JPS62112976A - 冷房システムにおいて故障した検知器を発見するための診断装置 - 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】 ［発明の背景］ この発明は、冷房システムにおいて、検知器の動作を効
果的にデス１−シ、少くとも１つの検知器が故障である
ことを発見した場合に警報を与えるための診断装置に関
する。

冷房システム、とりわけ大型の商業用又は工業用の空気
調和システムにおいては、様々な操作変数またはパラメ
ータがシステムの制御と安全のために監視されている。

例えば、凝縮器や蒸発器における冷媒圧力、圧縮器の吐
出口における冷媒温度、油温度、ぞしてモーターの電流
が、それぞれ個々の検知器によって測定されている。こ
れらの検知器の出力は、空気調和システムの操作を制御
するために用いられる他、例えば凝縮器の冷媒圧力が既
定の許容最大値を越えること等の重大な故陣が生じてい
ることを発も、１りるために−６用いられている。

残念ながら、今Ｊ、で番、し、これらの個々の検知器を
ヂトツクし、検知器が１１常に動作しくいることを確か
める方法ｔｉｔ無か−）だ。ある検知器の故障が発見さ
れないよ、１、に１１１移し、システムの故障を指摘す
ることなく望ましくないシステムの操作が行われかねな
かっＩこ。既存の冷房システムでは、検知器が誤動１作
した場合にこれを発見する方法は無かった。

この欠陥は、本発明にＪ：り克服された。比較的安上が
りな段用変更にＪ：つＣ１故障した検知器がある場合に
は故障した検知器が自動的に発見され、誤り警報メツセ
ージが表示されることになった。

［発明の概要］ この発明の診断装置は次のにうな冷房システム、すなわ
ち、凝縮器と蒸発器どを含んでいて、冷媒の流れる冷房
回路を右（）、かつ、第１と第２の検知器により測定さ
れる第１と第２の操作変数をイｊするものであり、どり
わ【ノ、この操作変数は互いいに既定の関係にあり、こ
の結果として、検知器が正常に動作している場合には、
検知器の出力間にも既定の関係が成立するような冷房シ
ステムに適用される。いづれかの検知器が故障したとき
これを発見するこの診断装置は、第１の検知器の出力か
ら第１の操作変数を示す第１の信号を生成する手段と、
第２の検知器の出力から第２の操作変数を示す第２の信
号を生成する手段とを有する。

第１の信号と第２の信号から、検知器の出力の間の関係
が、そしてすなわち第１と第２の操作変数の間の関係が
、有り得ない関係となっているかどうかを決定し、この
決定により、少くとも１つの検知器の出力が誤りであり
それゆえ検知器が故障していることを指摘するための演
算手段がある。

警報手段は、演算手段によって制御されて、故障した検
知器が発見されると、操作要員に警報を与える。

本発明のさらに詳細な様相によれば、第１の信号が凝縮
器の圧ノ〕を示すように第１の検知器が凝縮器内の冷媒
圧力を測定し、第２の信号が蒸発器圧力を示すように第
２の検知器が蒸発器内の冷媒圧力を測定覆る。演算手段
は凝縮器圧力から蒸発器圧力を実際に減筒し、もしこの
解がＯまたは負のとぎは、冷房システムのいかなる操作
状態においても有り得ないことであり、故障した検知器
が発見された旨の警告をするために、警報手段が演算手
段にＪ：り駆動される。

［実施例の説明Ｊ 新規であ°るど信する本発明の特徴は、添付の特許請求
の範囲に明記されている３、シかしながら、本発明は、
添イ・１の図面どどｂに以下の記載を参照することで最
す、Ｊ、く叩解されるであろう。

←）冷房シス戸ムの概要 第１図に記載され！、：、空気調和システムは、遠心力
を利用した液冷器を一般的に利用している商業用、また
は工業用の人望システムである。圧縮器１２は、遠心式
の６のぐＪ、く、圧縮された冷媒を放出する。該冷媒は
凝縮器１３を流れてそこで凝縮し、冷却塔（図示略）と
凝縮器間を循環でる水に熱イバ達してこれを冷却りる。

。 凝縮器１３から冷媒は膨張器１５を通り、蒸発器１７を
通り、遠心圧縮器の入口に至る。冷却液（普通は水）は
建物（又は他の冷却負荷）から受けとられ、蒸発器１７
内の熱交換コイル（図示略）を流れた後、蒸発器から遠
方に位置する建物に戻るために放出される。

この冷却液または冷却水は、蒸発器１７内のコイルを流
れる際に、冷媒に熱を伝達することにより冷７Ｊｌされ
る。蒸発器を去った後、冷却された水は既存の方式で建
物の冷却に供される。例えば、送Ｉ！ｌ装置またはファ
ンコイルユニットを使用するものにおいては、冷却され
た水が流れているコイル状の管の周囲にファンが室内の
空気を吹き込むものである。圧縮器１２の入口は、圧縮
器を流れる冷媒の量を調整するだめの調節可能な案内翼
、または予旋回翼（ｐｒｅｒｏｔａＮｏｎ　ｖａｎｅｓ
）が設けられるのが普通である。圧縮器の能力はこの予
旋回翼の位置を変更することによって調節される。一般
的に、蒸発器１７から去ってゆく冷却された水の温度が
測定され、この測定温度に応じて制御装置（図示略）が
予旋回翼を制御して圧縮器１２の能力を調節し、去って
ゆく冷却された水の温ｍが所定の湿度に維持されるよう
にり゛る。圧縮器の制御システムについては、明細書を
不要に冗長にすることを避りるために図示を略している
。

去ってゆく冷却された水の渇磨の検知器の他に、冷房シ
ステムにおいＣは、さまざまな操作変数またはパラメー
タを監視し制御号る１＝めの他の検知器が設けられてい
る。これら操作変数には、安全上の理由から測定される
ーｂのでもあり、この操作変数が所定の限Ｗ値を逸脱し
た場合には適切なｌｌｔ置が採られることになる。

第１図には２つの検知器が示されている。すなわち、凝
縮器１３の冷媒圧力を検知し、凝縮器圧力を示すアナロ
グ電圧を生成する圧力検知器１８と、蒸発器１７での冷
媒圧力を監視し、蒸発器圧力を示すアナログ電圧を生成
する圧力検知器１９である。

検知器１８．１９に付属して検知データを利用するため
の周知の回路構成は第１図に示されていない。

というのはこのような回路は本発明の要旨に関係がない
からである。検知器が正常に動作しているときは、これ
らの検知器出力は通常は互いに所定の既知の関係に有り
、この関係は冷房システムの操作状態によらず成立する
。この既知の関係を利用して、複数の検知器の出力を比
較すれば、検知器の故障の有無が判明する。開示された
本実施例では、圧力検知器１８．１９の誤動作のみが決
定されているが、冷房システムに用いられているそれ以
外の検知器についても、検知器出力を、正常動作時のも
のと比較することによってチェックすることができよう
。

要するに、検知器出力１８．１９に応じて動作するマイ
クロコンピュータ−に基づく装置が、これらの検知器の
出力の間に既知の関係が成立しているか、有り得ない関
係となっているかを決定する。

有り得ない状態を発見したということは、少くとも検知
器１８．１９のいづれかが故障であり、適切な警報メツ
セージが操作要員に可視表示されて故障した検知器の修
理または交換を促す。この操作は主にマイクロコンピュ
ータ−２４によって遂行される。このマイクロ１］ンピ
コーターはインテル社製の８０５１番と称される１〕の
’（’　Ｊ：い。当該マイク［１：１ンピユーターは所
要のブＩＩクラムを永久に記憶Ｊるのに十分な１（叶　
（読み出しく１１用記憶装置Ｎ）を内蔵している。マイ
ク１］」ンピコーター２４によって制御されるリーベて
の回路は従来の構成のものでにく市販されている一ｂの
でＪ：い。マルチプレクリ−２７は１個の集積回路ブツ
ブでｉＫす、複数の異４【る入力チャネルから同時に複
数のアナログ電圧信号を受信して、デコーダ２９どラッ
チ３１（これらはマイクロコンビ」−ターにより制御さ
れる）の制御下でこれらの信局を△／Ｄ変換器２８に一
斉に出力できる能力を右しでいる。マルチプレクリ２７
は、開示された本発明の実Ｒ例の遂行に必要な２つの入
力よりもさらに多数の入力を処理できる能力を有してい
るので、冷房システムにおける他のパラメータを監視し
、制御Ｊるのを容易にするうえで、この様なマルチプレ
クサ−が有用とされる。。

ＲＡＭ　　（ランダムノックレス記憶装置〉３２は圧ノ
コ情報をそれが必要どされるまで記憶するのに用いられ
る。表示駆動回路３４は、活性化されると、バッファと
して機能し、操作要員にメツセージを与えるためのデー
タをマイクロコンピュータ−２４のＲＯＭから表示部３
５に伝送する。

図面を不要に膨大にするのを避けるために第１図には、
所要の回路構成のすべてが記載されているわけではない
が、冷房システムにおける他の作用や他の操作上の特質
を監視し、制御するようにマイクロコンピュータ−２４
のプログラムを組むことは容易なことであろう。

例えば、去ってゆく冷却された水の温度を設定値に維持
するために、圧縮型能力を制御するようにマイクロコン
ピュータ−をプログラムすることができよう。マイクロ
コンピュータ−がプログラムに従った処理をする際に、
去ってゆく冷却された水の実際の温度を示す情報が設定
温度の情報と実際に比較されて、この比較結果から、去
ってゆく冷却された水の温度をほぼ設定値に一定に維持
するのに必要な位置に予旋回翼を調節するための制御信
号が生成される。

伸）　７０−ブヤ−１一 本発明の作用は、第２図のフローチャートによってさら
に完璧に理解されるだろう。第２図のフローチャートは
マイクロコンビコーターのプログラムのうち検知器１８
．１９が故障であることを発見するためのプロレスを処
理−りる部分を示している。

厳密に言えばこのプログラム部分は、主プログラムのサ
ブルーチンである３、何故ならば、演算システムは冷房
システムにＪｊｃＪる様々なパラメータを監視し制御す
ることができるものであり、仮に、企図された機能のづ
べてを含むものとＪれば、マイクロコンビコーター２４
の完全なプログラムは第２図に示された−５のより５実
際にははるかに膨大なものとなるで（ｈろう。

主プログラム（ブト１ツク４１）から、決定ブロック４
２は、冷房システムが起動され少くとも１０分間以上作
動しているかどうかを決定する。もし冷房システムが１
０分間以ｌ：：、　ｆｌ、’　ａ＋　Ｌ、ていなＧＪれ
ば、サブルーチンはバイパスされ、ブロック４３で示１
ように主プログラムが継続される。

システムが１０分間作動した後、マイクロコンピュータ
−２４はマルチプレクサ２７の７ドレスをアドレスバス
経由でデコーダ２９に転送しく操作ブロック４４参照）
、このことにより、デコーダは、マルチプレクサに対す
る制御ラインを活性化しくブロック４５）マルチプレク
リを駆動する。それから、操作ブロック４７で示すよう
にマルチプレクサに入力Ｊ“る凝縮器圧力入力４６のア
ドレスが、マイクロコンピュータ−２４からデータ／ア
ドレスバスを介してラッチ３１に送られる。ラッチ３１
はこのアドレスを保持し、一方間時に、制御バスを介し
て該アドレスをマルチプレクサに伝送する。この結果、
凝縮器圧力を示しており入力４６として示されるアノ−
ログ電圧信号が、マルチプレクリの出力に導びかれる（
ブロック４８）。ラッチ３１へ送られる凝縮器圧力入力
アドレスは、一時的に現われるものであるが、当該アド
レスはラッチ３１に保持されるので、この結果、入力４
６での凝縮器圧力信号は、デコーダからの制御ラインが
活性化しているかぎり、マルチプレクサの出力に続けて
供給される。

次に、ブロック４９で示１ノように、Ａ／Ｄ変換器２８
のアドレスがｆ二１−ダ２９に送られて、デコーダ２９
は、制御ラインを介して活着化信号をＡ／Ｄ変換器２８
に供給Ｊ−る（ブ１］ツク５１）。ラッチ３１は凝縮器
圧力入力アドレスを保持しているので、検知器１８から
の凝縮器圧力出力電圧はマルチプレクサを通ってＡ／Ｄ
変換器の入力に送られ、凝縮器圧力を示す２３ｆｌｌに
変換される（ブ１コック５２）。

プログラム・は、て゛れから、ブロック５３に進み、こ
れに応じて、ＲＡＨ３２のアドレスがデコーダ２９に送
られる。これによりデ」−ダはＲＡＭに対する制御ライ
ンを活性化しくブロック５４）、凝縮器圧力の２進数を
その後の利用のためにＩＩＡＨに記憶させる（ブロック
５５）。

フローチャートでブロック５６として示すように、マル
チプレクサのアドレスが再びデコーダ２９に送られて、
デコーダによってマルチプレクサに対する制御ラインの
活性化が行われる（ブロック５７）。

蒸発器圧力入力５８のアドレスが、ここでマイクロコン
ピュータ−２４からラッチ３１に送られて（ブロック５
つ）、ラッチ３１はマルチプレクサにこのアドレスを送
出している期間中このアドレスを保持する（ブロック６
１）。次に（ブロック６２）　、Ａ／Ｄ変換器のアドレ
スがデコーダに送られ、これに応じて、デコーダはＡ／
Ｄ変換器に対する制御ラインを活性化しくブロック６３
）、そのために、検知器１９からの蒸発器圧力出力電圧
はＡ／Ｄ変換器に入力され、蒸発器圧力を示す２進数に
変換されることになる（ブロック６４）。蒸発器圧力の
２進数は、この後マイクロコンピュータ−に入力され（
ブロック６５）、その後でマイクロコンピュータ−はＲ
ＡＭのアドレスをデコーダに送り（ブロック６６）　、
ＲＡＭに対する制御ラインを活性化しくブロック６７）
、そのために、凝縮器圧力の２進数がマイクロコンピュ
ータ−に供給されることになる（ブロック６８）。

その後プログラムのブロック６９で示すステップが遂行
されて、凝縮器圧力から蒸発器圧力が減算される。この
演算は２つの圧力をそれぞれ示す２つの数値による２進
数の減算である。もしこの減−１ｔラ　　　− 算の結果がＯもしくは負（”　＋ＩＱっだならば、判断
ブロック７１の「イエス」出力に引き継がれ、これに対
し、結果がＯＪ、り人であれば、「ノー」出力が採られ
る。どの様な操伯状態にａ３かれても蒸発器圧力が凝縮
器１１力にす’ｔ）Ｉｋ　くなることは有り得ない。従
って、検知器１８．１９が正常に動作している通常の状
態にあれば、ブロック７１によって「ノー」の答えが決
定され、リブルーヂンは終了し、主プログラムが続行さ
れる（ブ１］ツク４３）。要するに、検知器１８．１９
が正しく動作しているときは、検知器用ノｊは所定の既
知の関係にあり（すなわち、検知器１８の出力〉検知器
１９の出力）、演算回路は、この所定の関係が成立して
いるかどうかをＷｊＩするためのチェックを行う。所定
の関係にあるということが判明すれば、主プログラムへ
の復帰がなされる。

これに対し、検知器１８．１９のいずれかが誤動作また
は故障の場合は、「イエス」の答えが判断ブロック７１
で決定されることになる。このことは、検知器１８．１
９の出ノｊの間に、す゛なわち凝縮器圧力と蒸発器圧力
との間に有り得ない関係が存在していることを効果的に
示ずものであり、このことにＪ：って、少くども検知器
の出力の１つが誤まっていて、それゆえ検知器が故障し
ていることが指摘される。

この「イエス」の判断に従って、操作ブロック７２に入
り、表示駆動回路３４のアドレスが、マイクロコンピュ
ータ−２４からデコーダに送られ、表示駆動回路に対す
る制御ライン上に活性化信号が生ずる（ブロック７３）
。表示駆動回路の活性化に伴ない、表示データ（マイク
ロコンピュータ−内のＲＯＭに記憶されている）がデー
タ／アドレスバスを介して表示駆動回路に送られ、デー
タバスを介して表示部３５に至る。

ブロック１６で示されるように、表示データは表示部３
５上に可視警報メツセージ［警告−凝縮器又は蒸発器の
圧力検知器に異常あり］を発生する。

この警告信号を見ることにより、操作要員は容易に事態
を認識し、故障した当該検知器を容易に交換できる。操
作ブロック７６によって示されたステップが遂行された
後、ブロック４３で示されている主プログラムが続行さ
れる。

検知器の故障が発見された場合、甲に警報メツセージが
必要とされるにすぎないのであるから、冷房システムを
自動的に停止にする必要性は必ずしもないが、故障しＩ
ご検知器の発見に応じて圧縮器を停止（圧縮器のモータ
ーへ供給される電力を断つこと等）さ１！るにうに診断
装置を修正し、ブＩコグラムを組むことがでさる、１ 図示されｌｃ診断装′Ｆ／はマイクロコンピコ−ターに
基づくものであるが、これに替えて他の集積回路や、デ
ィスクリ−１へイ目ｉｊｌ路構成によるものであっても
本発明が遂行可能であることを認識するべきである。

本発明の特定の実施例が図示され記述されてきたが、様
々な修正がｉｉｌ能Ｃあり、添付の特許請求の範囲の記
載では、本発明の精神と領域内にあると認められつるす
べての修１Ｆをカバーすることが企図されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、冷房システム、とりわけ空気調和システムを
示すブロックダイアグラムであって、本発明の１実施例
に従って構築された診断装置を有する。 第２ａ〜２Ｃ図は、本発明の診断装置を遂行する際に行
われる論理シーケンスと判断を示す７０−ヂｐ−トであ
る。 １２・・・圧縮器　　　　　　１３・・・凝縮器１５・
・・膨張器　　　　　　１７・・・蒸発器１８、１９・
・・検知器 ２４・・・マイクロコンピュータ− ２７・・・マルチプレクサ　　２８・・・Ａ／Ｄ変換器
２９・・・デコーダ　　　　　３１・・・ラッチ３２・
・・ＲＡＮ　　　　　　　　３４・・・表示駆動回路３
５・・・表示部 ＦＩＧ−２゜ ＦＩＧ２ｂ 手続補正書（方式） 昭和６１年／？−月を日 昭和６１年　特許願第　２１ｑｊｒｙ　　号Ｚ９贋シス
テヘ１−すいｌ放Ｐ季したか１１表主〜（す３力あのｔ
Ｃｃｑ吸Ｉ ３、補正をする者 事件との関係　　　出　願　人 住所 名称ヨー７　インターナシフナル・クー↑°シー′−ク
ン４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）凝縮器と蒸発器を含み冷媒が流れる冷房回路と、
   第１検知器と第２検知器とによつて測定される第１の操
   作変数と第２の操作変数とを有し、当該変数が互いに既
   定の相互関係を有していて、このために、検知器が正常
   に動作している場合は当該検知器の出力もまた互いに既
   定の相互関係を有している冷房システムにおける診断装
   置であつて、いづれの検知器が故障であるかを発見する
   ために： 第１検知器の出力から第１の操作変数を示す第１の信号
   を生成するための手段と、 第２検知器の出力から第２の操作変数を示す第２の信号
   を生成するための手段と、 前記第１の信号と第２の信号から、検知器の出力の間の
   関係が、すなわち第１の操作変数と第２の操作変数との
   間の関係が、有り得ない関係となっているかどうかを決
   定し、この結果によって、少くとも１つの検知器出力が
   誤りであり、それゆえ当該検知器に異常があることを指
   示するための演算手段と、 前記演算手段によって制御されて、異常の検知器が発見
   された場合に操作要員に警報を与える警報手段とを具備
   する診断装置。 （２）測定された操作変数が、冷房回路を流れる冷媒に
   ついての異なる特性であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の診断装置。 （３）前記演算手段の演算が、冷房システムが起動して
   から所定の期間遅延され、このことにより第１、第２操
   作変数を安定化することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の診断装置。（４）故障した検知器が発見され
   た場合に前記警報手段が可視表示を行うことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の診断装置。 （５）前記演算手段がマイクロコンピューターを含むこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の診断装置。 （６）前記演算手段が、有り得ない状態が生じているか
   どうかの決定に際し第１の信号と第２の信号とを比較す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の診断装
   置。 （７）前記演算手段が、第１の操作変数と第２の操作変
   数との間に有り得ない状態が存在するかどうかの決定を
   行うために、前記第１の信号から前記第２の信号を減算
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の診断
   装置。 （８）第１の検知器が凝縮器での冷媒圧力を測定して前
   記第１の信号に凝縮器の圧力を表わさせ、第２の検知器
   が蒸発器での冷媒圧力を測定して前記第２の信号に蒸発
   器の圧力を表わさせることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の診断装置。 （９）前記演算手段が凝縮器圧力から蒸発器圧力を減算
   し、この結果が冷房システムのいかなる操作条件下にお
   いても有り得ない０または負の場合は、前記警報手段が
   該演算手段により駆動されて、故障した検知器が発見さ
   れた旨の警報を発生することを特徴とする特許請求の範
   囲第８項記載の診断装置。