(57)【要約】【課題】高い精度かつ高い効率で冷凍機を管理することができる冷凍機管理システムを提供すること。【解決手段】冷凍機本体と、検出手段と、制御装置と、を有する冷凍機ユニットと、第１通信装置と、第２通信装置と、第２通信装置が取得した情報を解析する解析装置と、通信回線を介して第１通信装置及び第２通信装置と情報の送受信が可能な端末と、を備え、解析装置は、検出手段で検出した冷凍機本体の運転状態と基準運転状態とを比較し、冷凍機本体の運転状態に異常があると判定した場合、判定結果を前記端末に出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器及び前記凝縮器により凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器を有する冷凍機本体と、前記冷凍機本体の運転状態を検出する検出手段と、前記冷凍機本体および前記検出手段を制御する制御装置と、を有する冷凍機ユニットと、
前記冷凍機ユニットから出力された情報を、通信回線を介して出力する第１通信装置と、
前記第１通信装置から出力された前記冷凍機ユニットから出力された情報を、前記通信回線を介して取得する第２通信装置と、
前記第２通信装置が取得した情報を解析する解析装置と、
前記通信回線を介して前記第１通信装置及び前記第２通信装置と情報の送受信が可能な端末と、を備え、
前記解析装置は、前記検出手段で検出した前記冷凍機本体の運転状態と基準運転状態とを比較し、前記冷凍機本体の運転状態に異常があると判定した場合、判定結果を前記端末に出力することを特徴とする冷凍機管理システム。
【請求項２】
前記解析装置は、前記検出手段で検出した前記冷凍機本体の運転状態と基準運転状態とを比較し、前記冷凍機本体の運転状態の変化を予測し、前記端末に予測結果を出力することを特徴とする請求項１に記載の冷凍機管理システム。
【請求項３】
前記解析装置は、前記予測結果に基づいて、メンテナンス情報を作成し、前記メンテナンス情報を前記端末に出力することを特徴とする請求項１または２に記載の冷凍機管理システム。
【請求項４】
前記解析装置は、前記検出手段で検出した前記冷凍機本体の運転状態と基準運転状態とを比較し、前記冷凍機本体の運転状態を改善できると判定した場合、前記端末に改善情報を出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の冷凍機管理システム。
【請求項５】
前記解析装置は、対象の冷凍機本体の前記基準運転状態を、他の冷凍機本体の運転状態の結果に基づいて補正することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の冷凍機管理システム。
【請求項６】
前記解析装置は、前記対象の冷凍機本体の条件と同類の条件の冷凍機本体を抽出し、抽出した冷凍機本体を前記他の冷凍機本体とすることを特徴とする請求項５に記載の冷凍機管理システム。
【請求項７】
前記対象の冷凍機本体の条件は、冷凍機本体の設置時期、機種、容量および総運転時間の少なくとも１つであることを特徴とする請求項６に記載の冷凍機管理システム。
【請求項８】
前記解析装置は、前記冷凍機本体の運転状態から前記冷凍機本体の定格能力を算出し、算出した定格能力が前記基準運転状態を満たさない場合、前記冷凍機本体の運転状態に異常があると判定することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の冷凍機管理システム。
【請求項９】
前記解析装置は、前記冷凍機本体の運転状態から前記蒸発器の圧力を算出し、算出した前記蒸発器の圧力が、基準運転状態の前記蒸発器の圧力以下である場合、前記冷凍機本体の運転状態に異常があると判定することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の冷凍機管理システム。
【請求項１０】
前記解析装置は、前記冷凍機本体の運転状態に異常があると判定した場合、前記冷凍機本体の運転状態と基準運転状態とに基づいて異常の原因を推定し、推定した原因を前記判定結果とともに前記端末に出力することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の冷凍機管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷凍機を管理する冷凍機管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ターボ冷凍機のような冷凍機は、建物の空調設備や製氷装置や冷蔵装置に用いられている（特許文献１参照）。また、通信網の発展にともない、遠隔監視で装置の運転を管理するシステムが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１９１００９号公報
【特許文献２】特開２００３−２２３３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、冷凍機は、複数の要因で各種性能が変動する。このため、各種センサの値を用いて冷凍機の管理を行っても精度に限界がある。本発明は上述した課題を解決するものであり、高い精度かつ高い効率で冷凍機を管理することができる冷凍機管理システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、本発明の冷凍機管理システムは、冷媒を圧縮する圧縮機、前記圧縮機により圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器及び前記凝縮器により凝縮された冷媒を蒸発させる蒸発器を有する冷凍機本体と、前記冷凍機本体の運転状態を検出する検出手段と、前記冷凍機本体および前記検出手段を制御する制御装置と、を有する冷凍機ユニットと、前記冷凍機ユニットから出力された情報を、通信回線を介して出力する第１通信装置と、前記第１通信装置から出力された前記冷凍機ユニットから出力された情報を、前記通信回線を介して取得する第２通信装置と、前記第２通信装置が取得した情報を解析する解析装置と、前記通信回線を介して前記第１通信装置及び前記第２通信装置と情報の送受信が可能な端末と、を備え、前記解析装置は、前記検出手段で検出した前記冷凍機本体の運転状態と基準運転状態とを比較し、前記冷凍機本体の運転状態に異常があると判定した場合、判定結果を前記端末に出力することを特徴とする。
【０００６】
ここで、前記解析装置は、前記検出手段で検出した前記冷凍機本体の運転状態と基準運転状態とを比較し、前記冷凍機本体の運転状態の変化を予測し、前記端末に予測結果を出力することが好ましい。
【０００７】
また、前記解析装置は、前記予測結果に基づいて、メンテナンス情報を作成し、前記メンテナンス情報を前記端末に出力することが好ましい。
【０００８】
また、前記解析装置は、前記検出手段で検出した前記冷凍機本体の運転状態と基準運転状態とを比較し、前記冷凍機本体の運転状態を改善できると判定した場合、前記端末に改善情報を出力することが好ましい。
【０００９】
また、前記解析装置は、対象の冷凍機本体の前記基準運転状態を、他の冷凍機本体の運転状態の結果に基づいて補正することが好ましい。
【００１０】
また、前記解析装置は、前記対象の冷凍機本体の条件と同類の条件の冷凍機本体を抽出し、抽出した冷凍機本体を前記他の冷凍機本体とすることが好ましい。
【００１１】
また、前記対象の冷凍機本体の条件は、冷凍機本体の設置時期、機種、容量および総運転時間の少なくとも１つであることが好ましい。
【００１２】
また、前記解析装置は、前記冷凍機本体の運転状態から前記冷凍機本体の定格能力を算出し、算出した定格能力が前記基準運転状態を満たさない場合、前記冷凍機本体の運転状態に異常があると判定することが好ましい。
【００１３】
また、前記解析装置は、前記冷凍機本体の運転状態から前記蒸発器の圧力を算出し、算出した前記蒸発器の圧力が、基準運転状態の前記蒸発器の圧力以下である場合、前記冷凍機本体の運転状態に異常があると判定することが好ましい。
【００１４】
また、前記解析装置は、前記冷凍機本体の運転状態に異常があると判定した場合、前記冷凍機本体の運転状態と基準運転状態とに基づいて異常の原因を推定し、推定した原因を前記判定結果とともに前記端末に出力することが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高い精度かつ高い効率で冷凍機を管理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、冷凍機管理システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１に示す冷凍機本体の概略構成を示す説明図である。
【図３】図３は、図１に示す検出手段の概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１に示す解析装置に記憶されるデータの一例を示す説明図である。
【図５】図５は、冷凍機管理システムの処理動作の一例を示すフロー図である。
【図６】図６は、冷凍機管理システムの処理動作の一例を示すフロー図である。
【図７】図７は、第１判定基準の一例を示す説明図である。
【図８】図８は、冷凍機管理システムの処理動作の一例を示すフロー図である。
【図９】図９は、冷凍機管理システムの処理動作の一例を示すフロー図である。
【図１０】図１０は、総運転時間とＣＯＰとの関係の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、総運転時間とランニングコストとの関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１８】
図１は、冷凍機管理システムの概略構成を示すブロック図である。冷凍機管理システム１０は、複数の空調設備１２と、利用者側端末１３と、１つの解析ユニット１４と、管理者側端末１５と、を有する。空調設備１２は、基本的に同様の構成であるので、代表して１つの空調設備１２の構成のみを示す。また、冷凍機管理システム１０は、複数の空調設備１２と、利用者側端末１３と、１つの解析ユニット１４と、管理者側端末１５と、が、通信回線１６を介して通信を行う。ここで、通信回線１６は、データを通信する種々の回線を適用することができるが、インターネットネットワーク、電話通信網等の、公衆回線であることが好ましい。なお、通信回線１６は、専用回線としてもよい。
【００１９】
空調設備１２は、ビルや工場に設置されており、設置されているビルや工場の温度、湿度を調整する。空調設備１２は、冷凍機ユニット２０と、通信装置２４と、を有する。冷凍機ユニット２０は、設置されているビルや工場に冷たい水または空気を供給し、設置されているビルや工場を冷却する装置である。冷凍機ユニット２０は、少なくとも制御装置２５と、冷凍機本体（冷凍機）２６と、検出手段２８と、を有する。空調設備１２は、冷凍室を冷却する設備として用いることもできる。
【００２０】
制御装置２５は、ＣＰＵ等の演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を有する演算機構であり、各種条件に基づいて、検出手段２８を制御し、検出手段２８で検出された結果を取得する。また、制御装置２５は、冷凍機本体２６の各部も制御する。
【００２１】
冷凍機本体２６は、本実施形態では、設置されているビルや工場に循環させる水または空気を冷却する機構である。検出手段２８は、冷凍機本体２６の種々の機構に取り付けられた検出器を備え、検出器で冷凍機本体２６の稼動状態を検出する。なお、冷凍機本体２６および検出手段２８の構成については後述する。
【００２２】
通信装置２４は、通信回線１６を介して他の通信装置と通信し、データの送受信を行う。通信装置２４は、無線通信で通信回線１６と通信を行っても、有線の通信で通信回線１６と通信を行ってもよい。通信装置２４は、制御装置２５と接続されており、制御装置２５から出力される検出手段２８で検出された結果を他の通信装置に出力する。
【００２３】
利用者側端末１３は、空調設備１２を所有する利用者が使用可能な端末である。利用者側端末１３は、いわゆるパーソナルコンピュータであり、キーボード、マウス等の利用者が操作を入力する入力部と、各種画像を表示する表示部と、ＣＰＵ、演算処理を実行する演算処理部と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部と、を備える。利用者側端末１３は、通信回線１６と接続されており、解析ユニット１４や空調設備１２と通信を行う。また、利用者側端末１３は、利用者が所有する空調設備１２の制御装置２５と通信回線１６を介さずに接続されている。利用者側端末１３は、通信回線１６を介してまたは直接、所有する空調設備１２の制御装置２５と通信を行い、所有する冷凍機ユニット２０の冷凍機本体２６の動作を制御する。また、利用者側端末１３は、制御装置２５と通信を行い、所有する冷凍機ユニット２０の検出手段２８で検出した冷凍機本体２６の運転状態の情報を取得する。また、利用者側端末１３は、通信回線１６を介して解析ユニット１４と通信を行い、利用者が所有する空調設備１２に関する各種情報を取得する。利用者側端末１３は、制御装置２５と直接接続されていなくてもよい。また、冷凍機管理システム１０は、通信回線１６を介して利用者側端末１３と解析ユニット１４または空調設備１２との通信を行う場合、所定のパスワード等で、認証を行い、当該空調設備１２の所有者であることが確認された後、通信を可能とすることが好ましい。なお、図１では、利用者側端末１３を１つのみ示したが、数は限定されない。利用者側端末１３は、利用者毎に設ければよい。また、各利用者で複数台も受けてもよい。また、利用者側端末１３は、空調設備１２と一体で設けてもよい。
【００２４】
次に、解析ユニット１４は、通信装置３０と解析装置３２とを有する。通信装置３０は、通信回線１６を介して他の通信装置、つまり各空調設備１２の通信装置２４と通信し、データの送受信を行う。通信装置３０は、通信装置２４から出力され、通信回線１６を介して送信された検出手段２８で検出された結果を受信する。通信装置３０は、解析装置３２と接続されており、受信した検出手段２８で検出された結果を解析装置３２に出力する。通信装置３０も、無線通信で通信回線１６と通信を行っても、有線の通信で通信回線１６と通信を行ってもよい。
【００２５】
解析装置３２は、ＣＰＵ等の演算部、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶部を有する演算機構であり、通信装置３０を介して受信した検出手段２８で検出された結果を解析し、空調設備１２の冷凍機本体２６の運転状態を検出する。また、解析装置３２は、検出した冷凍機本体２６の運転状態を順次記憶し、運転状態の履歴を蓄積する。解析装置３２は、検出した冷凍機本体２６の運転状態を、運転状態の履歴や設定されている基準運転状態に基づいて、解析し、解析結果を利用者側端末１３及び管理者側端末１５の少なくとも一方に出力する。解析装置３２の制御動作については、後述する。
【００２６】
管理者側端末１５は、冷凍機管理システム１０の管理者、具体的には解析ユニット１４を管理し、各空調設備１２や利用者側端末１３に必要な情報を提供する管理者が使用可能な端末である。管理者側端末１５は、利用者側端末１３と同様に、いわゆるパーソナルコンピュータであり、キーボード、マウス等の利用者が操作を入力する入力部と、各種画像を表示する表示部と、ＣＰＵ、演算処理を実行する演算処理部と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部と、を備える。管理者側端末１５は、通信回線１６と接続されており、空調設備１２や解析ユニット１４と通信を行う。管理者側端末１５は、通信回線１６を介して解析ユニット１４と通信を行い、空調設備１２に関する各種情報を取得する。また、管理者側端末１５は、解析装置３２で実行する各種解析処理の条件を調整したり、解析装置３２から利用者側端末１３、制御装置２５に出力する情報の条件を調整したり、解析装置３２が利用者側端末１３、制御装置２５から取得する情報の条件を調整したりする。冷凍機管理システム１０は、通信回線１６を介して管理者側端末１５と解析ユニット１４または空調設備１２との通信を行う場合、所定のパスワード等で、認証を行い、当該管理者であることが確認された後、通信を可能とすることが好ましい。なお、管理者側端末１５は、解析装置３２と直接接続されていてもよい。図１では、管理者側端末１５を１つのみ示したが、数は限定されない。管理者側端末１５は、各利用者で複数台も受けてもよい。また、管理者側端末１５は、解析ユニット１４と一体で設けてもよい。また、管理者側端末１５と利用者側端末１３とは、通信回線１６を介した、種々の情報交換手段、例えば、メール、掲示板、テレビ会議システム等で情報を交換することができる。また、管理者側端末１５は、通信回線１６を介して空調設備１２の制御装置２５と通信を行い、冷凍機ユニット２０の冷凍機本体２６の動作を制御できるようにしてもよい。
【００２７】
次に、図２を用いて、冷凍機本体２６について説明する。図２は、冷凍機本体の概略図である。なお、図２では、検出手段２８の図示を省略する。図２に示すように、冷凍機本体２６は、主に、圧縮機１０１と、凝縮器１０２と、蒸発器１０３と、中間冷却器１０４と、を有する。圧縮機１０１と凝縮器１０２とは、冷媒が流通される冷媒配管１０６ａにより連通されている。また、凝縮器１０２と蒸発器１０３とは、冷媒が流通される冷媒配管１０６ｂにより連通されている。中間冷却器１０４は、冷媒配管１０６ｂに介在されている。また、蒸発器１０３と圧縮機１０１とは、冷媒が流通される冷媒配管１０６ｃにより連通されている。すなわち、圧縮機１０１、凝縮器１０２、蒸発器１０３、および中間冷却器１０４は、冷媒配管１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃを介して冷媒を循環させる循環経路１０６に設けられている。また、冷媒配管１０６ｂの経路中には、中間冷却器１０４の上流側に膨張弁（高段膨張弁）１０７が設けられ、下流側に膨張弁（低段膨張弁）１０８が設けられている。
【００２８】
圧縮機１０１は、羽根車の回転運動によって冷媒を圧縮するターボ圧縮機として構成されている。すなわち、冷凍機本体２６は、いわゆるターボ冷凍機である。ターボ圧縮機としての圧縮機１０１は、電動機１１１によって駆動される圧縮部１１２を有している。圧縮部１１２には、電動機１１１により回転駆動される羽根車を同軸上に２つ備えた２段圧縮や、電動機１１１により回転駆動される羽根車を１つ備えた単段圧縮の方式がある。圧縮部１１２が２段圧縮の場合、蒸発器１０３から圧縮機１０１へ送られる気相の冷媒は、１段目の圧縮部で圧縮された後、２段目の圧縮部でさらに圧縮され、圧力と温度とが上昇しつつ冷媒配管１０６ａを介して凝縮器１０２へ送られる。一方、圧縮部１１２が単段圧縮の場合、蒸発器１０３から圧縮機１０１へ送られる気相の冷媒は、圧縮部１１２にて圧縮され、圧力と温度とが上昇しつつ冷媒配管１０６ａを介して凝縮器１０２へ送られる。
【００２９】
凝縮器１０２は、冷媒冷却流体（例えば、水）が供給される冷却水配管１２１が接続されている。圧縮機１０１から凝縮器１０２に送られる気相の冷媒は、冷却水配管１２１により供給される冷媒冷却流体と熱交換して凝縮し、すなわち、冷媒冷却流体に熱を捨てて液化し、冷媒配管１０６ｂを介して蒸発器１０３へ送られる。冷却水配管１２１には、ポンプ１２２と冷却水供給部１２３が設けられている。ポンプ１２２は、冷却水配管１２１内の冷却水を循環させる。冷却水供給部１２３は、冷却水配管１２１に冷却水を供給し、冷媒と熱交換した冷却水を回収する。
【００３０】
蒸発器１０３は、冷却媒体（本実施形態では水）が供給される冷水配管１３１が接続されている。凝縮器１０２から蒸発器１０３に送られる液相の冷媒は、冷水配管１３１により供給される冷却媒体と熱交換して蒸発する。この過程で、水は、液相の冷媒に熱を捨てて温度が低下する。これにより水は、冷水となる。そして、水と熱交換した液相の冷媒は、蒸発して気相の冷媒となり、冷媒配管１０６ｃを介して圧縮機１０１へ送られる。冷水配管１３１には、ポンプ１３２と冷水消費部１３４が設けられている。ポンプ１３２は、冷水配管１３１内の水（冷水）を循環させる。冷水消費部１３４は、冷水配管１３１に冷水を供給し、冷媒と熱交換し冷却された冷水を回収する。冷水消費部１３４は、回収した冷水を利用し、空調設備１２が設置されている建物の空気を冷却する。なお、冷却媒体には、水以外の流体も用いることができる。
【００３１】
中間冷却器１０４は、凝縮器１０２において液化された後、膨張弁１０７を通過した冷媒を液相とガス相とに分離するものである。さらに、中間冷却器１０４は、凝縮器１０２と蒸発器１０３との間に一定の圧力差を保持すると共に、液相の冷媒の一部を蒸発させて蒸発器１０３での潜熱の増大を図るものである。また、中間冷却器１０４は、凝縮器１０２にて凝縮し切れなかった気相の冷媒と、液相の冷媒とが気液二相流流体として導入され、この気相の冷媒と液相の冷媒とを分離する気液分離器として機能するものであり、分離された気相の冷媒は圧縮機１０１へ送られ、液相の冷媒は膨張弁１０８へ送られる。膨張弁１０８を通過した冷媒は蒸発器１０３に送られる。
【００３２】
膨張弁（高段膨張弁）１０７は、凝縮器１０２で液化された冷媒を膨張させる機構である。具体的には、冷媒を凝縮圧から中間圧まで減圧させる。膨張弁１０７で減圧された冷媒は、中間冷却器１０４に供給される。
【００３３】
膨張弁（低段膨張弁）１０８は、中間冷却器１０４を通過した液体の冷媒（飽和液冷媒）を膨張させる機構である。具体的には、冷媒を中間圧から蒸発圧まで減圧させる。膨張弁１０７で減圧された冷媒は、中間冷却器１０４に供給される。冷凍機本体２６は、以上のような構成である。なお、冷凍機本体２６は、上記構成に限定されない。冷凍機本体２６は、圧縮機１０１と、凝縮器１０２と、蒸発器１０３と、を備えていればよく、その配管構成、ポンプの配置、膨張弁の配置等は、種々の配置とすることができる。
【００３４】
制御装置２５は、上述したように冷凍機本体２６の各部、つまり圧縮機１０１と、凝縮器１０２と、蒸発器１０３、中間冷却器１０４、膨張弁１０７、１０８等と接続されており、各部の動作を制御する。冷凍機本体２６は、制御装置２５の制御に基づいて各部を駆動することで、空調設備１２が設置された施設に冷却された空気を供給することができ、空調設備１２が設置された施設を冷却することができる。
【００３５】
次に、図３を用いて、検出手段２８について説明する。図３は、検出手段の概略構成を示すブロック図である。図３に示すように、検出手段２８は、冷凍機本体２６の各種運転パラメータを検出する複数の検出部の集合体であり、蒸発器状態検出部４０と、凝縮器状態検出部４２と、圧縮機状態検出部４４と、中間冷却器状態検出部４６と、冷却水温度検出部４８と、冷水状態検出部５０と、冷媒状態検出部５２と、制御値検出部５４と、を有する。各検出部は、検出結果を制御装置２５に送る。
【００３６】
蒸発器状態検出部４０は、蒸発器１０３の各種パラメータを検出する。蒸発器状態検出部４０は、蒸発器１０３の冷媒の液面の位置を検出するレベルセンサ、蒸発器１０３内の冷媒の汚れを検出する汚れ検出センサ（例えばカメラと画像解析装置）、蒸発器１０３内を流れる冷水の流量を検出するセンサおよび蒸発器１０３内の圧力を検出する圧力センサ等を含む。
【００３７】
凝縮器状態検出部４２は、凝縮器１０２の各種パラメータを検出する。凝縮器状態検出部４１は、凝縮器１０２の冷媒の液面の位置を検出するレベルセンサ、凝縮器１０２の液溜めに貯留される冷媒内の気泡の有無を検出するセンサ（例えばカメラと画像解析装置）、凝縮器１０２内を流れる冷却水の流量を検出するセンサおよび凝縮器１０２内の圧力を検出する圧力センサ等を含む。
【００３８】
圧縮機状態検出部４４は、圧縮機１０１の各種パラメータを検出する。圧縮機状態検出部４４は、圧縮機１０１内の各部の圧力を検出する圧力センサ、各部の温度を検出する温度センサ等を含む。
【００３９】
中間冷却器状態検出部４６は、中間冷却器１０４の各種パラメータを検出する。中間冷却器状態検出部４６は、中間冷却器１０４の冷媒の液面の位置を検出するレベルセンサおよび中間冷却器１０４内の圧力を検出する圧力センサ等を含む。
【００４０】
冷却水状態検出部４８は、冷却水配管１２１を流れる冷却水の温度および流量を検出する。冷却水状態検出部４８は、冷却水配管１２１の各部に配置された温度センサおよび流量センサを備え、凝縮器１０２の入り口、出口、冷却水供給部１２３の入り口、出口等での冷却水の温度および流量を検出する。
【００４１】
冷水状態検出部５０は、冷水配管１３１を流れる冷却水の温度および流量を検出する。冷水状態検出部５０は、冷水配管１３１の各部に配置された温度センサおよび流量センサを備え、蒸発器１０３の入り口、出口、冷水消費部１３４の入り口、出口等での冷水の温度および流量を検出する。
【００４２】
冷媒状態検出部５２は、循環経路１０６を流れる冷媒の各種パラメータを検出する。冷媒状態検出部５２は、冷媒の汚れを検出する汚れ検出センサ、循環経路１０６を流れる冷媒の圧力を検出するセンサ、循環経路１０６を流れる冷媒の流量を検出するセンサおよび循環経路１０６を流れる冷媒の温度を検出するセンサ等を含む。なお、冷媒の汚れを検出する汚れ検出センサとしては、潤滑油のチャージ量を検出するセンサや、カメラと画像解析装置を組み合わせて取得した画像から汚れを検出するセンサ等を用いることができる。また、冷媒状態検出部５２は、冷媒を循環させる経路に配置された膨張弁１０７、１０８の状態を検出するセンサや、冷媒の循環経路にあるエリミネータの状態を検出するセンサ等をさらに備えてもよい。
【００４３】
制御値検出部５４は、制御装置２５から出力される制御値を検出する。制御値検出部５４は、制御装置２５から出力される信号を解析してもよいが、制御装置２５から直接制御値をデータとして出力するようにしてもよい。
【００４４】
次に、図４から図１１を用いて、冷凍機管理システム１０の処理動作、主として解析装置３２の処理動作について説明する。図４は、図１に示す解析装置に記憶されるデータの一例を示す説明図である。解析装置３２は、冷凍機管理システム１０に含まれる管理対象の空調設備１２に関するデータが記憶されている。具体的には、図４に示すように、管理対象の冷凍機本体２６毎に、識別名、利用者、設置住所、設置年月日、機種、容量、総運転時間、直近メンテナンス終了後の運転時間等の情報が記憶されている。なお、解析装置３２は、図４に示す項目以外にも、配管の構成、運転負荷の情報等、制御に必要な種々の項目の情報を記憶している。また、総運転時間等は、対象の冷凍機本体２６の運転状態に応じて順次更新される。
【００４５】
冷凍機管理システム１０は、冷凍機本体２６の各種パラメータを検出手段２８で検出し、検出した結果を検出手段２８から解析装置３２に制御装置２５、通信回線１６等を介して送る。解析装置３２は、検出手段２８で検出された結果を各冷凍機本体２６の運転状態の検出結果として蓄積する。なお、解析装置３２は、検出手段２８の検出結果をそのまま蓄積してもよいし、検出手段２８の検出結果を解析し、解析結果を蓄積するようにしてもよい。ここで、冷凍機管理システム１０は、検出手段２８の検出結果を冷凍機本体２６の運転状態としても、検出手段２８の検出結果を解析した結果を冷凍機本体２６の運転状態としてもよい。
【００４６】
また、解析装置３２は、各冷凍機本体２６の運転状態を判定する基準として基準運転状態の情報を記憶している。基準運転状態は、予め設定された条件（初期条件等）に基づいて算出され、対象の冷凍機本体２６の運転状態の履歴に基づいて補正されて算出される運転状態である。なお、後述するが、基準運転状態は、他の冷凍機本体２６の運転状態に基づいてさらに補正してもよい。
【００４７】
次に、図５を用いて、解析装置３２が実行する処理動作の一例について説明する。ここで、図５は、冷凍機管理システムの処理動作の一例を示すフロー図である。解析装置３２は、ステップＳ１２として解析対象の冷凍機を特定する。つまり、管理対象の冷凍機（冷凍機本体）２６の中から、解析する対象の冷凍機を特定する。
【００４８】
解析装置３２は、ステップＳ１２で冷凍機を特定したら、ステップＳ１４として、対象の冷凍機の運転状態を取得する。つまり解析装置３２は、対象の冷凍機本体２６に対応する検出手段２８の検出結果の情報を取得する。
【００４９】
解析装置３２は、ステップＳ１４で運転状態を取得したら、ステップＳ１６として、基準運転状態と比較する。つまり、解析装置３２は、ステップＳ１６として、ステップＳ１４で取得した最新の運転状態と基準運転状態との比較を行う。ここで、解析装置３２は、運転状態として、検出手段２８で検出した全てのパラメータを用いて比較を行ってもよいが、検出手段２８で検出した一部のパラメータを代表パラメータとして用いて比較を行ってもよく、検出手段２８の検出結果を解析して算出した値、例えば、出力、ＣＯＰ（Coefficient Of Performance）を用いて比較を行ってもよい。
【００５０】
解析装置３２は、ステップＳ１６で比較を行ったら、ステップＳ１８として正常運転であるかを判定する。解析装置３２は、例えば、最新の運転状態が、基準運転状態と比較して、所定の範囲内である場合、正常運転であると判定する。解析装置３２は、ステップＳ１８で正常運転である（Ｙｅｓ）と判定した場合、本処理を終了する。
【００５１】
解析装置３２は、ステップＳ１８で正常運転ではない（Ｎｏ）と判定した場合、ステップＳ２０として原因判定処理を実行する。原因判定処理は、正常運転ではない、つまり異常な運転状態となっている原因を判定する処理である。解析装置３２は、ステップＳ２０で原因を判定したら、ステップＳ２２として判定結果を出力して、本処理を終了する。なお、解析装置３２は、判定結果を利用者側端末１３に出力してもよいし、管理者側端末１５に出力してもよい。判定結果の出力方法（出力先、出力の形態）は設定によって種々の方法とすることができる。また、冷凍機管理システム１０は、各冷凍機本体２６に対して上記処理を実行することで、全ての冷凍機本体２６に対して、正常に運転しているか、また、異常がある場合原因が何であるのかを検出することができる。
【００５２】
次に図６および図７を用いて、ステップＳ２０の原因判定処理の一例を説明する。図６は、冷凍機管理システムの処理動作の一例を示すフロー図である。図７は、第１判定基準の一例を示す説明図である。
【００５３】
解析装置３２は、ステップＳ３０で蒸発器圧力の低下があるかを判定する。例えば、解析装置３２は、最新の運転状態の蒸発器圧力が基準運転状態の蒸発器圧力よりも低いかを判定する。解析装置３２は、運転状態の履歴に基づいて蒸発器圧力の累積値を加味して、基準運転状態を算出するため、蒸発器圧力の変化があるかを判定することができる。
【００５４】
解析装置３２は、ステップＳ３０で蒸発器圧力の低下がある（Ｙｅｓ）と判定した場合、ステップＳ３２として、第１判定基準で原因を判定し、本処理を終了する。ここで、第１判定基準は、判定対象の検出値（パラメータ）と判定基準と異常原因との関係が図７に示す関係となる。解析装置３２は、蒸発器圧力の低下がある場合、各ケースに対応する検出値を算出し、基準を満たすものを異常原因、つまり、蒸発器圧力の原因と判定する。ここで、解析装置３２は、蒸発飽和温度と冷水出口温度の差が１．５℃以下であり、蒸発器の冷媒の液面位置が定格負荷で液面が見え、かつ、運転時間が設定値以下の場合は、ケース１のみ該当すると判定し、冷媒量不足が異常原因であると判定する。解析装置３２は、蒸発飽和温度と冷水出口温度の差が１．５℃以下であり、蒸発器の冷媒の液面位置が定格負荷で液面が見え、かつ、運転時間が設定値以上の場合は、ケース１およびケース８の両方に該当すると判定し、冷媒量不足と蒸発器チューブの内面汚れが異常原因であると判定する。このように解析装置３２は、検出した条件が複数のケースの基準を満たす場合、複数の異常原因を原因として抽出する場合がある。また、解析装置３２は、図７に示すように、ケース１から８のいずれの基準も満たさない場合は、ケース９の設定値の不良であると判定する。ここで設定値の不良とは、冷凍機本体２６の運転において、制御装置２５で設定している設定値が、当該冷凍機本体２６の運転には適さない値となっている場合である。
【００５５】
解析装置３２は、ステップＳ３０で蒸発器圧力の低下がない（Ｎｏ）と判定した場合、ステップＳ３４として、出力が定格能力以下であるかを判定する。例えば、解析装置３２は、最新の運転状態で算出される出力が基準運転状態の出力よりも低いかで判定する。つまり、解析装置３２は、最新の運転状態で算出される出力が計算上の現在の出力と同等であるかを判定する。
【００５６】
解析装置３２は、ステップＳ３４で出力が定格能力以下である（Ｙｅｓ）と判定した場合、ステップＳ３６として、第２判定基準で原因を判定し、本処理を終了する。ここで、第２判定基準は、第１判定基準とは異なる基準であり、各パラメータの基準に基づいて、出力の低下が発生する異常原因を判定できる基準である。例えば、冷却水、冷水、冷媒の流量等を比較し、冷却水、冷水、冷媒の流通が原因であるかを判定する。また、出力が定格能力以下となる原因としては、蒸発圧力の低下、凝縮圧力の低下、圧縮機の羽根車の故障、吸込ベーンの動作不良、機械構造の故障、計測器の故障等がある。
【００５７】
解析装置３２は、ステップＳ３４で出力が定格能力以下ではない（Ｎｏ）と判定した場合、ステップＳ３８として、第３判定基準で原因を判定し、本処理を終了する。なお、第３判定基準は、第１判定基準、第２判定基準のいずれとも異なる基準である。
【００５８】
冷凍機管理システム１０は、検出手段２８で検出した結果を解析装置３２で解析し、基準運転状態に基づいて正常運転しているかを判定することで、各冷凍機本体２６の運転状態を好適に管理することができる。
【００５９】
また、冷凍機管理システム１０は、異常が発生した場合、判定結果を出力することで迅速に異常の発生を把握することができる。また、冷凍機管理システム１０は、異常原因を判定することで、異常に対応する際に、短時間で効率よく異常原因を特定し、異常原因を取り除くことができる。これにより、冷凍機本体２６を効率よく運転することができる。
【００６０】
さらに、冷凍機管理システム１０は、図６及び図７に示すように、異常は発生したモードに応じて、図６では、蒸発器圧力の異常、出力の異常、その他の異常に応じて、異なる基準で原因を特定することで、効率よく原因を特定することができる。
【００６１】
冷凍機管理システム１０は、基準運転状態を、対象の冷凍機本体２６の運転状態の履歴に基づいて補正することで、対象の冷凍機本体２６の特性に即した判定を行うことができる。これにより、より高い精度で運転を管理することができる。つまり、より高い精度で異常を発見することができ、正常な運転を異常と誤って判定する恐れも低減することができる。
【００６２】
ここで、冷凍機管理システム１０は、上述したように、基準運転状態を、他の冷凍機本体２６の運転状態に基づいてさらに補正することが好ましい。冷凍機管理システム１０は、他の冷凍機本体２６の運転状態に基づいて基準運転状態を補正することで、より高い精度で運転を管理することができる。ここで、冷凍機管理システム１０は、他の冷凍機本体２６の運転状態に基づいて基準運転状態を補正する場合、異常と判定されたが異常がなかった場合、異常と判定され実際に異常があった場合、異常と判定されたが原因が異なる場合等の場合分けを行い、それぞれの判定結果に基づいて、基準運転状態を補正することが好ましい。これにより、より高い精度で異常を発見することができ、正常な運転を異常と誤って判定する恐れも低減することができる。
【００６３】
冷凍機管理システム１０は、他の冷凍機本体２６の運転状態に基づいて基準運転状態を補正する場合、推定される異常原因に応じて、補正の基準として用いる他の冷凍機本体２６を選択して抽出することが好ましい。これにより、より高い精度で異常を発見することができ、正常な運転を異常と誤って判定する恐れも低減することができる。
【００６４】
また、冷凍機管理システム１０は、通信回線１６を使用し、リアルタイムで冷凍機管理システム１０内の冷凍機本体２６の運転状態を検出できるため、他の冷凍機本体２６の最新の運転状態に基づいて基準運転状態を補正することができる。
【００６５】
図８は、冷凍機管理システムの処理動作の一例を示すフロー図である。以下、図８を用いて、基準運転状態を補正して、判定を行う一例について説明する。なお、図８に示す処理は、上述した図５のステップＳ２０およびステップＳ２２の処理に換えて実行すればよい。
【００６６】
解析装置３２は、ステップＳ５０として、異常原因を推定する。なお、異常原因の推定は、原因判定処理と同様の処理で実行すればよい。解析装置３２は、ステップＳ５０で異常原因を推定したら、ステップＳ５２として、ステップＳ５０で推定した異常原因が、制御不良または設計点からのずれが原因であるかを判定する。
【００６７】
解析装置３２は、ステップＳ５２で制御不良または設計点からのずれが原因である（Ｙｅｓ）と判定した場合、ステップＳ５４として、容量、機種が同一の冷凍機の運転状態を抽出し、ステップＳ６４に進む。つまり、解析装置３２は、ステップＳ５４で図４に示すデータに基づいて、冷凍機本体から解析対象の冷凍機本体と容量、機種が同一の冷凍機を抽出し、抽出した冷凍機を他の冷凍機本体とする。解析装置３２は、抽出した他の冷凍機本体に基づいて基準運転状態を補正するために、他の冷凍機本体の運転状態（運転状態の履歴）を抽出する。なお、ステップＳ５４では、容量、機種が同一としたが、同一と判定できる、つまり容量、機種が同等の冷凍機本体も他の冷凍機本体として抽出してもよい。
【００６８】
解析装置３２は、ステップＳ５２で制御不良または設計点からのずれが原因ではない（Ｎｏ）と判定した場合、ステップＳ５６として経年劣化が原因であるかを判定する。解析装置３２は、ステップＳ５６で経年劣化が原因である（Ｙｅｓ）と判定した場合、ステップＳ５８として、各負荷での総運転時間（メンテナンス履歴があればメンテナンス終了後からの運転時間）が同等の冷凍機の運転状態を抽出し、ステップＳ６４に進む。つまり、解析装置３２は、ステップＳ５８として、ステップＳ５４で抽出した図４に示すデータに基づいて、対象の冷凍機と同じように運転されていた冷凍機を他の冷凍機本体として抽出する。
【００６９】
解析装置３２は、ステップＳ５６で経年劣化が原因ではない（Ｎｏ）と判定した場合、ステップＳ６０として部品故障、製造不良が原因であるかを判定する。解析装置３２は、ステップＳ６０で部品故障、製造不良が原因である（Ｙｅｓ）と判定した場合、ステップＳ６２として、製造時期が同等または交換部品が同一の冷凍機の運転状態を抽出し、ステップＳ６４に進む。つまり、解析装置３２は、ステップＳ６２として、ステップＳ５４で抽出した図４に示すデータに基づいて、対象の冷凍機と同じ時期に製造された部品を使用している可能性が高い冷凍機を他の冷凍機本体として抽出する。
【００７０】
解析装置３２は、ステップＳ６０で部品故障、製造不良が原因ではない（Ｎｏ）と判定した場合、ステップＳ６６に進む。
【００７１】
解析装置３２は、ステップＳ５４、Ｓ５８、Ｓ６２の処理を実行したら、ステップＳ６４として抽出した運転状態に基づいて、基準運転状態を補正し、ステップＳ６６に進む。つまり、解析装置３２は、ステップＳ５４、Ｓ５８、Ｓ６２で抽出した所定の条件を満たす冷凍機本体の運転状態（運転状態の履歴）を用いて、基準運転状態を補正する。
【００７２】
解析装置３２は、ステップＳ６０でＮｏと判定した場合、またはステップＳ６４で基準運転状態を補正した場合、ステップＳ６６として異常ありかを判定する。解析装置３２は、ステップＳ６４で補正した基準運転状態またはそのままの基準運転状態に基づいて、異常であるか（正常運転ではない状態であるか）を判定する。なお、そのままの基準運転状態で判定を行う場合は、異常であると判定されうる。
【００７３】
解析装置３２は、ステップＳ６６で異常なし（Ｎｏ）、つまり正常運転であると判定した場合、本処理を終了する。解析装置３２は、ステップＳ６６で異常あり（Ｙｅｓ）と判定した場合、ステップＳ６８として異常原因を特定し、ステップＳ７０として判定結果を出力し、本処理を終了する。
【００７４】
冷凍機管理システム１０は、図８に示すように、異常原因の推定結果に基づいて、基準運転状態の補正に用いる他の冷凍機を絞り込む（抽出する）ことで、より高い精度で異常を発見することができ、正常な運転を異常と誤って判定する恐れも低減することができる。つまり、異常原因に応じて、抽出する冷凍機の条件を変更し、当該条件が一致する冷凍機の運転状態の履歴に基づいて、基準運転状態を補正することで、基準運転状態をより高い制度で絞り込むことができる。つまり、補正対象を当該条件が一致する冷凍機に絞り込むことで、条件が異なる冷凍機の運転状態で異常と判定する基準運転状態の範囲が大きくなることを抑制できる。
【００７５】
なお、図８に示す処理は、一度正常運転ではないと判定した後に、再度基準運転状態を補正して、判定を行う場合として説明したがこれに限定されない。例えば、冷凍機管理システム１０（解析装置３２）は、図８のステップＳ５０からステップＳ６６の処理を図５のステップＳ１６、Ｓ１８の処理として実行してもよい。つまり、異常原因に対応して基準運転状態を補正する順序は特に限定されず、どのタイミングで実行してもよい。
【００７６】
冷凍機管理システム１０の解析装置３２は、判定結果を出力する場合、当該異常の原因を取り除く方法や、修理に必要な部品等を合わせて出力することが好ましい。これにより、冷凍機管理システム１０は、冷凍機本体をより短時間で効率よく正常運転に回復させることができる。
【００７７】
また、上記実施形態の冷凍機管理システム１０は、いずれも冷凍機の異常の発生を検出する処理として説明したが、さらに、異常の発生を予測してもよい。また、冷凍機管理システム１０は、冷凍機をより好適に運転できる改善方法を検出するようにしてもよい。
【００７８】
図９は、冷凍機管理システムの処理動作の一例を示すフロー図である。解析装置３２は、ステップＳ８０として解析対象の冷凍機を特定する。解析装置３２は、ステップＳ８０で冷凍機を特定したら、ステップＳ８２として、対象の冷凍機の運転状態を取得する。解析装置３２は、ステップＳ８２で運転状態を取得したら、ステップＳ８４として、基準運転状態と比較する。なお、上記処理は、図５のステップＳ１２からステップＳ１６と同様の処理である。ここで、本実施形態の基準運転状態は、運転状態の履歴に加え、運転状態の変化の情報も含んでいる。
【００７９】
解析装置３２は、ステップＳ８４で比較を行ったら、ステップＳ８６として、要メンテナンス項目があるかを判定する。ここで、要メンテナンス項目とは、今後故障が予測され、状態の確認、部品の交換等が必要な項目である。解析装置３２は、ステップＳ８６で項目あり（Ｙｅｓ）と判定した場合、ステップＳ８８として、メンテナンス情報を出力して、本処理を終了する。ここで、メンテナンス情報とは、どの機構で故障が生じる可能性が高いか、いつまでにメンテナンスが必要か等を示す情報である。
【００８０】
解析装置３２は、ステップＳ８６で項目なし（Ｎｏ）と判定した場合、ステップＳ９０として運転効率改善可能であるかを判定する。ここで、運転効率改善可能であるかとは、正常に運転している状態で、さらに一部運転状態を変更することで、出力、ＣＯＰの改善が可能であることを言う。解析装置３２は、ステップＳ９０で改善可能である（Ｙｅｓ）と判定した場合、ステップＳ９２として改善方法を出力し、本処理を終了する。改善方法は、ステップＳ９０で効率を改善可能と判定した根拠となる条件の変更方法である。解析装置３２は、ステップＳ９０で改善可能ではない（Ｎｏ）と判定した場合、本処理を終了する。
【００８１】
冷凍機管理システム１０は、図９に示すように、メンテナンスが必要かを判定して、メンテナンスの実行を推奨することで、冷凍機本体を効率よく運転させることができる。
【００８２】
図１０は、総運転時間とＣＯＰとの関係の一例を示す図である。図１１は、総運転時間とランニングコストとの関係の一例を示す図である。冷凍機管理システム１０は、図１０に示すように、対象の冷凍機の運転状態の履歴と基準運転状態に基づいて、現時点であるＴ１以降の運転状態の推移を推定することができる。例えば、冷凍機管理システム１０は、運転状態と基準運転状態を比較し、基準運転状態を、運転状態の履歴に基づいて補正することで、現時点以降の運転状態の推移を推定する。これにより、図１０に示すようにＣＯＰの変化を予測することができ、例えば、第１メンテナンスの推奨時期がＴ２で第２メンテナンスの推奨時期がＴ３であることを算出することができる。冷凍機管理システム１０は、実際の運転状態に基づいて、メンテナンス時期を推定することで、定期メンテナンスよりもより適切な時期にメンテナンスを実行することができる。例えば、交換の必要がない部品を交換してしまう恐れを低減することができる。また、過負荷の運転が続いて定期メンテナンスよりも早い段階でメンテナンスが必要となる場合も適切に検出することができる。
【００８３】
冷凍機管理システム１０は、運転状態を蓄積し、メンテナンスの時期を予測できることで、図１１に示すように、現時点Ｔ１までのランニングコストの実績７０と、時期Ｔ２までのランニングコストの予測７２と、時期Ｔ２でメンテナンスを実行しないときのランニングコスト８０と、時期Ｔ２でメンテナンスを実行したときのランニングコスト８２と、を比較して示すことができる。これにより、利用者によりわかりやすくメンテナンスの必要性を伝達することができる。
【００８４】
また、冷凍機管理システム１０は、運転効率の改善が可能かを判定し、改善方法を出力することで、冷凍機本体を効率よく運転させることができる。
【００８５】
また、冷凍機管理システム１０は、図９に示すように、メンテナンスが必要かおよび運転効率が改善可能かの少なくとも一方を判定する場合、上述したように他の冷凍機の運転状態に基づいて基準運転状態を補正することが好ましい。例えば、冷凍機管理システム１０は、メンテナンスが必要か判定する場合、対象の冷凍機よりも運転総時間が長い冷凍機の運転状態の履歴に基づいて、基準運転状態を補正することで、メンテナンスが必要か否かを対応する他の冷凍機の実績に基づいて判定することができる。
【００８６】
また、冷凍機管理システム１０は、運転効率の改善が可能かを判定する場合、種々の条件で運転されている他の冷凍機の実績に基づいて、基準運転状態を補正することで、運転効率の改善が可能かを高い精度で判定することができる。また、冷凍機管理システム１０は、リアルタイムで多数の冷凍機の運転状態を検出しているため、多数の冷凍機の運転状態を比較しつつ、運転効率の改善を図ることができる。これにより、冷凍機管理システム１０は、冷凍機本体２６の運転効率を効率よく高くすることができる。また、冷凍機管理システム１０は、上述したように、冷凍機本体２６を各種条件に基づいて制御対象のパラメータ毎に、当該パラメータの影響が対応している冷凍機本体２６を抽出し、抽出した冷凍機本体２６の運転状態に基づいて制御対象のパラメータを調整することでより高い精度で運転状態を改善することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１０  冷凍機管理システム
１２  空調設備
１３  利用者側端末
１４  解析ユニット
１５  管理者側端末
１６  通信回線
２０  冷凍機ユニット
２４、３０  通信装置
２５  制御装置
２６  冷凍機本体
２８  検出手段
３２  解析装置
４０  蒸発器状態検出部
４２  凝縮器状態検出部
４４  圧縮機状態検出部
４６  中間冷却器状態検出部
４８  冷却水状態検出部
５０  冷水状態検出部
５２  冷媒状態検出部
５４  制御値検出部
１０１  圧縮機
１０２  凝縮器
１０３  蒸発器
１０４  中間冷却器
１０６  循環経路
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ  冷媒配管
１０７、１０８  膨張弁
１１１  電動機
１１２  圧縮部
１２１  冷却水配管
１２２、１３２  ポンプ
１２３  冷却水供給部
１３１  冷水配管
１３４  冷水消費部
【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９】
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【図１０】
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【図１１】
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