JP7067144B2

JP7067144B2 - 空気調和装置

Info

Publication number: JP7067144B2
Application number: JP2018043155A
Authority: JP
Inventors: 晃前田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-03-09
Filing date: 2018-03-09
Publication date: 2022-05-16
Anticipated expiration: 2038-03-09
Also published as: JP2019158198A

Description

この発明は、空気調和装置に関するものである。

可燃性冷媒が流れる熱交換器が配置された熱交換室と、熱交換器に接続された冷媒配管が配置された機械室と、熱交換室の下部から機械室の下部に向って延びるドレンパンと、機械室の下部に設けられて可燃性冷媒を検知するセンサとを備えた空気調和装置の室内機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２－０９８３４６号公報

このように、特許文献１に示されるような空気調和装置は、室内機の筐体内に冷媒漏洩を検知するセンサが収容されている。センサには経年劣化等があるため、定期的に点検する必要がある。点検方法としては、検査用のガスをセンサに吹き込み、センサが検査用ガスに反応するか否かを確認する方法がある。この方法で点検を実施する場合、室内機が例えば天井等の高所に設置されている場合、検査用ガスをセンサに吹き込むのが困難である。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものである。その目的は、室内機の設置箇所にかかわらず、室内機の筐体内に設置された、冷媒漏洩を検知するためのセンサの検査用ガスを用いた点検を容易に行うことができる空気調和装置を得ることにある。

本開示に係る空気調和装置は、冷媒が封入された冷媒配管を内部に収容した室内機の筐体と、前記筐体の内部に設けられ、雰囲気中の前記冷媒の濃度を検知可能なセンサと、前記筐体の設置箇所と異なる箇所に設けられた検査用ガス注入部と、前記検査用ガス注入部に注入された検査用ガスを前記センサが検知可能な位置にまで搬送可能な検査用ガス配管と、を備え、前記センサは、前記冷媒を検知するための感ガス素子と、前記感ガス素子を覆い、外部の雰囲気を前記感ガス素子へと導入するための通気孔が形成されセンサキャップと、を備え、前記センサキャップ内には、前記通気孔と前記感ガス素子との間にフィルタが設けられ、前記センサキャップには、前記フィルタよりも前記感ガス素子側に通じる検査用ポートが形成され、前記検査用ガス配管の一端は、前記検査用ガス注入部に接続され、前記検査用ガス配管の他端は、前記検査用ポートに接続される。
あるいは、本開示に係る空気調和装置は、冷媒が封入された冷媒配管を内部に収容した室内機の筐体と、前記筐体の内部に設けられ、雰囲気中の前記冷媒の濃度を検知可能なセンサと、前記筐体の設置箇所と異なる箇所に設けられた検査用ガス注入部と、前記検査用ガス注入部に注入された検査用ガスを前記センサが検知可能な位置にまで搬送可能な検査用ガス配管と、を備え、前記検査用ガス注入部は、空気調和装置のリモコンに設けられる。

この発明に係る空気調和装置によれば、室内機の設置箇所にかかわらず、室内機の筐体内に設置された、冷媒漏洩を検知するためのセンサの検査用ガスを用いた点検を容易に行うことができるという効果を奏する。

この発明の実施の形態１に係る空気調和装置が設置された部屋の構成を模式的に示す図である。この発明の実施の形態１に係る空気調和装置が備えるセンサの内部構成を模式的に示す図である。この発明の実施の形態１に係る空気調和装置の要部の構成を模式的に示す図である。この発明の実施の形態２に係る空気調和装置が備えるセンサの内部構成を模式的に示す図である。この発明の実施の形態２に係る空気調和装置におけるテスト用ガス濃度とセンサ検出濃度との関係を調べる実験装置の構成を模式的に示す図である。この発明の実施の形態２に係る空気調和装置におけるテスト用ガス濃度とセンサ検出濃度との関係の実験結果の一例を示す図である。テスト用ガス濃度とセンサ検出濃度との関係の比較例を示す図である。

この発明を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。なお、本発明は以下の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。

実施の形態１．
図１から図３は、この発明の実施の形態１に係るもので、図１は空気調和装置が設置された部屋の構成を模式的に示す図、図２は空気調和装置が備えるセンサの内部構成を模式的に示す図、図３は空気調和装置の要部の構成を模式的に示す図である。

図１に示すように、この発明の実施の形態１に係る空気調和装置が設置される部屋１０には、空気調和装置の室外機２０及び室内機３０が設置されている。室外機２０は、部屋１０の外壁１１より外に設置される。室内機３０は、部屋１０の例えば内壁１２の上方寄りの位置に固定されている。このように、室内機３０は、空気調和の対象となる部屋１０の室内に設置され、室外機２０は、当該部屋の室外に設置される。

室外機２０は、室外機熱交換器２１、室外機ファン２２及び圧縮機２３を備えている。室内機３０は、室内機熱交換器３１及び室内機ファン３２を備えている。室内機３０と室外機２０とは冷媒配管４０で接続されている。冷媒配管４０は、室内機熱交換器３１と室外機熱交換器２１との間で循環して設けられている。冷媒配管４０内には冷媒が封入されている。冷媒が封入された冷媒配管４０の一部は、室内機３０の筐体の内部に収容されている。

冷媒配管４０内に封入される冷媒は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）の小さいものを用いることが地球環境保護上の観点からいって望ましい。また、冷媒配管４０内に封入される冷媒は、可燃性のガスである。この冷媒は空気よりも平均分子量が大きく（空気に対する比重が１よりも大きく）、空気中では重力方向の下方へと沈んでいく性質を持っている。

このような冷媒として、具体的に例えば、ジフルオロメタン（ＣＨ２Ｆ２：Ｒ３２）、テトラフルオロプロパン（ＣＦ３ＣＦ＝ＣＨ２：ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）、プロパン（Ｒ２９０）、プロピレン（Ｒ１２７０）、エタン（Ｒ１７０）、ブタン（Ｒ６００）、イソブタン（Ｒ６００ａ）、１．１．１．２－テトラフルオロエタン（Ｃ２Ｈ２Ｆ４：Ｒ１３４ａ）、ペンタフルオロエタン（Ｃ２ＨＦ５：Ｒ１２５）、１．３．３．３－テトラフルオロ－１－プロペン（ＣＦ３－ＣＨ＝ＣＨＦ：ＨＦＯ－１２３４ｚｅ）等の中から選ばれる１つ以上の冷媒からなる（混合）冷媒を用いることができる。

圧縮機２３は、室内機熱交換器３１と室外機熱交換器２１との間における冷媒の循環経路の一側に設けられている。圧縮機２３は、供給された冷媒を圧縮して当該冷媒の圧力及び温度を高める機器である。なお、ここでは図示を省略しているが、同循環経路の他側には膨張弁が設けられている。膨張弁は、流入した冷媒を膨張させ、当該冷媒の圧力を低下させる。そして、冷媒配管４０により形成された冷媒の循環経路と、当該循環経路上に冷媒配管４０により接続された、室内機熱交換器３１、室外機熱交換器２１、四方弁（図示せず）、圧縮機２３及び膨張弁により、冷凍サイクル（冷媒回路）が構成されている。

このようにして構成された冷凍サイクルは、室内機熱交換器３１及び室外機熱交換器２１のそれぞれにおいて冷媒と空気の間で熱交換を行うことにより、室内機３０と室外機２０との間で熱を移動させるヒートポンプとして働く。この際、四方弁を切り換えることにより、冷凍サイクルにおける冷媒の循環方向を反転させて冷房運転と暖房運転とを切り換えることができる。

空気調和装置の室内機３０の筐体内には、センサ１００が設けられている。センサ１００は、雰囲気中の冷媒の濃度を検知可能である。すなわち、センサ１００は、冷媒配管４０に封入されたものと同種の冷媒の雰囲気中における濃度に応じた検出信号を出力する。具体的に例えば、センサ１００は、雰囲気中の冷媒濃度に比例した電圧の検出信号を出力する。

図２を参照しながら、センサ１００の構成について説明する。同図に示すように、センサ１００は、センサモジュール基板１１０及びセンサキャップ１２０を備えている。センサモジュール基板１１０上には、感ガス素子１１１が実装されている。感ガス素子１１１は、冷媒を検知するための素子である。感ガス素子１１１は、センサ１００が例えば半導体式であれば酸化スズ等の感ガス材料を備えている。

センサキャップ１２０は、センサキャップ１２０は、例えば下側が開放された中空筒状の部材である。感ガス素子１１１を覆うように、センサモジュール基板１１０に取り付けられている。センサキャップ１２０には、通気孔１２１が形成されている。通気孔１２１は、センサキャップ１２０の例えば上面に配置されている。通気孔１２１は、外部の雰囲気を感ガス素子１１１へと導入するための孔である。センサキャップ１２０内には、フィルタ１２２が設けられている。フィルタ１２２は、通気孔１２１と感ガス素子１１１との間に配置される。フィルタ１２２は、通気孔１２１を通ってセンサキャップ１２０内に導入された外気中からごみ等の異物、雑ガス等を取り除くためのものである。

図１に示すように、空気調和装置の室内機３０が設置された部屋１０の内壁１２には、空気調和装置のリモコン５０（リモートコントローラ）が設置されている。リモコン５０は、室内機３０の筐体の設置箇所と異なる箇所であって、人が操作しやすい位置に配置される。図３に示すように、リモコン５０の前面には、リモコン蓋５１が取り付けられている。リモコン蓋５１の表面には、操作表示部５２が設けられている。

操作表示部５２は、例えばタッチパネルを備えている。使用者は、リモコン５０の操作表示部５２のタッチパネルに表示されたボタン等を操作することにより、空気調和装置の電源のＯＮ／ＯＦＦ、風向、風量等の設定等を行うことができる。また、リモコン５０の操作表示部５２には、空気調和装置の運転状況等の各種の情報が使用者に対し表示される。なお、操作表示部５２は、タッチパネルでなく液晶ディスプレイを備えるようにしてもよい。その場合、操作表示部５２には空気調和装置の電源のＯＮ／ＯＦＦ、風向、風量等の設定等を行うボタン、スイッチ類が備えられる。

リモコン蓋５１は開閉可能である。リモコン蓋５１を開くと、図３に示すように、リモコン５０の内部が表に露出する。リモコン５０の内部には、例えば、制御基板５３及び検査用ガス注入部５４等が設けられている。制御基板５３は、リモコン５０の動作を制御するためのものである。検査用ガス注入部５４は、検査用ガスを注入するための開口である。検査用ガスは、センサの点検を行うためのガスである。リモコン蓋５１が閉じた状態では、検査用ガス注入部５４の開口が閉鎖される。リモコン蓋５１が開いた状態では、検査用ガス注入部５４の開口が開かれる。

前述したように、リモコン５０は、室内機３０の筐体の設置箇所と異なる箇所に配置される。したがって、検査用ガス注入部５４も、室内機３０の筐体の設置箇所と異なる箇所に配置される。なお、検査用ガス注入部５４の設置箇所は、室内機３０の筐体の設置箇所と異なる箇所であれば、リモコン５０内に限られない。例えば、検査用ガス注入部５４をリモコン５０とは別に部屋１０の内壁１２に設けてもよい。

図１及び図３に示すように、この実施の形態に係る空気調和装置は、検査用ガス配管６０を備えている。検査用ガス配管６０の一端は、接続部６１を介して検査用ガス注入部５４に接続されている。検査用ガス配管６０の中間部分は、例えば部屋１０の内壁１２と外壁１１との間に敷設される。検査用ガス配管６０の他端側は、室内機３０の筐体内に収容されている。そして、検査用ガス配管６０の他端は、例えば、センサ１００のセンサキャップ１２０に形成された通気孔１２１の上方に配置される。

検査用ガス注入部５４に検査用ガスを注入すると、検査用ガスは検査用ガス配管６０を通り、室内機３０の筐体内のセンサ１００にまで運ばれる。そして、検査用ガス配管６０から出た検査用ガスは、センサキャップ１２０の通気孔１２１を通過して感ガス素子１１１に達する。このように、検査用ガス配管６０は、検査用ガス注入部５４に注入された検査用ガスをセンサ１００が検知可能な位置にまで搬送可能である。

なお、検査用ガス注入部５４への検査用ガスの注入は、検査用ガスカートリッジ７０を使用して行ってもよい。検査用ガスカートリッジ７０内には、検査用ガスが予め封入されている。検査用ガスカートリッジ７０を検査用ガス注入部５４に差し込むと、検査用ガスカートリッジ７０の密封が破れ、検査用ガスカートリッジ７０内の検査用ガスが検査用ガス注入部５４に注入される。

以上のように構成された空気調和装置によれば、室内機３０とは異なる場所から、室内機３０の筐体内に設置されたセンサ１００へと、検査用のガスを送り込むことができる。このため、室内機３０の設置箇所にかかわらず、室内機３０の筐体内に設置されたセンサ１００について検査用ガスを用いた点検を容易に行うことができる。

なお、センサ１００の検出信号の出力端子をリモコン５０に設けてもよい。このようにすることで、例えば点検作業者が所持するスマートフォン等の端末装置をリモコン５０の出力端子に接続して点検結果を容易に確認できる。

また、センサ１００を駆動させるための電力供給端子をリモコン５０に設けてもよい。このようにすることで、例えば停電時等のセンサ１００に駆動用電力が供給されていない状況でも、リモコン５０の端子を介してバッテリー等の外部電源からセンサ１００に駆動用電力を供給して点検を行うことができる。この際、リモコン５０の電力供給端子への電力供給をスマートフォンのバッテリーから行えるようにしてもよい。このようにすることで、リモコン５０にスマートフォン等の端末装置を接続すれば、空気調和装置への通電状況にかかわらずセンサ１００の点検を行うことができる。

また、センサ１００として半導体式センサを用いる場合、センサ１００を駆動させるために感ガス素子１１１を加熱する必要がある。そこで、感ガス素子１１１を加熱するヒータへの電力供給端子もリモコン５０に設けるようにしてもよい。

実施の形態２．
図４から図７は、この発明の実施の形態２に係るもので、図４は空気調和装置が備えるセンサの内部構成を模式的に示す図、図５は空気調和装置におけるテスト用ガス濃度とセンサ検出濃度との関係を調べる実験装置の構成を模式的に示す図、図６は空気調和装置におけるテスト用ガス濃度とセンサ検出濃度との関係の実験結果の一例を示す図、図７はテスト用ガス濃度とセンサ検出濃度との関係の比較例を示す図である。

ここで説明する実施の形態２は、前述した実施の形態１の構成において、センサキャップに検査用ポートを設け、検査用ガス配管を検査用ポートに接続するようにしたものである。以下、この実施の形態２に係る空気調和装置について、実施の形態１との相違点を中心に説明する。

この発明の実施の形態２に係る空気調和装置が備えるセンサキャップ１２０には、図４に示すように、検査用ポート１２３が設けられている。検査用ポート１２３は、例えば中空筒状の部材である。検査用ポート１２３の一端は、フィルタ１２２よりも感ガス素子１１１側のセンサキャップ１２０の内部空間に通じている。検査用ポート１２３の他端は、センサキャップ１２０の外部に開放されている。そして、図示は省略しているが、実施の形態１と同様に、検査用ガス配管６０の一端は、検査用ガス注入部５４に接続されている。また、検査用ガス配管６０の他端は、検査用ポート１２３に接続されている。

なお、他の構成については実施の形態１と同様であり、ここでは、その説明を省略する。

以上のように構成された空気調和装置においても、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。さらに、センサキャップ１２０に検査用ポート１２３を設け、この検査用ポート１２３に検査用ガス配管６０を接続したことで、検査用ガス注入部５４に注入された検査用ガスを、直接的にセンサキャップ１２０内に送り込み、フィルタ１２２を介さずに感ガス素子１１１に触れさせることができる。このため、より正確にセンサ１００の検査を行うことが可能である。

このことは、実験によっても確かめることができる。そこで、次に図５から図７を参照しながら、この実施の形態に係る検査用ポート１２３を備えたセンサキャップ１２０により得られる効果を確認する実験について説明する。

図５に示すのは、検査用ポート１２３有りのセンサキャップ１２０を用いた場合における、テスト用ガス濃度とセンサ検出濃度との関係を調べるための実験装置の構成である。同図に示すように、センサ１００は、試験槽２０１内においてセンサキャップ１２０が下側になる向きに配置されている。テスト用配管２０２の一端は、センサキャップ１２０の検査用ポート１２３に接続されている。テスト用配管２０２の他端は、調整弁２０４を介してテスト用ガス袋２０３に接続されている。

テスト用ガス袋２０３内には、テスト用ガスが封入されている。この実験では、封入されるテスト用ガスの濃度が異なる複数のテスト用ガス袋２０３を用意した。テスト用ガスとしては、冷媒としてＲ３２（ジフルオロメタン）を用い、それぞれの濃度となるようにＲ３２と空気とを混合したものを使用した。

そして、実験では、調整弁２０４を開き、テスト用ガス袋２０３からテスト用配管２０２への一定の流量でテスト用ガスを送出し、センサ１００の検出結果を記録した。図６に示すのは、図５の実験装置を用いて行った、検査用ガス濃度とセンサ検出濃度との関係の実験結果の一例である。図７に示すのは、検査用ガス濃度とセンサ検出濃度との関係の比較例である。この図７の比較例は、図５の実験装置においてセンサキャップ１２０を用いずにテスト用配管２０２から直接にセンサ１００の感ガス素子にテスト用ガスを送った場合の結果である。

図６と図７を比較すれば明白なように、検査用ポート１２３有りのセンサキャップ１２０を用いることで、センサ１００の検出値がテスト用ガスの濃度により近くなることが分かった。したがって、前述したように、この実施の形態のセンサキャップ１２０を備えた空気調和装置によれば、より正確にセンサ１００の検査を行うことが可能である。

なお、検査用ポート１２３の感ガス素子１１１側の先端を先細りにしてもよい。このようにすることで、検査用ポート１２３から感ガス素子１１１に送出されるガスの密度を上昇させることができ、センサ１００の検査精度をさらに向上できる。

また、通常時には、例えば実施の形態１で説明したリモコン蓋５１等により、検査用ガス注入部５４が閉塞されるようにしておくとよい。このようにすることで、通常時に雑ガス等が検査用ガス注入部５４から検査用ガス配管６０及び検査用ポート１２３を通って感ガス素子１１１に触れることを抑制できる。このため、雑ガス等によるセンサ１００の誤検知を抑制することが可能である。

さらに、この実施の形態２においても、実施の形態１と同様、センサ１００の検出信号の出力端子、及び、センサ１００を駆動させるための電力供給端子をリモコン５０に設けてもよい。このようにすることで、リモコン５０にスマートフォン等の端末装置を接続すれば、空気調和装置への通電状況にかかわらずセンサ１００の点検を行うことができる。

１０部屋
１１外壁
１２内壁
２０室外機
２１室外機熱交換器
２２室外機ファン
２３圧縮機
３０室内機
３１室内機熱交換器
３２室内機ファン
４０冷媒配管
５０リモコン
５１リモコン蓋
５２操作表示部
５３制御基板
５４検査用ガス注入部
６０検査用ガス配管
６１接続部
７０検査用ガスカートリッジ
１００センサ
１１０センサモジュール基板
１１１感ガス素子
１２０センサキャップ
１２１通気孔
１２２フィルタ
１２３検査用ポート
２０１試験槽
２０２テスト用配管
２０３テスト用ガス袋
２０４調整弁

Claims

冷媒が封入された冷媒配管を内部に収容した室内機の筐体と、
前記筐体の内部に設けられ、雰囲気中の前記冷媒の濃度を検知可能なセンサと、
前記筐体の設置箇所と異なる箇所に設けられた検査用ガス注入部と、
前記検査用ガス注入部に注入された検査用ガスを前記センサが検知可能な位置にまで搬送可能な検査用ガス配管と、を備え、
前記センサは、
前記冷媒を検知するための感ガス素子と、
前記感ガス素子を覆い、外部の雰囲気を前記感ガス素子へと導入するための通気孔が形成されセンサキャップと、を備え、
前記センサキャップ内には、前記通気孔と前記感ガス素子との間にフィルタが設けられ、
前記センサキャップには、前記フィルタよりも前記感ガス素子側に通じる検査用ポートが形成され、
前記検査用ガス配管の一端は、前記検査用ガス注入部に接続され、
前記検査用ガス配管の他端は、前記検査用ポートに接続された空気調和装置。
前記検査用ガス注入部は、空気調和装置のリモコンに設けられた請求項１に記載の空気調和装置。
冷媒が封入された冷媒配管を内部に収容した室内機の筐体と、
前記筐体の内部に設けられ、雰囲気中の前記冷媒の濃度を検知可能なセンサと、
前記筐体の設置箇所と異なる箇所に設けられた検査用ガス注入部と、
前記検査用ガス注入部に注入された検査用ガスを前記センサが検知可能な位置にまで搬送可能な検査用ガス配管と、を備え、
前記検査用ガス注入部は、空気調和装置のリモコンに設けられた空気調和装置。
前記リモコンは、前記センサの検出信号を出力する端子を備えた請求項２又は請求項３に記載の空気調和装置。