(57)【要約】  空気調和装置は、制御部が、故障診断運転中における構成機器の故障診断を、機器動作を強制変更した時の運転状態センサ応答の有無により故障検知する応答検知診断と、故障診断運転の運転状態が安定している時の運転状態センサの検出値により故障検知する性能検知診断と、に区別し、応答検知診断を実施してから、性能検知診断を実施する。
2016508590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、熱源側熱交換器と、利用側減圧機構と、利用側熱交換器とを冷媒が循環するように配管で接続された冷媒回路と、
冷媒の温度及び冷媒の圧力のうち少なくとも１つを検知する運転状態センサと、
空気調和装置の構成機器の故障を特定する故障診断運転の実施を指令する診断運転指令部、及び、故障の有無を判定する判定部を有するコントローラ制御装置と、
前記故障診断運転中に各機器の制御を実施する制御部を有するユニット制御装置と、を備え、
前記制御部は、
前記故障診断運転中における前記構成機器の故障診断を、
機器動作を強制変更した時に前記運転状態センサの変化が所定値以内又は閾値以内の時に故障検知する応答検知診断モードと、
前記故障診断運転の運転状態が安定している時の前記運転状態センサの検出値により故障検知する性能検知診断モードと、を有し、
前記応答検知診断モードを実施してから、前記性能検知診断モードを実施する
ことを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記圧縮機の運転周波数を変更する圧縮機インバータと、
前記熱源側熱交換器に空気を送風する熱源側送風機と、
前記熱源側送風機を駆動して回転数を変更する送風機モータと、
前記配管の少なくとも一部に設けられた電磁弁と、
分岐口を介して複数台が並列に配管接続された前記利用側熱交換器及び前記利用側減圧機構がいずれの前記分岐口に配管接続されているかを記憶する記憶部と、を有し、
前記応答検知診断モードにより診断する故障は、
センサハズレ、減圧機構ロック、電磁弁ロック、圧縮機インバータ不良、送風機モータ不良、及び、分岐口誤設定のうちの少なくともいずれか一つであり、
前記性能検知診断モードにより診断する故障は、
配管詰まり、圧縮機効率低下、熱交汚れ、及び、冷媒量不足のうちの少なくともいずれか一つである
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記制御部は、
前記故障診断運転中における前記圧縮機の運転周波数を固定し、
前記故障診断運転中における熱源側送風機の回転数を外気温度と前記圧縮機の運転周波数に基づいて固定し、
前記利用側減圧機構の開度を前記運転状態センサにより検出される運転状態が所定値となるように制御される
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記性能検知診断モードによる故障診断での前記圧縮機の運転周波数を前記応答検知診断モードによる故障診断での前記圧縮機の運転周波数以上とする
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記判定部は、
運転状態を安定であると判定する安定判定指標として、
前記圧縮機から前記利用側減圧機構の間のいずれかの位置の過冷却度と、
前記冷媒回路に設置してある少なくとも１つの減圧機構の開度と、を用い、
前記安定判定指標の変動が所定値以内となった場合に運転状態が安定であると判定し、前記性能検知診断モードを実施する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項６】
異常状態の内容である異常信号を外部に出力するユニット通信部を前記ユニット制御装置に備え、
前記ユニット通信部からの出力信号を受信する外部通信部を前記コントローラ制御装置に備え、
前記診断運転指令部は、
前記異常信号に基づいて、故障診断する部位を限定する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項７】
前記運転指令部は、
前記応答検知診断モード又は前記性能検知診断モードにおいて、前記判定部によって故障判定無しと判定されるまで故障診断を繰り返し実施する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記圧縮機の吸入側に設置した液溜めと、
前記液溜めに設置され、前記液溜め内の液面高さを検知する液面検知センサと、を有し、
前記判定部は、
運転状態を安定であると判定する安定判定指標として、
前記液面検知センサにより検出される液面高さを用い、
前記安定判定指標の変動が所定値以内となった場合に運転状態が安定であると判定し、前記性能検知診断モードを実施する
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記コントローラ制御装置は、
前記故障診断運転で診断した診断モードに関して、故障の有無を表示する表示部を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１台以上の熱源ユニットと複数台の利用ユニットとが接続されている蒸気圧縮式の空気調和装置に関し、特に、空気調和装置の不具合部分を自動で検知することを可能とする空気調和装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、少なくとも１台以上の熱源ニットに複数台の利用ユニットを冷媒延長配管を介して接続することによって形成した空気調和装置が存在している。このような空気調和装置では、運転状態に異常がみられた場合、あるいは定期点検の場合等に、作業者が現場に行き、不具合部分を補修、修理するということがなされている。しかしながら、空気調和装置は、多くの部品により構成されているため、不具合部分の探索には作業者の経験や能力に大きく影響を受け、不具合部分の特定には時間を多く要してしまうケースが多くみられる。メンテナンス及びサービス体制を強化するためには、不具合部分の特定を短時間にて行うことが重要であり、これまでに様々な不具合部分の探索方法が開発されてきた。
【０００３】
そのようなものとして、圧縮機のモータ回転速度を固定することで、圧縮機の入口と出口の冷媒の状態を一定にし、また、室外機ファンの回転速度を固定することで、凝縮器での熱交換の度合いを一定にすることで冷媒量比を精度よく計算するという技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、圧縮機回転数一定制御にて圧縮機によって吸入及び吐出される冷媒の流量を安定させ、かつ、室内膨張弁を制御することによる室内熱交過熱度一定制御を実施することで、室内熱交換器及びガス冷媒連絡配管における冷媒量を一定にして、冷媒回路内の冷媒量を判定するという技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
さらに、電磁膨張弁を有する分岐ユニットと分岐ユニットの各分岐口に室内機が接続され、暖房運転の室内機全台運転を実施し、電磁膨張弁を一つずつ閉めていくことによって室内機と分岐ユニットの配管と配線の対応関係を検知するという技術が開示されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２―１３２６０１号公報（図４等）
【特許文献２】特開２００６―３１３０５７号公報（図９等）
【特許文献３】特開２０１２―０１７８８６号公報（図１０等）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１〜３に記載されているような技術では、各診断に対する診断方法が開示されているだけに留まり、現地で不具合箇所が特定できていない場合において、どの診断を先にすればよいかということについての情報は一切記載されていない。また、特許文献１〜３に記載されているような技術では、複数箇所を対象に故障の診断を実施した場合、一つ一つの診断に時間がかかるため、故障部位の特定に時間がかかってしまう。さらに、特許文献１〜３に記載されているような技術では、診断項目によってどのような運転状態を作り出せばよいかということについての記載もない。
【０００８】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、診断順序を最適化し、かつ、診断方法によって故障検知に最適な故障診断運転を実施することで、短時間、かつ、高精度に不具合部位を自動で特定することを可能とする空気調和装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、熱源側熱交換器と、利用側減圧機構と、利用側熱交換器とを冷媒が循環するように配管で接続された冷媒回路と、冷媒の温度及び冷媒の圧力のうち少なくとも１つを検知する運転状態センサと、空気調和装置の構成機器の故障を特定する故障診断運転の実施を指令する診断運転指令部、及び、故障の有無を判定する判定部を有するコントローラ制御装置と、前記故障診断運転中に各機器の制御を実施する制御部を有するユニット制御装置と、を備え、前記制御部は、前記故障診断運転中における前記構成機器の故障診断を、機器動作を強制変更した時に前記運転状態センサの変化が所定値以内又は閾値以内の時に故障検知する応答検知診断モードと、前記故障診断運転の運転状態が安定している時の前記運転状態センサの検出値により故障検知する性能検知診断モードと、を有し、前記応答検知診断モードを実施してから、前記性能検知診断モードを実施するものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る空気調和装置によれば、故障箇所が不明であっても、短時間、かつ、高精度に不具合部位を自動で特定することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の制御装置の電気的な構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の故障診断運転中の運転状態を示したタイムチャート図である。
【図４】冷媒量に対する過冷却熱交換器の高圧出口過冷却度の変化を示した概略図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の故障診断運転時の診断順序を示したフローチャート図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の伝送線の配線状態を示した概略図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の据付け工事完了後に故障診断運転を用いた据付け工事の適正完了確認の際の処理の流れを示したフローチャート図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る空気調和装置の故障診断運転中の圧縮機の運転周波数の状態を示したタイムチャート図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る空気調和装置の冷媒回路構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、図１を含め、以下の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。また、図１を含め、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、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、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、これらの記載に限定されるものではない。加えて、明細書では数式に文中の記号に対して、［  ］の中にその記号の単位を書くことにする。そして、無次元（単位なし）の場合は、［−］と表記する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１００の冷媒回路構成を示す概略図である。図２は、空気調和装置１００のユニット制御装置１０１及びコントローラ制御装置１２１の構成を示すブロック図である。図１及び図２に基づいて、空気調和装置１００の構成について説明する。
【００１４】
この空気調和装置１００は、ビルやマンション、商業施設に設置され、蒸気圧縮式にて空調用冷媒を循環させる冷凍サイクル運転を行うことによって、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂにて選択された冷房指令（冷房ＯＮ／ＯＦＦ）又は暖房指令(暖房ＯＮ／ＯＦＦ)を個別に処理し、冷房と暖房の同時運転を実施することができるものである。
【００１５】
［空気調和装置１００の機器構成］
空気調和装置１００は、熱源ユニット３０１と、中継ユニット３０２と、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂと、を有している。熱源ユニット３０１と中継ユニット３０２とは、それぞれ冷媒配管である高圧配管８と低圧配管２０とで接続されている。中継ユニット３０２と利用ユニット３０３ａ，３０３ｂとは、それぞれ冷媒配管である室内液枝配管１５ａ，１５ｂと室内ガス枝配管１８ａ，１８ｂとで接続されている。以下の説明において、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂをまとめて利用ユニット３０３と称する場合がある。
【００１６】
また、空気調和装置１００には、空気調和装置１００の全体的な動作を制御するユニット制御装置１０１と、ユニット制御装置１０１への運転動作の指令の伝達、及び運転状態のモニターが可能な、例えばノートＰＣやタブレット端末式ＰＣにより構成される外部コントローラ３２０と、が備えられている。
【００１７】
なお、実施の形態１では、図１に示すように、１台の熱源ユニット３０１に、２台の利用ユニット３０３ａ，３０３ｂを中継ユニット３０２を介して接続した場合について説明するが、各ユニットの台数を特に限定するものではない。例えば、２台以上の熱源ユニット３０１、２台以上の中継ユニット３０２、及び３台以上の利用ユニット３０３を接続した場合についても同様に実施することができる。また、空気調和装置１００に用いられる冷媒は、特に限定しない。例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７Ｃ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、ＨＦＯ−１２３４ｙｆ、自然冷媒（炭化水素やヘリウム、二酸化炭素等）等を用いることができる。
【００１８】
＜熱源ユニット３０１＞
熱源ユニット３０１は、たとえば屋外に設置され、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂにて要求される運転に応じて利用ユニット３０３ａ，３０３ｂに冷媒を供給する。熱源ユニット３０１は、圧縮機１と、圧縮機インバータ３５と、油分離器２と、四方弁３と、熱源側熱交換器４と、熱源側送風機５と、送風機モータ６と、逆止弁ブロック７（逆止弁７ａ〜７ｄ、配管２４、配管２８）と、アキュムレータ（液溜め）２１と、配管３１と、キャピラリー３０と、電磁弁２９と、を有している。
【００１９】
圧縮機１は、冷媒を吸入、圧縮して高温高圧の状態にするものである。圧縮機インバータ３５は、圧縮機１の運転周波数を所定値にでき、任意の値に制御することができるものである。
油分離器２は、圧縮機１から流出する油と冷媒とを分離し、油を配管３１の方向へ、冷媒を四方弁３の方向へ流す機能を有している。なお、油分離器２は、必須なものではない。
【００２０】
四方弁３は、冷媒の流れの方向を切り換えるための弁であり、第１から第４までのポートを有している。第１ポートが圧縮機１の吐出側、第２ポートが熱源側熱交換器４、第３ポートが圧縮機１の吸入側、第４ポートが低圧配管２０に繋がっている。そして、四方弁３は、第１ポートと第２ポートとが連通すると同時に第３ポートと第４ポートが閉鎖される状態（図１の実線で示す状態）と、第３ポートと第４ポートとが連通すると同時に第１ポートと第２ポートが閉鎖される状態（図１の破線で示す状態）とに設定が切換え可能に構成されている。なお、四方弁３は、冷房運転又は暖房運転の一方だけを利用するときは必須なものではない。
【００２１】
熱源側熱交換器４は、たとえば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、外気等の熱媒体と冷媒との熱交換を行うものである。熱源側熱交換器４は、暖房運転時には蒸発器、冷房運転時には凝縮器として機能する。
熱源側送風機５は、熱源側熱交換器４に空気を供給するものであり、プロペラファン等で構成されている。熱源側送風機５は、熱源側熱交換器４の近傍に設置するとよい。
送風機モータ６は、熱源側送風機５を駆動し、かつ、空気の流量を可変することが可能なものであり、例えば、ＤＣファンモータである。
【００２２】
逆止弁ブロック７は、冷媒の流れを方向を制御するために設けられている。逆止弁ブロック７は、配管２４及び配管２８を有している。配管２４は、四方弁３と逆止弁７ｂの間である接続点ｄと、逆止弁７ａと高圧配管８との間である接続点ｂと、をつなぐ配管である。配管２８は、逆止弁７ｂと低圧配管２０との間である接続点ｃと、逆止弁７ａと熱源側熱交換器４との間である接続点ａと、をつなぐ配管である。逆止弁７ａは接続点ａから接続点ｂの方向にのみ冷媒の流れを許容し、逆止弁７ｂは接続点ｃから接続点ｄの方向にのみ冷媒の流れを許容する。逆止弁７ｃは配管２４に設置され、接続点ｄから接続点ｂの方向にのみ冷媒の流れ許容し、逆止弁７ｄは配管２８に設置され、接続点ｃから接続点ａの方向にのみ冷媒の流れを許容する。なお、逆止弁ブロック７は、必須なものではない。
【００２３】
アキュムレータ２１は、圧縮機１の吸入側に設けられ、空気調和装置１００の運転に過剰な冷媒を貯留する機能、及び運転状態が変化する際に一時的に発生する液冷媒を滞留させることで圧縮機１に大量の液冷媒が流入するのを防ぐ機能を有している。
【００２４】
配管３１は、油分離器２と圧縮機１の吸入側とを接続している配管である。
電磁弁２９は、配管３１に設けられ、起動時において、配管３１を経由して圧縮機１の吸入部とアキュムレータ２１との間に油を流す機能を有している。また、電磁弁２９は、起動時において、配管３１に冷媒を流すことで低圧圧力が極端に低下するのを防ぐ機能を有している。さらに、電磁弁２９は、高圧圧力上昇時に冷媒を低圧側にバイパスさせることで高圧圧力を適正範囲とする機能を有している。
キャピラリー３０は、電磁弁２９と並列になるように設けられ、運転中に配管３１を経由した油を減圧してから圧縮機吸入部に流す機能を有している。
【００２５】
また、熱源ユニット３０１には、圧力センサ２０１が圧縮機１の吐出側に、圧力センサ２１２がアキュムレータ２１の上流側に、それぞれ設けられており、設置場所の冷媒圧力を計測する。
さらに、熱源ユニット３０１には、温度センサ２０２が圧縮機１の吐出側に、温度センサ２０３が熱源側熱交換器４の液側に、温度センサ２１５がアキュムレータ２１の上流側に、それぞれ設けられ、設置場所の冷媒温度を計測する。
またさらに、熱源ユニット３０１には、温度センサ２０４が空気吸込口に設けられており、外気温度を計測する。
【００２６】
さらに、熱源ユニット３０１には、ユニット制御装置１０１が設けられており、熱源ユニット３０１に設けられている各センサで計測された情報は、ユニット制御装置１０１に送られるようになっている。なお、ユニット制御装置１０１については、後段で詳細に説明する。
【００２７】
＜中継ユニット３０２＞
中継ユニット３０２は、たとえば屋内に設置され、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂにて要求される運転に応じて冷媒の流れを制御する。中継ユニット３０２は、気液分離器９と、電磁弁１９ａ，１９ｂと、電磁弁２６ａ，２６ｂと、逆止弁１４ａ，１４ｂと、逆止弁２７ａ，２７ｂと、過冷却熱交換器１１と、過冷却熱交換器１３と、液減圧機構１２と、バイパス減圧機構２２と、配管１０と、配管２３と、配管２５と、を有している。
【００２８】
配管１０は、気液分離器９と過冷却熱交換器１１との間を接続する。
配管２３は、過冷却熱交換器１３の高圧側出口と逆止弁１４ａ，１４ｂとの間と、低圧配管２０と電磁弁１９ａ，１９ｂとの間を接続する。
配管２５は、気液分離器９と電磁弁２６ａ，２６ｂとの間を接続する。
【００２９】
気液分離器９は、高圧配管８を流れた冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離するものである。気液分離器９で分離された液冷媒は配管１０へ、ガス冷媒は配管２５へと流れる。
【００３０】
電磁弁１９ａ，１９ｂ及び電磁弁２６ａ，２６ｂは、接続されている利用ユニット３０３ａ，３０３ｂの冷媒の流れ方向を制御するものである。電磁弁１９ａ，１９ｂは、一方が低圧配管２０に、他方が利用ユニット３０３ａ，３０３ｂに接続されている。電磁弁２６ａ，２６ｂは、一方が配管２５に、他方が利用ユニット３０３ａ，３０３ｂに接続されている。
【００３１】
逆止弁１４ａ，１４ｂは、過冷却熱交換器１３から室内液枝配管１５ａ，１５ｂへの方向のみに冷媒の流れを許容するものである。
逆止弁２７ａ，２７ｂは、室内液枝配管１５ａ，１５ｂから過冷却熱交換器１３への方向のみに冷媒の流れを許容するものである。
【００３２】
過冷却熱交換器１１は、二重管熱交換器で構成されており、内側（図１では上側）をバイパス減圧機構２２を通過した低圧冷媒が流れ、外側（図１では下側）を配管１０を通過した高圧冷媒が流れる。過冷却熱交換器１１において、高圧冷媒と低圧冷媒との間で熱交換を行い、高圧冷媒が冷却され、低圧冷媒が加熱される。
過冷却熱交換器１３は、二重管熱交換器で構成されており、内側（図１では上側）をバイパス減圧機構２２を通過した低圧冷媒が流れ、外側（図１では下側）を液減圧機構１２又は逆止弁２７ａ，２７ｂを通過した高圧冷媒が流れる。過冷却熱交換器１３において、高圧冷媒と低圧冷媒との間で熱交換を行い、高圧冷媒が冷却され、低圧冷媒が加熱される。
【００３３】
液減圧機構１２及びバイパス減圧機構２２は、冷媒の流量を制御でき、開度を可変に設定できるものである。
【００３４】
また、中継ユニット３０２には、圧力センサ２０６が過冷却熱交換器１１の高圧側と液減圧機構１２との間に、圧力センサ２０７が液減圧機構１２と過冷却熱交換器１３の高圧側との間に、それぞれ設けられ、設置場所の冷媒圧力を計測する。
さらに、中継ユニット３０２には、温度センサ２０５が過冷却熱交換器１１の高圧側と液減圧機構１２の間に、温度センサ２０８が過冷却熱交換器１３の高圧側と逆止弁１４ａ，１４ｂとの間に、温度センサ２１３がバイパス減圧機構２２の出口側に、温度センサ２１４が過冷却熱交換器１１の低圧側出口側に、それぞれ設けられ、設置場所の冷媒温度を計測する。
【００３５】
なお、中継ユニット３０２に設けられている各センサで計測された情報は、熱源ユニット３０１のユニット制御装置１０１に送られるようになっている。
【００３６】
＜利用ユニット３０３ａ，３０３ｂ＞
利用ユニット３０３ａ，３０３ｂは、室内等の空調対象空間に冷熱又は温熱を供給できる位置に設置され、空調対象空間の冷房運転又は暖房運転を実行するものである。利用ユニット３０３ａ，３０３ｂは、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂと、利用側熱交換器１７ａ，１７ｂと、を有している。利用側減圧機構１６ａと利用側熱交換器１７ａとが直列に接続され、利用側減圧機構１６ｂと利用側熱交換器１７ｂとが直列に接続されている。
【００３７】
利用側減圧機構１６ａ，１６ｂは、冷媒の流量を制御でき、開度を可変に設定できるものである。
利用側熱交換器１７ａ，１７ｂは、たとえば伝熱管と多数のフィンとにより構成されたクロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器であり、室内空気と冷媒との熱交換を行うものである。利用側熱交換器１７ａ，１７ｂは、暖房運転時には凝縮器、冷房運転時には蒸発器として機能する。
【００３８】
また、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂには、温度センサ２０９ａ，２０９ｂが利用側熱交換器１７ａ，１７ｂの液側に、温度センサ２１０ａ，２１０ｂが利用側熱交換器１７ａ，１７ｂのガス側に、それぞれ設けられ、設置場所の冷媒温度を計測する。
さらに、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂには、温度センサ２１１ａ，２１１ｂが空気吸込口に設けられ、設置場所の空気温度を計測する。
【００３９】
なお、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂに設けられている各センサで計測された情報は、熱源ユニット３０１のユニット制御装置１０１に送られるようになっている。
【００４０】
また、空気調和装置１００に設置されている温度センサ又は圧力センサは、それぞれ冷媒の温度又は圧力を検出する運転状態センサとしての機能を有している。
【００４１】
（ユニット制御装置１０１、コントローラ制御装置１２１）
熱源ユニット３０１内には、例えば、マイクロコンピュータにより構成されたユニット制御装置１０１が設けられている。
また、外部コントローラ３２０には、例えば、Ｓ／Ｗにて実装されたコントローラ制御装置１２１が設けられている。
【００４２】
図２は、空気調和装置１００のユニット制御装置１０１及びコントローラ制御装置１２１の構成を示すブロック図である。図２に基づいて、ユニット制御装置１０１及びコントローラ制御装置１２１について更に詳細に説明する。なお、図２には、各センサ（圧力センサ（圧力センサ２０１、２０６、２０７、２１２）、温度センサ（温度センサ２０２〜２０５、２０８、２０９ａ，２０９ｂ、２１０ａ，２１０ｂ、２１１ａ，２１１ｂ、２１３〜２１５））及びアクチュエータ（圧縮機１、四方弁３、減圧機構（液減圧機構１２、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂ、バイパス減圧機構２２）、熱源側送風機５、電磁弁１９ａ，１９ｂ、電磁弁２６ａ，２６ｂ、電磁弁２９等）の接続状態を示している。
【００４３】
ユニット制御装置１０１には、測定部１０２、制御演算部１０３、制御部１０４、ユニット通信部１０５が設けられている。
各種温度センサ、圧力センサによって検知された各諸量は、測定部１０２に入力される。測定部１０２に入力された情報は制御演算部１０３に送られる。制御演算部１０３は、測定部１０２に入力された情報に基づき、例えば検出圧力の飽和温度を計算するなどの各種制御動作を決定するための演算を行う。制御部１０４は、制御演算部１０３の演算結果に基づいて圧縮機１や熱源側送風機５などの各機器の制御をするようになっている。
【００４４】
また、ユニット通信部１０５は、電話回線、ＬＡＮ回線、無線などの通信手段からの通信データ情報の入力、及び、外部への情報の出力を実行する。ユニット通信部１０５では、利用側リモコン（図示せず）により出力された冷房指令（冷房ＯＮ／ＯＦＦ）、または、暖房指令（暖房ＯＮ／ＯＦＦ）を通信してユニット制御装置１０１に入力したり、コントローラ制御装置１２１と測定値や機器制御方法を通信したりする。
【００４５】
コントローラ制御装置１２１には、入力部１２２、外部通信部１２３、診断運転指令部１２４、記憶部１２５、診断演算部１２６、判定部１２７、表示部１２８が設けられている。
入力部１２２では、作業者から、故障診断運転の開始や故障診断したい部位の入力が行われる。
外部通信部１２３は、電話回線、ＬＡＮ回線、無線などの通信手段からの通信データ情報の入力、及び、外部への情報の出力を実行するものであり、入力部１２２の入力情報や故障診断運転時の各機器制御方法をユニット通信部１０５に送信したり、ユニット通信部１０５から圧力や温度などの運転状態を受信したりする。
【００４６】
診断運転指令部１２４は、入力部１２２にて入力された故障診断指令及びユニット制御装置１０１の異常信号に基づいて故障診断運転の診断項目を決定するものである。
記憶部１２５は、例えば半導体メモリなどによって構成され、故障診断運転時の各機器制御方法や各故障診断の診断手順や診断に必要なパラメータを記憶するものである。
診断演算部１２６は、故障診断に必要な演算を実施するものである。
判定部１２７は、診断部位の故障有無を判定したり、空気調和装置１００の運転状態が安定であるかを判定したりする。
表示部１２８は、外部コントローラ３２０に搭載されている例えば液晶などのディスプレイであり、診断した部位の故障有無や空気調和装置１００の運転状態を表示するものである。
【００４７】
なお、ユニット制御装置１０１は、熱源ユニット３０１に配置されているが、図１では単に設置場所の一例を示しているに過ぎない。ユニット制御装置１０１が配置場所は、特に限定されない。例えば、ユニット制御装置１０１を中継ユニット３０２、利用ユニット３０３に設置してもよいし、各ユニットとは別の場所に設置してもよい。
【００４８】
［空気調和装置１００の運転モード］
空気調和装置１００は、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂで要求される空調指令に応じて熱源ユニット３０１、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂに搭載されている各機器の制御を行う。そして、空気調和装置１００は、例えば、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂともに冷房運転である全冷運転モード、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂともに暖房運転となる全暖運転モード、利用ユニット３０３ａが冷房運転、利用ユニット３０３ｂが暖房運転となり、冷房負荷が暖房負荷よりも高い冷主運転モード、利用ユニット３０３ａが冷房運転、利用ユニット３０３ｂが暖房運転となり、暖房負荷が冷房負荷よりも高い暖主運転モードを実施することができる。これらの運転モードをまとめて通常運転モードと称する。
【００４９】
（通常運転モード：全冷運転モード）
全冷運転モードでは、四方弁３は圧縮機１の吐出側を熱源側熱交換器４のガス側と接続し、圧縮機１の吸入側を接続点ｄと接続する。また、電磁弁１９ａ，１９ｂは開路、電磁弁２６ａ，２６ｂは閉路、電磁弁２９は起動所定時間に開路後は閉路、液減圧機構１２は全開となっている。
【００５０】
圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、油分離器２及び四方弁３を経由して、熱源側熱交換器４に流入し、熱源側送風機５により送風される室外空気に放熱する。この冷媒は、熱源側熱交換器４から流出した後、逆止弁７ａを経由して、高圧配管８、気液分離器９を流れた後、配管１０を経由して、過冷却熱交換器１１にて低圧冷媒により冷却される。この冷媒は、過冷却熱交換器１１を流出した後、全開となっている液減圧機構１２を経由して過冷却熱交換器１３にて低圧冷媒により更に冷却される。その後、この冷媒は、逆止弁１４ａ，１４ｂとバイパス減圧機構２２に流れる冷媒に分配される。
【００５１】
逆止弁１４ａ，１４ｂに流れた冷媒は、室内液枝配管１５ａ，１５ｂを経由して、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂにて減圧されて低圧二相冷媒となる。この低圧二相冷媒は、利用側熱交換器１７ａ、１７ｂに流入し、室内空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。この低圧ガス冷媒は、利用側熱交換器１７ａ、１７ｄから流出した後、室内ガス枝配管１８ａ，１８ｂを経由して、電磁弁１９ａ，１９ｂを通過し、バイパス減圧機構２２を流れた冷媒と合流する。
【００５２】
一方、バイパス減圧機構２２に流入した冷媒は、バイパス減圧機構２２にて減圧され、低圧二相冷媒となった後、過冷却熱交換器１３の低圧側に流入し、高圧冷媒によって加熱される。この冷媒は、過冷却熱交換器１３から流出した後、過冷却熱交換器１１の低圧側にて、さらに高圧冷媒に加熱される。その後、この冷媒は、配管２３を流れ、逆止弁１４ａ，１４ｂを流れた冷媒と合流する。合流した冷媒は、低圧配管２０、逆止弁７ｂ、四方弁３を経由して、アキュムレータ２１に流れた後に再び圧縮機１に吸入される。
【００５３】
なお、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂは、利用側熱交換器１７ａ，１７ｂの過熱度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。利用側熱交換器１７ａ，１７ｂの過熱度は、温度センサ２１０ａ，２１０ｂの検出温度から温度センサ２０９ａ，２０９ｂの検出温度を差し引くことにより求まる。また、バイパス減圧機構２２は、過冷却熱交換器１１の低圧出口過熱度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。過冷却熱交換器１１の低圧出口過熱度は、温度センサ２１３の検出温度から温度センサ２１４の検出温度を差し引くことにより求まる。
【００５４】
さらに、圧縮機１の運転周波数は、蒸発温度が所定値となるように制御部１０４にて制御される。蒸発温度は、圧力センサ２１２で検出される冷媒圧力の飽和温度である。またさらに、熱源側送風機５の回転数は、凝縮温度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。凝縮温度は、圧力センサ２０１で検出される冷媒圧力の飽和温度である。
【００５５】
（通常運転モード：全暖運転モード）
全暖運転モードでは、四方弁３は圧縮機１の吐出側を接続点ｄと接続し、圧縮機１の吸入側を熱源側熱交換器４のガス側と接続する。また、電磁弁１９ａ，１９ｂは閉路、電磁弁２６ａ，２６ｂは開路、電磁弁２９は起動所定時間に開路後は閉路、液減圧機構１２は全閉となっている。
【００５６】
圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、油分離器２、四方弁３、逆止弁７ｃ、及び、高圧配管８を経由して気液分離器９に流れる。気液分離器９に流入した冷媒は、その後、配管２５、電磁弁２６ａ，２６ｂを経由して、室内ガス枝配管１８ａ，１８ｂを流れ、利用側熱交換器１７ａ，１７ｂに流入する。利用側熱交換器１７ａ，１７ｂに流入した冷媒は、室内空気を加熱して高圧液冷媒となる。この冷媒は、利用側熱交換器１７ａ，１７ｂを流出した後、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂにて減圧されて中間圧の二相冷媒となる。
【００５７】
この冷媒は、室内液枝配管１５ａ，１５ｂを流れ、逆止弁２７ａ，２７ｂを経由して、過冷却熱交換器１３の高圧側を流れ、バイパス減圧機構２２にて更に減圧され、低圧二相冷媒となる。この冷媒は、過冷却熱交換器１３の低圧側、過冷却熱交換器１１の低圧側を流れる。その後、この冷媒は、配管２３、低圧配管２０、逆止弁７ｄを経由して熱源側熱交換器４に流入する。熱源側熱交換器４に流入した冷媒は、熱源側送風機５により送風される室外空気より吸熱し、低圧ガス冷媒となる。この冷媒は、熱源側熱交換器４から流出した後、四方弁３を経由してアキュムレータ２１を通過後、再び圧縮機１に吸入される。
【００５８】
なお、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂは、利用側熱交換器１７ａ，１７ｂの過冷却度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。利用側熱交換器１７ａ，１７ｂの過冷却度は、圧力センサ２０６の検出圧力から求まる飽和温度から温度センサ２０９ａ，２０９ｂの検出温度を差し引くことにより求まる。また、バイパス減圧機構２２は、液減圧機構１２の差圧が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。液減圧機構１２の差圧は圧力センサ２０６の検出圧力から圧力センサ２０７の検出圧力を差し引くことにより求まる。
【００５９】
さらに、圧縮機１の運転周波数は、凝縮温度が所定値となるように制御部１０４にて制御される。またさらに、熱源側送風機５の回転数は、蒸発温度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。
【００６０】
（通常運転モード：冷主運転モード）
冷主運転モードでは、四方弁３は圧縮機１の吐出側を熱源側熱交換器４のガス側と接続し、圧縮機１の吸入側を接続点ｄと接続する。また、電磁弁１９ａは開路、電磁弁１９ｂは閉路、電磁弁２６ａは閉路，２６ｂは開路、電磁弁２９は起動所定時間に開路後は閉路、となっている。
【００６１】
圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、油分離器２及び四方弁３を経由して、熱源側熱交換器４に流入し、熱源側送風機５により送風される室外空気に放熱する。この冷媒は、熱源側熱交換器４から流出した後、逆止弁７ａを経由して、高圧配管８を流れ、気液分離器９に流入する。気液分離器９に流入した冷媒は、気液分離器９の作用により配管１０を流れる冷媒と配管２５を流れる冷媒とに分配される。配管１０に流れた冷媒は、過冷却熱交換器１１にて低圧冷媒により冷却され、液減圧機構１２にて減圧されて中間圧冷媒となり、配管２５を流れた冷媒と合流する。
【００６２】
一方、配管２５に流れた冷媒は、電磁弁２６ｂ、室内ガス枝配管１８ｂを通過後、利用側熱交換器１７ｂにて室内空気を加熱して高圧液冷媒となる。利用側熱交換器１７ｂを流出した冷媒は、その後、利用側減圧機構１６ｂにて減圧されて中間圧冷媒となった後、室内液枝配管１５ｂ、逆止弁２７ｂを流れ、配管１０を流れた冷媒と合流する。
【００６３】
合流した冷媒は、その後、過冷却熱交換器１３にて低圧冷媒により冷却され、逆止弁１４ａとバイパス減圧機構２２に流れる冷媒に分配される。逆止弁１４ａに流れた冷媒は、室内液枝配管１５ａを経由して、利用側減圧機構１６ａにて減圧され低圧二相冷媒となり、利用側熱交換器１７ａにて室内空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。この冷媒は、その後、室内ガス枝配管１８ａを経由して、電磁弁１９ａを通過し、バイパス減圧機構２２を流れた冷媒と合流する。
【００６４】
一方、バイパス減圧機構２２に流入した冷媒は、バイパス減圧機構２２で減圧され、低圧二相冷媒となった後、過冷却熱交換器１３の低圧側に流入し、高圧冷媒によって加熱される。この冷媒は、その後、過冷却熱交換器１１の低圧側にて、更に高圧冷媒に加熱される。この冷媒は、その後、逆止弁１４ａを流れた冷媒と合流する。合流した冷媒は、低圧配管２０、逆止弁７ｂ、四方弁３を経由して、アキュムレータ２１に流れた後に再び圧縮機１に吸入される。
【００６５】
なお、利用側減圧機構１６ａは、利用側熱交換器１７ａの過熱度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。利用側減圧機構１６ｂは、利用側熱交換器１７ｂの過冷却度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。液減圧機構１２は、液減圧機構１２の差圧が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。また、バイパス減圧機構２２は、過冷却熱交換器１１の低圧出口過熱度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。
【００６６】
さらに、圧縮機１の運転周波数は、蒸発温度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。またさらに、熱源側送風機５の回転数は、凝縮温度が所定値となるように、制御部１０４にて制御されている。
【００６７】
（通常運転モード：暖主運転モード）
暖主運転モードでは、四方弁３は圧縮機１の吐出側を接続点ｄと接続し、圧縮機１の吸入側を熱源側熱交換器４のガス側と接続する。また、電磁弁１９ａは開路、電磁弁１９ｂは閉路、電磁弁２６ａは閉路、２６ｂは開路、電磁弁２９は起動所定時間に開路後は閉路、液減圧機構１２は全閉開度となっている。
【００６８】
圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、油分離器２、四方弁３、逆止弁７ｃ、及び、高圧配管８を経由して気液分離器９に流れる。気液分離器９に流入した冷媒は、その後、配管２５、電磁弁２６ｂを経由して、室内ガス枝配管１８ｂに流れ、利用側熱交換器１７ｂに流入する。利用側熱交換器１７ｂに流入した冷媒は、室内空気を加熱して高圧液冷媒となる。この冷媒は、利用側熱交換器１７ｂを流出した後、利用側減圧機構１６ｂにて減圧されて中間圧の二相冷媒となる。
【００６９】
この冷媒は、室内液枝配管１５ｂに流れ、逆止弁２７ｂを経由して、過冷却熱交換器１３の高圧側を流れ、逆止弁１４ａとバイパス減圧機構２２に流れる冷媒とに分配される。逆止弁１４ａに流れた冷媒は、室内液枝配管１５ａを経由して、利用側減圧機構１６ａにて減圧され低圧二相冷媒となり、利用側熱交換器１７ａにて室内空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。この冷媒は、その後、室内ガス枝配管１８ａを経由して、電磁弁１９ａを通過し、バイパス減圧機構２２を流れた冷媒と合流する。
【００７０】
一方、バイパス減圧機構２２に流れた冷媒は、バイパス減圧機構２２にて減圧され、低圧二相冷媒となる。この冷媒は、その後、過冷却熱交換器１３にて高圧冷媒より加熱される。この冷媒は、その後、過冷却熱交換器１１の低圧側を流れ、配管２５を経由して逆止弁１４ａを流れた冷媒と合流する。合流した冷媒は、低圧配管２０、逆止弁７ｄを経由して熱源側熱交換器４にて熱源側送風機５により送風される室外空気より吸熱し、低圧ガス冷媒となる。この冷媒は、その後、四方弁３を経由してアキュムレータ２１を通過後、再び圧縮機１に吸入される。
【００７１】
なお、利用側減圧機構１６ａは、利用側熱交換器１７ａの過熱度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。利用側減圧機構１６ｂは、利用側熱交換器１７ｂの過冷却度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。また、バイパス減圧機構２２は、液減圧機構１２の差圧が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。
【００７２】
さらに、圧縮機１の運転周波数は、凝縮温度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。またさらに、熱源側送風機５の回転数は、蒸発温度が所定値となるように制御部１０４にて制御されている。
【００７３】
＜故障診断の実施＞
空気調和装置１００の定期点検時あるいは不具合発生時、サービスマン（作業者）がコントローラ制御装置１２１を搭載した外部コントローラ３２０を持って、ユニット設置現場に行き、メンテナンス作業をすることになる。メンテナンス作業では、機器の不具合を探索することになるが、そのときに、空気調和装置１００では、後段で詳細に説明する手法を用いて、空気調和装置１００の故障有無の確認及び故障部位の特定を自動で実施できるようになっている。
【００７４】
まず、サービスマンがコントローラ制御装置１２１の入力部１２２に故障診断運転モードの開始を入力する。そうすると、コントローラ制御装置１２１では、診断運転指令部１２４にて故障診断運転モードという特殊運転モードの実施が決定される。そして、コントローラ制御装置１２１では、外部通信部１２３がユニット制御装置１０１のユニット通信部１０５に決定指令を送信する。こうすることで、空気調和装置１００では故障診断運転モードが開始される。故障診断運転モードでは、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂを全台運転させる。そのときの運転モードは、例えば全台冷房運転とし、冷媒流れが全冷運転モードと同様になるようにして運転を開始する。
【００７５】
＜故障モードの区別＞
故障診断運転実施時は、もちろん現場にサービスマンがいるので、作業時間短縮のために故障診断運転をできるだけ短時間にて実施したい。以下に、故障診断運転に要する時間を短縮するための方法について説明する。
【００７６】
空気調和装置１００では、まず、故障診断運転での構成機器の故障診断方法によって診断項目（診断モード）を２種類に区別した。つまり、運転中の機器の動作を変更して変更前後でのセンサ出力値の応答の有無により故障検知するものを応答検知診断（応答検知診断モード）とし、定常状態時の冷媒圧力や温度などの運転状態により故障検知するものを性能検知診断（性能検知診断モード）として区別した。
【００７７】
応答検知診断の対象となる故障モードとしては、具体的には例えば、センサハズレ、電磁弁ロック、ＬＥＶ（減圧機構）ロック、圧縮機インバータ不良、送風機モータ不良、分岐口誤設定である。各診断にて機器の動作前後にてセンサ出力値が所定値以内又は閾値以下となる場合に応答が無いとして診断対象機器の故障検知とする。
性能検知診断の対象となる故障モードとしては、具体的には例えば、配管詰まり、圧縮機１の効率低下、熱源側熱交換器４の汚れ（熱交汚れ）、冷媒漏れ(冷媒量不足)である。
【００７８】
故障診断運転モード開始後、しばらくの間は、アキュムレータ２１から液冷媒が移動するため、運転状態が安定(定常状態)となるまでには時間がかかる。性能検知診断では運転状態が安定である必要があるため、この間の性能検知診断は困難である。一方、応答検知診断では機器に動作の強制変更を指令し指令前後でのセンサ応答の有無により故障診断をするため、運転状態が安定でなくとも診断可能である。そのため、応答検知診断を先に実施する。
【００７９】
さらに、性能検知診断では運転状態が適正であるか、つまり性能の低下（機器の劣化）の有無がないかどうかで故障判定するため、制御機器であるＬＥＶ、電磁弁、インバータ、モータ等が動くことを予め確認しておかないと誤判定をしてしまう可能性がある。こういう理由からも、応答検知診断を先に実施する必要がある。以上より、空気調和装置１００では、以下に示す故障診断運転を実施することで、応答検知診断を早期に実施することができるようになっている。
【００８０】
応答検知診断では診断中に意図しない高圧圧力変動及び低圧圧力変動があると診断を適切に実施するのは困難である。そのため、故障診断運転中は圧縮機１の運転周波数を固定とする。また、熱源側送風機５の回転数Ｖａ［ｒｐｍ］を、圧縮機１の運転周波数Ｆ［Ｈｚ］及び外気温度Ｔａ［℃］によって固定値とする。つまり、Ｖａ＝ｆ（Ｆ，Ｔａ）の関係を有するデータテーブルを記憶部１２５に記憶しておく。データテーブルは、例えば、凝縮温度が全冷運転モードで目標値と同じとなるように作成する。
【００８１】
図３は、空気調和装置１００の故障診断運転中の各アクチュエータ等の運転状態を示したタイムチャート図である。図４は、冷媒量に対する過冷却熱交換器１３の高圧出口過冷却度の変化を示した概略図である。図３及び図４に基づいて、空気調和装置１００の故障診断運転中の運転状態のタイミングについて説明する。
【００８２】
空気調和装置１００では、運転起動後、所定時間（例えば３分間）待機した後に、応答検知診断を実施する。応答検知診断中は、圧縮機１の運転周波数と熱源側送風機５の回転数を積極的に固定する。応答検知診断では機器動作を強制変更するため、圧縮機１の運転周波数が高いと運転状態（例えば高圧圧力）が極端に変化し、異常運転となる可能性がある。そのため、圧縮機１の運転周波数を低周波数(例えば３０Ｈｚ)とする。空気調和装置１００では、このように運転を実施するようにしたので、高圧圧力と低圧圧力の変動が抑制されて運転状態が安定とならなくとも応答検知診断を実行することができる。また、機器動作を強制変更して異常運転を回避することができる。
【００８３】
減圧機構については個体差が大きく、開度を固定とすると運転状態がどのようになるか予測しづらい。そのため、通常運転モードと同じく運転状態によって（運転状態センサの検出値によって）制御とする。例えば、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂでは、全冷運転モードと同様に、利用側熱交換器１７ａ，１７ｂの出口過熱度が所定値(例えば目標値２℃)となるように制御する。このように減圧機構の開度を運転状態により制御することで、機器によらず、冷媒分布を意図した状態にすることが可能となる。なお、その他の減圧機構、電磁弁の制御についても、故障診断運転の冷媒流れを全冷運転モードとしているため、全冷運転モードと同様とする。
【００８４】
空気調和装置１００では、応答検知診断終了後、圧縮機１の運転周波数を高周波数とし、運転状態が安定するまで待機する。そして、空気調和装置１００は、運転状態が安定したら、次に性能検知診断を実施する。性能検知診断では圧縮機１の運転周波数を応答検知診断で設定した周波数以上（例えば６０Ｈｚ）とした方が、高精度に故障判定を実施できる。例えば、冷媒漏れ診断の場合では、図４に示すように、圧縮機１の運転周波数が高くなるほど冷媒量に対する過冷却度の変化が大きくなり、液冷媒量の有無を高精度に判定できる。
【００８５】
また他にも、配管詰まりの場合は詰まり部の圧力損失が大きくなり、圧縮機効率低下の場合は圧縮機効率が高くなり、熱交汚れの場合は熱交換器にて処理する熱量が多い方が空気と冷媒の温度差が大きくなる。このように、性能検知診断では圧縮機１の運転周波数を高容量とした方が故障有無を判断するパラメータの値が大きくなるため、高精度に故障判定が可能である。
【００８６】
また、診断時間を短時間にするために、運転状態が安定となるまでの時間を短縮したい。そのため、性能検知診断においても、圧縮機１の運転周波数と熱源側送風機５の回転数を積極的に固定する。なお、性能検知診断時の熱源側送風機５の回転数は、圧縮機１の運転周波数が高周波数となるため、応答検知診断時よりも高回転数にて固定となる。このようにすることで、高圧圧力と低圧圧力の変動が抑制されるため、減圧機構の開度も目的の運転状態に制御されるのが容易となる。その結果、早期に運転状態が安定となる。性能検知診断終了後、故障診断運転を終了とする。
【００８７】
図５は、空気調和装置１００の故障診断運転時の診断順序を示したフローチャート図である。図５を用いて、空気調和装置１００の故障診断運転時の処理動作の流れを説明する。
【００８８】
空気調和装置１００が故障診断運転を開始すると（ステップＳ１）、ステップＳ２にてセンサ値適正判定検知、つまり応答検知診断による故障診断を実施する。その後、空気調和装置１００は、ステップＳ３にて運転状態が安定であると判定するための運転安定判定値（安定判定指標）に変動がなくなるまで待機する。運転安定判定値が一定となったら、ステップＳ４にて運転状態適正検知、つまり性能検知診断による故障診断を実施し、その後、故障診断運転を終了する。
【００８９】
ステップＳ３における性能検知診断実施前の運転状態の安定は運転安定判定値の変動有無により判定する。アキュムレータ２１からの液冷媒の移動がなくなれば機器動作も安定し、運転状態の変動もなくなる。そのため、アキュムレータ２１から冷媒が高圧側に移動したことがわかるものを判定値として選ぶ。
【００９０】
冷媒が高圧側に移動することで、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂの入口の冷媒状態が湿ってくるため、利用側熱交換器１７ａ，１７ｂの出口の過熱度が小さくなり、制御部１０４の制御により、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂの開度は減少する。さらに、冷媒が高圧側移動すると、過冷却熱交換器１３の高圧出口過冷却度がついてくる。そのため、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂの開度と、過冷却熱交換器１３の高圧出口過冷却度を安定判定値とする。例えば、所定時間（例えば５分間）において、全ての利用側減圧機構１６ａ，１６ｂの開度変化が５％以内、かつ、過冷却熱交換器１３の高圧出口過冷却度変化が１℃以内とすることで、運転状態の安定を検知することができる。
【００９１】
ここで、例えば、過冷却度のみにすると、冷媒量不足時のような過冷却度が常に０のときに運転状態変化を観測できなくなり、また、状態の変化が小さく、機器が動作しているのにも関わらず運転状態が安定していると誤判定してしまう可能性がある。また、減圧機構開度のみにすると、機器動作に対して過冷却度の応答に時間がかかるため、過冷却度など運転状態が変化しているのに運転状態が安定していると誤判定してしまう可能性がある。そのため、運転状態と機器動作の二つの指標により安定を判定することで、運転状態の安定を高精度に判定することができる。
【００９２】
なお、安定判定値にする過冷却度は、過冷却熱交換器１３の高圧出口過冷却度に限定されず、圧縮機１の吐出から利用側減圧機構１６ａ，１６ｂの間のいずれの位置の過冷却度としてもよい。また、減圧機構も制御部１０４にて運転状態が所定値となるように制御されている減圧機構であればどれでもよく、バイパス減圧機構２２の開度としてもよい。冷媒が高圧側に移動することで、バイパス減圧機構２２の入口の冷媒状態も湿ってくるからである。
【００９３】
＜故障モードとその診断方法＞
ここから具体的に故障内容とその診断方法について説明する。まず、応答検知診断の診断項目のものについて説明する。上述したように、応答検知診断の対象となる故障モードとしては、センサハズレ、電磁弁ロック、ＬＥＶロック、圧縮機インバータ不良、送風機モータ不良、分岐口誤設定等がある。
【００９４】
センサハズレとは、例えば、冷媒温度検出のために配管部に設置（密着）している温度センサが配管部から離れてしまう故障である。吐出温度を検出している温度センサ２０２にハズレがあると、吐出温度上昇を検知できず、圧縮機１を損傷させる可能性がある。センサのハズレを検出する方法としては、圧縮機１の起動後において、各ユニットが設置されている周囲の空気温度と温度センサのセンサ計測値の差が所定値以内（例えば３℃以内）となった場合にセンサハズレとして検出する。熱源ユニット３０１の場合、周囲空気温度は外気温度であるため、温度センサ２０４の検出温度となる。利用ユニット３０３ａ，３０３ｂの場合、周囲空気温度は室内温度であるため、温度センサ２１１ａ，２１１ｂの検出温度となる。中継ユニット３０２の場合、周囲空気温度は普通屋内に設置されるため、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂの検出温度の平均値を用いる。
【００９５】
電磁弁ロックとは、電磁弁が開路又は閉路からロックして動かなくなる故障である。例えば、電磁弁２９が開ロックすると、冷媒が常に低圧にバイパスする状態となるため、利用側熱交換器１７ａ，１７ｂの冷房あるいは暖房能力が不足する。電磁弁ロックの検知方法としては、電磁弁を開路又は閉路に強制変更し、変更前後での圧力センサ又は温度センサの検出値の変化が所定値以内であるかを比較する。空気調和装置１００の運転中に電磁弁２９を強制開路指令して、高圧圧力が低下（例えば０．２ＭＰａ以上低下）し、かつ、低圧圧力が上昇（例えば０．１ＭＰａ以上上昇）すれば電磁弁路ロックしていないと判定する。なお、高圧圧力とは圧力センサ２０１の検出圧力であり、低圧圧力とは圧力センサ２１２の検出圧力である。
【００９６】
ＬＥＶロックとは、ＬＥＶ（減圧機構）がロックして開度を指令しても動かない状態になる故障である。例えば、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂがロックしてしまうと、所定の冷媒流量となるように利用側熱交換器１７ａ，１７ｂに流すことができなくなり、利用側熱交換器１７ａ，１７ｂの冷房又は暖房の能力が多寡又は不足の状態となる。ＬＥＶロックを検知する方法としては、ＬＥＶ開度を所定開度に強制変更し、その時の変更前後での圧力センサ又は温度センサの検出値の変化が所定値以内であるかを比較する。例えば、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂを全閉開度に指令して、温度センサ２１０ａ，２１０ｂの検出温度が高くなる（例えば３℃以上高くなる）、又は、全開に指令して、温度センサ２１０ａ，２１０ｂの検出温度が低くなれば（例えば３℃以上低くなれば）、ＬＥＶロックしていないと判定する。
【００９７】
なお、電磁弁ロック及びＬＥＶロックは、上記で取りあげた以外の電磁弁あるいはＬＥＶ（減圧機構）についても、同様に動作変更前後でのセンサ値の比較により故障を判定することは可能である。
【００９８】
圧縮機インバータ不良とは、圧縮機１の運転周波数が変更できなくなる圧縮機インバータ３５の故障である。圧縮機インバータ不良の検知方法としては、圧縮機１の運転周波数の強制増速を指令して、変更前に対して変更後の高圧圧力が上昇しない（例えば０．２ＭＰａ以上上昇しない）場合に圧縮機インバータ不良として判定する。なお、高圧圧力とは圧力センサ２０１の検出圧力である。
【００９９】
送風機モータ不良とは、熱源側送風機５の回転数が変更できなくなる送風機モータ６の故障である。送風機モータ不良の検知方法としては、熱源側送風機５の回転数の強制減速を指令して、変更前に対して変更後の高圧圧力が上昇しない（例えば０．２ＭＰａ以上上昇しない）場合に圧縮機インバータ不良として判定する。
【０１００】
図６は、空気調和装置１００の伝送線の配線状態を示した概略図である。図６に基づいて、分岐口誤設定について説明する。ユニット間の伝送線を渡り配線（図６に示す破線）にて接続した場合など、通常、中継ユニット３０２の各分岐口における利用ユニット３０３ａ，３０３ｂの接続について、冷媒配管の接続と電気的な接続とはそれぞれ独立しており、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂがどの分岐口につながっているかは別途設定が必要である。
【０１０１】
例えば、利用ユニット側にて設定するとしたとき、利用ユニット３０３ａでは分岐口Ａに接続していると設定することで、利用ユニット３０３ａが冷房運転となった場合に、電磁弁１９ａが開路、電磁弁２６ａが閉路となり、冷房を正常に行うことができる。しかし、利用ユニット３０３ａが室内液枝配管１５ａと室内ガス枝配管１８ａに接続されているにも係わらず、分岐口Ｂに接続していると設定すると（分岐口誤設定）、利用ユニット３０３ａが冷房運転となった場合に、電磁弁１９ｂ、が開路、電磁弁２６ｂが閉路となり、電磁弁１９ａが閉路のままとなってしまうため、冷房を正常に行うことができない。
【０１０２】
分岐口誤設定の検出方法としては以下の通りである。利用ユニット３０３ａにおいて、電磁弁１９ａ、電磁弁２６ａが冷房流路（電磁弁１９ａ開路、電磁弁２６ａ閉路）の場合は利用ユニット３０３ａに低圧低温の冷媒が流れるため、利用側液温度は室内温度よりも低くなる。ここで、利用側液温度は温度センサ２０９ａの検出温度であり、室内温度は温度センサ２１１ａの検出温度である。一方、電磁弁１９ａ、電磁弁２６ａが暖房流路（電磁弁１９ａ閉路、電磁弁２６ａ開路）の場合は利用ユニット３０３ａに高圧高温の冷媒が流れるため、利用側液温度は室内温度よりも高くなる。この違いを利用して検出する。つまり、利用ユニット３０３ａに設定されている分岐口の電磁弁を冷房流路から暖房流路に切換えて利用側液温度が閾値以上に高くなれば、例えば、室内温度よりも高くなれば分岐口誤設定はしてないと判定する。
【０１０３】
次に、性能検知診断の診断項目のものについて説明する。上述したように、性能検知診断の対象となる故障モードとしては、配管詰まり、圧縮機１の効率低下、熱源側熱交換器４の汚れ（熱交汚れ）、冷媒漏れ（冷媒量不足）等がある。
【０１０４】
配管詰まりとは、配管内に固形不純物が詰まり、冷媒が流れにくくなる故障である。例えば、低圧配管２０の配管に詰まりが発生すると、低圧配管２０での圧力損失が増加し、利用側熱交換器１７ａ，１７ｂの冷房又は暖房の能力が著しく低下する。配管詰まりの検出方法としては、低圧配管２０の配管仕様から圧力損失演算値（ΔＰｃａｌｃ）を求めて、圧力損失実測値（ΔＰｒｅａｌ）と比較する。
【０１０５】
圧力損失演算値ΔＰｃａｌｃ［Ｐａ］は以下の式１にて求まる。
（式１）
ΔＰｃａｌｃ＝λ×（Ｌ／Ｄ）×Ｇｒ＾２／（２×ρＰＧｍ×Ａ＾２）
【０１０６】
ここで、λは摩擦係数「−」であり、従来提案されている実験式から計算できる。また、Ａは低圧配管２０の配管断面積［ｍ＾２］、Ｄは配管内径［ｍ］、Ｌは配管長［ｍ］である。熱源ユニット３０１に接続される低圧配管２０の配管径と厚さは決まっており、そこから配管内径Ｄと配管断面積Ａが求まる。さらに、また、配管長Ｌ［ｍ］は作業者が配管長を予め入力、もしくは具体的な値が未知の場合は長め、普通、短めから入力する。例えば、配管長の具体的な値が未知の場合、長め、普通、短めのそれぞれの項目に基準の長さ（例えば長めは１００ｍ、普通は６０ｍ、短めは３０ｍなど）を予め記憶させておくことで、現場での設置状況からおよそ推定できる長さが入力されることになる。
【０１０７】
Ｇｒは低圧配管２０の冷媒流量［ｋｇ／ｓ］であり、圧縮機１の吐出流量と同じであるとして、高圧圧力と低圧圧力と圧縮機１の運転周波数より求めることができる。ρＰＧｍは低圧配管２０の冷媒密度［ｋｇ／ｍ＾３］であり、圧力センサ２１２の検出圧力から演算される冷媒飽和ガス密度と温度センサ２１３の検出温度を飽和温度とした場合に演算される冷媒飽和ガス密度との平均値である。また、圧力損失実測値ΔＰｒｅａｌ［Ｐａ］は温度センサ２１３の検出温度を飽和温度とした場合に演算される圧力から圧力センサ２１２の検出圧力を差し引いて求める。
【０１０８】
以上により、両圧力損失が求まり、圧力損失実測値ΔＰｒｅａｌが圧力損失演算値ΔＰｃａｌｃに対して所定値以上大きい場合に、低圧配管２０にて配管詰まりがあると検知する。
【０１０９】
圧縮機１の効率低下とは、圧縮機１の劣化により、圧縮機効率（ここでは断熱効率を指す）が低下し、圧縮機入力［ｋＷ］が増加する故障である。圧縮機１の効率低下を検知する方法は以下の通りである。つまり、開発時のデータから求まる断熱効率（開発機断熱効率）に対して現在の運転状態から求まる断熱効率（実機断熱効率）が所定割合（％）以上低い場合に圧縮機１の効率低下として検知する。開発機断熱効率は、開発時の試験データやシミュレーションから高圧圧力、低圧圧力、圧縮機１の運転周波数に対する開発機断熱効率のデータテーブルを作成し、現在の故障検知運転時の高圧圧力、低圧圧力、圧縮機１の運転周波数から演算する。
【０１１０】
なお、高圧圧力は圧力センサ２０１の検出圧力、低圧圧力は圧力センサ２１２の検出圧力である。実機断熱効率ηｃ＿ｒｅａｌは以下の式（２）にて求める。
（式２）
Δηｃ＿ｒｅａｌ＝（ｈｄａｄ−ｈｓ）／（ｈｄ−ｈｓ）
【０１１１】
ここで、ｈｄａｄは圧縮機１の断熱圧縮時の吐出比エンタルピー［ｋＪ／ｋｇ］であり、低圧圧力と高圧圧力と吸入温度から求まる。吸入温度は温度センサ２１４の検出温度である。ｈｓは圧縮機１の吸入比エンタルピーであり、低圧圧力と吸入温度から求まる。ｈｄは圧縮機１の吐出比エンタルピーであり、高圧圧力と吐出温度より求まる。吐出温度は温度センサ２０２の検出温度である。
【０１１２】
熱交汚れがあると熱源側熱交換器４の性能が低下し、熱源側熱交換器４が全冷運転モードにて凝縮器になると高圧圧力が増加し、また、全暖運転モードにて蒸発器になると低圧圧力が低下し、圧縮機１の入力が増加して、結果、運転性能が低下する。熱交汚れを検知する方法としては、故障診断運転中にて高圧圧力が所定値以上である場合は熱源側熱交換器４の性能が著しく低下しているとして、汚れとして検出する。なお、熱源側熱交換器４の設置場所付近に物が置かれている場合、風路圧損の増加、風量低下する。この場合も熱交換器汚れと同様の方法にて検出することが可能である。
【０１１３】
冷媒漏れにより空気調和装置１００の冷媒量が不足してしまうと、高圧圧力と低圧圧力が低下し、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂの冷房能力が不足となる。冷媒漏れを検知する方法としては、故障診断時の運転状態から、例えば、過冷却熱交換器１３の高圧出口過冷却度が２℃以下となっている場合に、冷媒漏れとして検出する。なお、過冷却熱交換器１３の高圧出口過冷却度は圧力センサ２０７の検出圧力の飽和温度から温度センサ２０８の温度を差し引くことにより求める。
【０１１４】
なお、以上に示した故障診断の診断手順と診断に必要なパラメータは、コントローラ制御装置１２１の記憶部１２５に記憶されている。また、診断に必要な演算は、診断演算部１２６により演算され、その演算結果により、判定部１２７より、故障の有無を判定する。そして、判定結果を表示部１２８に表示する。判定結果を表示部１２８にて表示するようにしたため、作業者は故障箇所を容易に判断することが可能となる。
【０１１５】
＜診断箇所の限定＞
ここで、異常発生時における故障部分の探索の場合、異常内容によっては故障部分をある程度予測することができる。そのため、異常内容によって故障診断項目を限定して診断運転を実施させることで、早期に故障箇所を発見することができる。例えば、高圧圧力異常上昇となっている場合には、故障部分として、熱交汚れ、電磁弁２９の電磁弁ロック、送風機モータ６のモータ不良が考えられ、また、一部の部屋のみが不冷（利用ユニット３０３ａからは冷風がでない）となる場合は、利用側減圧機構１６ａのＬＥＶロック、利用ユニット３０３ａの分岐口誤設定が考えられるため、これらの診断に限定して実施する。
【０１１６】
＜診断運転時の冷媒流れ＞
本実施の形態１では、故障診断運転での冷媒流れを全冷運転モードをベースとしたが、これに限定されず、全暖運転モードをベースとしてもよい。特に外気温度が低い場合は全冷運転モードが困難となるため、全暖運転モードの冷媒流れをベースに各機器制御を実施する。
【０１１７】
以上により、空気調和装置１００では、故障診断運転にて故障部位の特定を実施することが可能となる。つまり、空気調和装置１００は、圧縮機１の運転周波数と熱源側送風機５の回転数を応答検知診断及び性能検知診断によって積極的に固定し、故障診断運転を実施することにより、故障箇所が不明であったとしても不具合部位を短時間で高精度に自動特定し、表示することができる。そのため、作業者の経験や能力によらず、適切に不具合部分を発見及び補修することができ、かつ、作業時間が短縮されるため、サービス体制が強化される。
【０１１８】
実施の形態２．
実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１と同一作用である部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。なお、実施の形態２に係る空気調和装置の機器構成は、実施の形態１に係る空気調和装置１００の機器構成と同様である。実施の形態１と異なる部分は、空気調和装置の据付け工事後に工事状態が適正であるかを判定するために故障診断運転を実施するところである。
【０１１９】
据付け工事では、作業者が現地にて熱源ユニット３０１と中継ユニット３０２を高圧配管８及び低圧配管２０で接続し、中継ユニット３０２と利用ユニット３０３ａ，３０３ｂを室内液枝配管１５ａ，１５ｂ及び室内ガス枝配管１８ａ，１８ｂで接続する。その後、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂにて室内液枝配管１５ａ，１５ｂと室内ガス枝配管１８ａ，１８ｂが接続されている分岐口を設定し、冷媒を充填する。以上が主な据付け工事作業となる。
【０１２０】
据付け工事は、手作業にて実施されるため、ミスの発生する可能性も高い。据付けミスが発生すると、後日、作業者が現場に行って状況を改めて確認することになるため、サービス時間増加に繋がってしまう。そこで、実施の形態２では、故障診断運転を工事適正完了の判定に用いることで、工事ミスをゼロ又は限りなくゼロに近づけ、工事ミスによるサービス時間の増加を抑制するようにしている。据付け工事時に高頻度に発生するミスとしては、冷媒充填ミス（充填量不足）と分岐口設定ミスの２つが考えられる。作業者は工事現場に外部コントローラ３２０を持って行き、据付け工事作業終了後に故障診断運転にてこの２つの診断を実施する。
【０１２１】
＜据付け工事の適正完了確認＞
図７は、実施の形態２に係る空気調和装置の据付け工事完了後に故障診断運転を用いた据付け工事の適正完了確認の際の処理の流れを示したフローチャート図である。図７を用いて、実施の形態２に係る空気調和装置の据付け工事後に工事状態が適正であるかを判定するための故障診断運転について説明する。
【０１２２】
実施の形態２に係る空気調和装置が故障診断運転を開始すると（ステップＳ１１）、ステップＳ１２にてセンサ値適正判定検知、つまり応答検知診断による故障診断（例えば分岐口誤設定）を実施する。なお、分岐口誤設定の診断方法は、実施の形態１と同様である。その後、ステップＳ１３にて分岐口設定が適正でないと診断されたら、ステップＳ１４にて作業者は利用ユニット３０３ａ，３０３ｂの分岐口設定を確認し、設定が適正となるように再設定する。
【０１２３】
それから、実施の形態２に係る空気調和装置は、再度ステップＳ１２にて診断し、ステップＳ１３にて分岐口設定が適正となっていることを確認する。その後、ステップＳ１５にて運転安定判定値の変動がないと判定したら、ステップＳ１６にて運転状態適正検知、つまり性能検知診断による故障診断（冷媒充填量）を実施する。冷媒充填量診断方法としては以下の通りである。故障診断時の運転状態から、例えば、過冷却熱交換器１３の高圧出口過冷却度が２℃以下となっている場合は冷媒充填量不足として判定する。又は、過冷却熱交換器１３の高圧出口過冷却度が２０℃以上となっている場合は冷媒過充填として検出する。
【０１２４】
そして、ステップＳ１７にて冷媒充填量は適正でなく、冷媒量が不足、あるいは過充填と判定された場合は、ステップＳ１８にて作業者は冷媒を追加する、あるいは抜き取りをして冷媒充填量を調整する。その後、実施の形態２に係る空気調和装置では、冷媒充填量が調整されたため、再度ステップＳ１５にて運転安定判定値の変動がないことを確認し、ステップＳ１６にて診断を実施する。ステップＳ１７にて冷媒充填量が適正と判定されるまでステップＳ１８→ステップＳ１５→ステップＳ１６の流れを繰り返す。ステップＳ１７にて冷媒充填量が適正と判定されたら、故障診断運転を終了する。
【０１２５】
図８は、実施の形態２に係る空気調和装置の故障診断運転中の圧縮機１の運転周波数の状態を示したタイムチャート図である。図８に基づいて、実施の形態２に係る空気調和装置の故障診断運転中の圧縮機１の運転周波数の状態のタイミングについて説明する。
【０１２６】
実施の形態２に係る空気調和装置では、分岐口設定及び冷媒充填量ともに状態が適正となるまで、圧縮機１の運転周波数を積極的に固定したまま、繰り返し同じ項目の故障診断を実施している。このように、実施の形態２では、工事が適正（故障判定が無し）となるまで診断を継続して繰り返し実施することで、工事ミス修正後の再診断の時間を短縮することができる。つまり、ユニットを停止して再度始動させてしまうと起動時の待機時間などがあるため診断に時間がかかってしまうことになるが、実施の形態２では、このような事態を回避できる。また、実施の形態２では、工事が適正に行われたことを表示させるので、工事が適正に行われたことを確実に確認することができる。
【０１２７】
以上により、実施の形態２に係る空気調和装置では、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様の効果を奏するだけでなく、故障診断運転を工事適正完了の判定に用いることで、工事ミスをゼロ又は限りなくゼロに近づけ、工事ミスによるサービス時間の増加を抑制が可能になっている。
【０１２８】
なお、工事後の適正診断時によらず、定期点検、不具合発生時の故障診断においても、圧縮機１を運転しながら修理できる機器については同様に診断を継続して繰り返し実施するようにしてもよい。こうすることで、作業時間を短縮することができる。
【０１２９】
実施の形態３．
図９は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置３００の冷媒回路構成を示す概略図である。図９に基づいて、空気調和装置３００の構成について説明する。なお、実施の形態３では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１と同一作用である部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。
【０１３０】
空気調和装置３００は、中継ユニットを備えていない点で実施の形態１に係る空気調和装置１００と異なっている。具体的には、空気調和装置３００では、第２熱源ユニット３０４と利用ユニット３０３ａ，３０３ｂとが冷媒配管である室内液配管３６及び室内ガス配管３７で接続されて構成されている。そして、空気調和装置３００は、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂにて選択された冷房指令（冷房ＯＮ／ＯＦＦ）又は暖房指令（暖房ＯＮ／ＯＦＦ）を処理することでき、冷房又は暖房を実施することができる。
【０１３１】
＜第２熱源ユニット３０４＞
第２熱源ユニット３０４は、たとえば屋外に設置され、利用ユニット３０３ａ，３０３ｂにて要求される運転に応じて利用ユニット３０３ａ，３０３ｂに冷媒を供給する。第２熱源ユニット３０４は、圧縮機１と、圧縮機インバータ３５と、四方弁３と、熱源側熱交換器４と、熱源側送風機５と、送風機モータ６と、過冷却熱交換器１３と、アキュムレータ２１と、バイパス減圧機構２２と、配管２３と、を有している。各機器の機能は、実施の形態１に係る空気調和装置１００に備えられている各機器と同様である。
【０１３２】
また、第２熱源ユニット３０４には、圧力センサ２０１が圧縮機１の吐出側に、圧力センサ２１２がアキュムレータ２１の上流側に、それぞれ設けられており、設置場所の冷媒圧力を計測する。
さらに、第２熱源ユニット３０４には、温度センサ２０２が圧縮機１の吐出側に、温度センサ２０３が熱源側熱交換器４の液側に、温度センサ２０８が過冷却熱交換器１３の高圧側と室内液配管３６の間に、温度センサ２１３がバイパス減圧機構２２と過冷却熱交換器１３の低圧側の間に、温度センサ２１４が過冷却熱交換器１３の低圧側出口に、それぞれ設けられ、設置場所の冷媒温度を計測する。
【０１３３】
またさらに、第２熱源ユニット３０４には、温度センサ２０４が空気吸込口に設けられており、外気温度を計測する。
加えて、アキュムレータ２１には液面検知センサ２３０が設置されており、アキュムレータ２１に存在する油及び冷媒の液面高さを検知する。
なお、第２熱源ユニット３０４には、ユニット制御装置１０１が設けられており、第２熱源ユニット３０４に設けられている各センサで計測された情報は、ユニット制御装置１０１に送られるようになっている。
【０１３４】
［空気調和装置３００の運転モード］
空気調和装置３００は、利用ユニット３０３ａ，３０２ｂで要求される空調指令に応じて第２熱源ユニット３０４、利用ユニット３０３ａ，３０２ｂに搭載されている各機器の制御を行う。そして、空気調和装置３００は、全冷運転モード、全暖運転モードを実施することができる。これらの運転モードをまとめて通常運転モードと称する。
【０１３５】
（通常運転モード：全冷運転モード）
全冷運転モードでは、四方弁３は圧縮機１の吐出側を熱源側熱交換器４のガス側と接続し、圧縮機１の吸入側を室内ガス配管３７と接続する。
【０１３６】
圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、四方弁３を経由して、熱源側熱交換器４に流入し、熱源側送風機５により送風される室外空気に放熱する。この冷媒は、熱源側熱交換器４から流出した後、過冷却熱交換器１３にて低圧冷媒により冷却される。この冷媒は、その後、室内液配管３６とバイパス減圧機構２２に流れる冷媒に分配される。室内液配管３６に流れた冷媒は、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂにて減圧され低圧二相冷媒となり、利用側熱交換器１７ａ，１７ｂにて室内空気を冷却して低圧ガス冷媒となる。この低圧ガス冷媒は、利用側熱交換器１７ａ、１７ｂから流出した後、室内ガス配管３７、四方弁３を経由し、バイパス減圧機構２２を流れた冷媒と合流する。
【０１３７】
一方、バイパス減圧機構２２に流入した冷媒は、バイパス減圧機構２２にて減圧され、低圧二相冷媒となった後、過冷却熱交換器１３の低圧側に流入し、高圧冷媒によって加熱される。この冷媒は、過冷却熱交換器１３から流出した後、配管２３を流れ、室内液配管３６を流れた冷媒と合流する。合流した冷媒は、アキュムレータ２１に流れた後に再び圧縮機１に吸入される。
【０１３８】
（通常運転モード：全暖運転モード）
全暖運転モードでは、四方弁３は圧縮機１の吐出側を室内ガス配管３７と接続し、圧縮機１の吸入側を熱源側熱交換器４のガス側と接続する。また、バイパス減圧機構２２は全閉となっている。
【０１３９】
圧縮機１から吐出した高温・高圧のガス冷媒は、四方弁３を経由して、室内ガス配管３７を流れ、利用側熱交換器１７ａ，１７ｂにて室内空気を加熱して高圧液冷媒となる。この冷媒は、その後、利用側減圧機構１６ａ，１６ｂにて減圧され、低圧二相冷媒となり、室内液配管３６を経由して、過冷却熱交換器１３に流入する。この冷媒は、熱源側熱交換器４にて室外空気より吸熱し、低圧ガス冷媒となり、四方弁３を経由してアキュムレータ２１を通過後、再び圧縮機１に吸入される。
【０１４０】
＜アキュムレータ２１の液面による安定判定＞
空気調和装置３００もまた実施の形態１の空気調和装置１００と同様に、図５に示すフローチャート図に基づいて故障診断運転を実施し、故障部位の検出及び表示を実施することができるようになっている。
【０１４１】
ここで、図５のステップＳ４では運転安定判定値の変動がないかを判定することで、アキュムレータ２１からの液冷媒の移動がなくなるのを検知しており、実施の形態１では、運転安定判定値を減圧機構開度及び過冷却度としていた。これに対し、実施の形態３では、アキュムレータ２１に液面検知センサ２３０が設置されており、アキュムレータ２１の液面高さを検知することができるようにしている。
【０１４２】
そのため、実施の形態３では、運転安定判定値をアキュムレータ２１の液面高さとし、液面高さの変動がない（油による液面だけ存在）と検知した場合に、運転安定判定値に変動がないとする。こうすることによって、アキュムレータ２１に存在する液冷媒の液面を直接検知することができるため、運転状態の変動及び安定をより高精度に判定することができるようになる。
【０１４３】
以上により、空気調和装置３００では、実施の形態１に係る空気調和装置１００と同様の効果を奏するだけでなく、運転状態の変動及び安定をより高精度に判定することができる。なお、実施の形態３で説明した内容を実施の形態１又は２に適用してもよいことは言うまでもない。この場合、図１のアキュムレータ２１に液面検知センサ２３０を備えた構成となる。
【符号の説明】
【０１４４】
１  圧縮機、２  油分離器、３  四方弁、４  熱源側熱交換器、５  熱源側送風機、６  送風機モータ、７  逆止弁ブロック、７ａ  逆止弁、７ｂ  逆止弁、７ｃ  逆止弁、７ｄ  逆止弁、８  高圧配管、９  気液分離器、１０  配管、１１  過冷却熱交換器、１２  液減圧機構、１３  過冷却熱交換器、１４ａ  逆止弁、１４ｂ  逆止弁、１５ａ  室内液枝配管、１５ｂ  室内液枝配管、１６ａ  利用側減圧機構、１６ｂ  利用側減圧機構、１７ａ  利用側熱交換器、１７ｂ  利用側熱交換器、１８ａ  室内ガス枝配管、１８ｂ  室内ガス枝配管、１９ａ  電磁弁、１９ｂ  電磁弁、２０  低圧配管、２１  アキュムレータ、２２  バイパス減圧機構、２３  配管、２４  配管、２５  配管、２６ａ  電磁弁、２６ｂ  電磁弁、２７ａ  逆止弁、２７ｂ  逆止弁、２８  配管、２９  電磁弁、３０  キャピラリー、３１  配管、３５  圧縮機インバータ、３６  室内液配管、３７  室内ガス配管、１００  空気調和装置、１０１  ユニット制御装置、１０２  測定部、１０３  制御演算部、１０４  制御部、１０５  ユニット通信部、１２１  コントローラ制御装置、１２２  入力部、１２３  外部通信部、１２４  診断運転指令部、１２５  記憶部、１２６  診断演算部、１２７  判定部、１２８  表示部、２０１  圧力センサ、２０２  温度センサ、２０３  温度センサ、２０４  温度センサ、２０５  温度センサ、２０６  圧力センサ、２０７  圧力センサ、２０８  温度センサ、２０９ａ  温度センサ、２０９ｂ  温度センサ、２１０ａ  温度センサ、２１０ｂ  温度センサ、２１１ａ  温度センサ、２１１ｂ  温度センサ、２１２  圧力センサ、２１３  温度センサ、２１４  温度センサ、２１５  温度センサ、２３０  液面検知センサ、３００  空気調和装置、３０１  熱源ユニット、３０２  中継ユニット、３０３  利用ユニット、３０３ａ  利用ユニット、３０３ｂ  利用ユニット、３０４  第２熱源ユニット、３２０  外部コントローラ、ａ  接続点、ｂ  接続点、ｃ  接続点、ｄ  接続点。
【図１】
2016508590.tif 000003
【図２】
2016508590.tif 000004
【図３】
2016508590.tif 000005
【図４】
2016508590.tif 000006
【図５】
2016508590.tif 000007
【図６】
2016508590.tif 000008
【図７】
2016508590.tif 000009
【図８】
2016508590.tif 000010
【図９】
2016508590.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月7日(2015.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機と、熱源側熱交換器と、利用側減圧機構と、利用側熱交換器とを冷媒が循環するように配管で接続された冷媒回路と、冷媒の温度及び冷媒の圧力のうち少なくとも１つを検知する運転状態センサと、空気調和装置の構成機器の故障を特定する故障診断運転の実施を指令する診断運転指令部、及び、故障の有無を判定する判定部を有するコントローラ制御装置と、前記故障診断運転中に各機器の制御を実施する制御部を有するユニット制御装置と、を備え、前記制御部は、前記故障診断運転中における前記構成機器の故障診断を、機器動作を強制変更した時の動作前後の前記運転状態センサの出力値が所定値以内又は閾値以内の時に故障検知する応答検知診断モードと、前記故障診断運転の運転状態が安定している時の前記運転状態センサの検出値により故障検知する性能検知診断モードと、を有し、前記応答検知診断モードを実施してから、前記性能検知診断モードを実施するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、熱源側熱交換器と、利用側減圧機構と、利用側熱交換器とを冷媒が循環するように配管で接続された冷媒回路と、
冷媒の温度及び冷媒の圧力のうち少なくとも１つを検知する運転状態センサと、
空気調和装置の構成機器の故障を特定する故障診断運転の実施を指令する診断運転指令部、及び、故障の有無を判定する判定部を有するコントローラ制御装置と、
前記故障診断運転中に各機器の制御を実施する制御部を有するユニット制御装置と、を備え、
前記制御部は、
前記故障診断運転中における前記構成機器の故障診断を、
機器動作を強制変更した時の動作前後の前記運転状態センサの出力値が所定値以内又は閾値以内の時に故障検知する応答検知診断モードと、
前記故障診断運転の運転状態が安定している時の前記運転状態センサの検出値により故障検知する性能検知診断モードと、を有し、
前記応答検知診断モードを実施してから、前記性能検知診断モードを実施する
空気調和装置。
【請求項２】
前記圧縮機の運転周波数を変更する圧縮機インバータと、
前記熱源側熱交換器に空気を送風する熱源側送風機と、
前記熱源側送風機を駆動して回転数を変更する送風機モータと、
前記配管の少なくとも一部に設けられた電磁弁と、を有し、
前記応答検知診断モードにより診断する故障は、
センサハズレ、減圧機構ロック、電磁弁ロック、圧縮機インバータ不良、及び、送風機モータ不良のうちの少なくともいずれか一つであり、
前記性能検知診断モードにより診断する故障は、
配管詰まり、圧縮機効率低下、熱交汚れ、及び、冷媒量不足のうちの少なくともいずれか一つである
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
分岐口を介して複数台が並列に配管接続された前記利用側熱交換器及び前記利用側減圧機構がいずれの前記分岐口に配管接続されているかを記憶する記憶部を有し、
前記応答検知診断モードにより診断する故障は、分岐口誤設定である
請求項１又は２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記故障診断運転中における前記圧縮機の運転周波数を固定し、
前記故障診断運転中における熱源側送風機の回転数を外気温度と前記圧縮機の運転周波数に基づいて固定し、
前記利用側減圧機構の開度を前記運転状態センサにより検出される運転状態が所定値となるように制御される
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記性能検知診断モードによる故障診断での前記圧縮機の運転周波数を前記応答検知診断モードによる故障診断での前記圧縮機の運転周波数以上とする
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項６】
前記判定部は、
運転状態を安定であると判定する安定判定指標として、
前記圧縮機から前記利用側減圧機構の間のいずれかの位置の過冷却度と、
前記冷媒回路に設置してある少なくとも１つの減圧機構の開度と、を用い、
前記安定判定指標の変動が所定値以内となった場合に運転状態が安定であると判定し、前記性能検知診断モードを実施する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項７】
異常状態の内容である異常信号を外部に出力するユニット通信部を前記ユニット制御装置に備え、
前記ユニット通信部からの出力信号を受信する外部通信部を前記コントローラ制御装置に備え、
前記診断運転指令部は、
前記異常信号に基づいて、故障診断する部位を限定する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項８】
前記運転指令部は、
前記応答検知診断モード又は前記性能検知診断モードにおいて、前記判定部によって故障判定無しと判定されるまで故障診断を繰り返し実施する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項９】
前記圧縮機の吸入側に設置した液溜めと、
前記液溜めに設置され、前記液溜め内の液面高さを検知する液面検知センサと、を有し、
前記判定部は、
運転状態を安定であると判定する安定判定指標として、
前記液面検知センサにより検出される液面高さを用い、
前記安定判定指標の変動が所定値以内となった場合に運転状態が安定であると判定し、前記性能検知診断モードを実施する
請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項１０】
前記コントローラ制御装置は、
前記故障診断運転で診断した診断モードに関して、故障の有無を表示する表示部を備えている
請求項１に記載の空気調和装置。
【国際調査報告】
2016508590.tif 000012
2016508590.tif 000013