JP2016090175A - 室内機、および、それを備える空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】誤検知を抑制し、冷媒の漏洩個所、漏洩量によらず漏洩冷媒の検知を確実に行うことができる室内機およびそれを備える空気調和機を提供する。【解決手段】室内機３は、空気が流入する吹込口７ａと、空気が吹出される吹出口７ｂと、吹き出し空気の方向を変えるルーバ８とを有する筐体７を備え、室外機２との間で可燃性の冷媒により冷凍サイクルを形成する。室内機３は、吹出口７ｂから出た空気が吹込口７ａへ向かうようにルーバ８を動かして、ショートサーキット運転を実行する制御部５と、漏洩した冷媒を検知可能であり、ショートサーキット運転における風路上に設置された冷媒センサ６とを更に備える。【選択図】図３

Description

本発明は、可燃性冷媒を用いる室内機およびそれを備える空気調和機に関する。

近年のエネルギー枯渇問題，地球温暖化問題が注目を浴び、冷凍サイクルや冷凍機で使用される冷媒に対しても、ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）が高く環境負荷がより小さいものが望まれている。特に地球温暖化問題に対する注目度は高く、冷媒が漏れることでの直接的影響すなわちＧＷＰ（Ｇｌｏｂａｌ Ｗａｒｍｉｎｇ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）が低く、間接的影響すなわち消費エネルギーが小さい冷媒が求められている。

一方、人体に近いところで使用されることもあり、無毒性，低燃焼性等の安全面における配慮も重要となっている。以上のことを考慮し、冷凍サイクルに使われる冷媒の開発や選定が行われることになり、そのシステムにおける体積能力の確保やＣＯＰ値、安全性等が重要な選定項目となる。しかし、すべてに優れた冷媒はなく、無毒性、高性能を優先し、少しの可燃性は条件付きで許容することが有効な手段である。ここで、条件というのは、冷媒が漏えいした場合に適切に検知し、使用者に知らせ、安全な対策する手段を有することである。

そして、特許文献１の空気調和機では、漏えいの検知精度を上げるため、冷媒が空気より重いことを利用し、室内機の下部に可燃性冷媒を検知するためのセンサを配置している。

特許第４５９９６９９号公報

しかし、特許文献１のように、漏えいを検知するためのセンサの位置を固定してしまうと、漏えい個所によっては検知が遅れ、または、検知できない可能性がある。一方、センサによる誤検知が頻繁に発生すると使用者に大きな負担を強いることになり、誤検知をなくすことが望ましい。

そこで本発明は、誤検知を抑制し、冷媒の漏洩個所、漏洩量によらず漏洩冷媒の検知を確実に行うことができる室内機およびそれを備える空気調和機を提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明の一態様である室内機は、空気が流入する吹込口と、空気が吹出される吹出口と、吹き出し空気の方向を変えるルーバとを有する筐体を備え、室外機との間で可燃性の冷媒により冷凍サイクルを形成する室内機において、前記吹出口から出た空気が前記吹込口へ向かうように前記ルーバを動かして、ショートサーキット運転を実行する制御部と、漏洩した前記冷媒を検知可能であり、前記ショートサーキット運転における風路上に設置された冷媒センサと、を更に備える。

また、本発明の一態様である空気調和機は、室外機と、空気が流入する吹込口と、空気が吹出される吹出口と、吹き出し空気の方向を変えるルーバとを含む筐体を有し、前記室外機との間で可燃性の冷媒により冷凍サイクルを形成する室内機と、を備える空気調和機において、前記吹出口から出た空気が前記吹込口へ向かうように前記ルーバを動かして、ショートサーキット運転を実行する制御部を更に備え、前記室内機は、漏洩した前記冷媒を検知可能であり、前記ショートサーキット運転における風路上に設置された冷媒センサを備える。

本発明は、誤検知を抑制し、冷媒の漏洩個所、漏洩量によらず漏洩冷媒の検知を確実に行うことができる室内機およびそれを備える空気調和機を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係るマルチ型の空気調和機の構成図を示す。 室内機の外観斜視図を示す。 室内機において実行される冷媒検知処理フローチャートを示す。 本発明の第２の実施形態に係る室内機の内部構造の概略図を示す。 本発明の第３の実施形態に係る室内機を部屋に設置した状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態における室内機を備える空気調和機について、図面に基づいて説明する。図１は、マルチ型の空気調和機１の構成図を示している。

図１に示すように、空気調和機１は、一台の室外機２と、複数台の室内機３と、リモートコントローラ４とを主に備える。図１には、三台の室内機を示しているが、室内機の台数は、三台より多くても少なくても良い。

室外機２と室内機３とは、図示せぬ配管を介して接続され、冷媒を循環するように構成されている。本実施形態で使用する冷媒としては、比重が空気より重い可燃性冷媒、例えば、Ｒ３２冷媒、Ｒ１２３４ｙｆ、またはプロパンガス等の単一冷媒およびそれらを成分として持つ可燃性混合冷媒が挙げられる。

室外機２は、図示せぬ室外ファン、圧縮機、冷凍サイクル部品、および温度／圧力センサと、室内機３の運転状態およびリモートコントローラ４の運転条件を基に図示せぬ送風機、圧縮機等を制御する制御部２Ａとを備える。また、室外機２は、制御部２Ａに記憶された制御プログラムに基づいて制御される。

各室内機３は、図示せぬ室内ファン、冷凍サイクル部品、および温度／湿度センサと、リモートコントローラ４からの運転指令に基づいて図示せぬ送風機および冷凍サイクル部品を制御する制御部５と、漏えいした冷媒を検知するための冷媒センサ６とを備える。

各リモートコントローラ４は、表示部を備え、対応する室内機３に対し冷房・暖房運転の切換えや温度、風量設定などの運転指令を与える。

図２は、室内機３の斜視図を示している。

室内機３は、吹込口７ａおよび吹出口７ｂを有する筐体７を有し、吹出口７ｂには、冷媒センサ６および吹き出し空気の方向を変えるルーバ８が設けられている。また、室内機３の内部は電気接点がない防爆仕様であることが望ましい。なお、冷媒センサ６は、後述のショートサーキット運転における風路上に設けられている。

次に、室内機３において実行される冷媒検知処理について図３を参照して説明する。図３は、冷媒検知処理のフローチャートを示している。この処理は、室内機３に電気が供給されているときに実行される。すなわち、空気調和機１が暖房または冷房運転していない状態でも、冷媒検知処理は実行される。図３の制御処理に関するプログラムは、制御部５のＲＯＭに記憶されて、制御部５のマイコンに読み出されてＣＰＵにより実行される。

初めに、制御部５は、冷媒センサ６により検知した値が、第１の閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ１）。ここで第１の閾値は、冷媒の微量の漏洩も検知可能なように、かなり小さな値（高感度）に設定される。冷媒センサ６により検知された値が、第１の閾値以上であった場合（Ｓ１：ＹＥＳ）、制御部５は、暖房または冷房運転を停止して、または、停止状態の室内機３を稼働させ、送風のみのショートサーキット運転を開始する（Ｓ２）。ショートサーキット運転とは、ルーバ８を動かして、図２の空気の流れＦのように、吹出口７ｂから出た空気を吹込口７ａへ向かわせ、空気の流れＦを意図的にショートサーキットさせる運転である。これにより、空気の流れＦが同じ経路を循環するので、冷媒が漏洩していた場合には、冷媒の濃度を上昇させることができる。なお、冷媒センサ６により検知した値が、第１の閾値より小さい場合（Ｓ１：ＮＯ）、ステップＳ１の処理を繰り返し行う。

制御部５は、ショートサーキット運転を開始してから所定時間を経過したか否かを判断する（Ｓ３）。ここで所定時間とは、空気の流れＦ中の冷媒濃度を上昇させるための時間である。所定時間経過していない場合は（Ｓ３：ＮＯ）、制御部５はステップＳ３の処理を繰り返し行う。所定時間経過している場合は（Ｓ３：ＹＥＳ）、制御部５は、冷媒センサ６により検知した値が、第２の閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ４）。ここで第２の閾値は、冷媒の燃焼域の濃度よりも小さく、第１の閾値よりも高い値である。

冷媒センサ６により検知した値が、第２の閾値以上であった場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御部５は、使用者に冷媒が漏洩したことを報知する（Ｓ５）。例えば、冷媒が漏洩した旨を知らせる音声を出力しても良いし、リモートコントローラ４の表示部に冷媒が漏洩した旨を表示しても良い。

一方、冷媒センサ６により検知した値が、第２の閾値より小さい場合（Ｓ４：ＮＯ）、制御部５は、ショートサーキット運転を停止して、元の暖房または冷房運転、または停止状態に戻る（Ｓ６）。すなわち、ステップＳ１での漏洩検知が誤検知であった場合に、ショートサーキット運転前の状態に戻る。なお、微量の漏洩冷媒の検知があった旨をリモートコントローラ４の表示部に表示しても良い。

以上のように、本実施形態の空気調和機１の室内機３は、吹出口７ｂから出た空気が吹込口７ａへ向かうようにルーバ８を動かして、ショートサーキット運転を実行する制御部５と、漏洩した冷媒を検知可能であり、ショートサーキット運転における風路上に設置された冷媒センサ６とを備える。

かかる構成により、冷媒が漏洩していた場合には、ショートサーキット運転により、漏洩した冷媒の濃度を上昇させることができる。これにより、冷媒センサ６による冷媒の漏洩検知を高感度にしなくても冷媒の漏洩の検知精度を向上させることができ、誤検知を抑制することができる。ショートサーキット運転を実行し、冷媒センサ６をショートサーキット運転の風路上に設置しているので、冷媒の漏洩個所、漏洩量によらず漏洩冷媒の検知を確実に行うことができる。また、ショートサーキット運転を行うことにより、漏洩冷媒が室内に拡散されるのを防止することができる。

また、制御部５は、冷媒センサ６により、第１の閾値以上の冷媒の漏洩が検知された場合、ショートサーキット運転を開始し、ショートサーキット運転開始後、冷媒センサ６により、第１の閾値よりも高い第２の閾値以上の冷媒の漏洩があるか否かを判断する。第１の閾値を高感度な値に設定し、第２の閾値を第１の閾値よりも十分に大きな値に設定することにより、誤検知を抑制することができ、かつ確実に冷媒漏洩を検知することができる。

また、冷媒センサ６は、吹込口７ａから吹出口７ｂに至る風路上である吹出口７ｂに設置されているので、冷媒の漏洩を早期に検知することができる。また、冷媒センサ６を吹出口７ｂに設置することにより、冷媒センサ６が消耗した場合に容易に新しい冷媒センサに交換を行うことができ、メインテナンスが容易となる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る室内機３について図４を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の部材については同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明を行う。図４は、第２の実施形態に係る室内機３の内部構造の概略図を示す。

本実施形態のおける室内機３は、第１の実施形態の室内機と比較して、冷媒センサ６の位置が異なる。具体的には、冷媒センサ６は、室内熱交換器９とファン１０との間に設けられている。室内熱交換器９は、空気と冷媒との間で熱交換を行い、ファン１０は、熱交換を行うための外気Ｅを筐体７内に取り込み、熱交換後の空気Ａを吹出口７ｂから筐体７外へ吹出す。

室内熱交換器９は、複数本の配管を互いに接続することにより構成され、複数の接続部を有する。そして、各接続部は、肉厚の薄い箇所であるので、冷媒の漏洩が発生しやすい。本実施の形態では、室内熱交換器９とファン１０との間に冷媒センサ６を配置しているので、冷媒の漏洩を早期に検知することができる。なお、本実施の形態の室内機３においても、第１の実施形態の室内機３と同様の効果を奏する。

次に、本発明の第３の実施形態に係る室内機３について図５を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の部材については同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明を行う。図５は、第３の実施形態に係る室内機３を部屋Ｒに設置した状態を示す図である。

図５に示すように、室内機３は、外部冷媒センサ１１と、受信部１３とを備える。外部冷媒センサ１１は、送信部１２を有し、筐体７の外部であって筐体７よりも下側である床の近傍に設置されている。受信部１３は、筐体７に設けられ、外部冷媒センサ１１の送信部１２から情報を受信可能である。

本実施形態の室内機３においても、第１の実施形態で説明した冷媒検知処理は実行される。しかし、本実施形態では、ステップＳ１の処理は、外部冷媒センサ１１により検知した値に基づき実行される。すなわち、外部冷媒センサ１１により検知された値が、送信部１２により受信部１３へ送信され、制御部５は、冷媒センサ１１により検知した値が、第１の閾値以上であるか否かを判断する。

空気より比重が重い冷媒を用いた場合、漏洩した冷媒は床面付近に溜まりやすい。本実施形態の室内機３であれば、外部冷媒センサ１１を筐体７の下側であって床面付近に設置しているので、筐体７の外側または室内機３の停止時に冷媒の漏洩が起こった場合に、早期に漏洩冷媒を検知することができる。なお、ショートサーキット運転後の漏洩冷媒検知は、第１の実施形態と同様に冷媒センサ６により行われる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

上記の実施形態において、ステップＳ１、Ｓ４の処理は、冷媒センサ６（外部冷媒センサ１１）により検知した値に基づき、制御部５で判断を行った。しかし、冷媒センサ６において第１の閾値および第２の閾値を設定しておき、冷媒センサ６において判断を行って、その判断結果を制御部５に送信するようにしても良い。この場合、冷媒センサ６に対し、第１の閾値および第２の閾値を設定して判断しても良いし、２つの冷媒センサを設けて、一方の冷媒センサに第１の閾値を設定し、他方の冷媒センサに第２の閾値を設定し、各冷媒センサで判断をするようにしても良い。

また、第３の実施形態において、ステップＳ１の処理を、外部冷媒センサ１１により検知した値に基づき実行したが、外部冷媒センサ１１および冷媒センサ６の両方で検知した値に基づき実行しても良い。

また、ステップＳ４において、否定の判断が行われた場合（Ｓ４：ＮＯ）、その回数を記憶するようにしても良い。そして、所定期間において、否定の判断の回数が所定回数を越えた場合は、冷媒センサ６が消耗しているため、交換の必要がある旨をリモートコントローラ４の表示部等に表示するようにしても良い。冷媒センサ６は一般的に消耗しやすいため、このような構成にしておくことにより、冷媒センサ６の交換を促すことができ、冷媒センサ６による誤検知を抑制することができる。

また、冷媒検知処理を、室内機３の制御部５ではなく、室外機２の制御部２Ａで行っても良い。

１：空気調和機、２：室外機、２Ａ：制御部、３：室内機、５：制御部、６：冷媒センサ、７：筐体、７ａ：吹込口、７ｂ：吹出口、８：ルーバ、９：室内熱交換器、１０：ファン、１１：外部冷媒センサ、１２：送信部、１３：受信部

Claims (7)

1. 空気が流入する吹込口と、空気が吹出される吹出口と、吹き出し空気の方向を変えるルーバとを有する筐体を備え、室外機との間で可燃性の冷媒により冷凍サイクルを形成する室内機において、
   前記吹出口から出た空気が前記吹込口へ向かうように前記ルーバを動かして、ショートサーキット運転を実行する制御部と、
   漏洩した前記冷媒を検知可能であり、前記ショートサーキット運転における風路上に設置された冷媒センサと、を更に備える室内機。
2. 前記制御部は、前記冷媒センサにより、第１の閾値以上の前記冷媒の漏洩が検知された場合、前記ショートサーキット運転を開始し、
   前記ショートサーキット運転開始後、前記冷媒センサにより、前記第１の閾値よりも高い第２の閾値以上の前記冷媒の漏洩があるか否かを判断する請求項１に記載の室内機。
3. 送信部を有し、前記筐体の外部であって前記筐体よりも下側に設置される外部冷媒センサと、
   前記筐体に設けられ、前記外部冷媒センサの前記送信部から情報を受信可能な受信部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記受信部が受信した前記送信部からの情報に基づき、前記外部冷媒センサにより、第１の閾値以上の前記冷媒の漏洩が検知されたと判断した場合、前記ショートサーキット運転を開始し、
   前記ショートサーキット運転開始後、前記冷媒センサにより、前記第１の閾値よりも高い第２の閾値以上の前記冷媒の漏洩があるか否かを判断する請求項１に記載の室内機。
4. 前記冷媒センサは、前記吹込口から前記吹出口に至る風路上に設置される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の室内機。
5. 室内熱交換器と室内ファンとを更に備え、
   前記冷媒センサは、前記熱交換器と前記室内ファンとの間に設置される請求項４に記載の室内機。
6. 前記冷媒センサは、前記筐体の前記吹出口に設置される請求項４に記載の室内機。
7. 室外機と、
   空気が流入する吹込口と、空気が吹出される吹出口と、吹き出し空気の方向を変えるルーバとを含む筐体を有し、前記室外機との間で可燃性の冷媒により冷凍サイクルを形成する室内機と、を備える空気調和機において、
   前記吹出口から出た空気が前記吹込口へ向かうように前記ルーバを動かして、ショートサーキット運転を実行する制御部を更に備え、
   前記室内機は、漏洩した前記冷媒を検知可能であり、前記ショートサーキット運転における風路上に設置された冷媒センサを備える空気調和機。
   

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