JP6667673B2 - 熱源システム - Google Patents

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Description

本発明は、熱媒体を加熱し又は冷却して負荷装置に供給する熱源システムに関する。
従来から、熱源機で発生させた温熱又は冷熱を熱媒体を介して負荷装置へ供給する熱源システムが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1の熱源システムは、熱源機で発生させた熱を利用して、負荷側に流れる熱媒体を加熱し、加熱した熱媒体を負荷装置へ送るようになっている。
特開2016−166718号公報
しかしながら、特許文献1のような従来の熱源システムでは、経年劣化又は設備故障などについては、外部のシステムから検知する必要がある。つまり、従来の熱源システムには、システム内において経年劣化および設備故障などを検知することができないという課題がある。
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、システム内において経年劣化および設備故障といった異常を検知する熱源システムを提供することを目的とする。
本発明に係る熱源システムは、負荷装置に温熱又は冷熱を供給する熱源システムであって、冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と負荷側から流入する熱媒体との間で熱交換させる熱媒体熱交換器と、冷媒を減圧する減圧装置と、空気と冷媒との間で熱交換させる熱源側熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備えた熱源機と、負荷装置を流れる熱媒体の流量を調整する流量調整ポンプと、圧縮機および流量調整ポンプの動作を制御する制御装置と、流量調整ポンプの出力値と圧縮機の運転周波数との関係性を示す関係性データが記憶された記憶装置と、熱媒体の温度を測定する温度センサと、を備え、制御装置は、流量調整ポンプの現在の出力値を関係性データに照らして、圧縮機の運転周波数の基準となる基準運転周波数を求め、圧縮機の現在の運転周波数と、求めた基準運転周波数とを比較して、システム内に異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、流量調整ポンプの出力値を設定出力値としたときに圧縮機の運転周波数を調整し、温度センサによる測定温度が温度均衡点に達したときの圧縮機の運転周波数を設定出力値に対応づけて均衡データとして記憶装置に記憶させるデータ処理部と、を有し、データ処理部は、記憶装置に記憶された均衡データをもとに関係性データを作成するデータ作成部を有するものである。
本発明によれば、上記の関係性データを用いて基準となる圧縮機の運転周波数を求めることから、熱源機のみならず負荷側の状況も考慮して、システム全体の動作状態を捉えることができるため、システム内において経年劣化および設備故障といった異常を検知することができる。
本発明の実施の形態1に係る熱源システムの構成を例示する模式図である。 図1の熱源機が有する制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 図1の熱源システムの動作のうち、関係性データを作成する処理を示すフローチャートである。 図2の制御装置が作成する関係性データを例示したグラフである。 図1の熱源システムの動作のうち、熱源システムの異常を検知する処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態2に係る熱源システムの構成を例示する模式図である。 図6の熱源機が有する制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 図6の熱源システムの動作のうち、熱源システムの異常を検知する処理を示すフローチャートである。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る熱源システムの構成を例示する模式図である。図1に示すように、熱源システム100は、冷媒回路20を備えた熱源機10を有している。冷媒回路20は、圧縮機21と熱媒体熱交換器22と減圧装置23と熱源側熱交換器24とが冷媒配管25を介して接続され、冷媒が循環するように構成されている。
圧縮機21は、例えばインバータによって駆動される圧縮機モータ(図示せず)を有しており、冷媒を圧縮するものである。すなわち、圧縮機21は、インバータ制御により運転周波数を任意に変化させることができる。熱媒体熱交換器22は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、冷媒回路20を流れる冷媒と、負荷側から流入する熱媒体との間で熱交換させるものである。減圧装置23は、例えば電子膨張弁からなり、冷媒を減圧するものである。熱源側熱交換器24は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、冷媒回路20を流れる冷媒と空気との間で熱交換させるものである。
熱源機10は、負荷側に温熱を供給する場合、圧縮機21で圧縮された冷媒が熱媒体熱交換器22へ流れるように構成される。一方、熱源機10は、負荷側に冷熱を供給する場合、圧縮機21で圧縮された冷媒が熱源側熱交換器24へ流れるように構成される。
また、熱源システム100は、熱源側ポンプ63と、熱媒体熱交換器22と、負荷側熱交換器64とが、往き配管61および還り配管62によって接続され、第1熱媒体が循環する第1熱媒体回路60を有している。往き配管61は、一端が熱媒体熱交換器22に接続され、他端が負荷側熱交換器64に接続されている。還り配管62は、一端が負荷側熱交換器64に接続され、他端が熱源側ポンプ63を介して熱媒体熱交換器22に接続されている。第1熱媒体回路60では、熱源側ポンプ63の駆動により、図1に示す白抜き矢印の方向に第1熱媒体が循環する。加えて、熱源システム100は、往き配管61に設けられ、往き配管61を流れる熱媒体の温度を測定する温度センサ65を有している。
さらに、熱源システム100は、負荷側熱交換器64と負荷装置500とを接続する往き配管71および還り配管72を有すると共に、還り配管72に設けられた流量調整ポンプ73を有している。流量調整ポンプ73は、後述する制御装置30により制御されるモータ(図示せず)を有しており、周波数を調整することで、流量調整ポンプ73の出力値を調整することができる。本実施の形態1において、流量調整ポンプ73の出力値とは、流量調整ポンプ73の最大周波数に対する割合である。例えば、流量調整ポンプ73の周波数を最大にしたとき、出力値は100%となる。
往き配管71は、一端が負荷側熱交換器64に接続され、他端が負荷装置500に接続されている。還り配管72は、一端が負荷装置500に接続され、他端が流量調整ポンプ73を介して負荷側熱交換器64に接続されている。流量調整ポンプ73は、負荷装置500を流れる熱媒体の流量を調整するものである。すなわち、熱源機10の負荷側には、流量調整ポンプ73と、負荷側熱交換器64と、負荷装置500とが、往き配管71および還り配管72によって接続され、第2熱媒体が循環する第2熱媒体回路70が形成されている。第2熱媒体回路70では、流量調整ポンプ73の駆動により、図1に示す白抜き矢印の方向に第2熱媒体が循環する。
ここで、第1熱媒体および第2熱媒体としては、水又はブラインなどを用いることができる。第1熱媒体と第2熱媒体とは、同じものであってもよいし、異なるものであってもよい。
熱源機10は、制御装置30と、入力装置40と、出力装置45と、記憶装置50と、を有している。制御装置30は、圧縮機21、減圧装置23、熱源側ポンプ63、および流量調整ポンプ73を制御するものである。本実施の形態1において、制御装置30は、熱源機10を起動させ動作させる運転モードとして、関係性データを作成する試運転モードと、熱源機10内の各種のアクチュエータを負荷に応じて制御する通常運転を行う通常運転モードと、を有している。
入力装置40は、ユーザによる入力操作を受け付け、受け付けた入力操作の内容を示す操作信号を制御装置30へ送信するものである。入力装置40は、例えば、複数の物理的な操作ボタンを含んで構成される。入力装置40は、例えば、ユーザによる熱源機10の電源をオン又はオフする操作、運転モードを設定する操作、および熱源機10の起動を指示する操作を受け付ける機能を有している。
出力装置45は、熱源システム100が異常状態にあることを示す異常情報を出力するものである。出力装置45は、例えば液晶ディスプレイ(Liquid Crystal Display)等からなる表示装置、もしくはスピーカを含んで構成された報知装置、又は表示装置と報知装置とを組み合わせたものからなる。出力装置45としての表示装置は、異常情報を文字および画像のうちの少なくとも1つにより表示するものである。出力装置45としての報知装置は、異常情報を音および音声のうちの少なくとも1つにより報知するものである。
記憶装置50は、不揮発性のメモリを含んで構成されている。記憶装置50には、流量調整ポンプ73の出力値と圧縮機21の運転周波数との関係性を示す関係性データが記憶されている。関係性データは、熱源システム100の正常な運転状態に対応する基準範囲を推定する際に制御装置30が用いるものである。すなわち、関係性データは、熱源システム100が正常に運転しているか否かを判定するための基準となり、熱源システム100の異常な運転状態を検知するために用いられる。
また、記憶装置50には、流量調整ポンプ73の出力値について、関係性データの作成用に予め設定された複数の設定出力値が記憶されている。さらに、記憶装置50には、圧縮機21の運転周波数について、各設定出力値のそれぞれに関連づけられた設定運転周波数が記憶されている。加えて、記憶装置50には、制御装置30の動作プログラムなどが格納されている。
負荷装置500は、開度の調整が可能な電動弁510と、第2熱媒体と空気との間で熱交換させる熱交換器520と、を有している。負荷装置500は、例えば空気調和装置であり、熱源機10が負荷側に温熱を供給する構成の場合に暖房運転を行うことができ、熱源機10が負荷側に冷熱を供給する構成の場合に冷房運転を行うことができる。
ここで、負荷装置500に設けられた熱交換器520は、第2熱媒体と他の熱媒体との間で熱交換させるものであってもよい。このようにすれば、熱源機10が負荷側に温熱を供給する構成の場合、負荷装置500として床暖房などを適用することができる。第2熱媒体との間で熱交換させる他の熱媒体が水であれば、負荷装置500として給湯器を適用することができる。さらに、熱源機10が負荷側に冷熱を供給する構成の場合において、第2熱媒体との間で熱交換させる他の熱媒体が水であれば、負荷装置500は、例えば工場などで利用される産業用の冷水を供給する装置として利用することができる。
図2は、図1の熱源機が有する制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図2に示すように、制御装置30は、運転モード判定部31と、データ処理部32と、通常運転処理部33と、動作制御部34と、を有している。運転モード判定部31は、ユーザが試運転モードでの起動を指示したか否かを判定するものである。より具体的に、運転モード判定部31は、入力装置40から試運転モードでの起動を示す操作信号が送信されたとき、データ処理部32へ動作指令を出力するものである。一方、運転モード判定部31は、入力装置40から通常運転モードでの起動を示す操作信号が送信されたとき、通常運転処理部33へ動作指令を出力するものである。
データ処理部32は、流量調整ポンプ73の出力値を2以上の設定出力値に変化させながら、各設定出力値のそれぞれに対して圧縮機21の運転周波数を調整し、温度センサ65による測定温度が温度均衡点に達したときの圧縮機21の運転周波数を、そのときの設定出力値に対応づけて均衡データとして記憶装置50に記憶させるものである。また、データ処理部32は、2以上の均衡データをもとに関係性データを作成するものである。
より具体的に、データ処理部32は、指令処理部32aと、温度判定部32bと、データ作成部32cと、を有している。指令処理部32aは、記憶装置50から設定出力値と、その設定出力値に関連づけられた設定運転周波数とを取得し、取得した設定出力値および設定運転周波数を含む動作指令を動作制御部34へ送信するものである。
指令処理部32aは、測定温度が温度均衡点に達したことを示す判定結果を温度判定部32bから取得した場合、そのときの流量調整ポンプ73の出力値と圧縮機21の運転周波数とを対応づけて均衡データとして記憶装置50に記憶させるものである。この場合、指令処理部32aは、記憶装置50内に動作制御部34へ送信していない設定出力値があれば、そのうちの1つと共に、その設定出力値に関連づけられた設定運転周波数を取得するようになっている。
また、指令処理部32aは、測定温度が温度均衡点に達していないことを示す判定結果を温度判定部32bから取得した場合、圧縮機21の運転周波数を調整するものである。すなわち、指令処理部32aは、圧縮機21の運転周波数の調整量を示す動作指令を動作制御部34に送信する機能を有している。例えば、指令処理部32aは、圧縮機21の運転周波数を一定量だけ低下させる動作指令、又は圧縮機21の運転周波数を一定量だけ上昇させる動作指令を動作制御部34に送信する。ここで、圧縮機21の運転周波数の調整量に対応する一定量は、熱源システム100の構成内容などに応じて適宜変更される。
温度判定部32bは、指令処理部32aが動作指令を送信してから設定時間が経過するまでの間に、温度センサ65による測定温度が温度均衡点に達するか否かを判定するものである。より具体的に、温度判定部32bは、温度センサ65から一定時間間隔で測定温度を取得するように構成されている。そして、温度判定部32bは、設定時間までの間に、温度センサ65から、同じ測定温度を設定回数だけ連続的に取得したとき、温度センサ65による測定温度が温度均衡点に達したと判定するものである。ここで、設定時間、一定時間、および設定回数は、熱源システム100の構成内容、大きさ、および設置環境などに応じて適宜変更することができる。例えば、設定回数としては、2以上の回数を任意に設定することができる。また、温度判定部32bは、判定結果を指令処理部32aへ出力するように構成されている。
データ作成部32cは、指令処理部32aによって記憶された均衡データをもとに関係性データを作成するものである。本実施の形態1において、指令処理部32aは、関係性データとして、均衡データを滑らかに繋いだグラフのデータを作成するものである。
通常運転処理部33は、運転指令部33aと、異常判定部33bと、を有している。運転指令部33aは、熱源システム100に設けられた各種のアクチュエータを負荷に応じて制御するものである。すなわち、運転指令部33aは、負荷に応じた動作指令を動作制御部34へ送信するものである。
異常判定部33bは、流量調整ポンプ73の現在の出力値を関係性データに照らして、圧縮機21の運転周波数の基準となる基準運転周波数を求めるものである。また、異常判定部33bは、圧縮機21の現在の運転周波数と、求めた基準運転周波数とを比較して、システム内に異常が発生しているか否かを判定するものである。また、異常判定部33bは、システム内に異常が発生していると判定した場合、動作制御部34へ出力指令を送信するものである。
より具体的に、異常判定部33bは、圧縮機21の現在の運転周波数が基準運転周波数を中心として定まる基準範囲内にあれば、システムが正常な状態であると判定し、圧縮機21の現在の運転周波数が基準範囲外にあれば、システム内に異常が発生していると判定するものである。ここで、基準範囲は、基準運転周波数に下限判定割合を乗じた値よりも大きく、基準運転周波数に上限判定割合を乗じた値よりも小さい範囲である。下限判定割合は1より小さな値に設定され、上限判定割合は1より大きな値に設定される。すなわち、異常判定部33bは、「基準運転周波数×下限判定割合<圧縮機21の現在の運転周波数<基準運転周波数×上限判定割合」という関係が成立する場合に、熱源システム100が正常に動作していると判定するものである。また、異常判定部33bは、「圧縮機21の現在の運転周波数≦基準運転周波数×下限判定割合」又は「基準運転周波数×上限判定割合≦圧縮機21の現在の運転周波数」という関係が成立する場合に、熱源システム100内に異常が発生していると判定するものである。
例えば、異常判定部33bは、通常運転時において、圧縮機21の運転周波数と基準運転周波数との間に10%以上の差異が生じている場合に、システム内の異常を検知するようにしてもよい。このように、圧縮機21の運転周波数と基準運転周波数との間の差異の閾値を10%にした場合、下限判定割合は0.9に設定され、上限判定割合は1.1に設定される。ここで、圧縮機21の運転周波数と基準運転周波数との間の差異の閾値は、10%に限らず、熱源システム100の運転状態および設置環境などに応じて適宜変更することができる。もっとも、下限判定割合と100%との差分と、上限判定割合と100%との差分とが異なるように、下限判定割合と上限判定割合とを設定してもよい。つまり、例えば、下限判定割合を0.87に設定し、上限判定割合を1.08に設定するといった具合に、下限判定割合と1との差分と、上限判定割合と1との差分とが異なるようにしもよい。さらに、例えば、流量調整ポンプ73の出力値ごとに、異なる下限判定割合および上限判定割合を設定するようにしてもよい。
動作制御部34は、指令処理部32aもしくは運転指令部33aから送信される動作指令、又は異常判定部33bから送信される出力指令に応じて、圧縮機21、減圧装置23、熱源側ポンプ63、および流量調整ポンプ73の動作を制御するものである。また、動作制御部34は、異常判定部33bから送信される出力指令に応じて、出力装置45に異常情報を出力させるものである。出力装置45が表示装置であれば、動作制御部34は、文字および画像のうちの少なくとも1つによって生成された異常情報を出力装置45に表示させる。出力装置45が報知装置であれば、動作制御部34は、異常情報を音および音声のうちの少なくとも1つによって出力装置45に報知させる。出力装置45が表示装置と報知装置とからなる場合、動作制御部34は、表示装置および報知装置のうちの少なくとも一方から異常情報を出力させる。このようにすれば、熱源システム100に異常が発生していることをユーザ等に認識させることができることから、迅速な対処が可能となる。例えば、異常の発生を認識したユーザが、サービスマンなどに連絡をとることで、熱源システム100の状態を迅速に確認することができる。
制御装置30は、上記の各機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、例えば、マイコン、DSP(Digital Signal Processor)、又はCPU(Central Processing Unit)等の演算装置上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。記憶装置50は、RAM(Random Access Memory)およびROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ等のPROM(Programmable ROM)、又はHDD(Hard Disk Drive)等により構成することができる。
図3は、図1の熱源システムの動作のうち、関係性データを作成する処理を示すフローチャートである。図3を参照して、熱源機10が試運転モードで起動した場合における制御装置30の処理内容を具体的に説明する。
まず、ユーザは、入力装置40において、熱源機10の電源をオンにすると共に、運転モードの設定などを行い、熱源機10に起動処理を開始させる(ステップS101)。すると、運転モード判定部31は、設定された運転モードが試運転モードであるか否かを判定する(ステップS102)。運転モード判定部31が試運転モードではないと判定した場合(ステップS102/No)、後述する図5のステップS201へ移行し、通常運転モードでの動作を開始する。
一方、運転モード判定部31が試運転モードであると判定した場合(ステップS102/Yes)、指令処理部32aは、記憶装置50から設定出力値と設定運転周波数とを取得する。そして、指令処理部32aは、取得した設定出力値および設定運転周波数を含む動作指令を動作制御部34に送信する(ステップS103)。
動作制御部34は、指令処理部32aからの動作指令に応じて、流量調整ポンプ73を設定出力値で駆動させると共に(ステップS104)、圧縮機21を設定運転周波数で駆動させる(ステップS105)。次いで、温度判定部32bは、設定時間が経過するまでの間に、温度センサ65による測定温度が温度均衡点に達するか否かを判定する(ステップS106)。
指令処理部32aは、温度判定部32bにおいて温度均衡点に達していないと判定された場合(ステップS106/No)、圧縮機21の運転周波数を調整する。すなわち、指令処理部32aは、圧縮機21の運転周波数の調整量を示す動作指令を動作制御部34に送信する。すると、動作制御部34は、指令処理部32aからの動作指令に応じて、圧縮機21の運転周波数を一定量だけ低下させ、又は一定量だけ上昇させる(ステップS107)。
すなわち、温度判定部32bにおいて温度均衡点に達していないと判定された場合は(ステップS106/No)、ステップS107を経由してステップS106に移行し、温度センサ65による測定温度が温度均衡点に達するまで、ステップS106〜S107の一連の処理を繰り返す。
一方、指令処理部32aは、温度判定部32bにおいて温度均衡点に達したと判定された場合(ステップS106/Yes)、そのときの流量調整ポンプ73の出力値と圧縮機21の運転周波数とを対応づけて均衡データとして記憶装置50に記憶させる(ステップS108)。
次いで、指令処理部32aは、記憶装置50に、残りの設定出力値、すなわち、動作制御部34へ出力していない設定出力値があるか否かを判定する(ステップS109)。指令処理部32aは、記憶装置50に残りの設定出力値があれば、ステップS103へ移行する。一方、指令処理部32aは、記憶装置50に残りの設定出力値がなければ、データ作成部32cへデータ作成指令を送信する。データ作成部32cは、指令処理部32aからのデータ作成指令に応じて、記憶装置50から均衡データを読み出し、読み出した均衡データを用いて関係性データを作成する(ステップS110)。
図4は、図2の制御装置が作成する関係性データを例示したグラフである。図4と共に図3を部分的に参照して、制御装置30が関係性データを作成する処理の一例について説明する。図4では、縦軸に流量調整ポンプ73の出力値をとり、横軸に圧縮機の運転周波数を採っている。また、図4では、記憶装置50に3つの設定出力値が記憶されており、各設定出力値が、それぞれ、100%、Z1%、Z2%であることを想定している。Z1%は、100%よりも小さく、Z2%よりも大きい割合であるものとする。
まず、データ処理部32は、記憶装置50から設定出力値である100%と、100%に関連づけられた設定運転周波数を取得し、動作制御部34に動作指令を送信する(ステップS103)。次いで、動作制御部34は、データ処理部32からの動作指令に応じて、流量調整ポンプ73を100%の出力値で駆動させると共に(ステップS104)、温度センサ65による測定温度が温度均衡点に到達するように、圧縮機21を制御する(ステップS105〜S107)。
そして、データ処理部32は、温度センサ65による測定温度が温度均衡点に達したとき(ステップS106/Yes)、そのときの流量調整ポンプ73の出力値と圧縮機21の運転周波数とを対応づけて均衡データとして記憶装置50に記憶させる。図4の例において、データ処理部32は、出力値100%と運転周波数Y[Hz]とを対応づけた均衡データを記憶装置50に記憶させる(ステップS108)。
続いて、データ処理部32は、記憶装置50から設定出力値であるZ%と、Z%に関連づけられた設定運転周波数を取得し、動作制御部34に動作指令を送信する(ステップS103)。次いで、動作制御部34は、データ処理部32からの動作指令に応じて、流量調整ポンプ73をZ%の出力値で駆動させると共に(ステップS104)、温度センサ65による測定温度が温度均衡点に到達するように、圧縮機21を制御する(ステップS105〜S107)。
そして、データ処理部32は、温度センサ65による測定温度が温度均衡点に達したとき(ステップS106/Yes)、そのときの流量調整ポンプ73の出力値と圧縮機21の運転周波数とを対応づけて均衡データとして記憶装置50に記憶させる。図4の例において、データ処理部32は、出力値Z%と運転周波数Y[Hz]とを対応づけた均衡データを記憶装置50に記憶させる(ステップS108)。
続いて、データ処理部32は、記憶装置50から設定出力値であるZ%と、Z%に関連づけられた設定運転周波数を取得し、動作制御部34に動作指令を送信する(ステップS103)。次いで、動作制御部34は、データ処理部32からの動作指令に応じて、流量調整ポンプ73をZ%の出力値で駆動させると共に(ステップS104)、温度センサ65による測定温度が温度均衡点に到達するように、圧縮機21を制御する(ステップS105〜S107)。
そして、データ処理部32は、温度センサ65による測定温度が温度均衡点に達したとき(ステップS106/Yes)、そのときの流量調整ポンプ73の出力値と圧縮機21の運転周波数とを対応づけて均衡データとして記憶装置50に記憶させる。図4の例において、データ処理部32は、出力値Z%と運転周波数Y[Hz]とを対応づけた均衡データを記憶装置50に記憶させる(ステップS108)。
そして、データ処理部32は、記憶装置50に記憶された3つの均衡データをなめらかに結んだグラフのデータを作成し、作成したグラフのデータを関係性データとして記憶装置50に格納する。図4の例では、記憶装置50に記憶された3つの均衡データが、それぞれ、点(100,Y)、点(Z,Y)、点(Z,Y)として示されている。これら各点を滑らかに結んだグラフGをデータ化したものが関係性データに相当する。
図4では、記憶装置50に3つの設定出力値が記憶されている場合を例示したが、これに限らず、設定出力値は、2つでもよいし、4つ以上であってもよい。設定出力値を多くすれば、均衡データを多く抽出でき、関係性データとしてのグラフの精度が向上するため、システム内の異常を検知する精度を高めることができる。また、図4では、流量調整ポンプ73の設定出力値の1つとして100%を例示しているが、複数の設定出力値に100%を含めなくてもよい。ただし、設定出力値に100%を含むようにすれば、負荷の最大値に応じた均衡データを取得することができ、関係性データとしてのグラフの臨界点を取得することができる。また、流量調整ポンプ73の出力値を最大にし、温度センサ65による測定温度が一定となるように冷媒回路20を動作させている状態は、熱源システム100が最も効率よく動作し、熱源システム100で生成される熱が負荷装置500へ好適に伝わる状態である。以上のような観点から、設定出力値に100%を含める方がより好ましい。
図5は、図1の熱源システムの動作のうち、熱源システムの異常を検知する処理を示すフローチャートである。図5と共に図4を参照して、熱源機10が通常運転モードで起動した場合における制御装置30の処理内容を具体的に説明する。
図3のステップS102において、運転モード判定部31が試運転モードではないと判定した場合(ステップS102/No)、熱源機10は通常運転モードで起動する。すなわち、制御装置30は、運転指令部33aにより、負荷に応じた各種アクチュエータの制御を実行する(ステップS201)。
すると、異常判定部33bは、動作制御部34が設定した流量調整ポンプ73の出力値と、圧縮機21の運転周波数とを取得する(ステップS202)。次いで、異常判定部33bは、取得した流量調整ポンプ73の出力値を関係性データに照らして基準運転周波数を求める。ここで、図4では、ステップS202で取得した出力値がZ%である場合を例示している。したがって、図4の例において、異常判定部33bは、出力値Z%を関係性データとしてのグラフGに照らすことにより、基準運転周波数Y[Hz]を求める(ステップS203)。
次いで、異常判定部33bは、ステップS202で取得した圧縮機21の運転周波数が、基準運転周波数を中心として定まる基準範囲内に入っているか否かを判定する(ステップS204)。異常判定部33bは、圧縮機21の現在の運転周波数が基準範囲内に入っていれば(ステップS204/Yes)、ステップS202に戻る。ここで、異常判定部33bは、圧縮機21の現在の運転周波数が基準範囲内に入っている場合(ステップS204/Yes)、所定期間の経過を待ってからステップS202へ戻るようにするとよい。所定期間は、特に経年劣化を検知する目的の場合は、一日、一週間、又は一ヶ月といった比較的長い期間に設定するとよい。
一方、異常判定部33bは、圧縮機21の現在の運転周波数が基準範囲外であれば(ステップS204/No)、動作制御部34に出力指令を送信する。そして、動作制御部34は、出力指令に応じて、出力装置45に異常情報を出力させると共に、熱源システム100の運転を停止させる(ステップS205)。
以上のように、熱源システム100は、関係性データを用いて基準となる圧縮機21の運転周波数を求めることから、熱源機10のみならず負荷側の状況も考慮して、システム全体の動作状態を捉えることができるため、システム内において経年劣化および設備故障といった異常を検知することができる。特に、従来の熱源システムにおいて、熱源機10の外部の構成、すなわち熱源機10の負荷側の構成の経年劣化又は種々の故障を検知するためには、システムコントローラ又はサーバのような外部のシステムが必要となる。この点、熱源システム100は、負荷側に配置された流量調整ポンプ73の運転状態と、熱源機10内に設けられた圧縮機21の運転状態とを関連づけた関係性データを基準として、熱源システム100の正常な運転状態の範囲を推定するようになっている。そのため、外部のシステムを用いることなく、熱源機10の負荷側の構成の経年劣化又は種々の故障を検知することができる。
また、熱源システム100の正常な運転状態に対応する基準範囲は、関係性データから導出される基準運転周波数を中心として定まると共に、熱源システム100の設置環境および運転状態などに応じて適宜変更することができる。そのため、熱源システム100によれば、設置環境などに順応した異常検知を行うことができる。
さらに、制御装置30は、温度センサ65による測定温度をもとに、複数の設定出力値のそれぞれに対応する圧縮機21の運転周波数を求め、求めた運転周波数と設定出力値とを対応づけた均衡データをもとに関係性データを作成する。そのため、設置環境および実機に沿ったより精確な関係性データを異常状態の判定に用いることができることから、異常検知の精度向上を図ることができる。また、制御装置30は、関係性データとして、均衡データを結んだグラフのデータを作成することから、流量調整ポンプ73の出力値のそれぞれに対応する基準運転周波数を精度よく求めることができるため、異常検知の精度をさらに高めることができる。
また、制御装置30は、異常が発生していると判定したとき、音および音声のうちの少なくとも1つにより異常情報を報知させたり、文字および画像のうちの少なくとも1つにより異常情報を表示させたりすることができる。よって、熱源システム100に異常が発生していることをユーザ等に認識させ、迅速な対処を促すことができる。
実施の形態2.
図6は、本発明の実施の形態2に係る熱源システムの構成を例示する模式図である。図7は、図6の熱源機が有する制御装置の機能的構成を示すブロック図である。図6および図7に基づき、本実施の形態2に係る熱源システム200の構成について説明する。前述した実施の形態1における熱源システム100と同一の構成部材については同一の符号を用いて説明は省略する。
熱源システム200は、熱媒体熱交換器22と負荷側熱交換器64との間に、蓄熱槽として機能する貯留タンク80を備えている。熱源システム200は、第1熱媒体回路160として、蓄熱回路161と供給回路162とを有している。
蓄熱回路161は、熱源側ポンプ63と熱媒体熱交換器22と貯留タンク80とが、往き配管61および還り配管62によって接続され、第1熱媒体が循環するものである。往き配管61は、一端が熱媒体熱交換器22に接続され、他端が貯留タンク80に接続されている。還り配管62は、一端が貯留タンク80に接続され、他端が熱源側ポンプ63を介して熱媒体熱交換器22に接続されている。蓄熱回路161では、熱源側ポンプ63の駆動により、図6に示す白抜き矢印の方向に第1熱媒体が循環する。
供給回路162は、貯留タンク80と負荷側熱交換器64とが、往き配管81および還り配管82によって接続され、第1熱媒体が循環するものである。往き配管81は、一端が貯留タンク80に接続され、他端が負荷側熱交換器64に接続されている。還り配管82は、一端が負荷側熱交換器64に接続され、他端が貯留タンク80に接続されている。供給回路162では、貯留タンク80に蓄えられた第1熱媒体の自然対流により、図6に示す白抜き矢印の方向に第1熱媒体が循環する。すなわち、貯留タンク80では、往き配管61から流入した第1熱媒体と、還り配管82から流入した第1熱媒体とが混ざり合い、還り配管62および往き配管81から流出する。また、貯留タンク80では、下方から上方へ向かって高温となる第1熱媒体の温度成層が形成されている。
また、熱源システム200において、熱源機110は、制御装置130を有している。図7に示すように、制御装置130は、運転指令部33aと異常判定部33bと効率処理部133cとを有する通常運転処理部133を備えている。本実施の形態2における異常判定部33bは、圧縮機21の現在の運転周波数が基準範囲内に入っている場合に、基準運転周波数を効率処理部133cへ送信する機能を有している。
本実施の形態2の記憶装置50には、熱源機10が最大効率で動作するときの圧縮機21の運転周波数である最大効率周波数Yc[Hz]が記憶されている。最大効率周波数Yc[Hz]は、熱源機110のCOP(Coefficient Of Performance:成績係数)が最大となるときの圧縮機21の運転周波数である。効率処理部133cは、記憶装置50から最大効率周波数Ycを読み出すと共に、異常判定部33bから取得した基準運転周波数から最大効率周波数Ycを減算して減算値Ycaを求めるものである。そして、効率処理部133cは、減算値Ycaがマイナスの値であるか否か、すなわち、減算値Ycaが0未満であるか否かを判定するものである。
ここで、減算値Ycaが0未満であれば、熱源機110は、COPが最良な運転状態よりも低い制御値によって動作していることとなる。そのため、効率処理部133cは、減算値Ycaが0未満である場合、最大効率周波数Ycを含む動作指令を動作制御部34へ送信することにより、圧縮機21を最大効率周波数Ycで駆動させる。これにより、減算値Yca分が生み出す熱量を貯留タンク80に蓄えることができる。
また、効率処理部133cは、最大効率周波数Ycを含む動作指令を動作制御部34へ送信してから蓄熱設定時間が経過したとき、解除指令を動作制御部34へ送信し、圧縮機21の運転周波数を負荷に応じた運転周波数に調整させるものである。ここで、解除指令は、最大効率周波数Ycでの圧縮機21の駆動を解除する旨の動作指令である。蓄熱設定時間は、熱源システム200の構成内容および設置環境などに応じて決定される。
さらに、熱源システム200は、流量調整ポンプ73の出力値を調整する負荷側制御装置90を有している。負荷側制御装置90は、内部メモリなど(図示せず)に複数の設定出力値を有しており、熱源機110が試運転モードで起動したとき、流量調整ポンプ73の出力値が各設定出力値となるように制御するものである。そして、本実施の形態2における指令処理部32aは、負荷側制御装置90が流量調整ポンプ73の出力値を調整したとき、負荷側制御装置90から流量調整ポンプ73へ送られる制御信号などをもとに、調整後の出力値を取得するように構成されている。
例えば、図4の例の場合、制御装置130は、負荷側制御装置90が流量調整ポンプ73の出力値を100%に設定したときに出力値100%を取得する。つまり、制御装置130は、負荷側制御装置90と連携して均衡データを取得するように構成されている。また、図4の例のように、通常運転時において、制御装置130は、負荷側制御装置90が流量調整ポンプ73の出力値をZ%に設定したときに出力値Z%を取得する。つまり、制御装置130は、負荷側制御装置90と連携して基準運転周波数を求めるように構成されている。
ここで、制御装置30と負荷側制御装置90とは、有線又は無線により接続され、データ通信ができるように構成されていてもよい。そして、負荷側制御装置90は、流量調整ポンプ73の出力値を調整したとき、調整後の出力値を制御装置30へ送信するようにしてもよい。また、制御装置30が流量調整ポンプ73の出力値を含む動作指令を負荷側制御装置90へ送信するようにし、負荷側制御装置90が制御装置30からの動作指令に応じて流量調整ポンプ73の出力値を調整するようにしてもよい。この場合、負荷側制御装置90は、内部メモリなどに複数の設定出力値を有していなくてもよい。
図8は、図6の熱源システムの動作のうち、熱源システムの異常を検知する処理を示すフローチャートである。図8と共に図4を参照して、熱源機110が通常運転モードで起動した場合における制御装置130の処理内容を説明する。実施の形態1の制御装置30の場合と同様の処理については、図5と同一の符号を用いて説明は省略する。なお、熱源システム200が関係性データを作成する処理は、実施の形態1において図3をもとに説明した処理と同様であるため省略する。
図3のステップS102において、運転モード判定部31が試運転モードではないと判定した場合(ステップS102/No)、熱源機10は通常運転モードで起動し、ステップS201〜S204の一連の処理を実行する。そして、圧縮機21の現在の運転周波数が基準範囲外であれば(ステップS204/No)、出力装置45に異常情報を出力させる(ステップS205)。
一方、圧縮機21の現在の運転周波数が基準範囲内に入っていれば(ステップS204/Yes)、異常判定部33bは、基準運転周波数を効率処理部133cへ送信する。ここで、図4の例では、ステップS203において、異常判定部33bは、出力値Z%を関係性データとしてのグラフGに照らすことにより、基準運転周波数Y[Hz]を求めている。そのため、異常判定部33bは、基準運転周波数Y[Hz]を効率処理部133cへ送信する(ステップS301)。
効率処理部133cは、記憶装置50から最大効率周波数Ycを読み出すと共に、異常判定部33bから取得した基準運転周波数から最大効率周波数Ycを減算して、減算値Ycaを求める。そして、効率処理部133cは、減算値Ycaが0未満であるか否かを判定する(ステップS302)。
効率処理部133cは、減算値Ycaが0未満でなければ(ステップS302/No)、ステップS202へ戻る。一方、効率処理部133cは、減算値Ycaが0未満であれば(ステップS302/Yes)、最大効率周波数Ycを含む動作指令を動作制御部34へ送信する。動作制御部34は、効率処理部133cからの動作指令に応じて圧縮機21を最大効率周波数Ycで駆動させる(ステップS303)。
次いで、効率処理部133cは、蓄熱設定時間が経過するまで待機し(ステップS304/No)、蓄熱設定時間が経過したときに(ステップS304/Yes)、解除指令を動作制御部34へ送信する。動作制御部34は、効率処理部133cからの解除指令に応じて、圧縮機21の運転周波数を負荷に応じた運転周波数に調整し(ステップS305)、ステップS202へ戻る。
上記の説明では、圧縮機21の現在の運転周波数が基準範囲内である場合に、異常判定部33bが基準運転周波数を効率処理部133cへ送信する場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、異常判定部33bは、基準運転周波数ではなく、圧縮機21の現在の運転周波数を効率処理部133cへ送信するようにしてもよい。そして、効率処理部133cは、異常判定部33bから取得した圧縮機21の現在の運転周波数から最大効率周波数Ycを減算して減算値Ycaを求め、求めた減算値Ycaが0未満である場合に、圧縮機21を最大効率周波数Ycで駆動させるようにしてもよい。
以上のように、熱源システム200は、関係性データを用いて基準となる圧縮機21の運転周波数を求めることから、熱源機110のみならず負荷側の状況も考慮して、システム全体の動作状態を捉えることができるため、システム内において経年劣化および設備故障といった異常を検知することができる。また、制御装置130は、圧縮機21の現在の運転周波数が基準範囲内にあった場合、最大効率周波数で圧縮機21を運転させて、貯留タンク80に蓄熱させるため、熱源機110のCOPを高めると共に、熱源システム200の運転効率の向上を図ることができる。他の効果については、前述した実施の形態1と同様である。
上述した各実施の形態は、熱源システムにおける好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。例えば、図1および図6では、熱源システム100および200が、1台の負荷装置500に温熱又は冷熱を供給する場合を例示したが、これに限らず、熱源システム100および200は、複数台の負荷装置500に温熱又は冷熱を供給するように構成されてもよい。すなわち、例えば、熱源システム100および200に対し、複数台の負荷装置500を並列に接続するという構成を採ってもよい。この場合、熱源システム100および200は、負荷装置500としての複数台の空気調和機に温熱又は冷熱を供給するようにしてもよい。また、熱源システム100および200は、負荷装置500として、空気調和機、床暖房、および給湯器のうちの少なくとも2台を組み合わせて接続し、これらに温熱又は冷熱を供給するようにしてもよい。このようにしても、熱源システム100および200によれば、同様に、システム内の異常を検知することができる。
図1および図6では、負荷装置500が電動弁510を有する場合を例示したが、これに限らず、負荷装置500は電動弁510を有していなくてもよい。この場合、電動弁510は、負荷装置500の外部に設けられていてもよいし、第2熱媒体回路70に設けられていなくてもよい。
図1および図6では、熱源システム100および200が負荷側熱交換器64を有する場合を例示したが、これに限らず、熱源システム100および200は、負荷側熱交換器64を設けずに構成してもよい。すなわち、熱源システム100は、往き配管61と往き配管71とが連結され、かつ還り配管62と還り配管72とが連結され、流量調整ポンプ73、熱源側ポンプ63、熱媒体熱交換器22、および負荷装置500が接続されて熱媒体が循環する熱媒体回路を有していてもよい。この場合、熱源システム100は、熱源側ポンプ63を有していなくてもよい。また、熱源システム200は、往き配管81と往き配管71とが連結され、かつ還り配管82と還り配管72とが連結され、流量調整ポンプ73、貯留タンク80、および負荷装置500が接続されて熱媒体が循環する熱媒体回路を有していてもよい。この場合、貯留タンク80は、熱媒体熱交換器22と負荷装置500との間に設けられる。
図1および図6では、熱源側ポンプ53が熱源機10および110の内部に設けられている場合を例示しているが、これに限らず、熱源側ポンプ53は、熱源機10および110の外部に設けられてもよい。また、熱源機10および110は、熱源側熱交換器24に付設され、熱源側熱交換器24に送風するファン(図示せず)を有していてもよい。ファンは、例えばインバータによって駆動されるファンモータ(図示せず)を備え、ファンモータを動力源として回転するものである。また、図1および図6では、流量調整ポンプ73が還り配管72に設けられた場合を例示しているが、これに限らず、流量調整ポンプ73は、往き配管71に設けられていてもよい。
上記各実施の形態では、制御装置30および130が関係性データを作成する場合を例示したが、これに限らず、関係性データは、熱源システム100又は200の外部で作成され、予め記憶装置50に格納されていてもよい。また、上記各実施の形態では、関係性データとしてグラフのデータを例示したが、これに限定されるものではない。例えば、関係性データは、流量調整ポンプ73の出力値の範囲と基準運転周波数とを関連づけたテーブル情報であってもよい。また、例えば、関係性データは、流量調整ポンプ73の出力値と基準範囲とを関連づけたテーブル情報であってもよい。この場合、制御装置30および130は、基準運転周波数を求める代わりに、テーブル情報から基準範囲を求め、圧縮機21の現在の運転周波数が基準範囲内にあるか否かを判定すればよい。
上記各実施の形態では、制御装置30および130が、入力装置40からの操作信号に応じて動作を開始する場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、制御装置30および130は、集中コントローラ又は負荷装置500のリモートコントローラなどのような外部装置からの指示により動作を開始するようにしてもよい。
上記各実施の形態では、1つの設定出力値に対して1つの設定運転周波数が関連づけられている例を示しているが、これに限らず、記憶装置50には、1つの設定出力値に対して複数の設定運転周波数が関連づけられていてもよい。そして、1つの設定出力値に関連づけられた複数の設定運転周波数に優先順位を設定しておき、指令処理部32aが、優先順位の高いものから順に設定運転周波数を取得するようにするとよい。すなわち、指令処理部32aは、温度判定部32bにおいて測定温度が温度均衡点に達していないと判定された場合、次に優先順位の高い設定運転周波数を記憶装置50から取得して、取得した設定運転周波数を含む動作指令を動作制御部34に送信するようにするとよい。
上記各実施の形態では、圧縮機21の現在の運転周波数が基準範囲外である場合に、熱源システム100および200の運転を停止させる場合を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、制御装置30および130は、圧縮機21の現在の運転周波数と基準運転周波数との乖離の程度に応じて、圧縮機21の運転周波数を設定量だけ低下させる制御を行うようにしてもよい。
また、熱源機10又は110は、外部の通信端末と無線通信を行う無線通信部を有していてもよい。そして、動作制御部34は、異常判定部33bから出力指令が送信されたとき、無線通信部を介して異常情報を外部の通信端末へ送信するようにしてもよい。このようにすれば、例えば、熱源システム100又は200の修理などを行うサービスマン等の通信端末へ直接的に異常情報を送信することができるため、熱源システム100又は200の異常の発生に対し、より迅速に対処することができる。
ところで、実施の形態1における熱源システム100は、実施の形態2の熱源システム200と同様、負荷側制御装置90を有していてもよい。一方、実施の形態2における熱源システム200は、実施の形態1の熱源システム100と同様、負荷側制御装置90を設けずに構成してもよい。加えて、上記各実施の形態では、入力装置40と、出力装置45の一例である表示装置とが別々に設けられた場合を例示したが、これに限らず、熱源機10は、入力装置40の機能と表示装置の機能とを併せもつタッチパネルを有していてもよい。
10、110 熱源機、20 冷媒回路、21 圧縮機、22 熱媒体熱交換器、23 減圧装置、24 熱源側熱交換器、25 冷媒配管、30、130 制御装置、31 運転モード判定部、32 データ処理部、32a 指令処理部、32b 温度判定部、32c データ作成部、33 通常運転処理部、33a 運転指令部、33b 異常判定部、34 動作制御部、40 入力装置、45 出力装置、50 記憶装置、53 熱源側ポンプ、60 第1熱媒体回路、61、71、81 往き配管、62、72、82 還り配管、63 熱源側ポンプ、64 負荷側熱交換器、65 温度センサ、70 第2熱媒体回路、73 流量調整ポンプ、80 貯留タンク、90 負荷側制御装置、100 熱源システム、133 通常運転処理部、133c 効率処理部、160 第1熱媒体回路、161 蓄熱回路、162 供給回路、200 熱源システム、500 負荷装置、510 電動弁、520 熱交換器。

Claims (8)

  1. 負荷装置に温熱又は冷熱を供給する熱源システムであって、
    冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒と負荷側から流入する熱媒体との間で熱交換させる熱媒体熱交換器と、冷媒を減圧する減圧装置と、空気と冷媒との間で熱交換させる熱源側熱交換器とが冷媒配管を介して接続され、冷媒が循環する冷媒回路を備えた熱源機と、
    前記負荷装置を流れる熱媒体の流量を調整する流量調整ポンプと、
    前記圧縮機および前記流量調整ポンプの動作を制御する制御装置と、
    前記流量調整ポンプの出力値と前記圧縮機の運転周波数との関係性を示す関係性データが記憶された記憶装置と、
    熱媒体の温度を測定する温度センサと、
    を備え、
    前記制御装置は、
    前記流量調整ポンプの現在の出力値を前記関係性データに照らして、前記圧縮機の運転周波数の基準となる基準運転周波数を求め、前記圧縮機の現在の運転周波数と、求めた前記基準運転周波数とを比較して、システム内に異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、
    前記流量調整ポンプの出力値を設定出力値としたときに前記圧縮機の運転周波数を調整し、前記温度センサによる測定温度が温度均衡点に達したときの前記圧縮機の運転周波数を前記設定出力値に対応づけて均衡データとして前記記憶装置に記憶させるデータ処理部と、を有し、
    前記データ処理部は、
    前記記憶装置に記憶された前記均衡データをもとに前記関係性データを作成するデータ作成部を有する熱源システム。
  2. 前記異常判定部は、
    前記圧縮機の現在の運転周波数が前記基準運転周波数を中心として定まる基準範囲外にあれば、システム内に異常が発生していると判定するものである請求項1に記載の熱源システム。
  3. 前記基準範囲は、前記基準運転周波数に1より小さな下限判定割合を乗じた値よりも大きく、前記基準運転周波数に1より大きな上限判定割合を乗じた値よりも小さい範囲である請求項2に記載の熱源システム。
  4. 前記熱媒体熱交換器と前記負荷装置との間に設けられた貯留タンクを有し、
    前記制御装置は、
    前記異常判定部においてシステムが正常な状態であると判定された場合、前記熱源機が最大効率で動作するときの前記圧縮機の運転周波数である最大効率周波数で前記圧縮機を運転させて、前記貯留タンクに蓄熱させる効率処理部を有する請求項1〜3の何れか一項に記載の熱源システム。
  5. 前記熱媒体熱交換器から流出した熱媒体が通過する往き配管と、
    前記熱媒体熱交換器へ流入する熱媒体が通過する還り配管と、を有し、
    前記温度センサは、
    前記往き配管に設けられ、前記往き配管を流れる熱媒体の温度を測定するものであり、
    前記データ処理部は、
    前記流量調整ポンプの出力値を2以上の前記設定出力値に変化させながら、各設定出力値のそれぞれに対して前記圧縮機の運転周波数を調整し、前記温度センサによる測定温度が温度均衡点に達したときの前記圧縮機の運転周波数を、そのときの前記設定出力値に対応づけて前記均衡データとして前記記憶装置に記憶させるものであり
    前記データ作成部は、
    前記記憶装置に記憶された2以上の前記均衡データをもとに前記関係性データを作成するものである請求項1〜4の何れか一項に記載の熱源システム。
  6. 前記データ作成部は、前記関係性データとして、前記均衡データを結んだグラフのデータを作成するものである請求項1〜5の何れか一項に記載の熱源システム。
  7. 前記異常判定部において異常が発生していると判定されたとき、システムが異常状態にあることを示す異常情報を音および音声のうちの少なくとも1つにより報知する報知装置を有する請求項1〜6の何れか一項に記載の熱源システム。
  8. 前記異常判定部において異常が発生していると判定されたとき、システムが異常状態にあることを示す異常情報を文字および画像のうちの少なくとも1つにより表示する表示装置を有する請求項1〜7の何れか一項に記載の熱源システム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01134183A (ja) * 1987-11-18 1989-05-26 Daikin Ind Ltd 冷凍サイクル監視装置
JP3994574B2 (ja) * 1999-04-14 2007-10-24 三菱電機株式会社 空気調和機の制御装置
JP2010127568A (ja) * 2008-11-28 2010-06-10 Mitsubishi Electric Corp 異常検出装置およびそれを備えた冷凍サイクル装置
JP2011247564A (ja) * 2010-05-31 2011-12-08 Hitachi Plant Technologies Ltd 空調システムおよびその制御方法
JP5058324B2 (ja) * 2010-10-14 2012-10-24 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JP2012233605A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Mitsubishi Electric Corp 液体循環暖房システム
JP5905278B2 (ja) * 2012-01-31 2016-04-20 株式会社前川製作所 冷凍装置の監視システムおよび監視方法
JP5817683B2 (ja) * 2012-08-24 2015-11-18 三菱電機株式会社 ヒートポンプ給湯機
JP5744081B2 (ja) * 2013-02-19 2015-07-01 三菱電機株式会社 空気調和装置
JP6354627B2 (ja) 2015-03-10 2018-07-11 三菱電機株式会社 ヒートポンプ給湯暖房システム

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