JP6939868B2 - 空調装置 - Google Patents

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Description

本開示は、空調装置に関する。
空調装置に対し、冷媒漏洩対策用に各種の安全装置が設けられる場合がある。例えば特許文献1(特開2019−52785号公報)には、安全装置として冷媒検知器、警報装置、及び遮断弁を備えた空調システムが開示されている。
このような空調システムには、空調装置の運転中に冷媒が漏洩した場合に安全装置が確実に作動するよう高い信頼性が求められる。そこで、安全装置が動作可能でない場合に空調装置の動作を禁止するよう、空調装置でインタロックを利用することが考えられる。
しかし、一方で、空調装置に充填される冷媒量等によっては、安全装置を特に必要としない場合もある。しかし、複数の安全装置と共に利用される可能性もあるため、インタロックを利用している空調装置において、安全装置の非利用時に安全装置毎にインタロックを解除する場合には、設置の際の作業量が増えてしまうという課題がある。
第1観点の空調装置は、冷媒回路を含む空調装置であって、接続部と、回路構成部と、第1部材と、制御部と、を備える。接続部には、複数の安全装置のうち第1装置と接続される第1電線と、複数の安全装置のうち第2装置と接続される第2電線と、が接続される。複数の安全装置には、冷媒検知器、警報装置、遮断弁及び換気装置のうち少なくとも2種類を含む。第2装置は、第1装置とは種類が異なる。回路構成部は、接続部に接続される第1電線及び第2電線と共にインタロック回路を形成する。第1部材は、第1電線及び第2電線を介さずに、回路構成部の少なくとも一部を含む第1回路を形成可能である。制御部は、インタロック回路及び第1回路のいずれにも電流が流れない場合に、空調装置の運転を禁止する。
なお、インタロック回路に電流が流れない場合には、インタロック回路が存在していない場合の他、インタロック回路の一部が断線していたり、インタロック回路の一部が電線から外れていたりする場合を含む。第1回路に電流が流れない場合には、第1部材により第1回路が形成されていない場合を含む。
第1観点の空調装置は、第1部材を用いて空調装置のインタロックを解除可能な第1回路を形成できるため、安全装置の非利用時に複数の安全装置のそれぞれに対してインタロックを解除する必要がなく、作業性が良い。
第2観点の空調装置は、第1観点の空調装置であって、第1回路は、回路構成部の第1部分と、回路構成部の第2部分とを短絡して形成される回路である。
第2観点の空調装置では、回路構成部を短絡させることで容易に複数の安全装置とのインタロックを同時に解除できる。
第3観点の空調装置は、第1観点又は第2観点のいずれかの空調装置であって、第1部材が着脱可能な装着部を備える。第1部材を装着部から取り外すことで第1回路が形成される。
第3観点の空調装置では、第1部材を取り外せば第1回路を形成可能で、複数の安全装置とのインタロックを迅速に解除できる。また、第1部材は、通常、空調装置の据付時には装着部に取り付けられているため、第1部材の紛失の可能性を低減できる。
第4観点の空調装置は、第1観点又は第2観点のいずれかの空調装置であって、第1部材が着脱可能な装着部を備える。第1部材を装着部に取り付けることで第1回路が形成される。
第4観点の空調装置では、第1部材を取り付ければ第1回路を形成可能で、複数の安全装置とのインタロックを迅速に解除できる。
本開示の一実施形態の空調装置を含む空調システムのブロック図である。 図1の空調システムの概略構成図である。 図1の空調装置のインタロック回路を説明するための概略の電気回路図である。 図3の回路構成部の一部を含む第1回路を説明するための概略の電気回路図である。 図1の空調装置のインタロック回路の他の例を説明するための概略の電気回路図である。 図4の回路構成部の一部を含む第1回路の他の例を説明するための電気回路図である。 図1の空調装置の制御部のブロック図である。 変形例Dの空調装置のインタロック回路及び第1回路を説明するための概略の電気回路図である。
本開示の空調装置の一実施形態について説明する。
(1)空調システム
図1及び図2を参照しながら、一実施形態に係る空調装置1と、複数種類の安全装置と、を含む空調システム100について説明する。図1は空調システム100のブロック図である。図1では、空調装置1の熱源ユニット2の圧縮機8を除く冷媒回路6を構成する機器、第1ファン15及び第2ファン33の描画は省略している。図2は、空調システム100の概略構成図である。
空調装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを利用して、空調対象空間の冷房又は暖房を行う装置である。空調装置1は、利用ユニット3及び熱源ユニット2を含む(図1参照)。
本実施形態では、空調システム100が有する複数種類の安全装置には、冷媒検知器34、警報装置70、換気装置60及び遮断弁50の4種類の安全装置を含む(図2参照)。
なお、以下で、特に空調装置1のインタロック機能について説明する際には、説明が煩雑になるのを避けるため、空調システム100が2種類の安全装置(第1装置80及び第2装置90)を有する場合について説明する。以下の実施形態では、第1装置80は冷媒検知器34であり、第2装置90は警報装置70である場合を例に主に説明する。なお、第1装置80及び第2装置90は、複数種類の安全装置の、他の組み合わせであってもよい。
(2)詳細構成
(2−1)空調装置
空調装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことにより、空調対象空間の冷房及び暖房を行う装置である。空調対象空間は、例えば、オフィスビル、商業施設、住居等の建物内の空間である。なお、空調装置1は、空調対象空間の冷房及び暖房の両方の用途に用いられる装置でなくてもよく、冷房及び暖房の一方だけの用途に用いられる装置であってもよい。
空調装置1は、冷媒漏洩時の安全確保のために、各種安全装置を電気的に接続することが可能に構成されている。空調装置1は、インタロック機能を有している。ここでのインタロック機能は、空調システム100に必要とされる安全装置に電源が供給されておらず、運転可能な状態にない場合に、空調装置1の起動及び運転を禁止する機能である。
ただし、空調装置1は、後述する第1部材110により第1回路99を形成することで、安全装置が接続されていない状態であっても運転可能に構成されている。
空調装置1は、図2及び図3に示すように、主として、熱源ユニット2と、利用ユニット3と、冷媒連絡配管と、リモートコントローラ48と、を有する。また、空調装置1は、インタロック機能及びその解除に関連して、接続部85、回路構成部97及び第1部材110を有する。
熱源ユニット2は、熱源ユニット制御装置42を有する。利用ユニット3は、利用ユニット制御装置44を有する。リモートコントローラ48は、リモコン制御装置48aを有する。熱源ユニット制御装置42と、利用ユニット制御装置44と、リモコン制御装置48aとは、協働して、後述する制御部22として機能する。
冷媒連絡配管には、液冷媒連絡配管4及びガス冷媒連絡配管5を含む。液冷媒連絡配管4及びガス冷媒連絡配管5は、熱源ユニット2と利用ユニット3とを接続する冷媒連絡配管である。空調装置1では、熱源ユニット2と利用ユニット3とが冷媒連絡配管4、5を介して接続されることで、冷媒回路6が構成される。
限定するものではないが、冷媒回路6に封入されている冷媒は、可燃性の冷媒である。可燃性の冷媒には、米国のASHRAE34 Designation and safety classification of refrigerantの規格又はISO817 Refrigerants- Designation and safety classificationの規格でClass3(強燃性)、Class2(弱燃性)、Subclass2L(微燃性)に該当する冷媒を含む。
例えば、冷媒として、R1234yf、R1234ze(E)、R516A、R445A、R444A、R454C、R444B、R454A、R455A、R457A、R459B、R452B、R454B、R447B、R32、R447A、R446A、及びR459Aのいずれかが採用される。
本実施形態では、使用される冷媒はR32である。なお、本開示の構成は、冷媒が可燃性ではない場合にも有用である。
空調装置1は、図2のように熱源ユニット2を1台有する。また、空調装置1は、図2のように、利用ユニット3を1台有する。ただし、空調装置1は、熱源ユニット2に対して互いに並列に接続される複数台の利用ユニット3を有してもよい。また、空調装置1は、熱源ユニット2を複数台有してもよい。
以下に、熱源ユニット2と、利用ユニット3と、冷媒連絡配管4,5と、制御部22と、について詳細を説明する。また、以下で、空調装置1のインタロック機能及びインタロック機能の解除に関連する、回路構成部97、接続部85、装着部25、及び第1部材110について詳細を説明する。
(2−1−1)熱源ユニット
熱源ユニット2の構成の一例について、図2を参照しながら説明する。
熱源ユニット2は、空調対象空間の外、例えば、建物の屋上や建物の壁面近傍等に設置される。
熱源ユニット2は、主として、アキュムレータ7と、圧縮機8と、流向切換機構10と、熱源熱交換器16と、第1膨張機構12と、第1閉鎖弁13及び第2閉鎖弁14と、第1ファン15とを有している(図2参照)。なお、熱源ユニット2は、ここで説明する機器の一部を有していなくてもよい。例えば、空調装置1が空調対象空間の冷房のみを行う場合、熱源ユニット2は流向切換機構10を有していなくてもよい。また、熱源ユニット2は、必要に応じ、ここで説明する以外の機器を有してもよい。
熱源ユニット2は、冷媒回路6を構成する各種機器を接続する冷媒管として、吸入管17、吐出管18、第1ガス冷媒管19、液冷媒管20、及び第2ガス冷媒管21を主に有する(図2参照)。吸入管17は、流向切換機構10と圧縮機8の吸入側とを接続する。吸入管17には、アキュムレータ7が設けられている。吐出管18は、圧縮機8の吐出側と流向切換機構10とを接続する。第1ガス冷媒管19は、流向切換機構10と熱源熱交換器16のガス側とを接続する。液冷媒管20は、熱源熱交換器16の液側と第1閉鎖弁13とを接続する。液冷媒管20には、第1膨張機構12が設けられている。第2ガス冷媒管21は、流向切換機構10と第2閉鎖弁14とを接続する。
圧縮機8は、吸入管17から冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入し、図示しない圧縮機構で冷媒を圧縮して、圧縮した冷媒を吐出管18へと吐出する機器である。
流向切換機構10は、冷媒の流向を切り換えることで、冷媒回路6の状態を、第1状態と、第2状態との間で変更する。本実施形態では、流向切換機構10は、四方切換弁であるが、これに限定されるものではなく、複数の弁と配管とにより構成されてもよい。冷媒回路6が第1状態にある時、熱源熱交換器16が冷媒の放熱器(凝縮器)として機能し、利用熱交換器32が冷媒の蒸発器として機能する。冷媒回路6が第2状態にある時、熱源熱交換器16が冷媒の蒸発器として機能し、利用熱交換器32が冷媒の放熱器として機能する。流向切換機構10が冷媒回路6の状態を第1状態とする場合には、流向切換機構10は、吸入管17を第2ガス冷媒管21と連通させ、吐出管18を第1ガス冷媒管19と連通させる(図2の流向切換機構10内の実線参照)。流向切換機構10が冷媒回路6の状態を第2状態とする場合には、流向切換機構10は、吸入管17を第1ガス冷媒管19と連通させ、吐出管18を第2ガス冷媒管21と連通させる(図2中の流向切換機構10内の破線参照)。
熱源熱交換器16は、内部を流れる冷媒と熱源ユニット2の設置場所の空気(熱源空気)との間で熱交換を行わせる機器である。熱源熱交換器16は、タイプを限定するものではないが、例えば、図示しない複数の伝熱管とフィンとを有するフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。熱源熱交換器16の一端は、第1ガス冷媒管19と接続される。熱源熱交換器16の他端は、液冷媒管20と接続される。
第1膨張機構12は、冷媒回路6において熱源熱交換器16と利用熱交換器32との間に配置される。第1膨張機構12は、熱源熱交換器16と第1閉鎖弁13との間の液冷媒管20に配置されている。第1膨張機構12は、液冷媒管20を流れる冷媒の圧力や流量の調節を行う。本実施形態では、第1膨張機構12は開度可変の電子膨張弁である。ただし、第1膨張機構12は感温筒式の膨張弁やキャピラリチューブ等であってもよい。
アキュムレータ7は、流入する冷媒をガス冷媒と液冷媒とに分離する気液分離機能を有する容器である。また、アキュムレータ7は、運転負荷の変動等に応じて発生する余剰冷媒の貯留機能を有する容器である。
第1閉鎖弁13は、液冷媒管20と液冷媒連絡配管4との接続部分に設けられている弁である。第2閉鎖弁14は、第2ガス冷媒管21とガス冷媒連絡配管5との接続部分に設けられている弁である。第1閉鎖弁13及び第2閉鎖弁14は、空調装置1の運転時には開かれている。
第1ファン15は、熱源ユニット2の外部の熱源空気を図示しない熱源ユニット2のケーシング内に吸入して熱源熱交換器16に供給し、熱源熱交換器16において冷媒と熱交換した空気を熱源ユニット2のケーシング外に排出するためのファンである。第1ファン15は、例えばプロペラファンである。ただし、第1ファン15のファンのタイプは、プロペラファンに限定されず、適宜選択されればよい。
(2−1−2)利用ユニット
利用ユニット3の構成の一例について、図2を参照しながら説明する。
利用ユニット3は、例えば、空調対象空間に設置されるユニットである。利用ユニット3は、例えば天井埋込式のユニットであるが、天井吊下式、壁掛式、又は床置式のユニットであってもよい。また、利用ユニット3は、空調対象空間の外に設置されてもよい。例えば、利用ユニット3は、屋根裏、機械室等に設置されてもよい。この場合、利用熱交換器32において冷媒と熱交換した空気を、利用ユニット3から空調対象空間へと供給する空気通路が設置される。空気通路は、例えばダクトである。ただし、空気通路のタイプは、ダクトに限定されるものではなく適宜選択されればよい。
利用ユニット3は、第2膨張機構31、利用熱交換器32及び第2ファン33を主に有する(図2参照)。
第2膨張機構31は、冷媒回路6において熱源熱交換器16と利用熱交換器32との間に配置される。第2膨張機構31は、利用熱交換器32と液冷媒連絡配管4とを接続する冷媒配管に配置されている。第2膨張機構31は、冷媒配管を流れる冷媒の圧力や流量の調節を行う。本実施形態では、第2膨張機構31は開度可変の電子膨張弁であるが、これに限定されるものではない。
利用熱交換器32では、利用熱交換器32を流れる冷媒と、空調対象空間の空気との間で熱交換が行われる。利用熱交換器32は、タイプを限定するものではないが、例えば、図示しない複数の伝熱管とフィンとを有するフィン・アンド・チューブ型熱交換器である。利用熱交換器32の一端は、冷媒配管を介して液冷媒連絡配管4と接続される。利用熱交換器32の他端は、冷媒配管を介してガス冷媒連絡配管5と接続される。
第2ファン33は、利用ユニット3の図示しないケーシング内に空調対象空間内の空気を吸入して利用熱交換器32に供給し、利用熱交換器32において冷媒と熱交換した空気を空調対象空間へと吹き出す機構である。第2ファン33は、例えばターボファンである。ただし、第2ファン33のタイプは、ターボファンに限定されるものではなく適宜選択されればよい。
(2−1−3)液冷媒連絡配管及びガス冷媒連絡配管
液冷媒連絡配管4及びガス冷媒連絡配管5は、熱源ユニット2と利用ユニット3とを接続する冷媒連絡配管である。液冷媒連絡配管4には、遮断弁50の第1遮断弁54が設けられている。ガス冷媒連絡配管5には、遮断弁50の第2遮断弁56が設けられている。
第1遮断弁54及び第2遮断弁56は、限定するものではないが、例えば電磁弁や電動弁である。第1遮断弁54が閉じられると、液冷媒連絡配管4を通って、第1遮断弁54より熱源ユニット2側から利用ユニット3へと冷媒が流入することを防止できる。第2遮断弁56が閉じられると、ガス冷媒連絡配管5を通って、第2遮断弁56より熱源ユニット2側から利用ユニット3へと冷媒が流入することを防止できる。
(2−1−4)制御部
制御部22は、熱源ユニット制御装置42、利用ユニット制御装置44及びリモコン制御装置48aから構成される。言い換えれば、熱源ユニット制御装置42、利用ユニット制御装置44及びリモコン制御装置48aは、協働して制御部22として機能する。なお、制御部22は、全体として以下で説明するように機能すればよい。したがって、以下で熱源ユニット制御装置42、利用ユニット制御装置44及びリモコン制御装置48aのいずれかが行うと説明する動作は、矛盾のない範囲で、他の制御装置42,44,48aが行ってもよい。また、以下で説明する制御部22の機能の一部は、熱源ユニット制御装置42、利用ユニット制御装置44及びリモコン制御装置48aとは別に設けられる他の制御装置により実行されてもよい。
制御部22は、熱源ユニット制御装置42と、利用ユニット制御装置44と、リモコン制御装置48aと、が通信線46で結ばれることによって構成される(図5参照)。
制御部22は、空調装置1の各種機器の動作を制御するために、マイクロコントローラユニット(MCU)や各種の電気回路や電子回路を主に含む。MCUは、CPU、メモリ、I/Oインタフェース等を含む。MCUのメモリには、MCUのCPUが実行するための各種プログラムが記憶されている。なお、以下で説明する制御部22の各種機能は、ハードウェアで実現されても、ソフトウェアで実現されても、ハードウェアとソフトウェアとが協働することで実現されてもよい。制御部22は、リモートコントローラ48に対して入力される指示や、熱源ユニット2や利用ユニット3に設けられた各種センサの計測値等に基づき、空調装置1の各種機器の動作を制御する。
例えば、制御部22は、冷房運転時に流向切換機構10の動作を制御して、冷媒回路6の状態を、熱源熱交換器16が冷媒の放熱器として機能し利用熱交換器32が冷媒の蒸発器として機能する、前述の第1状態に切り換える。冷房運転時には、制御部22は、圧縮機8、第1ファン15及び第2ファン33を運転する。また、冷房運転時には、制御部22は、各種センサの計測値や設定温度等に基づき、圧縮機8、第1ファン15及び第2ファン33のモータの回転数や、第1膨張機構12及び第2膨張機構31の例である電子膨張弁の開度を所定開度に調節する。また、制御部22は、暖房運転時に流向切換機構10の動作を制御して、冷媒回路6の状態を、熱源熱交換器16が冷媒の蒸発器として機能し利用熱交換器32が冷媒の放熱器として機能する、前述の第2状態に切り換える。制御部22は、暖房運転時には、圧縮機8、第1ファン15及び第2ファン33を運転する。また、暖房運転時には、制御部22は、各種センサの計測値や設定温度等に基づき、圧縮機8、第1ファン15及び第2ファン33のモータの回転数や、第1膨張機構12及び第2膨張機構31の例である電子膨張弁の開度を所定の開度に調節する。
冷房運転時や暖房運転時の空調装置1の各種機器の動作の具体的な制御については、様々な制御の態様が一般に知られているため、説明が煩雑になるのを避けるため、ここでは説明を省略する。
また、制御部22は、冷媒検知器34の出力する検知信号に基づいて、冷媒の漏洩を判断する。制御部22は、冷媒が漏洩していると判断した場合に、冷媒漏洩検知時の動作を実行させるための信号を、安全装置としての警報装置70、換気装置60及び遮断弁50に送信する。また、制御部22は、冷媒が漏洩していると判断した場合に、空調装置1の運転を禁止又は停止する。
以下に熱源ユニット制御装置42及び利用ユニット制御装置44と、リモコン制御装置48aを有するリモートコントローラ48と、について詳細を説明する。
(2−1−4−1)熱源ユニット制御装置
熱源ユニット制御装置42は、熱源ユニット2の各種機器の制御を行うために、マイクロコントローラユニット(MCU)や各種の電気回路や電子回路を主に含む。MCUは、CPU、メモリ、I/Oインタフェース等を含む。MCUのメモリには、MCUのCPUが実行するための各種プログラムが記憶されている。なお、以下で説明する熱源ユニット制御装置42の各種機能は、ハードウェアで実現されても、ソフトウェアで実現されても、ハードウェアとソフトウェアとが協働することで実現されてもよい。
熱源ユニット制御装置42は、圧縮機8、流向切換機構10、第1膨張機構12及び第1ファン15を含む、熱源ユニット2の各種機器と電気的に接続されている(図2参照)。また、熱源ユニット制御装置42は、熱源ユニット2に設けられた図示しないセンサと電気的に接続されている。限定するものではないが、センサには、吐出管18及び吸入管17に設けられた温度センサや圧力センサ、熱源熱交換器16に設けられた温度センサ、液冷媒管20に設けられた温度センサ、熱源空気の温度を計測する温度センサ等を含む。
熱源ユニット制御装置42は、通信線46により利用ユニット制御装置44と接続されている。熱源ユニット制御装置42と利用ユニット制御装置44とは、通信線46を介して、空調装置1の制御信号のやり取りを行うことで、前述の空調装置1の動作を制御する制御部22として機能する。空調装置1の制御信号とは、空調装置1の各種機器を制御するための信号である。
また、熱源ユニット制御装置42は、利用ユニット制御装置44から通信線46を介して送信されてくる運転禁止信号を受信すると、熱源ユニット2の各種機器に対し運転禁止時制御を行う。運転禁止信号については後述する。熱源ユニット制御装置42の行う運転禁止時制御は、少なくとも圧縮機8の運転を禁止する制御である。また、熱源ユニット制御装置42の行う運転禁止時制御では、圧縮機8の運転に加えて、第1ファン15の運転も禁止されてもよい。本実施形態では、熱源ユニット制御装置42は、運転禁止時制御として、圧縮機8及び第1ファン15の運転を禁止する。
具体的には、熱源ユニット制御装置42は、運転禁止時制御として、停止中の熱源ユニット2の圧縮機8及び第1ファン15の起動を禁止する。また、熱源ユニット制御装置42は、運転禁止時制御として、運転中の熱源ユニット2の圧縮機8及び第1ファン15を停止してもよい。運転禁止時制御として運転中の熱源ユニット2の圧縮機8及び第1ファン15を停止する際、熱源ユニット制御装置42は、通常の空調運転停止時と同様の態様で圧縮機8及び第1ファン15を停止させてもよい。あるいは、運転禁止時制御として運転中の熱源ユニット2の圧縮機8及び第1ファン15を停止する際、熱源ユニット制御装置42は、通常の空調運転停止時とは異なる態様で圧縮機8及び第1ファン15を停止させてもよい。
また、熱源ユニット制御装置42は、利用ユニット制御装置44から通信線46を介して送信されてくる漏洩検知信号を受信すると、熱源ユニット2の各種機器に対し漏洩時制御を行う。漏洩検知信号については後述する。熱源ユニット制御装置42の行う漏洩時制御は、例えば、停止中の熱源ユニット2の圧縮機8及び第1ファン15の起動を禁止する制御である。また、熱源ユニット制御装置42の行う漏洩時制御は、運転中の熱源ユニット2の圧縮機8及び第1ファン15を停止する制御である。漏洩時制御として運転中の熱源ユニット2の圧縮機8及び第1ファン15を停止する際、熱源ユニット制御装置42は、通常の空調運転停止時と同様の態様、又は、運転禁止時制御と同様の態様で、圧縮機8及び第1ファン15を停止させてもよい。あるいは、熱源ユニット制御装置42は、通常の空調運転停止時及び運転禁止時制御時とは異なる態様で、圧縮機8及び第1ファン15を停止させてもよい。
(2−1−4−2)利用ユニット制御装置
利用ユニット制御装置44は、マイクロコントローラユニット(MCU)や各種の電気回路や電子回路を含む。MCUは、CPU、メモリ、I/Oインタフェース等を含む。MCUのメモリには、MCUのCPUが実行するための各種プログラムが記憶されている。なお、以下で説明する利用ユニット制御装置44の各種機能は、ハードウェアで実現されても、ソフトウェアで実現されても、ハードウェアとソフトウェアとが協働することで実現されてもよい。また、以下で説明する利用ユニット制御装置44の各種機能の一部は、利用ユニット制御装置44とは別に設けられた制御装置により実行されてもよい。
利用ユニット制御装置44は、第2膨張機構31及び第2ファン33を含む、利用ユニット3の各種機器と電気的に接続されており、利用ユニット3の各種機器を制御する。(図2参照)。また、利用ユニット制御装置44は、利用ユニット3に設けられた図示しないセンサと電気的に接続されている。限定するものではないが、センサには、利用熱交換器32や利用熱交換器32に接続される液側の冷媒配管に設けられた温度センサや、空調対象空間の温度を計測する温度センサ等を含む。
利用ユニット制御装置44は、上述のように通信線46により熱源ユニット制御装置42と接続されている。また、利用ユニット制御装置44は、通信線46によりリモートコントローラ48と通信可能に接続されている。利用ユニット制御装置44は、熱源ユニット制御装置42や、リモートコントローラ48と共に、空調装置1の動作を制御する上述の制御部22として機能する。
また、利用ユニット制御装置44は、冷媒検知器34と信号線95を介して電気的に接続されている。さらに、利用ユニット制御装置44は、安全装置としての警報装置70、換気装置60及び遮断弁50と、信号線96を介して電気的に接続されている。
利用ユニット制御装置44は、冷媒検知器34の出力する検知信号を受信可能に構成されている。利用ユニット制御装置44は、冷媒検知器34の出力する検知信号に基づいて冷媒の漏洩を判断する。利用ユニット制御装置44は、冷媒が漏洩していると判断すると、熱源ユニット制御装置42及びリモコン制御装置48aに対して漏洩検知信号を送信する。
さらに、利用ユニット制御装置44は、冷媒が漏洩していると判断すると、利用ユニット3の各種機器に対し漏洩時制御を行う。利用ユニット制御装置44の行う漏洩時制御は、例えば、停止中の利用ユニット3の第2ファン33の起動を禁止する制御である。また、利用ユニット制御装置44の行う漏洩時制御は、運転中の利用ユニット3の第2ファン33の起動を禁止する制御である。なお、漏洩時制御として運転中の第2ファン33を停止する際、利用ユニット制御装置44は、通常の空調運転停止時と同様の態様、又は、運転禁止時制御と同様の態様で、第2ファン33を停止させてもよい。あるいは、利用ユニット制御装置44は、通常の空調運転停止時及び運転禁止時制御時とは異なる態様で、第2ファン33を停止させてもよい。
また、利用ユニット制御装置44は、安全装置の動作を制御する安全装置制御部45を機能部として有する。安全装置制御部45は、利用ユニット制御装置44が冷媒検知器34の出力する検知信号に基づいて冷媒が漏洩していると判断すると、安全装置を動作させる。例えば、空調システム100で安全装置として、第1装置80としての冷媒検知器34と、第2装置90としての警報装置70とが用いられるとする。この場合、冷媒検知器34の出力する信号に基づき冷媒の漏洩が検知されると、安全装置制御部45は、信号線96を介して、冷媒漏洩検知時の動作を実行させるための信号を警報装置70に送信する。
なお、利用ユニット制御装置44の機能のうち、空調装置1のインタロック機能に関する内容ついては後述する。
(2−1−4−3)リモートコントローラ
リモートコントローラ48は、空調装置1を操作するための機器である。リモートコントローラ48は、設置位置を限定するものではないが、例えば空調対象空間の壁に取り付けられている。リモートコントローラ48は、利用ユニット制御装置44と、通信線46により通信可能に接続されている。
リモートコントローラ48は、マイクロコントローラユニット(MCU)や各種の電気回路及び電子回路を含むリモコン制御装置48aを有する。リモコン制御装置48aは、熱源ユニット制御装置42や、利用ユニット制御装置44と共に、空調装置1の動作を制御する上述の制御部22として機能する。MCUは、CPU、メモリ、I/Oインタフェース等を含む。MCUのメモリには、MCUのCPUが実行するための各種プログラムが記憶されている。なお、以下で説明するリモートコントローラ48の各種機能は、ハードウェアで実現されても、ソフトウェアで実現されても、ハードウェアとソフトウェアとが協働することで実現されてもよい。
また、リモートコントローラ48は、操作部48bと、表示部48cと、を備える。
操作部48bは、人が空調装置1に対する各種指示を入力するための機能部であり、各種のスイッチや、タッチパネルを含む。
表示部48cは、空調装置1に対する設定内容や空調装置1の状態を表示する。表示部48cは、空調装置1の状態として、インタロック機能により空調装置1の運転が禁止されていることを表示する。具体的には、リモコン制御装置48aが、利用ユニット制御装置44から運転禁止信号を受信すると、インタロック機能により空調装置1の運転が禁止されていることを表示する。また、表示部48cは、空調装置1の状態として、冷媒検知器34により冷媒漏洩が検知された結果、空調装置1の運転が禁止されていることを表示する。具体的には、リモコン制御装置48aが、利用ユニット制御装置44から漏洩検知信号を受信すると、冷媒漏洩により空調装置1の運転が禁止されていることを表示する。
(2−1−5)インタロック機能
次に、空調装置1のインタロック機能及びその解除に関連する構成について、図3、図3A、図4及び図4Aを参照して説明する。図3は、空調装置1のインタロック回路98を説明するための概略の電気回路図である。図3Aは、空調装置1の第1回路99を説明するための電気回路図である。図4は、空調装置1のインタロック回路98の他の例を説明するための概略の電気回路図である。図4Aは、空調装置1の第1回路99の他の例を説明するための電気回路図である。
初めにインタロック機能について説明する。ここでのインタロック機能は、空調システム100に必要とされる安全装置に電源が供給されておらず運転可能な状態にない場合に、空調装置1の起動及び運転を禁止する機能である。
インタロック機能を実現する構成について説明する。安全装置と空調装置1の利用ユニット制御装置44との間は、インタロック用の電線で接続されてインタロック回路98が形成される。利用ユニット制御装置44は、インタロック回路98に対して電流を供給する。なお、各安全装置は、インタロック回路98の回路の一部を構成する回路構成部分を有している。各安全装置の回路構成部分には、電路の断続部分が存在する。そして、各安全装置の回路構成部分には、安全装置に電力が供給されている場合に回路構成部分の電路の断続部分を接続するスイッチが設けられている。このように構成される結果、安全装置と利用ユニット制御装置44との間が電線で配線され、かつ、安全装置に電源が供給されている場合に、インタロック回路98に電流が流れる。一方、安全装置のいずれかと利用ユニット制御装置44との間が電線で配線されていない場合、又は、安全装置のいずれかに電源が供給されていない場合には、インタロック回路98には電流が流れない。より具体的には、いずれかの安全装置と利用ユニット制御装置44との間が電線で配線されていない場合、又は、いずれかの安全装置に電源が供給されていない場合には、電路に断続部分を含むため、インタロック回路98が形成されない(回路が閉じない)。
利用ユニット制御装置44は、インタロック回路98に電流が流れているか否かを検知し、インタロック回路98に電流が流れない場合には、利用ユニット3の運転を禁止するとともに熱源ユニット制御装置42に運転禁止信号を送信する。なお、インタロック回路98に電流が流れているかの検出には、限定するものではないが、例えばリレーや、電流計や、断線検出器が用いられればよい。
なお、空調システム100には、空調装置1に充填される冷媒量や、空調対象空間の広さや、空調装置1に充填される冷媒の種類等によっては、安全装置が不要な場合がある。その場合には、空調装置1が有しているインタロック機能が不要となる。そこで、空調装置1では、後述する第1部材110を用いて第1回路99を形成できるように構成されている。空調装置1は、安全装置が存在せず、安全装置と空調装置1の利用ユニット制御装置44との間が電線で接続されていない場合であっても、第1回路99に電流が流れる場合には運転可能に構成されている。
インタロック機能及びその解除を実現するための構成である、接続部85、回路構成部97、及び装着部25、及び第1部材110について以下に説明する。なお、限定するものではないが、本実施形態では、接続部85、回路構成部97及び装着部25は利用ユニット3に設けられている。
なお、上述のように、本実施形態の空調システム100は、4種類の安全装置を有する。ただし、ここでは、説明が煩雑になるのを避けるため、空調システム100に、安全装置が不要な場合を除いて、2種類の安全装置(第1装置80及び第2装置90)を設置する必要がある場合を例に説明する。ここでは、第1装置80は冷媒検知器34であり、第2装置90は警報装置70である場合を例に説明する。
(2−1−5−1)接続部
接続部85は、安全装置との間を結ぶ電線が接続される部分である。接続部85は、第1電線接続部85aと、第2電線接続部85bとを有する(図3及び図4参照)。第1電線接続部85aには、一端が第1装置80に接続される第1電線91が接続される。また、第1電線接続部85aには、回路構成部97の後述する第1部分97a及び連結部分97bが接続される。第2電線接続部85bには、一端が第2装置90に接続される第2電線92が接続される。また、第2電線接続部85bには、回路構成部97の後述する連結部分97b及び第2部分97cが接続される。なお、安全装置が3台以上の場合には、安全装置の台数に応じて電線接続部の数を増やせばよい。
(2−1−5−2)回路構成部
回路構成部97は、接続部85と利用ユニット制御装置44との間を接続する電路である。回路構成部97は、第1電線91及び第2電線92とともにインタロック回路98を構成する。回路構成部97は、図3及び図4のように、第1部分97a、連結部分97b及び第2部分97cを含む。第1部分97aは、第1電線接続部85aと利用ユニット制御装置44とを電気的に接続する。連結部分97bは、第1電線接続部85aと第2電線接続部85bとを電気的に接続する。第2部分97cは、第2電線接続部85bと利用ユニット制御装置44とを電気的に接続する。
第1電線91が第1電線接続部85aに接続され、第2電線92が第2電線接続部85bに接続され、第1装置80及び第2装置90に電力が供給されている場合、インタロック回路98には、第1部分97a、第1電線91(図3及び図4の符号91a部分)、第1装置80内の回路構成部分、第1電線91(符号91b部分)、連結部分97b、第2電線92(符号92a部分)、第2装置90内の回路構成部分、第2電線92(符号92b部分)、第2部分97cの順に電流が流れる。
(2−1−5−3)装着部
装着部25は、第1電線91及び第2電線92を介さずに第1回路99を形成可能な第1部材110が取り付けられる部分である。
一例として、第1部材110が、図3のように、インタロック機能の利用時に装着部25に装着されている態様である場合について説明する。装着部25は、回路構成部97の第1部分97aと接続される接点と、回路構成部97の第2部分97cと接続される接点と、を含む。例えば、第1部分97aと接続される接点は、第2部分97cと接続される接点に向かって付勢されている。第1部材110の一部は、インタロック機能の利用時には、第1部分97aと接続される接点と第2部分97cと接続される接点との間に配置されている。なお、取り外し時の作業性を高めるため、第1部材110は一体に形成された単一の部材であることが好ましい。ここでの第1部材110は、例えば絶縁材料製である。そのため、第1部材110が第1部分97aと接続される接点と第2部分97cと接続される接点との間に存在していれば、第1部分97aと接続される接点と第2部分97cと接続される接点との間に電流は流れない。インタロック機能を解除する場合には、第1部材110を引き抜くことで、第1部分97aと接続される接点と第2部分97cと接続される接点とが接触し、インタロック回路98とは異なる第1回路99が形成される。第1回路99は、回路構成部97の第1部分97aと、回路構成部97の第2部分97cとを短絡して形成される回路である。第1回路99に電流が流れると、回路構成部97の第1部分97aと第2部分97cとの間に、インタロック回路98が存在する場合と同様に電流が流れるため、利用ユニット制御装置44は空調装置1の運転を許可する。
次に、他の例として、第1部材110が、図4のように、インタロック機能の利用時に装着部25に装着されていない態様について具体例を説明する。ここでの第1部材110は、例えばジャンパケーブルや、装着部25に差し込まれる短絡用のコネクタである。装着部25は、回路構成部97の第1部分97aと接続される接続部分と、回路構成部97の第2部分97cと接続される接続部分と、を含む。回路構成部97の第1部分97aと接続される接続部分と、回路構成部97の第2部分97cと接続される接続部分とは、接続されておらず、離れて配置されている。第1部材110は、インタロック機能の利用時には、装着部25に取り付けられていない。そのため、回路構成部97の第1部分97aと接続される接続部分と、回路構成部97の第2部分97cと接続される接続部分との間には電流は流れない。インタロック機能を解除する場合には、回路構成部97の第1部分97aと接続される接続部分と、回路構成部97の第2部分97cと接続される接続部分とを第1部材110で接続することで、インタロック回路98とは異なる第1回路99が形成される。第1回路99は、回路構成部97の第1部分97aと、回路構成部97の第2部分97cとを短絡して形成される回路である。第1回路99に電流が流れると、回路構成部97の第1部分97aと第2部分97cとの間に、インタロック回路98が存在する場合と同様に電流が流れるため、利用ユニット制御装置44は空調装置1の運転を許可する。
(2−2)安全装置
空調システム100は、冷媒漏洩対策用に少なくとも2種類の安全装置を有する。本実施形態の空調システム100は、安全装置として、4種類の安全装置(警報装置70、換気装置60、遮断弁50、冷媒検知器34)を有する。各安全装置の機能については後述する。
なお、上記のように、空調装置1の主にインタロック機能に関連した内容を説明する際には、空調システム100は、安全装置として、第1装置80及び第2装置90の2種類の装置を有するものとしている。上記の例では、第1装置80は冷媒検知器34であり、第2装置90は警報装置70であるが、これに限定されるものではない。
例えば、第1装置80は、警報装置70、換気装置60、遮断弁50、冷媒検知器34、のうちのいずれかの装置である。第2装置90は、警報装置70、換気装置60、遮断弁50、冷媒検知器34のうちのいずれかの装置であり、第1装置80とは異なる種類の装置である。
また、空調システム100が含む安全装置は、2台に限られるものではない。空調システム100は、第1装置80及び第2装置90に加え、第3装置として、警報装置70、換気装置60、遮断弁50、冷媒検知器34、のうちのいずれかの装置であって、第1装置80及び第2装置90とは異なる種類の機器を含むものであってもよい。また、空調システム100は、第1装置〜第3装置に加え、第4装置として、警報装置70、換気装置60、遮断弁50、冷媒検知器34のうちのいずれかの装置であって、第1装置〜第3装置とは異なる種類の装置を含むものであってもよい。
以下、安全装置である警報装置70、換気装置60、遮断弁50、冷媒検知器34について説明する。
(2−2−1)冷媒検知器
冷媒検知器34は、冷媒検知器34の周囲に冷媒が存在するか否かを検知する。冷媒検知器34は、第2膨張機構31、利用熱交換器32及び第2ファン33等を収容する図示しない利用ユニット3のケーシング内に配置される。また、冷媒検知器34は、利用ユニット3のケーシングの外に配置されてもよい。
冷媒検知器34は、例えば半導体式のセンサである。半導体式の冷媒検知器34は、図示しない半導体式の検知素子を有する。半導体式の検知素子では、周囲に冷媒ガスが存在しない状態と、冷媒ガスが存在する状態とで電気伝導性が変化する。このような構成を有する結果、冷媒検知器34は、半導体式の検知素子の周囲に冷媒ガスが存在すると、比較的大きな電流を出力する。
なお、冷媒検知器34のタイプは、半導体式に限定されるものではなく、冷媒ガスを検知可能なセンサであればよい。例えば、冷媒検知器34は、赤外線式のセンサであってもよい。
冷媒検知器34の検出した信号は、信号線95を介して利用ユニット制御装置44に送信される。利用ユニット制御装置44は、冷媒検知器34の出力する信号の電流の大きさに応じて、冷媒の漏洩を判断する。
(2−2−2)警報装置
警報装置70は、冷媒検知器34による冷媒漏洩検知時に、冷媒漏洩を報知する安全装置である。具体的には、警報装置70は、信号線96を介して利用ユニット制御装置44が送信してくる信号に応じて、冷媒漏洩を報知する。
警報装置70は、冷媒漏洩を報知するためのランプ74と、冷媒漏洩を報知するためのスピーカ76と、を有する。
警報装置70の制御装置72は、ランプ74及びスピーカ76の動作を制御する。制御装置72は、信号線96を介して利用ユニット制御装置44の安全装置制御部45が送信する、警報装置70に冷媒漏洩の報知動作を実行させるための信号を受信すると、ランプ74を点灯させ、スピーカ76から警報音を出力する。
(2−2−3)換気装置
換気装置60は、換気ファン64を主に有する。換気装置60の制御装置62は、は、換気ファン64の動作を制御する。
換気ファン64は、冷媒の漏洩する可能性のある空間の空気を、その空間外に排出するためのファンである。例えば、換気ファン64は、冷媒検知器34が内部に配置されている利用ユニット3の設置される空間の空気を、空間外に排出するためのファンである。
換気装置60は、冷媒検知器34による冷媒漏洩検知時に作動する。具体的には、制御装置62は、信号線96を介して利用ユニット制御装置44の安全装置制御部45が送信する、換気ファン64を起動させるための信号に応じて、換気ファン64の運転を開始する。
(2−2−4)遮断弁
遮断弁50は、液冷媒連絡配管4に設けられている第1遮断弁54と、ガス冷媒連絡配管5に設けられている第2遮断弁56と、を有する。第1遮断弁54及び第2遮断弁56は、限定するものではないが、例えば電磁弁や電動弁である。制御装置52は、第1遮断弁54及び第2遮断弁56の動作を制御する。通常、第1遮断弁54及び第2遮断弁56は開かれた状態にある。遮断弁50は、冷媒検知器34による冷媒漏洩検知時に、第1遮断弁54及び第2遮断弁56を閉じる。具体的には、制御装置52は、信号線96を介して利用ユニット制御装置44の安全装置制御部45が送信する第1遮断弁54及び第2遮断弁56を閉じるための信号に応じて、第1遮断弁54及び第2遮断弁56を閉じる。
(3)特徴
(3−1)
本実施形態に係る空調装置1は、冷媒回路6を含む空調装置であって、接続部85と、回路構成部97と、第1部材110と、制御部22と、を備える。接続部85は、冷媒検知器、警報装置、遮断弁及び換気装置のうち少なくとも2種類を含む複数の安全装置のうち第1装置80と接続される第1電線91と、複数の安全装置のうち第1装置80とは異なる種類の第2装置90と接続される第2電線92と、が接続される。回路構成部97は、接続部85に接続される第1電線91及び第2電線92と共にインタロック回路98を形成する。第1部材110は、第1電線91及び第2電線92を介さずに、回路構成部97の少なくとも一部を含む第1回路99を形成可能である。制御部22は、インタロック回路98及び第1回路99のいずれにも電流が流れない場合に、空調装置1の運転を禁止する。
本実施形態の空調装置1は、第1部材110を用いて空調装置1のインタロックを解除可能な第1回路99を形成できるため、安全装置の非利用時に複数の安全装置のそれぞれに対してインタロックを解除する必要がなく、作業性が良い。
(3−2)
本実施形態の空調装置1の第1回路99は、回路構成部97の第1部分97aと、回路構成部97の第2部分97cとを短絡して形成される回路である。
本実施形態の空調装置1では、第1部材110を用いて回路構成部97を短絡させることで容易に複数の安全装置とのインタロックを同時に解除できる。
(3−3)
本実施形態の空調装置1は、第1部材110が着脱可能な装着部25を備える。第1部材110を装着部25から取り外すことで第1回路99が形成される。
本実施形態の空調装置1では、第1部材110を取り外せば第1回路99を形成可能で、複数の安全装置とのインタロックを迅速に解除できる。また、第1部材110は、通常、空調装置1の据付時には装着部25に取り付けられているため、第1部材110の紛失の可能性を低減できる。
これに代えて、空調装置1では、第1部材110を装着部25に取り付けることで第1回路99が形成されてもよい。このような空調装置1では、第1部材110を取り付ければ第1回路99を形成可能で、複数の安全装置とのインタロックを迅速に解除できる。
(4)変形例
次に、本実施形態に係る空調装置1の変形例について説明する。なお、上記の第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(4−1)変形例A
上記実施形態では、リモートコントローラ48の表示部48cが利用ユニット3又は熱源ユニット2の運転が禁止されていることを報知する。ただし、これに限定されるものではない。
空調システム100は、空調システム100の管理者等が所持する携帯端末等に、インターネット等の通信回線を介して、利用ユニット3及び熱源ユニット2の少なくとも一方の運転が禁止されていることを報知してもよい。
また、空調システム100は、利用ユニット3のケーシング上に配置される、熱源ユニット2の運転が禁止されていることを報知するLEDランプを報知部として有してもよい。
(4−2)変形例B
警報装置70は、冷媒漏洩を報知する手段として、ランプ74及びスピーカ76のいずれか一方だけを有するものであってもよい。また、警報装置70は、ランプ74及びスピーカ76以外の冷媒漏洩報知手段、例えば振動装置を有してもよい。
また、冷媒漏洩を報知する警報装置70のランプ74やスピーカ76は、リモートコントローラ48や、利用ユニット3に設けられてもよい。
(4−3)変形例C
上記実施形態では、インタロック回路98は、第1電線91と第2電線92とで利用ユニット制御装置44と、第1装置80と、第2装置90とが直列に接続される回路である。ただし、これに限定されるものではない。図6に示すように、インタロック回路98は、互いに独立した第1インタロック回路98a及び第2インタロック回路98bを含むものであってもよい。
第1インタロック回路98aでは、利用ユニット制御装置44が回路構成部97を介して第1電線接続部85aと接続され、第1電線接続部85aが第1電線91を介して第1装置80と接続される。第2インタロック回路98bでは、利用ユニット制御装置44が回路構成部97を介して第2電線接続部85bと接続され、第2電線接続部85bが第2電線92を介して第2装置90と接続される。
図6の例の利用ユニット制御装置44は、インタロック機能利用時には、第1インタロック回路98a及び第2インタロック回路98bの少なくとも一方に電流が流れない場合に、空調装置1の運転を禁止する。言い換えれば、利用ユニット制御装置44は、第1インタロック回路98a及び第2インタロック回路98bの両方に電流が流れる場合に、空調装置1の運転を許可する。
このように、インタロック回路98が、互いに独立した第1インタロック回路98a及び第2インタロック回路98bを有する場合、第1部材110は、例えば、第1電線接続部85aに対する第1電線91の接続部と、第2電線接続部85bに対する第2電線92の接続部とを全て短絡させる部材であればよい。この結果形成される第1回路99は、2つの回路(第1回路A99a及び第1回路B99b)を含む。利用ユニット制御装置44は、第1部材110が装着部としての接続部85に装着されて、第1回路A99a及び第1回路B99bの両方に電流が流れる場合、空調装置1の運転を許可する。
<付記>
以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。
1 空調装置
6 冷媒回路
22 制御部
25 装着部
80 第1装置
85 接続部
90 第2装置
91 第1電線
92 第2電線
97 回路構成部
97a 第1部分
97c 第2部分
98 インタロック回路
98a 第1インタロック回路(インタロック回路)
98b 第2インタロック回路(インタロック回路)
99 第1回路
99a 第1回路A(第1回路)
99b 第1回路B(第1回路)
110 第1部材
特開2019−52785号公報

Claims (3)

  1. 冷媒回路(6)を含む空調装置であって、
    冷媒検知器、警報装置、遮断弁及び換気装置のうち少なくとも2種類を含む複数の安全装置のうち第1装置(80)と接続される第1電線(91)と、前記複数の安全装置のうち前記第1装置とは異なる種類の第2装置(90)と接続される第2電線(92)と、が接続される接続部(85)と、
    前記接続部に接続される前記第1電線及び前記第2電線と共にインタロック回路(98,98a,98b)を形成する回路構成部(97)と、
    前記第1電線及び前記第2電線を介さずに、前記回路構成部の少なくとも一部を含む第1回路(99,99a,99b)を形成可能とする第1部材(110)と、
    前記インタロック回路及び前記第1回路のいずれにも電流が流れない場合に、前記空調装置の運転を禁止する制御部(22)と、
    を備え
    前記第1部材は、前記空調装置の利用ユニットの内部にあり、
    前記第1回路は、前記回路構成部の第1部分(97a)と、前記回路構成部の第2部分(97c)と、が前記第1部材により短絡されることで形成される回路である、
    空調装置(1)。
  2. 前記第1部材が着脱可能な装着部(25)を備え、
    前記第1部材を前記装着部から取り外すことで前記第1回路が形成される、
    請求項1に記載の空調装置。
  3. 前記第1部材が着脱可能な装着部(25)を備え、
    前記第1部材を前記装着部に取り付けることで前記第1回路が形成される、
    請求項1に記載の空調装置。
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