DE112020007604T5

DE112020007604T5 - Folgerungsgerät und Lerngerät

Info

Publication number: DE112020007604T5
Application number: DE112020007604.0T
Authority: DE
Inventors: Atsushi Kawashima; Genta YOSHIMURA; Takuji Morimoto; Keisuke Sugiura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2020-09-14
Filing date: 2020-09-14
Publication date: 2023-06-22
Also published as: WO2022054278A1; US20240240820A1; JPWO2022054278A1; CN115997089A

Abstract

Ein Folgerungsgerät erhält einen Folgerungswert einer Eisschmelzdauer für eine Abtautemperaturinformation, wobei die Abtautemperaturinformation eine Temperatur eines Außenraumwärmetauschers einer Außenraumeinheit einer Klimaanlage oder einen Änderungszustand der Temperatur repräsentiert. In dem Folgerungsgerät ist die Eisschmelzdauer eine Dauer, während der die Temperatur des Außenraumwärmetauschers stabil innerhalb eines ersten Bereichs ist. Das Folgerungsgerät umfasst eine erste Datenbezugseinheit, welche die Abtautemperaturinformation der Klimaanlage bezieht, und eine Folgerungseinheit, welche unter Verwendung eines trainierten Modells, welches eine Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation folgert, und auf Grundlage der durch die erste Datenbezugseinheit bezogenen Abtautemperaturinformation einen Folgerungswert der Eisschmelzdauer für die Abtautemperaturinformation erhält.

Description

Technischer Bereich
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Folgerungsgerät und ein Lerngerät für eine Klimaanlage mit einer Abtaufunktion.
Stand der Technik
Bei Klimaanlagen scheidet sich bei Durchführung eines Heizbetriebs im Winter in einigen Fällen Eis an einem Außenraumwärmetauscher ab. Aus diesem Grund wurde eine Klimaanlage vorgeschlagen, bei welcher ein abtauender Betrieb (Abtaubetrieb) des Schmelzens von Eis, welches sich an einem Außenraumwärmetauscher abgeschieden hat, unter Verwendung von Wärme eines Innenraumwärmetauschers, der in einer Innenraumeinheit enthalten ist, durchgeführt wird (siehe beispielsweise Patentliteratur 1).
Zitierungsliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: internationale Veröffentlichungsnummer 2019/035195
Kurzbeschreibung der Erfindung
Technisches Problem
Nachdem ein vorangegangener Abtaubetrieb abgeschlossen ist, wird in Patentliteratur 1, wenn eine bestimmte Zeitdauer seit Wiederaufnahme eines Heizbetriebs verstrichen ist und eine durch einen Temperatursensor detektierte Temperatur einen vorgegebenen Wert erreicht oder unter diesen fällt, bestimmt, dass Voraussetzungen zum Starten eines Abtaubetriebs erfüllt sind, und ein Abtaubetrieb wird gestartet.
Bei Steuerung basierend auf solchen Regeln wird jedoch in einigen Fällen ein Abtaubetrieb gestartet, selbst wenn sehr wenig Eis an einem Außenraumwärmetauscher abgeschieden ist, was in geminderter Energiesparfähigkeit und gemindertem Komfort resultiert.
Um ein solches Problem anzugehen, stellt die vorliegende Offenbarung ein Folgerungsgerät und ein Lerngerät bereit, bei welchen ein geeigneter Zeitpunkt zum Starten eines Abtaubetriebs bestimmt wird, um hierdurch eine Verbesserung der Energiesparfähigkeit zu erreichen.
Lösung des Problems
Ein Folgerungsgerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist dazu konfiguriert, einen Folgerungswert einer Eisschmelzdauer für eine Abtautemperaturinformation zu erhalten, wobei die Abtautemperaturinformation eine Temperatur eines Außenraumwärmetauschers einer Außenraumeinheit einer Klimaanlage oder einen Änderungszustand der Temperatur repräsentiert. In dem Folgerungsgerät ist die Eisschmelzdauer eine Dauer, während der die Temperatur des Außenraumwärmetauschers stabil innerhalb eines ersten Bereichs ist. Das Folgerungsgerät umfasst eine erste Datenbezugseinheit, welche dazu konfiguriert ist, die Abtautemperaturinformation der Klimaanlage zu beziehen, und eine Folgerungseinheit, welche dazu konfiguriert ist, unter Verwendung eines trainierten Modells, welches konfiguriert ist, eine Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation zu folgern, und auf Grundlage der durch die erste Datenbezugseinheit bezogenen Abtautemperaturinformation einen Folgerungswert der Eisschmelzdauer für die Abtautemperaturinformation zu erhalten.
Ein Lerngerät gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist dazu konfiguriert, ein trainiertes Modell zu erzeugen, welches konfiguriert ist, einen Folgerungswert einer Eisschmelzdauer für eine Abtautemperaturinformation zu erhalten, wobei die Abtautemperaturinformation eine Temperatur eines Außenraumwärmetauschers einer Außenraumeinheit einer Klimaanlage oder einen Änderungszustand der Temperatur repräsentiert. In dem Lerngerät ist die Eisschmelzdauer eine Dauer, während der die Temperatur des Außenraumwärmetauschers stabil innerhalb eines ersten Bereichs ist. Das Lerngerät umfasst eine zweite Datenbezugseinheit, welche konfiguriert ist, Trainingsdaten zu beziehen, welche auf Grundlage einer Kombination der Abtautemperaturinformation und einem tatsächlichen Messwert der Eisschmelzdauer erzeugt sind, und eine Modellerzeugungseinheit, welche konfiguriert ist, durch Durchführung von Lernen unter Verwendung der Trainingsdaten so, dass sich ein Folgerungswert der Eisschmelzdauer für die Abtautemperaturinformation dem tatsächlichen Messwert der Eisschmelzdauer nähert, ein trainiertes Modell zu erzeugen, welches konfiguriert ist, einen Folgerungswert der Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation der Klimaanlage zu erhalten.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Bei dem Folgerungsgerät und dem Lerngerät gemäß einer oder mehr Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird als die Menge von Eis, welche sich an dem Außenraumwärmetauscher abgeschieden hat, eine Eisschmelzdauer gefolgert, um einen geeigneten Zeitpunkt zum Starten eines Abtaubetriebs zu bestimmen, wodurch eine Verbesserung der Energiesparfähigkeit erreicht wird.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Beispiel einer Konfiguration eines Kältemittelkreislaufs 100 einer Klimaanlage 101 zeigt, für welche ein Folgerungsgerät 20 und ein Lerngerät 30 gemäß Ausführungsform 1 verwendet werden.
2 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Beispiel einer Abtaubetriebssteuerung zeigt, welche durch die Klimaanlage 101 gemäß Ausführungsform 1 durchgeführt wird.
3 zeigt ein Beispiel von zeitlichen Änderungen einer Abtautemperatur θ während eines Abtaubetriebs.
4 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration des Folgerungsgerätes 20 gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
5 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Ablauf eines Prozesses zeigt, welcher durch das Folgerungsgerät 20 gemäß Ausführungsform 1 durchgeführt wird.
6 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Ablauf eines Prozesses zeigt, welcher durch die Klimaanlage 101 gemäß Ausführungsform 1 durchgeführt wird.
7 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration des Lerngerätes 30 gemäß Ausführungsform 1 zeigt.
8 zeigt schematisch ein Beispiel eines Modells eines neuronalen Netzes 34, welches in einer Modellerzeugungseinheit 32 enthalten ist.
9 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Ablauf eines Prozesses zeigt, welcher durch das Lerngerät 30 gemäß Ausführungsform 1 durchgeführt wird.

Beschreibung von Ausführungsformen
Eine Ausführungsform eines Folgerungsgerätes 20 und eines Lerngerätes 30 gemäß der vorliegenden Offenbarung wird unten mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die unten beschriebene Ausführungsform zu begrenzen, und diverse Modifikationen können daran innerhalb des Umfangs des Geistes der vorliegenden Offenbarung gemacht werden. Ferner umfasst die vorliegende Offenbarung alle Kombinationen von kombinierbaren Konfigurationen unter den Konfigurationen, die in der Ausführungsform unten und in Modifikationen der Ausführungsform beschrieben sind. Zudem sind durch gleiche Bezugszeichen bezeichnete Elemente in den Figuren die gleichen oder entsprechende Elemente, und dies gilt für den gesamten Text der Beschreibung. Übrigens können in jeder Zeichnung beispielsweise das relative Größenverhältnis zwischen Komponenten oder die Formen der Komponenten von dem tatsächlichen Verhältnis oder den tatsächlichen Größen verschieden sein.
Ausführungsform 1.
Das Folgerungsgerät 20 und das Lerngerät 30 gemäß Ausführungsform 1 werden unten beschrieben. Das Folgerungsgerät 20 und das Lerngerät 30 sind in einer Klimaanlage 101 enthalten oder mit dieser verbunden und werden verwendet.
<Konfiguration der Klimaanlage 101 >
1 ist ein schematisches Diagramm, welches ein Beispiel einer Konfiguration eines Kältemittelkreislaufs 100 der Klimaanlage 101 zeigt, für welche das Folgerungsgerät 20 und das Lerngerät 30 gemäß Ausführungsform 1 verwendet werden.
Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Klimaanlage 101 eine Innenraumeinheit 1, welche in einem zu klimatisierenden Innenraum installiert ist, und eine Außenraumeinheit 2, welche in einem Außenraum installiert ist. Eine Umgebung, in welcher die Außenraumeinheit 2 installiert ist, wird hierin nachfolgend als eine Außenraumluftumgebung bezeichnet. Die Innenraumeinheit 1 umfasst einen Innenraumwärmetauscher 5. Andererseits umfasst die Außenraumeinheit 2 einen Verdichter 3, ein Vierwegeventil 4, einen Außenraumwärmetauscher 6 und ein Expansionsventil 7. Der Verdichter 3, das Vierwegeventil 4, der Außenraumwärmetauscher 6, das Expansionsventil 7 und der Innenraumwärmetauscher 5 sind über Kältemittelrohre verbunden und bilden daher den Kältemittelkreislauf 100.
Der Innenraumwärmetauscher 5 tauscht Wärme zwischen einem Kältemittel, welches durch ein darin angeordnetes Kältemittelrohr strömt, und Innenraumluft. Andererseits tauscht der Außenraumwärmetauscher 6 Wärme zwischen einem Kältemittel, welches durch ein darin angeordnetes Kältemittelrohr strömt, und Außenraumluft. Der Innenraumwärmetauscher 5 und der Außenraumwärmetauscher 6 sind beispielsweise Rippenrohrwärmetauscher. Übrigens kann sowohl der Innenraumwärmetauscher 5 als auch der Außenraumwärmetauscher 6 in mehrere Wärmetauscher aufgeteilt sein. In diesem Fall sind die mehreren Wärmetauscher in Reihe oder parallel verbunden.
Der Verdichter 3 saugt Kältemittel an, welches durch den Kältemittelkreislauf 100 strömt. Der Verdichter 3 verdichtet das angesaugte Kältemittel und gibt dieses aus. Der Verdichter 3 ist beispielsweise ein Wechselrichter-Verdichter. Das aus dem Verdichter 3 ausgegebene Kältemittel wird dazu gebracht, in den Innenraumwärmetauscher 5 oder den Außenraumwärmetauscher 6 zu strömen.
Das Vierwegeventil 4 ist ein Strömungsschaltgerät, welches konfiguriert ist, zwischen einem Zustand für den Fall eines Kühlbetriebs des Kühlens des Innenraums, in welchem die Innenraumeinheit 1 installiert ist, und einem Zustand für den Fall eines Heizbetriebs des Heizens des Innenraums zu schalten. 1 zeigt einen Zustand, in welchem die Klimaanlage 101 den Heizbetrieb durchführt. Wie in 1 gezeigt ist, hat, wenn die Klimaanlage 101 den Heizbetrieb durchführt, das Vierwegeventil 4 einen Zustand, welcher durch eine durchgezogene Linie in 1 repräsentiert ist, und aus dem Verdichter 3 ausgegebenes Kältemittel strömt in den Innenraumwärmetauscher 5. Dabei funktioniert der Außenraumwärmetauscher 6 als ein Verdampfer, und der Innenraumwärmetauscher 5 funktioniert als ein Kondensierer. Andererseits, wenn die Klimaanlage 101 den Kühlbetrieb durchführt, hat das Vierwegeventil 4 einen Zustand, welcher durch eine gestrichelte Linie in 1 repräsentiert ist, und aus dem Verdichter 3 ausgegebenes Kältemittel strömt in den Außenraumwärmetauscher 6. Dabei funktioniert der Außenraumwärmetauscher 6 als ein Kondensierer, und der Innenraumwärmetauscher 5 funktioniert als ein Verdampfer. Übrigens kann anstelle des Vierwegeventils 4 ein anderes Strömungsschaltgerät mit einer ähnlichen Funktion verwendet werden.
Das Expansionsventil 7 ist ein Druckminderer, welcher den Druck eines Kältemittels reduziert, und ist beispielsweise ein elektronisches Expansionsventil. Das Expansionsventil 7 ist zwischen dem Außenraumwärmetauscher 6 und dem Innenraumwärmetauscher 5 bereitgestellt. Übrigens kann anstelle des Expansionsventils 7 ein anderer Druckminderer mit einer ähnlichen Funktion verwendet werden.
Der Kältemittelkreislauf 100 ist mit einem Kältemittel gefüllt. Der Typ des Kältemittels ist beispielsweise R32 oder R410A und ist nicht auf einen bestimmten Typ begrenzt.
Die Innenraumeinheit 1 umfasst ferner einen Innenraumventilator 8, welcher dem Innenraumwärmetauscher 5 Luft zuführt. Der Innenraumventilator 8 ist auf der Aufwindseite des Innenraumwärmetauschers 5 angeordnet. Übrigens kann der Innenraumventilator 8 auf der Abwindseite des Innenraumwärmetauschers 5 angeordnet sein.
Die Außenraumeinheit 2 umfasst ferner einen Außenraumventilator 9, welcher dem Außenraumwärmetauscher 6 Luft zuführt. Der Außenraumventilator 9 ist auf der Abwindseite des Außenraumwärmetauschers 6 angeordnet. Übrigens kann der Außenraumventilator 9 auf der Aufwindseite des Außenraumwärmetauschers 6 angeordnet sein.
In dem Außenraumventilator 9 ist ein Gerät bereitgestellt, welches einen Stromwert detektiert oder schätzt, welcher durch den Außenraumventilator 9 zum Zuführen von Luft verwendet wurde. Dieses Gerät wird als ein Strommessgerät 16 bezeichnet. Das Strommessgerät 16 ist beispielsweise ein Stromsensor oder ein Prozessor. Strominformation, welche durch das Strommessgerät 16 detektiert oder geschätzt wird, wird an eine Steuerungseinheit 15 ausgegeben, welche in der Außenraumeinheit 2 enthalten ist. Übrigens kann das Strommessgerät 16 in der Steuerungseinheit 15 bereitgestellt sein.
An einer Außenhaut des Verdichters 3 in der Außenraumeinheit 2 ist ein Temperatursensor 10 installiert. Der Temperatursensor 10 detektiert eine Temperatur des Verdichters 3. Übrigens kann der Ort, an welchem der Temperatursensor 10 installiert ist, ein beliebiger anderer Bereich sein, an welchem eine Temperatur des Verdichters 3 detektiert werden kann. Beispielsweise kann der Temperatursensor 10 anstelle der Außenhaut des Verdichters 3 an einem Kältemittelrohr entlang eines Pfades von dem Verdichter 3 zu den Vierwegeventil 4 bereitgestellt sein. Eine Verdichtertemperaturinformation, welche durch den Temperatursensor 10 detektiert wird, wird an die Steuerungseinheit 15 ausgegeben.
An der Aufwindseite des Innenraumventilators 8 in der Innenraumeinheit 1 ist ein Temperatursensor 11 installiert. Der Temperatursensor 11 detektiert eine Lufttemperatur vor dem Einströmen von Luft in den Innenraumwärmetauscher 5, d. h. eine Raumtemperatur. Übrigens ist der Ort des Temperatursensors 11 nicht auf den in 1 gezeigten Bereich begrenzt, solange eine Raumtemperatur detektiert werden kann. Eine Raumtemperaturinformation, welche durch den Temperatursensor 11 detektiert wird, wird an die Steuerungseinheit 15 ausgegeben.
An einer Rohrwand eines Kältemittelrohres des Innenraumwärmetauschers 5 ist ein Temperatursensor 12 installiert. Der Temperatursensor 12 detektiert eine Temperatur des Innenraumwärmetauschers 5, wenn der Innenraumwärmetauscher 5 während des Heizens als ein Kondensierer funktioniert, d. h. eine Kondensierungstemperatur. Der Ort des Temperatursensors 12 ist nicht auf den in 1 gezeigten Bereich begrenzt, solange der Ort ein Bereich ist, in welchem eine Temperatur des Innenraumwärmetauschers 5 detektiert werden kann. Eine Kondensierungstemperaturinformation, welche durch den Temperatursensor 12 detektiert wird, wird an die Steuerungseinheit 15 ausgegeben.
In der Außenraumeinheit 2 ist ein Temperatursensor 13 zum Messen einer Temperatur von Luft installiert, welche dem Außenraumwärmetauscher 6 durch den Außenraumventilator 9 zugeführt wird. Der Temperatursensor 13 ist auf der Aufwindseite des Außenraumwärmetauschers 6 installiert, um eine Lufttemperatur vor dem Durchgang von Luft durch den Außenraumwärmetauscher 6 zu messen, d. h. eine Außenraumlufttemperatur. Übrigens ist der Ort des Temperatursensors 13 nicht auf den in 1 gezeigten Bereich begrenzt, solange eine Lufttemperatur vor dem Durchgang von Luft durch den Außenraumwärmetauscher 6 detektiert werden kann. Eine Außenraumlufttemperaturinformation, welche durch den Temperatursensor 13 detektiert wird, wird an die Steuerungseinheit 15 ausgegeben.
An einer Rohrwand eines Kältemittelrohres des Außenraumwärmetauschers 6 ist ein Temperatursensor 14 installiert. Der Temperatursensor 14 detektiert eine Temperatur des Außenraumwärmetauschers 6, wenn der Außenraumwärmetauscher 6 während des Heizens als ein Verdampfer funktioniert, d. h. eine Verdampfungstemperatur. Der Ort des Temperatursensors 14 ist nicht auf den in 1 gezeigten Bereich begrenzt, solange der Ort ein Bereich ist, in welchem eine Temperatur des Außenraumwärmetauschers 6 geschätzt werden kann. Eine Verdampfungstemperaturinformation, welche durch den Temperatursensor 14 detektiert wird, wird an die Steuerungseinheit 15 ausgegeben.
Obwohl in 1 fünf Temperatursensoren 10 bis 14 bereitgestellt sind, ist die Anzahl der Temperatursensoren 10 bis 14 nicht auf die in 1 gezeigte begrenzt und kann größer oder kleiner als diese Zahl sein. Wenn der Außenraumwärmetauscher 6 in mehrere Wärmetauscher aufgeteilt ist, können beispielsweise mehrere Temperatursensoren 14 für die Außenraumwärmetauscher installiert sein.
Zudem sind die Sensortypen nicht auf die in 1 gezeigten Typen begrenzt. Beispielsweise können in der Außenraumeinheit 2 ein Luftfeuchtesensor 17, welcher eine Luftfeuchte in der Außenraumluftumgebung misst, in welcher die Außenraumeinheit 2 installiert ist, ein Beleuchtungsstärkesensor 18, welcher eine Beleuchtungsstärke in der Außenraumluftumgebung misst, oder andere Sensoren installiert sein. In diesem Fall können beispielsweise sowohl eine Temperaturinformation als auch eine Luftfeuchteinformation in der Außenraumluftumgebung durch den Temperatursensor 13 und den Luftfeuchtesensor 17 erhalten werden. Übrigens ist es wünschenswert, dass eine durch den Beleuchtungsstärkesensor 18 gemessene Beleuchtungsstärke ein Wert ist, welcher die Menge von Sonnenstrahlung auf ein Gehäuse der Außenraumeinheit 2 repräsentiert. Durch diese Sensoren 10 bis 14 und 16 bis 18 detektierte Informationselemente werden in der Steuerungseinheit 15 der Außenraumeinheit 2 gesammelt.
Die Steuerungseinheit 15 besteht aus einer Steuerungsplatine. Auf der Steuerungsplatine der Steuerungseinheit 15 sind eine Steuerung, ein Speichergerät und eine Antriebsschaltung montiert. Die Steuerung ist beispielsweise dedizierte Hardware oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder ein Mikroprozessor, welcher ein in einem Speicher gespeichertes Programm ausführt. Zudem ist das Speichergerät ein nichtflüchtiger oder flüchtiger Halbleiterspeicher, wie beispielsweise ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein nur lesbarer Speicher (ROM), ein Flash-Speicher, oder ein EPROM (erasable programmable ROM), oder eine Disk, wie beispielsweise eine magnetische Disk, eine flexible Disk oder eine optische Disk.
<Betrieb der Klimaanlage 101 >
Als Nächstes wird eine allgemeine Beschreibung des Betriebs der in 1 gezeigten Klimaanlage 101 bereitgestellt.
Wie oben beschrieben ist, ist innerhalb des Kältemittelkreislaufs 100 ein Kältemittel enthalten, welches durch den Verdichter 3 verdichtet wird. Während des Kühlens wird ein Kältekreislauf bereitgestellt, welcher durch den folgenden Kühlbetriebkreislauf gebildet wird. D. h., durch den Verdichter 3 verdichtetes Kältemittel wird durch den Außenraumwärmetauscher 6 kondensiert und verflüssigt, durch das Expansionsventil 7 expandiert und weiter durch den Innenraumwärmetauscher 5 verdampft. Anschließend kehrt das Kältemittel zu dem Verdichter 3 zurück. Übrigens ist auch in einem Abtaubetrieb der Kältekreislauf bereitgestellt, welcher durch den Kühlbetriebkreislauf gebildet wird.
Andererseits wird während des Heizens ein Kältekreislauf bereitgestellt, welcher durch den folgenden Heizbetriebkreislauf gebildet wird. D. h., durch den Verdichter 3 verdichtetes Kältemittel wird durch den Innenraumwärmetauscher 5 kondensiert und verflüssigt, durch das Expansionsventil 7 expandiert und durch den Außenraumwärmetauscher 6 verdampft. Anschließend kehrt das Kältemittel zu dem Verdichter 3 zurück.
Beim Durchführen des Kühlens oder Heizens wie oben beschrieben, steuert die in 1 gezeigte Klimaanlage 101 jede Komponente so, dass eine durch den Temperatursensor 11 im Innenraum detektierte Temperatur, d. h. eine Raumtemperatur, einen Zielwert erreicht. D. h., die Klimaanlage 101 steuert eine Umdrehungsgeschwindigkeit des Verdichters 3, einen Öffnungsgrad des Expansionsventils 7, ein durch den Innenraumventilator 8 zugeführtes Luftvolumen und ein durch den Außenraumventilator 9 zugeführtes Luftvolumen.
Diese Steuerung wird auf Grundlage von Temperaturen durchgeführt, welche durch die Temperatursensoren 10 bis 14 detektiert werden, und eine Kühlkapazität oder eine Heizkapazität der Klimaanlage 101 wird gesteuert. Eine solche Steuerung wird durch die Steuerungseinheit 15 der Außenraumeinheit 2 durchgeführt.
Während des Heizbetriebs kann unter Voraussetzungen, dass eine Lufttemperatur niedrig ist und eine Luftfeuchte hoch ist, sich Eis an dem Außenraumwärmetauscher 6 abscheiden, welcher als ein Verdampfer funktioniert. In diesem Fall erhöht sich ein Widerstand für den Durchgang von durch den Außenraumventilator 9 zugeführter Luft und die Menge von Wärme, die in dem Außenraumwärmetauscher 6 getauscht werden kann, nimmt ab, wodurch eine Heizkapazität abnimmt. Daher wird in der Klimaanlage 101 ein Abtaubetrieb des Schmelzens von an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschiedenem Eis durchgeführt.
<Abtaubetrieb>
2 ist ein Ablaufdiagramm, welches ein Beispiel einer Abtaubetriebssteuerung zeigt, welche durch die Klimaanlage 101 gemäß Ausführungsform 1 durchgeführt wird. Der Abtaubetrieb von 2 ist ein Beispiel eines typischen Betriebs und ein Abtaubetrieb ist darauf nicht begrenzt. Eine allgemeine Beschreibung des Abtaubetriebs von 2 wird unten bereitgestellt. Übrigens wird vorliegend eine Temperatur des Kältemittelrohres des Außenraumwärmetauschers 6, welche durch den Temperatursensor 14 detektiert wird, als eine Abtautemperatur θ bezeichnet. Daher ist die Abtautemperatur θ eine Temperatur des Außenraumwärmetauschers 6, wenn der Außenraumwärmetauscher 6 während des Heizens als ein Verdampfer funktioniert.
Wie in 2 gezeigt ist, bestimmt die Steuerungseinheit 15 in Schritt S1, ob eine fixe Zeitdauer verstrichen ist, seitdem die Klimaanlage 101 einen Heizbetrieb gestartet oder wiederaufgenommen hat. Die fixe Zeitdauer ist ein voreingestellter Wert. Wenn die Steuerungseinheit 15 bestimmt, dass die fixe Zeitdauer nicht verstrichen ist, beendet die Steuerungseinheit 15 einen Prozess des Ablaufs von 2, ohne etwas zu tun. Andererseits, wenn die Steuerungseinheit 15 bestimmt, dass die fixe Zeitdauer verstrichen ist, schreitet die Steuerungseinheit 15 zu Schritt S2 voran.
In Schritt S2 bestimmt die Steuerungseinheit 15, ob eine Abtautemperatur θ, welche durch den Temperatursensor 14 detektiert wird, kleiner oder gleich einem voreingestellten spezifischen Wert ist. Wenn die Steuerungseinheit 15 bestimmt, dass die Abtautemperatur θ größer als der spezifische Wert ist, beendet die Steuerungseinheit 15 den Prozess des Ablaufs von 2, ohne etwas zu tun. Andererseits, wenn die Steuerungseinheit 15 bestimmt, dass die Abtautemperatur θ kleiner oder gleich dem spezifischen Wert ist, schreitet die Steuerungseinheit 15 zu Schritt S3 voran.
In Schritt S3 bestimmt die Steuerungseinheit 15 auf Grundlage der in Schritten S1 und S2 gemachten Bestimmungen, dass Voraussetzungen zum Starten des Abtaubetriebs erfüllt sind, d. h., dass sich Eis an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschieden hat. Die Steuerungseinheit 15 veranlasst den Verdichter 3 dazu, temporär zu stoppen, sodass der Abtaubetrieb gestartet werden kann.
In Schritt S4 führt die Steuerungseinheit 15 ein Schalten des Vierwegeventils 4 durch, um den oben beschriebenen Kühlbetriebkreislauf zu bilden und startet den Verdichter 3 erneut, um den Abtaubetrieb zu starten. In dem Abtaubetrieb wird an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschiedenes Eis geschmolzen, beispielsweise unter Verwendung eines umgekehrten Abtauverfahrens des Zirkulierens von Kältemittel. In dem Abtaubetrieb strömt ein durch den Verdichter 3 erzeugtes Kältemittel hoher Temperatur und hohen Drucks durch ein Kältemittelrohr und strömt in den Außenraumwärmetauscher 6. Dieses Kältemittel gibt Wärme an das Eis ab, welches sich an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschieden hat, und daher schmilzt dieses Eis zu Wasser.
Der Abtaubetrieb wird fortgesetzt, bis die Abtautemperatur θ den oben beschriebenen spezifischen Wert erreicht oder überschreitet. Daher bestimmt die Steuerungseinheit 15 in Schritt S5, ob die Abtautemperatur θ den spezifischen Wert erreicht oder überschritten hat. Wenn die Steuerungseinheit 15 in Schritt S5 bestimmt, dass die Abtautemperatur θ den spezifischen Wert erreicht oder überschritten hat, schreitet die Steuerungseinheit 15 zu Schritt S6 voran.
In Schritt S6 bestimmt die Steuerungseinheit 15, dass eine Voraussetzung zum Beenden des Abtaubetriebs erfüllt ist und beendet den Abtaubetrieb, um zu Schritt S7 voranzuschreiten. Beim Beenden des Abtaubetriebs stoppt die Steuerungseinheit 15 zuerst den Verdichter 3 und führt ein Schalten des Vierwegeventils 4 durch, um den Betriebskreislauf wieder auf den oben beschriebenen Heizbetriebkreislauf zurückzuschalten.
In Schritt S7 startet die Steuerungseinheit 15 den Verdichter 3 erneut, um den Heizbetrieb wiederaufzunehmen.
Im Stand der Technik wird eine solche Abtaubetriebssteuerung ebenfalls durchgeführt. In der Mitte des Winters oder bei einer Umgebung mit niedriger Außenraumlufttemperatur, wie beispielsweise kaltem Klima, kann es jedoch vorkommen, dass bei der Steuerung ein Abtaubetrieb gestartet wird, obwohl kein Eis abgeschieden ist. Selbst in diesem Fall wird ein Heizbetrieb während des Abtaubetriebs temporär gestoppt, was zu einer ungewünschten Verringerung der Raumtemperatur führt. Zudem wird zusätzliche Energie benötigt, beispielsweise Energie während des Abtaubetriebs oder Energie zum Ändern der aufgrund des Abtaubetriebs reduzierten Raumtemperatur auf einen eingestellten Wert.
In dem Folgerungsgerät 20 gemäß Ausführungsform 1 wird daher ein Folgerungswert Pest einer zu beschreibenden „Eisschmelzdauer“ unter Verwendung eines trainierten Modells erhalten. Die Steuerungseinheit 15 der Klimaanlage 101 bestimmt auf Grundlage des Folgerungswertes Pest einer „Eisschmelzdauer“, ob der Ablauf von 2 zu starten ist oder nicht. Dies kann die Durchführung eines unnötigen Abtaubetriebs vermeiden, bei welchem kein Eis an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschieden ist. Eine detaillierte Beschreibung wird unten bereitgestellt.
< Eisschmelzdauer>
3 zeigt ein Beispiel von zeitlichen Änderungen einer Abtautemperatur θ während eines Abtaubetriebs. In 3 repräsentiert die horizontale Achse Zeit und die vertikale Achse repräsentiert die Abtautemperatur θ. Es ist zu beachten, dass sich ein Muster von zeitlichen Änderungen der Abtautemperatur θ auf Grundlage von Werten diverser Parameter ändert, wie beispielsweise einer Außenraumlufttemperatur, der Menge von an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschiedenem Eis und der Anzahl von Verdichtern 3, welche während des Abtaubetriebs betrieben werden, und daher ist das Muster nicht auf das in 3 gezeigte begrenzt. Zum Zwecke der Erklärung wird hierin nachfolgend als Beispiel der in 3 gezeigte Fall beschrieben.
Wenn der Abtaubetrieb bei einer Zeit t0 gestartet wird, nimmt die Abtautemperatur θ nach dem Start des Abtaubetriebs zu, wie in 3 gezeigt ist. Anschließend gibt durch das Kältemittelrohr des Außenraumwärmetauschers 6 strömendes Kältemittel Wärme an Eis ab, welches an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschieden ist, um das Eis zu schmelzen. Daher ist die Abtautemperatur θ temporär in der Nähe von 0 °C stabil und nimmt wieder zu, nachdem das an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschiedene Eis geschmolzen ist. Anschließend, wenn die Abtautemperatur θ den spezifischen Wert erreicht oder überschreitet, wird der Abtaubetrieb beendet, wie oben beschrieben ist.
Wie in 3 gezeigt ist, sind in Ausführungsform 1 zwei Temperaturen θ1 und Θ2 in der Nähe von 0 °C definiert. Dabei ist die Temperatur θ1 auf eine Temperatur eingestellt, welche kleiner als die Temperatur θ2 ist (θ1 < θ2). Dabei sind die Temperaturen θ1 und θ2 so eingestellt, dass beispielsweise der Zusammenhang θ1 ≤ 0 < θ2 erfüllt ist. Übrigens ist die Temperatur θ1 eine Temperatur unmittelbar vor Stabilisierung der Abtautemperatur θ. Die Temperatur θ2 ist eine Temperatur unmittelbar vor einer weiteren Zunahme der Abtautemperatur θ. Es sei angenommen, dass eine Zeit, an welcher die Abtautemperatur θ die Temperatur θ1 erreicht, t1 ist und dass eine Zeit, an welcher die Abtautemperatur θ die Temperatur θ2 erreicht, t2 ist. Dabei ist eine Dauer, während der die Zeit t den Zusammenhang t1 ≤ t ≤ t2 erfüllt, eine Dauer, während der die Abtautemperatur θ in der Nähe eines Schmelzpunktes liegt, und ist insbesondere eine Dauer, während der θ1 ≤ θ ≤ θ2 erfüllt ist. Diese Dauer ist eine Dauer, während der Kältemittel, welches durch das Kältemittelrohr des Außenraumwärmetauschers 6 strömt, an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschiedenem Eis Wärme zuführt, um das Eis zu schmelzen. Diese Dauer wird hieran nachfolgend als „Eisschmelzdauer“ bezeichnet und ist in 3 durch ein Bezugszeichen „P“ gekennzeichnet.
Daher ist unter der Annahme, dass ein Bereich aus Werten, die größer oder gleich der Temperatur θ1 und kleiner oder gleich der Temperatur θ2 sind, ein „erster Bereich“ ist, die Eisschmelzdauer P eine Dauer, während der die Abtautemperatur θ, welche eine Abtautemperaturinformation ist, stabil innerhalb des ersten Bereichs ist. Eine Dauer der Eisschmelzdauer P ist eine Dauer, während der eine Zustandsänderung auftritt, bei welchem an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschiedenes Eis zu Wasser wird. Daher wird während der Eisschmelzdauer P Wärmeenergie eines durch das Kältemittelrohr strömenden Kältemittels nicht als sensible Wärme, aufgrund welcher sich die Abtautemperatur θ verändert, sondern als latente Wärme, aufgrund welcher eine Zustandsänderung auftritt, bei welcher Eis zu Wasser wird, verbraucht. Die Eisschmelzdauer P ist daher eine Dauer, während der das an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschiedene Eis geschmolzen wird und dabei die Abtautemperatur θ, welche eine Abtautemperaturinformation ist, sich so entwickelt, dass die Abtautemperatur θ in der Nähe des Schmelzpunktes bleibt. Dementsprechend ist die Abtautemperatur θ, welche eine Abtautemperaturinformation ist, während der Eisschmelzdauer P stabil innerhalb des ersten Bereichs.
Wie oben beschrieben ist, sind die Temperatur θ1 und die Temperatur θ2 geeignet so eingestellt, dass beispielsweise der Zusammenhang θ1 ≤ 0 < θ2 erfüllt ist. Der Zusammenhang zwischen den Temperaturen θ1 und θ2 ist darauf jedoch nicht begrenzt. Der Schmelzpunkt kann unter dem Einfluss einer Verunreinigung, wie beispielsweise Dreck, von 0 °C etwas abweichen, und daher können die Temperatur θ1 und die Temperatur θ2 so eingestellt sein, dass eine der folgenden Beziehungen erfüllt ist: θ1 < 0 ≤ θ2, θ1 < θ2 ≤ 0, und 0 ≤ θ1 < θ2. Es ist zu beachten, dass die Temperaturen θ1 und θ2 in einem Bereich von -20 °C bis +20 °C eingestellt sind, und es ist wünschenswert, dass die Temperaturen θ1 und θ2 in einem Bereich von -5 °C bis +5 °C oder in einem Bereich von -10 °C bis +10 °C eingestellt sind. In allen diesen Bereichen ist ein „erster Bereich“ ein Bereich, welcher den Schmelzpunkt oder 0 °C enthält.
Die Eisschmelzdauer P variiert auf Grundlage der Menge von an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschiedenem Eis. Wenn die Menge von Eis groß ist, dauert es eine lange Zeit, um das Eis vollständig zu schmelzen, und daher nimmt die Eisschmelzdauer P zu. Andererseits, wenn die Menge von Eis klein ist, nimmt die Eisschmelzdauer P ab. Übrigens kann, wenn die Menge von Eis klein ist und die Eisschmelzdauer P extrem kurz ist, nachdem die Abtautemperatur θ die Temperatur θ1 erreicht oder übersteigt, die Abtautemperatur θ die Temperatur θ2 erreichen oder übersteigen, ohne in der Nähe von 0 °C temporär stabilisiert zu sein, wie in 3 gezeigt ist.
Übrigens hat in einigen Einstellungen des spezifischen Wertes für die Abtautemperatur θ und einigen Werten, die durch die Temperaturen θ1 und θ2 eingenommen werden, die Abtautemperatur θ zur Zeit t0 bereits θ1 ≤ θ < θ2 erfüllt. In diesem Fall wird die Eisschmelzdauer P ab der Zeit t0 gezählt. D. h., t1 = t0 ist erfüllt.
Zudem machen das Stoppen und Starten des Verdichters 3 während des Abtaubetriebs und eine Reihe von Einschwingvorgängen in dem Verdichter 3 einen Kältemittelzustand beispielsweise instabil, und daher kann sich der Zustand der Abtautemperatur θ temporär von θ < θ1 auf θ1 ≤ θ < θ2 ändern und dann wieder
θ < θ1 erfüllen. In diesem Fall ist eine Zeit, an welcher θ1 ≤ θ < θ2 zum zweiten Mal erfüllt ist, ein Startpunkt t1 zum Zählen der Eisschmelzdauer P. In einem Fall, in welchem ein solches Phänomen mehr als einmal auftritt, ist eine Zeit, an welcher θ1 ≤ θ < θ2 zum letzten Mal erfüllt ist, der Startpunkt t1 zum Zählen.
Zudem machen das Stoppen und Starten des Verdichters 3 während des Abtaubetriebs und eine Reihe von Einschwingvorgängen in dem Verdichter 3 einen Kältemittelzustand beispielsweise instabil, und daher kann sich der Zustand der Abtautemperatur θ von θ1 ≤ θ < θ2 auf θ2 ≤ θ temporär ändern und dann wieder θ1 ≤ θ < θ2 erfüllen. In diesem Fall ist eine Zeit, an welcher θ2 ≤ θ zum zweiten Mal erfüllt ist, ein Endpunkt t2 zum Zählen der Eisschmelzdauer P. In einem Fall, in welchem ein solches Phänomen mehr als einmal auftritt, ist eine Zeit, an welcher θ2 ≤ θ zum letzten Mal erfüllt ist, der Endpunkt t2 zum Zählen.
Übrigens ist die Weise, auf welche die Start- und Endpunkte zum Zählen der Eisschmelzdauer P bestimmt wird, ein Beispiel und ist nicht auf die Obige begrenzt.
Die Steuerungseinheit 15 speichert unter Verwendung des in der Speichereinheit 15 bereitgestellten Speichergerätes Werte, wie beispielsweise einen Steuerungswert, zum Beispiel für eine Betriebsfrequenz des Verdichters 3, einen Stromwert des Außenraumventilators 9, Werte, beispielsweise detektiert durch die Temperatursensoren 10 bis 14, und eine Eisschmelzdauer.
<Folgerungsphase>
Als Nächstes wird das Folgerungsgerät 20 gemäß Ausführungsform 1 beschrieben. Das Folgerungsgerät 20 gemäß Ausführungsform 1 erhält einen Folgerungswert Pest der oben beschriebenen Eisschmelzdauer P, welche in 3 gezeigt ist, und gibt den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P an die Klimaanlage 101 aus. Nur wenn der Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P, welcher aus dem Folgerungsgerät 20 ausgegeben wird, größer oder gleich einem voreingestellten Schwellenwert Th ist, dann implementiert die Klimaanlage 101 gemäß Ausführungsform 1 den Prozess des Ablaufs von 2. Daher wird in Ausführungsform 1 ein Abtaubetrieb durchgeführt, wenn alle der folgenden drei Voraussetzungen (a) bis (c) erfüllt sind. Dies kann einen unnötigen Abtaubetrieb vermeiden.

(a): der Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P ist größer oder gleich dem voreingestellten Schwellenwert Th.
(b): Seitdem die Klimaanlage 101 einen Heizbetrieb gestartet hat, ist die fixe Zeitdauer verstrichen (Ja in Schritt S1 in 2).
(c): Eine durch den Temperatursensor 14 detektierte aktuelle Abtautemperatur θ ist kleiner oder gleich dem voreingestellten spezifischen Wert (Ja in Schritt S2 in 2).

Eine Konfiguration des Folgerungsgerätes 20 gemäß Ausführungsform 1 wird unten mit Bezug zu 4 beschrieben. 4 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration des Folgerungsgerätes 20 gemäß Ausführungsform 1 zeigt. Wie in 4 gezeigt ist, umfasst das Folgerungsgerät 20 eine erste Datenbezugseinheit 21 und eine Folgerungseinheit 22. Ferner ist eine Trainiertes-Modell-Speichereinheit 33 oder ein externes Gerät 40 mit dem Folgerungsgerät 20 verbunden.
Übrigens kann das Folgerungsgerät 20 als eine von Komponenten der in 1 gezeigten Klimaanlage 101 in der Klimaanlage 101 enthalten sein. In diesem Fall ist das Folgerungsgerät 20 beispielsweise in der Außenraumeinheit 2 der Klimaanlage 101 gebildet. Alternativ kann das Folgerungsgerät 20 von der Klimaanlage 101 separat bereitgestellt sein. Beispielsweise kann das Folgerungsgerät 20 auf einem Cloud-Server existieren. In diesem Fall sind die Steuerungseinheit 15 der Klimaanlage 101 und das Folgerungsgerät 20 miteinander auf eine Weise verbunden, welche es ermöglicht, miteinander zu kommunizieren.
Die erste Datenbezugseinheit 21 bezieht als eine Abtautemperaturinformation eine Abtautemperatur θ, welche durch den Temperatursensor 14 detektiert wird. Übrigens ist, wie oben geschrieben ist, die Abtautemperatur θ eine Temperatur des Außenraumwärmetauschers 6, welche durch den Temperatursensor 14 detektiert wird. Die erste Datenbezugseinheit 21 kann die Abtautemperatur θ direkt von dem Temperatursensor 14 beziehen, sie kann die Abtautemperatur θ aber auch von dem Temperatursensor 14 über die Steuerungseinheit 15 beziehen.
Die Folgerungseinheit 22 erhält unter Verwendung eines trainierten Modells einen Folgerungswert Pest einer Eisschmelzdauer. Insbesondere gibt die Folgerungseinheit 22 die durch die erste Datenbezugseinheit 21 bezogene Abtautemperatur θ in das trainierte Modell ein und erhält hierdurch aus der Abtautemperatur θ einen Folgerungswert Pest einer Eisschmelzdauer P.
Das trainierte Modell wird durch das zu beschreibende Lerngerät 30 erzeugt und wird in die Trainiertes-Modell-Speichereinheit 33 geschrieben. Die Folgerungseinheit 22 bezieht das trainierte Modell aus der Trainiertes-Modell-Speichereinheit 33. Alternativ bezieht die Folgerungseinheit 22 das trainierte Modell über eine Kommunikationsleitung, wie beispielsweise dem Internet, von dem externen Gerät 40. Beispiele des externen Gerätes 40 umfassen eine oder mehr andere Klimaanlagen, einen Cloud-Server und eine Website eines Herstellers der Klimaanlage 101.
Nun wird eine Hardwarekonfiguration des Folgerungsgerätes 20 beschrieben. Das Folgerungsgerät 20 ist durch eine Verarbeitungsschaltung gebildet, welche eine Funktion von sowohl der ersten Datenbezugseinheit 21 als auch der Folgerungseinheit 22 implementiert. Die Verarbeitungsschaltung ist dedizierte Hardware oder ein Prozessor. Die dedizierte Hardware ist beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder ein Field Programmable Gate Array (FPGA). Der Prozessor führt ein Programm aus, welches in einem Speicher gespeichert ist. Ferner umfasst das Folgerungsgerät 20 eine Speichereinheit (nicht gezeigt), welche beispielsweise das Programm und berechnete Ergebnisse speichert. Die Speichereinheit ist ein Speicher. Der Speicher ist ein nichtflüchtiger oder flüchtiger Halbleiterspeicher, wie beispielsweise ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein nur lesbarer Speicher (ROM), ein Flash-Speicher oder ein EPROM (erasable programmable ROM) oder eine Disk, wie beispielsweise eine magnetische Disk, eine flexible Disk oder eine optische Disk.
Als Nächstes wird der Ablauf eines Prozesses, welcher durch das Folgerungsgerät 20 durchgeführt wird, mit Bezug zu 5 beschrieben. 5 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Ablauf des Prozesses zeigt, welcher durch das Folgerungsgerät 20 gemäß Ausführungsform 1 durchgeführt wird. Ein Prozess des Ablaufs von 5 wird wiederholt durchgeführt, beispielsweise in fixen Perioden während der Durchführung eines Heizbetriebs durch die Klimaanlage 101.
Zuerst bezieht die erste Datenbezugseinheit 21 in Schritt S21 eine aktuelle Abtautemperatur θ, welche durch den Temperatursensor 14 detektiert wird, wie in 5 gezeigt ist. Die Abtautemperatur θ ist dabei eine Temperatur des Außenraumwärmetauschers 6 der Klimaanlage 101, während der Außenraumwärmetauscher 6 als ein Verdampfer funktioniert, d. h. eine Temperatur vor dem Start eines Abtaubetriebs.
Als Nächstes, in Schritt S22, gibt die Folgerungseinheit 22 die in Schritt S21 bezogene Abtautemperatur θ in ein trainiertes Modell ein, welches in der Trainiertes-Modell-Speichereinheit 33 gespeichert ist, und erhält einen Folgerungswert Pest einer Eisschmelzdauer P. Übrigens wird das trainierte Modell später beschrieben.
Als Nächstes, in Schritt S23, gibt die Folgerungseinheit 22 den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P, welcher unter Verwendung des trainierten Modells erhalten wurde, an die Steuerungseinheit 15 der Klimaanlage 101 aus.
Die Steuerungseinheit 15 der Klimaanlage 101 empfängt den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P von dem Folgerungsgerät 20 und führt einen Prozess von 6 durch. 6 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Ablauf eines Prozesses zeigt, welcher durch die Klimaanlage 101 gemäß Ausführungsform 1 durchgeführt wird.
Wie in 6 gezeigt ist, bestimmt die Steuerungseinheit 15 der Klimaanlage 101 in Schritt S31, ob der Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P, der von dem Folgerungsgerät 20 empfangen wurde, kleiner als der voreingestellte Schwellenwert Th ist oder nicht. Wenn die Steuerungseinheit 15 bestimmt, dass der Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P kleiner als der Schwellenwert Th ist, schreitet die Steuerungseinheit 15 zu Schritt S32 voran. Andererseits, wenn die Steuerungseinheit 15 bestimmt, dass der Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P größer oder gleich dem Schwellenwert Th ist, schreitet die Steuerungseinheit 15 zu Schritt S33 voran.
In Schritt S32 bestimmt die Steuerungseinheit 15, dass ein Abtaubetrieb nicht durchzuführen ist, und beendet den Prozess von 6, ohne etwas zu tun.
In Schritt S33 schreitet die Steuerungseinheit 15 zu dem Prozess des Ablaufs von 2 voran. In dem Ablauf von 2 führt die Steuerungseinheit 15 einen Abtaubetrieb durch, wenn die Voraussetzung von Schritt S1 und die Voraussetzung von Schritt S2 erfüllt sind.
In Ausführungsform 1 vergleicht daher die Klimaanlage 101 den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P, welcher von dem Folgerungsgerät 20 ausgegeben wird, mit dem Schwellenwert Th. Dann, wenn der Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P kleiner als der Schwellenwert Th ist, wird kein Abtaubetrieb durchgeführt, selbst wenn seit einem Start eines Heizbetriebs die fixe Zeitdauer verstrichen ist (Ja in S1 in 2) und die Abtautemperatur θ kleiner oder gleich dem spezifischen Wert ist (Ja in S2 in 2). Dies kann einen unnötigen Abtaubetrieb vermeiden, Energieverbrauch reduzieren und auch eine Abnahme des Komforts eines Nutzers durch einen Abtaubetrieb vermeiden.
Andererseits, wenn der Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P größer oder gleich dem Schwellenwert Th ist, wird ein Abtaubetrieb durchgeführt, wenn seit dem Start eines Heizbetriebs die fixe Zeitdauer verstrichen ist (Ja in S1 in 2) und die Abtautemperatur θ kleiner oder gleich dem spezifischen Wert ist (Ja in S2 in 2). Mit anderen Worten, wenn Voraussetzungen zum Starten des Abtauens einer bestehenden Abtausteuerung, die durch Klimaanlagen durchgeführt wird, erfüllt sind und auf Grundlage einer Folgerung bestimmt wird, dass ein Abtauen zu starten ist, wird ein Wechsel zu einer Abtauaktion gemacht. Dies ermöglicht, dass das Abtauen zu einem geeigneten Zeitpunkt durchgeführt wird, an welchem ein Abtaubetrieb notwendig ist.
In Ausführungsform 1 erhält daher das Folgerungsgerät 20 als die Menge von abgeschiedenem Eis einen Folgerungswert Pest einer Eisschmelzdauer P, um einen geeigneten Zeitpunkt zum Starten eines Abtaubetriebs zu bestimmen, was eine Verbesserung der Energiesparfähigkeit erreicht.
Obwohl eine Abtautemperatur θ als eine Abtautemperaturinformation in der ersten Ausführungsform verwendet wurde, muss übrigens ein Wert der Abtautemperatur θ selbst nicht verwendet werden. Die Abtautemperaturinformation kann ein Wert sein, welcher einen Änderungszustand der Temperatur des Außenraumwärmetauschers 6 repräsentiert. D. h., die Abtautemperaturinformation kann beispielsweise mindestens einer der folgenden sein: ein Mittelwert, ein Summenwert, ein Integral oder ein Maximalwert oder ein Minimalwert der Abtautemperatur θ in einem Zeitabschnitt, welcher seit Abschluss eines vorangegangenen Abtaubetriebs bis zum aktuellen Zeitpunkt verstrichen ist. Ferner kann die Abtautemperaturinformation ein Gradient α der Abtautemperatur θ bezüglich der Zeit t sein, wie in 3 gezeigt ist. Der Gradient α repräsentiert das Verhältnis des Änderungsbetrags der Abtautemperatur θ zu dem Änderungsbetrag der Zeit t. Übrigens ist der Gradient α während der Eisschmelzdauer P 0 oder nahezu 0, wie in 3 gezeigt ist.
Ferner kann das Folgerungsgerät 20 den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P unter Verwendung einer Luftfeuchteinformation zusätzlich zu der Abtautemperaturinformation erhalten. Mit zunehmender Luftfeuchte der Außenraumluftumgebung nimmt die Menge von Eis zu, welches sich an dem Außenraumwärmetauscher 6 abscheidet. Aus diesem Grund neigt die Eisschmelzdauer P dazu, mit zunehmender Luftfeuchte zuzunehmen. In diesem Fall bezieht die erste Datenbezugseinheit 21 eine Abtautemperaturinformation von dem Temperatursensor 14 und bezieht ferner eine Luftfeuchte in der Außenraumluftumgebung, in welcher die Außenraumeinheit 2 installiert ist, als eine Luftfeuchteinformation von dem Luftfeuchtesensor 17. Ferner ist in diesem Fall das trainierte Modell ein trainiertes Modell zum Folgern einer Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation und aus der Luftfeuchteinformation. Die Folgerungseinheit 22 erhält den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P unter Verwendung dieses trainierten Modells.
Alternativ kann das Folgerungsgerät 20 die Eisschmelzdauer P unter Verwendung einer Strominformation des Außenraumventilators 9 der Außenraumeinheit 2 der Klimaanlage 101 zusätzlich zu der Abtautemperaturinformation folgern. Wenn die Menge von an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschiedenem Eis zunimmt, verschlechtert sich der Durchgang von Luft durch den Außenraumwärmetauscher 6, eine Last des Außenraumventilators 9 nimmt zu und ein Stromwert nimmt zu. Es besteht daher eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Menge von an dem Außenraumwärmetauscher 6 abgeschiedenem Eis zunimmt, wenn der Stromwert bezüglich einer Umdrehungsgeschwindigkeit des Außenraumventilators 9 zunimmt, und die Eisschmelzdauer P neigt dazu zuzunehmen. In diesem Fall bezieht die erste Datenbezugseinheit 21 eine Abtautemperaturinformation von dem Temperatursensor 14 und bezieht ferner einen Stromwert, welcher durch den Außenraumventilator 9 zum Zuführen von Luft verwendet wurde, als eine Strominformation von dem Strommessgerät 16. Zudem ist in diesem Fall das trainierte Modell ein trainiertes Modell zum Folgern einer Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation und aus der Strominformation. Die Folgerungseinheit 22 erhält den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P unter Verwendung dieses trainierten Modells.
Zudem kann das Folgerungsgerät 20 die Eisschmelzdauer P unter Verwendung einer Außenraumlufttemperaturinformation zusätzlich zu der Abtautemperaturinformation folgern. Mit zunehmender Außenraumlufttemperatur nimmt die Eisschmelzdauer P ab. In diesem Fall bezieht die erste Datenbezugseinheit 21 eine Abtautemperaturinformation von dem Temperatursensor 14 und bezieht ferner eine Außenraumlufttemperatur als eine Außenraumlufttemperaturinformation von dem Temperatursensor 13. Ferner ist in diesem Fall das trainierte Modell ein trainiertes Modell zum Folgern einer Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation und aus der Außenraumlufttemperaturinformation. Die Folgerungseinheit 22 erhält den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P unter Verwendung dieses trainierten Modells.
Ferner kann das Folgerungsgerät 20 die Eisschmelzdauer P unter Verwendung einer Beleuchtungsstärkeinformation zusätzlich zu der Abtautemperaturinformation folgern. Im Allgemeinen tendiert die Eisschmelzdauer P dazu, mit zunehmender Beleuchtungsstärke abzunehmen. In diesem Fall bezieht die erste Datenbezugseinheit 21 eine Abtautemperaturinformation von dem Temperatursensor 14 und bezieht ferner eine Beleuchtungsstärke in der Außenraumluftumgebung, in welcher die Außenraumeinheit 2 installiert ist, als eine Beleuchtungsstärkeinformation von dem Beleuchtungsstärkesensor 18. Zudem ist in diesem Fall das trainierte Modell ein trainiertes Modell zum Folgern einer Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation und aus der Beleuchtungsstärkeinformation. Die Folgerungseinheit 22 erhält den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P unter Verwendung dieses trainierten Modells.
Das Folgerungsgerät 20 muss daher lediglich mindestens eine aus einer Abtautemperaturinformation, einer Luftfeuchteinformation, einer Strominformation, einer Außenraumlufttemperaturinformation und einer Beleuchtungsstärkeinformation verwenden, um den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P unter Verwendung des trainierten Modells zu erhalten. Kombinationen dieser Informationselemente können geeignet geändert werden. Ferner kann das Folgerungsgerät 20 diese Informationselemente direkt von den jeweiligen Sensoren beziehen, kann diese jedoch auch über die Steuerungseinheit 15 beziehen.
Zudem gibt das Folgerungsgerät 20 den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P unter Verwendung eines trainierten Modells aus, welches in einer Modellerzeugungseinheit 32 des Lerngeräts 30 trainiert wurde. Das Folgerungsgerät 20 ist jedoch nicht auf diesen Fall begrenzt. Wie oben beschrieben ist, kann das Folgerungsgerät 20 ein trainiertes Modell von dem externen Gerät 40 beziehen, um den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P auf Grundlage dieses trainierten Modells auszugeben.
<Lernphase>
Eine Konfiguration des Lerngerätes 30 gemäß Ausführungsform 1 wird unten mit Bezug zu 7 beschrieben. 7 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration des Lerngerätes 30 gemäß Ausführungsform 1 zeigt. Wie in 7 gezeigt ist, umfasst das Lerngerät 30 eine zweite Datenbezugseinheit 31, die Modellerzeugungseinheit 32 und die Trainiertes-Modell-Speichereinheit 33.
Die zweite Datenbezugseinheit 31 bezieht eine Abtautemperatur θ als eine Abtautemperaturinformation und einen tatsächlichen Messwert Pm einer Eisschmelzdauer P. Zudem kombiniert die zweite Datenbezugseinheit 31 die Abtautemperatur θ mit dem tatsächlichen Messwert Pm der Eisschmelzdauer P, um Trainingsdaten zu erzeugen. Vorliegend ist die Abtautemperatur θ eine Oberflächentemperatur des Außenraumwärmetauschers 6 der Klimaanlage 101 und ein Wert, welcher durch den Temperatursensor 14 detektiert wird. Zudem ist der tatsächliche Messwert Pm der Eisschmelzdauer P eine Dauer, während der die Temperatur des Außenraumwärmetauschers 6 tatsächlich in der Nähe des Schmelzpunktes während eines durch die Klimaanlage 101 durchgeführten Abtaubetriebs ist. Daher ist der tatsächliche Messwert Pm der Eisschmelzdauer P insbesondere eine zeitliche Länge einer Dauer, während der für die Temperatur θ1 und die Temperatur θ2, die in 3 gezeigt sind, die Abtautemperatur θ, die durch den Temperatursensor 14 detektiert wird, den Zusammenhang θ1 ≤ θ ≤ θ2 erfüllt. Der tatsächliche Messwert Pm der Eisschmelzdauer P wird durch die Steuerungseinheit 15 der Klimaanlage 101 gemessen. D. h., die Steuerungseinheit 15 berechnet den tatsächlichen Messwert Pm der Eisschmelzdauer P auf Grundlage der Abtautemperatur θ, die durch den Temperatursensor 14 detektiert wird. Die zweite Datenbezugseinheit 31 kann die Abtautemperatur θ und den tatsächlichen Messwert Pm der Eisschmelzdauer P von der Steuerungseinheit 15 beziehen. Alternativ kann die Abtautemperatur θ direkt von dem Temperatursensor 14 bezogen werden.
Die Modellerzeugungseinheit 32 lernt die Eisschmelzdauer P auf Grundlage der Trainingsdaten, welche auf Grundlage einer Kombination aus der Abtautemperatur θ und dem tatsächlichen Messwert Pm der Eisschmelzdauer P erzeugt sind, welche von der zweiten Datenbezugseinheit 31 ausgegeben werden. D. h., die Modellerzeugungseinheit 32 erzeugt in der Klimaanlage 101 aus der Abtautemperatur θ und dem tatsächlichen Messwert Pm der Eisschmelzdauer P ein trainiertes Modell zum Folgern einer optimalen Eisschmelzdauer P. Vorliegend sind die Trainingsdaten Daten, in denen die Abtautemperatur θ und der tatsächliche Messwert Pm der Eisschmelzdauer P miteinander assoziiert sind.
Übrigens wurde vorliegend ein Beispiel beschrieben, in welchem eine Abtautemperaturinformation eine Abtautemperatur θ ist. Die Abtautemperaturinformation ist jedoch nicht auf diesen Fall begrenzt. Die Abtautemperaturinformation kann eine aktuelle Abtautemperatur θ oder ein Wert sein, welcher einen Änderungszustand der Abtautemperatur θ repräsentiert. D. h., die Abtautemperaturinformation kann eine aktuelle Abtautemperatur θ oder mindestens einer aus den Folgenden sein: ein Mittelwert, ein Summenwert, ein Integral oder ein Maximalwert oder ein Minimalwert der Abtautemperatur θ in einem Zeitabschnitt, welcher seit Abschluss eines vorangegangenen Abtaubetriebs bis zum aktuellen Zeitpunkt verstrichen ist.
Übrigens wird das Lerngerät 30 zum Lernen der Eisschmelzdauer P in der Klimaanlage 101 verwendet. Das Lerngerät 30 kann als eine Komponente in der Klimaanlage 101 enthalten sein oder kann von der Klimaanlage 101 separat bereitgestellt werden. In diesem Fall ist das Lerngerät 30 mit der Klimaanlage 101 verbunden, beispielsweise zusammen mit dem Folgerungsgerät 20 über ein Netzwerk. Ferner können das Lerngerät 30 und das Folgerungsgerät 20 beide in der Klimaanlage 101 gebildet sein. Zudem können das Lerngerät 30 und das Folgerungsgerät 20 auf einem Cloud-Server existieren.
Als Lernalgorithmus, den die Modellerzeugungseinheit 32 zum Lernen verwendet, kann ein bekannter Algorithmus verwendet werden, wie beispielsweise überwachtes Lernen, unüberwachtes Lernen oder bestärkendes Lernen. Als Beispiel wird ein Fall beschrieben, in welchem ein neuronales Netz verwendet wird.
Die Modellerzeugungseinheit 32 lernt unter Verwendung von sogenanntem überwachten Lernen die Eisschmelzdauer P beispielsweise auf Grundlage eines neuronalen Netzes. Vorliegend ist das überwachte Lernen ein Verfahren, bei welchem, wenn dem Lerngerät 30 ein Datensatz aus Eingaben und Ausgaben (Labels) bereitgestellt wird, in Trainingsdaten enthaltene Merkmale für diese gelernt werden und eine Ausgabe aus einer Eingabe gefolgert wird.
Ein neuronales Netz besteht aus einer Eingabeschicht mit mehreren Neuronen, einer Zwischenschicht (versteckte Schicht) mit mehreren Neuronen und einer Ausgabeschicht mit mehreren Neuronen. Die Anzahl von Zwischenschichten kann eins oder mehr als eins sein.
8 zeigt schematisch ein Beispiel eines Modells eines neuronalen Netzes 34 der Modellerzeugungseinheit 32. Vorliegend wird als Beispiel ein Fall beschrieben, in welchem das neuronale Netz 34 der Modellerzeugungseinheit 32 beispielsweise ein dreischichtiges neuronales Netz ist, wie es in 8 gezeigt ist. Das neuronale Netz 34 umfasst drei Eingabeschichten X1, X2 und X3, zwei Zwischenschichten Y1 und Y2 und drei Ausgabeschichten Z1, Z2 und Z3.
Wenn mehrere Eingaben Eingabe 1, Eingabe 2 und Eingabe 3 in die entsprechenden Eingabeschichten X1, X2 und X3 eingegeben werden, werden die Eingaben Eingabe 1, Eingabe 2 und Eingabe 3 dann mit einem vorbestimmten ersten Gewicht W1 in den Eingabeschichten X1, X2 und X3 multipliziert. In dem Beispiel von 8 umfasst das erste Gewicht W1 der Eingabeschicht X1 zwei Entitäten von Gewichten: w11 und w12. Gleichermaßen umfasst das erste Gewicht W1 der Eingabeschicht X2 zwei Entitäten von Gewichten: w13 und w14, und das erste Gewicht W1 der Eingabeschicht X3 umfasst zwei Entitäten von Gewichten: w15 und w16. Durch Durchführen von Multiplikationen mit dem ersten Gewicht W1 erhaltene Multiplikationsergebnisse werden in die Zwischenschichten Y1 und Y2 eingegeben. Vorliegend werden die Multiplikationsergebnisse als erste Multiplikationsergebnisse bezeichnet.
In den Zwischenschichten Y1 und Y2 werden die ersten Multiplikationsergebnisse mit einem vorbestimmten zweiten Gewicht W2 multipliziert. In dem Beispiel von 8 umfasst das zweite Gewicht W2 der Zwischenschicht Y1 drei Entitäten von Gewichten: w21, w23 und w25. Gleichermaßen umfasst das zweite Gewicht W2 der Zwischenschicht Y2 drei Entitäten von Gewichten: w22, w24 und w26. Durch Durchführen von Multiplikationen mit dem zweiten Gewicht W2 erhaltene Multiplikationsergebnisse werden in die Ausgabeschichten Z1, Z2 und Z3 eingegeben. Vorliegend werden die Multiplikationsergebnisse als zweite Multiplikationsergebnisse bezeichnet. Die zweiten Multiplikationsergebnisse werden als Ausgabeergebnisse Ausgabe 1, Ausgabe 2 und Ausgabe 3 aus den Ausgabeschichten Z1, Z2 und Z3 ausgegeben. Die Ausgabeergebnisse Ausgabe 1, Ausgabe 2 und Ausgabe 3 ändern sich auf Grundlage von Werten der Gewichte W1 und W2.
In Ausführungsform 1 lernt das neuronale Netz 34 unter Verwendung von sogenanntem überwachten Lernen die Eisschmelzdauer P auf Grundlage von Trainingsdaten, welche auf Grundlage einer Kombination aus der Abtautemperatur θ und der Eisschmelzdauer Pm erzeugt wurden, welche durch die zweite Datenbezugseinheit 31 bezogen wurden.
Mit anderen Worten lernt das neuronale Netz 34 die Eisschmelzdauer P für die Abtautemperatur θ unter Verwendung der folgenden Prozedur. Zuerst werden das erste Gewicht W1 und das zweite Gewicht W2 so angepasst, dass bei Eingabe von Abtautemperaturen θ in die Eingabeschichten X1, X2 und X3 die Ausgabeergebnisse Ausgabe 1, Ausgabe 2 und Ausgabe 3, welche aus den Ausgabeschichten Z1, Z2 und Z3 ausgegeben werden, sich tatsächlichen Messwerten Pm von Eisschmelzdauern P nähern. Daher werden das erste Gewicht W1 und das zweite Gewicht W2 eingestellt und die Eisschmelzdauern P für die Abtautemperaturen θ werden gelernt.
Die Modellerzeugungseinheit 32 führt das oben beschriebene Lernen durch und erzeugt daher ein trainiertes Modell einer Eisschmelzdauer P für eine Abtautemperatur θ und gibt dieses aus.
Die Trainiertes-Modell-Speichereinheit 33 speichert das trainierte Modell, welches von der Modellerzeugungseinheit 32 ausgegeben wird.
Nun wird eine Hardwarekonfiguration des Lerngerätes 30 beschrieben. Das Lerngerät 30 ist durch eine Verarbeitungsschaltung gebildet, welche eine Funktion von sowohl der zweiten Datenbezugseinheit 31 als auch der Modellerzeugungseinheit 32 implementiert. Die Verarbeitungsschaltung ist dedizierte Hardware oder ein Prozessor. Die dedizierte Hardware ist beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder ein Field Programmable Gate Array (FPGA). Der Prozessor führt ein Programm aus, welches in einem Speicher gespeichert ist. Ferner umfasst das Lerngerät 30 ein Speichergerät (nicht gezeigt), welches beispielsweise das Programm und berechnete Ergebnisse speichert. Das Speichergerät implementiert eine Funktion der Trainiertes-Modell-Speichereinheit 33. Das Speichergerät ist ein Speicher. Der Speicher ist ein nichtflüchtiger oder flüchtiger Halbleiterspeicher, wie beispielsweise ein Direktzugriffsspeicher (RAM), ein nur lesbarer Speicher (ROM), ein Flash-Speicher oder ein EPROM (erasable programmable ROM) oder eine Disk, wie beispielsweise eine magnetische Disk, eine flexible Disk oder eine optische Disk.
Als Nächstes wird der Ablauf eines Prozesses, welcher durch das Lerngerät 30 durchgeführt wird, mit Bezug zu 9 beschrieben. 9 ist ein Ablaufdiagramm, welches den Ablauf des Prozesses zeigt, welcher durch das Lerngerät 30 gemäß Ausführungsform 1 durchgeführt wird.
In Schritt S41 bezieht die zweite Datenbezugseinheit 31 eine Abtautemperatur θ von dem Temperatursensor 14 und bezieht einen tatsächlichen Messwert Pm einer Eisschmelzdauer P von der Steuerungseinheit 15, wie in 9 gezeigt ist. Obwohl die Abtautemperatur θ und der tatsächliche Messwert Pm der Eisschmelzdauer P gleichzeitig bezogen werden, ist der Bezug dieser Werte übrigens nicht auf diesen Fall begrenzt. Die zweite Datenbezugseinheit 31 muss die Abtautemperatur θ und den tatsächlichen Messwert Pm der Eisschmelzdauer P nur so beziehen, dass sie miteinander assoziiert sind, und daher kann die zweite Datenbezugseinheit 31 Daten der Abtautemperatur θ und Daten des tatsächlichen Messwerts Pm der Eisschmelzdauer P zu unterschiedlichen Zeitpunkten beziehen.
Als Nächstes, in Schritt S42, führt die Modellerzeugungseinheit 32 einen Lernprozess unter Verwendung von Trainingsdaten durch. Die Trainingsdaten umfassen die Abtautemperatur θ und den tatsächlichen Messwert Pm der Eisschmelzdauer P. Insbesondere sind die Trainingsdaten übrigens Trainingsdaten, welche auf Grundlage einer Kombination aus der Abtautemperatur θ und dem tatsächlichen Messwert Pm der Eisschmelzdauer P, welche durch die zweite Datenbezugseinheit 31 bezogen wurden, erzeugt sind. Die Modellerzeugungseinheit 32 lernt unter Verwendung von sogenanntem überwachten Lernen die Eisschmelzdauer P für die Abtautemperatur θ unter Verwendung dieser Trainingsdaten, um ein trainiertes Modell zu erzeugen.
Als Nächstes, in Schritt S43, speichert die Trainiertes-Modell-Speichereinheit 33 das durch die Modellerzeugungseinheit 32 erzeugte trainierte Modell.
Übrigens wurde in Ausführungsform 1 ein Fall beschrieben, in welchem überwachtes Lernen als ein durch die Modellerzeugungseinheit 32 verwendeter Lernalgorithmus verwendet wurde. Der Lernalgorithmus ist darauf jedoch nicht begrenzt. Für den durch die Modellerzeugungseinheit 32 verwendeten Lernalgorithmus kann beispielsweise bestärkendes Lernen, unüberwachtes Lernen oder teilüberwachtes Lernen, das von überwachtem Lernen verschieden ist, verwendet werden.
Ferner kann in einem Fall, in welchem mehrere Klimaanlagen 101 in demselben Bereich oder in verschiedenen Bereichen existieren, die Modellerzeugungseinheit 32 Eisschmelzdauern P auf Grundlage von Trainingsdatenentitäten lernen, welche für die mehreren Klimaanlagen 101 erzeugt sind. D. h., die zweite Datenbezugseinheit 31 kann Trainingsdatenentitäten von den mehreren Klimaanlagen 101 beziehen, welche in demselben Bereich verwendet werden, sodass die Modellerzeugungseinheit 32 Eisschmelzdauern P lernt. Alternativ kann die zweite Datenbezugseinheit 31 Trainingsdatenentitäten beziehen, welche von den mehreren Klimaanlagen 101 gesammelt werden, die voneinander unabhängig in verschiedenen Bereichen arbeiten. Zudem kann die zweite Datenbezugseinheit 31 eine Klimaanlage 101, deren Trainingsdaten zu sammeln sind, inmitten des Prozesses zu einer Liste hinzufügen oder kann eine Klimaanlage inmitten des Prozesses von der Liste entfernen. Zudem kann das Lerngerät 30, welches eine Eisschmelzdauer P für eine bestimmte Klimaanlage 101 gelernt hat, für eine andere Klimaanlage 101 verwendet werden und kann eine Eisschmelzdauer P für diese andere Klimaanlage 101 erneut lernen, um eine Aktualisierung durchzuführen.
Zudem kann als ein durch die Modellerzeugungseinheit 32 verwendeter Lernalgorithmus Deep Learning verwendet werden, bei welchem eine Extraktion eines Merkmals selbst gelernt wird, und maschinelles Lernen kann auf Grundlage anderer bekannter Verfahren, wie beispielsweise genetischer Programmierung, funktionallogischer Programmierung und Supportvektormaschine, durchgeführt werden.
Wie oben beschrieben ist, umfasst das Folgerungsgerät 20 gemäß Ausführungsform 1 die erste Datenbezugseinheit 21, welche eine Abtautemperaturinformation der Klimaanlage 101 bezieht. Zudem erhält die Folgerungseinheit 22 des Folgerungsgerätes 20 unter Verwendung eines trainierten Modells und auf Grundlage der durch die erste Datenbezugseinheit 21 bezogenen Abtautemperaturinformation einen Folgerungswert Pest einer Eisschmelzdauer P für die Abtautemperaturinformation. Die Klimaanlage 101 vergleicht den Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P, der durch das Folgerungsgerät 20 erhalten wird, mit einem Schwellenwert Th. Wenn der Folgerungswert Pest kleiner als der Schwellenwert Th ist, startet die Klimaanlage 101 einen Abtaubetrieb nicht, selbst wenn seit dem Start eines Heizbetriebs eine fixe Zeitdauer verstrichen ist und eine Abtautemperatur θ kleiner oder gleich einem spezifischen Wert ist. Dies kann verhindern, dass ein unnötiger Abtaubetrieb durchgeführt wird. Hierdurch wird der Energieverbrauch der Klimaanlage 101 reduziert, was es ermöglicht, eine Abnahme des Komforts des Nutzers durch einen unnötigen Abtaubetrieb zu vermeiden.
Andererseits, wenn der Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P, welcher durch das Folgerungsgerät 20 erhalten wird, größer oder gleich dem Schwellenwert Th ist, führt die Klimaanlage 101 einen Abtaubetrieb durch, wenn seit dem Start eines Heizbetriebs die fixe Zeitdauer verstrichen ist (Ja in S1 in 2) und die Abtautemperatur θ kleiner oder gleich dem spezifischen Wert ist (Ja in S2 in 2). Dies erreicht, dass ein Abtauen an einem geeigneten Zeitpunkt durchgeführt wird, an welchem ein Abtaubetrieb notwendig ist.
Zudem umfasst das Lerngerät 30 gemäß Ausführungsform 1 die zweite Datenbezugseinheit 31, welche Trainingsdaten bezieht, welche auf Grundlage einer Kombination aus einer Abtautemperaturinformation und einem tatsächlichen Messwert Pm einer Eisschmelzdauer P erzeugt sind. Zudem führt die Modellerzeugungseinheit 32 des Lerngerätes 30 Lernen unter Verwendung der Trainingsdaten so durch, dass ein Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P für die Abtautemperaturinformation sich dem tatsächlichen Messwert Pm der Eisschmelzdauer P nähert. Daher erzeugt die Modellerzeugungseinheit 32 ein trainiertes Modell, welches einen Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P aus der Abtautemperaturinformation der Klimaanlage 101 erhält. Das Lerngerät 30 erzeugt ein trainiertes Modell unter Verwendung der Trainingsdaten, welche den tatsächlichen Messwert Pm der Eisschmelzdauer P enthalten, und kann daher einen Folgerungswert Pest erhalten, welcher dem tatsächlichen Messwert Pm der Eisschmelzdauer P mit hoher Genauigkeit nahe ist.
Daher wird in dem Folgerungsgerät 20 und dem Lerngerät 30 gemäß Ausführungsform 1 als die Menge von abgeschiedenem Eis der Folgerungswert Pest der Eisschmelzdauer P erhalten, um einen geeigneten Zeitpunkt zum Starten eines Abtaubetriebs zu bestimmen, wodurch eine Verbesserung der Energiesparfähigkeit erreicht wird.
Bezugszeichenliste

1: Innenraumeinheit,
2: Außenraumeinheit,
3: Verdichter,
4: Vierwegeventil,
5: Innenraumwärmetauscher,
6: Außenraumwärmetauscher,
7: Expansionsventil,
8: Innenraumventilator,
9: Außenraumventilator,
10: Temperatursensor,
11: Temperatursensor,
12: Temperatursensor,
13: Temperatursensor,
14: Temperatursensor,
15: Steuerungseinheit,
16: Strommessgerät,
17: Luftfeuchtesensor,
18: Beleuchtungsstärkesensor,
20: Folgerungsgerät,
21: erste Datenbezugseinheit,
22: Folgerungseinheit,
30: Lerngerät,
31: zweite Datenbezugseinheit,
32: Modellerzeugungseinheit,
33: Trainiertes-Modell-Speichereinheit,
34: neuronales Netz,
40: externes Gerät,
100: Kältemittelkreislauf,
101: Klimaanlage.

Claims

Folgerungsgerät, welches konfiguriert ist, einen Folgerungswert einer Eisschmelzdauer für eine Abtautemperaturinformation zu erhalten, wobei die Abtautemperaturinformation eine Temperatur eines Außenraumwärmetauschers einer Außenraumeinheit einer Klimaanlage oder einen Änderungszustand der Temperatur repräsentiert, wobei die Eisschmelzdauer eine Dauer ist, während der die Temperatur des Außenraumwärmetauschers stabil innerhalb eines ersten Bereichs ist, und wobei das Folgerungsgerät umfasst: eine erste Datenbezugseinheit, welche konfiguriert ist, die Abtautemperaturinformation der Klimaanlage zu beziehen; und eine Folgerungseinheit, welche konfiguriert ist, unter Verwendung eines trainierten Modells, welches konfiguriert ist, eine Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation zu folgern, und auf Grundlage der durch die erste Datenbezugseinheit bezogenen Abtautemperaturinformation einen Folgerungswert der Eisschmelzdauer für die Abtautemperaturinformation zu erhalten.
Folgerungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Abtautemperaturinformation eine Abtautemperatur enthält, welche eine aktuelle Temperatur eines Kältemittelrohres des Außenraumwärmetauschers, oder mindestens einen von einem Mittelwert, einem Summenwert, einem Integral oder einem Maximalwert oder einem Minimalwert der Abtautemperatur in einem Zeitabschnitt, der seit Abschluss eines vorangegangenen Abtaubetriebs bis zum aktuellen Zeitpunkt verstrichen ist, repräsentiert.
Folgerungsgerät gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das trainierte Modell ein Modell ist, welches konfiguriert ist, eine Eingabe der Abtautemperaturinformation zu empfangen und einen Folgerungswert der Eisschmelzdauer für die Abtautemperaturinformation auszugeben, und wobei das trainierte Modell ein Modell ist, welches auf Grundlage von Trainingsdaten, welche auf Grundlage einer Kombination aus der Abtautemperaturinformation und einem tatsächlichen Messwert der Eisschmelzdauer erzeugt sind, so trainiert ist, dass sich ein Folgerungswert der Eisschmelzdauer für die Abtautemperaturinformation einem tatsächlichen Messwert der Eisschmelzdauer nähert.
Folgerungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Abtautemperaturinformation einen Gradienten enthält, welcher ein Verhältnis eines Änderungsbetrags der Abtautemperaturinformation zu einem Änderungsbetrag der Zeit repräsentiert.
Folgerungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Datenbezugseinheit konfiguriert ist, die Abtautemperaturinformation und eine Luftfeuchteinformation zu beziehen, welche eine Luftfeuchte in einer Außenraumluftumgebung, in der die Außenraumeinheit der Klimaanlage installiert ist, repräsentiert, und wobei die Folgerungseinheit dazu konfiguriert ist, unter Verwendung des trainierten Modells, welches konfiguriert ist, die Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation und aus der Luftfeuchteinformation zu folgern, und auf Grundlage der Abtautemperaturinformation und der Luftfeuchteinformation, welche durch die erste Datenbezugseinheit bezogen wurden, einen Folgerungswert der Eisschmelzdauer zu erhalten.
Folgerungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Datenbezugseinheit konfiguriert ist, die Abtautemperaturinformation und eine Strominformation zu beziehen, welche einen Stromwert, der durch einen Außenraumventilator der Außenraumeinheit der Klimaanlage verwendet wurde, repräsentiert, und wobei die Folgerungseinheit dazu konfiguriert ist, unter Verwendung des trainierten Modells, welches konfiguriert ist, die Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation und aus der Strominformation zu folgern, und auf Grundlage der Abtautemperaturinformation und der Strominformation, welche durch die erste Datenbezugseinheit bezogen wurden, einen Folgerungswert der Eisschmelzdauer zu erhalten.
Folgerungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die erste Datenbezugseinheit konfiguriert ist, die Abtautemperaturinformation und eine Außenraumlufttemperaturinformation zu beziehen, welche eine Außenraumlufttemperatur in einer Außenraumluftumgebung, in der die Außenraumeinheit der Klimaanlage installiert ist, repräsentiert, und wobei die Folgerungseinheit dazu konfiguriert ist, unter Verwendung des trainierten Modells, welches konfiguriert ist, die Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation und aus der Außenraumlufttemperaturinformation zu folgern, und auf Grundlage der Abtautemperaturinformation und der Außenraumlufttemperaturinformation, welche durch die erste Datenbezugseinheit bezogen wurden, einen Folgerungswert der Eisschmelzdauer zu erhalten.
Folgerungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die erste Datenbezugseinheit konfiguriert ist, die Abtautemperaturinformation und eine Beleuchtungsstärkeinformation zu beziehen, welche eine Beleuchtungsstärke in einer Außenraumluftumgebung, in der die Außenraumeinheit der Klimaanlage installiert ist, repräsentiert, und wobei die Folgerungseinheit dazu konfiguriert ist, unter Verwendung des trainierten Modells, welches konfiguriert ist, die Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation und aus der Beleuchtungsstärkeinformation zu folgern, und auf Grundlage der Abtautemperaturinformation und der Beleuchtungsstärkeinformation, welche durch die erste Datenbezugseinheit bezogen wurden, einen Folgerungswert der Eisschmelzdauer zu erhalten.
Lerngerät, welches konfiguriert ist, ein trainiertes Modell zu erzeugen, welches konfiguriert ist, einen Folgerungswert einer Eisschmelzdauer für eine Abtautemperaturinformation zu erhalten, wobei die Abtautemperaturinformation eine Temperatur eines Außenraumwärmetauschers einer Außenraumeinheit einer Klimaanlage oder einen Änderungszustand der Temperatur repräsentiert, wobei die Eisschmelzdauer eine Dauer ist, während der die Temperatur des Außenraumwärmetauschers stabil innerhalb eines ersten Bereichs ist, und wobei das Lerngerät umfasst: eine zweite Datenbezugseinheit, welche konfiguriert ist, Trainingsdaten zu beziehen, welche auf Grundlage einer Kombination aus der Abtautemperaturinformation und einem tatsächlichen Messwert der Eisschmelzdauer erzeugt sind; und eine Modellerzeugungseinheit, welche konfiguriert ist, durch Durchführung von Lernen unter Verwendung der Trainingsdaten so, dass sich ein Folgerungswert der Eisschmelzdauer für die Abtautemperaturinformation dem tatsächlichen Messwert der Eisschmelzdauer nähert, ein trainiertes Modell zu erzeugen, welches konfiguriert ist, einen Folgerungswert der Eisschmelzdauer aus der Abtautemperaturinformation der Klimaanlage zu erhalten.
Lerngerät gemäß Anspruch 9, wobei die Trainingsdaten die Abtautemperaturinformation für mehrere Umgebungen enthält.