(57)【要約】【課題】冷媒サイクルシステムの動作の各種局面を監視するリアルタイム監視システムを提供すること。【解決手段】システムは、冷媒サイクルシステムへの供給電力を測定し、センサからのデータを収集してシステム効率に関する性能指数の計算にセンサデータを用いるプロセッサを含む。一実施形態では、吸引ラインの温度センサ、圧力センサ、流量センサ、高温ガスラインの温度センサ、圧力センサ、流量センサ、液体ラインの温度センサ、圧力センサ、流量センサのうち１つ以上を含む。一実施形態では、蒸発器の入口空気温度センサ、蒸発器の出口空気温度センサ、蒸発器の空気流量センサ、空気湿度センサ、差圧センサのうち、１つ以上を含む。一実施形態では、凝縮器の入口空気温度センサ、凝縮器の出口空気温度センサ、凝縮器の空気流量センサ、空気湿度センサのうち１つ以上を含む。一実施形態では、周囲空気センサ、周囲湿度センサのうち１つ以上を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力システムにおける負荷制御用のシステムであって、
冷却システムを制御するように構成された自動温度調節装置と、
前記自動温度調節装置に設けられたデータインターフェース装置であって、命令を受信するように構成され、識別コードを用いてアドレス指定可能なデータインターフェース装置と、
前記データインターフェース装置に対して第１命令を送信して前記電力システムにかかる負荷を調整するように構成された遠隔監視システムとを備えるシステム。
【請求項２】
前記第１命令がシャットダウン命令を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１命令が自動温度調節装置の温度設定ポイントの命令を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１命令が自動温度調節装置の温度設定ポイントを指定する命令を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１命令が、指定の期間、前記冷却システムをシャットダウンさせる命令を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１命令が、指定の期間、温度設定ポイントを下げる命令を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１命令が、指定の期間、温度設定ポイントを下げる命令を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記データインターフェース装置がモデムを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記データインターフェース装置が、電力線ブロードバンドモデムを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記データインターフェース装置が無線モデムを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記データインターフェース装置が電話モデムを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
電力システムにおける負荷制御用のシステムであって、
蒸発器ユニットを備える冷却システムと、
前記蒸発器ユニットに設けられるデータインターフェース装置であって、前記電力システムを通じて命令を受信するように構成されたデータインターフェース装置と、
前記データインターフェース装置に対して第１命令を送信して前記電力システムにかかる負荷を調整するように構成された遠隔監視システムとを備えるシステム。
【請求項１３】
前記第１命令がシャットダウン命令を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１命令が、前記冷却システムを相対的な低電力モードで動作させる命令を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第１命令が、自動温度調節装置の温度設定ポイントを指定する命令を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１命令が、指定の期間、前記冷却システムをシャットダウンさせる命令を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１命令が、指定の期間、温度設定ポイントを下げる命令を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１命令が、指定の期間、温度設定ポイントを下げる命令を含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記データインターフェース装置がモデムを備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記データインターフェース装置が電力線ブロードバンドモデムを備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２１】
前記データインターフェース装置が無線モデムを備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
前記データインターフェース装置が電話モデムを備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２３】
電力システムにおける負荷制御用のシステムであって、
冷却システムの凝縮器ユニットと、
前記凝縮器ユニットに設けられた圧縮機と、
前記凝縮器ユニットに設けられたデータインターフェース装置であって、前記電力システムを通じて命令を受信するように構成されたデータインターフェース装置と、
前記データインターフェース装置に対して第１命令を送信して前記電力システムにかかる負荷を調整するように構成された遠隔監視システムとを備えるシステム。
【請求項２４】
前記第１命令がシャットダウン命令を含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記第１命令が前記圧縮機を相対的な低速モードで動作させる命令を含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第１命令が前記凝縮器ユニットを相対的な低電力モードで動作させる命令を含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１命令が、指定の期間、前記冷却システムをシャットダウンさせる命令を含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２８】
前記第１命令が、前記圧縮機を、相対的な低速モードで指定の時間、動作させる命令を含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２９】
前記第１命令は、前記凝縮器ユニットを相対的な低電力モードで指定の時間、動作させる命令を含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３０】
前記遠隔監視システムはさらに、前記冷却システムの動作値を問い合わせる第２命令を送信するように構成される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３１】
動作値が効率値を含む、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３２】
前記データインターフェース装置がモデムを備える、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３３】
前記データインターフェース装置が電力線ブロードバンドモデムを備える、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３４】
電力システムにおける負荷制御用のシステムであって、
蒸発器ユニットと、
凝縮器ユニットと、
自動温度調節装置と、を備える冷却システムと、
前記冷却システムに設けられるデータインターフェース装置であって、命令を受信するように構成された１つ以上のデータインターフェース装置と、
前記データインターフェース装置に対して第１命令を送信して前記電力システムにかかる負荷を調整するように構成された遠隔監視システムとを備えるシステム。
【請求項３５】
前記第１命令がシャットダウン命令を含む、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３６】
前記第１命令が、前記冷却システムの圧縮機を相対的な低速モードで動作させる命令を含む、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３７】
前記第１命令は、前記冷却システムを、相対的な低電力モードで動作させる命令を含む、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３８】
前記第１命令は、前記冷却システムを指定の期間シャットダウンさせる命令を含む、請求項３４に記載のシステム。
【請求項３９】
前記第１命令は、前記冷却システムの圧縮機を、相対的な低速モードで指定の期間、動作させる命令を含む、請求項３４に記載のシステム。
【請求項４０】
前記第１命令は、前記凝縮器ユニットを、相対的な低電力モードで指定の期間、動作させる命令を含む、請求項３４に記載のシステム。
【請求項４１】
前記遠隔監視システムはさらに、前記冷却システムの動作値を問い合わせる第２命令を送信するように構成される、請求項３４に記載のシステム。
【請求項４２】
動作値が効率値を含む、請求項４１に記載のシステム。
【請求項４３】
前記データインターフェース装置がモデムを備える、請求項３４に記載のシステム。
【請求項４４】
前記データインターフェース装置が電力線ブロードバンドモデムを備える、請求項３４に記載のシステム。
【請求項４５】
冷媒サイクルシステムの動作を監視するための監視システムにおいて、
凝縮器及び圧縮機を備えた凝縮器ユニットの動作特性を測定するように構成される複数の凝縮器ユニットセンサであって、前記凝縮器ユニットの圧縮機が電力を消費する際に検知するセンサを含み、さらには少なくとも第１温度センサを含む複数の凝縮器ユニットセンサと、
蒸発器及び空気処理ファンを備えた蒸発器ユニットの１つ以上の動作特性を測定するように構成される１つ以上の蒸発器ユニットセンサであって、少なくとも第２温度センサを備える１つ以上の蒸発器ユニットセンサと、
１つ以上の周囲条件を測定するように構成された１つ以上の周囲センサと、
前記複数の凝縮器ユニットセンサ、前記１つ以上の蒸発器ユニットセンサ、及び前記１つ以上の周囲センサからのデータのうち、少なくとも一部を用いて前記冷媒サイクルシステムの効率を計算するように構成された処理システムとを備える監視システム。
【請求項４６】
前記処理システムがエネルギー使用量を計算するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項４７】
前記処理システムが前記冷媒サイクルシステムの非効率的な動作によるエネルギーコストを計算するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項４８】
前記処理システムが空気流の低下による性能上の問題を識別するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項４９】
前記処理システムが過負荷による性能上の問題を識別するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項５０】
前記処理システムが冷媒の充填不足による性能上の問題を識別するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項５１】
前記処理システムが冷媒の過充填による性能上の問題を識別するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項５２】
前記処理システムが液体ラインの制限による性能上の問題を識別するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項５３】
前記処理システムが吸引ラインの制限による性能上の問題を識別するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項５４】
前記処理システムが高温ガスラインの制限による性能上の問題を識別するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項５５】
前記処理システムが非効率的な圧縮機動作による性能上の問題を識別するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項５６】
前記処理システムがエネルギー使用量及びコストのプロット用データを提供するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項５７】
前記処理システムが、遠隔監視センターに対して、前記冷媒サイクルシステムの動作に関連したデータを提供するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項５８】
前記処理システムが、電力線ネットワークを使用している遠隔監視センターに対して、前記冷媒サイクルシステムの動作に関連したデータを提供するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項５９】
前記処理システムが、電力線ブロードバンドネットワークを使用している遠隔監視センターに対して、前記冷媒サイクルシステムの動作に関連したデータを提供するように構成される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項６０】
エネルギー効率の高い状況で蒸発器に入る冷媒の制御を可能にする、電子制御計量装置をさらに備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項６１】
前記監視システムが冷媒サイクルシステムにとって最大の予測効率に関するデータを用いて設定される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項６２】
前記監視システムが冷媒サイクルシステムで使用する冷媒の種類に関するデータを用いて設定される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項６３】
前記監視システムが凝縮器の特性に関するデータを用いて設定される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項６４】
前記監視システムが蒸発器の特性に関するデータを用いて設定される、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項６５】
前記複数の凝縮器ユニットセンサが、吸引ラインの冷媒の温度を測定するように構成された温度センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項６６】
前記複数の凝縮器ユニットセンサが、液体ラインの冷媒の温度を測定するように構成された温度センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項６７】
前記複数の凝縮器ユニットセンサが、高温ガスラインの冷媒の温度を測定するように構成された温度センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項６８】
前記複数の凝縮器ユニットセンサが、吸引ラインの冷媒の圧力を測定するように構成された圧力センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項６９】
前記複数の凝縮器ユニットセンサが、液体ラインの冷媒の圧力を測定するように構成された圧力センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項７０】
前記複数の凝縮器ユニットセンサが、高温ガスラインの冷媒の圧力を測定するように構成された圧力センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項７１】
前記複数の凝縮器ユニットセンサが、少なくとも１つの冷媒流量センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項７２】
前記複数の凝縮器ユニットセンサが、少なくとも１つの冷媒汚染検出用センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項７３】
前記複数の凝縮器ユニットセンサが、凝縮器の送風機の回転速度計を少なくとも１つ備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項７４】
前記複数の凝縮器ユニットセンサが、前記凝縮器から出る空気の温度を測定するように構成された、少なくとも１つの温度センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項７５】
前記１つ以上の蒸発器ユニットセンサが、前記蒸発器に入る冷媒の温度を測定する温度センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項７６】
前記１つ以上の蒸発器ユニットセンサが、前記蒸発器から出る冷媒の温度を測定する温度センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項７７】
前記１つ以上の蒸発器ユニットセンサが、前記蒸発器に入る空気の温度を測定する温度センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項７８】
前記１つ以上の蒸発器ユニットセンサが、前記蒸発器から出る空気の温度を測定する温度センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項７９】
前記１つ以上の蒸発器ユニットセンサが、少なくとも１つの湿度センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項８０】
前記１つ以上の蒸発器ユニットセンサが、少なくとも１つの空気流量センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項８１】
前記１つ以上の蒸発器ユニットセンサが、少なくとも１つの差圧センサを備える、請求項４５に記載の監視システム。
【請求項８２】
冷媒サイクルシステムの蒸発器を監視するための監視システムであって、
前記蒸発器の入口空気温度を測定するように構成された第１温度センサと、
前記蒸発器の出口空気温度を測定するように構成された第２温度センサと、
１つ以上の周囲条件を測定するように構成された１つ以上の周囲センサと、
空気が前記蒸発器を通過する際に検知するセンサと、
前記第１温度センサ及び前記第２温度センサからのデータの少なくとも一部を用いて前記蒸発器の性能基準を計算するように構成された処理システムとを備える監視システム。
【請求項８３】
前記処理システムが効率を計算するように構成された、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項８４】
前記処理システムが前記蒸発器の非効率的な動作によるエネルギーコストを計算するように構成された、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項８５】
前記処理システムが空気流の低下による性能上の問題を識別するように構成された、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項８６】
空気流量センサをさらに備える、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項８７】
前記蒸発器に設けられた送風機用の回転速度計をさらに備える、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項８８】
蒸発器の入口冷媒温度を測定するように構成され、かつ蒸発器の出口冷媒温度を測定するように構成された第３温度センサをさらに備える、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項８９】
前記蒸発器の前後での圧力差を測定するように構成された、１つ以上の圧力センサをさらに備える、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項９０】
少なくとも１つの湿度センサをさらに備える、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項９１】
前記蒸発器に空気を供給する送風機の送風機モータに与える電力を測定するための、１つ以上の電気的センサをさらに備える、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項９２】
冷媒流量センサをさらに備える、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項９３】
前記処理システムがエネルギー使用量及びコストのプロット用データを提供するように構成された、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項９４】
前記処理システムが、遠隔監視センターに対して、前記蒸発器の動作に関連したデータを提供するように構成された、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項９５】
前記処理システムが、電力線ネットワークを使用している遠隔監視センターに対して、蒸発器システムの動作に関連したデータを提供するように構成された、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項９６】
前記処理システムが、電力線ブロードバンドネットワークを使用している遠隔監視センターに対して、前記蒸発器の動作に関連したデータを提供するように構成された、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項９７】
前記蒸発器に入る冷媒の制御を可能にする電子制御計量装置をさらに備える、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項９８】
前記監視システムが、前記蒸発器にとって最大の予測効率に関するデータを用いて設定される、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項９９】
前記監視システムが、前記蒸発器において使用する冷媒の種類に関するデータを用いて設定される、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項１００】
前記監視システムが、前記蒸発器の１つ以上の物理的な特性に関するデータを用いて設定される、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項１０１】
前記監視システムが、前記蒸発器に設けられたダクトの断面積に関するデータを用いて設定される、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項１０２】
前記蒸発器に設けられた冷媒ラインの冷媒の温度を測定するように構成された温度センサをさらに備える、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項１０３】
前記蒸発器の出力ラインの冷媒圧力を測定する圧力センサをさらに備える、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項１０４】
少なくとも１つの冷媒汚染検出用センサをさらに備える、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項１０５】
差圧センサをさらに備える、請求項８２に記載の監視システム。
【請求項１０６】
冷媒サイクルシステムの蒸発器を監視するための監視システムであって、
前記蒸発器への１つ以上の入力を測定する手段と、
前記蒸発器からの１つ以上の出力を測定する手段と、
前記蒸発器の動作に関するプログラムされたデータパラメータと、
前記１つ以上の入力を測定する手段からのデータ、前記１つ以上の出力を測定する手段からのデータ、及び前記プログラムされたデータパラメータのうちの、少なくとも一部を用いて前記蒸発器の１つ以上の性能基準を計算するように構成された処理システムであって、前記性能基準の性能履歴を提供し、前記性能基準を部分的に用いて前記蒸発器の動作効率を計算するように構成された処理システムとを備える監視システム。
【請求項１０７】
前記データパラメータが冷媒の種類を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１０８】
前記データパラメータが冷媒の１つ以上の特性を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１０９】
前記データパラメータが１つ以上の較正値を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１１０】
前記データパラメータが較正過程で前記蒸発器から得られた１つ以上の較正値を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１１１】
前記データパラメータが前記蒸発器の１つ以上の物理的性質を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１１２】
前記データパラメータが前記蒸発器の１つ以上の寸法上の特性を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１１３】
前記１つ以上の入力が入口空気温度を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１１４】
前記１つ以上の入力が入口冷媒温度を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１１５】
前記１つ以上の入力が蒸発器の送風機に供給される電力を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１１６】
前記１つ以上の入力が圧縮機に供給される電力を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１１７】
前記１つ以上の出力が出口空気温度を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１１８】
前記１つ以上の出力が出口冷媒温度を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１１９】
前記１つ以上の出力が出口空気湿度を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１２０】
前記１つ以上の出力が空気流量を含む、請求項１０６に記載の監視システム。
【請求項１２１】
冷媒サイクルシステムの凝縮器ユニットを監視するための監視システムであって、
前記凝縮器ユニットに入る冷媒の温度を測定するように構成された第１温度センサと、
前記凝縮器ユニットから出る冷媒の温度を測定するように構成された第２温度センサと、
１つ以上の周囲条件を測定するように構成された１つ以上の周囲センサと、
前記凝縮器ユニットの圧縮機に供給される電力を検出するように設けられた電力検出のための電気センサと、
前記第１温度センサ、前記第２温度センサ、前記周囲センサ、及び前記電気センサからのデータのうち、少なくとも一部を用いて凝縮器の性能基準を計算するように構成された処理システムとを備える監視システム。
【請求項１２２】
前記処理システムが効率を計算するように構成された、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１２３】
前記処理システムが、前記凝縮器ユニットの非効率的な動作によるエネルギーコストを計算するように構成された、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１２４】
前記処理システムが冷媒の充填不足による性能上の問題を識別するように構成された、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１２５】
前記処理システムが冷媒の過充填による性能上の問題を識別するように構成された、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１２６】
前記凝縮器ユニットに設けられた送風機用の空気流量センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１２７】
前記凝縮器ユニットの凝縮器コイルの出口空気温度を測定するように構成された温度センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１２８】
前記圧縮機の前後における冷媒の圧力差を測定するように構成された、１つ以上の圧力センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１２９】
少なくとも１つの湿度センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１３０】
前記凝縮器ユニットの送風機モータに供給される電力を測定するための、１つ以上の電気的センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１３１】
冷媒流量センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１３２】
前記処理システムが、エネルギー使用量及びコストのプロット用データを提供するように構成された、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１３３】
前記処理システムが、遠隔監視センターに対して、前記凝縮器の動作に関連したデータを提供するように構成された、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１３４】
前記処理システムが、電力線ネットワークを使用している遠隔監視センターに対して、凝縮器システムの動作に関連したデータを提供するように構成された、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１３５】
前記処理システムが、電力線ブロードバンドネットワークを使用している遠隔監視センターに対して、凝縮器の動作に関連したデータを提供するように構成された、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１３６】
前記圧縮機に設けられた、冷媒温度を測定する温度センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１３７】
前記圧縮機から出る冷媒の温度を測定する温度センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１３８】
凝縮器コイルから出る冷媒の温度を測定する温度センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１３９】
前記監視システムが、様々な周囲温度下での前記凝縮器ユニットにとって最大の予測効率に関するデータを用いて設定される、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１４０】
前記監視システムが、前記凝縮器ユニットにおいて使用する冷媒の種類に関するデータを用いて設定される、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１４１】
前記圧縮機に設けられた冷媒ラインの冷媒の圧力を測定するように構成された圧力センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１４２】
前記凝縮器ユニットの出力ラインの冷媒圧力を測定する圧力センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１４３】
少なくとも１つの冷媒汚染検出用センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１４４】
周囲湿度センサをさらに備える、請求項１２１に記載の監視システム。
【請求項１４５】
冷媒サイクルシステムの凝縮器ユニットを監視するための監視システムであって、
凝縮器への１つ以上の入力を測定する手段と、
前記凝縮器からの１つ以上の出力を測定する手段と、
前記凝縮器の動作に関するプログラムされたデータパラメータと、
前記１つ以上の入力を測定する手段からのデータ、前記１つ以上の出力を測定する手段からのデータ、及びプログラムされたデータパラメータのうちの、少なくとも一部を用いて前記凝縮器の１つ以上の性能基準を計算するように構成された処理システムであって、前記性能基準の性能履歴を提供し、前記性能基準を部分的に用いて前記凝縮器の動作効率を計算するように構成された処理システムとを備える監視システム。
【請求項１４６】
前記データパラメータが冷媒の種類を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１４７】
前記データパラメータが冷媒の特性を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１４８】
前記データパラメータが１つ以上の較正値を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１４９】
冷媒圧力を測定する圧力センサをさらに備える、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１５０】
前記データパラメータが較正過程で前記凝縮器から得られた１つ以上の較正値を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１５１】
前記データパラメータが前記凝縮器の１つ以上の物理的性質を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１５２】
前記データパラメータが前記凝縮器の１つ以上の寸法上の特性を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１５３】
前記１つ以上の入力が入口空気温度を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１５４】
前記１つ以上の入力が入口冷媒温度を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１５５】
前記１つ以上の入力が凝縮器の送風機に供給される電力を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１５６】
前記１つ以上の入力が圧縮機に供給される電力を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１５７】
前記１つ以上の出力が出口冷媒圧力を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１５８】
前記１つ以上の出力が出口冷媒温度を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１５９】
前記１つ以上の出力が冷媒流量を含む、請求項１４５に記載の監視システム。
【請求項１６０】
冷媒サイクルシステムの動作を監視するためのインテリジェント自動温度調節装置であって、
温度とシステム効率を表示するように構成されたディスプレイと、
１つ以上の凝縮器ユニットセンサ及び１つ以上の蒸発器ユニットセンサからセンサデータを受信するように構成された処理システムであって、前記センサデータの少なくとも一部を用いて前記冷媒サイクルシステムの効率を計算し、該効率に関するパラメータを表示するように構成された処理システムとを備えるインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１６１】
前記処理システムがＨＶＡＣシステムのエネルギー使用量を計算して表示するように構成される、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１６２】
前記処理システムがＨＶＡＣシステムの使用によるエネルギーコストを計算して表示するように構成される、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１６３】
前記処理システムが性能上の問題を診断するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１６４】
前記処理システムが過負荷による性能上の問題を診断するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１６５】
前記処理システムが冷媒の充填不足による性能上の問題を診断するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１６６】
前記処理システムが冷媒の過充填による性能上の問題を診断するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１６７】
前記処理システムが液体ラインの制限による性能上の問題を診断するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１６８】
前記処理システムが吸引ラインの制限による性能上の問題を識別するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１６９】
前記処理システムが高温ガスラインの制限による性能上の問題を識別するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１７０】
前記処理システムが非効率的な圧縮機動作による性能上の問題を識別するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１７１】
前記処理システムがエネルギー使用量及びコストのプロット用データを提供するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１７２】
前記処理システムが、遠隔監視センターに対して、前記冷媒サイクルシステムの動作に関連したデータを提供するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１７３】
前記処理システムが、電力線ネットワークを使用している遠隔監視センターに対して、前記冷媒サイクルシステムの動作に関連したデータを提供するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１７４】
前記処理システムが、電力線ブロードバンドネットワークを使用している遠隔監視センターに対して、前記冷媒サイクルシステムの動作に関連したデータを提供するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１７５】
エネルギー効率の高い状況で蒸発器に入る冷媒の制御を可能にする、電子制御計量装置をさらに備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１７６】
前記インテリジェント自動温度調節装置が、前記冷媒サイクルシステムにとって最大の予測効率に関するデータを用いて設定される、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１７７】
前記インテリジェント自動温度調節装置が、前記冷媒サイクルシステムで使用する冷媒の種類に関するデータを用いて設定される、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１７８】
前記インテリジェント自動温度調節装置が凝縮器の特性に関するデータを用いて設定される、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１７９】
前記インテリジェント自動温度調節装置が蒸発器の特性に関するデータを用いて設定される、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１８０】
前記凝縮器ユニットセンサが、吸引ラインの冷媒温度を測定するように構成された温度センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１８１】
前記凝縮器ユニットセンサが、液体ラインの冷媒温度を測定するように構成された温度センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１８２】
前記凝縮器ユニットセンサが、高温ガスラインの冷媒温度を測定するように構成された温度センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１８３】
前記凝縮器ユニットセンサが、吸引ラインの冷媒圧力を測定するように構成された圧力センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１８４】
前記凝縮器ユニットセンサが、液体ラインの冷媒圧力を測定するように構成された圧力センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１８５】
前記凝縮器ユニットセンサが、高温ガスラインの冷媒圧力を測定するように構成された圧力センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１８６】
前記凝縮器ユニットセンサが、少なくとも１つの冷媒流量センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１８７】
前記凝縮器ユニットセンサが、少なくとも１つの冷媒汚染検出用センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１８８】
前記凝縮器ユニットセンサが、凝縮器の送風機の回転速度計を少なくとも１つ備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１８９】
前記凝縮器ユニットセンサが、前記凝縮器から出る空気の温度を測定するように構成された、少なくとも１つの温度センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１９０】
前記蒸発器ユニットセンサが、前記蒸発器に入る冷媒の温度を測定する温度センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１９１】
前記蒸発器ユニットセンサが、前記蒸発器から出る冷媒の温度を測定する温度センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１９２】
前記蒸発器ユニットセンサが、前記蒸発器へと入る空気の温度を測定する温度センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１９３】
前記蒸発器ユニットセンサが、前記蒸発器から出る空気の温度を測定する温度センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１９４】
前記蒸発器ユニットセンサが、少なくとも１つの湿度センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１９５】
前記蒸発器ユニットセンサが、少なくとも１つの空気流量センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１９６】
前記蒸発器ユニットセンサが、少なくとも１つの差圧センサを備える、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１９７】
さらにモデムを備え、前記インテリジェント自動温度調節装置は、該モデムを使用している監視システムに対して性能上の基準を報告するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１９８】
さらにモデムを備え、前記インテリジェント自動温度調節装置は、該モデムを使用してシャットダウン指示を受信するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項１９９】
さらにモデムを備え、前記インテリジェント自動温度調節装置は、該モデムを使用して命令を受信するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項２００】
さらにモデムを備え、前記インテリジェント自動温度調節装置は、該モデムを使用して動作指示を受信するように構成された、請求項６０に記載のインテリジェント自動温度調節装置。
【請求項２０１】
強制空気式の暖房システム又は冷却システムのエアフィルタを監視するための監視システムであって、
フィルタエレメントの前後での圧力降下を測定するように構成された差圧センサと、
前記差圧センサからのデータの少なくとも一部を用いてフィルタの性能基準を計算するように構成された処理システムとを備えるシステム。
【請求項２０２】
前記処理システムが、前記フィルタをいつ交換する必要があるかについて指示するように構成される、請求項２０１に記載の監視システム。
【請求項２０３】
前記処理システムが、前記フィルタの非効率的な作用によるエネルギーコストを計算するように構成された、請求項２０１に記載の監視システム。
【請求項２０４】
前記処理システムが、空気流の低下による性能上の問題を識別するように構成された、請求項２０１に記載の監視システム。
【請求項２０５】
空気流量センサをさらに備える、請求項２０１に記載の監視システム。
【請求項２０６】
前記差圧センサから前記処理システムにデータを送信するための、無線送信機システムをさらに備える、請求項２０１に記載の監視システム。
【請求項２０７】
前記差圧センサが、既設のフィルタエレメントを保持するように構成されたフレームに対して設けられ、前記フレームは既設のフィルタエレメントのホルダに取り付けられるように構成される、請求項２０１に記載の監視システム。
【請求項２０８】
さらにタイマを備え、該タイマの時間経過が前記フィルタの使用について指定された時間を超えた場合、又は前記フィルタの前後における圧力降下が指定された量を上回った場合に、前記処理システムがフィルタ交換を指示するように構成された、請求項２０１に記載の監視システム。
【請求項２０９】
強制空気式の暖房システム又は冷却システムのエアフィルタを監視するための監視システムであって、
フィルタエレメントを保持する手段と、
前記フィルタエレメントの前後での圧力降下を測定する手段と、
処理システムにデータを送信する手段と、
前記圧力降下を測定する手段からのデータを用いてフィルタの１つ以上の性能基準を計算するように構成された処理システムとを備える監視システム。
【請求項２１０】
強制空気式の暖房システム又は冷却システムのエアフィルタを監視するための監視システムであって、
フィルタエレメントを保持する手段と、
前記フィルタエレメントの光透過率を測定する手段と、
処理システムにデータを送信する手段と、
前記光透過率を測定する手段からのデータを用いてフィルタの１つ以上の性能基準を計算するように構成される処理システムであって、前記フィルタエレメントが交換される際に基準光透過率の値を規定し、光透過率の値が前記基準光透過率の値に関する閾値未満に低下した場合にフィルタ交換を指示するように構成された処理システムとを備える監視システム。
【請求項２１１】
強制空気式の暖房システム又は冷却システムのエアフィルタを監視するための監視システムであって、
フィルタエレメントの一部を照射するように構成された光源と、
前記光源からの前記フィルタエレメントを透過した光を受光するように構成された光センサと、
前記光源からのデータの少なくとも一部を用いてフィルタの性能基準を計算するように構成される処理システムであって、前記フィルタエレメントが新たに設置される際に基準光透過率の値を規定し、光透過率の値が前記基準光透過率の値に関する閾値未満に低下した場合にフィルタ交換を指示するように構成された処理システムとを備える監視システム。
【請求項２１２】
前記処理システムが、汚れたフィルタエレメントによって生じる、空気流の低下による性能上の問題を識別するように構成された、請求項２０１に記載の監視システム。
【請求項２１３】
空気流量センサをさらに備える、請求項２０１に記載の監視システム。
【請求項２１４】
データをＨＶＡＣ監視システムに送信する無線送信機システムをさらに備える、請求項２０１に記載の監視システム。
【請求項２１５】
前記光源は、前記フィルタエレメントを保持するように構成されたフレームに設けられ、該フレームが既設のフィルタエレメントのホルダに取り付けられるように構成される、請求項２０１に記載の監視システム。
【請求項２１６】
さらにタイマを備え、該タイマの時間経過が前記フィルタエレメントの使用について指定された時間を超えた場合、又は、フィルタを横切って透過する際の光透過率が指定された量を下回った場合に、前記処理システムがフィルタ交換を指示するように構成された、請求項２０１に記載の監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調システムや冷却システムなどの冷媒サイクルシステムの動作及び効率を測定する監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅や商業建築物を運営する際に頻繁に発生する、主なコストの１つには、暖房換気空調（ＨＶＡＣ）システムへの電力供給にかかるコストがある。ＨＶＡＣシステムが最高効率で動作していない場合、システム動作のコストが不必要に増加する。システム内を循環する１ポンド毎の冷媒が、この仕事の一端を担わねばならない。冷媒は蒸発器又は冷却コイルの熱量を吸収し、この熱及び圧縮機内で加わる熱を、空冷、水冷、又は蒸気冷却のいずれかによって、凝縮器を介して放出しなければならない。１ポンド毎の冷媒が蒸発器内を通過する際に行われる仕事は、主として冷媒が液体から蒸気への状態変化を受けるときに冷凍負荷から得る熱量により反映される。
【０００３】
液体が蒸気に変化するためには、これに熱が加えられること、つまり、そこに熱が吸収されることを要する。これが冷却コイル内で起きていることである。冷媒は液体として計量装置に入り、該装置を通過して蒸発器へと入り、ここで冷媒は蒸気へと蒸発する際に熱を吸収する。冷媒は蒸気として、吸引チューブ又はパイプを通って圧縮機へと進む。ここで、冷媒は圧縮されて低温低圧の蒸気から高温高圧の蒸気となって、高圧又は排出パイプを通って凝縮器に向い、ここで別の状態変化を受け、つまり、蒸気から液体への変化が起こる。この状態で冷媒は液体パイプへと流れ込んで再び計量装置へと進み、さらにまた蒸発器を通過する。
【０００４】
液体である冷媒が凝縮器を去るとき、蒸発器で必要とされるまでの間、冷媒はレシーバにとどまってもよいし、直ちに液体ラインに入って計量装置に向い、蒸発器コイルに入ってもよい。蒸発器コイルのすぐ前方の計量装置に入る液体は、ある熱含量（エンタルピ）を有することになるが、これは付属の冷媒表に示すように、液体がコイルに入るときの温度に依存する。また、蒸発器を離れる蒸気も、冷媒表に示す通り、その温度に応じた任意の熱含量（エンタルピ）を有することになる。
【０００５】
これら２つの熱含量の差は、１ポンド当たりの冷媒が蒸発器を通過して熱を取得することで行われた仕事量である。冷媒１ポンド毎に吸収される熱量は、システム又はシステム内の冷媒の冷凍効果として知られる。
【０００６】
システムの全体的な効率を低下させる状況には、冷媒の過剰、冷媒の不足、冷媒ラインの制限、圧縮機の不良、過負荷、負荷不足、小さすぎるか又は汚れた配管、エアフィルタの目詰まりなどがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
残念ながら、今日のＨＶＡＣシステムには、システムの動作を監視するための監視システムが備えられていない。今日のＨＶＡＣシステムは通常、保守技術員によって据え付けられて冷媒が充填され、その後何ヶ月又は何年もそれ以上のメンテナンスがなされることなく運転される。システムが冷気を吐き出す限り、建物所有者又は住宅所有者は、システムが適性に動作しているものと考える。所有者はシステムがどのくらい良好に機能しているかについての知識が全くないため、このような考え方では高くつくことがある。システムの効率が低下してもシステムは所望の量の冷気を出すであろうが、システムはさらに懸命に働かなければならず、そのために、より多くのエネルギーを消費することになる。多くの場合、システムの所有者は、建物を冷すことができないほどに効率が低下するまでの間、ＨＶＡＣシステムの点検や整備を行わない。その理由の１つは、ＨＶＡＣシステムの整備に、通常のビル所有者や住宅所有者が持たない専用の工具や知識が必要となるからである。そのため、ビル所有者や住宅所有者は、システムを評価してもらうために、整備の依頼に高額を支払わねばならない。所有者が整備の依頼に支払いをしたとしても、ＨＶＡＣの保守技術員の多くは、システムの効率を測定しない。ＨＶＡＣの保守技術員は通常、システムの基本的な点検（例えば、冷媒充填量や出力温度）のみを行うよう訓練を受けており、このような基本的な点検ではシステム効率の低下を引き起こし得るその他の要因を明らかにすることはできない。従って、一般的なビル所有者や住宅所有者は、システムが最高効率未満で動作することで無駄遣いをしているとは知らずに何年もの間、ＨＶＡＣシステムを運転することになる。さらに、電力を非効率に使用することは、猛暑や、空調を最も使用する時期において、電力システム（一般に電力網と称している）の過負荷による電圧低下や停電につながる場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
これらの課題及び他の課題は、例えばＨＶＡＣシステム、冷蔵庫、冷却器、冷凍庫、水冷器などの冷媒システムの動作について各種状況を監視するリアルタイム監視システムによって解決される。一実施形態において、この監視システムは、既存の冷媒システムに取り付け可能な、後付けシステムとして構成される。
【０００９】
一実施形態において、本システムは、ＨＶＡＣシステムに供給される電力を測定し、１つ以上のセンサからデータを収集して、このセンサデータを用いてシステムの効率に関する性能指数を計算するプロセッサを含む。一実施形態において、このセンサは、次のセンサ、つまり、吸引ライン温度センサ、吸引ライン圧力センサ、吸引ライン流量センサ、高温ガスライン温度センサ、高温ガスライン圧力センサ、高温ガスライン流量センサ、液体ライン温度センサ、液体ライン圧力センサ、液体ライン流量センサのうち、１つ以上を含む。一実施形態において、このセンサは、蒸発器の入口空気温度センサ、蒸発器の出口空気温度センサ、蒸発器の空気流量センサ、蒸発器の空気湿度センサ、差圧センサのうち、１つ以上を含む。一実施形態において、このセンサは、凝縮器の入口空気温度センサ、凝縮器の出口空気温度センサ、凝縮器の空気流量センサ、凝縮器の空気湿度センサのうちの１つ以上を含む。一実施形態において、このセンサは、周囲空気センサ及び周囲湿度センサのうち１つ以上を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、ＨＶＡＣシステム、冷蔵庫、冷凍庫、その他に用いられる一般的な冷媒サイクルシステム１００の図である。このシステム１００では、圧縮機が高温ガスライン１０６に高温圧縮冷媒ガスを供給する。高温ガスラインは、この高温ガスを凝縮器１０７に供給する。凝縮器１０７はガスを冷却して、このガスを液体ライン１０８に供給される液体に凝縮する。液体ライン１０８内の液体冷媒は、計量装置１０９を通過して蒸発器１１０へと供給される。蒸発器１１０内で、冷媒は膨張してガスに戻り、再び吸引ライン１１１を通って圧縮機に供給される。吸引サービス弁１２０により吸引ライン１１１へのアクセスが提供される。また液体ラインサービス弁１２１により液体ライン１２１へのアクセスが提供される。ファン１２３は蒸発器１１０に入る空気１２４を供給する。蒸発器は空気を冷却し、蒸発器から出る冷却された空気１２５を供給する。液体ライン１０８には乾燥器／アキュムレータ１３０を任意選択で設けることができる。ファン１２２は凝縮器１０７に対して冷却空気を供給する。
【００１１】
計量装置１０９は、例えばキャピラリチューブ、固定式オリフィス、自動温度調節膨脹弁（ＴＸＶ）、電気制御弁、脈動ソレノイド弁、ステップモータ弁、低圧側フロート、高圧側フロート、自動膨張弁など、当該分野で用いる如何なる冷媒計量装置であってもよい。キャピラリチューブや固定式オリフィスなどの固定式計量装置は、負荷が変化する際にシステム容量を多少調節することが可能である。屋外の凝縮温度が上昇すると、より多くの冷媒が計量装置を通って蒸発器に供給され、容量がわずかに増加する。これとは反対に、熱負荷が下がるにつれて、屋外の凝縮温度が下がり、蒸発器に供給される冷媒量が減少する。負荷がそれほど大きく変化しない場所では、固定式計量装置はかなり良好に負荷に追随する。しかしながら、温度変化の範囲が比較的大きい気候の場合には通常、調節可能な計量装置が用いられる。
【００１２】
システム１００は、膨張ガスの冷凍効果を用いて、蒸発器１１０を通る空気を冷却する。この冷凍効果は、冷媒１ポンド当たりの英熱量ＢＴＵ（ＢＴＵ／ｌｂ）で評価される。総熱負荷がわかれば（「ＢＴＵ／ｈｒ」で示される）、システム動作の１時間当たりに循環すべき冷媒の総ポンド数が判明する。この数字についてはさらに、１時間当たりの循環量を６０で割ることにより、１分当たりの循環量まで分析し得る。
【００１３】
計量装置１０９のオリフィスが小さいため、圧縮冷媒が計量装置内のさらに小さい開口部から、蒸発器における管径の大きなチューブを通る際に、温度変化とともに圧力変化が生じる。この温度変化は冷媒のほんの一部（約２０％）が蒸発することにより起こり、この蒸発過程において、関連する熱が残りの冷媒から取り去られる。
【００１４】
例えば、図２における飽和Ｒ−２２の表では、１００°Ｆの液体の熱含量が３９．２７ＢＴＵ／ｌｂであり、４０°Ｆの液体の熱含量は２１．４２ＢＴＵ／ｌｂであることがわかる。これは、蒸発器に入る冷媒１ポンドにつき１７．８５ＢＴＵ／ｌｂが取り除かれる必要があることを示す。４０°Ｆ（１７．８５ＢＴＵ／ｌｂ）での蒸発の潜熱は６８．８７ＢＴＵ／ｌｂである。これは、任意の条件下で、冷凍効果、つまり１ポンド毎の冷媒によって行われる仕事量を計算する別の方法である。
【００１５】
圧縮機１０５の容量については、必要な仕事を得るために、蒸発器及び計量装置内で蒸発する冷媒量を、蒸発器から取り出す容量としなければならない。圧縮機１０５は同じ重量の冷媒蒸気を取り出して凝縮器１０７に送り出すことで、冷媒蒸気が凝縮されて液体に戻り冷却回路１００内でさらに仕事を続けられるようにしなければならない。
【００１６】
圧縮機１０５でこの重量を移動させることができなければ、蒸気の一部が蒸発器１１０内に残ったままとなる。そして、これは温度上昇、及び冷媒によって行われる仕事量の減少を伴う蒸発器１１０内の圧力上昇を引き起こし、冷却される空間内で設計条件を維持することができなくなる。
【００１７】
圧縮機１０５が大きすぎると、蒸発器１１０から冷媒を急速に引き出すことになるため、蒸発器１１０内の温度が下がり、設計条件を維持できなくなる。
【００１８】
冷却回路内の設計条件を維持するために、蒸発器１１０の必要条件と圧縮機１０５の容量との間の均衡が維持される。この容量は圧縮機の排気量及び体積効率に依存する。体積効率は、圧縮機１０５が動作する絶対吸引圧及び絶対吐出圧に依存する。
【００１９】
一実施形態において、システム１０００は、効率を上げるために、圧縮機１０５の速度を制御する。一実施形態において、システム１０００は、効率を上げるために、計量装置１０９を制御する。一実施形態において、システム１０００は、効率を上げるために、ファン１２３の速度を制御する。一実施形態において、システム１０００は、効率を上げるために、ファン１２２の速度を制御する。
【００２０】
システム１００において、冷媒は、蒸発器１１０のコイルの熱を吸収しつつ液体ステージから蒸気ステージへと通過する。圧縮機１０５のイオンステージにおいて、冷媒蒸気の温度と圧力は上昇し、冷媒は凝縮器１０７内でその熱を周囲の冷却媒体に排出して、冷媒蒸気は凝縮して液体状態、つまりサイクル中で再び使用し得る状態へと戻る。
【００２１】
図２は、この冷媒の圧力、熱、及び温度特性を示す。エンタルピは熱含量を表す別の用語である。図２のような図を、圧力−エンタルピ線図と呼ぶ。詳細な圧力−エンタルピ線図は、図２に示すサイクルのプロッティングに用いることができるが、図３に示すような基本的な略図も、冷媒回路の各種様相を予備的に説明するのに便利である。同図には、図の中央にある飽和液線３０１と飽和蒸気線３０２との間の状態変化を表す３つの基本的な領域が存在する。飽和液線３０１の左の領域は過冷却領域であり、冷媒液がその圧力に対応する沸点よりも低い温度に冷却されている。また飽和蒸気線３０２の右の領域は過熱領域であり、冷媒蒸気がその圧力に対応する蒸発温度を超えて加熱されている。
【００２２】
図式３００の構成は、冷媒サイクル内の様々なステージにおいて冷媒に何が起こるかを示す。気液状態の如何及び冷媒の任意の２特性がわかっていて、チャート上でこの点を示すことができる場合には、その他の特性をこのチャートから調べられる。
【００２３】
この点が飽和液線３１０と飽和蒸気線３０２との間のどこかに位置するならば、冷媒は気液混合状態にあることになる。この位置が飽和液線３０１に近ければ混合物は蒸気よりも液体に近くなり、特定の圧力下で、この領域の中央に位置する点は、５０％が液体で５０％が蒸気の状態を示す。
【００２４】
蒸気から液体への状態の変化、すなわち凝縮過程は、サイクルの経路が右から左へと進展するにつれて起こるのに対して、液体から蒸気への状態の変化、すなわち蒸発過程では、左から右へと移動する。絶対圧は左側の縦軸に示され、横軸は熱含量、つまりエンタルピをＢＴＵ／ｌｂ単位で示す。
【００２５】
与えられた圧力下での２つの飽和線３０１と３０２との間の距離は、熱含量線上に示すように、与えられた絶対圧における冷媒の蒸発潜熱を意味する。２つの飽和線は平行な曲線とはならないため、この２つの飽和線の間の距離は、全ての圧力において同じではない。従って、冷媒の蒸発潜熱は絶対圧によって異なる。また、異なる冷媒の圧力−エンタルピ線図も異なっており、この相違は個々の冷媒の様々な特性によるものである。
【００２６】
凝縮器１０７を離れてから、液体ライン１０８を通って膨張装置又は計量装置１０９へと向かう途中での、凝縮された冷却液の温度変化、また蒸発器１１０を離れてから吸引ライン１１１を通って圧縮機１０５に向かう冷媒蒸気の温度変化は比較的小さい。
【００２７】
図４は、圧力、温度、及び、熱含量つまりエンタルピを適切にラベル付けした簡単な飽和サイクルの様相を示す。飽和液上での点Ａ、すなわち、１００°Ｆの冷媒蒸気全てが１００°Ｆの液体へと凝縮して計量装置への入口にある点から始まり、点Ａと点Ｂとの間は、冷媒が計量装置１０９を通過する際の膨張過程であり、冷媒温度は凝縮温度１００°Ｆから蒸発温度４０°Ｆまで低下する。
【００２８】
垂直線Ａ−Ｂ（膨張過程）を底辺の軸線に向かって下方に延長すると、その読みが３９．２７ＢＴＵ／ｌｂを示し、これは１００°Ｆの液体の熱含量である。点Ｂの左の飽和液線１０８に点Ｚがあり、これもまた４０°Ｆの温度線にある。点Ｚから熱含量線に向かって垂直方向の下方に延長すると、その読みは２１．４２ＢＴＵ／ｌｂを示し、これは４０°Ｆの液体の熱含量である。
【００２９】
点Ｂと点Ｃとの間の水平線は蒸発器１１０内の蒸発過程を示し、ここで４０°Ｆの液体は冷媒を完全に蒸発させるのに十分な熱を吸収する。点Ｃは飽和蒸気線にあり、冷媒が完全に蒸発して圧縮過程の準備ができていることを示している。エンタルピ線と交わるように、垂直方向で下方への引いた線は、ｈｃで示す熱含量が１０８．１４ＢＴＵ／ｌｂであることを表し、ｈａとｈｃとの差は６８．８７ＢＴＵ／ｌｂであり、これは先の例で示した冷凍効果である。
【００３０】
エンタルピ線上の点ｈｚとｈｃとの差は８６．７２ＢＴＵ／ｌｂとなり、これは４０°Ｆにおける１ポンド（ｌｂ）のＲ−２２の蒸発潜熱である。この量はまた冷凍効果を示すものであるが、１００°Ｆの冷媒の一部は、Ｒ−２２の１ポンド毎の残り部分が、１００°Ｆから４０°Ｆの温度へと下がるために、蒸発し、つまり蒸気になる必要がある。
【００３１】
全冷媒は、気相状態における、体積、温度、圧力、エンタルピつまり熱含量、及びエントロピといった性質を示す。エントロピは、構成分子の無秩序性の度合いとして定義される。冷却において、エントロピは、ランキン温度での絶対温度に対する、気体の熱含量の比である。
【００３２】
圧力−エンタルピ線図では定エントロピ線がプロットされ、これは、気体が圧縮されて外部の熱を与えられ、あるいは取り去られることがないならば、同じ値のままである。エントロピが一定である場合に、圧縮過程は断熱的と呼ばれ、これは気体が外部の物体又は熱源から熱を吸収せず、また熱を排出することなく、その状態を変化させることを意味する。冷却サイクルの研究では、圧縮線を、定エントロピ線に沿って、つまりこれに平行にプロットするのが一般的である。
【００３３】
図５において、線Ｃ−Ｄは圧縮過程を示しており、蒸気の圧力と温度は、蒸発器１１０内の圧力と温度から、凝縮器１０７内の圧力と温度へと上昇するが、これは蒸発器１１０と圧縮機１０５との間の吸引ライン１１１で熱の取り出しがないとの仮定による。１００°Ｆの凝縮温度では、圧力計の読みが、ほぼ１９６ｐｓｉｇ（ゲージ圧）を示すが、チャートでは絶対圧で評価されるので、大気圧分の１４．７がｐｓｉｇ値に加算されて、実際には２１０．６１ｐｓｉａとなる。
【００３４】
絶対圧線上の点Ｄは凝縮温度１００°Ｆに等しい。この点は飽和蒸気線上にはなく、その右方の過熱領域で、２１０．６１ｐｓｉａの線と４０°Ｆの定エントロピ線とほぼ１２８°Ｆの温度線との交点に位置する。点Ｄから垂直方向において下方に引いた線は１１８．６８ＢＴＵ／ｌｂで熱含量線と交差し、これがｈｄであり、ｈｃとｈｄとの差は１０．５４ＢＴＵ／ｌｂであって、蒸気に加えられた圧縮熱である。この熱量は冷凍圧縮サイクル中に行われた仕事に等価な熱エネルギーである。これは飽和蒸気がサイクルに入ると仮定した場合の理論的な吐出温度であり、実際の動作において、吐出温度は理論的に予測される温度よりも２０°〜３５°高い。これは、温度センサ１０１６を高温ガスライン１０６に取り付けることで、システム１００においてチェック可能である。
【００３５】
圧縮過程中、蒸気は、その分子同士が互いに近づくように押され、つまり圧縮されることによる作用で加熱され、これは一般に圧縮熱と呼ばれる。
【００３６】
線Ｄ−Ｅは、凝縮過程を開始する前に蒸気から取り除かれるべき過熱度の大きさを示す。点Ｅから熱含量線上の点ｈｅに向かって垂直方向の下方に引いた線は、ｈｄとｈｅとの距離、つまり６．５４ＢＴＵ／ｌｂの熱を示すが、これは１００°Ｆの蒸気の熱含量が１１２．１１ＢＴＵ／ｌｂであることによる。この過熱度は普通、高温ガス吐出ライン、つまり凝縮器１０７の上部で取り除かれる。この過程の間、蒸気の温度は凝縮温度まで下がる。
【００３７】
線Ｅ−Ａは、凝縮器１０７内で起こる凝縮過程を表す。点Ｅにおいて、冷媒は凝縮温度１００°Ｆ、絶対圧２１０．６１ｐｓｉａの飽和蒸気である。点Ａでも同じ温度で同じ圧力であるが、冷媒はこの場合に液体状態である。線Ｅ−Ａ上の他の点では、冷媒が気液混合状態にあり、点Ａに近いほど液体状態へと凝縮した冷媒量が増える。点Ａにおいて、１ポンド毎の冷媒が、蒸発器１１０の負荷からの熱を奪うために必要とされて、再び冷媒サイクルに入る準備ができる。
【００３８】
冷媒の性能係数（ＣＯＰ）を決定する２つの要因は、冷凍効果と圧縮熱である。この式は次の通りとなる。
【００３９】
【数１】
2008510122.tif 000003
【００４０】
前述した単純な飽和サイクルの圧力−エンタルピ線図より、値を代入すると、この式は、次のようになる。
【００４１】
【数２】
2008510122.tif 000004
【００４２】
よって、ＣＯＰは、冷媒サイクルの理論効率の度合い又は尺度であり、蒸発課程において吸収されたエネルギーを、圧縮過程中に気体に供給されたエネルギーで割ったものである。〔数１〕式からわかる通り、圧縮過程で費やすエネルギーが少ないほど、冷凍システムのＣＯＰが大きくなる。
【００４３】
図４及び図５の圧力−エンタルピ線図は、蒸発温度の異なる２つの単純な飽和サイクルの比較を示しており、サイクルの他の様相における様々な違いを明らかにするものである。近似的な数値計算による比較を行うために、図４及び図５に示すサイクルは、同じ凝縮温度であるが、蒸発温度が２０°Ｆ低い。図４のサイクルをなすＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、及びＥの値が、（２０°Ｆの蒸発器１１０を用いた）図５におけるそれらの値と比較される。各冷媒サイクルにおける冷凍効果、圧縮熱、及び凝縮器１０７で放散される熱が比較される。この比較は、ＢＴＵ／ｌｂで算定される熱含量つまりエンタルピ線に関するデータに基づいて行われる。
【００４４】
図５に示す２０°Ｆの蒸発温度サイクルの場合、以下の通りとなる。
正味の冷凍効果（ｈｃ’−ｈａ）＝６７．１１ＢＴＵ／ｌｂ
圧縮熱（ｈｄ’−ｈｃ’）＝６７．１１ＢＴＵ／ｌｂ
【００４５】
上記のデータを、図４における蒸発温度４０°Ｆでのサイクルのデータと比較すると、正味の冷凍効果（ＮＲＥ）に２．６％の減少があり、圧縮熱に１６．７％の増加があることを分かる。過熱度が幾分増加することになり、これは高温ガスライン１０６又は凝縮器１０７の上部において取り除かれるものとされる。このことは吸込温度の低下の結果であるが、凝縮温度は同じままである。
【００４６】
〔数１〕式から、蒸発温度２０°Ｆ、凝縮温度１００°Ｆのサイクルにおける冷凍トン当たりでの循環すべき冷媒重量は、以下のように、２．９８  ｌｂ／ｍｉｎ／ｔｏｎとなる。
【００４７】
【数３】
2008510122.tif 000005
【００４８】
より多くの冷媒を循環させるには通常、より大きい圧縮機１０５、つまり速い回転数で動作する同一サイズの圧縮機１０５が必要となる。
【００４９】
図６は、蒸発温度４０°Ｆで、凝縮温度を１２０°Ｆに高くした元のサイクルを示す。
【００５０】
再び熱含量つまりエンタルピ線から特定のデータを取ると、凝縮温度１２０°Ｆでのサイクルの場合に、ｈａ＝４５．７１、ｈｃ＝１０８．１４、ｈｄ＝１２２．０１、そしてｈｅ＝１１２．７８である。よって、正味の冷凍効果（ｈｃ−ｈａ’）＝６２．４３ＢＴＵ／ｌｂであり、圧縮熱（ｈｄ’−ｈｃ）＝１３．８７ＢＴＵ／ｌｂ、そして、凝縮器１０７の過熱度（ｈｄ’−ｈｅ’）＝９．２３ＢＴＵ／ｌｂである。
【００５１】
凝縮温度１００°Ｆのサイクル（図４）との比較において、このサイクルは（図７に示すように）凝縮過程の温度を１２０°Ｆにまで上昇させることにより計算できる。図７は、ＮＲＥにおける９．４％の減少、圧縮熱における３１．６％の増加、そして吐出ライン、つまり凝縮器１０７の上部にて取り除かれるべき過熱度における４０．５％の増加を示す。
【００５２】
蒸発温度４０°Ｆ、凝縮温度１２０°Ｆの場合、循環すべき冷媒の重量が３．２ｌｂ／ｍｉｎ／ｔｏｎである。これは、凝縮温度が１００°Ｆの場合と同じ仕事量を行うために、冷媒量を約１０％多く循環させる必要があることを示している。
【００５３】
これらの例はいずれも、システムを最も効率的にするために、吸引温度が可能な限り高く、凝縮温度が可能な限り低くされるべきであることを示している。当然ながら、システム１００が十分に動作する限界についての制限が存在し、効率を高める他の手段を考慮することを要する。設備の経済性（コスト及び運転性能）が、実現可能な範囲を最終的に決定する。
【００５４】
図８を参照すると、凝縮過程が完了して１２０°Ｆの冷媒蒸気が全て液体状態になった後で、この液体が１００°Ｆ線上の点Ａ’まで過冷却されると（２０°Ｆの差）、ＮＲＥ（ｈｃ−ｈａ）は６．４４ＢＴＵ／ｌｂ増加する。圧縮熱の増加を伴わない、蒸発器１１０で吸収される熱量の増加は、サイクルのＣＯＰを増加させることになるが、これは圧縮機１０５へのエネルギーの入力が増加しないためである。
【００５５】
この過冷却は、液体が一時的に凝縮器１０７又はレシーバ内に蓄えられる間に行われ、また、液体の熱の一部は、液体が液体パイプを通って計量装置に向かう途中で周囲温度へと分散されてもよい。過冷却はまた、液体過冷却器を使用した商業用水冷システムで行われる。
【００５６】
通常、吸入蒸気は飽和状態において圧縮機１０５に到達しない。蒸発過程が完了した後、蒸発器１１０及び／又は吸引ライン１１１、並びに圧縮機１０５において蒸気への過熱度が加えられる。というのも、この過熱度が蒸発器１１０においてのみ加えられる場合、有益な冷却がなされる。蒸発過程の間に除去された熱に加えて、負荷又は製品からの熱を取り除くからである。空調空間の外部に配置された吸引ライン１１１内で蒸気が過熱される場合には有益な冷却は行われないが、これは多くのシステムで生じることである。
【００５７】
システム１００において、凝縮器１０７の冷媒圧力は比較的高く、蒸発器１１０の冷媒圧力は比較的低い。圧力上昇は圧縮機１０５の前後に生じ、圧力降下は計量装置１０９の前後に生じる。よって、圧縮機１０５及び計量装置は凝縮器１０７と蒸発器１１０との間の圧力差を維持する。
【００５８】
このように、冷凍システムは高圧部と低圧部に分けることができる。高圧側は高圧蒸気及び液体冷媒を含み、廃熱するシステム部分である。また低圧側は低圧液体蒸気及び冷媒を含み、吸熱する側である。
【００５９】
熱は、高温物体から低温物体へと移ることにより、常に平衡状態に到達しようとする。熱は暖かい方から冷たい方へと一方向にしか流れない。温度差（ＴＤ）は、ある物体から別物体に熱が流れることを許容するものである。温度差が大きいほど、熱流が速くなる。冷却ユニットの高圧側が熱を排出するには、その温度が周囲又は周辺の温度よりも高くなければならない。また蒸発器１１０が熱を吸収するには、その温度が周囲温度よりも低くなければならない。
【００６０】
２つの物体間で移動する熱量に影響を与える２つの要因は、温度差と２つの物体の質量である。冷媒コイル（例えば、凝縮器１０７又は蒸発器１１０）と周辺空気との間の温度差が大きいほど、熱伝達が速くなる。冷媒コイルのサイズが大きいほど、冷媒の質量は大きくなり、これはまた熱伝達率を高める。技術者は、熱伝達率を高めるために、温度差を高くするか又は面積を大きくしたコイルを設計することができる。
【００６１】
エネルギー効率を高めるには、より大きなコイルを用いてシステムが設計されるが、その理由は、熱を伝達するのに、より低い温度及びより大きな面積を有することが効率的であることによる。冷凍システム内での、より小さい圧力差や温度差を作り出すほうが、少ないエネルギーで済む。新しい高効率の空調システムの製造業者はこのような原則を採用する。
【００６２】
同様の原則は、蒸発器１１０のコイルに適用することができる。蒸発器への流入空気１２４と、蒸発器からの流出空気１２５との間の温度差は、初期のシステムでの温度差よりも小さい。古くて効率の低い空調システムでは、３５°Ｆの出力温度で動作する蒸発コイルを有するのに対して、新しく効率の高い蒸発器１１０では、４５°Ｆの出力範囲で動作する。いずれの蒸発器１１０も、高温で高効率のコイルがより広い面積を有し、より大きい冷媒質量が空気の流れにさらされて熱を吸収するという前提の下では、同じ量の熱を取り出すことができる。蒸発コイルの温度が高いと除湿効果の減少をもたらす。湿度の高い気候では、空調全体のなかで、除湿が重要な役割を果たす。
【００６３】
システム動作を保証し、所望のエネルギー効率を得るには、適切な設備の選択が重要である。従来、設置者が凝縮器ユニット１０１の容量とは異なるトン数の蒸発器１１０を選択することが多くの場合に一般的であった。このような過去の実務は、効率をより高くすることができるかもしれないが、今日のより専門的に設計されたシステムでは、適正な動作を行うために、製造業者の仕様を用いることで適正な整合性が得られる。整合の取れないシステムでは湿度制御がうまくいかず、運転コストが高くなってしまうことにもなる。エネルギー効率が低いことや適正な湿度制御を欠くことに加えて、整合の取れないシステムの圧縮機１０５は、戻りの冷媒蒸気から適切な冷却を受けることができない。その結果圧縮機１０５の温度は高くなり、これにより圧縮機１０５の寿命が短くなる可能性がある。
【００６４】
冷媒蒸気が圧縮機１０５の吐出側から離れると、この蒸気は凝縮器１０７に入る。この蒸気が凝縮器１０７を通って移動する際に、冷媒からの熱は配管やフィンを介して周辺空気に放散される。熱が取り除かれると、冷媒の状態が蒸気から液体へと変化し始める。気液混合物は凝縮器１０７を通って流れ続け、さらに熱が奪われて、最終的には全て又は殆ど全ての蒸気が液体へと変化する。この液体は、凝縮器１０７の出口から液体ライン１０８を通って計量装置１０９へと流れる。
【００６５】
高圧高温の液体冷媒は計量装置１０９を通過し、ここでその温度と圧力が変化する。温度と圧力が変化すると、液体冷媒の一部が沸騰してフラッシュガスとなる。液体と蒸気との混合物である冷媒が蒸発器１１０を通って流れる際に、熱が吸収され、残りの液体冷媒が蒸気へと変化する。蒸発器１１０の出口では、蒸気が吸引ライン１１１を通って圧縮機１０５へと戻る。
【００６６】
圧縮機１０５は、この低圧で低温の蒸気を引き込んでこれを高温高圧の蒸気に変換し、ここでサイクルが再び始まる。
【００６７】
理想的なサイズをもち、理想的に機能するシステム１００は、凝縮器１０７の端部において、最後の冷媒蒸気まで全て液体に変化させるとともに、蒸発器１１０において、最後の液体冷媒まで全て蒸気に変化させるシステムである。しかしながら、システムをこのような理想的な状態で動作させることは不可能であるため、ユニットは、蒸気が凝縮器１０７から出ないように、過冷却と呼ばれる液体冷媒の冷却をさらに有するように設計される。凝縮器１０７を離れる蒸気がたとえわずかであっても、システム１００の効率を著しく下げる可能性がある。
【００６８】
蒸発器１１０側において、液体冷媒が圧縮機１０５に戻らないように、過熱度と呼ばれる少量の追加温度が冷媒蒸気に加えられる。液体冷媒が圧縮機１０５に戻ると圧縮機１０５を破損させる虞がある。
【００６９】
広範囲の温度条件で動作することを要するシステムでは、所望のレベルの過冷却度及び過熱度を維持することが難しい。このようなシステムでは、動作上の効率レベルと安全性を高めるために、２つの部品が用いられる。それらはレシーバとアキュムレータである。レシーバは液体ライン１０８に配され、気温の高い日の高負荷に対してもシステムが十分な冷媒を有するように、余分の冷媒を少量保持する。アキュムレータは吸引ライン１１１に配され、軽負荷となる気温の低い日に、圧縮機１０５へと戻る液体冷媒を全て捕らえる。
【００７０】
液体レシーバは、凝縮器１０７の出口の端部に配されて液体冷媒を集めることができる。この液体レシーバによって、液体がレシーバに流れ込んで、レシーバに集められた蒸気が凝縮器１０７へと戻り、液体に変換される。レシーバを凝縮器１０７に接続するラインは凝縮ラインと呼ばれ、その直径は、液体がレシーバに流れ込んで蒸気が凝縮器１０７に戻ることができるように十分に大きくなければならない。また、この凝縮ラインは、液体冷媒が自由に凝縮器１０７からレシーバへと流れるように、レシーバに向かって勾配を有する必要がある。レシーバの出口側は底部に位置し、ここでは捕らえられた液体がレシーバから液体ラインへと流れ出すことができる。
【００７１】
レシーバは、冷媒充填量が全てレシーバに格納できるサイズをもつことが望ましい。冷凍凝縮ユニットには、凝縮ユニットの基部にレシーバが内蔵されたものもある。
【００７２】
アキュムレータは、蒸発器１１０の端部に位置し、液体冷媒をアキュムレータの底部に集めて、蒸気冷媒が圧縮機１０５へと戻る際にそこに留めようとする。アキュムレータの入口側は蒸発器１１０につながっており、ここに液体冷媒と蒸気が流れ込む。アキュムレータの出口は、Ｕ型チューブ又はチャンバーによって蒸気を引き込む。このＵ型チューブ又はチャンバーの底部には普通、液体冷媒及びオイルが吸引ラインに引き込まれるようにするための小さなポートがある。この小さなポートがないと、冷媒オイルがアキュムレータに集められて圧縮機１０５には戻らなくなる。小さなポートによって、液体冷媒の一部が吸引ラインに入ることができる。但し、急速に沸騰する液体冷媒の量は少ないので、液体冷媒が圧縮機１０５に流れ込む危険性は殆どない。
【００７３】
アキュムレータは、ヒートポンプに見られることが多い。切り替えサイクルの間、液体冷媒は屋外のコイルから戻ることができる。この液体冷媒は、その逆流を防ぐアキュムレータがなければ、圧縮機１０５に損傷を与える虞がある。
【００７４】
図８の圧力対熱の線図は、蒸発器１１０における冷却過程を示す。通常、最初は高圧液体が８〜１０°Ｆ又はそれ以上に過冷却される。点Ａから過冷却された液体は、膨張装置１０９を流れ、その圧力が蒸発器１１０の圧力にまで下がる。ほぼ２０％の液体が沸騰して気体になり、残りの気液混合物を冷却する。点Ｂにおける全熱量（エンタルピ）は点Ａと比較して変わりない。外部からの熱エネルギーの交換は行われない。点Ｂから点Ｃでは、液体の残りが沸騰して、蒸発器１１０の負荷（空気、水など）から流れ込む熱を吸収する。点Ｃでは液体が全て蒸発し、冷媒は蒸発器１１０の圧力に対応する飽和温度での蒸気となる。
【００７５】
過冷却によってサイクル効率が高まり、部品やパイプの摩擦、高さ増加による圧力損失に起因するフラッシュガスを抑制することができる。
【００７６】
小型の冷房システムの多くは、膨張装置で冷媒の流れを制御し、蒸発器１１０が蒸気を飽和状態より高い温度に過熱することで液滴が圧縮機１０５に侵入してこれを損傷しないように設計されている。ここでは簡略化のために、蒸発器１１０による圧力低下が起こらないものと仮定する。実際には、蒸発及び凝縮過程を、図示された定圧線からわずかにシフトさせる圧力低下が存在する。
【００７７】
蒸発器１１０が冷媒蒸気を過熱する必要がない場合には、より大きな冷却容量を生み出すことができる。小型のシステムにおいては差が比較的小さく、圧縮機１０５を保護することの方がより重要である。大型のシステムにおいては、蒸発器の性能向上が重要となる。いっぱいとなった蒸発器１１０は点Ｂから点Ｃへと熱を吸収する。これは熱伝達面の１平方フィート当たり、より多量の冷媒（より大きな冷却容量）を循環させることができる。
【００７８】
より小さい熱伝達面をもったサイズ的に小さい蒸発器は、適正な大きさの蒸発器と同じ温度差において同量の熱負荷を処理することができない。新たな平衡点は、低い吸引圧及び温度で達成されることになる。負荷は減少し、吐出圧及び温度もまた減少する。蒸発器のサイズ不足と、熱負荷の減少はともに、冷媒サイクルに同様の効果をもたらすが、それらはともに冷媒から取り除く熱量が少ないためである。
【００７９】
周囲温度が上昇するにつれて、蒸発器の負荷が増加する。蒸発器の負荷が増加すると、圧力が上昇する。その動作点は圧力−熱曲線上で右上方にシフトする。蒸発器の負荷が減少するにつれて、圧力が低下する。圧力−熱曲線上の動作点は下方にシフトする。従って、周囲温度を知ることは、システム１００が効率的に動作しているかどうかを判断するのに有用である。
【００８０】
図９Ａは、冷媒サイクルシステムの動作を監視する監視システム９００のブロック図である。図９Ａにおいて、１つ以上の凝縮器ユニットセンサ９０１が凝縮器ユニット１０１の構成要素の動作特性を測定し、１つ以上の蒸発器ユニットセンサ９０２が蒸発器ユニット１０２の動作特性を測定し、そして、１つ以上の周囲センサ９０３が周囲条件を測定する。凝縮器ユニットセンサ９０１、蒸発器ユニットセンサ９０２、及び周囲センサ９０３からのセンサデータは処理システム９０４に与えられる。この処理システム９０４はセンサデータを用いてシステム効率を計算し、ありうる性能上の問題を識別し、エネルギー使用量などを計算する。一実施形態では、処理システム９０４が、非効率な動作によるエネルギー使用量及びエネルギーコストを計算する。一実施形態では、処理システム９０４は、経過時間及び／又はフィルタ使用に従ってフィルタ保守の予定を決める。一実施形態では、処理システム９０４が、ありうる性能上の問題（例えば、空気量不足、不十分又は不均衡とされる負荷、過負荷、低い周囲温度、高い周囲温度、冷媒の充填不足、冷媒の過充填、液体ラインの制限、吸引ラインの制限、高温ガスラインの制限、非効率な圧縮機など）を識別する。一実施形態では、処理システム９０４がエネルギー使用量及びコストをグラフやチャートにして提供する。一実施形態において、監視システムの処理システム９０４が、冷媒サイクルシステムの非効率な動作による余分なエネルギーコストをグラフやチャートにして提供する。一実施形態では、自動温度調節装置９５２が処理システム９０４に設けられる。一実施形態では、処理システム９０４と自動温度調節装置９５２とが結合される。
【００８１】
図９Ｂはシステム９００のブロック図であり、冷媒サイクルシステムからの動作データが、例えば電力会社や監視センターなどの遠隔監視サービス９５０に提供される。一実施形態では、システム９００が、遠隔監視サービス９５０に対して冷媒サイクルシステムの動作効率に関する動作データを提供する。一実施形態では、遠隔監視サービスが、電力会社又は政府機関に対して動作効率データを提供する。
【００８２】
データについては、システム９００から遠隔監視サービスへと、図９Ｂに示すように電力線に亘るデータ通信、及び／又は図９Ｃに示すように、あるいは図９Ｆ〜図９Ｈとの関連で検討するように、データネットワーク上でのデータ通信（例えば、インターネット、無線ネットワーク、ケーブルモデムネットワーク、電話ネットワークなど）を用いて伝送することができる。
【００８３】
図９Ｄは、冷媒サイクルシステムの動作を監視する監視システムのブロック図であり、システムの動作に関するデータが、自動温度調節装置９５２、及び／又は、例えば、サイト監視用コンピュータ、メンテナンス用コンピュータ、携帯情報端末、パーソナルコンピュータなどのコンピュータシステム９５３に与えられる。
【００８４】
図９Ｅは、冷媒サイクルシステムの動作を監視する監視システムのブロック図であり、電気制御の計量装置９６０が設けられて、エネルギー効率の良好な状態でシステムを制御することが可能となる。
【００８５】
図９Ｆは、自動温度調節装置９５２に設けられたデータインターフェース装置９５５を有する自動温度調節制御及び監視システムのブロック図である。自動温度調節装置９５２は通常、比較的低い電圧の制御配線を用いて蒸発器ユニット制御器９５３と通信する。制御器９５３は通常、空気処理ファンや、蒸発器ユニット１０２内の他のシステムに対してリレーと他の制御回路を提供する。また、制御配線は凝縮器ユニット１０１の凝縮器ユニット制御器９５４にも設けられる。制御器９５４は、圧縮機１０５、凝縮器ファンなどに対してリレーや他の制御回路を提供する。データインターフェース装置９５５は低い電圧の制御配線に設けられて、自動温度調節装置９５２が遠隔監視器９５０からの制御信号を受信できるようにする。
【００８６】
図９Ｇは、自動温度調節制御及び監視システムのブロック図であり、データインターフェース装置９５６が制御器９５４に対して設けられている。データインターフェース装置９５６によって、遠隔監視器９５０が凝縮器ユニットと通信できるようになる。一実施形態では、データインターフェース装置９５６により、遠隔監視器は凝縮器ユニット１０１からのセンサデータを読むことができる。一実施形態において、データインターフェース装置９５６により、遠隔監視器は凝縮器ユニット１０１の電源を切ることができる。一実施形態では、データインターフェース装置９５６により、遠隔監視器が圧縮機１０５を低速モードに切り替えられるようになる。一実施形態において、データインターフェース装置９５６により、遠隔監視器が凝縮器ユニット１０１を省電力モードに切り替えられるようになる。
【００８７】
図９Ｈは、自動温度調節制御及び監視システムのブロック図であり、データインターフェース装置９５７が制御器９５３に対して設けられている。
【００８８】
一実施形態において、データインターフェース装置９５５〜９５７は、（例えば、電力線ブロードバンド（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｏｖｅｒ  Ｐｏｗｅｒ  Ｌｉｎｅ：ＢＰＬ）又はその他の電力線ネットワーク技術を用いた）電力線モデムとして構成される。一実施形態において、データインターフェース装置９５５〜９５７は、無線送信を用いた通信用の無線モデムとして構成される。一実施形態において、データインターフェース装置９５５〜９５７は、有線ネットワークを用いて通信する電話モデム、ケーブルモデム、イーサネット（登録商標）モデム、その他として構成される。
【００８９】
一実施形態では、システム９００は、凝縮器ユニットセンサ９０１及び／又は蒸発器ユニットセンサ９０２からのセンサデータを、遠隔監視サービス９５０に提供する。一実施形態では、システム９００は、凝縮器ユニットセンサ９０１及び／又は蒸発器ユニットセンサ９０２からのデータを用いて、冷媒サイクルシステムのための効率因子を計算し、システム９００はこの効率因子を遠隔監視サービス９５０に提供する。一実施形態では、システム９００は、冷媒サイクルシステムによる電力使用データ（例えば電力使用量）を提供し、システム９００は効率因子を遠隔監視サービス９５０に提供する。一実施形態では、システム９００は、システム９００を識別するために、遠隔監視器９５０に送信するデータとともに識別コード（ＩＤ）を提供する。
【００９０】
一実施形態において、遠隔監視器９５０には、冷媒サイクルシステムについて（例えば、冷媒サイクルシステムの製造及び設計特性に基づいて）予測される最大効率に関するデータが与えられることで、遠隔監視器９５０は、相対的効率（すなわち、予測される動作効率に対して冷媒サイクルシステムがどのように動作しているか）を確認できる。一実施形態において、遠隔監視器９５０が電力会社又は政府機関に効率データを提供することで、システム効率に従って電気料金を請求することができる。一実施形態において、住宅所有者（又はビル所有者）は、比較的低い絶対効率で運転している冷媒サイクルシステムに供給される電力に対して、より高い電気料金を請求される。一実施形態において、住宅所有者（又はビル所有者）は、比較的低い相対効率で運転している冷媒サイクルシステムに供給される電力に対して、より高い電気料金を請求される。一実施形態において、住宅所有者（又はビル所有者）は、冷媒サイクルシステムの相対効率及び絶対効率の組み合わせに従って電気料金を請求される。一実施形態において、監視システム９５０に提供されるデータは、冷媒サイクルシステムの動作効率が低いことを住宅所有者（又はビル所有者）に通知するために用いられる。一実施形態では、監視システム９５０に提供されるデータは、冷媒サイクルシステムが低い動作効率で運転しており、当該システムが点検を要することを住宅所有者（又はビル所有者）に通知するために用いられる。一実施形態において、所有者は点検が必要であるとの警告が与えられる。ある期間後もユニットが点検されない場合（又は効率が改善されない場合）、１つ以上のインターフェース装置９５５〜９５７に命令を送ることにより、システム９５０は、遠隔的に冷媒サイクルシステムを停止させることができる。
【００９１】
一実施形態において、住宅所有者（又はビル所有者）は、例えば電力システムが高負荷となる時間や、午後のピーク冷却期間、猛暑の間、計画停電の間などの、特定の期間中に比較的低い効率で運転している冷媒サイクルシステムに供給される電力に対して、より高い電気料金を請求される。一実施形態では、住宅所有者（又はビル所有者）は、例えば電力システムが高負荷となる時間や、午後のピーク冷却期間、猛暑の間、計画停電の間などの、特定の期間中に冷媒サイクルシステムに供給される電力に対して、より高い電気料金（割り増し料金）を請求される。一実施形態において、住宅所有者（又はビル所有者）は、割り増し料金が請求されることを示す電力会社からのメッセージを受け取るように、システム９００をプログラムすることができる。一実施形態では、住宅所有者（又はビル所有者）は、割り増し料金の期間中にシステムを停止させるように、システム９００をプログラムすることができる。一実施形態において、住宅所有者（又はビル所有者）は、電力会社が割り増し料金の期間中に冷媒サイクルシステムの動作を遠隔的に制御できるようにし、割り増し料金の支払いを回避することができる。一実施形態において、住宅所有者（又はビル所有者）は、システムが規定の効率以上で動作する場合にのみ、割り増し料金の期間中に冷媒サイクルシステムを運転することが許される。
【００９２】
一実施形態において、システム９００は、冷媒サイクルシステムが運転した時間の長さ（例えば、最近の日や週などにおける運転時間）を監視する。一実施形態では、遠隔監視システムは、システム９００に問い合わせて、冷媒サイクルシステムの動作に関するデータを取得することができ、データインターフェース装置９５５〜９５７のうち１つ以上は、問い合わせを受信して、要求されたデータを監視システム９５０に送信する。問い合わせデータは、例えば、冷媒サイクルシステムの効率評価（例えばＳＥＥＲやＥＥＲなど）、冷媒サイクルシステムの現在の動作効率、指定期間におけるシステムの動作時間などである。システム９５０の操作者（例えば電力会社又は送電会社）は、問い合わせデータを用いて負荷バランスの決定を行う。よって、例えば冷媒サイクルシステムにシャットダウンを指示するか、低電力モードへの移行を指示するかに関する決定については、システム効率（指定された効率、絶対効率、及び／又は相対効率）、システムが運転された時間の長さ、住宅所有者又はビル所有者が、負荷制限期間などにおける割り増し料金を支払う意思などに基づいて行うことができる。よって、例えば、使用頻度の高い低効率のシステムを有する住宅所有者、又は割り増し料金を支払いたくないと意思表示した住宅所有者は、比較的使用頻度の低い高効率のシステムを有する住宅所有者や、割り増し料金を支払う意思表示をした住宅所有者のシステムよりも先に、その所有する冷媒サイクルシステムがシステム９５０によって止められることになる。一実施形態において、システム９００を止める決定をする際に、監視システム９５０は、システム９００の効率、システム９００が使用される量、及び所有者が割り増し料金を支払う意思を考慮に入れる。一実施形態では、高効率システムは低効率システムよりも優先され（すなわち、高効率システムの方が、電力の非常時において止められる可能性がより低い）、使用頻度の低いシステムが使用頻度の高いシステムよりも優先される。
【００９３】
一実施形態では、システム９００は、自動温度調節装置９５２の設定温度に関するデータを監視システム９５０に送信する。一実施形態では、住宅所有者（又はビル所有者）に対して請求する電気料金が、自動温度調節装置９５２の設定ポイントに従って計算されることで、低い設定ポイントではキロワット時当たりの料金が高くなる。一実施形態では、住宅所有者（又はビル所有者）に対して請求する電気料金は、自動温度調節装置９５２の設定ポイント及び冷媒サイクルシステムの相対効率に従って計算されることで、低い設定ポイント及び／又は低効率ではキロワット時当の料金が高くなる。一実施形態では、住宅所有者（又はビル所有者）に対して請求する電気料金は、自動温度調節装置９５２の設定ポイント及び冷媒サイクルシステムの絶対効率に従って計算され、低い設定ポイント及び／又は低効率ではキロワット時当たりの料金が高くなる。一実施形態では、住宅所有者（又はビル所有者）に対して請求する電気料金は、自動温度調節装置９５２の設定ポイント、冷媒サイクルシステムの相対効率、及び数式による冷媒サイクルシステムの絶対効率に従って計算され、これにより、低い設定ポイント及び／又は低効率ではキロワット時当たりの料金が高くなる。
【００９４】
一実施形態では、監視システム９５０は、冷媒サイクルシステムが低い効率で運転している場合に、システム９００に指令を送信してシャットダウンさせることができる。一実施形態では、監視システム９５０は、冷媒サイクルシステムの低効率に応じて、及び／又は停電を回避するために、自動温度調節装置９５２の設定を変更する（例えば、設定した自動温度調節装置９５２の設定温度を上げるなど）ための指令をシステム９００に送信することができる。一実施形態では、監視システムは、節電のために圧縮機１０５を低速モードに切り替えるための指令を、凝縮器ユニット１０１に送信することができる。
【００９５】
一実施形態では、遠隔監視サービスは、データインターフェース装置９５５〜９５７の識別コード又はアドレスを把握しており、識別コードをデータベースと関連付けて、冷媒サイクルシステムが、比較的優先順位の高い顧客、例えば病院、高齢者又は病傷者の自宅などに供されているか否かを判断する。このような状況では、遠隔監視システムは冷媒サイクルシステムによって提供される冷却の削減量を相対的に少なくすることができる。
【００９６】
一実施形態において、システム９００は監視システム９５０と通信して負荷制限を行う。従って、例えば、監視システム（例えば、電力会社）は、データインターフェース装置９５６及び／又はデータインターフェース装置９５７と通信して、冷媒サイクルシステムを停止させることができる。よって、監視システム９５０は、地域内で空調装置のオン時及びオフ時を交代させて、計画停電の実施をすることなく電力負荷を減らすことができる。一実施形態において、データインターフェース装置９５６は、遠隔シャットダウンを提供するために、凝縮器ユニットに取り付け可能な、後付け装置として構成される。一実施形態では、データインターフェース装置９５６は、凝縮器ユニットを遠隔的に低電力（例えば省電力）モードに切り替えるために、凝縮器ユニットに取り付け可能な、後付け装置として構成される。一実施形態では、データインターフェース装置９５７は、遠隔的なシャットダウンを提供し、又はシステムを低電力モードに切り替えるために、蒸発器ユニットに取り付け可能な、後付け装置として構成される。一実施形態では、遠隔システム９５０は、データインターフェース装置９５５〜９５７の１つ以上に対して、シャットダウン命令及び再開命令を個別に送信する。一実施形態において、遠隔システム９５０は、データインターフェース装置９５５〜９５７に命令を送信して、特定の期間（例えば１０分、３０分、１時間など）、システムをシャットダウンさせ、その後にシステムが自動的に再開する。
【００９７】
一実施形態では、システム９００は監視システム９５０と通信して、冷媒サイクルシステムの効率に関係なく、停電又は電力供給の一時停止を防止するために、自動温度調節装置９５２の温度設定ポイントを制御する。電力供給の一時停止又は停電の可能性のある状態になった場合に、システム９５０は住宅所有者による自動温度調節装置の設定に優先して、電力使用量を削減するために自動温度調節装置９５２の温度設定ポイントを変更する（例えば高くする）。殆どの住宅への設置では、自動温度調節装置９５２と蒸発器ユニット１０２と凝縮器ユニット１０１との間では低い電圧の制御配線を具備する。殆どの住宅での（及び多くの商業用）利用において、自動温度調節装置９５２は、低い電圧の制御配線を介して蒸発器ユニット１０２に設けられた降圧トランスから電力を受ける。
【００９８】
一実施形態では、モデム９５５が電力計９４９と接続するように設けられ、モデム９５５は無線通信を用いて自動温度調節装置９５２と通信する。
【００９９】
一般的な冷凍又は空調システムにおいて、凝縮器ユニット１０１は冷却される領域の外部に配置され、蒸発器ユニット１０２は冷却される領域の内部に配置される。外部と内部という性質は、特定の設置に依存する。例えば、空調又はＨＶＡＣシステムでは、凝縮器ユニット１０１が通常、建物の外部に配置され、蒸発器ユニット１０２が通常、建物の内部に配置される。冷蔵庫又は冷凍庫では、凝縮器ユニット１０１が冷蔵庫の外部に配置され、蒸発器ユニット１０２が冷蔵庫の内部に配置される。いずれの場合でも、凝縮器からの廃熱は、冷却される領域の外部に（例えば離れて）捨てられることを要する。
【０１００】
システム９００が設置される場合、システム９００は、使用する冷媒の種類と凝縮器１０７、圧縮機１０５、及び蒸発器ユニット１０２の特性を指定することによってプログラムされる。一実施形態において、システム９００はまた、空気処理システムのサイズを指定することによってプログラムされる。一実施形態において、システム９００はまた、システム１００の予測（例えば設計）される効率を指定することによってプログラムされる。
【０１０１】
監視システムは、エネルギー効率比（ＥＥＲ）やＳＥＥＲのような公表された性能等級で、効率の監視を良好に行うことができる。ＥＥＲは、８０°ＦｄＢ及び６７°ＦＷｂの屋内、９５°ＦｄＢの屋外にて、公表された定常状態での容量を、公表された定常状態での入力電力量で割ることにより決定される。これは客観的ではあるが、システムの「現実」の動作条件に対して現実的でない。システムの公表されたＳＥＥＲの等級は、屋外温度８２°Ｆ、屋内の流入空気温度８０°ＦｄＢ及び６７°ＦＷｂの条件で測定された定常状態でのＥＥＲに、システムの（動作時間）部分負荷係数（ＰＬＦ）を掛けることにより決定される。ＳＥＥＲの計算において考慮されない主な要因は、屋内蒸発器の冷却コイルについて実際の部分負荷係数であり、これはユニットに記載のＢＴＵＨ容量とＳＥＥＲ効率レベルを減少させる。古くなった空気処理システム及び配管システムの多くは、公表されたＢＴＵＨ容量とＳＥＥＲ等級を予定通りに実行しない。これは主として、蒸発器１１０を通過する不適切な空気流や、汚れた蒸発器１１０、及び／又は汚れた送風機ホィールによるものである。また、供給ディフューザや戻り空気レジスタの位置が適切でないと、空調された冷気についてのフロアレベルの再循環が不十分となる可能性があり、蒸発器１１０の熱負荷の欠如をもたらす。
【０１０２】
実際の負荷条件下でシステムを監視するとともに、関連する周囲温度及び湿度を測定することにより、システム９００は、動作中のシステム１００の実際の効率を計算することができる。
【０１０３】
図１０は、冷媒サイクルシステム１００の動作を監視する監視システム１０００を示す。図１０に示すシステム１０００は、図９Ａ〜図９Ｅに示すシステム９００の実施形態の一例である。システム１０００において、凝縮器ユニット送信部１００２は、１つ以上のセンサによって凝縮器ユニット１０１の動作を監視し、蒸発器送信部ユニット１００３は、１つ以上のセンサによって蒸発器ユニット１０２の動作を監視する。凝縮器ユニット送信部１００２及び蒸発器ユニット送信部１００３は自動温度調節装置１００１と通信して、ビル所有者にデータを提供する。限定目的ではなく説明のために、図１０では、図９Ａ〜図９Ｅのプロセッサ９０４及び自動温度調節装置９５２を、単一の自動温度調節装置プロセッサとして示している。当業者は、プロセッサの機能が自動温度調節装置と別でもよいことを認識するであろう。
【０１０４】
一実施形態では、建物内部の温度センサ１００９が自動温度調節装置１００１に対して設けられる。一実施形態において、建物内部の湿度センサ１０１０が自動温度調節装置１００１に対して設けられる。一実施形態において、自動温度調節装置１００１は、システムの状態及び効率を表示するディスプレイ１００８を含む。一実施形態において、自動温度調節装置１００１はキーパッド１０５０及び／又は表示灯（例えばＬＥＤ）１０５１を含む。圧縮機１０５により消費された電力を検出する電力センサ１０１１が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。一実施形態において、凝縮器ファン１２２により消費される電力を検出する電力センサ１０１７が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。蒸発器１１０からの空気１２５は配管１０８０を流れる。
【０１０５】
一実施形態では、圧縮機１０５近傍の吸引ライン１１１内の冷媒温度を測定するように構成された温度センサ１０１２が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。一実施形態において、高温ガスライン１０６内の冷媒温度を測定するように構成された温度センサ１０１６が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。一実施形態において、凝縮器１０９近傍の流体ライン１０８の冷媒温度を測定するように構成された温度センサ１０１４が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。
【０１０６】
冷媒ライン１１１、１０６、１０８等における汚染物質は、冷媒サイクルシステムの効率を低下させ、圧縮機又はその他のシステム部品の寿命を縮めることがある。一実施形態では、冷媒内の汚染物質（例えば水、酸素、窒素、空気、不適切なオイルなど）を検出するように構成された、１つ以上の汚染物質センサ１０３４が、冷媒ラインの少なくとも１つに配され、凝縮器ユニット送信部１００２（又は、任意選択で、蒸発器ユニット送信部１００３）に対して設けられる。一実施形態では、汚染物質センサ１０６０は、圧縮機１０５への入力時に、圧縮機１０５に損傷を与える虞のある冷媒流体又は液滴を検出する。一実施形態では、汚染物質センサ１０６０が液体ライン１０８に設けられ、冷媒内の気泡を検出する。液体ライン１０６内の気泡は、低い冷媒レベル、凝縮器１０９のサイズ不足や、凝縮器１０９の冷却が不十分であることなどを示す可能性がある。一実施形態では、センサ１０３４は、冷媒ライン内の水又は水蒸気を検出する。一実施形態において、センサ１０３４は、冷媒ライン内の酸を検出する。一実施形態では、センサは、冷媒ライン内の酸を検出する。一実施形態では、センサ１０３４は、空気又は他の気体（例えば、酸素、窒素、二酸化炭素、塩素など）を検出する。
【０１０７】
一実施形態では、吸引ライン１１１の圧力を測定するように構成された圧力センサ１０１３が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。一実施形態では、液体ライン１０８の圧力を測定するように構成された圧力センサ１０１５が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。一実施形態では、高温ガスライン１０６の圧力を測定するように構成された圧力センサ（不図示）が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。一実施形態では、圧力センサ１０１３及び１０１５をそれぞれサービス弁１２０及び１２１に取り付けることにより、圧力センサ１０１３及び圧力センサ１０１５がシステム１００に接続される。圧力センサを圧力弁に取り付けることは、加圧型冷媒システムを開放せずに、後付け設備の冷媒圧力を入手するのに簡便な方法である。
【０１０８】
一実施形態では、吸引ライン１１１内の流量を測定するように構成された流量センサ１０３１が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。一実施形態において、液体ライン１０８内の流量を測定するように構成された流量センサ１０３０が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。一実施形態では、高温ガスライン１０６内の流量を測定するように構成された流量センサ（不図示）が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。一実施形態において、これらの流量センサは、加圧型冷媒システムを開放しないで冷媒ラインに取り付け可能な超音波センサである。
【０１０９】
一実施形態では、周囲温度を測定するように構成された温度センサ１０２８が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。一実施形態では、周囲湿度を測定するように構成された湿度センサ１０２９が、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。
【０１１０】
一実施形態において、蒸発器１１０近傍の液体ライン１０８内の冷媒温度を測定するように構成された温度センサ１０２０が、送信部ユニット１００３に対して設けられる。一実施形態では、蒸発器１１０近傍の吸引ライン１１１内の冷媒温度を測定するように構成された温度センサ１０２１が、送信部ユニット１００３に対して設けられる。
【０１１１】
一実施形態では、蒸発器１１０に吹き込む空気１２４の温度を測定するように構成された温度センサ１０２６が、送信部ユニット１００３に対して設けられる。
【０１１２】
一実施形態において、蒸発器１１０から吹き出る空気１２５の温度を測定するように構成された温度センサ１０２６が、送信部ユニット１００３に対して設けられる。一実施形態において、蒸発器１１０から吹き出る空気１２５の空気流量を測定するように構成された流量センサ１０２３が、送信部ユニット１００３に対して設けられる。一実施形態では、蒸発器１１０から吹き出る空気１２５の湿度を測定するように構成された湿度センサ１０２４が、送信部ユニット１００３に対して設けられる。一実施形態において、蒸発器１１０の前後での圧力降下を測定するように構成された差圧センサ１０２５が、送信部ユニット１００３に対して設けられる。
【０１１３】
一実施形態において、温度センサは、冷媒ライン（例えばライン１０６、１０８、１１１）に取り付けられ、これは、ライン内を循環する冷媒の温度を測定するためである。一実施形態において、温度センサ１０１２及び／又は１０１６は、圧縮機１０５内に設けられる。一実施形態において、温度センサは冷媒ラインの１つ以上の内部に設けられる。
【０１１４】
速度計１０３３は、ファン１２３のファンブレード（翼）の回転速度を検出する。この速度計は、蒸発器ユニット送信部１００３に対して設けられる。速度計１０３２は、凝縮器ファン１２２のファンブレードの回転速度を検出する。この速度計１０３２は、凝縮器ユニット送信部１００２に対して設けられる。
【０１１５】
一実施形態において、ファン１２３により消費された電力を測定するように構成された電力センサ１０２７が、送信部ユニット１００３に対して設けられる。
【０１１６】
一実施形態において、送信部ユニット１００３は、無線送信によってセンサデータを凝縮器ユニット送信部１００２に伝送する。一実施形態において、送信部ユニット１００３は、既存のＨＶＡＣ配線を介して、凝縮器ユニット送信部１００２にセンサデータを伝送する。一実施形態では、送信部ユニット１００３は、既存のＨＶＡＣ配線を用いて送信される搬送波上にセンサデータを変調することにより、既存のＨＶＡＣ配線を介して凝縮器ユニット送信部１００２にセンサデータを伝送する。
【０１１７】
図１０に示す各センサ（例えば、センサ１０１０〜１０３４など）については任意選択でよい。システム１０００は、監視システムの機能にかかるコストを削減するために、図に示すセンサの一部分で構成してもよい。従って、例えば汚染物質センサ１０３４を省いてもよいが、センサ１０３４により検出される汚染物質を探るシステム１０００の能力が落ちるか失われる。
【０１１８】
圧力センサ１０１３及び１０１５は、圧縮機１０５における吸引圧及び吐出圧をそれぞれ測定する。温度センサ１０２６及び１０２２は、蒸発器１１０の供給空気及び戻り空気をそれぞれ測定する。温度センサ１０１８及び１０１９は、凝縮器１０７における流入空気及び排出空気をそれぞれ測定する。
【０１１９】
電力センサ１０１１、１０１７、及び１０２７は、電力を測定するように構成される。一実施形態では、この電力センサの１つ以上が負荷にかかる電圧を測定し、電力は負荷に対する指定のインピーダンスを用いることにより算出される。一実施形態では、この電力センサの１つ以上が負荷に供給される電流を測定し、電力は負荷に対する指定のインピーダンスを用いることにより算出される。一実施形態では、この電力センサの１つ以上が負荷に供給される電圧及び電流を測定し、電力は負荷に対する指定の力率を用いることにより算出される。一実施形態では、電力センサが電圧、電流、そして電圧と電流との間の位相関係を測定する。
【０１２０】
温度センサ１０１２及び／又は１０２１は、吸引ライン１１１における冷媒温度を測定する。吸引ライン１１１の温度測定により、過熱度が判明する。吸引圧は圧力センサ１０１３により測定され、蒸発温度を圧力−温度チャートから読み取ることができる。過熱度は、吸引ライン１１１の温度と蒸発温度との差である。
【０１２１】
温度センサ１０１４及び／又は１０２０は、液体ライン１０８内の冷媒温度を測定する。液体ライン１０８の温度測定により、過冷却度が判明する。吐出圧は圧力センサ１０１５により測定され、よって凝縮温度を圧力−温度チャートから読み取ることができる。過冷却度は、液体ライン１０８の温度と凝縮温度との差である。
【０１２２】
一実施形態では、システム１０００は、冷媒サイクルシステムによる仕事量（冷却）を測定し、システムによって消費された電力で割ることにより効率を計算する。一実施形態では、システム１０００がシステムの異常動作を監視する。従って、例えば、一実施形態では、システム１０００は、温度センサ１０１６及び１０１４を用いて、凝縮器１０９前後での冷媒の温度降下を測定して、これを、凝縮器により取り除かれる熱の計算に用いる。システム１０００は、蒸発器１１０前後での冷媒の温度降下を測定して、これを、蒸発器１１０により吸収される熱の計算に用いる。
【０１２３】
監視システムは通常、最初に点検されて適正な動作状態に置かれたシステム１００の動作監視に用いられる。空調システムにおける機械的な問題は一般に、空気側の問題と、冷却側の問題という２つのカテゴリーに分類される。
【０１２４】
空気側で起こりうる主要な問題は、空気流量の減少である。空気処理システムはその容量が急激に増加しない、すなわちコイルを横切る空気量が増加することはない。その一方で、冷凍システムは、その熱伝達能力が急激に増加することはない。システム１０００は温度センサ１０２６及び１０２２を用いて、蒸発器１１０を通る空気の温度降下を測定する。戻り空気及び供給空気の温度を測定して、温度降下を得るために減算した後、システム１０００は、温度差が、そのあるべき値よりも高いか低いかを調べる。
【０１２５】
図１１は、蒸発器を通過する空気についての温度降下を、湿度の関数として示す。一実施形態では、湿度センサ１０２４及び／又は１０４１を用いて建物の湿度を測定し、及び／又は湿度センサ１０４１を用いて周囲湿度を測定する。湿度の読みは、相対湿度による湿球温度の温度計測の補正に用いられる。
【０１２６】
一実施形態において、蒸発器１１０の前後における所望の（又は予測される）温度降下と、測定された実際の温度降下との比較結果を用いると、可能性のある空気問題を冷媒サイクル問題から区別するのに役立つ。実際の温度降下が必要な温度降下よりも小さい場合には、空気流がおそらくは減少している。空気流の減少は、汚れたエアフィルタ又は汚れた蒸発器１１０、ファン１２３の問題、及び／又は配管システムの異常な制限によって引き起こされる可能性がある。
【０１２７】
使い捨てタイプのエアフィルタは通常、少なくとも年に２回、冷房や暖房のシーズンの初めに交換される。一実施形態では、自動温度調節装置により、所有者が新たなエアフィルタを設置する時期を示すことができる。自動温度調節装置はフィルタが使用された期間を把握し、フィルタの取替えが必要になると所有者に注意を喚起する。一実施形態では、自動温度調節装置は実際の経過時間を用いてフィルタの使用量を判断する。
【０１２８】
一実施形態では、自動温度調節装置１００１は、空気処理器がフィルタを通して空気を吹き込んだ時間の長さによってフィルタの使用量を計算する。従って、例えば、空気処理システムが連続して使用されない穏やかな気候又は季節には、自動温度調節装置は、フィルタ交換の必要を示すまで、より長い実時間をもって待機する。より使用頻度の高い場所又は塵埃の多い場所では一般に、比較的頻繁にフィルタ交換が必要である。一実施形態では、自動温度調節装置は重み付け係数を用いて、運転時間と運休時間とを組み合わせてフィルタ使用量を決定する。従って、例えば、フィルタ使用量を決定する際に、空気処理器がフィルタを通して空気を吹き込んでいる時間については、空気処理システムが不使用とされる時間と比べて、相対的に大きな重み付けがなされる。一実施形態では、所有者は、特定の時間数又は日数（例えば実際の日数、運転日数、又はその組み合わせ）の後で、フィルタ交換が必要であることを示すために自動温度調節装置をプログラムすることができる。
【０１２９】
一実施形態では、自動温度調節装置１００１は、毎日の大気中の粉塵状態に関する情報源から情報を受け取り、このような情報をフィルタ使用量の計算に用いるように構成される。従って、一実施形態では、フィルタ使用量を計算するときに、自動温度調節装置は、大気粉塵が比較的多い日について、大気粉塵が比較的少ない日に比べて、相対的に大きな重み付けを行う。一実施形態において、大気粉塵情報の情報源には、例えばインターネット、ページャーネットワーク、ローカルエリアネットワークなどのデータネットワークが挙げられる。
【０１３０】
一実施形態では、自動温度調節装置は、フィルタ使用量を計算するためのデータを収集し、このようなデータをコンピュータ監視システムに渡す。
【０１３１】
商業的及び工業的利用では、一般に規則的な保守スケジュールがとられる。一実施形態では、センサは、エアフィルタに関して、図１１との関連で示したように提供される。
【０１３２】
一実施形態では、電力計１０２７によって測定された電力を用いると、送風機１２３及び／又は空気処理システムに関する問題の診断及び検出に役立つ。送風機１２３の電流が多すぎたり少なすぎたりする場合、又は送風機１２３の力率が小さい場合には、その可能性として送風機及び／又は空気処理システムの問題が示される。
【０１３３】
戻り空気グリルを覆うように家具を置くか、あるいはカーペットを敷くと、送風機が処理することのできる空気量を減らすことになる。不使用領域への空気を遮断することは、蒸発器１１０を通る空気を減少させる。戻り空気グリルを覆うことで、中央に位置する高温部又は空気処理器からの騒音を減少させると、不快な騒音を小さくできるが、これは空気量を減少させることによりシステムの動作にも大きく影響する。戻り空気配管システムの破綻は、配管システム性能全体に影響を与える。戻り配管における空気漏れは、戻り空気の温度を上げ、コイル前後の温度降下を減少させることになる。
【０１３４】
空気流量センサ１０２３は、配管を通る空気流量の測定に用いることができる。一実施形態では、空気流量センサ１０２３は熱線（又は熱フィルム）による質量流センサである。一実施形態において、差圧センサ１０２５は、蒸発器１１０を通る空気流量の測定に用いられる。一実施形態では、差圧センサ１０２５は、蒸発器１１０の前後における圧力降下の測定に用いられる。一実施形態では、蒸発器前後における圧力降下は、（例えば損傷、汚れ、髪の毛、粉塵などのために）蒸発器１１０が空気流量を制限している時期を推定するために用いられる。一実施形態では、差圧センサ１０２５は、（例えば老朽化、損傷、汚れ、髪の毛、粉塵などのために）フィルタが空気流量を制限している時期を推定するために、エアフィルタ前後における圧力降下を測定するのに用いられる。一実施形態において、表示灯１０５１は、フィルタの交換が必要であることを表示するために用いられる。一実施形態において、表示灯１０５１は、蒸発器１１０の清掃が必要であることを表示するために用いられる。
【０１３５】
一実施形態では、空気流量センサ１０２３は、配管１０８０への空気流量の測定に用いられる。一実施形態において、表示灯１０５１は、配管１０８０への空気流量が（例えば汚れ、通気孔の前に置かれた家具又はカーペット、閉鎖された通気孔、汚れた蒸発器、汚れたファンブレードなどのために）制限されていることを表示するために用いられる。
【０１３６】
一実施形態において、粉塵センサは蒸発器１１０の空気流内に設けられる。一実施形態において、この粉塵センサは光源（光学的及び／又は赤外線）と光センサを含む。この粉塵センサは、光源と光センサとの間の光透過率を測定する。粉塵が集積すると、光の減衰をもたらす。このセンサは、光源と光センサとの間の光の減衰量を測定することにより、蒸発器１１０に溜まる粉塵の存在を検出する。減衰量が所定値を超えた場合に、監視システム１０００は、空気流システム（例えばファン１２３、配管１０８０、及び／又は蒸発器１１０など）の清掃が必要であることを表示する。
【０１３７】
一実施形態において、電力センサ１０２７は、ファン１２３の送風機モータに供給される電力の測定に用いられる。ファン１２３の電力が多すぎるか、又は少なすぎる場合に、その可能性として空気流量の問題が示される（例えば通気孔の遮蔽又は閉鎖、ファンブレードの汚れ、蒸発器の汚れ、フィルタの汚れ、ファンベルトの破損、ファンベルトの滑りなど）である。
【０１３８】
蒸発器１１０の前後における温度降下が所望の値よりも小さい場合、システムの熱除去の容量は減少している。このような問題については一般的に、冷媒量と冷媒流量という２つのカテゴリーに分類できる。システム１００が適正な冷媒充填量を有し、冷媒が所望の流量（例えば流量センサ１０３１及び／又は１０３０によって測定される）で流れる場合、システムは効率的に働き、定格容量を実現する。冷媒量又は流量についての問題は通常、蒸発器１１０を通って適正量の空気が供給される場合に、冷媒サイクルシステム内に生じる温度及び圧力に影響を与える。システムに冷媒がない場合には漏出が起きており、この漏出を発見して修理しなければならない。システムがまったく動作しない場合には、おそらくは電気的な問題があり、これを見つけ出して直す必要がある。
【０１３９】
システム１００が始動して運転しているにも関わらず十分な冷却を行わない場合には、蒸発器１１０で取り出す熱量とこれにモータの熱量を加えた量、及び凝縮器１０７からの廃熱の合計が、この装置が処理すべく設計された総熱量となっていない。この問題を診断するために、表１に列挙した情報が用いられる。正常な動作結果と比較される、これらの結果により、問題が一般に識別される。（１）蒸発器１１０の動作温度、（２）凝縮ユニットの凝縮温度、及び／又は（３）冷媒の過冷却度。
【０１４０】
これらの項目は、ユニットの予測されるエネルギー効率比（ＥＥＲ）に応じて変更可能である。ユニットに対して設計された蒸発面及び凝縮面の大きさは、効率等級における主要因である。凝縮面が大きいほど、凝縮温度が低くなりＥＥＲが高くなる。蒸発面が大きいほど、吸引圧が高くなりＥＥＲが高くなる。この状態におけるエネルギー効率比は、ＢＴＵ／ｈｒでのユニットの正味の容量を、ワット入力で割ることにより算出される。
【０１４１】
【表１】
2008510122.tif 000006
【０１４２】
正常な蒸発器１１０の動作温度は、蒸発器１１０を通り抜ける空気の平均空気温度から設計コイル分割を引くことで分かる。コイル分割は、システムの設計により異なる。ＥＥＲが７．０〜８．０の範囲のシステムは通常、２５〜３０°Ｆの範囲での設計分割を有する。ＥＥＲが８．０〜９．０の範囲のシステムは通常、２０〜２５°Ｆの範囲での設計分割を有する。ＥＥＲ等級が９．０を超えるシステムでは、１５〜２０°Ｆの範囲での設計分割を有する。コイル動作温度の決定に用いる数式は以下の通りである。
【０１４３】
【数４】
2008510122.tif 000007
【０１４４】
ここで、「ＣＯＴ」はコイル動作温度、「ＥＡＴ」はコイルの入口空気温度（例えば温度センサ１０２６によって測定される）、「ＬＡＴ」はコイルから去る空気の温度（例えば温度センサ１０２２によって測定される）、「ｓｐｌｉｔ」は設計分割温度である。
【０１４５】
「（ＥＡＴ＋ＬＡＴ）／２」の値は平均空気温度であり、これは平均温度差（ＭＴＤ）とも呼ばれる。また、コイルＴＥＤ又はΔＴと呼ばれることもある。
【０１４６】
「ｓｐｌｉｔ」は、ＥＥＲ等級に応じた設計分割である。例えば、８０°ＤＢの流入空気条件及び蒸発器１１０のコイル前後における２０°Ｆの温度降下を有する装置では、以下のように決定される動作コイル温度を有することになる。
【０１４７】
【数５】
2008510122.tif 000008
【０１４８】
【数６】
2008510122.tif 000009
【０１４９】
【数７】
2008510122.tif 000010
【０１５０】
このように、動作コイル温度は装置のＥＥＲ等級に応じて変化する。
【０１５１】
凝縮器１０７の表面積は、システム１００が定格容量で動作するために発現させる必要のある凝縮温度に影響を与える。また、凝縮器１０７のサイズの相違は、装置の製造コスト及び価格に影響を与える。凝縮器１０７が小さいほど効率（ＥＥＲ）等級は低くなる。屋外周辺が９５°Ｆで蒸発器１１０に用いられるのと同一のＥＥＲ等級において、７．０〜８．０のＥＥＲカテゴリーは２５〜３０°の凝縮器１０７の分割範囲で動作し、８．０〜９．０のＥＥＲカテゴリーは２０〜２５°の凝縮器１０７の分割範囲で動作し、９．０＋のＥＥＲカテゴリーは２０〜２５°の凝縮器１０７の分割範囲で動作し、９．０＋のカテゴリーは１５〜２０°の凝縮器１０７の分割範囲で動作する。
【０１５２】
このことは、凝縮器１０７に入る空気が９５°Ｆの温度である場合に、凝縮温度を得るための数式が以下のようになることを意味する。
ＲＣＴ＝ＥＡＴ＋ｓｐｌｉｔ
【０１５３】
ここで「ＲＣＴ」は冷媒の凝縮温度、「ＥＡＴ」は凝縮器１０７の入口空気温度、「ｓｐｌｉｔ」は、流入空気温度と、圧縮機１０５からの高温高圧蒸気の凝縮温度との間の設計温度差である。
【０１５４】
例えば、ＥＡＴが９５°Ｆの場合に上記数式を用いると、各種ＥＥＲシステムの分割は以下のようになる。
ＥＥＲ等級７．０〜８．０に対して
ＲＣＴ＝９５°＋２５〜３０°＝１２０〜１２５°Ｆ
ＥＥＲ等級８．０〜９．０に対して
ＲＣＴ＝９５°＋２０〜２５°＝１１５〜１２０°Ｆ
９．０を超えるＥＥＲ等級に対して
ＲＣＴ＝９５°＋１５〜２０°＝１１０〜１１５°Ｆ
【０１５５】
動作ヘッド（上部）圧は、屋外の温度変化によって変わるだけでなく、ＥＥＲ等級が異なっても変わる。
【０１５６】
凝縮器１０７内で生じる過冷却度の大きさは、主にシステム内の冷媒量により決定される。凝縮器１０７の入口空気温度及び蒸発器１１０の負荷は、生じる過冷却度の大きさに対しては比較的小さな効果しかもたない。システム内の冷媒量は、支配的な効果をもつ。従って、ＥＥＲ等級に関わらず、適切に冷媒が充填されているならば、装置は１５〜２０°Ｆに過冷却された液体を有することになる。高い周囲温度は、過冷却度の低い液体をもたらすが、これは、システムにおける流体状態での冷媒量の減少によるものである。より多くの冷媒が蒸気状態にとどまって、要求される熱量を排出するのに必要な、より高い圧力及び高い凝縮温度を生起することになる。
【０１５７】
表１は、空調システムにおけるトラブルについて可能性のある原因を１１個示している。可能性のある各原因の後には、その原因が、冷房システムの低圧側の圧力、つまり吸引圧、蒸発器１１０の過熱度、高圧側の圧力、つまり吐出圧、凝縮器１０７を去る液体の過冷却度の大きさ、及び凝縮ユニットの消費アンペア数に関して有することになる反応を示す。一実施形態では、凝縮器を通る空気を測定するために空気流量センサ（不図示）が含まれる。
【０１５８】
蒸発器１１０を通る空気（例えば空気流量センサ１０２３及び／又は差圧センサ１０２５を用いて測定される）が不十分であることについては、蒸発器１１０を通る空気における所望の温度降下よりも大きな温度降下によって示される。また、蒸発器１１０にかかる不均衡な負荷については、蒸発器１１０の回路のある部分では過負荷であるのに対して、他の部分では軽負荷であるといった、反対の兆候を示すことになる。一実施形態では、温度センサ１０２２は蒸発器前後における温度を測定する複数のセンサを含む。蒸発器１１０での軽負荷の部分により、液体冷媒がコイルから出て吸引マニホールド及び吸引ラインに入ることが可能になる。
【０１５９】
ＴＸＶシステムでは、ＴＸＶの検出バルブを通過する液体冷媒によって弁の閉鎖がもたらされる。これは、蒸発器１１０の動作温度及び容量を低減させるとともに、吸引圧を下げる。蒸発器１１０の動作過熱度は非常に低くなるが、これは蒸発器１１０のある部分を離れる液体によるものである。
【０１６０】
空気流量が適切でないと、圧縮機１０５の負荷の減少、送出される冷媒蒸気量の減少、そして凝縮器１０７の熱負荷の減少のために、高圧側の圧力、つまり吐出圧が低くなる。凝縮器１０７の液体過冷却度は、ＴＸＶによる冷媒要求の減少のために、正常範囲で高めになる。凝縮ユニットの消費アンペア数は、負荷減少のために低下することになる。
【０１６１】
固定式計量装置を用いるシステムでは、不均衡な負荷によって蒸発器１１０を通る空気の温度降下がより大きくなるが、これは、固定式計量装置により供給される冷媒量が減少せず、よって、システム圧力（沸点）がほぼ同じとなるからである。
【０１６２】
蒸発器１１０の過熱度は、吸引ラインに勢いよく流れ込む液体冷媒によってゼロに落ち込む。不均衡が極端な場合には、圧縮機１０５への液戻りによって圧縮機１０５の損傷を引き起こしてしまう。蒸発器１１０に集まる熱の減少及び圧縮機１０５への冷媒蒸気の低下は、圧縮機１０５にかかる負荷を下げる。圧縮機１０５の吐出圧（高温ガス圧力）は減少することになる。
【０１６３】
冷媒の流量は、ヘッド圧が低いために、わずかに減少するのみである。冷媒の過冷却度は正常な範囲にある。凝縮ユニットの消費アンペア数はわずかに低くなるが、これは圧縮機１０５にかかる負荷が減少しヘッド圧が下がるためである。
【０１６４】
過負荷の場合には、反対の効果が存在する。装置が本来の空気量を冷却できないために、コイルを通過する空気の温度降下が小さくなる。空気は、速すぎる速度でもってコイルを通過する。また、コイルの入口空気温度が空調された領域からの戻り空気よりも高い可能性がある。これは、暖かい空気を空調されていない領域から引き込む戻り配管システムの空気漏れによるものである。
【０１６５】
過負荷は吸引圧を上昇させる。冷媒は、圧縮機１０５のポンプ流量よりも速い割合で蒸発する。システムがＴＸＶを用いる場合には、過熱度は通常よりもやや高めとなる。弁は、過熱度の設定を維持しようとして、より大きな流量で動作することになる。システムが固定式計量装置を用いる場合、過熱度は高くなる。固定式計量装置では、蒸発器１１０が十分に使用可能な状態を維持するために要する冷媒量の増加を供給することができない。
【０１６６】
高圧側の圧力、つまり吐出圧は高くなる。吸引圧が上昇するため、圧縮機１０５はより多くの蒸気を送り出す。凝縮器１０７は、より多くの熱を処理しなければならず、凝縮温度は、さらに熱を排出するために、より高くなる。凝縮温度がより高いということは、高圧側の圧力がより大きいことを意味する。システム内の液体量は変化しないし、また冷媒流量も制限されない。液体の過冷却度は正常範囲内となる。装置の消費アンペア数は、圧縮機１０５にかかる負荷が増えるために大きくなる。
【０１６７】
凝縮器１０７に入る周囲空気の温度が低い場合には、凝縮器１０７の熱伝達率は過度になり、過度に低い吐出圧をもたらす。その結果、吸引圧が低くなるが、これは計量装置を通る冷媒の量が減少するためである。この減少により、蒸発器１１０に供給される液体冷媒の量が減少する。コイルが作り出す蒸気がより少なくなり、吸引圧が低下する。
【０１６８】
コイルへの冷媒流量の減少は、有効なコイル量を減少させ、その結果、過熱度が高くなる。また、システム容量の減少は、空気から取り除かれる熱量を減少させる。空調された領域内は温度及び相対湿度が高くなり、高圧側の圧力が低くなる。これにより、システム容量が減少し始める。液体の過冷却度の大きさは正常範囲内になる。凝縮器１０７内の液体の量は増えるが、蒸発器１１０の熱伝達率は小さくなる。凝縮ユニットの消費アンペア数は、圧縮機１０５の仕事が減るために、小さくなる。
【０１６９】
空調システムが許容する、凝縮器１０７の周囲空気温度における低下量は、システム内の減圧装置のタイプに依存する。固定式計量装置を用いるシステムは、外部の周囲温度が９５°Ｆから低くなると容量が段階的に減少する。この段階的な減少は、６５°Ｆに下がるまで続く。この温度より下では容量損失が大幅となって、蒸発器１１０の温度が氷点下に下降しないように防ぐために、ヘッド圧を維持する何らかの手段を採用しなければならない。システムの中には、空気流におけるダンパー又は可変速凝縮器１０７のファンを介して凝縮器１０７を通る空気を制御するものがある。
【０１７０】
ＴＸＶを用いるシステムは、４７°Ｆの周囲温度まで高い容量を維持する。この温度より下で制御が行われる。また、ダンパー又は凝縮器１０７のファン速度制御を用いて、凝縮器１０７を通る空気流量の制御を行うこともできる。より規模の大きなＴＸＶシステムでは、凝縮器１０７内の液体量を用いてヘッド圧が制御される。
【０１７１】
凝縮器１０７の入口空気温度が高いほど、蒸気の熱を排出する冷媒蒸気の凝縮温度が高くなる。凝縮温度が高いほど、ヘッド圧が高くなる。吸引圧は次の２つの理由から高くなる。（１）圧縮機１０５のポンプ効率がより低くなり、（２）液体の温度が高くなることで計量装置内のフラッシュガスの量が増加し、さらにシステム効率を低下させる。
【０１７２】
コイルに生じる過熱度の大きさは、ＴＸＶシステムと固定式計量装置システムとで異なる。ＴＸＶシステムでは、弁は、実際の温度がより高いとしても、過熱度をその調整範囲の限界近くまで維持する。固定式計量装置システムでは、コイルに生じる過熱度の大きさは、凝縮器１０７を通過する空気の温度と逆関係にある。固定式計量装置を通過する流量は、ヘッド圧から直接的に影響を受ける。空気温度が高いほど、ヘッド圧は高くなり、流量も多くなる。流量が多くなる結果として、過冷却度が低くなる。
【０１７３】
表２は、固定式計量装置を用いる、適正に充填された空調システムで変わっていく過熱度を示す。ヘッド圧は、より高い周囲温度で高くなるが、これは、より高い凝縮温度が必要とされるためである。凝縮器１０７の液体の過冷却度は、正常範囲で低めになる。凝縮器１０７における液体冷媒の量はわずかに減少するが、その理由は、冷媒の多くが蒸気状態のままで高い圧力及び高い凝縮温度を生じるためである。凝縮ユニットの消費アンペア数は大きくなる。
【０１７４】
【表２】
2008510122.tif 000011
【０１７５】
システムの冷媒不足は、熱を取り出すための蒸発器１１０の液体冷媒が少なくなり、吸引圧が下がることを意味する。蒸発器１１０に供給される液体の量が少ないことは、液体冷媒を蒸発させるためのコイル内の有効表面が少なく、蒸気温度を上昇させる表面が多いことを意味する。過熱度は高くなる。圧縮機１０５の処理する蒸気が少なくなり、凝縮器１０７が排出する熱が少なく、高圧側の圧力は下がり、凝縮温度が低くなる。空調システムの圧縮機１０５は、主として、冷却された戻り吸引ガスによって冷却される。充填量の少ない圧縮機１０５はより高い動作温度を有する。
【０１７６】
過冷却度の大きさは、充填不足の量に応じて、通常よりも低いかゼロである。システム動作は通常、過冷却度がゼロになって、高温ガスが液体冷媒とともに凝縮器１０７を退出し始めるまでは、それほど深刻な影響を受けない。凝縮ユニットの消費アンペア数は通常よりもやや小さい。
【０１７７】
冷媒の過充填は、システムで使用される減圧装置及び過充填の量に応じて、様々な形でシステムに影響する。
【０１７８】
ＴＸＶを用いるシステムでは、弁は、弁の過熱度設定を維持するために、コイル内の冷媒の流れを制御しようとする。しかしながら、余分な冷媒が凝縮器１０７に戻ってきて、凝縮に利用することができたはずの熱伝達領域の一部を占めてしまう。その結果、吐出圧は通常よりもやや高くなり、液体の過冷却度は高くなって、ユニットの消費アンペア数が大きくなる。吸引圧力及び蒸発器１１０過熱度は正常となる。大幅な過充填は、ヘッド圧を一層高くし、ＴＸＶのハンチングを引き起こす。
【０１７９】
大幅に過充填されたＴＸＶシステムの場合、吸引圧は通常高くなる。圧縮機１０５の容量減少（ヘッド圧の上昇による）が吸引圧を引き上げるだけでなく、高い圧力によって、ＴＸＶ弁はその開動作時に過供給を引き起こすことになる。このことは、弁に広範囲のハンチングをもたらす。蒸発器１１０の過熱度は、コイル外の液体に対して、低めの正常範囲から大きく外れることになる。高圧側の圧力、つまり吐出圧は、極端に高くなる。また、液体の過冷却度も高くなるが、これは、凝縮器１０７内の液体が過剰であることによる。凝縮ユニットの消費アンペア数は、圧縮機１０５のモータにかかる極度の負荷のために、大きくなる。
【０１８０】
固定式計量システム内の冷媒量は、システム性能に直接的な影響を与える。過充填は充填不足よりも大きな影響を与えるが、いずれもシステム性能、効率（ＥＥＲ）、及び運転コストに影響を与える。
【０１８１】
図１２〜図１４は、通常のキャピラリチューブ空調システムの性能に対する不適切な冷媒充填量による影響を示す。図１２において、適正充填量（５５オンス）である１００％では、装置の正味の容量が２６，２００ＢＴＵ／ｈｒである。充填量がいずれかの方向に５％変化すると、容量は充填量の変化につれて低下する。冷媒を５％（３オンス）取り除くと、正味の容量は２５，０００ＢＴＵ／ｈｒに下がる。さらに５％（２．５オンス）で、容量は２２，０００ＢＴＵ／ｈｒに減少する。そこからは、容量減少が顕著になる。８５％（８オンス）で１８，０００ＢＴＵ／ｈｒ、８０％（１１オンス）で１３，０００ＢＴＵ／ｈｒ、そして７５％（１４オンス）で８０００ＢＴＵ／ｈｒとなる。
【０１８２】
過充填は同様の影響を有するが、減少率はさらに大きい。冷媒３オンス（５％）の追加で、正味の容量は２４，６００ＢＴＵ／ｈｒまで下がり、６オンス（１０％）の追加で容量は１９，０００ＢＴＵ／ｈｒまで下がり、８オンス（１５％）の追加で容量は１１，０００ＢＴＵ／ｈｒまで下がる。このことは、ユニットの過充填の方が充填不足に比べて、冷媒の１オンス当たりでの影響がより大きいことを示している。
【０１８３】
図１３は、冷媒充填量が変化する場合において、システムの冷媒量により生じる圧力のために装置が必要とする電気エネルギー量を示すグラフである。充填量（５５オンス）の１００％で、装置は３２ｋＷを使用する。充填量が減少すると、必要ワット数も減少し、９５％（３オンス）で２９．６ｋＷに、９０％（６．５オンス）で２７．６ｋＷに、８５％（８オンス）で２５．７ｋＷに、８０％（１１オンス）で２５ｋＷに、７５％（適正充填量から１４オンス不足）で２２．４ｋＷに減少する。また、装置が過充填されると、消費電力が増加する。３オンス（５％の過充填）で消費電力は３４．２ｋＷとなり、６オンス（１０％の過充填）で３９．５ｋＷ、８オンス（１５％の過充填）で４８ｋＷとなる。
【０１８４】
図１４は、システムのＢＴＵ／ｈｒでの容量と凝縮ユニットによって消費される電力との比に基づく装置の効率（ＥＥＲ等級）を示す。適正充填量（５５オンス）では、装置の効率（ＥＥＲ等級）は８．４９である。冷媒が減少すると、ＥＥＲ等級は、９５％の充填量で８．２２に、９０％の充填量で７．９７に、８５％の充填量で７．０３に、８０％の充填量で５．２になり、そして冷媒の全充填量の７５％で３．５７に下がる。冷媒を追加する場合には、５％（３オンス）でＥＥＲ等級は７．１９まで低下する。１０％（６オンス）でＥＥＲは４．８であり、１５％（８オンス）の過充填でＥＥＲは２．２９となる。
【０１８５】
過充填の影響により、吸引圧が高まるが、これは蒸発器１１０への冷媒流量が増加するためである。吸引過熱度は、蒸発器１１０への追加量のために減少する。過充填がおよそ８〜１０％の場合、吸引過熱度はゼロになり、液体冷媒は蒸発器１１０を退去する。これにより、圧縮機１０５のフラッディングが引き起こされて、圧縮機１０５が故障する危険可能性が高まる。高圧側の圧力、つまり吐出圧は高いが、その理由は凝縮器１０７内の余分な冷媒のためである。液体の過冷却度もまた同様の理由で高い。電力消費は、送り込まれる蒸気量の増加及び圧縮機１０５の吐出圧の上昇のために増加する。
【０１８６】
液体ライン１０８の制限により、減圧装置１０９への冷媒量が減少する。そして、ＴＸＶ弁システム及び固定式計量装置システムはともに、蒸発器１１０への冷媒流量が減少した状態で動作する。液体ライン１０８の制限により、以下の状況が観察される。まず、蒸発器１１０への冷媒量が減少するため、吸引圧は低くなる。吸引過熱度は、コイルの有効部分が減少するために高くなり、蒸気温度を上昇させて冷媒の沸点を下げるためにより多くコイル面を許容する。高圧側の圧力、つまり吐出圧は、圧縮機１０５にかかる負荷が減少するために、低くなる。液体の過冷却度は高くなる。液体冷媒は凝縮器１０７に蓄積される。液体冷媒は、制限のために、適正な速度で流れ出ることができない。その結果、液体は意図した量よりも冷却されることになる。最終的に、凝縮ユニットの消費アンペア数は小さくなる。
【０１８７】
固定式計量装置が詰まるか、ＴＸＶ弁のディストリビュータ（分配器）とコイルとの間のフィーダーチューブが詰まると、コイルの一部が有効でなくなる。そして、システムはサイズ不足のコイルで動作することになり、コイル容量が減少するために、吸引圧の低下をもたらす。固定式計量装置システムでは、吸引過熱度が高くなる。コイル内で生じる蒸気量の減少及びその結果としての吸引圧の減少は、圧縮機１０５の容量、ヘッド圧、及び残りの有効なキャピラリチューブの流量を減少させる。高圧側の圧力、つまり吐出圧は下がる。
【０１８８】
液体の過冷却度は高くなり、液体冷媒は凝縮器１０７に蓄積される。ユニットの消費アンペア数は小さくなる。
【０１８９】
ＴＸＶシステムでは、フィーダーチューブが詰まるとコイル容量が減少する。コイルは圧縮機１０５のポンプ容量を満足させるのに足る蒸気を提供できずに、吸引圧が低圧でつり合う。但し、過熱度は正常の範囲にあり、その理由は、弁が低い動作条件へと調整し、過熱度の設定範囲を維持するからである。高圧側の圧力、つまり吐出圧については、圧縮機１０５及び凝縮器１０７にかかる負荷が減少するために低くなる。
【０１９０】
低い吸引圧及び吐出圧は、冷媒の不足を示す。液体の過冷却度は、正常値をわずかに超える。このことは、凝縮器１０７内に冷媒の残余があることを示す。冷媒の大部分はコイル中にあり、その蒸発率は、コイル内の動作圧力が高いために低い。凝縮器ユニットの消費アンペア数は小さくなるが、これは圧縮機１０５にかかる負荷が軽くなるためである。
【０１９１】
高温ガスライン１０６が制限される場合、高圧側の圧力、つまり圧縮機１０５の吐出圧は、圧縮機１０５の出口で測定される場合には高くなり、凝縮器１０７の出口又は液体ラインで測定される場合には低くなる。いずれの場合も、圧縮機１０５の消費電流は大きくなる。圧縮機１０５のポンプ容量が減少するため、吸引圧は高い。蒸発器１１０の過熱度は高いが、これは吸引圧が高いことによる。高圧側の圧力については、圧縮機１０５の排出側で測定される場合には高く、また液体ラインで測定される場合には低い。液体の過冷却度は正常範囲の高いところにある。これら全ての場合で、圧縮機１０５の消費アンペア数は正常値よりも大きい。全ての兆候は、高温ガスライン１０６の極端な制限を示している。この問題は、吐出圧が圧縮機１０５の排出側で測定される場合に、簡単に発見することができる。
【０１９２】
測定点が凝縮器１０７の出口での液体ライン１０８である場合には、上記事実は簡単に誤解される。吸引圧が高く吐出圧が低いと普通は、圧縮機１０５の非効率と解釈される。よって圧縮機１０５の消費アンペア数を測定する必要がある。消費アンペア数が大きいことは、圧縮機１０５が高い吐出圧に抗して動作していることを示す。圧縮機１０５の出口と圧力測定点との間には制限が明らかに存在する。
【０１９３】
圧縮機１０５が、（例えば、圧縮機がサイズ不足であるか、又は定格容量で動作しないために）要求量の冷媒蒸気を送り出さない場合に、吸引圧は、正常値よりも高いところでつり合う。蒸発器１１０の過熱度は高くなる。高圧側の圧力、つまり吐出圧は極端に低くなる。液体の過冷却度は、凝縮器１０７内にあまり熱がないために低くなる。従って、凝縮温度は、流入空気温度に近くなる。凝縮ユニットの消費アンペア数は極端に小さくなり、これは圧縮機１０５が殆ど仕事をしていないことを示す。
【０１９４】
以下の数式は、図１０に示すセンサの１つ以上からのデータを用いて、冷媒サイクルシステム１００の各種動作パラメータを計算するために、システム９００、１０００によって用いることができる。
【０１９５】
電力は、以下の通りである。
ワット＝ボルト×アンペア×ＰＦ
【０１９６】
ここで、「ＰＦ」は力率である。
【０１９７】
熱は、以下の通りである。
ＢＴＵ＝Ｗ×ΔＴ
【０１９８】
比熱は、以下の通りである。
ＢＴＵ＝Ｗ×ｃ×ΔＴ
【０１９９】
物体に加えられ又は物体から除去される顕熱は、以下の通りである。
Ｑ＝Ｗ×ＳＨ×ΔＴ
【０２００】
物体に加えられ又は物体から除去される潜熱は、以下の通りである。
Ｑ＝Ｗ×ＬＨ
【０２０１】
冷凍効果は、以下の通りである。
【０２０２】
【数８】
2008510122.tif 000012
【０２０３】
ここで、「Ｗ」は１分当たりの循環する冷媒重量（例えば、ｌｂ／ｍｉｎ）であり、２００ＢＴＵ／ｍｉｎは１冷凍トンに等しく、「ＮＲＥ」は正味の冷凍効果（冷媒のＢＴＵ／ｌｂ）である。
【０２０４】
性能係数（ＣＯＰ）は、以下の通りである。
【０２０５】
【数９】
2008510122.tif 000013
【０２０６】
システム容量は、以下の通りである。
Ｑｔ＝４．４５×ＣＦＭ×Δｈ
【０２０７】
ここで、「Ｑｔ」は、行われた（顕在的及び潜在的な）冷却総量であり、「ＣＦＭ」は蒸発器１１０の前後における空気流量であり、「Δｈ」はコイル前後での空気のエンタルピ変化である。
【０２０８】
凝縮温度は、以下の通りである。
ＲＣＴ＝ＥＡＴ＋ｓｐｌｉｔ
【０２０９】
ここで、「ＲＣＴ」は冷媒の凝縮温度であり、「ＥＡＴ」は凝縮器１０７の入口空気温度であり、「ｓｐｌｉｔ」は流入空気温度と圧縮機１０５からの高温高圧蒸気の凝縮温度との間の設計温度差である。
【０２１０】
正味の冷却容量は、以下の通りである。
ＨＣ＝ＨＴ−ＨＭ
【０２１１】
ここで、「ＨＴ」は熱伝達量（総容量）、「ＨＭ」はモータの熱、「ＨＣ」は正味の冷却容量、「ＰＦ」は力率である。
【０２１２】
システムの空気流量は次のように表現できる。
Ｑ＝Ｑｓ（１．０８×ＴＤ）
【０２１３】
ここで、「Ｑ」は流量ＣＦＭ、「Ｑｓ」はＢＴＵ／ｈｒ単位での顕熱負荷、「ＴＤ」は°Ｆ単位での乾球温度差である。
【０２１４】
ファンにおいて、空気流量（ＣＦＭ）は回転数（ｒｐｍ）と以下の関係にある。
【０２１５】
【数１０】
2008510122.tif 000014
【０２１６】
ファンにおいて、圧力は回転数と以下の関係にある。
【０２１７】
【数１１】
2008510122.tif 000015
【０２１８】
ファンにおいて、仕事は回転数と以下の関係にある。
【０２１９】
【数１２】
2008510122.tif 000016
【０２２０】
一実施形態において、ファン１２３の回転速度を測定するために速度計１０３３が設けられる。一実施形態において、ファン１２２の回転速度を測定するために速度計１０３２が設けられる。一実施形態において、システム１０００は上記したファンの等式のうち、１つ以上を用いて所望のファン回転速度を計算する。一実施形態において、システム１０００は、システム効率を高めるために、ファン１２３及び／又はファン１２２の速度を制御する。
【０２２１】
実用的な冷却に基づく冷却用の空気量はほぼ以下の通りである。
ＣＦＭ＝Ｈｓ／（ＴＤ×１．０８）
【０２２２】
取り除かれる顕熱は、以下の通りである。
Ｑｓ＝１．０８×ＣＦＭ×ＤＢＴ差
【０２２３】
取り除かれる潜熱は、以下の通りである。
Ｑｌ＝０．６８×ＣＦＭ×ｇｒ（重量）湿度差
【０２２４】
取り除かれる全熱量は、以下の通りである。
Ｑｔ＝Ｑｓ＋Ｑｌ
Ｑｔ＝４．５×ＣＦＭ×全熱量差
【０２２５】
熱伝達率は、以下の通りである。
Ｑ＝Ｕ×Ａ×ＴＤ
【０２２６】
ここで、「Ｑ」は熱伝達量（ＢＴＵｈ）、「Ｕ」は全体の熱伝達率（ＢＴＵｈ／Ｆｔ２／°Ｆ）、「Ａ」は面積（ｆｔ２）、「ＴＤ」は、内部及び外部の設計温度と、冷却される空間の設計温度との温度差である。
【０２２７】
キーパッド１０５０は、効率監視システムに対して制御入力を与えるのに用いられる。ディスプレイ１００８は、ユーザにフィードバックを提供し、温度設定ポイントを表示する。一実施形態では、電力使用量及び／又は電力コストをディスプレイ１００８に表示することができる。一実施形態では、システム１０００は、電力コストの計算に用いるために、電力会社から料金情報を受信する。一実施形態では、冷媒サイクルシステムの絶対効率をディスプレイ１００８に表示できる。一実施形態では、冷媒サイクルシステムの相対効率をディスプレイ１００８に表示できる。一実施形態では、システム１０００の各種センサからのデータをディスプレイ１００８に表示できる。一実施形態では、診断メッセージ（例えばフィルタの交換、冷媒の追加など）をディスプレイ１００８に表示できる。一実施形態では、電力会社からのメッセージをディスプレイ１００８に表示できる。一実施形態では、電力会社からの警告メッセージをディスプレイ１００８に表示できる。一実施形態では、自動温度調節装置１００１は、例えばＢＰＬなどの電力線通信方法を用いて電力会社（又は他の遠隔装置）と通信する。
【０２２８】
そして、システム１０００の設定については、インストーラが、効率又はセンサデータから得られる他の量、あるいはそれらの両方の計算に必要な固定されたシステムパラメータをプログラムする。通常の固定されたプログラムパラメータには、冷媒のタイプ、圧縮機の仕様、凝縮器の仕様、蒸発器の仕様、配管の仕様、ファンの仕様、システムのＳＥＥＲ、及び／又はその他のシステムパラメータがある。通常のプログラムされた固定のパラメータにはまた、装置モデル及び／又はシリアル番号、製造者データ、エンジニアリングデータなどが挙げられる。
【０２２９】
一実施形態では、システム１０００は、冷媒サイクルシステムを設計仕様へと立ち上げてから、較正モードで運転するように構成され、このモードでは、システム１０００が、冷媒サイクルシステムの正常な基準パラメータを測定するために、センサの読みを取得する。測定した基準（ベースライン）データを用いて、システム１０００は各種システムパラメータ（例えば分割温度など）を計算することができる。
【０２３０】
一実施形態において、システム１０００は最初に較正モードで運転され、基準データを測定してから、通常の監視モードで運転されるが、この監視モードでは、冷媒サイクルシステムの動作を基準データと比較する。そして、システム１０００は、動作パラメータが基準データと大幅に異なる場合には、潜在的な問題に対する警報を出す。
【０２３１】
一実施形態において、システム１０００は、プログラムされたパラメータ（例えば冷媒タイプ、温度分割など）と、冷媒サイクルシステムを動作させて得られる基準データとの組み合わせを用いて設定される。
【０２３２】
図１５は、空気処理システムのエアフィルタ１５０１の監視に用いられる差圧センサ１５０２を示す。フィルタが目詰まりすると、フィルタ前後での差圧が上昇する。この差圧の上昇は、差圧センサ１５０２によって測定される。差圧センサ１５０２によって測定されるこの差圧が、フィルタ１５０１の状態を評価するために用いられる。差圧が高すぎるときは、フィルタ１５０１の交換が提示される。
【０２３３】
図１６は、無線通信ユニットを設けた、図１５の差圧センサ１５０２示しており、該ユニットにより、差圧センサ１５０２からのデータを、例えば凝縮器ユニット送信部１００２又は自動温度調節装置１００１などの、他の態様の監視システムに提供可能である。
【０２３４】
図１７は、既存の空気処理システムに後付けできるように、フィルタフレーム１７０１を用いて実施される、図１６のシステムを示す。フレーム１７０１は、センサ１５０２と送信部１６０１を含む。フレーム１７０１は、標準的なフィルタフレームに嵌め込まれるように構成される。フレーム１７０１は、標準的なフィルタ１５０１を保持するように構成される。一実施形態において、フレーム１７０１では、フィルタに入る空気とフィルタから出る空気との間の差圧を測定することにより、フィルタ１５０１の清浄度を評価する。一実施形態において、フレーム１７０１では、フィルタの一方の側面に光源を設け、他方の側面に光センサを設けるとともに、フィルタの光透過率を測定することにより、フィルタ１５０１の清浄度を評価する。一実施形態では、フレーム１７０１は、基準光透過レベルに較正される。一実施形態において、フレーム１７０１は、光透過率が固定した閾値レベルを下回る場合に、フィルタが汚れているという信号を出す。一実施形態において、フレーム１７０１では、清潔なフィルタが設置される度に基準光透過レベルを較正する。一実施形態において、フレーム１７０１は、光透過率が基準レベルの百分率を下回る場合に、フィルタが汚れているという信号を出す。
【０２３５】
以上、各種実施形態を説明したが、その他の実施形態は当業者の技術的な範囲内である。従って、例えば、主として空調システムとの関連で記載したが、システム１０００の一部又は全部については、例えば商業用のＨＶＡＣシステム、冷蔵庫システム、冷凍庫、水冷器など、他の冷媒サイクルシステムに適用し得ることを当業者は認識するであろう。よって、本発明は添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０２３６】
【図１】ＨＶＡＣシステム、冷蔵庫、冷凍庫などに用いる典型的な冷媒サイクルシステムの図である。
【図２】典型的な冷媒（Ｒ−２２）の詳細な圧力対熱の線図である。
【図３】冷凍サイクルにおける圧力対エンタルピ変化を示す、圧力対熱の線図である。
【図４】４０°Ｆの蒸発器で動作している冷凍サイクルについての圧力、熱、温度の値を示す、圧力対熱の線図である。
【図５】２０°Ｆの蒸発器で動作している冷凍サイクルについての圧力、熱、温度の値を示す、圧力対熱の線図である。
【図６】４０°Ｆの蒸発温度を有する図４のサイクルを示す、圧力対熱の線図であり、凝縮温度が１２０°Ｆに高くされている。
【図７】コンデンサによる過冷却度が、如何に冷凍効果及びＣＯＰを高めるかを示す圧力対熱の線図である。
【図８】蒸発器の冷却過程を示す圧力対熱の線図である。
【図９Ａ】冷媒サイクルシステムの動作を監視する監視システムのブロック図である。
【図９Ｂ】冷媒サイクルシステムの動作を監視する監視システムのブロック図であり、システム用の動作データは、電力線に亘るデータ伝送を使用して監視サービス（例えば、電力会社又は監視センター）に提供される。
【図９Ｃ】冷媒サイクルシステムの動作を監視する監視システムのブロック図であり、システム用の動作データは、コンピュータ・ネットワークによるデータ伝送を使用して監視サービス（例えば、電力会社又は監視センター）に提供される。
【図９Ｄ】冷媒サイクルシステムの動作を監視する監視システムのブロック図であり、システムの動作に関するデータは、自動温度調節装置に提供され、及び／又は、サイトのモニタリング用コンピュータ、メンテナンス用コンピュータ、パーソナル携帯情報機器、パーソナルコンピュータ、その他のコンピュータシステムに提供される。
【図９Ｅ】冷媒サイクルシステムの動作を監視する監視システムのブロック図であり、電子制御計量装置がシステムをエネルギー効率の高い状況で制御し得るように提供される。
【図９Ｆ】自動温度調節装置に設けられたデータインターフェース装置を有する、自動温度調節制御及び監視システムのブロック図である。
【図９Ｇ】蒸発器ユニットに設けられたデータインターフェース装置を有する、自動温度調節制御及び監視システムのブロック図である。
【図９Ｈ】凝縮器ユニットに設けられたデータインターフェース装置を有する、自動温度調節制御及び監視システムのブロック図である。
【図１０】図１０Ａ及び図１０Ｂからなる図である。
【図１０Ａ】冷媒サイクルシステムの動作を監視するための図９Ａから図９Ｈのシステムに関連して使用可能な、各種センサを示す図である。
【図１０Ｂ】冷媒サイクルシステムの動作を監視するための図９Ａから図９Ｈのシステムに関連して使用可能な、各種センサを示す図である。
【図１１】蒸発器を通過する前後での空気の温度降下を、湿度の関数として示す図である。
【図１２】典型的な冷媒サイクルシステムの熱含量を、冷媒充填量の関数として示す図である。
【図１３】典型的な冷媒サイクルシステムで消費される電力を、冷媒充填量の関数として示す図である。
【図１４】典型的な冷媒サイクルシステムの効率を、冷媒充填量の関数として示す図である。
【図１５】空気処理システムにおいてエアフィルタを監視するために使用する差圧センサを示す図である。
【図１６】空気処理システムにおいてエアフィルタを監視するために使用する差圧センサを示す図であり、該空気処理システムは、監視システムの他の態様に対して、フィルタの差圧データを提供するための無線システムを使用する。
【図１７】既存の空気処理システムに後付けできるようにするためのフィルタフレームを用いて実施される、図１６のシステムを示す図である。
【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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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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【図１０】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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