JP2014156970A - 間接外気冷房機、複合型空調システム - Google Patents

Abstract

【課題】間接外気冷房機に関する何らかの不具合、特に熱交換効率を低下させる不具合を、適切に検出できる。
【解決手段】冷媒の温度、内気の吸気・排気温度、外気の吸気・排気温度を収集して（Ｓ１）、これら収集データに基づいて内気側の熱交換効率ηiまたは／及び外気側の熱交換効率ηoを算出する（Ｓ２）。そして、例えば、これらの熱交換効率の比“ηi／ηo”と、予め設定される閾値とに基づいて、例えば防塵用のフィルタの目詰まり等の不具合発生を検知する（Ｓ３，Ｓ４）。
【選択図】図２

Description

本発明は、間接外気冷房機、または間接外気冷房機の構成を有する複合型空調システム等に関する。

従来、例えば、データセンターや企業のサーバ室等には、多数のサーバ等が設置されている。このようなサーバ室は多数のサーバの発熱によって室温が上昇し、この室温上昇によってサーバが暴走または異常する可能性がある。このため、サーバ室には部屋全体の温度を常に一定に維持しておく空調システムが採用されている。また、このような空調システムは、ほぼ常時稼動され、冬季であっても稼動される。

このようなサーバ室等に対する従来の空調システムは、サーバ室の室温の安定を図るために、空調装置から吹き出されてサーバ室内に供給された低温空気（冷気）が、サーバラック内のサーバに接触しながら流れて該サーバを冷却する。それによってサーバの熱で温められた空気（暖気）は、該サーバ室から上記空調装置内に戻され、該空調装置で冷却されて再び上記冷気となって吹出されてサーバ室内に再び冷気が供給される、等という循環方式が取られている。

例えば、特許文献１に記載の発明が公知となっている。
特許文献１の発明では、一般空調機と間接外気冷房機の２種類の空調装置の構成を一体化した一体型空調システムを提案しており、小型化を図ることができる。また、従来では蒸発器、圧縮機、熱交換器、ファン等が個別に存在していたが、これらを積層させて一体化した積層体としたことにより、更に小型化を図ることができる。

上記一般空調機は、例えば、「蒸発器→圧縮機→凝縮器→膨張弁→蒸発器」という一般的な圧縮式冷凍サイクル（蒸気圧縮式冷凍サイクル等）により構成される、一般的な空調装置である。

一方、上記間接外気冷房機には圧縮機は存在せず、室内空気（内気）を通過させる熱交換器を建物内に設けると共に、外気を通過させる熱交換器を建物外に設け、これら２つの熱交換器に冷媒（冷却液、例えば水等であってもよい）を循環させる構成（ポンプと配管等）を設けた構成となっている。この構成により、間接外気冷房機は、基本的に、外気温度が内気（暖気）温度より低い場合に、有効に機能する。

特に冬季のように外気温度が非常に低い状況では、内気（暖気）冷却の効果が高いことになり、それによって省エネ効果が高いことになる。一方、特に夏季の場合には、内気（暖気）冷却の効果が小さい、または効果が無い、あるいは逆効果となる可能性もある。

国際公開番号；ＷＯ 2012/073746 A1

上記のように、特許文献１の発明は、一般空調機と間接外気冷房機の２種類の空調装置の構成を一体化した一体型空調システムである。しかし、この例に限らず、間接外気冷房機だけであってもよい。何れにしても、間接外気冷房機としての構成は、室内側に設けられる第１の熱交換器と、室外側に設けられる第２の熱交換器とに、配管やポンプ等によって冷媒（冷却液、例えば水等）を循環させる構成となっている。第１の熱交換器には上記内気を通過させ、以って内気と冷媒との熱交換を行わせる。通常は、冷媒によって内気が冷却される。また、第２の熱交換器には上記外気を通過させ、以って外気と冷媒との熱交換を行わせる。通常は（例えば夏季以外は）、外気によって冷媒が冷却される。

ここで、間接外気冷房機において、何らかの不具合が生じる場合がある。例えば、第２の熱交換器には防塵用のフィルタが備えられており、このフィルタが汚れることで通過風量が減少し、第２の熱交換器における熱交換効率が低下する。尚、内気は、通常、クリーンルームやサーバルーム等の空気であるので、ほこり等は非常に少ない。よって、通常は第１の熱交換器には防塵用のフィルタを備えない。

上記以外にも、何らかの理由で、第１の熱交換器または第２の熱交換器における熱交換効率が低下する場合がある。当然、これによって間接外気冷房機の冷房能力が低下することになる。

本発明の課題は、間接外気冷房機に関する何らかの不具合、特に熱交換効率を低下させる不具合を、適切に検出することができる間接外気冷房機、複合型空調システム等を提供することである。

本発明の間接外気冷房機は、屋内側に設けられて内気が通過する第１の熱交換器と、屋外側に設けられて外気が通過する第２の熱交換器とに、配管を介して冷媒が循環する構成の間接外気冷房機であって、下記の構成を有する。

すなわち、前記第１／第２の熱交換器を通過前と通過後の前記冷媒の温度を計測する第１、第２の温度計と、前記第１の熱交換器を通過前と通過後の前記内気の温度を計測する第３、第４の温度計または／及び前記第２の熱交換器を通過前と通過後の前記外気の温度を計測する第５、第６の温度計と、該各温度計による各計測温度を入力する制御装置とを有する。

そして、上記制御装置は、下記の各手段を有する。
・前記第１、第２の温度計と前記第３、第４の温度計による各計測温度に基づいて前記第１の交換器における前記内気と前記冷媒に係る熱交換効率である内気側熱交換効率を算出し、または／及び、第１、第２の温度計と前記第５、第６の温度計による各計測温度に基づいて前記第２の交換器における前記外気と前記冷媒に係る熱交換効率である外気側熱交換効率を算出する熱交換効率算出手段；
・該熱交換効率算出手段で算出された熱交換効率と所定の閾値とに基づいて、不具合発生を判定する不具合判定手段；

本発明の間接外気冷房機、複合型空調システム等によれば、間接外気冷房機に関する何らかの不具合、特に熱交換効率を低下させる不具合を、適切に検出することができる。

本例の間接外気冷房機の構成例である。 制御装置の処理フローチャート図である。 （ａ）〜（ｄ）は、熱交換効率η等の具体例である。 本手法を一体型空調システムに適用した場合の例である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本例の間接外気冷房機の構成例である。
尚、本手法は、このような間接外気冷房機単体の構成に限らず、例えば上記特許文献１のような一般空調機と間接外気冷房機の構成を一体化した一体型空調システムや後述する複合型空調システム等であっても適用可能である。これについては後に他の構成例を図示・説明するものとする。あるいは、図１の構成は、特許文献１の一体型空調システムや後述する複合型空調システムから、一般空調機の構成を削除したものと見做すこともできる。

図１において、まず、壁１を境にして、図上左側が屋外、右側が屋内である。尚、以降の説明で屋外／屋内との表記は、室外／室内に相当する場合もある。いずれの場合も、本例においては、内外の大気の温度差を利用し間接的に熱交換を行なう構成を有するものであって、一般的な屋外／屋内、室外／室内の構成により発明を限定するものでは無い。

屋内側には、ファン１１と第１の熱交換器１２が設置されている。尚、ここでは上記特許文献１と略同様に、これらの構成は何らかの筐体内に収容されており、この筐体及び筐体内の構成全体を内気ユニット１０と呼ぶものとする。但し、筐体は必須の構成ではない。内気ユニット１０は、例えば不図示の空調対象空間（サーバー室等）、または隣接する空間（機械室等）に設けられる。

上記ファン１１によって、上記内気ユニット１０内に、内気を通過させる。すなわち、ファン１１を運転中は、不図示の空調対象空間（サーバー室等）からのリターン空気（暖気）を内気ユニット１０に吸気し、第１の熱交換器１２を通過させた後、内気ユニット１０の外へ排気する。通常は（特に冬季であれば）、上記暖気は第１の熱交換器１２を通過することで冷却されることになる。そして、冷却されて温度低下した内気（冷気）が、排気されることになる。排気された内気（冷気）は、上記不図示の空調対象空間へと供給され、サーバ装置等を冷却し、それによって上記暖気となる。

尚、上記内気ユニット１０内に吸気する空気を還気ＲＡ、排気する空気を給気ＳＡと記すものとする。そして、還気ＲＡの温度Ｔraを計測する為の温度計（Ｔra）１３と、給気ＳＡの温度Ｔsaを計測するための温度計（Ｔsa）１４が、備えられている。

一方、屋外側には、ファン２１と第２の熱交換器２２が設置されている。更に、防塵用のフィルタ２３が備えられている。尚、上記の通り、内気は基本的に清浄な空気であるので、屋内側にはこの様なフィルタは設置されていない。尚、ここでは上記特許文献１と略同様に、これらの構成は何らかの筐体内に収容されており、この筐体及び筐体内の構成全体を外気ユニット２０と呼ぶものとする。但し、筐体は必須の構成ではない。

上記ファン２１によって、上記外気ユニット２０内に、内気を通過させる。すなわち、ファン２１を運転中は、屋外の空気である外気を外気ユニット２０内に吸気し、第２の熱交換器２２を通過させた後、外気ユニット２０の外へ排気する。

尚、上記外気ユニット２０内に吸気する空気を外気ＯＡ、排気する空気を排気ＥＡと記すものとする。そして、外気ＯＡの温度Ｔoaを計測する為の温度計（Ｔoa）２４と、排気ＥＡの温度Ｔｅaを計測するための温度計（Ｔｅa）２５が、備えられている。

続けて、以下に屋外側及び屋内側の両方に関係する構成に関して説明する。
配管３１が、上記第１の熱交換器１２と上記第２の熱交換器２２とに接続されている。また、配管３１上の任意の位置に、ポンプ３２が設置されている。これら配管３１とポンプ３２によって、冷媒（冷却液、例えば水等）が上記第１の熱交換器１２と上記第２の熱交換器２２とを循環している。

ここで、上記配管３１に関して、上記冷媒が第１の熱交換器１２から上記第２の熱交換器２２へと流れる部分を往路管３１ａ、上記冷媒が第２の熱交換器２２から上記第１の熱交換器１２へと流れる部分を復路管３１ｂと言うものとする。また、往路管３１ａを流れる冷媒を往路冷媒ＷＯ、復路管３１ｂを流れる冷媒を復路冷媒ＷＩと記すものとする。

また、往路冷媒ＷＯの温度Ｔwoを計測する為の温度計（Ｔwo）３３と、復路冷媒ＷＩの温度Ｔwiを計測するための温度計（Ｔwi）３４が、備えられている。
更に、制御装置４０が設けられている。制御装置４０は、入力部４１、演算部４２、出力部４３等を有する。演算部４２は、不図示のＣＰＵ／ＭＰＵやメモリ等から成る。入力部４１は、後述する各種温度センサ等に接続し、各種温度計測値等が入力される。出力部４３は、ファン１１、２１やポンプ３２等に接続している（接続線は不図示）。

演算部４２は、出力部４３を介してファン１１、２１やポンプ３２等を制御する（例えばＯＮ／ＯＦＦ制御や回転数制御等）。この様な制御自体は、従来と略同様であってよいが、本手法では更に後述する不具合検出処理等も実行される。この処理は、上記各温度計による各種温度計測値等に基づいて実行される。尚、上記不図示のメモリには予め所定のアプリケーションプログラムが記憶されており、上記ＣＰＵ／ＭＰＵがこのプログラムを読出し・実行することにより、上記ポンプ３２等の制御や、本手法による不具合検出処理等が実現される。

尚、制御装置４０の設置場所は何処でもよい。
また、制御装置４０は、不具合検出装置と言っても良い。不具合検出装置は、特に図２の処理等によってフィルタ目詰まり等の熱交換効率を低下させるような何らかの不具合が生じていることを検出する（異常判定する）装置である。

図２に、上記制御装置４０の処理フローチャート図を示す。
尚、これは異常判定に係る処理であり、上記の通り、制御装置４０は他の処理も実行している。

図２に示す処理は、例えば定期的に実行するものであり、処理開始すると、まず、上記各種温度計測値を収集する（ステップＳ１）。すなわち、例えば、上記還気温度Ｔra、給気温度Ｔsa、外気温度Ｔoa、排気温度Ｔsa、往路冷媒温度Ｔwo、復路冷媒温度Ｔwiを、入力部４１を介して収集する。但し、後述する理由により、必ずしもこれら温度データ全てを収集する必要はない。これに伴って必ずしも上記６つの温度計全てを設置する必要もない。

例えば後述する内気側の熱交換効率ηiのみを用いる例であれば、Ｔra、Ｔwo、Ｔsa、Ｔwiの４つだけを収集すればよい。また、これに伴ってこれら４つの温度に対応する４つの温度計１３、３３、１４、３４のみを設置する構成であっても構わない。同様に、後述する外気側の熱交換効率ηｏのみを用いる例であれば、Ｔwo、Ｔea、Ｔwi、Ｔoaの４つだけを収集すればよい。また、これに伴ってこれら４つの温度に対応する４つの温度計３３、２５、３４、２４設置する構成であっても構わない。

そして、ステップＳ１で収集した各種温度計測値に基づいて、熱交換効率ηを算出する（ステップＳ２）。これは、後述する内気側の熱交換効率ηiを算出するものであってもよいし、後述する外気側の熱交換効率ηoを算出するものであってもよいし、これらηiとηoの両方を算出するものであってもよい。算出方法については後述する。

そして、ステップＳ２で算出した熱交換効率ηと、例えば予め設定されている閾値等に基づいて、異常（不具合）の有無を判定する（ステップＳ３）。もし、異常ありと判定された場合には（ステップＳ４，ＹＥＳ）、アラート出力等を行う（ステップＳ５）。もし、異常なしと判定された場合には（ステップＳ４，ＮＯ）、そのまま本処理を終了する。

ここで、一般的に、例えばフィルタ２３に対する粉塵等の付着量が増大するに従って、外気ユニット２０における熱交換効率ηoは低下していくことになる。但し、図１の構成では、これに伴って内気ユニット１０における熱交換効率ηiも低下していくことになる。

すなわち、まず、内気ユニット１０における熱交換量Ｑoと、外気ユニット２０における熱交換量Ｑiは、どちらも、流入する冷媒の温度と流出する冷媒の温度との温度差によって決まる。つまり、図１の例では、両方とも温度差｜Ｔwo−Ｔwi｜に基づいて決まることになる。例えば、冷媒が水である場合には、下記の（１）式によって熱交換量Ｑi、Ｑoが算出されることになる。

内気側熱交換量Ｑi＝Ｃ３（｜Ｔwo−Ｔwi｜）＝外気側熱交換量Ｑo ・・（１）式
（Ｃ３＝Ｃｐｗ×ｍｗ；Ｃｐｗは水定圧比熱、ｍｗは水質量流量）
外気ユニット２０における熱交換効率ηoが低下すれば、上記外気側熱交換量Ｑoは低下することになり、内気側熱交換量Ｑiも低下することになり、以って内気ユニット１０における熱交換効率ηiも低下することになる。

ここで、熱交換量Ｑの一般的な算出式として下記の（２）式もある。
Ｑ＝η×Ａ×Δｔm ・・・（２）式
（Ａ；伝熱面積、Δｔm；平均温度差）
尚、Δｔmは、具体例を後述する（４）式、（５）式に示す。

尚、上記伝熱面積Ａは、明確な定義はないが、例えば一般的には熱交換器の開口部の面積あるいはフィンの総面積等が用いられる場合が多い。
上記（２）式を変形させて、下記の熱交換効率ηの算出式（３）が得られる。

η＝Ｑ／（Ａ×Δｔm）・・・（３）式
これより、上記（３）式を用いて、下記の（４）式、（５）式のように内気側の熱交換効率ηi、外気側の熱交換効率ηoを、それぞれ、算出することができる。尚、下記のＡiは内気側の伝熱面積（例えば第１の熱交換器１２の不図示の開口部の面積や不図示のフィンの総面積等）、Ａoは外気側の伝熱面積（例えば第２の熱交換器２２の不図示の開口部の面積や不図示のフィンの総面積等）であり、開発者等が任意に決めて予め設定しておくものである。また、下記のＱ＝Ｑi＝Ｑo＝Ｃ３（｜Ｔwo−Ｔwi｜）である。

内気側の熱交換効率ηi
＝（Ｑ×Ｃ１）／（（｜Ｔra−Ｔwo｜＋｜Ｔsa−Ｔwi｜）／２）・・・（４）式
（但し、Ｃ１＝１／Ａi）
外気側の熱交換効率ηｏ
＝（Ｑ×Ｃ２）／（（｜Ｔwo−Ｔea｜＋｜Ｔwi−Ｔoa｜）／２）・・・（５）式
（但し、Ｃ２＝１／Ａo）
上記内気側の熱交換効率ηiは、例えば、第１の熱交換器１２における内気と冷媒（水等）とに係る熱交換効率であると言える。同様に、上記外気側熱交換効率ηｏは、例えば、第２の熱交換器２２における外気と冷媒（水等）とに係る熱交換効率であると言える。

尚、上記（４）式、（５）式では平均温度差を求める意味で‘２’で除算しているが、これは必須ではなく、‘２’で除算しなくても構わない。換言すれば本発明においては、熱交換効率の‘値’の算出が目的ではなく、熱交換効率と所定の閾値との比較、或いは熱交換効率の比率により判定するので、定数による除算は計算過程に過ぎない。

上記ステップＳ２の処理では、まず、上記（１）式によって熱交換量Ｑを算出し、この熱交換量Ｑと各種温度計測値を用いて上記（４）式または／及び（５）式によって、内気側の熱交換効率ηiまたは／及び外気側の熱交換効率ηoを算出する。

そして、上記ステップＳ３では、算出した熱交換効率ηiまたは／及び熱交換効率ηoを用いて、異常（不具合）の有無を判定する。
尚、本説明における「または／及び」における“／”は、“あるいは”を意味する。従って、例えば、「熱交換効率ηiまたは／及び熱交換効率ηo」とは、「熱交換効率ηi」または「熱交換効率ηo」、あるいは「熱交換効率ηiと熱交換効率ηoの両方」を意味する。

ここで、本手法による検出対象の異常（不具合）は、熱交換効率ηを低下させるような異常である。この様な異常は、例えばフィルタ２３の目詰まり等である。あるいは、ポンプ３２に何らかの異常が生じて冷媒の流量が減少する場合等である。これら以外にも、第１の熱交換器１２または第２の熱交換器２２に何らかの異常が生じた為に熱交換効率ηが低下する場合も有り得る。

一例として、フィルタ２３の目詰まりを検知する場合には、例えば外気側の熱交換効率ηoのみを算出すると共に、これに関して予め設定されている第１閾値と比較して（例えば図３（ａ））、「ηo＜第１閾値」である場合には異常（不具合）の有りと判定するようにしてもよい。尚、この場合、ステップＳ５のアラートは、例えばフィルタ交換サインを出力するものとなる。

あるいは、例えば内気側の熱交換効率ηiのみを算出すると共に、これに関して予め設定されている第２閾値と比較して（不図示）、「ηi＜第２閾値」である場合には内気ユニット側に異常（不具合）有りと判定（第１の熱交換器１２関連の異常ありと判定）するようにしてもよい。

但し、上記第１閾値を用いる構成において、内気ユニット１０側に何らかの異常がある場合でも「ηo＜第１閾値」となることが起こり得る。上記のように、熱交換効率ηoが低下すれば熱交換効率ηiも低下するが、当然、その逆も起こり得るからである。

つまり、内気ユニット１０側に何らかの異常が生じた為に、例えば図３（ｂ）に示すように、内気側の熱交換効率ηiが低下する事態となった場合、上記冷媒を介してその影響を受けて、図示のように外気側の熱交換効率ηoも低下することになる。

但し、内気ユニット１０側に異常がある場合には、図３（ｂ）に示すように、熱交換効率ηiの方が大きく下落することになる。よって、特に図示しないが、両者の比“ηi／ηo”は、通常時よりも下落することになる。

一方、外気ユニット２０側に異常がある場合（ここではフィルタ２３の目詰まりを想定する）、図３（ｃ）に示すように、外気側の熱交換効率ηoの方が内気側の熱交換効率ηiよりも大きく下落することになる。従って、図３（ｄ）に示すように、両者の比“ηi／ηo”は、通常時よりも上昇することになる。これより、図３（ｄ）に示すように、両者の比“ηi／ηo”に対して、通常時の値に比べて大きな値の第３閾値を設定しておき、比“ηi／ηo”が第３閾値を越えた場合に、外気ユニット２０側の異常発生（フィルタ２３の目詰まり）（ステップＳ４，ＹＥＳ）と判定するようにしてもよい。

勿論、これは一例であり、上記“比”を用いた方法に限らないが、熱交換効率ηiと熱交換効率ηoの両方を用いた判定を行うことが望ましい。正常時における熱交換効率ηiと熱交換効率ηoそれぞれの値を基準値（内気用基準値、外気用基準値とする）として記憶しておき、上記図３（ａ）の例によって「ηo＜閾値」と判定された場合、ηiとηoとそれぞれの基準値とに基づいて、外気側の異常であるか内気側の異常であるかを判定するようにしてもよい。例えば、ηiと上記内気用基準値との差分／下落率等が、ηoと上記外気用基準値との差分／下落率等よりも大きければ内気側の異常、小さければ外気側の異常（フィルタ２３の目詰まり等）と判定するようにしてもよい。

何れにしても、外気側の熱交換効率ηoだけを用いて判定する場合よりも、より的確な異常判定を行えるようになる。これは、逆の場合も同様である。すなわち、内気ユニット１０側の異常を判定する場合でも、内気側の熱交換効率ηi（それに応じた閾値）だけを用いて判定してもよいが、ηi、ηoの両方を用いて上記と略同様の判定を行った方が、より的確な異常判定を行えるようになる。

図４に、上記本手法を上記特許文献１の一体型空調システムに適用した場合の例を示す。
図示の一体型空調システムは、図示の内気ユニット６０と外気ユニット７０とから成る。建物の壁１を境にして、屋外と屋内とに分けられるが、外気ユニット７０は屋外に設置されて外気を通過させ、内気ユニット６０は屋内に設置される。

内気ユニット６０は、積層体６１等を有する。積層体６１は、蒸発器６１ａ、第１の熱交換器６１ｂ、ファン６１ｃ等を有し、これらが図示のように積層されて一体となった構成となっている。

外気ユニット７０は、積層体７１等を有する。積層体７１は、凝縮器７１ａ、第２の熱交換器７１ｂ、ファン７１ｃ、防塵用のフィルタ７１ｄ等を有し、これらが図示のように積層されて一体となった構成となっている。

第１の熱交換器６１ｂと第２の熱交換器７１ｂには、配管５１と循環ポンプ５３によって第１の冷媒（冷却液、例えば水等）が循環している。これらが、図１に示す間接外気冷房機に相当する構成である。また、フィルタ７１ｄは上記フィルタ２３に相当する。

また、上記蒸発器６１ａと凝縮器７１ａに対して、図示の冷媒管５２、膨張弁５４、圧縮機５５が設けられている。これら各構成自体は、既存の一般空調機の構成と見做してよい。つまり、冷凍機等で用いられる一般的な冷媒（ここでは第２の冷媒と呼ぶものとする）が、冷媒管５２を介して「蒸発器６１ａ→圧縮機５５→凝縮器７１ａ→膨張弁５４→蒸発器６１ａ」という一般的な圧縮式冷凍サイクル（蒸気圧縮式冷凍サイクル等）で循環している。

上記第１の熱交換器６１ｂが図１の第１の熱交換器１２に相当し、上記第２の熱交換器７１ｂが図１の第２の熱交換器２２に相当する。また、上記配管５１と循環ポンプ５３が、図１の配管３１とポンプ３２に相当する。これら配管５１と循環ポンプ５３によって、第１の冷媒（冷却液、例えば水等）が上記第１の熱交換器６１ｂと上記第２の熱交換器７１ｂとを循環している。

また、配管５１に関しても、上記配管３１と同様に、上記第１の冷媒が第１の熱交換器６１ｂから上記第２の熱交換器７１ｂへと流れる部分を往路管５１ａ、上記第１の冷媒が第２の熱交換器７１ｂから上記第１の熱交換器６１ｂへと流れる部分を復路管５１ｂと言うものとする。また、同様に、往路管５１ａを流れる第１の冷媒を往路冷媒ＷＯ、復路管５１ｂを流れる第１の冷媒を復路冷媒ＷＩと記すものとする。そして、図１と同様、往路冷媒ＷＯの温度Ｔwoを計測する為の温度計（Ｔwo）３３と、復路冷媒ＷＩの温度Ｔwiを計測するための温度計（Ｔwi）３４が、備えられている。

また、各空気や各空気温度を計測する各温度計についても、図１に示すものと実質的に略同様の存在には同一の記号を用いるものとする。
すなわち、まず、図示の内気取入口６２から内気ユニット６０内に吸気する空気を還気ＲＡ、この還気ＲＡが第１の熱交換器６１ｂを通過後の空気を通過給気ＰＳＡ、排気する空気をＳＡと記すものとする。そして、還気ＲＡの温度Ｔraを計測するための温度計（Ｔra）１３と、通過給気ＰＳＡの温度Ｔpsaを計測するための温度計（Ｔpsa）１５が、設けられている。また必要に応じて、給気ＳＡの温度Ｔsaを計測するための温度計（Ｔsa）１４も設けられる。

ここで、図１では、ＳＡを給気ＳＡと記し、給気ＳＡの温度Ｔsaを計測するための温度計（Ｔsa）１４と説明したが、正確には、図１における温度計（Ｔsa）１４は、第１の熱交換器１２を通過後の内気温度を計測するものである。

図１の構成の場合、「第１の熱交換器１２を通過後の内気温度」＝排気する内気の温度と見做しよい。しかし、図４の構成では、第１の熱交換器６１ｂを通過後に更に蒸発器６１ａを通過して（蒸発器６１ａで更に冷却されて）から排気されている。これより、図４に示すように、温度計（Ｔpsa）１５の設置位置は、第１の熱交換器６１ｂと蒸発器６１ａの間となっており、上記通過 給気ＳＡを計測するものとなっている。そして内気ユニット６０から給気ＳＡが生じる。

上記のことは、外気ユニット７０に関しても略同様である。
すなわち、まず、図示の外気取入口７２から外気ユニット７０内に吸気する空気を外気ＯＡ、この外気ＯＡが第２の熱交換器７１ｂを通過後の空気を通過排気ＰＥＡ、排気する空気をＥＡと記すものとする。そして、外気ＯＡの温度Ｔoaを計測するための温度計（Ｔoa）２４と、通過排気ＰＥＡの温度Ｔpeaを計測するための温度計（Ｔpea）２６が、設けられている。また必要に応じて、排気ＥＡの温度Ｔeaを計測するための温度計（Ｔea）２５も設けられる。

ここで、図１では、ＥＡを排気ＥＡと記し、排気ＥＡの温度Ｔeaを計測するための温度計（Ｔea）２５と説明したが、正確には、図１における温度計（Ｔea）２５は、第２の熱交換器２２を通過後の外気温度を計測するものである。

図１の構成の場合、「第２の熱交換器２２を通過後の外気温度」＝排気する外気の温度と見做しよい。しかし、図４の構成では、第２の熱交換器７１ｂを通過後に更に凝縮器７１ａを通過してから排気されている。これより、図４に示すように、温度計（Ｔpea）２６の設置位置は、第２の熱交換器７１ｂと凝縮器７１ａの間となっており、上記通過排気ＰＥＡを計測するものとなっている。 外気ユニット７０から排気ＥＡが生じる。

上記還気ＲＡが、内気取入口６２を介して内気ユニット６０内に流入すると、まず、この暖気が第１の熱交換器６１ｂ内を通過することで、当該暖気と上記第１の冷媒との間で熱交換が行われ、基本的には還気ＲＡは冷却されて温度低下して上記通過給気ＰＳＡとなる。この通過給気ＰＳＡが蒸発器６１ａを通過することで、当該通過給気ＰＳＡが蒸発器６１ａで冷却されて更に温度低下して冷気となって、内気ユニット６０から上記給気ＳＡとして排出される。

上記外気ＯＡが、外気取入口７２を介して外気ユニット７０内に流入すると、まず、この外気が第２の熱交換器７１ｂ内を通過することで、当該外気と上記第１の冷媒との間で熱交換が行われ、基本的には外気ＯＡは冷却されて温度低下して上記通過排気ＰＥＡとなる。この通過排気ＰＥＡが凝縮器７１ａを通過して上記排気ＥＡとして外気ユニット７０外へ排出される。

上記にて説明した通り、図１と図４とにおける給気ＳＡや外気ＥＡは、外気ユニット／内気ユニットの外側からみれば同じでも、一体型空調システムの制御における意味合いが異なる。即ち上述の(４)式、(５)式に用いるＴsa及びＴeaは図１に適応したものであり、図４の場合は夫々Ｔpsa及びＴpeaが相当する。そこで図４における熱交換率の式は、
内気側の熱交換効率ηi
＝（Ｑ×Ｃ１）／（（｜Ｔra−Ｔwo｜＋｜Ｔpsa−Ｔwi｜）／２）・・・（６）式
（但し、Ｃ１＝１／Ａi）
外気側の熱交換効率ηｏ
＝（Ｑ×Ｃ２）／（（｜Ｔwo−Ｔpea｜＋｜Ｔwi−Ｔoa｜）／２）・・・（７）式
（但し、Ｃ２＝１／Ａo）
となる。

尚、上記(４)式、(５)式と、上記(６)式、(７)式とは、本質的には略同様と見做してよい。上記図１、図４の例についてまとめて説明するならば、例えば下記のようになる。
第１／第２の熱交換器１２／２２を通過前と通過後の冷媒の温度を計測する第１、第２の温度計と、第１の熱交換器１２を通過前と通過後の内気の温度を計測する第３、第４の温度計または／及び第２の熱交換器２２を通過前と通過後の外気の温度を計測する第５、第６の温度計とが、設けられている。

図１の構成の場合には、上記第１、第２の温度計は上記温度計３３，３４となり、上記第３、第４の温度計は上記温度計１３，１４となり、上記第５、第６の温度計は上記温度計２４，２５となる。

また、図４の構成の場合には、上記第１、第２の温度計は上記温度計３３，３４となり、上記第３、第４の温度計は上記温度計１３，１５となり、上記第５、第６の温度計は上記温度計２４，２６となる。

そして、第１、第２の温度計と第３、第４の温度計による各計測温度に基づいて、第１の交換器における内気と冷媒に係る熱交換効率である内気側熱交換効率ηiを算出する。算出式は、上記（４）式または（６）式である。

同様に、第１、第２の温度計と第５、第６の温度計による各計測温度に基づいて、第２の交換器における外気と冷媒に係る熱交換効率である外気側熱交換効率ηｏを算出する。算出式は、上記（５）式または（７）式である。

尚、上述したように、冷媒に関しては、第１の熱交換器１２を通過前の冷媒の温度は、第２の熱交換器２２を通過後の冷媒の温度と同じであり、第１の熱交換器１２を通過後の冷媒の温度は、第２の熱交換器２２を通過前の冷媒の温度と同じであると見做してよいものである。上記「第１／第２の熱交換器１２／２２を通過前と通過後の冷媒の温度」とは、この事を意味している。つまり、“第１の熱交換器１２を通過前と通過後の冷媒の温度”であってもよいし”第２の熱交換器２２を通過前と通過後の冷媒の温度“であってもよい（どちらでも同じことである）。

図示の一体型空調システムは、更に、制御装置８０も有する。制御装置８０は、上記制御装置４０と略同様の構成であってよく（図示の入力部８１、演算部８２、出力部８３等；入力部８１には上記各種温度計の計測結果が入力される）、上記制御装置４０と略同様の処理を行うが、更に上記一般空調機の制御等も行うものである。一般空調機自体は、本手法とは直接関係はないので、これ以上詳細には説明しない。

図４に示すように、一体型空調システムにおいても、本手法により、間接外気冷房機に係る異常（不具合；フィルタ７１ｄの目詰まり等）を検出することができ、アラートを発することができる（フィルタ交換サインやフィルタ清掃サイン等の出力等）。

また、本手法の適用先は、上記一体型空調システムに限らない。特許文献１の一体型空調システムは、例えば上記図４に示すように、一般空調機と間接外気冷房機の構成を筐体内に一体化した構成となっているので“一体型”空調システムと呼んでいるが、単に一般空調機と間接外気冷房機の両方の構成がある空調システム（複合型空調システムと呼ぶものとする）であっても、本手法は適用可能である。当該“複合型空調システム”では、例えば上記積層体６１、７１のような一般空調機の構成と間接外気冷房機の構成とが積層されて一体となった構成は、必ずしも必要ない。一般空調機の構成と間接外気冷房機の構成の両方があればよく、各構成の配置や形状等は、任意であってよい。また、“複合型空調システム”では、必ずしも一般空調機の構成と間接外気冷房機の構成の両方が、屋内側、屋外側それぞれで、１つの筐体内に収容されている必要もない。

１０ 内気ユニット
１１ ファン
１２ 第１の熱交換器
１３ 温度計（Ｔra）
１４ 温度計（Ｔsa）
１５ 温度計（Ｔpsa）
２０ 外気ユニット
２１ ファン
２２ 第２の熱交換器
２３ フィルタ
２４ 温度計（Ｔoa）
２５ 温度計（Ｔｅa）
２６ 温度計（Ｔpｅa）
３１ 配管
３１ａ 往路管
３１ｂ 復路管
３２ ポンプ
３３ 温度計（Ｔwo）
３４ 温度計（Ｔwi）
４０ 制御装置
４１ 入力部
４２ 演算部
４３ 出力部
５１ 配管
５１ａ 往路管
５１ｂ 復路管
５２ 冷媒管
５３ 循環ポンプ
５４ 膨張弁
５５ 圧縮機
６０ 内気ユニット
６１ 積層体
６１ａ 蒸発器
６１ｂ 第１の熱交換器
６１ｃ ファン
７０ 外気ユニット
７１ 積層体
７１ａ 凝縮器
７１ｂ 第２の熱交換器
７１ｃ ファン
７１ｄ フィルタ
８０ 制御装置
８１ 入力部
８２ 演算部
８３ 出力部

Claims (7)

1. 屋内側に設けられて内気が通過する第１の熱交換器と、屋外側に設けられて外気が通過する第２の熱交換器とに、配管を介して冷媒が循環する構成の間接外気冷房機であって、
   前記第１／第２の熱交換器を通過前と通過後の前記冷媒の温度を計測する第１、第２の温度計と、前記第１の熱交換器を通過前と通過後の前記内気の温度を計測する第３、第４の温度計または／及び前記第２の熱交換器を通過前と通過後の前記外気の温度を計測する第５、第６の温度計と、該各温度計による各計測温度を入力する制御装置とを有し、
   前記制御装置は、
   前記第１、第２の温度計と前記第３、第４の温度計による各計測温度に基づいて前記第１の交換器における前記内気と前記冷媒に係る熱交換効率である内気側熱交換効率を算出し、または／及び、第１、第２の温度計と前記第５、第６の温度計による各計測温度に基づいて前記第２の交換器における前記外気と前記冷媒に係る熱交換効率である外気側熱交換効率を算出する熱交換効率算出手段と、
   該熱交換効率算出手段で算出された熱交換効率と所定の閾値とに基づいて、不具合発生を判定する不具合判定手段と、
   を有することを特徴とする間接外気冷房機。
2. 前記第２の熱交換器に対して防塵用のフィルタが備えられており、
   前記熱交換効率算出手段は、前記外気側熱交換効率を算出し、
   前記不具合判定手段は、該外気側熱交換効率が所定の第１の閾値未満となったら、前記フィルタの目詰まりと判定することを特徴とする請求項１記載の間接外気冷房機。
3. 前記熱交換効率算出手段は、前記内気側熱交換効率を算出し、
   前記不具合判定手段は、該内気側熱交換効率が所定の第２の閾値未満となったら、前記第１の熱交換器関連の不具合発生と判定することを特徴とする請求項１記載の間接外気冷房機。
4. 前記第２の熱交換器に対して防塵用のフィルタが備えられており、
   前記熱交換効率算出手段は、前記外気側熱交換効率及び前記内気側熱交換効率を算出し、
   前記不具合判定手段は、前記外気側熱交換効率と前記内気側熱交換効率とに基づいて、前記不具合発生を判定することを特徴とする請求項１記載の間接外気冷房機。
5. 前記不具合判定手段は、前記内気側熱交換効率と前記外気側熱交換効率との比が、所定の第３の閾値を越えた場合に、前記フィルタの目詰まりと判定することを特徴とする請求項４記載の間接外気冷房機。
6. 屋内側に設けられて内気が通過する第１の熱交換器と屋外側に設けられて外気が通過する第２の熱交換器とに配管を介して第１の冷媒が循環する構成の間接外気冷房機と、蒸発器と圧縮機と凝縮器と膨張弁との第２の冷媒が循環する構成の一般空調機とを有する複合型空調システムであって、
   前記第１／第２の熱交換器を通過前と通過後の前記冷媒の温度を計測する第１、第２の温度計と、前記第１の熱交換器を通過前と通過後の前記内気の温度を計測する第３、第４の温度計または／及び前記第２の熱交換器を通過前と通過後の前記外気の温度を計測する第５、第６の温度計と、該各温度計による各計測温度を入力する制御装置とを有し、
   前記制御装置は、
   前記第１、第２の温度計と前記第３、第４の温度計による各計測温度に基づいて前記第１の交換器における前記内気と前記冷媒に係る熱交換効率である内気側熱交換効率を算出し、または／及び、第１、第２の温度計と前記第５、第６の温度計による各計測温度に基づいて前記第２の交換器における前記外気と前記冷媒に係る熱交換効率である外気側熱交換効率を算出する熱交換効率算出手段と、
   該熱交換効率算出手段で算出された熱交換効率と所定の閾値とに基づいて、不具合発生を判定する不具合判定手段と、
   を有することを特徴とする複合型空調システム。
7. 前記第２の熱交換器に対して防塵用のフィルタが備えられており、
   前記熱交換効率算出手段は、前記外気側熱交換効率及び前記内気側熱交換効率を算出し、
   前記不具合判定手段は、前記外気側熱交換効率と前記内気側熱交換効率とに基づいて、前記不具合発生を判定することを特徴とする請求項６記載の複合型空調システム。