(57)【要約】【課題】冷凍サイクル装置が加熱又は冷却等する対象空間の温度等の安定を維持する運転を行いつつ、圧縮機の劣化診断を行う圧縮機劣化診断装置等を得る。【解決手段】圧縮機１等を配管接続して冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置の圧縮機劣化診断装置３０であって、各種検出手段が検出した物理量を測定する測定部３０ａと、圧縮機１を駆動して運転制御を行う駆動部３０ｃと、測定部３０ａの測定結果に基づく判定により圧縮機の劣化診断を行う判定部３０ｅとを備え、判定部３０ｅは、圧縮機１の劣化診断に係る物理量を測定する劣化診断運転を開始するかどうかを判定し、劣化診断運転を開始するものと判定すると、設定温度を高く変更して対象空間の温度を上げる運転を駆動部３０ｃに行わせ、設定温度に到達したものと判断すると、対象空間の温度が所定温度に下がるまでの間に、駆動部３０ｃに劣化診断運転を行わせる処理を行うものである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を配管接続して冷媒回路を構成し、対象空間を設定温度にする冷凍サイクル装置の、前記圧縮機の劣化を診断する圧縮機劣化診断装置であって、
検出手段が検出した物理量を測定する測定部と、
少なくとも圧縮機を駆動して運転制御を行う駆動部と、
前記測定部の測定結果に基づく判定により前記圧縮機の劣化診断を行う判定部と
を備え、
該判定部は、前記圧縮機の劣化診断に係る物理量を測定する劣化診断運転を開始するかどうかを判定し、劣化診断運転を開始するものと判定すると、前記設定温度を高く変更して対象空間の温度を上げる運転を前記駆動部に行わせ、前記設定温度に到達したものと判断すると、前記対象空間の温度が所定温度に下がるまでの間に、駆動部に前記劣化診断運転を行わせる処理を行うことを特徴とする圧縮機劣化診断装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記対象空間に人がいないと判断すると、前記対象空間の温度を上げる運転を前記駆動部に行わせずに、前記劣化診断運転を開始させることを特徴とする請求項１に記載の圧縮機劣化診断装置。
【請求項３】
劣化診断運転において前記測定部が測定した物理量に基づいて診断指標を算出する演算部をさらに備え、
前記判定部は、前記圧縮機が劣化していないときの前記物理量に基づく診断基準値を設定し、前記診断基準値に基づく診断閾値と前記診断指標とを比較して前記圧縮機が劣化しているかどうかを診断処理することを特徴とする請求項１又は２に記載の圧縮機劣化診断装置。
【請求項４】
前記判定部による圧縮機の劣化診断結果を出力する出力装置をさらに備えることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の圧縮機劣化診断装置。
【請求項５】
電気通信回線を介して前記冷凍サイクル装置と通信接続し、前記冷凍サイクル装置から送られる信号に基づいて処理を行うことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の圧縮機劣化診断装置。
【請求項６】
圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を配管接続して冷媒回路を構成する冷凍サイクル装置の前記圧縮機の劣化診断に係る物理量を測定する劣化診断運転を開始するかどうかを判定する開始判定工程と、
劣化診断運転を開始するものと判定すると、設定温度を高く変更して対象空間の温度を上げる運転を行い、設定温度に到達したものと判断すると、前記対象空間の温度が所定温度に下がるまでの間に前記劣化診断運転を行う劣化診断運転工程と、
前記劣化診断運転において測定した物理量に基づいて、圧縮機の劣化診断を行う診断工程と
を有することを特徴とする圧縮機劣化診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、圧縮機の劣化を診断する圧縮機劣化診断装置等に関するものである。特に冷凍サイクル装置における圧縮機の診断に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機を駆動して、冷媒を循環させて加熱、冷却等を行う冷凍サイクル装置では、装置を据え付けてから稼働期間が長期間経過すると、圧縮機自体が劣化する。具体的には、圧縮機構部の摩耗により、圧縮機内部において、高圧側の部分から低圧側の部分への冷媒漏れ等が生じる。このため、圧縮効率が低下して冷凍サイクル装置のＣＯＰ（成績係数）が低下する。従来は、圧縮機の劣化を直接知る方法はなく、明らかに異常とわかる事態が生じる又は圧縮機が完全に故障するまで、圧縮機又は部品の交換等がなされることなく放置されているケースが多かった。そこで、圧縮機の劣化を診断（判定、判断）する技術が提案されている。
【０００３】
圧縮機の劣化を診断する方法として、圧縮工程前後の冷媒状態が一定である限りは変化しないポリトロープ指数を用いて、この指数による値を定期的に計測し、値の変化が所定の範囲を超えていると圧縮機が劣化していると診断する方法がある（例えば、特許文献１参照）。ここで、同一の冷媒状態を成立させるまでに周囲空気温度等の環境条件の変動が継続して生じると、圧縮機劣化判定が可能な冷媒条件が整うまでには長時間かかる。
【０００４】
また、複数の空気調和装置と、ＬＡＮ、電話回線等のネットワーク（電気通信回線）等で通信接続し、空気調和装置から送られる運転データ、構成機器の故障来歴等のデータ等を含む信号を受信し、記録等を行う監視装置を備えた空調調和装置の遠隔監視システムがある（例えば、特許文献２参照）。この遠隔監視システムにおいては、圧縮機に流れる電流等に基づいて、圧縮機の軸受け損傷を判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４７９０５号公報
【特許文献２】特開２００１−１４１２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通常、例えば空調設備は建物負荷にたいして余裕を持って選定されている。圧縮機についても、夏季の高負荷状態でも圧縮機回転数が最大回転数の７０％程度で能力供給が可能である。そこで、圧縮機劣化診断を含め、故障診断を行う場合に共通する条件に、圧縮機を高周波数で固定して駆動させるということがある。
【０００７】
例えば特許文献１のような圧縮機劣化診断方法では、診断に必要な物理量（温度、圧力）を得るために必要な冷媒状態を維持するには運転時間が長くなる傾向があった。このため、圧縮機を高周波数で固定して駆動させて運転すると、室内温度が低くなりすぎてしまい、例えば居室（室内）にいる滞在者が不快に感じる等、空気調和等に支障が生じる可能性がある。
【０００８】
また、特許文献２の遠隔監視システムは、空気調和装置の運転に係るデータを集めているが、データを集める際、積極的に監視装置側から空気調和装置の運転を制御するということはなされていなかった。
【０００９】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、冷凍サイクル装置が加熱又は冷却等する対象空間等の温度等を支障のない範囲で維持する運転を行いつつ、圧縮機の劣化診断を行う圧縮機劣化診断装置等を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するための圧縮機劣化診断装置であり、圧縮機、凝縮器、減圧装置及び蒸発器を配管接続して冷媒回路を構成し、対象空間を設定温度にする冷凍サイクル装置の、圧縮機の劣化を診断する圧縮機劣化診断装置であって、検出手段が検出した物理量を測定する測定部と、少なくとも圧縮機を駆動して運転制御を行う駆動部と、測定部の測定結果に基づく判定により圧縮機の劣化診断を行う判定部とを備え、判定部は、圧縮機の劣化診断に係る物理量を測定する劣化診断運転を開始するかどうかを判定し、劣化診断運転を開始するものと判定すると、設定温度を高く変更して対象空間の温度を上げる運転を駆動部に行わせ、設定温度に到達したものと判断すると、対象空間の温度が所定温度に下がるまでの間に、駆動部に劣化診断運転を行わせる処理を行うものである。
【発明の効果】
【００１１】
この発明に係る圧縮機劣化診断装置においては、能力過多になる劣化診断運転を行う前に、設定温度を上げて運転した後、劣化診断運転を所定温度に下がるまでの間に行うようにしたので、例えば、対象空間の環境（温度等）を支障のない範囲で維持しつつ、圧縮機の劣化診断を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の制御関係を示すブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒の状態遷移を示すＰ−ｈ線図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の圧縮機劣化診断の流れを示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係る冷媒状態制御運転１の制御を説明する図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係る診断基準値関数表の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る空気調和装置監視システム１０００の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態に係る冷凍サイクル装置等について図面等を参照しながら説明する。以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、以下に記載する実施の形態の全文において共通することとする。そして、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、明細書に記載された形態に限定するものではない。特に構成要素の組み合わせは、各実施の形態における組み合わせのみに限定するものではなく、他の実施の形態に記載した構成要素を別の実施の形態に適用することができる。また、添字で区別等している複数の同種の機器等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合がある。そして、図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。
【００１４】
実施の形態１．
《機器構成》
図１はこの発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の構成を示す図である。冷凍サイクル装置となる空気調和装置１００は、室外ユニットＡと、複数の室内ユニットＢ（図１ではＢ１、Ｂ２）とを有し、冷媒配管で接続している。本実施の形態では、２台の室内ユニットＢ１、Ｂ２を並列に配管接続している。ただ、室内ユニットＢを１台又は３台以上接続して構成してもよい。また、複数の室内ユニットＢのそれぞれの熱交換容量が異なっても、全ての室内ユニットＢの熱交換容量が同じであってもよい。
【００１５】
室外ユニットＡは、例えば圧縮機１、四方弁２及び室外熱交換器３を備えている。また、室内ユニットＢは、室内熱交換器５及び膨張弁４を備えている。そして、圧縮機１、四方弁２、室外熱交換器３、膨張弁４及び室内熱交換器５を配管接続することで、冷媒を循環させる冷媒回路を構成している。
【００１６】
ここで、冷媒回路を循環する冷媒の種類については任意の冷媒を用いることができる。例えば、二酸化炭素（ＣＯ２）、炭化水素、ヘリウム等のような自然冷媒、Ｒ４１０Ａを用いることができる。また、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４Ａ等の代替冷媒等の塩素を含まない冷媒を用いることができる。
【００１７】
圧縮機１は、吸入した冷媒を圧縮して吐出する。本実施の形態の圧縮機１は、例えばインバータ回路等により、運転容量（周波数）を可変させることが可能な容積式圧縮機である。
【００１８】
四方弁２は、例えば冷房運転時と暖房運転時とによって冷媒が流れる方向を切り換える機能を有する弁である。冷房運転時には、圧縮機１の吐出側と室外熱交換器３とを接続するとともに、圧縮機１の吸入側と室内ユニットとの接続配管を接続するように冷媒流路を切り換える（図１の四方弁２の実線）。暖房運転時には、圧縮機１の吐出側と室内ユニットとの接続配管を接続するとともに、圧縮機１の吸入側と室外熱交換器３とを接続するように冷媒流路を切り換える（図１の四方弁２の破線）。ここで、本実施の形態では、四方弁２を設けて暖房運転と冷房運転とを切り換え可能な空気調和装置について説明するが、このような空気調和装置に限るものではない。例えば、冷房運転のみを行う空気調和装置等にも適用することができる。冷房運転のみを行う場合には、四方弁２を設ける必要はない。
【００１９】
室外熱交換器３は、室外送風装置６により送られる外気（室外の空気）と冷媒との熱交換を行う。例えば、暖房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。また、冷房運転時においては凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。室外送風装置６は、室外熱交換器３に外気を送り込み、冷媒との熱交換を促進する。ここで、室外送風装置６は、ＤＣモータ（図示せず）によって駆動される遠心ファン、多翼ファン等で構成され、送風量を調整することが可能になっている。
【００２０】
また、バルブ１１（１１ａ，１１ｂ）は、室外ユニットＡにおいて、外部との配管接続口に設けられた例えばボールバルブや開閉弁、操作弁等の開閉動作が可能な弁により構成されている。例えば、閉止することで、外部との間の冷媒通過を制限する。
【００２１】
室内ユニットＢが有する減圧装置（絞り装置、流量制御装置）等の膨張弁４は冷媒を減圧して膨張させる。本実施の形態では、任意に開度調整可能な電子式膨張弁等で構成している。また、室内熱交換器５は、例えば室内送風装置７により送られる、空調対象（室内）の空気と冷媒との熱交換を行う。暖房運転時においては凝縮器として機能し、冷媒を凝縮して液化させる。また、冷房運転時においては蒸発器として機能し、冷媒を蒸発させ、気化させる。室内送風装置７は、室内熱交換器５に室内の空気を送り込み、冷媒との熱交換を促進する。室内送風装置７についても、送風量を調整することが可能であるものとする。
【００２２】
続いて、空気調和装置の運転状態を判断するために各種物理量を検出する検出手段となるセンサ類等について説明する。本実施の形態の室外ユニットＡは、吐出温度センサ４１、吸入温度センサ４２、室外吸込空気温度センサ４０、吐出圧力センサ３１及び吸入圧力センサ３２を備えている。また、外気温度を検出する外気温検出手段として、室外吸込空気温度センサ４０を備えている。
【００２３】
吐出温度センサ４１は、圧縮機１の吐出側に設置され、圧縮機１より吐出した冷媒の温度を検出する。また、吸入温度センサ４２は、圧縮機１の吸入側に設置され、圧縮機１に吸入される冷媒の温度を検出する。
【００２４】
吐出圧力センサ３１は、圧縮機１の吐出側に設置され、圧縮機１から吐出された冷媒の圧力を検出する。また、吸入圧力センサ３２は、圧縮機１の吸入側に設置され、圧縮機１に吸入される冷媒の圧力を検出する。吐出圧力センサ３１が検出する圧力を飽和温度に換算することにより、冷媒回路における凝縮温度ＣＴを求めることができる。また、吸入圧力センサ３２が検出する圧力を飽和温度に換算することにより、冷媒回路における蒸発温度ＥＴを求めることができる。
【００２５】
ここで、吐出圧力センサ３１及び吐出温度センサ４１の設置位置については、図１に示す位置に限るものではなく、圧縮機１の吐出側から四方弁２に至るまでの区間であればよい。また、吸入圧力センサ３２及び吸入温度センサ４２の設置位置についても、図１に示す位置に限るものではなく、四方弁２から圧縮機１の吸入側に至るまでの区間であればよい。
【００２６】
室外吸込空気温度センサ４０は、室外熱交換器３に流入する空気温度を、室外熱交換器３が設置される室外ユニットＡの周囲空気温度として検出する。
【００２７】
本実施の形態の各室内ユニットＢは、運転状態量検出手段として、室内熱交換器５の冷媒流出入口に、ガス側温度センサ４４及び液側温度センサ４５を備えている。また、空調対象空間となる室内温度を検出する室温検出手段として、室内吸込空気温度センサ４３を備えている。
【００２８】
ガス側温度センサ４４は、冷房運転時に室内熱交換器５から流出する（暖房運転時に室内熱交換器５に流入する）冷媒の温度を検出する。液側温度センサ４５は、暖房運転時に室内熱交換器５から流出する（冷房運転時に室内熱交換器５に流入する）冷媒の温度を検出する。
【００２９】
室内吸込空気温度センサ４３は、例えば室内熱交換器５に流入する空気温度を、室内ユニットＢの周囲空気温度として検出する。
【００３０】
図２はこの発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の制御関係を示すブロック図である。図２には、空気調和装置１００の制御を行う制御装置となる制御部３０と制御部３０と信号の送受信に係る接続関係にあるセンサ類及びアクチュエータ類との関係を示している。また、本実施の形態の制御部３０は圧縮機１の劣化を診断する圧縮機劣化診断装置となる。
【００３１】
本実施の形態の制御部３０は、例えば室外ユニットＡに内蔵されている。制御部３０は、測定部３０ａ、演算部３０ｂ、駆動部３０ｃ、記憶部３０ｄ、判定部３０ｅを有している。
【００３２】
測定部３０ａには、各種センサ類（圧力センサ、温度センサ等）が検出した物理量となる運転状態量等を含む信号が入力される。そして、測定部３０ａは、圧力、温度等の測定処理を行う。また、測定部３０ａは運転状態量として圧縮機１の運転容量の測定も行う。ここで、駆動部が圧縮機１に指示する回転数（駆動周波数）を運転容量としてもよい。以上のようにして測定部３０ａが測定した運転状態量のデータは、記憶部３０ｄが記憶し、演算部３０ｂが処理する。
【００３３】
演算部３０ｂは、例えば、測定部３０ａが測定した運転状態量等に基づき、与えられた式等を用いて、例えば冷媒物性値（飽和圧力、飽和温度、エンタルピ等）等を演算処理する。ここで、例えば、冷媒の凝縮温度ＣＴ、冷媒の蒸発温度ＥＴ、圧縮機１の吸入冷媒過熱度ＳＨｓ等を測定部３０ａが測定するものとしてもよい。また、運転状態量等に基づいて、判定部３０ｅが圧縮機１の劣化診断を行うための診断指標δ等の算出処理等を行う。
【００３４】
駆動部３０ｃは、例えば演算部３０ｂの演算結果等による、判定部３０ｅの判定に基づき、圧縮機１、膨張弁４、室外送風装置６、室内送風装置７等の空気調和装置１００の機器を駆動させ、各種運転制御を行う。
【００３５】
記憶部３０ｄは、測定部３０ａの測定処理に係る運転状態量、演算部３０ｂによって得られた結果、予め定められた定数、冷媒の物性値（飽和圧力、飽和温度）を計算する関数式や関数表（テーブル）等をデータとして記憶する。記憶部３０ｄ内のデータは、必要に応じて参照、書き換えることが可能である。また、記憶部３０ｄには、制御プログラムが記憶されており、制御部３０の各部は、記憶部３０ｄが記憶するプログラムにしたがって空気調和装置１００の運転制御、圧縮機劣化診断等の処理を行う。
【００３６】
判定部３０ｅは、測定部３０ａの測定結果、演算部３０ｂの演算結果等に基づいて、後述する劣化診断基準値δｍの設定、診断指標δとの比較、劣化診断（判断）等の処理を行う。圧縮機劣化診断方法の詳細について詳細は後述する。
【００３７】
ここで、制御部３０のハードウェア構成については、測定部３０ａ、演算部３０ｂ、駆動部３０ｃ及び判定部３０ｅは、例えばＣＰＵ等を有するマイクロコンピュータ等で構成する。また、記憶部３０ｄは半導体メモリ等で構成する。ＣＰＵがメモリに格納されたプログラムを実行することにより、測定部３０ａ、演算部３０ｂ、駆動部３０ｃ及び判定部３０ｅが行う処理を実現する。
【００３８】
また、制御部３０は出力装置５０及び入力装置６０と接続している。出力装置５０は、制御部３０が処理した結果を表示、報知等するＬＥＤ、モニタ等の表示・報知手段、信号に含めて電気通信回線等に送信する通信手段等である。入力装置６０は、操作指示等が入力されるリモートコントローラ、基板上のスイッチ類等の入力手段、電気通信回線を介して外部からの信号が入力される通信手段（図示せず）等である。
【００３９】
ここで、本実施の形態の空気調和装置１００では、室外ユニットＡに制御部３０を内蔵する構成としたが、これに限るものではない。例えば、制御部３０を複数のハードウェアで構成し、機能を分散する等してもよい。例えば、室外ユニットＡがメインとなる制御部を有し、室内ユニットＢが制御部の機能の一部を実行するサブ制御部を有するようにしてもよい。そしてメインの制御部とサブの制御部との間でデータ通信を行うことにより連携処理を行う構成としてもよい。また、室内ユニットＢが制御部を内蔵するようにしてもよい。また、空気調和装置外の装置に制御部を別置等するようにしてもよい。
【００４０】
《運転動作（冷房モード）》
実施の形態１の空気調和装置１００における代表的な運転モードであり、後に説明する圧縮機劣化診断モードと同じ冷媒の流れとなる冷房モードの運転動作について、図１等に基づいて説明する。冷房モード時は四方弁２が図１の実線で示される状態となっている。したがって、圧縮機１の吐出側と室外熱交換器３側の配管とが接続され、かつ圧縮機１の吸入側と室内熱交換器５に接続された状態となっている。
【００４１】
圧縮機１は高温高圧のガス冷媒を吐出する。圧縮機１から吐出した高温高圧のガス冷媒は、四方弁２を経由して、凝縮器となる室外熱交換器３に流入する。室外熱交換器３において、冷媒は室外送風装置６の送風により送られた外気との熱交換により凝縮液化し、高圧低温の冷媒となって室外ユニットＡから流出する。
【００４２】
室外ユニットＡから流出した冷媒は各室内ユニットＢに流入する。各室内ユニットＢに流入した冷媒は、各膨張弁４で減圧されて二相冷媒となって、各室内熱交換器５へ送られる。減圧された二相冷媒は蒸発器となる各室内熱交換器５に流入する。各室内熱交換器５において、室内送風装置７により送られた室内の空気との熱交換により蒸発気化し、低圧のガス冷媒となって各室内ユニットＢから流出する。各室内ユニットＢから流出した低圧ガス冷媒は室外ユニットＡに流入し、四方弁２を経由して圧縮機１へ吸入される。
【００４３】
ここで、制御部３０は、各室内熱交換器５から流出した低圧ガス冷媒における冷媒過熱度が所定の温度になるように膨張弁４の開度を調整する。低圧ガス冷媒における冷媒過熱度は、各ガス側温度センサ４４が検出した温度から吸入圧力センサ３２が検出した圧力に基づく飽和温度換算値（蒸発温度ＥＴ）を引いた温度となる。このように、各室内熱交換器５には室内ユニットＢが設置された空調空間において要求される運転負荷に応じた流量の冷媒が流れる。
【００４４】
《圧縮機劣化診断方法》
図３はこの発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒の状態遷移を示すＰ−ｈ線図である。実施の形態１の空気調和装置１００において、制御部３０が行う圧縮機劣化診断方法は、空気調和装置１００の据付当初の所定の冷媒条件における基準の運転状態量（診断基準）と、据付から所定期間が経過したときの、基準と同一の所定の冷媒条件における運転状態量（診断指標）とを比較して圧縮機１の劣化を診断するものである。この圧縮機劣化診断の原理について説明する。
【００４５】
実施の形態１に係る空気調和装置１００の動作原理である蒸気圧縮式の冷凍サイクルでは、図３に示したＰ−ｈ線図（モリエル線図）のように、冷媒は圧縮行程においてＡ点からＢ点まで圧縮された後、凝縮行程においてＣ点まで冷却される。そして、Ｃ点まで冷却された冷媒は、膨張行程においてＤ点まで減圧され、蒸発行程においてＡ点まで加熱される作用を受ける。以上のようにして冷媒回路を循環する。
【００４６】
一方で、据付から長時間（例えば数年）が経過して圧縮機１が劣化すると、圧縮機１の吸入側冷媒状態（Ａ点）が同じでも、圧縮行程のカーブが変化して吐出側冷媒の状態が変化し、例えばＢ点がＢ’点に移動する。この場合、圧縮機入力に相当する圧縮機１でのエンタルピ差が設置当初はΔｈｃだったのに対し、Δｈｃ’に増加して圧縮機効率が低下する。
【００４７】
このような冷凍サイクルにおいては、上記のような圧縮機効率低下時の圧縮行程のカーブ変化に伴う運転状態量の変化に基づいて、圧縮機劣化の有無を診断することができる。例えば、圧縮行程において、圧縮機１の効率が低下するにつれて、運転状態量のうち、圧縮機１の吐出冷媒温度がおおよそ単調に上昇するという現象が見られる。そこで、本実施の形態では、このような圧縮機効率に対する運転状態量の変化特性に基づいて圧縮機劣化診断を行う。
【００４８】
《圧縮機劣化診断モード》
図４はこの発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の圧縮機劣化診断の流れを示す図である。以下、制御部３０が行う圧縮機劣化診断における処理の流れについて説明する。各ステップでの詳細な動作説明は、以降で改めて説明する。ここで、圧縮機劣化診断を行う際の圧縮機劣化診断モードでは、四方弁２が図１の実線側に切り換えられ、冷媒回路において冷媒が冷房運転と同じ流れとなるようにして処理を行う。
【００４９】
圧縮機劣化診断処理を開始して一定時間経過後、運転状態を測定するために空気調和装置１００の各アクチュエータ（ここでは、圧縮機１、膨張弁４、室外送風装置６、室内送風装置７が該当）と、運転状態量（例えば、冷媒の凝縮温度ＣＴ、冷媒の蒸発温度ＥＴ、圧縮機１の吸入冷媒過熱度ＳＨｓ、圧縮機１の吐出冷媒温度Ｔｄ、圧縮機１の吸入冷媒温度Ｔｓ）、の測定処理を行う（ステップＳ１）。
【００５０】
そして、測定結果に基づいて、圧縮機１の劣化診断を行うのに適正な運転状態（例えば、圧縮機１の発停運転なし、かつ、吸入冷媒過熱度ＳＨｓが十分高い等）の条件（診断条件）を満たしているかどうかを判断する（ステップＳ２）。診断条件を満たしていないと判断すると（ステップＳ２；ＮＯ）、ステップＳ１に戻る。また、診断条件を満たしていると判断すると（ステップＳ２；ＹＥＳ）、ステップＳ３へ進む。
【００５１】
次に居室（室内）に滞在者がいるかどうかを判断する（ステップＳ３）。滞在者がいるかどうかの判断方法としては、例えば、ビルに設置されている防犯設備は、フロア毎の施錠状態を監視しているので、フロアが施錠されているならば、当該フロアには誰もいないと判断する方法が考えられる。また、フロアの全照明がオフであると判断すると当該フロアに誰もいないと判断する方法が考えられる。室内機に取り付けられた人感センサ、温度センサ、カメラ等（図示せず）によって判断することが考えられる。制御部３０は、滞在者がいないと判断すると（ステップＳ３；ＮＯ）、ステップＳ１５に移る。一方、滞在者がいると判断すると（ステップＳ３；ＹＥＳ）、ステップＳ４へ進む。
【００５２】
図５はこの発明の実施の形態１に係る冷媒状態制御運転の制御を説明する図である。ステップＳ３において居室に滞在者がいると判断すると、制御部３０は、冷媒状態制御運転を開始する（ステップＳ４）。冷媒状態制御運転は、一時的に設定温度を上げた上で通常運転を行い、室内の温度を上昇させていく運転である。例えば、本実施の形態では、図５に示すように、居室の設定温度が２７℃のとき、一時的に設定温度を２８℃に上げる。
【００５３】
そして、室内吸込空気温度センサ４３の検出に基づいて、室内温度が２８℃以上となったかどうかを判定する（ステップＳ５）。室内温度が２８℃以上でない（室内温度が２８℃より低い）ものと判断すると（ステップＳ５；ＮＯ）、ステップＳ４に戻って冷媒状態制御運転を継続する。室内温度が２８℃以上であると判断すると（ステップＳ５；ＹＥＳ）、ステップＳ６へ進む。
【００５４】
室内温度が２８℃以上であると判断すると、劣化診断運転を行う（ステップＳ６）。劣化診断運転（ステップＳ６）では、例えば、圧縮機回転数を高い状態で維持するため、図５のように、すべての室内ユニットＢを運転させる。なお、必ずしもすべての室内ユニットＢを運転させる必要はなく、圧縮機回転数を高い状態に維持できる運転台数ならばよい。また、設定温度を１９℃に変更して、圧縮機１を高い回転数（駆動周波数）に維持するようにして駆動させて空気調和装置１００の運転を行う。ここで、劣化診断運転を行う際には、室内ユニットＢから吹き出す空気が居室内の滞在者に直接当たらないように、制御部３０は、室内ユニットＢの風向ベーンの制御、室内送風装置７の回転数を抑える制御等を合わせて行うようにしてもよい。
【００５５】
次に、室内吸込空気温度センサ４３の検出に基づいて、室内温度が２５℃以下であるかどうかを判断する（ステップＳ７）。室内温度が２５℃以下でない（２５℃より高い）と判断すると（ステップＳ７；ＮＯ）、ステップＳ８に進む。室内温度が２５℃以下であると判断すると（ステップＳ７；ＹＥＳ）、室内温度が下がりすぎて滞在者に不快感を与える等、空気調和等の運転に支障があるものとして、劣化診断運転を終了して（ステップＳ１４）、処理を終了する。
【００５６】
ステップＳ７において室内温度が２５℃以下でないと判断すると、制御部３０の測定部３０ａは、各種センサから送られる信号に基づいて、冷媒回路の運転状態量等を測定処理する（ステップＳ８）。ここで、本実施の形態においては、運転状態量として、例えば、冷媒の凝縮温度ＣＴ、冷媒の蒸発温度ＥＴ、圧縮機１の吸入冷媒過熱度ＳＨｓ、圧縮機１の吐出冷媒温度Ｔｄ、圧縮機１の吸入冷媒温度Ｔｓを測定する。吐出冷媒温度Ｔｄは吐出温度センサ４１が検出する温度である。また、吸入冷媒温度Ｔｓは吸入温度センサ４２が検出する温度である。さらに、冷媒の凝縮温度ＣＴは吐出圧力センサ３１が検出する吐出圧力Ｐｄの飽和温度換算した温度である。また、冷媒の蒸発温度ＥＴは吸入圧力センサ３２が検出する吸入圧力Ｐｓの飽和温度換算した温度である。吸入冷媒過熱度ＳＨｓは吸入冷媒温度Ｔｓから蒸発温度ＥＴを減算した温度である。また、運転状態量として測定する対象としては、トレンドデータにおける瞬時の温度だけでなく、例えば、所定時間（例えば１０分）毎の平均値も演算等により導き出す。得られた各温度は、データとして記憶部３０ｄに記憶させておく。
【００５７】
判定部３０ｅは、測定部３０ａが測定して記憶部３０ｄに記憶した運転状態量のデータに基づいて、冷媒回路（空気調和装置１００）の運転状態が定常状態か否かを判断する（ステップＳ９）。定常状態を判断する条件（定常診断条件）としては、凝縮温度ＣＴ、蒸発温度ＥＴ、吸入冷媒過熱度ＳＨｓ、吐出冷媒温度Ｔｄ及び吸入冷媒温度Ｔｓの５つの運転状態量に係る温度において、それぞれの、所定時間（例えば１０分間）の経時データにおける平均値と同時間の経時データの瞬時値との偏差が、所定温度値（例えば±０．５℃）以内であることを条件とする。そして、所定温度値以内である場合には定常状態と判断する。定常判断条件を満たしていないと判断すると（ステップＳ９；ＮＯ）、ステップＳ７に戻る。定常診断条件を満たしていると判断すると（ステップＳ９；ＹＥＳ）、ステップＳ１０へ進む。
【００５８】
一方、ステップＳ３において、居室に滞在者がいないと判断すると、滞在者の室内環境等を考慮する必要がない。そこで、冷媒状態制御運転を行うことなく劣化診断運転を行い（ステップＳ１５）、冷媒回路の運転状態量等を測定処理して（ステップＳ１６）、定常状態となったものと判断すると（ステップＳ１７）、ステップＳ１０へ進む。
【００５９】
次に、演算部３０ｂは測定部３０ａの測定に係る運転状態量等を用いて現在の診断指標δを算出する（ステップＳ１０）。診断指標δは、例えば圧縮機１の吐出冷媒温度Ｔｄから吸入冷媒温度Ｔｓを減算した温度を用いる。ここで、診断指標δは、例えば瞬時値ではなく、定常状態において算出された所定時間（例えば１０分間）の平均値を用いて算出するとよい。
【００６０】
そして、圧縮機１の劣化診断基準となる劣化診断基準値δｍを設定する（ステップＳ１１）。劣化診断基準値δｍは、圧縮機１が劣化していない（圧縮機１の効率が低下していない）初期状態における診断指標δに相当する値となる。演算部３０ｂは、記憶部３０ｄに予め記憶されている劣化診断基準値δｍの関数に係るデータを参照し、運転状態量に応じた劣化診断基準値δｍを設定する。本実施の形態において、予め記憶部３０ｄに記憶しておく劣化診断基準値δｍの関数は、運転状態量のうち、例えば圧縮機１の運転容量、冷媒回路における冷媒の蒸発温度ＥＴ及び凝縮温度ＣＴを変数とした関数であるものとする。冷媒の凝縮温度ＣＴ及び蒸発温度ＥＴは、前述したように、圧縮機１の吐出圧力及び吸入圧力の飽和温度として測定部３０ａが導き出したものである。ここで、劣化診断基準値δｍの設定に用いる各運転状態量については、測定部３０ａが定常状態における運転状態量に基づいて算出した所定時間（例えば１０分間）における平均値を用いる。
【００６１】
《劣化診断基準値δｍ設定方法》
図６はこの発明の実施の形態１に係る診断基準値関数表の一例を示す図である。ここでは空気調和装置１００における圧縮機１の劣化診断基準値δｍを設定する手順について説明する。図６は、劣化診断基準値δｍを関数表形式で表している。図６に示す例では、外気温Ｔａ＝３５℃及び蒸発器出口の冷媒過熱度ＳＨ＝２℃を共通条件とする。そして、変数として、圧縮機周波数については、７８Ｈｚ、８８Ｈｚ及び９８Ｈｚを条件とする。また、凝縮温度ＣＴについては、３８℃、４２℃、４６℃を条件とする。そして、蒸発温度ＥＴについては、０℃、２℃及び５℃を条件とする。
【００６２】
そして、条件のすべての組み合わせに対して求めた、図６に示す診断基準値関数表のδ［１１１］〜δ［３３３］の各数値を機種データとして記憶部３０ｄに記憶する。機種データとなる各数値は、対象機器（圧縮機１）の圧縮機性能特性を基にシミュレーション等により得られる値である。
【００６３】
運転状態量として検出した圧縮機１の運転容量（周波数）、凝縮温度ＣＴ及び蒸発温度ＥＴの値を用いて、図６に示すような診断基準値関数表を基に、線形補間を行って、運転状態量に対応する劣化診断基準値δｍを求める。
【００６４】
例えば、運転状態量について、圧縮機１の周波数が７８Ｈｚ、凝縮温度ＣＴが４２．５℃及び蒸発温度ＥＴが２．２℃であったとする。図６に示す圧縮機周波数が７８Ｈｚの関数表（δｍ関数表（１））において、検出した運転状態量に近い近隣の数値であるδ［１２２］、δ［１２３］、δ［１３２］、δ［１３３］の値を用いて、検出した運転状態に該当する値を線形補間により求める。求めた値を検出した運転状態量における劣化診断基準値δｍとして設定する。
【００６５】
ここで、対象機器の実運転データに基づいて、機種データの数値を補正するようにしてもよい。補正には対象機器据付直後の初期運転時のデータを用いることで、診断基準値関数表の値が圧縮機正常時（圧縮機非劣化時）の実運転状態に基づいた診断基準値となるため、対象機器の実態に合った劣化診断基準値を設定することが可能となる。
【００６６】
以上のような手順で劣化診断基準値δｍを求めることで、運転状態に応じた適切な劣化診断基準値δｍを設定することができ、高精度な圧縮機劣化診断を実現することができる。
【００６７】
ここで図６の診断基準値関数表には、圧縮機周波数、凝縮温度ＣＴ、蒸発温度ＥＴ、蒸発器出口の冷媒過熱度ＳＨ及び外気温Ｔａの各条件に具体的数値を設定し、記載しているが、これらの数値は例示であり、各条件に任意の数値を設定することができる。
【００６８】
また、ここでは診断基準値関数は関数表形式で記憶保持するとして説明したが、この形式に限定されるものではない。運転状態量を変数とした関数式の形式等、劣化診断基準値δｍを設定できるものであればよい。
【００６９】
判定部３０ｅは、劣化診断基準値δｍを設定すると、現在の診断指標δと、劣化診断基準値δｍに基づいて得られる診断閾値δ０と比較して圧縮機１が劣化しているか否かを診断する（ステップＳ１２）。ここで、診断に用いる現在の診断指標δは定常状態において算出された診断指標δの所定時間（例えば１０分間）の平均値を用いる。判定部３０ｅは、δ＞δ０であると判断すると、圧縮機１が劣化していると診断する（ステップＳ１２；ＹＥＳ）。判定部３０ｅは、「圧縮機の劣化異常」を示す旨の信号を出力装置５０に出力して劣化を示す旨を表示等により報知させ（ステップＳ１３）、劣化診断運転を終了して（ステップＳ１４）、処理を終了する。一方、δ≦δ０であると判断すると、圧縮機１は劣化していないと診断し（ステップＳ１２；ＮＯ）、劣化診断運転を終了して（ステップＳ１４）、処理を終了する。
【００７０】
ここで、診断閾値δ０は、劣化診断基準値δｍをそのまま閾値として用いてもよいが、例えば、本実施の形態では、劣化診断基準値δｍよりも所定値β（例えば０．５Ｋ）だけ大きい（δ０＝δｍ＋β［Ｋ］）に設定する。このように、劣化診断基準値δｍからある程度幅をとって診断閾値δ０を設定することにより、圧縮機劣化診断時に圧縮機劣化以外のノイズ要因（例えば、外風等周囲環境条件の変動）による影響で、診断指標δが変動した場合等による誤診断を回避することができる。
【００７１】
また、本実施の形態においては、判定部３０ｅが、圧縮機１が劣化していると１回診断したら、出力装置５０に「圧縮機の劣化異常」の旨の信号を出力するものとしているが、これに限定するものではない。例えば、圧縮機１が劣化しているものとの診断が所定回数以上となった場合に「圧縮機の劣化異常」の旨の信号を出力するとしてもよい。このようにすることで誤診断による異常発報を回避することができ、高精度な圧縮機劣化診断を実現できる。
【００７２】
また、本実施の形態では、運転状態をモニターした結果から自動的に圧縮機劣化診断を開始する処理を行うようにしたが、強制的に圧縮機劣化診断を開始するようにしてもよい。
【００７３】
《作用効果》
以上のように、本実施の形態の空気調和装置によれば、安定した運転状態量を得るため、圧縮機１の回転数を高い状態で維持しておく必要がある圧縮機１の劣化診断に係る運転を行う際、制御部３０は、室内温度の設定温度を変更し、室内温度を少し上げた後に行うようにしたので、劣化診断に係る運転の際、能力過多で室内温度が下がることに対応しつつ安定した運転状態量を得ることができ、精度の高い劣化診断処理を行うことができる。また、制御部は室内温度が所定温度より低くなると、圧縮機１の劣化診断に係る運転を止めるようにしたので、居室の滞在者に不快感を与える等、運転に支障を与えずにすむ。
【００７４】
実施の形態２．
＜空気調和装置監視システムの構成＞
図７はこの発明の実施の形態２に係る空気調和装置監視システム１０００の構成を示す図である。図７に示す本実施の形態の空気調和装置監視システム１０００は、例えば実施の形態１で説明した空気調和装置１００等を遠隔監視するために構成するシステムである。このため、本実施の形態のシステムは、空気調和装置１００と遠隔監視装置２００とを電気通信回線３００で接続している。
【００７５】
図７において、本実施の形態の空気調和装置１００は、実施の形態１で説明した制御部３０を有している。また、出力装置５０又は入力装置６０となる電気通信回線を介して外部との通信を行う通信装置１０２を有している。また、出力装置５０となる液晶ディスプレイ等により異常を表示等して報知する表示・報知装置１０５を有している。そして、入力装置６０となるタッチパネル、ボタン等の操作入力装置１０６を有している。
【００７６】
遠隔監視装置２００は、遠隔監視室２１０内において、例えばコンピュータ等で構成され、空気調和装置１００から送られる信号に基づいて、空気調和装置１００を遠隔監視、制御等を行って集中管理する。本実施の形態の遠隔監視装置２００は、実施の形態１で制御部３０の測定部３０ａ、演算部３０ｂ、駆動部３０ｃ、記憶部３０ｄ及び判定部３０ｅが有する機能の一部又は全部の処理を行う。ここで、遠隔監視装置２００は、監視状態を表示する監視表示装置２０１を有している。また、監視者が空気調和装置１００への指示を入力するための指示入力装置２０２を有している。
【００７７】
図７では、遠隔監視装置２００は、１台の空気調和装置１００を監視する構成としているが、電気通信回線で接続した複数台の空気調和装置１００を監視するようにしてもよい。
【００７８】
また、図７では、表示・報知装置１０５及び操作入力装置１０６を空気調和装置１００内に内蔵するようにしているが、これに限定しない。例えば、これらの装置の全部又は一部が空気調和装置１００の外部に設置されていてもよい。場合によっては、表示・報知装置１０５及び操作入力装置１０６の一部又は全部を有していなくてもよい。
【００７９】
以上のように、空気調和装置監視システム１０００を構成することによって、空気調和装置１００に搭載された圧縮機１の劣化（異常兆候）を遠隔監視により監視することができる。このため、信頼性の高い空気調和装置及び異常診断、監視等の技術を得ることができる。
【００８０】
実施の形態３．
《冷却装置の変形例》
この発明の特徴事項を各実施の形態において説明したが、例えば、冷媒の流路構成（配管接続）、圧縮機・熱交換器・膨張弁等の冷媒回路要素の構成等の内容は、各実施の形態で説明した内容に限定されるものではなく、この発明の技術の範囲内で適宜変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
また、上述の実施の形態では、空気調和装置の圧縮機劣化診断について説明したが、これに限定するものではない。例えば冷蔵装置、冷凍装置、給湯装置等のように空気だけでなく水等を加熱又は冷却対象物とする他の冷凍サイクル装置（ヒートポンプ装置）にも適用することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１  圧縮機、２  四方弁、３  室外熱交換器、４，４ａ，４ｂ  膨張弁、５，５ａ，５ｂ  室内熱交換器、６  室外送風装置、７，７ａ，７ｂ  室内送風装置、１１，１１ａ，１１ｂ  バルブ、３０  制御部、３０ａ  測定部、３０ｂ  演算部、３０ｃ  駆動部、３０ｄ  記憶部、３０ｅ  判定部、３１  吐出圧力センサ、３２  吸入圧力センサ、４０  室外吸込空気温度センサ、４１  吐出温度センサ、４２  吸入温度センサ、４３，４３ａ，４３ｂ  室内吸込空気温度センサ、４４，４４ａ，４４ｂ  ガス側温度センサ、４５，４５ａ，４５ｂ  液側温度センサ、５０  出力装置、６０  入力装置、１００  空気調和装置、１０２  通信装置、１０５  表示・報知装置、１０６  操作入力装置、２００  遠隔監視装置、２０１  監視表示装置、２０２  指示入力装置、２１０  遠隔監視室、３００  電気通信回線、１０００  空気調和装置監視システム、Ａ  室外ユニット、Ｂ，Ｂ１，Ｂ２  室内ユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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