WO2022038703A1 - 空気調和機診断装置 - Google Patents

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WO2022038703A1
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air conditioner
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deterioration
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貴玄 中村
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三菱電機株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/49—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring ensuring correct operation, e.g. by trial operation or configuration checks

Definitions

  • This disclosure relates to an air conditioner diagnostic device that diagnoses the state of an air conditioner.
  • Patent Document 1 discloses an air conditioner data providing system that provides data of an air conditioner having an outdoor unit and a plurality of indoor units. Patent Document 1 collects start / stop count data based on indoor temperature control of each indoor unit, and outputs a list of start / stop count data during a predetermined period among the collected start / stop count data. As a result, Patent Document 1 attempts to confirm the situation relating to the air conditioner and to promptly take prompt action when a defect exists.
  • Patent Document 1 determines the presence or absence of a defect based on the start / stop count data, it is difficult to determine that it is abnormal until a clear malfunction occurs. That is, Patent Document 1 cannot predict an abnormality in the equipment of the air conditioner.
  • This disclosure is made to solve the above-mentioned problems, and provides an air conditioner diagnostic device for predicting an abnormality in an air conditioner device.
  • the air conditioner diagnostic device is output by a learner according to the operating conditions when the device operates, based on the teacher data which is the operation data of the failed device or the device for which the durability test has been performed. It is equipped with a deterioration determination unit that diagnoses the degree of deterioration of the equipment based on the weighting coefficient to be performed, the operating conditions during operation of the equipment of the air conditioner, and the number of times the equipment is operated.
  • An input unit in which the number of times is input an arithmetic unit that calculates the degree of deterioration of the device based on the operating conditions and the number of operations input to the input unit, and the weighting coefficient output from the learner, and the arithmetic unit It is equipped with a notification unit that reports the degree of deterioration of the calculated device.
  • the degree of deterioration of the device is diagnosed based on the weighting coefficient output by the learning device, the operating conditions of the device, and the number of times the device is operated. Then, the alarm unit notifies the degree of deterioration of the device.
  • the manager can predict the abnormality of the equipment of the air conditioner even if the equipment of the air conditioner does not cause a clear malfunction.
  • FIG. It is a schematic diagram which shows the air conditioner diagnostic apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a circuit diagram which shows the air conditioner which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a functional block diagram which shows the air conditioner diagnostic apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which shows the outline of the learning apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a figure which measured the operating condition, the number of operations, and the degree of damage of an individual of a failed device. It is a figure which measured the operating condition, the number of operations, and the degree of damage of an individual of a failed device. It is a figure which measured the operating condition, the number of operations, and the degree of damage of the individual of the equipment which carried out the durability test.
  • FIG. 1 It is a figure which measured the operating condition, the number of operations, and the degree of damage of the individual of the equipment which carried out the durability test. It is a figure which shows the output result of a learner. It is a figure which shows the function of the deterioration determination part of the air conditioner diagnostic apparatus 100 which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a flowchart which shows the learning operation of the learning apparatus which concerns on Embodiment 1. It is a flowchart which shows the re-learning operation of the learning apparatus which concerns on Embodiment 1. It is a flowchart which shows the operation of the air conditioner diagnostic apparatus which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1 It is a figure which measured the operating condition, the number of operations, and the degree of damage of the individual of the equipment which carried out the durability test. It is a figure which shows the output result of a learner. It is a figure which shows the function of the deterioration determination part of the air conditioner diagnostic apparatus 100 which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an air conditioner diagnostic apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the air conditioner diagnostic device 100 provided with the learner 50 diagnoses the degree of deterioration, which is an index of the failure risk of the equipment of the air conditioner 1.
  • the equipment of the air conditioner 1 is, for example, an actuator, such as a compressor 6, a flow path switching device 7, an outdoor blower 9, an expansion unit 10, an indoor blower 12 and the like (see FIG. 2).
  • FIG. 2 is a circuit diagram showing an air conditioner 1 according to the first embodiment.
  • the air conditioner 1 is a device for adjusting the air in the room, and as shown in FIG. 2, includes an outdoor unit 2 and an indoor unit 3.
  • the outdoor unit 2 is provided with, for example, a compressor 6, a flow path switching device 7, an outdoor heat exchanger 8, an outdoor blower 9, and an expansion unit 10.
  • the indoor unit 3 is provided with, for example, an indoor heat exchanger 11 and an indoor blower 12.
  • the compressor 6, the flow path switching device 7, the outdoor heat exchanger 8, the expansion unit 10, and the indoor heat exchanger 11 are connected by a refrigerant pipe 5 to form a refrigerant circuit 4.
  • the compressor 6 sucks in a refrigerant in a low temperature and low pressure state, compresses the sucked refrigerant into a refrigerant in a high temperature and high pressure state, and discharges the sucked refrigerant.
  • the flow path switching device 7 switches the direction in which the refrigerant flows in the refrigerant circuit 4, and is, for example, a four-way valve.
  • the outdoor heat exchanger 8 exchanges heat between, for example, outdoor air and a refrigerant.
  • the outdoor heat exchanger 8 acts as a condenser during the cooling operation and as an evaporator during the heating operation.
  • the outdoor blower 9 is a device that sends outdoor air to the outdoor heat exchanger 8.
  • the expansion unit 10 is a pressure reducing valve or an expansion valve that decompresses and expands the refrigerant.
  • the expansion unit 10 is, for example, an electronic expansion valve whose opening degree is adjusted.
  • the indoor heat exchanger 11 exchanges heat between, for example, indoor air and a refrigerant.
  • the indoor heat exchanger 11 acts as an evaporator during the cooling operation and as a condenser during the heating operation.
  • the indoor blower 12 is a device that sends indoor air to the indoor heat exchanger 11.
  • the refrigerant may be water or antifreeze.
  • cooling operation Next, the operation mode of the air conditioner 1 will be described.
  • the cooling operation In the cooling operation, the refrigerant sucked into the compressor 6 is compressed by the compressor 6 and discharged in a high temperature and high pressure gas state.
  • the high-temperature, high-pressure gas-state refrigerant discharged from the compressor 6 passes through the flow path switching device 7 and flows into the outdoor heat exchanger 8 acting as a condenser, and in the outdoor heat exchanger 8, the outdoor blower. It exchanges heat with the outdoor air sent by 9, and condenses and liquefies.
  • the condensed liquid-state refrigerant flows into the expansion unit 10 and is expanded and depressurized in the expansion unit 10 to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant. Then, the refrigerant in the gas-liquid two-phase state flows into the indoor heat exchanger 11 that acts as an evaporator, and in the indoor heat exchanger 11, heat is exchanged with the indoor air sent by the indoor blower 12 and evaporates. And gasify. At this time, the indoor air is cooled, and cooling is performed indoors. The evaporated low-temperature and low-pressure gas-state refrigerant passes through the flow path switching device 7 and is sucked into the compressor 6.
  • the heating operation In the heating operation, the refrigerant sucked into the compressor 6 is compressed by the compressor 6 and discharged in a high temperature and high pressure gas state.
  • the high-temperature and high-pressure gas-state refrigerant discharged from the compressor 6 passes through the flow path switching device 7 and flows into the indoor heat exchanger 11 acting as a condenser.
  • the refrigerant that has flowed into the indoor heat exchanger 11 exchanges heat with the indoor air sent by the indoor blower 12 in the indoor heat exchanger 11, condenses and liquefies. At this time, the indoor air is warmed and heating is performed in the room.
  • the condensed liquid-state refrigerant flows into the expansion unit 10 and is expanded and depressurized in the expansion unit 10 to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase state refrigerant. Then, the refrigerant in the gas-liquid two-phase state flows into the outdoor heat exchanger 8 acting as an evaporator, and in the outdoor heat exchanger 8, heat is exchanged with the outdoor air sent by the outdoor blower 9 and evaporated. And gasify. The evaporated low-temperature and low-pressure gas-state refrigerant passes through the flow path switching device 7 and is sucked into the compressor 6.
  • the air conditioner diagnostic device 100 is a CPU (Central Processing Unit, central processing unit, processing device, arithmetic unit, microprocessor, microprocessor, or processor) that executes a program stored in dedicated hardware or a storage device. It is composed.
  • the air conditioner diagnostic device 100 may be, for example, a single circuit, a composite circuit, an ASIC (Application Specific Integrated Circuit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), or an FPGA. , A combination of these is applicable.
  • Each of the functional units realized by the air conditioner diagnostic apparatus 100 may be realized by individual hardware, or each functional unit may be realized by one hardware.
  • each function executed by the air conditioner diagnostic device 100 is realized by software, firmware, or a combination of software and firmware.
  • Software and firmware are written as programs.
  • the CPU realizes each function by reading and executing the program. It should be noted that some of the functions of the air conditioner diagnostic device 100 may be realized by dedicated hardware, and some may be realized by software or firmware.
  • FIG. 3 is a functional block diagram showing the air conditioner diagnostic device 100 according to the first embodiment.
  • the air conditioner diagnostic device 100 diagnoses the degree of deterioration of the device of the air conditioner 1 by using the learning device 50.
  • the air conditioner diagnostic device 100 includes a deterioration determination unit 20 and an update unit 25.
  • FIG. 4 is a diagram showing an outline of the learning device 50 according to the first embodiment. Next, the learning device 50 will be described. The learner 50 learns the teacher data and outputs a weighting coefficient according to the operating conditions when the device of the air conditioner 1 operates. In the first embodiment, the case where the learning device 50 is provided outside the air conditioner diagnostic device 100 is illustrated. The learning device 50 may be provided outside the air conditioner diagnostic device 100 or inside the air conditioner diagnostic device 100 as in the first embodiment.
  • the teacher data is the operation data of the failed device or the individual device for which the durability test has been performed.
  • the teacher data includes, for example, the operating conditions of the equipment, the number of times the equipment is operated, and the degree of damage.
  • FIGS. 5 and 6 are diagrams in which the operating conditions, the number of operations, and the degree of damage of the individual device that has failed are measured.
  • the operating condition of the device is a start condition of the failed compressor 6.
  • the degree of damage is expressed by a numerical value from 0 to 100, where 0 is normal and 100 is abnormal.
  • FIGS. 5 and 6 there are a plurality of failed machines having a damage degree of 100 under various operating conditions and the number of operations.
  • the degree of damage is the degree of wear of the spindle (not shown) that generates the compressive force of the compressor 6.
  • FIGS. 7 and 8 are diagrams in which the operating conditions, the number of operations, and the degree of damage of the individual devices subjected to the durability test are measured. Even if there is no failure, the degree of damage may be measured by disassembling the compressor 6 that has been started a predetermined number of times under various specific conditions in the durability test.
  • the device shown in FIG. 7 has a degree of damage of 40
  • the device shown in FIG. 8 has a degree of damage of 70.
  • the weighting coefficient based on the operating conditions is an index showing how much the deterioration of the equipment progresses depending on the number of operations under the above operating conditions.
  • the weighting coefficient is calculated by the learning device 50 by various tests and the like. As described above, the learning device 50 calculates the weighting coefficient by correlating the operation data of the air conditioner 1 that actually failed with the degree of damage found by the detailed investigation including the dismantling investigation and the like. Further, the learning device 50 correlates the operation data of the air conditioner 1 that has undergone a field test or a durability test in a harsh environment with the degree of damage found by a detailed investigation including a dismantling investigation, and obtains a weighting coefficient. calculate.
  • the learning device 50 has the number of times the device operates under the operating condition A, the number of times the device operates under the operating condition B, ..., The number of times the device operates under the operating condition Z, and the damage found by the detailed investigation. Calculate the weighting factor in relation to the degree.
  • FIG. 9 is a diagram showing the output result of the learning device 50.
  • the learner 50 outputs a weighting coefficient based on the teacher data.
  • a weighting coefficient of, for example, 1.0 indicates that deterioration of the device is unlikely to occur, and the higher the weight coefficient, the more likely the device to deteriorate.
  • FIG. 10 is a diagram showing the function of the deterioration determination unit 20 of the air conditioner diagnostic apparatus 100 according to the first embodiment. As shown in FIG. 10, in the air conditioner diagnostic apparatus 100, the deterioration determination unit 20 diagnoses the degree of deterioration of the device based on the number of operations and the weighting coefficient according to the operating conditions.
  • each device of the air conditioner 1 differs depending on the operating conditions during operation.
  • Examples of the device include a compressor 6, an expansion unit 10, a stop valve (not shown), a flow path switching device 7, and the like.
  • the damage given to the inside of the compressor 6 is greater when it is started in winter than when it is started in summer. Further, if the cooling operation is performed in winter when the outside air temperature is low, the damage given to the inside of the compressor 6 is large. Further, the damage received by the compressor 6 differs depending on the outside air temperature in winter and the outside air temperature in summer. As described above, when the device is the compressor 6, the operating condition includes the season. In addition, the damage to the compressor 6 differs depending on whether the compressor 6 is started in a low compression ratio or outside the operating range specified in the specifications.
  • the operating conditions include the operation or stop of the indoor unit 3, the minimum pulse period in the thermo-off, or the exposure time of dew condensation. White rust may occur based on the exposure time of dew condensation.
  • the operating condition includes the pressure when the power is turned on or when the power is turned off.
  • the operating conditions include a pressure difference during operation, the number of switchings, or the number of defrosts.
  • the degree of deterioration of each device of the air conditioner 1 increases as the number of operations under the above operating conditions increases.
  • the number of operations includes, for example, the number of times the device is started in winter when the device is a compressor 6. Further, the number of operations includes, for example, the number of times set to the minimum opening degree when the device is the expansion unit 10.
  • the deterioration determination unit 20 includes an input unit 21, a storage unit 24, a calculation unit 22, and an alarm unit 23.
  • the input unit 21 inputs the operating conditions when the equipment of the air conditioner 1 is operating and the number of times the equipment is operated under the operating conditions.
  • the input unit 21 outputs the input operating conditions and the number of operations to the calculation unit 22.
  • the storage unit 24 receives and stores the weighting coefficient output by the learning device 50.
  • the storage unit 24 outputs the weighting coefficient received from the learning device 50 to the calculation unit 22.
  • the storage unit 24 may be configured as a hard disk, or may be configured as a volatile storage device such as a random access memory (RAM) capable of temporarily storing data. Further, the storage unit 24 may be configured as a non-volatile storage device such as a flash memory capable of storing data for a long period of time.
  • the calculation unit 22 calculates the degree of deterioration of the device based on the operating conditions and the number of operations input to the input unit 21 and the weighting coefficient output from the learning device 50. More specifically, the calculation unit 22 calculates the degree of deterioration of the device based on the operating conditions and the number of operations input to the input unit 21 and the weighting coefficient stored in the storage unit 24.
  • the alarm unit 23 issues a report on the degree of deterioration of the device calculated by the arithmetic unit 22.
  • the alarm unit 23 may transmit a signal indicating the degree of deterioration of the device to, for example, a speaker (not shown) that emits a sound provided in a control room that manages the air conditioner 1. In this case, the speaker informs the degree of deterioration of the device.
  • the alarm unit 23 may transmit a signal indicating the degree of deterioration of the device to, for example, a display device (not shown) for displaying an image provided in the control room. In this case, the display device displays the degree of deterioration of the device.
  • the manager of the control room can recognize the degree of deterioration of the equipment of the air conditioner 1.
  • the update unit 25 inputs new teacher data, which is operation data of an individual of a new failed device or a device for which a new durability test has been performed, to the learning device 50.
  • the learner 50 updates and outputs a weighting coefficient according to the operating conditions when the device operates, based on the new teacher data input from the update unit 25. After that, the learning device 50 outputs the updated latest weighting coefficient to the storage unit 24.
  • FIG. 11 is a flowchart showing the learning operation of the learning device 50 according to the first embodiment.
  • the learner 50 acquires a plurality of operation data of a device that has failed in the past (step ST1).
  • the plurality of operation data are, for example, the operation conditions, the number of operations, and the degree of damage of the failed device, and are teacher data.
  • the learning device 50 analyzes the influence of the operating conditions and the number of operations of the failed device on the degree of damage (step ST2).
  • the learner 50 calculates the weighting factor by analyzing the effect on the degree of damage (step ST3). After that, the learning device 50 outputs the weighting coefficient to the storage unit 24.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the re-learning operation of the learning device 50 according to the first embodiment.
  • the update unit 25 of the deterioration determination unit 20 of the air conditioner diagnostic device 100 acquires new teacher data and outputs it to the learner 50 (step ST4).
  • the learner 50 recalculates and relearns the weighting coefficient based on the teacher data received from the update unit 25 (step ST5).
  • the learner 50 thereby updates the weighting factor (step ST6).
  • the learning device 50 outputs the updated weighting coefficient to the storage unit 24.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the operation of the air conditioner diagnostic apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the operation of the air conditioner diagnostic device 100 will be described.
  • the operating conditions at the time of operation of the device are input to the input unit 21 (step ST11).
  • the input unit 21 outputs the input operating conditions to the calculation unit 22.
  • the number of operations under the operating conditions is input to the input unit 21 (step ST12).
  • the input unit 21 outputs the input number of operations to the calculation unit 22.
  • the storage unit 24 receives the latest weighting coefficient from the learning device 50, stores it, and outputs it to the calculation unit 22 (step ST13).
  • the calculation unit 22 calculates the degree of deterioration of the device based on the operating conditions, the number of operations, and the weighting coefficient (step ST14). After that, the alarm unit 23 issues a report on the degree of deterioration of the device calculated by the calculation unit 22 (step ST15).
  • the degree of deterioration of the device is diagnosed based on the weighting coefficient output by the learning device 50, the operating conditions of the device, and the number of times the device is operated. Then, the alarm unit 23 reports the degree of deterioration of the device.
  • the administrator can predict the abnormality of the equipment of the air conditioner 1 even if the equipment of the air conditioner 1 does not cause a clear malfunction. As a result, the administrator can perform the service of the device.
  • the air conditioner diagnostic device 100 or the control device (not shown) included in the air conditioner 1 may be configured to automatically perform the service of the device.

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Abstract

空気調和機診断装置は、故障した機器又は耐久試験を実施した機器の個体の運転データである教師データに基づいて、機器が動作したときの運転条件に応じて、学習器が出力する重み係数と、空気調和機の機器の動作時の運転条件と、機器の動作回数とに基づいて、機器の劣化度合を診断する劣化判定部を備え、劣化判定部は、運転条件と、動作回数とが入力される入力部と、入力部に入力された運転条件及び動作回数と、学習器から出力された重み係数とに基づいて、機器の劣化度合を演算する演算部と、演算部によって演算された機器の劣化度合を発報する発報部と、を備える。

Description

空気調和機診断装置
　本開示は、空気調和機の状態を診断する空気調和機診断装置に関する。
　従来、空気調和機の状態を診断する空気調和機診断装置が知られている。特許文献１には、室外機と複数の室内機とを有する空調機のデータを提供する空調機データ提供システムが開示されている。特許文献１は、各室内機の室内温度制御に基づく発停回数データを収集し、収集された発停回数データのうち所定期間中の発停回数データを一覧表にして出力する。これにより、特許文献１は、空調機に関わる状況を確認し、不具合が存在する場合に迅速な対処を促そうとするものである。
特開２００５－１２１２７６号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された空調機データ提供システムは、発停回数データに基づいて不具合の有無を判断しているため、明確な動作不良が起こるまで異常と判断することが難しい。即ち、特許文献１は、空気調和機の機器の異常を予測することができない。
　本開示は、上記のような課題を解決するためになされたもので、空気調和機の機器の異常を予測する空気調和機診断装置を提供するものである。
　本開示に係る空気調和機診断装置は、故障した機器又は耐久試験を実施した機器の個体の運転データである教師データに基づいて、機器が動作したときの運転条件に応じて、学習器が出力する重み係数と、空気調和機の機器の動作時の運転条件と、機器の動作回数とに基づいて、機器の劣化度合を診断する劣化判定部を備え、劣化判定部は、運転条件と、動作回数とが入力される入力部と、入力部に入力された運転条件及び動作回数と、学習器から出力された重み係数とに基づいて、機器の劣化度合を演算する演算部と、演算部によって演算された機器の劣化度合を発報する発報部と、を備える。
　本開示によれば、学習器によって出力された重み係数と、機器の運転条件と、機器の動作回数とに基づいて、機器の劣化度合を診断する。そして、発報部は、機器の劣化度合を発報する。管理者は、機器の劣化度合を把握することにより、空気調和機の機器が明確な動作不良を起こしてなくても、空気調和機の機器の異常を予測することができる。
実施の形態１に係る空気調和機診断装置を示す模式図である。 実施の形態１に係る空気調和機を示す回路図である。 実施の形態１に係る空気調和機診断装置を示す機能ブロック図である。 実施の形態１に係る学習器の概要を示す図である。 故障した機器の個体の運転条件、動作回数及び損傷度合を計測した図である。 故障した機器の個体の運転条件、動作回数及び損傷度合を計測した図である。 耐久試験を実施した機器の個体の運転条件、動作回数及び損傷度合を計測した図である。 耐久試験を実施した機器の個体の運転条件、動作回数及び損傷度合を計測した図である。 学習器の出力結果を示す図である。 実施の形態１に係る空気調和機診断装置１００の劣化判定部の機能を示す図である。 実施の形態１に係る学習器の学習動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る学習器の再学習動作を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る空気調和機診断装置の動作を示すフローチャートである。
　以下、本開示の空気調和機診断装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本開示は、以下に説明する実施の形態によって限定されるものではない。また、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、以下の説明において、本開示の理解を容易にするために方向を表す用語を適宜用いるが、これは本開示を説明するためのものであって、これらの用語は本開示を限定するものではない。方向を表す用語としては、例えば、「上」、「下」、「右」、「左」、「前」又は「後」等が挙げられる。
実施の形態１．
　図１は、実施の形態１に係る空気調和機診断装置１００を示す模式図である。図１に示すように、学習器５０を備える空気調和機診断装置１００は、空気調和機１の機器の故障リスクの指標である劣化度合を診断する。空気調和機１の機器とは、例えばアクチュエータであり、圧縮機６、流路切替装置７、室外送風機９、膨張部１０及び室内送風機１２等（図２参照）である。
　（空気調和機１）
　図２は、実施の形態１に係る空気調和機１を示す回路図である。空気調和機１は、室内の空気を調整する装置であり、図２に示すように、室外機２と、室内機３とを備えている。室外機２には、例えば圧縮機６、流路切替装置７、室外熱交換器８、室外送風機９及び膨張部１０が設けられている。室内機３には、例えば室内熱交換器１１及び室内送風機１２が設けられている。
　圧縮機６、流路切替装置７、室外熱交換器８、膨張部１０及び室内熱交換器１１が冷媒配管５により接続されて冷媒回路４が構成されている。圧縮機６は、低温且つ低圧の状態の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温且つ高圧の状態の冷媒にして吐出するものである。流路切替装置７は、冷媒回路４において冷媒が流れる方向を切り替えるものであり、例えば四方弁である。室外熱交換器８は、例えば室外空気と冷媒との間で熱交換するものである。室外熱交換器８は、冷房運転時には凝縮器として作用し、暖房運転時には蒸発器として作用する。室外送風機９は、室外熱交換器８に室外空気を送る機器である。
　膨張部１０は、冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁である。膨張部１０は、例えば開度が調整される電子式膨張弁である。室内熱交換器１１は、例えば室内空気と冷媒との間で熱交換するものである。室内熱交換器１１は、冷房運転時には蒸発器として作用し、暖房運転時には凝縮器として作用する。室内送風機１２は、室内熱交換器１１に室内空気を送る機器である。なお、冷媒は、水でもよく不凍液でもよい。
　（運転モード、冷房運転）
　次に、空気調和機１の運転モードについて説明する。先ず、冷房運転について説明する。冷房運転において、圧縮機６に吸入された冷媒は、圧縮機６によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機６から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置７を通過して、凝縮器として作用する室外熱交換器８に流入し、室外熱交換器８において、室外送風機９によって送られる室外空気との間で熱交換されて凝縮して液化する。
　凝縮された液状態の冷媒は、膨張部１０に流入し、膨張部１０において膨張及び減圧されて低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する室内熱交換器１１に流入し、室内熱交換器１１において、室内送風機１２によって送られる室内空気との間で熱交換されて蒸発してガス化する。このとき、室内空気が冷やされ、室内において冷房が実施される。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置７を通過して、圧縮機６に吸入される。
　（運転モード、暖房運転）
　次に、暖房運転について説明する。暖房運転において、圧縮機６に吸入された冷媒は、圧縮機６によって圧縮されて高温且つ高圧のガス状態で吐出する。圧縮機６から吐出された高温且つ高圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置７を通過して、凝縮器として作用する室内熱交換器１１に流入する。室内熱交換器１１に流入した冷媒は、室内熱交換器１１において、室内送風機１２によって送られる室内空気との間で熱交換されて凝縮して液化する。このとき、室内空気が暖められ、室内において暖房が実施される。
　凝縮された液状態の冷媒は、膨張部１０に流入し、膨張部１０において膨張及び減圧されて低温且つ低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する室外熱交換器８に流入し、室外熱交換器８において、室外送風機９によって送られる室外空気との間で熱交換されて蒸発してガス化する。蒸発した低温且つ低圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置７を通過して、圧縮機６に吸入される。
　（空気調和機診断装置１００）
　空気調和機診断装置１００は、専用のハードウェア又は記憶装置に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ又はプロセッサともいう）で構成される。空気調和機診断装置１００が専用のハードウェアである場合、空気調和機診断装置１００は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　Ｓｐｅｃｉｆｉｃ　Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）、又は、これらを組み合わせたものが該当する。空気調和機診断装置１００が実現する各機能部のそれぞれを、個別のハードウェアで実現してもよいし、各機能部を一つのハードウェアで実現してもよい。
　空気調和機診断装置１００がＣＰＵの場合、空気調和機診断装置１００が実行する各機能は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア及びファームウェアはプログラムとして記述される。ＣＰＵは、プログラムを読み出して実行することにより、各機能を実現する。なお、空気調和機診断装置１００の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェア又はファームウェアで実現するようにしてもよい。
　図３は、実施の形態１に係る空気調和機診断装置１００を示す機能ブロック図である。空気調和機診断装置１００は、学習器５０を用いて空気調和機１の機器の劣化度合を診断するものである。図３に示すように、空気調和機診断装置１００は、劣化判定部２０と、更新部２５とを備えている。
　（学習器５０）
　図４は、実施の形態１に係る学習器５０の概要を示す図である。次に、学習器５０について説明する。学習器５０は、教師データを学習して、空気調和機１の機器が動作したときの運転条件に応じた重み係数を出力する。本実施の形態１では、学習器５０が空気調和機診断装置１００の外部に設けられている場合について例示している。なお、学習器５０は、本実施の形態１のように、空気調和機診断装置１００の外部に設けられていてもよいし、空気調和機診断装置１００の内部に設けられていてもよい。
　（教師データ）
　教師データは、故障した機器又は耐久試験を実施した機器の個体の運転データである。教師データは、例えば、機器の運転条件、機器の動作回数及び損傷度合からなる。
　図５及び図６は、故障した機器の個体の運転条件、動作回数及び損傷度合を計測した図である。例えば、市場において、機器、例えば圧縮機６が故障を起こした場合、機器の運転条件は、故障した圧縮機６の起動条件である。損傷度合は、０から１００までの数値で表されるものであり、０が正常であり、１００が異常である。図５及び図６に示すように、様々な運転条件及び動作回数において、損傷度合１００の故障機が複数存在する。例えば機器が圧縮機６である場合、損傷度合は、圧縮機６の圧縮力を生じさせる主軸（図示せず）の摩耗度合である。
　図７及び図８は、耐久試験を実施した機器の個体の運転条件、動作回数及び損傷度合を計測した図である。故障していなくても、耐久試験において様々な特定条件で所定の回数起動された圧縮機６を解体して損傷度合が計測されてもよい。図７に示す機器は、損傷度合４０であり、図８に示す機器は、損傷度合７０である。
　（重み係数）
　運転条件に基づく重み係数は、上記の運転条件のもとでの動作回数によって、機器の劣化がどの程度進行するかを示す指標である。重み係数は、各種試験等によって学習器５０が算出する。上記のとおり、学習器５０は、実際に故障した空気調和機１の運転データと、解体調査等を含む詳細調査によって判明した損傷度合とを相関づけて、重み係数を算出する。また、学習器５０は、過酷な環境下でのフィールドテスト又は耐久試験を経た空気調和機１の運転データと、解体調査等を含む詳細調査によって判明した損傷度合とを相関づけて、重み係数を算出する。なお、遠隔監視システムが用いられれば、機器の動作回数等の重み係数を算出するために必要なデータを収集することは容易である。このように、学習器５０は、運転条件Ａでの機器の動作回数、運転条件Ｂでの機器の動作回数、・・・及び運転条件Ｚでの機器の動作回数と、詳細調査によって判明した損傷度合とを関連付けて、重み係数を算出する。
　図９は、学習器５０の出力結果を示す図である。図９に示すように、学習器５０は、教師データに基づいて、重み係数を出力する。重み係数は、例えば１．０が、機器の劣化が発生し難いことを示し、高ければ高いほど機器の劣化が発生し易くなる。
　図１０は、実施の形態１に係る空気調和機診断装置１００の劣化判定部２０の機能を示す図である。図１０に示すように、空気調和機診断装置１００において、劣化判定部２０は、動作回数と、運転条件に応じた重み係数とに基づいて、機器の劣化度合を診断する。
　（運転条件）
　空気調和機１の各機器は、動作時の運転条件によって、劣化する度合が異なる。機器としては、圧縮機６、膨張部１０、ストップバルブ（図示せず）又は流路切替装置７等が挙げられる。
　機器が圧縮機６である場合、夏季に起動するよりも冬季に起動する方が、圧縮機６の内部に与えられるダメージは大きい。また、外気温度が低い冬季に冷房運転が実施されると、圧縮機６の内部に与えられるダメージは大きい。更に、冬季の外気温度及び夏季の外気温度によって、圧縮機６が受けるダメージは異なる。このように、機器が圧縮機６である場合、運転条件としては季節が挙げられる。ほかに、圧縮比が低い状態で起動したり、仕様書で定められた運転範囲外で起動したりすることによっても、圧縮機６が受けるダメージは異なる。
　機器が膨張部１０である場合、運転条件としては、室内機３の運転又は停止、サーモオフにおける最低パルス期間又は結露の暴露時間が挙げられる。なお、結露の暴露時間に基づいて白錆が発生するおそれがある。機器がストップバルブ（図示せず）である場合、運転条件としては、通電オン時又は通電オフ時の圧力が挙げられる。機器が流路切替装置７である場合、運転条件としては、動作時の圧力差、切替回数又はデフロスト回数が挙げられる。
　（動作回数）
　空気調和機１の各機器は、上記の運転条件のもとで動作した動作回数が多いほど、劣化度合が進行する。動作回数とは、例えば機器が圧縮機６である場合、冬季に起動する回数等が挙げられる。また、動作回数は、例えば機器が膨張部１０である場合、最小開度に設定される回数等が挙げられる。
　（劣化判定部２０）
　劣化判定部２０は、入力部２１と、記憶部２４と、演算部２２と、発報部２３とを備えている。
　（入力部２１）
　入力部２１は、空気調和機１の機器の動作時の運転条件と、その運転条件下における機器の動作回数とが入力されるものである。入力部２１は、入力された運転条件及び動作回数を、演算部２２に出力する。
　（記憶部２４）
　記憶部２４は、学習器５０が出力する重み係数を受信して記憶するものである。記憶部２４は、学習器５０から受信した重み係数を、演算部２２に出力する。記憶部２４は、ハードディスクとして構成されてもよいし、データを一時的に記憶することができるランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の揮発性記憶装置として構成されてもよい。また、記憶部２４は、データを長期的に記憶することができるフラッシュメモリ等の不揮発性記憶装置として構成されてもよい。
　（演算部２２）
　演算部２２は、入力部２１に入力された運転条件及び動作回数と、学習器５０から出力された重み係数とに基づいて、機器の劣化度合を演算するものである。更に具体的には、演算部２２は、入力部２１に入力された運転条件及び動作回数と、記憶部２４が記憶する重み係数とに基づいて、機器の劣化度合を演算する。
　（発報部２３）
　発報部２３は、演算部２２によって演算された機器の劣化度合を発報するものである。発報部２３は、例えば空気調和機１を管理する管理室に設けられた音を発するスピーカー（図示せず）に、機器の劣化度合を示す信号を送信してもよい。この場合、スピーカーによって、機器の劣化度合が報知される。また、発報部２３は、例えば管理室に設けられた画像を表示する表示装置（図示せず）に、機器の劣化度合を示す信号を送信してもよい。この場合、表示装置によって、機器の劣化度合が表示される。これにより、管理室の管理者は、空気調和機１の機器の劣化度合を認識することができる。
　（更新部２５）
　更新部２５は、新たな故障した機器又は新たな耐久試験を実施した機器の個体の運転データである新たな教師データを、学習器５０に入力するものである。学習器５０は、更新部２５から入力された新たな教師データに基づいて、機器が動作したときの運転条件に応じた重み係数を更新して出力する。これ以降、学習器５０は、更新された最新の重み係数を、記憶部２４に出力する。
　図１１は、実施の形態１に係る学習器５０の学習動作を示すフローチャートである。次に、学習器５０の学習動作について説明する。図１１に示すように、先ず、学習器５０は、過去に故障した機器の複数の運転データを取得する（ステップＳＴ１）。複数の運転データは、例えば、故障した機器の運転条件、動作回数及び損傷度合であり、教師データである。そして、学習器５０は、故障した機器の運転条件及び動作回数が損傷度合に与える影響を分析する（ステップＳＴ２）。学習器５０は、損傷度合に与える影響を分析することによって、重み係数を算出する（ステップＳＴ３）。その後、学習器５０は、重み係数を記憶部２４に出力する。
　図１２は、実施の形態１に係る学習器５０の再学習動作を示すフローチャートである。次に、学習器５０の再学習動作について説明する。図１２に示すように、空気調和機診断装置１００の劣化判定部２０の更新部２５は、新たな教師データを取得して、学習器５０に出力する（ステップＳＴ４）。学習器５０は、更新部２５から受信した教師データに基づいて、重み係数を再算出して再学習する（ステップＳＴ５）。学習器５０は、これにより、重み係数を更新する（ステップＳＴ６）。その後、学習器５０は、更新された重み係数を記憶部２４に出力する。
　図１３は、実施の形態１に係る空気調和機診断装置１００の動作を示すフローチャートである。次に、空気調和機診断装置１００の動作について説明する。図１３に示すように、先ず、入力部２１には、機器の動作時の運転条件が入力される（ステップＳＴ１１）。入力部２１は、入力された運転条件を演算部２２に出力する。また、入力部２１には、その運転条件下の動作回数が入力される（ステップＳＴ１２）。入力部２１は、入力された動作回数を演算部２２に出力する。一方、記憶部２４は、学習器５０から最新の重み係数を受信して記憶し、演算部２２に出力する（ステップＳＴ１３）。演算部２２は、運転条件、動作回数及び重み係数に基づいて、機器の劣化度合を演算する（ステップＳＴ１４）。その後、発報部２３は、演算部２２によって演算された機器の劣化度合を発報する（ステップＳＴ１５）。
　本実施の形態１によれば、学習器５０によって出力された重み係数と、機器の運転条件と、機器の動作回数とに基づいて、機器の劣化度合を診断する。そして、発報部２３は、機器の劣化度合を発報する。管理者は、機器の劣化度合を把握することにより、空気調和機１の機器が明確な動作不良を起こしてなくても、空気調和機１の機器の異常を予測することができる。これにより、管理者は、機器のサービスを実施することができる。なお、空気調和機診断装置１００又は空気調和機１が備える制御装置（図示せず）が、機器のサービスを自動的に実施するように構成されてもよい。
　従来、各室内機の室内温度制御に基づく発停回数データを収集し、収集された発停回数データのうち所定期間中の発停回数データを一覧表にして出力する技術が知られている。しかし、従来の技術は、発停回数データに基づいて不具合の有無を判断しているため、明確な動作不良が起こるまで異常と判断することが難しい。これに対し、本実施の形態１は、学習器５０によって出力された重み係数と、機器の運転条件と、機器の動作回数とに基づいて、機器の劣化度合を診断する。このため、管理者は、空気調和機１の機器が明確な動作不良を起こしてなくても、空気調和機１の機器の異常を予測することができる。
　１　空気調和機、２　室外機、３　室内機、４　冷媒回路、５　冷媒配管、６　圧縮機、７　流路切替装置、８　室外熱交換器、９　室外送風機、１０　膨張部、１１　室内熱交換器、１２　室内送風機、２０　劣化判定部、２１　入力部、２２　演算部、２３　発報部、２４　記憶部、２５　更新部、５０　学習器、１００　空気調和機診断装置。

Claims (4)

  1. 　故障した機器又は耐久試験を実施した機器の個体の運転データである教師データに基づいて、機器が動作したときの運転条件に応じて、学習器が出力する重み係数と、空気調和機の機器の動作時の運転条件と、前記機器の動作回数とに基づいて、前記機器の劣化度合を診断する劣化判定部を備え、
    　前記劣化判定部は、
    　前記運転条件と、前記動作回数とが入力される入力部と、
    　前記入力部に入力された前記運転条件及び前記動作回数と、前記学習器から出力された前記重み係数とに基づいて、前記機器の劣化度合を演算する演算部と、
    　前記演算部によって演算された前記機器の劣化度合を発報する発報部と、
    　を備える空気調和機診断装置。
  2. 　前記劣化判定部は、
    　前記学習器が出力する重み係数を受信して記憶する記憶部を更に備え、
    　前記演算部は、
    　前記入力部に入力された前記運転条件及び前記動作回数と、前記記憶部が記憶する前記重み係数とに基づいて、前記機器の劣化度合を演算する
    　請求項１記載の空気調和機診断装置。
  3. 　新たな故障した機器又は新たな耐久試験を実施した機器の個体の運転データである新たな教師データを、前記学習器に入力する更新部を更に備え、
    　前記学習器は、
    　前記更新部から入力された新たな教師データに基づいて、機器が動作したときの運転条件に応じた重み係数を出力する
    　請求項１又は２記載の空気調和機診断装置。
  4. 　前記機器は、冷媒を圧縮する圧縮機であり、
    　前記劣化度合は、前記圧縮機の主軸の摩耗度合である
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の空気調和機診断装置。
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