JP2020034253A - 空気調和機 - Google Patents
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低GWP冷媒のなかに、可燃性を有する冷媒があるが、空気調和機が、この可燃性冷媒を使用する場合には、冷媒の漏えい検知装置を設置して、漏えい冷媒が発火しないように安全対策を行う必要がある。
例えば、特許文献1には、冷媒への冷凍機油の吸着により静電容量が変化することを検出するタイプのセンサを用いて冷媒漏えいを検知する技術において、冷凍装置における冷凍機油の吸着と、冷凍機油以外の所定の静電容量変化要因とが作用することで、静電容量が変化する第1センサと、冷凍機油の吸着が作用せず、所定の静電容量変化要因が作用することで、静電容量が変化する第2センサと、を有し、第1センサの出力と第2センサの出力との第1差分に基づいて、冷凍機油の吸着による静電容量変化分を演算し、演算された静電容量変化分に基づいて、冷凍装置における冷媒漏えいを検知する技術が開示されている。
特許文献1の技術によれば、空気調和機より冷媒が漏れたことを検知する検知の方式について言及されているが、異なる冷媒に対応する場合については考慮されていない。
図1は、本発明の実施形態に係る空気調和機の構成を示す図である。
実施形態の空気調和機の室内機1は、当該空気調和機が空調する空調室(居室)の壁面に据え付けられている。
図1の室内機1は、壁かけ形の室内機であるが、天井カセット形の室内機であってもよいし、床置き形の室内機であってもよい。
また、室内機1と室外機2とが設置されて空気調和機として初期起動する際に、リモコン等の通信端末により、室内機1に冷媒の種別情報を設定するようにしてもよい。
ここで、GWPは、気候変動に関する政府間パネル(IPCC)第4次評価報告書(AR4)の値(100年値)が用いられる。また、AR4に記載されていない冷媒のGWPは、IPCC第5次評価報告書(AR5)の値を用いてもよいし、他の公知文献に記載された値を用いてもよいし、公知の方法を用いて算出または測定した値を用いてもよい。AR4によると、トリフルオロヨードメタンのGWPは0.4、HFC32のGWPは675、HFC125のGWPは3,500である。
また、R32は、弱燃性を有するため、冷媒漏えいした際の最大濃度値は当該燃焼性ガスの爆発下限界に対して低く設定されており、最大濃度値を超える冷媒漏えいが生じた場合には、安全対策を行う必要がある。
このため、実施形態の空気調和機では、冷媒充填時に設定された冷媒識別情報に基づいて判定閾値と安全対策内容を冷媒ごとに変えて、冷媒漏えい時の処理を行っている。
HFCとしては、ジフルオロメタン(HFC32)、ペンタフルオロエタン(HFC125)、1,1,2,2−テトラフルオロエタン(HFC134)、1,1,1,2−テトラフルオロエタン(HFC134a)、トリフルオロエタン(HFC143a)、ジフルオロエタン(HFC152a)、1,1,1,2,3,3,3−ヘプタフルオロプロパン(HFC227ea)、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン(HFC236fa)、1,1,1,3,3−ペンタフルオロプロパン(HFC245fa)、および1,1,1,3,3−ペンタフルオロブタン(HFC365mfc)が例示される。
フルオロアルケンとしては、フルオロエテン、フルオロプロペン、フルオロブテン、クロロフルオロエテン、クロロフルオロプロペン、およびクロロフルオロブテンが例示される。フルオロプロペンとしては、3,3,3−トリフルオロプロペン(HFO1243zf)、 1,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO1234ze)、2,3,3,3−テトラフルオロプロペン(HFO1234yf)、およびHFO1225が例示される。フルオロブテンとしては、C4H4F4、C4H3F5(HFO1345)、およびC4H2F6(HFO1336)が例示される。クロロフルオロエテンとしては、C2F3Cl(CTFE)が例示される。クロロフルオロプロペンとしては、2−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−1−プロペン(HCFO1233xf)、および1−クロロ−3,3,3−トリフルオロ−1−プロペン(HCFO1233zd)が例示される。
実施形態の空気調和機における室内機は、複数の冷媒を使用できる仕様となっており、室外機に冷媒を充填した際に、充填した冷媒の種別(R466A、R32等)が、室外機に設定される。そして、冷媒種別通知部21は、設定された冷媒の種別を、冷媒種別情報として、冷媒漏えい判定部12に通知する。
そして、冷媒種別情報を判定し、R466AまたはR32の冷媒種別に応じて処理を分岐する(S22)
冷媒漏えいの有無を判定する判定閾値は、業界規格で規定しているRCL(Refrigerant Concentration Limit:密閉空間での冷媒限界濃度)、QLMV(Refrigerant Quantity Limit with Minimum Ventilation:最低限の換気を伴う空間での冷媒限界濃度)、ODL(Oxygen Deprivation Limit:酸素欠乏となる冷媒限界濃度)等に対応する冷媒濃度を設定することが望ましい。
そして、空気調和機が空調運転を開始すると、以下の処理を所定周期で繰り返す。
冷媒漏えい有と判定した場合には(S24のYes)、ステップS25に進み、冷媒漏えい無と判定した場合には(S24のNo)、ステップS24に戻り処理を繰り返す。ここで、冷媒漏えい無は、冷媒漏えいがないか、安全対策が不要なレベルの冷媒漏えいが生じている状態を意味している。
例えば、警報出力処理部11は、冷媒漏えい警報器3により、光および音の警報を発して、空調室内にいる人に空気調和機に使用している冷媒が室内へ漏えいしたことを通知し、空調室外への退避や、換気を促す。
これにより、ヨウ素を含むことで変異原性を有するR466Aの漏えい時に、空調室内内にいる人に対する影響リスクを低減することができる。
冷媒漏えい有と判定した場合には(S27のYes)、警報出力処理部11により漏えい警報bの出力を行う(S28)。そして、ステップS27に戻り処理を繰り返す。
これにより、微燃性を有するR32の漏えい時に、火災に対するリスクを低減することができる。
上記の説明では、漏えい警報a(S25)と漏えい警報b(S28)の警報内容を同じように説明したが、異なる警報内容とすることが望ましい。例えば、漏えい警報bでは、火災や爆発の危険性を通知するようにしてもよい。
これにより、空調室における冷媒漏えいに対する安全性をより高めることができる。
図3のフローは、R466Aを冷媒とした場合に、2レベルの漏えい判定閾値を設け、冷媒漏えいレベルに応じて、異なる漏えい警報を行うようにしている。
これにより、漏えい冷媒量あるいは漏えい濃度の変化量(漏えい速度)に応じて警報出力できるので、空調室内の人の影響リスクをより低減することができる。
詳しくは、冷媒種別がR466Aの場合に、冷媒漏えい判定部12は、ステップS31で、冷媒漏えいの有無を判定する2レベルの冷媒濃度の判定閾値と、2つの漏えい警報出力の警報内容を設定する。
警報出力処理部11は、冷媒漏えい警報器3により、漏えい警報a1として、光および音の警報を発して、居室内にいる人に空気調和機に使用している冷媒が居室内へ漏えいしたことを通知し、空調室外への退避や、換気を促す。
これにより、ヨウ素を含むことで変異原性を有するR466Aの漏えい時に、空調室内内にいる人に対する影響リスクを低減することができる。
警報出力処理部11は、冷媒漏えい警報器3により、漏えい警報a2として、漏えい警報a1よりも長間隔(低頻度)あるいは低出力レベルで、警報光および警報音を発する。
これにより、冷媒の漏えい速度に応じて警報内容を変えるような警報出力の制御を行うことができる。
そして、設定する判定閾値と警報内容の数を冷媒種別に応じて設定することができる。
これにより、冷媒種別に応じて多様な警報出力を行えるので、冷媒漏えいにより空調室内にいる人に対する影響リスクを低減することができる。
図4の空気調和機は、図1に示した空気調和機に、冷媒漏えい判定部12に接続された人検知部5を追加した構成となっている。他の構成は、図1と同様なため、説明を省略する。
図5のフローは、図3のフローにステップS51の処理を追加したフローとなっている。このため、以下では、ステップS51の処理についてのみ、説明する。
また、警報出力処理部11、冷媒漏えい判定部12、冷媒濃度検知部13を冗長化してもよい。
11 警報出力処理部
12 冷媒漏えい判定部
13 冷媒濃度検知部
2 室外機
3 冷媒漏えい警報器
4 冷媒センサ
5 人検知部
Claims (7)
- トリフルオロヨードメタンもしくはヘキサフルオロプロペンを含む活性ガス、または、燃焼性を有するガスを冷媒とする冷凍サイクルを搭載した空気調和機において、
設定された冷媒種別を通知する冷媒種別通知部と、
漏えい冷媒濃度を検知する冷媒濃度検知部と、
前記冷媒種別により特定される少なくとも1つの濃度閾値と、前記漏えい冷媒濃度と、に基づいて冷媒漏えいの有無を判定する冷媒漏えい判定部と、
前記冷媒漏えい判定部により冷媒漏えいが有と判定された際に、前記冷媒種別に応じた警報出力を行う警報出力処理部と、
を備えたことを特徴とする空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
前記冷媒種別通知部は、前記空気調和機の室外機に設けられ、
前記冷媒濃度検知部と前記冷媒漏えい判定部と前記警報出力処理部とは、前記空気調和機の室内機に設けられている
ことを特徴する空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
前記冷媒漏えい判定部は、大きさの異なる複数の濃度閾値と、前記漏えい冷媒濃度と、に応じて冷媒漏えいのレベルを判定し、
前記警報出力処理部は、前記冷媒漏えいのレベルに応じた警報出力を行う
ことを特徴する空気調和機。 - 請求項1に記載の空気調和機において、
前記冷媒漏えい判定部は、
大きさの異なる複数の濃度閾値が所定時間当たり冷媒濃度の増加値とし、
前記冷媒濃度検知部で検知した漏えい冷媒濃度の変化量に基づいて冷媒の漏えい速度を算出し、前記複数の濃度閾値と比較して冷媒漏えいのレベルを判定し、
前記警報出力処理部は、
前記冷媒漏えいのレベルに応じた警報出力処理部を行う
ことを特徴する空気調和機。 - 請求項3または4に記載の空気調和機おいて、
空気調和する空調室の人の有無を検出する人検知部を備え、
前記冷媒漏えい判定部は、前記人検知部により検出した人の有無に応じて警報出力を行う
ことを特徴する空気調和機。 - 請求項1から4のいずれかに記載の空気調和機において、
空調室の床面近傍に設けられ、検出した冷媒濃度を前記冷媒濃度検知部に通知する冷媒センサと、
前記警報出力処理部の指示により警報音または警報光を発する冷媒漏えい警報器と、を有し、
前記冷媒センサまたは前記冷媒漏えい警報器が、冗長化されている
ことを特徴とする空気調和機。 - 請求項1から4のいずれかに記載の空気調和機において、
前記空気調和機の室内機は、前記警報出力処理部の指示により警報音または警報光を発する冷媒漏えい警報器を有する
ことを特徴とする空気調和機。
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