JP2012013339A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】新たに冷媒漏洩遮断装置を設けずに冷媒漏洩を遮断する。
【解決手段】室外ユニットと複数台の室内ユニットとを冷媒配管で接続した空気調和機において、任意の室内ユニットと室外ユニットとを接続する複数の冷媒配管の一方に設けられた膨張弁と、他方に設けられた電磁弁とを有する外部取付け装置を備え、室外ユニットには第１の制御部を備え、室内ユニットには第２の制御部と冷媒漏洩検知器とを備え、外部取付け装置には第１の制御部，第２の制御部，冷媒漏洩検知器と信号の送受信を行う第３の制御部を備え、第３の制御部は、冷媒漏洩時に冷媒漏洩検知器からの情報に基づいて膨張弁と電磁弁とを閉止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数台の室内ユニットを備えた空気調和機の冷媒漏洩遮断機能に関する。

近年、複数台の室内ユニットを接続するマルチ型の空気調和機が主流となり、一つの冷媒システムの構成容量が拡大する傾向にある。この冷媒システムの構成容量および冷媒配管長の拡大に伴い、一つの冷媒システムに保有する全冷媒封入量が非常に大きくなってきている。

その結果、万一、室内ユニット側で冷媒漏洩が発生した場合、冷媒システムが保有する全冷媒が、前記冷媒漏洩した室内ユニットが据付られている一つの部屋に漏洩して充満し、住居者が窒息するなどの危険性がある。

この冷媒漏洩に対する危険性を回避するため、安全性と信頼性を損なわず、コストダウン，据付工事性およびサービス性を向上としたマルチ型の空気調和機（マルチエアコン）の冷媒漏洩遮断機能および装置が望まれていた。

従来の冷媒漏洩を遮断する空調としては、以下の特許文献のものがある。

特開２０１０−７９９８号公報 特開２００９−２９９９１０号公報

特許文献１には、室内制御部が所定のＣＯ₂を検出した場合に、室内電動弁及び室内電磁弁を遮断する技術が記載されている。

特許文献２には、複数の室内機を備える空気調和機において、冷房運転する室内機と暖房運転する室内機を混在させる場合に使用する冷暖切替ユニットに開閉機構を備え、冷媒漏洩が検知された場合、漏洩検知された室内機の室内膨張弁と開閉機構を閉止する技術が記載されている。

しかし、上記特許文献のものは、室内膨張弁を有さない室内機（ルームエアコン）を接続する場合には、その室内機で冷媒が漏洩しても冷媒漏洩を遮断することができないという課題がある。

本発明の目的は、新たに冷媒漏洩遮断装置を設けずに冷媒漏洩を遮断することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、室外ユニットと複数台の室内ユニットとを冷媒配管で接続した空気調和機において、前記室内ユニットと前記室外ユニットとを接続する複数の冷媒配管の一方に設けられた膨張弁と、他方に設けられた電磁弁とを有する外部取付け装置を備え、前記室外ユニットには第１の制御部を備え、前記室内ユニットには第２の制御部と、冷媒漏洩検知器とを備え、前記外部取付け装置には前記第１の制御部，前記第２の制御部，前記冷媒漏洩検知器と信号の送受信を行う第３の制御部を備え、前記第３の制御部は、冷媒漏洩時に前記冷媒漏洩検知器からの情報に基づいて前記膨張弁と前記電磁弁とを閉止することを特徴とする。

また、室外ユニットと複数台の室内ユニットとを冷媒配管で接続した空気調和機において、室内膨張弁を有する前記室内ユニットと、前記室外ユニットとを接続する複数の冷媒配管には電磁弁を有する外部取付け装置を備え、室内膨張弁を有さない前記室内ユニットと、前記室外ユニットとを接続する複数の冷媒配管には膨張弁を有する外部取付け装置を備え、前記室外ユニットには第１の制御部を備え、前記室内ユニットには第２の制御部と、冷媒漏洩検知器とを備え、前記外部取付け装置には前記第１の制御部，前記第２の制御部，前記冷媒漏洩検知器と信号の送受信を行う第３の制御部を備え、前記第３の制御部は、冷媒漏洩時に前記冷媒漏洩検知器からの情報に基づいて前記膨張弁又は前記電磁弁を閉止することを特徴とする。

また、圧縮機を有する室外ユニットと複数台の室内ユニットとを、前記圧縮機の吐出側又は吸入側への接続を切替可能な高低圧ガス冷媒配管，前記圧縮機の吸入側に接続される低圧ガス冷媒配管，液側冷媒配管で接続した空気調和機において、前記高低圧ガス冷媒配管，前記低圧ガス冷媒配管，前記液側冷媒配管に膨張弁を有する外部取付け装置を備え、前記室外ユニットには第１の制御部を備え、前記室内ユニットには第２の制御部と、冷媒漏洩検知器とを備え、
前記外部取付け装置には前記第１の制御部，前記第２の制御部，前記冷媒漏洩検知器と信号の送受信を行う第３の制御部を備え、前記第３の制御部は、冷媒漏洩時に前記冷媒漏洩検知器からの情報に基づいて前記膨張弁を閉止することを特徴とする。

本発明によれば、新たに冷媒漏洩遮断装置を設けずに冷媒漏洩を遮断することができる。

本発明の実施例１の冷凍サイクル構成図。 本発明の実施例１の制御システム構成図。 本発明の実施例２の冷凍サイクル構成図。 本発明の実施例３の冷凍サイクル構成図。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の空気調和機の一実施例として挙げられるマルチ型の空気調和機（マルチエアコン）の冷凍サイクル構成図である。

マルチ型の空気調和機（マルチエアコン）では、１台の室外ユニットＡと複数台の室内ユニットａ（ａ１，ａ２，・・・ａｎ），室内ユニットｂ（ｂ１，ｂ２，・・・ｂｎ）および各ユニットを接続するガス側冷媒配管Ｅ１，液側冷媒配管Ｅ２で構成されている。ガス側冷媒配管Ｅ１と液側冷媒配管Ｅ２は、ガス側分岐管８および液側分岐管９で分岐接続され、室内ユニットａと室内ユニットｂに分配して冷媒を供給する。室外ユニットＡの室外ガス側阻止弁１にガス側冷媒配管Ｅ１を接続し、室外ユニットＡの室外液側阻止弁２に液側冷媒配管Ｅ２を接続することで、一つの冷凍サイクル系統を構成している。

室内ユニットａは、機内に減圧装置（膨脹弁）を有する室内ユニット（パッケージエアコン）であり、室内送風機３，室内熱交換器４，室内膨張弁５で構成されている。室内ユニットｂは、機内に減圧装置（膨脹弁）を持たない室内ユニット（ルームエアコン）であり、室内送風機３，室内熱交換器４で構成されている。

また、室内ユニットａと室内ユニットｂのガス側分岐管８および液側分岐管９と接続されるガス側冷媒配管Ｅ１，液側冷媒配管Ｅ２の途中には、各々に外部取付けの膨張弁６と電磁弁７で構成された外部取付け装置Ｃ（Ｃａ１，Ｃａ２，・・・Ｃａｎ，Ｃｂ１，Ｃｂ２，・・・Ｃｂｎ）が接続される。なお、冷媒漏洩検知器Ｄは室内ユニットａと室内ユニットｂの近傍に取付けされる。

室外ユニットＡにおいては、圧縮機１０，四方弁１１，室外送風機１２，室外熱交換器１３，室外膨脹弁１４，冷媒タンク１５，アキュームレータ１６で構成されている。矢印は冷媒配管を流れる冷媒の方向を示し、実線矢印が冷房運転で、逆向きの破線矢印が暖房運転を示す。この冷媒の流れ方向は、室外ユニットＡ内の四方弁１１の切り替えにより決められる。

従来では、一つの冷媒システムに保有する全冷媒封入量が規定より大きい場合や、一つの冷媒システムに保有する全冷媒封入量に対し室内ユニットを据付する部屋の内容積が規定より小さい場合には、室内ユニットの機内もしくは室内ユニットの機外（室外ユニットと室内ユニットを接続する冷媒配管の途中）に、冷媒漏洩遮断機能および装置を配置していた。しかしながら、一つの冷媒システムに保有する全冷媒封入量が規定より小さい場合や、一つの冷媒システムに保有する全冷媒封入量に対し室内ユニットを据付する部屋の内容積が規定より大きい場合においては、前記 冷媒漏洩遮断機能および装置は不要であった。このため、室内ユニットの機内に冷媒漏洩遮断機能および装置を配置する場合は、室内ユニットの共用化が図れず、室内ユニットのコストアップとなっていた。さらに、室内ユニットの内部スペースに制約があり、冷媒漏洩遮断機能および装置を収納することは困難であった。また、冷媒漏洩遮断機能および装置は、冷媒漏洩に対する危険性を回避するために必要なものであるが、通常の運転時には全く使用されずに、万一の冷媒漏洩時のみで使用されていたため、仮に空気調和機の製品寿命期間まで冷媒漏洩が発生しなかった場合には、前記冷媒漏洩遮断機能および装置は、一度も使用されないままとなっていた。このため、室内ユニットの機外（室外ユニットと室内ユニットを接続する冷媒配管の途中）に冷媒漏洩遮断だけを目的とした機能および装置を有することは、機能と効果，コスト，据付工事性など総合的に考えて望ましくなかった。

本実施例では、外部取付け装置Ｃの下記の本来機能とは別に、冷媒漏洩遮断機能を付加している。
（１）機内に減圧装置（室内膨脹弁５）を持たない室内ユニットｂ（ルームエアコン）と
機内に減圧装置（室内膨脹弁５）を有する室内ユニットａ（パッケージエアコン）
との混在接続を可能とするための減圧機能および冷媒分岐機能や制御通信機能。
（２）機内に減圧装置（室内膨脹弁５）を有する室内ユニットａ（パッケージエアコン） の冷媒流動音や異音、振動を回避するための代替減圧機能や制御通信機能。

これにより、室内ユニットの機内もしくは室内ユニットの機外（室外ユニットと室内ユニットを接続する冷媒配管の途中）に、冷媒漏洩遮断機能および装置を配置する必要がなくなる。このため、一つの冷媒システムに保有する全冷媒封入量の規定に対する大小や、全冷媒封入量に対する室内ユニットを据付する部屋の内容積の規定に対する大小によらず、室内ユニットの機内に冷媒漏洩遮断機能および装置を配置する必要がないため、室内ユニットの共用化が図れ、室内ユニットのコストダウンが可能となる。さらに、室内ユニットの内部スペースへ冷媒漏洩遮断機能および装置を収納させるという問題もなくなり、サイズダウンも図れる。また、外部取付け装置Ｃ内に、本来機能とは別の冷媒漏洩遮断機能を付加することにより、通常の運転時および万一の冷媒漏洩時の両者で使用することが可能となる。このため、冷媒漏洩遮断だけを目的とした機能および装置を有する必要がなく、冷媒漏洩に対する安全性と信頼性を損なわずに、コストダウンが可能となる。

さらに、従来では冷媒漏洩が発生した場合は、全ての空気調和機の運転を停止しなければならず、かつ、冷媒漏洩した箇所を容易に特定するのができないことから、サービス性が悪く、冷媒漏洩の修理、空気調和機の復旧に非常に時間を要していた。

本実施例によると、外部取付け装置Ｃから室外ユニットＡと室内ユニットａと室内ユニットｂおよび上位の集中管理制御機器２０やリモコン１７に対して、冷媒漏洩の情報を指令することで、冷媒漏洩した当該室内機ユニットを容易に特定することができ、サービス性の向上することが可能となる。さらに当該室内機ユニットのみ運転を停止させ、他室内ユニットの運転を継続可能とさせることで、冷媒漏洩の早期修理、空気調和機の早期復旧が可能となる。

ここで、具体例として、仮に室内ユニットａ１にて冷媒漏洩が発生した場合、冷媒漏洩検知器Ｄで検知した冷媒漏洩の情報が、外部取付け装置Ｃａ１の制御部２５へ制御通信線２２によって伝送される。その冷媒漏洩の情報により、外部取付け装置Ｃａ１内の膨脹弁６と電磁弁７を全閉とさせることで、冷凍サイクル系統を完全に切り離し、室内ユニットａ１からの冷媒漏洩を遮断する。

また、冷媒漏洩遮断と共に、外部取付け装置Ｃａ１から室外ユニットＡと室内ユニットａ（ａ１，ａ２，・・・ａｎ）と室内ユニットｂ（ｂ１，ｂ２，・・・ｂｎ）および上位の集中管理制御機器２０やリモコン１７に対して、冷媒漏洩の情報を指令することで、室外ユニットＡや上位の集中管理制御機器２０やリモコン１７に「室内ユニットａ１：冷媒漏洩」という警告を表示する。

さらに、冷媒漏洩した当該室内ユニットａ１のみ運転を停止し、室内ユニットａ１の電源および制御通信をシャットダウンさせることで、室内ユニットａ１を制御システム系統から完全に切り離すことができる。これにより、室内ユニットａ１以外の全室内ユニットの運転を継続することができる。

図２は、本発明の空気調和機の一実施例として挙げられるマルチ型の空気調和機（マルチエアコン）の制御システム構成図である。

１７は室内ユニットａと室内ユニットｂに制御指令（運転／停止，運転モード，温度，風量／風向などの設定）を与えるリモコン、１８はリモコン線である。２０はマルチ型の空気調和機全体の動作を制御する上位の集中管理制御機器であり、２３は室外ユニットＡの第１の制御部、２４は室内ユニットａと室内ユニットｂの第２の制御部、２５は外部取付け装置Ｃの第３の制御部である。

１９は第１の制御部２３と第２の制御部２４と第３の制御部２５を接続する伝送線、２１は上位の集中管理制御機器２０と前記制御部２３を接続する集中管理制御伝送線、２２は冷媒漏洩検知器Ｄと前記制御部２５を接続する制御通信線であり、全てを接続することで、一つの制御システムを構成している。

これにより室外ユニットＡ，室内ユニットａ，室内ユニットｂ，外部取付け装置Ｃ，上位の集中管理制御機器２０，リモコン１７は、お互いに情報を交換し、予め記憶された制御プログラムに基づいて制御されることになる。

なお、本実施例は冷媒漏洩検知器Ｄの検知手段や方法について言及していないが、冷媒ガス濃度検知またはサイクル温度や圧力変動検知など、如何なる検知手段や方法を問わず対応できる。要は冷媒漏洩検知器Ｄで検知した冷媒漏洩の情報を、外部取付け装置Ｃの制御部２５へ制御通信線２２によって伝送できれば良い。

図３は、本発明の空気調和機の一実施例として挙げられるマルチ型の空気調和機（マルチエアコン）の冷凍サイクル構成図である。

実施例１では外部取付け装置Ｃ（Ｃａ１，Ｃａ２，・・・Ｃａｎ，Ｃｂ１，Ｃｂ２，・・・Ｃｂｎ）は個々の筐体で構成されているが、図３の実施例２のように一つの筐体内で構成されていても良い。過去の例では、一つの筐体内で膨張弁６を複数台有した外部取付け装置が存在するが、７の電磁弁を持たないため、冷媒漏洩遮断することができなかった。しかし、これに７の電磁弁を追加するのみで、冷媒漏洩遮断の機能を有することが可能であり、コストを抑えることができる。なお、各々の配管に電磁弁７を個々に有しているが、これを一つに纏めれば、更なるコストダウンを図ることができる。

図４は、本発明の空気調和機の一実施例として挙げられるマルチ型の空気調和機（マルチエアコン）の冷凍サイクル構成図である。

本実施例では、室内ユニットに冷房運転と暖房運転とを混在させることができる熱回収型の室外ユニットと複数台の室内ユニットに外部取付け装置とガス側冷媒配管Ｅ１を２本備える（高低圧が切り替わるガス配管と低圧ガス配管）。例えば、室内ユニットａ１を冷房、室内ユニットｂ１を暖房とする場合、外部取付け装置内の膨張弁６ａ，６ｃを開、６ｂを閉とし、外部取付け装置内の膨張弁６ｅ，６ｆを開、６ｄを閉とする。

このマルチ型の空気調和機（マルチエアコン）においても、外部取付け装置の本来機能（室内ユニットの冷房と暖房の負荷状態に応じ、高圧ガスと低圧ガスを切り替えするための冷凍サイクル回路切替機能や制御通信機能）に、本来機能とは別の冷媒漏洩遮断機能を付加することで、上記と同じ効果が得られる。

１ 室外ガス側阻止弁
２ 室外液側阻止弁
３ 室内送風機
４ 室内熱交換器
５ 室内膨張弁
６ 外部取付け装置内の膨張弁（膨張弁）
７ 外部取付け装置内の電磁弁（電磁弁）
８ ガス側分岐管
９ 液側分岐管
１０ 圧縮機
１１ 四方弁
１２ 室外送風機
１３ 室外熱交換器
１４ 室外膨張弁
１５ 冷媒タンク
１６ アキュームレータ
１７ リモコン
１８ リモコン線
１９ 室外ユニット〜外部取付け装置〜室内ユニットの伝送線
２０ 集中管理制御機器
２１ 集中管理制御機器の伝送線
２２ 冷媒漏洩検知器〜外部取付け装置の制御通信線
２３ 室外ユニットの制御部（第１の制御部）
２４ 室内ユニットの制御部（第２の制御部）
２５ 外部取付け装置の制御部（第３の制御部）
Ａ 室外ユニット
ａ１，ａ２，・・・ａｎ 機内に減圧装置を有する室内ユニット（パッケージエアコン）
ｂ１，ｂ２，・・・ｂｎ 機内に減圧装置を有しない室内ユニット（ルームエアコン）
Ｃａ１，Ｃａ２，・・・Ｃａｎ，Ｃｂ１，Ｃｂ２，・・・Ｃｂｎ 外部取付け装置
Ｄ 冷媒漏洩検知器
Ｅ１ ガス側冷媒配管（冷媒配管，高低圧ガス冷媒配管，低圧ガス冷媒配管）
Ｅ２ 液側冷媒配管（冷媒配管）

Claims (6)

1. 室外ユニットと複数台の室内ユニットとを冷媒配管で接続した空気調和機において、
   前記室内ユニットと前記室外ユニットとを接続する複数の冷媒配管の一方に設けられた膨張弁と、他方に設けられた電磁弁とを有する外部取付け装置を備え、
   前記室外ユニットには第１の制御部を備え、
   前記室内ユニットには第２の制御部と、冷媒漏洩検知器とを備え、
   前記外部取付け装置には前記第１の制御部，前記第２の制御部，前記冷媒漏洩検知器と信号の送受信を行う第３の制御部を備え、
   前記第３の制御部は、冷媒漏洩時に前記冷媒漏洩検知器からの情報に基づいて前記膨張弁と前記電磁弁とを閉止することを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１において、前記膨張弁と前記電磁弁とを閉止した前記外部取付け装置に設けられた前記第３の制御部は、前記第１の制御部と前記第２の制御部に対して冷媒漏洩の情報を送信し、前記冷媒漏洩の情報を受信した前記室内機ユニットの運転を停止させ、他の前記室内ユニットの運転は継続することを特徴とする空気調和機。
3. 室外ユニットと複数台の室内ユニットとを冷媒配管で接続した空気調和機において、
   室内膨張弁を有する前記室内ユニットと、前記室外ユニットとを接続する複数の冷媒配管には電磁弁を有する外部取付け装置を備え、
   室内膨張弁を有さない前記室内ユニットと、前記室外ユニットとを接続する複数の冷媒配管には膨張弁を有する外部取付け装置を備え、
   前記室外ユニットには第１の制御部を備え、
   前記室内ユニットには第２の制御部と、冷媒漏洩検知器とを備え、
   前記外部取付け装置には前記第１の制御部，前記第２の制御部，前記冷媒漏洩検知器と信号の送受信を行う第３の制御部を備え、
   前記第３の制御部は、冷媒漏洩時に前記冷媒漏洩検知器からの情報に基づいて前記膨張弁又は前記電磁弁を閉止することを特徴とする空気調和機。
4. 請求項３において、前記膨張弁又は前記電磁弁を閉止した前記外部取付け装置に設けられた前記第３の制御部は、前記第１の制御部と前記第２の制御部に対して冷媒漏洩の情報を送信し、前記冷媒漏洩の情報を受信した前記室内機ユニットの運転を停止させ、他の前記室内ユニットの運転は継続することを特徴とする空気調和機。
5. 圧縮機を有する室外ユニットと複数台の室内ユニットとを、前記圧縮機の吐出側又は吸入側への接続を切替可能な高低圧ガス冷媒配管，前記圧縮機の吸入側に接続される低圧ガス冷媒配管，液側冷媒配管で接続した空気調和機において、
   前記高低圧ガス冷媒配管，前記低圧ガス冷媒配管，前記液側冷媒配管に膨張弁を有する外部取付け装置を備え、
   前記室外ユニットには第１の制御部を備え、
   前記室内ユニットには第２の制御部と、冷媒漏洩検知器とを備え、
   前記外部取付け装置には前記第１の制御部，前記第２の制御部，前記冷媒漏洩検知器と信号の送受信を行う第３の制御部を備え、
   前記第３の制御部は、冷媒漏洩時に前記冷媒漏洩検知器からの情報に基づいて前記膨張弁を閉止することを特徴とする空気調和機。
6. 請求項５において、前記膨張弁を閉止した前記外部取付け装置に設けられた前記第３の制御部は、前記第１の制御部と前記第２の制御部に対して冷媒漏洩の情報を送信し、前記冷媒漏洩の情報を受信した前記室内機ユニットの運転を停止させ、他の前記室内ユニットの運転は継続することを特徴とする空気調和機。

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