发明内容
发明要解决的课题
在上述专利文献1中记载的压缩机的异常判断中,在压缩机的供油不足进一步发展的情况下,例如发生异物向压缩机构部的侵入、轴承烧伤等,从而检测出异常。但是,在将专利文献1记载的发明应用于冷冻循环中所利用的冷却剂压缩机时,存在以下课题。
即,在使用于冷冻循环的冷却剂压缩机中,压缩机内的冷冻机油被带到压缩机外部,该被带走的冷冻机油不能充分返回到压缩机的情况下,压缩机成为供油不足的状态。因为即使发生了这种供油不足状态,在初期阶段,压缩机的输入电流不发生较大的变化,所以不能进行压缩机的异常判断。
因此,在现有技术中,即使发生了供油不足,压缩机也继续运转。在这种供油不足等的状态下,冷却剂压缩机长时间运转,对于压缩机来说是不好的。此外,在由于压缩机的供油不足而发生了异常振动的情况下等,对于构成冷冻循环的冷却剂配管、与该冷却剂配管连接的阀门之类以及热交换器等周边设备也有可能产生影响。
本发明的目的在于提供一种冷冻装置的异常检测方法及其装置,其能够在初期阶段,对构成为向构成冷冻循环的冷却剂配管喷出压缩冷却剂的冷却剂压缩机的供油不足引起的异常进行判断。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,本发明的特征在于一种冷冻装置的异常检测方法,所述冷冻装置具备冷却剂压缩机,所述冷却剂压缩机构成为由电动机驱动,压缩冷却剂并且向构成冷冻循环的冷却剂配管喷出压缩冷却剂,在所述异常检测方法中,检测用于驱动所述冷却剂压缩机的电动机的输入电流值,基于该输入电流检测值,计算每个给定检测时间的平均电流值即移动平均电流值,在该移动平均电流值与所检测出的输入电流值的差值超过给定基准值的情况下,判断为压缩机异常。
本发明的另一特征在于:提供一种冷冻装置的异常检测方法,所述冷冻装置具备冷却剂压缩机,所述冷却剂压缩机构成为由电动机驱动,压缩冷却剂并且向构成冷冻循环的冷却剂配管喷出压缩冷却剂,所述冷冻装置的异常检测方法的特征在于,检测用于驱动所述冷却剂压缩机的电动机的输入电流值,基于该输入电流检测值,计算每个给定检测时间的平均电流值即移动平均电流值,在启动所述冷却剂压缩机且经过给定时间后,实施第1判断,在所述第1判断中,所检测出的所述输入电流值成为预定的给定值以上时,判断为异常,以及实施第2判断,在所述第2判断中,在所计算出的所述移动平均电流值和所检测出的所述输入电流值的差值超过给定基准值时,判断为压缩机异常。
本发明的另一特征在于:提供一种冷冻装置的异常检测装置,所述冷冻装置具备冷却剂压缩机,所述冷却剂压缩机构成为由电动机驱动,压缩冷却剂并且向构成冷冻循环的冷却剂配管喷出压缩冷却剂,所述异常检测装置具备:电流检测单元,其检测用于驱动所述冷却剂压缩机的电动机的输入电流值;和异常检测单元,其基于由该电流检测单元检测出的输入电流值,计算每个给定检测时间的平均电流值即移动平均电流值,比较该计算出的移动平均电流值和所检测出的所述输入电流值,在其差值超过给定基准值时,判断为压缩机异常。
(发明效果)
根据本发明可以获得如下效果:能够在初期阶段,判断由构成为向构成冷冻循环的冷却剂配管喷出压缩冷却剂的冷却剂压缩机的供油不足所引起的异常。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的冷却剂压缩机的异常检测方法及其装置进行说明。
实施例1
图1是表示本发明的实施例1中的冷冻装置的异常检测装置的冷冻循环构成图。在图1中,1是由电动机2驱动的冷却剂压缩机,该冷却剂压缩机1构成为对从构成冷冻循环的冷却剂配管3的吸入配管3a吸入的冷却剂气体进行压缩,并向冷却剂配管3的喷出配管3b喷出。向所述喷出配管3b喷出的高温高压的冷却剂气体从冷却剂配管3流入冷凝器4通过外部气体等被冷却从而凝结,之后通过膨胀阀5进行膨胀从而成为低温低压的冷却剂,流入蒸发器6对冷冻库、冷藏库内的被冷却物进行冷却,并且从该被冷却物得到热量而蒸发,成为低温低压的冷却剂气体被吸入到所述压缩机1。
在所述电动机2中,从商用电源7在该例中经由变换器8供应电源。9是用于检测向所述电动机2的输入电流值的电流检测单元,由该电流检测单元9检测出的输入电流值A1(t)输入到异常检测单元10。
在该异常检测单元10中,在本实施例中,首先进行第1判断,即:判断所检测出的输入电流值A1(t)的大小是否为预定的给定值(基准值α)以上。
此外,所述异常检测单元10基于所述检测出的输入电流值A1(t),计算每个给定检测时间的平均电流值即移动平均电流值A2(t)。比较该计算出的所述移动平均电流值A2(t)和所述检测出的输入电流值A1(t),求出其差值ΔA的大小。所述异常检测单元10构成为还进行第2判断,即,判断该差值ΔA是否超过给定基准值β。
图2是说明所述冷却剂压缩机1的输入电流值的变动例的线图,示出向冷冻装置中使用的冷却剂压缩机的输入电流值的变化。在向轴承等压缩机滑动部的冷冻机油的供油足够的情况下,如图2的“压缩机正常时”所示,压缩机运转中的输入电流示出稳定的值。但是,一旦向压缩机滑动部的冷冻机油的供油不足时,如“供油不足发生时”所示,向压缩机的输入电流值变为逐渐变大地变动。这可以考虑是因为发生供油不足时妨碍顺畅的滑动,电动机负载发生变动。此外,也可以考虑是因为发生供油不足时引起轴承等烧伤变得容易损坏。如图2所示,发生压缩机输入电流值的变动时,压缩机引起振动,该振动还传递给与压缩机连接的所述冷却剂配管3、膨胀阀5等的阀门之类、以及冷凝器4和蒸发器6等热交换器等,长时间或者长期间对所述压缩机的周边设备(冷却剂配管等)产生影响。虽然即使压缩机发生故障也比较容易更换,但是冷却剂配管等损坏时进行更换花费许多时间,使冷冻装置长时间停止,从而对冷冻库内的被冷却物等也产生影响。因此,使其不引起冷却剂配管等周边设备的损坏是重要的。
因此,在本实施例中,通过根据压缩机输入电流值的变动,检测供油不足的发生,并且基于此来检测异常,从而能够使连接于压缩机的冷却剂配管等周边设备的损坏防患于未然。
另外,若冷冻机油的不足状态进一步发展,则轴承等滑动部引起烧伤从而引起比轴承啃咬等更大的损坏,此外在压缩机中发生异物侵入等时,所述压缩机输入电流值在短时间内变大,或者较大地发生变动。如此,在本实施例中还进行压缩机电流值变为预先设定的给定值(基准值α)以上的情况的异常判断。
接下来,通过图3以及图4来详细地说明由图1所示的异常检测单元10进行的异常检测过程。图3是表示具备冷却剂压缩机的冷冻装置的异常检测的控制动作的流程图,图4是表示进行异常判断时输入电流值变动的一例的线图。
图1所示的冷却剂压缩机1开始运转时,通过电流检测单元9检测驱动该压缩机1的电动机2的输入电流值A1(t)(参照用图4的实线表示的曲线)(步骤S1)。每隔一定时间进行该输入电流值A1(t)的检测(例如1分钟内进行60~120次)。
接下来,进入步骤S2,基于所述检测出的输入电流值A1(t),计算每个给定检测时间的平均电流值即移动平均电流值A2(t)(参照用图4的虚线表示的曲线)。这里,对于所述移动平均电流值A2(t)的计算,通过针对每隔所述一定时间而检测出的输入电流值的时间序列数据,伴随时间的移动来计算平均值。例如,对于时间序列数据求出一般所使用的修正移动平均值。在计算该修正移动平均值(修正移动平均电流值)时,可以用下式来求出。
A2(t)={A2(t-1)×(N-1)+A1(t)}/N ...(1)
这里,A2(t)表示本次的移动平均电流值,A2(t-1)表示上次的移动平均电流值,A1(t)表示本次检测出的输入电流值,N表示时间序列区间(平均化系数)。
使时间序列区间N为太大的值时,有时压缩机中没有损坏的通常运转时的过渡的电流变化也被判断为异常,优选设定为3~5左右。
另外,对于所述移动平均电流值A2(t)的计算,可以用所检测出的多个输入电流值的单纯平均、即单纯移动平均电流值来进行计算,此外也可以采用其他方法,例如对所检测出的时间序列区间N的各个的输入电流值赋予不同的权重来计算平均值的加权移动平均电流值等,可以用各种方法来计算平均值。
接下来,在步骤S3中,判断压缩机启动后是否经过了给定时间,若经过了给定时间则进入步骤S4,进行压缩机是否异常的第1判断。在该第1判断中,比较所检测出的输入电流值A1(t)和预先设定的基准值α,在所述输入电流值A1(t)大于基准值α时判断为异常,进行基于第1判断的异常通知。作为异常通知,可以进行基于蜂鸣器等的警告音、基于警告灯的警告显示、或者在控制装置等的监视器画面进行警告显示。
这里,优选与各种的压缩机的特性相匹配地预先设定所述基准值α。例如,若通常运转时的输入电流检测值为30A左右,则可以将所述基准值α设定为其1.5倍的45A左右。
此外,在所述步骤S3中判断压缩机启动后的经过时间,之后实施所述第1判断,这是因为如图4所示,压缩机的启动时电流变动较大。该电流变动较大的压缩机启动后的时间的长度是基于各种压缩机的特性的,所以优选与压缩机的特性相匹配地预先设定所述给定时间。
在步骤S4的第1判断中,在所检测出的所述输入电流值A1(t)为预先设定的所述基准值α以下时,进入步骤S5~S8,进行压缩机是否异常的第2判断。
在该第2判断中,首先在步骤S5中,计算所检测出的输入电流值A1(t)、与在所述步骤S2计算出的移动平均电流值(以下,有时仅称为平均电流值)A2(t)的差值ΔA(参照图4中的虚线的平均电流值A2(t)和实线的输入电流值A1(t)的电流值的差值)。
接下来,在步骤S6中,判断电流变动是否比较大,即,判断所检测出的输入电流检测值A1(t)与平均电流值A2(t)的差值ΔA是否大于预先设定的基准值β,在大于的情况下,实施异常计数(步骤S7)。在步骤S8中,判断给定时间内的所述异常计数的数值是否为给定次数以上,在异常计数值为给定次数以上时判断为异常,与所述第1判断时同样地,进行基于第2判断的异常通知。在步骤S8中异常计数值小于给定次数时,返回到所述步骤S1,以下同样地实施步骤S1~S8。
与输入电流检测值A1(t)和平均电流值A2(t)之差ΔA进行比较的所述基准值β,优选基于所述平均电流值A2(t),与各种的压缩机的特性相匹配地预先设定,但是也可以基于所检测出的所述输入电流值A1(t)来进行设定。或者,也可以单纯地是恒定的值。例如,若通常运转时的输入电流值为30A左右,则所述基准值β优选设定为2~4A左右。
此外,优选将异常判断的所要时间设定得较小,使得即使在压缩机的运转时间短的情况下,也可以通过所述第1判断、第2判断可靠地进行异常判断。进而,关于步骤S8中的所述异常计数值的给定次数,按照即使在对于压缩机正常运转时的电流变动原因而过渡性地较大变动的情况下,也不判断为异常的方式决定数值。例如,在以0.5~1秒间隔实施步骤S5中的输入电流值A1(t)与平均电流值A2(t)的差值ΔA的计算的情况下,所述步骤S8中的给定次数优选设定为在30~60秒间(给定时间)10~15次以上。
在以上所述的实施例1中,实施步骤S4的第1判断后,实施由步骤S5~S8所示的第2判断,但是即使省略步骤S4的第1判断,通过步骤S1~S3、S5~S8仅实施第2判断,也可以在初期阶段判断冷却剂压缩机的供油不足引起的异常。即,在所检测出的输入电流值与所述移动平均电流值的差值大于预先设定的基准值时,判断为电流变动大,来进行异常判别。因此,能够使下述情况防患于未然,即,与所述压缩机连接的冷却剂配管引起异常振动从而使冷却剂配管的寿命降低的情况、对与该冷却剂配管连接的阀门之类或热交换器等周边设备等也产生影响从而寿命降低的情况。此外,还可以使从冷却剂压缩机、与其连接的冷却剂配管等发出异常的噪音或杂音的情况防患于未然。进而,因为可以在供油不足的初期阶段检测异常,所以能够在事前想对策以避免更大的故障,对于用户来说也是方便的。
另外,通过也实施上述第1判断,可以在发生与异物侵入、啃咬等更大的异常从而检测电流值急剧增大的情况下,立即停止压缩机。
实施例2
图5是说明本发明的实施例2中的冷冻装置的异常检测方法的流程图。在实施例1中,分别根据一个基准值α和一个基准值β来进行了前述的第1判断和第2判断,但是在该实施例2中,使所述第1判断使用两个基准值α1、α2,使所述第2判断也使用两个基准值β1、β2来判断有无异常。以下,基于图5来进行详细说明。
开始压缩机的运转时,首先在步骤T1实施异常判断第一段。在该异常判断第一段中,使用所述基准值α1以及β1,并与用图3说明的方法同样地实施步骤S1~S8,实施基于第1判断以及第2判断的异常判断。在该步骤T1中的异常判断结果为异常(“是”)的情况下,进入步骤T2的异常判断第二段。
在该异常判断第二段中,使用所述基准值α2以及β2,再次与用图3说明的方法同样地实施步骤S1~S8,实施基于作为异常判断第二段的第1判断以及第2判断的异常判断。设基准值α2以及β2是比所述基准值α1以及β1大的值。在该步骤T2的异常判断第二段中异常判断结果也为异常(“是”)时,使压缩机停止(步骤T3),通知在异常判断第二段判断为压缩机异常(通知第二段)(步骤T4)。
此外,在步骤T1的异常判断第一段中异常判断成立、而步骤T2的异常判断第二段中异常判断不成立时(步骤T2中的判断结果为正常(“否”)的情况),判断为是比所述异常判断第二段中的异常判断成立轻微的异常,暂时停止压缩机(步骤T5),通知仅在异常判断第一段判断为压缩机异常(通知第一段)(步骤T6)。在该通知第一段(步骤T6)通知了压缩机的异常状态后,重新开始压缩机的运转(步骤T7),再次实施压缩机的异常判断。
在该异常判断的再实施的结果为在步骤T1中的异常判断第一段异常判断未成立的情况下(判断为正常(“否”)的情况下),在所述步骤T6的通知第一段通知了压缩机的异常时解除该通知(步骤T8),再次实施压缩机的异常判断。以下,重复同样的动作。
作为所述通知第一段、通知第二段中的通知单元,例如列举灯(警告灯)、液晶显示那样的视觉上进行通知的单元,警报蜂鸣器那样的听觉上进行通知的单元等。此外,所述通知单元可以通过有线连接于冷冻装置的控制装置、或者包括冷冻装置的各种识别整体的监视系统。而且,也可以通过无线向远程监视系统、移动电话等进行通知。
根据以上所述的本发明的实施例2,用于进行压缩机的异常判断的给定基准值,具有第1基准值(α1,β1)、大于该第1基准值的第2基准值(α2,β2),根据第1基准值实施压缩机的异常判断,其结果判断为压缩机异常的情况下,根据所述第2基准值实施压缩机的异常判断,此外,在由所述第1基准值判断为压缩机异常、由所述第2基准值未判断为压缩机异常的情况下,进行基于第1基准值的第1通知(通知第一段),由所述第2基准值也判断为压缩机异常的情况下,进行基于第2基准值的第2通知(通知第二段),所以在发生了异常的情况下,能够详细地掌握该异常的等级。
另外,在上述实施例2中,分别利用图3所示的第1判断以及第2判断,使用大小不同的两个基准值α1、α2以及基准值β1、β2,如图5所示实施异常判断第一段和异常判断第二段这两个阶段的判断,但是也可以使用3个以上的用于第1判断的基准值(α1,α2,α3,……)以及用于第2判断的基准值(β1,β2,β3,……)来实施3阶段以上的判断,如图3所示,也可以仅进行1阶段的判断。此外,所述通知单元执行的通知,可以进行单一通知,也可以按照异常判断的阶段,利用比判断的阶段数少的多个阶段进行通知。
而且,在省略图3所示的步骤S4的第1判断,通过步骤S1~S3、S5~S8仅实施第2判断的情况下,在2阶段以上进行上述实施例2所示的异常判断的情况下,可以仅使用2个以上用于第2判断的基准值β(β1,β2,……)。
如以上所述,在上述的本发明的各实施例中,检测用于驱动冷却剂压缩机的电动机的输入电流值,基于该检测出的输入电流值计算每个给定检测时间的平均电流值即移动平均电流值,该移动平均电流值与所述检测出的输入电流值(用于计算移动平均电流值而使用的检测电流值中最后检测出的电流值)的差值超过给定基准值时,判断为压缩机异常。据此,能够在初期阶段,判断构成为向构成冷冻循环的冷却剂配管喷出压缩冷却剂的冷却剂压缩机的供油不足引起的异常,所以可以获得防止冷却剂配管、与其连接的周边设备等的寿命降低的效果。即,对于压缩机的输入电流变化不大的初期的轻损坏,通过监视压缩机的输入电流值的变动,能够在初期阶段,将压缩机异常判断为异常,所以能够使周边设备的损坏防患于未然。而且,在供油不足的初期阶段中能够检测异常,所以能够事前想对策来避免更大的故障,对于用户来说也是方便的。
此外,在上述的实施例中,在所述移动平均电流值和所述检测出的输入电流值的差值在给定检测时间内给定次数以上超过了给定基准值时,即,在上述第2判断的异常判断次数在给定时间内成为给定次数以上时,判断为压缩机异常,所以具有如下效果:能够防止将在对于压缩机正常运转时的电流变动原因而过渡性地较大变动的情况判断为异常。
符号说明:
1…冷却剂压缩机(压缩机)、2…电动机、
3…冷却剂配管、3a…吸入配管、3b…喷出配管、
4…冷凝器、5…膨胀阀、6…蒸发器、
7…商用电源、8…变换器、
9…电流检测单元、10…异常检测单元、
A1(t)…输入电流检测值、
A2(t)…移动平均电流值、
ΔA…输入电流检测值与平均电流值的差值、
α(α1,α2)…基准值、
β(β1,β2)…基准值。