[发明专利]控制装置、控制方法及程序

说明书

本发明提供一种具备避免压缩机(1)喘振的功能的控制装置。控制装置(40)具备：变动指令部(41)，使对包括压缩机(1)的系统(100)的指令值，即影响所述压缩机(1)的运行状态的所述指令值变动；比例系数计算部(44)，计算表示基于所述指令值运行所述系统时的所述压缩机(1)或驱动所述压缩机(1)的电动机(30)的状态的参数的变动相对于所述指令值的所述参数的变动的比例系数；及控制部，基于所述比例系数的值，进行避免或抑制所述压缩机(1)喘振的控制。

技术领域

本发明涉及一种控制装置、控制方法及程序。本发明主张基于2020年11月27日于日本申请的日本特愿2020-196891号的优先权，并将其内容援用于此。

背景技术

已知关于涡轮压缩机或涡轮制冷机中所使用的离心压缩机，若在压缩机的前后压差高的状态下，减小流量则会剧烈振动。该现象被称为喘振。若发生喘振，则不仅压缩机的效率会降低，而且压缩机也有可能受损。因此，离心压缩机需要通过避免喘振的控制装置进行控制。避免喘振的控制由检测喘振的功能及改变压缩机的运行条件的功能这两个构成。所谓改变压缩机的运行条件的功能是将压缩机的运行条件从高压差且小流量改变为小压差且大流量的功能。例如，设置将与压缩机的排出侧连接的高压配管和与压缩机的吸入侧连接的低压配管进行连接的循环流配管，从而增加从高压配管通过循环流配管而向低压配管的制冷剂等流体的循环流量。由此，压缩机的排出侧压力降低，流体的流量增加与循环流相当的量，从而避免了喘振。循环并不是必须的，例如，在流体为空气的情况下，通常从压缩机的排出侧的配管向空气释放。

压缩机对流体所做的功中，与循环流量相对应的功不以制冷等本来的目的被使用，而只是加热流体，因此是损失。因此，要求循环流量为所需最小限度。为了将循环流量设为所需最小限度，首先，喘振的检测精度很重要。压缩机喘振的检测通常基于压缩机所压缩的流体的流量与压缩机的排出压力(或压缩机的吸入侧与排出侧的压力比)而进行(专利文献1)。也可以代替流体流量而监视马达的驱动电流(专利文献2)。

在此，参考图10。图10中所例示的是压缩机的特性曲线。图10的图表的纵轴是压缩机的排出压力(或压缩比)，横轴是流体的流量。喘振线L1表示压缩机的排出压力与流量的关系中的发生喘振的运行区域与未发生喘振的运行区域的边界线。喘振是在压缩机中流体的流量下降时所发生的异常的运行状态。当压缩机的工作点处于喘振线L1的左侧的区域中所包含的排出压力与流量的关系时，即成为高压(或高压差)且小流量时，发生喘振的可能性变高。将喘振线L1的左侧的区域称为喘振区域。当压缩机的运行条件突入喘振区域时，打开设置在循环流配管上的循环流量调节阀，使排出压力或压力比降低的同时增加流体的流量，从而使运行条件过渡到未发生喘振的喘振线L1右下的区域。

在该控制中，喘振线L1的精度很重要。若喘振线L1不准确，则有可能必须使流体额外循环与其误差相当的量。如此则无法减少压缩机功的损失。对于误差的原因进行叙述。图10的喘振线L2是由于压缩机内部的污垢等而经过了运行时间之后从L1变化而得的喘振线。这种变化很大程度上依赖于因压缩机的运行时间或运行履历等引起的性能劣化。由于无法预先无误差地设定喘振线L2，因此通常压缩机容许损失，在发生喘振紧前打开循环流量调节阀等而进行运行。作为对喘振线L2的误差的措施，例如，在专利文献3中，公开有根据排出压力与压缩机的驱动电流的变动，考虑运行时间的经过而检测喘振发生的技术。但是，排出压力或流量(或驱动电流)变动时的频率或振幅不仅根据压缩机单体的性质来确定，还依赖于与压缩机连接的配管的尺寸、与配管连接的容器的体积、流体的温度或组成、旁通配管的流量调整阀等。因此，对于排出压力或流量的变动，难以确定对喘振发生进行判定的阈值。