JP2021018008A - Air conditioning system and anomaly detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空気調和装置システム及び異常検出システムに関する。 The present invention relates to an air conditioner system and an anomaly detection system.
空気調和装置の室外機においては、冬季に氷柱が落下したり、夏季に台風などにより異物が吹き飛ばされたりといったことにより、ファンに損傷が発生することがある。ファンの損傷により、回転体の重心位置が崩れた状態となると、室外機に大きな振動が発生し、最悪の場合、熱交換器や配管の破損に至る場合もある。このような状態になると、空気調和装置の継続運転が不可能となり、復旧にも多大な時間と費用を要することになる。特許文献１には、送風機の振動を加速度センサによって検出することで、送風機の異常を診断する技術が開示されている。 In the outdoor unit of an air conditioner, the fan may be damaged due to an icicle falling in winter or a foreign substance being blown off by a typhoon in summer. If the position of the center of gravity of the rotating body is displaced due to damage to the fan, large vibrations will occur in the outdoor unit, and in the worst case, the heat exchanger and piping may be damaged. In such a state, continuous operation of the air conditioner becomes impossible, and it takes a lot of time and cost to restore the air conditioner. Patent Document 1 discloses a technique for diagnosing an abnormality of a blower by detecting the vibration of the blower with an acceleration sensor.
しかしながら、加速度センサでは、比較的高周波な信号まで検出されるため、振動を検出しようとした場合には、フィルタ処理が必要になる。 However, since the accelerometer detects even a relatively high frequency signal, filtering is required when trying to detect vibration.
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、従来に比べて簡単な処理で送風機の回転体の異常を検出することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to detect an abnormality of a rotating body of a blower with a simpler process than before.
本発明は、空気調和システムであって、送風機の回転体の回転中における、前記回転体の所定位置との距離を検出する距離検出部と、前記距離の時間変化に応じて、前記回転体の異常を検出する制御部とを有する。 The present invention is an air conditioning system, in which a distance detection unit that detects a distance from a predetermined position of the rotating body during rotation of the rotating body of a blower and a rotating body of the rotating body according to a time change of the distance. It has a control unit for detecting an abnormality.
本発明の他の形態は、異常検出システムであって、空気調和装置の送風機の回転体の回転中における、前記回転体の所定位置との距離を検出する距離検出部と、前記距離の時間変化に応じて、前記回転体の異常を検出する制御部とを有する。 Another embodiment of the present invention is an abnormality detection system, in which a distance detection unit that detects a distance from a predetermined position of the rotating body during rotation of a rotating body of a blower of an air conditioner, and a time change of the distance. It has a control unit for detecting an abnormality of the rotating body according to the above.
本発明によれば、従来に比べて簡単な処理で送風機の回転体の異常を検出することができる。 According to the present invention, it is possible to detect an abnormality in the rotating body of the blower with a simpler process than before.
図１は、空気調和システムの室外機の概略断面図である。本実施形態の空気調和システム１は、室外機１０と、不図示の室内機とが冷媒配管により接続されて冷凍サイクルを構成し、空気調和を行う。本実施形態の室外機１０は、上吹き出しタイプで、屋外の基礎２０に設置されている。 FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an outdoor unit of an air conditioning system. In the air conditioning system 1 of the present embodiment, the outdoor unit 10 and the indoor unit (not shown) are connected by a refrigerant pipe to form a refrigeration cycle to perform air conditioning. The outdoor unit 10 of the present embodiment is an upper blowout type and is installed on an outdoor foundation 20.
室外機１０の筐体１１０には、空冷式の熱交換器１２０と、この熱交換器１２０に通風するための送風機１３０が備えられている。送風機１３０は、ファン（プロペラファン）１３１、シュラウド１３２、モータ（ファンモータ）１３３及びモータ支持部材１３４等を有している。シュラウド１３２は、ファン１３１の外周に設けられ、ベルマウスやダクトとして機能する。モータ１３３は、ファン１３１を駆動する。モータ支持部材１３４は、モータ１３３を支持する。 The housing 110 of the outdoor unit 10 is provided with an air-cooled heat exchanger 120 and a blower 130 for ventilating the heat exchanger 120. The blower 130 includes a fan (propeller fan) 131, a shroud 132, a motor (fan motor) 133, a motor support member 134, and the like. The shroud 132 is provided on the outer periphery of the fan 131 and functions as a bell mouth or a duct. The motor 133 drives the fan 131. The motor support member 134 supports the motor 133.
また、筐体１１０の内部には、圧縮機１４０、アキュムレータ１５０、制御品箱１６０等が設けられている。制御品箱１６０には、外気温度センサや、空気調和システム１を構成している冷凍サイクルの圧力センサなどの各種センサからの情報が入力され、圧縮機１４０や膨張弁（図示せず）などの冷凍サイクル部品を制御する制御部、送風機１３０を制御するためのインバータ装置などが収納されている。 Further, inside the housing 110, a compressor 140, an accumulator 150, a control product box 160, and the like are provided. Information from various sensors such as the outside air temperature sensor and the pressure sensor of the refrigeration cycle constituting the air conditioning system 1 is input to the control product box 160, and the compressor 140, the expansion valve (not shown), and the like are input. A control unit for controlling refrigeration cycle parts, an inverter device for controlling the blower 130, and the like are housed.
図２は、制御品箱１６０の主要構成を示す図である。制御品箱１６０には、制御部１６１と、記憶部１６２と、通信部１６３と、が設けられている。制御部１６１は、各種制御を行う。記憶部１６２は、各種プログラムや各種情報を記憶している。制御部１６１は、記憶部１６２に記憶されているプログラムを実行することにより、各種処理を行う。通信部１６３は有線又は無線により外部機器と通信を行う。制御部１６１は、圧縮機１４０、熱交換器１２０、膨張弁などを有する冷凍サイクル１７０の制御等を行う。制御部１６１はさらに、ファン１３１の異常を検出する。具体的には、ファン１３１の第１の軸部１３１ａに磁性部材２０１が設けられ、これに対向する位置に磁気センサ２０２が設けられている。制御部１６１は、磁気センサ２０２による磁場の検出結果を取得し、検出結果に基づいて、ファン１３１の異常を検出する。制御部１６１は、異常を検出すると、異常が検出された旨の通知情報をリモコン１８０に設けられた表示部１８１に表示するよう制御する。 FIG. 2 is a diagram showing a main configuration of the control product box 160. The control product box 160 is provided with a control unit 161, a storage unit 162, and a communication unit 163. The control unit 161 performs various controls. The storage unit 162 stores various programs and various information. The control unit 161 performs various processes by executing the program stored in the storage unit 162. The communication unit 163 communicates with an external device by wire or wirelessly. The control unit 161 controls the refrigeration cycle 170 having a compressor 140, a heat exchanger 120, an expansion valve, and the like. The control unit 161 further detects an abnormality in the fan 131. Specifically, the magnetic member 201 is provided on the first shaft portion 131a of the fan 131, and the magnetic sensor 202 is provided at a position facing the magnetic member 201. The control unit 161 acquires the detection result of the magnetic field by the magnetic sensor 202, and detects the abnormality of the fan 131 based on the detection result. When the control unit 161 detects an abnormality, the control unit 161 controls to display the notification information indicating that the abnormality has been detected on the display unit 181 provided on the remote controller 180.
図３は、送風機１３０をファン１３１の軸方向と垂直な方向から見た概略図である。ファン１３１の第１の軸部１３１ａには、バランスウエイトとして、磁性部材２０１が設けられている。磁性部材２０１は、磁性体材料で形成された部材である。また、磁性部材２０１の垂直方向下側には、磁性部材２０１の磁場を検出する磁気センサ２０２が設けられている。磁気センサ２０２は、モータ１３３に設けられたセンサ支持部材２０３により、磁性部材２０１と物理的に接触しない位置に配置されている。なお、磁気センサ２０２は、ファン１３１の回転中において磁性部材２０１が磁気センサ２０２に近接したときに磁性部材２０１の磁場を検出可能な位置に設けられていればよい。 FIG. 3 is a schematic view of the blower 130 as viewed from a direction perpendicular to the axial direction of the fan 131. A magnetic member 201 is provided on the first shaft portion 131a of the fan 131 as a balance weight. The magnetic member 201 is a member made of a magnetic material. Further, a magnetic sensor 202 for detecting the magnetic field of the magnetic member 201 is provided on the lower side of the magnetic member 201 in the vertical direction. The magnetic sensor 202 is arranged at a position where it does not physically contact the magnetic member 201 by the sensor support member 203 provided on the motor 133. The magnetic sensor 202 may be provided at a position where the magnetic field of the magnetic member 201 can be detected when the magnetic member 201 approaches the magnetic sensor 202 while the fan 131 is rotating.
本実施形態に係る磁気センサ２０２は、ホール素子で形成されており、ファン１３１の回転に伴い磁性部材２０１との距離が変化することに応じた電圧を検出する。ここで、磁性部材２０１は、回転体としてのファン１３１の回転方向における所定位置に配置されており、磁気センサ２０２は、磁性部材２０１との距離を検出する距離検出部として機能する。 The magnetic sensor 202 according to the present embodiment is formed of a Hall element, and detects a voltage corresponding to a change in the distance from the magnetic member 201 as the fan 131 rotates. Here, the magnetic member 201 is arranged at a predetermined position in the rotation direction of the fan 131 as a rotating body, and the magnetic sensor 202 functions as a distance detecting unit for detecting the distance from the magnetic member 201.
図２を参照しつつ説明した制御部１６１は、磁気センサ２０２による磁場の検出結果に応じて、ファン１３１の異常を検出する。図４は、制御部１６１による、異常検出処理を示すフローチャートである。異常検出処理は、ファン１３１の異常を検出する処理である。ファン１３１の異常としては、例えば、氷柱の落下によるファン１３１の欠損等が挙げられる。 The control unit 161 described with reference to FIG. 2 detects an abnormality in the fan 131 according to the detection result of the magnetic field by the magnetic sensor 202. FIG. 4 is a flowchart showing an abnormality detection process by the control unit 161. The abnormality detection process is a process for detecting an abnormality in the fan 131. Examples of the abnormality of the fan 131 include a defect of the fan 131 due to a fall of an icicle.
ステップＳ１００において、制御部１６１は、室外機１０の空調運転が開始されるまで待機し、空調運転を開始した場合には（ステップＳ１００でＹＥＳ）、処理をステップＳ１０２へ進める。ステップＳ１０２において、制御部１６１は、空調運転に応じてファン１３１の回転を開始するよう制御する。次に、ステップＳ１０４において、制御部１６１は、まずファン１３１が回転するか否かを判断する。制御部１６１は、ファン１３１が回転する場合には（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、処理をステップＳ１０６へ進める。制御部１６１は、ファン１３１が回転しない場合には（ステップＳ１０４でＮＯ）、処理をステップＳ１１４へ進める。ステップＳ１１４において、制御部１６１は、異常時処理を行い、その後、異常検出処理を終了する。ここで、異常時処理とは、空調運転を停止し、表示部１８１に異常が検出された旨の通知情報の表示を行う処理である。なお、異常時処理は、少なくともファン１３１の回転を停止する処理を含めばよい。また、制御部１６１は、通知情報を表示部１８１に表示するのに変えて、または表示部１８１に表示するのに加えて、通知情報を他の装置等に送信してもよい。例えば、制御部１６１は、空気調和システム１を管理する集中管理装置と接続されている場合には、集中管理装置に通知情報を送信してもよい。ファン１３１が回転しない場合には、ファン１３１に異常が生じていると考えられる。そこで、本実施形態の室外機１０は、このように、ファン１３１が回転しない場合に、異常時処理を行うものとする。 In step S100, the control unit 161 waits until the air conditioning operation of the outdoor unit 10 is started, and when the air conditioning operation is started (YES in step S100), the process proceeds to step S102. In step S102, the control unit 161 controls to start the rotation of the fan 131 according to the air conditioning operation. Next, in step S104, the control unit 161 first determines whether or not the fan 131 rotates. When the fan 131 rotates (YES in step S104), the control unit 161 advances the process to step S106. If the fan 131 does not rotate (NO in step S104), the control unit 161 advances the process to step S114. In step S114, the control unit 161 performs an abnormality processing, and then ends the abnormality detection processing. Here, the abnormality processing is a processing for stopping the air conditioning operation and displaying notification information indicating that an abnormality has been detected on the display unit 181. The processing at the time of abnormality may include at least a processing for stopping the rotation of the fan 131. Further, the control unit 161 may transmit the notification information to another device or the like in addition to displaying the notification information on the display unit 181 or displaying it on the display unit 181. For example, the control unit 161 may transmit notification information to the centralized management device when it is connected to the centralized management device that manages the air conditioning system 1. If the fan 131 does not rotate, it is considered that the fan 131 has an abnormality. Therefore, when the fan 131 does not rotate in this way, the outdoor unit 10 of the present embodiment performs an abnormality processing.
また、ステップＳ１０６において、制御部１６１は、第１の条件を満たすか否かにより、ファン１３１の回転異常の有無を判定する。第１の条件とは、プロファイル通りに、ファン１３１の一定時間当たりの回転数、すなわち回転速度が上昇していることである。空気調和システム１は、所定の制御条件で空調運転を開始する。室外機１０の記憶部１６２には、この制御条件に沿って空調運転を行った場合の、通常時のファン１３１の回転速度の変化が回転速度プロファイルとして予め格納されている。 Further, in step S106, the control unit 161 determines whether or not there is a rotation abnormality of the fan 131 depending on whether or not the first condition is satisfied. The first condition is that the rotation speed of the fan 131 per fixed time, that is, the rotation speed is increased according to the profile. The air conditioning system 1 starts the air conditioning operation under predetermined control conditions. The storage unit 162 of the outdoor unit 10 stores in advance a change in the rotation speed of the fan 131 in a normal state as a rotation speed profile when the air conditioning operation is performed in accordance with this control condition.
図５は、回転速度プロファイルの一例を示す図である。回転異常が生じていない、通常状態においては、空調運転を開始した場合、開始直後の起動ステージにおいては、回転速度は徐々に増加する。そして、所定の回転速度まで増加すると、ファン１３１の回転速度は一定の値となる。回転速度が一定の期間を安定ステージと称する。これに対し、ファン１３１が欠損していたり、ファン１３１の間等に異物が挟まっていたりする場合には、起動ステージにおいて、回転速度プロファイルに定められている回転速度まで、ファン１３１の回転速度が上がらないことが考えられる。そこで、起動ステージにおいては、制御部１６１は、ファン１３１の実際の回転速度が回転速度プロファイルに示される回転速度から所定量ずれた場合に、回転異常と判定する。なお、磁気センサ２０２は、ファン１３１の回転に応じた磁性部材２０１との間の距離の変化に応じて、一定期間に磁性部材２０１を検出する回数から、ファン１３１の回転速度を求めるものとする。 FIG. 5 is a diagram showing an example of a rotation speed profile. In a normal state where no rotation abnormality has occurred, when the air conditioning operation is started, the rotation speed gradually increases in the start-up stage immediately after the start. Then, when the rotation speed is increased to a predetermined value, the rotation speed of the fan 131 becomes a constant value. A period in which the rotation speed is constant is called a stable stage. On the other hand, when the fan 131 is missing or a foreign object is caught between the fans 131, the rotation speed of the fan 131 reaches the rotation speed specified in the rotation speed profile at the start-up stage. It is possible that it will not rise. Therefore, in the start-up stage, the control unit 161 determines that the rotation is abnormal when the actual rotation speed of the fan 131 deviates from the rotation speed shown in the rotation speed profile by a predetermined amount. The magnetic sensor 202 determines the rotation speed of the fan 131 from the number of times the magnetic member 201 is detected in a certain period according to the change in the distance from the magnetic member 201 according to the rotation of the fan 131. ..
また、他の例としては、制御部１６１は、回転速度がプロファイルに示される回転速度から所定割合ずれた場合に、回転異常と判定してもよい。このように、制御部１６１は、回転速度プロファイルに基づいて、回転異常か否かを判定すればよく、そのための具体的な処理は、実施形態に限定されるものではない。 Further, as another example, the control unit 161 may determine that the rotation is abnormal when the rotation speed deviates from the rotation speed shown in the profile by a predetermined ratio. As described above, the control unit 161 may determine whether or not the rotation is abnormal based on the rotation speed profile, and the specific processing for that purpose is not limited to the embodiment.
制御部１６１は、回転異常があると判定した場合には（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、処理をステップＳ１１４へ進める。制御部１６１は、回転異常がないと判定した場合には（Ｓ０１０６でＮＯ）、処理をステップＳ１０８へ進める。ステップＳ１０８において、制御部１６１は、起動ステージが終了したか否かを判定する。本実施形態においては、制御部１６１は、所定の回転速度に到達した後、所定時間が経過した場合に、起動ステージが終了したと判定するものとする。制御部１６１は、起動ステージが終了したと判定した場合には（ステップＳ１０８でＹＥＳ）、処理をステップＳ１１０へ進める。制御部１６１は、起動ステージが終了していないと判定した場合には（ステップＳ１０８でＮＯ）、処理をステップＳ１０６へ進める。すなわち、起動ステージにおいては、制御部１６１は、ステップＳ１０６の処理を繰り返し行うことで、異常を検出する。 When the control unit 161 determines that there is a rotation abnormality (YES in step S106), the control unit 161 proceeds to the process in step S114. When the control unit 161 determines that there is no rotation abnormality (NO in S0106), the control unit 161 proceeds to the process in step S108. In step S108, the control unit 161 determines whether or not the activation stage has ended. In the present embodiment, the control unit 161 determines that the activation stage has ended when a predetermined time elapses after reaching a predetermined rotation speed. When the control unit 161 determines that the activation stage has ended (YES in step S108), the control unit 161 proceeds to the process in step S110. When the control unit 161 determines that the activation stage has not been completed (NO in step S108), the control unit 161 proceeds to the process in step S106. That is, in the activation stage, the control unit 161 detects an abnormality by repeating the process of step S106.
一方、起動ステージが終了した場合、すなわち、安定ステージに移行した場合には、制御部１６１は、ステップＳ１１０において、第２の条件を満たすか否かにより、ファン１３１の回転異常の有無を判定する。ここで、第２の条件は、２つの条件を含んでいる。１つ目の条件は、ファン１３１の実際の回転速度と、図５に示すような安定ステージにおける回転速度プロファイルに示される回転速度と、の差分が、閾値未満であることである。ファン１３１の欠損等が生じた場合には、ファン１３１の実際の回転速度がプロファイルから大きく外れると考えられるためである。なお、閾値は、絶対値で定められてもよく、回転速度プロファイルに定められている回転速度に対する割合で定められてもよい。 On the other hand, when the start-up stage ends, that is, when the stage shifts to the stable stage, the control unit 161 determines in step S110 whether or not there is a rotation abnormality of the fan 131 depending on whether or not the second condition is satisfied. .. Here, the second condition includes two conditions. The first condition is that the difference between the actual rotation speed of the fan 131 and the rotation speed shown in the rotation speed profile in the stable stage as shown in FIG. 5 is less than the threshold value. This is because it is considered that the actual rotation speed of the fan 131 deviates significantly from the profile when the fan 131 is defective or the like. The threshold value may be determined by an absolute value, or may be determined by a ratio to the rotation speed defined in the rotation speed profile.
２つ目の条件は、磁気センサ２０２による距離の検出周期と、予め設定されている基準周期の差分が閾値以上であることである。ファン１３１が正常に回転している場合には、ファン１３１は一定速度で回転する。このため、図６に示すように、磁性部材２０１と磁気センサ２０２の間の距離の変化の周期に応じた、磁気センサ２０２による電圧の検出周期は一定となる。しかしながら、ファン１３１の欠損等が生じた場合には、ファン１３１の重心位置がずれ、振動が生じることにより、検出周期が乱れ、一定値からずれた値となる。２つ目の条件によれば、検出周期から、このようなファン１３１の振動を検出できる。 The second condition is that the difference between the distance detection cycle by the magnetic sensor 202 and the preset reference cycle is equal to or greater than the threshold value. When the fan 131 is rotating normally, the fan 131 rotates at a constant speed. Therefore, as shown in FIG. 6, the voltage detection cycle by the magnetic sensor 202 is constant according to the cycle of the change in the distance between the magnetic member 201 and the magnetic sensor 202. However, when the fan 131 is defective or the like, the position of the center of gravity of the fan 131 shifts and vibration occurs, so that the detection cycle is disturbed and the value deviates from a constant value. According to the second condition, such vibration of the fan 131 can be detected from the detection cycle.
制御部１６１は、１つ目の条件及び２つ目の条件のうち少なくとも１つを満たす場合に、回転異常があると判定する。すなわち、制御部１６１は、ファン１３１の実際の回転速度とプロファイルに示される回転速度の差分が閾値以上である場合に、回転異常があると判定する。また、制御部１６１は、ファン１３１の回転に応じて磁気センサ２０２が検出する検出周期と、基準周期のずれが閾値以上である場合に、回転異常があると判定する。ここで、閾値は、絶対値で定められてもよく、基準周期に対する割合で定められてもよい。 The control unit 161 determines that there is a rotation abnormality when at least one of the first condition and the second condition is satisfied. That is, the control unit 161 determines that there is a rotation abnormality when the difference between the actual rotation speed of the fan 131 and the rotation speed shown in the profile is equal to or greater than the threshold value. Further, the control unit 161 determines that there is a rotation abnormality when the deviation between the detection cycle detected by the magnetic sensor 202 according to the rotation of the fan 131 and the reference cycle is equal to or greater than the threshold value. Here, the threshold value may be determined by an absolute value or may be determined by a ratio with respect to a reference period.
なお、第２の条件のうち、１つ目の条件は、ファン１３１の実際の回転速度に基づくものであればよく、具体的な条件は実施形態に限定されるものではない。他の例としては、プロファイルに替えて、比較対象となる基準回転速度が記憶部１６２に記憶されており、制御部１６１は、この基準回転速度と実際の回転速度との比較結果から回転異常の有無を判定してもよい。 Of the second conditions, the first condition may be based on the actual rotation speed of the fan 131, and the specific conditions are not limited to the embodiments. As another example, instead of the profile, the reference rotation speed to be compared is stored in the storage unit 162, and the control unit 161 has a rotation abnormality based on the comparison result between the reference rotation speed and the actual rotation speed. The presence or absence may be determined.
また、第２の条件のうち２つ目の条件は、ファン１３１の回転に応じて磁気センサ２０２が検出する検出周期に基づくものであればよく、具体的な条件は実施形態に限定されるものではない。他の例としては、制御部１６１は、基準周期との比較を行うことなく、検出により得られた複数の検出周期のばらつきの程度に応じて回転異常の有無を判定してもよい。例えば、制御部１６１は、検出周期の標準偏差が閾値以上の場合に回転異常と判定してもよい。また、他の例としては、制御部１６１は、各周期における波形の乱れに基づいて、回転異常の有無を判定してもよい。 Further, the second condition of the second condition may be based on the detection cycle detected by the magnetic sensor 202 according to the rotation of the fan 131, and the specific condition is limited to the embodiment. is not it. As another example, the control unit 161 may determine the presence or absence of rotation abnormality according to the degree of variation in the plurality of detection cycles obtained by the detection without comparing with the reference cycle. For example, the control unit 161 may determine that the rotation is abnormal when the standard deviation of the detection cycle is equal to or greater than the threshold value. Further, as another example, the control unit 161 may determine the presence or absence of rotation abnormality based on the disturbance of the waveform in each cycle.
制御部１６１は、第２の条件を満たす場合、すなわち回転異常があると判定した場合には（ステップＳ１１０でＹＥＳ）、処理をステップＳ１１４へ進める。また、制御部１６１は、第２の条件を満たさない場合、すなわち回転異常がないと判定した場合には（ステップＳ１１０でＮＯ）、処理をステップＳ１１２へ進める。ステップＳ１１２において、制御部１６１は、空調運転が終了したか否かを判定する。制御部１６１は、空調運転が終了した場合には（ステップＳ１１２でＹＥＳ）、処理を終了する。制御部１６１は、空調運転が終了していない場合には（ステップＳ１１２でＮＯ）、処理をステップＳ１１０へ進める。すなわち、安定ステージにおいては、制御部１６１は、ステップＳ１１０の処理を繰り返し行うことで、異常を検出する。 When the second condition is satisfied, that is, when it is determined that there is a rotation abnormality (YES in step S110), the control unit 161 proceeds to the process in step S114. Further, when the control unit 161 does not satisfy the second condition, that is, when it is determined that there is no rotation abnormality (NO in step S110), the control unit 161 proceeds to the process in step S112. In step S112, the control unit 161 determines whether or not the air conditioning operation is completed. When the air conditioning operation is completed (YES in step S112), the control unit 161 ends the process. If the air conditioning operation is not completed (NO in step S112), the control unit 161 proceeds to the process in step S110. That is, in the stable stage, the control unit 161 detects an abnormality by repeating the process of step S110.
また、本実施形態の制御部１６１は、空気調和システム１の室外機１０の設置直後に、予め設定された初期運転を行う。そして、制御部１６１は、この初期運転の際に、起動ステージ及び安定ステージにおける回転速度を計測し、これらに基づいて、プロファイルを作成し、これを記憶部１６２に格納するものとする。さらに、制御部１６１は、初期運転の安定ステージにおいて、検出周期を計測し、これを基準周期として記憶部１６２に格納するものとする。このように、制御部１６１は、初期運転時にプロファイル及び基準周期を自動的に設定することができる。 Further, the control unit 161 of the present embodiment performs a preset initial operation immediately after the installation of the outdoor unit 10 of the air conditioning system 1. Then, the control unit 161 measures the rotation speeds in the start-up stage and the stable stage at the time of this initial operation, creates a profile based on these, and stores this in the storage unit 162. Further, the control unit 161 measures the detection cycle in the stable stage of the initial operation, and stores the detection cycle in the storage unit 162 as a reference cycle. In this way, the control unit 161 can automatically set the profile and the reference cycle at the time of initial operation.
以上のように、本実施形態の空気調和システム１の室外機１０は、磁性部材２０１と、磁気センサ２０２と、の簡単な構成により、ファン１３１の振動を検出することで、ファン１３１の異常を検出することができる。 As described above, the outdoor unit 10 of the air conditioning system 1 of the present embodiment detects the vibration of the fan 131 by the simple configuration of the magnetic member 201 and the magnetic sensor 202, thereby detecting the abnormality of the fan 131. Can be detected.
加速度センサを用いてファンの振動を検出する従来技術があるが、磁性部材２０１及び磁気センサ２０２は、加速度センサに比べて安価なので、本実施形態によれば、加速度センサを用いた構成に比べてコストを低く抑えることができる。また、加速度センサにおいては、低周波数の信号だけでなく、比較的高い周波数の信号まで検出する。このため、振動を検出するためには、フィルタが必要になる。これに対し、本実施形態の磁性部材２０１と磁気センサ２０２の構成によれば、６００ｒｐｍ程度の比較的低い周波数の信号のみを検出することができる。すなわち、本実施形態の室外機１０は、加速度センサを用いた従来技術に比べて、より簡単な構成により、送風機の回転体の異常を検出することができる。また、磁性部材２０１は、バランスウエイトとしての機能も備える。すなわち、既存のファン１３１に対し、容易に磁性部材２０１を設けることができる。 There is a conventional technique for detecting the vibration of a fan by using an acceleration sensor, but since the magnetic member 201 and the magnetic sensor 202 are cheaper than the acceleration sensor, according to the present embodiment, as compared with the configuration using the acceleration sensor. The cost can be kept low. Further, the acceleration sensor detects not only low frequency signals but also relatively high frequency signals. Therefore, a filter is required to detect vibration. On the other hand, according to the configuration of the magnetic member 201 and the magnetic sensor 202 of the present embodiment, it is possible to detect only a signal having a relatively low frequency of about 600 rpm. That is, the outdoor unit 10 of the present embodiment can detect an abnormality in the rotating body of the blower with a simpler configuration as compared with the conventional technique using the acceleration sensor. The magnetic member 201 also has a function as a balance weight. That is, the magnetic member 201 can be easily provided on the existing fan 131.
第１の実施形態の第１の変形例について説明する。磁性部材２０１は、第１の軸部１３１ａに配置されればよく、バランスウエイトに限定されるものではない。他の例としては、第１の軸部１３１ａの、ファン１３１の回転方向における所定位置に磁性材料を塗布することにより、磁性部材２０１を配置してもよい。また、他の例としては、第１の軸部１３１ａのうち磁性部材２０１の部分を切り欠きとして成形し、切り欠き部に対応した磁性材料を射出成型することにより、磁性部材２０１を配置してもよい。また、他の例としては、図７に示すように、磁性部材２０１は、第１の軸部１３１ａの補強用の金属ボス１３５の内側に配置されてもよい。この場合も、組み立て工程を変更することなく、磁性部材２０１を配置することができる。また、金属ボス１３５の内側に磁性部材２０１を設けることで、磁気センサ２０２を第１の軸部１３１ａの内側に配置することができるので、磁気センサ２０２に氷などの異物がぶつかり破損する可能性を低減することができる。 A first modification of the first embodiment will be described. The magnetic member 201 may be arranged on the first shaft portion 131a, and is not limited to the balance weight. As another example, the magnetic member 201 may be arranged by applying a magnetic material to a predetermined position of the first shaft portion 131a in the rotation direction of the fan 131. Further, as another example, the magnetic member 201 is arranged by molding the portion of the magnetic member 201 of the first shaft portion 131a as a notch and injection molding the magnetic material corresponding to the notch. May be good. Further, as another example, as shown in FIG. 7, the magnetic member 201 may be arranged inside the metal boss 135 for reinforcing the first shaft portion 131a. Also in this case, the magnetic member 201 can be arranged without changing the assembly process. Further, by providing the magnetic member 201 inside the metal boss 135, the magnetic sensor 202 can be arranged inside the first shaft portion 131a, so that the magnetic sensor 202 may be damaged by foreign matter such as ice. Can be reduced.
また、第２の変形例としては、図８に示すように、第１の軸部１３１ａの回転方向において、全面に渡って、複数の磁性部材２０１をＮ極、Ｓ極、Ｎ極、というように交互に配置してもよい。これにより、より高精度に回転異常を検出することができる。 Further, as a second modification, as shown in FIG. 8, a plurality of magnetic members 201 are N poles, S poles, and N poles over the entire surface in the rotation direction of the first shaft portion 131a. They may be arranged alternately. This makes it possible to detect rotation abnormalities with higher accuracy.
また、第３の変形例としては、室外機１０は、水平方向の磁気を検出してもよい。図９は、第３の変形例に係る磁性部材２０１と、磁気センサ２０２の構成例を示す図である。ファン１３１の第１の軸部１３１ａから下に伸びる第２の軸部１３１ｂに磁性部材２０１が設けられている。磁気センサ２０２は、磁性部材２０１から水平方向に所定距離だけ離れた位置に配置される。この場合にも、ファン１３１の振動に起因し、ファン１３１の回転に応じて、磁気センサ２０２と磁性部材２０１の距離がわずかにずれる。磁気センサ２０２は、この距離のずれに起因した磁場を検出することができる。そこで、この場合も、制御部１６１は、磁場に応じてファン１３１の異常を検出することができる。このように、制御部１６１は、垂直方向の距離変化及び水平方向の距離変化の少なくとも一方に基づいて、ファン１３１の異常を検出すればよい。 Further, as a third modification, the outdoor unit 10 may detect magnetism in the horizontal direction. FIG. 9 is a diagram showing a configuration example of the magnetic member 201 and the magnetic sensor 202 according to the third modification. A magnetic member 201 is provided on a second shaft portion 131b extending downward from the first shaft portion 131a of the fan 131. The magnetic sensor 202 is arranged at a position separated by a predetermined distance in the horizontal direction from the magnetic member 201. Also in this case, due to the vibration of the fan 131, the distance between the magnetic sensor 202 and the magnetic member 201 slightly deviates according to the rotation of the fan 131. The magnetic sensor 202 can detect the magnetic field caused by this difference in distance. Therefore, also in this case, the control unit 161 can detect the abnormality of the fan 131 according to the magnetic field. In this way, the control unit 161 may detect the abnormality of the fan 131 based on at least one of the vertical distance change and the horizontal distance change.
また、第４の変形例としては、図４を参照しつつ説明した異常検出処理の主体は、室外機１０の制御部１６１に限定されるものではない。他の例としては、不図示の室内機の制御部が異常検出処理を実行してもよい。また、複数の室外機や複数の空気調和装置を管理する集中管理装置により室外機１０が管理されている場合には、集中管理装置が異常検出処理を実行する空気調和システムとして構成されてもよい。 Further, as a fourth modification, the main body of the abnormality detection process described with reference to FIG. 4 is not limited to the control unit 161 of the outdoor unit 10. As another example, the control unit of the indoor unit (not shown) may execute the abnormality detection process. Further, when the outdoor unit 10 is managed by a centralized management device that manages a plurality of outdoor units and a plurality of air conditioning devices, the centralized management device may be configured as an air conditioning system that executes abnormality detection processing. ..
（第２の実施形態）
図１０は、第２の実施形態に係る異常検出システム３０を示す図である。ここでは、異常検出システム３０について、第１の実施形態に係る空気調和システム１と異なる点を主に説明する。異常検出システム３０は、図４を参照しつつ説明した異常検出処理を実行する制御装置３００と、磁性部材３１１と、磁場センサ３１２とを備えていえる。異常検出システム３０は、既存の、例えばすでに所定の空間に設置された空気調和装置４における回転体４１０の異常を検出する。図１６に示す空気調和装置４は、回転体４１０としてのファンを備えた室外機と、制御品箱４６０と、冷凍サイクル４７０と、リモコン４８０と、不図示の室内機と、を備えている。
(Second Embodiment)
FIG. 10 is a diagram showing an abnormality detection system 30 according to the second embodiment. Here, the abnormality detection system 30 will be mainly described as being different from the air conditioning system 1 according to the first embodiment. The abnormality detection system 30 can be said to include a control device 300 that executes the abnormality detection process described with reference to FIG. 4, a magnetic member 311 and a magnetic field sensor 312. The abnormality detection system 30 detects an abnormality of the rotating body 410 in the existing air conditioner 4, for example, which is already installed in a predetermined space. The air conditioner 4 shown in FIG. 16 includes an outdoor unit having a fan as a rotating body 410, a control product box 460, a refrigerating cycle 470, a remote controller 480, and an indoor unit (not shown).
管理者等が磁性部材３１１を既存の空気調和装置４の回転体４１０に設置し、さらに、対応する位置に磁場センサ３１２を設置する。制御装置３００は、図２を参照しつつ説明した制御品箱１６０と同様に、制御部３０１と、記憶部３０２と、通信部３０３とを備えている。通信部３０３は、空気調和装置４の制御品箱４６０と通信可能に接続される。制御部３０１は、磁場センサ３１２により検出された、磁性部材３１１との距離に応じた電圧の時間変化に応じて、回転体４１０の異常を検出する。通信部３０３は、異常が検出された場合に、異常が検出された旨の通知情報を空気調和装置４、すなわち制御品箱４６０に送信する。ここで、通信部３０３は、通知情報を出力する出力部の一例である。制御品箱４６０の不図示の制御部は、異常検出システム３０から通知情報を受信すると、通知情報をリモコン４８０の表示部４８１に表示する。このように、異常検出システム３０を、既存の空気調和装置４に設置することにより、既存の空気調和装置４についても、異常検出を行うことができる。 The administrator or the like installs the magnetic member 311 on the rotating body 410 of the existing air conditioner 4, and further installs the magnetic field sensor 312 at the corresponding position. The control device 300 includes a control unit 301, a storage unit 302, and a communication unit 303, similarly to the control product box 160 described with reference to FIG. The communication unit 303 is communicably connected to the control product box 460 of the air conditioner 4. The control unit 301 detects an abnormality in the rotating body 410 according to a time change of the voltage according to the distance to the magnetic member 311 detected by the magnetic field sensor 312. When an abnormality is detected, the communication unit 303 transmits notification information indicating that the abnormality has been detected to the air conditioner 4, that is, the control product box 460. Here, the communication unit 303 is an example of an output unit that outputs notification information. Upon receiving the notification information from the abnormality detection system 30, the control unit (not shown) of the control product box 460 displays the notification information on the display unit 481 of the remote controller 480. In this way, by installing the abnormality detection system 30 in the existing air conditioner 4, it is possible to detect the abnormality in the existing air conditioner 4 as well.
なお、通知情報の出力先は、実施形態に限定されるものではない。他の例としては、異常検出システム３０は、空気調和装置４の表示部４８１と別に表示部を備え、制御部３０１は、表示部に通知情報を表示してもよい。また、異常検出システム３０は、スピーカを備え、制御部３０１は、スピーカに通知情報に対応した警報音を出力させてもよい。また、他の例としては、異常検出システム３０は、集中管理装置に通知情報を送信してもよい。 The output destination of the notification information is not limited to the embodiment. As another example, the abnormality detection system 30 may include a display unit separate from the display unit 481 of the air conditioner 4, and the control unit 301 may display notification information on the display unit. Further, the abnormality detection system 30 may include a speaker, and the control unit 301 may cause the speaker to output an alarm sound corresponding to the notification information. Further, as another example, the abnormality detection system 30 may transmit notification information to the centralized management device.
（第３の実施形態）
図１１は、第３の実施形態に係る空気調和装置５の室内機５０の概略図である。図１１（ａ）は、室内機５０の正面の概略図である。ここでは、空気調和装置５について、第１の実施形態に係る空気調和システム１と異なる点を主に説明する。室内機５０は、筐体５０１内に、熱交換器５０２と、送風機５０３と、モータ５０４と、を備えている。図１１（ｂ）は、送風機５０３の側面の概略図である。送風機５０３は、ファンランナと、ファンランナを覆うケーシングとを含んでいる。送風機５０３と、モータ５０４の間には、送風機側プーリ５０５と、モータ側プーリ５０６が設けられている。送風機側プーリ５０５とモータ側プーリ５０６に掛けられたベルト５０７を介して、モータ５０４の電力が送風機５０３へ伝達される。また、熱交換器５０２の側面には、液側冷媒配管５０８と、ガス側冷媒配管５０９が配されている。また、空気吸い込み口５１０は、正面下側に配され、空気吹き出し口５１１は、正面上側に配されている。
(Third Embodiment)
FIG. 11 is a schematic view of the indoor unit 50 of the air conditioner 5 according to the third embodiment. FIG. 11A is a schematic view of the front of the indoor unit 50. Here, the difference between the air conditioning device 5 and the air conditioning system 1 according to the first embodiment will be mainly described. The indoor unit 50 includes a heat exchanger 502, a blower 503, and a motor 504 in a housing 501. FIG. 11B is a schematic view of the side surface of the blower 503. The blower 503 includes a fan runner and a casing that covers the fan runner. A blower side pulley 505 and a motor side pulley 506 are provided between the blower 503 and the motor 504. The electric power of the motor 504 is transmitted to the blower 503 via the belt 507 hung on the blower side pulley 505 and the motor side pulley 506. Further, on the side surface of the heat exchanger 502, a liquid side refrigerant pipe 508 and a gas side refrigerant pipe 509 are arranged. Further, the air suction port 510 is arranged on the lower front side, and the air outlet 511 is arranged on the upper front side.
第３の実施形態においては、送風機側プーリ５０５に磁性部材５２１が配置されている。さらに、磁性部材５２１に対向する位置に磁場センサ５２２が配置されている。本実施形態においては、室内機５０の制御装置５３０が異常検出処理を行う。なお、制御装置５３０の構成は、制御品箱１６０の構成と同様である。以上のように、第３の実施形態に係る空気調和装置５においては、室内機５０における送風機５０３の異常を検出することができる。 In the third embodiment, the magnetic member 521 is arranged on the blower side pulley 505. Further, the magnetic field sensor 522 is arranged at a position facing the magnetic member 521. In the present embodiment, the control device 530 of the indoor unit 50 performs the abnormality detection process. The configuration of the control device 530 is the same as that of the control product box 160. As described above, in the air conditioner 5 according to the third embodiment, the abnormality of the blower 503 in the indoor unit 50 can be detected.
また、既存の室内機の送風機の異常を検出するために、第２の実施形態において説明したような異常検出装置を室内機に設置してもよい。 Further, in order to detect an abnormality in the blower of the existing indoor unit, an abnormality detection device as described in the second embodiment may be installed in the indoor unit.
また、上記実施形態においては、回転体との距離を検出するための距離検出部として、磁場センサを用いる場合を例に説明したが、距離検出部は、磁場センサに限定されるものではない。距離検出部の他の例としては、レーザ変位計、物理的な接触を検出するスイッチ、スリットＬＥＤとフォトダイオードの組み合わせ等があげられる。 Further, in the above embodiment, the case where the magnetic field sensor is used as the distance detecting unit for detecting the distance to the rotating body has been described as an example, but the distance detecting unit is not limited to the magnetic field sensor. Other examples of the distance detection unit include a laser displacement meter, a switch for detecting physical contact, a combination of a slit LED and a photodiode, and the like.
また、異常検出処理における異常検出の対象は、空気調和装置の送風機の回転体であればよく、上記実施形態に限定されるものではない。他の例としては、空気調和装置は、シロッコファンを対象として、異常検出を行ってもよい。 Further, the target of abnormality detection in the abnormality detection process may be a rotating body of a blower of an air conditioner, and is not limited to the above embodiment. As another example, the air conditioner may perform anomaly detection on a sirocco fan.
なお、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、例えばある実施形態の変形例を他の実施形態に適用するなど、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 The present invention is not limited to the specific embodiment, and is within the scope of the gist of the present invention described in the claims, for example, by applying a modified example of one embodiment to another embodiment. In, various modifications and changes are possible.
１、４ 空気調和システム
２ 室内機
３ 異常検出システム
１０ 室外機
１３１ ファン
１３１ａ 第１の軸部
１３１ｂ 第２の軸部
１３３ モータ
２０１ 磁性部材
２０２ 磁場センサ
２０３ センサ支持部材
1, 4 Air conditioning system 2 Indoor unit 3 Abnormality detection system 10 Outdoor unit 131 Fan 131a First shaft 131b Second shaft 133 Motor 201 Magnetic member 202 Magnetometer 203 Sensor support member
Claims (16)
前記距離の時間変化に応じて、前記回転体の異常を検出する制御部と
を有する空気調和システム。 A distance detection unit that detects the distance from a predetermined position of the rotating body while the rotating body of the blower is rotating, and a distance detecting unit.
An air conditioning system including a control unit that detects an abnormality of the rotating body according to a time change of the distance.
前記制御部は、前記所定位置との前記距離の変化の周期に基づいて、前記回転体の前記異常を検出する請求項１又は２に記載の空気調和システム。 The distance detection unit detects the distance from the predetermined position in the rotation direction of the rotating body, and detects the distance.
The air conditioning system according to claim 1 or 2, wherein the control unit detects the abnormality of the rotating body based on the cycle of change of the distance from the predetermined position.
前記距離検出部は、前記磁性部材の磁気を検出する磁気センサである請求項１乃至４の何れか１項に記載の空気調和システム。 Further having a magnetic member arranged on the rotating body,
The air conditioning system according to any one of claims 1 to 4, wherein the distance detecting unit is a magnetic sensor that detects the magnetism of the magnetic member.
前記距離の時間変化に応じて、前記回転体の異常を検出する制御部と
を有する異常検出システム。 A distance detection unit that detects the distance from a predetermined position of the rotating body while the rotating body of the blower of the air conditioner is rotating, and
An abnormality detection system including a control unit that detects an abnormality of the rotating body according to a time change of the distance.
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