JP6425803B2 - 熱搬送装置監視装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は熱搬送装置の運転状態を監視する熱搬送装置監視装置等に係るものである。特に運転状態の異常を検知する装置に関するものである。

従来、空気調和装置の異常を検知するシステムについて多くの提案がされており、運転不可能となる状態となる前に異常を検知できるように日々開発がなされている。こうした異常検知システムの中には、異常を検知するために空気調和装置等の過去の運転状態のデータである運転データを利用するものがある（たとえば、特許文献１参照）。

特開平１０−２３８９２０号公報（図４）

たとえば、特許文献１のシステムは、過去の運転データを利用して、ショーケース、冷蔵庫等の異常を検知する。システムが有する運転状態管理装置は、吐出空気温度と設定温度との偏差に関する運転データによって機器の管理を行う。運転状態管理装置では、機器の吐出空気温度と設定温度との偏差に関する運転データを、運転条件毎に分類して保存し、記録する。そして、運転状態管理装置は、現在の吐出空気温度と設定温度との偏差に関する運転データと同一の運転条件におけるデータベース内の過去の運転データとを比較することにより、運転状態を評価する。

しかしながら、たとえばスーパーの増築等により、冷凍機、ショーケース等を増設した場合には、機器の運転状態が変化する。このため、特許文献１のようなシステムでは、過去に記録した運転データから、増設後の機器の運転データが正常であるかの判断ができない。

本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、熱搬送装置を構成する機器である構成機器を新しい仕様の構成機器に変更しても、過去の運転データを利用して異常の検知を行うことができる熱搬送装置監視装置等を得ることを目的とする。

本発明に係る熱搬送装置監視装置は、熱を搬送する熱媒体を加圧して熱媒体回路を循環させるポンプおよび熱媒体を加熱する熱源ユニットを少なくとも構成機器として有する熱搬送装置の監視装置であって、熱搬送装置から送られた、熱搬送装置の運転状態を示す運転データを受信する通信部と、運転データを記録する記録装置と、熱搬送装置が有する構成機器に変更があると、通信部が受信した構成機器変更後の運転データにより、記録装置に記録された構成機器変更前の運転データを補正する補正演算部と、補正した運転データに基づいて熱搬送装置の異常検知を行う監視制御部とを備えるものである。

本発明においては、構成機器を変更した後の運転データと記録装置に記録した運転データとを比較し、記録装置に記録した運転データを補正するようにしたので、記録した運転データを引き続き利用して熱搬送装置の異常検知等が可能な熱搬送装置監視装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１に係る熱搬送装置監視装置１１０を中心とする熱搬送装置監視システム１００のシステム構成を表す図。 本発明の実施の形態１に係る監視処理装置１０４の構成を表すブロック図。 本発明の実施の形態１に係る記録装置１０５の構成を示すブロック図。 本発明の実施の形態１に係る熱搬送装置１０１の構成を示す図。 本発明の実施の形態１に係る熱源ユニット５１の構成を示す図。 本発明の実施の形態１に係る異常検知等に係る処理の流れを表す図。 本発明の実施の形態１に係る異常検知モードと検知方法との関係を示す図。 本発明の実施の形態１に係る特徴量および変化項目における定常指標データと監視データとの関係の一例を示す図。 本発明の実施の形態１に係る特徴量のデータの補正に関する処理の流れを示す図。 本発明の実施の形態２に係る熱搬送装置１３１の構成を示す図。 本発明の実施の形態２に係る熱源ユニット８０の構成を示す図。 本発明の実施の形態２に係る異常検知モードと検知方法との関係を示す図。

以下、本発明の実施の形態に係る空気調和装置について図面等を参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一またはこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表されている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。また、添字で区別等している複数の同種の機器等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合がある。そして、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。そして、温度、圧力等の高低については、特に絶対的な値との関係で高低等が定まっているものではなく、各システム、各装置等における状態、動作等において相対的に定まるものとする。

実施の形態１．
＜機器構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る熱搬送装置監視装置１１０を中心とする熱搬送装置監視システム１００のシステム構成を表す図である。図１に基づいて、実施の形態１の熱搬送装置監視システム１００の構成について説明する。本実施の形態の熱搬送装置監視システム１００は、熱搬送装置１０１を監視して異常判定処理を行う熱搬送装置監視装置１１０を有する。そして、熱搬送装置監視システム１００は、熱搬送装置１０１の制御等を行うローカルコントローラ１０２を有している。

ローカルコントローラ１０２は、熱搬送装置１０１を制御等する。熱搬送装置１０１およびローカルコントローラ１０２は、ビル、マンション、商業施設等の物件１０７に設置される。

また、熱搬送装置監視システム１００は、遠隔管理センター１０６内に監視処理装置１０４と記録装置１０５とを備える熱搬送装置監視装置１１０を有している。監視処理装置１０４は、前述した各ローカルコントローラ１０２と電気通信回線１０３を介して通信可能に接続され、各種データを含む信号の送受を行うことができる。本実施の形態における監視処理装置１０４は、ローカルコントローラ１０２から送られる信号中のデータから、異常判定、記録装置１０５へのデータ記録等の処理を行う。記録装置１０５は、監視処理装置１０４と通信可能に接続されている。記録装置１０５は、監視処理装置１０４から送られる信号中のデータを記録する。また、監視処理装置１０４が処理を行うために必要な運転データを信号に含めて送る。

ローカルコントローラ１０２は、直接または専用アダプタを介して、対応する熱搬送装置１０１に通信可能に接続され、熱搬送装置１０１との間で通信を行うことができる。また、ローカルコントローラ１０２は、電気通信回線１０３を介して、監視処理装置１０４とも接続されており、通信を行うことができる。ローカルコントローラ１０２は、熱搬送装置１０１から定期的に送られる熱搬送装置１０１の運転に関するデータである運転データに基づいて、熱搬送装置１０１に指示を送って熱搬送装置１０１を制御する。また、ローカルコントローラ１０２は、熱搬送装置１０１からの運転データを、所定期間分（たとえば１日分）記録しておき、監視処理装置１０４に定期的に送信する。

図２は、本発明の実施の形態１に係る監視処理装置１０４の構成を表すブロック図である。本実施の形態の監視処理装置１０４は、補正演算部１２０、監視制御部１２１、通信部１２２、表示部１２３および記憶部１２４を有している。補正演算部１２０は、たとえば指標データの平均値算出等、監視制御部１２１が処理を行う際に必要となる演算を行う。本実施の形態においては、熱搬送装置１０１が有する構成機器に変更があった場合に、構成機器変更後の運転データにより、記録装置１０５に記録された構成機器変更前の運転データを補正する。監視制御部は、本実施の形態においては、たとえばローカルコントローラ１０２への運転に係るデータの指示、異常検知モードの選定、異常判定等、監視処理装置１０４が実行する動作の調整を行う。

通信部１２２は、電気通信回線１０３を介してローカルコントローラ１０２から送られる運転データを含む信号を取得する。また、記録装置１０５が記録する過去の運転データを受信し、ローカルコントローラ１０２より取得した運転データを記録装置１０５に送る。ここで、本実施の形態では、後述するように、通信部１２２は、監視制御部１２１が記録するものと判断した運転データを記録装置１０５に送るものとする。表示部１２３は、たとえば監視制御部１２１が行った処理結果を表示する。本実施の形態では、異常判定処理における判定結果を表示する。記憶部１２４は、ローカルコントローラ１０２から送られた運転データ等、監視処理装置１０４が処理を行うのに必要なデータを記憶する。

ここで、たとえば本実施の形態における監視処理装置１０４の補正演算部１２０、監視制御部１２１等の各部を、たとえばそれぞれ異なるハードウェアで装置構成することができる。ここでは、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｓｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）のような演算制御手段（コンピュータ）で構成する一方、その処理手順をあらかじめプログラム化し、ソフトウェア、ファームウェア等で構成することもできる。演算制御手段がそのプログラムを実行し、そのプログラムに基づく処理を行い、上記の各処理部が行う処理を実現する。これらのプログラムのデータはたとえば記憶部１２４に記憶するようにしてもよい。

図３は、本発明の実施の形態１に係る記録装置１０５の構成を示すブロック図である。記憶装置１５０は、通信部１４０（１４０ａ、１４０ｂ）および記憶部１４１（１４１ａ、１４１ｂ）を有している。通信部１４０は、監視処理装置１０４との間で運転データを含む信号の通信を行う。また、記憶部１４１は、監視処理装置１０４からの運転データを記憶する（格納する）。また、監視処理装置１０４が処理を行うために必要となる運転データを監視処理装置１０４に送る。

図４は、本発明の実施の形態１に係る熱搬送装置１０１の構成を示す図である。本実施の形態の熱搬送装置１０１は、熱を搬送する媒体（熱媒体）として水を利用し、たとえば浴室、洗面所、台所等に構成機器などが設置される給湯装置であるものとする。熱搬送装置１０１は、熱源ユニット５１、給水槽５２、貯湯タンク６０、給水ポンプ５３、出湯ポンプ６１、出湯端６３ａ〜６３ｃ、保温加熱側ポンプ６５、保温熱交換器６７、保温負荷側ポンプ６９および浴槽７１を配管で接続した構成である。本実施の形態の熱搬送装置１０１では各配管に湯水が流れる。

熱源ユニット５１は蒸気圧縮式のヒートポンプ装置を有している。熱源ユニット５１の構成については後述する。また、熱源ユニット５１（貯湯タンク６０）側に水を供給する給水槽５２は満液式である。たとえば、給水ポンプ５３が駆動して出湯等により減った分の水を給水槽５２側から貯湯タンク６０に供給すると、配管５５−２から市水が給水槽５２に供給される。貯湯タンク６０は、たとえば熱源ユニット５１が加熱した湯水をためるものであり、開放式のタンクである。そして、出湯端６３（６３ａ〜６３ｃ）は、たとえば、シャワー、カラン（蛇口）等の出湯用の機器である。

給水ポンプ５３は、給水槽５２の水を貯湯タンク６０側に供給する。入水点５４は、熱源ユニット５１と配管５６との接続点である。配管５５−１は、給水槽５２と給水ポンプ５３とを接続する配管である。また、配管５５−２は、給水槽５２に市水を供給するための配管である。そして、配管５６は、熱源ユニット５１と給水ポンプ５３とを接続する配管である。

配管５９−１は、貯湯タンク６０側から熱源ユニット５１側に流れる湯水が通過する配管である。保温点５８は、熱源ユニット５１と配管５９−１との接続点である。また、配管５９−２は、熱源ユニット５１側から貯湯タンク６０側に流れる湯水が通過する配管である。出湯点５７は、熱源ユニット５１と配管５９−２との接続点である。

配管６２−１および配管６２−２は、貯湯タンク６０、出湯ポンプ６１および出湯端６３を接続し、貯湯タンク６０と出湯端６３との間の湯水の循環経路を形成する。そして、出湯ポンプ６１は、貯湯タンク６０と出湯端６３との間で湯水を循環させるために駆動するポンプである。

また、配管６４、配管６６および配管６８は、貯湯タンク６０、保温加熱側ポンプ６５および保温熱交換器６７を接続し、貯湯タンク６０と保温熱交換器６７との間の湯水の循環経路を形成する。保温加熱側ポンプ６５は、貯湯タンク６０と保温熱交換器６７との間で湯水を循環させるためのポンプである。ここで、本実施の形態の保温加熱側ポンプ６５は、保温加熱側ポンプ６５ａおよび６５ｂを並列接続して構成しており、故障等により保温加熱側ポンプ６５の機能が停止してしまわないようにしている。このため、保温加熱側ポンプ６５ａまたは６５ｂのいずれか一方のポンプが故障しても、他方のポンプを駆動して保温加熱側ポンプ６５の機能を維持することができる。

そして、配管６８、配管７０および配管７２は、保温熱交換器６７、保温負荷側ポンプ６９および浴槽７１を接続し、保温熱交換器６７と浴槽７１との間の湯水の循環経路を形成する。保温負荷側ポンプ６９は、保温熱交換器６７と浴槽７１との間で湯水を循環させるためのポンプである。本実施の形態の保温負荷側ポンプ６９は、保温負荷側ポンプ６９ａおよび６９ｂを並列接続して構成している。このため、故障等により保温負荷側ポンプ６９の機能が停止してしまわないようにしている。

また、熱搬送装置１０１は、保温熱交換器６７と保温加熱側ポンプ６５の間に水温センサ２０１を設置している。また、保温熱交換器６７と貯湯タンク６０の間に水温センサ２０２を設置している。また、保温熱交換器６７と保温負荷側ポンプ６９の間に水温センサ２０３を設置している。また、保温熱交換器６７と浴槽７１の間に水温センサ２０４を設置している。また、貯湯タンク６０と出湯ポンプ６１の間に水温センサ２０６（貯湯タンクよりの位置）、貯湯タンク６０と出湯端６３ｃの間に水温センサ２０５（貯湯タンク６０よりの位置）を設置している。また、貯湯タンク６０の壁面に水温センサ２１４を設置している。そして、浴槽７１内に水温センサ２１５を設置している。

また、システム制御装置１０９は、熱搬送装置１０１の出湯運転（出湯ＯＮ／ＯＦＦ）保温運転（保温ＯＮ／ＯＦＦ）の制御を行う。

図５は、本発明の実施の形態１に係る熱源ユニット５１の構成を示す図である。熱源ユニット５１は蒸気圧縮式にて冷媒を循環させる冷凍サイクル運転を行うヒートポンプ装置を有している。ヒートポンプ装置は、貯湯タンク６０に貯める湯水を加熱する（加熱運転）ことができる。

熱源ユニット５１は、圧縮機１、水熱交換器２、減圧機構３、空気熱交換器４および熱源水ポンプ５を有している。圧縮機１、水熱交換器２、減圧機構３および空気熱交換器４を配管接続して、冷媒回路（ヒートポンプ回路）を構成する。圧縮機１は、冷媒を吸入、圧縮して高温高圧の状態にして吐出するものである。本実施の形態の圧縮機１は、たとえばインバータ装置等を有し、回転数（駆動周波数）を制御可能として、圧縮機１の容量（単位時間あたりの冷媒を送り出す量）を細かく変化させることができるタイプのものである。水熱交換器２は、たとえば二重管式の熱交換器等で構成される。水熱交換器２は、凝縮器として機能し、湯水と冷媒とを熱交換して冷媒を凝縮（放熱）させるとともに湯水を加熱する。減圧機構３は、水熱交換器２を通過する冷媒量および冷媒圧力を調整する。空気熱交換器４は、たとえば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。空気熱交換器４は、蒸発器として機能し、たとえば室外の空気と冷媒とを熱交換して冷媒を蒸発させ、気化させる。本実施の形態の熱源水ポンプ５は、たとえばインバータ装置等を有し、回転数（駆動周波数）を制御可能として、熱源水ポンプ５の容量を変化させることができる。熱源水ポンプ５は、保温点５８から流入した貯湯タンク６０の湯水および入水点５４から流入した水の少なくとも一方を水熱交換器２に流入させ、水熱交換器２を通過した湯水を出湯点５７および配管５９−２を介して貯湯タンク６０に送る流れを形成する。

また、熱源ユニット５１は温度センサ２１０、水温センサ２１１および水温センサ２１２並びに外気温度センサ２１３を有している。温度センサ２１０は、圧縮機１の吐出側配管に取り付けられ、冷媒温度（吐出冷媒温度）を計測する。また、外気温度センサ２１３は、空気熱交換器４の空気吸込口に取り付けられ、外気温度を計測する。また、水温センサ２１１は、水熱交換器２の水流入口側に取り付けられ、水熱交換器２に流入する湯水の温度を計測する。水温センサ２１２は、水熱交換器２の水流出口側に取り付けられ、水熱交換器２から流出する湯水の温度を計測する。

また、熱源ユニット５１は、熱源ユニット５１の運転状態を制御する制御装置１０８を有している。制御装置１０８は、システム制御装置１０９からの指示に基づいて、冷媒回路および熱源水ポンプ５を制御し、貯湯タンク６０に所定温度の湯水を供給する。

＜熱搬送装置１０１の運転モード＞
熱搬送装置１０１は、出湯運転モードと保温運転モードとによる運転を行うことができる。出湯運転モードは、たとえば、システム制御装置１０９が、貯湯タンク６０中の湯水が出湯等により減って、所定水位以下となったことを水位センサ（図示せず）等の検出によって判断すると開始指令を行う運転モードである。また、保温運転モードは、システム制御装置１０９が、貯湯タンク６０の水温が所定温度以下となったことを、水温センサ２１４の検出によって判断すると開始指令を行う運転モードである。ここで、出湯運転モードまたは保温運転モードでない場合（停止時）は、給水ポンプ５３と熱源水ポンプ５とを停止させる。

まず、出湯運転モードについて説明する。出湯運転モードでの運転開始とともに、給水ポンプ５３が駆動を開始する。熱源ユニット５１は後述する加熱運転モードで運転を行う。給水槽５２より流出した水は配管５５−１、給水ポンプ５３、配管５６、入水点５４を通過して熱源ユニット５１に流入する。熱源ユニット５１は、流入した水を、設定温度（たとえば６５℃）に加熱して出湯点５７から流出させる。流出した湯水は配管５９−２を通って貯湯タンク６０に流入する。到達し、貯湯タンク６０においては湯量が増加する。貯湯タンク６０の湯水の量が所定量以上となったものと判断すると、システム制御装置１０９は、出湯運転モードでの運転を終了させる。

次に、保温運転モードについて説明する。保温運転モードにおいては、給水槽５２から水は供給しない。そして、熱源ユニット５１は後述する加熱運転モードで運転を行う。貯湯タンク６０より流出した湯水は配管５９−１、保温点５８を通過して熱源ユニット５１に流入する。そして、熱源ユニット５１は湯水を加熱して出湯点５７から流出させる。加熱されて流出した湯水は、配管５９−２を通って貯湯タンク６０に流入する。貯湯タンク６０に流入した湯水によって、貯湯タンク６０内の水温が上昇する。貯湯タンク６０の水温が所定値以上（たとえば５０℃）となったものと判断すると、システム制御装置１０９は、保温運転モードでの運転を終了させる。

＜熱源ユニット５１の加熱運転モード＞
また、熱源ユニット５１は加熱運転モードによる運転を行うことができる。加熱運転モードは、システム制御装置１０９からの要求により行うモードである。圧縮機１から吐出した高温および高圧のガス冷媒は、水熱交換器２に流入する。水熱交換器２に流入した冷媒は、湯水を加熱して高圧液冷媒となる。その後、高圧液冷媒は、減圧機構３にて減圧され低圧二相冷媒となって空気熱交換器４に流入する。そして、空気熱交換器４に流入した低圧二相冷媒は、外気に放熱して低圧ガス冷媒となる。その後、再び圧縮機１に吸入される。

制御装置１０８は、外気温度と水熱交換器２の流入口側の水温とによって圧縮機１の駆動周波数が所定値となるように圧縮機１を制御する。ここで、外気温度は外気温度センサ２１３の検出に係る温度である。水熱交換器２の流入口側の水温は、水温センサ２１１の検出に係る温度である。また、制御装置１０８は、圧縮機１の吐出温度が所定温度となるように減圧機構３を制御する。ここで、圧縮機１の吐出温度は温度センサ２１０の検出に係る温度である。そして、制御装置１０８は、熱搬送装置１０１が出湯運転モードの運転の場合は、水熱交換器２の流出口側の水温が所定温度となるように熱源水ポンプ５を制御する。熱搬送装置１０１が保温運転モードの運転の場合は、熱源水ポンプ５を所定回転数で固定する。ここで、水熱交換器２の流出口側の水温は、水温センサ２１２の検出に係る温度である。

貯湯タンク６０の湯水（熱量）の消費は、主に配管保温動作、浴槽保温動作、出湯動作からなる負荷動作によりなされる。配管保温動作では、２４時間常に所定回転数で出湯ポンプ６１を駆動させる。このため、貯湯タンク６０から配管６２−１へ湯水が流出し、出湯ポンプ６１、配管６２−２を経由して再び貯湯タンク６０へ戻るという流れができ、配管６２−１と配管６２−２とを保温する。配管保温動作を行うことにより、たとえば出湯端６３ａでの出湯時に即座に所定温度の湯水を供給することができる。配管保温動作では、配管６２−１と配管６２−２とにおいて、湯水が放熱することになるため、貯湯タンク６０の水温が低下する。

出湯端６３ａ〜６３ｃから出湯する出湯動作が行われると、貯湯タンク６０の湯水の量が低下する。また、浴槽保温動作は、動作開始（水温センサ２１５の検出温度が所定値以下（たとえば３７℃以下）となったらシステム制御装置１０９にて開始指令）により、保温加熱側ポンプ６５と保温負荷側ポンプ６９の駆動を開始する。そして、貯湯タンク６０から配管６４、保温加熱側ポンプ６５、保温熱交換器６７を通過し、浴槽７１から流出する湯水を加熱する。その後、配管６８を通り、再び貯湯タンク６０に戻る。また、浴槽７１側では、配管６８、保温負荷側ポンプ６９、配管７０、浴槽７１および配管７２を通過し、保温熱交換器６７に到達後、貯湯タンク６０から流出した湯水から吸熱する。システム制御装置１０９は、浴槽水温（水温センサ２１５の検出に係る温度）が所定値以上（たとえば４２℃）であると判断すると、浴槽保温動作を停止する。

以上のような、一連の運転モードまたは負荷動作により、熱搬送装置１０１の運転がなされる。そして、１日の運転データが、システム制御装置１０９からローカルコントローラ１０２へと送られる。

＜異常検知処理＞
図６は、本発明の実施の形態１に係る異常検知等に係る処理の流れを表す図である。図６に基づいて、本実施の形態の熱搬送装置監視装置１１０（監視処理装置１０４）が行う処理について説明する。

Ｓ１にて、１日が終了すると（たとえば２４時（午前零時））、ローカルコントローラ１０２から信号が送られる。監視処理装置１０４の通信部１２２は、送られた信号から熱搬送装置１０１の運転データを得る。ここでは、１日単位で運転データの収集を行うものとするが、これに限定するものではない。

そして、Ｓ２にて、送られた運転データの中から、定常状態の運転データを監視データとして抽出する。監視データであるかどうかの判断は、次のようにして行う。ここで、熱搬送装置１０１において、運転モード（出湯運転または保温運転）および負荷動作（出湯動作、配管保温動作、または浴槽保温動作）に関する変化がない状態が１５分以上続いている状態を定常状態とする。監視制御部１２１は、定常状態にあると判断した運転データを全て抽出して監視データとする。

Ｓ３では、判定を行う異常検知モードを選定する。本実施の形態における異常検知モードは、熱源ユニット加熱能力低下、保温熱交換器汚れ、配管断熱劣化、保温加熱側ポンプ故障とする。また、Ｓ４では記録装置１０５に記録している運転データにおいて、定常状態の運転データを、指標データとして抽出する。

図７は、本発明の実施の形態１に係る異常検知モードと検知方法との関係を示す図である。Ｓ５において、抽出した指標データから、Ｓ３において選定した異常検知モードに合わせた変化項目と特徴量とに関するデータをさらに抽出する。たとえば抽出した指標データには、熱搬送装置１０１において検出されたすべての温度、圧力等の運転データがすべて含まれている。そこで、指標データから、異常検知に必要となる変化項目と特徴量とに関するデータを抽出する。ここで、特徴量とは異常発生に伴って変化するパラメータである。また、変化項目とは異常が発生しなくても変化するパラメータである。異常検知モードによって、特徴量と変化項目とは異なる。

ここで、各異常検知の手順について具体的に説明する。熱源ユニット加熱能力低下については、たとえば熱源ユニット５１の圧縮機１劣化、水熱交換器２の汚れ、空気熱交換器４汚れなどが発生すると熱源ユニット５１の加熱能力が低下し、保温運転時に出口水温に対する入口水温の水温差が低下する。ここで、加熱能力は外気温度によって変わるため、変化項目は外気温度とする。一方、特徴量は熱源ユニット入出口水温差（水温センサ２１２の検出温度から水温センサ２１１の検出温度を差し引いた値）とする。そして、特徴量の水温差の低下から異常検知の判定を行う。ここで、判定に用いる運転データは保温運転中かつ保温運転開始から１５分以上経過した運転データを用いる。

また、保温熱交換器６７が汚れてくると伝熱性能が低下してくる。このため、浴槽保温動作時において、保温熱交換器６７の流入口と流出口とにおける水温差が低下してくる。ここで、保温熱交換器６７流入口と流出口との水温差は、水温センサ２０１の検出温度から水温センサ２０２の検出温度を差し引いた値、または、水温センサ２０４の検出温度から水温センサ２０３の検出温度を差し引いた値となる。保温熱交換器６７の熱交換量は貯湯タンク６０と浴槽７１の水温差により変化するため、変化項目は貯湯タンク６０と浴槽水温差（水温センサ２１４−水温センサ２１５）となる。一方、特徴量は保温熱交換器６７の入出口水温差となる。そこで、特徴量の水温差低下から異常検知を行う。ここで、異常検知判定に用いる運転データは、浴槽７１の保温動作中かつ浴槽保温動作開始から１５分以上経過した運転データを用いる。

配管断熱が劣化すると、配管６２−１、配管６２−２での放熱量が増加し、水温センサ２０５の検出温度が低下する。このため、配管温度差（水温センサ２０６の検出温度から水温センサ２０５の検出温度を差し引いた値）が上昇する。放熱量は外気温度によって変化するため、変化項目は外気温度となる。一方、特徴量は配管温度差となる。異常判定方法は特徴量の水温差上昇に基づいて判定する。判定に用いる運転データは配管保温動作中かつ配管保温動作開始から１５分以上経過した運転データを用いる。実施の形態１では常に配管保温動作であるため、監視データ全てが判定時の状態となる。

そして、たとえば、保温負荷側ポンプ６９ａが故障して湯水を送れなくなると、保温負荷側ポンプ６９ｂのみによる送水となるため、保温熱交入出口水温差が急上昇する。そこで、変化項目を外気温度とする。一方、特徴量は保温熱交入出口水温差とする。そして、異常判定方法は特徴量の水温差上昇から判定する。判定に用いる運転データは浴槽保温動作中かつ浴槽保温動作開始から１５分以上経過したデータを用いる。

Ｓ６で、補正演算部１２０は、変化項目毎に特徴量データの平均値を算出する。たとえば、変化項目を一定間隔で範囲分けをする等して特徴量データを分割し、各特徴量データ群における平均値を算出する。たとえば、変化項目が外気温度であった場合、外気温度を４．５℃毎（…，２０．５℃〜２５℃，２５．５℃〜３０℃，…）に分割して平均値を算出する。

図８は、本発明の実施の形態１に係る特徴量および変化項目における定常指標データと監視データとの関係の一例を示す図である。Ｓ７においては、補正演算部１２０は、指標データにおける特徴量の平均値と監視データとの差分値を算出する。そして、Ｓ８では、監視制御部１２１が、補正演算部１２０が算出した差分値から、所定値以上乖離しているかどうかを判断する。監視制御部１２１は、差分値が所定値以上乖離していると判断すると、異常であると判定し、異常である旨を発報する（Ｓ９）。また、監視制御部１２１は、差分値が所定値以上乖離していないと判断すると、正常であると判定し、正常である旨を発報する（Ｓ１０）。ここで、監視データが複数である場合の異常であるかどうかの判定については、特に限定するものではない。たとえば１つでも所定値以上乖離していると判断すると異常であると判定するようにしてもよい。また、すべての差分値が所定値以上乖離していると判断すると異常であると判定するようにしてもよい。

Ｓ１１において、すべての異常検知モードについて処理を終了したかどうかを判断する。終了していないと判断するとＳ２に戻って、選定していない異常検知モードを選定し、異常検知の判定を行う。

一方、すべての異常検知モードにおいて異常検知の判定を行うと、Ｓ１２において、監視制御部１２１は、すべての異常検知モードにおける特徴量の平均値と監視データとの差分値が、あらかじめ定めた適正差分値以内であるかどうかを判断する。差分値が適正差分値以内であると判断すると、Ｓ１３において、熱搬送装置１０１の運転データを記録装置１０５に記憶させる。このように、適正差分値以内であると判断した監視データを含む運転データを記録することで、異常が発生していない運転データを記録させることができる。このため、指標データが正常な運転データの集合体であることを確実にすることができ、データの信頼性を確保することができる。ここで、Ｓ９の差分値判定閾値よりも、Ｓ１２の差分値判定閾値を小さくすることで、記録装置１０５に記録する運転データの信頼性を高めることができる。

以上のようにして、熱搬送装置監視装置１１０（監視処理装置１０４）において異常検知を行うことができる。ここで、Ｓ１２の処理を行って運転データを記録装置１０５に記録させる期間は、たとえば設置後１年間とする。１年間の運転データを記録することができれば、一通りの外気温度、室内負荷による運転データを記録させることができる。また、たとえば３年、４年と連続してデータを記録したとしても、経年劣化によるデータの変化分が運転データに含まれると、経年劣化の判定ができなくなる可能性がある。そこで、本実施形態のシステムでは、たとえば経年劣化による変化分がデータに含まれない設置後の所定期間までの運転データ記録に留める。

ここで、たとえば、給湯装置等のような熱搬送装置１０１は、通常、いろいろなメーカーの機器を組み合わせて装置を構成する。そして、物件の改築、増設等により、負荷状態が変わることに合わせて、熱搬送装置１０１を構成する機器（構成機器）（たとえば熱源ユニット、各種ポンプ、保温熱交換器等）を変更リニューアルする（たとえば熱源ユニット５１の容量を１０ＨＰから１５ＨＰに変更する等）ケースが多くある。構成機器を変更した後に熱搬送装置１０１を運転させたときに得られる運転データは変更前と変わってしまうため、従来は、構成機器を変更した後に熱搬送装置１０１を運転させたときの運転データを、再度、記録装置１０５に記録していかなければならなかった。そして、記録されるまでの間に、変更しなかった他の構成機器における異常を検知できない可能性がある。

そこで、本実施の形態では、監視処理装置１０４が、記録装置１０５に記録された構成機器変更前の運転データを補正する処理を行うことで、構成機器変更後においても、すぐに異常検知を行うことができるようにする。

図９は、本発明の実施の形態１に係る特徴量のデータの補正に関する処理の流れを示す図である。ステップＳ３１において、機器変更の工事実行後の試運転における運転データを得る。試運転は、通常は２時間程度であるが、運転データを取得するためには期間が長いほどよい。ここで、１週間程度を試運転期間として運転データを取得するようにしてもよい。試運転における運転データは、たとえば記憶部１２４に記憶しておく。

ステップＳ３２において、得られた運転データの中から、前述したように監視データを抽出する。Ｓ３３では、判定を行う異常検知モードを選定する。Ｓ３４では記録装置１０５に記録している運転データから、前述したように指標データを抽出する。Ｓ３５において、抽出した指標データから、選定した異常検知モードに合わせた変化項目と特徴量とに関するデータをさらに抽出する。Ｓ３６では、補正演算部１２０は、変化項目毎に特徴量データの平均値を算出する。また、Ｓ３７では、補正演算部１２０は、指標データにおける特徴量の平均値と監視データとの差分値を算出する。

そして、Ｓ３８において、補正演算部１２０は、特徴量データを補正する。補正ではデータ差分値の平均値が０に最も近くなるように特徴量に関連するデータを補正する。たとえば熱源ユニット過熱能力低下の場合は、水温センサ２１２が検出する温度のデータを補正する。また、保温熱交換器汚れでは水温センサ２０２または水温センサ２０３が検出する温度のデータを補正する。また、配管断熱劣化は水温センサ２０５が検出する温度のデータを補正する。保温加熱側ポンプ故障については、故障検知対象の出力値に直接関係していないが、水温センサ２０３が検出する温度のデータを補正する。

Ｓ３９において、監視制御部１２１は、すべての異常検知モードについて処理を終了したかどうかを判断する。終了していないと判断するとＳ３３に戻って、選定していない異常検知モードを選定し、補正演算部１２０が行う補正に基づいて、異常検知の判定を行う。

ここで、試運転時では、構成機器が変更した部分を湯水が通過する運転モードを優先的に行うようにすると、構成機器変更後の運転データを早期に収拾することができるので、試運転の期間を短縮することができる。また、異常検知開始までに要する時間を短縮できる。たとえば、機器変更の作業者が、ローカルコントローラ１０２に運転モードおよび動作を入力して、対応する運転モードでの試運転を行わせるようにする。また、たとえば、水回路構成図をローカルコントローラ１０２に記憶しておき、記憶した水回路構成図から変更した構成機器を湯水が通過する運転モードまたは負荷動作を行うようにしてもよい。

また、上述した処理においては、すべての異常検知モードに対して補正を行うようにしたが、必ずしも全ての異常検知モードで補正を行う必要はない。たとえば変更した構成機器が送水経路に含まれる運転モード、負荷動作等に関連する異常検知モードに対して補正を行うようにしてもよい。必要な部分について補正を行うことで、不要な運転データの補正に伴う異常検知の遅れを防止することができる。たとえば、熱源ユニット５１を新規に入れ替えてないのに熱源ユニット入出口水温差を補正してしまうと、熱源ユニット劣化状態にも関わらず、データ差分値が０近傍になってしまうため、汚れがかなり進行しないと異常検知に至らず、機器の重大故障や大きな効率低下の要因となってしまう。

また、新規に設置した熱搬送装置１０１においては、システムに過去の運転データの記録がない。このため、一定期間（たとえば１年間等）は、正常な運転状態における運転データを記録する必要がある。そして、データを記録している間は、機器の異常を判断することができない。

このようなときには、たとえば、熱搬送装置１０１の運転動作をシミュレーションするシミュレータにより、運転データが記録装置１０５に記録するまでの間、シミュレータの演算による計算値を運転データ（指標データ等）として用いるようにするとよい。ここで、シミュレーションによる運転データと実際の運転に係る運転データには差異があることが多い。そこで、監視処理装置１０４が上述した補正処理を行うことで差異をなくすようにする。こうすることで新規システム構築時から異常検知を実施することが可能となり、システム信頼性を向上させることができる。

また、運転データのうち、補正候補となる項目（たとえば水温センサ２０５の検出温度等）を記録装置１０５の記憶部１４１ａに記憶し、補正しない項目（貯湯タンク６０の水温等）を記憶部１４１ｂに記憶するようにして、記憶領域を分けるようにしてもよい。記憶領域を分けることで、無駄なデータアクセスをなくすことができるので、運転データの補正処理の実行時間を短縮することができる。

以上のように、実施の形態１の熱搬送装置監視システム１００では、熱搬送装置１０１において、たとえば構成機器の変更があった場合に、熱搬送装置監視装置１１０の監視処理装置１０４が、構成機器を変更した後の運転データと記録装置１０５に記録した構成機器変更前の運転データとを比較し、記録装置１０５に記録した運転データを補正するようにしたので、記録した運転データを引き続き利用して熱搬送装置１０１の異常検知等を行うことができる。

実施の形態２．
＜機器構成＞
図１０は、本発明の実施の形態２に係る熱搬送装置１３１の構成を示す図である。熱搬送装置１３１は、実施の形態１で説明した熱搬送装置１０１と回路構成が異なる。熱搬送装置１３１は、たとえば工場等に用いられる温水暖房装置である。本実施の形態の熱搬送装置１３１は、熱源ユニット８０、温水加熱ポンプ８１、切替バルブ８２、温水暖房熱交換器８３で水回路を構成する。

図１１は、本発明の実施の形態２に係る熱源ユニット８０の構成を示す図である。本実施の形態の熱源ユニット８０は、熱源ユニット５１と同様に、蒸気圧縮式にて冷媒を循環させる冷凍サイクル運転を行うヒートポンプ装置を有し、入水点８４から流入した湯水を加熱して出湯点８５から出湯する。本実施の形態の熱源ユニット８０は、圧縮機１、水熱交換器２、減圧機構３および空気熱交換器４を有している。圧縮機１、水熱交換器２、減圧機構３および空気熱交換器４を配管接続して、冷媒回路（ヒートポンプ回路）を構成する。また、熱源ユニット８０は温度センサ２１０、水温センサ２１１および水温センサ２１２並びに外気温度センサ２１３を有している。また、制御装置１０８を有している。圧縮機１、水熱交換器２、減圧機構３および空気熱交換器４、温度センサ２１０、水温センサ２１１、水温センサ２１２および外気温度センサ２１３並びに制御装置１０８については、実施の形態１で説明したことと同様の動作、機能等である。

温水加熱ポンプ８１は、駆動して水回路の湯水を循環させる。図１０では、破損等を考慮して温水加熱ポンプ８１ａ〜８１ｄが並列接続されている。温水暖房熱交換器８３は、通過する湯水とたとえば空気等の熱交換対象とを熱交換し、熱交換対象を加熱する。本実施の形態では、温水暖房熱交換器８３ａと８３ｂとが並列に接続されている。ここで、温水暖房熱交換器８３ａと８３ｂとがそれぞれ複数台の熱交換器を直列接続して構成していてもよい。本実施の形態では、温水暖房熱交換器８３ａと８３ｂとは同じ空間を暖房するものとし、温水暖房熱交換器８３ｂは暖房能力を補強するために設けられている。切替バルブ８２は、温水暖房熱交換器８３ｂの湯水の通過を制御する。図１０では、破損等を考慮して切替バルブ８２ａと８２ｂとが並列に接続されている。

また、水温センサ２２０ａ、２２０ｂ、２２１ａおよび２２１ｂ並びに圧力センサ２２２および２２３を有している。システム制御装置１３２は、各種センサが検出した温度、圧力等から熱搬送装置１３１の制御を行う。

熱搬送装置１３１の運転モードとしては、温水暖房運転モードがある。温水暖房運転モードでは温水加熱ポンプ８１が駆動し、水回路内で湯水を循環させる。温水加熱ポンプ８１がから送られた湯水は分流され、一方は温水暖房熱交換器８３ａを通過する。また、他方は切替バルブ８２ａおよび８２ｂを通過して、温水暖房熱交換器８３ｂを通過する。温水暖房熱交換器８３において、たとえば空気は加熱されるとともに湯水は冷却される。その後、合流して熱源ユニット８０を通過する。熱源ユニット８０は湯水を加熱する。そして、再び温水加熱ポンプ８１ポンプに戻る。

ここで、システム制御装置１３２は、温水加熱ポンプ８１のポンプ水圧差が所定値となるように制御する。ポンプ水圧差は圧力センサ２２３が検出した圧力から圧力センサ２２２が検出した圧力を差し引いた圧力値である。また、システム制御装置１３２は、温水暖房熱交換器８３ｂへの送水指令を送り、切替バルブ８２ａおよび８２ｂを開放して温水暖房熱交換器８３ｂに湯水を通過させる。それ以外のときは、切替バルブ８２ａおよび８２ｂを閉止する。また、制御装置１０８は、水温センサ２１２と水温センサ２１１との温度差が所定温度となるように圧縮機１を制御する。

図１２は、本発明の実施の形態２に係る異常検知モードと検知方法との関係を示す図である。たとえば、熱源ユニット加熱能力が低下すると、負荷が一定の場合（温水暖房熱交換器８３ａおよび８３ｂに湯水が通過しているとき等）、水温差を保つために必要な圧縮機１の駆動周波数が上昇する。圧縮機１の駆動周波数の上昇を比較して異常検知を行う。

また、温水暖房熱交換器８３が汚れると、空気と湯水との温度差が上昇する。ここで、空気と湯水との温度差は、水温センサ２２０の検出温度と水温センサ２２１の検出温度との平均値に対する室内温度を差し引いて得られる値である。また、たとえば切替バルブ８２ｂが全閉ロック（固定）すると、温水暖房熱交換器８３ｂに流入する湯水の量が低下するため、温水熱交換器入出口水温差が上昇する。ここで、温水熱交換器入出口水温差とは水温センサ２２０ｂの検出に係る温度から水温センサ２２０ａの検出に係る温度を差し引いた値である。そこで、監視処理装置１０４は、温水熱交換器入出口水温差に基づいて、切替バルブ８２の故障を判定する。そして、温水加熱ポンプ８１のいずれかが故障して常に停止状態となると、水圧を目標値に大きく維持して制御することができなくなるため、水圧差が低下する。そこで、監視処理装置１０４は、水圧差に基づいて、温水加熱ポンプ８１の故障を判定する。

１ 圧縮機、２ 水熱交換器、３ 減圧機構、４ 空気熱交換器、５ 熱源水ポンプ、５１，８０ 熱源ユニット、５２ 給水槽、５３ 給水ポンプ、５４ 入水点、５５−１，５５−２，５６，５９−１，５９−２，６２−１，６２−２，６４，６８，７０，７２ 配管、５７ 出湯点、５８ 保温点、６０ 貯湯タンク、６１ 出湯ポンプ、６３，６３ａ，６３ｂ，６３ｃ 出湯端、６５，６５ａ，６５ｂ 保温加熱側ポンプ、６７ 保温熱交換器、６９，６９ａ，６９ｂ 保温負荷側ポンプ、７１ 浴槽、８１，８１ａ，８１ｂ，８１ｃ，８１ｄ 温水加熱ポンプ、８２，８２ａ，８２ｂ 切替バルブ、８３，８３ａ，８３ｂ 温水暖房熱交換器、８４ 入水点、８５ 出湯点、１００ 熱搬送装置監視システム、１０１，１３１ 熱搬送装置、１０２ ローカルコントローラ、１０３ 電気通信回線、１０４ 監視処理装置、１０５ 記録装置、１０６ 遠隔管理センター、１０７ 物件、１０８ 制御装置、１０９，１３２ システム制御装置、１１０ 熱搬送装置監視装置、１２０ 補正演算部、１２１ 監視制御部、１２２ 通信部、１２３ 表示部、１２４ 記憶部、１４０ 通信部、１４１ 記憶部、１５０ 記憶装置、２０１，２０２，２０３，２０４，２０５，２０６，２１１，２１２，２１４，２１５，２２０，２２０ａ，２２０ｂ，２２１，２２１ａ，２２１ｂ 水温センサ、２１０ 温度センサ、２１３ 外気温度センサ、２２２，２２３ 圧力センサ。

Claims (9)

1. 熱を搬送する熱媒体を加圧して熱媒体回路を循環させるポンプおよび前記熱媒体を加熱する熱源ユニットを少なくとも構成機器として有する熱搬送装置の監視装置であって、
   前記熱搬送装置から送られた、前記熱搬送装置の運転状態を示す運転データを受信する通信部と、
   前記運転データを記録する記録装置と、
   前記熱搬送装置が有する構成機器に変更があると、前記通信部が受信した前記構成機器変更後の前記運転データにより、前記記録装置に記録された前記構成機器変更前の前記運転データを補正する補正演算部と、
   補正した前記運転データに基づいて前記熱搬送装置の異常検知を行う監視制御部と
   を備える熱搬送装置監視装置。
2. 前記補正演算部は、前記運転データのうち、前記熱媒体の温度および圧力の少なくとも一方の項目のデータを補正対象とする請求項１に記載の熱搬送装置監視装置。
3. シミュレーション演算による前記運転データを前記記録装置に記録しておき、
   前記補正演算部は、前記通信部が受信した前記運転データと前記記録装置に記録された前記シミュレーション演算による前記運転データとを比較して、前記記録装置に記録された前記運転データを補正する請求項１または請求項２に記載の熱搬送装置監視装置。
4. 前記監視制御部は、変更された前記構成機器によって、補正対象の前記運転データの項目を選定する請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の熱搬送装置監視装置。
5. 前記監視制御部は、前記熱搬送装置の監視対象となる異常の内容によって、補正対象の前記運転データの項目を選定する請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の熱搬送装置監視装置。
6. 前記記録装置は、前記運転データのうち、補正する可能性がある項目のデータが記録される記録領域と補正する可能性がない項目のデータが記録される記録領域とを分けて記録する請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の熱搬送装置監視装置。
7. 前記監視制御部は、熱源ユニットの劣化、前記熱媒体と熱交換対象とを熱交換する熱交換器の汚れ、前記熱媒体回路の配管の断熱劣化、前記熱媒体回路が有するバルブの弁開度固定、前記ポンプの故障に係る異常のうち、少なくともいずれか１つを検知する請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の熱搬送装置監視装置。
8. 前記監視制御部は、前記運転データのうち、前記熱搬送装置が安定した状態で運転したものと判断した前記運転データを抽出して異常検知の判定に利用する請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の熱搬送装置監視装置。
9. 熱を搬送する熱媒体を加圧して熱媒体回路を循環させるポンプおよび前記熱媒体を加熱する熱源ユニットを少なくとも有する熱搬送装置における運転状態を示す運転データを、一定期間分、記録装置に記録して異常検知を行う熱搬送装置の監視方法であって、
   前記熱搬送装置を構成する構成機器が変更されると、前記熱搬送装置から送られた、前記構成機器変更後の前記熱搬送装置の運転における前記運転データと前記記録装置に記録された前記構成機器変更前の前記熱搬送装置の運転における前記運転データとを比較する工程と、
   前記比較により得られる差分値により、前記記録装置に記録された前記運転データを、監視用の前記運転データに補正する工程と
   を有する熱搬送装置監視方法。

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