JP2021162232A - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遮断弁が設置された室内機と遮断弁が設置されていない室内機が混在する場合において、冷媒の漏れが発生した場合でも、冷媒の漏れによる影響を抑制することができる空気調和装置を提供する。【解決手段】制御装置１００は、冷媒センサ４１〜４４からの出力に基づき、冷媒が漏れていると判定した場合には、当該冷媒センサが設置された室内に配置された室内機２１〜２４が、次第１遮断弁５１、５２を備えた第１の室内機であるか、または、第１制御弁５１、５２を備えていない第２の室内機であるかを判断し、第１の室内機であると判断した場合には、当該第１の室内機の第１遮断弁５１を閉じる。【選択図】図２

Description

本発明は、室外機と、複数台の室内機と、複数の冷媒センサを備えた空気調和装置に関する。

ビル用のマルチエアコンなどにおける冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩検知システムとして、特許文献１では、室外機と、複数台の室内機とを備える空気調和装置において、建物の複数の部屋毎に、冷媒センサ等の出力に基づいて、冷媒漏れの有無を判定する冷媒漏洩検知装置と、冷媒漏洩検知装置が冷媒漏れが発生したと判定した場合に警報音を発する警報器と、冷媒漏洩検知装置が冷媒漏れが発生したと判定した場合に作動する安全装置と、を備え、冷媒漏れが発生したと判定された部屋の安全装置としての遮断弁を閉じる冷媒漏洩検知システムが開示されている。
特許文献１に示された冷媒漏洩検知システムは、室内機が配置された部屋毎に安全装置としての遮断弁が設けられていることから、遮断弁が配置された全ての部屋において冷媒が漏れた場合に遮断弁を閉じることができるので、安全性を確保するという点では有効であった。

ＷＯ２０１７／００２２１５号公報

しかし、大空間の部屋などのような場合は、小空間の部屋と異なり冷媒が漏れた場合の影響が少ないことから、必ずしも、安全装置の設置が必須でない場合がある。また、安全装置としての遮断弁は高価であることから、設置義務が無い部屋で遮断弁を設けることはコストアップの要因となるため、設置義務が無い部屋では遮断弁を設けない場合があった。そのような、遮断弁が設置された部屋と遮断弁が設置されていない部屋とが混在する場合には、特許文献１に示された冷媒漏洩検知システムでは対応できないという問題があった。

また、冷媒漏れが発生した部屋では遮断弁を閉じるが、冷媒が漏れていない他の部屋では空調運転の要求がある場合があっても、特許文献１に示された冷媒漏洩検知システムでは対応できるかどうか不明であった。
本発明は、上記課題に鑑み、室外機と、複数台の室内機と、室内機が設置された部屋毎に冷媒センサが設置された空気調和装置において、遮断弁が設置された室内機と遮断弁が設置されていない室内機が混在する場合において、冷媒の漏れが発生した場合でも、冷媒の漏れが生じていない部屋への影響を抑制することができる空気調和装置を提供するものである。

本発明の一態様は、圧縮機と室外熱交換器とが冷媒配管で接続された室外機冷媒回路を備えた室外機と、建物の複数の室内毎に設置される室内熱交換器が前記冷媒配管で接続された室内機冷媒回路を備えた複数の室内機と、複数の前記室内機冷媒回路が並列に前記室外機冷媒回路に接続されて冷媒が循環する冷媒回路と、前記室内機が設置される前記室内の冷媒を検知する複数の冷媒センサと、前記室外機と複数の前記室内機を制御する制御手段と、を備えて空調運転を行う空気調和装置において、複数の前記室内機は、前記室内機冷媒回路の前記冷媒配管に接続されて前記室内機への冷媒の供給を遮断させる第１遮断弁を備えた第１の室内機と、前記第１遮断弁を備えていない第２の室内機とで構成されており、前記制御手段は、前記冷媒センサからの出力に基づき、冷媒が漏れていると判定した場合には、当該冷媒センサが設置された前記室内に設置された前記室内機が、前記第１の室内機であるか、または、前記第２の室内機であるかを判断し、前記第１の室内機であると判断した場合には、当該第１の室内機の前記第１遮断弁を閉じる空気調和装置である。

本発明によれば、冷媒が漏れていると判定した場合には、当該冷媒センサが設置された室内に配置された室内機が、第１遮断弁を備えた第１の室内機であるか、または、第１遮断弁を備えていない第２の室内機であるかを判断し、前記第１の室内機であると判断した場合には、当該第１の室内機の前記第１遮断弁を閉じるので、遮断弁が設置された室内機と遮断弁が設置されていない室内機が混在する場合において、冷媒の漏れが発生した場合でも、冷媒の漏れによる影響を抑制することができる空気調和装置を提供する。

第１の実施形態における室内調和装置のシステム概略図である。 第１の実施形態における室内調和装置の制御フロー図である。 第２の実施形態における室内調和装置のシステム概略図である。 第２の実施形態における室内調和装置の制御フロー図である。

以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。実施形態としては、４台の室内機が室外機に並列に接続され、全ての室内機で同時に冷房運転あるいは暖房運転が行える空気調和装置を例に挙げて説明する。尚、本発明は以下の実施形態に限定されることはなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

図１は、本発明の第１の実施形態における空気調和装置１Ａの概略構成図を示す。空気調和装置１Ａは、建物６の室外に配置される１台の室外機２と、建物６の室内に配置される４台の室内機２１〜２４とを備えている。室外機２は、冷媒配管９で接続された室外機冷媒回路２０を備え、室内機２１〜２４は、冷媒配管９で接続された室内機冷媒回路２１ｃ〜２４ｃを備えており、室外機冷媒回路２０に分岐管８を介して並列に室内機冷媒回路２１ｃ〜２４ｃが接続されている。室外機冷媒回路２０と、分岐管８と、分岐管８と並列に接続される室内機冷媒回路２１ｃ〜２４ｃと、で冷媒が循環する冷媒回路１０が形成されている。４台の室内機２１〜２４はそれぞれ、建物６の室内としての居室１１〜居室１４それぞれに設置されている。また、空気調和装置１Ａは、室外機２に配置された制御装置１００と、制御装置１００と接続して室内機２１〜２４のそれぞれに配置された室内制御装置６１〜６４とを備えており、制御装置１００と室内制御装置６１〜６４とによって、室内機２１〜２４が設置された居室１１〜１４の冷房運転または暖房運転を行う。図１において、各構成要素を繋ぐ実線は冷媒配管を示し、破線は通信線を示す。

室外機２は、圧縮機４と、図示しない流路切換弁である四方弁と、室外熱交換器３と、図示しない室外機膨張弁と、図示しない室外機ファンとを備えている。そして、室外機ファンを除くこれら各装置が、冷媒配管９で接続されて室外機冷媒回路２０を形成している。圧縮機４は、インバータにより回転数が制御される図示しないモータによって駆動されることで、運転容量を可変できる能力可変型圧縮機であり、圧縮機４の運転容量および室外機ファンの回転数は、図示しない各種センサからの情報に基づき、制御装置１００によって制御される。

室外熱交換器３は、冷媒と、室外機ファンの回転により室外機２の内部に取り込まれた外気を熱交換させるものである。室外熱交換器３は、四方弁の切換えによって、空気調和装置１Ａが冷房運転を行う場合は凝縮器として機能し、空気調和装置１Ａが暖房運転を行う場合は蒸発器として機能する。
室内機２１〜２４は全て同じ構成を有しているため、以下で室内機２１〜２４について説明する場合は、特別な場合を除き、室内機２１に基づき説明を行う。室内機２１は、室内熱交換器３１と、図示しない室内機膨張弁と、図示しない室内機ファンとを備えている。そして、室内機ファンを除くこれら各構成装置が冷媒配管９で相互に接続されて、室内機冷媒回路２１ｃ構成している。また、室内機２１は、室内制御装置６１を備えており、室内制御装置６１は図示しない各種センサと、室内機ファンと、室内機膨張弁とに接続している。

室内熱交換器３１は、冷媒と、室内機ファンの回転により室内機２１の内部に取り込まれた室内空気を熱交換させるものである。室内熱交換器３１は、空気調和装置１Ａが冷房運転を行う場合は蒸発器として機能し、空気調和装置１が暖房運転を行う場合は凝縮器として機能する。
第１の実施形態において、室内機２１は、居室１１に設置され、居室１１の冷房または暖房を行う。室内機２２は、居室１２に設置され、居室１２の冷房または暖房を行う。室内機２３は、居室１３に設置され、居室１３の冷房または暖房を行う。室内機２４は居室１４に設置され、居室１４の冷房または暖房を行う。

室内機２１は、室内機冷媒回路２１ｃの冷媒配管９に接続されて室内機２１への冷媒の供給を遮断させる第１遮断弁５１が備えている。同様に、室内機２２も、室内機冷媒回路２２ｃの冷媒配管９に接続されて室内機２２への冷媒の供給を遮断させる第１遮断弁５２を備えている。一方、室内機２３は、室内機冷媒回路２３ｃの冷媒配管９に接続されて室内機２３への冷媒の供給を遮断させる第１遮断弁は備えていない。同様に、室内機２４も第１遮断弁を備えていない。すなわち、第１の実施形態における空気調和装置１Ａは、第１遮断弁が設置された室内機と第１遮断弁が設置されていない室内機が混在している。尚、第１の実施形態において、室内機２１、２２が本発明における第１の室内機を示し、室内機２３、２４が第２の室内機を示す。

室内機２１に対応して設けられた第１遮断弁５１は制御装置１００と接続しており、制御装置１００からの指示により、第１遮断弁５１を閉止させて冷媒配管９を遮断する。同様に、室内機２２に対応して設けられた第１遮断弁５２は、制御装置１００と接続しており、制御装置１００からの指示により、第１遮断弁５２を閉止させて冷媒配管９を遮断する。第１遮断弁５１、５２は、通常の冷房運転または暖房運転においては開いており、第１遮断弁５１、５２が設置された冷媒配管９を冷媒が流通することができる。

居室１１〜１４のそれぞれには、冷媒センサ４１〜４４が設置されている。冷媒センサ４１は、居室１１に設置された室内機２１から漏れた冷媒を検知する検知手段である。冷媒センサ４１は室内制御装置６１に接続されており、室内制御装置６１は冷媒センサ４１からの出力に基づいて、居室１１に設置された室内機２１から冷媒漏れが発生したかどうかを判定する。また、室内制御装置６１は、室内機２１から冷媒漏れが発生したと判定した場合は、その結果を制御装置１００に送信する。

制御装置１００はメモリ１０１を有しており、メモリ１０１には、運転機情報として、居室１１〜１４と、居室１１〜１４に設置される室内機２１〜２４と、居室１１〜１４に設置される冷媒センサ４１〜４４と、室内機２１、２２に対応して設けられる第１遮断弁５１、５２とに関する対応関係が示されたテーブル１０２があらかじめ記憶されている。テーブル１０２は、例えば室内機２１〜２４にディップスイッチ等が設けられ、室内機２１〜２４に対応して第１遮断弁が設けられているか否かを作業者が入力することで作成される。そのため、例えば、冷媒センサ４１から出力により冷媒漏れが発生したと判定した場合は、冷媒漏れは居室１１で発生し、居室１１には室内機２１が設置されており、居室１１に設置された室内機２１は対応する第１遮断弁５１を備えていることが判断できるようになっている。

次に、図２を用いて、第１の実施形態における、冷媒センサ４１〜４４からの出力に基づく室内調和装置１Ａの制御フローについて説明する。暖房または冷房の空調運転が開始されると（Ｓ１）、制御装置１００は、冷媒センサ４１〜４４からの信号に基づき、居室１１〜１４のいずれかで冷媒漏れが発生していないかを監視する（Ｓ２）。例えば、冷媒センサ４１からの出力により、冷媒漏れが発生したと判断された場合（Ｓ３−ＹＥＳ）、制御装置１００は、テーブル１０２に基づき、冷媒センサ４１が設置された居室と、当該居室に設置された室内機と、当該室内機が第１遮断弁を備えているかどうかの運転機情報を参照する（Ｓ４）。テーブル１０２を参照した結果、冷媒センサ４１は居室１１に設置され、居室１１には室内機２１が設置され、室内機２１は第１遮断弁５１を備えていると判断し（Ｓ５−ＹＥＳ）、室内機２１に対応する第１遮断弁５１を閉止し（Ｓ６）、空調運転を一時停止する（Ｓ７）。空調運転を停止した後、図示しない各種センサからの情報、例えば、冷媒回路１０内の冷媒圧力などを検知し、空調運転が可能かどうか判断する（Ｓ８）。その結果、空調運転が可能と判断され（Ｓ８−ＹＥＳ）、室内機２１以外の室内機２２〜２４のいずれかから運転要求があった場合は（Ｓ９−ＹＥＳ）、運転を開始し（Ｓ１）、運転要求がない場合は（Ｓ９−ＮＯ）、運転を停止したまま待機する。

制御装置１００は、例えば、冷媒センサ４３からの出力により、冷媒漏れが発生したと判断した場合は（Ｓ３−ＹＥＳ）、テーブル１０２を参照して（Ｓ４）、冷媒センサ４３が設置された居室１３に設置された室内機２３は第１遮断弁を備えていないと判断し（Ｓ５−ＮＯ）、室内機２１に対応する第１遮断弁５１と室内機２２に対応する第１遮断弁５２を閉止する（Ｓ１０）。すなわち、すべての第１遮断弁を閉止し、その後、空調運転を停止する。

第１の実施形態では、制御装置１００が、冷媒センサ４１〜４４のいずれかからの出力に基づき、冷媒漏れが発生したと判定した場合、当該冷媒センサが設置された居室に配置された室内機が、第１遮断弁を備えた室内機であるか、または、第１遮断弁を備えていない室内機であるかを判断するため、第１遮断弁が設置された室内機と第１遮断弁が設置されていない室内機が混在する建物６に用いられる空気調和装置１Ａのような場合であっても、当該冷媒センサが設置された居室に配置された室内機が、第１遮断弁を備えた室内機であれば、当該第１遮断弁を閉じ、当該冷媒センサが設置された居室に配置された室内機が、第１遮断弁を備えていない室内機であれば、第１遮断弁を備えたすべての室内機の第１遮断弁を閉じるため、冷媒の漏れ量を最小限に抑えることができ、冷媒の漏れによる影響を抑制できる。

次に、本発明の第２の実施形態について、図３と図４を用いて説明する。第２の実施形態と第１の実施形態の違いは、室外機冷媒回路２０に第２遮断弁５が設けられている点であって、他の構成は同じである。従って、図３と図４において、第１の実施形態と同じ構成は同じ符号を示す。また、共通する構成の説明は省略する。
図３は、本発明の第２の実施形態における空気調和装置１Ｂの概略構成図を示す。空気調和装置１Ｂは、建物６の室外に配置される１台の室外機２と、建物６の室内に配置される４台の室内機２１〜２４とを備えている。室外機２は、冷媒配管９で接続された室外機冷媒回路２０を備え、室内機２１〜２４は、冷媒配管９で接続された室内機冷媒回路２１ｃ〜２４ｃを備えており、室外機冷媒回路２０に分岐管８を介して並列に室内機冷媒回路２１ｃ〜２４ｃが接続されている。室外機冷媒回路２０と、分岐管８と、分岐管８と並列に接続される室内機冷媒回路２１ｃ〜２４ｃと、で冷媒が循環する冷媒回路１０が形成されている。

室外機２は、圧縮機４と、図示しない流路切換弁である四方弁と、室外熱交換器３と、図示しない室外機膨張弁と、図示しない室外機ファンとを備えている。圧縮機４と、四方弁と、室外熱交換器３と、室外機膨張弁と、が冷媒配管９で接続されて室外機冷媒回路２０を形成しており、室外機冷媒回路２０の分岐管８と接続する冷媒配管９には、室内機２１〜２４への冷媒の供給を遮断させる第２遮断弁５が設けている。
次に、図４を用いて、第２の実施形態における、冷媒センサ４１〜４４からの出力に基づく室内調和装置１Ｂの制御フローについて説明する。第２の実施形態の制御フローと第１の実施形態の制御フローとの違いは、Ｓ５において、例えば、冷媒センサ４３からの出力により、冷媒漏れが発生したと判断された場合は、室内機２３は第１遮断弁を備えていないと判断する（Ｓ５−ＮＯ）が、その後の制御が、Ｓ１０ではなく、Ｓ１１とＳ１２になる点で相違する。

制御装置１００は、冷媒センサ４３からの出力により、冷媒漏れが発生したと判断した場合は、室内機２３は第１遮断弁５１を備えていないと判断し（Ｓ５−ＮＯ）、その後、ポンプダウン運転を実施する（Ｓ１１）。ポンプダウン運転の実施が終了すると、第２遮断弁を閉じ（Ｓ１２）、運転を停止する。ポンプダウン運転とは、圧縮機４を運転し、室内機２１〜２４側の冷媒回路１０から冷媒を回収する運転である。
第２の実施形態では、制御装置１００が、冷媒センサ４１〜４４のいずれかからの出力に基づき、冷媒漏れが発生したと判定した場合、当該冷媒センサが設置された室内に配置された室内機が、第１遮断弁を備えていない室内機の場合、圧縮機４によるポンプダウン運転を実施し、その後、第２遮断弁５を閉じるため、第１の実施形態よりも冷媒の漏れ量を最小限に抑えることができる。

以上、限られた数の実施形態を参照しながら説明したが、権利範囲はそれらに限定されるものではなく、上記の開示に基づく実施形態の改変は、当業者にとって自明のことである。

１Ａ、１Ｂ…空気調和装置、２…室外機、３…室外熱交換器、４…圧縮機、５…第２遮断弁、８…分岐管、９…冷媒配管、１０…冷媒回路、１１〜１４…居室、２０…室外機冷媒回路、２１〜２４…室内機、２１ｃ〜２４ｃ…室内機冷媒回路、３１〜３４…室内熱交換器、４１〜４４…冷媒センサ、５１、５２…第１遮断弁、６１〜６４…室内制御装置、１００…制御装置、１０１…メモリ、１０２…テーブル

Claims (5)

1. 圧縮機と室外熱交換器とが冷媒配管で接続された室外機冷媒回路を備えた室外機と、
   建物の複数の室内毎に設置される室内熱交換器が前記冷媒配管で接続された室内機冷媒回路を備えた複数の室内機と、
   複数の前記室内機冷媒回路が並列に前記室外機冷媒回路に接続されて冷媒が循環する冷媒回路と、
   前記室内機が設置される前記室内の冷媒を検知する複数の冷媒センサと、
   前記室外機と複数の前記室内機を制御する制御手段と、を備えて空調運転を行う空気調和装置において、
   複数の前記室内機は、前記室内機冷媒回路の前記冷媒配管に接続されて前記室内機への冷媒の供給を遮断させる第１遮断弁を備えた第１の室内機と、前記第１遮断弁を備えていない第２の室内機とで構成されており、
   前記制御手段は、前記冷媒センサからの出力に基づき、冷媒が漏れていると判定した場合には、当該冷媒センサが設置された前記室内に設置された前記室内機が、前記第１の室内機であるか、または、前記第２の室内機であるかを判断し、
   前記第１の室内機であると判断した場合には、当該第１の室内機の前記第１遮断弁を閉じることを特徴とする空気調和装置。
2. 前記制御手段は、当該冷媒センサが設置された前記室内に設置された前記室内機が、前記第２の室内機であると判断した場合には、全ての前記第１遮断弁を閉じることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記制御手段は、当該第１の室内機の前記第１遮断弁を閉じた後に、当該第１の室内機以外の他の前記室内機から空調運転の要求がある場合は、空調運転を行うことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
4. 前記室外機は、前記室外機冷媒回路の前記冷媒配管に接続されて複数の前記室内機への冷媒の供給を遮断させる第２遮断弁を備えており、
   前記制御手段は、当該冷媒センサが設置された前記室内に設置された前記室内機が、前記第２の室内機であると判断した場合には、前記第２遮断弁を閉じることを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
5. 前記制御手段は、前記第２遮断弁を閉じる前に前記圧縮機のポンプダウン運転を行うことを特徴とする請求項４に記載の空気調和装置。

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