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特開2018-204817冷凍機システムの制御装置、冷凍機システム、冷凍機システムの制御方法、及び冷凍機システムの制御プログラム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2018-204817(P2018-204817A)
(43)【公開日】2018年12月27日
(54)【発明の名称】冷凍機システムの制御装置、冷凍機システム、冷凍機システムの制御方法、及び冷凍機システムの制御プログラム
(51)【国際特許分類】
   F25B 49/02 20060101AFI20181130BHJP
【FI】
   F25B49/02 570Z
   F25B49/02 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】OL
【全頁数】16
(21)【出願番号】特願2017-107752(P2017-107752)
(22)【出願日】2017年5月31日
(71)【出願人】
【識別番号】516299338
【氏名又は名称】三菱重工サーマルシステムズ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100112737
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴
(74)【代理人】
【識別番号】100140914
【弁理士】
【氏名又は名称】三苫 貴織
(74)【代理人】
【識別番号】100136168
【弁理士】
【氏名又は名称】川上 美紀
(74)【代理人】
【識別番号】100172524
【弁理士】
【氏名又は名称】長田 大輔
(72)【発明者】
【氏名】河野 剛洋
(72)【発明者】
【氏名】池野 泰弘
(72)【発明者】
【氏名】三浦 貴晶
(57)【要約】
【課題】冷凍機とは異なる制御ロジックで動作する起動盤を備えた冷凍機システムの制御装置、冷凍機システム、冷凍機システムの制御方法、及び冷凍機システムの制御プログラムを提供することを目的とする。
【解決手段】モータ72により回転される圧縮機60を備えるターボ冷凍機11と、ターボ冷凍機11に備えられ、該ターボ冷凍機11の操作及び状態表示を行う操作盤20と、モータ72に電源を供給し、該モータ72を始動する起動盤20と、を備えた冷凍機システム1の冷凍機制御装置50であって、起動盤10は、ターボ冷凍機11による起動指令に対し、圧縮機60のモータ72に電源供給を開始し始動させ、ターボ冷凍機11へ起動アンサー及び起動完了信号を出力し、ターボ冷凍機11の停止後に、引き続き起動アンサー及び/又は起動完了信号が出力されている場合は、操作盤20に異常状態を出力する。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータにより回転される圧縮機を備える冷凍機と、
前記冷凍機に備えられ、該冷凍機の操作及び状態表示を行う操作盤と、
前記モータに電源を供給し、該モータを始動する起動盤と、を備えた冷凍機システムの制御装置であって、
前記起動盤は、前記冷凍機による起動指令に対し、前記圧縮機の前記モータに電源供給を開始し始動させ、前記冷凍機へモータ起動信号及び起動完了信号を出力し、
前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記操作盤に異常状態を出力する冷凍機システムの制御装置。
【請求項2】
モータにより回転される圧縮機を備える冷凍機と、
前記冷凍機に備えられ、該冷凍機の操作及び状態表示を行う操作盤と、
前記モータに電源を供給し、該モータを始動する起動盤と、を備えた冷凍機システムの制御装置であって、
前記起動盤は、前記冷凍機による起動指令に対し、前記圧縮機の前記モータに電源供給を開始し始動させ、前記冷凍機へモータ起動信号及び起動完了信号を出力し、
前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記操作盤から前記起動盤に対して緊急停止指令を出力する冷凍機システムの制御装置。
【請求項3】
前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記操作盤から前記起動盤に対して緊急停止指令を出力する請求項1に記載の冷凍機システムの制御装置。
【請求項4】
前記緊急停止指令は、メーク信号である請求項2または3に記載の冷凍機システムの制御装置。
【請求項5】
前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記圧縮機に接続されている蒸発器に備えられた冷水ポンプ及び凝縮器に備えられた冷却水ポンプの運転を継続する請求項1から請求項3のいずれかに記載の冷凍機システムの制御装置。
【請求項6】
前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記圧縮機に備えられ、潤滑油を供給する油ポンプの運転を継続する請求項1から請求項4のいずれかに記載の冷凍機システムの制御装置。
【請求項7】
前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記冷凍機の冷水出口温度が冷水入口温度と等しくなるように前記圧縮機の冷媒制御弁を制御する請求項1から請求項5のいずれかに記載の冷凍機システムの制御装置。
【請求項8】
請求項1から請求項7に記載の冷凍機システムの制御装置を備えた冷凍機システム。
【請求項9】
モータにより回転される圧縮機を備える冷凍機と、
前記冷凍機に備えられ、該冷凍機の操作及び状態表示を行う操作盤と、
前記モータに電源を供給し、該モータを始動する起動盤と、を備えた冷凍機システムの制御方法であって、
前記起動盤は、前記冷凍機による起動指令に対し、前記圧縮機の前記モータに電源供給を開始し始動させ、前記冷凍機へモータ起動信号及び起動完了信号を出力し、
前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記操作盤に異常状態を出力する工程を備える冷凍機システムの制御方法。
【請求項10】
モータにより回転される圧縮機を備える冷凍機と、
前記冷凍機に備えられ、該冷凍機の操作及び状態表示を行う操作盤と、
前記モータに電源を供給し、該モータを始動する起動盤と、を備えた冷凍機システムの制御プログラムであって、
前記起動盤は、前記冷凍機による起動指令に対し、前記圧縮機の前記モータに電源供給を開始し始動させ、前記冷凍機へモータ起動信号及び起動完了信号を出力し、
前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記操作盤に異常状態を出力するステップを備える冷凍機システムの制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、冷凍機システムの制御装置、冷凍機システム、冷凍機システムの制御方法、及び冷凍機システムの制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ターボ冷凍機などの冷凍機の故障の監視については、様々な方法が開示されている。
例えば、特許文献1には、ターボ冷凍機の動作状況を遠隔監視し、異常を検知するとターボ冷凍機を停止することが開示されている。また、特許文献2には、異常を検知すると保守サービス担当者に通知することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2002−90011号公報
【特許文献2】特開2003−223522号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
冷凍機に備えられた圧縮機は、モータが始動することで回転が始まる。このモータの容量が大きいと(例えば1500KW等)、モータの始動専用の起動盤と呼ばれる装置を用意する必要がある。モータの始動には高い電圧で大きな電流を流す必要があり、起動盤はこれに見合う電源をモータに供給する装置である。
一般的に、冷凍機と起動盤は同一の制御ロジックで動作するものが使用されるが、冷凍機とは異なる制御ロジックで動作する起動盤が用意される場合もある。この場合、制御ロジックが異なるため、例えば冷凍機が停止要求指令を出力しても起動盤がこの停止要求指令を受け取れない可能性がある。起動盤が停止要求指令を受け取れないと、圧縮機への電源供給を停止できないことから圧縮機が停止できず、ひいては冷凍機が故障に至る虞があった。
上記特許文献1及び2に開示された発明では、上述したような課題については検討されていないため、この課題を解決する手段についても開示されていない。
【0005】
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、冷凍機とは異なる制御ロジックで動作する起動盤を備え、適切に圧縮機を停止させることができる冷凍機システムの制御装置、冷凍機システム、冷凍機システムの制御方法、及び冷凍機システムの制御プログラム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】
【0006】
上記課題を解決するために、本発明の冷凍機システムの制御装置、冷凍機システム、冷凍機システムの制御方法、及び冷凍機システムの制御プログラムは以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係る冷凍機システムの制御装置は、モータにより回転される圧縮機を備える冷凍機と、前記冷凍機に備えられ、該冷凍機の操作及び状態表示を行う操作盤と、前記モータに電源を供給し、該モータを始動する起動盤と、を備えた冷凍機システムの制御装置であって、前記起動盤は、前記冷凍機による起動指令に対し、前記圧縮機の前記モータに電源供給を開始し始動させ、前記冷凍機へモータ起動信号及び起動完了信号を出力し、前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記操作盤に異常状態を出力する。
【0007】
本態様によれば、冷凍機の停止後に、引き続きモータ起動信号及び/又は起動完了信号が出力されている場合は、冷凍機の操作盤に異常状態が出力されることから、冷凍機の停止後に圧縮機が回転を継続していることを外部に通知することができ、オペレータに異常を知らせることができる。通知を受けたオペレータが圧縮機の停止の操作を行うため、適切に圧縮機を停止することができ、冷凍機の故障を防止することができる。
【0008】
本発明の第二態様に係る冷凍機システムの制御装置は、モータにより回転される圧縮機を備える冷凍機と、前記冷凍機に備えられ、該冷凍機の操作及び状態表示を行う操作盤と、前記モータに電源を供給し、該モータを始動する起動盤と、を備えた冷凍機システムの制御装置であって、前記起動盤は、前記冷凍機による起動指令に対し、前記圧縮機の前記モータに電源供給を開始し始動させ、前記冷凍機へモータ起動信号及び起動完了信号を出力し、前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記操作盤から前記起動盤に対して緊急停止指令を出力する。
【0009】
本態様によれば、冷凍機の停止後に、引き続きモータ起動信号及び/又は起動完了信号が出力されている場合は、冷凍機の操作盤から起動盤に対して緊急停止指令を出力することから、冷凍機の停止後に圧縮機が回転を継続していても起動盤が緊急停止指令を受けて緊急停止することができる。よって、オペレータの操作を介さずに圧縮機を適切に緊急停止することができ、冷凍機の故障を防止することができる。
【0010】
上記第一態様では、前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記操作盤から前記起動盤に対して緊急停止指令を出力するとしてもよい。
【0011】
本態様によれば、冷凍機の停止後に、引き続きモータ起動信号及び/又は起動完了信号が出力されている場合に、操作盤に異常状態が出力され、かつ、操作盤から起動盤に対して緊急停止指令を出力することから、オペレータに異常を通知しつつ圧縮機を適切に緊急停止することができる。
【0012】
上記第二態様では、前記緊急停止指令は、メーク信号であるとしてもよい。
【0013】
例えば緊急停止指令がパルス信号である場合は故障などにより停止のタイミングを逃すと停止できないところ、本態様では緊急停止指令はメーク信号であることから、起動盤が信号を受け取る確度が上がり、より適切に停止することができる。
【0014】
上記第一または第二態様では、前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記圧縮機に接続されている蒸発器に備えられた冷水ポンプ及び凝縮器に備えられた冷却水ポンプの運転を継続するとしてもよい。
【0015】
本態様によれば、冷凍機の停止後に、引き続きモータ起動信号及び/又は起動完了信号が出力されている場合は、蒸発器に備えられた冷水ポンプ及び凝縮器に備えられた冷却水ポンプの運転を継続することから、冷水を製造せずに蒸発器の熱交換器を凍結から保護することができる。
【0016】
上記第一態様では、前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記圧縮機に備えられ、潤滑油を供給する油ポンプの運転を継続するとしてもよい。
【0017】
本態様によれば、冷凍機の停止後に、引き続きモータ起動信号及び/又は起動完了信号が出力されている場合は、圧縮機の油ポンプの運転を継続することから、圧縮機の潤滑油不足が発生するのを抑止することができる。これにより、圧縮機を保護することができる。
【0018】
上記第一態様では、前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記冷凍機の冷水出口温度が冷水入口温度と等しくなるように前記圧縮機の冷媒制御弁を制御するとしてもよい。
【0019】
本態様によれば、冷凍機の停止後に、引き続きモータ起動信号及び/又は起動完了信号が出力されている場合は、冷凍機の冷水出口温度が冷水入口温度と等しくなるように圧縮機の冷媒制御弁を制御することから、圧縮機のモータに冷媒を循環させながら冷水の製造を行わないように冷媒制御弁の制御を継続して、圧縮機のモータの冷却冷媒の不足を防止することができる。
【0020】
本発明の第三態様に係る冷凍機システムは、前述の冷凍機システムの制御装置を備える。
【0021】
本発明の第四態様に係る冷凍機システムの制御方法は、モータにより回転される圧縮機を備える冷凍機と、前記冷凍機に備えられ、該冷凍機の操作及び状態表示を行う操作盤と、前記モータに電源を供給し、該モータを始動する起動盤と、を備えた冷凍機システムの制御方法であって、前記起動盤は、前記冷凍機による起動指令に対し、前記圧縮機の前記モータに電源供給を開始し始動させ、前記冷凍機へモータ起動信号及び起動完了信号を出力し、前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記操作盤に異常状態を出力する工程を備える。
【0022】
本発明の第五態様に係る冷凍機システムの制御プログラムは、モータにより回転される圧縮機を備える冷凍機と、前記冷凍機に備えられ、該冷凍機の操作及び状態表示を行う操作盤と、前記モータに電源を供給し、該モータを始動する起動盤と、を備えた冷凍機システムの制御プログラムであって、前記起動盤は、前記冷凍機による起動指令に対し、前記圧縮機の前記モータに電源供給を開始し始動させ、前記冷凍機へモータ起動信号及び起動完了信号を出力し、前記冷凍機の停止後に、引き続き前記モータ起動信号及び/又は前記起動完了信号が出力されている場合は、前記操作盤に異常状態を出力するステップを備える。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、冷凍機の停止後の圧縮機の運転状態の監視が行われるので、正常に停止しないことによる圧縮機の損傷を防止し、冷凍機を保護できることにより、安定した運転を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1】本発明の第1実施形態に係る冷凍機システムを示した概略構成図である。
図2】本発明の第1実施形態に係る冷凍機を示した概略構成図である。
図3】本発明の参考例としての操作盤及び起動盤の通常時の信号及び動作を示したタイムチャートである。
図4】本発明の参考例としての操作盤及び起動盤の異常時の信号及び動作を示したタイムチャートである。
図5】本発明の第1実施形態に係る故障状態判定部の制御を示したフローチャートである。
図6】本発明の第1実施形態に係る本実施形態に係る操作盤及び起動盤の信号及び動作を示したタイムチャートである。
図7】本発明の第2実施形態に係る故障状態判定部の制御を示したフローチャートである。
図8】本発明の第2実施形態に係る運転/停止指令及び緊急停止指令、及び参考例としてのパルス信号を示したタイムチャートである。
図9】本発明の第2実施形態に係る操作盤及び起動盤の信号及び動作を示したタイムチャートである。
図10】本発明の第3実施形態に係る故障状態判定部の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】
【0025】
以下に、本発明に係る冷凍機システムの制御装置、冷凍機システム、冷凍機システムの制御方法、及び冷凍機システムの制御プログラムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
【0026】
〔第1実施形態〕
以下、本発明の第1実施形態について、図1乃至6を用いて説明する。
図1には、本実施形態に係る冷凍機システムの制御装置、冷凍機システム、冷凍機システムの制御方法、及び冷凍機システムの制御プログラムの概略構成が示されている。
図1に示されるように、冷凍機システム1は、ターボ冷凍機(冷凍機)11と、起動盤10と、冷凍機制御装置50とを主な構成として備えている。
ターボ冷凍機11は、操作盤20と、モータ72によって回転する圧縮機60とを備えている。
【0027】
図2には、本実施形態に係る冷凍機の概略構成が示されている。
図2に示されるように、ターボ冷凍機11は、空調機やファンコイル等の外部負荷86に供給する冷水に対して冷熱を与える。ターボ冷凍機11は、冷媒を圧縮する圧縮機60と、圧縮機60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62と、凝縮器62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63と、サブクーラ63からの液冷媒を膨張させる高圧膨張弁64と、高圧膨張弁64に接続されるとともに圧縮機60の中間段および低圧膨張弁65に接続される中間冷却器67と、低圧膨張弁65によって膨張させられた液冷媒を蒸発させる蒸発器66とを備えている。
【0028】
圧縮機60は、遠心式の2段圧縮機であり、回転数一定で駆動する固定速機である。なお、図2では固定速機を例示しているが、インバータによって回転数が可変制御される圧縮機を用いることとしてもよい。圧縮機60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。)76が設けられており、ターボ冷凍機11の容量制御が可能となっている。
【0029】
凝縮器62には、凝縮冷媒圧力を計測するための凝縮冷媒圧力センサPCが設けられている。サブクーラ63は、凝縮器62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。
凝縮器62及びサブクーラ63には、これらを冷却するための冷却水配管80が設置されている。この冷却水配管80は冷却塔83に接続されており、冷却水配管80を介して、凝縮器62、冷却塔83、及びサブクーラ63の間を冷却水が循環する。循環する冷却水は、凝縮器62において冷媒から凝縮熱(排熱)を吸熱し、冷却塔83において放熱した後、再びサブクーラ63へ送られる。冷却塔83における放熱は、外気との熱交換によって行われる。このように、冷却塔83によって、凝縮器62において冷媒が凝縮する際に放出する排熱が除去されるようになっている。冷却水配管80を流れる冷却水は、冷却水配管80に設置された冷却水ポンプ84によって圧送される。冷却水ポンプ84は、図示しない冷却水ポンプ用インバータモータによって駆動される。これにより、回転数を可変とすることにより、冷却水ポンプ84の吐出流量を可変に制御できるようになっている。
【0030】
蒸発器66において吸熱されることによって定格温度の冷水が得られる。すなわち、蒸発器66内に挿通された冷水配管82内を流れる冷水は、冷媒に熱が奪われることにより冷やされる。冷水配管82を流れる冷水は、冷水配管82に設置された冷水ポンプ85によって圧送される。冷水ポンプ85は、図示しない冷水ポンプ用インバータモータによって駆動される。これにより、回転数を可変とすることにより、冷水ポンプ85の吐出流量を可変に制御できるようになっている。
冷水入口温度は冷水配管82の蒸発器66入口近傍に設置された温度センサTinによって計測され、冷水出口温度は、冷水配管82の蒸発器66出口近傍に設けた温度センサToutによって計測される。
【0031】
凝縮器62の気相部と蒸発器66の気相部との間には、ホットガスバイパス管79が設けられている。そして、ホットガスバイパス管79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78が設けられている。ホットガスバイパス弁78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、IGV76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。
図2において、各種センサによって計測された計測値は、冷凍機制御装置(制御装置)50へ送信される。また、冷凍機制御装置50は、IGV76及びホットガスバイパス弁78の弁開度の制御を行う。
【0032】
図1に示したターボ冷凍機11では、凝縮器62及びサブクーラ63を設け、冷却塔83において外部へと排熱した冷却水と冷媒との間で熱交換を行い、冷却水を温める場合について述べたが、例えば、凝縮器62及びサブクーラ63に代えて空気熱交換器を配置し、空気熱交換器において外気と冷媒との間で熱交換を行うような構成としてもよい。また、ターボ冷凍機11は、上述した冷房機能のみを有する場合に限定されず、例えば、暖房機能のみ、或いは、冷房機能及び暖房機能の両方を有しているものであってもよい。また、冷媒と熱交換される媒体は、水でも空気でもよい。
【0033】
冷凍機制御装置50は、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。
【0034】
次に、参考例としての操作盤及び起動盤の信号及び動作について図3及び4を用いて説明する。
図3には、参考例としての操作盤及び起動盤の通常時の信号及び動作がタイムチャートに示されている。また図4には、参考例としての操作盤及び起動盤の異常時の信号及び動作がタイムチャートに示されている。
【0035】
図3に基づき、参考例としての操作盤及び起動盤の通常時の信号及び動作について説明する。
図3の時間t2において、オペレータが操作盤20を操作してターボ冷凍機11の運転を開始する。時間t4において、操作盤20から起動盤10に対し圧縮機60の起動指示が出力され、これを受けた起動盤10は操作盤20に対し起動アンサー(モータ起動信号)を出力し、モータ72を始動するために電源供給を開始する。
モータ72には、誘導電動機が用いられており、そのため起動直後は商用電源の周波数よりもゆっくり回転する。電源の供給継続によって商用電源の周波数に近づき一定時間経過したことをモータ72の起動完了とし、起動盤10は操作盤20に対し起動完了信号を出力する(時間t5)。ここで一定時間とは、例えば5〜15秒である。
運転を継続し、時間t16においてオペレータが操作盤20を操作してターボ冷凍機11の運転を停止する。これに伴い、圧縮機起動指示は停止し、これに応じて起動盤10の起動アンサー及び起動完了信号も停止し、モータ72への電源供給が停止される。
このように、通常時は、操作盤20からの信号に応じて、起動盤10からのモータ72への電源供給が停止されるため、圧縮機60が停止し、ターボ冷凍機11が正常に停止する。
【0036】
次に、図4に基づき、参考例としての操作盤及び起動盤の異常時の信号及び動作について説明する。ここで異常時とは、ターボ冷凍機11からの停止要求の出力を、起動盤10が受け取れない場合である。
図4において、開始処理は図3と同じであるので省略する。
運転を継続し、時間t16においてオペレータが操作盤20を操作してターボ冷凍機11の運転を停止する。これに伴い、圧縮機起動指示は停止する。圧縮機起動指示の停止は、すなわちターボ冷凍機11からの停止要求の出力であるが、起動盤10がこの停止要求を受け取れないため、起動盤10の起動アンサー及び起動完了信号は停止せず、モータ72への電源供給が継続される。
このように、ターボ冷凍機11と起動盤10との間で制御ロジックが異なる場合、起動盤10からのモータ72への電源供給が継続され、圧縮機60も回転が継続され、ターボ冷凍機11が停止せず、ひいては圧縮機60やターボ冷凍機11の故障に至る可能性がある。
【0037】
そこで本実施形態では、圧縮機起動指示の停止中の起動アンサー及び/又は起動完了信号の出力状態を異常と判断し、故障状態を出力する。
本実施形態における制御、及び操作盤及び起動盤の信号及び動作について図5及び6を用いて説明する。
図5には、本実施形態に係る故障状態判定部の制御がフローチャートに示されている。
故障状態判定部51は、ステップS501において、操作盤20にて圧縮機起動指示が停止されているか否かを判定する。停止されていると判定された場合はステップS502へ、停止されていない、すなわち圧縮機60は運転中であると判定された場合はステップS501へ戻る。
圧縮機起動指示が停止されていると判定された場合は、起動盤10の起動アンサー及び/又は起動完了信号が停止されているか否かを判定する(S502)。停止されていると判定された場合は処理を終了し、停止されていないと判定された場合はステップS503へ遷移する。
起動アンサー及び/又は起動完了信号が停止されていないと判定された場合は、操作盤20ではターボ冷凍機11を停止したにもかかわらず起動盤10が停止せず圧縮機60も運転し続けていることから異常であると判断し、操作盤20は故障状態を出力する(S503)。ここで、故障状態の出力としては、例えば故障の状態をディスプレイに表示する、ブザー音を鳴らす、メッセージを発報する等の様々な方法を採ることができる。また、冷凍機システム1の監視設備へ状態を出力するとしてもよい。
【0038】
図6には、本実施形態に係る操作盤及び起動盤の信号及び動作がタイムチャートに示されている。
図6の時間t2において、オペレータが操作盤20を操作してターボ冷凍機11の運転を開始する。時間t4において、操作盤20から起動盤10に対し圧縮機60の起動指示が出力され、これを受けた起動盤10は操作盤20に対し起動アンサー(モータ起動信号)を出力し、モータ72を始動するために電源供給を開始する。モータ72が起動完了となると、起動盤10は操作盤20に対し起動完了信号を出力する(時間t5)。
運転を継続し、時間t16においてオペレータが操作盤20を操作してターボ冷凍機11の運転を停止する。これに伴い、圧縮機起動指示は停止する。圧縮機起動指示の停止は、すなわちターボ冷凍機11からの停止要求の出力であるが、起動盤10がこの停止要求を受け取れない場合、起動盤10の起動アンサー及び起動完了信号は停止せず、モータ72への電源供給が継続される。
冷凍機制御装置50の故障状態判定部51は、図5に示された制御により、起動アンサー及び/又は起動完了信号が停止されていないと判定し、操作盤20が故障状態を出力するよう制御を行う(時間t16)。
【0039】
以上、説明してきたように、本実施形態に係る冷凍機システムの制御装置、冷凍機システム、冷凍機システムの制御方法、及び冷凍機システムの制御プログラムによれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態によれば、ターボ冷凍機11の停止後に、引き続き起動アンサー及び/又は起動完了信号が出力されている場合は、ターボ冷凍機11の操作盤20に異常状態が出力されることから、ターボ冷凍機11の停止後に圧縮機60が回転を継続していることを外部に通知することができ、オペレータに異常を知らせることができる。通知を受けたオペレータが圧縮機60が損傷する前に圧縮機60の停止の操作を行うため、適切に圧縮機60を停止することができ、ターボ冷凍機11の故障を防止することができる。
【0040】
〔第2実施形態〕
以下、本発明の第2実施形態について、図7乃至9を用いて説明する。
上記した第1実施形態では、故障状態を出力するとしたが、本実施形態では、緊急停止指令を出力するものである。その他の点については第1実施形態と同様であるので、同様の構成については同一符号を付しその説明は省略する。
【0041】
図7には、本実施形態に係る故障状態判定部の制御がフローチャートに示されている。
故障状態判定部51は、ステップS701において、操作盤20にて圧縮機起動指示が停止されているか否かを判定する。停止されていると判定された場合はステップS702へ、停止されていない、すなわち圧縮機60は運転中であると判定された場合はステップS701へ戻る。
圧縮機起動指示が停止されていると判定された場合は、起動盤10の起動アンサー及び/又は起動完了信号が停止されているか否かを判定する(S702)。停止されていると判定された場合は処理を終了し、停止されていないと判定された場合はステップS703へ遷移する。
起動アンサー及び/又は起動完了信号が停止されていないと判定された場合は、操作盤20ではターボ冷凍機11を停止したにもかかわらず起動盤10が停止せず圧縮機60も運転し続けていることから異常であると判断し、操作盤20は緊急停止指令を行う(S703)。具体的には、起動盤10に対し緊急停止指令となるメーク信号を出力する。そのため、起動盤10側は、メーク信号である緊急停止指令を受け取れるように回路を設ける必要がある。
【0042】
図8には、本実施形態に係る運転/停止指令及び緊急停止指令、及び参考例としてのパルス信号がタイムチャートに示されている。
図8に示されるように、本実施形態に係る操作盤20の運転/停止指令はメーク信号にて出力される。通常、時間tsで運転/停止指令はONとなり運転が指令され、メーク信号は連続信号であることから運転中はONが継続され、時間teで運転/停止指令はOFFとなり停止が指令される。
これに対し、参考例としてのパルス信号による指令は、時間tsで運転指令がONとなり、時間teで停止指令がONとなる。このように、パルス信号は一瞬の信号による指令であり、停止指令のタイミングを逃すとターボ冷凍機11や圧縮機60を停止することができない。
そこで、メーク信号による緊急停止指令(トリップ指令)を追加する。時間teにおいて、運転/停止指令がOFFとなった場合に、図7に示された制御により、起動アンサー及び/又は起動完了信号が停止されていないと判定されると、操作盤20が圧縮機緊急停止指令を出力し、これを受け取った起動盤10は緊急停止を行い、圧縮機60のモータ72への電源供給を停止する。
【0043】
図9には、本実施形態に係る操作盤及び起動盤の信号及び動作がタイムチャートに示されている。
図9の時間t2において、オペレータが操作盤20を操作してターボ冷凍機11の運転を開始する。時間t4において、操作盤20から起動盤10に対し圧縮機60の起動指示が出力され、これを受けた起動盤10は操作盤20に対し起動アンサー(モータ起動信号)を出力し、モータ72を始動するために電源供給を開始する。モータ72が起動完了となると、起動盤10は操作盤20に対し起動完了信号を出力する(時間t5)。
運転を継続し、時間t16においてオペレータが操作盤20を操作してターボ冷凍機11の運転を停止する。これに伴い、圧縮機起動指示は停止する。圧縮機起動指示の停止は、すなわちターボ冷凍機11からの停止要求の出力であるが、起動盤10がこの停止要求を受け取れない場合、起動盤10の起動アンサー及び起動完了信号は停止せず、モータ72への電源供給が継続される。
冷凍機制御装置50の故障状態判定部51は、図7に示された制御により、起動アンサー及び/又は起動完了信号が停止されていないと判定し、操作盤20が圧縮機緊急停止指令を出力するよう制御を行う(時間t16)。これを受け取った起動盤10は緊急停止を行い、圧縮機60のモータ72への電源供給を停止する(時間t18)。
【0044】
以上、説明してきたように、本実施形態に係る冷凍機システムの制御装置、冷凍機システム、冷凍機システムの制御方法、及び冷凍機システムの制御プログラムによれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態によれば、ターボ冷凍機11の停止後に、引き続き起動アンサー及び/又は起動完了信号が出力されている場合は、ターボ冷凍機11の操作盤20から起動盤10に対して緊急停止指令を出力することから、ターボ冷凍機11の停止後に圧縮機60が回転を継続していても起動盤10が緊急停止指令を受けて緊急停止することができる。よって、オペレータの操作を介さずに圧縮機60を適切に緊急停止することができ、ターボ冷凍機11の故障を防止することができる。
【0045】
また例えば緊急停止指令がパルス信号である場合は、故障などによりパルス信号を受け取れず停止のタイミングを逃すと停止できないところ、本実施形態では緊急停止指令を連続信号であるメーク信号とすることから、起動盤10が信号を受け取る確度が上がり、より適切に停止することができる。
【0046】
〔第3実施形態〕
以下、本発明の第3実施形態について、図10を用いて説明する。
上記した第2実施形態では、緊急停止指令を出力するとしたが、本実施形態では、圧縮機保護のための制御を行うものである。その他の点については第2実施形態と同様であるので、同様の構成については同一符号を付しその説明は省略する。
【0047】
図10には、本実施形態に係る故障状態判定部の制御がフローチャートに示されている。
故障状態判定部51は、ステップS101において、操作盤20にて圧縮機起動指示が停止されているか否かを判定する。停止されていると判定された場合はステップS102へ、停止されていない、すなわち圧縮機60は運転中であると判定された場合はステップS101へ戻る。
圧縮機起動指示が停止されていると判定された場合は、起動盤10の起動アンサー及び/又は起動完了信号が停止されているか否かを判定する(S102)。停止されていると判定された場合は処理を終了し、停止されていないと判定された場合はステップS103へ遷移する。
起動アンサー及び/又は起動完了信号が停止されていないと判定された場合は、操作盤20ではターボ冷凍機11を停止したにもかかわらず起動盤10が停止せず圧縮機60も運転し続けていることから異常であると判断し、操作盤20は故障状態を出力する(S103)。
【0048】
次に、圧縮機60が運転を継続した場合、冷水を製造せずに圧縮機60や、その他ターボ冷凍機11の基幹部品を保護できるように各部の制御を行う。ステップS104において、圧縮機60に接続されている蒸発器66に備えられた冷水ポンプ85及び凝縮器62に備えられた冷却水ポンプ84の運転を継続する。冷水ポンプ85の運転が継続されると冷水が、冷却水ポンプ84の運転が継続されると冷却水がそれぞれ循環する。
次に、ステップS105において、圧縮機60に備えられ潤滑油を供給する油ポンプ90の運転を継続する。油ポンプ90の運転が継続されると、圧縮機の潤滑油が循環される。
次に、ステップS106において、ターボ冷凍機11の冷水出口温度が冷水入口温度と等しくなるように圧縮機60のIGV76を制御する。IGV76を上述したように制御することで、冷媒を循環させる一方、冷水製造が行われない。
【0049】
本実施形態では、ステップS104乃至S106の全ての制御を行うとしたが、いずれか1つの制御のみを実行してもよく、またいずれかを組み合わせて実行するとしてもよい。
【0050】
以上、説明してきたように、本実施形態に係る冷凍機システムの制御装置、冷凍機システム、冷凍機システムの制御方法、及び冷凍機システムの制御プログラムによれば、以下の作用効果を奏する。
本実施形態によれば、ターボ冷凍機11の停止後に、引き続き起動アンサー及び/又は起動完了信号が出力されている場合は、蒸発器66に備えられた冷水ポンプ85及び凝縮器62に備えられた冷却水ポンプ84の運転を継続することから、冷水を製造せずに蒸発器66の熱交換器を凍結から保護することができる。
【0051】
また本実施形態によれば、ターボ冷凍機11の停止後に、引き続き起動アンサー及び/又は起動完了信号が出力されている場合は、圧縮機60の油ポンプ90の運転を継続することから、圧縮機60の潤滑油不足が発生するのを抑止することができる。これにより、圧縮機60を保護することができる。
【0052】
また本実施形態によれば、ターボ冷凍機11の停止後に、引き続き起動アンサー及び/又は起動完了信号が出力されている場合は、ターボ冷凍機11の冷水出口温度が冷水入口温度と等しくなるように圧縮機60のIGV76を制御することから、圧縮機60のモータ72に冷媒を循環させながら冷水の製造を行わないようにIGV76の制御を継続して、圧縮機60のモータ72の冷却冷媒の不足を防止することができる。
【0053】
以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更なども含まれる。
【0054】
上述した各実施形態を組み合わせて実施するとしてもよい。
例えば、第1実施形態及び第2実施形態を組み合わせて実施することで、ターボ冷凍機11の停止後に、引き続き起動アンサー及び/又は起動完了信号が出力されている場合に、操作盤20に異常状態が出力され、かつ、操作盤20から起動盤10に対して緊急停止指令を出力することから、オペレータに異常を通知しつつ圧縮機60を適切に緊急停止することができるという効果が得られる。
【符号の説明】
【0055】
1 冷凍機システム
10 起動盤
11 ターボ冷凍機(冷凍機)
20 操作盤
50 冷凍機制御装置(制御装置)
60 圧縮機
72 モータ
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10