冷凍装置の運転制御装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍負荷に応じて圧縮機の容量を複数のステップに制御するようにした冷凍装置の運転制御装置に係り、特に、制御の安定性及び追随性の向上対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば特開昭５９−１８５９３１号公報に開示される如く、複数のステップに調節可能な圧縮機を備えた空気調和装置において、室内の空気温度をその設定温度と所定の設定時間毎に比較して、設定温度付近のホールド領域ではキープ信号を、ホールド領域よりも高負荷側のアップ領域ではロードアップ信号を、ホールド領域よりも低負荷側のダウン領域ではロードダウン信号をそれぞれ出力し、その指令信号に応じて圧縮機の容量を１ステップずつ増減又は維持するよう制御する一方、装置の起動時のみ指令信号を出力するための設定時間を短くするよう変更することにより、室内温度を快適な温度範囲に維持しようとするものは公知の技術である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばチラー回路の冷却液を蒸発器で冷媒との熱交換により冷却するようにした冷凍装置に対しても、上記従来のもののように、圧縮機の運転容量を冷却液温度と設定温度との差温値に応じて増減調節することにより、冷却液温度を設定温度付近に維持することができるが、その場合、圧縮機の容量を増減調節する周期である設定時間は、長すぎると追随性が悪化し、短すぎると安定性が悪化するので、制御の安定性と追随性とのバランスをとって定められている。
【０００４】しかしながら、そのように一定の周期で圧縮機の容量制御を行う場合、以下のような問題があった。
【０００５】第１に、運転開始直後のプルダウン運転時に１ステップずつしかロードアップしないので、圧縮機の容量が１００％に到達するまでに時間が係り、そのためプルダウン時間が長くなる。
【０００６】第２に、急激に負荷が増減変化した場合、すぐには負荷に見合ったステップまでロード変化できないので温度制御の追随性がよくない。
【０００７】第３に、チラー回路の保有水量が多いときには、制御の応答が遅れ気味となるので、サンプリング時間が相対的に短すぎることになって、ホールド領域から外れたときに圧縮機の容量が必要以上に頻繁に変更されるので、アップ領域で高容量になる結果、変動幅が過大になる虞れがあった。一方、チラー回路の保有水量が少ないときには、制御の応答が速いので、サンプリング時間が相対的に長すぎることになって、追随性が悪化し、ホールド領域からのオーバーシュートが過大になる虞れがあった。
【０００８】本発明は、上述のような諸点に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御される熱媒体温度の変化パターンに応じて通常制御によるロード変化とは異なる制御を行うことにより、制御の追随性の向上を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１の発明の講じた手段は、図１に示すように（破線部分を含まず）、運転容量が複数のステップに調節可能な圧縮機（１）と、熱源側熱交換器（２）と、利用側熱交換器（４）とを備えた冷凍装置を前提とする。
【００１０】そして、冷凍装置の運転制御装置として、上記利用側熱交換器（４）の利用側熱媒体の出口温度を検出する出口温度検出手段（Ｔho）と、該出口温度検出手段（Ｔho）で検出される出口温度と出口設定温度とを設定時間毎に比較して、出口設定温度付近のホールド領域では圧縮機（１）の容量をそのまま維持するよう指令するキープ信号を、ホールド領域よりも高負荷側のアップ領域では圧縮機（１）の容量を増大させるよう指令するロードアップ信号を、ホールド領域よりも低負荷側のダウン領域では圧縮機（１）の容量を低減するよう指令するロードダウン信号をそれぞれ出力する信号出力手段（８）と、該信号出力手段（８）の出力を受け、上記圧縮機（１）の容量を１ステップずつ増減又は維持するよう制御する出口基準容量制御手段（５１）と、上記利用側熱交換器（４）の利用側熱媒体の入口温度を検出する入口温度検出手段（Ｔhi）と、該入口温度検出手段（Ｔhi）及び上記出口温度検出手段（Ｔho）の出力を受け、上記圧縮機（１）の各ロードステップでの運転時における上記利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶する記憶手段（９ｂ）と、上記入口温度検出手段（Ｔhi）の出力を受け、入口温度と上記出口設定温度との温度差が上記記憶手段（９ｂ）に記憶される各ロードステップの高容量側のロードステップにおける対応媒体温度差よりも高負荷側にあるときには、上記出口基準容量制御手段（５１）の制御を停止させて、ただちに当該高容量側のロードステップまで上記圧縮機（１）の容量を増大させるよう変更する入口基準容量制御手段（５２Ａ）とを設ける構成としたものである。
【００１１】請求項２の発明の講じた手段は、上記請求項１の発明と同様の冷凍装置を前提とし、冷凍装置の運転制御装置として、上記請求項１の発明と同様の出口温度検出手段（Ｔho）と、信号出力手段（８）と、出口基準容量制御手段（５１）と、入口温度検出手段（Ｔhi）と、記憶手段（９ｂ）とを設け、さらに、上記出口温度検出手段（Ｔho）の出力を受け、あるロードステップにおける出口温度と出口設定温度との差温が上記記憶手段（９ｂ）に記憶される高容量側のロードステップにおける対応媒体温度差と当該ロードステップにおける対応媒体温度差との偏差よりも大きいときには、上記出口基準容量制御手段（５１）の制御を強制的に停止させて圧縮機（１）の容量を当該高容量側のロードステップまで変更させる入口基準容量制御手段（５２Ｂ）とを設けたものである。
【００１２】請求項３の発明の講じた手段は、上記請求項１又は２の発明において、記憶手段（９ｂ）を、利用側熱媒体の出口温度が出口設定温度に近いときに記憶するように構成したものである。
【００１３】請求項４の発明の講じた手段は、上記請求項１，２又は３の発明において、図１の破線部分に示すように、入口温度検出手段（Ｔhi）及び出口温度検出手段（Ｔho）により複数回検出された利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差の平均値を演算する演算手段（５３）を設け、記憶手段（９ｂ）を該演算手段（５３）で演算された利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差の平均値を対応媒体温度差として記憶するように構成したものである。
【００１４】
【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、冷凍装置の運転時、信号出力手段（８）により、出口温度検出手段（Ｔho）で検出される利用側熱媒体の利用側熱交換器（４）出口温度がその出口設定温度と設定時間毎に比較され、出口設定温度との差温に応じてロードアップ信号、ロードダウン信号又はキープ信号が出力され、出口基準容量制御手段（５１）により、その信号に応じて圧縮機（１）のロードステップが増減調節されて、利用側熱媒体の出口温度を設定温度付近に維持するよう制御される。
【００１５】そのとき、設定時間毎に１ステップずつ圧縮機（１）のロードステップの変更を行っていたのでは、外部条件の変化等により急激に負荷が変動すると制御の時間遅れが生じることがあるが、本発明では、入口温度検出手段（Ｔhi）で検出される利用側熱媒体の利用側熱交換器（４）の入口温度と出口温度検出手段（Ｔho）で検出される出口温度との温度差について、圧縮機（１）の各ロードステップでの運転時における値が対応媒体温度差として記憶手段（９ｂ）に記憶され、強制容量増大手段（５２Ａ）により、利用側熱媒体の入口温度と出口設定温度との温度差が、記憶手段（９ｂ）に記憶されるいずれかのロードステップの対応媒体温度差よりも大きいときには、出口基準容量制御手段（５１）による制御を待つことなくただちに圧縮機（１）の容量増大が行われる。したがって、当該冷凍装置の特性を考慮して判断される適正なロードステップに変更され、制御精度の向上を図りつつ、プルダウン運転時にはプルダウンに要する時間が短縮され、かつ制御の追随性が向上することになる。
【００１６】請求項２の発明では、出口基準容量制御手段（５１）により、上記請求項１の発明と同様の定常状態における圧縮機（１）の容量調節が行われる。そのとき、負荷が急激に増減して、利用側熱媒体の出口温度と出口設定温度との差温が、高容量側のロードステップにおける対応媒体温度差と当該ロードステップにおける対応媒体温度差との偏差よりも大きくなったときには、強制容量増大手段（５２Ｂ）により、上記出口基準容量制御手段（５１）の制御が強制的に停止され、圧縮機（１）のロードが当該高容量側のロードステップに変更されるので、急激な負荷の変化に対して制御遅れを招くことなく冷凍能力の制御が行われる。したがって、プルダウン運転時にはプルダウンに要する時間が短縮されるとともに、利用側熱媒体の出口温度のホールド領域からのオーバーシュートが抑制されることになる。
【００１７】請求項３の発明では、上記請求項１又は２の発明において、記憶手段（９ｂ）により、利用側熱媒体の出口温度が出口設定温度に近いときにおける入口温度と出口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶するようにしたので、出口温度に大きく影響される冷凍装置の性能が略等しい条件下で対応媒体温度差が求められることになる。
【００１８】請求項４の発明では、演算手段（５３）により、入口温度検出手段（Ｔhi）及び出口温度検出手段（Ｔho）により複数回検出された入口温度と出口温度との温度差が平均され、その平均値が対応媒体温度差として記憶手段（９ｂ）に記憶されるので、外気温度や利用側熱媒体温度の変化で冷凍装置の性能が変化してもその影響を受けることがなく、また、負荷が急激に変動したときにも制御応答の遅れに起因する検出値のバラツキが均され、制御精度が著しく向上することになる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００２０】まず、請求項１の発明に係る第１実施例の前提技術について、図２および図３に基づき説明する。図２は冷凍装置およびチラー回路の配管系統を示し、機械等の冷却液（水）が循環するチラー回路（Ｃ）と、該チラー回路（Ｃ）の冷却液を冷却するための冷凍装置（Ａ）とが配置されている。該冷凍装置（Ａ）は、圧縮機（１）と、熱源側熱交換器である凝縮器（２）と、減圧弁（３）と、蒸発器として機能し、制御対象としてのチラー回路（Ｃ）の冷却液（利用側熱媒体）を冷却する利用側熱交換器である冷却器（４）とを備えていて、上記各機器（１）〜（４）をそれぞれ冷媒配管で接続してなる冷媒回路（５）が構成されている。
【００２１】すなわち、冷凍装置（Ａ）の運転時、圧縮機（１）から吐出された冷媒が凝縮器（２）で凝縮され、減圧弁（３）で減圧されて、冷却器（４）で蒸発した後、圧縮機（１）に戻るように循環することにより、冷却器（４）で冷媒との熱交換によりチラー回路（Ｃ）の冷却液を冷却するようになされている。
【００２２】ここで、上記圧縮機（１）は、図示しないがアンロード機構又はインバータにより、その運転容量が定格容量の２５，５０，７５，１００％の４ステップに調節可能になされている。
【００２３】そして、上記チラー回路（Ｃ）の冷却器（４）入口側の水配管には冷却液の入口温度Ｔiを検出する入口温度検出手段としての入口センサ（Ｔhi）が配置され、チラー回路（Ｃ）の冷却器（４）出口側の水配管には冷却液の出口温度Ｔoを検出する出口温度検出手段としての出口センサ（Ｔho）が配置されている。
【００２４】また、上記冷凍装置（Ａ）には運転を制御するためのコントローラ（９）が配置されており、該コントローラ（９）には、ＣＰＵ（９ａ）と、記憶手段としての記憶装置（９ｂ）とが配設され、さらに、上記入口センサ（Ｔhi）及び出口センサ（Ｔho）がそれぞれ信号線を介して接続されている。
【００２５】ここで、上記コントローラ（９）の制御内容について、図３のフローチャートに基づき説明する。図３は、２５％ロード運転中における冷却液の入口温度Ｔiと出口温度Ｔoとの温度差（Ｔi−Ｔo）を媒体温度差ΔＴ25として記憶するための制御内容を示し、ステップＳＴ１で、上記出口センサ（Ｔho）で検出される冷却液の出口温度Ｔoが、安定領域の上限である第１設定温度Ｔs1と下限である第２設定温度Ｔs2との間になるまで待って、ステップＳＴ２で、後述の温度差Ｔn（ｎ＝１，２，３）の更新を行い、ステップＳＴ３で、Ｔ1＝Ｔi−Ｔoとして媒体温度差の演算をした後、ステップＳＴ４で、ΔＴ25＝（Ｔ1＋Ｔ2＋Ｔ3）／３として３回演算した値Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3の平均値を算出する。そして、ステップＳＴ５で、サンプリングタイムｘ秒が経過するまで待って、上記ステップＳＴ１に戻る。そして、上記の制御で得られた平均値ΔＴ25を対応媒体温度差として上記記憶装置（９ｂ）に記憶するようになされている。なお、５０％ロード運転、７５％ロード運転、１００％ロード運転についても、上述と同じ手順により、対応媒体温度差ΔＴ50，ΔＴ75，ΔＴ100が算出され、例えば、ΔＴ25＝１．２５（℃）、ΔＴ50＝２．５（℃）、ΔＴ75＝３．７５（℃）、ΔＴ100＝５（℃）として、記憶装置（９ｂ）に記憶するようになされている。
【００２６】なお、チラー回路（Ｃ）の水量が異なると、同じ圧縮機（１）のロードステップに対応する対応媒体温度差ΔＴｎの値も変わってくるが、上記フローを絶えず繰り返すことで、そのときの水量における対応媒体温度差ΔＴｎの値が求められる。
【００２７】上記フローにおいて、ステップＳＴ１からＳＴ２〜ＳＴ４に移行する制御により、請求項３の発明にいう記憶手段（９ｂ）の機能が構成され、ステップＳＴ４の制御により、請求項４の発明にいう演算手段（５３）が構成されている。
【００２８】そして、上述の制御により求められた圧縮機（１）のロードステップと対応媒体温度差ΔＴｎ（ｎ＝２５，５０，７５，１００）との関係は、例えば下記表１のごとく、上記記憶装置（９ｂ）に記憶されている。
【００２９】
【表１】
【００３０】そして、上記コントローラ（９）により、この記憶内容に基づき、圧縮機（１）のロードステップが制御される。例えば現在５０％ロードで、出口設定温度Ｔｓが７℃のときに、入口温度Ｔoが１３℃であったとすると、入口温度Ｔoと出口設定温度Ｔｓとの温度差は、１３−７＝６（℃）となる。この温度差（６℃）に最も近い対応媒体温度差ΔＴｎは上記表１から６℃であり、そのときのロードステップは７５％である。そこで、圧縮機（１）の容量を７５％ロードに制御することにより、予測される出口温度Ｔoを設定出口温度Ｔｓに最も近付けるようにしている。この制御により、請求項１の発明にいう入口基準容量制御手段（５２）が構成されている。
【００３１】したがって、予め記憶装置（９ｂ）に圧縮機（１）のロードステップとこれに対する入口温度Ｔiと出口温度Ｔoとの温度差（対応媒体温度差ΔＴｎ）との関係が記憶されており、この記憶内容に基づいて、入口基準容量制御手段（５２）により、圧縮機（１）の容量が、入口温度Ｔiと出口設定温度Ｔｓとの温度差に最も近い対応媒体温度差ΔＴｎを生ぜしめるロードステップにするよう制御される。すなわち、そのときの入口温度Ｔiから圧縮機（１）のロードステップを変更したときに予想される出口温度Ｔoが出口設定温度Ｔｓに近付くように制御される。
【００３２】ここで、単に出口温度Ｔoをサーモ制御するようしたものでは、水量が少ないときには、サンプリング中に温度が下がって停止することがしばしばあり、そのため、制御がハンチング状態となる虞れがある。一方、ハンチングを防止するにはディファレンシャルを大きくする必要があるが、反面ディファレンシャルを大きくすることで、ホールド領域の上限付近の設定温度Ｔｓとは離れた温度で安定する虞れが生じる。したがって、運転状態によっては、水温を設定温度Ｔｓに安定させることが困難となる。
【００３３】そのときの水量に応じて記憶されるロードステップと入口温度Ｔi−出口温度Ｔo間の対応媒体温度差ΔＴｎとの関係に基づいて、圧縮機（１）のロードステップが選択されるので、少ない水量範囲でも、出口温度Ｔoが設定温度Ｔｓに近付くよう制御されることになる。したがって、圧縮機（１）の発停が少なくなり、制御のハンチング状態が回避され、水温制御の精度及び安定性が向上することになる。
【００３４】また、上記図３のフローに示すように、冷却液の出口温度Ｔoが設定温度に近いときにおける入口温度Ｔｉと出口温度Ｔoとの温度差を対応媒体温度差ΔＴ100，ΔＴ75，…として記憶するようにした場合、冷凍装置の性能は出口温度Ｔoに大きく影響されることから、より正確な判断を行うことができる。
【００３５】さらに、演算手段（５３）により、入口センサ（Ｔhi）及び出口センサ（Ｔho）により複数回検出された値を平均し、その平均値を対応媒体温度差ΔＴ100，ΔＴ75，…として記憶装置（９ｂ）に記憶するようにした場合、外気温度や冷却液温度の変化で冷凍装置の性能が変化してもその影響を受けることがない。さらに、負荷が急激に変動したとき、入口温度Ｔiは急激に上昇するが出口温度Ｔoは未だ上昇していないので、そのときの温度差を対応媒体温度差として記憶すると、制御の精度が悪化する虞れが生じるが、複数回の検出値を平均することにより、そのような事態を回避し得る。よって、制御精度が顕著に向上することになる。
【００３６】次に、請求項１の発明に係る第１実施例について、図４〜図６に基づき説明する。図４は第１実施例における冷凍装置及びチラー回路の配管系統を示し、冷凍装置（Ａ）の冷媒回路（５）およびチラー回路（Ｃ）の構成および配置されるセンサ類は上記図２に示す前提技術の構成と同じである。
【００３７】ここで、本第１実施例では、該出口センサ（Ｔho）の出力は、水温制御用サーモスタットの制御部である温度調節器（８）に接続されている。すなわち、出口センサ（Ｔho）で検出される冷却液の冷却器（４）出口温度Ｔoを出口設定温度と設定時間（サンプリング時間）毎に比較して、温度調節器（８）から、上記圧縮機（１）の合計容量を増減変更するよう指令する指令信号を出力するようになされていて、該温度調節器（８）は信号出力手段としての機能を有するものである。一方、冷凍装置（Ａ）のコントローラ（９）には、ＣＰＵ（９ａ）と、記憶手段としての記憶装置（９ｂ）と、後述の第１〜第４タイマ（ＴM1）〜（ＴM4）とが配設され、さらに、上記入口センサ（Ｔhi）及び温度調節器（８）がそれぞれ信号線を介して接続されている。
【００３８】ここで、上記温度調節器（８）には、３つのスイッチ（Ｙ1）〜（Ｙ3）が配置されている。上記スイッチ（Ｙ1），（Ｙ2）は、図５に示すように、水温の変化に対して互いに所定のディファレンシャルΔＴ（例えば２℃程度の温度差）を有する２つの第１，第２設定温度Ｔs1，Ｔs2（ただし、Ｔs1＞Ｔs2で、それぞれ例えば７℃，５℃程度の値）に基づいて、該設定温度Ｔs1，Ｔs2とは所定の個別ディファレンシャル（例えば０．４℃程度の値）dＴ1，dＴ2をもってオン・オフを切換える２つの出力１，２を出力するものである。すなわち、出力１は、水温の上昇時には設定温度Ｔs1に達するとオンからオフに切換わる一方、水温の下降時には温度（Ｔs1−dＴ1）に達するとオフからオンに切換わり、出力２は、水温の下降時には設定温度Ｔs2に達するとオンからオフに切換わる一方、水温の上昇時には温度（Ｔs2＋dＴ2）に達すると、オフからオンに切換わるようになされている。
【００３９】そして、この各スイッチ（Ｙ1），（Ｙ2）の出力１，２の組合わせに応じて、温度調節器（８）からコントローラ（９）に対して下記表２に示すような圧縮機（１）の容量制御のための指令信号を出力するようになされている。すなわち、出力１がオンで出力２がオフであれば、水温が低い状態にあるため圧縮機（１）の合計容量を低減するよう指令するロードダウン信号を、出力１，２がいずれもオンであれば、水温が設定領域にあるため現在の合計容量を維持するよう指令するキープ信号を、出力１がオフで出力２がオンであれば、水温が高いため合計容量を増大するよう指令するロードアップ信号を出力する。つまり、ディファレンシャルを無視した場合、上記設定温度Ｔs1−Ｔs2間はキープ信号が出力されるホールド領域であり、該ホールド領域の上端値（第１設定温度）Ｔs1よりも高温側つまり高負荷側の領域がアップ信号が出力されるアップ領域であり、ホールド領域の下端値（第２設定温度）Ｔs2よりも低温側つまり低負荷側の領域がダウン信号が出力されるダウン領域となっている。
【００４０】
【表２】
【００４１】なお、上記表２で出力１，２がいずれもオフである場合つまり下限値Ｔl以下の場合には、凍結防止のためのいわゆる凍防運転をするようなされている。
【００４２】さらに、上記スイッチ（Ｙ3）は、図５に示すように、ホールド領域の上端値である第１設定温度Ｔs1よりも所定温度幅Ｂ（例えば２．３℃程度の値）だけ高負荷側の上限値Ｔuと、ホールド領域の下端値である第２設定値Ｔs2よりも所定温度幅Ｂだけ低負荷側の下限値Ｔbとの間で出力値を切換える出力３を出力するようになされている。すなわち、設定温度付近ではオフであって、水温が上昇して高温領域に入り上限値Ｔuに達するとオンになり上限信号を発する一方、その状態から水温が下降して上記上限値Ｔuよりも所定のディファレンシャルdＴ3（例えば０．３℃程度の値）だけ低い値（Ｔu−dＴ3）に達するとオフに切換わり上記上限信号を解除する。また、水温の低温領域において、水温が下降して上記下限値Ｔbに達するとオンになり下限信号を発する一方、その状態から水温が上昇して上記下限値Ｔbよりも所定のディファレンシャルdＴ4（例えば０．３℃程度の値）だけ高い値（Ｔb＋dＴ4）に達するとオフに切換わり上記下限信号を解除するようになされている。
【００４３】ここで、上記コントローラ（９）により、上記図３のフローと同様の制御が行われ、複数回検出された入口温度Ｔiと出口温度Ｔoの温度差を平均して、その平均値を対応冷媒温度差ΔＴ100，ΔＴ75，…として記憶装置（９ｂ）に記憶するようになされている。
【００４４】次に、図６のフローチャートは冷却運転時における制御内容を示し、ステップＳＴ１１で、出口温度Ｔoと第２設定温度Ｔs2との大小関係を比較して、Ｔo＜Ｔs2であれば、ダウン領域にあると判断して、ステップＳＴ１２に進み、ロードダウン用の第２タイマ（ＴM2）がカウントアップするまで待って、ステップＳＴ１３で、例えば４５秒程度の設定時間を有するロードダウン用の第２タイマ（ＴM2）をリセットした後、ステップＳＴ１４で、０％ロードにつまり圧縮機（１）を停止させる。
【００４５】また、上記ステップＳＴ１１の判別で、Ｔo＜Ｔs2でなければ、ステップＳＴ１５に移行して、例えば１８０秒程度の設定時間を有するロードアップ用の第１タイマ（ＴM1）がカウントアップしたか否かを判別し、第１タイマ（ＴM1）がカウントアップすると、ステップＳＴ１６に進んで、Ｔo≧Ｔs1か否かつまりアップ領域にあるか否かを判別し、Ｔo≧Ｔs1でなければ、ホールド領域にあると判断して、ステップＳＴ１７で第１タイマ（ＴM1）をリセットして上記ステップＳＴ１１に戻り、Ｔo≧Ｔs1であれば、アップ領域にあると判断して、ステップＳＴ１８で５０％ロード運転にするよう指令するロードアップ信号を出力する。つまり、通常のルーチンにしたがった制御を行う。
【００４６】一方、ステップＳＴ１５の判別で、ロードアップ用の上記第１タイマ（ＴM1）がカウントアップするまでの間、負荷が大きいのに冷却能力が小さくて制御の遅れが生じるのを防止すべく、ステップＳＴ１９で、上記入口センサ（Ｔhi）で検出される冷却液の入口温度Ｔiが、第１設定温度Ｔs1と上記図３の制御で求められ記憶装置（９ｂ）に記憶される媒体温度差ΔＴ50とを加算した値（Ｔs1＋ΔＴ50）以上か否かを判別する。そして、Ｔi≧Ｔs＋ΔＴ50であれば、能力が大きく不足していると判断して、ステップＳＴ２０に移行し、上記第１タイマ（ＴM1）のカウントを無視してただちに５０％ロード運転に移行する。
【００４７】上記フローにおいて、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１８の制御により、請求項１の発明にいう出口基準容量制御手段（５１）が構成され、ステップＳＴ１９からＳＴ２０に移行する制御により、請求項１の発明にいう入口基準容量制御手段（５２Ａ）が構成されている。なお、上記実施例では、２５％運転時について説明したが、５０％，７５％運転についても同様の制御が行われ、順次圧縮機（１）のロードステップを増大するようになされている。
【００４８】したがって、上記第１実施例では、冷凍装置の運転時、冷却器（４）において、冷媒との熱交換によってチラー回路（Ｃ）の冷却水が冷却される。そのとき、温度調節器（信号出力手段）（８）により、出口センサ（Ｔho）で検出される冷却器（４）出口温度Ｔoが出口設定温度（Ｔs1及びＴs2）と設定時間毎に比較され、出口温度Ｔoがアップ領域にあるときにはロードアップ信号が、ダウン領域にあるときにはロードダウン信号が、ホールド領域があるときにはキープ信号が出力され、出口基準容量制御手段（５１）により、その信号に応じて圧縮機（１）のロードステップが増減変更されて、冷却液の冷却器（４）出口温度Ｔoが設定温度付近に維持するよう制御される。
【００４９】そのとき、外部条件の変化等により急激に負荷が変動すると、設定時間毎に圧縮機（１）のロードステップの変更を行っていたのでは、制御の時間遅れが生じることがある。特に、冷却液温度Ｔo（出口温度）が上昇し過ぎたときに出口設定温度付近にまで冷却する場合には、冷却のための時間が過大になる虞れがある。ここで、本発明では、入口センサ（Ｔhi）で検出される冷却液の入口温度Ｔiと出口センサ（Ｔho）で検出される冷却液の出口温度Ｔoとの温度差ΔＴについて、圧縮機（１）の各ロードステップ１００％，７５％，…での運転時における値が対応媒体温度差ΔＴ100，ΔＴ75，…として記憶装置（９ｂ）に記憶され、入口基準容量制御手段（５２Ａ）により、冷却液の入口温度Ｔiと出口設定温度（第１設定温度Ｔs1）との温度差（Ｔi−Ｔs1）が、記憶装置（９ｂ）に記憶されるいずれかのロードステップの対応媒体温度差ΔＴ100，ΔＴ75，…よりも大きいときには、出口基準容量制御手段（５１）による制御を待つことなくただちに圧縮機（１）の容量増大が行われるので、プルダウン運転時にはプルダウンに要する時間が短縮されるとともに、制御の追随性が向上する。このとき、冷凍装置の実際の運転時における入口温度Ｔi−出口温度Ｔo間の対応媒体温度差を考慮しているので、冷凍装置の据付け条件や冷媒充填量等の条件に応じた正確なデータから必要なロードステップが判断されることになり、制御精度の向上を図ることができるのである。
【００５０】次に、請求項２の発明に係る第３実施例について、図７に基づき説明する。本実施例においても、冷媒配管系統等の冷凍装置（Ａ）の構成は前提技術と同様である。また、上記図３のフローと同様の制御により、複数回検出された入口温度Ｔiと出口温度Ｔoの温度差を平均して、その平均値を対応冷媒温度差ΔＴ100，ΔＴ75，…として記憶装置（９ｂ）に記憶するようになされている。
【００５１】図７は５０％運転中における圧縮機（１）の容量制御の内容を示し、ステップＳＲ１で、冷却液の出口温度Ｔoと第２設定温度Ｔs2とを大小比較し、Ｔo＜Ｔs2でなければ、ホールド領域又はアップ領域にあると判断して、ステップＳＲ２以下の制御を行う。まず、ステップＳＲ２で、ロードアップ用の第１タイマ（ＴM1）がカウントアップしたか否かを判別し、カウントアップすると、ステップＳＲ３に進んで、Ｔo≧Ｔs1か否かを判別し、Ｔo≧Ｔs1でなければホールド領域にあると判断して、ステップＳＲ４で第１タイマ（ＴM1）をリセットして上記ステップＳＲ２の制御に戻り、Ｔo≧Ｔs1になると、アップ領域に移行したと判断して、ステップＳＲ５に移行し、圧縮機（１）の容量を７５％にロードアップする。
【００５２】ここで、上記ステップＳＲ２の判別で第１タイマ（ＴM1）がタイムアップするまでは、ステップＳＲ６に移行し、ステップＳＲ６で、Ｔo≧Ｔs1＋δ100-50（ただし、δ100-50＝ΔＴ100−ΔＴ50）か否か、つまり、出口温度Ｔoと出口設定温度（第１設定温度）Ｔs1との差温（Ｔo−Ｔs1）が、高容量側のロードステップの対応媒体温度差ΔＴ100と当該ロードステップにおける対応媒体温度差ΔＴ50との偏差δ100-50よりも大きいか否かを判別し、Ｔo≧Ｔs1＋δ100-50（つまり、Ｔo−Ｔs1≧ΔＴ100−ΔＴ50）であれば、急激に負荷が増大したと判断して、ステップＳＲ７に移行して１００％ロード運転を行う。そして、Ｔo≧Ｔs1＋δ100-50でなければ、ステップＳＲ８に進んで、Ｔo≧Ｔs1＋δ75-50（ただし、δ75-50＝ΔＴ75−ΔＴ50）か否かを判別し、Ｔo≧Ｔs1＋δ75-50であれば、ステップＳＲ９に移行して７５％ロード運転を行う。また、Ｔo≧Ｔs1＋δ75-50でなければ、ステップＳＲ１に戻って、上記ステップＳＲ１以下の制御を繰り返す。
【００５３】一方、上記ステップＳＲ１の判別で、Ｔo＜Ｔs2であれば、ダウン領域にあると判断して、ステップＳＲ１０に移行し、ロードダウン用の第２タイマ（ＴM2）がカウントアップしたか否かを判別し、第２タイマ（ＴM2）がカウントアップすると、能力を低減する必要があると判断して、ステップＳＲ１１で第２タイマ（ＴM2）をリセットした後、ステップＳＲ１２で２５％ロード運転を行う。そして、上記ステップＳＲ１０の判別で第２タイマ（ＴM2）がタイムアップするまでは、ステップＳＲ１３に進み、Ｔo＜Ｔs2−δ50-25（ただし、δ50-25＝ΔＴ50−ΔＴ25）か否かを判別し、Ｔo＜Ｔs2−δ50-25（つまり、Ｔs2−Ｔo＞ΔＴ50−ΔＴ25）であれば、急激に負荷が減少したと判断して、ステップＳＲ１４に移行し、第２タイマ（ＴM2）のタイムアップを待つことなく２５％ロード運転を行う。
【００５４】上記フローにおいて、ステップＳＲ１〜ＳＲ５及びステップＳＲ１０〜ＳＲ１２の制御により、出口基準容量制御手段（５１）が構成され、ステップＳＲ６〜ＳＲ９の制御により、請求項２の発明にいう入口基準容量制御手段（５２Ｂ）が構成されている。
【００５５】したがって、上記第２実施例では、冷凍装置の運転中、出口基準容量制御手段（５１）により、上記第２実施例と同様の圧縮機（１）の容量調節制御を行っている間に、負荷が急激に増減したときには、冷却液の出口温度Ｔoが急激に上昇又は下降し、出口温度Ｔoと出口設定温度との差温が増大するが、通常の出口基準容量制御手段（５１）による制御では、容量を変更するには設定時間が経過するまで待たなければならず、しかも１ステップずつしか変更されないので、急激な負荷の変化に追随できずに制御性能が悪化する虞れがある。ここで、上記第３実施例では、入口基準容量制御手段（５２Ｂ）により、あるロードステップ（例えば５０％）における出口温度Ｔoと出口設定温度（上記実施例では第１設定温度Ｔs1）との差温が、高容量側のロードステップ（例えば１００％）における対応媒体温度差ΔＴ100と当該容量における対応媒体温度差ΔＴ50との偏差δ100-50よりも大きいときには、強制的に圧縮機（１）の容量が高容量側のロードステップまで増大されるので、急激な負荷の変化に追随した冷却器（４）の能力制御を行うことができ、プルダウン運転時にはプルダウンに要する時間を短縮できるとともに、追随性の向上によりオーバーシュートを抑制することができるのである。
【００５６】なお、上記各実施例では、冷媒との熱交換を行う利用側熱媒体をチラー回路（Ｃ）の冷却液とした場合について説明したが、本発明の利用側熱媒体は斯かる実施例に限定されるものではなく、例えば給湯設備の温水を利用側熱交換器で加熱するような場合や、室内空気を加熱又は冷却する冷暖房運転を行うようにした空気調和装置についても適用し得るものである。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明によれば、運転容量が複数のステップに調節可能な圧縮機と、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とを備えた冷凍装置の運転制御装置として、利用側熱媒体の出口温度と出口設定温度とを設定時間毎に比較して、利用側熱媒体の出口温度がホールド領域，アップ領域，ダウン領域のいずれにあるかによって、キープ信号，アップ信号，ダウン信号を出力し、その信号に応じて圧縮機の容量を増減調節するとともに、圧縮機の各ロードステップでの運転時における利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶し、利用側熱媒体の入口温度と出口設定温度との温度差が、記憶されるいずれかのロードステップの対応媒体温度差よりも大きいときには、ただちに圧縮機をそのロードステップに変更させるようにしたので、当該冷凍装置の実際の性能を考慮して判断される適正なロードステップで運転され、制御精度の向上を図りつつ、プルダウン運転時にはプルダウンに要する時間を短縮し、かつ制御の追随性の向上を図ることができる。
【００５８】請求項２の発明によれば、冷凍装置の運転制御装置として、利用側熱媒体の出口温度と出口設定温度とを設定時間毎に比較して、利用側熱媒体の出口温度がホールド領域，アップ領域，ダウン領域のいずれにあるかによって、キープ信号，アップ信号，ダウン信号を出力し、この指令に応じて圧縮機の容量を増減調節するとともに、圧縮機の各ロードステップにおける利用側熱媒体の出口温度と入口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶し、あるロードステップにおける利用側熱媒体の出口温度と出口設定温度との差温が、高容量側のロードステップにおける対応媒体温度差と当該ロードステップにおける対応媒体温度差との偏差よりも大きくなったときには、圧縮機のロードを当該高容量側のロードステップまで変更するようにしたので、急激な負荷の変化に対して制御遅れを招くことなく冷凍能力の制御が行われ、プルダウン運転時にはプルダウンに要する時間を短縮し得るとともに、出口温度のホールド領域からのオーバーシュートを抑制することができる。
【００５９】請求項３の発明によれば、上記請求項１又は２の発明において、利用側熱媒体の出口温度が出口設定温度に近いときにおける入口温度と出口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶するようにしたので、出口温度により影響を受ける冷凍装置の性能が略等しい条件下で、温度差の大小関係を比較することができ、より正確な判断を行うことができる。
【００６０】請求項４の発明によれば、上記請求項１，２又は３の発明において、複数回検出した入口温度と出口温度との温度差を平均し、その平均値を対応媒体温度差として記憶するようにしたので、外気温度や冷却液温度の変化による冷凍装置の性能の変化の影響を受けることなく、負荷の急激な変動による制御応答の遅れに起因する検出値のバラツキを均すことができ、よって、制御精度の顕著な向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１〜４の発明の構成を示すブロック図である。
【図２】前提となる冷凍装置及びチラー回路の配管系統図である。
【図３】前提となる冷凍装置及びチラー回路における対応媒体温度差の平均値算出のための制御内容を示すフローチャート図である。
【図４】第１実施例に係る冷凍装置及びチラー回路の配管系統図である。
【図５】第１実施例に係る温度調節器のスイッチの切換特性図である。
【図６】第１実施例に係る圧縮機の２５％ロード運転における容量制御の内容を示すフローチャート図である。
【図７】第２実施例に係る圧縮機の５０％トード運転における容量制御の内容を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機
２ 熱源側熱交換器
４ 利用側熱交換器
８ 温度調節器（信号出力手段）
９ｂ 記憶装置（記憶手段）
５１ 出口基準容量制御手段
５２ 入口基準容量制御手段
５３ 演算手段
Ｔhi 入口センサ（入口温度検出手段）
Ｔho 出口センサ（出口温度検出手段）
ＴM3 第３タイマ（下降時間計時手段）
ＴM4 第４タイマ（上昇時間計時手段）
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍負荷に応じて圧縮機の容量を複数のステップに制御するようにした冷凍装置の運転制御装置に係り、特に、制御の安定性及び追随性の向上対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば特開昭５９−１８５９３１号公報に開示される如く、複数のステップに調節可能な圧縮機を備えた空気調和装置において、室内の空気温度をその設定温度と所定の設定時間毎に比較して、設定温度付近のホールド領域ではキープ信号を、ホールド領域よりも高負荷側のアップ領域ではロードアップ信号を、ホールド領域よりも低負荷側のダウン領域ではロードダウン信号をそれぞれ出力し、その指令信号に応じて圧縮機の容量を１ステップずつ増減又は維持するよう制御する一方、装置の起動時のみ指令信号を出力するための設定時間を短くするよう変更することにより、室内温度を快適な温度範囲に維持しようとするものは公知の技術である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えばチラー回路の冷却液を蒸発器で冷媒との熱交換により冷却するようにした冷凍装置に対しても、上記従来のもののように、圧縮機の運転容量を冷却液温度と設定温度との差温値に応じて増減調節することにより、冷却液温度を設定温度付近に維持することができるが、その場合、圧縮機の容量を増減調節する周期である設定時間は、長すぎると追随性が悪化し、短すぎると安定性が悪化するので、制御の安定性と追随性とのバランスをとって定められている。
【０００４】しかしながら、そのように一定の周期で圧縮機の容量制御を行う場合、以下のような問題があった。
【０００５】第１に、運転開始直後のプルダウン運転時に１ステップずつしかロードアップしないので、圧縮機の容量が１００％に到達するまでに時間が係り、そのためプルダウン時間が長くなる。
【０００６】第２に、急激に負荷が増減変化した場合、すぐには負荷に見合ったステップまでロード変化できないので温度制御の追随性がよくない。
【０００７】第３に、チラー回路の保有水量が多いときには、制御の応答が遅れ気味となるので、サンプリング時間が相対的に短すぎることになって、ホールド領域から外れたときに圧縮機の容量が必要以上に頻繁に変更されるので、アップ領域で高容量になる結果、変動幅が過大になる虞れがあった。一方、チラー回路の保有水量が少ないときには、制御の応答が速いので、サンプリング時間が相対的に長すぎることになって、追随性が悪化し、ホールド領域からのオーバーシュートが過大になる虞れがあった。
【０００８】本発明は、上述のような諸点に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御される熱媒体温度の変化パターンに応じて通常制御によるロード変化とは異なる制御を行うことにより、制御の追随性の向上を図ることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため、請求項１の発明の講じた手段は、図１に示すように（破線部分を含まず）、運転容量が複数のステップに調節可能な圧縮機（１）と、熱源側熱交換器（２）と、利用側熱交換器（４）とを備えた冷凍装置を前提とする。
【００１０】そして、冷凍装置の運転制御装置として、上記利用側熱交換器（４）の利用側熱媒体の出口温度を検出する出口温度検出手段（Ｔho）と、該出口温度検出手段（Ｔho）で検出される出口温度と出口設定温度とを設定時間毎に比較して、出口設定温度付近のホールド領域では圧縮機（１）の容量をそのまま維持するよう指令するキープ信号を、ホールド領域よりも高負荷側のアップ領域では圧縮機（１）の容量を増大させるよう指令するロードアップ信号を、ホールド領域よりも低負荷側のダウン領域では圧縮機（１）の容量を低減するよう指令するロードダウン信号をそれぞれ出力する信号出力手段（８）と、該信号出力手段（８）の出力を受け、上記圧縮機（１）の容量を１ステップずつ増減又は維持するよう制御する出口基準容量制御手段（５１）と、上記利用側熱交換器（４）の利用側熱媒体の入口温度を検出する入口温度検出手段（Ｔhi）と、該入口温度検出手段（Ｔhi）及び上記出口温度検出手段（Ｔho）の出力を受け、上記圧縮機（１）の各ロードステップでの運転時における上記利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶する記憶手段（９ｂ）と、上記入口温度検出手段（Ｔhi）の出力を受け、入口温度と上記出口設定温度との温度差が上記記憶手段（９ｂ）に記憶される各ロードステップの高容量側のロードステップにおける対応媒体温度差よりも高負荷側にあるときには、上記出口基準容量制御手段（５１）の制御を停止させて、ただちに当該高容量側のロードステップまで上記圧縮機（１）の容量を増大させるよう変更する入口基準容量制御手段（５２Ａ）とを設ける構成としたものである。
【００１１】請求項２の発明の講じた手段は、上記請求項１の発明と同様の冷凍装置を前提とし、冷凍装置の運転制御装置として、上記請求項１の発明と同様の出口温度検出手段（Ｔho）と、信号出力手段（８）と、出口基準容量制御手段（５１）と、入口温度検出手段（Ｔhi）と、記憶手段（９ｂ）とを設け、さらに、上記出口温度検出手段（Ｔho）の出力を受け、あるロードステップにおける出口温度と出口設定温度との差温が上記記憶手段（９ｂ）に記憶される高容量側のロードステップにおける対応媒体温度差と当該ロードステップにおける対応媒体温度差との偏差よりも大きいときには、上記出口基準容量制御手段（５１）の制御を強制的に停止させて圧縮機（１）の容量を当該高容量側のロードステップまで変更させる入口基準容量制御手段（５２Ｂ）とを設けたものである。
【００１２】請求項３の発明の講じた手段は、上記請求項１又は２の発明において、記憶手段（９ｂ）を、利用側熱媒体の出口温度が出口設定温度に近いときに記憶するように構成したものである。
【００１３】請求項４の発明の講じた手段は、上記請求項１，２又は３の発明において、図１の破線部分に示すように、入口温度検出手段（Ｔhi）及び出口温度検出手段（Ｔho）により複数回検出された利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差の平均値を演算する演算手段（５３）を設け、記憶手段（９ｂ）を該演算手段（５３）で演算された利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差の平均値を対応媒体温度差として記憶するように構成したものである。
【００１４】
【作用】以上の構成により、請求項１の発明では、冷凍装置の運転時、信号出力手段（８）により、出口温度検出手段（Ｔho）で検出される利用側熱媒体の利用側熱交換器（４）出口温度がその出口設定温度と設定時間毎に比較され、出口設定温度との差温に応じてロードアップ信号、ロードダウン信号又はキープ信号が出力され、出口基準容量制御手段（５１）により、その信号に応じて圧縮機（１）のロードステップが増減調節されて、利用側熱媒体の出口温度を設定温度付近に維持するよう制御される。
【００１５】そのとき、設定時間毎に１ステップずつ圧縮機（１）のロードステップの変更を行っていたのでは、外部条件の変化等により急激に負荷が変動すると制御の時間遅れが生じることがあるが、本発明では、入口温度検出手段（Ｔhi）で検出される利用側熱媒体の利用側熱交換器（４）の入口温度と出口温度検出手段（Ｔho）で検出される出口温度との温度差について、圧縮機（１）の各ロードステップでの運転時における値が対応媒体温度差として記憶手段（９ｂ）に記憶され、強制容量増大手段（５２Ａ）により、利用側熱媒体の入口温度と出口設定温度との温度差が、記憶手段（９ｂ）に記憶されるいずれかのロードステップの対応媒体温度差よりも大きいときには、出口基準容量制御手段（５１）による制御を待つことなくただちに圧縮機（１）の容量増大が行われる。したがって、当該冷凍装置の特性を考慮して判断される適正なロードステップに変更され、制御精度の向上を図りつつ、プルダウン運転時にはプルダウンに要する時間が短縮され、かつ制御の追随性が向上することになる。
【００１６】請求項２の発明では、出口基準容量制御手段（５１）により、上記請求項１の発明と同様の定常状態における圧縮機（１）の容量調節が行われる。そのとき、負荷が急激に増減して、利用側熱媒体の出口温度と出口設定温度との差温が、高容量側のロードステップにおける対応媒体温度差と当該ロードステップにおける対応媒体温度差との偏差よりも大きくなったときには、強制容量増大手段（５２Ｂ）により、上記出口基準容量制御手段（５１）の制御が強制的に停止され、圧縮機（１）のロードが当該高容量側のロードステップに変更されるので、急激な負荷の変化に対して制御遅れを招くことなく冷凍能力の制御が行われる。したがって、プルダウン運転時にはプルダウンに要する時間が短縮されるとともに、利用側熱媒体の出口温度のホールド領域からのオーバーシュートが抑制されることになる。
【００１７】請求項３の発明では、上記請求項１又は２の発明において、記憶手段（９ｂ）により、利用側熱媒体の出口温度が出口設定温度に近いときにおける入口温度と出口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶するようにしたので、出口温度に大きく影響される冷凍装置の性能が略等しい条件下で対応媒体温度差が求められることになる。
【００１８】請求項４の発明では、演算手段（５３）により、入口温度検出手段（Ｔhi）及び出口温度検出手段（Ｔho）により複数回検出された入口温度と出口温度との温度差が平均され、その平均値が対応媒体温度差として記憶手段（９ｂ）に記憶されるので、外気温度や利用側熱媒体温度の変化で冷凍装置の性能が変化してもその影響を受けることがなく、また、負荷が急激に変動したときにも制御応答の遅れに起因する検出値のバラツキが均され、制御精度が著しく向上することになる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【００２０】まず、請求項１の発明に係る第１実施例の前提技術について、図２および図３に基づき説明する。図２は冷凍装置およびチラー回路の配管系統を示し、機械等の冷却液（水）が循環するチラー回路（Ｃ）と、該チラー回路（Ｃ）の冷却液を冷却するための冷凍装置（Ａ）とが配置されている。該冷凍装置（Ａ）は、圧縮機（１）と、熱源側熱交換器である凝縮器（２）と、減圧弁（３）と、蒸発器として機能し、制御対象としてのチラー回路（Ｃ）の冷却液（利用側熱媒体）を冷却する利用側熱交換器である冷却器（４）とを備えていて、上記各機器（１）〜（４）をそれぞれ冷媒配管で接続してなる冷媒回路（５）が構成されている。
【００２１】すなわち、冷凍装置（Ａ）の運転時、圧縮機（１）から吐出された冷媒が凝縮器（２）で凝縮され、減圧弁（３）で減圧されて、冷却器（４）で蒸発した後、圧縮機（１）に戻るように循環することにより、冷却器（４）で冷媒との熱交換によりチラー回路（Ｃ）の冷却液を冷却するようになされている。
【００２２】ここで、上記圧縮機（１）は、図示しないがアンロード機構又はインバータにより、その運転容量が定格容量の２５，５０，７５，１００％の４ステップに調節可能になされている。
【００２３】そして、上記チラー回路（Ｃ）の冷却器（４）入口側の水配管には冷却液の入口温度Ｔiを検出する入口温度検出手段としての入口センサ（Ｔhi）が配置され、チラー回路（Ｃ）の冷却器（４）出口側の水配管には冷却液の出口温度Ｔoを検出する出口温度検出手段としての出口センサ（Ｔho）が配置されている。
【００２４】また、上記冷凍装置（Ａ）には運転を制御するためのコントローラ（９）が配置されており、該コントローラ（９）には、ＣＰＵ（９ａ）と、記憶手段としての記憶装置（９ｂ）とが配設され、さらに、上記入口センサ（Ｔhi）及び出口センサ（Ｔho）がそれぞれ信号線を介して接続されている。
【００２５】ここで、上記コントローラ（９）の制御内容について、図３のフローチャートに基づき説明する。図３は、２５％ロード運転中における冷却液の入口温度Ｔiと出口温度Ｔoとの温度差（Ｔi−Ｔo）を媒体温度差ΔＴ25として記憶するための制御内容を示し、ステップＳＴ１で、上記出口センサ（Ｔho）で検出される冷却液の出口温度Ｔoが、安定領域の上限である第１設定温度Ｔs1と下限である第２設定温度Ｔs2との間になるまで待って、ステップＳＴ２で、後述の温度差Ｔn（ｎ＝１，２，３）の更新を行い、ステップＳＴ３で、Ｔ1＝Ｔi−Ｔoとして媒体温度差の演算をした後、ステップＳＴ４で、ΔＴ25＝（Ｔ1＋Ｔ2＋Ｔ3）／３として３回演算した値Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3の平均値を算出する。そして、ステップＳＴ５で、サンプリングタイムｘ秒が経過するまで待って、上記ステップＳＴ１に戻る。そして、上記の制御で得られた平均値ΔＴ25を対応媒体温度差として上記記憶装置（９ｂ）に記憶するようになされている。なお、５０％ロード運転、７５％ロード運転、１００％ロード運転についても、上述と同じ手順により、対応媒体温度差ΔＴ50，ΔＴ75，ΔＴ100が算出され、例えば、ΔＴ25＝１．２５（℃）、ΔＴ50＝２．５（℃）、ΔＴ75＝３．７５（℃）、ΔＴ100＝５（℃）として、記憶装置（９ｂ）に記憶するようになされている。
【００２６】なお、チラー回路（Ｃ）の水量が異なると、同じ圧縮機（１）のロードステップに対応する対応媒体温度差ΔＴｎの値も変わってくるが、上記フローを絶えず繰り返すことで、そのときの水量における対応媒体温度差ΔＴｎの値が求められる。
【００２７】上記フローにおいて、ステップＳＴ１からＳＴ２〜ＳＴ４に移行する制御により、請求項３の発明にいう記憶手段（９ｂ）の機能が構成され、ステップＳＴ４の制御により、請求項４の発明にいう演算手段（５３）が構成されている。
【００２８】そして、上述の制御により求められた圧縮機（１）のロードステップと対応媒体温度差ΔＴｎ（ｎ＝２５，５０，７５，１００）との関係は、例えば下記表１のごとく、上記記憶装置（９ｂ）に記憶されている。
【００２９】
【表１】
【００３０】そして、上記コントローラ（９）により、この記憶内容に基づき、圧縮機（１）のロードステップが制御される。例えば現在５０％ロードで、出口設定温度Ｔｓが７℃のときに、入口温度Ｔoが１３℃であったとすると、入口温度Ｔoと出口設定温度Ｔｓとの温度差は、１３−７＝６（℃）となる。この温度差（６℃）に最も近い対応媒体温度差ΔＴｎは上記表１から６℃であり、そのときのロードステップは７５％である。そこで、圧縮機（１）の容量を７５％ロードに制御することにより、予測される出口温度Ｔoを設定出口温度Ｔｓに最も近付けるようにしている。この制御により、請求項１の発明にいう入口基準容量制御手段（５２）が構成されている。
【００３１】したがって、予め記憶装置（９ｂ）に圧縮機（１）のロードステップとこれに対する入口温度Ｔiと出口温度Ｔoとの温度差（対応媒体温度差ΔＴｎ）との関係が記憶されており、この記憶内容に基づいて、入口基準容量制御手段（５２）により、圧縮機（１）の容量が、入口温度Ｔiと出口設定温度Ｔｓとの温度差に最も近い対応媒体温度差ΔＴｎを生ぜしめるロードステップにするよう制御される。すなわち、そのときの入口温度Ｔiから圧縮機（１）のロードステップを変更したときに予想される出口温度Ｔoが出口設定温度Ｔｓに近付くように制御される。
【００３２】ここで、単に出口温度Ｔoをサーモ制御するようしたものでは、水量が少ないときには、サンプリング中に温度が下がって停止することがしばしばあり、そのため、制御がハンチング状態となる虞れがある。一方、ハンチングを防止するにはディファレンシャルを大きくする必要があるが、反面ディファレンシャルを大きくすることで、ホールド領域の上限付近の設定温度Ｔｓとは離れた温度で安定する虞れが生じる。したがって、運転状態によっては、水温を設定温度Ｔｓに安定させることが困難となる。
【００３３】そのときの水量に応じて記憶されるロードステップと入口温度Ｔi−出口温度Ｔo間の対応媒体温度差ΔＴｎとの関係に基づいて、圧縮機（１）のロードステップが選択されるので、少ない水量範囲でも、出口温度Ｔoが設定温度Ｔｓに近付くよう制御されることになる。したがって、圧縮機（１）の発停が少なくなり、制御のハンチング状態が回避され、水温制御の精度及び安定性が向上することになる。
【００３４】また、上記図３のフローに示すように、冷却液の出口温度Ｔoが設定温度に近いときにおける入口温度Ｔｉと出口温度Ｔoとの温度差を対応媒体温度差ΔＴ100，ΔＴ75，…として記憶するようにした場合、冷凍装置の性能は出口温度Ｔoに大きく影響されることから、より正確な判断を行うことができる。
【００３５】さらに、演算手段（５３）により、入口センサ（Ｔhi）及び出口センサ（Ｔho）により複数回検出された値を平均し、その平均値を対応媒体温度差ΔＴ100，ΔＴ75，…として記憶装置（９ｂ）に記憶するようにした場合、外気温度や冷却液温度の変化で冷凍装置の性能が変化してもその影響を受けることがない。さらに、負荷が急激に変動したとき、入口温度Ｔiは急激に上昇するが出口温度Ｔoは未だ上昇していないので、そのときの温度差を対応媒体温度差として記憶すると、制御の精度が悪化する虞れが生じるが、複数回の検出値を平均することにより、そのような事態を回避し得る。よって、制御精度が顕著に向上することになる。
【００３６】次に、請求項１の発明に係る第１実施例について、図４〜図６に基づき説明する。図４は第１実施例における冷凍装置及びチラー回路の配管系統を示し、冷凍装置（Ａ）の冷媒回路（５）およびチラー回路（Ｃ）の構成および配置されるセンサ類は上記図２に示す前提技術の構成と同じである。
【００３７】ここで、本第１実施例では、該出口センサ（Ｔho）の出力は、水温制御用サーモスタットの制御部である温度調節器（８）に接続されている。すなわち、出口センサ（Ｔho）で検出される冷却液の冷却器（４）出口温度Ｔoを出口設定温度と設定時間（サンプリング時間）毎に比較して、温度調節器（８）から、上記圧縮機（１）の合計容量を増減変更するよう指令する指令信号を出力するようになされていて、該温度調節器（８）は信号出力手段としての機能を有するものである。一方、冷凍装置（Ａ）のコントローラ（９）には、ＣＰＵ（９ａ）と、記憶手段としての記憶装置（９ｂ）と、後述の第１〜第４タイマ（ＴM1）〜（ＴM4）とが配設され、さらに、上記入口センサ（Ｔhi）及び温度調節器（８）がそれぞれ信号線を介して接続されている。
【００３８】ここで、上記温度調節器（８）には、３つのスイッチ（Ｙ1）〜（Ｙ3）が配置されている。上記スイッチ（Ｙ1），（Ｙ2）は、図５に示すように、水温の変化に対して互いに所定のディファレンシャルΔＴ（例えば２℃程度の温度差）を有する２つの第１，第２設定温度Ｔs1，Ｔs2（ただし、Ｔs1＞Ｔs2で、それぞれ例えば７℃，５℃程度の値）に基づいて、該設定温度Ｔs1，Ｔs2とは所定の個別ディファレンシャル（例えば０．４℃程度の値）dＴ1，dＴ2をもってオン・オフを切換える２つの出力１，２を出力するものである。すなわち、出力１は、水温の上昇時には設定温度Ｔs1に達するとオンからオフに切換わる一方、水温の下降時には温度（Ｔs1−dＴ1）に達するとオフからオンに切換わり、出力２は、水温の下降時には設定温度Ｔs2に達するとオンからオフに切換わる一方、水温の上昇時には温度（Ｔs2＋dＴ2）に達すると、オフからオンに切換わるようになされている。
【００３９】そして、この各スイッチ（Ｙ1），（Ｙ2）の出力１，２の組合わせに応じて、温度調節器（８）からコントローラ（９）に対して下記表２に示すような圧縮機（１）の容量制御のための指令信号を出力するようになされている。すなわち、出力１がオンで出力２がオフであれば、水温が低い状態にあるため圧縮機（１）の合計容量を低減するよう指令するロードダウン信号を、出力１，２がいずれもオンであれば、水温が設定領域にあるため現在の合計容量を維持するよう指令するキープ信号を、出力１がオフで出力２がオンであれば、水温が高いため合計容量を増大するよう指令するロードアップ信号を出力する。つまり、ディファレンシャルを無視した場合、上記設定温度Ｔs1−Ｔs2間はキープ信号が出力されるホールド領域であり、該ホールド領域の上端値（第１設定温度）Ｔs1よりも高温側つまり高負荷側の領域がアップ信号が出力されるアップ領域であり、ホールド領域の下端値（第２設定温度）Ｔs2よりも低温側つまり低負荷側の領域がダウン信号が出力されるダウン領域となっている。
【００４０】
【表２】
【００４１】なお、上記表２で出力１，２がいずれもオフである場合つまり下限値Ｔl以下の場合には、凍結防止のためのいわゆる凍防運転をするようなされている。
【００４２】さらに、上記スイッチ（Ｙ3）は、図５に示すように、ホールド領域の上端値である第１設定温度Ｔs1よりも所定温度幅Ｂ（例えば２．３℃程度の値）だけ高負荷側の上限値Ｔuと、ホールド領域の下端値である第２設定値Ｔs2よりも所定温度幅Ｂだけ低負荷側の下限値Ｔbとの間で出力値を切換える出力３を出力するようになされている。すなわち、設定温度付近ではオフであって、水温が上昇して高温領域に入り上限値Ｔuに達するとオンになり上限信号を発する一方、その状態から水温が下降して上記上限値Ｔuよりも所定のディファレンシャルdＴ3（例えば０．３℃程度の値）だけ低い値（Ｔu−dＴ3）に達するとオフに切換わり上記上限信号を解除する。また、水温の低温領域において、水温が下降して上記下限値Ｔbに達するとオンになり下限信号を発する一方、その状態から水温が上昇して上記下限値Ｔbよりも所定のディファレンシャルdＴ4（例えば０．３℃程度の値）だけ高い値（Ｔb＋dＴ4）に達するとオフに切換わり上記下限信号を解除するようになされている。
【００４３】ここで、上記コントローラ（９）により、上記図３のフローと同様の制御が行われ、複数回検出された入口温度Ｔiと出口温度Ｔoの温度差を平均して、その平均値を対応冷媒温度差ΔＴ100，ΔＴ75，…として記憶装置（９ｂ）に記憶するようになされている。
【００４４】次に、図６のフローチャートは冷却運転時における制御内容を示し、ステップＳＴ１１で、出口温度Ｔoと第２設定温度Ｔs2との大小関係を比較して、Ｔo＜Ｔs2であれば、ダウン領域にあると判断して、ステップＳＴ１２に進み、ロードダウン用の第２タイマ（ＴM2）がカウントアップするまで待って、ステップＳＴ１３で、例えば４５秒程度の設定時間を有するロードダウン用の第２タイマ（ＴM2）をリセットした後、ステップＳＴ１４で、０％ロードにつまり圧縮機（１）を停止させる。
【００４５】また、上記ステップＳＴ１１の判別で、Ｔo＜Ｔs2でなければ、ステップＳＴ１５に移行して、例えば１８０秒程度の設定時間を有するロードアップ用の第１タイマ（ＴM1）がカウントアップしたか否かを判別し、第１タイマ（ＴM1）がカウントアップすると、ステップＳＴ１６に進んで、Ｔo≧Ｔs1か否かつまりアップ領域にあるか否かを判別し、Ｔo≧Ｔs1でなければ、ホールド領域にあると判断して、ステップＳＴ１７で第１タイマ（ＴM1）をリセットして上記ステップＳＴ１１に戻り、Ｔo≧Ｔs1であれば、アップ領域にあると判断して、ステップＳＴ１８で５０％ロード運転にするよう指令するロードアップ信号を出力する。つまり、通常のルーチンにしたがった制御を行う。
【００４６】一方、ステップＳＴ１５の判別で、ロードアップ用の上記第１タイマ（ＴM1）がカウントアップするまでの間、負荷が大きいのに冷却能力が小さくて制御の遅れが生じるのを防止すべく、ステップＳＴ１９で、上記入口センサ（Ｔhi）で検出される冷却液の入口温度Ｔiが、第１設定温度Ｔs1と上記図３の制御で求められ記憶装置（９ｂ）に記憶される媒体温度差ΔＴ50とを加算した値（Ｔs1＋ΔＴ50）以上か否かを判別する。そして、Ｔi≧Ｔs＋ΔＴ50であれば、能力が大きく不足していると判断して、ステップＳＴ２０に移行し、上記第１タイマ（ＴM1）のカウントを無視してただちに５０％ロード運転に移行する。
【００４７】上記フローにおいて、ステップＳＴ１１〜ＳＴ１８の制御により、請求項１の発明にいう出口基準容量制御手段（５１）が構成され、ステップＳＴ１９からＳＴ２０に移行する制御により、請求項１の発明にいう入口基準容量制御手段（５２Ａ）が構成されている。なお、上記実施例では、２５％運転時について説明したが、５０％，７５％運転についても同様の制御が行われ、順次圧縮機（１）のロードステップを増大するようになされている。
【００４８】したがって、上記第１実施例では、冷凍装置の運転時、冷却器（４）において、冷媒との熱交換によってチラー回路（Ｃ）の冷却水が冷却される。そのとき、温度調節器（信号出力手段）（８）により、出口センサ（Ｔho）で検出される冷却器（４）出口温度Ｔoが出口設定温度（Ｔs1及びＴs2）と設定時間毎に比較され、出口温度Ｔoがアップ領域にあるときにはロードアップ信号が、ダウン領域にあるときにはロードダウン信号が、ホールド領域があるときにはキープ信号が出力され、出口基準容量制御手段（５１）により、その信号に応じて圧縮機（１）のロードステップが増減変更されて、冷却液の冷却器（４）出口温度Ｔoが設定温度付近に維持するよう制御される。
【００４９】そのとき、外部条件の変化等により急激に負荷が変動すると、設定時間毎に圧縮機（１）のロードステップの変更を行っていたのでは、制御の時間遅れが生じることがある。特に、冷却液温度Ｔo（出口温度）が上昇し過ぎたときに出口設定温度付近にまで冷却する場合には、冷却のための時間が過大になる虞れがある。ここで、本発明では、入口センサ（Ｔhi）で検出される冷却液の入口温度Ｔiと出口センサ（Ｔho）で検出される冷却液の出口温度Ｔoとの温度差ΔＴについて、圧縮機（１）の各ロードステップ１００％，７５％，…での運転時における値が対応媒体温度差ΔＴ100，ΔＴ75，…として記憶装置（９ｂ）に記憶され、入口基準容量制御手段（５２Ａ）により、冷却液の入口温度Ｔiと出口設定温度（第１設定温度Ｔs1）との温度差（Ｔi−Ｔs1）が、記憶装置（９ｂ）に記憶されるいずれかのロードステップの対応媒体温度差ΔＴ100，ΔＴ75，…よりも大きいときには、出口基準容量制御手段（５１）による制御を待つことなくただちに圧縮機（１）の容量増大が行われるので、プルダウン運転時にはプルダウンに要する時間が短縮されるとともに、制御の追随性が向上する。このとき、冷凍装置の実際の運転時における入口温度Ｔi−出口温度Ｔo間の対応媒体温度差を考慮しているので、冷凍装置の据付け条件や冷媒充填量等の条件に応じた正確なデータから必要なロードステップが判断されることになり、制御精度の向上を図ることができるのである。
【００５０】次に、請求項２の発明に係る第３実施例について、図７に基づき説明する。本実施例においても、冷媒配管系統等の冷凍装置（Ａ）の構成は前提技術と同様である。また、上記図３のフローと同様の制御により、複数回検出された入口温度Ｔiと出口温度Ｔoの温度差を平均して、その平均値を対応冷媒温度差ΔＴ100，ΔＴ75，…として記憶装置（９ｂ）に記憶するようになされている。
【００５１】図７は５０％運転中における圧縮機（１）の容量制御の内容を示し、ステップＳＲ１で、冷却液の出口温度Ｔoと第２設定温度Ｔs2とを大小比較し、Ｔo＜Ｔs2でなければ、ホールド領域又はアップ領域にあると判断して、ステップＳＲ２以下の制御を行う。まず、ステップＳＲ２で、ロードアップ用の第１タイマ（ＴM1）がカウントアップしたか否かを判別し、カウントアップすると、ステップＳＲ３に進んで、Ｔo≧Ｔs1か否かを判別し、Ｔo≧Ｔs1でなければホールド領域にあると判断して、ステップＳＲ４で第１タイマ（ＴM1）をリセットして上記ステップＳＲ２の制御に戻り、Ｔo≧Ｔs1になると、アップ領域に移行したと判断して、ステップＳＲ５に移行し、圧縮機（１）の容量を７５％にロードアップする。
【００５２】ここで、上記ステップＳＲ２の判別で第１タイマ（ＴM1）がタイムアップするまでは、ステップＳＲ６に移行し、ステップＳＲ６で、Ｔo≧Ｔs1＋δ100-50（ただし、δ100-50＝ΔＴ100−ΔＴ50）か否か、つまり、出口温度Ｔoと出口設定温度（第１設定温度）Ｔs1との差温（Ｔo−Ｔs1）が、高容量側のロードステップの対応媒体温度差ΔＴ100と当該ロードステップにおける対応媒体温度差ΔＴ50との偏差δ100-50よりも大きいか否かを判別し、Ｔo≧Ｔs1＋δ100-50（つまり、Ｔo−Ｔs1≧ΔＴ100−ΔＴ50）であれば、急激に負荷が増大したと判断して、ステップＳＲ７に移行して１００％ロード運転を行う。そして、Ｔo≧Ｔs1＋δ100-50でなければ、ステップＳＲ８に進んで、Ｔo≧Ｔs1＋δ75-50（ただし、δ75-50＝ΔＴ75−ΔＴ50）か否かを判別し、Ｔo≧Ｔs1＋δ75-50であれば、ステップＳＲ９に移行して７５％ロード運転を行う。また、Ｔo≧Ｔs1＋δ75-50でなければ、ステップＳＲ１に戻って、上記ステップＳＲ１以下の制御を繰り返す。
【００５３】一方、上記ステップＳＲ１の判別で、Ｔo＜Ｔs2であれば、ダウン領域にあると判断して、ステップＳＲ１０に移行し、ロードダウン用の第２タイマ（ＴM2）がカウントアップしたか否かを判別し、第２タイマ（ＴM2）がカウントアップすると、能力を低減する必要があると判断して、ステップＳＲ１１で第２タイマ（ＴM2）をリセットした後、ステップＳＲ１２で２５％ロード運転を行う。そして、上記ステップＳＲ１０の判別で第２タイマ（ＴM2）がタイムアップするまでは、ステップＳＲ１３に進み、Ｔo＜Ｔs2−δ50-25（ただし、δ50-25＝ΔＴ50−ΔＴ25）か否かを判別し、Ｔo＜Ｔs2−δ50-25（つまり、Ｔs2−Ｔo＞ΔＴ50−ΔＴ25）であれば、急激に負荷が減少したと判断して、ステップＳＲ１４に移行し、第２タイマ（ＴM2）のタイムアップを待つことなく２５％ロード運転を行う。
【００５４】上記フローにおいて、ステップＳＲ１〜ＳＲ５及びステップＳＲ１０〜ＳＲ１２の制御により、出口基準容量制御手段（５１）が構成され、ステップＳＲ６〜ＳＲ９の制御により、請求項２の発明にいう入口基準容量制御手段（５２Ｂ）が構成されている。
【００５５】したがって、上記第２実施例では、冷凍装置の運転中、出口基準容量制御手段（５１）により、上記第２実施例と同様の圧縮機（１）の容量調節制御を行っている間に、負荷が急激に増減したときには、冷却液の出口温度Ｔoが急激に上昇又は下降し、出口温度Ｔoと出口設定温度との差温が増大するが、通常の出口基準容量制御手段（５１）による制御では、容量を変更するには設定時間が経過するまで待たなければならず、しかも１ステップずつしか変更されないので、急激な負荷の変化に追随できずに制御性能が悪化する虞れがある。ここで、上記第３実施例では、入口基準容量制御手段（５２Ｂ）により、あるロードステップ（例えば５０％）における出口温度Ｔoと出口設定温度（上記実施例では第１設定温度Ｔs1）との差温が、高容量側のロードステップ（例えば１００％）における対応媒体温度差ΔＴ100と当該容量における対応媒体温度差ΔＴ50との偏差δ100-50よりも大きいときには、強制的に圧縮機（１）の容量が高容量側のロードステップまで増大されるので、急激な負荷の変化に追随した冷却器（４）の能力制御を行うことができ、プルダウン運転時にはプルダウンに要する時間を短縮できるとともに、追随性の向上によりオーバーシュートを抑制することができるのである。
【００５６】なお、上記各実施例では、冷媒との熱交換を行う利用側熱媒体をチラー回路（Ｃ）の冷却液とした場合について説明したが、本発明の利用側熱媒体は斯かる実施例に限定されるものではなく、例えば給湯設備の温水を利用側熱交換器で加熱するような場合や、室内空気を加熱又は冷却する冷暖房運転を行うようにした空気調和装置についても適用し得るものである。
【００５７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明によれば、運転容量が複数のステップに調節可能な圧縮機と、熱源側熱交換器と利用側熱交換器とを備えた冷凍装置の運転制御装置として、利用側熱媒体の出口温度と出口設定温度とを設定時間毎に比較して、利用側熱媒体の出口温度がホールド領域，アップ領域，ダウン領域のいずれにあるかによって、キープ信号，アップ信号，ダウン信号を出力し、その信号に応じて圧縮機の容量を増減調節するとともに、圧縮機の各ロードステップでの運転時における利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶し、利用側熱媒体の入口温度と出口設定温度との温度差が、記憶されるいずれかのロードステップの対応媒体温度差よりも大きいときには、ただちに圧縮機をそのロードステップに変更させるようにしたので、当該冷凍装置の実際の性能を考慮して判断される適正なロードステップで運転され、制御精度の向上を図りつつ、プルダウン運転時にはプルダウンに要する時間を短縮し、かつ制御の追随性の向上を図ることができる。
【００５８】請求項２の発明によれば、冷凍装置の運転制御装置として、利用側熱媒体の出口温度と出口設定温度とを設定時間毎に比較して、利用側熱媒体の出口温度がホールド領域，アップ領域，ダウン領域のいずれにあるかによって、キープ信号，アップ信号，ダウン信号を出力し、この指令に応じて圧縮機の容量を増減調節するとともに、圧縮機の各ロードステップにおける利用側熱媒体の出口温度と入口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶し、あるロードステップにおける利用側熱媒体の出口温度と出口設定温度との差温が、高容量側のロードステップにおける対応媒体温度差と当該ロードステップにおける対応媒体温度差との偏差よりも大きくなったときには、圧縮機のロードを当該高容量側のロードステップまで変更するようにしたので、急激な負荷の変化に対して制御遅れを招くことなく冷凍能力の制御が行われ、プルダウン運転時にはプルダウンに要する時間を短縮し得るとともに、出口温度のホールド領域からのオーバーシュートを抑制することができる。
【００５９】請求項３の発明によれば、上記請求項１又は２の発明において、利用側熱媒体の出口温度が出口設定温度に近いときにおける入口温度と出口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶するようにしたので、出口温度により影響を受ける冷凍装置の性能が略等しい条件下で、温度差の大小関係を比較することができ、より正確な判断を行うことができる。
【００６０】請求項４の発明によれば、上記請求項１，２又は３の発明において、複数回検出した入口温度と出口温度との温度差を平均し、その平均値を対応媒体温度差として記憶するようにしたので、外気温度や冷却液温度の変化による冷凍装置の性能の変化の影響を受けることなく、負荷の急激な変動による制御応答の遅れに起因する検出値のバラツキを均すことができ、よって、制御精度の顕著な向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１〜４の発明の構成を示すブロック図である。
【図２】前提となる冷凍装置及びチラー回路の配管系統図である。
【図３】前提となる冷凍装置及びチラー回路における対応媒体温度差の平均値算出のための制御内容を示すフローチャート図である。
【図４】第１実施例に係る冷凍装置及びチラー回路の配管系統図である。
【図５】第１実施例に係る温度調節器のスイッチの切換特性図である。
【図６】第１実施例に係る圧縮機の２５％ロード運転における容量制御の内容を示すフローチャート図である。
【図７】第２実施例に係る圧縮機の５０％トード運転における容量制御の内容を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１ 圧縮機
２ 熱源側熱交換器
４ 利用側熱交換器
８ 温度調節器（信号出力手段）
９ｂ 記憶装置（記憶手段）
５１ 出口基準容量制御手段
５２ 入口基準容量制御手段
５３ 演算手段
Ｔhi 入口センサ（入口温度検出手段）
Ｔho 出口センサ（出口温度検出手段）
ＴM3 第３タイマ（下降時間計時手段）
ＴM4 第４タイマ（上昇時間計時手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】 運転容量が複数のステップに調節可能な圧縮機（１）と、熱源側熱交換器（２）と、利用側熱交換器（４）とを備えた冷凍装置において、上記利用側熱交換器（４）の利用側熱媒体の出口温度を検出する出口温度検出手段（Ｔho）と、該出口温度検出手段（Ｔho）で検出される出口温度と出口設定温度とを設定時間毎に比較して、出口設定温度付近のホールド領域では圧縮機（１）の容量をそのまま維持するよう指令するキープ信号を、ホールド領域よりも高負荷側のアップ領域では圧縮機（１）の容量を増大させるよう指令するロードアップ信号を、ホールド領域よりも低負荷側のダウン領域では圧縮機（１）の容量を低減するよう指令するロードダウン信号をそれぞれ出力する信号出力手段（８）と、該信号出力手段（８）の出力を受け、上記圧縮機（１）の容量を１ステップずつ増減又は維持するよう制御する出口基準容量制御手段（５１）とを備えるとともに、上記利用側熱交換器（４）の利用側熱媒体の入口温度を検出する入口温度検出手段（Ｔhi）と、該入口温度検出手段（Ｔhi）及び上記出口温度検出手段（Ｔho）の出力を受け、上記圧縮機（１）の各ロードステップでの運転時における上記利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶する記憶手段（９ｂ）と、上記入口温度検出手段（Ｔhi）の出力を受け、入口温度と上記出口設定温度との温度差が上記記憶手段（９ｂ）に記憶される各ロードステップの高容量側のロードステップにおける対応媒体温度差よりも高負荷側にあるときには、上記出口基準容量制御手段（５１）の制御を停止させて、ただちに当該高容量側のロードステップまで上記圧縮機（１）の容量を増大させるよう変更する入口基準容量制御手段（５２Ａ）とを備えたことを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
【請求項２】 運転容量が複数のステップに調節可能な圧縮機（１）と、熱源側熱交換器（２）と、利用側熱交換器（４）とを備えた冷凍装置において、上記利用側熱交換器（４）の利用側熱媒体の出口温度を検出する出口温度検出手段（Ｔho）と、該出口温度検出手段（Ｔho）で検出される出口温度と出口設定温度とを設定時間毎に比較して、出口設定温度付近のホールド領域では圧縮機（１）の容量をそのまま維持するよう指令するキープ信号を、ホールド領域よりも高負荷側のアップ領域では圧縮機（１）の容量を増大させるよう指令するロードアップ信号を、ホールド領域よりも低負荷側のダウン領域では圧縮機（１）の容量を低減するよう指令するロードダウン信号をそれぞれ出力する信号出力手段（８）と、該信号出力手段（８）の出力を受け、上記圧縮機（１）の容量を１ステップずつ増減又は維持するよう制御する出口基準容量制御手段（５１）とを備えるとともに、上記利用側熱交換器（４）の利用側熱媒体の入口温度を検出する入口温度検出手段（Ｔhi）と、該入口温度検出手段（Ｔhi）及び上記出口温度検出手段（Ｔho）の出力を受け、上記圧縮機（１）の各ロードステップでの運転時における上記利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶する記憶手段（９ｂ）と、上記出口温度検出手段（Ｔho）の出力を受け、あるロードステップにおける出口温度と出口設定温度との差温が上記記憶手段（９ｂ）に記憶される高容量側のロードステップにおける対応媒体温度差と当該ロードステップにおける対応媒体温度差との偏差よりも大きいときには、上記出口基準容量制御手段（５１）の制御を強制的に停止させて圧縮機（１）の容量を当該高容量側のロードステップまで変更させる入口基準容量制御手段（５２Ｂ）とを備えたことを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の冷凍装置の運転制御装置において、記憶手段（９ｂ）は、利用側熱媒体の出口温度がその設定温度に近いときに記憶するものであることを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
【請求項４】 請求項１，請求項２又は請求項３記載の冷凍装置の運転制御装置において、入口温度検出手段（Ｔhi）及び出口温度検出手段（Ｔho）により複数回検出された利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差の平均値を演算する演算手段（５３）を備え、記憶手段（９ｂ）は該演算手段（５３）で演算された利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差の平均値を対応媒体温度差として記憶するものであることを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
【請求項１】 運転容量が複数のステップに調節可能な圧縮機（１）と、熱源側熱交換器（２）と、利用側熱交換器（４）とを備えた冷凍装置において、上記利用側熱交換器（４）の利用側熱媒体の出口温度を検出する出口温度検出手段（Ｔho）と、該出口温度検出手段（Ｔho）で検出される出口温度と出口設定温度とを設定時間毎に比較して、出口設定温度付近のホールド領域では圧縮機（１）の容量をそのまま維持するよう指令するキープ信号を、ホールド領域よりも高負荷側のアップ領域では圧縮機（１）の容量を増大させるよう指令するロードアップ信号を、ホールド領域よりも低負荷側のダウン領域では圧縮機（１）の容量を低減するよう指令するロードダウン信号をそれぞれ出力する信号出力手段（８）と、該信号出力手段（８）の出力を受け、上記圧縮機（１）の容量を１ステップずつ増減又は維持するよう制御する出口基準容量制御手段（５１）とを備えるとともに、上記利用側熱交換器（４）の利用側熱媒体の入口温度を検出する入口温度検出手段（Ｔhi）と、該入口温度検出手段（Ｔhi）及び上記出口温度検出手段（Ｔho）の出力を受け、上記圧縮機（１）の各ロードステップでの運転時における上記利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶する記憶手段（９ｂ）と、上記入口温度検出手段（Ｔhi）の出力を受け、入口温度と上記出口設定温度との温度差が上記記憶手段（９ｂ）に記憶される各ロードステップの高容量側のロードステップにおける対応媒体温度差よりも高負荷側にあるときには、上記出口基準容量制御手段（５１）の制御を停止させて、ただちに当該高容量側のロードステップまで上記圧縮機（１）の容量を増大させるよう変更する入口基準容量制御手段（５２Ａ）とを備えたことを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
【請求項２】 運転容量が複数のステップに調節可能な圧縮機（１）と、熱源側熱交換器（２）と、利用側熱交換器（４）とを備えた冷凍装置において、上記利用側熱交換器（４）の利用側熱媒体の出口温度を検出する出口温度検出手段（Ｔho）と、該出口温度検出手段（Ｔho）で検出される出口温度と出口設定温度とを設定時間毎に比較して、出口設定温度付近のホールド領域では圧縮機（１）の容量をそのまま維持するよう指令するキープ信号を、ホールド領域よりも高負荷側のアップ領域では圧縮機（１）の容量を増大させるよう指令するロードアップ信号を、ホールド領域よりも低負荷側のダウン領域では圧縮機（１）の容量を低減するよう指令するロードダウン信号をそれぞれ出力する信号出力手段（８）と、該信号出力手段（８）の出力を受け、上記圧縮機（１）の容量を１ステップずつ増減又は維持するよう制御する出口基準容量制御手段（５１）とを備えるとともに、上記利用側熱交換器（４）の利用側熱媒体の入口温度を検出する入口温度検出手段（Ｔhi）と、該入口温度検出手段（Ｔhi）及び上記出口温度検出手段（Ｔho）の出力を受け、上記圧縮機（１）の各ロードステップでの運転時における上記利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差を対応媒体温度差として記憶する記憶手段（９ｂ）と、上記出口温度検出手段（Ｔho）の出力を受け、あるロードステップにおける出口温度と出口設定温度との差温が上記記憶手段（９ｂ）に記憶される高容量側のロードステップにおける対応媒体温度差と当該ロードステップにおける対応媒体温度差との偏差よりも大きいときには、上記出口基準容量制御手段（５１）の制御を強制的に停止させて圧縮機（１）の容量を当該高容量側のロードステップまで変更させる入口基準容量制御手段（５２Ｂ）とを備えたことを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の冷凍装置の運転制御装置において、記憶手段（９ｂ）は、利用側熱媒体の出口温度がその設定温度に近いときに記憶するものであることを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
【請求項４】 請求項１，請求項２又は請求項３記載の冷凍装置の運転制御装置において、入口温度検出手段（Ｔhi）及び出口温度検出手段（Ｔho）により複数回検出された利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差の平均値を演算する演算手段（５３）を備え、記憶手段（９ｂ）は該演算手段（５３）で演算された利用側熱媒体の入口温度と出口温度との温度差の平均値を対応媒体温度差として記憶するものであることを特徴とする冷凍装置の運転制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【特許番号】特許第３４７３０３０号（Ｐ３４７３０３０）
【登録日】平成１５年９月１９日（２００３．９．１９）
【発行日】平成１５年１２月２日（２００３．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平４−２２７０７２
【出願日】平成４年８月２６日（１９９２．８．２６）
【公開番号】特開平５−２２３３６３
【公開日】平成５年８月３１日（１９９３．８．３１）
【審査請求日】平成１１年６月３０日（１９９９．６．３０）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【参考文献】
【文献】特開 平２−２０８４５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平３−１４８５５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５７−１４４８３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６０−２１８５５３（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１５年９月１９日（２００３．９．１９）
【発行日】平成１５年１２月２日（２００３．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成４年８月２６日（１９９２．８．２６）
【公開番号】特開平５−２２３３６３
【公開日】平成５年８月３１日（１９９３．８．３１）
【審査請求日】平成１１年６月３０日（１９９９．６．３０）
【出願人】（０００００２８５３）ダイキン工業株式会社 (7,604)
【参考文献】
【文献】特開 平２−２０８４５５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平３−１４８５５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭５７−１４４８３３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 昭６０−２１８５５３（ＪＰ，Ａ）
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