WO2017212606A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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Mitsubishi Electric Corp
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    • F25B2700/2115—Temperatures of a compressor or the drive means therefor
    • F25B2700/21152—Temperatures of a compressor or the drive means therefor at the discharge side of the compressor
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    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus applied to a building multi air conditioner, a vehicle air conditioner, and the like.
  • Patent Document 1 it is determined whether or not a difference value between a set value and a measured value for an element device exceeds an allowable range, and the number of times that the difference value is determined to exceed the allowable range is set as the set number of times. It is described that it is determined that there is a possibility that the element device has an abnormality and fails when the value exceeds.
  • Patent Document 1 it is possible to detect an abnormality of the element device in the refrigeration cycle apparatus, but it is difficult to specify the cause of the abnormality. For example, if the measured value is significantly different from the set value, specify whether an abnormality has occurred in the element device itself, or whether an abnormality has occurred in the sensor for obtaining the measured value. I can't.
  • the present invention has been made in view of the problems in the above-described conventional technology, and an object of the present invention is to provide a refrigeration cycle apparatus that can identify an abnormal location.
  • the refrigeration cycle apparatus of the present invention is a refrigeration cycle apparatus in which a compressor, a heat source side heat exchanger, a decompression device, a use side heat exchanger are connected by piping, and a refrigeration cycle is formed by circulating refrigerant, A control device that controls the operation of each device, wherein the control device sets a first operation state of one element device among a plurality of element devices controlled by the control device included in the plurality of devices; Based on the state of each device when the state is changed from the state to the second state, a special operation mode for specifying an abnormal point is performed.
  • the refrigeration cycle apparatus of the present invention by checking the state of each device when the state of one element device among a plurality of element devices is changed, it is possible to identify an abnormal location. it can.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows an example of a structure of the control apparatus of FIG.
  • It is a block diagram which shows an example of a structure of the monitoring system 110 which can apply the refrigerating-cycle apparatus 100 which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is a block diagram which shows an example of a structure of the monitoring apparatus of FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a storage device in FIG. 3. It is the schematic which shows an example of the state of various parameters at the time of changing the compressor frequency of the compressor of FIG.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 3.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 3.
  • Embodiment 1 FIG.
  • the refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the configuration of the refrigeration cycle apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 includes a compressor 1, a refrigerant flow switching device 2, a heat source side heat exchanger 3, a decompression device 4, a use side heat exchanger 5, and an accumulator 6.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 forms a refrigeration cycle in which the refrigerant circulates by sequentially connecting these devices via refrigerant piping.
  • Such a refrigeration cycle apparatus 100 is used, for example, in an air conditioner, a refrigerator, a heat pump water heater, or the like.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 is provided with a control device 20 that controls the operation of each device.
  • the heat source side heat exchanger 3 is provided with a heat source side blower 7 for supplying a fluid such as air to the heat source side heat exchanger 3.
  • the use side heat exchanger 5 is provided with a use side blower 8 for supplying a fluid such as air to the heat source side heat exchanger 3.
  • heat source side filter 9 for removing foreign matters and the like contained in the fluid supplied to the heat source side heat exchanger 3 by the heat source side blower 7. Is provided.
  • use side filter 10 for removing foreign matters contained in the fluid supplied to the use side heat exchanger 5 by the use side blower 8. ing.
  • the compressor 1 sucks a low-temperature and low-pressure refrigerant, compresses the refrigerant, and discharges it in a high-temperature and high-pressure state.
  • the compressor 1 for example, an inverter compressor whose capacity can be controlled by controlling the compressor frequency can be used.
  • the refrigerant flow switching device 2 is a four-way valve, for example, and switches between a cooling operation and a heating operation by switching the direction in which the refrigerant flows.
  • the heat source side heat exchanger 3 performs heat exchange between a fluid such as air supplied by the heat source side blower 7 and the refrigerant. Thereby, heating air or cooling air supplied to the indoor space is generated.
  • the heat source side heat exchanger 3 functions as an evaporator that evaporates the refrigerant during cooling operation and cools the air or the like with the heat of vaporization at that time.
  • it functions as a condenser which heats air etc. with the heat
  • the heat source side blower 7 supplies the sucked fluid such as air to the heat source side heat exchanger 3 through the heat source side filter 9.
  • the heat source side blower 7 is driven by a fan motor 7 a and can change the flow rate of the fluid supplied to the heat source side heat exchanger 3.
  • a case where the fluid supplied by the heat source side blower 7 is outdoor air will be described as an example.
  • the decompression device 4 decompresses and expands the refrigerant by adjusting the flow rate of the refrigerant.
  • a valve capable of controlling the opening degree such as an electronic expansion valve can be used.
  • the decompression device 4 is not limited to this, and other decompression devices such as capillaries can also be used.
  • the use side heat exchanger 5 exchanges heat between a fluid such as air supplied by the use side blower 8 and the refrigerant. Thereby, the use side heat exchanger 5 functions as a condenser during the cooling operation. Moreover, the use side heat exchanger 5 functions as an evaporator during the heating operation.
  • the use side blower 8 supplies the sucked fluid such as air to the use side heat exchanger 5 through the use side filter 10.
  • the use side blower 8 is driven by the fan motor 8 a and can change the flow rate of the fluid supplied to the use side heat exchanger 5.
  • the fluid supplied by the utilization side air blower 8 is room air.
  • the accumulator 6 is provided on the suction side of the compressor 1.
  • the accumulator 6 stores surplus refrigerant generated due to a difference in the operating state between the cooling operation and the heating operation, surplus refrigerant with respect to a transient change in operation, and the like.
  • the control device 20 includes, for example, software executed on an arithmetic device such as a microcomputer or a CPU (Central Processing Unit), hardware such as a circuit device that realizes various functions, and the like. To control. For example, the control device 20 determines the compressor frequency of the compressor 1, the valve opening when the decompression device 4 is an expansion valve, the heat source based on the operation contents instructed by the user, signals from various sensors described later, and the like. The number of revolutions of the side blower 7 and the use side blower 8 is controlled.
  • an arithmetic device such as a microcomputer or a CPU (Central Processing Unit)
  • the control device 20 determines the compressor frequency of the compressor 1, the valve opening when the decompression device 4 is an expansion valve, the heat source based on the operation contents instructed by the user, signals from various sensors described later, and the like.
  • the number of revolutions of the side blower 7 and the use side blower 8 is controlled.
  • control device 20 performs the presence / absence of occurrence of an abnormality, isolation of the abnormality at that time, identification of an abnormality occurrence point, and the like based on signals from various sensors. The details of the processing relating to such an abnormality will be described later.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 is provided with pressure sensors 31 and 32, temperature sensors 33 to 38, and current sensors 39 and 40.
  • the pressure sensor 31 is provided on the discharge side of the compressor 1 and detects a discharge pressure that is the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 1.
  • the pressure sensor 32 is provided on the suction side of the compressor 1 and detects a suction pressure that is a pressure of the refrigerant sucked into the compressor 1.
  • the pressure sensors 31 and 32 output a detection signal indicating the detection result to the control device 20.
  • the temperature sensors 33 to 36 are provided to detect the temperature of the refrigerant in the refrigeration cycle directly or indirectly through the refrigerant pipe or the like, and output a detection signal indicating the detection result to the control device 20.
  • the temperature sensor 33 is provided on the discharge side of the compressor 1 and detects the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 1.
  • the temperature sensor 34 is provided on the liquid side of the heat source side heat exchanger 3, detects the temperature of the liquid refrigerant flowing out from the heat source side heat exchanger 3 during the cooling operation, and flows into the heat source side heat exchanger 3 during the heating operation. The temperature of the gas-liquid two-phase refrigerant is detected.
  • the temperature sensor 35 is provided on the liquid side of the use-side heat exchanger 5 and detects the temperature of the gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the use-side heat exchanger 5 during the cooling operation, and the use-side heat exchanger 5 during the heating operation. The temperature of the liquid refrigerant flowing out from the tank is detected.
  • the temperature sensor 36 is provided on the gas side of the use side heat exchanger 5, detects the temperature of the gas refrigerant flowing out of the use side heat exchanger 5 during the cooling operation, and flows into the use side heat exchanger 5 during the heating operation. The temperature of the gas refrigerant is detected.
  • the temperature sensors 37 and 38 are provided to detect an ambient temperature such as an outside air temperature, and output a detection signal indicating a detection result to the control device 20.
  • the temperature sensor 37 is provided at the air inlet of the heat source side heat exchanger 3 and detects the outside air temperature.
  • the temperature sensor 38 is provided at the air suction port of the use side heat exchanger 5 and detects the temperature of the room air.
  • the current sensor 39 detects an input current to the fan motor 7a that drives the heat source side blower 7.
  • the current sensor 40 detects an input current to the fan motor 8 a that drives the use-side fan 8.
  • Current sensors 39 and 40 output a detection signal indicating a detection result to control device 20.
  • FIG. 2 is a block diagram showing an example of the configuration of the control device 20 of FIG.
  • the control device 20 includes a sensor information analysis unit 21, an abnormality determination unit 22, a storage unit 23, an operation control unit 24, and an operation mode setting unit 25.
  • the control apparatus 20 in this example only the part relevant to this Embodiment 1 is shown in figure, and description is abbreviate
  • an operation input unit 30 and a display unit 28 are connected to the control device 20.
  • the operation input unit 30 is used when the user selects an operation mode, for example. Details of the operation mode will be described later.
  • the operation input unit 30 outputs an operation signal corresponding to the user's operation and supplies a signal indicating the selected operation mode to the operation mode setting unit 25 described later.
  • a remote controller or the like can be used as the operation input unit 30, for example.
  • the display unit 28 includes, for example, an LCD (Liquid Crystal Display), an organic EL (Electro Luminescence) display, and the like, and indicates the presence / absence of an abnormality, an abnormality such as a specified abnormality part, etc. based on the control of the operation control unit 24 described later. Display information.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • organic EL Electro Luminescence
  • the sensor information analysis unit 21 receives detection signals from various sensors, and derives parameters necessary for specifying an abnormal part when an abnormality occurs in the refrigeration cycle apparatus 100 based on the input detection signals.
  • the parameter in this case is, for example, the degree of superheat in the use-side heat exchanger 5 or the like.
  • the sensor information analysis unit 21 supplies the derived parameter to the abnormality determination unit 22 and the operation control unit 24.
  • the abnormality determination unit 22 determines the presence or absence of abnormality based on the parameters received from the sensor information analysis unit 21 and data stored in the storage unit 23 described later. In addition, when the abnormality determination unit 22 determines that an abnormality has occurred, the abnormality determination unit 22 identifies the abnormal location when the abnormality has occurred. Then, the abnormality determination unit 22 supplies the operation control unit 24 with information indicating the presence / absence of an abnormality and information indicating the abnormal location when the abnormality occurs.
  • the storage unit 23 stores various data such as data necessary for each unit of the control device 20 to perform various processes and data generated by the various processes.
  • the storage unit 23 stores parameter values and the like during normal operation that serve as a reference when the abnormality determination unit 22 specifies an abnormal location when an abnormality occurs.
  • the storage unit 23 stores setting information required when operating the refrigeration cycle apparatus 100 in a special operation mode described later. Details of the special operation mode will be described later.
  • the operation mode setting unit 25 sets the selected operation mode in order to operate the refrigeration cycle apparatus 100 in the operation mode selected by the user via the operation input unit 30 among the plurality of operation modes. .
  • the operation mode setting unit 25 supplies information indicating the selected operation mode to the operation control unit 24.
  • the operation control unit 24 controls the operation of each unit in the control device 20 based on the input information. Further, the operation control unit 24 controls the entire refrigeration cycle apparatus 100. For example, when the operation control unit 24 receives information indicating a special operation mode for detecting an abnormality from the operation mode setting unit 25, the operation control unit 24 reads the setting information from the storage unit 23, and based on the read setting information, the refrigeration cycle apparatus The operation of each of the 100 devices is controlled. Further, for example, when the operation control unit 24 receives information indicating an abnormal location at the time of occurrence of an abnormality from the abnormality determination unit 22, the operation control unit 24 controls the operation of each device of the refrigeration cycle apparatus 100 based on this information.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 can select and execute various operation modes by remote operation, and when the special operation mode is executed, an abnormality of the refrigeration cycle apparatus 100 can be detected. The presence / absence and the location of an abnormality when an abnormality is detected can be identified.
  • FIG. 3 is a block diagram showing an example of the configuration of the monitoring system 110 to which the refrigeration cycle apparatus 100 according to the first embodiment can be applied.
  • the monitoring system 110 includes a refrigeration cycle apparatus 100, a local controller 101, a monitoring apparatus 102, and a storage apparatus 103, and the local controller 101 and the monitoring apparatus 102 are connected via a network 105 such as the Internet.
  • the monitoring device 102 and the storage device 103 are provided in a remote place from the point where the refrigeration cycle apparatus 100 and the local controller 101 are provided.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 is obtained by removing the operation input unit 30, the display unit 28, the abnormality determination unit 22 and the storage unit 23 in the control device 20 from the above-described configuration. Further, the control device 20 of the refrigeration cycle apparatus 100 is provided with a communication unit (not shown), and is connected to the local controller 101 via this communication unit.
  • the local controller 101 is connected to the refrigeration cycle apparatus 100 and manages the refrigeration cycle apparatus 100.
  • a monitoring device 102 is connected to the local controller 101 via a network 105.
  • the local controller 101 exchanges various data with the refrigeration cycle apparatus 100, and also exchanges various data with the monitoring apparatus 102 via the network 105.
  • FIG. 4 is a block diagram showing an example of the configuration of the monitoring apparatus 102 in FIG.
  • the monitoring device 102 includes a calculation unit 121, a control unit 122, a communication unit 123, and a display unit 124, and an operation input unit 120 is connected to the monitoring device 102.
  • the operation input unit 120 is used, for example, when the user selects the operation mode, and corresponds to the operation input unit 30 described above.
  • the calculation unit 121 corresponds to the abnormality determination unit 22 of the control device 20 in the refrigeration cycle apparatus 100 described above, and is based on information received from the sensor information analysis unit 21 of the control device 20 via a communication unit 123 described later. Judgment of presence / absence, identification of abnormal location when abnormality occurs.
  • the control unit 122 controls the operation of each unit in the monitoring device 102 based on the input information.
  • the control unit 122 also controls operations performed by the monitoring device 102 such as commands to the local controller 101 connected via the network 105, operation mode settings, and identification of abnormal locations.
  • the communication unit 123 exchanges various data with the local controller 101 connected via the network 105. In addition, the communication unit 123 exchanges various data with the communication unit 131 of the storage device 103 described later.
  • the display unit 124 is composed of, for example, an LCD, an organic EL display, and the like, and displays information indicating the presence / absence of an abnormality, a specified abnormal part, and the like based on the control of the control unit 122.
  • the display unit 124 corresponds to the display unit 28 described above.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the storage device 103 in FIG.
  • the storage device 103 includes a communication unit 131 and a storage unit 132.
  • the communication unit 131 exchanges various data with the communication unit 123 of the monitoring device 102.
  • the storage unit 132 stores data received from the monitoring device 102 via the communication unit 131.
  • the storage unit 132 corresponds to the storage unit 23 described above.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 1 flows into the heat source side heat exchanger 3 via the refrigerant flow switching device 2.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the heat source side heat exchanger 3 condenses while exchanging heat with the outdoor air and dissipates heat, and becomes a supercooled high-pressure liquid refrigerant that flows out of the heat source side heat exchanger 3.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the heat source side heat exchanger 3 is decompressed by the decompression device 4 to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant and flows into the use-side heat exchanger 5.
  • the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant that has flowed into the use-side heat exchanger 5 exchanges heat with the indoor air, absorbs heat and evaporates, thereby cooling the indoor air and becomes a low-temperature and low-pressure gas refrigerant. Out of the vessel 5.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant that has flowed out of the use-side heat exchanger 5 passes through the refrigerant flow switching device 2 and the accumulator 6 and is sucked into the compressor 1.
  • Heating operation mode Next, the operation of the refrigerant in the heating operation mode will be described.
  • the refrigerant flow switching device 2 is switched to the state indicated by the dotted line in FIG.
  • the low-temperature and low-pressure refrigerant is compressed by the compressor 1 and discharged as a high-temperature and high-pressure gas refrigerant.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 1 flows into the use side heat exchanger 5 through the refrigerant flow switching device 2.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant that has flowed into the use-side heat exchanger 5 condenses while exchanging heat with room air, dissipates heat, and becomes a supercooled high-pressure liquid refrigerant that flows out of the use-side heat exchanger 5.
  • the high-pressure liquid refrigerant that has flowed out of the use-side heat exchanger 5 is decompressed by the decompression device 4 to become a low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant and flows into the heat source-side heat exchanger 3.
  • the low-temperature and low-pressure gas-liquid two-phase refrigerant flowing into the heat source side heat exchanger 3 exchanges heat with the outdoor air, absorbs heat and evaporates, and becomes a low temperature and low pressure gas refrigerant and flows out of the heat source side heat exchanger 3.
  • the low-temperature and low-pressure gas refrigerant flowing out from the heat source side heat exchanger 3 passes through the refrigerant flow switching device 2 and the accumulator 6 and is sucked into the compressor 1.
  • a special operation mode for detecting an abnormality in an apparatus or the like.
  • a cooling operation or a heating operation is performed, and a set temperature for indoor air is fixed.
  • the location where abnormality has occurred is specified based on each sensor output value obtained when the operation state of the device controlled by the control device 20 is changed from the first state to the second state. Can do.
  • a device controlled by such a control device 20 is appropriately referred to as an “element device”.
  • the cause of the abnormality is due to an abnormality of various sensors or an abnormality of various devices forming the refrigeration cycle. Can be separated.
  • Such separation of abnormalities can be estimated based on the output value states of various sensors when the operation state of the element device is changed from the first state to the second state. Specifically, for example, when the operating state of an element device is changed, if the output values of various sensors do not change, it is estimated that an abnormality has occurred in the sensor such as sensor deterioration or sensor detachment. Can do.
  • the special operation mode by changing the operation state of one of the component devices and fixing the operation state of the remaining devices, an abnormality can be detected and an abnormality occurs. Can be identified.
  • the component devices in the refrigeration cycle apparatus 100 at this time include the compressor 1, the decompression device 4 as an expansion valve, the heat source side blower 7, and the use side blower 8.
  • the compressor frequency is changed.
  • an abnormality of the decompression device 4 as an expansion valve can be detected.
  • the valve opening is changed.
  • an abnormality of the compressor 1 can be detected.
  • the rotation speed of the blower is changed.
  • the rotation speed of the heat source side blower 7 for example, an abnormality in the heat source side blower 7, the heat source side heat exchanger 3, etc.
  • the rotation speed of the use side blower 8 for example, an abnormality in the use side blower 8, the use side heat exchanger 5 and the like can be detected.
  • the decompression device 4 is an expansion valve that expands the refrigerant by adjusting the opening of the valve. Further, it is assumed that the valve opening degree of the decompression device 4 is controlled by the control device 20 so that the degree of superheat in the use side heat exchanger 5 becomes a preset temperature, for example, 4 ° C. during the cooling operation.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of various parameter states when the compressor frequency of the compressor 1 of FIG. 1 is changed. 6 (a) to 6 (c) show various parameter states when the refrigeration cycle apparatus 100 operates normally.
  • FIG. 6A shows the state of the compressor frequency of the compressor 1 set in the special operation mode.
  • the compressor frequency of the compressor 1 is changed from 30 Hz to 70 Hz at a preset time interval, for example, 10 minutes.
  • FIG.6 (b) shows the state of the superheat degree in the utilization side heat exchanger 5 at the time of changing the compressor frequency of the compressor 1 as shown to Fig.6 (a).
  • FIG. 6C shows the state of the indicated value of the valve opening degree with respect to the decompression device 4 by the control device 20 when the compressor frequency of the compressor 1 is changed as shown in FIG.
  • FIG. 6 (d) to 6 (f) show various parameter states when the refrigeration cycle apparatus 100 does not operate normally due to an abnormality occurring in the decompression apparatus 4.
  • FIG. 6 (d) to 6 (f) show various parameter states when the refrigeration cycle apparatus 100 does not operate normally due to an abnormality occurring in the decompression apparatus 4.
  • FIG. 6 (d) shows the state of the compressor frequency of the compressor 1 set in the special operation mode, as in FIG. 6 (a).
  • FIG.6 (e) shows the state of the superheat degree in the utilization side heat exchanger 5 at the time of changing the compressor frequency of the compressor 1 as shown in FIG.6 (d).
  • FIG. 6 (f) shows the state of the indicated value of the valve opening degree with respect to the decompression device 4 by the control device 20 when the compressor frequency of the compressor 1 is changed as shown in FIG. 6 (d).
  • the control device 20 When the refrigeration cycle apparatus 100 operates normally and the compressor frequency of the compressor 1 is changed as shown in FIG. 6A, the control device 20 always has a superheat degree of 4 on the use side heat exchanger 5.
  • the valve opening degree of the decompression device 4 is controlled so as to be at ° C.
  • the control device 20 controls the decompression device 4 so as to increase the valve opening degree of the decompression device 4 at the timing when the compressor frequency increases.
  • a superheat degree is always kept at 4 degreeC.
  • the degree of superheat in the use-side heat exchanger 5 can be calculated by subtracting the saturation temperature at the pressure detected by the pressure sensor 32 from the temperature detected by the temperature sensor 36.
  • the control device 20 causes the superheat degree to always be 4 ° C.
  • the valve opening degree of the decompression device 4 is controlled.
  • the degree of superheat increases to 10 ° C. due to the valve of the decompression device 4 not operating normally. Therefore, the control device 20 performs control so that the valve opening is further increased. As a result, the indicated value of the valve opening by the control device 20 is finally maximized.
  • the decompressor 4 It can be determined that an abnormality has occurred.
  • the superheat degree of the heat source side heat exchanger 3 and the indicated value of the valve opening of the decompression device 4 are confirmed while the superheat degree of the heat source side heat exchanger 3 is controlled to be constant. By doing so, the abnormality of the decompression device 4 can be similarly detected.
  • the abnormality of the decompression device 4 is determined based on the degree of superheat of the use side heat exchanger 5 and the instruction value of the valve opening degree to the decompression device 4, but this is not limited to this example.
  • the abnormality of the pressure reducing device 4 can be determined based only on the instruction value of the valve opening degree with respect to the pressure reducing device 4. This is because, when an abnormality occurs in the decompression device 4, for example, when the indicated value of the valve opening for the decompression device 4 increases, the superheat degree of the use side heat exchanger 5 also increases accordingly. This is because the value changes in accordance with the change in the indicated value of the valve opening.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 is in a cooling operation. That is, in the following description, it is assumed that the use side heat exchanger 5 functions as an evaporator. In this example, it is assumed that the valve opening degree of the decompression device 4 is controlled by the control device 20 so that the degree of superheat in the use-side heat exchanger 5 becomes 4 ° C. during the cooling operation.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating an example of various parameter states when the refrigeration cycle apparatus 100 of FIG. 1 is operating normally and the rotation speed of the use-side blower 8 is changed.
  • FIG. 7A shows the state of the fan speed of the use-side blower 8 set in the special operation mode.
  • FIG.7 (b) shows the state of the superheat degree in the utilization side heat exchanger 5 at the time of changing the fan rotation speed of the utilization side blower 8 as shown to Fig.7 (a).
  • FIG.7 (c) shows the state of the electric current value input into the fan motor 8a of the utilization side air blower 8 at the time of changing the fan rotation speed of the utilization side air blower 8 as shown to Fig.7 (a).
  • FIG.7 (d) shows the state of the instruction
  • control device 20 performs control so as to change the fan rotation speed of the use side blower 8 as shown in FIG.
  • the valve opening degree of the decompression device 4 is controlled so that the degree of superheat always becomes a preset temperature.
  • the control device 20 controls the pressure reducing device 4 so as to increase the valve opening of the pressure reducing device 4 at the time X when the fan rotation speed increases, as shown in FIG. Thereby, as shown in FIG.7 (b), the superheat degree in the utilization side heat exchanger 5 is always maintained at preset temperature.
  • the current value input to the fan motor 8a changes according to the number of fan rotations as shown in FIG. 7C. Specifically, when the fan speed increases, the current value of the fan motor 8a increases, and when the fan speed decreases, the current value decreases.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a first example of various parameter states when the refrigeration cycle apparatus 100 of FIG. 1 does not operate normally and the rotation speed of the use side blower 8 is changed.
  • Fig.8 (a) shows the state of the fan rotation speed of the utilization side air blower 8 set in the special operation mode.
  • the fan rotational speed of the use side blower 8 is increased at the time point X, and the fan rotational speed is returned to the original rotational speed at the time point Y.
  • FIG. 8B shows the state of the degree of superheat in the use side heat exchanger 5 when the fan rotation speed of the use side blower 8 is changed as shown in FIG. 8A.
  • FIG. 8C shows the state of the current value input to the fan motor 8a of the use side blower 8 when the fan rotation speed of the use side blower 8 is changed as shown in FIG. 8A.
  • FIG.8 (d) shows the state of the instruction
  • a state indicated by a dotted line indicates a state where the refrigeration cycle apparatus 100 operates normally.
  • the control apparatus 20 performs control so as to change the fan rotation speed of the use-side blower 8 as shown in FIG.
  • the current value input to the fan motor 8a in order to obtain the fan rotation speed is set as shown in FIG. 8C. It becomes larger than normal operation.
  • control device 20 controls the valve opening degree of the decompression device 4 so that the degree of superheat in the use side heat exchanger 5 always becomes a preset temperature. At this time, the degree of superheat in the use side heat exchanger 5 is always maintained at a set temperature as shown in FIG. 8B, but the assumed air volume to the use side heat exchanger 5 is reduced due to deterioration of the fan motor 8a. It cannot be obtained sufficiently, and the degree of superheat tends to decrease. Therefore, as shown in FIG. 8D, the control device 20 controls the pressure reducing device 4 so that the valve opening degree of the pressure reducing device 4 is smaller than that during normal operation.
  • the special operation mode is executed, the fan rotation speed of the use side blower 8 is changed, and the state of the input current value of the fan motor 8a and the indication value of the valve opening are normal.
  • a difference is recognized compared with the time of operation, it can be determined that an abnormality has occurred in the fan motor 8a.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating a second example of various parameter states when the refrigeration cycle apparatus 100 of FIG. 1 does not operate normally and the rotation speed of the use-side fan 8 is changed.
  • FIG. 9A shows the state of the fan rotation speed of the use side blower 8 set in the special operation mode.
  • the fan rotational speed of the use-side blower 8 is increased at the time point X, and the fan rotational speed is returned to the original rotational speed at the time point Y.
  • FIG. 9B shows the state of superheat in the use side heat exchanger 5 when the fan rotation speed of the use side blower 8 is changed as shown in FIG. 9A.
  • FIG. 9C shows the current value input to the fan motor 8a for driving the use side blower 8 when the fan rotation speed of the use side blower 8 is changed as shown in FIG. 9A. Indicates the state.
  • FIG.9 (d) shows the state of the instruction
  • 9C and 9D a state indicated by a dotted line indicates a state where the refrigeration cycle apparatus 100 operates normally.
  • the control apparatus 20 performs control so as to change the fan rotation speed of the use side blower 8 as shown in FIG.
  • the use side filter 10 between the use side heat exchanger 5 and the use side blower 8 is clogged, the wind passes through the use side filter 10 when the fan speed is high. It becomes difficult, and it becomes impossible to supply a sufficient air volume to the use side heat exchanger 5. Therefore, the wind that cannot pass through the use-side filter 10 becomes resistance to the use-side blower 8, and the current value input to the fan motor 8a in order to obtain the fan rotation speed is as shown in FIG. 9C. It becomes larger than normal operation.
  • control device 20 controls the valve opening degree of the decompression device 4 so that the degree of superheat in the use side heat exchanger 5 always becomes a preset temperature. At this time, the degree of superheat in the use side heat exchanger 5 is always maintained at a set temperature as shown in FIG. 9B, but is assumed for the use side heat exchanger 5 due to clogging of the use side filter 10. The air volume cannot be obtained sufficiently and the degree of superheat tends to decrease. Therefore, as shown in FIG. 9D, the control device 20 controls the pressure reducing device 4 so that the valve opening degree of the pressure reducing device 4 is smaller than that during normal operation.
  • the fan motor 8a in the use side blower 8 is used. There is a difference between the state of the input current value and the instruction value of the valve opening degree with respect to the decompression device 4 by the control device 20 as compared with the case of the refrigeration cycle device 100 operating normally.
  • the special operation mode is executed, the fan rotation speed of the use side blower 8 is changed, and the state of the input current value of the fan motor 8a and the indication value of the valve opening are normal.
  • a difference is recognized as compared with that during operation, it can be determined that an abnormality has occurred in the use-side filter 10.
  • the first embodiment it is possible to determine which of the fan motor 8a and the use-side filter 10 is the cause of the abnormality based on the magnitude of the difference between each parameter and the normal state.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating a third example of various parameter states when the refrigeration cycle apparatus 100 of FIG. 1 does not operate normally and the rotation speed of the use-side blower 8 is changed.
  • Fig.10 (a) shows the state of the fan rotation speed of the utilization side air blower 8 set in the special operation mode.
  • the fan rotational speed of the use-side blower 8 is increased at the time point X, and the fan rotational speed is increased at the time point Y. It shall return to the original rotation speed.
  • FIG. 10B shows the state of the superheat degree in the use side heat exchanger 5 when the fan rotation speed of the use side blower 8 is changed as shown in FIG.
  • FIG. 10C shows the current value input to the fan motor 8a for driving the use-side fan 8 when the fan rotation speed of the use-side fan 8 is changed as shown in FIG. Indicates the state.
  • FIG.10 (d) shows the state of the instruction
  • the state indicated by the dotted line indicates a state where the refrigeration cycle apparatus 100 operates normally.
  • control apparatus 20 performs control so as to change the fan rotation speed of the use-side blower 8 as shown in FIG.
  • the current value input to the fan motor 8a at this time is the same value as that during normal operation, as shown in FIG.
  • control device 20 controls the valve opening degree of the decompression device 4 so that the degree of superheat in the use side heat exchanger 5 always becomes a preset temperature.
  • the degree of superheat in the use side heat exchanger 5 is 0 ° C. or substantially 0 ° C. as shown in FIG. It becomes. Therefore, as shown in FIG. 10D, the control device 20 controls the pressure reducing device 4 so that the valve opening degree of the pressure reducing device 4 is smaller than that during normal operation. In this case, since the degree of superheat is 0 ° C. or substantially 0 ° C., the control device 20 minimizes the valve opening degree of the decompression device 4.
  • the special operation mode is executed, the fan rotation speed of the use-side fan 8 is changed, and the superheat state and the indicated value of the valve opening are compared with those during normal operation. If a difference is recognized, it can be determined that an abnormality has occurred in the use-side heat exchanger 5.
  • the case where the special operation mode is executed in the heating operation state and the fan rotation speed of the heat source side blower 7 is changed is the same as described above. That is, by checking the superheat degree of the heat source side heat exchanger 3, the input current value of the fan motor 7a, and the indication value of the valve opening when the fan rotation speed of the heat source side blower 7 is changed, the heat source side blower is confirmed. 7 of the fan motor 7a, the heat source side filter 9, and the heat source side heat exchanger 3 can be detected.
  • the compressor 1, the heat source side heat exchanger 3, the decompression device 4, and the use side heat exchanger 5 are connected by piping, and the refrigerant circulates.
  • the control device 20 is one element device among a plurality of element devices controlled by the control device 20 included in the plurality of devices. Based on the state of each device when the operating state is changed from the first state to the second state, a special operation mode for identifying an abnormal location is performed.
  • Embodiment 2 the refrigeration cycle apparatus according to the second embodiment will be described.
  • the refrigeration cycle apparatus 100 in which the heat source side heat exchanger 3 is air-cooled has been described.
  • a refrigeration cycle apparatus in which the heat source side heat exchanger 3 is water-cooled will be described.
  • the water-cooled refrigeration cycle apparatus include a water-cooled chiller unit.
  • FIG. 11 is a block diagram showing an example of the configuration of the refrigeration cycle apparatus 200 according to the second embodiment.
  • the refrigeration cycle apparatus 200 includes a compressor 1, a refrigerant flow switching device 2, a heat source side heat exchanger 203, a decompression device 4, a use side heat exchanger 5, an accumulator 6, and a water cooling pump 50.
  • the refrigeration cycle apparatus 200 forms a refrigeration cycle in the same manner as the refrigeration cycle apparatus 100 according to the first embodiment, and the heat source side heat exchanger 203 and the water cooling pump 50 are connected by piping, so that water or brine (hereinafter, referred to as the refrigeration cycle apparatus 200).
  • a water-cooling circuit in which “cooling water” is appropriately circulated is formed.
  • the same parts as those in the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
  • the heat source side heat exchanger 203 performs heat exchange between the refrigerant flowing through the refrigeration cycle and the cooling water circulating in the water cooling circuit by the water cooling pump 50. Thereby, heating air or cooling air supplied to the indoor space is generated.
  • the water cooling pump 50 sucks cooling water from a cooling tower (not shown) and press-fits the sucked cooling water into the heat source side heat exchanger 203.
  • the water cooling pump 50 is configured so that the flow rate of the cooling water can be adjusted by an electric current, for example.
  • the water-cooled pump 50 is composed of, for example, a DC pump whose capacity can be controlled by the amount of current flowing through a motor (not shown).
  • the refrigeration cycle apparatus 200 is provided with temperature sensors 51 and 52 and a current sensor 53 in addition to the various sensors provided in the refrigeration cycle apparatus 100 described above.
  • the temperature sensors 51 and 52 are provided to detect the temperature of the cooling water flowing through the water cooling circuit directly or indirectly through a refrigerant pipe or the like, and output a detection signal indicating the detection result to the control device 20. .
  • the temperature sensor 51 is provided on the inlet side of the water cooling circuit in the heat source side heat exchanger 203 and detects the temperature of the cooling water flowing into the heat source side heat exchanger 203.
  • the temperature sensor 52 is provided on the outlet side of the water cooling circuit in the heat source side heat exchanger 203 and detects the temperature of the cooling water flowing out from the heat source side heat exchanger 203.
  • the current sensor 53 detects the amount of current flowing through a motor (not shown) that drives the water cooling pump 50.
  • the current sensor 53 can be configured using, for example, a Hall element.
  • the current sensor 53 outputs a detection signal indicating the detection result to the control device 20.
  • the compressor 1, the decompression device 4, and the water-cooled pump 50 are listed as element devices that change the operation state by the control device 20 in the special operation mode for detecting an abnormality.
  • An abnormality can be detected by changing the operating state of one of these devices in the same manner as in the first embodiment and fixing the operating state of the remaining devices.
  • the flow rate of the cooling water flowing out from the water cooling pump 50 is changed.
  • the abnormality of the water cooling pump 50, the heat source side heat exchanger 203, etc. is detected in the same manner as in the case of changing the rotational speed of the heat source side blower 7 in the first embodiment. can do.
  • the abnormality of the water cooling pump 50 can be detected by checking the current value and the indicated value of the valve opening for the motor of the water cooling pump 50 when the flow rate of the cooling water from the water cooling pump 50 is changed. .
  • the refrigeration cycle apparatus 200 further forms a water cooling circuit in which the cooling water circulates in the refrigeration cycle apparatus 100 according to the first embodiment, and circulates the cooling water.
  • the water-cooling pump 50 is provided, the heat source side heat exchanger 203 performs heat exchange between the cooling water and the refrigerant, and the decompression device 4 is an expansion valve that expands the refrigerant by adjusting the opening of the valve,
  • the control device 20 changes the flow rate of the cooling water flowing out from the water cooling pump 50 in a state where the superheat degree of the heat source side heat exchanger 203 is controlled to be constant, the current value for the motor of the water cooling pump 50 And the abnormality of the water cooling pump 50 can be detected based on the indicated value of the valve opening degree to the decompression device 4.
  • Embodiment 3 FIG. Next, the refrigeration cycle apparatus according to Embodiment 3 will be described.
  • the above-described refrigeration cycle apparatus 100 according to the first embodiment is applied as air conditioning for a vehicle such as a train will be described.
  • FIG. 12 is a block diagram showing an example of the configuration of the refrigeration cycle apparatus 300 according to the third embodiment.
  • the refrigeration cycle apparatus 300 includes two systems of refrigeration cycle apparatuses 100A and 100B.
  • refrigeration cycle apparatus 100A and 100B what has the structure similar to refrigeration cycle apparatus 100 which concerns on Embodiment 1 mentioned above is applicable.
  • the refrigeration cycle apparatus 100A includes a compressor 1A, a refrigerant flow switching device 2A, a heat source side heat exchanger 3A, a decompression device 4A, a use side heat exchanger 5A, and an accumulator 6A, and these devices form a refrigeration cycle. Has been.
  • the refrigeration cycle apparatus 100A is provided with a control device 20A.
  • the heat source side heat exchanger 3A is provided with a heat source side blower 7A driven by a fan motor 7aA.
  • the use side heat exchanger 5A is provided with a use side blower 8A driven by a fan motor 8aA.
  • a heat source side filter 9A is provided between the heat source side heat exchanger 3A and the heat source side blower 7A.
  • a use side filter 10A is provided between the use side heat exchanger 5A and the use side blower 8A.
  • the refrigeration cycle apparatus 100B includes a compressor 1B, a refrigerant flow switching device 2B, a heat source side heat exchanger 3B, a decompression device 4B, a use side heat exchanger 5B, and an accumulator 6B, and these devices form a refrigeration cycle. Has been.
  • the refrigeration cycle apparatus 100B is provided with a control device 20B.
  • the heat source side heat exchanger 3B is provided with a heat source side blower 7B driven by a fan motor 7aB.
  • the use side heat exchanger 5B is provided with a use side blower 8B driven by a fan motor 8aB.
  • a heat source side filter 9B is provided between the heat source side heat exchanger 3B and the heat source side blower 7B.
  • a use side filter 10B is provided between the use side heat exchanger 5B and the use side blower 8B.
  • each of two systems of refrigeration cycle apparatuses 100A and 100B performs the same operation as that of refrigeration cycle apparatus 100 according to Embodiment 1, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the refrigeration cycle apparatus 300 is mounted on a vehicle.
  • the operation of the refrigeration cycle apparatus 300 is frequently stopped.
  • the number of passengers varies greatly depending on the business hours and business sections, so the temperature of the outdoor air is not stable.
  • the load does not change and the operation of the refrigeration cycle apparatus 300 does not stop, such as when the vehicle is in a garage or before starting commercial operation. It is preferable to execute the special operation mode.
  • the state in which the load does not change can be detected based on, for example, the temperature detected by the temperature sensors 38A and 38B that detect the ambient temperature in the room, that is, the temperature in the vehicle. Specifically, for example, when the temperature fluctuations detected by the temperature sensors 38A and 38B within a certain time are within a preset range, the control devices 20A and 20B are equipped with the refrigeration cycle device 300. It is determined that the load on the vehicle does not change, and the special operation mode is executed.
  • the refrigeration cycle apparatus 300 executes the special operation mode when detecting a state in which the load on the vehicle does not change. Therefore, even when the refrigeration cycle apparatus 300 is mounted on a vehicle or the like having a large load fluctuation, an abnormality can be detected appropriately.

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Abstract

冷凍サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器が配管で接続され、冷媒が循環することによって冷凍サイクルが形成され、それぞれの機器の動作を制御する制御装置を備え、制御装置は、複数の機器に含まれる制御装置によって制御される複数の要素機器のうち、１つの要素機器の運転状態を第１の状態から第２の状態に変化させた場合のそれぞれの機器の状態に基づき、異常箇所を特定する特殊運転モードを行う。

Description

冷凍サイクル装置
　本発明は、ビル用マルチエアコン、車両用エアコン等に適用される冷凍サイクル装置に関するものである。
　従来から、冷凍サイクル装置における圧縮機、ファン等の要素機器の運転状態を固定した状態で異常を検出し、検出された異常の要因を特定する方法が提案されている。例えば、特許文献１には、要素機器に対する設定値と測定値との差分値が許容範囲内を超えているか否かを判断し、差分値が許容範囲内を超えたと判断された回数が設定回数を超えた場合に、当該要素機器に異常が発生し、故障する可能性があると判断することが記載されている。
特開２００９－１８７７０号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の方法では、冷凍サイクル装置における要素機器の異常を検出できるが、異常の要因を特定することが困難である。例えば、設定値に対して測定値が大きく異なっている場合に、要素機器自体に異常が発生しているのか、または測定値を得るためのセンサ等に異常が発生しているのかを特定することができない。
　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、異常箇所を特定することができる冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。
　本発明の冷凍サイクル装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器が配管で接続され、冷媒が循環することによって冷凍サイクルが形成される冷凍サイクル装置であって、それぞれの機器の動作を制御する制御装置を備え、前記制御装置は、複数の前記機器に含まれる前記制御装置によって制御される複数の要素機器のうち、１つの要素機器の運転状態を第１の状態から第２の状態に変化させた場合のそれぞれの前記機器の状態に基づき、異常箇所を特定する特殊運転モードを行うものである。
　異常のように、本発明の冷凍サイクル装置によれば、複数の要素機器のうち１つの要素機器の状態を変化させた際の各機器の状態を確認することにより、異常箇所を特定することができる。
実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１の制御装置の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００を適用可能な監視システム１１０の構成の一例を示すブロック図である。 図３の監視装置の構成の一例を示すブロック図である。 図３の記憶装置の構成の一例を示すブロック図である。 図１の圧縮機の圧縮機周波数を変化させた場合の各種パラメータの状態の一例を示す概略図である。 図１の冷凍サイクル装置が正常に動作している場合で、利用側送風機の回転数を変化させたときの各種パラメータの状態の一例を示す概略図である。 図１の冷凍サイクル装置が正常に動作しない場合で、利用側送風機の回転数を変化させたときの各種パラメータの状態の第１の例を示す概略図である。 図１の冷凍サイクル装置が正常に動作しない場合で、利用側送風機の回転数を変化させたときの各種パラメータの状態の第２の例を示す概略図である。 図１の冷凍サイクル装置１００が正常に動作しない場合で、利用側送風機８の回転数を変化させたときの各種パラメータの状態の第３の例を示す概略図である。 実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成の一例を示すブロック図である。 実施の形態３に係る冷凍サイクル装置の構成の一例を示すブロック図である。
　実施の形態１．
　以下、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置について説明する。
［冷凍サイクル装置の構成］
　図１は、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１、冷媒流路切替装置２、熱源側熱交換器３、減圧装置４、利用側熱交換器５およびアキュムレータ６で構成されている。冷凍サイクル装置１００は、これらの各機器が順に冷媒配管を介して接続されることにより、冷媒が循環する冷凍サイクルを形成する。このような冷凍サイクル装置１００は、例えば、空気調和装置、冷凍機、ヒートポンプ給湯機等に用いられる。
　また、冷凍サイクル装置１００には、各機器の動作を制御する制御装置２０が設けられている。熱源側熱交換器３には、空気等の流体を熱源側熱交換器３に供給するための熱源側送風機７が設けられている。利用側熱交換器５には、空気等の流体を熱源側熱交換器３に供給するための利用側送風機８が設けられている。
　さらに、熱源側熱交換器３と熱源側送風機７との間には、熱源側送風機７によって熱源側熱交換器３に供給される流体に含まれる異物等を除去するための熱源側フィルタ９が設けられている。利用側熱交換器５と利用側送風機８との間には、利用側送風機８によって利用側熱交換器５に供給される流体に含まれる異物等を除去するための利用側フィルタ１０が設けられている。
　圧縮機１は、低温低圧の冷媒を吸入し、その冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出する。圧縮機１としては、例えば圧縮機周波数を制御することによって容量を制御できるインバータ圧縮機等を用いることができる。
　冷媒流路切替装置２は、例えば四方弁であり、冷媒の流れる方向を切り替えることにより、冷房運転及び暖房運転の切り替えを行う。
　熱源側熱交換器３は、熱源側送風機７によって供給される空気等の流体と冷媒との間で熱交換を行う。これにより、室内空間に供給される暖房用空気または冷房用空気が生成される。具体的には、熱源側熱交換器３は、冷房運転の際に、冷媒を蒸発させ、その際の気化熱により空気等を冷却する蒸発器として機能する。また、暖房運転の際に、冷媒の熱により空気等を加熱する凝縮器として機能する。
　熱源側送風機７は、吸引した空気等の流体を、熱源側フィルタ９を介して熱源側熱交換器３に供給する。熱源側送風機７は、ファンモータ７ａによって駆動され、熱源側熱交換器３に供給する流体の流量を変化させることができる。なお、以下では、熱源側送風機７によって供給される流体が室外空気である場合を例にとって説明する。
　減圧装置４は、冷媒の流量を調整することによって冷媒を減圧して膨張させる。減圧装置４としては、例えば、電子式膨張弁等の開度の制御が可能な弁を用いることができる。なお、減圧装置４としては、これに限らず、キャピラリ等の他の減圧装置を用いることもできる。
　利用側熱交換器５は、利用側送風機８によって供給される空気等の流体と冷媒との間で熱交換を行う。これにより、利用側熱交換器５は、冷房運転の際に凝縮器として機能する。また、利用側熱交換器５は、暖房運転の際に蒸発器として機能する。
　利用側送風機８は、吸引した空気等の流体を、利用側フィルタ１０を介して利用側熱交換器５に供給する。利用側送風機８は、ファンモータ８ａによって駆動され、利用側熱交換器５に供給する流体の流量を変化させることができる。なお、以下では、利用側送風機８によって供給される流体が室内空気である場合を例にとって説明する。
　アキュムレータ６は、圧縮機１の吸入側に設けられている。アキュムレータ６は、冷房運転と暖房運転の運転状態の違いによって生じる余剰冷媒、過渡的な運転の変化に対する余剰冷媒等を貯留する。
　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、この冷凍サイクル装置１００全体の運転を制御する。例えば、制御装置２０は、利用者から指示される運転内容、後述する各種センサからの信号等に基づき、圧縮機１の圧縮機周波数、減圧装置４が膨張弁である場合の弁開度、熱源側送風機７および利用側送風機８の回転数等を制御する。
　また、制御装置２０は、各種センサからの信号に基づき、異常の発生の有無、その際の異常の切り分け、異常発生箇所の特定等を行う。なお、このような異常に関する処理の詳細については、後述する。
　冷凍サイクル装置１００には、圧力センサ３１および３２、温度センサ３３～３８、電流センサ３９および４０が設けられている。圧力センサ３１は、圧縮機１の吐出側に設けられ、圧縮機１から吐出される冷媒の圧力である吐出圧力を検出する。圧力センサ３２は、圧縮機１の吸入側に設けられ、圧縮機１に吸入される冷媒の圧力である吸入圧力を検出する。圧力センサ３１および３２は、検出結果を示す検出信号を制御装置２０に対して出力する。
　温度センサ３３～３６は、冷凍サイクル内の冷媒の温度を直接的または冷媒配管等を介して間接的に検出するために設けられ、検出結果を示す検出信号を制御装置２０に対して出力する。
　温度センサ３３は、圧縮機１の吐出側に設けられ、圧縮機１から吐出される冷媒の温度を検出する。温度センサ３４は、熱源側熱交換器３の液側に設けられ、冷房運転時には熱源側熱交換器３から流出する液冷媒の温度を検出し、暖房運転時には熱源側熱交換器３に流入する気液二相冷媒の温度を検出する。
　温度センサ３５は、利用側熱交換器５の液側に設けられ、冷房運転時には利用側熱交換器５に流入する気液二相冷媒の温度を検出し、暖房運転時には利用側熱交換器５から流出する液冷媒の温度を検出する。温度センサ３６は、利用側熱交換器５のガス側に設けられ、冷房運転時には利用側熱交換器５から流出するガス冷媒の温度を検出し、暖房運転時には利用側熱交換器５に流入するガス冷媒の温度を検出する。
　また、温度センサ３７および３８は、外気温度等の雰囲気温度を検出するために設けられ、検出結果を示す検出信号を制御装置２０に対して出力する。温度センサ３７は、熱源側熱交換器３の空気吸込口に設けられ、外気温度を検出する。温度センサ３８は、利用側熱交換器５の空気吸込口に設けられ、室内空気の温度を検出する。
　電流センサ３９は、熱源側送風機７を駆動するファンモータ７ａに対する入力電流を検出する。電流センサ４０は、利用側送風機８を駆動するファンモータ８ａに対する入力電流を検出する。電流センサ３９および４０は、検出結果を示す検出信号を制御装置２０に対して出力する。
［制御装置の構成］
　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。図２に示すように、制御装置２０は、センサ情報解析部２１、異常判断部２２、記憶部２３、動作制御部２４、および運転モード設定部２５で構成されている。なお、この例における制御装置２０については、本実施の形態１に関連する部分のみを図示し、それ以外の部分については、説明を省略する。
　また、制御装置２０には、操作入力部３０および表示部２８が接続されている。操作入力部３０は、例えば、利用者が運転モードを選択する際に用いられる。なお、運転モードの詳細については後述する。操作入力部３０は、利用者の操作に応じた操作信号を出力し、選択された運転モード示す信号を後述する運転モード設定部２５に供給する。操作入力部３０としては、例えば、リモートコントローラ等を用いることができる。
　表示部２８は、例えばＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等で構成され、後述する動作制御部２４の制御に基づき、異常の有無、特定された異常箇所等の異常を示す情報を表示させる。
　センサ情報解析部２１は、各種センサからの検出信号が入力され、入力された検出信号に基づき、冷凍サイクル装置１００に異常が発生した際の異常箇所を特定するために必要なパラメータを導出する。詳細は後述するが、この場合のパラメータとしては、例えば、利用側熱交換器５における過熱度等である。センサ情報解析部２１は、導出したパラメータを異常判断部２２および動作制御部２４に供給する。
　異常判断部２２は、センサ情報解析部２１から受け取ったパラメータと、後述する記憶部２３に記憶されたデータとに基づき、異常の有無を判断する。また、異常判断部２２は、異常が発生したと判断した場合には、異常が発生した際の異常箇所を特定する。そして、異常判断部２２は、異常の有無を示す情報、ならびに異常発生時の異常箇所を示す情報を動作制御部２４に供給する。
　記憶部２３は、制御装置２０の各部が各種処理を行うために必要なデータ、各種処理によって生成されたデータ等の各種データを記憶する。例えば、記憶部２３は、異常判断部２２で異常発生時に異常箇所を特定する際の基準となる正常動作時のパラメータの値等を記憶している。また、例えば、記憶部２３は、後述する特殊運転モードで冷凍サイクル装置１００を動作させる際に必要となる設定情報を記憶している。なお、特殊運転モードの詳細については、後述する。
　運転モード設定部２５は、例えば、複数の運転モードのうち、操作入力部３０を介して利用者によって選択された運転モードで冷凍サイクル装置１００を運転させるために、選択された運転モードに設定する。運転モード設定部２５は、選択された運転モードを示す情報を動作制御部２４に供給する。
　動作制御部２４は、入力される情報に基づき、制御装置２０における各部の動作を制御する。また、動作制御部２４は、冷凍サイクル装置１００全体の制御を行う。例えば、動作制御部２４は、運転モード設定部２５から異常を検出するための特殊運転モードを示す情報を受け取った場合、記憶部２３から設定情報を読み出し、読み出した設定情報に基づいて冷凍サイクル装置１００の各機器の動作を制御する。また、例えば、動作制御部２４は、異常判断部２２から異常発生時の異常箇所を示す情報を受け取った場合、この情報に基づいて冷凍サイクル装置１００の各機器の動作を制御する。
［空気調和システム］
　ところで、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、遠隔操作によって各種の運転モードを選択して実行することができるとともに、特殊運転モードを実行した場合には、冷凍サイクル装置１００の異常の有無、および異常検出時の異常箇所の特定を行うことができる。
　図３は、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００を適用可能な監視システム１１０の構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、監視システム１１０は、冷凍サイクル装置１００、ローカルコントローラ１０１、監視装置１０２および記憶装置１０３で構成され、ローカルコントローラ１０１および監視装置１０２がインターネット等のネットワーク１０５で接続されている。また、監視装置１０２および記憶装置１０３は、冷凍サイクル装置１００およびローカルコントローラ１０１が設けられた地点よりも遠隔地に設けられている。
　冷凍サイクル装置１００は、上述した構成から操作入力部３０、表示部２８、制御装置２０における異常判断部２２、記憶部２３を除いたものである。また、冷凍サイクル装置１００の制御装置２０には、図示しない通信部が設けられ、この通信部を介してローカルコントローラ１０１に接続されている。
　ローカルコントローラ１０１は、冷凍サイクル装置１００に接続され、この冷凍サイクル装置１００を管理する。また、ローカルコントローラ１０１には、ネットワーク１０５を介して監視装置１０２が接続されている。ローカルコントローラ１０１は、冷凍サイクル装置１００との間で各種データのやりとりを行うとともに、ネットワーク１０５を介して監視装置１０２との間でも各種データのやりとりを行う。
　図４は、図３の監視装置１０２の構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、監視装置１０２は、演算部１２１、制御部１２２、通信部１２３および表示部１２４で構成され、操作入力部１２０が接続されている。
　操作入力部１２０は、例えば、利用者が運転モードを選択する際に用いられるものであり、上述した操作入力部３０に相当する。
　演算部１２１は、上述した冷凍サイクル装置１００における制御装置２０の異常判断部２２に相当し、制御装置２０のセンサ情報解析部２１から後述する通信部１２３を介して受信した情報に基づき、異常の有無の判断、異常発生時の異常箇所の特定等を行う。
　制御部１２２は、入力される情報に基づき、監視装置１０２における各部の動作を制御する。また、制御部１２２は、ネットワーク１０５を介して接続されたローカルコントローラ１０１に対する指令、運転モードの設定、異常箇所の特定などの監視装置１０２が実行する動作を制御する。
　通信部１２３は、ネットワーク１０５を介して接続されたローカルコントローラ１０１との間で、各種データのやりとりを行う。また、通信部１２３は、後述する記憶装置１０３の通信部１３１との間で、各種データのやりとりを行う。
　表示部１２４は、例えばＬＣＤ、有機ＥＬディスプレイ等で構成され、制御部１２２の制御に基づき、異常の有無、特定された異常箇所等を示す情報を表示させる。この表示部１２４は、上述した表示部２８に相当する。
　図５は、図３の記憶装置１０３の構成の一例を示すブロック図である。図５に示すように、記憶装置１０３は、通信部１３１および記憶部１３２で構成されている。通信部１３１は、監視装置１０２の通信部１２３との間で、各種データのやりとりを行う。記憶部１３２は、通信部１３１を介して監視装置１０２から受け取ったデータを記憶する。この記憶部１３２は、上述した記憶部２３に相当する。
　このように、冷凍サイクル装置１００を監視システム１１０に適用することにより、遠隔地に設けられた監視装置１０２を用いて冷凍サイクル装置１００の各種動作を制御することができる。
［冷凍サイクル装置の動作］
　次に、上記構成を有する冷凍サイクル装置１００における冷房運転モードおよび暖房運転モードでの冷媒の動作について説明する。なお、図１に示す例において、冷媒流路切替装置２の実線で示す状態が冷房運転モードでの状態を示し、点線で示す状態が暖房運転モードでの状態を示す。
（冷房運転モード）
　まず、冷房運転モードでの冷媒の動作について説明する。冷房運転モードでは、冷媒流路切替装置２が図１の実線で示す状態に切り替えられる。そして、低温低圧の冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。
　圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置２を介して熱源側熱交換器３に流入する。熱源側熱交換器３に流入した高温高圧のガス冷媒は、室外空気と熱交換して放熱しながら凝縮し、過冷却状態の高圧の液冷媒となって熱源側熱交換器３から流出する。
　熱源側熱交換器３から流出した高圧の液冷媒は、減圧装置４によって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、利用側熱交換器５に流入する。利用側熱交換器５に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室内空気と熱交換して吸熱及び蒸発することにより室内空気を冷却し、低温低圧のガス冷媒となって利用側熱交換器５から流出する。
　利用側熱交換器５から流出した低温低圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置２及びアキュムレータ６を通過して、圧縮機１へ吸入される。
（暖房運転モード）
　次に、暖房運転モードでの冷媒の動作について説明する。暖房運転モードでは、冷媒流路切替装置２が図１の点線で示す状態に切り替えられる。そして、低温低圧の冷媒が圧縮機１によって圧縮され、高温高圧のガス冷媒となって吐出される。
　圧縮機１から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置２を介して利用側熱交換器５に流入する。利用側熱交換器５に流入した高温高圧のガス冷媒は、室内空気と熱交換して放熱しながら凝縮し、過冷却状態の高圧の液冷媒となって利用側熱交換器５から流出する。
　利用側熱交換器５から流出した高圧の液冷媒は、減圧装置４によって減圧されて低温低圧の気液二相冷媒となり、熱源側熱交換器３に流入する。熱源側熱交換器３に流入した低温低圧の気液二相冷媒は、室外空気と熱交換して吸熱及び蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって熱源側熱交換器３から流出する。
　熱源側熱交換器３から流出した低温低圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置２及びアキュムレータ６を通過して、圧縮機１へ吸入される。
（特殊運転モード）
　また、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００では、機器等の異常を検出するための特殊運転モードが設けられている。特殊運転モードでは、例えば、冷房運転または暖房運転を行い、室内空気に対する設定温度を固定した状態とする。そして、制御装置２０によって制御される機器の運転状態を、第１の状態から第２の状態に変化させた際に得られる各センサ出力値に基づき、異常が発生している箇所を特定することができる。なお、以下の説明では、このような制御装置２０によって制御される機器を「要素機器」と適宜称する。
（異常箇所の分離）
　本実施の形態１では、冷凍サイクル装置１００に異常が発生した場合に、その異常の要因が各種センサの異常によるものであるのか、または、冷凍サイクルを形成する各種機器の異常によるものであるのかを分離することができる。
　このような異常の分離は、要素機器の運転状態を第１の状態から第２の状態に変化させた場合における各種センサの出力値の状態に基づいて推定することができる。具体的には、例えば、要素機器の運転状態を変化させた場合に、各種センサの出力値が変化しなかった場合には、センサ劣化、センサ外れ等のセンサに異常が発生したと推定することができる。
（異常箇所の特定）
　本実施の形態１では、特殊運転モードにおいて、要素機器のうち１つの機器の運転状態を変化させ、残りの機器の運転状態を固定させることにより、異常を検出することができるとともに、異常が発生した機器を特定することができる。このときの冷凍サイクル装置１００における要素機器としては、例えば、圧縮機１、膨張弁としての減圧装置４、熱源側送風機７および利用側送風機８が挙げられる。
　例えば、圧縮機１の運転状態を変化させる場合には、圧縮機周波数を変化させる。圧縮機周波数を変化させることにより、例えば膨張弁としての減圧装置４の異常を検出することができる。また、例えば、膨張弁としての減圧装置４の運転状態を変化させる場合には、弁開度を変化させる。減圧装置４の弁開度を変化させることにより、例えば圧縮機１の異常を検出することができる。
　さらに、例えば、熱源側送風機７または利用側送風機８の運転状態を変化させる場合には、送風機の回転数を変化させる。熱源側送風機７の回転数を変化させることにより、例えば熱源側送風機７、熱源側熱交換器３等の異常を検出することができる。また、利用側送風機８の回転数を変化させることにより、例えば利用側送風機８、利用側熱交換器５等の異常を検出することができる。
（圧縮機の圧縮機周波数を変化させる場合）
　次に、特殊運転モードによって異常発生時における異常箇所を特定する方法の具体例について説明する。圧縮機１の圧縮機周波数を変化させた場合には、例えば減圧装置４の弁が正常に動作しないといった異常を検出することができる。
　なお、以下の例では、減圧装置４が弁の開度を調整することによって冷媒を膨張させる膨張弁である場合について説明する。また、冷房運転時に利用側熱交換器５における過熱度が予め設定された温度、例えば４℃となるように、減圧装置４の弁開度が制御装置２０によって制御されているものとする。
　図６は、図１の圧縮機１の圧縮機周波数を変化させた場合の各種パラメータの状態の一例を示す概略図である。図６（ａ）～図６（ｃ）は、冷凍サイクル装置１００が正常に動作する場合の各種パラメータの状態を示す。
　図６（ａ）は、特殊運転モードにおいて設定された圧縮機１の圧縮機周波数の状態を示す。この例では、圧縮機１の圧縮機周波数を予め設定された時間間隔、例えば１０分間隔で３０Ｈｚから７０Ｈｚに変化させるものとする。図６（ｂ）は、圧縮機１の圧縮機周波数を図６（ａ）に示すように変化させた場合の、利用側熱交換器５における過熱度の状態を示す。図６（ｃ）は、圧縮機１の圧縮機周波数を図６（ａ）に示すように変化させた場合の、制御装置２０による減圧装置４に対する弁開度の指示値の状態を示す。
　また、図６（ｄ）～図６（ｆ）は、減圧装置４に異常が発生することによって冷凍サイクル装置１００が正常に動作しない場合の各種パラメータの状態を示す。
　図６（ｄ）は、図６（ａ）と同様に、特殊運転モードにおいて設定された圧縮機１の圧縮機周波数の状態を示す。図６（ｅ）は、圧縮機１の圧縮機周波数を図６（ｄ）に示すように変化させた場合の、利用側熱交換器５における過熱度の状態を示す。図６（ｆ）は、圧縮機１の圧縮機周波数を図６（ｄ）に示すように変化させた場合の、制御装置２０による減圧装置４に対する弁開度の指示値の状態を示す。
　冷凍サイクル装置１００が正常に動作する場合において、図６（ａ）に示すように圧縮機１の圧縮機周波数を変化させると、制御装置２０は、利用側熱交換器５における過熱度が常に４℃となるように、減圧装置４の弁開度を制御する。
　ここで、過熱度が一定の温度となるように制御された状態で圧縮機１の圧縮機周波数を大きくした場合には、減圧装置４の弁開度を大きくする必要がある。そのため、制御装置２０は、図６（ｃ）に示すように、圧縮機周波数が大きくなるタイミングで減圧装置４の弁開度を大きくするように、減圧装置４を制御する。これにより、過熱度は、図６（ｂ）に示すように、常に４℃に保たれる。
　なお、利用側熱交換器５における過熱度は、温度センサ３６で検出される温度から、圧力センサ３２で検出される圧力における飽和温度を減算することによって算出することができる。
　一方、冷凍サイクル装置１００に異常が発生した場合、図６（ｄ）に示すように、圧縮機１の圧縮機周波数を変化させると、制御装置２０は、過熱度が常に４℃となるように、減圧装置４の弁開度を制御する。しかしながら、この例では、減圧装置４の弁が正常に動作しないことにより過熱度が１０℃に上昇する。そのため、制御装置２０は、さらに弁開度を大きくするように制御する。その結果、最終的に制御装置２０による弁開度の指示値が最大となる。
　このように、冷凍サイクル装置１００に異常が発生し、その要因が減圧装置４にある場合には、利用側熱交換器５における過熱度の状態と、制御装置２０による減圧装置４に対する弁開度の指示値とが、正常に動作する冷凍サイクル装置１００の場合と比較して差異が生じる。
　従って、冷凍サイクル装置１００に異常が発生した場合に特殊運転モードを実行し、過熱度の状態および弁開度の指示値が正常動作時と比較して差異が認められる場合には、減圧装置４に異常が発生したことを判断することができる。
　なお、暖房運転時には、熱源側熱交換器３の過熱度が一定となるように制御した状態で、熱源側熱交換器３における過熱度の状態および減圧装置４の弁開度の指示値を確認することで、同様に減圧装置４の異常を検出することができる。
　また、この例では、利用側熱交換器５の過熱度と、減圧装置４に対する弁開度の指示値とに基づいて減圧装置４の異常を判断したが、これはこの例に限られない。例えば、本実施の形態１では、減圧装置４に対する弁開度の指示値のみに基づいて減圧装置４の異常を判断することもできる。これは、減圧装置４に異常が発生した場合には、例えば減圧装置４に対する弁開度の指示値が大きくなると、それにしたがって利用側熱交換器５の過熱度も大きくなるというように、過熱度が弁開度の指示値の変化に応じて同様に変化するからである。
（送風機の回転数を変化させる場合）
　次に、利用側送風機８の回転数を変化させた場合に異常を検出する方法について説明する。利用側送風機８の回転数を変化させた場合には、例えば、利用側送風機８を駆動するファンモータ８ａ、利用側熱交換器５と利用側送風機８との間の利用側フィルタ１０、利用側熱交換器５等の異常を検出することができる。
　なお、以下の例では、冷凍サイクル装置１００を冷房運転させる場合を想定する。すなわち、以下では、利用側熱交換器５が蒸発器として機能するものとして説明する。また、この例では、冷房運転時に利用側熱交換器５における過熱度が４℃となるように、減圧装置４の弁開度が制御装置２０によって制御されているものとする。
（正常動作時）
　まず、冷凍サイクル装置１００が正常に動作する場合について説明する。図７は、図１の冷凍サイクル装置１００が正常に動作している場合で、利用側送風機８の回転数を変化させたときの各種パラメータの状態の一例を示す概略図である。
　図７（ａ）は、特殊運転モードにおいて設定された利用側送風機８のファン回転数の状態を示す。この例では、時点Ｘで利用側送風機８のファン回転数を大きくし、時点Ｙでファン回転数を元の回転数に戻すものとする。図７（ｂ）は、利用側送風機８のファン回転数を図７（ａ）に示すように変化させた場合の、利用側熱交換器５における過熱度の状態を示す。図７（ｃ）は、利用側送風機８のファン回転数を図７（ａ）に示すように変化させた場合の、利用側送風機８のファンモータ８ａに入力される電流値の状態を示す。図７（ｄ）は、利用側送風機８のファン回転数を図７（ａ）に示すように変化させた場合の、制御装置２０による減圧装置４に対する弁開度の指示値の状態を示す。
　冷凍サイクル装置１００が正常に動作する場合において、制御装置２０は、図７（ａ）に示すように利用側送風機８のファン回転数を変化させるように制御すると、同時に利用側熱交換器５における過熱度が常に予め設定された温度となるように、減圧装置４の弁開度を制御する。
　制御装置２０は、図７（ｄ）に示すように、ファン回転数が大きくなる時点Ｘで減圧装置４の弁開度を大きくするように、減圧装置４を制御する。これにより、利用側熱交換器５における過熱度は、図７（ｂ）に示すように、常に設定温度に保たれる。
　また、このときファンモータ８ａに入力される電流値は、図７（ｃ）に示すように、ファン回転数に応じて変化する。具体的には、ファン回転数が大きくなると、ファンモータ８ａの電流値が大きくなり、ファン回転数が小さくなると、電流値が小さくなる。
（ファンモータ異常時）
　次に、利用側送風機８のファンモータ８ａに異常が発生することにより、冷凍サイクル装置１００が正常に動作しない場合について説明する。この例では、ファンモータ８ａに異常、特に、ファンモータ８ａが劣化し、想定する風量が得られない場合について説明する。
　図８は、図１の冷凍サイクル装置１００が正常に動作しない場合で、利用側送風機８の回転数を変化させたときの各種パラメータの状態の第１の例を示す概略図である。図８（ａ）は、特殊運転モードにおいて設定された利用側送風機８のファン回転数の状態を示す。この例では、図７（ａ）に示す場合と同様に、時点Ｘで利用側送風機８のファン回転数を大きくし、時点Ｙでファン回転数を元の回転数に戻すものとする。
　図８（ｂ）は、利用側送風機８のファン回転数を図８（ａ）に示すように変化させた場合の、利用側熱交換器５における過熱度の状態を示す。図８（ｃ）は、利用側送風機８のファン回転数を図８（ａ）に示すように変化させた場合の、利用側送風機８のファンモータ８ａに入力される電流値の状態を示す。図８（ｄ）は、利用側送風機８のファン回転数を図８（ａ）に示すように変化させた場合の、制御装置２０による減圧装置４に対する弁開度の指示値の状態を示す。なお、図８（ｃ）および図８（ｄ）において、点線で示す状態は、冷凍サイクル装置１００が正常に動作する場合の状態を示す。
　冷凍サイクル装置１００が正常に動作しない場合において、まず、制御装置２０は、図８（ａ）に示すように利用側送風機８のファン回転数を変化させるように制御する。このとき、利用側送風機８では、ファンモータ８ａが劣化しているため、ファン回転数を想定する回転数とするためにファンモータ８ａに入力される電流値が、図８（ｃ）に示すように正常動作時よりも大きくなる。
　また、制御装置２０は、利用側熱交換器５における過熱度が常に予め設定された温度となるように、減圧装置４の弁開度を制御する。このとき、利用側熱交換器５における過熱度は、図８（ｂ）に示すように、常に設定温度に保たれるが、ファンモータ８ａの劣化により利用側熱交換器５に対する想定する風量が十分に得られず、過熱度が低下する傾向になる。そのため、制御装置２０は、図８（ｄ）に示すように、減圧装置４の弁開度を正常動作時よりも小さくするように減圧装置４を制御する。
　このように、冷凍サイクル装置１００に異常が発生し、その要因が利用側送風機８のファンモータ８ａにある場合には、利用側送風機８におけるファンモータ８ａの入力電流値の状態と、制御装置２０による減圧装置４に対する弁開度の指示値とに、正常に動作する冷凍サイクル装置１００の場合と比較して差異が生じる。
　従って、冷凍サイクル装置１００に異常が発生した場合に特殊運転モードを実行し、利用側送風機８のファン回転数を変化させ、ファンモータ８ａの入力電流値の状態および弁開度の指示値に正常動作時と比較して差異が認められる場合には、ファンモータ８ａに異常が発生したと判断することができる。
（フィルタ異常時）
　次に、フィルタに異常が発生することにより、冷凍サイクル装置１００が正常に動作しない場合について説明する。この例では、利用側熱交換器５と利用側送風機８との間の利用側フィルタ１０に異常、特に利用側フィルタ１０が目詰まりし、利用側送風機８による最大風量時に、想定する風量が得られない場合について説明する。
　図９は、図１の冷凍サイクル装置１００が正常に動作しない場合で、利用側送風機８の回転数を変化させたときの各種パラメータの状態の第２の例を示す概略図である。図９（ａ）は、特殊運転モードにおいて設定された利用側送風機８のファン回転数の状態を示す。この例では、図７（ａ）および図８（ａ）に示す場合と同様に、時点Ｘで利用側送風機８のファン回転数を大きくし、時点Ｙでファン回転数を元の回転数に戻すものとする。
　図９（ｂ）は、利用側送風機８のファン回転数を図９（ａ）に示すように変化させた場合の、利用側熱交換器５における過熱度の状態を示す。図９（ｃ）は、利用側送風機８のファン回転数を図９（ａ）に示すように変化させた場合の、利用側送風機８を駆動するためのファンモータ８ａに入力される電流値の状態を示す。図９（ｄ）は、利用側送風機８のファン回転数を図９（ａ）に示すように変化させた場合の、制御装置２０による減圧装置４に対する弁開度の指示値の状態を示す。なお、図９（ｃ）および図９（ｄ）において、点線で示す状態は、冷凍サイクル装置１００が正常に動作する場合の状態を示す。
　冷凍サイクル装置１００が正常に動作しない場合において、まず、制御装置２０は、図９（ａ）に示すように利用側送風機８のファン回転数を変化させるように制御する。このとき、利用側熱交換器５と利用側送風機８との間の利用側フィルタ１０が目詰まりしているため、ファン回転数が大きい場合には、風が利用側フィルタ１０を通過するのが困難となり、十分な風量を利用側熱交換器５に供給できなくなる。そのため、利用側フィルタ１０を通過できない風が利用側送風機８に対する抵抗となり、ファン回転数を想定する回転数とするためにファンモータ８ａに入力される電流値が、図９（ｃ）に示すように正常動作時よりも大きくなる。
　また、制御装置２０は、利用側熱交換器５における過熱度が常に予め設定された温度となるように、減圧装置４の弁開度を制御する。このとき、利用側熱交換器５における過熱度は、図９（ｂ）に示すように、常に設定温度に保たれるが、利用側フィルタ１０の目詰まりにより利用側熱交換器５に対する想定する風量が十分に得られず、過熱度が低下する傾向になる。そのため、制御装置２０は、図９（ｄ）に示すように、減圧装置４の弁開度を正常動作時よりも小さくするように減圧装置４を制御する。
　このように、冷凍サイクル装置１００に異常が発生し、その要因が利用側熱交換器５と利用側送風機８との間の利用側フィルタ１０にある場合には、利用側送風機８におけるファンモータ８ａの入力電流値の状態と、制御装置２０による減圧装置４に対する弁開度の指示値とに、正常に動作する冷凍サイクル装置１００の場合と比較して差異が生じる。
　従って、冷凍サイクル装置１００に異常が発生した場合に特殊運転モードを実行し、利用側送風機８のファン回転数を変化させ、ファンモータ８ａの入力電流値の状態および弁開度の指示値に正常動作時と比較して差異が認められる場合には、利用側フィルタ１０に異常が発生したと判断することができる。
　ところで、ファンモータ８ａに異常が発生した場合と、利用側フィルタ１０に異常が発生した場合とでは、共にファンモータ８ａの入力電流値の状態および弁開度の指示値を確認することにより、異常箇所を判断する。そのため、この場合には、ファンモータ８ａと利用側フィルタ１０とのいずれで異常が発生したのかを確実に判断することができない虞がある。
　しかしながら、利用側フィルタ１０に異常が発生した場合のファンモータ８ａに入力される電流値と正常動作時の電流値との差（図９参照）は、ファンモータ８ａの劣化時におけるファンモータ８ａに入力される電流値と正常動作時の電流値との差（図８参照）よりも大きくなる。これは、ファンモータ８ａが劣化した場合と比較して、利用側フィルタ１０が目詰まりした場合の方が利用側送風機８のファン回転数を大きくすることが困難なためである。また、利用側フィルタ１０に異常が発生した場合の弁開度の指示値と正常時の弁開度の指示値との差と、ファンモータ８ａに異常が発生した場合の弁開度の指示値と正常時の弁開度の指示値との差とについても、同様である。
　すなわち、本実施の形態１では、各パラメータの正常時との差の大きさにより、異常の要因がファンモータ８ａおよび利用側フィルタ１０のいずれであるのかを判断することができる。
（熱交換器異常時）
　次に、利用側熱交換器５に異常が発生することにより、冷凍サイクル装置１００が正常に動作しない場合について説明する。この例では、利用側熱交換器５に異常、特に熱交換器が腐食し、冷媒と室内空気との間で熱交換を行うことができない場合について説明する。
　図１０は、図１の冷凍サイクル装置１００が正常に動作しない場合で、利用側送風機８の回転数を変化させたときの各種パラメータの状態の第３の例を示す概略図である。図１０（ａ）は、特殊運転モードにおいて設定された利用側送風機８のファン回転数の状態を示す。この例では、図７（ａ）、図８（ａ）および図９（ａ）に示す場合と同様に、時点Ｘで利用側送風機８のファン回転数を大きくし、時点Ｙでファン回転数を元の回転数に戻すものとする。
　図１０（ｂ）は、利用側送風機８のファン回転数を図１０（ａ）に示すように変化させた場合の、利用側熱交換器５における過熱度の状態を示す。図１０（ｃ）は、利用側送風機８のファン回転数を図１０（ａ）に示すように変化させた場合の、利用側送風機８を駆動するためのファンモータ８ａに入力される電流値の状態を示す。図１０（ｄ）は、利用側送風機８のファン回転数を図１０（ａ）に示すように変化させた場合の、制御装置２０による減圧装置４に対する弁開度の指示値の状態を示す。なお、図１０（ｂ）および図１０（ｄ）において、点線で示す状態は、冷凍サイクル装置１００が正常に動作する場合の状態を示す。
　冷凍サイクル装置１００が正常に動作しない場合において、まず、制御装置２０は、図１０（ａ）に示すように利用側送風機８のファン回転数を変化させるように制御する。このときのファンモータ８ａに入力される電流値は、図１０（ｃ）に示すように、正常動作時と同様の値となる。
　また、制御装置２０は、利用側熱交換器５における過熱度が常に予め設定された温度となるように、減圧装置４の弁開度を制御する。しかしながら、この場合には、利用側熱交換器５において熱交換を行うことができないため、利用側熱交換器５における過熱度は、図１０（ｂ）に示すように、０℃あるいは略０℃となる。そのため、制御装置２０は、図１０（ｄ）に示すように、減圧装置４の弁開度を正常動作時よりも小さくするように減圧装置４を制御する。この場合には、過熱度が０℃あるいは略０℃であるため、制御装置２０は、減圧装置４の弁開度を最小とする。
　このように、冷凍サイクル装置１００に異常が発生し、その要因が利用側熱交換器５にある場合には、利用側熱交換器５における過熱度の状態と、制御装置２０による減圧装置４に対する弁開度の指示値とに、正常に動作する冷凍サイクル装置１００の場合と比較して差異が生じる。
　従って、冷凍サイクル装置１００に異常が発生した場合に特殊運転モードを実行し、利用側送風機８のファン回転数を変化させ、過熱度の状態および弁開度の指示値に正常動作時と比較して差異が認められる場合には、利用側熱交換器５に異常が発生したと判断することができる。
　なお、暖房運転時の状態で特殊運転モードを実行し、熱源側送風機７のファン回転数を変化させた場合についても、上述したのと同様である。
　すなわち、熱源側送風機７のファン回転数を変化させた際の、熱源側熱交換器３の過熱度、ファンモータ７ａの入力電流値および弁開度の指示値を確認することにより、熱源側送風機７のファンモータ７ａ、熱源側フィルタ９、および熱源側熱交換器３の異常を検出することができる。
　以上のように、本実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、圧縮機１、熱源側熱交換器３、減圧装置４、利用側熱交換器５が配管で接続され、冷媒が循環することによって冷凍サイクルが形成され、それぞれの機器の動作を制御する制御装置２０を備え、制御装置２０は、複数の機器に含まれる制御装置２０によって制御される複数の要素機器のうち、１つの要素機器の運転状態を第１の状態から第２の状態に変化させた場合のそれぞれの機器の状態に基づき、異常箇所を特定する特殊運転モードを行う。
　これにより、冷凍サイクル装置１００が正常に動作する場合と正常に動作しない場合とで、それぞれの機器の状態が異なるため、異常が発生しているか否かを判断することができる。また、ある要素機器の運転状態を変化させた場合に、変化する状態が異常箇所に応じて異なるため、異常箇所を特定することができる。
　実施の形態２．
　次に、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置について説明する。
　上述の実施の形態１では、熱源側熱交換器３を空冷式とした冷凍サイクル装置１００について説明した。本実施の形態２では、熱源側熱交換器３を水冷式とした冷凍サイクル装置について説明する。水冷式の冷凍サイクル装置としては、例えば、水冷式のチラーユニット等がある。
［冷凍サイクル装置の構成］
　図１１は、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００の構成の一例を示すブロック図である。図１１に示すように、冷凍サイクル装置２００は、圧縮機１、冷媒流路切替装置２、熱源側熱交換器２０３、減圧装置４、利用側熱交換器５、アキュムレータ６および水冷ポンプ５０で構成されている。冷凍サイクル装置２００は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様に冷凍サイクルを形成するとともに、熱源側熱交換器２０３および水冷ポンプ５０が配管接続されることにより、水またはブライン（以下、「冷却水」と適宜称する）が循環する水冷回路を形成する。なお、以下の説明において、上述した実施の形態１と同様の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。
　熱源側熱交換器２０３は、冷凍サイクルを流れる冷媒と、水冷ポンプ５０によって水冷回路を循環する冷却水との間で熱交換を行う。これにより、室内空間に供給される暖房用空気または冷房用空気が生成される。
　水冷ポンプ５０は、図示しない冷却塔から冷却水を吸引し、吸引した冷却水を熱源側熱交換器２０３に圧入する。水冷ポンプ５０は、例えば電流によって冷却水の流量を調整できるように構成されている。水冷ポンプ５０は、例えば、図示しないモータを流れる電流量によって容量制御が可能なＤＣポンプ等で構成されている。
　冷凍サイクル装置２００には、上述した冷凍サイクル装置１００に設けられた各種センサに加えて、温度センサ５１および５２、ならびに電流センサ５３が設けられている。
　温度センサ５１および５２は、水冷回路を流れる冷却水の温度を直接的または冷媒配管等を介して間接的に検出するために設けられ、検出結果を示す検出信号を制御装置２０に対して出力する。温度センサ５１は、熱源側熱交換器２０３における水冷回路の入口側に設けられ、熱源側熱交換器２０３に流入する冷却水の温度を検出する。温度センサ５２は、熱源側熱交換器２０３における水冷回路の出口側に設けられ、熱源側熱交換器２０３から流出する冷却水の温度を検出する。
　電流センサ５３は、水冷ポンプ５０を駆動する図示しないモータを流れる電流量を検出する。電流センサ５３は、例えばホール素子を用いて構成することができる。電流センサ５３は、検出結果を示す検出信号を制御装置２０に対して出力する。
［冷凍サイクル装置の動作］
　次に、上記構成を有する冷凍サイクル装置２００の動作について説明する。なお、冷房運転モードおよび暖房運転モード時の動作については、熱源側熱交換器２０３での熱交換の際に、冷媒と冷却水との間で熱交換を行う点で、上述した実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と相違し、その他の動作は冷凍サイクル装置１００と同様である。
　本実施の形態２において、異常を検出する特殊運転モードの際に制御装置２０によって運転状態を変化させる要素機器としては、圧縮機１、減圧装置４および水冷ポンプ５０が挙げられる。これらの機器のうち１つの機器の運転状態を、上述した実施の形態１と同様に変化させ、残りの機器の運転状態を固定させることにより、異常を検出することができる。
　例えば、水冷ポンプ５０の運転状態を変化させる場合には、水冷ポンプ５０から流出する冷却水の流量を変化させる。水冷ポンプ５０からの冷却水の流量を変化させることにより、実施の形態１において熱源側送風機７の回転数を変化させる場合と同様に、水冷ポンプ５０、熱源側熱交換器２０３等の異常を検出することができる。
　すなわち、水冷ポンプ５０からの冷却水の流量を変化させた際の、水冷ポンプ５０のモータに対する電流値および弁開度の指示値を確認することにより、水冷ポンプ５０の異常を検出することができる。
　以上のように、本実施の形態２に係る冷凍サイクル装置２００は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００に対して、さらに、冷却水が循環する水冷回路が形成され、冷却水を循環させる水冷ポンプ５０を備え、熱源側熱交換器２０３は、冷却水と冷媒との間で熱交換を行い、減圧装置４は、弁の開度を調整することによって冷媒を膨張させる膨張弁であり、制御装置２０は、熱源側熱交換器２０３の過熱度が一定となるように制御した状態で、水冷ポンプ５０から流出する冷却水の流量を変化させた場合に、水冷ポンプ５０のモータに対する電流値と、減圧装置４に対する弁開度の指示値とに基づき、水冷ポンプ５０の異常を検出することができる。
　実施の形態３．
　次に、本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置について説明する。本実施の形態３では、上述した実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００を電車等の車両用の空調として適用した場合について説明する。
［冷凍サイクル装置の構成］
　図１２は、本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置３００の構成の一例を示すブロック図である。図１２に示すように、冷凍サイクル装置３００は、２系統の冷凍サイクル装置１００Ａおよび１００Ｂで構成されている。冷凍サイクル装置１００Ａおよび１００Ｂとしては、上述した実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様の構成を有するものを適用することができる。
　冷凍サイクル装置１００Ａは、圧縮機１Ａ、冷媒流路切替装置２Ａ、熱源側熱交換器３Ａ、減圧装置４Ａ、利用側熱交換器５Ａおよびアキュムレータ６Ａで構成され、これらの各機器により冷凍サイクルが形成されている。
　また、冷凍サイクル装置１００Ａには、制御装置２０Ａが設けられている。熱源側熱交換器３Ａには、ファンモータ７ａＡによって駆動する熱源側送風機７Ａが設けられている。利用側熱交換器５Ａには、ファンモータ８ａＡによって駆動する利用側送風機８Ａが設けられている。
　さらに、熱源側熱交換器３Ａと熱源側送風機７Ａとの間には、熱源側フィルタ９Ａが設けられている。利用側熱交換器５Ａと利用側送風機８Ａとの間には、利用側フィルタ１０Ａが設けられている。
　冷凍サイクル装置１００Ｂは、圧縮機１Ｂ、冷媒流路切替装置２Ｂ、熱源側熱交換器３Ｂ、減圧装置４Ｂ、利用側熱交換器５Ｂおよびアキュムレータ６Ｂで構成され、これらの各機器により冷凍サイクルが形成されている。
　また、冷凍サイクル装置１００Ｂには、制御装置２０Ｂが設けられている。熱源側熱交換器３Ｂには、ファンモータ７ａＢによって駆動する熱源側送風機７Ｂが設けられている。利用側熱交換器５Ｂには、ファンモータ８ａＢによって駆動する利用側送風機８Ｂが設けられている。
　さらに、熱源側熱交換器３Ｂと熱源側送風機７Ｂとの間には、熱源側フィルタ９Ｂが設けられている。利用側熱交換器５Ｂと利用側送風機８Ｂとの間には、利用側フィルタ１０Ｂが設けられている。
［冷凍サイクル装置の動作］
　冷凍サイクル装置３００では、２系統の冷凍サイクル装置１００Ａおよび１００Ｂのそれぞれが、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００と同様の動作を行うため、詳細な説明を省略する。
　ここで、本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置３００は、車両に搭載される。車両が走行中の場合には、変電所の変更等による断線区間が存在するので、冷凍サイクル装置３００の運転が頻繁に停止する。また、車両の営業運転中には、営業時間および営業区間等により乗客の人数が大きく異なるので、室外空気の温度等が安定しない。
　そのため、このように乗客の有無等による負荷が安定しない状態で、上述した特殊運転モードを実行して異常の検出処理を行っても、異常を正確に検出することが困難である。そこで、本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置３００では、車両が車庫に入っている場合、または営業運転を開始する前など、負荷が変化せず、また冷凍サイクル装置３００の運転が停止しない状態で特殊運転モードを実行すると好ましい。
　なお、負荷が変化しない状態は、例えば、室内の雰囲気温度、すなわち車両内の温度を検出する温度センサ３８Ａおよび３８Ｂで検出された温度に基づいて検出することができる。具体的には、例えば、ある時間内における温度センサ３８Ａおよび３８Ｂで検出された温度の変動が予め設定された範囲内である場合に、制御装置２０Ａおよび２０Ｂは、冷凍サイクル装置３００が搭載された車両に対する負荷が変化しないと判断し、特殊運転モードを実行する。
　以上のように、本実施の形態３に係る冷凍サイクル装置３００は、車両に対する負荷が変化しない状態を検出した場合に、特殊運転モードを実行する。そのため、負荷の変動が大きい車両等に冷凍サイクル装置３００が搭載された場合でも、異常を適切に検出することができる。
　１、１Ａ、１Ｂ　圧縮機、２、２Ａ、２Ｂ　冷媒流路切替装置、３、３Ａ、３Ｂ　熱源側熱交換器、４、４Ａ、４Ｂ　減圧装置、５、５Ａ、５Ｂ　利用側熱交換器、６、６Ａ、６Ｂ　アキュムレータ、７、７Ａ、７Ｂ　熱源側送風機、７ａ、７ａＡ、７ａＢ　ファンモータ、８、８Ａ、８Ｂ　利用側送風機、８ａ、８ａＡ、８ａＢ　ファンモータ、９、９Ａ、９Ｂ　熱源側フィルタ、１０、１０Ａ、１０Ｂ　利用側フィルタ、２０、２０Ａ、２０Ｂ　制御装置、２１　センサ情報解析部、２２　異常判断部、２３　記憶部、２４　動作制御部、２５　運転モード設定部、２８　表示部、３０　操作入力部、３１、３２　圧力センサ、３３、３４、３５、３６、３７、３８、３８Ａ、３８Ｂ　温度センサ、３９、４０　電流センサ、５０　水冷ポンプ、５１、５２　温度センサ、１００、１００Ａ、１００Ｂ、２００、３００　冷凍サイクル装置、１１０　監視システム、１０１　ローカルコントローラ、１０２　監視装置、１０３　記憶装置、１０５　ネットワーク、１２１　演算部、１２２　制御部、１２３　通信部、１２４　表示部、１２０　操作入力部、１３１　通信部、１３２　記憶部、２０３　熱源側熱交換器。

Claims (11)

  1. 　圧縮機、熱源側熱交換器、減圧装置、利用側熱交換器が配管で接続され、冷媒が循環することによって冷凍サイクルが形成される冷凍サイクル装置であって、
    　それぞれの機器の動作を制御する制御装置
    を備え、
    　前記制御装置は、
    　複数の前記機器に含まれる前記制御装置によって制御される複数の要素機器のうち、１つの要素機器の運転状態を第１の状態から第２の状態に変化させた場合のそれぞれの前記機器の状態に基づき、異常箇所を特定する特殊運転モードを行うものである
    冷凍サイクル装置。
  2. 　前記減圧装置は、
    　弁の開度を調整することによって冷媒を膨張させる膨張弁であり、
    　前記制御装置は、
    　前記利用側熱交換器および前記熱源側熱交換器のいずれかの熱交換器の過熱度が一定となるように制御した状態で、前記圧縮機の圧縮機周波数を変化させた場合に、前記減圧装置に対する弁開度の指示値に基づき、前記減圧装置の異常を検出する
    請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
  3. 　ファンモータによって駆動し、前記利用側熱交換器に対して空気を供給する利用側送風機と、
    　前記利用側熱交換器および前記利用側送風機の間に設けられた利用側フィルタと
    をさらに備え、
    　前記減圧装置は、
    　弁の開度を調整することによって冷媒を膨張させる膨張弁であり、
    　前記制御装置は、
    　前記利用側熱交換器の過熱度が一定となるように制御した状態で、前記利用側送風機のファン回転数を変化させた場合に、前記利用側送風機の前記ファンモータに対する入力電流値と、前記減圧装置に対する弁開度の指示値とに基づき、前記ファンモータまたは前記利用側フィルタの異常を検出する
    請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
  4. 　前記制御装置は、
    　前記利用側熱交換器の過熱度と、前記減圧装置に対する弁開度の指示値とに基づき、前記利用側熱交換器の異常を検出する
    請求項３に記載の冷凍サイクル装置。
  5. 　ファンモータによって駆動し、前記熱源側熱交換器に対して空気を供給する熱源側送風機と、
    　前記熱源側熱交換器および前記熱源側送風機の間に設けられた熱源側フィルタと
    をさらに備え、
    　前記減圧装置は、
    　弁の開度を調整することによって冷媒を膨張させる膨張弁であり、
    　前記制御装置は、
    　前記熱源側熱交換器の過熱度が一定となるように制御した状態で、前記熱源側送風機のファン回転数を変化させた場合に、前記熱源側送風機の前記ファンモータに対する入力電流値と、前記減圧装置に対する弁開度の指示値とに基づき、前記ファンモータまたは前記熱源側フィルタの異常を検出する
    請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
  6. 　前記制御装置は、
    　前記熱源側熱交換器の過熱度と、前記減圧装置に対する弁開度の指示値とに基づき、前記熱源側熱交換器の異常を検出する
    請求項５に記載の冷凍サイクル装置。
  7. 　冷却水が循環する水冷回路が形成され、
    　前記冷却水を循環させる水冷ポンプ
    をさらに備え、
    　前記熱源側熱交換器は、
    　前記冷却水と前記冷媒との間で熱交換を行い、
    　前記減圧装置は、
    　弁の開度を調整することによって冷媒を膨張させる膨張弁であり、
    　前記制御装置は、
    　前記熱源側熱交換器の過熱度が一定となるように制御した状態で、前記水冷ポンプから流出する前記冷却水の流量を変化させた場合に、前記水冷ポンプのモータに対する電流値と、前記減圧装置に対する弁開度の指示値とに基づき、前記水冷ポンプの異常を検出する
    請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
  8. 　車両に搭載され、
    　前記制御装置は、
    　前記車両に対する負荷が安定した場合に、前記特殊運転モードを行う
    請求項１～７のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  9. 　操作に応じた操作信号を出力する操作入力部をさらに備え、
    　前記制御装置は、
    　前記操作信号に基づき、前記特殊運転モードを行う
    請求項１～８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  10. 　前記操作入力部は、遠隔地に設けられ、
    　前記制御装置は、
    　遠隔操作によって前記操作入力部から出力される前記操作信号を受信する通信部を有し、
    　前記通信部を介して受信した前記操作信号に基づき、前記特殊運転モードを行う
    請求項９に記載の冷凍サイクル装置。
  11. 　検出された前記異常を示す情報を表示する表示部をさらに備える
    請求項１～１０のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
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