JP2021076338A - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】いずれかの室内ユニットで冷媒漏洩が生じても、空調対象の室内空間の快適性を保つことができる空気調和システムを提供する。【解決手段】空気調和システムは、複数の空気調和装置と、それらを管理する管理部とを備える。複数の空気調和装置は、建物の同一の室内空間を空気調和する。各空気調和装置は、冷媒回路と、それを収容する１つの筐体とを有する。可燃性の冷媒が冷媒回路を循環する。管理部は、少なくとも１台の空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたときに、冷媒漏洩が検知された空気調和装置を運転停止状態あるいは運転禁止状態にし、且つ、それ以外の残りの空気調和装置を運転継続状態あるいは運転許容状態にする。【選択図】図４

Description

空気調和システム、特に、建物の同一の室内空間を空気調和する第１〜第Ｎ空気調和装置を備える空気調和システムに関する。

特許文献１（特開２０１７−９２６７号公報）に、冷媒遮断弁を備える空気調和システム、が開示されている。特許文献１の図８〜図１０に示される空気調和システムは、複数の室内ユニットが１つの室外ユニットに接続される所謂マルチタイプの空気調和システムである。冷媒遮断弁は、冷媒の漏洩が検知された際に閉止される部品であって、各室内ユニットに対応して設けられている。

上記の、燃焼性を持つ冷媒を使用する所謂マルチタイプの空気調和システムでは、いずれかの室内ユニットで冷媒漏洩が生じた際に、各室内ユニットに対応する冷媒遮断弁を全て閉止し、圧縮機も停止させている。これは、遮断状態の冷媒遮断弁であっても幾らかの冷媒は通過させてしまうため、冷媒漏洩が生じていない他の室内ユニットについても運転継続させることは好ましくないためである。他の室内ユニットが運転継続していると、室外ユニットから他の室内ユニットに高圧の冷媒が流れ、その冷媒の一部が、冷媒漏洩が生じている室内ユニットに流れ込む恐れがある。

しかし、いずれかの室内ユニットで冷媒漏洩が生じた際に、全ての冷媒遮断弁を閉止して他の室内ユニットの冷房運転や暖房運転まで停止させると、空調対象空間の快適性が損なわれる。

第１観点の空気調和システムは、第１〜第Ｎ（Ｎは、２以上の整数）空気調和装置と、管理部とを備える。第１〜第Ｎ空気調和装置は、建物の同一の室内空間を空気調和する。管理部は、第１〜第Ｎ空気調和装置を管理する。第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれは、冷媒回路と、１つの筐体とを有する。冷媒回路は、圧縮機、放熱器、膨張弁および蒸発器を有する。大気圧において空気よりも密度が大きい可燃性の冷媒が、冷媒回路を循環する。筐体は、建物の内部に配置され、冷媒回路を収容する。管理部は、第１〜第Ｎ空気調和装置のうち少なくとも１台の空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたときに、冷媒漏洩が検知された空気調和装置を運転停止状態あるいは運転禁止状態にし、且つ、それ以外の残りの空気調和装置を運転継続状態あるいは運転許容状態にする。

ここでは、同一の室内空間を空気調和する第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれを、１つの筐体に冷媒回路が収容された装置としている。第１〜第Ｎ空気調和装置がそれぞれ個別の冷媒回路を有しているため、第１観点の空気調和システムでは、いずれかの空気調和装置で冷媒漏洩が検知されても、その空気調和装置の冷媒漏洩箇所を通じて他の空気調和装置の冷媒が漏れることは無い。これに鑑み、ここでは、冷媒漏洩の検知時に、冷媒漏洩が検知された空気調和装置を運転停止状態あるいは運転禁止状態にする一方、それ以外の残りの空気調和装置を運転継続状態あるいは運転許容状態にしている。これにより、空調対象の室内空間の快適性を保つことができる。

なお、冷媒漏洩を検知するセンサ等の検知器は、必ずしも全ての空気調和装置に配備されていなくてもよいが、冷媒回路の容量が大きい空気調和装置には冷媒漏洩検知器を備えさせることが好ましい。

第２観点の空気調和システムは、第１観点の空気調和システムであって、第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれは、送風機をさらに有する。送風機は、放熱器又は蒸発器を通って空気調和された空気を、筐体の中から室内空間に向けて吹き出させる。管理部は、冷媒漏洩が検知された空気調和装置を運転停止状態にするときに、圧縮機を停止させ、送風機を動かし続ける。

ここでは、圧縮機が停止する一方、送風機が動き続けるため、冷媒が漏洩した室内空間において、送風機による空気流れによって冷媒が拡散される。このため、室内空間において漏洩した冷媒が偏在することが抑制され、室内空間の部分的な冷媒濃度の上昇が抑えられる。

第３観点の空気調和システムは、第２観点の空気調和システムであって、管理部は、第１〜第Ｎ空気調和装置のうち少なくとも１つの空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたときに、さらに、別の送風機を動かす。別の送風機は、冷媒漏洩が検知された空気調和装置以外の残りの空気調和装置のうち、運転停止状態にある空気調和装置の送風機である。

ここでは、さらに別の送風機を動かすため、室内空間において漏洩した冷媒が偏在することがさらに抑制され、室内空間の部分的な冷媒濃度の上昇が抑えられる。

第４観点の空気調和システムは、第１観点から第３観点のいずれかの空気調和システムであって、選択部をさらに備える。選択部は、冷媒漏洩が検知されたときの処理を行わない選択を行う。選択部により、冷媒漏洩が検知されたときの処理を行わない選択が行われた場合、管理部は、空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたか否かに関わらず、第１〜第Ｎ空気調和装置全てを、運転継続状態あるいは運転許容状態にする。

第１〜第Ｎ空気調和装置によって空気調和を行う室内空間の床面積が十分に大きいときには、１又は複数の空気調和装置から冷媒が漏洩したとしても、室内空間において冷媒濃度が燃焼下限濃度に至らない。この場合には、冷媒漏洩があったとしても、運転に必要な冷媒が冷媒回路に残っている限り、空気調和装置の運転を継続、あるいは許容状態にすることができる。これに鑑み、第４観点の空気調和システムでは、管理部は、空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたか否かに関わらず、第１〜第Ｎ空気調和装置全てを、運転継続状態あるいは運転許容状態にしている。

第５観点の空気調和システムは、第１観点から第４観点のいずれかの空気調和システムであって、報知部をさらに備える。報知部は、第１〜第Ｎ空気調和装置のうち少なくとも１つの空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたときに、冷媒漏洩に関する報知を行う。

ここでは、室内空間に居る人などに、冷媒漏洩の事実を周知させることができる。

第６観点の空気調和システムは、第１観点から第５観点のいずれかの空気調和システムであって、管理部は、第１〜第Ｎ空気調和装置のうちＭ（Ｍは、２以上Ｎ以下の整数）台以上の空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたときに、第１〜第Ｎ空気調和装置全てを、運転停止状態あるいは運転禁止状態にする。

例えば、第１〜第４空気調和装置によって室内空間を空気調和する空気調和システムにおいて、まず第１空気調和装置で冷媒漏洩が生じ、その第１空気調和装置を運転停止状態にしたとする。その後、第２空気調和装置でも冷媒漏洩が生じた場合、２つの空気調和装置からの冷媒漏洩によって室内空間の冷媒濃度が許容範囲内で上昇した状態になる。ここで、もしも第３空気調和装置あるいは第４空気調和装置でも冷媒漏洩が生じると、室内空間における冷媒濃度が燃焼下限濃度を超えるとする。すると、そのような事態を避けるべく、予め対策を打つことが好ましい。これに鑑み、第６観点の空気調和システムでは、第１〜第Ｎ空気調和装置のうちＭ台以上の空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたときに、第１〜第Ｎ空気調和装置全てを、運転停止状態あるいは運転禁止状態にしている。

建物の１階の室内空間を３台の空気調和装置によって空気調和する空気調和システムの構成を示す図。 空気調和装置の概念図。 空気調和システムの制御、管理ブロック図。 冷媒漏洩チェック及び対応の制御フローを示す図。

（１）全体構成
図１に、建物８０内に設置される空気調和システム１００を示す。空気調和システム１００は、建物８０の１階の室内空間Ｓ１を、３台の空気調和装置１０（第１空気調和装置１０Ａ、第２空気調和装置１０Ｂ、第３空気調和装置１０Ｃ）によって冷房あるいは暖房するシステムである。建物８０の２階以上の各室内空間に対しても、空気調和システム１００と同様のシステムが配備されているが、ここでは、１階の室内空間Ｓ１に対して設置されている空気調和システム１００について説明を行う。

空気調和システム１００は、主として、３台の空気調和装置１０と、それらを管理、制御する管理ユニット９０とを備えている。図１に示すように、各空気調和装置１０は、１階の天井裏の空間ＣＳ１に配備されている。管理ユニット９０は、１階の室内空間Ｓ１の側壁に固定されている。

空気調和装置１０は、冷媒として、微燃性の冷媒であるＲ３２を使用している。Ｒ３２は、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「2Lクラス」と判断される冷媒である。Ｒ３２が室内空間Ｓ１に漏洩して室内の冷媒濃度が高くなると、冷媒の有する可燃性から、燃焼事故が発生するおそれがある。この燃焼事故を防止することが要求されている。

（２）詳細構成
（２−１）空気調和装置
図１に示す、第１空気調和装置１０Ａ、第２空気調和装置１０Ｂ及び第３空気調和装置１０Ｃは、基本的に同じ構成である。したがって、図２では、これらの構成を空気調和装置１０として説明する。図２では、図の左側が上、図の右側が下となっており、天井８５を挟んで、右側が室内空間Ｓ１、左側が天井裏の空間ＣＳ１である。

なお、構成は同じであるが、第１空気調和装置１０Ａは３馬力、第２空気調和装置１０Ｂ及び第３空気調和装置１０Ｃは２馬力の装置である。言い換えると、第１空気調和装置１０Ａの容量は、第２空気調和装置１０Ｂ及び第３空気調和装置１０Ｃそれぞれの容量より大きい。このため、第１空気調和装置１０Ａの冷媒回路２０に充填されている冷媒の量は、第２空気調和装置１０Ｂ及び第３空気調和装置１０Ｃそれぞれの冷媒回路２０に充填されている冷媒の量よりも多い。

空気調和装置１０は、図２に示すように、冷媒回路２０と、１つの筐体４０とを備えている。冷媒回路２０は、主として、圧縮機２１と、放熱器あるいは蒸発器として機能する熱源熱交換器２２と、膨張弁２３と、蒸発器あるいは放熱器として機能する利用熱交換器２４と、四路切換弁２５とを有している。この冷媒回路２０には、上述の冷媒Ｒ３２が充填されている、Ｒ３２は、大気圧において空気よりも密度が大きい、可燃性の冷媒である。

筐体４０は、建物８０内の天井裏の空間ＣＳ１において、図示しない梁から吊り下げられる形で固定、配置されている。筐体４０は、冷媒回路２０の全てを収容している。また、筐体４０は、室内空間Ｓ１に露出する露出面４１を有している。露出面４１には、室内空間Ｓ１の空気を吸い込む吸込口４１ａと、その吸込口４１ａから吸い込まれた空気を室内空間Ｓ１に吹き出す吹出口４１ｂと、が形成されている。筐体４０内における空気の流れは、給気ファン３１及び排気ファン３２によって生成される。給気ファン３１が作動すると、室内空間Ｓ１から吸込口４１ａ、給気ファン３１、利用熱交換器２４、吹出口４１ｂを順に流れ、再び室内空間Ｓ１に戻る空気の流れＦ１が生成される。この空気の流れＦ１は、筐体４０内に設けられる第１空気流路３１ａを通る。言い換えると、第１空気流路３１ａは、室内空間Ｓ１から吸い込んだ空気を利用熱交換器２４を通して室内空間Ｓ１に吹き出す空気流路である。一方、排気ファン３２が作動すると、天井裏の空間ＣＳ１から排気ファン３２熱源熱交換器２２、と順に流れ、再び天井裏の空間ＣＳ１に戻る空気の流れＦ２が生成される（図２参照）。この空気の流れＦ２は、筐体４０内に設けられる第２空気流路３２ａを通る。言い換えると、第２空気流路３２ａは、天井裏の空間ＣＳ１から吸い込んだ空気を熱源熱交換器２２を通して天井裏の空間ＣＳ１に吹き出す空気流路である。

空気調和装置１０は、図３に示すように、さらに温度センサ９２及び冷媒漏洩検知センサ９４を有している。温度センサ９２は、筐体４０内に吸い込む室内空間Ｓ１の空気の温度を測る機器である。冷媒漏洩検知センサ９４は、第１空気流路３１ａに配置され、冷媒回路２０から冷媒が漏洩したことを検知する。冷媒漏洩検知センサ９４は、筐体４０内の所定場所における冷媒の濃度が閾値を上回ったときに、冷媒漏洩を示す信号を装置制御部１１に送る。

（２−２）管理ユニット
３台の空気調和装置１０を管理、制御する管理ユニット９０は、図３に示すように、各空気調和装置１０の装置制御部１１と信号線によって接続され、それぞれの空気調和装置１０を個別に管理、制御する。

管理ユニット９０は、主として、システム制御部９１と、タッチパネル９６と、ブザー９７とを備えている。

システム制御部９１は、コンピュータにより実現されるものである。システム制御部９１は、制御演算装置や記憶装置を備える。制御演算装置には、ＣＰＵ又はＧＰＵといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の画像処理や演算処理を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。この管理ユニット９０のシステム制御部９１と、各空気調和装置１０の装置制御部１１とが協働して、空気調和システム１００の制御部を構成する。

タッチパネル９６は、表示機能及び入力機能を併せ持つ画面を有するデバイスであり、画面上の表示を押すことで空気調和装置１０に関する指示等を行うことができる。

ブザー９７は、室内空間Ｓ１に居る人に対して、音によって報知を行う機器である。

管理ユニット９０のシステム制御部９１は、それぞれの装置制御部１１に対して指示コマンドを送ることができる。システム制御部９１は、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃそれぞれの運転状態及び停止状態を、個別に切り換える。また、システム制御部９１は、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃそれぞれの冷房運転状態及び暖房運転状態を、個別に切り換える。

また、管理ユニット９０のシステム制御部９１は、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃそれぞれの冷房運転あるいは暖房運転における設定温度を、個別に設定する。具体的には、タッチパネル９６からユーザーに設定温度の入力をさせる。そして、システム制御部９１から第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃそれぞれの装置制御部１１に設定温度の情報が送られると、各装置制御部１１は、温度センサ９２の測定値と設定温度とに基づいて、測定値が所定の設定温度近傍の範囲に維持されるように、必要に応じて圧縮機２１などを一時的に止める。言い換えると、システム制御部９１及び各装置制御部１１から成る空気調和システム１００の制御部は、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃそれぞれを、個別に、一時的に第１運転停止状態にする。システム制御部９１及び各装置制御部１１から成る空気調和システム１００の制御部が行う、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃそれぞれを、個別に、一時的に第１運転停止状態とする制御は、所謂サーモオフの制御のことである。サーモオフの制御とは、温度センサ９２の測定値が設定温度（正確には、設定温度から０．５℃あるいは１．０℃ずらした温度）になった場合に、圧縮機２１および排気ファン３２の運転を停止して、給気ファン３１を最低回転数で駆動させる運転のことを言う。

（３）動作
上述のように、３台の空気調和装置１０（第１空気調和装置１０Ａ、第２空気調和装置１０Ｂ、第３空気調和装置１０Ｃ）は、建物８０の１階の室内空間Ｓ１を冷房あるいは暖房する。

冷房運転時には、四路切換弁２５が図２に示す実線の状態に切り換えられる。各空気調和装置１０の圧縮機２１から高温高圧の冷媒が吐出され、熱源熱交換器２２において凝縮する。熱源熱交換器２２の内部を流れる冷媒は、排気ファン３２の作動によって熱源熱交換器２２の周囲を流れる空気（図２の空気の流れＦ２を参照）との間で、熱交換を行う。熱源熱交換器２２を経て液状態となった冷媒は、膨張弁２３において膨張する。膨張弁２３によって減圧された低温低圧の二相状態の冷媒は、利用熱交換器２４において蒸発する。利用熱交換器２４の内部を流れる冷媒は、給気ファン３１の作動によって利用熱交換器２４の周囲を流れる空気（図２の空気の流れＦ１を参照）との間で、熱交換を行う。これにより、室内空間Ｓ１から取り込まれ吹出口４１ｂから室内空間Ｓ１に吹き出される空気が冷却され、室内空間Ｓ１が冷房される。利用熱交換器２４を経てガス状態となった冷媒は、圧縮機２１に吸入され、圧縮機２１において圧縮され、再び熱源熱交換器２２に向けて吐出される。

なお、上述のとおり、冷房運転において、空気調和装置１０は、天井裏の空間ＣＳ１に、熱源熱交換器２２で冷媒から熱を奪った空気を放出する（図２の点線の空気の流れＦ２を参照）。

暖房運転時には、四路切換弁２５が図２に示す点線の状態に切り換えられる。各空気調和装置１０の圧縮機２１から高温高圧の冷媒が吐出され、利用熱交換器２４において凝縮する。利用熱交換器２４の内部を流れる冷媒は、給気ファン３１の作動によって利用熱交換器２４の周囲を流れる空気（図２の空気の流れＦ１を参照）との間で、熱交換を行う。これにより、室内空間Ｓ１から取り込まれ吹出口４１ｂから室内空間Ｓ１に吹き出される空気が加熱され、室内空間Ｓ１が暖房される。利用熱交換器２４で放熱・凝縮し、液状態となった冷媒は、膨張弁２３において膨張する。膨張弁２３によって減圧された低温低圧の二相状態の冷媒は、熱源熱交換器２２において蒸発する。熱源熱交換器２２の内部を流れる冷媒は、排気ファン３２の作動によって熱源熱交換器２２の周囲を流れる空気（図２の空気の流れＦ２を参照）との間で、熱交換を行う。熱源熱交換器２２を経てガス状態となった冷媒は、圧縮機２１に吸入され、圧縮機２１において圧縮され、再び利用熱交換器２４に向けて吐出される。

なお、上述のとおり、暖房運転において、空気調和装置１０は、天井裏の空間ＣＳ１に、熱源熱交換器２２で冷媒に熱を奪われた空気を放出する（図２の点線の空気の流れＦ２を参照）。

（４）各空気調和装置に充填される微燃性冷媒Ｒ３２の充填量
（４−１）
上述のように、空気調和装置１０の冷媒回路２０には微燃性の冷媒が充填されているため、空気調和装置１０からの冷媒漏洩が生じたときにも室内空間Ｓ１において燃焼事故が起こらないように対策する必要がある。

いずれかの空気調和装置１０の冷媒回路２０から室内空間Ｓ１に冷媒が漏洩した場合にも、燃焼事故が発生しないように、ここでは、ＩＳＯ８１７で定められたＬＦＬ（Lower Flammability Limit；燃焼下限界または燃焼下限濃度）を使って、空気調和装置１０の冷媒の充填量を決めている。ＬＦＬは、冷媒と空気を均一に混合させた状態で火炎を伝播することが可能な冷媒の最小濃度である。ＬＦＬは、冷媒毎に決まる値である。Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）など、それぞれの冷媒のＬＦＬは、別々の固有の値になっている。

冷媒漏洩時の冷媒が滞留することになる室内空間Ｓ１の床面積を、Ａ（ｍ^２）、
室内空間Ｓ１の床面８６から空気調和装置１０の吸込口４１ａまでの高さ、及び、室内空間Ｓ１の床面８６から空気調和装置１０の吹出口４１ｂまでの高さのうち、小さいほうの高さを、Ｈ_０（ｍ）、
冷媒回路２０に充填される冷媒の充填量を、Ｍ（ｋｇ）、
冷媒の燃焼下限濃度を、ＬＦＬ（ｋｇ／ｍ^３）、
としたときに、冷媒の充填量Ｍ（ｋｇ）は、
式１：Ｍ＜（１／ＳＦ）×ＬＦＬ×Ａ×Ｈ_０
を満たす。

ここで、図２に示すように、空気調和装置１０の吸込口４１ａも吹出口４１ｂも室内空間Ｓ１の天井８５の高さ位置と同じであるため、Ｈ_０（ｍ）は、図１に示すように室内空間Ｓ１の床面８６から天井８５までの高さ距離になっている。室内空間Ｓ１の床面積Ａ（ｍ^２）は、図１に示す床面８６の面積である。

式１のＳＦは、安全率である。この安全率ＳＦとして、１、４、６などを選択することができる。ここでは、ＳＦ＝１を選択する。

以上のように、３台の空気調和装置１０（第１空気調和装置１０Ａ、第２空気調和装置１０Ｂ、第３空気調和装置１０Ｃ）それぞれの冷媒回路２０に充填する冷媒の量Ｍ（ｋｇ）が決められている。それぞれの冷媒回路２０に充填される冷媒の充填量Ｍ（ｋｇ）は、式１を満たすため、いずれかの空気調和装置１０から充填されている全ての冷媒が漏洩したとしても、室内空間Ｓ１の冷媒濃度がＬＦＬを超えることはない。

（４−２）
それぞれの空気調和装置１０の冷媒の充填量Ｍ（ｋｇ）は、上記のとおり決定されている。一方、３台の空気調和装置１０それぞれの冷媒の充填量Ｍ（ｋｇ）の合計量ΣＭ（ｋｇ）については、空気調和システム１００では、以下の式２を満たすように決めている。
式２：（１／ＳＦ）×ＬＦＬ×Ａ×Ｈ_０＜ΣＭ

また、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃそれぞれに充填される冷媒の充填量のうち、最大の量を、Ｍｍａｘ（ｋｇ）、としたときに、
式３：Ｍｍａｘ＜（１／ＳＦ）×ＬＦＬ×Ａ×Ｈ_０
を満たすようにしている。上述の式１と同じく、ＳＦは、安全率であり、ＳＦ＝１を選択している。ここでは、第２空気調和装置１０Ｂ及び第３空気調和装置１０Ｃそれぞれの冷媒回路２０に充填されている冷媒の量よりも、第１空気調和装置１０Ａの冷媒回路２０に充填されている冷媒の量が多いため、Ｍｍａｘ（ｋｇ）は、第１空気調和装置１０Ａの冷媒回路２０に充填されている冷媒の量である。

言い換えると、第１空気調和装置１０Ａの冷媒回路２０、あるいは、それよりも冷媒の充填量が少ない第２空気調和装置１０Ｂ又は第３空気調和装置１０Ｃの冷媒回路２０から冷媒が漏洩しても、１つの空気調和装置１０からだけ冷媒が漏洩している限り、室内空間Ｓ１の冷媒濃度がＬＦＬを超えることはない。

一方、２つ、あるいは、３つの空気調和装置１０から仮に同時に冷媒漏洩が生じた場合には、室内空間Ｓ１の冷媒濃度がＬＦＬを超えてしまう。しかし、ここでは３つの空気調和装置１０それぞれは別体であり、それぞれ独立しているため、いずれかの空気調和装置１０が冷媒漏洩を起こしたとしても、それが他の空気調和装置１０に影響を与えることは殆どなく、実際には、室内空間Ｓ１の冷媒濃度がＬＦＬを超える可能性は非常に小さい。

しかし、もしも複数の空気調和装置１０の冷媒回路２０から同時に冷媒漏洩が生じた場合、室内空間Ｓ１の冷媒濃度がＬＦＬを超えることも想定される。これに鑑み、空気調和システム１００では、以下に示す対応を行っている。

（５）冷媒漏洩チェック及び冷媒漏洩時の対応
図４に、空気調和装置１０の冷媒回路２０から冷媒が漏洩していないかを確認し、冷媒漏洩が生じているときに各種の対応を行う、管理ユニット９０のシステム制御部９１による制御フローを示す。システム制御部９１は、図４に示す各種の対応を、各空気調和装置１０の装置制御部１１と協働して行う。

まず、ステップＳ１１において、システム制御部９１は、冷媒漏洩時に冷媒漏洩に対応した処理を行うフラグが立っているか否かを判定する。このフラグは、空気調和システム１００の建物８０への設置時に行う初期設定や、その後の設定変更において、必要に応じて立てられるフラグである。管理ユニット９０のタッチパネル９６に表示される初期設定などの設定画面において、空気調和システム１００の据付業者あるいは空気調和システム１００のユーザーが、冷媒漏洩時の処理が必要か否かを判断し、フラグを立てるか立てないかを選択する。言い換えると、管理ユニット９０のタッチパネル９６は、冷媒漏洩が検知されたときの処理を行うか行わないかを選択するための選択部としての役割を果たす。例えば、上記の式２を満たす本実施形態の空気調和システム１００では、複数の空気調和装置１０の冷媒回路２０から同時に冷媒漏洩が生じた場合、室内空間Ｓ１の冷媒濃度がＬＦＬを超えることも想定されるので、フラグが立てられる。一方、仮に室内空間Ｓ１の床面８６の面積が十分に大きく、全ての空気調和装置１０から冷媒が漏洩したとしても室内空間Ｓ１の冷媒濃度がＬＦＬを超えることはないのであれば、フラグを立てる必要はなく、フラグは降ろされた状態となる。

ステップＳ１１において、フラグが立っている場合、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２では、いずれかの空気調和装置１０で冷媒漏洩が検知されているか否かを判定する。ここでは、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃそれぞれの冷媒漏洩検知センサ９４からの漏洩検知信号の有無を確認し、いずれかの冷媒漏洩検知センサ９４が漏洩検知信号を送ってきている場合、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３では、冷媒漏洩が検知された空気調和装置１０の数を確認する。具体的には、ステップＳ１３で、所定台数（Ｍ台）以上の空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されているのか、それとも、所定台数（Ｍ台）未満の空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されているのかを判定する。ここでは、空気調和装置１０の全数が３であり、所定台数は２である。所定台数は、予め、上記の室内空間Ｓ１の床面積Ａ（ｍ^２）や高さＨ_０（ｍ）、各空気調和装置１０の冷媒回路２０に充填されている冷媒の量に基づいて設定されている数である。

なお、所定台数（Ｍ台）は、空気調査装置１０を天井裏の空間ＣＳ１に据え付けした後、据付業者が管理ユニット９０のタッチパネル９６を操作することによって入力され、システム制御部９１の記憶装置に記憶される数字であってもよい。例えば、空気調和システム１００の設計会社が、据付業者に所定台数（Ｍ台）を指示し、それを据付業者が管理ユニット９０において手入力する形態が想定される。

また、所定台数（Ｍ台）は、空気調査装置１０を天井裏の空間ＣＳ１に据え付けした後、据付業者が管理ユニット９０のタッチパネル９６を操作することによって入力される床面積Ａ（ｍ^２）や高さＨ_０（ｍ）と、システム制御部９１が装置制御部１１から受信する各空気調和装置１０の機種名等の情報から、各空気調和装置１０に充填される冷媒量の合計量を得て、それから、何台の空気調和装置で冷媒漏洩が生じたら式２を満たすかを演算して求めてもよい。この場合、管理ユニット９０は、空気調和装置の各機種の各種情報を予め記憶しているか、ネットワークを介してクラウドの上位サーバから必要な情報を受信するか、いずれかの構成を具備していることが好ましい。

ステップＳ１３で、所定台数以上の空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されていると判定された場合、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４では、全ての空気調和装置１０の圧縮機２１を停止状態とし、さらに、給気ファン３１及び排気ファン３２を運転状態とする。言い換えると、ステップＳ１４では、運転中であった空気調和装置１０については、圧縮機２１を止め、給気ファン３１及び排気ファン３２は継続して作動させる。また、ステップＳ１４では、停止中であった空気調和装置１０については、圧縮機２１の作動を禁止するとともに、止まっている給気ファン３１及び排気ファン３２を作動させる。

ステップＳ１４に続くステップＳ１８では、管理ユニット９０において表示機能を担うタッチパネル９６に、冷媒漏洩が生じていることと、それに伴って所定の空気調和装置１０の運転を止めるといった対応を行っていることとを表示する。また、ステップＳ１８で、システム制御部９１は、ブザー９７を鳴らし、室内空間Ｓ１に居る人に異常を知らせる。

ステップＳ１３で、所定台数未満の空気調和装置１０においてのみ冷媒漏洩が検知されていると判定された場合、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５では、冷媒漏洩が検知された運転中の空気調和装置１０がある場合、その空気調和装置１０の圧縮機２１を停止させる一方、給気ファン３１及び排気ファン３２は継続して動かし続ける。さらに、ステップＳ１６において、システム制御部９１は、冷媒漏洩が検知された停止中の空気調和装置１０がある場合、その空気調和装置１０の圧縮機２１を運転禁止状態にする一方、給気ファン３１及び排気ファン３２は作動させる。続けて、システム制御部９１は、ステップＳ１７において、冷媒漏洩が検知されていない停止中の空気調和装置１０の給気ファン３１を動かし始める。また、システム制御部９１は、冷媒漏洩が検知されていない停止中の空気調和装置１０について、運転許容状態とする。残りの、冷媒漏洩が検知されていない運転中の空気調和装置１０については、それまでの運転を継続させる。

ステップＳ１７に続くステップＳ１８では、タッチパネル９６に、冷媒漏洩が生じていることと、それに伴って所定の空気調和装置１０の運転を止めるといった対応を行っていることとを表示する。また、ステップＳ１８で、システム制御部９１は、ブザー９７を鳴らし、室内空間Ｓ１に居る人に異常を知らせる。

なお、最初のステップＳ１１においてフラグが立っていなければ、ステップＳ１２以降の冷媒漏洩の確認や冷媒漏洩時の対応制御は行われない。言い換えると、室内空間Ｓ１の床面８６の面積が十分に大きく、全ての空気調和装置１０から冷媒が漏洩したとしても室内空間Ｓ１の冷媒濃度がＬＦＬを超えることはないとして、据え付け業者やユーザーがフラグを立てないという選択を行った場合、システム制御部９１は、空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されたか否かに関わらず、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ全ての運転継続状態あるいは運転許容状態を維持する。

（６）特徴
（６−１）
上記の実施形態の空気調和システム１００では、管理ユニット９０のシステム制御部９１は、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうち少なくとも１台の空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されたときに、冷媒漏洩に対応した処理を行う。具体的には、図４に示すステップＳ１５及びステップＳ１６に示すように、冷媒漏洩が検知された運転中の空気調和装置１０を運転停止状態にし、冷媒漏洩が検知された停止中の空気調和装置１０を運転禁止状態にする。一方、図４のステップＳ１７に示すように、冷媒漏洩が検知されなかった、それ以外の残りの空気調和装置１０については、そのまま運転継続状態あるいは運転許容状態にしている。これは、同一の室内空間Ｓ１を空気調和する第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃそれぞれを、１つの筐体４０に冷媒回路２０が収容された装置としているためである。３台の空気調和装置１０がそれぞれ個別の冷媒回路２０を有しているため、空気調和システム１００では、いずれかの空気調和装置１０で冷媒漏洩が検知されても、その空気調和装置１０の冷媒漏洩箇所を通じて他の空気調和装置１０の冷媒が漏れることは無い。これに鑑み、空気調和システム１００では、冷媒漏洩の検知時に、冷媒漏洩が検知された空気調和装置１０を運転停止状態あるいは運転禁止状態にする一方、それ以外の残りの空気調和装置１０を運転継続状態あるいは運転許容状態にしている。これにより、空調対象の室内空間Ｓ１の快適性を保つことができている。

（６−２）
上記の実施形態の空気調和システム１００では、管理ユニット９０のシステム制御部９１は、図４のステップＳ１５に示すように、冷媒漏洩が検知された空気調和装置１０を運転停止状態にするときに、圧縮機２１を停止させ、給気ファン３１を動かし続ける。このため、冷媒が漏洩した室内空間Ｓ１において、給気ファン３１による空気流れによって冷媒が拡散される。このため、室内空間Ｓ１において漏洩した冷媒が偏在することが抑制され、室内空間Ｓ１の部分的な冷媒濃度の上昇が抑えられる。

（６−３）
上記の実施形態の空気調和システム１００では、管理ユニット９０のシステム制御部９１は、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうち少なくとも１つの空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されたときに、さらに、別の空気調和装置１０の給気ファン３１を動かす。具体的には、冷媒漏洩が検知された空気調和装置１０以外の残りの空気調和装置１０のうち、運転停止状態にある空気調和装置１０の給気ファン３１が作動する（図４のステップＳ１７を参照）。

空気調和システム１００では、冷媒漏洩時に、冷媒漏洩が検知された空気調和装置１０の給気ファン３１に加え、停止中の空気調和装置１０の給気ファン３１も動き始めるため、室内空間Ｓ１において漏洩した冷媒が偏在することがさらに抑制され、室内空間Ｓ１の部分的な冷媒濃度の上昇が抑えられる。

（６−４）
上記の実施形態の空気調和システム１００では、上述のように、建物８０への設置時に行う初期設定などにおいて、管理ユニット９０のタッチパネル９６を用いて、冷媒漏洩時の処理が必要か否かを判断し、フラグを立てるか立てないかを据付業者やユーザーが選択することができる。選択部として機能するタッチパネル９６によって、冷媒漏洩が検知されたときの処理を行わない選択が行われた場合、フラグは立たない。すると、図４に示すステップＳ１２以降の冷媒漏洩時の対応を行う処理には進まず、空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されたときにも、全ての空気調和装置１０（第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）は、運転継続状態あるいは運転許容状態が維持される。

例えば、３台の空気調和装置１０によって空気調和を行う室内空間Ｓ１の床面積が十分に大きいときには、全ての空気調和装置１０から冷媒が漏洩したとしても、室内空間Ｓ１において冷媒濃度が燃焼下限濃度に至らない。この場合には、冷媒漏洩があったとしても、運転に必要な冷媒が冷媒回路２０に残っている限り、空気調和装置１０の運転を継続、あるいは許容状態にすることができる。これに鑑み、上記の実施形態の空気調和システム１００では、システム制御部９１は、空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されたか否かに関わらず、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ全てを、運転継続状態あるいは運転許容状態にしている。

（６−５）
上記の実施形態の空気調和システム１００では、図４のステップＳ１８に示すように、管理ユニット９０において報知部として機能するタッチパネル９６及びブザー９７が、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうち少なくとも１つの空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されたときに、冷媒漏洩に関する報知を行う。これにより、室内空間Ｓ１に居る人などに、冷媒漏洩の事実を周知させることができる。

（６−６）
上記の実施形態の空気調和システム１００では、管理ユニット９０のシステム制御部９１は、複数の空気調和装置１０のうちＭ（Ｍは、２以上の整数）台以上の空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されたときに、複数の空気調和装置１０全てを、運転停止状態あるいは運転禁止状態にしている（図４のステップＳ１３及びステップＳ１４を参照）。具体的には、システム制御部９１は、３台の空気調和装置１０のうち、２台以上の空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されている場合に、全ての空気調和装置１０の圧縮機２１を停止し、給気ファン３１及び排気ファン３２だけを作動させている。

例えば、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃによって室内空間Ｓ１を空気調和する空気調和システム１００において、まず第１空気調和装置１０Ａで冷媒漏洩が生じ、その第１空気調和装置１０Ａを運転停止状態にしたとする。その後、第２空気調和装置１０Ｂでも冷媒漏洩が生じた場合、２つの空気調和装置１０Ａ，１０Ｂからの冷媒漏洩によって室内空間Ｓ１の冷媒濃度が許容範囲内で上昇した状態になる。ここで、もしも第３空気調和装置１０Ｃでも冷媒漏洩が生じると、室内空間Ｓ１の容積によっては、室内空間Ｓ１における冷媒濃度が燃焼下限濃度を超える。すると、そのような事態を避けるべく、予め対策を打つことが好ましい。これに鑑み、上記の実施形態の空気調和システム１００では、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうち２台以上の空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されたときに、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ全てを、運転停止状態あるいは運転禁止状態にしている。

（７）変形例
（７−１）変形例１Ａ
上記の実施形態の空気調和システム１００では、冷房運転と暖房運転とを切り換えることができる空気調和装置１０を採用しているが、室内空間Ｓ１に対して、冷房運転及び暖房運転のいずれか一方だけを行う空気調和装置を設置してもよい。

（７−２）変形例１Ｂ
上記の実施形態の空気調和システム１００では、全ての空気調和装置１０に冷媒漏洩検知センサ９４を配備しているが、冷媒漏洩を検知するセンサは、必ずしも全ての空気調和装置１０に配備されていなくてもよい。但し、少なくとも冷媒回路２０の容量が大きい空気調和装置１０（上記の実施形態では、第１空気調和装置１０Ａ）には、冷媒漏洩検知センサを備えさせることが好ましい。

（７−３）変形例１Ｃ
上記の実施形態の空気調和装置１０では、冷媒回路２０に、冷媒として、Ｒ３２を充填している。しかし、上記の一体型の空気調和装置１０を利用した技術は、燃焼性を有する他の冷媒が冷媒回路２０に充填されている場合にも有効である。いわゆる微燃性を有する冷媒である、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ若しくはＲ７４４の単一冷媒または該冷媒を含む混合冷媒が充填されている場合にも、上記の技術は有効である。なお、上記Ｒ３２はジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）であり、Ｒ１２３４ｙｆは２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）であり、Ｒ１２３４ｚｅは１，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）であり、Ｒ７４４は二酸化炭素である。

また、冷媒回路２０に充填され冷媒回路２０を流れる冷媒として、微燃性の冷媒のほか、弱燃性の冷媒あるいは強燃性の冷媒も想定される。微燃性の冷媒は、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「2Lクラス」と判断される冷媒である。弱燃性の冷媒は、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「2クラス」と判断される冷媒である。強燃性の冷媒は、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「3クラス」と判断される冷媒である。

ここで、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格は、可燃性ガスの評価基準に関する米国の規格である。世界各国で化学物質の規制が為されており、規制される内容の一つに化学物質の燃焼性が挙げられる。各国で規格を設け、各々の評価基準のもと、気体においては可燃性ガスかどうかの分類が行われている。日本の高圧ガス保安法では、可燃性ガスの判断基準として、爆発限界の値が用いられている。可燃性ガスの評価基準は、米国の規格ではASHRAE34、DOT、欧州の規格ではEN378-1、CLP規制、国際的な規格ではGHS、ISO10156が挙げられる。米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に相当する欧州の規格は、例えば、DIN EN378-1(2008)である。ここでも、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格と同様の「Class3：強燃性」、「Class2：弱燃性」、「Class2L：微燃性」が規定されている。また、ISO/FDIS(Final Draft International Standard）817(2013)においても、同様の「Class3：強燃性」、「Class2：弱燃性」、「Subclass2L：微燃性」が規定されている。

（７−４）変形例１Ｄ
上記の実施形態の空気調和システム１００では、３台の空気調和装置１０によって室内空間Ｓ１を空気調和しているが、言うまでもなく、４台以上の空気調和装置によって対象空間を空気調和してもよい。

（７−５）変形例１Ｅ
上記の実施形態の空気調和システム１００では、３台の空気調和装置１０の筐体４０を、建物８０内の天井裏の空間ＣＳ１に固定、配置する形式のものを例示して説明したが、筐体の背面が室内と室外を区切る壁に対向して配置される床置き型の空気調和装置、いわゆるウォールスルー型の空気調和装置であってもよい。

（７−６）
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１０（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ） 空気調和装置
２０ 冷媒回路
２１ 圧縮機
２２ 熱源熱交換器（放熱器あるいは蒸発器）
２３ 膨張弁
２４ 利用熱交換器（蒸発器あるいは放熱器）
３１ 給気ファン（送風機）
３２ 排気ファン
４０ 筐体
８０ 建物
９０ 管理ユニット（管理部）
９６ タッチパネル（選択部；報知部）
９７ ブザー（報知部）
１００ 空気調和システム
Ｓ１ 室内空間
ＣＳ１ 天井裏の空間

特開２０１７−９２６７号公報

Claims (6)

1. 建物（８０）の同一の室内空間（Ｓ１）を空気調和する、第１〜第Ｎ（Ｎは、２以上の整数）空気調和装置（１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ）と、
   前記第１〜第Ｎ空気調和装置を管理する管理部（９０）と、
   を備え、
   前記第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれは、
   圧縮機（２１）、放熱器（２２）、膨張弁（２３）および蒸発器（２４）を有し、大気圧において空気よりも密度が大きい可燃性の冷媒が循環する冷媒回路（２０）と、
   前記建物の内部に配置され、前記冷媒回路を収容する、１つの筐体（４０）と、
   を有し、
   前記管理部（９０）は、
   前記第１〜第Ｎ空気調和装置のうち少なくとも１台の空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたときに、
   冷媒漏洩が検知された前記空気調和装置を運転停止状態あるいは運転禁止状態にし、
   且つ、
   それ以外の残りの前記空気調和装置を運転継続状態あるいは運転許容状態にする、
   空気調和システム（１００）。
2. 前記第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれは、
   前記放熱器又は前記蒸発器を通って空気調和された空気を、前記筐体の中から前記室内空間に向けて吹き出させる送風機（３１）、
   をさらに有し、
   前記管理部は、冷媒漏洩が検知された前記空気調和装置を運転停止状態にするときに、前記圧縮機を停止させ、前記送風機を動かし続ける、
   請求項１に記載の空気調和システム。
3. 前記管理部は、
   前記第１〜第Ｎ空気調和装置のうち少なくとも１つの空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたときに、さらに、
   冷媒漏洩が検知された前記空気調和装置以外の残りの前記空気調和装置のうち、運転停止状態にある前記空気調和装置の前記送風機を、動かす、
   請求項２に記載の空気調和システム。
4. 冷媒漏洩が検知されたときの処理を行わない選択を行う選択部（９６）、
   をさらに備え、
   前記選択部により、冷媒漏洩が検知されたときの処理を行わない選択が行われた場合、前記管理部は、前記空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたか否かに関わらず、前記第１〜第Ｎ空気調和装置全てを、運転継続状態あるいは運転許容状態にする、
   請求項１から３のいずれかに記載の空気調和システム。
5. 前記第１〜第Ｎ空気調和装置のうち少なくとも１つの空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたときに、前記冷媒漏洩に関する報知を行う報知部（９６，９７）、
   をさらに備えた、請求項１から４のいずれかに記載の空気調和システム。
6. 前記管理部は、
   前記第１〜第Ｎ空気調和装置のうちＭ（Ｍは、２以上Ｎ以下の整数）台以上の空気調和装置において冷媒漏洩が検知されたときに、
   前記第１〜第Ｎ空気調和装置全てを、運転停止状態あるいは運転禁止状態にする、
   請求項１から５のいずれかに記載の空気調和システム。

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