JP2011089751A - 空気調和装置の故障診断システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】遠隔監視システム10は、試運転開始条件を満たすか否かを判定し、条件を満たすと判定した場合に、試運転を開始し、空気調和システム11−1の異常検知処理又は故障予知処理を実行し、異常検知又は故障予知した場合、それを報知する。
【選択図】図1
Description
そこで、本発明の目的は、空気調和装置の使用が集中する時期における異常(故障)の発生を抑制するとともに、異常発生および異常発生の兆候を迅速に検出して早めの対策を採ることが可能となる故障診断システムを提供することにある。
これらの結果、報知部は、異常検知又は故障予知した場合、それを報知する。
したがって、空気調和装置の使用がされない中間期に試運転を行うことにより、使用が集中する時期には、正常動作可能な状態とすることができる。
上記構成によれば、検知した異常による異常の拡大や、故障検知した状態の悪化などを招くことなく、迅速に対応することが可能となる。
上記構成によれば、必要以上に空気調和装置に負担をかけることなく、異常検知または故障予知を行える。
上記構成によれば、所望の期間に試運転を行わせることができるとともに、試運転を必要以上に繰り返し行うことが無くなり、試運転対象の空気調和装置に必要以上の負荷をかけることもなく、環境に優しい故障診断システムを提供することができる。
上記構成によれば、異常検知又は故障予知した場合に迅速に知らせることが可能となる。
上記構成によれば、様々な状況下で発生する異常などを確実に検出することが可能となる。
図1は、本発明を適用した実施形態に係る遠隔監視システムの概略構成を示す図である。
遠隔監視システム10は、大別すると、複数の空気調和システム11−1、11−2と、この空気調和システム11と無線通信ネットワーク12を介して接続され、空気調和システム11−1、11−2に対し、それぞれ運転指示や異常時のリセット指示などを行う遠隔監視センタ13と、を備えている。
空気調和システム11−1は、それぞれが通信機能を有する制御基板15−1、15−2を有する複数のGHP方式の室外機16−1、16−2と、シリアル通信ケーブル17で室外機16−1、16−2に接続されるとともに、それぞれにリモコン18−1〜18−5が接続された複数の室内機19−11、19−12、19−13、19−21、19−22と、室外機16−1、16−2の制御基板15−1、15−2とシリアル通信ケーブル17を介して接続され、無線アンテナ20および無線通信ネットワーク12を介して、遠隔監視センタ13に対し、運転データや異常データなどを送信する遠隔監視アダプタ21と、を備えている。
遠隔監視センタ13は、当該遠隔監視センタ13を中枢的に管理する遠隔監視端末25と、遠隔監視端末25と無線アンテナ26との間に接続されて、複数の空気調和システム11−1、11−2との間でインタフェース動作を行う遠隔監視インタフェース装置(I/F)27と、を備えている。
一方、四方弁が暖房側に切り換えられたときには、室内熱交換器が凝縮器に、室外熱交換器が蒸発器になって暖房運転状態となり、各室内熱交換器が室内を暖房する。さらに暖房運転時には、室外膨張弁及び室内膨張弁のそれぞれの弁開度が空調負荷に応じて制御される。
室外機16−1、16−2は、自己の運転状態あるいは室内機19−11、19−12、19−13、19−21、19−22の運転状態を常時監視しており、正常運転時の運転データおよび異常検出時の異常データを常に収集し、遠隔監視アダプタ21に通知するようになっている。
これにより遠隔監視アダプタ21は、正常運転時には、運転データを蓄えるとともに、異常発生時には緊急を要しない軽微な異常については、異常データを蓄える。
これにより遠隔監視端末25は、運転ログを記録するとともに、必要に応じて所定の運転を行わせる運転指示データを室外機16−1、16−2に対して送信したり、異常リセット指示を室外機16−1、16−2に対して送信したり、運転状態に応じたテナント毎の課金処理等を行うこととなる。
これにより、遠隔監視端末25は、運転ログを記録するとともに、異常状態に応じて運転停止指示を含む運転指示データを室外機16−1、16−2に対して送信することとなる。
本実施形態において、試運転とは、空気調和システムの使用期である夏期と冬期との間の中間期に使用されていない空気調和システムに異常が発生して、次回の使用機に空気調和システムが利用できないのを防止するために、中間期に定期的に正常に動作可能か否かを判別するために行う運転のことをいう。
このため、試運転においては、通常運転では考えられないような過酷な運転状況として、室外機および室内機を運転し、通常運転では容易に発見されない異常を検出するために、原則的に室外機16−1、16−2および室内機19−11、19−12、19−13、19−21、19−22を最大負荷(フルパワー)で駆動することとしている。
そして、試運転の結果、異常検出あるいは近いうちに異常が発生すると予測される故障予知条件が満たされた場合には、その旨を異常データあるいは故障予知データとして、遠隔監視アダプタ21に通知する。
遠隔監視端末25は、運転ログを記録するとともに、異常状態あるいは故障予知状態に応じて運転停止指示を含む運転指示データを室外機16−1、16−2に対して送信することとなる。
したがって、中間期に試運転を実行スケジュールに従って、定期的に行うことで、迅速に故障などを発見して、対応することができ、実際に空気調和システム11−1,11−2を使用する時期(夏期、冬期)には、常に正常に動作できる状態を維持することが可能となる。
図2は、実施形態の動作フローチャートである。
まず、制御基板15−1のMPUは、ROMなどを参照して試運転に関する各種設定データを取得する(ステップS11)。
本実施形態において、試運転のパターンは複数定められており、それぞれの試運転パターンは、試運転の実施時期や実施内容(実施時間、運転モードなど)が異なっている。
例えば、第1の試運転パターンは、冬期と夏期との間の中間期(例えば、4月〜5月)において試運転を行う条件を定めるものであり、第2の試運転パターンは、夏期と冬期との間の中間期(例えば、9月〜11月)において試運転を行う条件を定めるもの、というように設定されている。一例を挙げれば、「4月1日〜5月31日の間、1週間に1回、冷房モードで30分運転(深夜2時〜)」、「9月1日〜11月30日の間、1ヶ月に1回、暖房モードで20分運転(深夜2時〜)」というように設定する。
ここで、試運転開始部データDS(x)は、試運転を行う期間の初日を示すデータである。例えば、試運転を行う期間の初日が4月1日である場合には、「0401」が指定される。
試運転実施インターバル日数データDI(x)は、当該試運転パターンデータTP(x)に基づいて試運転を行うに際して、前回の試運転からのインターバル日数を示すデータであり、例えば、試運転を行うインターバル日数が1週間である場合には、「07」が指定され、前回の試運転からの経過日数が7日となるまで、すなわち、インターバル期間外となるまで試運転は行わないこととなる。
試運転実施時間データTR(x)は、試運転を行う時間を分単位で指定するデータであり、例えば、試運転を30分行う場合には、「030」が指定される。
試運転モード設定データMD(x)は、試運転時の動作モードを指定するデータであり、冷房あるいは暖房が指定される。
次に制御基板15−1のMPUは、現在試運転中か否かを判別する(ステップS12)。
ステップS12の判別において、現在試運転中ではない場合には(ステップS12;No)、試運転を開始する必要がある試運転パターンデータが存在するか否かを判別する試運転開始判断処理を行う(ステップS13)。
まず、制御基板15−1のMPUは、初期状態において、試運転パターンデータを特定するためのパラメータiを1に設定する(ステップS31)。すなわち、初期状態においては、試運転パターンデータTP(1)について試運転を行うか否かを判別することになる。
続いて制御基板15−1のMPUは、カレンダーを参照し、本日の日付(当該試運転開始判断処理を行っている日付)が試運転開始部データDS(1)で示される試運転を行う期間の初日から試運転終了日データDE(1)で示される試運転を行う期間の最終日の間の日付となっているか否かを判別する(ステップS32)。
ステップS33の判別において、本日の日付が前回の試運転実施日EX(1)から試運転実施インターバル日数データDI(1)で表される日数以上経過していない場合には、本日は当該試運転パターンデータTP(1)に基づいて試運転を行うべき日ではないので、処理をステップS41に移行する。
ステップS34の判別において、現時刻が試運転実施時刻データTS(1)と試運転実施時刻データTS(1)に1時間加えた時刻の範囲外である場合には(ステップS34;No)、現在の時刻は、試運転を行うべき時刻ではないので、処理をステップS41に移行する。
ステップS35の判別において、室内機が運転している場合には(ステップS35;Yes)、試運転は行えない状況であるので、処理を終了する。
ステップS36の判別において、試運転モード設定データMD(1)が冷房で有る場合に、冷房試運転を開始し、室外機及び室内機とも最大負荷(フルパワー)で動作させ、処理をステップS39に移行する。
続いて制御基板15−1のMPUは、現試運転パターンN=1(=i)とし(ステップS39)、前回実施日データEX(N)=本日の日付として処理を終了する(ステップS40)。
具体的には、試運転パターンデータの設定数が、試運転パターンデータTP1〜TP3の3つで有る場合には、パラメータi=1〜3の場合には、未だ全ての試運転パターンデータについて判断を終えていないので、処理を再びステップS32に移行することとなる。
具体的には、試運転パターンデータの設定数が、試運転パターンデータTP1〜TP3の3つで有る場合には、パラメータi=4となった場合には、全ての試運転パターンデータについて判断を終えているので、処理を終了する。
異常検知の内容としては、例えば、暖房運転時における冷媒過充填、冷房運転時における冷媒不足、室内膨張弁の漏れ(リーク)などがある。
これと並行して、制御基板15−1のMPUは、遠隔監視アダプタ21に対し、リモコン18−1〜18−5に表示した異常コードと同一の異常コードを送信する(ステップS16)。
これにより遠隔監視アダプタ21は、受信した異常コードを無線アンテナ20および無線通信ネットワーク12を介して、遠隔監視センタ13の遠隔監視端末25に接続し、遠隔監視端末25に対し、試運転により得られた異常データあるいは故障予知データを送信する。
そして、制御基板15−1のMPUは、これ以上、試運転を継続することは、室外機16−1、16−2、ひいては、空気調和システム11−1全体に負担をかけることとなるので、室外機16−1、16−2の運転を停止し、試運転を終了することとなる(ステップS17)。
すなわち、制御基板15−1のMPUは、異常が検知される状態ではないが、近いうちに異常検知がなされるおそれがある状況が検知されたか否かを判別することとなる。
当然のことながら、このような状態で運転を継続することはエネルギー的に不経済である上に機器にも負担をかけるため、好ましくないので、このように異常が検知される状態ではないが、近いうちに異常検知がなされるおそれがある状況を検出した場合には、これを暖房シーズンが開始される前に点検・修理(冷媒回収など)することが可能となるのである。
図5は、暖房時冷媒過充填による故障を予知するための故障予知処理フローチャートである。なお、この暖房時冷媒過充填による故障を予知するための故障予知処理は、割り込み処理により、試運転時には、常時継続して実行されているものとする。
暖房時冷媒過充填による故障を予知するための故障予知処理において、制御基板15−1のMPUは、室外機16−1、16−2が暖房運転中であるか否かを判別する(ステップS51)。
ステップS51の判別において、室外機16−1、16−2が暖房運転中である場合には、制御基板15−1のMPUは、冷媒の圧縮機の出口圧力(高圧側圧力)が暖房時冷媒過充填による故障を予知のための判別基準圧力(本実施形態では、3.2MPa)以上であるか否かを判別する(ステップS52)。
次にステップS52の判別において、冷媒の圧縮機の出口圧力(高圧側圧力)が暖房時冷媒過充填による故障を予知のための判別基準圧力以上である場合には、制御基板15−1のMPUは、室内外サーモオン容量比が所定容量比(本実施形態では、60%)以上であるか否かを判別する(ステップS53)。
次にステップS53の判別において、室内外サーモオン容量比が所定容量比(本実施形態では、60%)以上である場合には、制御基板15−1のMPUは、室内吹き出し口の平均温度が所定温度(本実施形態では、38℃)以下であるか否かを判別する(ステップS54)。
ステップS54の判別において、室内吹き出し口の平均温度が所定温度以上である場合には(ステップS54;Yes)、制御基板15−1のMPUは、たまたま暖房時冷媒過充填による故障に至る条件を満たしただけである場合を除去するため、当該暖房時冷媒過充填による故障に至る条件が時間的に継続していることを判別するための検出タイマTaのカウントを開始(あるいは継続)する(ステップS55)。
ステップS56の判別において、暖房時冷媒過充填による故障に至る条件を満たしたまま未だ所定時間が経過していない場合には(ステップS56;No)、暖房時冷媒過充填による故障を予知するための故障予知処理を一旦終了し、次の割り込み処理を待つこととなる。
冷房時冷媒不足による故障を予知するための故障予知処理において、制御基板15−1のMPUは、室外機16−1、16−2が冷房運転中であるか否かを判別する(ステップS61)。
ステップS61の判別において、室外機16−1、16−2が冷房運転中である場合には、制御基板15−1のMPUは、冷媒の圧縮機の出口圧力(高圧側圧力)が冷房時冷媒不足による故障を予知のための判別基準圧力(本実施形態では、2.1MPa)以下であるか否かを判別する(ステップS62)。
ステップS62の判別において、冷媒の圧縮機の出口圧力(高圧側圧力)が冷房時冷媒不足による故障を予知のための判別基準圧力以下である場合には(ステップS62;Yes)、冷媒の圧縮機の入口圧力(低圧側圧力)が冷房時冷媒不足による故障を予知のための判別基準圧力(本実施形態では、0.4MPa)以下であるか否かを判別する(ステップS63)。
ステップS63の判別において、冷媒の圧縮機の入口圧力(低圧側圧力)が冷房時冷媒不足による故障を予知のための判別基準圧力以下である場合には(ステップS63;Yes)、制御基板15−1のMPUは、室内外サーモオン容量比が所定容量比(本実施形態では、80%)以上であるか否かを判別する(ステップS64)。
次にステップS64の判別において、室内外サーモオン容量比が所定容量比(本実施形態では、80%)以上である場合には、制御基板15−1のMPUは、室内膨張弁の平均開度が所定開度(本実施形態では、90%)以上であるか否かを判別する(ステップS65)。
ステップS65の判別において、室内膨張弁の平均開度が所定開度以上である場合には(ステップS65;Yes)、制御基板15−1のMPUは、たまたま冷房時冷媒不足による故障に至る条件を満たしただけである場合を除去するため、当該冷房時冷媒不足による故障に至る条件が時間的に継続していることを判別するための検出タイマTbのカウントを開始(あるいは継続)する(ステップS66)。
ステップS67の判別において、冷房時冷媒不足による故障に至る条件を満たしたまま未だ所定時間が経過していない場合には(ステップS67;No)、冷房時冷媒不足による故障を予知するための故障予知処理を一旦終了し、次の割り込み処理を待つこととなる。
室内膨張弁のリークによる故障を予知するための故障予知処理において、制御基板15−1のMPUは、室外機16−1、16−2が冷房運転中であるか否かを判別する(ステップS71)。
ステップS71の判別において、室外機16−1、16−2が冷房運転中でない場合には(ステップS71;No)、室内膨張弁のリークを検出することはできないので、全ての室内機(i)に対応する検出タイマTs(i)をリセットし(ステップS81)、処理を終了する。
ステップS73の判別において、室内機(i)が運転停止中では無い場合には、室内膨張弁のリークを検出することはできないので、制御基板15−1のMPUは、当該室内機(i)に対応する検出タイマTs(i)をリセットし(ステップS80)、処理を終了する。
ステップS73の判別において、室内機(i)が運転停止中である場合には(ステップS73;Yes)、制御基板15−1のMPUは、動作状況に応じてたまたま運転を停止しているだけの場合を除去するため、当該室内機(i)の運転停止状態が時間的に継続していることを判別するための検出タイマTs(i)のカウントを開始(あるいは継続)する(ステップS74)。
ステップS75の判別において、当該室内機(i)の運転停止状態が時間的に継続したまま所定時間が経過していない場合には(ステップS75;No)、室内膨張弁のリークによる故障を予知するための故障予知処理を一旦終了し、次の割り込み処理を待つこととなる。
ステップS75の判別において、当該室内機(i)の運転停止状態が時間的に継続したまま所定時間が経過した場合には(ステップS75;Yes)、当該室内機(i)の熱交換器の入口(液)温度E1(i)が、当該室内機(i)の空気吸込温度Rt(i)から所定温度(本実施形態では、5℃)を差し引いた温度以下であるか否かを判別する(ステップS76)。
ステップS76の判別において、当該室内機(i)の熱交換器の入口(液)温度E1(i)が、当該室内機(i)の空気吸込温度Rt(i)から所定温度を差し引いた温度以下である場合には(ステップS76;Yes)、室内膨張弁のリークによる故障を予知したこととなるので、予知内容を「室内機(i)膨張弁リーク」とし(ステップS77)、室内機を特定するためのパラメータiに1を加算し(ステップS78)、パラメータiが室内機台数を越えているか否か、すなわち、全ての室内機について判断処理が終了したか否かを判別する(ステップS79)。
ステップS79の判別においてパラメータiが室内機台数を越えていない場合には(ステップS79;No)、次の室内機について処理を行うため再び処理をステップS73に移行して、以下、同様の処理を行う。
ステップS79の判別においてパラメータiが室内機台数を越えている場合には、全ての室内機について判断処理が終了したので、処理を終了する。
ステップS19の判別において、試運転中に故障予知がなされた場合には(ステップS19;Yes)、制御基板15−1のMPUは、リモコン18−1〜18−5に「点検」と表示し(ステップS20)、遠隔監視アダプタ21に対し、故障予知コードを送信する(ステップS16)。
これにより遠隔監視アダプタ21は、受信した異常コードを無線アンテナ20および無線通信ネットワーク12を介して、遠隔監視センタ13の遠隔監視端末25に接続し、遠隔監視端末25に対し、試運転により得られた異常データあるいは故障予知データを送信する。
一方、ステップS19の判別において、試運転中に故障予知がなされなかった場合には(ステップS19;No)、試運転終了判断処理がなされる(ステップS22)。
まず、制御基板15−1のMPUは、試運転により室外機16−1、16−2が運転中であるか否かを判別する(ステップS91)。
ステップS91の判別において、室外機が運転していない場合には(ステップS91;No)、処理を終了する。
ステップS93の判別において、積算した運転時間が当該試運転パターンデータ(1)に対応する試運転実施時間データTR(1)の試運転実施時間未満である場合には(ステップS93;No)、予定している試運転時間が経過していないので、一旦処理を終了する。
ステップS93の判別において、積算した運転時間が当該試運転パターンデータ(1)に対応する試運転実施時間データTR(1)の試運転実施時間を越えている場合には(ステップS93;Yes)、予定していた試運転時間が経過したため、試運転を終了して処理を終了する。
このような構成を採ることにより、ユーザ(顧客)にそれを意識させることなく試運転を実施することができ、試運転のスケジュールの設定も遠隔監視センタ13のパーソナルコンピュータの入力装置などの判り易いインタフェースを使うことが出来るため使い勝手が向上する。
また、ユーザ(顧客)側の理由により試運転実施スケジュールを変更する場合に、遠隔監視センタ13の担当者がユーザからの電話やWebを介した連絡によって設定変更が容易に行える。例えば、12月1日から暖房開始の予定が早まって、11月20日から開始したいので以降のテスト運転をキャンセルしたい場合などには、制御基板15−1、15−2に試運転の実行スケジュールを格納している場合には、サービスマンが現地で調整する必要があり、対応に時間がかかる場合が起こりえるが、遠隔監視センタ13で対応する場合には、容易に対応することができる。
11−1、11−2 空気調和システム
13 遠隔監視センタ
15−1、15−2 制御基板
16−1、16−2 室外機
19−11〜19−13、19−21、19−22 室内機
21 遠隔監視アダプタ
25 遠隔監視端末
TP1〜TP3 試運転パターンデータ
Claims (6)
- 室外機に複数の室内機を接続し、これら室外機及び室内機を通信制御可能にした空気調和装置の故障診断システムにおいて、
試運転開始条件を満たすか否かを判定する判定部と、
この判定部が前記条件を満たすと判定した場合に、試運転を開始し、前記空気調和システムの異常検知処理又は故障予知処理を実行する制御部と、
異常検知又は故障予知した場合、それを報知する報知部とを備えたことを特徴とする空気調和装置の故障診断システム。 - 異常検知又は故障予知した場合、それを報知するとともに、試運転を終了することを特徴とする請求項1に記載の空気調和装置の故障診断システム。
- 異常検知又は故障予知が所定時間内に無い場合、試運転を終了することを特徴とする請求項1又は2に記載の空気調和装置の故障診断システム。
- 前記試運転開始条件に、試運転の当日が予め定めた試運転開始日と終了日の間にあること、及び予め定めた試運転実施インターバル外にあることを含むことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の空気調和装置の故障診断システム。
- 前記報知部は、前記室内機のリモートコントローラに表示し、又は通信接続された遠隔監視側に表示して報知することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の空気調和装置の故障診断システム。
- 前記制御部は、複数の試運転パターンを有し、選択した試運転パターンに従って異常検知処理又は故障予知処理を実行することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の空気調和装置の故障診断システム。
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