JP6632760B1 - 空気調和機の設計支援装置 - Google Patents

Abstract

空気調和機の設計支援装置において、空気調和機に対する安全対策の要否を自動で容易に把握することができるようにする。設計支援装置１は、室内機１０１〜１０４、室外機２００、部屋１１〜１４、および配管ａ〜ｇが記された空気調和機の設計図面２０に関するデータを読み込む読込部４１と、読み込んだ設計図面２０に関するデータから、室内機１０１〜１０４、室外機２００、部屋１１〜１４、および配管ａ〜ｇに関するデータを取得する各取得部４２〜４６と、取得した室内機１０１〜１０４、室外機２００、および配管ａ〜ｇに関するデータに基づき、空気調和機に要する冷媒量を算出し、取得した部屋１１〜１４に関するデータに基づき、部屋１１〜１４の各容積を算出し、冷媒量と各容積とに基づき、各部屋１１〜１４に対する安全対策の要否を判断し、判断結果を出力する判断部４７と、を備える。

Description

本発明は、空気調和機の設計支援装置に関する。

近年、環境負荷を少なくするため、代替フロンガスを冷媒として用いた空気調和機が開発されている。このような冷媒として、例えば、ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）類のＲ３２などの微燃性（可燃性）のＡ２Ｌ冷媒が用いられる。

微燃性（可燃性）のＡ２Ｌ冷媒を、空気調和機に使用する場合には、冷媒漏洩に対する安全対策が求められる。特に、被空調空間の容積に対し使用される冷媒量が多い場合には、非特許文献１のような安全対策のガイドラインが定められている。

非特許文献１には、部屋の容積と配管長等に基づく冷媒量とから、部屋の冷媒濃度（充填率）を算出し、所定の閾値を超える場合には、安全対策が必要であることが記載されている。

微燃性（Ａ２Ｌ）冷媒を使用した業務用エアコンの冷媒漏えい時の安全確保のための施設ガイドライン、ＪＲＡ ＧＬ−１６：２０１６、一般財団法人 日本冷媒空調工業会、２０１６年９月３０日発行

しかし、部屋の容積、冷媒量を設計図面から手作業で入力し、計算結果から安全対策の要否を判断する作業は煩雑である。さらに、計算方法等を詳細に把握していない作業者が、このような作業を行うのは困難である。

したがって本発明は、空気調和機に対する安全対策の要否を容易に把握することが可能な技術に関する。

上記課題を解決するため、本発明の一形態における、空気調和機の設計支援装置は、室内機、室外機、被空調空間、および配管が記された空気調和機の設計図面に関するデータを読み込む読込手段と、読み込んだ前記設計図面に関するデータから、前記室内機、前記室外機、前記被空調空間、および前記配管に関するデータを取得する取得手段と、取得した前記室内機、前記室外機、および前記配管に関するデータに基づき、前記空気調和機に要する冷媒量を算出し、取得した前記被空調空間に関するデータに基づき、前記被空調空間の容積を算出し、前記冷媒量と前記容積とに基づき、前記被空調空間に対する安全対策の要否を判断し、判断結果を出力する判断手段と、を備える。

本発明によれば、空気調和機に対する安全対策の要否を容易に把握することができる。

実施の形態にかかる空気調和機の設計支援装置の構成のブロック図である。 建物の間取りと空気調和機の設置状態を記した設計図面の概要図である。 認識した構成要素を線図で表した図面の説明図である。 設計支援装置における冷媒漏洩に対する安全対策の要否を出力する手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態にかかる空気調和機の設計支援装置１を説明する。

図１は、実施の形態にかかる空気調和機の設計支援装置１の構成のブロック図である。

図１に示すように、空気調和機の設計支援装置１は、本体装置２と、入力装置３と、表示装置４と、画像取得装置５とを有する。

本体装置２は、例えばプロセッサおよびメモリを備えた汎用的なコンピュータシステムにより構成され、以下に説明する本体装置２内の個々の構成要素または機能は、例えば、コンピュータプログラムを実行することにより実現される。そのコンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に保存可能である。入力装置３、表示装置４、および画像取得装置５は、本体装置２に接続されている。入力装置３は、例えば、キーボード、ポインティングデバイス等である。表示装置４は、例えば、ディスプレイ装置等である。画像取得装置５は、例えば、スキャナあるいはカメラ等である。

本体装置２は、冷媒特性記憶部３１と、冷媒量記憶部３２と、読込部４１と、構成要素認識部４２と、寸法取得部４３と、配管径・配管長取得部４４と、部屋高さ取得部４５と、型式・容量取得部４６と、判断部４７とを備える。

設計支援装置１は、微燃性（Ａ２Ｌ）冷媒を使用する空気調和機において、設計図面に関するデータを読み込んで、当該データから室内機、室外機等の構成要素を認識し、各構成要素に関する情報を取得し、冷媒漏洩に対する安全対策が必要か否かを判断する処理を行う。安全対策が必要な場合は、作業者が対策を選択して設計図面に反映させ、許容濃度を満たすか否かを判定する。本実施形態で使用する冷媒は、Ｒ３２とする。

冷媒特性記憶部３１は、下記の表１に示すような、微燃性（Ａ２Ｌ）冷媒の種類・特性を記憶している。
（表１）

表１は、非特許文献１の表１に相当する。ＬＦＬ（Ｌｏｗｅｒ Ｆｌａｍｍａｂｉｌｉｔｙ Ｌｉｍｉｔ）は、燃焼下限界であり、ＩＳＯ８１７で定められた、冷媒と空気と均一に混合され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。

冷媒量記憶部３２は、室内機・室外機の型式・容量に応じた冷媒量、および、配管径に応じた冷媒追加量を記憶している。

読込部４１は、設計図面２０の画像データを読み込む。当該画像データは、画像取得装置５により取得された設計図面２０の画像に関するデータである。

図２は、建物１０の間取りと空気調和機の設置状態を記した設計図面２０の概要図である。

設計図面２０には、建物１０内の部屋１１〜１４と、部屋１１、１３、１４に設けられた室内機１０１〜１０４と、部屋１１、１３、１４へ出入りするための扉５０１〜５０３と、換気装置３０１、３０２と、配管ａ〜ｇと、建物１０外の室外機２００とが記されている。なお、予め各構成要素に対応する色を決めておき、設計図面２０を画像取得装置５により取得する前に、作業者がマーカーペン等により、設計図面２０の構成要素に色付けを行ってもよい。例えば、各部屋１１〜１４を赤のペンで囲むように色付けし、室内機１０１〜１０４を青のペンで囲むように色付けし、室外機２００を緑のペンで囲むように色付けし、配管ａ〜ｇを黄色のペンでなぞって色付けしてもよい。

構成要素認識部４２は、読み込んだ画像データから、構成要素である部屋、配管、換気扇、室内機、および室外機を構造・形状等に基づき認識する。各構成要素に色付けされている場合には、色に基づき各構成要素を認識してもよい。そして、構成要素認識部４２は、認識結果を表示装置４に表示する。例えば、図３に示す認識した構成要素を線図で表した図面２１と、認識した構成要素およびそれらに番号付けをした下記の表２を表示装置４に表示する。表示された図面には、番号付けした番号が付されている。なお、付した番号は、図２の設計図面２０の説明で用いた番号と同じ番号を用いている。配管ａ〜ｇは、室内機１０１〜１０４または室外機２００と配管の分岐部との間、および、隣接する分岐部の間が１つの配管として認識される。
（表２）

作業者は、表示された図面と表２とに基づき、設計図面２０との間に異なる部分があれば、入力装置３を用いて、異なる部分について適宜、修正・追加等を行う。また、構成要素認識部４２は、換気装置３０１、３０２を認識するようにしてもよい。なお、図３では、認識した構成要素に加え、追加の構成要素である機械換気装置３００と遮断弁４００を図示している。

寸法取得部４３は、基準の寸法を読み込んだ画像データから取得する。例えば、設計図面２０の一部に、建物１０または部屋１１〜１４の一辺の長さ、配管ａ〜ｇの長さ等の寸法が記載されている場合には、基準の寸法として当該寸法を取得する。そして、寸法取得部４３は、取得した寸法に基づき、各部屋１１〜１４の辺の長さおよび床面積を算出して表示装置４に表示する。作業者は、表示された床面積等が設計図面２０と異なる場合には、適宜修正する。設計図面２０に、縮尺が記されている場合には、当該縮尺を基準の寸法として取得してもよい。寸法取得部４３は、基準の寸法が取得できない場合には、入力画面を表示装置４に表示し、作業者に基準の寸法の入力を促すようにしてもよい。

配管径・配管長取得部４４は、各配管ａ〜ｇの配管径および配管長を読み込んだ画像データから取得する。例えば、設計図面２０に、各配管ａ〜ｇの配管径および配管長が記載されている場合には、それらを各配管ａ〜ｇの配管径および配管長として取得する。配管径・配管長取得部４４は、取得した配管径および配管長を表示装置４に表示する。作業者は、表示された配管径および配管長が設計図面２０と異なる場合には、適宜修正する。配管径・配管長取得部４４は、配管径および配管長の一部または全部が取得できない場合には、入力画面を表示装置４に表示し、作業者に配管径および配管長の入力を促すようにしてもよい。

部屋高さ取得部４５は、各部屋１１〜１４の高さを読み込んだ画像データから取得する。例えば、設計図面２０に、各部屋１１〜１４の高さが記載されている場合には、それらを取得する。部屋高さ取得部４５は、取得した各部屋１１〜１４の高さを表示装置４に表示する。作業者は、表示された各部屋１１〜１４の高さが設計図面２０と異なる場合には、適宜修正する。部屋高さ取得部４５は、各部屋１１〜１４の高さの一部または全部が取得できない場合には、入力画面を表示装置４に表示し、作業者に各部屋１１〜１４の高さの入力を促すようにしてもよい。

型式・容量取得部４６は、室外機２００および室内機１０１〜１０４の型式および容量を読み込んだ画像データから取得する。例えば、設計図面２０に、室外機２００および室内機１０１〜１０４の型式および容量が記載されている場合には、それらを取得する。型式・容量取得部４６は、取得した室外機２００および室内機１０１〜１０４の型式および容量を表示装置４に表示する。作業者は、表示された型式および容量が設計図面２０と異なる場合には、適宜修正する。型式・容量取得部４６は、型式および容量の一部または全部が取得できない場合には、入力画面を表示装置４に表示し、作業者に型式・容量の入力を促すようにしてもよい。

判断部４７は、型式・容量取得部４６が取得した型式および容量と、配管径・配管長取得部４４が取得した配管径および配管長と、冷媒量記憶部３２に記憶されている室内機・室外機の型式・容量に応じた冷媒量、および、配管径に応じた冷媒追加量とに基づき、冷媒量を算出して、表３に示す冷媒量の計算結果を表示装置４に表示する。
(表３)

また、判断部４７は、算出した冷媒量と、部屋高さ取得部４５が取得した各部屋１１〜１４の高さと、寸法取得部４３が算出した各部屋１１〜１４の床面積とに基づき、部屋ごとに冷媒漏洩に対する安全対策の要否を判断する。判断部４７は、要否結果として下記のような表４と、図３の構成要素認識部４２が認識した構成要素を線図で表した図面２１とを表示装置４に表示する。
（表４）

判断部４７は、各部屋１１〜１４に全冷媒が漏洩した時の濃度（ｋｇ／ｍ^３、冷媒充填率）を算出し、当該濃度値が冷媒特性記憶部３１に記憶された１／４ＬＦＬ（許容濃度）の値と同じもしくは大きい場合には、対策要否に「要」を表示し、小さい場合には「否」を表示する。判断部４７は、この時点では表４の対策要否の列よりも左側の部分のみを表示する。なお、部屋１２には、室内機が配置されていないため、要否判断をしていないが、部屋１２の要否判断を行ってもよい。

作業者は、対策要と判断された部屋１３に対する安全対策を選択する。選択肢としては、図３の遮断弁４００および機械換気装置３００のうち、作業者は少なくともいずれか一方を選択する。本実施形態では、遮断弁４００を選択した場合について説明する。作業者が、遮断弁４００を選択し、それを設置する位置を表示した図面上に入力する。判断部４７は、作業者による入力が行われたことを検知すると、表４の対策要否列の右側に、遮断弁位置、遮断時漏洩量、遮断弁作動時濃度（ｋｇ／ｍ^３）を表示する。そして、判断部４７は、当該対策により部屋１３における冷媒漏洩時の濃度（冷媒充填率）が、１／４ＬＦＬの値よりも小さい場合には、「ＯＫ」を表示する。すなわち、判断部４７は、入力された安全対策が有効か否かを判断する。なお、判断部４７は、当該対策により部屋１３における冷媒漏洩時の濃度が、１／４ＬＦＬの値よりも同じもしくは大きい場合には、「ＮＧ」を表示し、作業者に安全対策の再入力を促す。

また、判断部４７は、算出した全漏洩時濃度が設計条件から定まる範囲外であるときには、対策要否に「誤」を表示する。ここで、設計条件から定まる範囲とは、部屋の容積、室内機の最小冷媒量、および冷媒の最大冷媒量から定まる範囲である。そして、当該範囲の上限は、表１の最大冷媒量（Ｒ３２であれば５９．８ｋｇ）と、最少容量の室内機が適用される部屋の最小容積（例えば、２４ｍ^３（＝１０ｍ^２（床面積）＊２．４ｍ（高さ））から求まる値（２．４９ｋｇ／ｍ^３）である。また、当該範囲の下限は、容量が最も小さい室内機の冷媒量（例えば、０．４ｋｇ）と、当該室内機の設置が推奨される部屋の容積（例えば、３０ｍ^３（＝１５ｍ^２（床面積）＊３．０ｍ（高さ））から求まる値（０．００９ｋｇ／ｍ^３）である。すなわち、対策要否に「誤」が表示された場合には、各取得部４３〜４６で取得した数値に、誤検知または誤入力があったことを示している。そして、判断部４７は、算出した全漏洩時濃度が設計条件から定まる範囲外であると判断した場合には、表３、４を表示装置４に表示して、作業者に各項目の数値に間違いがないかの確認を促し、数値を修正させるようにする。

以上のような構成の空気調和機の設計支援装置１は、以下に説明する手順で設計図面に関するデータを読み込んで、冷媒漏洩に対する安全対策の要否を出力する。

図４は、設計支援装置１における冷媒漏洩に対する安全対策の要否を出力する手順を示すフローチャートである。

まず、読込部４１が、画像取得装置５により取得された設計図面２０の画像データを読み込む（Ｓ１０１）。構成要素認識部４２は、読み込んだ画像データから、構成要素である部屋、配管、換気扇、室内機、および室外機を構造・形状等に基づき認識し、認識結果を表示装置４に表示する（Ｓ１０２）。具体的には、図３に示す認識した構成要素を線図で表した図面２１と、認識した構成要素に関する上記の表２が表示装置４に表示される。構成要素認識部４２は、作業者からの修正・追加等の入力があった場合には、当該入力結果を図面２１に反映させる。

寸法取得部４３は、基準の寸法を読み込んだ画像データから取得し、各部屋１１〜１４の辺の長さおよび床面積を算出して表示装置４に表示する（Ｓ１０３）。寸法取得部４３は、基準の寸法が取得できない場合には、入力画面を表示装置４に表示して、作業者に基準の寸法の入力させることにより、基準の寸法を取得する。

配管径・配管長取得部４４は、各配管ａ〜ｇの配管径および配管長を読み込んだ画像データから取得して、取得した配管径および配管長を表示装置４に表示する（Ｓ１０４）。配管径・配管長取得部４４は、配管径および配管長の一部または全部が取得できない場合には、入力画面を表示装置４に表示し、作業者に配管径および配管長を入力させることにより、配管径および配管長を取得する。

部屋高さ取得部４５は、各部屋１１〜１４の高さを読み込んだ画像データから取得し、取得した各部屋１１〜１４の高さを表示装置４に表示する（Ｓ１０５）。部屋高さ取得部４５は、各部屋１１〜１４の高さの一部または全部が取得できない場合には、入力画面を表示装置４に表示し、作業者に各部屋１１〜１４の高さを入力させることにより、各部屋１１〜１４の高さを取得する。

型式・容量取得部４６は、室外機２００および室内機１０１〜１０４の型式および容量を読み込んだ画像データから取得し、取得した室外機２００および室内機１０１〜１０４の型式および容量を表示装置４に表示する（Ｓ１０６）。型式・容量取得部４６は、型式および容量の一部または全部が取得できない場合には、入力画面を表示装置４に表示し、作業者に型式・容量を入力させて、型式・容量を取得する。また、型式・容量取得部４６は、取得した型式および容量と、配管径および配管長と、冷媒量記憶部３２に記憶されている冷媒量および冷媒追加量とに基づき、冷媒量を算出して、上記の表３に示す冷媒量の計算結果を表示装置４に表示する。

判断部４７は、算出した冷媒量と、各部屋１１〜１４の高さと、各部屋１１〜１４の床面積とに基づき、部屋ごとに冷媒漏洩に対する安全対策の要否を判断し（Ｓ１０７）、安全対策が必要な部屋があるか否かを判断する（Ｓ１０８）。安全対策が必要な部屋がある場合（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、判断部４７は、作業者から表示装置４に表示した図面２１に対し安全対策の入力があるか否かを判断する（Ｓ１０９）。作業者からの入力があった場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、判断部４７は、入力された安全対策により、安全対策が必要な部屋の冷媒漏洩時の濃度が許容濃度より小さいか否かを判断する（Ｓ１１０）。判断部４７は、安全対策が必要な部屋がない場合（Ｓ１０８：ＮＯ）、冷媒漏洩時の濃度が許容濃度未満である場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）は、当該処理を終了する。

上記のような空気調和機の設計支援装置１によれば、室内機１０１〜１０４、室外機２００、部屋１１〜１４、および配管ａ〜ｇが記された空気調和機の設計図面２０に関するデータを読み込む読込部４１と、読み込んだ設計図面２０に関するデータから、室内機１０１〜１０４、室外機２００、部屋１１〜１４、および配管ａ〜ｇに関するデータを取得する各取得部４２〜４６と、取得した室内機１０１〜１０４、室外機２００、および配管ａ〜ｇに関するデータに基づき、空気調和機に要する冷媒量を算出し、取得した部屋１１〜１４に関するデータに基づき、部屋１１〜１４の各容積を算出し、冷媒量と各容積とに基づき、各部屋１１〜１４に対する安全対策の要否を判断し、判断結果を出力する判断部４７とを備える。かかる構成により、空気調和機に対する安全対策の要否を自動で容易に把握することができる。

また、各取得部４２〜４６は、読み込んだ設計図面２０に関するデータから、室内機１０１〜１０４、室外機２００、部屋１１〜１４、または配管ａ〜ｇに関するデータを取得できない場合、当該データを入力するための画面を出力する。これにより、自動的に取得できないデータがあったとしても、手入力による作業だけで当該データを取得することができ、空気調和機に対する安全対策の要否を容易に把握することができる。

また、判断部４７は、冷媒量を各容積で除して各部屋１１〜１４の冷媒充填率を算出し、冷媒充填率が所定の範囲内であるか否かを判定し、冷媒充填率が所定の範囲内にない場合には、各取得部４２〜４６によるデータ取得に誤りがあったことを示す情報を出力する。これにより、各取得部４２〜４６における誤検知に基づく、安全対策の要否判断を抑制することができる。

判断部４７は、部屋１１〜１４に対する安全対策が入力された場合に、当該安全対策後の部屋１１〜１４へ漏洩する冷媒量と当該部屋の容積とに基づき、安全対策が有効か否かを判断する。これにより、安全対策が有効か否かを容易に把握することができる。

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、上記の実施形態では、安全対策が要と判断された部屋に対し、遮断弁４００を設置する選択をしたが、機械換気装置３００を選択してもよい。機械換気装置３００を選択した場合には、該当する部屋に対する換気量の必要量が自動で計算され、設置位置も選択される。また、安全対策が要と判断された部屋には、機械換気装置３００、遮断弁４００に加えて、検知器および警報器を設置するようにしてもよい。また、読込部４１が読み込む設計図面２０に関するデータは、ＣＡＤデータであってもよい。

１：設計支援装置、 １０１〜１０４：室内機、 ２００：室外機、 ａ〜ｇ：配管
１１〜１４：部屋、 ２０：設計図面、 ４１：読込部、 ４２：構成要素認識部、 ４３：寸法取得部、 ４４：配管径・配管長取得部、 ４５：部屋高さ取得部、 ４６：型式・容量取得部、 ４７：判断部

Claims (6)

1. 室内機、室外機、被空調空間、および配管が記された空気調和機の設計図面に関するデータを読み込む読込手段と、
   読み込んだ前記設計図面に関するデータから、前記室内機、前記室外機、前記被空調空間、および前記配管に関するデータを取得する取得手段と、
   取得した前記室内機、前記室外機、および前記配管に関するデータに基づき、前記空気調和機に要する冷媒量を算出し、取得した前記被空調空間に関するデータに基づき、前記被空調空間の容積を算出し、前記冷媒量と前記容積とに基づき、前記被空調空間に対する安全対策の要否を判断し、判断結果を出力する判断手段と、を備え、
   前記取得手段は、読み込んだ前記設計図面に関するデータから、前記室内機、前記室外機、前記前記被空調空間、または前記配管に関するデータを取得できない場合、当該データを入力するための画面を出力する空気調和機の設計支援装置。
2. 前記判断手段は、
   前記冷媒量を前記容積で除して前記被空調空間の冷媒充填率を算出し、前記冷媒充填率が所定の範囲内であるか否かを判定し、
   前記冷媒充填率が所定の範囲内にない場合には、前記取得手段によるデータ取得に誤りがあったことを示す情報を出力する、請求項１に記載の空気調和機の設計支援装置。
3. 前記判断手段は、前記被空調空間に対する安全対策が入力された場合に、当該安全対策後の前記被空調空間へ漏洩する冷媒量と前記容積とに基づき、前記安全対策が有効か否かを判断する、請求項１または請求項２に記載の空気調和機の設計支援装置。
4. 室内機、室外機、被空調空間、および配管が記された空気調和機の設計図面に関するデータを読み込む読込手段と、
   読み込んだ前記設計図面に関するデータから、前記室内機、前記室外機、前記被空調空間、および前記配管に関するデータを取得する取得手段と、
   取得した前記室内機、前記室外機、および前記配管に関するデータに基づき、前記空気調和機に要する冷媒量を算出し、取得した前記被空調空間に関するデータに基づき、前記被空調空間の容積を算出し、前記冷媒量と前記容積とに基づき、前記被空調空間に対する安全対策の要否を判断し、判断結果を出力する判断手段と、を備え、
   前記判断手段は、
   前記冷媒量を前記容積で除して前記被空調空間の冷媒充填率を算出し、前記冷媒充填率が所定の範囲内であるか否かを判定し、
   前記冷媒充填率が所定の範囲内にない場合には、前記取得手段によるデータ取得に誤りがあったことを示す情報を出力する、空気調和機の設計支援装置。
5. 前記判断手段は、前記被空調空間に対する安全対策が入力された場合に、当該安全対策後の前記被空調空間へ漏洩する冷媒量と前記容積とに基づき、前記安全対策が有効か否かを判断する、請求項５に記載の空気調和機の設計支援装置。
6. 室内機、室外機、被空調空間、および配管が記された空気調和機の設計図面に関するデータを読み込む読込手段と、
   読み込んだ前記設計図面に関するデータから、前記室内機、前記室外機、前記被空調空間、および前記配管に関するデータを取得する取得手段と、
   取得した前記室内機、前記室外機、および前記配管に関するデータに基づき、前記空気調和機に要する冷媒量を算出し、取得した前記被空調空間に関するデータに基づき、前記被空調空間の容積を算出し、前記冷媒量と前記容積とに基づき、前記被空調空間に対する安全対策の要否を判断し、判断結果を出力する判断手段と、を備え、
   前記判断手段は、前記被空調空間に対する安全対策が入力された場合に、当該安全対策後の前記被空調空間へ漏洩する冷媒量と前記容積とに基づき、前記安全対策が有効か否かを判断する、請求項５に記載の空気調和機の設計支援装置。

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