JP2008057921A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
従来の冷凍装置の故障診断方法は、過去のデータの蓄積により設定された閾値や事前に設定された閾値と現在の状態量を比較することで冷凍装置の状態を把握しており、能力制御可能な圧縮機を搭載した冷凍装置において故障診断を行うためには冷凍能力が変化する度に閾値を変更したり、冷凍能力毎に事前に閾値を設定する必要があった。
【解決手段】
本発明は冷凍装置の現在の計測値のみから冷凍装置及び圧縮機の正常な入力値を予測し、入力値の実測値との比較を行うことで、冷凍能力が変化した場合でも精度良く故障診断を簡単に行うことを可能とした。
【選択図】図１

Description

本発明はショーケースや空気調和機等に用いられる冷凍装置を構成する圧縮機やファン等の機器及び当該冷凍装置全体の運転状況監視及び故障診断に関するものである。

従来の冷凍装置における故障診断方法としては、冷凍装置の高圧側圧力、低圧側圧力、冷媒温度当を計測し、それらの値を演算することで冷凍機の状態を示す状態量を算出し記憶装置に記憶させ、記憶させた過去の状態量と現在の状態量を比較することで、現在の冷凍装置の状態を判断する方法が用いられている（特許文献１参照）。

また、冷凍装置の高圧側圧力、低圧側圧力、冷媒温度等の状態データを計測し、得られた状態データの正規分布等から各データの正常な範囲の閾値を算出し、現在の状態データがこの閾値内にあるかを判定することで冷凍装置の状態を判断する方法が用いられている（特許文献２参照）。
特開２００５−２０７６４４号公報 特開２００３−１７２５６７号公報

従来の冷凍装置の故障診断方法は、過去のデータの蓄積により設定された閾値や事前に実験により設定された閾値に対して、現在の状態量を比較することで冷凍装置の状態を把握するものであった。

しかし、インバータ圧縮機（可変速圧縮機）のような能力制御可能な圧縮機を搭載した冷凍装置において、従来の方法で故障診断を行うためには冷凍装置の冷凍能力が変化する度に閾値を変更したり、冷凍能力毎に事前の実験を行い閾値を設定する必要があった。

また、過去のデータの蓄積により設定された閾値を用いる方法については、冷凍能力が急激に変化した際に閾値の変更が間に合わないことによる誤った故障診断が行われる可能性があった。

そこで、本発明は従来の問題点を解決するために、冷凍装置の状態量について現在の計測値のみから冷凍装置及び圧縮機の故障診断を簡単かつ精度良く行うことを可能とした。また、本発明を用いることで、故障診断だけでなく冷凍装置及び圧縮機を効率よく運転することも可能となる。

請求項１記載の発明は、一定速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、前記圧縮機の運転状態及び吐出圧力から当該圧縮機への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該圧縮機への入力値を実際に計測し（実測値）、前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記圧縮機の故障診断を行うことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、一定速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、前記凝縮器を空気冷却する冷却ファンを備え、前記圧縮機の運転状態及び吐出圧力、前記冷却ファンのファン回転数から当該冷凍装置への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該冷凍装置への入力値を実際に計測し（実測値）、前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記冷凍装置の故障診断を行うことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、容量制御可能な可変速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、前記圧縮機の運転周波数及び吐出圧力から当該圧縮機への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該圧縮機への入力値を実際に計測し（実測値）、前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記圧縮機の故障診断を行うことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、容量制御可能な可変速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、前記凝縮器を空気冷却する冷却ファンを備え、前記圧縮機の運転周波数及び吐出圧力、前記冷却ファンのファン回転数から当該冷凍装置への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該冷凍装置への入力値を実際に計測し（実測値）、前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記冷凍装置の故障診断を行うことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、複数の一定速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、前記圧縮機毎の運転状態及び吐出圧力から当該冷凍装置への入力値を夫々予測し（予測値）、電力計によって当該冷凍装置への入力値を夫々実際に計測し（実測値）、前記予測値及び前記実測値を前記圧縮機毎に比較することにより各圧縮機の故障診断を行うことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、複数の一定速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、前記凝縮器を空気冷却する冷却ファンを備え、前記圧縮機の運転台数及び吐出圧力、前記冷却ファンのファン回転数から当該冷凍装置への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該冷凍装置への入力値を実際に計測し（実測値）、前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記冷凍装置の故障診断を行うことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、容量制御可能な可変速圧縮機及び一定速圧縮機からなる複数の圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、前記一定速圧縮機の運転周波数を前記可変速圧縮機の運転周波数へ換算し、前記冷凍装置における全圧縮機の運転周波数の合計値を求め、前記運転周波数の合計値及び吐出圧力から全圧縮機への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該可変速圧縮機及び一定速圧縮機への入力値を夫々実際に計測し（実測値）、前記予測値及び前記実測値を前記圧縮機毎に比較することにより各圧縮機の故障診断を行うことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、容量制御可能な可変速圧縮機及び一定速圧縮機からなる複数の圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、前記凝縮器を空気冷却する冷却ファンを備え、前記一定速圧縮機の運転周波数を前記可変速圧縮機の運転周波数へ換算し、前記冷凍装置における全圧縮機の運転周波数の合計値を求め、前記運転周波数の合計値及び吐出圧力から全圧縮機への入力値を予測し、前記全圧縮機への入力値の予測値及び前記冷却ファンのファン回転数から前記冷凍装置への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該冷凍装置への入力値を実際に計測し（実測値）、前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記冷凍装置の故障診断を行うことを特徴とする。

請求項９記載の発明は、請求項１乃至請求項８記載の冷凍装置において、前記冷凍装置から通信手段を介して前記予測値及び前記実測値を読み込んで遠隔監視を行う遠隔監視装置を備え、当該遠隔監視装置において前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記冷凍装置の故障診断を行うことを特徴とする。

請求項１及び請求項２記載の発明により、一定速圧縮機を単体で用いた冷凍装置において、事前に実験等によって運転状態が正常か異常かを判断するための閾値を設定することなく、現在の計測値のみから圧縮機及び冷凍装置の故障診断を行うことができる。また、冷凍装置の理想的な運転状態と実際の運転状態を比較することが可能となるため、冷凍装置の省エネ運転を行うことが可能となる。

請求項３乃至請求項８記載の発明により、容量制御が可能な冷凍装置において、事前に実験等によって運転状態が正常か異常かを判断するための閾値を設定することなく、現在の計測値のみから圧縮機及び冷凍装置の故障診断を行うことができる。本発明は現在の計測値のみから圧縮値及び冷凍装置の故障診断を行うため、圧縮機の吐出容量や冷凍装置の冷凍能力が急激に変化した場合においても、適切に故障診断を行うことが可能である。また、圧縮機及び冷凍装置の理想的な運転状態と実際の運転状態を比較することが可能となるため、圧縮機及び冷凍装置の省エネ運転が可能となる。

請求項９記載の発明により、通信回線を介して遠隔地より故障診断を行うことができるため、サービスセンタ等において複数の冷凍装置を一括して管理することが可能となる。

以下、図面を用いて本発明の実施方法について詳細に説明する。

図１は本発明を適用した、圧縮機を一台搭載した冷凍装置の冷媒回路図である。この冷凍装置は一台の圧縮機によって構成され、１０はインバータによって回転数を制御することができるインバータ圧縮機である。本発明において、この圧縮機はレシプロ型、スクリュー型、ロータリー型等の圧縮方式の種類は問わず、密閉式又は半密閉式のどちらの形式でも適用可能である。

本実施例において使用冷媒としてＨＦＣ系冷媒を想定しているが、ＣＦＣ系冷媒、ＨＣＦＣ系冷媒、自然冷媒を用いても同様の効果を得ることが可能である。

前記圧縮機１０は低温低圧の気体冷媒を吸入し圧縮することで高温高圧の冷媒として吐出する。吐出された高温高圧の冷媒は圧縮機中の潤滑油を多量に含んでいるため、オイルセパレータ１３において冷媒中に含まれる潤滑油を分離及び貯溜する。

分離された潤滑油はサービスバルブ２６を介してストレーナ２７に流入し、ストレーナ２７によって潤滑油中の混入物が取除かれる。混入物が取除かれた潤滑油は電磁弁２８を介して圧縮機１０に戻される。この時、圧縮機に取設されたフロートスイッチ２３によって圧縮機中の潤滑油量が計測され、圧縮機中の潤滑油量が一定となるように電磁弁２８が開閉される。

また、圧縮機に戻す潤滑油に液冷媒が含まれた場合、圧縮機内の圧縮機構において潤滑が不十分となり不良となる可能性があるため、キャピラリーチューブ２９において減圧し冷媒を完全に気化させている。キャピラリーチューブ２９により冷媒を気化させることで、潤滑油を冷却する効果もある。

オイルセパレータ１３において潤滑油が取除かれた冷媒は凝縮器１４に流入し、高温高圧の冷媒は冷却ファン６３によって空気冷却され凝縮・液化する。本実施例では空冷式凝縮器を用いているが、水冷式や蒸発式の凝縮器でも良い。また、本実施例では凝縮器と圧縮機等を同一筐体に配設する一体型の冷凍機を想定しているが、これに限らず圧縮機等の冷凍機とコンデンシングユニットを別々に設ける分離設置型でも良い。

凝縮器１４において液化した冷媒は凝縮器１４から流出し、レシーバタンク１５に貯溜される。レシーバタンク１５は冷凍装置に不良が発生し、冷媒回路内部の圧力及び温度が非常に高くなることを防止するために可溶栓４６を有している。

圧縮機の吐出圧力として、本冷凍装置ではレシーバタンク１５内の圧力を計測し圧縮機等の制御を行っている。レシーバタンク１５はキャピラリーチューブ５７を介して高圧センサ５８に配管接続されており、高圧センサ５８によって圧縮機の吐出圧力が計測される。また、圧縮機の吐出圧力を目視にて随時観察するために、レシーバタンク１５はキャピラリーチューブ５７及び６１を介して高圧圧力計６２に配管接続されている。

液冷媒の冷凍能力を高めるために、レシーバタンク１５内に貯留された液冷媒は過冷却器１６において再度、冷却ファン６３によって空気冷却されることで過冷却される。本実施例では、凝縮器１４及び過冷却器１６を一体型としているものを用いているが、凝縮器と過冷却器を夫々個別に設けても良い。

過冷却された液冷媒はサービスバルブ４８を介してフィルタドライヤ１７に流入する。フィルタドライヤにおいて冷媒中の水分は除去され、モイスチャインジケータ１８において水分量を確認した後、液冷媒は店舗内に設置されたショーケース等の蒸発器（図示しない）に流出する。

本実施例では圧縮機を冷却するためにリキッドインジェクション機構を用いている。このため、レシーバタンク１５からサービスバルブ３４、ストレーナ３５、電動弁３６及び電磁弁３７を介して圧縮機１０へリキッドインジェクション回路が設けられている。

ストレーナ３５によって混入物を除去された液冷媒は電動弁３６によって減圧され、圧縮機１０の冷却を行う。電磁弁の開閉及び電動弁の開閉度は圧縮機の動作状態及び圧縮機の温度によって調整される。圧縮機の吐出圧力が非常に大きくなった場合には圧縮機１０に配設された高圧圧力スイッチ５２によって各圧縮機は緊急停止される。

蒸発器（図示しない）において気化し冷却を行い、低温低圧となった冷媒は液冷媒を含む（液バック）可能性があるため、アキュムレータ１９に一度流入させアキュムレータ１９において液冷媒を分離する。液バックの原因としては、膨張弁の不良や蒸発器のフィルターの目詰まりなどが考えられ、液バックにより圧縮機１０のケース内に液冷媒が進入し液圧縮による圧縮機構の破損や、液冷媒を吐出する際に多量の潤滑油が一緒に吐出されることによる潤滑不足などが発生する可能性がある。

アキュムレータ１９において液冷媒は貯溜され気体冷媒のみが流出し、ストレーナ２０を介して各圧縮機１０に吸引される。なお本実施例では、圧縮機の吸引圧力として蒸発器（図示しない）から戻った冷媒の圧力を利用しているため、アキュムレータ１９の入口側を低圧センサ５９と配管接続している。

本発明を実施した圧縮機の故障診断の方法について説明する。運転周波数を変更することにより容量制御が可能な圧縮機を用いた冷凍装置について実験を行った。圧縮機の高圧側圧力と運転周波数の積と、その時の圧縮機への入力値を電力計によって計測した値との関係について検証を行った。

その結果、高圧側圧力と運転周波数の積はその時の圧縮機への入力値と略比例関係を持っていることが明らかとなった。この傾向は圧縮機毎に固有の傾きを持っており、正常に運転している場合は一定の傾きを有することが分かっている。よって、事前に実験を行い各圧縮機の特性を計測することで、高圧側圧力と運転周波数からその時の圧縮機への入力値（予測値）を予測することができる。

圧縮機への入力値は電力計を用いることで実測値を得ることができるため、この実測値と前記予測値を比較することで圧縮機が正常に動作しているかを判定することができる。例えば、圧縮機の圧縮機構に漏れが生じている場合、圧縮機からの吐出圧力が低下するため高圧側圧力と運転周波数の積もまた低下する。よって、得られる予測値は実測値よりも低い値となるため圧縮機の不良を判定することができる。

安定した状態で圧縮機が運転された場合の予測値を得ることができるため、実測値と予測値の比較から圧縮機の運転効率を得ることもできる。運転効率を最優先とする運転を実施するためには、実測値と予測値が最も近い値をとるように運転周波数を制御すれば良い。

本発明を実施した冷凍装置について、圧縮機の故障診断の動作について図３に基づき説明する。高圧センサ５８によって計測された高圧側圧力は演算装置（図示しない）へ入力される（Ｓ３）。演算装置は圧縮機１０の運転周波数と、高圧センサ５８から入力された高圧側圧力とから現在の圧縮機への入力値（予測値）を予測する（Ｓ４、Ｓ５）。なお、事前の実験により高圧側圧力と運転周波数の積と入力値との関係は演算装置に組み込まれている（Ｓ１）。

電力計（図示しない）によって計測された圧縮機への入力値（実測値）は前記演算装置に入力され、演算装置は算出した圧縮機への入力値の予測値と入力された実測値の比較を行い、圧縮機が正常に運転されているかを判断することが可能となる。

本発明を実施した冷凍装置について、冷凍装置の故障診断の方法について図４を用いて説明する。先に説明したように、高圧側圧力と運転周波数の積はその時の圧縮機への入力値と略比例関係を持っていることから、高圧側圧力（Ｓ１２）と運転周波数（Ｓ１１）からその時の圧縮機への入力値（予測値）を予測することができる（Ｓ１３、Ｓ１４）。

また、冷凍装置における入力としては圧縮機の他に凝縮器を冷却するためのファンがある。この空冷ファンの回転数（Ｓ１６）及びファンの種類（Ｓ１５）から、空冷ファンを動作させているファンモータへの入力値（予測値）を予測することができる（Ｓ１７）。空冷ファンへの実際の入力値（実測値）については圧縮機の故障診断の際と同様に電力計によって計測することが可能である

本冷凍装置において冷媒に対して圧縮や冷却等の仕事を直接行う装置は圧縮機及び空冷ファンであることから、本冷凍装置における入力値は圧縮機への入力値の予測値及びファンモータへの入力値の予測値から算出することができる（Ｓ１８）。

演算装置に対して、圧縮機及びファンの種類については予め演算装置に組み込まれており、運転周波数、高圧側圧力、ファン回転数を演算装置へ入力することにより、冷凍機全体の入力値を予測することができる。実際の圧縮機への入力値及びファンモータへの入力値を演算装置へ入力することにより、演算装置は冷凍装置全体の入力値の予測値と実測値を比較することで冷凍装置全体の状態を診断することが可能となる。

また、理想的な状態で圧縮機及びファンモータが運転された場合の予測値を得ることができるため、実測値と予測値の比較から圧縮機及びファンモータの運転効率を得ることができる。運転効率を最優先とする運転を実施するためには、実測値と予測値が最も近い値をとるように圧縮機の運転周波数及びファンモータの回転数を制御すれば良い。

本実施例では圧縮機としてインバータ圧縮機を使用したが、運転周波数が一定の一定速圧縮機を圧縮機として用いた場合にも同様の故障診断を行うことができる。この場合には圧縮機の運転周波数は制御することができないため、圧縮機のＯＮ／ＯＦＦを制御する。

図２は本発明を適用した、圧縮機を複数台搭載した冷凍装置の冷媒回路図である。この冷凍装置は三台の圧縮機によって構成され、１０はインバータによって回転数を制御することができるインバータ圧縮機であり、１１及び１２は商用電力によって動作する一定速圧縮機である。本発明において、これら圧縮機はレシプロ型、スクリュー型、ロータリー型等の圧縮方式の種類は問わず、密閉式又は半密閉式のどちらの形式でも適用可能である。

本実施例において使用冷媒としてＨＦＣ系冷媒を想定しているが、ＣＦＣ系冷媒、ＨＣＦＣ系冷媒、自然冷媒を用いても同様の効果を得ることが可能である。

前記圧縮機１０、１１、１２は吐出口及び吸入口共に並列に配管接続されており、各圧縮機は低温低圧の気体冷媒を吸入し圧縮することで高温高圧の冷媒として吐出する。吐出された高温高圧の冷媒は圧縮機中の潤滑油を多量に含んでいるため、オイルセパレータ１３において冷媒中に含まれる潤滑油を分離及び貯溜する。

分離された潤滑油はサービスバルブ２６を介してストレーナ２７に流入し、ストレーナ２７によって潤滑油中の混入物が取除かれる。混入物が取除かれた潤滑油は分岐し、電磁弁２８、３０、３２を介して圧縮機１０、１１、１２に戻される。この時、各圧縮機に取設されたフロートスイッチ２３、２４、２５によって各圧縮機中の潤滑油量が計測され、各圧縮機中の潤滑油量が均一となるように電磁弁２８、３０、３２が開閉される。

また、圧縮機に戻す潤滑油に液冷媒が含まれた場合、圧縮機内の圧縮機構において潤滑が不十分となり不良となる可能性があるため、キャピラリーチューブ２９、３１、３３において減圧し冷媒を完全に気化させている。キャピラリーチューブ２９、３１、３３により冷媒を気化させることで、潤滑油を冷却する効果もある。

オイルセパレータ１３において潤滑油が取除かれた冷媒は凝縮器１４に流入し、高温高圧の冷媒は冷却ファン６３によって空気冷却され凝縮・液化する。本実施例では空冷式凝縮器を用いているが、水冷式や蒸発式の凝縮器でも良い。また、本実施例では凝縮器と圧縮機等を同一筐体に配設する一体型の冷凍機を想定しているが、これに限らず圧縮機等の冷凍機とコンデンシングユニットを別々に設ける分離設置型でも良い。

凝縮器１４において液化した冷媒は凝縮器１４から流出し、レシーバタンク１５に貯溜される。レシーバタンク１５は冷凍装置に不良が発生し、冷媒回路内部の圧力及び温度が非常に高くなることを防止するために可溶栓４６を有している。

圧縮機の吐出圧力として、本冷凍装置ではレシーバタンク１５内の圧力を計測し圧縮機等の制御を行っている。レシーバタンク１５はキャピラリーチューブ５７を介して高圧センサ５８に配管接続されており、高圧センサ５８によって圧縮機の吐出圧力が計測される。また、圧縮機の吐出圧力を目視にて随時観察するために、レシーバタンク１５はキャピラリーチューブ５７及び６１を介して高圧圧力計６２に配管接続されている。

液冷媒の冷凍能力を高めるために、レシーバタンク１５内に貯留された液冷媒は過冷却器１６において再度、冷却ファン６３によって空気冷却されることで過冷却される。本実施例では、凝縮器１４及び過冷却器１６を一体型としているものを用いているが、凝縮器と過冷却器を夫々個別に設けても良い。

過冷却された液冷媒はサービスバルブ４８を介してフィルタドライヤ１７に流入する。フィルタドライヤにおいて冷媒中の水分は除去され、モイスチャインジケータ１８において水分量を確認した後、液冷媒は店舗内に設置されたショーケース等の蒸発器（図示しない）に流出する。

本実施例では圧縮機を冷却するためにリキッドインジェクション機構を用いている。このため、レシーバタンク１５から夫々、サービスバルブ３４、３８、４２及びストレーナ３５、３９、４３及び電動弁３６、４０、４４及び電磁弁３７、４１、４５を介して圧縮機１０、１１、１２へリキッドインジェクション回路が設けられている。

ストレーナ３５、３９、４３によって混入物を除去された液冷媒は電動弁３６、４０、４４によって減圧され、圧縮機１０、１１、１２の冷却を行う。電磁弁の開閉及び電動弁の開閉度は圧縮機の動作状態及び圧縮機の温度によって調整される。圧縮機の吐出圧力が非常に大きくなった場合には圧縮機１０、１１、１２に配設された高圧圧力スイッチ５２、５４、５６によって各圧縮機は緊急停止される。

蒸発器（図示しない）において気化し冷却を行い、低温低圧となった冷媒は液冷媒を含む（液バック）可能性があるため、アキュムレータ１９に一度流入させアキュムレータ１９において液冷媒を分離する。液バックの原因としては、膨張弁の不良や蒸発器のフィルターの目詰まりなどが考えられ、液バックにより圧縮機１０、１１、１２のケース内に液冷媒が進入し液圧縮による圧縮機構の破損や、液冷媒を吐出する際に多量の潤滑油が一緒に吐出されることによる潤滑不足などが発生する可能性がある。

アキュムレータ１９において液冷媒は貯溜され気体冷媒のみが流出し、夫々ストレーナ２０、２１、２２を介して各圧縮機１０、１１、１２に吸引される。なお本実施例では、圧縮機の吸引圧力として蒸発器（図示しない）から戻った冷媒の圧力を利用しているため、アキュムレータ１９の入口側を低圧センサ５９と配管接続している。

本実施例において、本発明を実施した圧縮機の故障診断の方法について説明する。

本実施例のようにインバータコンプレッサと一定速コンプレッサが混在するような冷凍装置では、一定速コンプレッサが動作している場合には一定速コンプレッサの運転周波数をインバータコンプレッサの運転周波数に換算し、一定速コンプレッサの換算値とインバータコンプレッサの運転周波数の合計値を全圧縮機の合計運転周波数とすることで実施例１と同様の結果が得られる。

本発明を実施した冷凍装置について、圧縮機の故障診断の動作について図３に基づき説明する。高圧センサ５８によって計測された高圧側圧力は演算装置（図示しない）へ入力される（Ｓ３）。演算装置は圧縮機１０の運転周波数、圧縮機１１及び１２の動作状況から現在の全圧縮機の運転周波数を演算し（Ｓ２）、高圧センサ５８から入力された高圧側圧力と全圧縮機の運転周波数から現在の圧縮機への入力値（予測値）を予測する（Ｓ４、Ｓ５）。なお、事前の実験により高圧側圧力と運転周波数の積と入力値との関係は演算装置に組み込まれている（Ｓ１）。

電力計（図示しない）によって計測された圧縮機への入力値（実測値）は前記演算装置に入力され、演算装置は算出した圧縮機への入力値の予測値と入力された実測値の比較を行い、圧縮機が正常に運転されているかを判断することが可能となる。

本発明を実施した冷凍装置について、冷凍装置の故障診断の方法について図４を用いて説明する。先に説明したように、高圧側圧力と運転周波数の積はその時の圧縮機への入力値と略比例関係を持っていることから、高圧側圧力（Ｓ１２）と運転周波数（Ｓ１１）からその時の圧縮機への入力値（予測値）を予測することができる（Ｓ１３、Ｓ１４）。なお、この際に用いる運転周波数は全圧縮機の運転周波数から換算した値を用いる。

また、冷凍装置における入力としては圧縮機の他に凝縮器を冷却するためのファンがある。この空冷ファンの回転数（Ｓ１６）及びファンの種類（Ｓ１５）から、空冷ファンを動作させているファンモータへの入力値（予測値）を予測することができる（Ｓ１７）。空冷ファンへの実際の入力値（実測値）については圧縮機の故障診断の際と同様に電力計によって計測することが可能である

本冷凍装置において冷媒に対して圧縮や冷却等の仕事を直接行う装置は圧縮機及び空冷ファンであることから、本冷凍装置における入力値は圧縮機への入力値の予測値及びファンモータへの入力値の予測値から算出することができる（Ｓ１８）。

演算装置に対して、圧縮機及びファンの種類については予め演算装置に組み込まれており、全圧縮機の運転周波数、高圧側圧力、ファン回転数を演算装置へ入力することにより、冷凍機全体の入力値を予測することができる。実際の圧縮機への入力値及びファンモータへの入力値を演算装置へ入力することにより、演算装置は冷凍装置全体の入力値の予測値と実測値を比較することで冷凍装置全体の状態を診断することが可能となる。

また、理想的な状態で圧縮機及びファンモータが運転された場合の予測値を得ることができるため、実測値と予測値の比較から圧縮機及びファンモータの運転効率を得ることができる。運転効率を最優先とする運転を実施するためには、実測値と予測値が最も近い値をとるように全圧縮機の運転周波数及びファンモータの回転数を制御すれば良い。

なお、実施例１及び実施例２において、凝縮器として空冷式を用いているため空冷ファンへの入力を参照しているが、水冷式や蒸発式の場合には冷却用水の流量から凝縮器の状態を予測することで本発明を適用することができる。

さらに本発明において、遠隔監視装置を設け、利用者が冷凍装置及び圧縮機の予測値及び実測値をインターネット等の通信回線を介して遠隔監視装置に送信することにより、メンテナンスの代行や、複数の冷凍装置を一括監視することが可能となる。また、予測値と実測値の比較から、監視している冷凍装置が最も効率よく動作することができるように随時チューニングを行い、省エネ化を図ることも可能となる。

本発明を適用した、圧縮機を一台搭載した冷凍装置の冷媒回路図である。 本発明を適用した、圧縮機を複数搭載した冷凍装置の冷媒回路図である。 圧縮機への入力値予測に関するフローチャート図である。 冷凍装置への入力値予測に関するフローチャート図である。

符号の説明

１０ インバータスクロールコンプレッサ
１１、１２ 一定速スクロールコンプレッサ
１３ オイルセパレータ
１４ 凝縮器
１５ レシーバタンク
１６ 過冷却器
１７ フィルタドライヤ
１８ モイスチャインジケータ
１９ アキュームレータ
２０、２１、２２、２７、３５、３９、４３ ストレーナ
２３、２４、２５ フロートスイッチ
２６、３４、３８、４２、４７、４８ サービスバルブ
２８、３０、３２、３７、４１、４５ 電磁弁
２９、３１、３３、４９、５１、５３、５５、５７、６１ キャピラリチューブ
３６、４０、４４ 電動弁
４６ 可溶栓
５０ 低圧圧力スイッチ
５２、５４、５６ 高圧圧力スイッチ
５８ 高圧センサ
５９ 低圧センサ
６０ ＥＣＣ基板
６２ 高圧圧力計
６３ 冷却ファン

Claims (9)

1. 一定速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、
   前記圧縮機の運転状態及び吐出圧力から当該圧縮機への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該圧縮機への入力値を実際に計測し（実測値）、
   前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記圧縮機の故障診断を行うことを特徴とする冷凍装置。
2. 一定速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、
   前記凝縮器を空気冷却する冷却ファンを備え、
   前記圧縮機の運転状態及び吐出圧力、前記冷却ファンのファン回転数から当該冷凍装置への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該冷凍装置への入力値を実際に計測し（実測値）、
   前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記冷凍装置の故障診断を行うことを特徴とする冷凍装置。
3. 容量制御可能な可変速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、
   前記圧縮機の運転周波数及び吐出圧力から当該圧縮機への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該圧縮機への入力値を実際に計測し（実測値）、
   前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記圧縮機の故障診断を行うことを特徴とする冷凍装置。
4. 容量制御可能な可変速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、
   前記凝縮器を空気冷却する冷却ファンを備え、
   前記圧縮機の運転周波数及び吐出圧力、前記冷却ファンのファン回転数から当該冷凍装置への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該冷凍装置への入力値を実際に計測し（実測値）、
   前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記冷凍装置の故障診断を行うことを特徴とする冷凍装置。
5. 複数台の一定速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、
   前記圧縮機毎の運転状態及び吐出圧力から当該冷凍装置への入力値を夫々予測し（予測値）、電力計によって当該冷凍装置への入力値を夫々実際に計測し（実測値）、
   前記予測値及び前記実測値を前記圧縮機毎に比較することにより各圧縮機の故障診断を行うことを特徴とする冷凍装置。
6. 複数台の一定速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、
   前記凝縮器を空気冷却する冷却ファンを備え、
   前記圧縮機の運転台数及び吐出圧力、前記冷却ファンのファン回転数から当該冷凍装置への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該冷凍装置への入力値を実際に計測し（実測値）、
   前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記冷凍装置の故障診断を行うことを特徴とする冷凍装置。
7. 少なくとも一台の容量制御可能な可変速圧縮機及び少なくとも一台の一定速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、
   前記一定速圧縮機の運転周波数を前記可変速圧縮機の運転周波数へ換算し、前記冷凍装置における全圧縮機の運転周波数の合計値を求め、前記運転周波数の合計値及び吐出圧力から全圧縮機への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該可変速圧縮機及び一定速圧縮機への入力値を夫々実際に計測し（実測値）、
   前記予測値及び前記実測値を前記圧縮機毎に比較することにより各圧縮機の故障診断を行うことを特徴とする冷凍装置。
8. 少なくとも一台の容量制御可能な可変速圧縮機及び少なくとも一台の一定速圧縮機、凝縮器、減圧装置、蒸発器を配管接続してなる冷凍装置において、
   前記凝縮器を空気冷却する冷却ファンを備え、
   前記一定速圧縮機の運転周波数を前記可変速圧縮機の運転周波数へ換算し、前記冷凍装置における全圧縮機の運転周波数の合計値を求め、前記運転周波数の合計値及び吐出圧力から全圧縮機への入力値を予測し、
   前記全圧縮機への入力値の予測値及び前記冷却ファンのファン回転数から前記冷凍装置への入力値を予測し（予測値）、電力計によって当該冷凍装置への入力値を実際に計測し（実測値）、
   前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記冷凍装置の故障診断を行うことを特徴とする冷凍装置。
9. 前記冷凍装置から通信手段を介して前記予測値及び前記実測値を読み込んで遠隔監視を行う遠隔監視装置を備え、
   当該遠隔監視装置において前記予測値及び前記実測値を比較することにより前記冷凍装置の故障診断を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項８冷凍装置。