JP6582496B2 - 空調室内ユニット - Google Patents
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Description
(1)空気調和装置10
図1は、本発明の一実施形態に係る空気調和装置10の冷媒回路Cの構成を示す配管系統図である。図1において、空気調和装置10は、室内の冷房及び暖房を行う。図1に示すように、空気調和装置10は、室外に設置される室外ユニット11と、室内に設置される室内ユニット20とを有する。室外ユニット11と室内ユニット20とは、2本の連絡配管2,3によって互いに接続される。これにより、空気調和装置10では、冷媒回路Cが構成される。冷媒回路Cでは、充填された冷媒が循環することで、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。
室外ユニット11には、圧縮機12、室外熱交換器13、室外膨張弁14、及び四方切換弁15が設けられている。
圧縮機12は、低圧の冷媒を圧縮し、圧縮後の高圧の冷媒を吐出する。圧縮機12では、スクロール式、ロータリ式等の圧縮機構が圧縮機モータ12aによって駆動される。圧縮機モータ12aは、インバータ装置によって、その運転周波数が可変に構成されている。
室外熱交換器13は、フィン・アンド・チューブ式の熱交換器である。室外熱交換器13の近傍には、室外ファン16が設置される。室外熱交換器13では、室外ファン16が搬送する空気と冷媒とが熱交換する。
室外膨張弁14は、開度可変の電子膨張弁である。室外膨張弁14は、冷房運転時の冷媒回路Cにおける冷媒の流れ方向において室外熱交換器13の下流側に配置されている。
四方切換弁15は、第1から第4までのポートを有している。四方切換弁15では、第1ポートが圧縮機12の吐出側に接続され、第2ポートが圧縮機12の吸入側に接続され、第3ポートが室外熱交換器のガス側端部に接続され、第4ポートがガス側閉鎖弁5に接続されている。
室外ファン16は、室外ファンモータ16aによって駆動されるプロペラファンによって構成される。室外ファンモータ16aは、インバータ装置によって、その回転数が可変に構成される。
2本の連絡配管は、液連絡配管2及びガス連絡配管3によって構成される。液連絡配管2は、一端が液側閉鎖弁4に接続され、他端が室内熱交換器32の液側端部に接続される。ガス連絡配管3は、一端がガス側閉鎖弁5に接続され、他端が室内熱交換器32のガス側端部に接続される。
図2は、空気調和装置10の室内ユニット20の外観斜視図である。また、図3は、空気調和装置10の室内ユニット20の縦断面図である。さらに、図4は、空気調和装置10の室内ユニット20の内部を天面側から視た平面図である。
(1−2−1)室内ユニット本体21
図2及び図3に示すように、室内ユニット本体21は、略直方体形状の箱形のケーシング22を有している。ケーシング22の側板24には、室内熱交換器32と接続する液側接続管6とガス側接続管7とが貫通している(図4参照)。液側接続管6には、液連絡配管2が接続され、ガス側接続管7には、ガス連絡配管3が接続される。
化粧パネル40は、ケーシング22の下面に取り付けられる。化粧パネル40は、パネル本体41と吸込グリル60とを備えている。
室内熱交換器32は、フィン・アンド・チューブ式の熱交換器である。室内熱交換器32の近傍には、室内ファン27が設置される。
室内膨張弁39は、冷媒回路Cにおいて室内熱交換器32の液端部側に接続される。室内膨張弁39は、開度が可変な電子膨張弁で構成される。
室内ファン27は、室内ファンモータ27aによって駆動される遠心式の送風機である。室内ファンモータ27aは、インバータ装置によって、その回転数が可変に構成されている。
空気温度センサ51は、吸込口42aを通じて室内ユニット本体21内に吸い込まれる空調対象空間の空気温度Taを検出する。空気温度センサ51は、図3に示すように、集塵フィルタ45とベルマウス31の開口との間に配置されている。
冷媒温度センサ52は、室内ユニット本体21内の冷媒配管に配置されている。冷媒温度センサ52は、冷媒配管内の冷媒の温度を検出する。本実施形態では、3つの冷媒温度センサ52が冷媒配管に配置上に配置されている。
図5は、制御部80の制御ブロック図である。図5において、制御部80は、室内側制御部803と、室外側制御部801、両者との間を接続する伝送線80aとによって構成されており、空気調和装置10全体の運転制御を行う。
次に、本実施形態に係る空気調和装置10の運転動作について説明する。空気調和装置10では、冷房運転と暖房運転とが切り換えて行われる。
冷房運転では、図1に示す四方切換弁15が実線で示す状態となり、圧縮機12、室内ファン27、室外ファン16が運転状態となる。これにより、冷媒回路Cでは、室外熱交換器13が凝縮器となり、室内熱交換器32が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。
暖房運転では、図1に示す四方切換弁15が破線で示す状態となり、圧縮機12、室内ファン27、室外ファン16が運転状態となる。これにより、冷媒回路Cでは、室内熱交換器32が凝縮器となり、室外熱交換器13が蒸発器となる冷凍サイクルが行われる。
ここでは、空気調和装置10が運転を停止した後の室内ユニット20内で冷媒漏洩が発生した場合を想定した、冷媒漏洩判定制御について説明する。
空気調和装置10の室内ユニット20では、万一運転停止中に冷媒配管から冷媒が漏洩しても、冷媒漏洩によって冷媒配管の内部圧力が低下し、それに伴い冷媒温度Tfが低下するので、空気温度Taと冷媒温度Tfとの差が拡大する。したがって、予め冷媒漏洩したときの当該差に相当する値を第1閾値K1として設定しておくことによって、判定部83は差(Ta−Tf)と第1閾値K1との比較によって冷媒漏洩の有無を判定することができる。
(7−1)第1変形例
上記第1実施形態では、空気温度Taと冷媒温度Tfとの差(Ta−Tf)が第1閾値K1以上のときに「冷媒漏洩有り」と判定しているが、これに限定されるものではなく、冷媒温度Tfの降下の傾きから冷媒漏洩の有無を判定することもできる。
室内ユニット20では、予め冷媒漏洩したときの[差の変化幅]に相当する値を第2閾値K2として設定しておくことによって、判定部83は差の変化幅と第2閾値K2との比較によって冷媒漏洩の有無を判定する。したがって、ガスセンサを用いることなく温度センサで、確実に冷媒漏洩判定を行うことができる。
第1実施形態と第1変形例との組み合わせにより、冷媒漏洩の判定精度はさらに向上すると考えられる。以下、フローチャートを参照しながら説明する。
室内ユニット20では、予め冷媒漏洩したときの差に相当する値を第1閾値K1として設定しておくことによって、判定部83は差と第1閾値K1との比較により冷媒漏洩の有無を判定できる上に、予め冷媒漏洩したときの[差の変化幅]に相当する値を第2閾値K2として設定しておくことによって、判定部83は差の変化幅と第2閾値K2との比較により冷媒漏洩の有無を確認的に判定することができる。
第1実施形態、第1変形例及び第2変形例においては、冷媒漏洩の判定開始の条件はいずれも空気調和装置10の停止時点から第1所定時間tp1経過後である点で共通している。
室内ユニット20では、各差の絶対値が一定値以下となっているときは、冷媒圧力は、周囲の空気温度と同じ飽和温度の圧力に平衡していると考えられる。したがって、判定部83は、予め当該一定値を第3閾値K3として設定し、各差の絶対値が第3閾値K3以下となったとき以後に冷媒漏洩判定を行っている。その結果、冷媒漏洩の判定精度が高めることができる。
図14は、第4変形例に係る冷媒漏洩判定制御のフローチャートである。図14において、第4変形例は、図13の第3変形例に係る冷媒漏洩判定制御のフローチャートにおけるステップS33を、ステップS33の中に「t≧tp1」を追加したステップS43に置換えたものである。なお、ステップS41、S42及びS44〜S47は、第3変形例のステップS31、S32及びS34〜S37と対応している。
室内ユニット20では、判定部83が、運転停止の状態が第1所定時間tp1継続し且つ各差の絶対値が第3閾値K3以下となったとき以後に冷媒漏洩判定を行っているので、冷媒漏洩の判定精度をさらに高めることができる。
<第2実施形態>
第1実施形態、及び第1変形例から第4変形例に至るまで、空気調和装置10の停止後、冷媒配管内の圧力が周囲温度に相当する飽和温度の圧力に平衡するまでに十分な時間があることを前提に説明した。
室内ユニット20では、判定部83は、運転停止の状態が第2所定時間tp2継続し、且つ各差の絶対値が第4閾値K4以下となる時間が第3所定時間tp3以内であるとき、冷媒漏洩が有ると判定している。したがって、ガスセンサを用いることなく温度センサで、確実に冷媒漏洩判定を行うことができる。
図17は、冷房運転中に冷媒漏洩が発生した場合の空気温度及び冷媒温度の変化を示すグラフである。図17において、冷房運転が停止した直後から空気温度Taは上昇し始め、時間の経過とともに一定の温度範囲に収束する。
室内ユニット20では、判定部は、運転停止の状態が第2所定時間tp2継続し、且つ各差の絶対値が第5閾値K5以下とならないとき、冷媒漏洩が有ると判定している。したがって、ガスセンサを用いることなく温度センサで、確実に冷媒漏洩判定を行うことができる。
第1実施形態、及び第1変形例から第4変形例に至るまで、空気調和装置10の停止後、冷媒配管内の圧力が周囲温度に相当する飽和温度の圧力に平衡するまでに十分な時間があることを前提に説明した。
室内ユニット20では、判定部83は、各差の絶対値が第6閾値K6以下となったとき以後に冷媒漏洩判定を行っているので、判定精度が高まる。
図21は、暖房運転停止後に冷媒漏洩が発生した場合の空気温度Ta及び冷媒温度Tfの変化を示すグラフである。図21において、空気調和装置10が運転停止した後、第4所定時間tp4(例えば、15分)における空気温度Taと、第1冷媒温度センサ52a、第2冷媒温度センサ52b及び第3冷媒温度センサ52cの検出値Tfa、Tfb及びTfcそれぞれとの差の絶対値|Ta−Tfa|、|Ta−Tfb|、及び|Ta−Tfc|の全てが第6閾値K6以上且つ第8閾値K8以下である状態が第5所定時間tp5(例えば、5分間)以上継続することが、出願人の研究により判明している。
室内ユニット20では、判定部83は、運転停止の状態が第4所定時間tp4継続し、且つ各差の絶対値が第6閾値K6以上で第8閾値K8以下となる時間が第5所定時間tp5以内であるとき、冷媒漏洩が有ると判定している。したがって、ガスセンサを用いることなく温度センサで、確実に冷媒漏洩判定を行うことができる。
(1)
空気調和装置10の据付直後、或いは運転停止時間が第1実施形態の第1所定時間以上に相当する第6所定時間tp6経過した時点の空気温度Ta、及び冷媒温度Tfは安定しており、そのときの差は理論的にはゼロであるが、ゼロでない値の場合は両温度センサの誤差の合計ともいえる。
(2)
判定部83は、「冷媒漏洩有り」と判定し、「冷媒漏洩」の発生を知らせる警報を行った後、空気調和装置10を異常停止させる。その目的は、冷媒が漏洩している状態、又は冷媒が漏洩した状態で運転が再開されることを防止するためである。
22 ケーシング
30 室内ファン
32 室内熱交換器
42a 吸込口
43a 吹出口
51 第1温度センサ
52 第2温度センサ
83 判定部
Claims (13)
- 吸込口(42a)及び吹出口(43a)を有するケーシング(22)内に室内ファン(30)、室内熱交換器(32)及び冷媒配管を収容する空調室内ユニットであって、
空調対象空間の空気の温度を測る第1温度センサ(51)と、
前記冷媒配管の温度を測る第2温度センサ(52)と、
運転停止中の冷媒漏洩の有無を判定する判定部(83)と、
を備え、
前記判定部(83)は、前記第1温度センサ(51)及び前記第2温度センサ(52)の検出温度の差に基づいて、冷媒漏洩が有るか否かの判定である冷媒漏洩判定を行い、
さらに、前記判定部(83)は、前記第1温度センサ(51)の検出温度を基準値として、前記基準値と前記第2温度センサ(52)の検出温度との差の変化幅が第2閾値以上であるとき、冷媒漏洩が有ると判定する、
空調室内ユニット(10)。 - 吸込口(42a)及び吹出口(43a)を有するケーシング(22)内に室内ファン(30)、室内熱交換器(32)及び冷媒配管を収容する空調室内ユニットであって、
空調対象空間の空気の温度を測る第1温度センサ(51)と、
前記冷媒配管の温度を測る第2温度センサ(52)と、
運転停止中の冷媒漏洩の有無を判定する判定部(83)と、
を備え、
前記判定部(83)は、前記第1温度センサ(51)及び前記第2温度センサ(52)の検出温度の差に基づいて、冷媒漏洩が有るか否かの判定である冷媒漏洩判定を行い、
さらに、前記判定部(83)は、前記第1温度センサ(51)の検出温度を基準値として、前記基準値と前記第2温度センサ(52)の検出温度との差が第1閾値以上であり、且つ前記基準値と前記第2温度センサ(52)の検出温度との差の変化幅が第2閾値以上であるとき、冷媒漏洩が有ると判定する、
空調室内ユニット(10)。 - 前記判定部(83)は、運転停止の状態が第1所定時間継続したとき以後に前記冷媒漏洩判定を行う、
請求項1又は請求項2に記載の空調室内ユニット(10)。 - 前記第2温度センサ(52)は、前記冷媒配管の複数の個所に設置されており、
前記判定部(83)は、前記基準値と全ての前記第2温度センサ(52)の検出温度それぞれとの差の絶対値が第3閾値以下となったとき以後に前記冷媒漏洩判定を行う、
請求項1又は請求項2に記載の空調室内ユニット(10)。 - 前記第2温度センサ(52)は、前記冷媒配管の複数の個所に設置されており、
前記判定部(83)は、運転停止の状態が第1所定時間継続し、且つ前記基準値と全ての前記第2温度センサ(52)の検出温度それぞれとの差の絶対値が第3閾値以下となったとき以後に前記冷媒漏洩判定を行う、
請求項1又は請求項2に記載の空調室内ユニット(10)。 - 前記第2温度センサ(52)は、前記冷媒配管の複数の個所に設置されており、
前記判定部(83)は、運転停止の状態が第2所定時間継続し、且つ前記基準値と全ての前記第2温度センサ(52)の検出温度それぞれとの差の絶対値が第4閾値以下となる時間が第3所定時間以内であるとき、冷媒漏洩が有ると判定する、
請求項1又は請求項2に記載の空調室内ユニット(10)。 - 前記第2温度センサ(52)は、前記冷媒配管の複数の個所に設置されており、
前記判定部(83)は、前記基準値と全ての前記第2温度センサ(52)の検出温度それぞれとの差の絶対値が第5閾値以下とならないとき、冷媒漏洩があると判定する、
請求項1又は請求項2に記載の空調室内ユニット(10)。 - 前記判定部(83)は、
前記空調室内ユニット(10)が据え付けられた直後に、又は運転停止時間が第6所定時間を経過した時点において、前記第1温度センサ(51)の検出温度を基準値として、前記基準値と前記第2温度センサ(52)の検出温度との差から補正値を演算し、
前記補正値の演算後においては、前記第1温度センサ(51)の検出温度を基準値とする、前記基準値と前記第2温度センサ(52)の検出温度との差に対して、前記補正値を用いて補正する、
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の空調室内ユニット(10)。 - 吸込口(42a)及び吹出口(43a)を有するケーシング(22)内に室内ファン(30)、室内熱交換器(32)及び冷媒配管を収容する空調室内ユニットであって、
空調対象空間の空気の温度を測る第1温度センサ(51)と、
前記冷媒配管の温度を測る第2温度センサ(52)と、
運転停止中の冷媒漏洩の有無を判定する判定部(83)と、
を備え、
前記判定部(83)は、前記第1温度センサ(51)及び前記第2温度センサ(52)の検出温度の差に基づいて、冷媒漏洩が有るか否かの判定である冷媒漏洩判定を行い、
前記第2温度センサ(52)は、前記冷媒配管の一又は二以上の個所に設置されており、
前記判定部(83)は、前記第1温度センサ(51)及び前記第2温度センサ(52)の検出温度の差の絶対値に基づいて、前記冷媒漏洩判定を行い、
前記冷媒漏洩判定は、前記第1温度センサ(51)の検出値と全ての前記第2温度センサ(52)の検出温度それぞれとの差の絶対値が第6閾値以下となったとき以後に行われる、
空調室内ユニット(10)。 - 前記判定部(83)は、前記第1温度センサ(51)の検出値と全ての前記第2温度センサ(52)の検出温度それぞれとの差の絶対値の少なくとも一つが第7閾値以上となったとき、冷媒漏洩があると判定する、
請求項9に記載の空調室内ユニット(10)。 - 吸込口(42a)及び吹出口(43a)を有するケーシング(22)内に室内ファン(30)、室内熱交換器(32)及び冷媒配管を収容する空調室内ユニットであって、
空調対象空間の空気の温度を測る第1温度センサ(51)と、
前記冷媒配管の温度を測る第2温度センサ(52)と、
運転停止中の冷媒漏洩の有無を判定する判定部(83)と、
を備え、
前記判定部(83)は、前記第1温度センサ(51)及び前記第2温度センサ(52)の検出温度の差に基づいて、冷媒漏洩が有るか否かの判定である冷媒漏洩判定を行い、
前記第2温度センサ(52)は、前記冷媒配管の一又は二以上の個所に設置されており、
前記判定部(83)は、運転停止の状態が第4所定時間継続し、且つ前記第1温度センサ(51)の検出値と全ての前記第2温度センサ(52)の検出温度それぞれとの差の絶対値が第6閾値以上で第8閾値以下となる時間が第5所定時間以内であるとき、冷媒漏洩が有ると判定する、
空調室内ユニット(10)。 - 前記判定部(83)は、
前記空調室内ユニット(10)が据え付けられた直後に、又は運転停止時間が第6所定時間経過した時点において、前記第1温度センサ(51)の検出温度と前記第2温度センサ(52)の検出温度との差から補正値を演算し、
前記補正値の算出後においては、前記第1温度センサ(51)の検出温度と前記第2温度センサ(52)の検出温度との差に対して前記補正値を用いて補正する、
請求項9から請求項11のいずれか1項に記載の空調室内ユニット(10)。 - 前記判定部(83)は、冷媒漏洩があると判定したとき、前記室内ファン(30)の強制運転及び/又は警報発報を実施する、
請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の空調室内ユニット(10)。
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