JP2022124311A - 空気調和機 - Google Patents

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Keiji Sato
晃 鶸田
Akira Iwashida
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Abstract

Figure 2022124311000001
【課題】可燃性冷媒を用いた空気調和機の安全性を向上させることができる空気調和機を提供する。
【解決手段】本開示に係る空気調和機は、可燃性冷媒を用いた空気調和機であって、室内機の外観を構成する筐体と、筐体内に収容される熱交換器と、熱交換器の内部に配置されるファンと、ファンに接続されるファンモータと、室内機を統括的に制御する制御回路を含む電装品と、を備え、熱交換器は、熱交換器の一端から他端に延びて折り返し、可燃性冷媒が流れる複数の伝熱管と、熱交換器の一端側における複数の伝熱管にロウ付けされるロウ付け部と、を備え、電装品及びファンモータは、熱交換器の他端側に配置される。
【選択図】図2

Description

本開示は、空気調和機に関する。
空気調和機として、例えば、特許文献1には、可燃性冷媒を作動冷媒として用いた空気調和装置が開示されている。
特許文献1には、ケーシング内に、可燃性冷媒を作動冷媒として用いた熱交換器と電装品とを収容してなる空気調和装置が開示されている。特許文献1に記載された空気調和装置は、電装品を、熱交換器よりも上位に位置するようにしてケーシングの上部で且つ熱交換器の幅方向の片側に偏位させて配置したことを特徴としている。
特許第3807004号
しかしながら、特許文献1に記載の空気調和装置では、可燃性冷媒を用いた空気調和機の安全性の向上といった点で未だ改善の余地がある。
したがって、本開示の目的は、上記課題を解決することにあって、可燃性冷媒を用いた空気調和機の安全性を向上させることができる空気調和機を提供することにある。
本開示の一態様の空気調和機は、可燃性冷媒を用いた空気調和機であって、室内機の外観を構成する筐体と、筐体内に収容される熱交換器と、熱交換器の内部に配置されるファンと、ファンに接続されるファンモータと、室内機を統括的に制御する制御回路を含む電装品と、を備え、熱交換器は、熱交換器の一端から他端に延びて折り返し、可燃性冷媒が流れる複数の伝熱管と、熱交換器の一端側における複数の伝熱管にロウ付けされるロウ付け部と、を備え、電装品及びファンモータは、熱交換器の他端側に配置される。
本開示によれば、可燃性冷媒を用いた空気調和機の安全性を向上させることができる。
本開示に係る実施の形態1の空気調和機の模式図 室内機の内部構造の模式図 伝熱管とロウ付け部の模式図 室内機の側面図 センサに関連する構成要素の模式図 空気調和機の動作のフローチャート 変形例1の室内機の内部構造の模式図 本開示に係る実施の形態2の室内機の内部構造の模式図 隔離壁の模式図 変形例2の室内機の内部構造の模式図 変形例3の室内機の内部構造の模式図 変形例4の室内機の内部構造の模式図
(本開示に至った経緯)
空気調和機に使用される冷媒として、例えば、R32が挙げられる。R32の地球温暖化係数(GWP)は675であり、地球温暖化防止の観点から、より低い地球温暖化係数を有するイソブタンまたはプロパン等の冷媒の使用が提案されている。
しかしながら、イソブタンまたはプロパン等の冷媒は可燃性冷媒である。一方で、電装品は火花等の着火源を発生させる可能性がある。可燃性冷媒が空気調和機の室内機において漏洩し、電装品から生じた火花等に接触すると、可燃性冷媒が室内機内部において着火する恐れがある。発生した火は、室内へと漏れた可燃性冷媒をさらに着火させ、使用者に被害をもたらす恐れがある。したがって、室内機内部における可燃性冷媒の着火を防止し、可燃性冷媒を用いた空気調和機の安全性を向上させることが求められている。
そこで、本発明者らは、室内機において、可燃性冷媒が漏洩しやすい箇所を熱交換器のロウ付け部と特定し、ロウ付け部から漏洩した可燃性冷媒が、電装品に到達することを抑制する構成を見出した。
これらの新規な知見に基づき、本発明者らは、以下の開示に至った。
本開示の第1態様の空気調和機は、可燃性冷媒を用いた空気調和機であって、室内機の外観を構成する筐体と、筐体内に収容される熱交換器と、熱交換器の内部に配置されるファンと、ファンに接続されるファンモータと、室内機を統括的に制御する制御回路を含む電装品と、を備え、熱交換器は、熱交換器の一端から他端に延びて折り返し、可燃性冷媒が流れる複数の伝熱管と、熱交換器の一端側における複数の伝熱管にロウ付けされるロウ付け部と、を備え、電装品及びファンモータは、熱交換器の他端側に配置される。
このような構成により、電装品及びファンモータとロウ付け部とを離して配置することで、電装品及びファンモータから発生する火花等による可燃性冷媒の着火を防止し、可燃性冷媒を用いた空気調和機の安全性を向上させることができる。
本開示の第2態様の空気調和機においては、電装品は、熱交換器より高い位置に配置されてもよい。
このような構成により、空気より重い可燃性冷媒が、ロウ付け部から電装品に到達することを防止できる。
本開示の第3態様の空気調和機においては、ロウ付け部の周囲に配置され、可燃性冷媒に関する情報を検知するセンサをさらに備え、制御回路は、センサで検知した可燃性冷媒に関する情報に基づいて可燃性冷媒の漏洩を判定する処理部を有してもよい。
このような構成により、空気調和機における可燃性冷媒の漏洩を検知することができる。
本開示の第4態様の空気調和機においては、センサは、ロウ付け部より低い位置に配置されてもよい。
このような構成により、空気より重い可燃性冷媒の漏洩を検知することができる。
本開示の第5態様の空気調和機においては、処理部は、可燃性冷媒の漏洩の判定の結果に応じてファンモータを駆動してもよい。
このような構成により、漏洩した可燃性冷媒が可燃域を形成することを抑制することができる。
本開示の第6態様の空気調和機においては、可燃性冷媒の漏洩の判定の結果を外部機器に通信する通信部を有してもよい。
このような構成により、漏洩の判定の結果を空気調和機から別の機器へ送信することができる。
本開示の第7態様の空気調和機においては、可燃性冷媒の漏洩の判定の結果を通知する報知部を有してもよい。
このような構成により、漏洩の判定の結果を通知することができる。
本開示の第8態様の空気調和機においては、筐体内において、熱交換器の他端側に配置され、筐体の内部を仕切る隔離壁をさらに有してもよい。
このような構成により、筐体の内部において、ロウ付け部から漏洩した可燃性冷媒が、電装品に到達することを防止できる。
(実施の形態1)
本開示の実施の形態1に係る空気調和機について説明する。
[全体構成]
図1は、本開示に係る実施の形態1の空気調和機1の一例を示す模式図である。図1に示すように、空気調和機1は、室内機10と、室外機20とを備える。室内機10と室外機20とは、冷媒配管50を介して接続されている。
室内機10は、第1熱交換器11、室内ファン12、室内ファンモータ13、センサ17、第1電装品30、及び冷媒配管50の一部を備える。室内機10は室内に配置される。
室外機20は、第2熱交換器21、室外ファン22、圧縮機23、膨張機構24、四方弁25、第2電装品40、及び冷媒配管50の一部を備える。室外機20は室外に配置される。
室内機10の構成要素について説明する。
<第1熱交換器>
第1熱交換器11は、例えば冷房運転時には、空気との熱交換を行い、第1熱交換器11に流入する冷媒を蒸発させる。後述するように、第1熱交換器11は、フィンと、伝熱管15と、ロウ付け部16と、を備える。フィンは、複数の薄い金属板で構成され、それぞれの金属板の面が互いに平行になるよう配置される。伝熱管15は、フィンの面に直交して配置され、フィンを貫通する。伝熱管15と、ロウ付け部16とについては、後で詳述する。
<室内ファン>
室内ファン12は、第1熱交換器11内に配置され、第1熱交換器11で温度が調整された空気を室内に向けて吹き出す。例えば、室内ファン12は、クロスフローファンである。
<室内ファンモータ>
室内ファンモータ13は、室内ファン12に接続されており、室内ファン12を駆動する。室内ファンモータ13は、室内ファン12と共に室内機10内に配置される。
<センサ>
センサ17は、室内機10の内部において、可燃性冷媒に関する情報を検知する。センサ17は、第1熱交換器11の周囲に配置される。センサ17については、後で詳述する。
<第1電装品>
第1電装品30は、例えば、半導体素子などで構成される。第1電装品30は、室内機10を統括的に制御する制御回路を含む。第1電装品30には、制御基板、室内機10の吹き出し口を覆うフラップの駆動モータ、室内機10の掃除用モータ等が含まれる。また、第1電装品30は、第1電気配線31によって、室内機10の電子回路に接続される。
<冷媒配管>
冷媒配管50は、第1熱交換器11、圧縮機23、四方弁25、第2熱交換器21及び膨張機構24を接続するように配置される。例えば、冷媒配管50は、第1熱交換器11、圧縮機23、四方弁25、第2熱交換器21及び膨張機構24を順に接続する。
冷媒配管50は、冷媒配管50の内部に冷媒が流れる流路を有し、冷媒を循環させる。例えば、冷媒配管50は中空の円筒形状を有する。
空気調和機1の作動冷媒として、イソブタン、プロパン等の可燃性冷媒が用いられる。作動冷媒は、単一の可燃性冷媒であってもよく、または、他種冷媒と可燃性冷媒との混合冷媒であってもよい。
次に、室外機20の構成要素について説明する。
<第2熱交換器>
第2熱交換器21は、例えば冷房運転時には、空気との熱交換を行い、第2熱交換器21に流入する冷媒を凝縮させる。第2熱交換器21は、第2熱交換器21で温度が調整された空気を室外に向けて吹き出す室外ファン22をさらに備える。
<圧縮機>
圧縮機23は、冷媒配管50によって第1熱交換器11及び四方弁25に接続される。圧縮機23は、冷媒配管50から流入した冷媒を圧縮するために用いられる。
<膨張機構>
膨張機構24は、冷媒配管50によって第1熱交換器11及び第2熱交換器21に接続される。膨張機構24は、冷媒配管50から流入した冷媒を膨張させるために用いられる。例えば、膨張機構24は膨張弁である。
<四方弁>
四方弁25は、冷媒配管50によって圧縮機23、第1熱交換器11及び第2熱交換器21に接続される。冷房運転時において、四方弁25は、冷媒の流れ方向51に沿って、圧縮機23から流出した冷媒を第2熱交換器21に送る。一方で、四方弁25は、空気調和機1の運転モード(冷房運転、暖房運転)によって、冷媒の流れ方向を変更する。
<第2電装品>
第2電装品40は、例えば、半導体素子などで構成される。第2電装品40は、室外機20を統括的に制御する制御回路を含む。また、第2電装品40は、第2電気配線41によって、室外機20の電子回路に接続される。
次に、図2-図4を用いて、室内機10についてより詳細に説明する。
図2は室内機10の内部構造を示す模式図である。図3は、伝熱管15とロウ付け部16の模式図である。図4は室内機10の側面図である。
図2に示すように、室内機10は第1熱交換器11、室内ファン12、室内ファンモータ13、筐体14、センサ17、及び第1電装品30を備える。
筐体14は、室内機10の外観を構成する。実施の形態1において、第1熱交換器11、室内ファン12、室内ファンモータ13、センサ17、及び第1電装品30は、筐体14内に収容される。図示していないが、筐体14は、吹き出し口を有し、吹き出し口を通じて、室内ファン12が空気を室内に向けて吹き出す。筐体14はプラスチック等の樹脂で形成されてもよい。
また、上述のように、第1熱交換器11は、冷媒配管50に接続され、可燃性冷媒が流れる複数の伝熱管15と、複数の伝熱管にロウ付けされるロウ付け部16とを備える。
伝熱管15は、第1熱交換器11の一端P1から他端P2に延びて折り返す。実施の形態1にて、伝熱管15は、第1熱交換器11の他端P2においてU字型に曲がった形状を有する。伝熱管15において、第1熱交換器11に沿って延びている部分は、互いに対して平行であってもよい。
また、伝熱管15の内部に冷媒が流れる流路を有する。例えば、伝熱管15は冷媒配管50と同様に中空の円筒形状を有する。伝熱管15の内部において、フィンを介した周囲の空気との熱交換によって、例えば冷房運転時には、第1熱交換器11に流入する冷媒が蒸発される。
ロウ付け部16は、伝熱管15を連結する機能を果たす配管である。第1熱交換器11には、複数のロウ付け部16が設けられている。ロウ付け部16は、第1熱交換器11の一端P1側における複数の伝熱管15にロウ付けされ、連結される。ロウ付け部16は、互いに沿って延びる2つの伝熱管15を連結するよう、U字型に曲がった形状を有する。図3に示すように、ロウ付け部16内に、隣接する伝熱管15の一端側の端部が挿入され、ロウ付けによって固定される。さらに、第1熱交換器11の長手方向において、ロウ付け部16は、伝熱管15より短くてもよい。
可燃性冷媒は、ロウ付け部16から漏洩しやすい。伝熱管15とロウ付け部16の固定に用いられるロウにピンホール等の貫通孔が形成されると、貫通孔を通じて、ロウ付け部16の内部から外部へと可燃性冷媒が流出する。例えば、ピンホールはロウの腐食によって形成される。
図2に示すように、第1電装品30及び室内ファンモータ13は、ロウ付け部16と離すため、ロウ付け部16と反対側の第1熱交換器11の他端P2側に配置される。第1熱交換器11の「他端P2側」とは、第1熱交換器11の中央付近よりも、他端P2に近い位置を意味する。このような構成によって、ロウ付け部16から漏洩した可燃性冷媒が第1電装品30及び室内ファンモータ13に到達することを抑制し、空気調和機1の安全性を向上させることができる。第1電装品30及び室内ファンモータ13は、第1熱交換器11の他端P2から離れて、第1熱交換器11との間に隙間を有してもよい。また、室内ファンモータ13は、第1電装品30よりも第1熱交換器11の近くに配置されてもよく、室内ファン12と同軸上に配置されてもよい。
さらに、空気調和機1は、室外機20と第1電装品30とを電気的に接続する電源配線32を有する。図4に示すように、室内機10は建物の壁Kの室内側の面に取り付けられ、電源配線32は、筐体14の外側に配置される。電源配線32は、壁Kと面した筐体14の背面に沿って配置されてもよい。また、電源配線32は壁Kの室内側から室外側へと延びる。図示していないが、1つの貫通孔が壁Kに設けられており、当該貫通孔に冷媒配管50と電源配線32とを室外へ通してもよい。このように構成により、壁Kに設ける貫通孔を少なくすることができる。
図2に戻り、センサ17について説明する。センサ17は、可燃性冷媒に関する情報として、可燃性冷媒の流量または濃度を検知してもよい。または、センサ17は、可燃性冷媒の有無を検知してもよい。センサ17は、例えば、赤外線センサ、半導体センサ、接触燃焼式センサである。
センサ17は、ロウ付け部16の周囲に配置される。よって、センサ17は、ロウ付け部16から漏洩した可燃性冷媒に関する情報を検知してもよい。加えて、センサ17は、第1熱交換器11の他の箇所または冷媒配管50から漏洩した可燃性冷媒に関する情報を検知してもよい。図2に示すように、実施の形態1では、センサ17は、ロウ付け部16よりも低い位置に配置される。センサ17は、筐体14の底面における内壁とロウ付け部16との距離が最も短い位置にあるロウ付け部16Aよりも低い位置に配置されてもよい。センサ17は、ロウ付け部16の直下の筐体14に配置されてもよく、または、ロウ付け部16の下側における筐体14の側面に配置されてもよい。さらに、センサ17は、冷媒流出側のロウ付け部16Aに直接取り付けられてもよい。
図5を用いて、センサ17についてより詳細に説明する。
図5は、室内機10において、センサ17に関連する構成要素を説明する模式図である。便宜上、室内機10の一部の構成を省略する。
図5に示すように、センサ17は、第1電装品30に含まれる制御回路に電気的に接続される。具体的には、制御回路における処理部33に電気的に接続される。さらに、処理部33は、制御回路における通信部34に電気的に接続される。
処理部33を構成する要素は、例えば、これらの要素を機能させるプログラムを記憶したメモリ(図示せず)と、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサに対応する処理回路(図示せず)を備え、プロセッサがプログラムを実行することでこれらの要素として機能してもよい。
処理部33は、センサ17で検知した可燃性冷媒に関する情報に基づいて、可燃性冷媒の漏洩を判定する。例えば、センサ17が可燃性冷媒の濃度を検知する場合、処理部33は、可燃性冷媒の濃度がある閾値を超過するときに室内機10において可燃性冷媒の漏洩が発生したと判定する。
図示していないが、処理部33は、さらに室内ファンモータ13に接続される。後で詳述するように、処理部33は、可燃性冷媒の漏洩の判定の結果に応じて室内ファンモータ13を駆動する。
通信部34は、可燃性冷媒の漏洩の判定の結果を、空気調和機1から独立した外部機器に通信する。漏洩の判定結果とは、例えば、可燃性冷媒の流量、濃度または有無である。外部機器は表示部35を有し、表示部35は、処理部33で判定された可燃性冷媒の漏洩の判定結果を表示する。表示部35は、例えば、ディスプレイである。
通信部34は所定の通信規格(例えば、LAN、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標))に準拠し、外部機器の表示部35との通信を行う回路を含む。例えば、空気調和機1のリモートコントローラのディスプレイが表示部35として機能してもよい。空気調和機1は、通信部34によってリモートコントローラに漏洩の判定結果の情報を送信する。リモートコントローラは、通信部34によって漏洩の判定結果の情報を受信し、リモートコントローラのディスプレイに漏洩の判定結果を表示してもよい。また、スマートフォンのディスプレイが表示部35として機能してもよい。具体的には、空気調和機1の通信部34とスマートフォンとが通信し、漏洩の判定結果をスマートフォンに表示してもよい。例えば、空気調和機1に対応したアプリケーションをスマートフォンに設け、当該アプリケーションによってスマートフォンに漏洩の判定結果を表示してもよい。
[動作]
続いて、図6を用いて、空気調和機1の動作の一例について詳細に説明する。図6は、空気調和機1の動作のフローチャートである。
図6に示すように、センサ17は、可燃性冷媒に関する情報を検知し、取得する(S11)。
次に、処理部33は、センサ17で検知した可燃性冷媒に関する情報に基づいて、処理部33が可燃性冷媒の漏洩が発生しているか否かを判定する(S12)。
漏洩が発生していない場合(S12でNo)、S11に戻って、センサ17は、可燃性冷媒に関する情報を検知する。
漏洩が発生している場合(S12でYes)、処理部33は、室内ファンモータ13を駆動する(S13)。室内ファンモータ13を駆動することで、室内ファン12が送風を行う。室内ファン12の送風によって、可燃性冷媒は、室内機10内から、室内機10外へと移動する。したがって、室内機10において、可燃性冷媒が薄まり、可燃性冷媒の局所的な高濃度領域が形成されることを抑制できる。即ち、可燃性冷媒が可燃域を形成することを抑制できる。
S13における室内ファンモータ13の駆動時間、回転数またはその他の室内ファンモータ13の駆動に関する情報が、予め処理部33内に記憶されてもよい。空気調和機1内における可燃性冷媒の量及び種類、空気調和機1が設置されている部屋の面積によって、室内ファンモータ13の駆動時間、回転数、及び室内ファン12の送風方向が設定されてもよい。室内ファン12の送風方向が上向きに設定されてもよい。
さらに、S13において、第1電装品30の電子部品の内、室内ファンモータ13の駆動に係る電子部品以外の電子部品を停止してもよい。よって、第1電装品30が可燃性冷媒の着火源となる火花等を発生させることを防止できる。
次に、表示部35は、処理部33による判定の結果を表示する(S14)。
なお、漏洩が発生していない場合(S12でNo)においても、表示部35は、処理部33による判定の結果を表示してもよい。
[効果]
実施の形態1に係る空気調和機1によれば、以下の効果を奏することができる。
空気調和機1は、可燃性冷媒を用いた空気調和機1である。空気調和機1は、筐体14と、第1熱交換器11と、室内ファン12と、室内ファンモータ13と、第1電装品30とを備える。筐体14は、室内機10の外観を構成する。第1熱交換器11は、筐体14内に収容される。室内ファン12は、第1熱交換器11の内部に配置される。室内ファンモータ13は、室内ファン12に接続される。第1電装品30は、室内機10を統括的に制御する制御回路を含む。第1熱交換器11は、複数の伝熱管15と、ロウ付け部とを備える。複数の伝熱管15は、第1熱交換器11の一端P1から他端P2に延びて折り返し、その内部に可燃性冷媒が流れる。ロウ付け部は、第1熱交換器11の一端P1側における伝熱管15にロウ付けされる。第1電装品30及び室内ファンモータ13は、第1熱交換器11の他端P2側に配置される。
このような構成により、第1電装品30及び室内ファンモータ13と、可燃性冷媒が漏洩しやすいロウ付け部16と離して配置し、第1電装品30及び室内ファンモータ13から発生する火花等が着火源となることを防止できる。よって、可燃性冷媒の着火を防止し、可燃性冷媒を用いた空気調和機1の安全性を向上させることができる。
空気調和機1は、ロウ付け部16の周囲に配置され、可燃性冷媒に関する情報を検知するセンサ17をさらに備える。制御回路は、センサ17で検知した可燃性冷媒に関する情報に基づいて可燃性冷媒の漏洩を判定する処理部33を有する。
このような構成により、空気調和機1における可燃性冷媒の漏洩を検知し判定することができる。
センサ17は、ロウ付け部16より低い位置に配置される。
このような構成により、センサ17によって、空気より重い可燃性冷媒の漏洩を検知することができる。
処理部33は、可燃性冷媒の漏洩の判定の結果に応じて室内ファンモータ13を駆動する。
このような構成により、室内ファンモータ13に駆動される室内ファン12の送風によって、漏洩した可燃性冷媒が可燃域を形成することを抑制することができる。
空気調和機1は、通信部34を有し、通信部34は可燃性冷媒の漏洩の判定の結果を外部機器に通信する。
このような構成により、空気調和機1の使用者に、可燃性冷媒の漏洩の判定の結果を通信することができる。よって、使用者は、換気や避難する等、可燃性冷媒の漏洩に適切に対処することができ、空気調和機1の安全性を向上させることができる。
なお、第1熱交換器11を「熱交換器」と称し、室内ファン12を「ファン」と称し、室内ファンモータ13を「ファンモータ」と称し、第1電装品30を「電装品」と称してもよい。
なお、第1電装品30及び室内ファンモータ13は、第1熱交換器11の他端P2から離れて配置される例について説明したが、これに限定されない。第1電装品30及び室内ファンモータ13は、第1熱交換器11の中央付近より他端P2側に配置されていればよい。このような構成によっても、第1電装品30及び室内ファンモータ13を、ロウ付け部16から離して配置することができる。
なお、伝熱管15の一端側の端部をロウ付け部16に挿入して固定する例について説明したが、これに限定されない。伝熱管15の一端側の端部内に、ロウ付け部16が挿入されてもよい。
なお、伝熱管15及びロウ付け部16がU字型に曲がった形状を有する例について説明したが、これに限定されない。
なお、第1電装品30が、室内ファンモータ13よりも第1熱交換器11から離れて配置される例について説明したが、これに限定されない。第1電装品30は、室内ファンモータ13よりも第1熱交換器11の近くに配置されてもよい。
なお、センサ17がロウ付け部16より低い位置に配置される例について説明したが、これに限定されない。例えば、空気より軽い可燃性冷媒を作動冷媒として用いる場合、センサ17をロウ付け部16より高い位置に配置してもよい。
なお、室内機10が1つのセンサ17を有する例について説明したが、これに限定されない。例えば、室内機10に、複数のセンサ17が設けられてもよい。複数のセンサ17は、可燃性冷媒に関する、それぞれ異なる種類の情報を検知してもよい。さらに、センサ17は、第1熱交換器11の一端P1側だけではなく、第1熱交換器11の中央または他端P2側に設けられてもよい。
なお、処理部33が室内ファンモータ13に接続される例について説明したが、これに限定されない。
なお、表示部35が外部機器上のディスプレイである例について説明したが、これに限定されない。表示部35は、室内機10の筐体14の外側に配置され、処理部33に接続されるディスプレイであってもよい。また、表示部35はディスプレイに限定されず、可燃性冷媒の漏洩の判定の結果に応じて点灯するLEDであってもよい。
なお、表示部35はディスプレイである例について説明したが、これに限定されない。例えば、表示部35は、可燃性冷媒の漏洩の判定の結果を通知する報知部と、報知部を制御する制御回路とである。報知部は音を発することによって、漏洩の判定の結果を通知してもよい。例えば、処理部33は、可燃性冷媒の漏洩を判定した場合、表示部35の制御回路に信号を送信する。制御回路は、処理部33からの信号を受信したとき、報知部を鳴らす。報知部は空気調和機1の使用者が聞こえる位置に配置される。例えば、報知部は、室内機10の筐体14の外側に配置される。このような構成によっても、空気調和機1の使用者に、可燃性冷媒の漏洩の判定の結果を通知することができ、空気調和機1の安全性を向上させることができる。
なお、第1電装品30が室内機10の筐体14内に配置される例について説明したが、これに限定されない。例えば、後述の変形例1のように、第1電装品30は、室内機10の外側において、第1熱交換器11より高い位置に配置されてもよい。
(変形例1)
図7は、変形例1の室内機10の模式図である。図7に示すように、第1電装品30は、室内機10の筐体14の外側において、筐体14の上面に配置される。第1電装品30は、筐体14の上面において、第1熱交換器11の他端P2側に配置される。
また、第1電装品30は、第1電装品30の電子部品を保護するカバーに覆われてもよい。第1電装品30は、室内ファンモータ13に接続される配線を有してもよい。配線は、筐体14を貫通してもよい。
このような構成により、第1電装品30とロウ付け部16との間に、筐体14の外壁が位置することとなる。筐体14内でロウ付け部16から漏れ出した可燃性冷媒が第1電装品30に到達することを抑制し、第1電装品30から発生する火花等が着火源となることをより一層防止できる。
なお、第1電装品30は、第1熱交換器11の他端P2側に配置される例について説明したが、これに限定されない。第1電装品30は、第1熱交換器11の中央付近より他端P2側に配置されていればよい。
(実施の形態2)
本開示の実施の形態2に係る空気調和機1Aについて説明する。なお、実施の形態2では、主に、実施の形態1と異なる点について説明する。実施の形態2においては、実施の形態1と同一又は同等の構成については同じ符号を付して説明する。また、実施の形態2では、実施の形態1と重複する説明を省略する。
図8は、本開示に係る実施の形態2の室内機10Aの内部構造の模式図である。便宜上、センサ17を含む空気調和機1Aの一部の構成を省略する。
実施の形態2では、室内機10Aが隔離壁18を有する点で実施の形態1と異なる。上述以外の点において、実施の形態2に係る空気調和機1Aは、空気調和機1と同様な構造を有する。
隔離壁18は、筐体14の内部を仕切る機能を果たす。実施の形態2では、隔離壁18は、筐体14内に配置され、筐体14の内部を第1空間R1と第2空間R2とに仕切る。隔離壁18の外周は、筐体14の内壁に接触している。隔離壁18は、筐体14の前面の内壁から、筐体14の上面及び下面に接触して沿って、筐体14の背面の内壁まで延びる。
ここで、第1熱交換器11の一端P1側における筐体14の端部を第1端部Q1として、他端P2側における筐体14の端部を第2端部Q2とする。第1空間R1は、隔離壁18と、第2端部Q2側における筐体14の内壁とによって画定される。一方で、第2空間R2は、隔離壁18と、第1端部Q1側における筐体14の内壁とによって画定される。第1空間R1には第1電装品30及び室内ファンモータ13が配置され、第2空間R2にはロウ付け部16が配置される。言い換えると、隔離壁18は、第1電装品30及び室内ファンモータ13と、ロウ付け部16との間に配置される。このような構成によって隔離壁18は、ロウ付け部16から漏洩した可燃性冷媒が、第2空間R2から第1空間R1へ移動することを抑制し、空気調和機1Aの安全性を向上させることができる。
図8に示すように、隔離壁18は、第1熱交換器11の他端P2側に配置され、第2空間R2には第1熱交換器11が配置される。隔離壁18は、第1熱交換器11との間に隙間を有するように、第1熱交換器11とから離して配置されてもよい。
図9を用いて、隔離壁18の構造をより詳細に説明する。
図9は、隔離壁18の模式図である。
図9に示すように、隔離壁18は、板状の部材である。隔離壁18は、3ミリメートル以上の厚みを有する板状の部材であってもよい。
隔離壁18は、その上部と下部とにおいて、異なる部材で形成される。隔離壁18の上部は、複数の開口を有する材料で形成される。一方で、隔離壁18の下部には、貫通孔が形成されてもよい。室内ファン12の回転軸に接続される室内ファンモータ13のシャフトが貫通孔を貫通して塞ぐ。このような構成により、第1空間R1から第2空間R2に向かって空気は移動することができる一方、空気より重い可燃性冷媒の移動は抑制される。例えば、隔離壁18の上部は、複数の貫通孔が形成されたメッシュ部材19で形成される。
メッシュ部材19が形成する開口の間隔は、可燃性冷媒の消炎距離D1以下であってもよい。電荷火花法による消炎距離D1は、可燃性冷媒の最小エネルギEを用いて、以下の式(1)によって計算される。
D1=0.35E/2 ・・・(1)
最小エネルギEは、可燃性冷媒が電気火花で着火するときのエネルギである。例えば、可燃性冷媒がプロパンである場合、プロパンの最小エネルギは、0.3mJ以上0.7mJ以下である。したがって、プロパンの消炎距離D1は2mmとなる。プロパンの火炎伝搬を抑制するためには、メッシュ部材19の開口の間隔を2mm以下に設定してもよい。
メッシュ部材19は金属で形成される。メッシュ部材19は、例えば、鋼鉄で形成される。隔離壁18の下部も、金属で形成されてもよい。一方で、隔離壁18の下部は、プラスチック等の樹脂で形成されてもよい。このような構造によって、室内機10Aの軽量化を図ることができる。
また、隔離壁18の上部は、メッシュ部材19の代わりに、パンチングメタルで形成されてもよい。パンチングメタルとは、金型を用いたプレス加工によって形成された複数の開口を有する金属の板状部材である。開口の形状は円形であってもよい。また、開口の直径は、可燃性冷媒の消炎直径D2以下であってもよい。電荷火花法による消炎直径D2は、消炎距離D1を用いて、以下の式(2)によって計算される。
D2=D1/0.7 ・・・(2)
プロパンの消炎直径D2は3mmとなる。プロパンの火炎伝搬を抑制するためには、パンチングメタルの開口の直径を3mm以下に設定してもよい。
[効果]
実施の形態2に係る空気調和機1Aによれば、以下の効果を奏することができる。
空気調和機1Aは、可燃性冷媒を用いた空気調和機1Aである。空気調和機1Aは、筐体14と、第1熱交換器11と、室内ファン12と、室内ファンモータ13と、第1電装品30と、隔離壁18とを備える。筐体14は、室内機10Aの外観を構成する。第1熱交換器11は、筐体14内に収容される。室内ファン12は、第1熱交換器11の内部に配置される。室内ファンモータ13は、室内ファン12に接続される。第1電装品30は、室内機10Aを統括的に制御する制御回路を含む。隔離壁18は、筐体14内に配置され、筐体14の内部を第1空間R1と第2空間R2とに仕切る。第1熱交換器11は、複数の伝熱管15と、ロウ付け部とを備える。複数の伝熱管15は、第1熱交換器11の一端P1から他端P2に延びて折り返し、その内部に可燃性冷媒が流れる。ロウ付け部は、第1熱交換器11の一端P1側における伝熱管15にロウ付けされる。第1空間R1には第1電装品30及び室内ファンモータ13が配置され、第2空間R2にはロウ付け部16が配置される。
このような構成により、筐体14の内部において、隔離壁18によって、ロウ付け部16から漏洩した可燃性冷媒が、第1電装品30及び室内ファンモータ13に到達することを防止できる。第1電装品30及び室内ファンモータ13から発生する火花等が着火源となることを防止できる。よって、可燃性冷媒の着火を防止し、可燃性冷媒を用いた空気調和機1Aの安全性を向上させることができる。
隔離壁18は、第1熱交換器11の他端P2側に配置される。第2空間R2には第1熱交換器11が配置される。
このような構成により、伝熱管15から可燃性冷媒の漏洩が生じた場合においても、可燃性冷媒が、第1電装品30及び室内ファンモータ13に到達することを防止できる。
隔離壁18の上部には、複数の開口が形成されている。
このような構成により、第1空間R1において可燃性冷媒が爆発を発生させた場合においても、爆発の圧力を、開口を通じて第1空間R1の外部に逃がすことができる。よって、第1空間R1を形成する筐体14の破損を防止することができ、室内にいる人が受ける被害を軽減することができる。
隔離壁18の上部は、メッシュ部材19で形成される。
このような構成により、第1空間R1において可燃性冷媒が爆発を発生させた場合においても、爆発の圧力を、メッシュ部材19を通じて第1空間R1の外部にさらに逃がすことができる。
メッシュ部材19は、金属で形成される。
このような構成により、隔離壁18の上部の耐久性を向上させることができる。
メッシュ部材19が形成する開口の間隔は、可燃性冷媒の消炎距離D1以下である。
このような構成により、第1空間R1において爆発が発生した場合においても、火炎伝搬を抑制することができる。
室内ファンモータ13は、室内ファン12の回転軸に接続されるシャフトを有する。隔離壁18の下部には、シャフトが貫通する貫通孔が形成されている。
このような構成により、可燃性冷媒を用いた空気調和機1Aの安全性を向上させるように室内ファンモータ13を第1空間R1に配置しつつ、室内ファン12を駆動できる。
なお、実施の形態2では、隔離壁18の上部がメッシュ部材19で形成される例について説明したが、これに限定されない。例えば、隔離壁18は、その全体において、開口を有しない部材で形成されてもよい。また、後述の変形例2のように、隔離壁18の上部には、1つの開口が形成されてもよい。
(変形例2)
図10は、変形例2の室内機10Aの内部構造の模式図である。図10に示すように、隔離壁18の上部は1つの開口を有する材料で形成される。開口は、隔離壁18の高さに対して1/6以上1/3以下の高さを有してもよい。
このような構成によっても、可燃性冷媒が第1空間R1において爆発を発生させた場合においても、爆発の圧力を、開口を通じて第1空間R1の外部に逃がすことができる。
なお、隔離壁18の上部は1つの開口を有する材料で形成される例について説明したが、これに限定されない。開口を有する材料で形成される代わりに、隔離壁18は筐体14の上面に接触せず、隔離壁18の上端と筐体14の上面との間に隙間が形成されてもよい。隙間は、隔離壁18の高さに対して1/6以上1/3以下の高さを有してもよい。
なお、実施の形態2では、隔離壁18が第1熱交換器11の他端P2側に配置される例について説明したが、これに限定されない。例えば、後述の変形例3及び変形例4のように、隔離壁18は、第1熱交換器11の一端P1側に配置されてもよい。
(変形例3)
図11は、変形例3の室内機10Aの内部構造の模式図である。図11に示すように、隔離壁18は、ロウ付け部16より内側の第1熱交換器11に配置される。例えば、隔離壁18は第1熱交換器11の一端P1側に、伝熱管15が隔離壁18を貫通するように、配置される。第1空間R1には、第1電装品30と、室内ファンモータ13と、ロウ付け部16を除く第1熱交換器11の一部が配置される。第2空間R2には、伝熱管15の一部とロウ付け部16とが配置される。
このような構成によっても、隔離壁18によって、ロウ付け部16から漏洩した可燃性冷媒が、第1電装品30及び室内ファンモータ13に到達することを防止できる。また、漏洩した可燃性冷媒が第2空間R2から外側に流出しないため、第2空間R2に配置されたセンサ等によって漏洩した可燃性冷媒を検知することが容易になる。
なお、隔離壁18は、第1熱交換器11のフィンを兼ねてもよい。また、隔離壁18は第1熱交換器11を筐体14内において位置決めするフランジを兼ねてもよい。
なお、実施の形態2では、第1電装品30及び室内ファンモータ13が第1熱交換器11の他端P2側に配置される例について説明したが、これに限定されない。例えば、後述の変形例4のように、第1電装品30及び室内ファンモータ13は、第1熱交換器11の一端P1側に配置されてもよい。
(変形例4)
図12は、変形例4の室内機10Aの内部構造の模式図である。図12に示すように、隔離壁18は、第1熱交換器11の一端P1側に配置される。この場合、第1空間R1は、隔離壁18と、第1端部Q1側における筐体14の内壁とによって画定される。一方で、第2空間R2は、隔離壁18と、第2端部Q2側における筐体14の内壁とによって画定される。第1空間R1には、第1電装品30と、室内ファンモータ13と、が配置される。第2空間R2には、第1熱交換器11が配置される。
このような構成によっても、隔離壁18によって、ロウ付け部16から漏洩した可燃性冷媒が、第1電装品30及び室内ファンモータ13に到達することを防止できる。
本開示は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術に熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。
本開示の空気調和機は、可燃性冷媒を用いた空気調和機の安全性を向上させることができるため、空気調和機として有用である。
1 空気調和機
10 室内機
11 第1熱交換器
12 室内ファン
13 室内ファンモータ
14 筐体
15 伝熱管
16 ロウ付け部
17 センサ
18 隔離壁
19 メッシュ部材
20 室外機
21 第2熱交換器
22 室外ファン
23 圧縮機
24 膨張機構
25 四方弁
30 第1電装品
31 第1電気配線
32 電源配線
33 処理部
34 通信部
35 表示部
40 第2電装品
41 第2電気配線
50 冷媒配管
51 流れ方向
P1 一端
P2 他端
R1 第1空間
R2 第2空間

Claims (8)

  1. 可燃性冷媒を用いた空気調和機であって、
    室内機の外観を構成する筐体と、
    前記筐体内に収容される熱交換器と、
    前記熱交換器の内部に配置されるファンと、
    前記ファンに接続されるファンモータと、
    前記室内機を統括的に制御する制御回路を含む電装品と、
    を備え、
    前記熱交換器は、
    前記熱交換器の一端から他端に延びて折り返し、前記可燃性冷媒が流れる複数の伝熱管と、
    前記熱交換器の前記一端側における前記複数の伝熱管にロウ付けされるロウ付け部と、
    を備え、
    前記電装品及び前記ファンモータは、前記熱交換器の前記他端側に配置される、空気調和機。
  2. 前記電装品は、前記熱交換器より高い位置に配置される、請求項1に記載の空気調和機。
  3. 前記ロウ付け部の周囲に配置され、前記可燃性冷媒に関する情報を検知するセンサをさらに備え、
    前記制御回路は、前記センサで検知した前記可燃性冷媒に関する情報に基づいて前記可燃性冷媒の漏洩を判定する処理部を有する、請求項1または2に記載の空気調和機。
  4. 前記センサは、前記ロウ付け部より低い位置に配置される、請求項3に記載の空気調和機。
  5. 前記処理部は、前記可燃性冷媒の漏洩の判定の結果に応じて前記ファンモータを駆動する、請求項3または4に記載の空気調和機。
  6. 前記可燃性冷媒の漏洩の判定の結果を外部機器に通信する通信部を有する、請求項3から5のいずれか一項に記載の空気調和機。
  7. 前記可燃性冷媒の漏洩の判定の結果を通知する報知部を有する、請求項3から5のいずれか一項に記載の空気調和機。
  8. 前記筐体内において、前記熱交換器の前記他端側に配置され、前記筐体の内部を仕切る隔離壁をさらに有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の空気調和機。
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