JP2013108681A - 空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】異常発生頻度の高い圧縮ユニットが含まれているときでも空調システム全体の異常発生頻度を低くすることができる空調システムを提供する。
【解決手段】空調システムは、複数の圧縮ユニットを備え、低負荷時において複数の前記圧縮ユニットをローテーション駆動する。そして、圧縮ユニットの運転状態を示す各種検査項目を圧縮ユニット毎に取得し、圧縮ユニット毎に前記各種検査項目に基づいて異常発生頻度を示す異常パラメータを導出する。そして、異常パラメータが大きい圧縮ユニットほど駆動時間が短くなるように各圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘの比率を変更する。
【選択図】図８

Description

本発明は、複数の圧縮ユニットを備える空調システムに関する。

複数の圧縮ユニットを備える空調システムの制御として特許文献１に記載の技術が知られている。
この種の空調システムでは、負荷に応じて駆動する圧縮ユニットの台数を増減する。例えば、負荷が大きいときには複数の圧縮ユニットを同時駆動し、負荷が小さいときには１台の圧縮ユニットを駆動する。

また、次の理由により低負荷時においては圧縮ユニットを切り換えて駆動している。
低負荷時に駆動する圧縮ユニットが固定されている場合、低負荷時に駆動する圧縮ユニットの積算駆動時間が他の圧縮ユニットの積算駆動時間よりも長くなることから、当該圧縮ユニットは他の圧縮ユニットよりも先に製品寿命に到達する。この結果、低負荷時に駆動する圧縮ユニットの製品寿命に到達したとき、他の圧縮ユニットについては使用可能であるにも拘らず空調システム全体が使用することができなくなる。

このようなことから低負荷のとき、複数の圧縮ユニットを順番に交替して駆動するローテーション制御を実行している。これにより、特定の圧縮ユニットの積算駆動時間が他の圧縮ユニットの積算駆動時間よりも長くなることを抑制している。

特開２００３−１６６７４０号公報

圧縮ユニットは種々の要因、例えば、摺動部品の摩擦の増大、脱調、印加電圧および供給電流の異常、過大なサージ電圧等により正常に動作しないことがある。これらの異常は一時的に発生するものが多く、かつ時間経過により解消することが多いため、圧縮ユニットの再起動によりこれらの異常を解消している。

空調システムは、駆動時間に差が生じないように各圧縮ユニットを駆動するため、各圧縮ユニットの経年劣化は同じように進行すると考えられる。しかし、圧縮ユニットの異常発生頻度は個々に異なる。圧縮ユニットを構成する部品寸法ばらつき、圧縮ユニットの冷媒の抜け度合い、金属劣化の進行度合い、異物の混入度合い、潤滑油の劣化度合い、摺動部品の磨耗度合い等について、個々の圧縮ユニットで異なるためである。このため、各圧縮ユニットの時間を等しくする駆動制御を行っても、他の圧縮ユニットより異常を起こしやすい圧縮ユニットが現れることがある。

異常発生頻度が高い圧縮ユニットが存在するとき、圧縮ユニットの再起動の頻度が高くなる。圧縮ユニットの再起動は、空調の一時的な停止を伴うため、空調の快適性が一時的に損なわれる。このようなことから、異常発生頻度の高い圧縮ユニットが存在する場合において空調システム全体の異常発生頻度を抑制することが要求されている。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、異常発生頻度の高い圧縮ユニットが含まれているときでも空調システムの異常発生頻度を低くすることができる空調システムを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、複数の圧縮ユニット（22A,22B,22C）を備え、低負荷時において複数の前記圧縮ユニットをローテーション駆動する空調システム（1）において、前記圧縮ユニットの運転状態を示す各種検査項目を前記圧縮ユニット毎に取得し、前記圧縮ユニット毎に前記各種検査項目に基づいて異常発生頻度を示す異常パラメータを導出し、前記異常パラメータが大きい前記圧縮ユニットほど駆動時間が短くなるように前記各圧縮ユニットの設定駆動時間の比率を変更することを要旨とする。なお、ここで、圧縮ユニットは、少なくとも１台の圧縮機と、圧縮機のモータを制御するモータ制御回路とを含む。

圧縮ユニット（22A,22B,22C）の駆動時間が等しくなるように制御するとき、仮に１台の圧縮ユニットの異常発生頻度が高くなった場合、空調システム（1）の異常頻度も高くなる。このため、空調システム（1）全体が停止する頻度も高くなる。

これに対し、本発明では、圧縮ユニット（22A,22B,22C）についての各種検査項目に基づいて異常パラメータを算出し、異常パラメータが大きい圧縮ユニットほど駆動時間が短くなるように各圧縮ユニットの設定駆動時間（Tx）の比率を変更する。すなわち、異常発生頻度の高い圧縮ユニットの設定駆動時間（Tx）を相対的に短くするため、空調システムの異常発生頻度を低くすることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空調システム（1）において、前記各種検査項目の値が設定範囲を超える回数を異常回数とし、前記各種検査項目の前記異常回数の総和を当該圧縮ユニットの前記異常パラメータとして導出することを要旨とする。

この発明によれば、各種検査項目の重みを均等にする。すなわち、各種検査項目の異常発生を予想することは困難であるため、各種検査項目の種類に関係なく重みを同じにして、異常発生の都度、異常パラメータの値を更新して異常パラメータの値に反映させる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の空調システム（1）において、前記各種検査項目が設定範囲を超える値をとる回数を異常回数とし、前記各種検査項目の重み付け係数を異常係数とし、前記各種検査項目の前記異常回数と前記異常係数との積を異常項とし、前記各種検査項目のうち、前記検査項目が前記設定範囲を超えた後に再び当該検査項目が前記設定範囲を超える可能性が高くなる前記検査項目ほど、当該検査項目に対する前記異常係数を大きい値として、前記各種検査項目の前記異常項の総和を前記圧縮ユニットの前記異常パラメータとして導出することを要旨とする。

この発明では、検査項目が設定範囲を超えた後に当該検査項目が再び設定範囲を超える可能性が高くなる検査項目ほど、当該検査項目に対する異常係数を大きい値とする。すなわち、異常発生を再発させる可能性に応じて圧縮ユニットの設定駆動時間（Tx）を設定するため、各圧縮ユニットの駆動時間について適正化を図ることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調システム（1）において、前記空調システムを管理する外部管理装置（110）と通信する通信装置をさらに備え、前記異常パラメータが増大するとき、前記異常パラメータが増大した旨の情報を前記通信装置が前記外部管理装置（110）に出力することを要旨とする。

この発明によれば、異常パラメータが増大するとき、圧縮ユニットに異常が発生したことを示す情報が当該空調システムから外部管理装置（110）に出力される。これにより、外部の管理者に当該空調システムの異常発生を知らせることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空調システム（1）において、前記圧縮ユニットは、少なくとも１つの圧縮機（25）とこの圧縮機（25）のモータを制御するモータ制御回路（23）とを備え、前記圧縮機のロック検出、前記圧縮機のモータの脱調検出、前記モータ制御回路（23）の瞬時過電流検出、前記モータ制御回路（23）の設定周波数における電流異常検出、前記モータ制御回路（23）のスイッチング素子の異常検出、前記モータ制御回路（23）の電源電圧異常検出、前記モータ制御回路（23）の記憶装置異常検出、前記モータ制御回路（23）の非動作検出、前記モータ制御回路（23）の通信不可検出、前記モータ制御回路（23）の部品温度異常検出、前記モータ制御回路（23）のフィン温度センサの異常値検出、前記モータ制御回路（23）の電流センサの異常検出、前記モータ制御回路（23）の電源電圧の異常検出、前記モータ制御回路（23）の電源電圧の相間電圧の異常検出により構成される項目群のうちから選択される少なくとも１つを前記検査項目とすることを要旨とする。

この発明によれば、上記検査項目に基づいて異常パラメータが導かれる。これらの検査項目は圧縮ユニットの運転状態を精確に反映するため、これらの検査項目を用いて変更される各圧縮ユニットの設定駆動時間（Tx）は適正なものとなる。

本発明によれば、異常発生頻度の高い圧縮ユニットが含まれているときでも空調システム全体の異常発生頻度を低くすることができる空調システムを提供することができる。

本発明の実施形態の空調システムについてその全体構成を示す全体図。 同実施形態の空調システムについて、「圧縮ユニットの駆動方法の選択処理」の手順を示すフローチャート。 同実施形態の空調システムについて第１ローテーション制御を示すマップ。 同実施形態の空調システムについて、「第１ローテーション制御処理」の手順を示すフローチャート。 同実施形態の空調システムについて第２ローテーション制御を示すマップ。 同実施形態の空調システムについて、「異常検出処理」の手順を示すフローチャート。 同実施形態の空調システムについて、「異常停止処理」の手順を示すフローチャート。 同実施形態の空調システムについて、設定駆動時間の設定変更後の第１ローテーション制御を示すマップ。 同実施形態の空調システムについて、各圧縮ユニットの切り換えタイミングを示すタイミングチャート。

図１を参照して、複数の部屋の空調を行う空調システム１について説明する。
空調システム１は、複数の室外機２０と複数の室内機１０とを備えている。本実施形態では、室外機２０は３台とされている。

室内機１０は、熱交換器と電子膨張弁とを含む室内冷媒回路１１と、室内冷媒回路１１を制御する室内制御装置１２とを備えている。
各室外機２０は、熱交換器と四路切換弁とを含む室外冷媒回路２１と、２台の圧縮機２５と、各圧縮機２５を制御するインバータ回路２３（モータ制御回路）と、インバータ回路２３および室外冷媒回路２１を制御する室外制御装置２４とを備えている。２台の圧縮機２５は協働する。すなわち、室外機２０が駆動状態にあるとき２台の圧縮機２５が駆動する。なお、以降の説明においては、１台の室外機２０にある２台の圧縮機２５および各圧縮機２５のインバータ回路２３を含めて圧縮ユニットという。すなわち、圧縮ユニットが駆動するときは室外機２０が運転していることと同じ意味である。以降の説明において、各圧縮ユニットについて区別するときは、第１圧縮ユニット２２Ａ、第２圧縮ユニット２２Ｂ、第３圧縮ユニット２２Ｃという。

各室内機１０の室内冷媒回路１１と各室外機２０の室外冷媒回路２１とは冷媒配管３０により接続されている。各室内機１０の室内冷媒回路１１と各室外機２０の室外冷媒回路２１とは、主冷媒配管３０Ａに対して並列接続されている。

室外制御装置２４のうちの１台は、各室内制御装置１２と各室外制御装置２４とを統括的に管理する。以下、この室外制御装置２４を「統括制御装置２４Ａ」という。統括制御装置２４Ａは、空調システム１外の外部管理装置１１０と通信する通信装置を備えている。統括制御装置２４Ａと外部管理装置１１０とは、情報通信ネットワーク１００を介して接続されている。情報通信ネットワーク１００としては例えばインターネット、ＬＡＮシステム等が挙げられる。外部管理装置１１０は、統括制御装置２４Ａに記憶された各種のデータにアクセスすることができるアクセス機能を有する。

統括制御装置２４Ａと室内制御装置１２と室外制御装置２４とは専用通信回線により接続されている。統括制御装置２４Ａは、室内制御装置１２および室外制御装置２４から送られてくる駆動情報および異常情報、または外部管理装置１１０から送られている指令情報に基づいて室内制御装置１２および室外制御装置２４を制御する。

統括制御装置２４Ａは、室内制御装置１２と室外制御装置２４との関係で次の制御を行う。
第１に、室内機１０の駆動状況を確認する。そして、運転している室内機１０の台数、各室内機１０の負荷等に基づいて圧縮ユニットの駆動台数を決定する。以降の説明では、この制御を「圧縮ユニットの駆動方法の選択処理」という。

第２に、負荷が小さいとき、各圧縮ユニットについてローテーション制御を実行する。ローテーション制御としては、２種類ある。すなわち、圧縮ユニットを１台ずつ順に交替して駆動する第１ローテーション制御と、２台の圧縮ユニットを並行駆動する第２ローテーション制御とがある。

第３に、圧縮ユニットの異常発生時に空調システム１の運転を停止させる。すなわち、圧縮ユニットに関連する各種検査項目に基づいて圧縮ユニットの異常有無判断を行い、異常と判定したときに空調システム１の運転を停止し、その後、空調システム１の運転を再開する。また、圧縮ユニットの異常発生に基づいてローテーション制御における圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘを変更する。

第４に、各圧縮ユニットについて異常発生の回数（以下、異常パラメータ）を数える。そして、各圧縮ユニットについて、異常パラメータが設定値ＳＡ以下であるか否かに基づいて空調システム１を異常停止するか否かの判定をする。すなわち、異常パラメータが設定値ＳＡを超えるほど異常が頻発するとき、もしくは空調システム１の長期使用により異常パラメータが設定値ＳＡを超えるとき、空調システム１を停止する。以下、統括制御装置２４Ａの実行する各種制御について説明する。

図２を参照して、圧縮ユニットの駆動方法の選択処理の手順について説明する。なお、空調システム１の運転中、同処理が統括制御装置２４Ａにより周期的に実行される。
ステップＳ１０においては、空調システム１に加わる負荷を推定負荷として算出する。具体的には、推定負荷は、運転中の室内機１０の台数、各室内機１０に加わっている負荷等に基づいて算出される。なお、室内機１０について１台当たりの推定負荷は、例えば室内温度と目標設定温度等に基づいて算出される。

ステップＳ１１においては、推定負荷が第１設定負荷よりも大きいか否かについて判定される。なお、第１設定負荷は、圧縮ユニットを２台駆動したときの能力を超える負荷に相当する。ステップＳ１１で肯定判定されたとき、すなわち推定負荷が第１設定負荷よりも大きいときは、ステップＳ１２において、圧縮ユニットを３台駆動する全圧縮ユニット駆動制御を行うということを決定する。ステップＳ１１において否定判定されたときは次のステップに移行する。

ステップＳ１３においては、推定負荷が第２設定負荷よりも大きいか否かについて判定される。なお、第２設定負荷は、圧縮ユニットを１台駆動したときの能力に相当する。ステップＳ１３で肯定判定されたとき、すなわち推定負荷が第２設定負荷よりも大きいときは、ステップＳ１４において、圧縮ユニットを２台駆動する第２ローテーション制御を行うということを決定する。ステップＳ１３において否定判定されたときは次のステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、圧縮ユニットを１台駆動する第１ローテーション制御を行うということを決定する。

図３を参照して、第１ローテーション制御について説明する。
第１ローテーション制御では、第１圧縮ユニット２２Ａ、第２圧縮ユニット２２Ｂ、第３圧縮ユニット２２Ｃの順に圧縮ユニットを駆動する。各圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘ（すなわち駆動開始から駆動停止までの駆動時間）は予め時間Ｔａに設定されている。設定駆動時間Ｔｘは変更可能とされている。

停止状態から駆動状態に切り換わった圧縮ユニットは「親」に指定される。そして、親に指定された圧縮ユニットの次に駆動する順になっている圧縮ユニットは「子１」に指定される。「子１」に指定された圧縮ユニットの次に駆動する順になっている圧縮ユニットは「子２」に指定される。すなわち、「親」は駆動する圧縮ユニットを示す。「子１」と「子２」は、負荷が増大したときに優先して駆動させる圧縮ユニットの順位を示す。「子１」は「子２」よりも優先順位が高い。例えば、「親」の圧縮ユニットが駆動中に負荷が増大したとき、「子１」の圧縮ユニットが駆動開始する。負荷が増大した状態が続くときは、「親」と「子１」が並行駆動する。なお、「親」のみが駆動するとき第１ローテーション制御が実行され、「親」と「子１」が並行駆動する場合は、第２ローテーション制御が実行される。

図４を参照して、第１ローテーション制御処理の手順について説明する。
第１ローテーション制御処理は、第１ローテーション制御の実行中、周期的に実行される。

ステップＳ２０において、所定の圧縮ユニットが駆動開始したとき、計測値としての駆動時間が設定駆動時間Ｔｘよりも大きいか否かが判定される。駆動開始時は、駆動時間が「０」であるため、否定判定される。なお、設定駆動時間Ｔｘは、例えば、１時間または２時間に設定されている。ステップＳ２０において否定判定されたときは、ステップＳ２１に以降する。

ステップＳ２１においては、圧縮ユニットの運転停止命令があるか否かについて判定される。なお、運転停止命令は、圧縮ユニットについて異常発生があったときに統括制御装置２４Ａから出される。ステップＳ２１においては肯定判定されたとき、すなわち圧縮ユニットの異常があったときは、当該圧縮ユニットを運転停止する（ステップＳ２２）。

一方、ステップＳ２１において否定判定されたときは、すなわち異常発生がないときは、このフローは一旦終了し、所定時間経過後、再び第１ローテーション制御処理が実行される。ステップＳ２０で否定判定およびステップＳ２１で否定判定が成立するとき、すなわち、圧縮ユニットの駆動時間が設定駆動時間Ｔｘを超えず、かつ運転停止命令のないときは、当該圧縮ユニットは駆動し続ける。一方、ステップＳ２０の肯定判定されたとき、すなわち圧縮ユニットの駆動時間が設定駆動時間Ｔｘを超えたとき、ステップＳ２３において駆動する圧縮ユニットが切り換えられるとともに、当該運転開始した圧縮ユニットの駆動時間が計測される。

図５を参照して、第２ローテーション制御について説明する。
第２ローテーション制御では、第１圧縮ユニット２２Ａと第２圧縮ユニット２２Ｂ、第２圧縮ユニット２２Ｂと第３圧縮ユニット２２Ｃ、第３圧縮ユニット２２Ｃと第１圧縮ユニット２２Ａの順に駆動する。２台の圧縮ユニットが駆動しているときは、他の１台の圧縮ユニットは停止する。第２ローテーション制御中は第２ローテーション制御処理が実行される。設定駆動時間Ｔｘは時間Ｔｂに設定されている。第２ローテーション制御処理は、第１ローテーション制御処理と同様である。

図６を参照して、「異常検出処理」について説明する。
異常検出処理は、統括制御装置２４Ａの第３の制御のうち、異常有無の判定を行う処理である。この処理は、空調システム１の起動開始から停止までの期間にわたって周期的に実行される。

圧縮機２５が異常により動かなくなることを抑制するため、予防として、各圧縮機２５および各インバータ回路２３について次の検査項目が検査されている。すなわち、（１）圧縮機２５のロック検出、（２）圧縮機２５のモータの脱調検出、（３）インバータ回路２３の瞬時過電流検出、（４）インバータ回路２３の設定周波数における電流異常検出、（５）インバータ回路２３のスイッチング素子の異常検出、（６）インバータ回路２３の電源電圧異常検出、（７）インバータ回路２３の記憶装置異常検出、（８）インバータ回路２３の非動作検出、（９）インバータ回路２３の通信不可検出、（１０）インバータ回路２３の部品温度異常検出、（１１）インバータ回路２３のフィン温度センサの異常値検出、（１２）インバータ回路２３の電流センサの異常検出、（１３）インバータ回路２３の電源電圧の異常検出、（１４）インバータ回路２３の電源電圧の相間電圧の異常検出を行なう。以下に各検査項目の内容を説明する。

（１）圧縮機２５のロック検出は、圧縮機２５のモータ位置検出器の値により行う。すなわち、モータの回転角速度と目標回転角速度との差が設定値よりも大きいとき、例えば潤滑油に含まれる異物等によりロータに異常な負荷が加えられている可能性が高いと推定し、これを異常として検出する。

（２）圧縮機２５の脱調検出は、圧縮機２５のモータの電流および電圧により推定磁束を算出し、推定磁束が設定値よりも大きいとき、これを脱調として検出する。これにより、ロータの回転が止まっていること、若しくはロータの回転が入力信号に対して追従していないことを検出する。

（３）インバータ回路２３の瞬時過電流検出は、インバータ回路２３に接続されている電力供給配線の電流値に基づいて行われる。すなわち、インバータ回路２３に定格を超える電流が流れるとき、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子が破壊される可能性があるため、これを抑制する目的で検査されている。例えば、電流値が設定値よりも大きいとき、瞬時過電流異常として検出する。

（４）インバータ回路２３の設定周波数における電流異常検出は、雷サージがあったとき、これを異常として検出する。具体的には、インバータ回路２３内において、設定範囲の周波数（設定周波数）の電流値を検出する。そして、この電流値が設定値を超えるとき、雷サージである旨判定する。

（５）インバータ回路２３のスイッチング素子の異常検出は、スイッチング素子のゲート信号が一定期間にわたってＨＩＧＴまたはＬＯＷのいずれか一方に維持されているとき、スイッチング素子が正常に駆動していないと推定し、これを異常として検出する。

（６）インバータ回路２３の電源電圧異常検出は、インバータ回路２３に接続されている電力供給配線の配線間電圧を検出し、これが設定値よりも大きいとき、これを異常として検出する。これにより、インバータ回路２３に過電圧が加わることを抑制する。

（７）インバータ回路２３の記憶装置異常検出は、インバータ回路２３に接続されている回路基板のＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）の異常を検出する。具体的には、ＥＥＰＲＯＭ内のデータと、このデータのミラーデータとの照合を行い、データにエラーが生じていないかを判定する。なお、記憶装置異常検出は、空調システム１の起動時に行われる。

（８）インバータ回路２３の非動作検出は、インバータ回路２３が起動しないことを異常として検出する。具体的には、インバータ回路２３により形成されるパルス波形を検出し、パルス波形の有無またはパルス形状に基づいて判定する。

（９）インバータ回路２３の通信不可検出は、インバータ回路２３からの応答がないことを異常として検出する。例えば、室外制御装置２４とインバータ回路２３との間での通信が不通であるとき、通信不可であると判定する。

（１０）インバータ回路２３の部品温度異常検出は、インバータ回路２３のスイッチング素子等の部品に接触するサーミスタからの出力信号に基づいて電子部品の過温を検出する。電子部品が設定温度よりも大きいとき、過温すなわち異常である旨判定する。

（１１）インバータ回路２３のフィン温度センサの異常値検出は、インバータ回路２３の放熱フィンに接触するサーミスタからの出力信号に基づいて放熱フィンの過温を検出する。放熱フィンが設定温度よりも大きいとき、過温すなわち異常である旨判定する。

（１２）インバータ回路２３の電流センサの異常検出は、インバータ回路２３に接続されている電力供給配線の電流値を検出する電流センサ自体の異常を検出するものである。すなわち、電流センサに流れる電流は、通常では設定範囲内にあるが、電流センサが異常状態になると、設定範囲の上限を超える値または下限よりも小さい値を出力する。この場合、モータを精確に駆動することができなくなる。このため、電流センサの出力値が設定範囲内にないとき、これを異常として検出する。

（１３）インバータ回路２３の電源電圧の異常検出は、インバータ回路２３に接続されている電力供給配線の電圧値に基づいて行われる。すなわち、インバータ回路２３に定格を超える電圧が加わるとき、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子が破壊される可能性があるため、これを抑制する目的で検査されている。例えば、電圧値が設定値よりも大きいとき、電源電圧の異常として検出する。

（１４）インバータ回路２３の電源電圧の相間電圧の異常検出は、グランド線と各相との間の電圧を周期的に計測し、この電圧値が設定値よりも小さいとき、電圧不足として検出する。

次に、異常検出処理の手順について説明する。
ローテーションが切り換わったとき、および圧縮ユニットの駆動中、圧縮ユニットに対して「異常検出処理」が実行される。

ステップＳ３０において上記（１）〜（１４）の検査が実行される。本実施形態では圧縮ユニットに圧縮機２５とインバータ回路２３の組が２組あるため、各組について上記（１）〜（１４）の検査項目について検査される。

ステップＳ３１において、各検査項目のいずれか一つでも異常があるか否かが判定される。異常があったときは、ステップＳ３２において異常信号が出力される。次に、異常信号の信号出力例を挙げる。

（１）一方の圧縮機２５に異常があったときは、この圧縮ユニットに１個の異常があった旨の異常信号が出力される。（２）一方の圧縮機２５のインバータ回路２３に１つの異常があったときは、この圧縮ユニットに１個の異常があった旨の異常信号が出力される。（３）一方の圧縮機２５に２つの異常があったときは、この圧縮ユニットに２個の異常があった旨の異常信号が出力される。（４）両方の圧縮機２５に各１つの異常があったときは、この圧縮ユニットに２個の異常があった旨の異常信号が出力される。すなわち、異常の発生した装置に関らず、圧縮ユニットに発生した異常は、それぞれ同じ重みで、異常の回数が「１」として数えられる。

図７を参照して、異常信号があったときの処理すなわち「異常停止処理」の手順について説明する。
なお、この処理は空調システム１の運転中にわたって周期的に実行される。

ステップＳ４０において、異常信号の有無が判定される。ステップＳ４０で否定判定されたとき、すなわち異常信号がないときは「異常停止処理」は終了する。ステップＳ４０で肯定判定されたときは、次のステップに移行する。

ステップＳ４１においては、異常のあった圧縮ユニットの運転を停止する。そして、ステップＳ４２において異常パラメータに「１」を加算する。なお、異常パラメータの初期値「０」である。初期値は、空調システム１の出荷時もしくは空調システム１のメンテナンス完了時に設定される。

次に、ステップＳ４３において、異常パラメータが設定値ＳＡよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ４３で肯定判定されたとき、すなわち異常パラメータが設定値ＳＡよりも大きいとき、空調システム１を停止し（ステップＳ４６）、異常である旨の報知をする（ステップＳ４７）。報知として、例えば、情報通信ネットワーク１００を介して外部管理装置１１０に異常である旨の通知を出す処理を行う。一方、ステップＳ４３で否定判定されたとき、次のステップに移行する。

ステップＳ４４において、異常パラメータの値に基づいて各圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘを変更する。具体的には、第１ローテーション制御のときの設定駆動時間Ｔｘは、（１）式により設定される。第２ローテーション制御のときは、２台の圧縮ユニットが並行駆動するため、（２）式により設定される。

設定駆動時間Ｔｘ＝Ｔａ／（Ｐｍｉ＋１） … （１）
設定駆動時間Ｔｘ＝（（Ｔｂ／（Ｐｍｉ＋１）＋Ｔｂ／（Ｐｍｉｉ＋１））／２ …（２）
なお、「Ｔａ」は第１ローテーション制御における設定駆動時間Ｔｘの初期値である。「Ｔｂ」は第２ローテーション制御における設定駆動時間Ｔｘの初期値である。「Ｐｍｉ」は所定圧縮ユニットの異常パラメータの値を示す。「Ｐｍｉｉ」は、「子１」の圧縮ユニットの異常パラメータを示す。

次に、ステップＳ４５において、圧縮ユニットを切り換えて、当該圧縮ユニットを駆動する。すなわち、第１ローテーション制御の場合は、異常の発生した圧縮ユニットの次に駆動する順にある圧縮ユニットを駆動する。そして、当該圧縮ユニットの駆動時間を計測する。第２ローテーション制御の場合は、異常の発生した圧縮ユニットの次に駆動する順にある２台の圧縮ユニットを駆動する。そして、当該これら圧縮ユニットの駆動時間を計測する。

図８を参照して、設定駆動時間Ｔｘの設定変更後の第１ローテーション制御について説明する。
なお、ここでは、第３圧縮ユニット２２Ｃの異常パラメータの値が１のときの駆動パターンについて説明する。

第１圧縮ユニット２２Ａ、第２圧縮ユニット２２Ｂ、第３圧縮ユニット２２Ｃの順に圧縮ユニットを順に駆動する。各圧縮ユニットは、上記異常停止処理により更新された設定駆動時間Ｔｘに基づいて駆動する。第１圧縮ユニット２２Ａの設定駆動時間Ｔｘは初期設定値、すなわち時間Ｔａである。第２圧縮ユニット２２Ｂの設定駆動時間Ｔｘは初期設定値、すなわち時間Ｔａである。第３圧縮ユニット２２Ｃの設定駆動時間Ｔｘは更新値、すなわち時間Ｔａ／２である。このため、空調システム１の運転時間において第３圧縮ユニット２２Ｃの設定駆動時間Ｔｘの比率は、設定変更前の１／３から設定変更後の１／５になる。

図９を参照して、各圧縮ユニットの駆動例を説明する。
なお、図９は、第１ローテーション制御における例である。
図９では、時刻ｔａまでは、第１圧縮ユニット２２Ａの設定駆動時間Ｔｘ、第２圧縮ユニット２２Ｂの設定駆動時間Ｔｘ、および第３圧縮ユニット２２Ｃの設定駆動時間Ｔｘは等しい。

時刻ｔａのとき、異常検出処理により、第３圧縮ユニット２２Ｃにおいて異常が検出される。このとき、統括制御装置２４Ａにおいて異常信号が形成される。そして、異常停止処理により、異常パラメータＰｍ３の値に「１」が加算され、第３圧縮ユニット２２Ｃの運転が停止する。そして、第３圧縮ユニット２２Ｃの設定駆動時間Ｔｘが時間Ｔａ／２に再設定される。このとき、異常パラメータＰｍ３は「１」であり、設定値ＳＡよりも小さいため、異常停止処理のステップＳ４３の判定に基づいて空調システム１の停止は実行されない。このため、ローテーション制御において次の駆動する圧縮ユニット、すなわち第１圧縮ユニット２２Ａが駆動する。

第１圧縮ユニット２２Ａは、時間Ｔａにわたって駆動する。次に、第２圧縮ユニット２２Ｂが駆動する。第２圧縮ユニット２２Ｂも時間Ｔａにわたって駆動する。そして、次の親である第３圧縮ユニット２２Ｃが駆動する。第３圧縮ユニット２２Ｃは時間Ｔａ／２にわたって駆動する。以降、このローテーションが繰り返される。

異常パラメータによる設定駆動時間Ｔｘの変更に伴う作用について説明する。
圧縮ユニットは、機械的要素の多い圧縮機２５を含むため、次の性質を有する。すなわち、異常が発生した圧縮ユニットは、駆動時間が等しくかつ異常発生のない圧縮ユニットに比べて、再び異常が発生する頻度が高くなる。

これは、上記にあげた検査項目に関らず、いずれの検査項目についても同じ傾向にある。これら検査項目は互いに影響し合っているためである。例えば、瞬時過電流は、圧縮機２５において過大なトルクを発生させている可能性が高い。すなわち、瞬時過電流の異常が発生する場合、圧縮機２５のロックが発生する可能性が高くなる。

すなわち、圧縮ユニットの異常発生の確率は、異常発生の回数すなわち異常パラメータＰｍに従って増大すると考えられる。例えば、圧縮ユニットの異常発生の確率の初期値をＰとすると、異常パラメータがＰｍであるときの異常発生の確率は「（Ｐｍ＋１）×Ｐ」…（３）とおくことができる。

１回のローテーション周期における異常発生確率Ｐｘは（４）式で示される。
Ｐｘ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３ … （４）
Ｐ１は、第１圧縮ユニット２２Ａの異常発生確率、Ｐ２は第２圧縮ユニット２２Ｂの異常発生確率、Ｐ３は第３圧縮ユニット２２Ｃの異常発生確率を示す。

仮に、第３圧縮ユニット２２Ｃの異常回数をＮとすると、空調システムの異常発生確率は（５）式で示される。すなわち、異常発生した履歴のある第３圧縮ユニット２２Ｃを他の圧縮ユニットと同様の時間駆動し続けると、空調システム１全体としての異常発生頻度も高くなる。

Ｐｘ＝Ｐ１＋Ｐ２＋（Ｎ＋１）×Ｐ３ … （５）
そこで、本実施形態では、異常発生の回数すなわち異常パラメータの大きさに応じて圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘを短くする。具体的には、上記（１）式で示したように、異常発生した履歴のある第３圧縮ユニット２２Ｃの設定駆動時間ＴｘをＴａ／（Ｐｍ＋１）とする。このとき、第３圧縮ユニット２２Ｃの異常発生の確率は、「Ｐ３」となる。すなわち、異常発生確率の増大に応じて設定駆動時間Ｔｘを短くすることにより、当該圧縮ユニットにおける異常発生確率を異常発生前の確率と同じ値とする。この場合の空調システム１の異常発生確率Ｐｘは、次のようになる。

Ｐｘ＝Ｐ１＋Ｐ２＋Ｐ３ … （６）
以上により、異常パラメータの大きさに応じて設定駆動時間Ｔｘを短くすることにより、設定駆動時間Ｔｘの変更前の異常発生頻度に比べて、空調システム１の異常発生頻度を小さくすることができる。

＜変形例＞
異常パラメータの算出方法の変形例を説明する。
上記実施形態では、異常パラメータの加算に対する重み付けは検査項目の別に拘わらず「１」としているが、変形例では、検査項目によって異常パラメータの加算に対する重み付けを異ならせている。

すなわち、各種検査項目のうち、検査項目が設定範囲を超えた後に当該検査項目が設定範囲を超える可能性が高くなる検査項目ほど、当該検査項目に対する重みを大きくする。
例えば、異常パラメータＰｍは次式で与えられる。

Ｐｍ＝Σ（Ｋ（ｊ）×Ｎ（ｊ）） … （７）
・ｊは、各検査項目に付けられた設定番号を示す。
・Ｋ（ｊ）は、設定番号ｊの検査項目に対する重み付け値（異常係数）を示す。
・Ｎ（ｊ）は、設定番号ｊの検査項目の異常回数を示す。
・Ｋ（ｊ）×Ｎ（ｊ）は、設定番号ｊの検査項目について再び異常発生を生じさせる可能性の大きさを示す。Ｋ（ｊ）×Ｎ（ｊ）を「異常項」という。

異常パラメータＰｍは、上記式（７）で示されるように、検査項目の異常項についての総和として与えられる。なお、全ての検査項目について異常係数Ｋ（ｊ）を１とするとき、上記実施形態の同じ算出方法となる。

この構成では、異常発生を再発させる可能性に応じて圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘを設定する。
異常発生を再発させる可能性の高い検査項目について異常発生があったときは、異常パラメータＰｍは１よりも大きい値で増大する。このため、異常発生のあった圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘは、より短く設定される。これにより、再発の可能性の高い圧縮ユニットの使用をより少なくするため、当該圧縮ユニットの異常発生の可能性をより小さくすることができる。

異常発生を再発させる可能性の低い検査項目について異常発生があったときは、異常パラメータＰｍは１よりも小さい値で増大する。このため、異常発生のあった圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘはより長く設定される。これにより、再発の可能性の低い圧縮ユニットの使用をより長くするため、他の圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘの増大分を小さくすることが可能となるため、他の圧縮ユニットの負担を軽減することが可能となる。

本実施形態によれば以下の作用効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、異常パラメータが大きい圧縮ユニットほど他の圧縮ユニットに比べて駆動時間が短くなるように各圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘの比率を変更する。

圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘを同じ比率とするとき、仮に１台の圧縮ユニットの異常発生率が高くなった場合、空調システム１全体の異常頻度も高くなる。これに対し、上記構成とすることにより、異常発生頻度の高い圧縮ユニットの駆動時間を相対的に短くすることができるため、空調システムの異常発生頻度を低くすることができる。

（２）各種検査項目の異常回数の総和を当該圧縮ユニットの異常パラメータとする。そして、異常パラメータの加算に対する各種検査項目の重みを均等にする。これは、検査項目に関連する物理量は互いに影響しあっているため、異常パラメータに寄与する検査項目の重みは均等である考えられることに基づいている。

（３）一方、変形例のように、各種検査項目の重みを異ならせて異常パラメータを導出することもできる。これによれば、各圧縮ユニットの駆動時間について適正化を図ることができる。

（４）空調システム１を管理する外部管理装置１１０と通信する通信装置をさらに備えている。通信装置は、異常パラメータが増大した旨の情報を外部管理装置１１０に出力する。これにより、外部の管理者に当該空調システム１の異常発生を知らせる。

（５）圧縮ユニットは、上記（１）〜（１４）の検査項目の異常有無に基づいて異常パラメータを算出する。上記（１）〜（１４）検査項目は圧縮ユニットの運転状態を精確に反映する。このため、これらの検査項目の内容が反映された異常パラメータにより変更される各圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘは適正なものとなる。

なお、本発明の実施態様は上記実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。

・上記実施形態では、空調システム１に３台の圧縮ユニットを備えているが、圧縮ユニットの台数は３台に限定されない。すなわち、圧縮ユニットが少なくとも２台以上を備える空調システム１に本発明は適用される。

・上記実施形態では、圧縮ユニットと室外機２０とは１対１で対応しているが、次のような構成とすることもできる。例えば、１台の室外機に、独立駆動可能な複数の圧縮ユニットが配置される。これらの圧縮ユニットは、上記実施形態と同様、低負荷時においてローテーション制御される。

・上記実施形態では、圧縮ユニットに２台の圧縮機２５が含まれているが、圧縮機２５の台数は１台でもよく、また３台以上であってもよい。本発明は、圧縮ユニット毎に設定駆動時間Ｔｘを設定変更するものであるため、本発明の適用範囲は、圧縮ユニットに含まれる圧縮機２５の台数によっては制限されない。

・上記実施形態では、異常パラメータを導出するための検査項目として、上記（１）〜（１４）の検査項目を挙げているが、検査項目としてはこれらに限定されない。また、これらの検査項目のうちいずれか特定のものを選択して、異常パラメータを導出のための検査項目としてもよい。

・上記実施形態では、検査項目について検出値が設定値以上になったこと、すなわち異常検出したときに、異常パラメータの値を増大させているが、異常パラメータの増大の条件は、これに限定されない。例えば、検査項目について、異常判定をするための設定値とは異なる値であって通常許容範囲内のうちの上限または下限に近い第２設定値を設ける。そして、検出値が第２設定値（上限）を超えること、または第２設定値（下限）よりも小さくなることを異常パラメータの増大の条件とすることもできる。このような場合でも、本発明と同様の効果（上記（１）の効果）を得ることができる。

・上記実施形態では、異常発生のある圧縮ユニットについて設定駆動時間Ｔｘを短くしているが、異常発生のある圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘを短くせず、他の圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘを長くすることにより設定駆動時間Ｔｘの比率を変更してもよい。また、３台の圧縮ユニットのローテーションの期間が変わらないように、異常発生のある圧縮ユニットについて設定駆動時間Ｔｘを短くし、かつ他の圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘを長くすることも可能である。

・上記実施形態では、異常パラメータが設定値ＳＡよりも大きい値となったとき、（１）式または（２）式により設定駆動時間Ｔｘを変更しているが、設定駆動時間Ｔｘの変更方法がこれに限定されない。例えば、変更前の設定駆動時間Ｔｘから所定時間を減算した値を変更後の設定駆動時間Ｔｘとしてもよい。すなわち、異常発生のある圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘを他の圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘに比べて相対的に短くする処理であれば、如何なる方法でも変更方法として採用することができる。

すなわち、本発明は、空調システム１の駆動時間において、異常発生のある圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘを他の圧縮ユニットの設定駆動時間Ｔｘに比べて相対的に短くすることにより、空調システム１全体としての異常発生頻度を低下させる制御を含む。

１…空調システム、１０…室内機、１１…室内冷媒回路、１２…室内制御装置、２０…室外機、２１…室外冷媒回路、２２Ａ…第１圧縮ユニット、２２Ｂ…第２圧縮ユニット、２２Ｃ…第３圧縮ユニット、２３…インバータ回路、２４…室外制御装置、２５…圧縮機、３０…冷媒配管、３０Ａ…主冷媒配管、１００…情報通信ネットワーク、１１０…外部管理装置、Ｔｘ…設定駆動時間。

Claims (5)

1. 複数の圧縮ユニット（22A,22B,22C）を備え、低負荷時において複数の前記圧縮ユニットをローテーション駆動する空調システム（1）において、
   前記圧縮ユニットの運転状態を示す各種検査項目を前記圧縮ユニット毎に取得し、
   前記圧縮ユニット毎に前記各種検査項目に基づいて異常発生頻度を示す異常パラメータを導出し、
   前記異常パラメータが大きい前記圧縮ユニットほど駆動時間が短くなるように前記各圧縮ユニットの設定駆動時間の比率を変更する
   ことを特徴とする空調システム。
2. 請求項１に記載の空調システム（1）において、
   前記各種検査項目の値が設定範囲を超える回数を異常回数とし、
   前記各種検査項目の前記異常回数の総和を当該圧縮ユニットの前記異常パラメータとして導出する
   ことを特徴とする空調システム。
3. 請求項１に記載の空調システム（1）において、
   前記各種検査項目が設定範囲を超える値をとる回数を異常回数とし、
   前記各種検査項目の重み付け係数を異常係数とし、
   前記各種検査項目の前記異常回数と前記異常係数との積を異常項とし、
   前記各種検査項目のうち、前記検査項目が前記設定範囲を超えた後に再び当該検査項目が前記設定範囲を超える可能性が高くなる前記検査項目ほど、当該検査項目に対する前記異常係数を大きい値として、
   前記各種検査項目の前記異常項の総和を前記圧縮ユニットの前記異常パラメータとして導出する
   ことを特徴とする空調システム。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の空調システム（1）において、
   前記空調システムを管理する外部管理装置（110）と通信する通信装置をさらに備え、
   前記異常パラメータが増大するとき、前記異常パラメータが増大した旨の情報を前記通信装置が前記外部管理装置（110）に出力する
   ことを特徴とする空調システム。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の空調システム（1）において、
   前記圧縮ユニットは、少なくとも１つの圧縮機（25）とこの圧縮機（25）のモータを制御するモータ制御回路（23）とを備え、
   前記圧縮機のロック検出、前記圧縮機のモータの脱調検出、前記モータ制御回路（23）の瞬時過電流検出、前記モータ制御回路（23）の設定周波数における電流異常検出、前記モータ制御回路（23）のスイッチング素子の異常検出、前記モータ制御回路（23）の電源電圧異常検出、前記モータ制御回路（23）の記憶装置異常検出、前記モータ制御回路（23）の非動作検出、前記モータ制御回路（23）の通信不可検出、前記モータ制御回路（23）の部品温度異常検出、前記モータ制御回路（23）のフィン温度センサの異常値検出、前記モータ制御回路（23）の電流センサの異常検出、前記モータ制御回路（23）の電源電圧の異常検出、前記モータ制御回路（23）の電源電圧の相間電圧の異常検出により構成される項目群のうちから選択される少なくとも１つを前記検査項目とする
   ことを特徴とする空調システム。