WO2018154768A1 - 空気調和機 - Google Patents

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air conditioner
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篤志 河村
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三菱電機株式会社
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/32—Responding to malfunctions or emergencies
    • F24F11/38—Failure diagnosis
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps

Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner, and more particularly to a water-cooled air conditioner.
  • a failure determination method in a conventional air conditioner for example, a method of determining a failure based on operation data acquired in advance during normal operation and operation state data during normal operation has been proposed (for example, Patent Documents). 1).
  • operation data during normal operation during a certain period is taken into the database as standard value data, and operation data after a preset time has elapsed is assigned to the database as operation state data.
  • the standard value data is compared with the operation state data, and the presence or absence of the failure of the air conditioner is determined by reflecting the difference of each model depending on the installation environment and operating conditions of the air conditioner.
  • Patent Document 1 collects all operation data during normal operation over a certain period. Therefore, there is a possibility that the amount of operation data to be collected becomes enormous.
  • the air conditioner is a water-cooled type
  • the air-conditioning temperature range is wider than that of the air-cooled type, and thus a large-capacity data storage device is required to collect operation data.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems in the prior art, and an object thereof is to provide an air conditioner capable of determining a failure of a constituent device while suppressing the amount of operation data necessary for the determination.
  • the air conditioner of the present invention includes at least a heat pump, a hot water storage tank, a heat exchanger provided in the hot water storage tank, an air conditioner, and a circulation pump as constituent devices, the heat pump, the heat exchanger, the air conditioner, and An air conditioner in which a water circuit in which the circulation pump is connected by a pipe and water circulates in the pipe is formed, and is provided in each part of the water circuit, and the state of the water flowing through the water circuit is set for a set time.
  • a plurality of sensors that measure at intervals, and a control device that obtains measurement data from the plurality of sensors as operation data and generates reference operation data based on operation data acquired during stable operation.
  • a malfunctioning device among the constituent devices is determined.
  • the reference operation data is generated based on the operation data acquired at the time of the stable operation, and the failed device is based on the reference operation data and the operation data at the time of abnormal stop of the air conditioner. Therefore, it is possible to determine the failure of the component device while suppressing the amount of operation data necessary for the failure determination.
  • FIG. It is the schematic which shows an example of a structure of the air conditioner which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows an example of a structure of the control apparatus of FIG. It is a flowchart which shows an example of the flow of a reference
  • Embodiment 1 FIG.
  • the air conditioner according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a configuration of an air conditioner 1 according to the first embodiment.
  • the air conditioner 1 includes a heat pump 2, an auxiliary heater 3, a hot water storage tank 4, a heat exchanger 5, an air conditioner 6, a three-way valve 7, and a circulation pump 8.
  • a water circuit 10 is formed by connecting a heat pump 2, an auxiliary heater 3, a heat exchanger 5, an air conditioner 6, a three-way valve 7, and a circulation pump 8 by piping.
  • the heat pump 2 has, for example, a refrigeration cycle formed therein, and heats or cools the water supplied by the circulation pump.
  • the auxiliary heater 3 is provided to heat the water supplied from the heat pump 2 when the heating capacity of the heat pump 2 is not sufficient.
  • the hot water storage tank 4 is provided for storing tap water supplied from the outside.
  • the hot water storage tank 4 includes a heat exchanger 5 connected to the water circuit 10.
  • the heat exchanger 5 performs heat exchange between the water circulating in the water circuit 10 and the water accumulated in the hot water storage tank 4, and heats the water in the hot water storage tank 4 with the heat of the water circulating in the water circuit 10.
  • the water accumulated in the hot water storage tank 4 is discharged to the outside and used as hot water for a shower, for example.
  • the air conditioner 6 is, for example, a water-cooled heat exchanger.
  • the air conditioner 6 exchanges heat between the water circulating in the water circuit 10 and the indoor air that is the air-conditioning target space (hereinafter referred to as “room air” as appropriate), and the water circulating in the water circuit 10. Heat or cool indoor air with warm or cold heat.
  • the three-way valve 7 is, for example, an electric three-way valve, and has two inflow ports and one outflow port, and is provided to branch water circulating in the water circuit 10. For example, the three-way valve 7 switches whether the water in the water circuit 10 flows to the hot water storage tank 4 side or to the air conditioner 6.
  • Circulation pump 8 is driven by a motor (not shown), and supplies water in water circuit 10 from heat exchanger 5 or air conditioner 6 to heat pump 2.
  • each part of the air conditioner 1 is provided with a plurality of sensors that measure the state of water flowing through the water circuit 10 at preset time intervals.
  • the air conditioner 1 is provided with, for example, a liquid pipe temperature sensor 11, a forward water temperature sensor 12, a return water temperature sensor 13, and a tank water temperature sensor 14 as sensors.
  • the liquid tube temperature sensor 11 is provided in the heat pump 2, for example.
  • the liquid pipe temperature sensor 11 measures the pipe temperature on the liquid side in the water heat exchanger 2a provided in the heat pump 2, and supplies the measurement data to the control device 20 described later.
  • the outgoing water temperature sensor 12 is provided, for example, on the outflow side of the auxiliary heater 3.
  • the outgoing water temperature sensor 12 measures the temperature of water flowing out from the auxiliary heater 3 and supplies the measurement data to the control device 20.
  • the going water temperature sensor 12 is not restricted to this, For example, when the auxiliary heater 3 is not provided, you may provide in the outflow side of the water in the water heat exchanger 2a. In this case, the forward water temperature sensor 12 measures the temperature of the water flowing out from the water heat exchanger 2a.
  • the return water temperature sensor 13 is provided on the outflow side of the circulation pump 8, for example.
  • the return water temperature sensor 13 measures the temperature of the water that flows out of the circulation pump 8 and flows into the heat pump 2, and supplies the measurement data to the control device 20.
  • the tank water temperature sensor 14 is provided in the hot water storage tank 4. The tank water temperature sensor 14 measures the temperature of the water in the hot water storage tank 4 and supplies the measurement data to the control device 20.
  • these sensors do not necessarily need to be installed at the above-described locations, and may be provided at locations necessary for control according to the model of the air conditioner 1, for example.
  • a sensor is not restricted only to a temperature sensor,
  • the pressure sensor which measures the pressure of the water of each part may be sufficient.
  • the liquid tube temperature sensor 11 corresponds to the “first temperature sensor” in the present invention.
  • the outgoing water temperature sensor 12 corresponds to the “second temperature sensor” in the present invention.
  • the return water temperature sensor 13 corresponds to the “third temperature sensor” in the present invention.
  • the tank water temperature sensor 14 corresponds to the “fourth temperature sensor” in the present invention.
  • the control device 20 includes, for example, software executed on a computing device such as a microcomputer or CPU (Central Processing Unit), and hardware such as a circuit device that implements various functions.
  • a computing device such as a microcomputer or CPU (Central Processing Unit)
  • hardware such as a circuit device that implements various functions.
  • the control device 20 controls the operation of the entire air conditioner 1 based on, for example, settings made by a user operation on a remote controller (not shown) and various information received from each part of the air conditioner 1.
  • the control device 20 performs a reference operation data acquisition process and a failure determination process, which will be described later, based on information from various sensors provided in the air conditioner 1, for example.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the control device 20 of FIG. In the example shown in FIG. 2, only the part related to the feature of the first embodiment is shown, and the other parts are not shown.
  • the control device 20 includes an operation data acquisition unit 21, an operation data determination unit 22, a similarity determination unit 23, an abnormal operation information acquisition unit 24, an abnormality determination unit 25, a failure location determination unit 26, and a storage unit 27. It has.
  • the operation data acquisition unit 21 is supplied with data indicating the measurement results of the liquid pipe temperature sensor 11, the forward water temperature sensor 12, the return water temperature sensor 13, and the tank water temperature sensor 14.
  • the operation data acquisition unit 21 acquires measurement data from each supplied sensor as operation data.
  • the operation data acquired by the operation data acquisition unit 21 is supplied to the operation data determination unit 22.
  • the operation data determination unit 22 determines the content of the operation data based on the supplied operation data and the reference operation data stored in the storage unit 27. Details of the reference operation data will be described later.
  • the operation data acquired by the operation data acquisition unit 21 is supplied to the similarity determination unit 23.
  • the similarity determination unit 23 determines the similarity of the operation data based on the supplied operation data and the operation data previously acquired and stored in the storage unit 27.
  • the operation data acquired by the operation data acquisition unit 21 is supplied to the abnormal operation information acquisition unit 24.
  • the abnormal operation information acquisition unit 24 acquires abnormal operation information based on the supplied operation data, the previous operation data and the reference operation data stored in the storage unit 27 when the air conditioner 1 abnormally stops. . Details of the abnormal operation information will be described later.
  • the abnormal operation information acquired by the abnormal operation information acquisition unit 24 is supplied to the abnormality determination unit 25.
  • the abnormality determination unit 25 determines the state of the abnormality based on the supplied abnormal operation information when the air conditioner 1 abnormally stops.
  • the failure location determination unit 26 is supplied with the abnormal operation information acquired by the abnormal operation information acquisition unit 24.
  • the failure location determination unit 26 determines a failed component device based on the supplied abnormal operation information when the abnormality determination unit 25 determines that the component device has failed.
  • the storage unit 27 stores operation data, reference operation data, and various setting values such as threshold values used in the reference operation data acquisition process and the failure determination process. Various data stored in the storage unit 27 is read in response to a request from each unit of the control device 20.
  • control device 20 controls each unit so as to operate the air conditioner 1 in various operation modes such as a hot water supply operation, a heating operation, and a cooling operation.
  • control device 20 has reference operation data corresponding to each operation mode.
  • the reference operation data is operation information composed of data measured by the liquid pipe temperature sensor 11, the forward water temperature sensor 12, the return water temperature sensor 13, and the tank water temperature sensor 14 during stable operation.
  • “Stable operation” refers to an operation in which the thermo-ON and the thermo-OFF are repeated after the temperature of the air blown from the air conditioner 1 reaches the set temperature.
  • This reference operation data is prepared for each operation mode of the cooling operation, the heating operation, and the hot water supply operation, and is tabulated for each operation mode.
  • the air conditioner 1 operates so that the temperature of the indoor air (hereinafter referred to as “room temperature” as appropriate) becomes a set temperature set by the user. Therefore, the reference operation data corresponding to the cooling operation mode and the reference operation data corresponding to the heating operation mode are prepared for each set temperature, and measured by each sensor during stable operation when each set temperature is set. Consists of data.
  • the air conditioner 1 operates at the upper limit frequency of a compressor (not shown) provided in the air conditioner 1 set for each model. Therefore, as the reference operation data corresponding to the hot water supply operation mode, single data corresponding to the upper limit frequency is prepared.
  • the reference operation data indicates the operation state during stable operation suitable for the current installation environment.
  • the control device 20 of the air conditioner 1 first performs a reference operation data acquisition process for acquiring reference operation data during stable operation.
  • the control device 20 uses the reference operation data acquired in the reference operation data acquisition process and the operation data acquired during operation to configure various types of the air conditioner 1. Failure determination processing is performed to determine the failure of the component equipment.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the flow of the reference operation data acquisition process.
  • operation data in the first embodiment means the liquid pipe temperature sensor 11, the forward water temperature sensor 12, the return water temperature sensor 13, and the like.
  • the data measured by the tank water temperature sensor 14 shall be shown.
  • control device 20 determines whether or not the operation of the air conditioner 1 is a stable operation (step S1).
  • the determination as to whether or not the operation is stable is performed based on, for example, whether or not the air conditioner 1 has been thermo-off and thermo-on.
  • step S1 When it is determined that the operation is stable (step S1; YES), the operation data acquisition unit 21 acquires operation data when the condition that the air conditioner 1 is turned off for the second time is achieved, and the air conditioner 1 is set to thermo OFF (step S2). On the other hand, if it is determined that the operation is not stable (step S1; NO), the process returns to step S1, and the process is repeated to step S1 until the stable operation is achieved.
  • the operation data determination unit 22 reads the reference operation data from the storage unit 27, and calculates a difference value between the operation data acquired in step S2 and the reference operation data (step S3). Then, the operation data determination unit 22 compares the calculated difference value with a preset threshold value, and determines whether or not the difference value is equal to or less than the threshold value (step S4). When it is determined that the difference value is equal to or less than the threshold value (step S4; YES), the operation data determination unit 22 stores the operation data acquired in step S2 in the storage unit 27 (step S5).
  • control device 20 compares the number of operation data stored in the storage unit 27 with a preset number, and determines whether or not the number of operation data is greater than or equal to the set number (step S6). If it is determined that the number of operation data is greater than or equal to the set number (step S6; YES), the process proceeds to step S7. On the other hand, when it is determined that the number of operation data is less than the set number (step S6; NO), the process proceeds to step S12.
  • the similarity determination unit 23 extracts specific data, for example, data measured by the liquid pipe temperature sensor 11, the forward water temperature sensor 12, and the return water temperature sensor 13 from each of the plurality of operation data stored in the storage unit 27 ( Step S7). Then, the similarity determination unit 23 compares the extracted specific data, and performs similarity determination of driving tendency (step S8).
  • the similarity determination of the operation data is performed based on sensor values acquired when the conditions such as the operation mode, the outside air temperature, and the water discharge temperature are the same. Specifically, for example, the similarity determination unit 23 determines that the compared operation data is “similar” when the acquired sensor values have the same bias. On the other hand, the similarity determination unit 23 determines that the compared operation data is “dissimilar” when the acquired sensor values have different biases.
  • the similarity determination unit 23 has a ratio of operation data including similar specific data (hereinafter referred to as “similar operation data” as appropriate) to all operation data stored in the storage unit 27 greater than a preset ratio. Is determined (step S9). When it is determined that the ratio of the similar operation data is equal to or greater than the set ratio (step S9; YES), the similarity determination unit 23 corrects the reference operation data based on the similar operation data (step S10). On the other hand, when it is determined that the ratio of similar operation data is less than the set ratio (step S9; NO), the process proceeds to step S12.
  • step S4 If it is determined in step S4 that the difference value exceeds the threshold value (step S4; NO), the operation data determination unit 22 discards the operation data acquired in step S2 (step S11). Then, the process proceeds to step S12.
  • Control device 20 determines whether or not a preset period has elapsed since the first activation of air conditioner 1 (step S12). When it is determined that the set period has elapsed from the start (step S12; YES), a series of processing ends. On the other hand, when it is determined that the set period has not elapsed since the start (step S12; NO), the process proceeds to step S2.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the flow of the failure determination process. The process shown in FIG. 4 is performed when the air conditioner 1 is restarted after the reference operation data is acquired by performing the reference operation data acquisition process shown in FIG.
  • control device 20 monitors the stable operation of the air conditioner 1, and the operation data acquisition unit 21 acquires operation data at a preset time interval (step S21).
  • the abnormal operation information acquisition unit 24 acquires the abnormal operation information and stores the abnormal operation information in the storage unit 27 in association with the time at this time (step S22).
  • the abnormal stop of the air conditioner 1 is performed, for example, when it is determined that an abnormality has occurred based on the values of various sensors. Specifically, for example, the control device 20 compares the values of various sensors with a set value indicating a preset allowable range. Then, the control device 20 determines that an abnormality has occurred in the air conditioner 1 when the values of the various sensors are out of the allowable range, turns off the compressor (not shown) provided in the heat pump 2, and the actuator Etc. also stop.
  • the abnormal operation information includes, for example, an abnormal pattern indicating a value different from the normal time, such as a specific temperature sensor exceeding a design value, operation data acquired before the air conditioner 1 abnormally stops, and an abnormal stop time.
  • an abnormal pattern indicating a value different from the normal time, such as a specific temperature sensor exceeding a design value
  • operation data acquired before the air conditioner 1 abnormally stops and an abnormal stop time.
  • the difference value is a difference between the measurement data obtained by the temperature sensors corresponding to each other in the operation data and the reference operation data.
  • the abnormality determination unit 25 determines whether or not the current abnormal stop has occurred within a preset period from the previous abnormal stop (step S23). If the current abnormal stop is within the set period from the previous abnormal stop (step S23; YES), the process proceeds to step S24. On the other hand, when the current abnormal stop is not within the set period from the previous abnormal stop (step S23; NO), the process returns to step S21.
  • the abnormality determination unit 25 stores abnormal operation information including the same abnormality pattern as the abnormality pattern included in the current abnormal operation information stored in the storage unit 27 more than a preset number of times within a preset period. It is determined whether or not (step S24). If the same abnormal pattern as the current abnormal pattern is stored more than the set number of times within the set period (step S24; YES), the abnormality determining unit 25 causes the short-term abnormal stop to occur intermittently or continuously. Judge that
  • the failure location determination unit 26 determines that the component device of the air conditioner 1 has failed based on the determination result of the abnormality determination unit 25 (step S25). At this time, the failure location determination unit 26 determines, for example, that a component device provided between a temperature sensor having a difference value exceeding a threshold value and a temperature sensor having a difference value equal to or less than the threshold value is a device in which a failure has occurred. To do.
  • the air conditioner 1 includes at least the heat pump 2, the hot water storage tank 4, the heat exchanger 5, the air conditioner 6 and the circulation pump 8 provided in the hot water storage tank 4 as constituent devices.
  • the heat pump 2, the heat exchanger 5, the air conditioner 6, and the circulation pump 8 are connected by piping, and a water circuit 10 in which water circulates in the piping is formed.
  • the air conditioner 1 is provided in each part of the water circuit 10, and a liquid pipe temperature sensor 11 to a tank water temperature sensor 14 and a liquid pipe temperature sensor 11 to a tank that measure the state of water flowing through the water circuit 10 at set time intervals.
  • a control device 20 that acquires measurement data from the water temperature sensor 14 as operation data and generates reference operation data based on operation data acquired during stable operation is provided.
  • the control device 20 includes reference operation data, an air conditioner. Based on the operation data at the time of an abnormal stop, a faulty device is determined among the constituent devices.
  • the reference operation data can be generated excluding unnecessary data. Then, based on the generated reference operation data and the operation data when the air conditioner 1 is abnormally stopped, the failure of the component device is determined. Therefore, it is possible to determine the failure of the constituent device while suppressing the amount of data without collecting unnecessary data.

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Abstract

ヒートポンプ、貯湯タンク、貯湯タンクに設けられた熱交換器、空調器具、および循環ポンプを構成機器として少なくとも含み、ヒートポンプ、熱交換器、空調器具、および循環ポンプが配管で接続され、配管内を水が循環する水回路が形成された空気調和機であって、水回路の各部に設けられ、水回路を流れる水の状態を設定時間間隔で測定する複数のセンサと、複数のセンサからの測定データを運転データとして取得するとともに、安定運転時に取得した運転データに基づき基準運転データを生成する制御装置とを備え、制御装置は、基準運転データと、空気調和機の異常停止時の運転データとに基づき、構成機器のうち故障した機器を判断する。

Description

空気調和機
　本発明は、空気調和機に関し、特に、水冷式の空気調和機に関するものである。
　従来の空気調和機における故障判断方法としては、例えば、正常運転時に予め取得した運転データと、通常運転時の運転状態データとに基づき、故障を判断する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。この方法では、例えば、一定期間における正常運転時の運転データを標準値データとしてデータベースに取り込むとともに、予め設定した時間が経過した後の運転データを運転状態データとしてデータベースに割り振る。そして、標準値データと運転状態データとを比較し、空気調和機の設置環境および稼働条件等による機種毎の差異を反映させることにより、空気調和機の故障発生の有無を判断する。
特開２００４－２８６２７９号公報
　しかし、特許文献１に記載の方法では、一定期間における正常運転時のすべての運転データを収集する。そのため、収集する運転データのデータ量が膨大になる可能性がある。特に、空気調和機が水冷式である場合には、空冷式の場合と比較して空調の温度範囲が広いため、運転データを収集するために大容量のデータ蓄積装置が必要となってしまう。
　本発明は、上記従来の技術における課題に鑑みてなされたものであって、判断に必要な運転データ量を抑制して構成機器の故障判断を行うことができる空気調和機を提供することを目的とする。
　本発明の空気調和機は、ヒートポンプ、貯湯タンク、該貯湯タンクに設けられた熱交換器、空調器具、および循環ポンプを構成機器として少なくとも含み、前記ヒートポンプ、前記熱交換器、前記空調器具、および前記循環ポンプが配管で接続され、該配管内を水が循環する水回路が形成された空気調和機であって、前記水回路の各部に設けられ、前記水回路を流れる水の状態を設定時間間隔で測定する複数のセンサと、前記複数のセンサからの測定データを運転データとして取得するとともに、安定運転時に取得した運転データに基づき基準運転データを生成する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記基準運転データと、前記空気調和機の異常停止時の運転データとに基づき、前記構成機器のうち故障した機器を判断するものである。
　以上のように、本発明によれば、安定運転時に取得した運転データに基づき基準運転データを生成し、この基準運転データと、空気調和機の異常停止時の運転データとに基づき、故障した機器を判断することにより、故障判断に必要な運転データ量を抑制して構成機器の故障判断を行うことができる。
実施の形態１に係る空気調和機の構成の一例を示す概略図である。 図１の制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 基準運転データ取得処理の流れの一例を示すフローチャートである。 故障判断処理の流れの一例を示すフローチャートである。
実施の形態１．
　以下、本発明の実施の形態１に係る空気調和機について説明する。
［空気調和機の構成］
　図１は、本実施の形態１に係る空気調和機１の構成の一例を示す概略図である。空気調和機１は、ヒートポンプ２、補助ヒータ３、貯湯タンク４、熱交換器５、空調器具６、三方弁７、および循環ポンプ８で構成されている。この空気調和機１では、ヒートポンプ２、補助ヒータ３、熱交換器５、空調器具６、三方弁７、および循環ポンプ８が配管で接続されることにより、水回路１０が形成されている。
　ヒートポンプ２は、例えば、内部に冷凍サイクルが形成され、循環ポンプによって供給された水を加熱または冷却する。補助ヒータ３は、ヒートポンプ２の加熱能力が十分でない場合等に、ヒートポンプ２から供給された水を加熱するために設けられている。
　貯湯タンク４は、外部から供給される水道水等を内部に溜めるために設けられている。貯湯タンク４には、水回路１０に接続された熱交換器５が内蔵されている。熱交換器５は、水回路１０を循環する水と貯湯タンク４に溜まった水との間で熱交換を行い、水回路１０を循環する水の熱によって貯湯タンク４内の水を加熱する。貯湯タンク４に溜まった水は、外部に放出され、例えばシャワー等の温水として利用される。
　空調器具６は、例えば水冷式の熱交換器である。空調器具６は、水回路１０を循環する水と空調対象空間である室内の空気（以下、「室内空気」と適宜称する。）との間で熱交換を行い、水回路１０を循環する水の温熱または冷熱によって室内の空気を加熱または冷却する。
　三方弁７は、例えば電動式の三方弁であり、２つの流入口と１つの流出口とを有し、水回路１０を循環する水を分岐するために設けられている。例えば、三方弁７は、水回路１０内の水を貯湯タンク４側に流すか、または空調器具６に流すかを切り替える。循環ポンプ８は、図示しないモータによって駆動され、熱交換器５または空調器具６からヒートポンプ２へ水回路１０内の水を供給する。
　また、空気調和機１の各部には、水回路１０を流れる水の状態を予め設定された時間間隔で測定する複数のセンサが設けられている。この例において、空気調和機１には、センサとして、例えば液管温度センサ１１、往き水温センサ１２、戻り水温センサ１３、およびタンク水温センサ１４が設けられている。
　液管温度センサ１１は、例えば、ヒートポンプ２内に設けられている。液管温度センサ１１は、ヒートポンプ２に設けられた水熱交換器２ａにおける液側の配管温度を測定し、測定データを後述する制御装置２０に供給する。
　往き水温センサ１２は、例えば、補助ヒータ３の流出側に設けられている。往き水温センサ１２は、補助ヒータ３から流出する水の温度を測定し、測定データを制御装置２０に供給する。なお、往き水温センサ１２は、これに限られず、例えば補助ヒータ３が設けられていない場合には、水熱交換器２ａにおける水の流出側に設けてもよい。この場合、往き水温センサ１２は、水熱交換器２ａから流出する水の温度を測定する。
　戻り水温センサ１３は、例えば、循環ポンプ８の流出側に設けられている。戻り水温センサ１３は、循環ポンプ８から流出し、ヒートポンプ２に流入する水の温度を測定し、測定データを制御装置２０に供給する。タンク水温センサ１４は、貯湯タンク４内に設けられている。タンク水温センサ１４は、貯湯タンク４内の水の温度を測定し、測定データを制御装置２０に供給する。
　なお、これらのセンサは、必ずしも上述した箇所に設置される必要はなく、例えば、空気調和機１の機種に応じて制御に必要な箇所に設けてもよい。また、センサは、温度センサのみに限られず、例えば、各部の水の圧力を測定する圧力センサであってもよい。
　液管温度センサ１１は、本発明における「第１の温度センサ」に対応する。往き水温センサ１２は、本発明における「第２の温度センサ」に対応する。戻り水温センサ１３は、本発明における「第３の温度センサ」に対応する。タンク水温センサ１４は、本発明における「第４の温度センサ」に対応する。
　制御装置２０は、例えばマイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）などの演算装置上で実行されるソフトウェア、各種機能を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成されている。
　制御装置２０は、例えば、図示しないリモートコントローラに対する使用者の操作による設定、ならびに空気調和機１の各部から受け取る各種情報に基づき、空気調和機１全体の動作を制御する。本実施の形態１において、制御装置２０は、例えば、空気調和機１に設けられた各種センサからの情報に基づき、後述する基準運転データ取得処理および故障判断処理を行う。
　図２は、図１の制御装置２０の構成の一例を示すブロック図である。なお、図２に示す例では、本実施の形態１の特徴に関連する部分のみを図示し、それ以外については、図示を省略する。図２に示すように、制御装置２０は、運転データ取得部２１、運転データ判断部２２、類似判断部２３、異常運転情報取得部２４、異常判断部２５、故障箇所判断部２６および記憶部２７を備えている。
　運転データ取得部２１には、液管温度センサ１１、往き水温センサ１２、戻り水温センサ１３、およびタンク水温センサ１４での測定結果を示すデータが供給される。運転データ取得部２１は、供給された各センサからの測定データを運転データとして取得する。
　運転データ判断部２２には、運転データ取得部２１で取得した運転データが供給される。運転データ判断部２２は、供給された運転データと記憶部２７に記憶された基準運転データとに基づき、運転データの内容を判断する。なお、基準運転データの詳細については、後述する。
　類似判断部２３には、運転データ取得部２１によって取得した運転データが供給される。類似判断部２３は、供給された運転データと、以前に取得した、記憶部２７に記憶された運転データとに基づき、運転データの類似性を判断する。
　異常運転情報取得部２４には、運転データ取得部２１によって取得した運転データが供給される。異常運転情報取得部２４は、空気調和機１が異常停止した場合に、供給された運転データと、記憶部２７に記憶された以前の運転データおよび基準運転データに基づき、異常運転情報を取得する。異常運転情報の詳細については、後述する。
　異常判断部２５には、異常運転情報取得部２４で取得した異常運転情報が供給される。異常判断部２５は、空気調和機１が異常停止した場合に、供給された異常運転情報に基づき、その異常の様子を判断する。
　故障箇所判断部２６には、異常運転情報取得部２４で取得した異常運転情報が供給される。故障箇所判断部２６は、異常判断部２５によって構成機器が故障していると判断された場合に、供給された異常運転情報に基づき故障した構成機器を判断する。
　記憶部２７は、運転データ、基準運転データ、ならびに、基準運転データ取得処理および故障判断処理の際に用いる閾値等の各種の設定値が記憶されている。記憶部２７に記憶された各種データは、制御装置２０の各部からの要求に応じて読み出される。
　ここで、制御装置２０は、給湯運転、暖房運転および冷房運転といった各種の運転モードで空気調和機１を動作させるように、各部を制御する。そして、本実施の形態１において、制御装置２０は、各運転モードに対応する基準運転データを有している。
　基準運転データは、安定運転時に、液管温度センサ１１、往き水温センサ１２、戻り水温センサ１３およびタンク水温センサ１４によって測定されるデータによって構成される運転情報である。「安定運転」とは、空気調和機１から吹き出される空気の温度が設定温度に到達した後に、サーモＯＮおよびサーモＯＦＦが繰り返される運転を示す。この基準運転データは、冷房運転、暖房運転および給湯運転のそれぞれの運転モードに対して用意され、各運転モードについてテーブル化されたものである。
　冷房運転モードおよび暖房運転モードでは、空気調和機１は、室内空気の温度（以下、「室内温度」と適宜称する）がユーザによって設定される設定温度となるように運転を行う。そのため、冷房運転モードに対応する基準運転データ、および暖房運転モードに対応する基準運転データは、設定温度ごとに用意され、それぞれの設定温度が設定された際の安定運転時に各センサで測定されたデータで構成されている。
　一方、給湯運転モードでは、空気調和機１は、機種ごとに設定される、空気調和機１に設けられた図示しない圧縮機の上限周波数で運転を行う。そのため、給湯運転モードに対応する基準運転データは、その上限周波数に対応する単一のデータが用意されている。
　このような基準運転データは、空気調和機１の設置環境に応じて異なる結果が得られることになる。したがって、基準運転データは、現在の設置環境に適した安定運転時の運転状態を示す。
［空気調和機の動作］
　次に、上記構成を有する空気調和機１の動作について説明する。本実施の形態１において、空気調和機１の制御装置２０は、まず、安定運転時に基準運転データを取得する基準運転データ取得処理を行う。そして、空気調和機１が異常停止した場合に、制御装置２０は、基準運転データ取得処理で取得した基準運転データと、運転時に取得した運転データとを用いて、空気調和機１を構成する各種の構成機器の故障を判断する故障判断処理を行う。
（基準運転データ取得処理）
　図３は、基準運転データ取得処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、以下の説明においては、「運転データ」という表現を用いて説明するが、本実施の形態１における「運転データ」とは、液管温度センサ１１、往き水温センサ１２、戻り水温センサ１３およびタンク水温センサ１４によって測定されるデータを示すものとする。
　まず、制御装置２０は、空気調和機１の運転が安定運転であるか否かを判断する（ステップＳ１）。安定運転であるか否かの判断は、例えば、空気調和機１において、サーモＯＦＦおよびサーモＯＮが行われたか否かによって行われる。
　安定運転であると判断した場合（ステップＳ１；ＹＥＳ）、運転データ取得部２１は、空気調和機１が２回目のサーモＯＦＦとなる条件が達成された場合に運転データを取得し、空気調和機１をサーモＯＦＦとする（ステップＳ２）。一方、安定運転でないと判断した場合（ステップＳ１；ＮＯ）には、処理がステップＳ１に戻り、安定運転となるまでステップＳ１に処理が繰り返される。
　次に、運転データ判断部２２は、記憶部２７から基準運転データを読み出し、ステップＳ２で取得した運転データと基準運転データとの差分値を算出する（ステップＳ３）。そして、運転データ判断部２２は、算出した差分値と予め設定された閾値とを比較し、差分値が閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ４）。差分値が閾値以下であると判断した場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、運転データ判断部２２は、ステップＳ２で取得した運転データを記憶部２７に記憶する（ステップＳ５）。
　次に、制御装置２０は、記憶部２７に記憶された運転データの数と予め設定された数とを比較し、運転データ数が設定数以上であるか否かを判断する（ステップＳ６）。運転データ数が設定数以上であると判断した場合（ステップＳ６；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ７に移行する。一方、運転データ数が設定数未満であると判断した場合（ステップＳ６；ＮＯ）には、処理がステップＳ１２に移行する。
　類似判断部２３は、記憶部２７に記憶されている複数の運転データそれぞれから特定のデータ、例えば、液管温度センサ１１、往き水温センサ１２および戻り水温センサ１３で測定されたデータを抽出する（ステップＳ７）。そして、類似判断部２３は、抽出したそれぞれの特定のデータを比較し、運転傾向の類似判断を行う（ステップＳ８）。
　運転データの類似判断は、例えば、運転モード、外気温度および出水温度等の条件が同様の場合に取得したセンサ値に基づき行われる。具体的には、例えば、類似判断部２３は、取得したセンサ値が同様の偏りを有している場合に、比較した運転データが「類似」であると判断する。一方、類似判断部２３は、取得したセンサ値が異なる偏りを有している場合に、比較した運転データが「非類似」であると判断する。
　類似判断部２３は、記憶部２７に記憶されているすべての運転データに対する、類似する特定のデータを含む運転データ（以下、「類似運転データ」と適宜称する）の比率が予め設定された比率以上であるか否かを判断する（ステップＳ９）。類似運転データの比率が設定比率以上であると判断した場合（ステップＳ９；ＹＥＳ）、類似判断部２３は、類似運転データに基づき、基準運転データを修正する（ステップＳ１０）。一方、類似運転データの比率が設定比率未満であると判断した場合（ステップＳ９；ＮＯ）には、処理がステップＳ１２に移行する。
　また、ステップＳ４において、差分値が閾値を超えると判断した場合（ステップＳ４；ＮＯ）、運転データ判断部２２は、ステップＳ２で取得した運転データを破棄する（ステップＳ１１）。そして、処理がステップＳ１２に移行する。
　制御装置２０は、空気調和機１の初回起動から予め設定された期間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１２）。起動から設定期間が経過したと判断した場合（ステップＳ１２；ＹＥＳ）には、一連の処理が終了する。一方、起動から設定期間が経過していないと判断した場合（ステップＳ１２；ＮＯ）には、処理がステップＳ２に移行する。
（故障判断処理）
　図４は、故障判断処理の流れの一例を示すフローチャートである。図４に示す処理は、図３に示す基準運転データ取得処理が行われることによって基準運転データが取得された後、空気調和機１が再起動された際に実施されるものである。
　まず、制御装置２０は、空気調和機１の安定運転を監視するとともに、運転データ取得部２１において、予め設定された時間間隔で運転データを取得する（ステップＳ２１）。
　空気調和機１の異常停止が発生した場合、異常運転情報取得部２４は、異常運転情報を取得し、異常運転情報を、このときの時間と関連付けて記憶部２７に記憶する（ステップＳ２２）。空気調和機１の異常停止は、例えば、各種センサの値に基づき、異常が発生したと判断された場合に行われる。具体的には、例えば、制御装置２０は、各種センサの値と予め設定された許容範囲を示す設定値とを比較する。そして、制御装置２０は、各種センサの値が許容範囲を外れた場合に、空気調和機１に異常が発生したと判断し、ヒートポンプ２に設けられた図示しない圧縮機をＯＦＦとするとともに、アクチュエータ等も停止する。
　ここで、異常運転情報は、例えば特定の温度センサが設計値を超えたといった通常時とは異なる値を示す異常パターン、空気調和機１が異常停止する前に取得した運転データ、および異常停止時の運転データと基準運転データとの差分値である。なお、差分値は、運転データおよび基準運転データの互いに対応する温度センサによる測定データ同士の差分をとったものである。
　次に、異常判断部２５は、今回の異常停止が前回の異常停止から予め設定された期間内に発生したか否かを判断する（ステップＳ２３）。今回の異常停止が前回の異常停止から設定期間内である場合（ステップＳ２３；ＹＥＳ）には、処理がステップＳ２４に移行する。一方、今回の異常停止が前回の異常停止から設定期間内ではない場合（ステップＳ２３；ＮＯ）には、処理がステップＳ２１に戻る。
　異常判断部２５は、記憶部２７に記憶した今回の異常運転情報に含まれる異常パターンと同一の異常パターンを含む異常運転情報が、予め設定された期間内に予め設定された回数以上記憶されたか否かを判断する（ステップＳ２４）。今回の異常パターンと同一の異常パターンが設定期間内に設定回数以上記憶されている場合（ステップＳ２４；ＹＥＳ）、異常判断部２５は、短期間の異常停止が断続的または連続的に発生していると判断する。
　故障箇所判断部２６は、異常判断部２５の判断結果に基づき、空気調和機１の構成機器が故障していると判断する（ステップＳ２５）。このとき、故障箇所判断部２６は、例えば、差分値が閾値を超える温度センサと、差分値が閾値以下となる温度センサとの間に設けられた構成機器を故障が発生している機器と判断する。
　以上のように、本実施の形態１に係る空気調和機１は、ヒートポンプ２、貯湯タンク４、貯湯タンク４に設けられた熱交換器５、空調器具６、および循環ポンプ８を構成機器として少なくとも含み、ヒートポンプ２、熱交換器５、空調器具６、および循環ポンプ８が配管で接続され、配管内を水が循環する水回路１０が形成されている。
　この空気調和機１は、水回路１０の各部に設けられ、水回路１０を流れる水の状態を設定時間間隔で測定する液管温度センサ１１～タンク水温センサ１４と、液管温度センサ１１～タンク水温センサ１４からの測定データを運転データとして取得するとともに、安定運転時に取得した運転データに基づき基準運転データを生成する制御装置２０とを備え、制御装置２０は、基準運転データと、空気調和機の異常停止時の運転データとに基づき、構成機器のうち故障した機器を判断する。
　このように、本実施の形態１では、安定運転時の運転データに基づき基準運転データを生成することにより、不要なデータを除いて基準運転データを生成することができる。そして、生成した基準運転データと、空気調和機１の異常停止時の運転データとに基づき、構成機器の故障判断を行う。そのため、不要なデータを収集することなく、データ量を抑制して構成機器の故障を判断することができる。
　以上、本発明の実施の形態１について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施の形態１に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
　１　空気調和機、２　ヒートポンプ、２ａ　水熱交換器、３　補助ヒータ、４　貯湯タンク、５　熱交換器、６　空調器具、７　三方弁、８　循環ポンプ、１０　水回路、１１　液管温度センサ、１２　往き水温センサ、１３　戻り水温センサ、１４　タンク水温センサ、２０　制御装置、２１　運転データ取得部、２２　運転データ判断部、２３　類似判断部、２４　異常運転情報取得部、２５　異常判断部、２６　故障箇所判断部、２７　記憶部。

Claims (5)

  1. 　ヒートポンプ、貯湯タンク、該貯湯タンクに設けられた熱交換器、空調器具、および循環ポンプを構成機器として少なくとも含み、前記ヒートポンプ、前記熱交換器、前記空調器具、および前記循環ポンプが配管で接続され、該配管内を水が循環する水回路が形成された空気調和機であって、
    　前記水回路の各部に設けられ、前記水回路を流れる水の状態を設定時間間隔で測定する複数のセンサと、
    　前記複数のセンサからの測定データを運転データとして取得するとともに、安定運転時に取得した運転データに基づき基準運転データを生成する制御装置と
    を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記基準運転データと、前記空気調和機の異常停止時の運転データとに基づき、前記構成機器のうち故障した機器を判断する
    空気調和機。
  2. 　前記制御装置は、
    　前記空気調和機が異常停止した際の運転データに基づき、通常とは異なる前記センサの値を示す異常パターンを含む異常運転情報を生成し、
    　前記異常パターンと同一のパターンが設定期間内に設定回数以上発生した場合に、前記異常停止時の前記運転データと前記基準運転データとの差分値に基づき、前記故障した機器を判断する
    請求項１に記載の空気調和機。
  3. 　前記制御装置は、
    　前記運転データと前記基準運転データとの差分値が閾値以下となる運転データを記憶し、
    　記憶された前記運転データの数が設定数以上である場合に、記憶された各運転データに含まれる特定のデータの類似性を判断し、
    　記憶されたすべての運転データに対して、類似する前記特定のデータを含む類似運転データの比率が設定比率以上である場合に、前記類似運転データに基づき前記基準運転データを修正する
    請求項１または２に記載の空気調和機。
  4. 　基準運転データは、運転モード毎および設定温度毎にテーブル化されたデータで構成されている
    請求項１～３のいずれか一項に記載の空気調和機。
  5. 　前記複数のセンサは、
    　ヒートポンプ内に設けられた水熱交換器における液側の配管温度を測定する第１の温度センサと、
    　水熱交換器から流出する水の温度を測定する第２の温度センサと、
    　循環ポンプから流出する水の温度を測定する第３の温度センサと、
    　貯湯タンク内の水の温度を測定する第４の温度センサと
    である
    請求項１～４のいずれか一項に記載の空気調和機。
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