(57)【要約】【課題】  適正な目標点にて運転を行いつつ、各系統の液冷媒の分配を適正に行うことができる２段エコノマイザサイクルとされた熱源機を提供する。【解決手段】  目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔを用いて各系統のメイン膨張弁およびサブ膨張弁のベース開度を算出し（Ｓ４，Ｓ５）、目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔと各系統の現在の過冷却温度Ｔｓｓｅｔｊとの差が３℃未満（Ｓ６）とされた系統に対して、ベース開度を当該系統のメイン膨張弁および／またはサブ膨張弁に指示する（Ｓ９，Ｓ１０）とともに、目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔと各系統の過冷却温度Ｔｓｓｅｔｊとの差が３℃以上（Ｓ６）とされた系統に対して、目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔと各系統の過冷却温度Ｔｓｓｅｔｊとの差に基づいた開度を補正開度として当該系統のメイン膨張弁および／またはサブ膨張弁に指示する（Ｓ８，Ｓ１０）。【選択図】      図３
2008292080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、
凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられ、該凝縮器から導かれる液冷媒を膨張させるメイン膨張弁と、
前記凝縮器と前記圧縮機の中間段との間に設けられ、該凝縮器と前記メイン膨張弁との間から分岐された液冷媒を膨張させるサブ膨張弁と、
前記凝縮器から前記メイン膨張弁へと流れる冷媒と前記サブ膨張弁によって膨張した冷媒とを熱交換させるエコノマイザと、
を備えた系統が並列的に共通の圧縮機に対して接続され、
各前記系統の前記メイン膨張弁および前記サブ膨張弁の開度を制御する制御部を備えた熱源機において、
前記制御部は、前記エコノマイザの熱交換後の冷媒の状態量の目標値である目標状態量を用いて各前記系統の前記メイン膨張弁および前記サブ膨張弁の目標開度を算出し、
各前記系統における現在の前記エコノマイザの熱交換後の冷媒の状態量である現在値状態量と前記目標状態量との差分量を前記系統ごとに算出し、
該差分量が所定値未満とされた系統に対して、前記目標開度を当該系統の前記メイン膨張弁および／または前記サブ膨張弁に指示するとともに、
前記差分量が所定値以上とされた系統に対して、該差分量に基づいた開度を補正開度として当該系統の前記メイン膨張弁および／または前記サブ膨張弁に指示することを特徴とする熱源機。
【請求項２】
前記目標状態量および前記現在値状態量として用いる前記エコノマイザの熱交換後の冷媒の状態量は、前記凝縮器から前記メイン膨張弁へと流れる高圧液冷媒の前記エコノマイザ出口の温度とされていることを特徴とする請求項１記載の熱源機。
【請求項３】
前記補正開度の補正量には、上限が設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の熱源機。
【請求項４】
圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、
凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器と、
前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられ、該凝縮器から導かれる液冷媒を膨張させるメイン膨張弁と、
前記凝縮器と前記圧縮機の中間段との間に設けられ、該凝縮器と前記メイン膨張弁との間から分岐された液冷媒を膨張させるサブ膨張弁と、
前記凝縮器から前記メイン膨張弁へと流れる冷媒と前記サブ膨張弁によって膨張した冷媒とを熱交換させるエコノマイザと、
を備えた系統が並列的に共通の圧縮機に対して接続され、
各前記系統の前記メイン膨張弁および前記サブ膨張弁の開度を制御する熱源機の制御方法において、
前記エコノマイザの熱交換後の冷媒の状態量の目標値である目標状態量を用いて各前記系統の前記メイン膨張弁および前記サブ膨張弁の目標開度を算出し、
現在の前記エコノマイザの熱交換後の冷媒の状態量である現在値状態量と前記目標状態量との差分量を算出し、
該差分量が所定値未満とされた系統に対して、前記目標開度を当該系統の前記メイン膨張弁および／または前記サブ膨張弁に指示するとともに、
前記差分量が所定値以上とされた系統に対して、該差分量に基づいた開度を補正開度として当該系統の前記メイン膨張弁および／または前記サブ膨張弁に指示することを特徴とする熱源機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２段エコノマイザサイクルとされた熱源機およびその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、冷凍サイクルの効率向上を目指したサイクルとして、２段エコノマイザサイクルが知られている。この２段エコノマイザサイクルは、凝縮器にて凝縮された液冷媒をメイン膨張弁で絞る前に一部を分岐し、この分岐した液冷媒をサブ膨張弁によって絞り、サブ膨張弁によって絞られた後の液冷媒が蒸発する際の蒸発潜熱によってメイン膨張弁に導かれる前の液冷媒に対して過冷却を与えるものである。
このような２段エコノマイザサイクルを実現する熱源機では、メイン膨張弁およびサブ膨張弁が凝縮器に対して並列して接続されているので、膨張弁を確実に液封するように液冷媒を分配する制御が必要になる。
また、共通の圧縮機に対して、メイン膨張弁およびサブ膨張弁を有する系統を並列的に複数備えた熱源機では、さらに液冷媒の適正な分配が困難になる。
また、液冷媒を各系統に適正に分配するだけでなく、熱源機が目標とする運転点にて動作できるように各系統のメイン膨張弁およびサブ膨張弁を制御することが必要となる。
【０００３】
一方、特許文献１には、共通の圧縮機に対して複数の室内熱交換器が並列に接続されたヒートポンプ式冷暖房装置が開示されている。同文献では、暖房時の運転において、各室内熱交換器のサブクールの偏差を小さくするように膨張弁開度を制御する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６１−１９５２５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記特許文献１は、２段エコノマイザサイクルを採用しておらず、メイン膨張弁およびサブ膨張弁の開度の制御に対しての示唆が全くない。また、各室内熱交換器のサブクールの偏差を減少させることはできるが、装置全体の運転点が目標とした状態でない場合に、どのように制御すべきかについての示唆もない。
【０００６】
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、適正な目標点にて運転を行いつつ、各系統の液冷媒の分配を適正に行うことができる熱源機およびその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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の熱源機およびその制御方法は以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる熱源機は、圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられ、該凝縮器から導かれる液冷媒を膨張させるメイン膨張弁と、前記凝縮器と前記圧縮機の中間段との間に設けられ、該凝縮器と前記メイン膨張弁との間から分岐された液冷媒を膨張させるサブ膨張弁と、前記凝縮器から前記メイン膨張弁へと流れる冷媒と前記サブ膨張弁によって膨張した冷媒とを熱交換させるエコノマイザと、を備えた系統が並列的に共通の圧縮機に対して接続され、各前記系統の前記メイン膨張弁および前記サブ膨張弁の開度を制御する制御部を備えた熱源機において、前記制御部は、前記エコノマイザの熱交換後の冷媒の状態量の目標値である目標状態量を用いて各前記系統の前記メイン膨張弁および前記サブ膨張弁の目標開度を算出し、各前記系統における現在の前記エコノマイザの熱交換後の冷媒の状態量である現在値状態量と前記目標状態量との差分量を前記系統ごとに算出し、該差分量が所定値未満とされた系統に対して、前記目標開度を当該系統の前記メイン膨張弁および／または前記サブ膨張弁に指示するとともに、前記差分量が所定値以上とされた系統に対して、該差分量に基づいた開度を補正開度として当該系統の前記メイン膨張弁および／または前記サブ膨張弁に指示することを特徴とする。
【０００８】
各系統に共通とされた目標状態量を用いて目標開度を算出し、この開度を各メイン膨張弁および／または各サブ膨張弁に指示することにより、各系統を連携させて目標値まで導くことができる。
さらに、目標状態量と現在値状態量との差分量が所定値以上とされた系統には、この差分量に基づいた開度を補正開度としてメイン膨張弁および／またはサブ膨張弁に与えることとしたので、目標状態量から外れた特定の系統のみを目標状態量に近づけるようにすることができる。これにより、各系統の状態を略均一に維持することができる。なお、補正開度は、差分量に基づいて与えられるが、例えば、差分量の所定割合だけ現在値状態量を目標状態量に近づける補正が行われる。
また、目標状態量と現在値状態量との差が所定値未満とされた系統のメイン膨張弁および/またはサブ膨張弁に対しては、補正開度を与えずにそのまま目標開度を指示することとした。これにより、簡便な制御が実現されるとともに、制御の安定性を向上させることができる。
ここで、状態量とは、例えば、圧力、温度、エンタルピを意味する。
【０００９】
さらに、本発明の熱源機は、前記目標状態量および前記現在値状態量として用いる前記エコノマイザの熱交換後の冷媒の状態量は、前記凝縮器から前記メイン膨張弁へと流れる高圧液冷媒の前記エコノマイザ出口の温度とされていることを特徴とする。
【００１０】
目標状態量および現在値状態量として用いるエコノマイザ出口の状態量として、凝縮器からメイン膨張弁へと流れる高圧液冷媒の温度、すなわち過冷却温度（サブクール温度）を用いることとした。このように過冷却液体の温度を測定することとしたので、サブ膨張弁からエコノマイザを通過したガス冷媒を測定する場合に比べて大きな熱容量を測定することになり、測定精度を向上させることができる。
また、サブ膨張弁からエコノマイザを通過したガス冷媒を用いる場合には、サブ膨張弁が閉とされたときには冷媒が流れないので制御起点がとりにくいが、メイン膨張弁は熱源機の運転中では常に開とされているので、このような不都合がないという利点がある。
【００１１】
さらに、本発明の熱源機は、前記補正開度の補正量には、上限が設定されていることを特徴とする。
【００１２】
補正開度の補正量、すなわち目標開度と補正開度との差に上限を設定することとした。これにより、大幅な開度変更を禁止し、システム全体の安定性を図ることができる。
【００１３】
また、本発明の熱源機の制御方法は、圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器と、前記凝縮器と前記蒸発器との間に設けられ、該凝縮器から導かれる液冷媒を膨張させるメイン膨張弁と、前記凝縮器と前記圧縮機の中間段との間に設けられ、該凝縮器と前記メイン膨張弁との間から分岐された液冷媒を膨張させるサブ膨張弁と、前記凝縮器から前記メイン膨張弁へと流れる冷媒と前記サブ膨張弁によって膨張した冷媒とを熱交換させるエコノマイザと、を備えた系統が並列的に共通の圧縮機に対して接続され、各前記系統の前記メイン膨張弁および前記サブ膨張弁の開度を制御する熱源機の制御方法において、前記エコノマイザの熱交換後の冷媒の状態量の目標値である目標状態量を用いて各前記系統の前記メイン膨張弁および前記サブ膨張弁の目標開度を算出し、現在の前記エコノマイザの熱交換後の冷媒の状態量である現在値状態量と前記目標状態量との差分量を算出し、該差分量が所定値未満とされた系統に対して、前記目標開度を当該系統の前記メイン膨張弁および／または前記サブ膨張弁に指示するとともに、前記差分量が所定値以上とされた系統に対して、該差分量に基づいた開度を補正開度として当該系統の前記メイン膨張弁および／または前記サブ膨張弁に指示することを特徴とする。
【００１４】
各系統に共通とされた目標状態量を用いて目標開度を算出し、この開度を各メイン膨張弁および／または各サブ膨張弁に指示することにより、各系統を連携させて目標値まで導くことができる。
さらに、目標状態量と現在値状態量との差分量が所定値以上とされた系統には、この差分量に基づいた開度を補正開度としてメイン膨張弁および／またはサブ膨張弁に与えることとしたので、目標状態量から外れた特定の系統のみを目標状態量に近づけるようにすることができる。これにより、各系統の状態を略均一に維持することができる。なお、補正開度は、差分量に基づいて与えられるが、例えば、差分量の所定割合だけ現在値状態量を目標状態量に近づける補正が行われる。
また、目標状態量と現在値状態量との差分量が所定値未満とされた系統のメイン膨張弁および/またはサブ膨張弁に対しては、補正開度を与えずにそのまま目標開度を指示することとした。これにより、簡便な制御が実現されるとともに、制御の安定性を向上させることができる。
ここで、状態量とは、例えば、圧力、温度、エンタルピを意味する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、適正な目標点にて運転を行いつつ、各系統の液冷媒の分配を適正に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、本発明にかかる一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、ターボ圧縮機を用いたターボ冷凍機（熱源機）１の概略構成図が示されている。ターボ冷凍機１は、後述するように、２段エコノマイザサイクルを構成している。また、ターボ冷凍機は、蒸発器にて冷水を冷却する冷房運転だけでなく、凝縮器にて温水を加熱するヒートポンプ式暖房運転をも行うものである。なお、図１は、冷房運転時の構成が示されている。
【００１７】
ターボ冷凍機１は、冷媒を圧縮するターボ圧縮機３と、ターボ圧縮機３の吐出側に接続された高圧ヘッダ５と、圧縮機３の吸込側に接続された低圧ヘッダ７と、圧縮機３の中間段に接続された中圧ヘッダ９とを備えている。
【００１８】
ターボ圧縮機３は、高圧力比が得られる遠心圧縮機となっている。
ターボ圧縮機３は、ハウジング内に、同軸上に設けられた２つの羽根車（図示せず）と、吸込冷媒流量を調整する入口ベーン（図示せず）とを備えている。
各羽根車は、図示しない駆動モータによって回転させられる。２つの羽根車は冷媒流路に対して直列に接続されている。ターボ圧縮機３に流入した冷媒は、上流側の羽根車によって圧縮された後に、下流側の羽根車によってさらに圧縮されるようになっている。中圧ヘッダ７から導かれるガス冷媒は、２つの羽根車の間（中間段）に導入される。
【００１９】
高圧ヘッダ５と低圧ヘッダ７との間には、複数のメイン流路１１が並列的に設けられている。
各メイン流路１１には、高圧ヘッダ５の下流側に位置する凝縮器１５と、低圧ヘッダの上流側に位置する蒸発器１６と、凝縮器１５と蒸発器１６との間に設けられたメイン膨張弁１８とが設けられている。
凝縮器１５には、冷却水配管２０が接続されており、冷却水配管２０を流れる冷却水によって冷媒の凝縮潜熱が奪われるようになっている。なお、凝縮器１５は、冷却水配管２０を接続せずに、外部空気と熱交換を行う空気熱交換器としても良い。
蒸発器１６には、外部の熱負荷に対して冷水を供給する冷水配管２２が接続されており、冷水配管２２を流れる冷水から冷媒の蒸発潜熱を奪うようになっている。
メイン膨張弁１８は、電子式膨張弁とされており、図示しない制御部によって開度が制御されることによって液冷媒を膨張させるようになっている。
【００２０】
各メイン流路１１からは、サブ流路２５が分岐している。
サブ流路２５は、メイン流路１１の凝縮器１５とメイン膨張弁１８との間から分岐して、中圧ヘッダ７へと接続される。サブ流路２５には、液冷媒を膨張させるためのサブ膨張弁２７が設けられている。
サブ膨張弁２７は、電子式膨張弁とされており、図示しない制御部によって開度が制御されるようになっている。
サブ膨張弁２７の下流側には、メイン膨張弁１８に流入する前のメイン流路１１の液冷媒と熱交換するエコノマイザ２９が設けられている。このエコノマイザ２９では、サブ膨張弁２７によって膨張させられて蒸発する冷媒の蒸発潜熱によって、メイン流路１１の液冷媒が冷却されて過冷却が付けられるようになっている。
このように、本実施形態のターボ冷凍機１は、メイン流路１１及びサブ流路２５を備えた系統が並列的に複数設けられた構成（本実施形態では４系統）とされている。
【００２１】
ターボ冷凍機１の制御部（図示せず）は、ターボ冷凍機１の制御盤内の制御基板に設けられており、ＣＰＵおよびメモリを備えている。制御部は、外気温度、冷媒圧力、冷水出入口温度等に基づき制御周期ごとにデジタル演算により各制御量を算出するようになっている。
また、制御部は、後述するように、各演算量に基づいてメイン膨張弁１８及びサブ膨張弁２７の開度を制御する。
【００２２】
次に、上記構成のターボ冷凍機１の動作について説明する。
ターボ圧縮機３は、図示しない制御部によって所定周波数で回転させられる。
【００２３】
蒸発器９から吸い込まれた低圧ガス冷媒（図２の状態Ａ）は、ターボ圧縮機３によって圧縮され、中間圧まで圧縮される（図２の状態Ｂ）。中間圧まで圧縮されたガス冷媒は、中圧ヘッダ７から流入する中間圧ガス冷媒と合流することによって冷却される（図２の状態Ｃ）。中間圧ガス冷媒によって冷却されたガス冷媒は、ターボ圧縮機３によって更に圧縮され高圧ガス冷媒となる（図２の状態Ｄ）。
【００２４】
ターボ圧縮機３から吐出された高圧ガス冷媒は、高圧ヘッダ５を通り、各系統の凝縮器１５へと導かれる、
凝縮器１５において、冷却水配管２０内を流れる冷却水によって高圧ガス冷媒は略等圧で冷却され、高圧液冷媒となる（図２の状態Ｅ）。そして、高圧液冷媒は、メイン流路１１とサブ流路２５に分岐される。
メイン流路１１を流れる高圧液冷媒は、エコノマイザ２９においてサブ流路２５を流れる冷媒によって冷却され（図２の状態Ｆ）、メイン膨張弁１８へと導かれる。一方、サブ流路２５を流れる高圧液冷媒は、サブ膨張弁２７によって中間圧まで等エンタルピ膨張させられ（図２の状態Ｇ）、エコノマイザ２９へと導かれる。そして、エコノマイザ２９において蒸発する際にメイン流路１１を流れる高圧液冷媒から熱を奪い、メイン流路１１を流れる高圧液冷媒に過冷却を与える。サブ流路２５を流れる冷媒は、エコノマイザ２９を通過した後、中圧ヘッダ７へと導かれ、ターボ圧縮機３の中間段に流れ込む。
【００２５】
エコノマイザ２９にて過冷却を与えられたメイン流路１１の高圧液冷媒は、メイン膨張弁１８によって低圧まで等エンタルピ膨張させられ（図２の状態Ｈ）、蒸発器１６において蒸発し（図２の状態Ｈから状態Ａ）、冷水配管２２から熱を奪う。これにより、例えば１２℃で流入した冷水は７℃で負荷側に返送されることになる。蒸発器１６において蒸発した低圧ガス冷媒は、低圧ヘッダ９へと導かれた後、ターボ圧縮機３の吸込口に流れ込み、再び圧縮される。
【００２６】
次に、制御部によって行われるメイン膨張弁１８及びサブ膨張弁２７の開度制御について説明する。
メイン流路１１を流れる冷媒流量ｇ１（図２参照）は、次式にて求められる。
ｇ１＝Ｑ／（ｈｅｇ−ｈｃｓ）    ・・・・・（１）
ここで、Ｑは冷房能力、ｈｅｇは図２の状態Ａにおけるエンタルピ、ｈｃｓは図２の状態Ｆにおけるエンタルピである。冷房能力Ｑは、蒸発器１６にて冷却される冷水配管２２を流れる冷水の温度差と、冷水流量と、冷水密度との積から得られる。
また、サブ流路２５を流れる冷媒流量ｇｍ（図２参照）は、次式にて求められる。
ｇｍ＝（ｈｃｃ−ｈｃｓ）・ｇ１／（ｈｍｇ−ｈｃｃ）    ・・・・・（２）
ここで、ｈｃｃは図２の状態Ｅにおけるエンタルピ、ｈｍｇは図２の状態Ｃにおけるエンタルピである。
【００２７】
メイン膨張弁１８のＣｖ値は、式（１）のｇ１を用いて、次式にて算出される。
Ｃｖ１＝Ａ１・ｇ１／（２・ρ１（Ｐｃ−Ｐｅ））１／２    ・・・・・（３）
ここで、Ａ１はバルブ面積、ρ１は冷媒密度、Ｐｃは凝縮圧力（図２参照）、Ｐｅは蒸発圧力（図２参照）である。
サブ膨張弁２７のＣｖ値は、式（２）ｇｍを用いて、次式にて算出される。
Ｃｖｍ＝Ａｍ・ｇｍ／（２・ρｍ（Ｐｃ−Ｐｍ））１／２    ・・・・・（４）
ここで、Ａｍはバルブ面積、ρｍは冷媒密度、Ｐｍは中間圧力（図２参照）である。
【００２８】
メイン膨張弁１８の開度Ｖ１（％）は、式（３）で得られたＣｖ１を用いて、次式にて算出される。
Ｖ１＝ｆ１（Ｃｖ１）    ・・・・・（５）
ここで、ｆ１（Ｃｖ１）は、メイン膨張弁１８の特性を実測することにより決定される関数である。
サブ膨張弁２７の開度Ｖｍ（％）は、式（４）で得られたＣｖｍを用いて、次式にて算出される。
Ｖｍ＝ｆｍ（Ｃｖｍ）    ・・・・・（６）
ここで、ｆｍ（Ｃｖｍ）は、サブ膨張弁２７の特性を実測することにより決定される関数である。
【００２９】
図２の状態Ｆにて適正な過冷却を与えるために、状態Ｆの温度Ｔｓは以下のように設定される。
Ｔｓｓｅｔ＝Ｔｍ＋Δｔ    ・・・・・（７）
ここで、Ｔｓｓｅｔは設定値、Ｔｍは状態Ｇにおける温度である。また、Δｔは、エコノマイザ２９によって冷却されるメイン流路１１を流れる冷媒温度は、冷却するサブ流路２５を流れる冷媒温度Ｔｍよりも熱損失により低くなり得ないことを考慮して任意に与えられる温度差である。
なお、Δｔは、次式のように冷凍能力Ｑの関数としてもよい。
Δｔ＝ｆ（Ｑ）    ・・・・・（８）
関数ｆ（Ｑ）は、冷凍能力Ｑが大きいほど冷媒流量が増加してエコノマイザ２９における熱伝達が向上することから、冷凍能力Ｑが大きい場合にはΔｔが小さく、冷凍能力が小さい場合にはΔｔが大きくなるような関数となる。
【００３０】
次に、図３を用いて、制御部において行われるメイン膨張弁１８およびサブ膨張弁２７の開度制御の手順について説明する。
ターボ冷凍機１の起動が開始すると（Ｓ０）、起動シーケンスが実行される（Ｓ１）。起動シーケンスでは、サブ膨張弁２７を全閉にした状態でメイン膨張弁１８を徐々に開けてゆき、その後、サブ膨張弁２７を徐々に開けてゆく。その他の起動シーケンスが終了すると（Ｓ２）、制御部により、式（７）を用いて目標過冷却温度（サブクール温度）Ｔｓｓｅｔが決定される（Ｓ３）。式（７）におけるＴｍは、中圧ヘッダ７等の圧力Ｐｍから飽和温度として得られる。したがって、Ｔｍは、各系統において共通の値となる。
そして、ステップＳ４にて、メイン膨張弁１８のベース開度（目標開度）Ｖ１が、式（１），（３）及び（５）により決定される。式（１）の状態Ａ（図２参照）におけるエンタルピｈｅｇは、低圧ヘッダ９等における蒸発圧力Ｐｅと、蒸発圧力Ｐｅにおける飽和温度とから得られる。したがって、エンタルピｈｅｇは、各系統において共通の値となる。また、式（１）の状態Ｆ（図２参照）におけるエンタルピｈｃｓは、目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔ及び高圧ヘッダ５等の凝縮圧力Ｐｃから得られる。したがって、エンタルピｈｃｓについても、各系統において共通の値となる。
【００３１】
次に、ステップＳ５にて、サブ膨張弁２７のベース開度（目標開度）Ｖｍが、式（２），（４）及び（６）により決定される。式（２）の状態Ｅ（図２参照）におけるエンタルピｈｃｃは、高圧ヘッダ５等の凝縮圧力Ｐｃと、凝縮圧力Ｐｃにおける飽和温度とから得られる。したがって、エンタルピｈｃｃは、各系統において共通の値となる。また、式（２）の状態Ｃ（図２参照）におけるエンタルピｈｍｇは、中圧ヘッダ７等の中間圧力Ｐｍと、中間圧力Ｐｍにおける飽和温度とから得られる。したがって、エンタルピｈｍｇについても、各系統において共通の値となる。
【００３２】
以上のように、目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔに対応したメイン膨張弁１８のベース開度Ｖ１及びサブ膨張弁２７のベース開度Ｖｍが系統ごとに求められる。
【００３３】
次に、ステップＳ６において、目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔと現在における各系統の過冷却温度（現在値状態量）Ｔｓｉとの差分の絶対値（ＡＢＳ（Ｔｓｓｅｔ−Ｔｓｉ））が演算される。すなわち、系統ごとに、当該差分が演算される。この差分の絶対値が３℃を上回ると、ステップＳ７へと進み開度補正が行われる。ステップＳ７では、系統ごとに目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔを次式により補正する。
Ｔｓｓｅｔｊ＝Ｔｓｓｅｔ＋Ｋ＊（Ｔｓｓｅｔ−Ｔｓｉ）    ・・・・・（９）
ここで、Ｔｓｓｅｔｊは補正後の系統ごとの過冷却温度、Ｋは１未満の定数である。
【００３４】
そして、ステップＳ８にて、メイン膨張弁１８の補正開度（Ｖ１＋ｄＶ１）及びサブ膨張弁２７の補正開度（Ｖｍ＋ｄＶ１）を求める。補正開度の算出方法は、ステップＳ４及びステップＳ５にて開度を算出した方法と同様に行う。すなわち、ステップＳ４及びステップＳ５では目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔを用いたが、これに代えて系統ごとの補正後の過冷却温度Ｔｓｓｅｔｊを用いて同様に算出すればよい。
上述のように算出された補正開度の補正分ｄＶ１，ｄＶｍは、３％を上限とする。これにより、大幅な開度変更を禁止し、システム全体の安定性を図ることとする。
【００３５】
ステップＳ６にて目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔと各系統の過冷却温度Ｔｓｉとの差分の絶対値が３℃以下の場合には、ステップＳ９へと進み、ステップＳ４及びステップＳ５にて算出したベース開度Ｖ１，Ｖｍを変更しないこととする（即ちｄＶ１，ｄＶｍを０とする）。
【００３６】
上述のように開度が決定されると、各系統のメイン膨張弁１８には補正後（又は補正なし）の開度Ｖ１’＝Ｖ１＋ｄＶ１が指示されるとともに、各系統のサブ膨張弁２７には補正後（又は補正なし）の開度Ｖｍ’＝Ｖｍ＋ｄＶｍが指示される。
【００３７】
上述のステップＳ３〜Ｓ１０は、ターボ冷凍機１が運転中の場合は所定の制御周期にて繰り返し行われる（Ｓ１１）。したがって、ステップＳ３〜Ｓ５では、共通の目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔを用いてベース開度Ｖ１，Ｖｍが繰り返し修正されることになり、ステップＳ７及びステップＳ８では、系統ごとに補正後の過冷却温度Ｔｓｓｅｔｊを用いて補正開度の補正分ｄＶ１，ｄＶｍが繰り返し修正されることになる。
【００３８】
ターボ冷凍機１が停止すると、停止シーケンスが実行され（Ｓ１２）、次回の起動が行われるまで待機する（Ｓ０）。
【００３９】
上述した本実施形態のターボ冷凍機１によれば、以下の作用効果を奏する。
各系統に共通とされた目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔを用いてベース開度Ｖ１，Ｖｍを算出し、この開度を各メイン膨張弁１８および／または各サブ膨張弁２７に指示することにより、各系統を連携させて目標値まで導くことができる。
さらに、目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔと現在値である各系統の過冷却温度Ｔｓｉとの差が所定値以上とされた系統には、目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔと現在値である各系統の過冷却温度Ｔｓｉとの差に基づいた開度を補正開度Ｖ１’，Ｖｍ’としてメイン膨張弁１８および／またはサブ膨張弁２７に与えることとしたので、目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔから外れた特定の系統のみを目標過冷却温度Ｔｓｓｅｔに近づけるようにすることができる。これにより、各系統の状態を略均一に維持することができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、ターボ冷凍機１の冷房運転について説明したが、ヒートポンプ式暖房運転や空気熱源ヒートポンプの冷房運転・暖房運転についても本発明は同様に適用することができる。
また、メイン流路１１を流れる冷媒流量ｇ１の流量に上限値を設け、この冷媒流量を超えないようにメイン膨張弁１８の開度を制限するようにしても良い。これにより、過剰に冷媒が流れて無駄な圧縮仕事が増加することによる効率の低下を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明のターボ冷凍機の一実施形態を示した概略図である。
【図２】図１のターボ冷凍機の動作を示した圧力（Ｐ）−エンタルピ（ｈ）線図である。
【図３】図１のターボ冷凍機のメイン膨張弁およびサブ膨張弁の開度制御を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１  ターボ冷凍機（熱源機）
３  ターボ圧縮機（圧縮機）
１１  メイン流路
１５  凝縮器
１６  蒸発器
１８  メイン膨張弁
２５  サブ流路
２７  サブ膨張弁
２９  エコノマイザ
【図１】
2008292080.tif 000003
【図２】
2008292080.tif 000004
【図３】
2008292080.tif 000005