JP6431366B2

JP6431366B2 - 空気調和システム

Info

Publication number: JP6431366B2
Application number: JP2014265388A
Authority: JP
Inventors: 遠藤　道子; 道子遠藤; 内藤　宏治; 宏治内藤; 松村　賢治; 賢治松村; 浦田　和幹; 和幹浦田; 長橋　克章; 克章長橋
Original assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Current assignee: Hitachi Johnson Controls Air Conditioning Inc
Priority date: 2014-12-26
Filing date: 2014-12-26
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2034-12-26
Also published as: JP2016125718A

Description

本発明は、可燃性冷媒を用いる空気調和システムに関する。

近年、地球温暖化を防止する観点から、空気調和機において、地球温暖化係数ＧＷＰが小さく、熱交換能力に対して消費エネルギーの少ない冷媒の使用が望まれている。空気調和機に使用する冷媒としては、毒性がないこと、燃焼性がないことも望まれる。しかし、すべての条件を満たす冷媒が現状ないため、少々の可燃性を持つ冷媒を使用することが検討されている。

可燃性を持つ冷媒を空気調和機において使用する場合、冷媒の漏洩を適切に検知する必要がある。特許文献１に開示された空気調和機では、室内ユニットに冷媒の漏洩を検出する冷媒漏洩検出手段を設け、冷媒漏洩を検知するようにしている。

特開平１０−１１５４７８号公報

しかし、特許文献１の空気調和機では、冷媒漏洩検出手段を室内ユニットに設けているため、冷媒が室内ユニットを出て空気調和対象の部屋の内部に漏洩した場合に、漏洩した冷媒を迅速に検知することができない。

そこで、本発明は、漏洩冷媒を迅速に検知することが可能な空気調和システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決すべく、本発明の一態様である空気調和システムは、室内機を備え、可燃性冷媒を用いる空気調和機と、室内空気を吸い込む空気吸込部と、吸込んだ空気を室内に吹き出す空気吹出部と、を有する空気拡散装置と、を備えた空気調和システムである。前記室内機は、第１通信部を有し、前記空気拡散装置は、前記可燃性冷媒を検知する冷媒センサと、前記冷媒センサによる冷媒検知情報を前記第１通信部に送信する第２通信部と、を有する。

本発明は、漏洩冷媒を迅速に検知することが可能な空気調和システムを提供することができる。

第１の実施形態に係る空気調和システムの全体構成図を示す。第１の実施形態に係る空気調和システムの電気的構成のブロック図を示す。空気清浄機の第２制御部で実行される制御処理のフローチャートを示す。第２の実施形態に係る空気調和システムの空気清浄機の構成図およびセンサユニットの拡大図を示す。第２の実施形態に係る空気調和システムの電気的構成のブロック図を示す。

以下、本発明の第１の実施形態に係る空気調和システムについて、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る空気調和システム１の全体構成図を示す。図２は、空気調和システム１の電気的構成のブロック図を示す。

図１に示すように、空気調和システム１は、空気調和機１０と空気拡散装置である空気清浄機２０とを備える。空気調和機１０は、室外機１１と、室内機１２と、それらを接続する冷媒配管１３により構成されている。室内機１２と空気清浄機２０とは、空気調和対象である部屋２内に設置されている。冷媒配管１３を介して、室外機１１と室内機１２とを冷媒が循環するように構成されている。本実施形態で使用する冷媒としては、比重が空気より重い可燃性冷媒、例えば、Ｒ３２冷媒、Ｒ１２３４ｙｆ、またはプロパンガス等の単一冷媒およびそれらを成分として持つ可燃性混合冷媒が挙げられる。

室外機１１は、図示せぬ室外ファン、圧縮機、および、冷凍サイクル部品等を備える。室内機１２は、第１通信部１４、図示せぬ室内ファン、および、冷凍サイクル部品等を備える。図２における第１制御部１５は、室外機１１および室内機１２の何れかに設けられ、空調機能部１６は、室外機１１の図示せぬ室外ファン、圧縮機、および、冷凍サイクル部品等と、室内機１２の図示せぬ室内ファン、および冷凍サイクル部品等とに相当する。そして、第１制御部１５により空調機能部１６が制御される。

図１に示すように、床置型の空気清浄機２０は、筐体２１と、空気フィルタ２２と、送風ファン２３と、センサユニット２４とを備える。また、図２に示すように、空気清浄機２０は、更に第２制御部２５と、部屋２内の空気を加湿する加湿機能部２６と、部屋２内の空気を除湿する除湿機能部２７とを備える。

図１に示すように、筐体２１は、空気吸込部２１Ａと、空気吹出部２１Ｂとを備える。送風ファン２３が回転することより、部屋２内の空気は、空気流れ３に示すように、空気吸込部２１Ａから筐体２１内に吸込まれ、空気フィルタ２２を通過した後、空気流れ４に示すように、空気吹出部２１Ｂから部屋２に吹出される。

図１、２に示すように、センサユニット２４は、冷媒を検知可能な冷媒センサ２４Ａと、第２通信部２４Ｂとを有する。センサユニット２４は、筐体２１の空気吸込部２１Ａの下部（床面に付近）に設置される。これにより、室内機１２から比重が空気より重い可燃性冷媒が漏洩した場合、床面付近に溜まりやすい冷媒を検知し易くなる。また、第２通信部２４Ｂは、第１通信部１４との間で、信号線による有線式または赤外線もしくは電波等による無線式により、互いにデータを送受信可能である。また、第２制御部２５は、送風ファン２３、加湿機能部２６、および除湿機能部２７を制御する。

次に、冷媒センサ２４Ａにより、室内機１２から漏洩した冷媒が検知された時の、空気調和システム１の動作について説明する。

冷媒センサ２４Ａが冷媒を検知すると、第２通信部２４Ｂは、第１通信部１４に対し、冷媒検知所情報を送信する。第１通信部１４が冷媒検知所情報を受信すると、第１制御部１５は、部屋２内に漏洩した冷媒を制御するための冷媒制御指令を、第１通信部１４を介して、第２通信部２４Ｂへ送信する。第２通信部２４Ｂは、受け取った冷媒制御指令を第２制御部２５へ送信する。

図３は、空気清浄機２０の第２制御部２５で実行される制御処理のフローチャートを示す。この処理は、空気清浄機２０が運転状態でない場合でも実行される。すなわち、空気清浄機２０に電気が供給されている間は常に実行されている。図３の処理に関するプログラムは、第２制御部２５のＲＯＭに記憶されて、第２制御部２５のマイコンに読み出されてＣＰＵにより実行される。

まず、第２制御部２５は、第２通信部２４Ｂが第１制御部１５から冷媒制御指令を受信したか否かを判断する（Ｓ１）。受信していないと判断した場合は（Ｓ１：ＮＯ）、第２制御部２５は当該処理を繰り返し行う。一方、受信したと判断した場合は（Ｓ１：ＹＥＳ）、第２制御部２５は、送風量が最大であるか否かを判断する（Ｓ２）。送風量が最大であれば（Ｓ２：ＹＥＳ）、第２制御部２５はステップＳ４の処理に進む。送風量が最大でなければ（Ｓ２：ＮＯ）、第２制御部２５は送風量を増加させる（Ｓ３）。すなわち、第２制御部２５は、送風ファン２３の回転数を増加させる。なお、空気清浄機２０が停止状態にある場合には、空気清浄機２０の運転を開始させる。

第２制御部２５は、空気清浄機２０が加湿機能部２６を有するか否かを判断する（Ｓ４）。加湿機能を有する場合は（Ｓ４：ＹＥＳ）、第２制御部２５は、加湿機能部２６が運転状態であるか否かを判断する（Ｓ５）。加湿機能部２６が運転中であれば（Ｓ５：ＹＥＳ）、第２制御部２５は、加湿機能部２６を停止する（Ｓ６）。加湿機能部２６を有さず（Ｓ４：ＮＯ）、または、加湿運転中でなければ（Ｓ５：ＮＯ）、第２制御部２５は、ステップＳ７に進む。

次に、第２制御部２５は、空気清浄機２０が除湿機能部２７を有するか否かを判断する（Ｓ７）。除湿機能部２７を有する場合は（Ｓ７：ＹＥＳ）、第２制御部２５は、除湿機能部２７が運転状態であるか否かを判断する（Ｓ８）。除湿機能部２７が停止中であれば（Ｓ８：ＮＯ）、第２制御部２５は、除湿機能部２７を運転状態にする（Ｓ９）。除湿機能部２７を有さず（Ｓ７：ＮＯ）、または、除湿運転中であれば（Ｓ８：ＹＥＳ）、第２制御部２５は、当該制御処理を終了する。なお、第２制御部２５は、冷媒が漏洩していることをユーザに知らせるメッセージを、空気清浄機２０の図示せぬ表示部に表示し、または音声で出力するようにしても良い。また、空気調和機１０の第１制御部１５は、同様のメッセージを図示せぬリモートコントローラに表示し、または音声で出力するようにしても良い。

また、空気調和機１０は、センサユニット２４から冷媒検知情報を受け取ると、空調運転状態にある場合には、その運転を停止する。すなわち、第１制御部１５は、室内ファンを停止し、室内機１２内の冷媒をなるべく室外機１１へ流れるように冷媒回収運転をして、図示せぬ圧縮機を停止させる。これにより、室内機１２から部屋２内に冷媒が漏洩するのを抑制することができる。

以上のように、本実施形態の空気調和システム１は、可燃性冷媒を用いる空気調和機１０と、室内空気を吸い込む空気吸込部２１Ａと吸込んだ空気を室内に吹き出す空気吹出部２１Ｂとを有する空気清浄機２０とを備える。空気調和機１０の室内機１２は、第１通信部１４を有し、空気清浄機２０は、可燃性冷媒を検知する冷媒センサ２４Ａと、冷媒センサ２４Ａによる冷媒検知情報を第１通信部１４に送信する第２通信部２４Ｂとを有する。

このように、可燃性冷媒を検知する冷媒センサ２４Ａが、室内空気を吸い込む空気吸込部２１Ａと吸込んだ空気を室内に吹き出す空気吹出部２１Ｂとを有する空気清浄機２０に設けられているので、可燃性冷媒が漏洩した場合には、迅速に漏洩冷媒を検知することができる。また、冷媒検知情報を第２通信部２４Ｂから室内機１２の第１通信部１４に送信するので、空気調和機１０が運転中であれば、運転を停止することにより、室内機１２から部屋２内に冷媒が漏洩するのを抑制することができる。

また、第１通信部１４が冷媒検知情報を受信すると、第１制御部１５は、室内に存在する冷媒の危険性を減少させるよう制御する制御運転指令を、第１通信部１４を介して、第２通信部２４Ｂへ送信する。第２制御部２５は、第２通信部２４Ｂで受信した制御運転指令に基づき、空気清浄機２０の運転を行う。

そして、第２制御部２５は、制御運転指令に基づき、空気清浄機２０の送風量を増加させる。これにより、室内に漏洩した冷媒を拡散させることができ、可燃性冷媒の濃度が部分的に燃焼可能濃度まで上昇すること、および酸欠が発生することを抑制することができる。

また、第２制御部２５は、加湿機能部２６が運転状態にある場合、制御運転指令に基づき、加湿機能部２６の運転を停止させる。可燃性冷媒は、湿度が高まることにより、燃焼可能下限濃度が低下するので、加湿機能部２６の運転を停止させることにより、部屋２内の湿度の上昇を防止し、燃焼可能下限濃度が低下するのを防止することができる。

また、第２制御部２５は、除湿機能部２７が停止状態にある場合、制御運転指令に基づき、除湿機能部２７の運転を開始させる。これにより、部屋２内の湿度を低下させ、可燃性冷媒の燃焼可能下限濃度を上昇させることができる。

空気よりも比重が重い可燃性冷媒に対応して、冷媒センサ２４Ａは、床置型の空気清浄機２０の床面付近に配置されている。これにより、床近傍に溜まりやすい漏洩冷媒を冷媒センサ２４Ａにより、早期に検知することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る空気調和システム１０１について図４、５を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一の部材については同一の参照番号を付して説明を省略し、異なる部分についてのみ説明を行う。図４は、本実施形態における空気清浄機２０の構成図およびセンサユニットの拡大図を示している。

図４に示すように、本実施形態では、筐体２１の下部に空気吸込口２１ｃが形成されており、センサユニット１２４が、筐体２１の空気吸込口２１ｃを形成する部分に着脱可能に取り付けられている。よって、ユーザは、必要に応じてセンサユニット１２４の着脱を行うことができる。

センサユニット１２４は、本体部１２４Ａを有し、本体部１２４Ａに対し、冷媒センサ１２４Ｂ、第２通信部１２４Ｃ、および電池部１２４Ｄが設けられている。このように、冷媒センサ１２４Ｂおよび通信部１２４Ｃは一体に構成される。電池部１２４Ｄは、冷媒センサ１２４Ｂおよび第２通信部１２４Ｃに対し電気を供給する。また、本体部１２４Ａは、爪部１２４Ｅを有し、爪部１２４Ｅを筐体２１に引っ掛けることにより、センサユニット１２４が筐体２１に対し装着される。

図５は、本実施形態における空気調和システム１０１の電気的構成のブロック図を示す。

図５に示すように、センサユニット１２４の第２通信部１２４Ｃは、第１通信部１４および第２制御部２５と通信可能に構成されている。そして、本実施形態においても、冷媒センサ１２４Ｂが冷媒を検知すると、第２通信部１２４Ｃは、室内機１２の第１通信部１４に対し、冷媒検知所情報を送信する。第１通信部１４が冷媒検知所情報を受信すると、第１制御部１５は、部屋２内に漏洩した冷媒の危険性を減少させるよう制御するための冷媒制御指令を、第１通信部１４を介して、第２通信部１２４Ｃへ送信する。第２通信部１２４Ｃは、受け取った冷媒制御指令を第２制御部２５へ送信する。第２制御部２５では、図３で示した制御処理が実行される。

第２実施形態に係る空気調和システム１０１においても、第２実施形態に係る空気調和システム１と同様の効果を奏することができる。

なお、本発明は、上述した実施例に限定されない。当業者であれば、本発明の範囲内で、種々の追加や変更等を行うことができる。

例えば、図３に示した空気清浄機２０の第２制御部２５で実行される制御処理に関するプログラムは、第２制御部２５のＲＯＭに記憶されて、第２制御部２５のマイコンに読み出されてＣＰＵにより実行されるように構成した。しかし、第１制御部１５から第１通信部１４を介して、第２通信部２４Ｂへ冷媒制御指令として図３の制御処理のプログラムを送り、第２制御部２５で実行するようにしても良い。なお、この場合の制御処理は、ステップＳ１を含まない。

また、冷媒センサ２４Ａが冷媒を検知し、その旨を第１通信部１４に送信する際に、空気清浄機２０が備える機能（加湿機能、除湿機能）も送信するようにしても良い。そして、第１制御部１５は、空気清浄機２０が備える機能に応じた制御処理のプログラムを送信しても良い。例えば、空気清浄機２０が加湿機能および除湿機能を備えていないときには、送風量増加に関するプログラムのみを、空気清浄機２０に送信しても良い。

また、第１制御部１５は、空気調和機１０で用いられる冷媒の性質に応じた制御処理に関するプログラムを、空気清浄機２０に送信しても良い。例えば、空気調和機１０で使用する冷媒が強燃性の冷媒である場合には、送風量を最大にし、除湿機能を最強にするプログラムを空気清浄機２０に送信しても良い。

また、第２の実施形態において、センサユニット１２４を空気清浄機２０の筐体２１に取り付けたが、部屋２内の他の場所、例えば、室内機１２の吹出空気が向かう場所に設置するようにしても良い。また、センサユニット１２４は、図４に示すように爪部１２４Ｅにより筐体２１の空気吸込口２１ｃを形成する部分に取り付けたが、空気吸込口２１ｃがメッシュ状の吸込口である場合には、メッシュ部分に差し込んで固定する形状であっても良い。

また、空気拡散装置は空気清浄機２０に限られず、扇風機、サーキュレータ、または床面掃除ロボットであっても良い。空気拡散装置がいずれの場合であっても、迅速に漏洩冷媒を検出することができる。また、空気清浄機２０は、空気調和機１２の第１制御部１５からの冷媒制御指令に基づき制御処理を実行したが、冷媒センサ２４Ｂから第２制御部２５に対し冷媒検知信号を送るようにして、冷媒検知信号に基づき制御処理を実行するようにしても良い。

１：空気調和システム、２：部屋、１２：室内機、１４：第１通信部、１５：第１制御部、２１Ａ：空気吸込部、２１Ｂ：空気吹出部、２４Ａ、１２４Ｂ：冷媒センサ、２４Ｂ、１２４Ｃ：第２通信部、２５：第２制御部、２６：加湿機能部、２７：除湿機能部

Claims

室内機を備え、可燃性冷媒を用いる空気調和機と、
室内空気を吸い込む空気吸込部と、吸込んだ空気を室内に吹き出す空気吹出部と、を有する空気拡散装置と、
を備えた空気調和システムにおいて、
前記室内機は、第１通信部を有し、
前記空気拡散装置は、前記可燃性冷媒を検知する冷媒センサと、前記冷媒センサによる冷媒検知情報を前記第１通信部に送信する第２通信部と、を有し、
前記可燃性冷媒は、空気よりも比重が重い冷媒であり、
前記空気拡散装置は、床置型の装置であり、
前記冷媒センサは、前記空気拡散装置の前記空気吸込部に配置されていることを特徴とする空気調和システム。
前記空気調和機は、第１制御部を備え、
前記空気拡散装置は、第２制御部を備え、
前記第１通信部が前記冷媒検知情報を受信すると、前記第１制御部は、室内に存在する冷媒を制御する制御運転指令を、前記第１通信部を介して、前記第２通信部へ送信し、
前記第２制御部は、前記第２通信部で受信した前記制御運転指令に基づき、前記空気拡散装置の運転を行う請求項１に記載の空気調和システム。
前記第２制御部は、前記制御運転指令に基づき、前記空気拡散装置の送風量を増加させる請求項２に記載の空気調和システム。
前記空気拡散装置は、室内の空気を加湿する加湿機能部を備え、
前記第２制御部は、前記加湿機能部が運転状態にある場合、前記制御運転指令に基づき、前記加湿機能部の運転を停止させる請求項３に記載の空気調和システム。
前記空気拡散装置は、室内の空気を除湿する除湿機能部を備え、
前記第２制御部は、前記除湿機能部が停止状態にある場合、前記制御運転指令に基づき、前記除湿機能部の運転を開始させる請求項４に記載の空気調和システム。
前記冷媒センサは、前記空気拡散装置の前記空気吸込部の床面付近に配置されている請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空気調和システム。
前記空気拡散装置は、空気清浄機、扇風機、サーキュレータ、および床面掃除ロボットのいずれかである請求項１に記載の空気調和システム。
前記第２通信部および前記冷媒センサは、一体に構成されて着脱可能に前記空気吸込部に設けられた請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の空気調和システム。