JPH01203863A - 冷凍装置およびその故障予知方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は冷凍装置およびその故障予知方法に関する。さ
らに詳しくは、圧縮機やファンなど冷凍装置を構成する
要素の運転状態をあられす温度や電流値やガス圧力など
を測定する手段を設け、たとえば温度が設定範囲を超え
たばあいにこれを冷凍装置外部に表示して各要素が異常
運転をするかまたは致命的な損傷を蒙ったり、冷凍運転
停止に至るまえに不具合箇所をメンテナンスすることの
できる冷凍装置およびその故障予知方法に関する。なお
、本明細書において「冷凍装置」とは冷媒の蒸発、凝縮
作用を利用して熱の移動を行なうものであって、冷媒回
路内における冷媒の圧力および温度にとくに限定はない
。また冷凍能力も、とくに限定されず、産業空調に用い
られる大容量のものから、家庭で使用される小容量のも
のまですべてを含むものであり、さらに冷房冷凍専用の
装置に限らず四方弁などを用いることで冷暖房を兼用す
ることのできる装置をも含む広い概念である。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］ 従来より冷凍装置は、病院、事務所、店舗などの空調設
備や、冷凍倉庫および冷蔵倉庫などにおいて広く用いら
れている。

かかる冷凍装置には、冷媒配管内に異物が侵入したり、
コイルやフィルターが目詰まりを起こすなどして装置が
正常に運転されなくなったばあいに該装置を保護すべく
各種の保護装置が設けられており、たとえば圧縮機の吸
入圧力および吐出圧力の異常に対しては低圧圧力開閉器
または高圧圧力開閉器が作動して圧縮機の運転を停止さ
せるとともに機器の異常が外部に表示される。また、マ
イコンを内蔵した冷凍装置も提案されており、この装置
によればマイコン内のスイッチを操作することによって
サーミスタ不良、コネクタ接触不良など不具合内容が表
示され、表示内容にしたがって処置をすることが可能で
ある。

しかしながら、前述した従来の保護装置は、基本的に機
器の破損を防止するものであって、その作動条件（作動
温度や作動圧力などの条件）はかなりきびしいものであ
る。したがって、破損防止機能は有するものの、長時間
の過負荷運転によって機器の寿命は著しく低下してしま
うという問題があった。さらに保護装置の作動により冷
凍装置の運転が停止するわけであるが、たとえば病院の
手術室の空調に用いられる冷凍装置にあっては、空調の
停止は人命にもかかわるものであり起こってはならない
ことである。

また、コンピューターなどの作動条件を満たすために使
用されている冷凍装置が停止したばあいは、社会的機能
の麻痺状態が予想される。

本発明は、叙上の事情に鑑み、前記従来例の有する欠点
が解消された冷凍装置を提供することを目的とする。す
なわち本発明の目的は、機器の運転状態を検知し、機器
の運転状態が予め設定された正常運転の範囲外で運転さ
れているばあいにかかる状態を表示して、故障の発生を
予知して、保護装置が作動するまえに適切なメンテナン
スを行ない、必要能力を常に確保して常に良好な運転状
態を保つための故障予知ができる冷凍装置およびその故
障予知方法を提供することを目的とする。そして、本発
明の装置お　−よび方法によれば、各機器の寿命を延ば
すことが可能になるだけでなく、保護装置の作動によっ
て運転が突然停止してしまうといった不都合を回避する
こともでき、さらに故障回数および故障のインターバル
などを併せて考慮することで機器の交換時期を適切に判
断することもできる。

［課題を解決するための手段］ 本発明の冷凍装置は、圧縮機、室外側コイル、室外ファ
ン、キャピラリチューブまたは膨張弁、フィルターおよ
び室内側コイルからなり、前記要素が冷媒回路を構成す
るべく適宜の配管で接続されてなる冷凍装置であって、
圧縮機本体温度、圧縮機吸入ガスの温度、圧縮機吐出ガ
スの温度、圧縮機内モータの電流値、室外ファンモータ
の電流値、室内ファンモータの電流値、室内側コイルの
温度、ならびに室外側コイルの温度それぞれ測定する測
定手段が設けられており、測定値が予め設定された範囲
を超えるときにこれを表示する表示手段を有することを
特徴としている。また本発明の冷凍装置の故障予知方法
は、前記のごとき構成からなる冷凍装置の圧縮機本体温
度、圧縮機吸入ガスの温度、圧縮機吐出ガスの温度、圧
縮機内モータの電流値、室外ファンモータの電流値、室
内ファンモータの電流値、室内側コイルの温度、ならび
に室外側コイルの温度をそれぞれ測定する測定手段を設
け、冷凍装置を運転させて、測定値が予め設定された範
囲を超えるときにこれを表示することを特徴としている
。

［実施例］ 以下、本発明の冷凍装置およびその故障予知方法につい
て詳細に説明する。

本発明の冷凍装置は、圧縮機、室内側コイル、室外側コ
イル、キャピラリチューブなどから構成されており、各
要素もしくは構成機器は通常の冷凍装置に使用されるも
のを用いることができ、また、冷媒や冷媒回路も通常の
ものを用いることができるので、本明細書においてはそ
れらの説明を省略する。

本発明の冷凍装置の特徴は、通常の構成からなる冷凍装
置において、それを構成する要素の運転状態を監視すべ
く温度、電流値および圧力の少なくとも一項目を測定す
る手段を取り付け、これらの測定値が予め設定された値
を超えるときにかかる状態を表示して、保護装置が作動
して機器の運転が停止してしまうまえに適切なメンテナ
ンスが行なえるようにすることである。

測定項目としては、圧縮機本体温度、圧縮機吸入ガスの
温度、圧縮機吐出ガスの温度、圧縮機内モータの電流値
、室外ファンモータの電流値、室内ファンモータの電流
値、室内側コイルの温度、ならびに室外側コイルの温度
などがあげられる。以上の測定項目のうち少なくとも１
項目を測定して機器が正常の運転状態がらはずれている
ことを表示することで、当該機器ひいては冷凍装置のメ
ンテナンスを行なうことも可能ではある。とくに、冷凍
装置にあっては、圧縮機が機能的、価格的にも重要な位
置を占めるため、圧縮機を重点的に監視することが考え
られる。しかしながら、圧縮機が異常運転をしているば
あいであっても、圧縮機自身に異常があるばあいとフィ
ルター目詰りゃ室外側コイルおよび室内側コイルの目詰
りなど他の機器の異常の影響で二次的に異常運転となっ
ているばあいの２態様があり、原因箇所（したがってメ
ンテナンスを要する箇所）の求明が容易になるという点
からはできるだけ多くの項目を測定するのが好ましい。

ただ、測定手段および表示手段設置の費用および実際の
故障頻度を考慮して、−殻内には、圧縮機、室内側コイ
ル、室外側コイル、室内ファン（冷凍方式によっては省
略されるばあいもある）および室外ファンについて圧力
、温度、電流値、差圧のいずれか適当なものを測定する
手段を設置するのが好ましい。

本発明の冷凍装置およびその故障予知方法にあっては、
前記測定対象のうち温度、電流値および圧力の少なくと
も一項目を測定することを特徴としている。実際には、
圧力を基準にして低圧圧力開閉器や高圧圧力開閉器が作
動するため、本発明の冷凍装置においてもかかる圧力開
閉器の設定圧力よりもある程度高い圧力（低圧圧力開閉
器の作動圧を基準として）もしくは低い圧力（高圧圧力
開閉器の作動圧を基準として）で故障表示がされるよう
、冷媒の圧力と温度との一定の関係を利用して測定手段
（温度測定手段）の設定範囲を定めるのが好ましい。

圧縮機の温度測定は圧縮機ヘッド、圧縮機吸入側、吐出
側配管にたとえばサーミスタなどを取付ければよい。

圧縮機やファンの電流値は変流器を機器に組込むことで
、また室内側コイルおよび室外側コイルの温度も圧縮機
と同様にコイル（配管）にたとえばサーミスタを取り付
けることによって測定することができる。なお、コイル
の温度測定にあたっては、各コイルのコイル長の中間付
近の温度を測定するのが好ましい。

本発明における温度などの測定手段は、以上例示したも
のに限定されるものではなく、通常用いられるあらゆる
計器類が含まれるものである。

設定範囲は冷凍装置の能力、運転状態、機器の寿命、メ
ンテナンスの頻度などを考慮して適宜選定すればよいが
、いずれにしても本発明の目的からして機器の保護装置
が作動する以前に選定される必要があり、しかも異常表
示後すぐに保護装置が作動して冷凍装置の運転が停止し
てしまうのではなく、メンテナンスのための時間を考慮
して異常表示後であっても少なくとも数日程度は運転継
続が可能であり冷凍装置として機能するよう選定する必
要がある。具体的に言えば、定格冷暖房条件で圧縮機の
運転圧力（吐出ガス側）が１８〜２１ｋｇ／ｃ−である
ばあいで、高圧圧力開閉器および低圧圧力開閉器がそれ
ぞれ２８ｋｇ／ｃ−および０．５）ｃｇ／ｃ−に設定さ
れているとき、圧縮機の運転圧力の設定範囲としては、
冷暖房機を考慮し吐出側圧力で９．０〜２８．５ｋｇ／
Ｃ−程度とするのが好ましく、したがって運転温度の設
定範囲としては凝縮温度が２３〜Ｂ５℃とするのが好ま
しい。

他の要素の温度や電流値なども同様の観点から設定範囲
を定めればよいが、この設定範囲は冷凍装置の運転時期
および運転条件の変化やメンテナンス状況に応じて変更
可能なようにしておくのが好ましい。

以上、圧縮機の圧力や温度、コイルおよびファンの温度
および（または）電流値を測定項目とするばあいについ
て説明したが、冷凍装置においてはこれらの要素以外の
原因で装置が故障してしまうことがある。たとえば、冷
媒回路中には冷媒の流れを一方向に保つべく逆止弁が用
いられており、さらに冷暖房兼用の冷凍装置にあっては
冷房回路と暖房回路の切り替え用に四方弁が一般に用い
られているが、これらの弁において冷媒の流れが阻害さ
れたり、著しいばあいには弁の詰まりにより冷媒が流れ
なくなったばあいにも、圧縮機の運転に異常をきたし保
護装置が作動してしまう。このばあいに、逆止弁にあっ
ては弁の入口、出口温度を測定するようにしておけば、
故障箇所の診断がより容易になるという効果がある。ま
た、フィルター前後の差圧を測定して、室内側コイル温
度の測定値とともにフィルター目詰りの判断のデータと
することも可能である。

また、ファンや圧縮機に総運転時間、故障回数、前回の
故障時からの時間を表示するカウンターを設置しておけ
ば、当該機器の能力の低下を知ることができ、交換や修
理などの目安とすることができるという効果がある。

つぎに温度などのパラメータが設定範囲を超えたばあい
の表示方法について説明する。

表示は冷凍装置の規模や用途（業務用か家庭用か）など
に応じて種々の態様が考えられる。

まず、各測定項目に対応するランプを室内機もしくは別
途設けた制御盤に設置して、設定範囲を超えて運転して
いる機器を表示することが考えられる。このばあい、各
ランプに対応して機器名を表示すると同時にランプの色
を変えておくと使用者が装置の運転状況をサービスマン
に伝えるときに確実かつ簡単に意思の伝達を行なうこと
ができるというメリットがある。

ランプ表示とともに、たとえば温度なら温度の具体的数
値をデジタル表示するようにしておけばメンテナンスを
するに際して、メンテナンスマンが機器の状態をある程
度定量的、客観的に把握することができる。

また、不具合な機器を数字化もしくは暗号化して表示す
るようにしてもよいし、さらには電話回線を利用して不
具合な機器をメンテナンスセンターに自動的に通報する
ようにすることも可能であり、ユーザーの希望に応じて
種々の表示方法を採用することができる。

以上述べたような表示にもとづいて装置のメンテナンス
が行なわれるわけであるが、温度、電流値などの前記測
定項目の異常と実際の故障原因もしくは不具合と症状と
のあいだには第１表に示されるような関係がある。

ｃ以下余白〕 前記関係をもとに作成したメンテナンス作業手順の一例
を第１図に示す。第１図は第１図（ωおよび第１図中）
より構成されている。

第１図に示されるメンテナンスの例では、圧縮機の温度
、圧力および電流値が測定されており、これらの運転状
態の表示を確認することによりきわめて簡易かつ短時間
に装置のメンテナンスを行なうことができるものである
。

つぎに本発明の冷凍装置の故障予知方法について説明す
る。本発明の故障予知方法は、前記した圧縮機の圧力や
本体温度などを測定する手段を各機器に取り付け、機器
が設定範囲外の運転状態にあることを表示することを特
徴とする。

測定項目、測定手段および表示方法については、冷凍装
置に関して述べたものを用いることができる。

本発明の実施には種々の態様が考えられる。

まず、現在正常に稼動している装置に測定手段および表
示手段を設置して、故障予知および故障検知をしてもよ
いし、新規設備に設置して予知および検知をしてもよい
。また、メーカーにおいて冷凍装置を製作する時点で前
記測定手段などを組み込んでもよい。さらには、既設設
備で現在稼動中で原因不明の故障があり正常運転してい
ない設備に、検査計測設備として設置し、故障検知を行
なうようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したとおり本発明の冷凍装置およびその故障予
知方法によれば、機器の運転状態が予め設定された範囲
を超えたばあいに、このことが冷凍装置外部に表示され
るよう構成されているので、機器の異常運転状態が続き
最終的に保護装置が作動し、運転が突然停止することが
防止される。また、過負荷状態での運転に至るまえに装
置のメンテナンスを行なうことができるので、装置の寿
命を延ばすことができる。とくに冷暖房兼用の冷凍装置
は使用時間が夏期もしくは冬期の一時期に集中するため
、本発明のように故障予知ができれば、メンテナンスマ
ンの行動予定に計画性を持たせることができ、無駄な行
動の防止および経費の削減になる。また顧客に対しては
電話でのメンテナンスの対応が的確に処理できるため無
駄な時間と経費の削減になる。さらに、故障（設定値を
超える運転状態）が頻発する機器については交換もしく
は装置全体の更新の予定が立てやすく、計画的、効率的
に冷凍装置を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷凍装置の一実施例のメンテナンス手
順を示すフローチャートである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　圧縮機、室外側コイル、室外ファン、キャピラリチ
   ューブまたは膨張弁、フィルターおよび室内側コイルか
   らなり、前記要素が冷媒回路を構成するべく適宜の配管
   で接続されてなる冷凍装置であって、圧縮機本体温度、
   圧縮機吸入ガスの温度、圧縮機吐出ガスの温度、圧縮機
   内モータの電流値、室外ファンモータの電流値、室内フ
   ァンモータの電流値、室内側コイルの温度、ならびに室
   外側コイルの温度をそれぞれ測定する測定手段が設けら
   れており、測定値が予め設定された範囲を超えるときに
   これを表示する表示手段を有することを特徴とする冷凍
   装置。 ２　圧縮機、室外側コイル、室外ファン、キャピラリチ
   ューブまたは膨張弁、フィルターおよび室内側コイルか
   らなり、前記要素が冷媒回路を構成するべく適宜の配管
   で接続されてなる冷凍装置の圧縮機本体温度、圧縮機吸
   入ガスの温度、圧縮機吐出ガスの温度、圧縮機内モータ
   の電流値、室外ファンモータの電流値、室内ファンモー
   タの電流値、室内側コイルの温度、ならびに室外側コイ
   ルの温度をそれぞれ測定する測定手段を設け、冷凍装置
   を運転させて、測定値が予め設定された範囲を超えると
   きにこれを表示することを特徴とする冷凍装置の故障予
   知方法。