JP2021076339A - 空気調和システム - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒漏洩が生じている空気調和装置の冷媒回路から天井裏の空間に冷媒が放出され、その冷媒が天井裏の空間を介して他の空気調和装置の筐体に入ることを抑制する。【解決手段】空気調和システム１０は、第１〜第３空気調和装置と、それらを管理する管理ユニット９０とを備える。第１〜第３空気調和装置それぞれは、冷媒回路と、１つの筐体４０とを有している。冷媒回路は、圧縮機、放熱器、膨張弁および蒸発器を有している。可燃性の冷媒が、冷媒回路を循環する。冷媒回路を収容する筐体は、天井裏の空間ＣＳ１に配置される。第１〜第３空気調和装置それぞれの筐体が配置される天井裏の空間は、連続した１つの空間である。管理ユニットは、いずれか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３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。【選択図】図１

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２０１８−１８９２９０号公報）に、複数の一体型の空気調和装置の熱源側ユニットが、それぞれ１つの天井裏の空間に配置される空気調和システムが示されている。

１つの筐体の中に冷媒回路が全て収容される一体型の空気調和装置が、建物の天井あるいは天井裏の空間に複数台設置される場合、ある空気調和装置から漏洩した冷媒が、天井裏の空間を介して、他の空気調和装置に流れ込む恐れがある。

そして、仮に、天井の下の室内空間が仕切りによって分割されているとすれば、分割され床面積が小さくなっている部屋に、その部屋の天井裏の空間以外のエリアに設置された空気調和装置から漏洩した冷媒が流れ落ちてくる可能性がある。

しかし、そのような現象への対策は、これまで何ら講じられていない。

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。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つの筐体とを有している。冷媒回路は、圧縮機、放熱器、膨張弁および蒸発器を有している。可燃性の冷媒が、冷媒回路を循環する。筐体は、天井裏の空間に、少なくとも一部が配置される。天井裏の空間は、建物の室内空間の上に位置する。筐体は、冷媒回路を収容する。第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれの筐体の少なくとも一部が配置される天井裏の空間は、連続した１つの空間である。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、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。

ここでは、いずれかの空気調和装置において冷媒漏洩が検知されると、運転中の空気調和装置は運転停止し、停止中の空気調和装置は運転が禁止されて、全ての空気調和装置が運転停止状態あるいは運転禁止状態となる。これにより、冷媒漏洩が生じている空気調和装置の冷媒回路から天井裏の空間に冷媒が放出され、その冷媒が天井裏の空間を介して他の空気調和装置の筐体に入ったとしても、その筐体から室内空間に冷媒が流れることが抑制される。

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の筐体の内部には、第１空気流路と、第２空気流路と、が形成されている。第１空気流路は、室内空間から吸い込んだ空気を、放熱器又は蒸発器を通して、室内空間に吹き出す。第２空気流路は、天井裏の空間から吸い込んだ空気を、蒸発器又は放熱器を通して、天井裏の空間に吹き出す。第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれは、第１空気流路に配置される第１冷媒漏洩検知センサと、第２空気流路に配置される第２冷媒漏洩検知センサと、を有している。

ここでは、筐体の内部に２つの冷媒漏洩検知センサが配備されている。このため、冷媒回路から漏洩した冷媒は、主として室内空間に通じる第１空気流路に流れる可能性が高い冷媒も、主として天井裏の空間に通じる第２空気流路に流れる可能性が高い冷媒も、それぞれ検知ができる。これにより、冷媒漏洩が生じた空気調和装置から室内空間に直接流れる冷媒に対しても、冷媒漏洩が生じた空気調和装置から天井裏の空間及び他の空気調和装置を経て室内空間に流れる冷媒に対しても、検知して対応を採ることができる。

第３観点の空気調和システムは、第１観点又は第２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、空気流れを生じさせる第２ファンを有している。第２ファンが生成する空気流れは、天井裏の空間から空気を吸い込み、蒸発器又は放熱器を通して天井裏の空間に吹き出す、空気流れである。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、第１〜第Ｎ空気調和装置すべての圧縮機を停止すると共に、第１〜第Ｎ空気調和装置の少なくとも１台の第２ファンを駆動させる。

ここでは、冷媒漏洩検知時に、少なくともいずれかの第２ファンが作動するため、第２ファンによって天井裏の空間に吹き出された空気によって、天井裏の空間に冷媒が漏れ出たとしても攪拌される。このため、天井裏の空間の空気の冷媒濃度が部分的に高くなることが抑制され、冷媒濃度が高い天井裏の空間の空気が空気調和装置を介して室内空間に流れてくることも抑制される。

第４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、第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれは、第１ファンと、第２ファンとを有している。第２ファンは、天井裏の空間から空気を吸い込み、蒸発器又は放熱器を通して天井裏の空間に吹き出す空気流れを生じさせる。第１ファンは、室内空間から空気を吸い込み、放熱器又は蒸発器を通して室内空間に吹き出す空気流れを生じさせる。管理部は、第１〜第Ｎ空気調和装置のうち少なくとも１台の空気調和装置の第１冷媒漏洩検知センサにおいて冷媒漏洩が検知された場合、第１〜第Ｎ空気調和装置の少なくとも１台の第１ファンを駆動させる。

ここでは、冷媒漏洩検知時に、少なくともいずれかの第１ファンが作動するため、室内空間に漏洩した冷媒が攪拌され、室内空間における部分的な冷媒濃度の上昇が抑えられる。

第５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、第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれは、第１ファンと、第２ファンとを有している。第２ファンは、天井裏の空間から空気を吸い込み、蒸発器又は放熱器を通して天井裏の空間に吹き出す空気流れを生じさせる。第１ファンは、室内空間から空気を吸い込み、放熱器又は蒸発器を通して室内空間に吹き出す空気流れを生じさせる。管理部は、第１〜第Ｎ空気調和装置のうち少なくとも１台の空気調和装置の第２冷媒漏洩検知センサにおいて冷媒漏洩が検知された場合、第１〜第Ｎ空気調和装置の少なくとも１台の第２ファンを駆動させる。

ここでは、冷媒漏洩検知時に、少なくともいずれかの第２ファンが作動するため、第２ファンによって天井裏の空間に吹き出された空気によって、天井裏の空間に冷媒が漏れ出たとしても攪拌される。このため、天井裏の空間の空気の冷媒濃度が部分的に高くなることが抑制され、冷媒濃度が高い天井裏の空間の空気が空気調和装置を介して室内空間に流れることも抑制される。

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。 室内空間の模様替えでパーティションが設置された状態を示す図。 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。

なお、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それぞれの筐体４０が配置される天井裏の空間ＣＳ１は、図１に示すように、連続した１つの空間である。

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、第１冷媒漏洩検知センサ７１及び第２冷媒漏洩検知センサ７２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。第１冷媒漏洩検知センサ７１は、第１空気流路３１ａにおいて利用熱交換器２４の近傍に配置され、冷媒回路２０から冷媒が漏洩したことを検知する。第２冷媒漏洩検知センサ７２は、第２空気流路３２ａにおいて熱源熱交換器２２の近傍に配置され、冷媒回路２０から冷媒が漏洩したことを検知する。第１冷媒漏洩検知センサ７１及び第２冷媒漏洩検知センサ７２は、検知した冷媒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。特に、図４に示すように、空気調和システム１００を建物８０に据え付けて運転を開始してから時間が経過し、その後、室内空間Ｓ１の模様替えが行われてパーティション８８等が新設された場合、分割された各空間の床面積が変わることになって、冷媒濃度がＬＦＬを超える可能性が上がってくる。このようなことに鑑み、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５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５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、その後の室内空間Ｓ１の模様替え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、室内空間Ｓ１の模様替えを行って、図４に示すように室内空間Ｓ１の床面が左側の床面８６ａと右側の床面８６ｂとに分かれた場合、右側の床面８６ｂの上方の空間は、容積が小さくなる。すると、いずれかの空気調和装置１０の冷媒回路２０から冷媒漏洩が生じた場合、その空間の冷媒濃度が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、室内空間Ｓ１が分割されず、いずれかの空気調和装置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を超えることがないのであれば、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、３台の空気調和装置１０のうち、いずれかの空気調和装置１０の第１冷媒漏洩検知センサ７１あるいは第２冷媒漏洩検知センサ７２によって冷媒漏洩が検知されているか否かが判定される。システム制御部９１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も、冷媒漏洩が検知されていない空気調和装置１０も、全ての空気調和装置１０の圧縮機２１が運転停止あるいは運転禁止状態にされる。具体的には、ステップＳ１３において、システム制御部９１は、運転中の空気調和装置１０の圧縮機２１を停止させ、停止中の空気調和装置１０の圧縮機２１が起動しないように作動禁止状態にする。

ステップＳ１３に続くステップＳ１４では、天井裏の空間ＣＳ１と連通する第２空気流路３２ａに配置された第２冷媒漏洩検知センサ７２によって冷媒漏洩が検知されているか否かが判定される。第２冷媒漏洩検知センサ７２によって冷媒漏洩が検知されている場合、ステップＳ１５に移行して、３台全ての空気調和装置１０の排気ファン３２を動かして、天井裏の空間ＣＳ１の空気を攪拌する。続いて、ステップＳ１６に移行し、システム制御部９１は、冷媒漏洩が検知された空気調和装置１０の給気ファン３１を動かす。

一方、ステップＳ１４で、第２冷媒漏洩検知センサ７２によって冷媒漏洩が検知されていないと判定した場合、システム制御部９１は、ステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７に移行したということは、ステップＳ１２で冷媒漏洩が検知されていると判定され、且つ、ステップＳ１４で第２冷媒漏洩検知センサ７２によって冷媒漏洩が検知されていないと判定されたということなので、第１冷媒漏洩検知センサ７１によって冷媒漏洩が検知されていることになる。

ステップＳ１７では、室内空間Ｓ１と直接的に連通する第１空気流路３１ａに配置された第１冷媒漏洩検知センサ７１によって冷媒漏洩が検知されていることに鑑み、３台全ての空気調和装置１０の給気ファン３１を動かして、室内空間Ｓ１の空気を攪拌する。

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、いずれかの空気調和装置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、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する（図５のステップＳ１３を参照）。言い換えると、いずれかの空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されると、システム制御部９１は、運転中の空気調和装置１０は運転停止し、停止中の空気調和装置１０は運転が禁止されて、全ての空気調和装置１０の圧縮機２１が運転停止状態あるいは運転禁止状態となる。これにより、冷媒漏洩が生じている空気調和装置１０の冷媒回路２０から天井裏の空間ＣＳ１に冷媒が放出され、その冷媒が天井裏の空間ＣＳ１を介して他の空気調和装置１０の筐体４０に入ったとしても、その筐体４０から室内空間ＣＳ１に冷媒が流れることが抑制される。

なお、ある空気調和装置１０から天井裏の空間ＣＳ１に冷媒が漏洩し、その冷媒が他の空気調和装置１０に入って室内空間Ｓ１に流れる現象を、図４に示す配置の第１，第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｃを例にとって説明すると、第１空気調和装置１０で冷媒が漏洩し、その冷媒が天井裏の空間ＣＳ１を流れて第３空気調和装置１０Ｃの筐体４０に入り、その筐体４０から室内空間Ｓ１のパーティション８８の右側の部分に漏れ出すという現象が挙げられる。特に、第３空気調和装置１０Ｃが外気導入の経路を備えるような機器である場合、天井裏の空間ＣＳ１から室内空間Ｓ１に空気を導くこともあり、天井裏の空間ＣＳ１を共有する第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、たとえ冷媒回路２０がそれぞれ独立しているとしても、上記の図５に示す冷媒漏洩チェック及び対応の処理を行うことが好ましい。

（６−２）
上記の実施形態の空気調和システム１００では、各空気調和装置１０の筐体４０の内部に、２つの冷媒漏洩検知センサ７１，７２が配備されている。このため、冷媒回路２０から漏洩した冷媒は、主として室内空間Ｓ１に通じる第１空気流路３１ａに流れる可能性が高い冷媒も、主として天井裏の空間ＣＳ１に通じる第２空気流路３２ａに流れる可能性が高い冷媒も、それぞれ検知ができる。これにより、冷媒漏洩が生じた空気調和装置１０から室内空間Ｓ１に直接流れる冷媒に対しても、冷媒漏洩が生じた空気調和装置１０から天井裏の空間ＣＳ１及び他の空気調和装置１０を経て室内空間Ｓ１に流れる冷媒に対しても、検知して対応を採ることができている。

（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台の空気調和装置１０において第１冷媒漏洩検知センサ７１が冷媒漏洩を検知した場合に、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの少なくとも１台の給気ファン３１を駆動させている（図５のステップＳ１７及びステップＳ１８を参照）。このように、空気調和システム１００では、冷媒漏洩検知時に、少なくともいずれかの給気ファン３１が作動するため、室内空間Ｓ１に漏洩した冷媒が攪拌され、室内空間Ｓ１における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、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の第２冷媒漏洩検知センサ７２において冷媒漏洩が検知された場合、第１〜第３空気調和装置すべての圧縮機２１を停止すると共に、第１〜第３空気調和装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの少なくとも１台の排気ファン３２を駆動させている（図５のステップＳ１３〜ステップＳ１５を参照）。このように、空気調和システム１００では、冷媒漏洩検知時に、排気ファン３２が作動するため、天井裏の空間ＣＳ１に冷媒が漏れ出たとしても攪拌される。このため、天井裏の空間ＣＳ１の空気の冷媒濃度が部分的に高くなることが抑制され、冷媒濃度が高い天井裏の空間ＣＳ１の空気が空気調和装置１０を介して室内空間Ｓ１に流れることも抑制される。

（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の説明では明示していないが、いずれかの空気調和装置１０において冷媒漏洩が検知されたときに、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ことが好ましい。また、管理ユニット９０のシステム制御部９１は、さらにブザー９７を鳴らし、室内空間Ｓ１に居る人に冷媒漏洩に関する異常を知ら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システム１００では、図５のステップＳ１５において、システム制御部９１が全ての空気調和装置１０の排気ファン３２を動かしているが、それに代えて、冷媒漏洩が検知された空気調和装置１０の排気ファン３２だけを動かしてもよい。

また、図５のステップＳ１７において、システム制御部９１が全ての空気調和装置１０の給気ファン３１を動かしているが、それに代えて、冷媒漏洩が検知された空気調和装置１０の給気ファン３１だけを動かしてもよい。

また、図５のステップＳ１８は、必須の処理ではなく、省略してもよい。

（７−４）変形例１Ｄ
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。

（７−５）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。

（７−６）
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（第１ファン）
３１ａ 第１空気流路
３２ 排気ファン（第２ファン）
３２ａ 第２空気流路
４０ 筐体
７１ 第１冷媒漏洩検知センサ
７２ 第２冷媒漏洩検知センサ
８０ 建物
９０ 管理ユニット（管理部）
９１ システム制御部
１００ 空気調和システム
Ｓ１ 室内空間
ＣＳ１ 天井裏の空間

特開２０１８−１８９２９０号公報

Claims (5)

1. 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、可燃性の冷媒が循環する冷媒回路（２０）と、
   建物の室内空間（Ｓ１）の上に位置する天井裏の空間（ＣＳ１）に少なくとも一部が配置され、前記冷媒回路を収容する、１つの筐体（４０）と、
   を有し、
   前記第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれの前記筐体の少なくとも一部が配置される前記天井裏の空間（ＣＳ１）は、連続した１つの空間であり、
   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、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、
   空気調和システム。
2. 前記第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれの前記筐体の内部には、前記室内空間から吸い込んだ空気を前記放熱器又は前記蒸発器を通して前記室内空間に吹き出す第１空気流路と、前記天井裏の空間から吸い込んだ空気を前記蒸発器又は前記放熱器を通して前記天井裏の空間に吹き出す第２空気流路と、が形成されており、
   前記第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれは、前記第１空気流路に配置される第１冷媒漏洩検知センサと、前記第２空気流路に配置される第２冷媒漏洩検知センサと、を有している、
   請求項１に記載の空気調和システム。
3. 前記第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれは、前記天井裏の空間から空気を吸い込み、前記蒸発器又は前記放熱器を通して前記天井裏の空間に吹き出す空気流れを生じさせる第２ファンを有し、
   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、前記第１〜第Ｎ空気調和装置すべての圧縮機を停止すると共に、前記第１〜第Ｎ空気調和装置の少なくとも１台の前記第２ファンを駆動させる、
   請求項１又は２に記載の空気調和システム。
4. 前記第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれは、
   前記天井裏の空間から空気を吸い込み、前記蒸発器又は前記放熱器を通して前記天井裏の空間に吹き出す空気流れを生じさせる第２ファンと、
   前記室内空間から空気を吸い込み、前記放熱器又は前記蒸発器を通して前記室内空間に吹き出す空気流れを生じさせる第１ファンと、
   を有し、
   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台の空気調和装置の前記第１冷媒漏洩検知センサにおいて冷媒漏洩が検知された場合、前記第１〜第Ｎ空気調和装置の少なくとも１台の前記第１ファンを駆動させる、
   請求項２に記載の空気調和システム。
5. 前記第１〜第Ｎ空気調和装置それぞれは、
   前記天井裏の空間から空気を吸い込み、前記蒸発器又は前記放熱器を通して前記天井裏の空間に吹き出す空気流れを生じさせる第２ファンと、
   前記室内空間から空気を吸い込み、前記放熱器又は前記蒸発器を通して前記室内空間に吹き出す空気流れを生じさせる第１ファンと、
   を有し、
   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台の空気調和装置の前記第２冷媒漏洩検知センサにおいて冷媒漏洩が検知された場合、前記第１〜第Ｎ空気調和装置の少なくとも１台の前記第２ファンを駆動させる、
   請求項２に記載の空気調和システム。

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