JP2020165315A - 空調機制御装置、これを備える空調機、空調機の制御方法および空調機の制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】故障に至る前の故障の兆候を検知する空調機制御装置、これを備える空調機、空調機の制御方法および空調機の制御プログラムを提供することを目的とする。【解決手段】圧縮機１０及びインバータを有する室外機２に備えられた空調機制御装置５０であって、室外機２は、圧縮機１０またはインバータに基づく所定の値を検知する検知センサを有し、所定の値が所定の閾値を超える回数を兆候検知回数としてカウント、または、所定の値を兆候検知回数とし、兆候検知回数が所定の回数以上となると、圧縮機１０へ油を返油する返油制御または圧縮機１０の負荷を抑制する負荷抑制制御を行う。【選択図】図１

Description

本開示は、空調機制御装置、これを備える空調機、空調機の制御方法および空調機の制御プログラムに関するものである。

空調機の室外機において、圧縮機が２台備えられている場合は、１つの圧縮機に故障が発生しても他方の圧縮機を用いたバックアップ運転を行うことで、室外機の運転を停止せず引き続き稼働させることが行われている。また室外機が複数台備えられている場合には、１つの室外機の圧縮機に故障が発生しても他の室外機にてバックアップ運転を行うことができる。
一方、室外機が１台であり、さらに圧縮機も１台である場合、圧縮機に故障が発生すると室外機が停止状態となり、空調機の使用ができなくなる虞がある。このような課題に対し、圧縮機の故障を検知することが行われている。例えば、特許文献１には、モータコイルに加わる電流及び／又は電圧の情報に基づき、圧縮機の内部情報を推定して圧縮機の故障を検知することが開示されている。

特開２００８−３８９１２号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された発明では、圧縮機の故障を検知するのみであるため、故障が検知された後の処理はユーザ任せとなっているという問題があった。例えば、故障が検知されたとしても、ユーザが即時修理などを手配しないならば結果として室外機が停止して空調機を使えないことが考えられる。

本開示は、このような事情に鑑みてなされたものであって、故障に至る前の故障の兆候を検知する空調機制御装置、これを備える空調機、空調機の制御方法および空調機の制御プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の空調機制御装置、これを備える空調機、空調機の制御方法および空調機の制御プログラムは以下の手段を採用する。
本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る空調機制御装置は、圧縮機及びインバータを有する１の室外機に備えられた空調機制御装置であって、前記室外機は、前記圧縮機または前記インバータに基づく所定の値を検知する検知センサを有し、前記所定の値が所定の閾値を超える回数を兆候検知回数としてカウント、または、前記所定の値を前記兆候検知回数とし、前記兆候検知回数が所定の回数以上となると、前記圧縮機へ油を返油する返油制御または前記圧縮機の負荷を抑制する負荷抑制制御を行う。

本態様によれば、圧縮機またはインバータに基づく所定の値を検知し、所定の値が閾値を超える回数または所定の値である兆候検知回数が所定の回数以上となると、返油制御又は負荷抑制制御を行うことから、室外機の故障の兆候を故障前に検知することができる。また、故障の兆候を検知すると、室外機の運転を抑制し保護する制御を行うことから、室外機が完全な故障に至るのを遅らせることができる。故障の兆候を事前に検知し室外機が故障に至るのを遅らせることで、室外機が永久停止となる前にメンテナンスを行うことができ、室外機が使用不可となることを防ぐことができる。

上記態様では、前記所定の値は、前記インバータから前記圧縮機に流れる電流値、前記インバータのパワートランジスタの温度、前記圧縮機が起動不良となった回数である起動不良回数、前記インバータと制御基板との通信が異常となった回数である通信異常回数、前記圧縮機が前記インバータの指令に応じた運転が行えなかった回数である圧縮機脱調回数のいずれかであり、前記所定の値が前記電流値または前記温度の場合に所定の閾値を超える回数を兆候検知回数としてカウントする、または、前記所定の値が前記起動不良回数、前記通信異常回数または前記圧縮機脱調回数のいずれかである場合に前記所定の値を前記兆候検知回数とするとしてもよい。

本態様によれば、圧縮機またはインバータに関連する故障内容に基づく所定の値を検知して制御を行うことから、室外機の故障の兆候を故障前に検知することができる。

上記態様では、前記返油制御は、前記圧縮機が運転している場合に、前記圧縮機の吐出側に設けられたオイルセパレータから圧縮機へ油を返油する回路上に設けられた電磁弁を常時開とする制御、または、前記オイルセパレータから室内機側へ流出した油の量の積算値である油上り積算量が所定の積算閾値を超えると油戻し制御が開始される場合に、前記所定の積算閾値を下げる制御のいずれかであるとしてもよい。

本態様によれば、オイルセパレータからの返油回路上の電磁弁を常時開とすることから、オイルセパレータに貯留された潤滑油を速やかに圧縮機へ戻すこととなり、圧縮機の潤滑油の不足が解消される。また、油戻し制御開始の条件である油上り積算量の閾値を下げることから、閾値を下げない場合よりも早く油戻し制御を開始し空調機内に貯留した潤滑油を圧縮機へ戻すこととなり、圧縮機の潤滑油の不足が解消される。圧縮機の潤滑油の不足が解消されることで、圧縮機の運転状態の改善が見込める。

上記態様では、前記負荷抑制制御は、前記圧縮機の回転数の上限値である上限回転数を下げる制御であるとしてもよい。

本態様によれば、圧縮機の上限回転数を下げることから、圧縮機の負荷を抑制して圧縮機の保護を行うことができる。これにより、圧縮機およびインバータの運転状態の改善が見込める。

上記態様では、前記返油制御の結果に応じて、前記室外機の故障兆候の真因が前記圧縮機または前記インバータのいずれにあるかを判定する故障診断モードを有するとしてもよい。

本態様によれば、返油制御の結果に応じて故障兆候の真因を判定する故障診断モードを有することから、修理が必要な部位を容易に特定できる。圧縮機の運転状態の改善が見込める返油制御の実行により、圧縮機の運転状態が改善していれば故障兆候の真因が圧縮機にあると判定可能であり、圧縮機の運転状態が改善していなければ故障兆候の真因がインバータにあると判定が可能である。

上記態様では、前記空調機制御装置は、前記所定の値と対応する故障兆候とを関連付けて収集し、収集した前記所定の値及び故障兆候に基づき前記所定の回数を導き出し、前記兆候検知回数が該所定の回数以上となると前記返油制御または前記負荷抑制制御を行うとしてもよい。

本態様によれば、空調機制御装置が故障の兆候の検知の閾値となる所定の回数を導き出すことから、各空調機の傾向に見合った所定の回数を用いて故障の兆候を検知することができる。故障の兆候の検知の精度を高めることができる。空調機制御装置は、機械学習によって収集した情報から所定の回数を導き出すとしてもよい。また、空調機制御装置は、集中管理装置に備えられ、各空調機毎に所定の回数を導き出すとしてもよいし、複数の空調機から収集した情報から所定の回数を導き出すとしてもよい。

上記態様では、前記兆候検知回数が所定の回数以上となると、前記室外機の故障兆候を報知する報知部を備えるとしてもよい。

本態様によれば、室外機の故障の兆候が検知されると、故障兆候を報知することから、ユーザへ室外機に故障の兆候があることを通知することができる。通知されたユーザは、故障に至る前に故障に対する対応をとることが可能となり、室外機が故障して停止状態に陥り室外機が使用不可となることを未然に防ぐことができる。

本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る空調機は、１以上の室内機と、１の室外機と、前述のいずれかに記載の空調機制御装置を備える。

本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る空調機の制御方法は、圧縮機及びインバータを有する１の室外機を備える空調機の制御方法であって、前記圧縮機または前記インバータに基づく所定の値を検知する工程と、前記所定の値が所定の閾値を超える回数を兆候検知回数としてカウント、または、前記所定の値を前記兆候検知回数とする工程と、前記兆候検知回数が所定の回数以上となると、前記圧縮機へ油を返油する返油工程または前記圧縮機の負荷を抑制する負荷抑制工程とを備える。

本開示の幾つかの実施形態における一態様に係る空調機の制御プログラムは、圧縮機及びインバータを有する１の室外機を備える空調機の制御プログラムであって、前記圧縮機または前記インバータに基づく所定の値を検知するステップと、前記所定の値が所定の閾値を超える回数を兆候検知回数としてカウント、または、前記所定の値を前記兆候検知回数とするステップと、前記兆候検知回数が所定の回数以上となると、前記圧縮機へ油を返油する返油ステップまたは前記圧縮機の負荷を抑制する負荷抑制ステップとを実行する。

本開示によれば、室外機の故障の兆候を検知して故障までの時間を延ばすように措置をとるので、故障による室外機の停止を防ぐことができる。

幾つかの実施形態に係る空調機の一態様を示した概略構成図である。 室外機の故障内容とそれに対応する兆候検知回数を示す図である。

以下に、本開示の幾つかの実施形態に係る空調機制御装置、これを備える空調機、空調機の制御方法および空調機の制御プログラムの各実施形態について、図面を参照して説明する。

図１には、本開示の幾つかの実施形態に係る空調機制御装置、これを備える空調機、空調機の制御方法および空調機の制御プログラムの一態様の概略構成が示されている。
空調機１は、１台の室外機２に、室内機３が接続されたものである。室内機３は１台でも複数台でもよく、複数台が接続される場合は、室内機３は室外機２に接続されているガス側配管（図示せず）と液側配管（図示せず）との間に分岐器６を介して互いに並列に接続されるものとする。

室外機２は、冷媒を圧縮するインバータ駆動の圧縮機１０と、冷媒の循環方向を切換える四方切換弁１２と、冷媒と外気とを熱交換させる室外熱交換器（熱交換器）１３と、室外熱交換器１３と一体的に構成されている過冷却コイル１４と、室外膨張弁（ＥＥＶＨ）１５と、液冷媒を貯留するレシーバ１６と、液冷媒に過冷却を与える過冷却熱交換器１７と、過冷却熱交換器１７に分流される冷媒量を制御する過冷却用膨張弁（ＥＥＶＳＣ）１８と、圧縮機１０に吸入される冷媒ガスから液分を分離し、ガス分のみを圧縮機１０側に吸入させるアキュームレータ１９と、ガス側操作弁２０と、液側操作弁２１とを備えている。
室外機２側の上記各機器は、冷媒配管２２を介して順次接続され、公知の室外側冷媒回路２３を構成している。また、室外機２には、室外熱交換器１３に対して外気を送風する室外ファン２４が設けられている。

圧縮機１０の吐出側には、オイルセパレータ４０が接続されている。オイルセパレータ４０では、圧縮冷媒中のミスト状の潤滑油（オイル）が冷媒から分離される。オイルセパレータ４０でミスト状潤滑油が分離された冷媒は、四方切換弁１２へと導かれる。オイルセパレータ４０で分離されオイルセパレータ４０内に貯留された潤滑油は、油戻し配管を介して圧縮機１０の低圧側に戻される。

油戻し配管には、電磁弁４１と第１キャピラリ部４２及び第２キャピラリ部４３が設けられている。電磁弁４１は、空調機制御装置５０によって弁の開閉が制御され、油戻し配管内を流れる油量が調整される。第１キャピラリ部４２及び第２キャピラリ部４３は、固定絞りとして用いられ、通過する潤滑油の圧力を減少させる。

ガス側配管及び液側配管は、室外機２のガス側操作弁２０及び液側操作弁２１に接続される冷媒配管であり、現場での据え付け施工時に、室外機２とそれに接続される室内機３との間の距離に応じて、その配管長が適宜設定されるようになっている。ガス側配管及び液側配管の途中には、分岐器６が設けられ、複数台の室内機３が接続される場合は分岐器６を介して適宜台数の室内機３が接続される。これによって、密閉された１系統の冷凍サイクル（冷媒回路）７が構成される。

室内機３は、室内空気を冷媒と熱交換させて冷却又は加熱し、室内の空調に供する室内熱交換器３０と、室内膨張弁（ＥＥＶＣ）（電動膨張弁）３１と、室内熱交換器３０を介して室内空気を循環させる室内ファン３２と、室内コントローラ（図示せず）とを備え、分岐器６に接続されている。
室内膨張弁３１は、通常運転時に対応する室内機３が停止する場合は、停止時所定開度とされる。冷房運転の場合の停止時所定開度は全閉、暖房運転の場合の停止時所定開度は全閉に近い微開とされる。

図１では、１台の室内機３が設置されている場合について例示しているが、設置台数については任意に決定することができる。

空調機制御装置５０は、室内コントローラによる設定値や圧縮機吐出温度センサ等による冷媒温度等を取得し、圧縮機１０の回転数制御、各室内膨張弁３１の開度の制御、四方切換弁１２の切替制御、他の各弁の開閉又は開度の制御等を行う。
空調機制御装置５０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。なお、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等である。

上記の空調機１において、冷房運転は、以下のように行われる。
圧縮機１０で圧縮され、吐出された高温高圧の冷媒ガスは、四方切換弁１２により室外熱交換器１３側に循環され、室外熱交換器１３で室外ファン２４により送風される外気と熱交換されて凝縮液化される。この液冷媒は、過冷却コイル１４で更に冷却された後、室外膨張弁１５を通過し、レシーバ１６内にいったん貯留される。

レシーバ１６で循環量が調整された液冷媒は、過冷却熱交換器１７を経て液冷媒配管側を流通される過程で、液冷媒配管から一部分流され、過冷却用膨張弁１８で断熱膨張された冷媒と熱交換されて過冷却度が付与される。この液冷媒は、液側操作弁２１を経て室外機２から液側配管へと導かれ、分岐器６を介して室内機３へと導かれる。

液冷媒は、室内機３に流入し、室内膨張弁３１で断熱膨張され、気液二相流となって室内熱交換器３０に流入される。室内熱交換器３０では、室内ファン３２により循環される室内空気と冷媒とが熱交換され、室内空気は冷却されて室内の冷房に供される。一方、冷媒はガス化され、分岐器６に至る。

ガス側配管に導かれた冷媒ガスは、再び室外機２に戻り、ガス側操作弁２０、四方切換弁１２を経て、過冷却熱交換器１７からの冷媒ガスと合流された後、アキュームレータ１９に導入される。アキュームレータ１９では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離され、ガス分のみが圧縮機１０に吸入される。この冷媒は、圧縮機１０において再び圧縮され、以上のサイクルを繰り返すことによって冷房運転が行われる。

一方、暖房運転は、以下のように行われる。
圧縮機１０により圧縮され、吐出された高温高圧の冷媒ガスは、四方切換弁１２を介してガス側操作弁２０側に循環される。この高圧ガス冷媒は、ガス側操作弁２０、ガス側配管を経て室外機２から導出され、分岐器６を経て室内機３に導入される。

室内機３に導入された高温高圧の冷媒ガスは、室内熱交換器３０で室内ファン３２を介して循環される室内空気と熱交換され、これにより加熱された室内空気は室内に吹出されて暖房に供される。一方、室内熱交換器３０で凝縮液化された冷媒は、室内膨張弁３１を経て分岐器６に至り、液側配管を経て室外機２に戻る。なお、暖房時、室内機３では、凝縮器として機能する室内熱交換器３０の冷媒出口温度又は冷媒過冷却度が制御目標値となるように、室内膨張弁３１の開度が室内コントローラ（図示せず）を介して制御される。

室外機２に戻った冷媒は、液側操作弁２１を経て過冷却熱交換器１７に至り液冷媒配管側を流通される過程で、液冷媒配管から一部分流され、過冷却用膨張弁１８で断熱膨張された冷媒と熱交換されて過冷却度が付与される。その後、レシーバ１６に流入され、いったん貯留されることにより循環量が調整される。この液冷媒は、室外膨張弁１５に供給されて断熱膨張された後、室外熱交換器１３に流入される。

室外熱交換器１３では、室外ファン２４から送風される外気と冷媒とが熱交換され、冷媒は外気から吸熱して蒸発ガス化される。この冷媒は、室外熱交換器１３から四方切換弁１２を経て、過冷却熱交換器１７からの冷媒ガスと合流された後、アキュームレータ１９に導入される。アキュームレータ１９では、冷媒ガス中に含まれている液分が分離されてガス分のみが圧縮機１０に吸入され、圧縮機１０において再び圧縮される。以上のサイクルを繰り返すことによって暖房運転が行われる。

図１に示されるように、本願発明の室外機２は、圧縮機１０が１台のみ備えられている。この場合、圧縮機１０またはインバータが故障すると、室外機２は停止し、空調機１は使用できなくなる。
これを防ぐために本願発明では、インバータを含む圧縮機１０の故障の兆候を監視し、故障兆候が検知されると完全に故障するまでの時間を延ばすように延命措置となる制御を行うものとする。

本願発明の実施形態について、以下に説明する。
本実施形態では、空調機制御装置５０は、室外機２に備えられた各検知センサが検知する所定の値を取得する。空調機制御装置５０は、所定の値が所定の閾値を超える回数を故障兆候の指針とする兆候検知回数としてカウントする、または、所定の値自体を兆候検知回数とする。兆候検知回数が所定の回数以上となると、空調機制御装置５０は、室外機２に故障の兆候がみられることを検知する。
図２には、故障内容とそれに対応する兆候検知回数とが図に表されている。
本実施形態では、（１）過電流、（２）パワートランジスタ過熱、（３）圧縮機起動不良、（４）インバータ通信異常、および（５）圧縮機脱調の５つの故障内容について故障検知を行い、それぞれ兆候を検知するものとする。

（１）過電流
電流センサ（図示せず）（検知センサ）は、インバータから圧縮機１０に流れるカレント電流値を検知する。カレント電流値が、過電流であるか否かの判断基準となる電流閾値（所定の閾値）を超えると、過電流が流れていると判定する。空調機制御装置５０は、カレント電流値が電流閾値を超えた回数を兆候検知回数としてカウントする。
ここで、カレント電流値が電流閾値を超える回数が１５分以内に４回カウントされると、室外機２は永久停止となり使用できなくなる。このように、永久停止に至る場合の条件を永久停止条件とする。また永久停止とは、自動で運転復帰不可能な停止状態を表す。例えば、カレント電流値が電流閾値を超えると、圧縮機１０は保護のため運転を停止する。電流値が下がるなど運転再開可能な状態が検知されると、圧縮機１０は自動で運転を復帰する。永久停止となった場合は、圧縮機１０は運転を停止したまま自動で運転復帰することはない。
永久停止条件に至る前に、故障の兆候があることを検知するため、故障兆候検知条件を設定する。故障兆候検知条件は、例えば永久停止条件の５０％以下の値、さらに好適には２０乃至３０％程度の値を設定するものとする。
過電流による故障の兆候を検知する場合の故障兆候検知条件は、兆候検知回数が２回以上であることとする。空調機制御装置５０は、カウントされた兆候検知回数が２回以上となると、故障の兆候がみられることを検知する。
過電流における永久停止条件としては、圧縮機１０の回転数が８０（ｒｐｓ）以上で兆候検知回数がカウントされる場合に３０分以内に５回カウントされることが設定されてもよい。この場合の故障兆候検知条件は、カウントされた兆候検知回数が２回以上であることとする。

（２）パワートランジスタ過熱
パワートランジスタ温度センサ（図示せず）（検知センサ）は、インバータ基板に搭載されたパワートランジスタ（図示せず）の温度であるパワートランジスタ温度を検知する。パワートランジスタ温度が、パワートランジスタが異常発熱しているか否かの判断基準となる温度閾値（所定の閾値）を超えると、パワートランジスタ過熱状態であると判定する。空調機制御装置５０は、パワートランジスタ温度が温度閾値を超えた回数を兆候検知回数としてカウントする。
ここで、パワートランジスタ温度が温度閾値を超える回数が６０分以内に５回カウントされることをパワートランジスタ過熱における永久停止条件であるとする。
パワートランジスタ過熱による故障の兆候を検知する場合の故障兆候検知条件は、兆候検知回数が２回以上であることとする。空調機制御装置５０は、カウントされた兆候検知回数が２回以上となると、故障の兆候がみられることを検知する。
パワートランジスタ過熱における永久停止条件としては、パワートランジスタ温度が温度閾値を１５分連続で検知することが設定されてもよい。この場合の故障兆候検知条件は、パワートランジスタ温度が温度閾値を５分連続で検知することとする。

（３）圧縮機起動不良
空調機制御装置５０（検知センサ）は、圧縮機１０が起動できないなど圧縮機１０に起動不良が発生した回数である起動不良回数を検知し、兆候検知回数としてカウントする。
ここで、起動不良が２０回連続で発生、すなわち起動不良回数が正常起動を挟まず２０回連続でカウントされることを圧縮機起動不良における永久停止条件であるとする。
圧縮機起動不良による故障の兆候を検知する場合の故障兆候検知条件は、兆候検知回数が５回以上連続であることとする。空調機制御装置５０は、カウントされた兆候検知回数が連続で５回以上となると、故障の兆候がみられることを検知する。

（４）インバータ通信異常
空調機制御装置５０（検知センサ）は、インバータ基板と制御基板との間の通信において、インバータ基板の故障または断線などにより通信異常が発生した回数である通信異常回数を検知し、兆候検知回数としてカウントする。
ここで、通信異常回数が４回カウントされることをインバータ通信異常における永久停止条件であるとする。
インバータ通信異常による故障の兆候を検知する場合の故障兆候検知条件は、兆候検知回数が２回以上であることとする。空調機制御装置５０は、カウントされた兆候検知回数が２回以上となると、故障の兆候がみられることを検知する。

（５）圧縮機脱調
空調機制御装置５０（検知センサ）は、インバータの回転数指令に対し圧縮機１０が該当の回転数で運転できないなど圧縮機１０が脱調（入力に同期しない状態）した回数である圧縮機脱調回数を検知し、兆候検知回数としてカウントする。
ここで、圧縮機脱調回数が４回カウントされることを圧縮機脱調における永久停止条件であるとする。
圧縮機脱調による故障の兆候を検知する場合の故障兆候検知条件は、兆候検知回数が２回以上であることとする。空調機制御装置５０は、カウントされた兆候検知回数が２回以上となると、故障の兆候がみられることを検知する。

各故障兆候検知条件は変更可能な値とする。空調機１のユーザまたは管理者は、室外機２に設けられた室外機コントローラ（図示せず）を用いて、各故障内容に対応する故障兆候検知条件を変更する。例えば、故障兆候検知条件として「２（回）」が設定された項目については、１乃至４のいずれかの整数に変更可能とする。また「５（回）」が設定された項目については、１乃至１９のいずれかの整数に変更可能とする。

空調機制御装置５０により故障の兆候が検知されると、本実施形態では、空調機制御装置５０が圧縮機１０への油を返油する返油制御、または、圧縮機１０の負荷を抑制する負荷抑制制御を行い、室外機２が完全に故障するまでの時間を延ばすように延命措置となる制御を行う。

〔返油制御〕
空調機制御装置５０により故障の兆候が検知されると、空調機制御装置５０は、返油制御を行う。返油制御は、オイルセパレータ電磁弁制御または油上り積算量閾値変更制御のいずれかの制御により行われる。

〔オイルセパレータ電磁弁制御〕
圧縮機１０の吐出側に設けられたオイルセパレータ４０では、前述したように圧縮冷媒中のミスト状の潤滑油（オイル）が冷媒から分離される。オイルセパレータ４０で分離されオイルセパレータ４０内に貯留された潤滑油は、油戻し配管、電磁弁４１及び第１キャピラリ部４２または第２キャピラリ部４３を介して圧縮機１０に戻される。
ここで、故障兆候の検知により返油制御を行う場合は、圧縮機１０が運転中の場合は、圧縮機１０の回転数によらず電磁弁４１を常に開とする。これにより、オイルセパレータ４０内に貯留された潤滑油が積極的に圧縮機１０へ返油されることとなる。

〔油上り積算量閾値変更制御〕
空調機１における油戻し制御は、オイルセパレータ４０から室内機３側へ流出した油の量の積算値である油上り積算量が所定の積算閾値を超えたことを開始条件としている。この所定の積算閾値をＴ_ｏｉｌとすると、空調機制御装置５０が積算した油上り積算量がＴ_ｏｉｌを超えると、オイルセパレータ４０から圧縮機１０へ潤滑油が戻される油戻し制御が開始される。
ここで、故障兆候の検知により返油制御を行う場合は、Ｔ_ｏｉｌの値をＴ_ｏｉｌに積算閾値変数０．５をかけたＴ_ｏｉｌ×０．５に変更する、すなわち油戻し制御の開始条件となる所定の積算閾値を下げるとし、油戻し制御に入りやすくする。これにより、空調機１内に貯留した潤滑油が積極的に圧縮機１０へ返油されることとなる。

〔負荷抑制制御〕
故障兆候の検知により負荷抑制制御を行う場合は、圧縮機１０の上限回転数をＮ_ｍａｘとすると、Ｎ_ｍａｘの値をＮ_ｍａｘに上限回転数変数０．８をかけたＮ_ｍａｘ×０．８に変更するとし、圧縮機１０の負荷を抑制する。

積算閾値変数および上限回転数変数は変更可能な値とする。空調機１のユーザまたは管理者は、室外機２に設けられた室外機コントローラ（図示せず）を用いて、積算閾値変数および／または上限回転数変数を変更する。例えば、積算閾値変数は、０．１乃至１．０のいずれかの小数点以下１桁の値に変更可能とする。また上限回転数変数は、０．１乃至１．０のいずれかの小数点以下１桁の値に変更可能とする。

返油制御（オイルセパレータ電磁弁制御および油上り積算量閾値変更制御）により、故障の兆候の検知が減るなど圧縮機１０の運転状況が改善した場合、圧縮機１０への油戻し制御により状況が改善したといえる。すなわち、故障の真因は圧縮機１０にあったことがわかる。
これを用いて、本実施形態の空調機制御装置５０は、故障の真因を推測する故障診断モードを有するとしてもよい。
空調機制御装置５０は、故障診断モードを用いることで、返油制御により状況が改善した場合は故障の真因が圧縮機１０にあると判定し、返油制御により状況が改善しない場合は故障の真因がインバータにあると判定する。

一方、負荷抑制制御により、故障の兆候の検知が減るなど圧縮機１０の運転状況が改善した場合は、圧縮機１０またはインバータのいずれかにその故障の真因があるとされる。

空調機制御装置５０が返油制御または負荷抑制制御のいずれの制御を行うかについては、事前に設けられた優先順位に従い選択する、ランダムに選択するなどいずれの方法を採るとしてもよい。
また、空調機制御装置５０が各故障内容とそれに適した延命措置とを関連付けて収集して機械学習により学習し、検知された故障兆候に最も適した制御を推測して行うとしてもよい。さらには、各故障内容とそれに関連する室外機２の各種情報の値、及びその場合の延命措置を関連付けて収集して機械学習により学習し、検知された故障兆候およびそれに関連する室外機２の各種情報の値に最も適した制御を推測して行うとしてもよい。

また、空調機制御装置５０は、故障内容と兆候検知回数とを関連付けて収集し、収集した故障内容と兆候検知回数とに基づき故障兆候検知条件を導き出すとしてもよい。また、機械学習により学習して故障兆候検知条件を導き出してもよい。

また本実施形態の空調機１は、報知装置（報知部）を備えるとしてもよい。
報知装置としては、室外機２、室内機３、ワイヤレスリモコンまたはワイヤードリモコン（図示せず）、空調機１にネットワークを通じて接続されたＰＣや集中管理装置など、空調機１のユーザまたは管理者に報知を行える装置であればいずれであってもよい。
報知装置による報知には、音声、文字表示、ランプなどのいずれか、またはその組み合わせが挙げられる。
各故障内容に対する兆候検知回数が故障兆候検知条件を満たす場合は、報知装置は室外機２に故障の兆候がみられることを空調機１のユーザや管理者に報知する。

以上、説明してきたように、本実施形態に係る空調機制御装置、これを備える空調機、空調機の制御方法および空調機の制御プログラムによれば、以下の作用効果を奏する。
幾つかの実施形態に係る空調機制御装置の一態様によれば、圧縮機１０またはインバータに基づく所定の値を検知し、所定の値が閾値を超える回数または所定の値である兆候検知回数が所定の回数以上となると、返油制御又は負荷抑制制御を行うことから、室外機２の故障の兆候を故障前に検知することができる。また、故障の兆候を検知すると、室外機２の運転を抑制し保護する制御を行うことから、室外機２が完全な故障に至るのを遅らせることができる。故障の兆候を事前に検知し室外機２が故障に至るのを遅らせることで、室外機２が永久停止となる前にメンテナンスを行うことができ、室外機２が使用不可となることを防ぐことができる。

また幾つかの実施形態に係る空調機制御装置の一態様によれば、圧縮機１０またはインバータに関連する故障内容に基づく所定の値を検知して制御を行うことから、室外機２の故障の兆候を故障前に検知することができる。

また幾つかの実施形態に係る空調機制御装置の一態様によれば、オイルセパレータ４０からの返油回路上の電磁弁４１を常時開とすることから、オイルセパレータ４０に貯留された潤滑油を速やかに圧縮機１０へ戻すこととなり、圧縮機１０の潤滑油の不足が解消される。また、油戻し制御開始の条件である油上り積算量の閾値を下げることから、閾値を下げない場合よりも早く油戻し制御を開始し空調機１内に貯留した潤滑油を圧縮機１０へ戻すこととなり、圧縮機１０の潤滑油の不足が解消される。圧縮機１０の潤滑油の不足が解消されることで、圧縮機１０の運転状態の改善が見込める。

また幾つかの実施形態に係る空調機制御装置の一態様によれば、圧縮機１０の上限回転数を下げることから、圧縮機１０の負荷を抑制して圧縮機１０の保護を行うことができる。これにより、圧縮機１０およびインバータの運転状態の改善が見込める。

また幾つかの実施形態に係る空調機制御装置の一態様によれば、返油制御の結果に応じて故障兆候の真因を判定する故障診断モードを有することから、修理が必要な部位を容易に特定できる。圧縮機１０の運転状態の改善が見込める返油制御の実行により、圧縮機１０の運転状態が改善していれば故障兆候の真因が圧縮機１０にあると判定可能であり、圧縮機１０の運転状態が改善していなければ故障兆候の真因がインバータにあると判定が可能である。

また幾つかの実施形態に係る空調機制御装置の一態様によれば、空調機制御装置５０が故障の兆候の検知の閾値となる所定の回数を導き出すことから、各空調機１の傾向に見合った所定の回数を用いて故障の兆候を検知することができる。故障の兆候の検知の精度を高めることができる。空調機制御装置５０は、機械学習によって収集した情報から所定の回数を導き出すとしてもよい。また、空調機制御装置５０は、集中管理装置に備えられ、各空調機１毎に所定の回数を導き出すとしてもよいし、複数の空調機１から収集した情報から所定の回数を導き出すとしてもよい。

また幾つかの実施形態に係る空調機制御装置の一態様によれば、室外機２の故障の兆候が検知されると、故障兆候を報知することから、ユーザへ室外機２に故障の兆候があることを通知することができる。通知されたユーザは、故障に至る前に故障に対する対応をとることが可能となり、室外機２が故障して停止状態に陥り室外機２が使用不可となることを未然に防ぐことができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。たとえば、上述した各実施形態においては１台の室外機２が１台の圧縮機１０を有する構成としたが、１台の室外機２が２台以上の圧縮機１０を有する構成であるとしてもよい。この場合、空調機制御装置５０は、それぞれ圧縮機１０毎およびインバータ毎に各兆候検知回数を取得するものとする。

１ 空調機
２ 室外機
３ 室内機
１０ 圧縮機
５０ 空調機制御装置

Claims (10)

1. 圧縮機及びインバータを有する１の室外機に備えられた空調機制御装置であって、
   前記室外機は、前記圧縮機または前記インバータに基づく所定の値を検知する検知センサを有し、
   前記所定の値が所定の閾値を超える回数を兆候検知回数としてカウント、または、前記所定の値を前記兆候検知回数とし、前記兆候検知回数が所定の回数以上となると、前記圧縮機へ油を返油する返油制御または前記圧縮機の負荷を抑制する負荷抑制制御を行う空調機制御装置。
2. 前記所定の値は、
   前記インバータから前記圧縮機に流れる電流値、
   前記インバータのパワートランジスタの温度、
   前記圧縮機が起動不良となった回数である起動不良回数、
   前記インバータと制御基板との通信が異常となった回数である通信異常回数、
   前記圧縮機が前記インバータの指令に応じた運転が行えなかった回数である圧縮機脱調回数
   のいずれかであり、
   前記所定の値が前記電流値または前記温度の場合に所定の閾値を超える回数を兆候検知回数としてカウントする、または、前記所定の値が前記起動不良回数、前記通信異常回数または前記圧縮機脱調回数のいずれかである場合に前記所定の値を前記兆候検知回数とする請求項１に記載の空調機制御装置。
3. 前記返油制御は、前記圧縮機が運転している場合に、前記圧縮機の吐出側に設けられたオイルセパレータから圧縮機へ油を返油する回路上に設けられた電磁弁を常時開とする制御、または、前記オイルセパレータから室内機側へ流出した油の量の積算値である油上り積算量が所定の積算閾値を超えると油戻し制御が開始される場合に、前記所定の積算閾値を下げる制御のいずれかである請求項１または２に記載の空調機制御装置。
4. 前記負荷抑制制御は、前記圧縮機の回転数の上限値である上限回転数を下げる制御である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空調機制御装置。
5. 前記返油制御の結果に応じて、前記室外機の故障兆候の真因が前記圧縮機または前記インバータのいずれにあるかを判定する故障診断モードを有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の空調機制御装置。
6. 前記空調機制御装置は、前記所定の値と対応する故障兆候とを関連付けて収集し、
   収集した前記所定の値及び故障兆候に基づき前記所定の回数を導き出し、前記兆候検知回数が該所定の回数以上となると前記返油制御または前記負荷抑制制御を行う請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空調機制御装置。
7. 前記兆候検知回数が所定の回数以上となると、前記室外機の故障兆候を報知する報知部を備える請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の空調機制御装置。
8. １以上の室内機と、
   １の室外機と、
   請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の空調機制御装置を備える空調機。
9. 圧縮機及びインバータを有する１の室外機を備える空調機の制御方法であって、
   前記圧縮機または前記インバータに基づく所定の値を検知する工程と、
   前記所定の値が所定の閾値を超える回数を兆候検知回数としてカウント、または、前記所定の値を前記兆候検知回数とする工程と、
   前記兆候検知回数が所定の回数以上となると、前記圧縮機へ油を返油する返油工程または前記圧縮機の負荷を抑制する負荷抑制工程と
   を備える空調機の制御方法。
10. 圧縮機及びインバータを有する１の室外機を備える空調機の制御プログラムであって、
    前記圧縮機または前記インバータに基づく所定の値を検知するステップと、
    前記所定の値が所定の閾値を超える回数を兆候検知回数としてカウント、または、前記所定の値を前記兆候検知回数とするステップと、
    前記兆候検知回数が所定の回数以上となると、前記圧縮機へ油を返油する返油ステップまたは前記圧縮機の負荷を抑制する負荷抑制ステップと
    を実行する空調機の制御プログラム。
    

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