(57)【要約】【課題】チリングユニットにおいて、圧縮機が停止した後に運転再開した場合に、速やかに制御対象の液体温度を目標温度とすることを目的とする。【解決手段】チリングユニットにおいて、該チリングユニットを制御する制御部を備え、該制御部は、設定された前記液体の目標温度と前記温度センサの検出温度との温度差を用いて必要な運転容量を算出し、該算出した運転容量となるように前記圧縮機を駆動させ、該圧縮機が停止した状態においても設定された前記液体の目標温度と前記温度センサの検出温度との温度差を用いて必要な運転容量を算出し、前記圧縮機が運転再開した場合に前記圧縮機が停止した状態において算出した運転容量となるように前記圧縮機を駆動させる。【選択図】  図４
2013204873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機と、
該圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、
該凝縮器により凝縮された冷媒を減圧する減圧手段と、
該減圧手段により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、が冷媒配管を介して接続され、
温度制御対象である液体が液配管内を循環することにより、前記蒸発器にて前記冷媒配管内の冷媒との熱交換が行われ、さらに、
前記液体の温度を検出する温度センサを備えたチリングユニットにおいて、
該チリングユニットを制御する制御部を備え、
該制御部は、
設定された前記液体の目標温度と前記温度センサの検出温度との温度差を用いて必要な運転容量を算出し、該算出した運転容量となるように前記圧縮機を駆動させ、
該圧縮機が停止した状態においても設定された前記液体の目標温度と前記温度センサの検出温度との温度差を用いて必要な運転容量を算出し、前記圧縮機が運転再開した場合に前記圧縮機が停止した状態において算出した運転容量となるように前記圧縮機を駆動させることを特徴とするチリングユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チリングユニットの温度制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
チリングユニットは、装置とそれを使用する設備の熱交換器とを、配管で接続して、水を循環させ、設定した温度に冷却した水を供給する装置である。そのため設備側で負荷変動が起こった場合でも安定した水温に保った水を供給できるように温度制御を行っている。  
チリングユニットの温度制御方法は、被加熱体である水の温度をセンサで検知し、設定温度との温度差から、熱源であるチリングユニット内の冷凍サイクル機関の運転容量を算出し運転することで、設備側との熱交換で失った熱量を補充する一連の動作を繰り返し行うことにより、水の温度を設定温度に保つ、いわゆるフィードバック制御が一般的に用いられる。
【０００３】
チリングユニットは、設備側の急激な負荷変動により、大きな負過がかかり続けても装置が正常運転していれば常に温度制御を行っているため、水温が設定温度から離れることはない。しかし、瞬時停電または何らかの原因で異常等が発生し、ユニットの冷凍サイクル機関を一時的に停止させた場合、機関停止から運転復旧までの間も運転中と同様に被加熱体に対して負荷がかかり続けるが、熱源となる冷凍サイクル機関から被加熱体への温度制御ができないため、設定した水温と被加熱体の水温が離れてしまうことがある。  
このような場合、運転再開後に速やかに設定した温度に復帰させる必要があるが、そのための従来技術として、以下の特許文献１（特公平７−２７４１９号公報）に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−２４７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献の温度制御は、運転再開以降から実行されるため、運転停止中の被加熱体の温度変化や負荷の蓄積量を考慮していない。そのため、被加熱体への負荷が増大し水温が上昇中などの温度変化がある時に運転を再開した場合など、温度変化分の演算結果が運転容量演算に反映されるまで時間がかかり、水温が設定温度に復帰するまで時間がかかる場合がある。
【０００６】
そこで本発明は、チリングユニットにおいて、圧縮機が停止した後に運転再開した場合に、速やかに制御対象の液体温度を目標温度と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、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、「冷媒を圧縮する圧縮機と、該圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器と、該凝縮器により凝縮された冷媒を減圧する減圧手段と、該減圧手段により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と、が冷媒配管を介して接続され、温度制御対象である液体が液配管内を循環することにより、前記蒸発器にて前記冷媒配管内の冷媒との熱交換が行われ、さらに、前記液体の温度を検出する温度センサを備えたチリングユニットにおいて、該チリングユニットを制御する制御部を備え、該制御部は、設定された前記液体の目標温度と前記温度センサの検出温度との温度差を用いて必要な運転容量を算出し、該算出した運転容量となるように前記圧縮機を駆動させ、該圧縮機が停止した状態においても設定された前記液体の目標温度と前記温度センサの検出温度との温度差を用いて必要な運転容量を算出し、前記圧縮機が運転再開した場合に前記圧縮機が停止した状態において算出した運転容量となるように前記圧縮機を駆動させる」ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、チリングユニットにおいて、圧縮機が停止した後に運転再開した場合に、速やかに制御対象の液体温度を目標温度とすることができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】チリングユニットの構成図の例である。
【図２】従来のチリングユニット運転容量制御のフローチャート例である。
【図３】図２の制御を行った場合の目標温度と検知したセンサ温度と圧縮機運転容量の関係図である。
【図４】本実施例でのチリングユニット運転容量制御のフローチャート例である。
【図５】図４の制御を行った場合の目標温度と検知したセンサ温度と圧縮機運転容量の関係図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の具体的な実施例を図面に基づき説明する。
【００１１】
〔実施例〕
本実施例は、チリングユニットの温度制御において、熱源の冷凍サイクル機関が運転停止中でも運転容量演算だけは継続して実行することで、被加熱体の温度変化状態を常に運転容量演算に反映させ、被加熱体に加えられた負荷に対し、補充すべき熱量を生み出すための運転容量を演算し積算することができる。本方法による演算で得られる運転容量は、運転停止中に被加熱体に加えられた負荷の総熱量と同等であるため設定温度に戻すための総熱量に見合った運転容量となり、冷凍サイクル機関の運転再開から使用することで速やかに目標とする設定温度に復帰させることを特徴とする。  
これにより、熱源の運転が停止し設定した温度と被加熱体の温度が離れた場合でも制御開始時に実際の負荷状況にあった運転容量から熱源の運転容量演算を再開することで速やかに目標制御温度に近付ける温度制御が可能になる。以下、詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本実施例のチリングユニットの一般的な構成図を示す図である。  
チリングユニット１は、圧縮機１０、凝縮器４０、膨張弁２０、蒸発器３０が、この順で直列に、冷媒の流れる管路（冷媒配管１ａ）で接続される冷媒回路を有し、制御装置５０によって制御される。より具体的には本実施例のチリングユニット１は冷媒を圧縮する圧縮機１０と、圧縮機１０により圧縮された冷媒を凝縮する凝縮器４０と、凝縮器４０により凝縮された冷媒を減圧する減圧手段（膨張弁２０）と、該減圧手段（膨張弁２０）により減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器３０と、が冷媒配管１ａを介して接続され、温度制御対象である液体が液配管（水配管３１）内を循環することにより、蒸発器３０にて冷媒配管１ａ内の冷媒との熱交換が行われ、さらに、液体の温度を検出する温度センサ６０を備えており、さらにチリングユニット１を制御する制御部（制御装置５０）を備えている。
【００１３】
圧縮機１０で圧縮されて高温高圧になった気体状の冷媒Ｒｆは、凝縮器４０で水配管４１を流れる低温の水（冷媒冷却水Ｗｔ１）と熱交換して冷却されて凝縮され、低温の状態で膨張弁２０に流れ込む。低温の冷媒Ｒｆは、膨張弁２０で膨張して温度が下がり蒸発しやすい状態になる。そして、蒸発器３０で水配管３１を流れる相対的に高温の水（被加熱体である被冷却水Ｗｔ２）と熱交換して蒸発し、気体状になって圧縮機１０に流入する。このとき、冷媒Ｒｆが蒸発する気化熱で、水配管３１を流れる相対的に高温の被加熱体である被冷却水Ｗｔ２を冷却する。したがって、水配管３１を流れる被加熱体である被冷却水Ｗｔ２を冷却する熱量は、圧縮機１０で圧縮する冷媒Ｒｆの総量で決まる。このため熱源とするチリングユニット１の水を冷却する能力は圧縮機１０に対する運転容量指令により決まることが分かる。
【００１４】
次に温度制御及び圧縮機１０への運転容量指令についてＰＩＤ制御を例にして説明する。  
図４は本実施例の運転容量指令のフローチャートを示す図である。なお、Ｔｃｎｔ（℃）は、被冷却水Ｗｔ２の制御目標設定温度、Ｔｓｎｒ（℃）は図１の温度センサ６０で検知した被冷却水Ｗｔ２の温度、Ｔｓ（秒）は運転容量の演算を行う制御周期、Ｒｃａｐａ（％）は、運転容量演算の結果を示す。
【００１５】
まず圧縮機の運転、停止にかかわらずＰＩＤ制御の演算式の例を用いて負荷に対する運転容量を演算する。次式（１）を、制御周期Ｔｓ（秒）毎に求める。  
Ｒｃａｐａ＝前回のＲｃａｐａ＋ΔＲｃａｐａ                          …（１）
ΔＲｃａｐａ＝ＫＨＰ×ΔＲｃａｐａ′
ΔＲｃａｐａ′＝ＫＰ×(ΔＴ(ｎ)−ΔＴ(ｎ−１))
＋ＫＩ×ΔＴ(ｎ）×Ｔｓ
＋ＫＤ×(ΔＴ(ｎ)−２×ΔＴ(ｎ−１)＋ΔＴ(ｎ−２))／Ｔｓ
ΔＴ(ｎ)＝Ｔｓｎｒ−Ｔｃｎｔ
ΔＴ(ｎ−１)：前回のΔＴ(ｎ)
ΔＴ(ｎ−２)：前々回のΔＴ(ｎ)
ＫＨＰ、ＫＰ、ＫＩ、ＫＤ：チリングユニットのＰＩＤ定数
【００１６】
次に圧縮機１０に指令する運転容量であるが、圧縮機停止中も（１）式の演算を行うが、実際に指令する運転容量は運転停止中であるため０％とする。圧縮機１０の運転開始直後からチリングユニットの状態が安定するまでの安定待ち時間の間も同様に（１）式の演算を行うが、実際に指令する運転容量は始動運転容量とする。通常の圧縮機１０の運転開始以降は、上記の（１）式で得られた運転容量Ｒｃａｐａを圧縮機１０の運転容量として指令する。
【００１７】
以上に説明したように、本実施例では制御部（制御装置５０）は、設定された液体の目標温度と温度センサ６０の検出温度との温度差を用いて必要な運転容量Ｒｃａｐａを算出し、該算出した運転容量Ｒｃａｐａとなるように圧縮機１０を駆動させるものである。そして、圧縮機１０が停止した状態においても設定された液体の目標温度と温度センサ６０の検出温度との温度差を用いて必要な運転容量Ｒｃａｐａを算出し、圧縮機１０が運転再開した場合に圧縮機１０が停止した状態において算出した運転容量Ｒｃａｐａとなるように圧縮機１０を駆動させるものである。
【００１８】
このように制御することにより圧縮機１０の停止中及び始動安定待ち中の間は、被加熱体に加えられる負荷に対する圧縮機１０への運転容量指令はできないが、運転容量演算を継続し、積算することで負荷の総量に見合った運転容量を得ることができる。通常運転開始からの運転容量演算に前述の運転容量を使用することで実際に負荷に加えられた熱量の総量に見合った運転容量から演算を再開することが可能となるため、速やかに目標とする設定温度に被加熱体の温度を近付けることができる。
【００１９】
従来制御の例として図２のフローチャートのように通常運転開始時に始動運転容量から温度制御を開始した場合は、目標温度と検知したセンサ温度と圧縮機運転容量の関係が、図３を示すように推移する。これに対して本実施例のように図４に示すフローチャートの制御を行った場合は、目標温度と検知したセンサ温度と圧縮機運転容量の関係は、図５に示すように推移するため、速やかに目標とする設定温度に被加熱体の温度を近付けることが可能となる。
【符号の説明】
【００２０】
１  チリングユニット
１０  圧縮機
２０  膨張弁
３０  蒸発器
４０  凝縮器
５０  制御装置
６０  温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013204873.tif 000006
【図５】
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