JP2016035356A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒が漏洩しても、冷凍装置の室外ユニット内やその周辺の冷媒の濃度が高くならないようなものを提供する。
【解決手段】冷凍装置10の室外ユニット11には、圧縮機30と、室外熱交換器34と、該室外熱交換器34へ室外空気を送る室外ファン12とが設けられる。冷凍装置10は、ポンプダウン運転を指示された場合に、室外ユニット11へ冷媒を回収するために圧縮機30と室外ファン12とを動作させる制御器52を有する。制御器52は、圧縮機30を停止させてポンプダウン運転を終了した後も、室外ファン12を動作させ続ける。
【選択図】図１

Description

本開示は、冷凍サイクルを行う冷媒回路を有する冷凍装置に関し、特に、冷媒の漏洩対策に関する。

冷凍装置の移設やメンテナンスを行う際には、冷媒を室外ユニットに回収するためにポンプダウン運転が行われる。ポンプダウン運転を行う空気調和機の例が、特許文献１に記載されている。

特開２００３−２２７６６４号公報

ポンプダウン運転後、冷凍装置の室内ユニットと室外ユニットとを接続する連絡配管が取り外されるが、その際に冷媒が漏れてしまうことがある。また、連絡配管や、室外ユニットの熱交換器に破損があると、移設時等以外においても冷媒が漏洩する。一般に冷媒の密度は空気より大きいので、漏れた冷媒は、冷凍装置の室外ユニット内やその周辺に滞留することがある。近年用いられるようになってきた地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低い冷媒は、可燃性が比較的高いので、このような冷媒が滞留してその濃度が高くなると、これに着火する可能性は否定できない。そこで、例えば冷凍装置の移設やメンテナンスを行う際において、配管の接続等のために用いられる火や、配管の切断の際に生じる火花が、冷媒に着火しないように、冷凍装置の室外ユニット内やその周辺の冷媒濃度が高くならないようにする必要がある。

本発明は、冷媒が漏洩しても、冷凍装置の室外ユニット内やその周辺の冷媒の濃度が高くならないようにすることを目的とする。

本開示による第１の冷凍装置は、室外ユニット（11）と室内ユニット（13）とを連絡配管（23,24）で接続することによって構成された冷媒回路（20）を有する。上記室外ユニット（11）には、圧縮機（30）と、室外熱交換器（34）と、該室外熱交換器（34）へ室外空気を送る室外ファン（12）とが設けられる。上記冷凍装置は、ポンプダウン運転を指示された場合に、上記室外ユニット（11）へ冷媒を回収するために上記圧縮機（30）と上記室外ファン（12）とを動作させる制御器（52）を有する。上記制御器（52）は、上記圧縮機（30）を停止させて上記ポンプダウン運転を終了した後も、上記室外ファン（12）を動作させ続ける。

これによると、冷凍装置は、ポンプダウン運転を終了した後も室外ファンを動作させ続ける。このため、冷媒が漏洩していたとしても、これを拡散させることができ、冷凍装置の室外ユニット内やその周辺の冷媒の濃度が高くならないようにすることができる。

本開示による第２の冷凍装置では、第１の冷凍装置において、上記制御器（52）は、上記圧縮機（30）を停止させてから所定時間経過後に上記室外ファン（12）を停止させる。

これによると、冷凍装置は、ポンプダウン運転を終了した後においても、圧縮機を停止させてから所定時間経過するまで室外ファンを動作させ続けるので、冷媒を拡散させ、その濃度を抑えることができる。

本開示による第３の冷凍装置では、第１の冷凍装置において、上記冷媒回路（20）には、上記室外ユニット（11）内において膨張機構（36）が設けられ、上記制御器（52）は、ポンプダウン運転を指示された場合に、上記膨張機構（36）を閉じ、上記膨張機構（36）を閉じてから所定時間経過後に上記室外ファン（12）を停止させる。

これによると、冷凍装置は、ポンプダウン運転を終了した後においても、膨張機構を閉じてから所定時間経過するまで室外ファンを動作させ続けるので、冷媒を拡散させ、その濃度を抑えることができる。

本開示による第４の冷凍装置では、第１乃至第３の冷凍装置のいずれか１つにおいて、上記制御器（52）が上記ポンプダウン運転の終了後に上記室外ファン（12）を動作させている間に、上記室外ユニット（11）への電力供給の遮断を防ぐための表示を行う表示器（62）を、上記冷凍装置のリモートコントローラ（60）又は上記室外ユニット（11）に更に有する。

これによると、ポンプダウン運転の終了後、室外ファンを動作させている間に、室外ユニットへの電力供給の遮断を防ぐための表示が行われるので、ユーザによって室外ユニットへの電力供給が遮断されないようにすることができる。このため、室外ファンによる冷媒の拡散が中断される可能性を低くすることができる。

第１〜第４の冷凍装置によれば、冷媒が漏洩しても、冷凍装置の室外ユニット内やその周辺の冷媒の濃度が高くならないようにすることができる。このため、冷凍装置の移設やメンテナンスを行う際の作業をより安全に行うことができる。

図１は、本発明の実施形態に係る空気調和装置の例を示す構成図である。 図２は、図１の空気調和装置のポンプダウン運転及びその後の動作の例について示すフローチャートである。 図３は、図１の空気調和装置の変形例を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図面において同じ参照番号で示された構成要素は、同一の又は類似の構成要素である。

− 空気調和装置の構成 −
冷凍装置としての空気調和装置について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る空気調和装置（10）の例を示す構成図である。図１の空気調和装置（10）は、熱源側ユニットである室外ユニット（11）と、利用側ユニットである室内ユニット（13）とを有し、冷房運転と暖房運転とを切り換えて行うように構成されている。なお、室内ユニット（13）の台数は、１台に限定されるものではなく、複数であってもよい。

室外ユニット（11）内には、熱源側回路である室外回路（21）が設けられている。室内ユニット（13）内には、利用側回路である室内回路（22）が設けられている。この空気調和装置（10）では、室外回路（21）と室内回路（22）とを液側連絡配管（23）及びガス側連絡配管（24）で接続することによって構成されて蒸気圧縮冷凍サイクルを行う冷媒回路（20）を有している。

室外ユニット（11）の室外回路（21）には、圧縮機（30）、四路切換弁（冷媒循環方向切換機構）（33）、室外熱交換器（熱源側熱交換器）（34）、膨張弁（膨張機構）（36）及びアキュムレータ（35）が設けられている。室外回路（21）の一端には、液側連絡配管（23）が接続される液側閉鎖弁（25）が設けられている。室外回路（21）の他端には、ガス側連絡配管（24）が接続されるガス側閉鎖弁（26）が設けられている。

液側閉鎖弁（25）には、液側サービスポート（27）が設けられている。液側サービスポート（27）は、液側閉鎖弁（25）の閉鎖位置の液側連絡配管（23）側に開口している。一方、ガス側閉鎖弁（26）には、ガス側サービスポート（28）が設けられている。ガス側サービスポート（28）は、ガス側閉鎖弁（26）の閉鎖位置のガス側連絡配管（24）側に開口している。これらのポート（27,28）は、冷媒回路（20）内の冷媒を回収する時や、冷媒回路（20）へ冷媒を充填する時に使用され、冷房運転及び暖房運転時は閉鎖されている。冷媒回路（20）で用いられる冷媒は、例えばＲ３２であるが、他の冷媒であってもよい。

圧縮機（30）は、密閉型で高圧ドーム型の圧縮機により構成されている。圧縮機（30）の吐出側は、吐出管（40）を介して四路切換弁（33）の第１ポート（P1）に接続されている。圧縮機（30）の吸入側は、吸入管（41）を介して四路切換弁（33）の第３ポート（P3）に接続されている。

室外熱交換器（34）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。室外ユニット（11）において、この室外熱交換器（34）の近傍には、室外ファン（12）が設けられている。この室外熱交換器（34）では、室外ファン（12）によって送られる室外空気と伝熱管を流通する冷媒との間で熱交換が行われる。室外熱交換器（34）の一端は、接続配管（32）を介して四路切換弁（33）の第４ポート（P4）に接続されている。室外熱交換器（34）の他端は、液配管（42）を介して液側閉鎖弁（25）に接続されている。また、四路切換弁（33）の第２ポート（P2）にはガス側閉鎖弁（26）が接続されている。

液配管（42）には、室外熱交換器（34）と液側閉鎖弁（25）との間に膨張弁（36）が設けられている。この膨張弁（36）は開度可変の電子膨張弁により構成されている。

吸入管（41）には、アキュムレータ（35）が設けられている。アキュムレータ（35）は、密閉容器状に形成されて、圧縮機（30）が液冷媒を吸入しないように圧縮機（30）へ向かう冷媒から液冷媒を分離して内部に貯留するように構成されている。

四路切換弁（33）は、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）が互いに連通して第２ポート（P2）と第３ポート（P3）が互いに連通する第１状態（図１に実線で示す状態）と、第１ポート（P1）と第２ポート（P2）が互いに連通して第３ポート（P3）と第４ポート（P4）が互いに連通する第２状態（図１に破線で示す状態）とが切り換え可能となっている。

室内ユニット（13）の室内回路（22）には、室内熱交換器（37）が設けられている。室内回路（22）の一端には、液側連絡配管（23）が接続される液側フレア継手（38）が設けられている。室内回路（22）の他端には、ガス側連絡配管（24）が接続されるガス側フレア継手（39）が設けられている。

室内熱交換器（37）は、クロスフィン式のフィン・アンド・チューブ型熱交換器により構成されている。この室内熱交換器（37）の近傍には、室内ファン（14）が設けられている。この室内熱交換器（37）では、室内ファン（14）によって送られる室内空気と伝熱管を流通する冷媒との間で熱交換が行われる。

室外ユニット（11）は、制御器（52）を更に有する。制御器（52）は、室外ファン（12）、圧縮機（30）、及び膨張弁（36）等、空気調和装置（10）の構成要素の動作を制御する。

− 空気調和装置の運転動作 −
次に、空気調和装置（10）の運転動作について説明する。この空気調和装置（10）は、四路切換弁（33）の切り換えによって冷房運転と暖房運転とが実行可能になっている。

<冷房運転>
冷房運転では、四路切換弁（33）が第１状態に設定される。そして、この状態で圧縮機（30）を運転すると、冷媒回路（20）では室外熱交換器（34）が凝縮器となって室内熱交換器（37）が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。なお、冷房運転では、膨張弁（36）の開度が適宜調節される。

この状態で、圧縮機（30）から吐出された冷媒は、室外熱交換器（34）で室外空気と熱交換して凝縮する。室外熱交換器（34）で凝縮した冷媒は、膨張弁（36）を通過する際に減圧され、その後に室内熱交換器（37）で室内空気と熱交換して蒸発する。室内熱交換器（37）で蒸発した冷媒は、圧縮機（30）へ吸入されて圧縮される。冷房運転時には、冷媒が以上のように冷媒回路（20）内を循環して室内が冷却される。

<暖房運転>
暖房運転では、四路切換弁（33）が第２状態に設定される。そして、この状態で圧縮機（30）を運転すると、冷媒回路（20）では室内熱交換器（37）が凝縮器となって室外熱交換器（34）が蒸発器となる蒸気圧縮冷凍サイクルが行われる。なお、暖房運転においても、膨張弁（36）の開度が適宜調節される。

この状態で、圧縮機（30）から吐出された冷媒は、室内熱交換器（37）で室内空気と熱交換して凝縮する。室内熱交換器（37）で凝縮した冷媒は、膨張弁（36）を通過する際に減圧され、その後に室外熱交換器（34）で室外空気と熱交換して蒸発する。室外熱交換器（34）で蒸発した冷媒は、圧縮機（30）へ吸入されて圧縮される。暖房運転時には、冷媒が以上のように冷媒回路（20）内を循環して室内が加熱される。

− 移設又はメンテナンス時の動作 −
空気調和装置（10）の移設やメンテナンスを行う際の空気調和装置（10）の動作について説明する。空気調和装置（10）は、冷媒を室外ユニット（11）内に回収するために、ポンプダウン運転を行う。

図２は、図１の空気調和装置（10）のポンプダウン運転及びその後の動作の例について示すフローチャートである。まず、ユーザが液側閉鎖弁（25）を閉じる。ユーザは、例えば、室外ユニット（11）内に設けられたスイッチを操作することによって、ポンプダウン運転を制御器（52）に指示する。ユーザからポンプダウン運転を指示されると、制御器（52）は、図２の処理を開始して、室外ユニット（11）へ冷媒を回収するために圧縮機（30）と室外ファン（12）とを動作させる。

ブロック（B12）において、制御器（52）は、膨張弁（36）を閉じる。ブロック（B14）において、制御器（52）は、圧縮機（30）及び室外ファン（12）の動作を開始させて、ポンプダウン運転が開始される。ポンプダウン運転によって、冷媒回路（20）の冷媒が室外ユニット（11）側に回収される。

ブロック（B16）において、制御器（52）は、ポンプダウン運転を終了すべきと判断すると、圧縮機（30）を停止させて、ポンプダウン運転を終了する。このとき、制御器（52）は、室外ファン（12）を停止させず、動作させ続ける。制御器（52）は、例えば、圧縮機（30）及び室外ファン（12）の動作を開始させてから所定の時間が経過すると、ポンプダウン運転を終了すべきと判断する。

ブロック（B18）において、制御器（52）は、例えば、圧縮機（30）を停止させてから所定時間経過したか否かを判断する。所定時間経過したと判断した場合にはブロック（B20）に進み、所定時間経過していないと判断した場合にはブロック（B18）戻る。ブロック（B20）において、制御器（52）は、室外ファン（12）を停止させる。その後、ユーザはガス側閉鎖弁（26）を閉じ、空気調和装置（10）の電源を切る。

− 効果 −
一般に、ポンプダウン運転の終了時には、圧縮機（30）と同時に、室外ファン（12）も停止する。一方、図１の空気調和装置（10）によると、圧縮機（30）を停止させてポンプダウン運転を終了させた後も室外ファン（12）が動作し続ける。冷媒が漏洩して室外ユニット（11）内やその周辺に滞留していたとしても、室外ファン（12）による冷媒の拡散が、ポンプダウン運転終了後においても継続されるので、室外ユニット（11）内やその周辺における冷媒の濃度が高くならないようにすることができる。このため、冷媒が燃焼する可能性を抑えることができ、空気調和装置（10）の移設やメンテナンスを行う際の作業をより安全に行うことができる。

なお、ブロック（B16）において、制御器（52）は、膨張弁（36）を閉じてから所定の時間が経過すると、ポンプダウン運転を終了すべきと判断してもよい。また、ブロック（B18）において、制御器（52）は、膨張弁（36）を閉じてから所定時間経過したか否かを判断してもよい。

また、ブロック（B18）及びブロック（B20）の処理を省略してもよい。この場合、圧縮機（30）を停止させた後も室外ファン（12）が動作し続けるが、最終的にはユーザが空気調和装置（10）の電源を切るので、室外ファン（12）は停止する。これによると、制御を簡略化することができる。

− 変形例 −
図３は、図１の空気調和装置（10）の変形例を示す構成図である。図３の空気調和装置（10）は、リモートコントローラ（60）を更に有する点の他は、図１の空気調和装置（10）と同様に構成されている。両者の共通点については、説明を省略する。

リモートコントローラ（60）は、表示器（62）と、操作部（64）とを有する。リモートコントローラ（60）は、室内ユニット（13）に、有線又は無線で接続されている。リモートコントローラ（60）は、室内ユニット（13）を経由して、制御器（52）との間で通信を行う。リモートコントローラ（60）は、ユーザが操作部（64）に入力した情報を、制御器（52）に送信する。制御器（52）は、リモートコントローラ（60）に指示を送信する。

図３の空気調和装置（10）は、図１の空気調和装置（10）と同様に、図２のフローチャートに従って動作する。制御器（52）は、ポンプダウン運転の終了後に室外ファン（12）を動作させている間（例えば図２のブロック（B18）からブロック（B20））において、室外ユニット（11）への電力供給の遮断を防ぐための表示を行うように、リモートコントローラ（60）に指示をする。表示器（62）は、リモートコントローラ（60）の指示により、そのような表示を行う。室外ユニット（11）への電力供給の遮断を防ぐための表示は、例えば、室外ユニット（11）が必要な処理を行っていることを示す表示、ポンプダウン運転のための処理中であることを示す表示、又は、空気調和装置（10）の電源を切らないように指示する表示等である。

図３の空気調和装置（10）によると、ポンプダウン運転の終了後に室外ファン（12）を動作させている間に、室外ユニット（11）への電力供給をユーザが誤って遮断してしまう可能性を低くすることができる。このため、ポンプダウン運転終了後における室外ファン（12）による冷媒の拡散が中断される可能性を低くすることができるので、漏洩した冷媒の拡散をより確実に行うことができ、室外ユニット（11）内やその周辺における冷媒の濃度が高くならないようにすることがより確実に可能となる。

なお、リモートコントローラ（60）に加えて、又はリモートコントローラ（60）に代えて、室外ユニット（11）が、表示器（62）を有するようにしてもよい。この場合には、例えば制御器（52）が、リモートコントローラ（60）と同様に表示器（62）を制御する。

また、ユーザが、リモートコントローラ（60）の操作部（64）を操作することによって、制御器（52）にポンプダウン運転を指示するようにしてもよい。

以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、冷媒回路を有する冷凍装置等について有用である。

10 空気調和装置（冷凍装置）
11 室外ユニット
12 室外ファン
13 室内ユニット
20 冷媒回路
30 圧縮機
34 室外熱交換器
36 膨張弁（膨張機構）
52 制御器
60 リモートコントローラ
62 表示器

Claims (4)

1. 室外ユニット（11）と室内ユニット（13）とを連絡配管（23,24）で接続することによって構成された冷媒回路（20）を備える冷凍装置（10）であって、
   上記室外ユニット（11）には、圧縮機（30）と、室外熱交換器（34）と、該室外熱交換器（34）へ室外空気を送る室外ファン（12）とが設けられ、
   ポンプダウン運転を指示された場合に、上記室外ユニット（11）へ冷媒を回収するために上記圧縮機（30）と上記室外ファン（12）とを動作させる制御器（52）を備え、
   上記制御器（52）は、上記圧縮機（30）を停止させて上記ポンプダウン運転を終了した後も、上記室外ファン（12）を動作させ続ける
   ことを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１において、
   上記制御器（52）は、上記圧縮機（30）を停止させてから所定時間経過後に上記室外ファン（12）を停止させる
   ことを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項１において、
   上記冷媒回路（20）には、上記室外ユニット（11）内において膨張機構（36）が設けられ、
   上記制御器（52）は、ポンプダウン運転を指示された場合に、上記膨張機構（36）を閉じ、上記膨張機構（36）を閉じてから所定時間経過後に上記室外ファン（12）を停止させる
   ことを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つにおいて、
   上記制御器（52）が上記ポンプダウン運転の終了後に上記室外ファン（12）を動作させている間に、上記室外ユニット（11）への電力供給の遮断を防ぐための表示を行う表示器（62）を、上記冷凍装置のリモートコントローラ（60）又は上記室外ユニット（11）に更に備える
   ことを特徴とする冷凍装置。

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