JP2016205640A - 冷凍機劣化診断装置および方法 - Google Patents
冷凍機劣化診断装置および方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2016205640A JP2016205640A JP2015083497A JP2015083497A JP2016205640A JP 2016205640 A JP2016205640 A JP 2016205640A JP 2015083497 A JP2015083497 A JP 2015083497A JP 2015083497 A JP2015083497 A JP 2015083497A JP 2016205640 A JP2016205640 A JP 2016205640A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- evaluation
- cop
- refrigerator
- change amount
- maintenance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
【課題】冷凍機の性能劣化に対して実施すべきメンテナンス内容を正確に切り分ける。【解決手段】指標変化量計算部16Cが、評価運転状況データ14Aに基づいて評価運転状況下における実性能を示す評価実COPと評価実LTDとを計算し、当該評価実COPと評価基準COPとの差分を示すCOP変化量と、当該評価実LTDと評価基準LTDとの差分を示すLTD変化量とを計算し、メンテナンス種別選択部16Dが、評価時点におけるCOP変化量とLTD変化量との変化量比Rが一定の判定領域Q内である場合、冷凍機50にメンテナンスを実施する際のメンテナンス種別としてチューブ洗浄を選択し、変化量比Rが判定領域Q外である場合、メンテナンス種別としてオーバーホールを選択する。【選択図】 図1
Description
本発明は、冷凍機管理技術に関し、特に冷凍機の運転状況に基づいて性能の劣化を診断する冷凍機劣化診断技術に関する。
一般に、建物の空調システムの運用管理には、機器の効率的な運用とメンテナンスの適切な時期での実施が必要となる。特に、冷凍機のメンテナンスは、経年劣化による性能低下を防ぐために非常に重要であるが、適正な実施内容や実施時期、実施効果が明確にされていないことで、設備管理者や運転管理者が予防保全の実施を見送り、警報や故障に伴う事後保全で対応しているケースも多い。このような予防保全を積極的に進めるには、メンテナンス実施による運用コスト低減効果を定量的に示すとともに、実施内容の切り分け(低額なチューブ洗浄・高額なオーバーホール)、メンテナンスコストを考慮した適正なメンテナンス時期の提示が重要である。
図13は、一般的な吸収冷凍機の仕組みを示す説明図である。
吸収冷凍機は、蒸発、吸収、再生、凝縮からなる4つの工程を繰り返す冷凍サイクルで冷房を行う冷凍機である。ここでは、冷媒として水(自然冷媒)を用いるものとし、吸収液として、吸水性に優れた臭化リチウム(LiBr)を用いる場合を例として説明する。
吸収冷凍機は、蒸発、吸収、再生、凝縮からなる4つの工程を繰り返す冷凍サイクルで冷房を行う冷凍機である。ここでは、冷媒として水(自然冷媒)を用いるものとし、吸収液として、吸水性に優れた臭化リチウム(LiBr)を用いる場合を例として説明する。
まず、蒸発器では、空調用の冷水が流れるパイプに対して、真空に近い状態で水(冷媒凝縮液)がかけられる。これにより水が勢いよく蒸発し、その気化熱によりパイプ内の冷水が冷やされる。これにより、冷えた冷水が室内ユニットに送水されて室内の空気が冷房されることになる。
次に、吸収器では、蒸発器で発生した水蒸気(冷媒蒸気)が取り込まれて、冷却塔で冷やされた冷却水が流れるパイプで、吸収液とともに冷やされ、水に戻される。この水は吸収液に吸収され、溶液ポンプにより、再生器に送液される。
次に、吸収器では、蒸発器で発生した水蒸気(冷媒蒸気)が取り込まれて、冷却塔で冷やされた冷却水が流れるパイプで、吸収液とともに冷やされ、水に戻される。この水は吸収液に吸収され、溶液ポンプにより、再生器に送液される。
続いて、再生器では、吸収器から送液された吸収液が都市ガスなどにより加熱され、吸収液に吸収されている水が蒸発して、吸収液から分離される。分離後の吸収液は、吸収液に返送される。
この後、凝縮器では、再生器で吸収液から分離された水蒸気が取り込まれて、冷却水が流れるパイプで冷やされて水に戻された後、蒸発器に送水される。
この後、凝縮器では、再生器で吸収液から分離された水蒸気が取り込まれて、冷却水が流れるパイプで冷やされて水に戻された後、蒸発器に送水される。
吸収冷凍機の特徴は、常温で冷媒が吸収され高温になる分離するような吸収液を用い、吸収器でこの吸収液に冷媒が吸収される際に発生する低圧により、蒸発器内を真空に近い状態とすることにより、効率よく冷媒の気化熱により冷水を冷却している点にある。
これにより、室内ユニットからの冷水に含まれる熱が、冷媒を介して効率よく冷却水に伝わり、冷却塔から外部に排熱されることになる。
これにより、室内ユニットからの冷水に含まれる熱が、冷媒を介して効率よく冷却水に伝わり、冷却塔から外部に排熱されることになる。
従来、このような冷凍機の性能劣化を推定する技術として、特許文献1では、冷却水の出入り口温度と冷却後の被冷却体温度から、冷凍器の汚れ状態を推定する技術が提案されている。
また、特許文献2では、冷凍システムのエネルギー消費量指標値と蒸発器または凝縮器の負荷のモニタ結果から、冷凍器の汚れ状態を推定する技術が提案されている。
また、特許文献3では、予め計測しておいた、第1の冷凍システムの冷却水ラインに関する洗浄前後における負荷およびエネルギー消費量に基づいて、推定対象となる第2の冷凍システムの冷却水ラインに関する洗浄前に計測した負荷およびエネルギー消費量から、第2の冷凍システムの冷却水ラインの洗浄により得られるエネルギーに関する削減量を推定する技術が提案されている。
また、特許文献2では、冷凍システムのエネルギー消費量指標値と蒸発器または凝縮器の負荷のモニタ結果から、冷凍器の汚れ状態を推定する技術が提案されている。
また、特許文献3では、予め計測しておいた、第1の冷凍システムの冷却水ラインに関する洗浄前後における負荷およびエネルギー消費量に基づいて、推定対象となる第2の冷凍システムの冷却水ラインに関する洗浄前に計測した負荷およびエネルギー消費量から、第2の冷凍システムの冷却水ラインの洗浄により得られるエネルギーに関する削減量を推定する技術が提案されている。
しかしながら、このような従来技術では、例えば特許文献1の場合、被冷却体の冷却後温度と冷却水の出口(入口)温度の温度差からなる劣化指標を、負荷率で正規化して得られた補正値に基づいて冷凍機の性能劣化を監視しているため、冷凍機の性能劣化によるエネルギー増加量について把握できないことから、冷凍機のメンテナンス計画を立案することができないという問題点があった。
一方、特許文献2の場合、冷凍システムのエネルギー消費量と負荷に基づいて冷凍機の性能劣化を監視し、これらの上限値を定めることにより洗浄までの日数を推定可能としている。また、特許文献3の場合、同機種の冷凍システムでの性能劣化を参考にして、推定対象となる冷凍システムの洗浄後におけるエネルギー消費量を推定している。
しかし、実際のエネルギー消費量は、冷凍機の性能劣化だけでなく、負荷、冷水温度、冷却水温度などからも影響を受けて変動しており、性能劣化していなくても異なる要因でエネルギー消費量が増加する場合もある。
しかし、実際のエネルギー消費量は、冷凍機の性能劣化だけでなく、負荷、冷水温度、冷却水温度などからも影響を受けて変動しており、性能劣化していなくても異なる要因でエネルギー消費量が増加する場合もある。
したがって、これら従来技術によれば、エネルギー消費量の変化のみに着目して冷凍機の性能劣化を診断しているため、前述したような、予防保全を積極的に進めるに必要となる、実施すべきメンテナンス内容の切り分け、特にチューブ洗浄とオーバーホールとの切り分けを正確に行うことができない。このため、コストパフォーマンスに優れた、より効果的な冷凍機のメンテナンス計画を立案することができない。
本発明はこのような課題を解決するためのものであり、冷凍機の性能劣化に対して実施すべきメンテナンス内容を正確に切り分けることができる冷凍機劣化診断技術を提供することを目的としている。
このような目的を達成するために、本発明にかかる冷凍機劣化診断装置は、冷凍機の運転状況を示す各種の運転状況データに基づいて、劣化前に当該冷凍機から得られる基準性能と、評価時点に当該冷凍機から得られた評価性能とを比較することにより、当該冷凍機の性能劣化を診断する冷凍機劣化診断装置であって、前記運転状況データに含まれるCOP用モデル入力データと、当該運転状況下で得られる基準性能を示す基準COPからなるCOP用モデル出力データとの対応関係を示す基準COP推定モデルと、前記運転状況データに含まれるLTD用モデル入力データと、当該運転状況下で得られる基準性能を示す基準LTDからなるLTD用モデル出力データとの対応関係を示す基準LTD推定モデルと、評価時点における前記冷凍機の評価運転状況を示す評価運転状況データに基づいて、前記基準COP推定モデルから当該評価運転状況下で得られる評価基準COPを推定するとともに、前記基準LTD推定モデルから当該診断運転状況下で得られる評価基準LTDを推定する基準指標推定部と、前記評価運転状況データに基づいて前記評価運転状況下における実性能を示す評価実COPと評価実LTDとを計算し、当該評価実COPと前記評価基準COPとの差分を示すCOP変化量と、当該評価実LTDと前記評価基準LTDとの差分を示すLTD変化量とを計算する指標変化量計算部と、前記評価時点における前記COP変化量と前記LTD変化量との変化量比が一定の判定領域内である場合、前記冷凍機にメンテナンスを実施する際のメンテナンス種別としてチューブ洗浄を選択し、当該変化量比が当該判定領域外である場合、当該メンテナンス種別としてオーバーホールを選択するメンテナンス種別選択部とを備えている。
本発明にかかる上記冷凍機劣化診断装置の一構成例は、前記メンテナンス種別選択部が、前記評価時点より過去の時点における複数の運転状況データからそれぞれ得られた変化量比を統計処理し、これら変化量比の代表値に基づいて前記判定領域を特定するようにしたものである。
本発明にかかる上記冷凍機劣化診断装置の一構成例は、任意の運転状況下における基準COPおよび負荷熱量から計算した基準消費エネルギー量と当該運転状況下における実消費エネルギー量との差分を、メンテナンスの不実施により発生する損失コストとして計算する損失コスト計算部と、前回メンテナンス直後から前記評価時点までの実績期間における前記損失コストを累積するとともに、当該評価時点以降の推定期間に発生しうる前記損失コストを累積し、得られた推定累積損失コストが、予め設定した設定コストに到達する時点を、次回の最適メンテナンス時期として選択するメンテナンス時期選択部とをさらに備えている。
本発明にかかる上記冷凍機劣化診断装置の一構成例は、前記COP用モデル入力データが、エネルギー消費量および負荷熱量と、冷却水温度または/および冷水温度とを含み、前記LTD用モデル入力データが、冷却水温度、凝縮冷媒温度、および負荷熱量とを含むものである。
本発明にかかる冷凍機劣化診断方法は、冷凍機の運転状況を示す各種の運転状況データに基づいて、劣化前に当該冷凍機から得られる基準性能と、評価時点に当該冷凍機から得られた評価性能とを比較することにより、当該冷凍機の性能劣化を診断する冷凍機劣化診断方法であって、評価時点における前記冷凍機の評価運転状況を示す評価運転状況データに基づいて、前記運転状況データに含まれるCOP用モデル入力データと、当該運転状況下で得られる基準性能を示す基準COPからなるCOP用モデル出力データとの対応関係を示す基準COP推定モデルから、当該評価運転状況下で得られる評価基準COPを推定するとともに、前記運転状況データに含まれるLTD用モデル入力データと、当該運転状況下で得られる基準性能を示す基準LTDからなるLTD用モデル出力データとの対応関係を示す基準LTD推定モデルから、当該診断運転状況下で得られる評価基準LTDを推定する基準指標推定ステップと、前記評価運転状況データに基づいて前記評価運転状況下における実性能を示す評価実COPと評価実LTDとを計算し、当該評価実COPと前記評価基準COPとの差分を示すCOP変化量と、当該評価実LTDと前記評価基準LTDとの差分を示すLTD変化量とを計算する指標変化量計算ステップと、前記評価時点における前記COP変化量と前記LTD変化量との変化量比が一定の判定領域内である場合、前記冷凍機にメンテナンスを実施する際のメンテナンス種別としてチューブ洗浄を選択し、当該変化量比が当該判定領域外である場合、当該メンテナンス種別としてオーバーホールを選択するメンテナンス種別選択ステップとを備えている。
本発明にかかる上記冷凍機劣化診断方法の一構成例は、前記メンテナンス種別選択ステップが、前記評価時点より過去の時点における複数の運転状況データからそれぞれ得られた変化量比を統計処理し、これら変化量比の代表値に基づいて前記判定領域を特定するようにしたものである。
本発明にかかる上記冷凍機劣化診断方法の一構成例は、任意の運転状況下における基準COPおよび負荷熱量から計算した基準消費エネルギー量と当該運転状況下における実消費エネルギー量との差分を、メンテナンスの不実施により発生する損失コストとして計算する損失コスト計算ステップと、前回メンテナンス直後から前記評価時点までの実績期間における前記損失コストを累積するとともに、当該評価時点以降の推定期間に発生しうる前記損失コストを累積し、得られた推定累積損失コストが、予め設定した設定コストに到達する時点を、次回の最適メンテナンス時期として選択するメンテナンス時期選択ステップとをさらに備えている。
本発明にかかる上記冷凍機劣化診断方法の一構成例は、前記COP用モデル入力データが、エネルギー消費量および負荷熱量と、冷却水温度または/および冷水温度とを含み、前記LTD用モデル入力データが、冷却水温度、凝縮冷媒温度、および負荷熱量とを含むものである。
本発明によれば、COP変化量とLTD変化量の関係を示す特性に基づいて、チューブ洗浄とオーバーホールのいずれのメンテナンスが必要かを判定するメンテナンス種別選択が行われることになる。したがって、性能劣化に対して実施すべきメンテナンス内容を正確に切り分けることができ、コストパフォーマンスに優れた、より効果的な冷凍機のメンテナンス計画を立案することができ、結果として、冷凍機の予防保全を積極的に進めることが可能となる。
[本発明の原理]
本発明の原理について説明する。
冷凍機のメンテナンスは、数か月に1回程度のメンテナンスコストが比較的少額な熱交換器のチューブ洗浄と、数年に1回程度のメンテナンスコストが比較的高額なオーバーホールの2つの作業種別に大別される。適切な予防保全を実施するには、冷凍機の劣化度合いを考慮して、両メンテナンスの実施効果を切り分けて考える必要がある。
本発明の原理について説明する。
冷凍機のメンテナンスは、数か月に1回程度のメンテナンスコストが比較的少額な熱交換器のチューブ洗浄と、数年に1回程度のメンテナンスコストが比較的高額なオーバーホールの2つの作業種別に大別される。適切な予防保全を実施するには、冷凍機の劣化度合いを考慮して、両メンテナンスの実施効果を切り分けて考える必要がある。
エネルギー消費効率を示す指標の1つであるCOP(Coefficient Of Performance:成績係数)は、前述の図13に示すように、蒸発器において冷媒が奪う熱量(冷凍効果)を、圧縮機において冷媒を圧縮するのに要する動力(断熱圧縮動力)で除算したもの、すなわち入出力エネルギーの比を表している。このため、エネルギー単価(電気/ガス料金)が分かれば性能劣化によるコスト増加を容易に算出でき、メンテナンスにより得られる効果をコスト換算できるが、上記メンテナンスのどちらを実施すべきか原因を切り分けることはできない。
一方、冷凍機の冷却効率を示す指標の1つであるLTD(Leaving Temperature Difference)は、前述の図13に示すように、凝縮冷媒温度と凝縮器冷却水出口温度との温度差からなり、熱交換器の汚れ度合を直接表している。このため、チューブ洗浄が必要かどうかの判断ができるが、効果のコスト換算はできない。
本発明は、これらCOPとLTDが持つ、メンテナンス効果をコスト換算できるというメリットと、チューブ洗浄の要否を判定できるというメリットに着目し、これらメリットを両立させることにより、冷凍機の予防保全に必要となるメンテナンスの作業種別とスケジュールを特定するようにしたものである。
通常、COPは冷凍機の劣化が進むにつれて減少するため、劣化前の基準COPと評価時における評価COPとのCOP変化量は、劣化が進むにつれて増加する。一方、LTDは冷凍機の劣化が進むにつれて増加するため、劣化前の基準LTDと評価時における評価LTDとのLTD変化量は、劣化が進むにつれて減少する。
ここで、後述の図10に示すように、過去に計測した運転状況データに基づいて、冷凍機に関するこれらCOP変化量とLTD変化量の関係を2次元平面に順にプロットすると、チューブ洗浄により性能回復が得られたケースは、一定の傾きを持った領域内で指標値が推移していることが分かった。一方、オーバーホールが必要となったケースについては、上記領域外に推移することが分かった。
このようなCOP変化量およびLTD変化量からなる指標値の推移は、チューブ洗浄やオーバーホールにより性能回復される劣化の進行状況と符合している。すなわち、チューブ洗浄により性能回復されるチューブ内の汚れという劣化は、徐々に進行するという特性を有しており、一定の傾きに沿って推移する上記指標値と符合する。また、オーバーホールにより性能回復される電動機などの回転部材やシール部材の劣化は、急激に進行しやすいという特性を有しており、上記傾きとは全く異なる方向に推移する上記指標値と符合する。
本発明は、このようなCOP変化量およびLTD変化量からなる指標値の推移と、チューブ洗浄やオーバーホールにより性能回復される劣化の進行状況との関係に基づいて、チューブ洗浄とオーバーホールのいずれのメンテナンスが必要かを選択するメンテナンス種別選択を行うようにしたものである。
次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
[冷凍機劣化診断装置]
まず、図1を参照して、本発明の一実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10について説明する。図1は、冷凍機劣化診断装置の構成を示すブロック図である。
[冷凍機劣化診断装置]
まず、図1を参照して、本発明の一実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10について説明する。図1は、冷凍機劣化診断装置の構成を示すブロック図である。
この冷凍機劣化診断装置10は、全体として、サーバ装置やパーソナルコンピュータなどの情報処理装置からなり、通信回線Lを介して取得した、冷凍機50の運転状況を示す各種の運転状況データに基づいて、冷凍機50が持つ基準性能からの性能劣化を診断し、冷凍機50に対して実施すべきメンテナンスの種別や時期を提示する機能を有している。
冷凍機劣化診断装置10には、主な機能部として、通信I/F部11、操作入力部12、画面表示部13、運転状況DB14A、基準COP推定モデル14B、基準LTD推定モデル14C、指標変化量DB14D、記憶部15、および演算処理部16が設けられている。
また、演算処理部16には、主な処理部として、推定モデル作成部16A、基準指標推定部16B、指標変化量計算部16C、メンテナンス種別選択部16D、損失コスト計算部16E、およびメンテナンス時期選択部16Fが設けられている。
また、演算処理部16には、主な処理部として、推定モデル作成部16A、基準指標推定部16B、指標変化量計算部16C、メンテナンス種別選択部16D、損失コスト計算部16E、およびメンテナンス時期選択部16Fが設けられている。
本実施の形態は、任意の運転状況下で劣化前の冷凍機50を運転した場合に得られる基準性能を示す基準COPおよび基準LTDを、運転状況データに含まれるCOP用モデル入力データやLTD用モデル入力データから推定するモデルとして、基準COP推定モデル14Bおよび基準LTD推定モデル14Cを予め用意しておき、基準指標推定部16Bが、評価時点における冷凍機50の評価運転状況を示す評価運転状況データに基づいて、基準COP推定モデル14Bから当該評価運転状況下で得られる評価基準COPを推定するとともに、基準LTD推定モデル14Cから当該診断運転状況下で得られる評価基準LTDを推定するようにしたものである。
そして、指標変化量計算部16Cが、診断運転状況データに基づいて診断運転状況下における実性能を示す評価実COPと評価実LTDとを計算し、当該評価実COPと評価基準COPとの差分を示すCOP変化量と、当該評価実LTDと評価基準LTDとの差分を示すLTD変化量とを計算し、メンテナンス種別選択部16Dが、COP変化量とLTD変化量との変化量比が一定の判定領域内である場合、冷凍機にメンテナンスを実施する際のメンテナンス種別としてチューブ洗浄を選択し、当該変化量比が当該判定領域外である場合、当該メンテナンス種別としてオーバーホールを選択するようにしたものである。
[本実施の形態の構成]
次に、図1を参照して、本実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10の構成について詳細に説明する。
図1において、通信I/F部11は、データ通信用のI/F回路からなり、通信回線Lを介して冷凍機50などの外部装置との間でデータ通信を行うことにより、冷凍機50で計測された運転状況データの取得や、演算処理部16で得られた診断結果の配信など、各種データのやり取りを行う機能を有している。
次に、図1を参照して、本実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10の構成について詳細に説明する。
図1において、通信I/F部11は、データ通信用のI/F回路からなり、通信回線Lを介して冷凍機50などの外部装置との間でデータ通信を行うことにより、冷凍機50で計測された運転状況データの取得や、演算処理部16で得られた診断結果の配信など、各種データのやり取りを行う機能を有している。
操作入力部12は、キーボード・マウス・タッチパネルなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して演算処理部16へ出力する機能を有している。
画面表示部13は、LCDなどの画面表示装置からなり、演算処理部16から出力された操作画面や診断結果画面などの各種の画面データを画面表示する機能を有している。
画面表示部13は、LCDなどの画面表示装置からなり、演算処理部16から出力された操作画面や診断結果画面などの各種の画面データを画面表示する機能を有している。
運転状況DB14Aは、冷凍機50で計測された、冷凍機50の運転状況を示すデータが格納されているデータベースであり、通信I/F部11を介して冷凍機50から予め取得されて格納される。
基準COP推定モデル14Bは、運転状況データに含まれるCOP用モデル入力データと、当該運転状況下で冷凍機50から得られる劣化前の基準性能を示す基準COPからなるCOP用モデル出力データとの対応関係を示す推定モデルである。
基準LTD推定モデル14Cは、運転状況データに含まれるLTD用モデル入力データと、当該運転状況下で冷凍機50から得られる劣化前の基準性能を示す基準LTDからなるLTD用モデル出力データとの対応関係を示す推定モデルである。
基準LTD推定モデル14Cは、運転状況データに含まれるLTD用モデル入力データと、当該運転状況下で冷凍機50から得られる劣化前の基準性能を示す基準LTDからなるLTD用モデル出力データとの対応関係を示す推定モデルである。
実際のモデルとしては、評価時点以前に得られた冷凍機50の運転状況データに基づいて、例えばTCBM(Topological Case-Based Modeling)などの事例データベースモデルのほか、ニューラルネットワークモデルや非線形関数を用いた重回帰モデルなど、一般的なモデリング技術を用いて作成すればよい。
指標変化量DB14Dは、冷凍機50に対するメンテナンスとして過去に実施したチューブ洗浄ごとに、当該運転状況下におけるCOPおよびLTDに関する指標変化量が格納されているデータベースであり、指標変化量計算部16Cで計算された指標変化量が予め格納される。指標変化量は、冷凍機50の劣化前後におけるCOPおよびLTDの変化量、すなわちCOP変化量およびLTD変化量からなる。
この際、劣化前COPは、新品あるいはオーバーホール直後の冷凍機50から得られる性能を示すCOPからなり、基準COP推定モデル14Bで得られる基準COPに相当する。一方、劣化後COPは、実施直前時点における運転状況下で冷凍機50から得られるCOPである。これら劣化前COPから劣化後COPを減算することによりCOP変化量が求められる。また、劣化前LTDおよび劣化後LTDも前述と同様であるが、COP変化量とは逆に、これら劣化後LTDから劣化前LTDを減算することによりLTD変化量が求められる。
記憶部15は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、演算処理部16での劣化診断処理に用いる各種の処理データやプログラム15Pを記憶する機能を有している。
プログラム15Pは、演算処理部16のCPUで実行されることにより、劣化診断処理を行う各種の処理部を実現するプログラムであり、通信I/F部11を介して接続された外部装置や記録媒体から読み出されて、予め記憶部15に格納される。
プログラム15Pは、演算処理部16のCPUで実行されることにより、劣化診断処理を行う各種の処理部を実現するプログラムであり、通信I/F部11を介して接続された外部装置や記録媒体から読み出されて、予め記憶部15に格納される。
演算処理部16は、CPUとその周辺回路を有し、記憶部15のプログラム15Pを読み込んでCPUで実行することにより、劣化診断処理を行う前述した各処理部を実現する機能を有している。
推定モデル作成部16Aは、操作入力部12から入力されたモデル作成指示を示すオペレータ操作に応じて、運転状況DB14Aに予め格納されている、評価時点より過去のモデル作成期間に得られた冷凍機50の運転状況データに基づいて、前述したTCBMなどの事例データベースモデルなどの一般的なモデリング技術を用いて、基準COP推定モデル14Bおよび基準LTD推定モデル14Cを作成する機能を有している。
本実施の形態では、冷凍機劣化診断装置10で基準COP推定モデル14Bおよび基準LTD推定モデル14Cを作成する場合を例として説明するが、外部装置で予め作成した基準COP推定モデル14Bおよび基準LTD推定モデル14Cを、通信I/F部11を介して冷凍機劣化診断装置10へ登録してもよく、外部装置が有する基準COP推定モデル14Bおよび基準LTD推定モデル14Cを、通信I/F部11を介して冷凍機劣化診断装置10が参照するようにしてもよい。
基準指標推定部16Bは、任意の評価時点における冷凍機50の評価運転状況を示す評価運転状況データに基づいて、基準COP推定モデル14Bから当該評価運転状況下で得られる基準COPを推定する機能と、基準LTD推定モデル14Cから当該診断運転状況下で得られる基準LTDを推定する機能とを有している。
指標変化量計算部16Cは、任意の評価時点における冷凍機50の評価運転状況を示す評価運転状況データに基づいて、当該評価運転状況下における実性能を示す評価実COPと評価実LTDとを計算し、基準指標推定部16Bで推定された当該評価運転状況下における基準COPと評価実COPとの差分を示すCOP変化量と、基準指標推定部16Bで推定された当該評価運転状況下における基準LTDと評価実LTDとの差分を示すLTD変化量と計算する機能とを有している。
メンテナンス種別選択部16Dは、例えば週に1回程度の割合からなる周期的な中間時点の到来ごとに、当該中間時点における冷凍機50の中間運転状況を示す中間運転状況データに基づいて、当該中間運転状況下におけるCOP変化量とLTD変化量と指標変化量計算部16Cから取得し、これらを中間変化量として指標変化量DB14Dに蓄積する機能と、操作入力部12から入力されたメンテナンス種別選択指示を示すオペレータ操作に応じて、指標変化量DB14Dに蓄積されている中間変化量から、COP変化量とLTD変化量との変化量比(傾き)を計算し、この変化量比を基準とした判定領域を特定する機能と、指定された評価時点におけるCOP変化量とLTD変化量を指標変化量計算部16Cから取得する機能と、これらCOP変化量とLTD変化量との変化量比が判定領域内である場合、冷凍機50にメンテナンスを実施する際のメンテナンス種別としてチューブ洗浄を選択し、当該変化量比が当該判定領域外である場合、当該メンテナンス種別としてオーバーホールを選択する機能と、選択したメンテナンス種別を劣化診断結果として画面表示部13で画面表示する機能とを有している。
損失コスト計算部16Eは、任意の運転状況下における基準COPおよび負荷熱量から計算した基準消費エネルギー量と当該運転状況下における実消費エネルギー量との差分を、メンテナンスの不実施により発生する損失コストとして計算する機能を有している。
基準消費エネルギー量は、劣化前の冷凍機50を任意の運転状況下、すなわちメンテナンス実施直後に運転した際に消費される消費エネルギー量であり、当該運転状況を示す運転状況データに基づいて、実測により得られた負荷熱量を基準COPで除算することにより求められる。したがって、劣化後の冷凍機50を当該運転状況下で運転した際の実消費エネルギー量から、基準消費エネルギー量を減算することにより、損失コストを得ることができる。
基準消費エネルギー量は、劣化前の冷凍機50を任意の運転状況下、すなわちメンテナンス実施直後に運転した際に消費される消費エネルギー量であり、当該運転状況を示す運転状況データに基づいて、実測により得られた負荷熱量を基準COPで除算することにより求められる。したがって、劣化後の冷凍機50を当該運転状況下で運転した際の実消費エネルギー量から、基準消費エネルギー量を減算することにより、損失コストを得ることができる。
また、実消費エネルギー量は、評価実COPおよび負荷熱量からも計算できるため、基準COPおよび評価実COPが得られれば、運転状況データが実際に得られた前回メンテナンス直後から前記評価時点までの実績期間における損失コストだけでなく、運転状況データのない将来の推定期間における損失コスト、すなわち推定損失コストについても得ることができる。この際、推定期間における評価実COPおよび基準COPについては、推定期間がある程度短い場合には、評価時点における最新の評価実COPおよび基準COPを用いてもよい。また、実績期間における評価実COPや基準COPの低減率に基づいて推定した評価実COPおよび基準COPを用いてもよい。
メンテナンス時期選択部16Fは、冷凍機50に対する前回メンテナンスの直後から評価時点までの実績期間において、日ごとに損失コスト計算部16Eから得た損失コストを累積し、得られた累積損失コストを記憶部15に保存する機能と、操作入力部12から入力されたメンテナンス時期選択指示を示すオペレータ操作に応じて、評価時点以降の推定期間について、損失コスト計算部16Eから得た日ごとに発生しうる損失コストを、記憶部15に保存されている最新の累積損失コストに順次累積加算することにより、推定累積損失コストを計算する機能と、得られた推定累積損失コストが、予め設定されている設定コストに到達する時点を、次回の最適メンテナンス時期として選択する機能と、選択した最適メンテナンス時期を劣化診断結果として画面表示部13で画面表示する機能とを有している。
[本実施の形態の動作]
次に、図面を参照して、本実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10の動作について説明する。
次に、図面を参照して、本実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10の動作について説明する。
[推定モデル作成動作]
まず、図2および図3を参照して、本実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10での推定モデル作成動作について説明する。図2は、推定モデル作成処理を示すフローチャートである。図3は、推定モデル作成動作を示すフロー図である。
演算処理部16の推定モデル作成部16Aは、操作入力部12から入力されたモデル作成指示を示すオペレータ操作に応じて、図2の推定モデル作成処理を実行する。
まず、図2および図3を参照して、本実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10での推定モデル作成動作について説明する。図2は、推定モデル作成処理を示すフローチャートである。図3は、推定モデル作成動作を示すフロー図である。
演算処理部16の推定モデル作成部16Aは、操作入力部12から入力されたモデル作成指示を示すオペレータ操作に応じて、図2の推定モデル作成処理を実行する。
推定モデル作成部16Aは、まず、運転状況DB14Aから、指定されたモデル作成期間に得られた冷凍機50の運転状況データを取得し(ステップ100)、これら運転状況データごとに、COP用のモデル入力データを選択する(ステップ101)。
続いて、推定モデル作成部16Aは、運転状況データごとにCOP計算用データを選択し、これらCOP計算用データからCOP用のモデル出力データとなるCOPを計算し(ステップ102)、これらCOP用のモデル入力データおよびモデル出力データからなる組に基づいて、基準COP推定モデル14Bを作成する(ステップ103)。
続いて、推定モデル作成部16Aは、運転状況データごとにCOP計算用データを選択し、これらCOP計算用データからCOP用のモデル出力データとなるCOPを計算し(ステップ102)、これらCOP用のモデル入力データおよびモデル出力データからなる組に基づいて、基準COP推定モデル14Bを作成する(ステップ103)。
この際、図3に示すように、COP計算用データとしては、前述の図13で説明したように「エネルギー消費量」と「負荷熱量」だけを用いるが、任意の運転状況下におけるCOPを特定するには、当該運転状況を特定するためのデータが必要となるため、COP用のモデル入力データとしては、「エネルギー消費量」と「負荷熱量」に加えて、「冷却水温度」または/および「冷水温度」を用いるものとする。なお、モデル入力データはこれに限定されるものではなく、運転状況データに含まれるこれら以外のデータをモデル入力データとしてさらに加えてもよい。
次に、推定モデル作成部16Aは、運転状況DB14Aか取得した運転状況データごとに、LTD用のモデル入力データを選択する(ステップ104)。
続いて、推定モデル作成部16Aは、運転状況データごとにLTD計算用データを選択し、これらLTD計算用データからLTD用のモデル出力データとなるLTDを計算し(ステップ105)、これらLTD用のモデル入力データおよびモデル出力データからなる組に基づいて、基準LTD推定モデル14Cを作成し(ステップ106)、一連の推定モデル作成処理を終了する。
続いて、推定モデル作成部16Aは、運転状況データごとにLTD計算用データを選択し、これらLTD計算用データからLTD用のモデル出力データとなるLTDを計算し(ステップ105)、これらLTD用のモデル入力データおよびモデル出力データからなる組に基づいて、基準LTD推定モデル14Cを作成し(ステップ106)、一連の推定モデル作成処理を終了する。
この際、図3に示すように、LTD計算用データとしては、前述の図13で説明したように「冷却水温度」と「凝縮冷媒温度」だけを用いるが、任意の運転状況下におけるLTDを特定するには、当該運転状況を特定するためのデータが必要となるため、LTD用のモデル入力データとしては、「冷却水温度」と「凝縮冷媒温度」に加えて、「負荷熱量」を用いるものとする。なお、モデル入力データはこれに限定されるものではなく、運転状況データに含まれるこれら以外のデータをモデル入力データとしてさらに加えてもよい。
したがって、基準指標推定部16Bは、任意の評価時点における冷凍機50の評価運転状況を示す評価運転状況データから、COP用のモデル入力データとして「エネルギー消費量」、「負荷熱量」、および「冷却水温度」または「冷水温度」を選択して、基準COP推定モデル14Bを参照して、対応するモデル出力データである基準COPを取得することにより、任意の評価時点における基準COPを推定することができる。
基準指標推定部16Bは、任意の評価時点における冷凍機50の評価運転状況を示す評価運転状況データから、LTD用のモデル入力データとして「冷却水温度」、「凝縮冷媒温度」、および「負荷熱量」を選択して、基準LTD推定モデル14Cを参照して、対応するモデル出力データである基準LTDを取得することにより、任意の評価時点における基準LTDを推定することができる。
[指標変化量計算動作]
次に、図4および図5を参照して、本実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10での指標変化量計算動作について説明する。図4は、指標変化量計算処理を示すフローチャートである。図5は、指標変化量計算動作を示すフロー図である。
演算処理部16の指標変化量計算部16Cは、指定された評価時点における指標変化量を算出する際、図4の指標変化量計算処理を実行する。
次に、図4および図5を参照して、本実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10での指標変化量計算動作について説明する。図4は、指標変化量計算処理を示すフローチャートである。図5は、指標変化量計算動作を示すフロー図である。
演算処理部16の指標変化量計算部16Cは、指定された評価時点における指標変化量を算出する際、図4の指標変化量計算処理を実行する。
指標変化量計算部16Cは、まず、指定された評価時点における運転状況データを運転状況DB14Aから取得し(ステップ110)、この運転状況データに含まれるCOP用のモデル入力データに基づき当該運転状況下における基準COPを基準指標推定部16Bから取得する(ステップ111)。
続いて、指標変化量計算部16Cは、運転状況データに含まれるCOP計算用データに基づいて、評価時点における実際の冷凍機50から得られる評価実COPを計算し(ステップ112)、これら基準COPから評価実COPを減算することによりCOP変化量を計算する(ステップ113)。
続いて、指標変化量計算部16Cは、運転状況データに含まれるCOP計算用データに基づいて、評価時点における実際の冷凍機50から得られる評価実COPを計算し(ステップ112)、これら基準COPから評価実COPを減算することによりCOP変化量を計算する(ステップ113)。
次に、指標変化量計算部16Cは、運転状況DB14Aから取得した運転状況データに含まれるLTD用のモデル入力データに対応する基準LTDを基準指標推定部16Bから取得する(ステップ114)。
続いて、指標変化量計算部16Cは、運転状況データに含まれるLTD計算用データに基づいて、評価時点における実際の冷凍機50から得られる実LTDを計算し(ステップ115)、これら実LTDから基準LTDを減算することによりLTD変化量を計算し(ステップ116)、一連の指標変化量計算処理を終了する。
続いて、指標変化量計算部16Cは、運転状況データに含まれるLTD計算用データに基づいて、評価時点における実際の冷凍機50から得られる実LTDを計算し(ステップ115)、これら実LTDから基準LTDを減算することによりLTD変化量を計算し(ステップ116)、一連の指標変化量計算処理を終了する。
図6は、基準COP推定モデルを示す説明図である。基準COP推定モデル14Bは、「COP」、「負荷熱量」、および「冷却水温度」または「冷水温度」を軸とする3次元空間から構成されており、基準COPは、この3次元空間内で帯形状の曲面上に分布する。COPの特性上、冷凍機50の劣化が進むにつれてCOPの値は減少するため、COP変化量は、基準COPから評価実COPを減算した値として定義した。なお、「冷却水温度」と「冷水温度」の両方を用いる場合、基準COP推定モデル14Bは、4次元空間内に分布することになる。
図7は、基準LTD推定モデルを示す説明図である。基準LTD推定モデル14Cは、「LTD」および「負荷熱量」を軸とする2次元空間から構成されており、基準LTDは、この2次元空間内の曲線上に分布している。LTDの特性上、冷凍機50の劣化が進むにつれてLTDの値は増大するため、LTD変化量は、実LTDから基準LTDを減算した値として定義した。
[メンテナンス種別選択動作]
次に、図8、図9、および図10を参照して、本実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10でのメンテナンス種別選択動作について説明する。図8は、メンテナンス種別選択処理を示すフローチャートである。図9は、COPとLTDとの対応関係を示す説明図である。図10は、COP変化量とLTD変化量との対応関係を示す説明図である。
演算処理部16のメンテナンス種別選択部16Dは、指定された評価時点におけるメンテナンス種別を選択する際、図8のメンテナンス種別選択処理を実行する。
次に、図8、図9、および図10を参照して、本実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10でのメンテナンス種別選択動作について説明する。図8は、メンテナンス種別選択処理を示すフローチャートである。図9は、COPとLTDとの対応関係を示す説明図である。図10は、COP変化量とLTD変化量との対応関係を示す説明図である。
演算処理部16のメンテナンス種別選択部16Dは、指定された評価時点におけるメンテナンス種別を選択する際、図8のメンテナンス種別選択処理を実行する。
メンテナンス種別選択部16Dは、まず、指定された評価時点における運転状況データを運転状況DB14Aから取得し(ステップ150)、この運転状況データが示す運転状況下におけるCOP変化量とLTD変化量を指標変化量計算部16Cから取得し(ステップ151)、これらCOP変化量とLTD変化量の変化量比R(傾き)を計算する(ステップ152)。
続いて、メンテナンス種別選択部16Dは、指標変化量DB14Dに蓄積されている各中間変化量に基づいて、変化量比Rに対する判定領域Qを特定する(ステップ153)。
この際、各中間変化量からCOP変化量とLTD変化量との変化量比の平均値や中央値などの代表値を求め、この代表値に対して一定の許容範囲を考慮することにより、COP変化量とLTD変化量との変化量比に関する判定領域を計算すればよい。
この際、各中間変化量からCOP変化量とLTD変化量との変化量比の平均値や中央値などの代表値を求め、この代表値に対して一定の許容範囲を考慮することにより、COP変化量とLTD変化量との変化量比に関する判定領域を計算すればよい。
この後、メンテナンス種別選択部16Dは、運転状況下におけるCOP変化量とLTD変化量の変化量比Rを判定領域Qと比較する(ステップ154)。ここで、変化量比Rが判定領域Q内である場合(ステップ154:YES)、メンテナンス種別選択部16Dは、指定された評価時点におけるメンテナンス種別として、チューブ洗浄を選択する(ステップ155)。
一方、変化量比Rが判定領域Q外である場合(ステップ154:NO)、メンテナンス種別選択部16Dは、指定された評価時点におけるメンテナンス種別として、オーバーホールを選択する(ステップ156)。
この後、メンテナンス種別選択部16Dは、選択したメンテナンス種別を画面表示部13で、冷凍機50に関する劣化診断結果として願表示し(ステップ157)、一連のメンテナンス種別選択動作を終了する。
この後、メンテナンス種別選択部16Dは、選択したメンテナンス種別を画面表示部13で、冷凍機50に関する劣化診断結果として願表示し(ステップ157)、一連のメンテナンス種別選択動作を終了する。
図9に示すように、冷凍機50の各時点における運転状況データから求めたCOPとLTDを2次元平面にプロットした場合、劣化前の基準状態にある冷凍機50に関する指標値P0はグラフ左上領域に位置し、冷凍機50の劣化が進むにつれて、これら指標値P1,P2,P3,P4はグラフ右下領域に向けて移動する傾向がある。この後、チューブ洗浄を実施して性能が回復したケースの指標値PAは、それまでの傾向に沿った位置となったが、性能回復のためオーバーホールが必要となったケースの指標値PBは、これまでの傾向とは異なる位置へ移動した。
このような指標値の推移をCOP変化量とLTD変化量の2次元平面にプロットすると、図10に示すように、P1,P2,P3,P4,PAは、ほぼ同じ傾きすなわち変化量比Rを示す位置に並び、PBがこれらとは異なる変化量比Rを示す位置となる。
したがって、P1,P2,P3,P4,PAが収まるような、一定範囲の変化量比Rからなる範囲を判定領域Qとして特定し、この判定領域内に存在するか否かを確認すれば、実施すべきメンテナンスが、チューブ洗浄かオーバーホールかを選択することができる。
したがって、P1,P2,P3,P4,PAが収まるような、一定範囲の変化量比Rからなる範囲を判定領域Qとして特定し、この判定領域内に存在するか否かを確認すれば、実施すべきメンテナンスが、チューブ洗浄かオーバーホールかを選択することができる。
判定領域Qについては、例えば冷凍機の機種ごとに予め特定した判定領域Qを用いてもよいが、メンテナンス種別選択部16Dにおいて、評価時点より過去の時点における複数の運転状況データからそれぞれ得られた変化量比を統計処理し、これら変化量比の代表値に基づいて判定領域を特定するようにしてもよい。これにより、評価対象となる冷凍機50に関する過去の運転状況データから特定した判定領域を用いることができ、より正確にメンテナンス種別選択を行うことが可能となる。
[メンテナンス時期選択動作]
次に、図11および図12を参照して、本実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10でのメンテナンス時期選択動作について説明する。図11は、メンテナンス時期選択処理を示すフローチャートである。図12は、累積損失コストの推移を示す説明図である。
演算処理部16のメンテナンス時期選択部16Fは、指定された評価時点以降におけるメンテナンス時期を選択する際、図11のメンテナンス種別選択処理を実行する。
次に、図11および図12を参照して、本実施の形態にかかる冷凍機劣化診断装置10でのメンテナンス時期選択動作について説明する。図11は、メンテナンス時期選択処理を示すフローチャートである。図12は、累積損失コストの推移を示す説明図である。
演算処理部16のメンテナンス時期選択部16Fは、指定された評価時点以降におけるメンテナンス時期を選択する際、図11のメンテナンス種別選択処理を実行する。
メンテナンス時期選択部16Fは、まず、記憶部15から最新の累積損失コストRCOSTnを取得し(ステップ160)、損失コスト計算部16Eから推定期間における推定損失コストCOSTiを日ごとに取得し(ステップ161)、これらを累積損失コストRCOSTnに順に累積加算して、推定期間における推定累積損失コストRCOSTiを日ごとに計算する(ステップ162)。
ここで、これら推定累積損失コストRCOSTiを、予め記憶部15に設定されている設定コストRCOSTthと比較し、RCOSTiがRCOSTthに達する日Xを、冷凍機50に対して次回実施すべき最適メンテナンス日として選択し(ステップ163)、選択した最適メンテナンス日Xを劣化診断結果として画面表示部13で画面表示し(ステップ164)、一連のメンテナンス時期選択処理を終了する。
[本実施の形態の効果]
このように、本実施の形態は、運転状況データに含まれるCOP用モデル入力データと、当該運転状況下で得られる基準性能を示す基準COPからなるCOP用モデル出力データとの対応関係を示す基準COP推定モデル14Bと、運転状況データに含まれるLTD用モデル入力データと、当該運転状況下で得られる基準性能を示す基準LTDからなるLTD用モデル出力データとの対応関係を示す基準LTD推定モデル14Cとを設け、基準指標推定部16Bが、評価時点における冷凍機の評価運転状況を示す評価運転状況データに基づいて、基準COP推定モデル14Bから当該評価運転状況下で得られる評価基準COPを推定するとともに、基準LTD推定モデル14Cから当該診断運転状況下で得られる評価基準LTDを推定するようにしたものである。
このように、本実施の形態は、運転状況データに含まれるCOP用モデル入力データと、当該運転状況下で得られる基準性能を示す基準COPからなるCOP用モデル出力データとの対応関係を示す基準COP推定モデル14Bと、運転状況データに含まれるLTD用モデル入力データと、当該運転状況下で得られる基準性能を示す基準LTDからなるLTD用モデル出力データとの対応関係を示す基準LTD推定モデル14Cとを設け、基準指標推定部16Bが、評価時点における冷凍機の評価運転状況を示す評価運転状況データに基づいて、基準COP推定モデル14Bから当該評価運転状況下で得られる評価基準COPを推定するとともに、基準LTD推定モデル14Cから当該診断運転状況下で得られる評価基準LTDを推定するようにしたものである。
また、指標変化量計算部16Cが、評価運転状況データに基づいて評価運転状況下における実性能を示す評価実COPと評価実LTDとを計算し、当該評価実COPと評価基準COPとの差分を示すCOP変化量と、当該評価実LTDと評価基準LTDとの差分を示すLTD変化量とを計算し、メンテナンス種別選択部16Dが、評価時点におけるCOP変化量とLTD変化量との変化量比Rが一定の判定領域Q内である場合、冷凍機50にメンテナンスを実施する際のメンテナンス種別としてチューブ洗浄を選択し、変化量比Rが判定領域Q外である場合、メンテナンス種別としてオーバーホールを選択するようにしたものである。
これにより、COP変化量とLTD変化量の関係を示す特性に基づいて、チューブ洗浄とオーバーホールのいずれのメンテナンスが必要かを判定するメンテナンス種別選択が行われることになる。したがって、性能劣化に対して実施すべきメンテナンス内容の正確に切り分けることができ、コストパフォーマンスに優れた、より効果的な冷凍機のメンテナンス計画を立案することができ、結果として、冷凍機の予防保全を積極的に進めることが可能となる。
また、本実施の形態において、メンテナンス種別選択部16Dが、評価時点より過去の時点における複数の運転状況データからそれぞれ得られた変化量比を統計処理し、これら変化量比の代表値に基づいて判定領域を特定するようにしてもよい。
これにより、評価対象となる冷凍機50に関する過去の運転状況データから特定した判定領域を用いることができ、より正確にメンテナンス種別選択を行うことが可能となる。
これにより、評価対象となる冷凍機50に関する過去の運転状況データから特定した判定領域を用いることができ、より正確にメンテナンス種別選択を行うことが可能となる。
また、本実施の形態において、損失コスト計算部16Eが、任意の運転状況下における基準COPおよび負荷熱量から計算した基準消費エネルギー量と当該運転状況下における実消費エネルギー量との差分を、メンテナンスの不実施により発生する損失コストとして計算し、メンテナンス時期選択部16Fが、前回メンテナンス直後から評価時点までの実績期間における損失コストを累積するとともに、当該評価時点以降の推定期間に発生しうる損失コストを累積し、得られた推定累積損失コストRCOSTiが、予め設定した設定コストRCOSTthに到達する時点を、次回の最適メンテナンス時期Xとして選択するようにしてもよい。
これにより、冷凍機50に対してメンテナンスすべきメンテナンス時期を提示する際、設定コストRCOSTthに応じた最適メンテナンス時期Xを提示することができる。したがって、設定コストとして、冷凍機50のチューブ洗浄やオーバーホールに要するメンテナンスコストを設定しておけば、推定累積損失コストRCOSTiが指定したメンテナンスコストと一致する時期を提示することができる。
このため、メンテナンス時期が早すぎて、推定累積損失コストRCOSTiがメンテナンスコストに到達していない時点でメンテナンスを実施してしまうというコスト損失を回避することができ、結果として、コスト的に効率のよいメンテナンス計画を立案することが可能となる。
なお、本実施の形態では、このようなメンテナンス時期選択機能を、メンテナンス種別選択機能を持つ冷凍機劣化診断装置10に搭載した場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。メンテナンス種別選択機能を持たない冷凍機劣化診断装置10に、メンテナンス時期選択機能を搭載してもよい。
なお、本実施の形態では、このようなメンテナンス時期選択機能を、メンテナンス種別選択機能を持つ冷凍機劣化診断装置10に搭載した場合を例として説明したが、これに限定されるものではない。メンテナンス種別選択機能を持たない冷凍機劣化診断装置10に、メンテナンス時期選択機能を搭載してもよい。
また、冷凍機の劣化指標として用いるCOPは、エネルギー消費量と負荷熱量から計算されるが、冷却水温度や冷水温度の変化にも影響される。また、冷凍機の劣化指標として用いるLTDは、冷却水温度と凝縮冷媒温度から計算されるが、負荷熱量の変化にも影響される。したがって、COP変化量の算出に用いる基準COPおよび基準LTDを推定する際、COPやLTDの算出に用いない、これら副次的な性能低下要因を考慮して推定するようにしてもよい。
すなわち、本実施の形態において、COP用モデル入力データとして、エネルギー消費量および負荷熱量と、冷却水温度または/および冷水温度とを含むようにしてもよい。これにより、実際のCOP算出に用いないが、副次的な性能低下要因である冷却水温度または冷水温度により、任意の運転状況下における基準COPを精度よく推定することができる。
また、本実施の形態において、LTD用モデル入力データとして、冷却水温度、凝縮冷媒温度、および負荷熱量とを含むようにしてもよい。これにより、実際のLTD算出に用いないが、副次的な性能低下要因である負荷熱量により、任意の運転状況下における基準LTDを精度よく推定することができる。
また、本実施の形態において、LTD用モデル入力データとして、冷却水温度、凝縮冷媒温度、および負荷熱量とを含むようにしてもよい。これにより、実際のLTD算出に用いないが、副次的な性能低下要因である負荷熱量により、任意の運転状況下における基準LTDを精度よく推定することができる。
[実施の形態の拡張]
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。
10…冷凍機劣化診断装置、11…通信I/F部、12…操作入力部、13…画面表示部、14A…運転状況DB、14B…基準COP推定モデル、14C…基準LTD推定モデル、14D…指標変化量DB、15…記憶部、16…演算処理部、16A…推定モデル作成部、16B…基準指標推定部、16C…指標変化量計算部、16D…メンテナンス種別選択部16D…損失コスト計算部、16F…メンテナンス時期選択部。
Claims (8)
- 冷凍機の運転状況を示す各種の運転状況データに基づいて、劣化前に当該冷凍機から得られる基準性能と、評価時点に当該冷凍機から得られた評価性能とを比較することにより、当該冷凍機の性能劣化を診断する冷凍機劣化診断装置であって、
前記運転状況データに含まれるCOP用モデル入力データと、当該運転状況下で得られる基準性能を示す基準COPからなるCOP用モデル出力データとの対応関係を示す基準COP推定モデルと、
前記運転状況データに含まれるLTD用モデル入力データと、当該運転状況下で得られる基準性能を示す基準LTDからなるLTD用モデル出力データとの対応関係を示す基準LTD推定モデルと、
評価時点における前記冷凍機の評価運転状況を示す評価運転状況データに基づいて、前記基準COP推定モデルから当該評価運転状況下で得られる評価基準COPを推定するとともに、前記基準LTD推定モデルから当該診断運転状況下で得られる評価基準LTDを推定する基準指標推定部と、
前記評価運転状況データに基づいて前記評価運転状況下における実性能を示す評価実COPと評価実LTDとを計算し、当該評価実COPと前記評価基準COPとの差分を示すCOP変化量と、当該評価実LTDと前記評価基準LTDとの差分を示すLTD変化量とを計算する指標変化量計算部と、
前記評価時点における前記COP変化量と前記LTD変化量との変化量比が一定の判定領域内である場合、前記冷凍機にメンテナンスを実施する際のメンテナンス種別としてチューブ洗浄を選択し、当該変化量比が当該判定領域外である場合、当該メンテナンス種別としてオーバーホールを選択するメンテナンス種別選択部と
を備えることを特徴とする冷凍機劣化診断装置。 - 請求項1に記載の冷凍機劣化診断装置において、
前記メンテナンス種別選択部は、前記評価時点より過去の時点における複数の運転状況データからそれぞれ得られた変化量比を統計処理し、これら変化量比の代表値に基づいて前記判定領域を特定することを特徴とする冷凍機劣化診断装置。 - 請求項1または請求項2に記載の冷凍機劣化診断装置において、
任意の運転状況下における基準COPおよび負荷熱量から計算した基準消費エネルギー量と当該運転状況下における実消費エネルギー量との差分を、メンテナンスの不実施により発生する損失コストとして計算する損失コスト計算部と、
前回メンテナンス直後から前記評価時点までの実績期間における前記損失コストを累積するとともに、当該評価時点以降の推定期間に発生しうる前記損失コストを累積し、得られた推定累積損失コストが、予め設定した設定コストに到達する時点を、次回の最適メンテナンス時期として選択するメンテナンス時期選択部とを
さらに備えることを特徴とする冷凍機劣化診断装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれかに記載の冷凍機劣化診断装置において、
前記COP用モデル入力データは、エネルギー消費量および負荷熱量と、冷却水温度または/および冷水温度とを含み、前記LTD用モデル入力データは、冷却水温度、凝縮冷媒温度、および負荷熱量とを含むことを特徴とする冷凍機劣化診断装置。 - 冷凍機の運転状況を示す各種の運転状況データに基づいて、劣化前に当該冷凍機から得られる基準性能と、評価時点に当該冷凍機から得られた評価性能とを比較することにより、当該冷凍機の性能劣化を診断する冷凍機劣化診断方法であって、
評価時点における前記冷凍機の評価運転状況を示す評価運転状況データに基づいて、前記運転状況データに含まれるCOP用モデル入力データと、当該運転状況下で得られる基準性能を示す基準COPからなるCOP用モデル出力データとの対応関係を示す基準COP推定モデルから、当該評価運転状況下で得られる評価基準COPを推定するとともに、前記運転状況データに含まれるLTD用モデル入力データと、当該運転状況下で得られる基準性能を示す基準LTDからなるLTD用モデル出力データとの対応関係を示す基準LTD推定モデルから、当該診断運転状況下で得られる評価基準LTDを推定する基準指標推定ステップと、
前記評価運転状況データに基づいて前記評価運転状況下における実性能を示す評価実COPと評価実LTDとを計算し、当該評価実COPと前記評価基準COPとの差分を示すCOP変化量と、当該評価実LTDと前記評価基準LTDとの差分を示すLTD変化量とを計算する指標変化量計算ステップと、
前記評価時点における前記COP変化量と前記LTD変化量との変化量比が一定の判定領域内である場合、前記冷凍機にメンテナンスを実施する際のメンテナンス種別としてチューブ洗浄を選択し、当該変化量比が当該判定領域外である場合、当該メンテナンス種別としてオーバーホールを選択するメンテナンス種別選択ステップと
を備えることを特徴とする冷凍機劣化診断方法。 - 請求項5に記載の冷凍機劣化診断方法において、
前記メンテナンス種別選択ステップは、前記評価時点より過去の時点における複数の運転状況データからそれぞれ得られた変化量比を統計処理し、これら変化量比の代表値に基づいて前記判定領域を特定することを特徴とする冷凍機劣化診断方法。 - 請求項5または請求項6に記載の冷凍機劣化診断方法において、
任意の運転状況下における基準COPおよび負荷熱量から計算した基準消費エネルギー量と当該運転状況下における実消費エネルギー量との差分を、メンテナンスの不実施により発生する損失コストとして計算する損失コスト計算ステップと、
前回メンテナンス直後から前記評価時点までの実績期間における前記損失コストを累積するとともに、当該評価時点以降の推定期間に発生しうる前記損失コストを累積し、得られた推定累積損失コストが、予め設定した設定コストに到達する時点を、次回の最適メンテナンス時期として選択するメンテナンス時期選択ステップとを
さらに備えることを特徴とする冷凍機劣化診断方法。 - 請求項5〜請求項7のいずれかに記載の冷凍機劣化診断方法において、
前記COP用モデル入力データは、エネルギー消費量および負荷熱量と、冷却水温度または/および冷水温度とを含み、前記LTD用モデル入力データは、冷却水温度、凝縮冷媒温度、および負荷熱量とを含むことを特徴とする冷凍機劣化診断方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015083497A JP2016205640A (ja) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | 冷凍機劣化診断装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015083497A JP2016205640A (ja) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | 冷凍機劣化診断装置および方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016205640A true JP2016205640A (ja) | 2016-12-08 |
Family
ID=57489411
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015083497A Pending JP2016205640A (ja) | 2015-04-15 | 2015-04-15 | 冷凍機劣化診断装置および方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016205640A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108663613A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-10-16 | 四川虹美智能科技有限公司 | 一种冰箱的一体板的检测装置及方法 |
WO2019097822A1 (ja) * | 2017-11-16 | 2019-05-23 | 株式会社日立製作所 | 空気調和機の性能診断装置及び性能診断方法 |
JP2019078432A (ja) * | 2017-10-23 | 2019-05-23 | 栗田工業株式会社 | 水冷式ターボ冷凍機の性能低下診断方法及び診断装置 |
JP2019090586A (ja) * | 2017-11-16 | 2019-06-13 | 株式会社日立ビルシステム | 冷凍機の性能診断システム |
US10989428B2 (en) | 2017-03-10 | 2021-04-27 | Hitachi, Ltd. | Performance diagnosis device and performance diagnosis method for air conditioner |
JP2021165607A (ja) * | 2020-04-07 | 2021-10-14 | 川重冷熱工業株式会社 | 吸収式冷温水機の性能診断方法 |
JP7094431B1 (ja) | 2021-10-29 | 2022-07-01 | 西日本技術開発株式会社 | プラント性能管理方法、プラント性能管理装置、及びプラント性能管理プログラム |
-
2015
- 2015-04-15 JP JP2015083497A patent/JP2016205640A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10989428B2 (en) | 2017-03-10 | 2021-04-27 | Hitachi, Ltd. | Performance diagnosis device and performance diagnosis method for air conditioner |
JP2019078432A (ja) * | 2017-10-23 | 2019-05-23 | 栗田工業株式会社 | 水冷式ターボ冷凍機の性能低下診断方法及び診断装置 |
WO2019097822A1 (ja) * | 2017-11-16 | 2019-05-23 | 株式会社日立製作所 | 空気調和機の性能診断装置及び性能診断方法 |
JP2019090586A (ja) * | 2017-11-16 | 2019-06-13 | 株式会社日立ビルシステム | 冷凍機の性能診断システム |
JP2019090585A (ja) * | 2017-11-16 | 2019-06-13 | 株式会社日立製作所 | 空気調和機の性能診断装置及び性能診断方法 |
US11561019B2 (en) | 2017-11-16 | 2023-01-24 | Hitachi, Ltd. | Performance diagnosis device and performance diagnosis method for air conditioner |
CN108663613A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-10-16 | 四川虹美智能科技有限公司 | 一种冰箱的一体板的检测装置及方法 |
JP2021165607A (ja) * | 2020-04-07 | 2021-10-14 | 川重冷熱工業株式会社 | 吸収式冷温水機の性能診断方法 |
JP7094431B1 (ja) | 2021-10-29 | 2022-07-01 | 西日本技術開発株式会社 | プラント性能管理方法、プラント性能管理装置、及びプラント性能管理プログラム |
JP2023067203A (ja) * | 2021-10-29 | 2023-05-16 | 西日本技術開発株式会社 | プラント性能管理方法、プラント性能管理装置、及びプラント性能管理プログラム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2016205640A (ja) | 冷凍機劣化診断装置および方法 | |
CN110425694B (zh) | 基于phm的高铁智能车站暖通空调能效控制管理方法 | |
US20140229146A1 (en) | In-situ optimization of chilled water plants | |
JP2023505766A (ja) | 機械学習ベース最適化を備えた熱交換器システム | |
JP2005345096A (ja) | 冷凍サイクル装置および冷凍サイクル監視システム | |
US11561019B2 (en) | Performance diagnosis device and performance diagnosis method for air conditioner | |
US20140148968A1 (en) | Analytics for optimizing usage of cooling subsystems | |
JP2011122812A (ja) | チラー制御用3次元サージマップのコンピュータ化された生成及び使用を与えるコントローラ及び方法 | |
JP6200816B2 (ja) | 機器診断装置、機器診断方法及び機器診断プログラム | |
JP4966921B2 (ja) | 冷熱供給システムの劣化診断装置、劣化診断方法、及び劣化診断システム | |
US10962251B2 (en) | Air condition management apparatus, system, and method | |
US20210207827A1 (en) | Autonomous machine learning diagonostic system with simplified sensors for home appliances | |
JP2013155970A (ja) | 冷凍装置の監視システム | |
JP2005351618A (ja) | 流体回路診断方法 | |
JP4290705B2 (ja) | 空気調和機の診断方法及び診断システム | |
CN109344983A (zh) | 故障检测方法、装置及计算机可读存储介质 | |
US10989428B2 (en) | Performance diagnosis device and performance diagnosis method for air conditioner | |
WO2017163294A1 (ja) | 冷媒不足予測装置、冷媒不足予測方法およびプログラム | |
JP2003185232A (ja) | 空気調和装置用熱源機の管理装置及び管理方法 | |
JP4857051B2 (ja) | 冷凍機設備の運転方法及び冷凍機を備えて成る設備 | |
CN104807146A (zh) | 防冻结保护检测方法和装置 | |
JP6397302B2 (ja) | 機器診断装置、機器診断方法及び機器診断プログラム | |
Knowles et al. | The role of maintenance in energy saving in commercial refrigeration | |
JP6988366B2 (ja) | 水冷式ターボ冷凍機の性能低下診断方法及び診断装置 | |
JP6900303B2 (ja) | 冷凍機の性能診断システム |