮機３１に対して起動指令を出力せずに、待機する。これにより、ターボ圧縮機３１は停止したままとされ、凝縮器３２と蒸発器３６との間の差圧ΔＰに基づいて冷媒が循環する。このとき、冷却水ポンプ１３及び冷水ポンプ１５は停止したままとされているので、時間が経過するにつれて、凝縮器３２内の圧力と蒸発器３６内の圧力が均圧していく。所定時間待機することによって、差圧ΔＰが所定値以下になると、制御部１０がターボ圧縮機３１に対して起動指令を出力する（ステップＳ３）。
【００３６】
制御部１０からターボ圧縮機３１に起動指令が伝達されると、インバータ３８の指令によって同期電動機３９が起動され、同期を取りながら回転数を上げていく。これに伴いターボ圧縮機３１の回転軸３１ｂの回転数も増加し、定格回転数未満の所定回転数まで昇速される（ステップＳ４）。この所定回転数は、同期電動機３９が同期を確実にとれる回転数を意味し、例えば定格回転数の１／３以下、好ましくは１／１０程度とされる。
【００３７】
そして、制御部１０の指令により、冷却水ポンプ１３及び冷水ポンプ１５を起動する（ステップＳ５）。これにより、凝縮器３２には冷却水が供給され、蒸発器３６には冷水が供給される。凝縮器３２内の圧力は冷却水温度の飽和圧力程度になり、蒸発器３６内の圧力は冷水温度の飽和圧力程度になるが、仮に圧力差ΔＰが生じていても、既にターボ圧縮機３１は所定回転数まで昇速されているので、同期電動機３９の回転数制御に影響を及ぼすことはない。
【００３８】
そして、制御部１０の指令により、冷却水ポンプ１３及び冷水ポンプ１５の流量を定格流量まで増加させていき、起動を確立する（ステップＳ６）。
【００３９】
冷却水ポンプ１３及び冷水ポンプ１５の起動が確立した後に、制御部１０の指令により、ターボ圧縮機３１をさらに定格回転数まで昇速させる（ステップＳ７）。
以上により、ターボ冷凍機１の起動制御が終了する。
【００４０】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
ターボ圧縮機３１を起動（ステップＳ３）した後に、冷却水ポンプ１３及び冷水ポンプ１５を起動する（ステップＳ５）ことによって、凝縮器３２と蒸発器３６との間の差圧ΔＰが所定値以下とされた状態でターボ圧縮機３１を起動することとした。これにより、凝縮器３２と蒸発器３６との間の圧力差によって起動前にターボ圧縮機３１が回転（遊転）することを回避することができ、同期電動機３９において同期を取ることで確実にターボ圧縮機の起動を行うことができる。
【００４１】
また、ターボ圧縮機３１を起動する前に、凝縮器３２と蒸発器３６との間の差圧ΔＰを取得し（ステップＳ２）、この差圧ΔＰが所定値を超えた場合には、ターボ圧縮機３１を起動させないことで、ターボ圧縮機３１の起動が困難となるおそれを事前に検出することとした。これにより、同期電動機３９にて同期を取れずにターボ圧縮機３１の起動を失敗する事態を未然に防止することができる。
【００４２】
また、差圧ΔＰが所定値を超え、ターボ圧縮機３１の起動を停止した後に、ターボ冷凍機３１を停止したまま待機させることで、凝縮器３２と蒸発器３６との間で差圧ΔＰによって冷媒を循環させることで、差圧ΔＰを小さくすることとした。そして、差圧ΔＰが所定値以下となった後に、ターボ圧縮機３１の起動を行うことで、ターボ圧縮機３１の起動を確実に行うことができる。
【００４３】
また、ターボ圧縮機３１を起動させて（ステップＳ３）、定格回転数未満の所定回転数まで昇速し（ステップＳ４）、その後、起動された冷却水ポンプ１３及び冷水ポンプ１５の起動を確立させる（ステップＳ６）こととした。これにより、凝縮器３２と蒸発器３６との間の差圧ΔＰが所定値以下とされた状態でターボ圧縮機３１を起動することができるので、同期電動機３９の同期を確実にとることができる。
【００４４】
また、ターボ圧縮機３１の回転軸３１ｂや同期電動機３９の回転軸３９ａが磁気軸受によって支持されており、回転軸３１ｂ，３９ａの回転に対する抵抗が小さいため、ターボ圧縮機３１の前後の冷媒圧力差が比較的小さい場合であっても羽根車３１ａが回転しやすい。本実施形態では、上記のような起動制御を行うので、磁気軸受によって回転軸３１ｂ，３９ａが支持されている場合であっても、ターボ冷凍機１を確実に起動することができる。
【００４５】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図３を用いて説明する。
本実施形態は、第１実施形態に対して、ターボ冷凍機１の構成は同様であるが、起動制御が一部異なる。したがって、同一の構成および制御ステップについては同一符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
本実施形態も第１実施形態と同様に、図１に示した構成のターボ冷凍機１とされている。
本実施形態のターボ冷凍機１の起動制御は、第１実施形態の起動制御に対して、以下の点が異なる。すなわち、ターボ圧縮機３１が起動する（ステップＳ３）前に、冷水ポンプ１５を起動させる（ステップＳ１１）。この時の冷水ポンプ１５の流量は、定格流量よりも少ない流量とされる。
【００４７】
上記制御を行う理由は以下の通りである。
蒸発器３６に冷水を流さずにターボ圧縮機３１を起動すると、蒸発器３６内の圧力が低下し、蒸発器３６内で滞留する冷水が凍結してしまうおそれがある。そこで、本実施形態では、冷水ポンプ１５を起動した後にターボ圧縮機３１を起動することにより、蒸発器３６内に冷水の流れを形成することで蒸発器３６における冷水の凍結を防止する。
【００４８】
ただし、冷却水ポンプ１３の起動は、第１実施形態と同様に、ターボ圧縮機３１を所定回転数まで昇速した後に行う（ステップＳ１２）。その理由は以下の通りである。
ターボ圧縮機３１を起動する前に冷却水ポンプ１３から凝縮器３２に冷却水を供給すると、凝縮器３２内に冷却水が流通することとなるので、凝縮器３２内の冷媒圧力が冷却水温度の飽和圧力に依存することになる。そうすると、凝縮器３２内の冷媒圧力が冷却水温度に依存した一定値となるので、凝縮器３２と蒸発器３６との間で冷媒が循環しても差圧は小さくならない。特に、上述したように、冬期では、起動時に、外部負荷を流通する冷水の温度が外気温度（冷却水温度と同等）よりも高くなる場合があるので、差圧ΔＰが大きくなるおそれがある。
したがって、ターボ圧縮機３１を起動した後に、冷却水ポンプ１３を起動することとし、ターボ圧縮機３１を起動する前に凝縮器３２に冷却水を流さずに、凝縮器３２内の冷媒圧力を冷却水温度に依存させないことが有効である。これにより、凝縮器３２と蒸発器３６との間を循環する冷媒によって凝縮器３２と蒸発器３６との間の圧力差ΔＰを可及的に小さくすることができ、ターボ圧縮機３１の起動、ひいてはターボ冷凍機１の起動が可能となる。
【００４９】
冷水ポンプ１５は、ターボ圧縮機３１の起動前に起動されるが、冷水ポンプ１５の起動確立は、第１実施形態と同様に、冷却水ポンプ１３とともに行う（ステップＳ６）。すなわち、ターボ圧縮機３１に先立ち冷水ポンプ１５を起動するが、蒸発器３６にて冷水が凍結しない程度に冷水が流れていれば足りるので、冷水流量を増大させて流量を確立させるのは、冷却水ポンプ１３の流量確立と同じタイミングでよい。
【００５０】
なお、冷水入口温度Ｔｉｎを温度センサ６１で検出し、この冷水入口温度Ｔｉｎが所定値以下であれば本実施形態の通り冷水ポンプ１５をターボ圧縮機３１よりも先に起動させるが、冷水入口温度Ｔｉｎが所定値を超えていた場合には、ステップＳ２において差圧ΔＰが所定値よりも大きくなることが予想されるので、ステップＳ１１を省略して、第１実施形態と同様にターボ圧縮機３１の起動後に冷水ポンプ１５を起動させることとしてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  ターボ冷凍機
１０  制御部
１３  冷却水ポンプ
１５  冷水ポンプ
３１  ターボ圧縮機
３１ａ  羽根車
３１ｂ  回転軸
３２  凝縮器
３６  蒸発器
３９  同期電動機
３９ａ  回転軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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