JPWO2014064792A1 - 監視システム - Google Patents
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Abstract
空気調和装置31と、管理装置61とで空気調和装置31に関する運転データを送受信する監視システム1であって、管理装置61は、空気調和装置31の故障原因を運転データに基づいて診断する故障原因診断部303を備え、故障原因診断部303は、空気調和装置31の運転データから求めた冷凍能力が異常状態であるか否かを判定する冷凍能力異常判定値と、冷凍能力の時間に対する冷凍能力変化率が異常値を示すか否かを判定する冷凍能力変化率異常判定値とが設定され、冷凍能力が冷凍能力異常判定値以下の場合、空気調和装置31が故障していると判定するものであって、冷凍能力の冷凍能力変化率が冷凍能力変化率異常判定値を超えている場合、空気調和装置31の故障原因は経年劣化でないと判定し、冷凍能力の冷凍能力変化率が冷凍能力変化率異常判定値を超えていない場合、空気調和装置31の故障原因は経年劣化であると判定する。
Description
本発明は、監視システムに関する。
従来の監視システムの中には、計測値と、冷媒が漏れていない状態の値との離れ度合いに応じて、冷媒が漏れているか否かを判定しているものがあった(例えば、特許文献1参照)。
また、従来の監視システムの中には、運転データに含まれる状態値に基づいて導出した導出値と、この導出値に対応する正常値とを比較することで、空気調和装置が異常状態であるか否かを判定しているものがあった(例えば、特許文献2参照)。
また、従来の監視システムの中には、取得した圧縮機の内部の温度情報等が、そのときの運転状態で得られるはずの圧縮機の内部の温度情報等と乖離している場合、圧縮機等が故障していると診断しているものがあった(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、従来の監視システム(特許文献1)は、計測値と、冷媒が漏れていない状態の値との離れ度合いで、冷媒の漏れ検知の精度を上げることはできるものの、冷媒が漏れることになった原因を特定することができなかった。
また、従来の監視システム(特許文献2)は、導出値と、正常値とに基づいて異常状態を判定することで、空気調和装置が異常であるか否かの判定精度を上げることはできるものの、空気調和装置が異常となった原因を特定することができなかった。
また、従来の監視システム(特許文献3)は、取得した情報と、正常の運転状態で得られるはずの情報との乖離度合いに基づいて故障診断をしているため、故障診断の精度を上げることはできるものの、圧縮機等が故障に至った原因を特定することができなかった。
したがって、何れにおいても(特許文献1〜3)、空気調和装置の故障診断の精度を高めるだけであり、空気調和装置の故障原因を特定することができないという問題点があった。
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、空気調和装置の故障原因を特定することができる監視システムを提供することを目的とするものである。
本発明は、1又は複数の空気調和装置と、該1又は複数の空気調和装置を管理する管理装置とで前記空気調和装置に関する運転データを送受信する監視システムであって、前記管理装置は、前記1又は複数の空気調和装置の故障原因を前記運転データに基づいて診断する故障原因診断部を備え、前記故障原因診断部は、前記空気調和装置の前記運転データから求めた冷凍能力が異常状態であるか否かを判定する冷凍能力異常判定値と、前記冷凍能力の時間に対する冷凍能力変化率が異常値を示すか否かを判定する冷凍能力変化率異常判定値とが設定され、前記冷凍能力が前記冷凍能力異常判定値以下の場合、前記空気調和装置が故障していると判定するものであって、前記空気調和装置が故障しており、該冷凍能力の前記冷凍能力変化率が前記冷凍能力変化率異常判定値を超えている場合、前記空気調和装置の故障原因は経年劣化でないと判定し、前記空気調和装置が故障しており、該冷凍能力の前記冷凍能力変化率が前記冷凍能力変化率異常判定値を超えていない場合、前記空気調和装置の故障原因は経年劣化であると判定する監視システムである。
本発明は、故障前の一定期間にわたり、冷凍能力の変化率と異常判定値とを比較することで、空気調和装置の故障原因を特定することができるという効果を有する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1における監視システム1の概略構成の一例を示す図である。図1に示すように、監視システム1は、遠隔監視センター15を備え、遠隔監視センター15が通信網5を介してそれぞれの物件11に設けられた空気調和装置31−1〜31−Nと通信を行うことで、各物件11に設けられた空気調和装置31−1〜31−Nを監視するものである。
図1は、本発明の実施の形態1における監視システム1の概略構成の一例を示す図である。図1に示すように、監視システム1は、遠隔監視センター15を備え、遠隔監視センター15が通信網5を介してそれぞれの物件11に設けられた空気調和装置31−1〜31−Nと通信を行うことで、各物件11に設けられた空気調和装置31−1〜31−Nを監視するものである。
遠隔監視センター15は、管理装置61及びサーバー装置63等を備える。詳細については図3を用いて後述するが、管理装置61は、各物件11に設けられた空気調和装置31−1〜31−Nの故障診断等を行うものであり、サーバー装置63は、管理装置61と連携して各種サーバーを運用するものである。
物件11は、例えば、ビル又は工場等の物件のことである。物件11には、空気調和装置31−1〜31−N及び制御装置51等が設けられ、空気調和装置31−1〜31−Nと、制御装置51とが通信線41を介して相互通信可能に構成されている。
空気調和装置31−1〜31−Nのそれぞれは、図2を用いて後述するように冷媒回路35を備え、冷媒回路35を用いることで、物件11内に設けられた空間等に空気調和された空気を供給する。なお、空気調和装置31−1〜31−Nのそれぞれを特に区別しない場合、空気調和装置31と称する。
上述したように、制御装置51は、空気調和装置31と通信線41を介して接続され、通信線41を介して空気調和装置31へ各種設定値及び各種制御指令等を供給し、空気調和装置31の制御を行う。制御装置51は、外部との通信時には、通信線41及び通信網5を介して行う。例えば、制御装置51は、空気調和装置31と、遠隔監視センター15との通信を中継する。
つまり、空気調和装置31は、制御装置51を介して、遠隔監視センター15との通信を行う。
空気調和装置31−1〜31−Nのそれぞれは、図2を用いて後述するように冷媒回路35を備え、冷媒回路35を用いることで、物件11内に設けられた空間等に空気調和された空気を供給する。なお、空気調和装置31−1〜31−Nのそれぞれを特に区別しない場合、空気調和装置31と称する。
上述したように、制御装置51は、空気調和装置31と通信線41を介して接続され、通信線41を介して空気調和装置31へ各種設定値及び各種制御指令等を供給し、空気調和装置31の制御を行う。制御装置51は、外部との通信時には、通信線41及び通信網5を介して行う。例えば、制御装置51は、空気調和装置31と、遠隔監視センター15との通信を中継する。
つまり、空気調和装置31は、制御装置51を介して、遠隔監視センター15との通信を行う。
また、監視システム1は、サービスセンター17を備える。サービスセンター17は、空気調和装置31のメンテナンス等に関する各種サービスを提供するものであり、端末71を備える。端末71は、通信網5を介して遠隔監視センター15等と通信を行い、各種情報を受信する。例えば、端末71は、物件11に設けられた空気調和装置31に異常がある旨を遠隔監視センター15から受信したときには、サービスセンター17に所属するサービスマン等に報知することで、サービスマンを出動させる。
サービスマンへの報知手段は、例えば、図示しないモニターを介してサービスマンに報知させればよい。なお、報知手段は、特に限定するものではなく、例えば、端末71からサービスマンが所持する携帯端末等へ報知してもよい。
サービスマンへの報知手段は、例えば、図示しないモニターを介してサービスマンに報知させればよい。なお、報知手段は、特に限定するものではなく、例えば、端末71からサービスマンが所持する携帯端末等へ報知してもよい。
通信網5は、例えば、インターネットプロトコルに準拠した通信媒体であるが、特にこれに限定しない。通信網5は、例えば、他の通信プロトコルに準拠した通信網であってもよい。また、通信網5は、有線通信の通信媒体であっても、無線通信の通信媒体であってもよい。
図2は、本発明の実施の形態1における冷媒回路35の構成の一例を示す図である。図2に示すように、冷媒回路35は、熱源側ユニット81及び負荷側ユニット(利用側ユニット)82−1〜82−Nを備える。
熱源側ユニット81は、いわゆる室外ユニットであり、冷媒回路35のメイン回路として、圧縮機91、四方弁92、熱源側熱交換器93、開度可変の室外絞り装置96、及びアキュムレータ95を備え、これらが順に接続されている。熱源側ユニット81は、熱源側制御部101を備える。熱源側制御部101は、後述する各種センサの検出結果に基づいて、圧縮機91等を制御したり、各種信号を外部に供給する。
負荷側ユニット82−1は、いわゆる室内ユニットであり、負荷側熱交換器(利用側熱交換器)97−1及び室内絞り装置99−1を備える。負荷側ユニット82−1は、負荷側制御部102−1及びリモートコントローラ103−1を備える。負荷側制御部102−1は、後述する各種センサの検出結果及びリモートコントローラ103−1からの制御指令に基づいて、室内絞り装置99−1等を制御したり、各種信号を外部に供給する。負荷側ユニット82−2〜82−Nは、負荷側ユニット82−1と同様の構成であるため、その説明については省略する。
なお、負荷側ユニット82−1〜82−Nを特に区別しない場合、負荷側ユニット82と称する。また、負荷側熱交換器97−1〜97−Nを特に区別しない場合、負荷側熱交換器97と称する。また、室内絞り装置99−1〜99−Nを特に区別しない場合、室内絞り装置99と称する。負荷側制御部102−1〜102−Nを特に区別しない場合、負荷側制御部102と称する。リモートコントローラ103−1〜103−Nを特に区別しない場合、リモートコントローラ103と称する。
熱源側ユニット81と、負荷側ユニット82とは、第1接続配管111及び第2接続配管112を用いて、バルブ121a及びバルブ121bを介して接続されている。なお、バルブ121a及びバルブ121bを特に区別しない場合、バルブ121と称する。
冷媒回路35は、圧縮機91、四方弁92、熱源側熱交換器93、室外絞り装置96、室内絞り装置99、負荷側熱交換器97、及びアキュムレータ95に冷媒を循環させる。アキュムレータ95は、余剰冷媒を貯留する。
なお、室内絞り装置99は、本発明における膨張弁に相当する。
なお、室内絞り装置99は、本発明における膨張弁に相当する。
各熱交換器に設けられる機器について説明する。熱源側熱交換器93には、空気を送風する室外ファン94が設けられている。負荷側熱交換器97−1〜97−Nのそれぞれには、空気を送風する室内ファン98−1〜98−Nがそれぞれ設けられている。なお、室内ファン98−1〜98−Nを特に区別しない場合、室内ファン98と称する。室外ファン94及び室内ファン98のそれぞれは、DCモータ(図示せず)で駆動される遠心ファン又は多翼ファン等から構成され、送風量が調整可能になっている。
室外ファン94及び室内ファン98以外の駆動可能な機器の一例について説明する。圧縮機91は、運転容量を可変にすることが可能な圧縮機である。圧縮機91は、例えば、インバータで制御されるモータを用いて駆動される容積式圧縮機から構成されている。バルブ121は、例えば、ボールバルブ、開閉弁、及び操作弁等の開閉動作が可能な弁で構成される。四方弁92は、暖房運転時と冷房運転時とで冷媒が流れる経路が切り換えられる。
なお、冷媒回路35が四方弁92を設けた場合について説明したが、特にこれに限定しない。冷媒回路35は、例えば、四方弁92を設けずに、暖房運転(送風運転を含む)のみを行うようにしてもよい。また、冷媒回路35は、例えば、四方弁92を設けず、冷房運転のみを行うようにしてもよい。また、冷媒回路35がアキュムレータ95を設けた場合について説明したが、特にこれに限定しない。冷媒回路35は、例えば、アキュムレータ95を設けなくてもよい。また、負荷側ユニット82の台数及び各容量についても特に限定しない。
次に冷媒回路35を循環する冷媒及び冷媒と熱交換対象となる流体について説明する。冷媒回路35を循環する冷媒の種類は、特に限定せず、任意の冷媒を用いればよい。例えば、二酸化炭素(CO2)、炭化水素、及びヘリウム等の自然冷媒、並びにR410A、R407C、及びR404A等の代替冷媒等の塩素を含まない冷媒を採用すればよい。冷媒と熱交換対象となる流体は、例えば、空気であるが、特にこれに限定しない。そのような流体は、例えば、水、冷媒、ブライン等であってもよい。なお、そのような流体の供給装置は、ポンプ等であってもよい。
要するに、ヒートポンプ式の空気調和装置31であれば、特に限定しない。
要するに、ヒートポンプ式の空気調和装置31であれば、特に限定しない。
つぎに、冷媒回路35に設けられる各種センサ類について説明する。熱源側ユニット81には、圧縮機吐出冷媒圧力センサ201、圧縮機吸入冷媒圧力センサ202、液管圧力センサ203、圧縮機吐出冷媒温度センサ205、圧縮機吸入冷媒温度センサ206、空気温度センサ207、熱源側熱交換器液部冷媒温度センサ211、及び熱源側熱交換器気液二相部冷媒温度センサ212が設けられている。負荷側ユニット82−1〜82−Nには、負荷側冷媒液温度センサ221−1〜221−N、空気吸込温度センサ223−1〜223−N、及び負荷側冷媒ガス温度センサ224−1〜224−Nが設けられている。
圧縮機吐出冷媒圧力センサ201は、圧縮機91の吐出側に設けられ、圧縮機91から吐出された冷媒の圧力を検出する。圧縮機吸入冷媒圧力センサ202は、圧縮機91の吸入側に設けられ、圧縮機91に吸入される冷媒の圧力を検出する。液管圧力センサ203は、室外絞り装置96と、バルブ121bとの間に設けられ、室外絞り装置96とバルブ121bとの間を流通する冷媒の温度を検出する。圧縮機吐出冷媒温度センサ205は、圧縮機91の吐出側に設けられ、圧縮機91から吐出された冷媒の温度を検出する。圧縮機吸入冷媒温度センサ206は、圧縮機91の吸入側に設けられ、圧縮機91に吸入される冷媒の温度を検出する。空気温度センサ207は、例えば、室外ファン94と、熱源側ユニット81の筐体(図示せず)との間に設けられ、室外ファン94が吸い込む熱源側ユニット81周囲の空気温度を検出する。熱源側熱交換器液部冷媒温度センサ211は、熱源側熱交換器93と、室外絞り装置96との間に設けられ、熱源側熱交換器93と、室外絞り装置96との間を流通する冷媒の温度を検出する。熱源側熱交換器気液二相部冷媒温度センサ212は、熱源側熱交換器93に設けられ、熱源側熱交換器93を流通する冷媒の温度を検出する。
圧縮機吐出冷媒圧力センサ201、圧縮機吸入冷媒圧力センサ202、液管圧力センサ203、圧縮機吐出冷媒温度センサ205、圧縮機吸入冷媒温度センサ206、空気温度センサ207、熱源側熱交換器液部冷媒温度センサ211、及び熱源側熱交換器気液二相部冷媒温度センサ212の検出結果は、熱源側制御部101に供給される。
負荷側冷媒液温度センサ221−1〜221−Nを特に区別しないときには負荷側冷媒液温度センサ221と称する。空気吸込温度センサ223−1〜223−Nを特に区別しないときには空気吸込温度センサ223と称する。負荷側冷媒ガス温度センサ224−1〜224−Nを特に区別しないときには負荷側冷媒ガス温度センサ224と称する。
負荷側冷媒液温度センサ221は、室内絞り装置99と、負荷側熱交換器97との間に設けられ、室内絞り装置99と、負荷側熱交換器97との間を流通する冷媒の温度を検出する。空気吸込温度センサ223は、室内ファン98と、負荷側ユニット82の筐体(図示せず)との間に設けられ、室内ファン98が吸い込む負荷側ユニット82周囲の空気温度を検出する。負荷側冷媒ガス温度センサ224は、負荷側熱交換器97と、バルブ121aとの間に設けられ、負荷側熱交換器97と、バルブ121aとの間を流通する冷媒の温度を検出する。
負荷側冷媒液温度センサ221、空気吸込温度センサ223、及び負荷側冷媒ガス温度センサ224の検出結果は、負荷側制御部102に供給される。
熱源側制御部101及び負荷側制御部102は、互いに連携して冷媒回路35の冷媒の流れを制御することで、空気調和装置31を制御し、制御装置51に各種信号を供給する。制御装置51は、熱源側制御部101及び負荷側制御部102から供給された各種信号を通信網5を介して遠隔監視センター15に供給する。
遠隔監視センター15は、通信網5を介して供給される各種信号に基づいて各種演算を実行し、空気調和装置31を遠隔監視する。例えば、遠隔監視センター15は、空気調和装置31が故障しているか否かを判定する。また、遠隔監視センター15は、空気調和装置31が故障している場合に、その故障原因について判定する。次に、そのような動作を行う遠隔監視センター15の詳細について図3を用いて説明する。
遠隔監視センター15は、通信網5を介して供給される各種信号に基づいて各種演算を実行し、空気調和装置31を遠隔監視する。例えば、遠隔監視センター15は、空気調和装置31が故障しているか否かを判定する。また、遠隔監視センター15は、空気調和装置31が故障している場合に、その故障原因について判定する。次に、そのような動作を行う遠隔監視センター15の詳細について図3を用いて説明する。
図3は、本発明の実施の形態1における遠隔監視センター15の機能構成の一例を示す図である。遠隔監視センター15は、管理装置61、サーバー装置63、及びルーター装置65を備える。
管理装置61は、制御部83、通信部84、記憶部85、表示部87、及び操作部89を備え、空気調和装置31の故障診断又は故障原因の判定等を行う。
制御部83は、能力演算部301、故障原因診断部303、及び故障予知部105を備え、例えば、マイクロプロセッサユニット等を主体として構成されるが、特にこれに限定しない。
能力演算部301は、循環量演算部311、過冷却度演算部312、過熱度演算部313、吐出過熱度演算部314、及び冷凍能力演算部315を備え、空気調和装置31の冷凍能力を演算する。
循環量演算部311は、詳細については図6を用いて後述するが、空気調和装置31内を流通する冷媒の循環量を演算する。過冷却度演算部312は、詳細については図6を用いて後述するが、熱源側熱交換器93における熱源側熱交換器過冷却度SCを演算する。過熱度演算部313は、詳細については図6を用いて後述するが、負荷側熱交換器97における負荷側熱交換器過熱度SHを演算する。吐出過熱度演算部314は、詳細については図6を用いて後述するが、圧縮機91における圧縮機吐出過熱度TdSHを演算する。冷凍能力演算部315は、詳細については図6を用いて後述するが、負荷側熱交換器97における冷凍能力を推定演算する。
循環量演算部311は、詳細については図6を用いて後述するが、空気調和装置31内を流通する冷媒の循環量を演算する。過冷却度演算部312は、詳細については図6を用いて後述するが、熱源側熱交換器93における熱源側熱交換器過冷却度SCを演算する。過熱度演算部313は、詳細については図6を用いて後述するが、負荷側熱交換器97における負荷側熱交換器過熱度SHを演算する。吐出過熱度演算部314は、詳細については図6を用いて後述するが、圧縮機91における圧縮機吐出過熱度TdSHを演算する。冷凍能力演算部315は、詳細については図6を用いて後述するが、負荷側熱交換器97における冷凍能力を推定演算する。
故障原因診断部303は、その詳細については図4〜8を用いて後述するが、能力演算部301の演算結果及び過去運転データベースの検出結果に基づいて、空気調和装置31の故障診断又は故障原因の判定等を行う。
故障予知部305は、その詳細については図9を用いて後述するが、能力演算部301の演算結果に基づいて故障予知を行う。
故障予知部305は、その詳細については図9を用いて後述するが、能力演算部301の演算結果に基づいて故障予知を行う。
通信部84は、制御部83と、外部機器との通信インターフェースである。通信部84は、制御部83から供給される各種信号を所定の形式のデータに変換し、サーバー装置63又はルーター装置65に供給する。通信部84は、サーバー装置63又はルーター装置65から供給される各種信号を所定の形式のデータに変換し、制御部83に供給する。
記憶部85は、例えば、過去運転データベース321及び故障診断データベース322を備える。過去運転データベース321は、空気調和装置31の過去の運転データを時系列で格納する。故障診断データベース322は、空気調和装置31の過去の運転データと、その運転データから求めた能力変化率とを格納する。
表示部87は、制御部83の各種演算結果、過去運転データベース321の検出結果、及び故障診断データベース322の検出結果を所定の形式で表示する。
操作部89は、ユーザーと、管理装置62との間の入力インタフェースであり、ユーザーからの各種操作を受け付け、その結果を制御指令に変換し、制御指令を制御部83に供給する。
記憶部85は、例えば、過去運転データベース321及び故障診断データベース322を備える。過去運転データベース321は、空気調和装置31の過去の運転データを時系列で格納する。故障診断データベース322は、空気調和装置31の過去の運転データと、その運転データから求めた能力変化率とを格納する。
表示部87は、制御部83の各種演算結果、過去運転データベース321の検出結果、及び故障診断データベース322の検出結果を所定の形式で表示する。
操作部89は、ユーザーと、管理装置62との間の入力インタフェースであり、ユーザーからの各種操作を受け付け、その結果を制御指令に変換し、制御指令を制御部83に供給する。
サーバー装置63は、例えば、データベースサーバー411、ファイルサーバー413、プリントサーバー415、ウェブサーバー417、及びメールサーバー419等を備え、管理装置61からの要求、すなわち、リクエストに応じて、何らかのサービス、すなわち、処理を提供する機能的構成である。
例えば、データベースサーバー411は、各種データベースを備え、管理装置61からのリクエストに応じて、各種データベースの検索又は更新等を行い、その結果を管理装置61に返す。また、例えば、ファイルサーバー413は、保管している各種ファイル、すなわち、データを提供する。また、例えば、プリントサーバー415は、プリンタへ印刷処理を提供する。また、例えば、ウェブサーバー417は、ウェブページを構成するHTML(HyperText Markup Langugae)ファイル又は画像ファイル等のデータを提供する。また、例えば、メールサーバー419は、電子メールの配送を制御する。
なお、後述する故障診断等の各種機能は、サーバー装置63から提供されるWebサービスで実現されるものであってもよい。
また、サーバー装置63は、ハードウェアで構築させてもよく、ソフトウェアで仮想的に構築してもよい。つまり、サーバー装置63が提供する各種機能は物理的な制約を受けるものではない。
例えば、詳細については後述する故障診断等がWebサービスで提供される場合、携帯端末等を介して故障診断等が実行されてもよい。この場合には、サーバー装置63と、管理装置61とが連携することで、故障診断等が実行されればよい。
例えば、データベースサーバー411は、各種データベースを備え、管理装置61からのリクエストに応じて、各種データベースの検索又は更新等を行い、その結果を管理装置61に返す。また、例えば、ファイルサーバー413は、保管している各種ファイル、すなわち、データを提供する。また、例えば、プリントサーバー415は、プリンタへ印刷処理を提供する。また、例えば、ウェブサーバー417は、ウェブページを構成するHTML(HyperText Markup Langugae)ファイル又は画像ファイル等のデータを提供する。また、例えば、メールサーバー419は、電子メールの配送を制御する。
なお、後述する故障診断等の各種機能は、サーバー装置63から提供されるWebサービスで実現されるものであってもよい。
また、サーバー装置63は、ハードウェアで構築させてもよく、ソフトウェアで仮想的に構築してもよい。つまり、サーバー装置63が提供する各種機能は物理的な制約を受けるものではない。
例えば、詳細については後述する故障診断等がWebサービスで提供される場合、携帯端末等を介して故障診断等が実行されてもよい。この場合には、サーバー装置63と、管理装置61とが連携することで、故障診断等が実行されればよい。
ルーター装置65は、2つ以上の異なるネットワーク間を接続する機器である。ルーター装置65は、例えば、IPアドレスに基づいて経路制御を行い、管理装置61と、制御装置51との通信を中継する。
図4は、本発明の実施の形態1における時間に対する冷凍能力の変化を示す図である。図4においては、時間に対する冷凍能力の変動が、パターンごとに図示されている。例えば、パターン#1及びパターン#2は、遠隔監視センター15が空気調和装置31の異常を検知した後、空気調和装置31の運転データを予め定めた運転データ保存期間で保存したパターンである。また、例えば、パターン#3及びパターン#4は、遠隔監視センター15が空気調和装置31の異常を検知する前から予め定めた時間までの運転データ保存期間で空気調和装置31の運転データを保持しているパターンである。つまり、パターン#1及びパターン#2の運転データ保存期間と、パターン#3及びパターン#4の運転データ保存期間とは、その保存期間の長さが異なっている。
具体的には、パターン#1では、冷凍能力は、途中までは正常な状態であるが、冷凍能力が異常状態であるか否かを判定する冷凍能力異常判定値以下になったときには異常が検知され、異常が検知されてから冷凍能力が異常停止状態に到達するまでの間で空気調和装置31の運転データ保存期間が定められている点が図示されている。
また、パターン#2では、冷凍能力は、段階的に低下し、冷凍能力異常判定値以下になったときには異常が検知され、異常が検知されてから冷凍能力が異常停止状態に到達するまでの間で空気調和装置31の運転データ保存期間が定められている点が図示されている。
また、パターン#3では、冷凍能力は、途中までは正常な状態であるが、冷凍能力異常判定値以下になったときには異常が検知され、異常が検知される前から冷凍能力が異常停止状態に到達するまでの間で空気調和装置31の運転データ保存期間が定められている点が図示されている。
また、パターン#4では、冷凍能力は、段階的に低下し、冷凍能力異常判定値以下になったときには異常が検知され、異常が検知される前から冷凍能力が異常停止状態に到達するまでの間で空気調和装置31の運転データ保存期間が定められている点が図示されている。
つまり、パターン#1及びパターン#2では、異常検知後の運転データしか保存されない状態となる。一方、パターン#3及びパターン#4では、異常検知前からの運転データも保存されている状態となる。よって、パターン#1及びパターン#2では、異常状態に至るまでの冷凍能力の変化に関するデータを保持しない。一方、パターン#3及びパターン#4では、異常状態に至るまでの冷凍能力の変化に関するデータを保持する。したがって、パターン#3及びパターン#4であれば、異常状態に至るまでの冷凍能力の変化を調べることができるため、異常状態に至った原因を判定できることになる。そこで、異常状態に至った原因を判定する詳細について図5〜8を用いて説明する。
図5は、本発明の実施の形態1における故障診断処理を説明するフローチャートである。
(ステップS11)
故障原因診断部303は、異常回数を初期化する。ここでいう異常回数とは、後述する冷凍能力異常判定値以下となった回数をカウントするパラメータである。後述するように、異常回数というパラメータを利用して、求められる冷凍能力が一時的なものであるか否かを判定する。
故障原因診断部303は、異常回数を初期化する。ここでいう異常回数とは、後述する冷凍能力異常判定値以下となった回数をカウントするパラメータである。後述するように、異常回数というパラメータを利用して、求められる冷凍能力が一時的なものであるか否かを判定する。
(ステップS12)
故障原因診断部303は、運転データ取得周期に到達したか否かを判定する。故障原因診断部303は、運転データ取得周期に到達した場合、ステップS13へ進む。一方、故障原因診断部303は、運転データ取得周期に到達しない場合、ステップS12へ戻る。ここでいう運転データ取得周期とは、故障原因診断部303、すなわち、遠隔監視センター15が各物件11に設けられた空気調和装置31の運転データを取得する周期である。例えば、運転データ取得周期が1時間で設定されていれば、1時間毎の運転データの変動に伴う故障診断を実施できる。また、例えば、運転データ取得周期が1日で設定されていれば、1日毎の運転データの変動に伴い故障診断を実施できる。すなわち、運転データ取得周期に応じて、故障診断の実施回数を可変にすることができる。
故障原因診断部303は、運転データ取得周期に到達したか否かを判定する。故障原因診断部303は、運転データ取得周期に到達した場合、ステップS13へ進む。一方、故障原因診断部303は、運転データ取得周期に到達しない場合、ステップS12へ戻る。ここでいう運転データ取得周期とは、故障原因診断部303、すなわち、遠隔監視センター15が各物件11に設けられた空気調和装置31の運転データを取得する周期である。例えば、運転データ取得周期が1時間で設定されていれば、1時間毎の運転データの変動に伴う故障診断を実施できる。また、例えば、運転データ取得周期が1日で設定されていれば、1日毎の運転データの変動に伴い故障診断を実施できる。すなわち、運転データ取得周期に応じて、故障診断の実施回数を可変にすることができる。
(ステップS13)
故障原因診断部303は、運転データを取得する。ここでいう運転データとは、後述する冷凍能力演算処理の演算に用いられる各種パラメータである。例えば、故障原因診断部303は、基準運転状態を設定する場合、圧縮機91の運転周波数F0、室外ファン94の速度fano0、及び室内絞り装置99の弁開度LEV0を取得する。また、例えば、故障原因診断部303は、圧縮機91の圧力を検出する場合、圧縮機吐出圧力Pd及び圧縮機吸入圧力Psを取得する。また、例えば、故障原因診断部303は、熱源側熱交換器過冷却度SCを演算する場合、熱源側熱交換器二相温度T212及び熱源側熱交換器過冷却液温度T211を取得する。また、例えば、故障原因診断部303は、負荷側熱交換器過熱度SHを演算する場合、負荷側熱交換器過熱ガス温度T224及び負荷側吸込空気温度T223を取得する。また、例えば、故障原因診断部303は、圧縮機吐出過熱度TdSHを演算する場合、吐出温度T205及び熱源側熱交換器二相温度T212を取得する。
故障原因診断部303は、運転データを取得する。ここでいう運転データとは、後述する冷凍能力演算処理の演算に用いられる各種パラメータである。例えば、故障原因診断部303は、基準運転状態を設定する場合、圧縮機91の運転周波数F0、室外ファン94の速度fano0、及び室内絞り装置99の弁開度LEV0を取得する。また、例えば、故障原因診断部303は、圧縮機91の圧力を検出する場合、圧縮機吐出圧力Pd及び圧縮機吸入圧力Psを取得する。また、例えば、故障原因診断部303は、熱源側熱交換器過冷却度SCを演算する場合、熱源側熱交換器二相温度T212及び熱源側熱交換器過冷却液温度T211を取得する。また、例えば、故障原因診断部303は、負荷側熱交換器過熱度SHを演算する場合、負荷側熱交換器過熱ガス温度T224及び負荷側吸込空気温度T223を取得する。また、例えば、故障原因診断部303は、圧縮機吐出過熱度TdSHを演算する場合、吐出温度T205及び熱源側熱交換器二相温度T212を取得する。
(ステップS14)
故障原因診断部303は、能力演算部301に冷凍能力演算処理を実行させる。冷凍能力演算処理の詳細については図6を用いて後述する。図6は、本発明の実施の形態1における冷凍能力演算処理を説明するフローチャートである。
故障原因診断部303は、能力演算部301に冷凍能力演算処理を実行させる。冷凍能力演算処理の詳細については図6を用いて後述する。図6は、本発明の実施の形態1における冷凍能力演算処理を説明するフローチャートである。
(ステップS61)
能力演算部301は、基準運転状態を設定する。具体的には、能力演算部301は、空気調和装置31に対し、圧縮機91の運転周波数F0、室外ファン94の速度fano0、及び室内絞り装置99の弁開度LEV0を設定する。
次に、ここで設定された各種パラメータに基づいて、空気調和装置31が稼働し、安定状態に入ったと想定する。
能力演算部301は、基準運転状態を設定する。具体的には、能力演算部301は、空気調和装置31に対し、圧縮機91の運転周波数F0、室外ファン94の速度fano0、及び室内絞り装置99の弁開度LEV0を設定する。
次に、ここで設定された各種パラメータに基づいて、空気調和装置31が稼働し、安定状態に入ったと想定する。
(ステップS62)
能力演算部301は、圧縮機91の圧力を検出する。具体的には、能力演算部301は、圧縮機吐出冷媒圧力センサ201を用いて圧縮機吐出圧力Pdを検出し、圧縮機吸入冷媒圧力センサ202を用いて圧縮機吸入圧力Psを検出する。
能力演算部301は、圧縮機91の圧力を検出する。具体的には、能力演算部301は、圧縮機吐出冷媒圧力センサ201を用いて圧縮機吐出圧力Pdを検出し、圧縮機吸入冷媒圧力センサ202を用いて圧縮機吸入圧力Psを検出する。
(ステップS63)
能力演算部301は、冷媒循環量Grを演算する。具体的には、能力演算部301は、循環量演算部311に対し、圧縮機91の運転周波数F0、圧縮機吐出圧力Pd、及び圧縮機吸入圧力Psに基づいて、次式(1)を用いて冷媒循環量Grを求めさせる。
能力演算部301は、冷媒循環量Grを演算する。具体的には、能力演算部301は、循環量演算部311に対し、圧縮機91の運転周波数F0、圧縮機吐出圧力Pd、及び圧縮機吸入圧力Psに基づいて、次式(1)を用いて冷媒循環量Grを求めさせる。
(数1)
Gr=f(F0,Pd,Ps)・・・(1)
Gr=f(F0,Pd,Ps)・・・(1)
なお、Gr=f(F0,Pd,Ps)の実装形態としては、各パラメータに対応する対応テーブルを予め準備しておき、その対応テーブルを参照してGrを求めるようにしてもよい。例えば、F0、Pd、及びPsが定まると、それに対応する冷媒循環量Grが定まるテーブルを予め定義しておいてもよい。
(ステップS64)
能力演算部301は、各種センサで各演算パラメータを検出する。具体的には、能力演算部301は、圧縮機吐出冷媒温度センサ205を用いて吐出温度T205を検出する。また、能力演算部301は、熱源側熱交換器気液二相部冷媒温度センサ212を用いて熱源側熱交換器二相温度T212を検出する。また、能力演算部301は、熱源側熱交換器液部冷媒温度センサ211を用いて熱源側熱交換器過冷却液温度T211を検出する。また、能力演算部301は、負荷側冷媒液温度センサ221を用いて負荷側熱交換器液管温度T221を検出する。また、能力演算部301は、負荷側冷媒ガス温度センサ224を用いて負荷側熱交換器過熱ガス温度T224を検出する。また、能力演算部301は、空気吸込温度センサ223を用いて負荷側吸込空気温度T223を検出する。
能力演算部301は、各種センサで各演算パラメータを検出する。具体的には、能力演算部301は、圧縮機吐出冷媒温度センサ205を用いて吐出温度T205を検出する。また、能力演算部301は、熱源側熱交換器気液二相部冷媒温度センサ212を用いて熱源側熱交換器二相温度T212を検出する。また、能力演算部301は、熱源側熱交換器液部冷媒温度センサ211を用いて熱源側熱交換器過冷却液温度T211を検出する。また、能力演算部301は、負荷側冷媒液温度センサ221を用いて負荷側熱交換器液管温度T221を検出する。また、能力演算部301は、負荷側冷媒ガス温度センサ224を用いて負荷側熱交換器過熱ガス温度T224を検出する。また、能力演算部301は、空気吸込温度センサ223を用いて負荷側吸込空気温度T223を検出する。
(ステップS65)
能力演算部301は、各演算パラメータに基づいて各種演算を実行する。具体的には、能力演算部301は、過冷却度演算部312に対し、熱源側熱交換器二相温度T212及び熱源側熱交換器過冷却液温度T211に基づいて、次式(2)を用いて熱源側熱交換器過冷却度SCを求めさせる指令を出す。過冷却度演算部312は、能力演算部301からの指令を受け、次式(2)に基づいて熱原側熱交換器過冷却度SCを演算する。
能力演算部301は、各演算パラメータに基づいて各種演算を実行する。具体的には、能力演算部301は、過冷却度演算部312に対し、熱源側熱交換器二相温度T212及び熱源側熱交換器過冷却液温度T211に基づいて、次式(2)を用いて熱源側熱交換器過冷却度SCを求めさせる指令を出す。過冷却度演算部312は、能力演算部301からの指令を受け、次式(2)に基づいて熱原側熱交換器過冷却度SCを演算する。
(数2)
SC=T212−T211・・・(2)
SC=T212−T211・・・(2)
また、能力演算部301は、過熱度演算部313に対し、負荷側熱交換器過熱ガス温度T224及び負荷側吸込空気温度T223に基づいて、次式(3)を用いて負荷側熱交換器過熱度SHを求めさせる指令を出す。過熱度演算部313は、能力演算部301からの指令を受け、次式(3)に基づいて負荷側熱交換器過熱度SHを演算する。
(数3)
SH=T224−T223・・・(3)
SH=T224−T223・・・(3)
また、能力演算部301は、吐出過熱度演算部314に対し、吐出温度T205及び熱源側熱交換器二相温度T212に基づいて、次式(4)を用いて圧縮機吐出過熱度TdSHを求めさせる指令を出す。吐出過熱度演算部314は、能力演算部301からの指令を受け、次式(4)に基づいて圧縮機吐出過熱度TdSHを演算する。
(数4)
TdSH=T205−T212・・・(4)
TdSH=T205−T212・・・(4)
(ステップS66)
能力演算部301は、冷媒エンタルピーを演算する。具体的には、能力演算部301は、冷凍能力演算部315に対し、圧縮機吸入圧力Ps及び負荷側熱交換器液管温度T221に基づいて、次式(5)を用いて負荷側熱交換器97の入側における冷媒エンタルピーHeinを求めさせる指令を出す。冷凍能力演算部315は、能力演算部301からの指令を受け、次式(5)に基づいて負荷側熱交換器97の入側における冷媒エンタルピーHeinを演算する。
能力演算部301は、冷媒エンタルピーを演算する。具体的には、能力演算部301は、冷凍能力演算部315に対し、圧縮機吸入圧力Ps及び負荷側熱交換器液管温度T221に基づいて、次式(5)を用いて負荷側熱交換器97の入側における冷媒エンタルピーHeinを求めさせる指令を出す。冷凍能力演算部315は、能力演算部301からの指令を受け、次式(5)に基づいて負荷側熱交換器97の入側における冷媒エンタルピーHeinを演算する。
(数5)
Hein=f(Ps,T221)・・・(5)
Hein=f(Ps,T221)・・・(5)
また、能力演算部301は、冷凍能力演算部315に対し、圧縮機吸入圧力Ps及び負荷側熱交換器過熱ガス温度T224に基づいて、次式(6)を用いて負荷側熱交換器97の出側における冷媒エンタルピーHoutを求めさせる指令を出す。冷凍能力演算部315は、能力演算部301からの指令を受け、次式(6)に基づいて負荷側熱交換器97の出側における冷媒エンタルピーHoutを演算する。
(数6)
Hout=f(Ps,T224)・・・(6)
Hout=f(Ps,T224)・・・(6)
なお、Heinは熱源側熱交換器93から流出する液冷媒の過冷却度を表すことにもなる。また、Houtは負荷側熱交換器97から流出するガス冷媒の過熱度を表すことにもなる。
また、式(5)、(6)は、冷媒回路中を循環させている冷媒の種類に基づいて、予め関数化したものである。
また、式(5)、(6)は、冷媒回路中を循環させている冷媒の種類に基づいて、予め関数化したものである。
(ステップS67)
能力演算部301は、冷凍能力Qeを演算する。具体的には、能力演算部301は、冷凍能力演算部315に対し、冷媒循環量Gr、負荷側熱交換器97の入側における冷媒エンタルピーHein、及び負荷側熱交換器97の出側における冷媒エンタルピーHoutに基づいて、次式(7)を元いて冷凍能力Qeを求めさせる指令を出す。冷凍能力演算部315は、能力演算部301からの指令を受け、次式(7)に基づいて冷凍能力Qeを演算する。
能力演算部301は、冷凍能力Qeを演算する。具体的には、能力演算部301は、冷凍能力演算部315に対し、冷媒循環量Gr、負荷側熱交換器97の入側における冷媒エンタルピーHein、及び負荷側熱交換器97の出側における冷媒エンタルピーHoutに基づいて、次式(7)を元いて冷凍能力Qeを求めさせる指令を出す。冷凍能力演算部315は、能力演算部301からの指令を受け、次式(7)に基づいて冷凍能力Qeを演算する。
(数7)
Qe=Gr×(Heout−Hein)・・・(7)
Qe=Gr×(Heout−Hein)・・・(7)
なお、上記の説明では、遠隔監視センター15が能力演算部301を備え、遠隔監視センター15の能力演算部301が冷凍能力を演算する一例について説明したが、特にこれに限定しない。例えば、空気調和装置31が能力演算部301を備えてもよい。また、制御装置51が能力演算部301を備えてもよい。
また、上記の説明は、冷凍能力を求める演算の一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
また、上記の説明は、冷凍能力を求める演算の一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
図5の説明に戻る。
(ステップS15)
故障原因診断部303は、冷凍能力異常判定値を取得する。冷凍能力異常判定値は、冷凍能力が異常状態となっているときの冷凍能力で設定される。例えば、空調システムとして、冷凍能力が1000kw〜600kwの間で稼働することになっている場合、冷凍能力が600kwを下回ったときに異常状態になるとすれば、冷凍能力異常判定値は、600kwが設定される。
なお、上記で説明した数値例は一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
(ステップS15)
故障原因診断部303は、冷凍能力異常判定値を取得する。冷凍能力異常判定値は、冷凍能力が異常状態となっているときの冷凍能力で設定される。例えば、空調システムとして、冷凍能力が1000kw〜600kwの間で稼働することになっている場合、冷凍能力が600kwを下回ったときに異常状態になるとすれば、冷凍能力異常判定値は、600kwが設定される。
なお、上記で説明した数値例は一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
(ステップS16)
故障原因診断部303は、異常回数判定値を取得する。異常回数判定値は、冷凍能力が異常となった状態が突発的又は恒常的の何れであるかを判定するのに用いられる。この処理をすることで、何らかの影響で冷凍能力が一時的に下がった場合の値を無視することができ、故障原因診断の精度が向上する。すなわち、冷凍能力の低下が何らかのノイズ等が原因で低下した場合を除去できる。
なお、異常回数判定値は、例えば、3回であるが、特にこれに限定しない。
故障原因診断部303は、異常回数判定値を取得する。異常回数判定値は、冷凍能力が異常となった状態が突発的又は恒常的の何れであるかを判定するのに用いられる。この処理をすることで、何らかの影響で冷凍能力が一時的に下がった場合の値を無視することができ、故障原因診断の精度が向上する。すなわち、冷凍能力の低下が何らかのノイズ等が原因で低下した場合を除去できる。
なお、異常回数判定値は、例えば、3回であるが、特にこれに限定しない。
(ステップS17)
故障原因診断部303は、冷凍能力が冷凍能力異常判定値以下であるか否かを判定する。故障原因診断部303は、冷凍能力が冷凍能力異常判定値以下の場合、ステップS18へ進む。一方、故障原因診断部303は、冷凍能力が冷凍能力異常判定値以下でない場合、ステップS12へ戻る。
故障原因診断部303は、冷凍能力が冷凍能力異常判定値以下であるか否かを判定する。故障原因診断部303は、冷凍能力が冷凍能力異常判定値以下の場合、ステップS18へ進む。一方、故障原因診断部303は、冷凍能力が冷凍能力異常判定値以下でない場合、ステップS12へ戻る。
(ステップS18)
故障原因診断部303は、異常回数が異常回数判定値に到達したか否かを判定する。故障原因診断部303は、異常回数が異常回数判定値に到達した場合、ステップS20へ進む。一方、故障原因診断部303は、異常回数が異常回数判定値に到達しない場合、ステップS19へ進む。
故障原因診断部303は、異常回数が異常回数判定値に到達したか否かを判定する。故障原因診断部303は、異常回数が異常回数判定値に到達した場合、ステップS20へ進む。一方、故障原因診断部303は、異常回数が異常回数判定値に到達しない場合、ステップS19へ進む。
(ステップS19)
故障原因診断部303は、異常回数をインクリメントする。例えば、故障原因診断部303は、異常回数を+1歩進する、つまり、+1インクリメントする。
なお、上記の説明では、+1インクリメントする一例について説明したが、特にこれに限定しない。
故障原因診断部303は、異常回数をインクリメントする。例えば、故障原因診断部303は、異常回数を+1歩進する、つまり、+1インクリメントする。
なお、上記の説明では、+1インクリメントする一例について説明したが、特にこれに限定しない。
(ステップS20)
故障原因診断部303は、過去運転データベース321から過去の運転データを予め定めた期間分取得する。例えば、故障原因診断部303は、過去運転データベース321から過去1ヶ月分の運転データを取得する。
なお、上記の説明では、予め定めた期間として過去1ヶ月分の運転データを取得する一例について説明したが、特にこれに限定しない。
故障原因診断部303は、過去運転データベース321から過去の運転データを予め定めた期間分取得する。例えば、故障原因診断部303は、過去運転データベース321から過去1ヶ月分の運転データを取得する。
なお、上記の説明では、予め定めた期間として過去1ヶ月分の運転データを取得する一例について説明したが、特にこれに限定しない。
(ステップS21)
故障原因診断部303は、能力推移演算処理を実行する。能力推移演算処理の詳細については図7を用いて後述する。図7は、本発明の実施の形態1における能力推移演算処理を説明するフローチャートである。
故障原因診断部303は、能力推移演算処理を実行する。能力推移演算処理の詳細については図7を用いて後述する。図7は、本発明の実施の形態1における能力推移演算処理を説明するフローチャートである。
(ステップS81)
故障原因診断部303は、異常判定フラグを初期化する。
故障原因診断部303は、異常判定フラグを初期化する。
(ステップS82)
故障原因診断部303は、予め定めた時間毎に時間に対する能力変化率を求める。予め定めた時間は、運転データ保存期間を時間軸上で予め複数の小時間毎に区切ったものであり、その詳細については図8を用いて説明する。
図8は、本発明の実施の形態1における時間に対する能力変化率を求めるときの予め定めた時間を説明する図である。図8に示すように、運転データ保存期間の範囲内で、予め定めた時間が複数に区切られている。故障原因診断部303は、この時間毎に時間に対する能力変化率を求める。例えば、Aと命名された時間間隔の能力変化率をa、Bと命名された時間間隔の能力変化率をb、Cと命令された時間間隔の能力変化率をcと仮定し、以後の説明を行う。
故障原因診断部303は、予め定めた時間毎に時間に対する能力変化率を求める。予め定めた時間は、運転データ保存期間を時間軸上で予め複数の小時間毎に区切ったものであり、その詳細については図8を用いて説明する。
図8は、本発明の実施の形態1における時間に対する能力変化率を求めるときの予め定めた時間を説明する図である。図8に示すように、運転データ保存期間の範囲内で、予め定めた時間が複数に区切られている。故障原因診断部303は、この時間毎に時間に対する能力変化率を求める。例えば、Aと命名された時間間隔の能力変化率をa、Bと命名された時間間隔の能力変化率をb、Cと命令された時間間隔の能力変化率をcと仮定し、以後の説明を行う。
(ステップS83)
故障原因診断部303は、予め定めた冷凍能力変化率異常判定値を取得する。冷凍能力変化率異常判定値は、詳細については後述するが、時間に対する能力変化率が許容範囲内のものであるか否かを判定するものである。
故障原因診断部303は、予め定めた冷凍能力変化率異常判定値を取得する。冷凍能力変化率異常判定値は、詳細については後述するが、時間に対する能力変化率が許容範囲内のものであるか否かを判定するものである。
(ステップS84)
故障原因診断部303は、冷凍能力変化率異常判定値を超えている能力変化率が存在するか否かを判定する。故障原因診断部303は、冷凍能力変化率異常判定値を超えている能力変化率が存在する場合、ステップS85へ進む。一方、故障原因診断部303は、冷凍能力変化率異常判定値を超えている能力変化率が存在しない場合、ステップS87へ進む。
故障原因診断部303は、冷凍能力変化率異常判定値を超えている能力変化率が存在するか否かを判定する。故障原因診断部303は、冷凍能力変化率異常判定値を超えている能力変化率が存在する場合、ステップS85へ進む。一方、故障原因診断部303は、冷凍能力変化率異常判定値を超えている能力変化率が存在しない場合、ステップS87へ進む。
冷凍能力変化率異常判定値で判定を行う意味について説明する。能力変化率は、時間に対する冷凍能力の変化率である。つまり、能力変化率は、冷凍能力の特性グラフの傾きを意味する。よって、能力変化率と、冷凍能力変化率異常判定値との比較が行われることは、冷凍能力の特性グラフの傾き度合いを判定することに相当する。仮に、冷凍能力の特性グラフの傾きが急峻である場合、冷凍能力は急激に低下することを意味する。したがって、冷凍能力の低下度合いがどの程度であれば異常状態であるか否かが判定できればよいことになる。したがって、冷凍能力変化率異常判定値を定めておき、能力変化率と、その冷凍能力変化率異常判定値との比較を実行することで、空気調和装置31が異常状態であるか否かが判定される。
換言すれば、この段階の処理では、既に冷凍能力が冷凍能力異常判定値以下のときの処理である(ステップS11〜ステップS20参照)。つまり、冷凍能力は何らかの原因で低下に至っている。この状態で、冷凍能力の特性グラフの傾きが急峻である場合の特性グラフの傾き、すなわち、そのような能力変化率が冷凍能力異常判定値で判定される前の過去運転データから算出されれば、空気調和装置31は経年劣化ではなく、何らかの異常状態となっていると判定できる。一方、この状態で、冷凍能力の特性グラフの傾きが急峻でない場合の特性グラフの傾き、すなわち、そのような能力変化率が冷凍能力異常判定値で判定される前の過去運転データから算出されれば、空気調和装置31は経年劣化が原因で冷凍能力が低下していると判定できる。
例えば、能力変化率bが冷凍能力変化率異常判定値を超えている能力変化率であると仮定すると、異常検知される前の時間間隔Bにおいて、空気調和装置31は冷凍能力変化率異常判定値で何らかの異常状態となっていると判定できることになる。
例えば、能力変化率bが冷凍能力変化率異常判定値を超えている能力変化率であると仮定すると、異常検知される前の時間間隔Bにおいて、空気調和装置31は冷凍能力変化率異常判定値で何らかの異常状態となっていると判定できることになる。
(ステップS85)
故障原因診断部303は、異常判定フラグを1に設定する。
故障原因診断部303は、異常判定フラグを1に設定する。
(ステップS86)
故障原因診断部303は、経年劣化フラグを0に設定する。
故障原因診断部303は、経年劣化フラグを0に設定する。
(ステップS87)
故障原因診断部303は、経年劣化フラグを1に設定する。
故障原因診断部303は、経年劣化フラグを1に設定する。
(ステップS88)
故障原因診断部303は、故障原因判定処理を実行する。故障原因判定処理の詳細については、図9を用いて後述する。
図9は、本発明の実施の形態1における故障原因判定処理を説明するフローチャートである。
故障原因診断部303は、故障原因判定処理を実行する。故障原因判定処理の詳細については、図9を用いて後述する。
図9は、本発明の実施の形態1における故障原因判定処理を説明するフローチャートである。
(ステップS101)
故障原因診断部303は、経年劣化フラグが1であるか否かを判定する。故障原因診断部303は、経年劣化フラグが1である場合、ステップS102へ進む。一方、故障原因診断部303は、経年劣化フラグが1でない場合、ステップS103へ進む。
故障原因診断部303は、経年劣化フラグが1であるか否かを判定する。故障原因診断部303は、経年劣化フラグが1である場合、ステップS102へ進む。一方、故障原因診断部303は、経年劣化フラグが1でない場合、ステップS103へ進む。
(ステップS102)
故障原因診断部303は、故障原因は経年劣化であると判定する。つまり、冷凍能力が低下した原因は、経年劣化が原因であると判定する。
故障原因診断部303は、故障原因は経年劣化であると判定する。つまり、冷凍能力が低下した原因は、経年劣化が原因であると判定する。
(ステップS103)
故障原因診断部303は、故障原因は、経年劣化でないと判定する。つまり、冷凍能力が低下した原因は、経年劣化に伴うものではなく、何らかの外部要因によるものであると判定する。この場合には、例えば、早急に異常を報知する必要があるため、以降の処理ではその点についての動作が実行される。
故障原因診断部303は、故障原因は、経年劣化でないと判定する。つまり、冷凍能力が低下した原因は、経年劣化に伴うものではなく、何らかの外部要因によるものであると判定する。この場合には、例えば、早急に異常を報知する必要があるため、以降の処理ではその点についての動作が実行される。
図5の説明に戻る。
(ステップS22)
故障原因診断部303は、異常判定フラグが1であるか否かを判定する。故障原因診断部303は、異常判定フラグが1である場合、ステップS23へ進む。一方、故障原因診断部303は、異常判定フラグが1でない場合、ステップS12へ戻る。
(ステップS22)
故障原因診断部303は、異常判定フラグが1であるか否かを判定する。故障原因診断部303は、異常判定フラグが1である場合、ステップS23へ進む。一方、故障原因診断部303は、異常判定フラグが1でない場合、ステップS12へ戻る。
(ステップS23)
故障原因診断部303は、異常発報を行う。例えば、故障原因診断部303は、物件11の図示しない管理者に異常発報を行ってもよい。また、例えば、故障原因診断部303は、サービスセンターの端末71に異常発報を行ってもよい。また、例えば、故障原因診断部303は、表示部87に異常発報を行ってもよい。異常発報は、例えば、電子メール等が送付されるが、特にこれに限定するものではなく、例えば、音声で報知してもよい。また、図示しないランプ等の点滅間隔を変更することで異常発報が行われてもよい。
故障原因診断部303は、異常発報を行う。例えば、故障原因診断部303は、物件11の図示しない管理者に異常発報を行ってもよい。また、例えば、故障原因診断部303は、サービスセンターの端末71に異常発報を行ってもよい。また、例えば、故障原因診断部303は、表示部87に異常発報を行ってもよい。異常発報は、例えば、電子メール等が送付されるが、特にこれに限定するものではなく、例えば、音声で報知してもよい。また、図示しないランプ等の点滅間隔を変更することで異常発報が行われてもよい。
(ステップS24)
故障原因診断部303は、運転データを予め定めた保存期間取得する。具体的には、故障原因診断部303は、運転データを所定時間、例えば、10分間取得する。
なお、上記で説明した所定時間は一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
故障原因診断部303は、運転データを予め定めた保存期間取得する。具体的には、故障原因診断部303は、運転データを所定時間、例えば、10分間取得する。
なお、上記で説明した所定時間は一例を示すだけであり、特にこれに限定しない。
(ステップS25)
故障原因診断部303は、運転データと、その運転データから求めた能力推移演算処理結果とを故障診断データベース322に格納し、処理を終了する。例えば、故障原因診断部303は、運転データと、その運転データから求めた能力数位演算処理結果の能力変化率とを組としたものを故障診断データベース322に格納し、処理を終了する。
上記の説明では、故障原因を診断する一例について説明した。能力変化率を利用することで、故障予知も可能となる。そこで、次に、能力変化率を利用した故障予知について図10を用いて説明する。
故障原因診断部303は、運転データと、その運転データから求めた能力推移演算処理結果とを故障診断データベース322に格納し、処理を終了する。例えば、故障原因診断部303は、運転データと、その運転データから求めた能力数位演算処理結果の能力変化率とを組としたものを故障診断データベース322に格納し、処理を終了する。
上記の説明では、故障原因を診断する一例について説明した。能力変化率を利用することで、故障予知も可能となる。そこで、次に、能力変化率を利用した故障予知について図10を用いて説明する。
図10は、本発明の実施の形態1における故障予知処理を説明するフローチャートである。
(ステップS111)
故障予知部305は、異常判定フラグを初期化する。
故障予知部305は、異常判定フラグを初期化する。
(ステップS112)
故障予知部305は、予め定めた時間毎に時間に対する能力変化率を求める。
故障予知部305は、予め定めた時間毎に時間に対する能力変化率を求める。
(ステップS113)
故障予知部305は、予め定めた時間毎に時間に対する能力変化率の変化率を求める。つまり、故障予知部305は、能力変化率の変化の度合いを求める。能力変化率の変化の度合いを求めることで、能力変化率が拡大していくものであるのか、又は、縮小していくものであるかを判定することができる。能力変化率の変化の度合いがさらに大きくなっていくものであれば、能力変化率は急峻な状態で時間の経過と共に推移していく。したがって、この場合には、近い将来に故障する可能性があると予知できる。一方、能力変化率の変化の度合いがさらに大きくなっていくものでなければ、能力変化率は急峻な状態で時間の経過と共に推移していくことはない。したがって、この場合には、近い将来には故障する可能性がないと予知できる。
故障予知部305は、予め定めた時間毎に時間に対する能力変化率の変化率を求める。つまり、故障予知部305は、能力変化率の変化の度合いを求める。能力変化率の変化の度合いを求めることで、能力変化率が拡大していくものであるのか、又は、縮小していくものであるかを判定することができる。能力変化率の変化の度合いがさらに大きくなっていくものであれば、能力変化率は急峻な状態で時間の経過と共に推移していく。したがって、この場合には、近い将来に故障する可能性があると予知できる。一方、能力変化率の変化の度合いがさらに大きくなっていくものでなければ、能力変化率は急峻な状態で時間の経過と共に推移していくことはない。したがって、この場合には、近い将来には故障する可能性がないと予知できる。
(ステップS114)
故障予知部305は、予め定めた故障予知判定値を取得する。
故障予知部305は、予め定めた故障予知判定値を取得する。
(ステップS115)
故障予知部305は、故障予知判定値を超えている能力変化率の変化率が存在するか否かを判定する。故障予知部305は、故障予知判定値を超えている能力変化率の変化率が存在する場合、ステップS116へ進む。一方、故障予知部305は、故障予知判定値を超えている能力変化率の変化率が存在しない場合、処理を終了する。
故障予知部305は、故障予知判定値を超えている能力変化率の変化率が存在するか否かを判定する。故障予知部305は、故障予知判定値を超えている能力変化率の変化率が存在する場合、ステップS116へ進む。一方、故障予知部305は、故障予知判定値を超えている能力変化率の変化率が存在しない場合、処理を終了する。
(ステップS116)
故障予知部305は、異常判定フラグを1に設定し、処理を終了する。
故障予知部305は、異常判定フラグを1に設定し、処理を終了する。
なお、ステップS111〜ステップS116の処理は、図5に示すステップS21の能力推移演算処理の代わりに組み込まれてもよい。このようにすることで、故障予知処理が故障診断処理の中に組み込まれることになる。
上記で説明したように、故障前の一定期間にわたり、冷凍能力の変化率と異常判定値とを比較することで、空気調和装置31の故障原因を特定することができる。
以上、本発明の実施の形態1においては、1又は複数の空気調和装置31と、1又は複数の空気調和装置31を管理する管理装置61とで空気調和装置31に関する運転データを送受信する監視システム1であって、管理装置61は、1又は複数の空気調和装置31の故障原因を運転データに基づいて診断する故障原因診断部303を備え、故障原因診断部303は、空気調和装置31の運転データから求めた冷凍能力が異常状態であるか否かを判定する冷凍能力異常判定値と、冷凍能力の時間に対する冷凍能力変化率が異常値を示すか否かを判定する冷凍能力変化率異常判定値とが設定され、冷凍能力が冷凍能力異常判定値以下の場合、空気調和装置31が故障していると判定するものであって、空気調和装置31が故障しており、冷凍能力の冷凍能力変化率が冷凍能力変化率異常判定値を超えている場合、空気調和装置31の故障原因は経年劣化でないと判定し、空気調和装置31が故障しており、冷凍能力の冷凍能力変化率が冷凍能力変化率異常判定値を超えていない場合、空気調和装置31の故障原因は経年劣化であると判定する。
上記の構成で、空気調和装置31の故障原因を特定することができる。また、空気調和装置31の故障原因を特定することができるので、空気調和装置31の冷凍能力の低下が経年劣化でなく、何らかの外部要因によるものであれば、即座に異常を発報することができるので、二次災害等も低減することができる。
例えば、空気調和装置31がデータセンターに設けられている場合、空気調和装置31の故障はデータセンターの故障につながる要因となる。このような場合であっても、即座に対応することができるので、データセンターの資産を守ることができる。
また、故障原因を特定できるので、現場にかけつけたサービスマンは的確な保守作業を実施でき、時間の短縮と早急な復旧を同時に満たすことができる。
また、故障原因が経年劣化によるものであれば、経年劣化し易そうな箇所を重点的に調査できるので、部品の交換等の作業効率が向上し、同時に、部品の交換によって経年劣化した部品を使い続ける必要がなくなるため、経年劣化による無駄な電力消費を抑制できることにもつながる。
例えば、空気調和装置31がデータセンターに設けられている場合、空気調和装置31の故障はデータセンターの故障につながる要因となる。このような場合であっても、即座に対応することができるので、データセンターの資産を守ることができる。
また、故障原因を特定できるので、現場にかけつけたサービスマンは的確な保守作業を実施でき、時間の短縮と早急な復旧を同時に満たすことができる。
また、故障原因が経年劣化によるものであれば、経年劣化し易そうな箇所を重点的に調査できるので、部品の交換等の作業効率が向上し、同時に、部品の交換によって経年劣化した部品を使い続ける必要がなくなるため、経年劣化による無駄な電力消費を抑制できることにもつながる。
1 監視システム、5 通信網、11 物件、15 遠隔監視センター、17 サービスセンター、31、31−1〜31−N 空気調和装置、35 冷媒回路、41 通信線、51 制御装置、61 管理装置、63 サーバー装置、65 ルーター装置、71 端末、81 熱源側ユニット、82、82−1〜82−N 負荷側ユニット、83 制御部、84 通信部、85 記憶部、87 表示部、89 操作部、91 圧縮機、92 四方弁、93 熱源側熱交換器、94 室外ファン、95 アキュムレータ、96 室外絞り装置、97、97−1〜97−N 負荷側熱交換器、98、98−1〜98−N 室内ファン、99、99−1〜99−N 室内絞り装置、101 熱源側制御部、102、102−1〜102−N 負荷側制御部、103、103−1、103−N リモートコントローラー、111 第1接続配管、112 第2接続配管、121、121a、121b バルブ、201 圧縮機吐出冷媒圧力センサ、202 圧縮機吸入冷媒圧力センサ、203 液管圧力センサ、205 圧縮機吐出冷媒温度センサ、206 圧縮機吸入冷媒温度センサ、207 空気温度センサ、211 熱源側熱交換器液部冷媒温度センサ、212 熱源側熱交換器気液二相部冷媒温度センサ、221、221−1〜221−N 負荷側冷媒液温度センサ、223、223−1〜223−N 空気吸込温度センサ、224、224−1〜224−N 負荷側冷媒ガス温度センサ、301 能力演算部、303 故障原因診断部、305 故障予知部、311 循環量演算部、312 過冷却度演算部、313 過熱度演算部、314 吐出過熱度演算部、315 冷凍能力演算部、321 過去運転データベース、322 故障診断データベース、411 データベースサーバー、413 ファイルサーバー、415 プリントサーバー、417 ウェブサーバー、419 メールサーバー。
本発明は、1又は複数の空気調和装置と、1又は複数の空気調和装置を管理する管理装置とで空気調和装置に関する運転データを送受信する監視システムであって、管理装置は、1又は複数の空気調和装置の故障原因を運転データに基づいて診断する故障原因診断部を備え、故障原因診断部は、空気調和装置の運転データから求めた冷凍能力が異常状態であるか否かを判定する冷凍能力異常判定値と、冷凍能力の時間に対する冷凍能力変化率が異常値を示すか否かを判定する冷凍能力変化率異常判定値とが設定され、冷凍能力が冷凍能力異常判定値以下の場合、空気調和装置が故障していると判定するものであって、空気調和装置が故障と判定され、冷凍能力の冷凍能力変化率が冷凍能力変化率異常判定値を超えている場合、空気調和装置の故障原因は経年劣化でないと判定し、空気調和装置が故障と判定され、冷凍能力の冷凍能力変化率が冷凍能力変化率異常判定値を超えていない場合、空気調和装置の故障原因は経年劣化であると判定し、また、予め定めた時間毎に時間に対する冷凍能力変化率の変化率を求め、変化率が予め定めた故障予知判定値を超えている場合、空気調和装置が故障する可能性があると判定する監視システムである。
Claims (5)
- 1又は複数の空気調和装置と、該1又は複数の空気調和装置を管理する管理装置とで前記空気調和装置に関する運転データを送受信する監視システムであって、
前記管理装置は、前記1又は複数の空気調和装置の故障原因を前記運転データに基づいて診断する故障原因診断部を備え、
前記故障原因診断部は、
前記空気調和装置の前記運転データから求めた冷凍能力が異常状態であるか否かを判定する冷凍能力異常判定値と、前記冷凍能力の時間に対する冷凍能力変化率が異常値を示すか否かを判定する冷凍能力変化率異常判定値とが設定され、
前記冷凍能力が前記冷凍能力異常判定値以下の場合、前記空気調和装置が故障していると判定するものであって、
前記空気調和装置が故障と判定され、該冷凍能力の前記冷凍能力変化率が前記冷凍能力変化率異常判定値を超えている場合、前記空気調和装置の故障原因は経年劣化でないと判定し、
前記空気調和装置が故障と判定され、該冷凍能力の前記冷凍能力変化率が前記冷凍能力変化率異常判定値を超えていない場合、前記空気調和装置の故障原因は経年劣化であると判定する
ことを特徴とする監視システム。 - 前記故障原因診断部は、
前記冷凍能力が複数回前記冷凍能力異常判定値以下となった場合、前記冷凍能力変化率が前記冷凍能力変化率異常判定値を超えているか否かの判定処理を実行する
ことを特徴とする請求項1に記載の監視システム。 - 前記故障原因診断部は、
予め定めた時間毎に時間に対する前記冷凍能力変化率の変化率を求め、該変化率が予め定めた故障予知判定値を超えている場合、前記空気調和装置が故障する可能性があると判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の監視システム。 - 前記運転データを時系列で過去運転データとして格納する過去運転データベースと、
前記運転データと、該運転データから求めた前記能力変化率とを格納する故障診断データベースと
を備え、
前記故障原因診断部は、
前記過去運転データに基づいて、予め定めた時間毎に前記変化率を求める
ことを特徴とする請求項3に記載の監視システム。 - 前記空気調和装置は、
圧縮機及び熱源側熱交換器を備える熱源側ユニットと、膨張弁及び利用側熱交換器を備える利用側ユニットとを配管接続して構成した冷媒回路を備え、
前記管理装置は、前記冷媒回路に関する前記運転データに基づいて前記冷凍能力を求める能力演算部を備え、
前記能力演算部は、
前記運転データとして、前記圧縮機の運転周波数並びに該圧縮機の吐出側における圧力及び吸引側における圧力に基づいて冷媒循環量を演算する循環量演算部と、
該冷媒循環量並びに前記利用側熱交換器に流入及び流出する冷媒のエンタルピーに基づいて前記冷凍能力を演算する冷凍能力演算部と
を備えたことを特徴とする請求項4に記載の監視システム。
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