JPWO2017187483A1 - 室内機および空気調和装置 - Google Patents

Abstract

室内機および空気調和装置は、室外機に配管で接続され、前記室外機および前記配管内を流れる冷媒が流れるものであり、室外空気を取り込む送風ファンと、空調対象空間の冷媒濃度を検知する冷媒検知センサと、送風ファンの回転数を制御する制御装置とを有し、制御装置は、冷媒検知センサによる検知結果に基づき、冷媒濃度が予め設定された濃度以上であると判断した場合に、送風ファンを回転させる。

Description

本発明は、室内機および空気調和装置に関し、特に、ビル用マルチエアコン等に適用される室内機および空気調和装置に関するものである。

空気調和装置に用いる冷媒として可燃性冷媒を使用した場合において、冷媒が漏洩して室内の冷媒濃度が高くなると、爆発、火災等の危険が生じる。そこで、最近では、可燃性冷媒の漏洩を検知し、室内の冷媒濃度を爆発、火災等の危険性を低下させることが可能な空気調和システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の空気調和システムでは、空気調和装置の室内ユニットを建造物の壁面に設けるとともに、この室内ユニットの下部に排気口を配置する。これにより、空気よりも比重の大きいプロパンなどの可燃性冷媒を用いた場合に、冷媒漏洩時の換気を効果的に行うことができる。さらに、この空気調和システムでは、排気口の室外側に送風ファンを設けることにより、冷媒漏洩時の換気をより効果的に行うことができる。

特開２００１−１２７６３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の空気調和システムでは、室内ユニット自体に換気を行うための機能を有しておらず、漏洩した可燃性冷媒が室内に生じる空気の対流によって自然に室外へ排気されるのを待つ必要がある。また、漏洩した可燃性冷媒を排気するための排気口を、室内ユニットを設置した壁面に別途設ける必要があるとともに、この排気口に対して送風ファンを設ける必要がある。

このように、特許文献１に記載の空気調和システムでは、空気調和装置に加えて排気口を設ける必要があり、施工箇所の増加、空気調和装置の設置条件等の制約が厳しくなるという問題点があった。

本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、排気口を別途設ける必要がなく、可燃性冷媒による危険性を抑制することが可能な室内機および空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明の室内機は、室外機に配管で接続され、前記室外機および前記配管内を流れる冷媒が流れる空気調和装置の室内機であって、室外空気を取り込む送風ファンと、空調対象空間の冷媒濃度を検知する冷媒検知センサと、前記送風ファンの回転数を制御する制御装置とを有し、前記制御装置は、前記冷媒検知センサによる検知結果に基づき、前記冷媒濃度が予め設定された濃度以上であると判断した場合に、前記送風ファンを回転させるものである。

以上のように、本発明によれば、送風ファンを強制的に回転させることによって室内へ空気を流入させることにより、排気口を別途設ける必要がなく、可燃性冷媒による危険性を抑制することが可能になる。

実施の形態１に係る空気調和装置の構成の一例を示す概略図である。 実施の形態１に係る空気調和装置において冷媒が漏洩した場合について説明するための概略図である。 実施の形態１に係る空気調和装置における冷媒濃度低下処理の流れの一例を示すフローチャートである。

実施の形態１．
以下、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置について説明する。
この空気調和装置は、例えばビル、マンション等に設置され、外部の空気（以下、「室外空気」と適宜称する）を取り込んで温度調節することにより、冷房運転または暖房運転を実行するものである。そして、本実施の形態１においては、冷媒の漏洩を検知した際に、室外空気を空調対象空間である室内へ取り込むことによって室内冷媒濃度を低下させるものである。

［空気調和装置の構成］
図１は、本実施の形態１に係る空気調和装置１の構成の一例を示す概略図である。
図１に示すように、空気調和装置１は、室内機２と、熱源側ユニットとしての室外機３を含んで構成されている。室内機２および室外機３は、冷媒配管４によって接続され、内部をＲ３２等の可燃性冷媒が循環することによって冷凍サイクル等の熱交換サイクルを形成する。
なお、この例では、１台の室外機３に対して１台の室内機２が接続された場合を示すが、これに限られず、例えば、１台の室外機３に対して複数の室内機２が接続されてもよい。

（室外機）
室外機３は、例えば、建造物５の屋上等に設置されている。室外機３は、図示しない圧縮機、冷媒流路切替装置、熱源側熱交換器等で構成され、これらが配管によって接続されている。

（室内機）
室内機２は、例えば、建造物５の天井または壁面等に設置され、外部の空気（以下、「室外空気」と適宜称する）を取り込むための吸入口１１を介して外部と連通する。また、室内機２は、吹き出し口１２が室内に連通するダクト６に接続されている。
室内機２は、利用側熱交換器１３、送風ファン１４、１または複数の冷媒検知センサ１５および制御装置１６を備えている。

利用側熱交換器１３は、吸入口１１と吹き出し口１２との間に設けられている。利用側熱交換器１３は、冷媒配管４によって室外機３と接続され、吸入口１１から吸入された空気と冷媒との間で熱交換を行うことにより、吸入された空気の温度を調節する。
利用側熱交換器１３は、例えば、冷房運転時には冷媒配管４を介して低温低圧の二相冷媒が流入し、二相冷媒との間で行われる熱交換によって空気を冷却する。また、利用側熱交換器１３は、例えば、暖房運転時には冷媒配管４を介して高温高圧のガス冷媒が流入し、ガス冷媒との間で行われる熱交換によって空気を加熱する。

送風ファン１４は、後述する制御装置１６によって回転数が制御され、吸入口１１から室外空気を吸入し、吹き出し口１２の方向へ送風する。

冷媒検知センサ１５は、周囲の空気中の冷媒濃度を検知するためのものである。本実施の形態１においては、冷媒検知センサ１５として３つの冷媒検知センサ１５Ａ〜１５Ｃが設けられている。これらの冷媒検知センサ１５Ａ〜１５Ｃは、空気中の冷媒濃度を検知し、検知結果を示す検知信号を制御装置１６に供給する。

冷媒検知センサ１５Ａは、例えば、室内機２内の吹き出し口１２に設けられ、室内機２から排気される空気に混入した冷媒の濃度を検知する。冷媒検知センサ１５Ｂは、例えば、この空気調和装置１を操作するために室内に設けられたリモートコントローラ（以下、「リモコン」と適宜称する）７に設けられ、室内空気に混入した冷媒の濃度を検知する。冷媒検知センサ１５Ｃは、例えば、室内に設けられ、室内空気に混入した冷媒の濃度を検知する。
なお、本実施の形態１では、３つの冷媒検知センサ１５Ａ〜１５Ｃが必ず設けられている必要はなく、例えば、冷媒検知センサ１５Ａ〜１５Ｃのうち少なくとも１つが設けられていればよい。

制御装置１６は、この空気調和装置１における室内機２および室外機３のそれぞれに設けられた各機器を制御する。例えば、制御装置１６は、送風ファン１４の回転数を制御し、室内機２に取り込む室外空気の流量を制御する。

また、制御装置１６は、冷媒検知センサ１５から検知信号を受信した場合に、検知結果が示す室内空気の冷媒濃度が予め設定された濃度（以下、「設定濃度」と適宜称する）を超えたか否かを判断する。そして、制御装置１６は、検知された冷媒濃度が設定濃度を超えたと判断した場合に、空気調和装置１の運転モードを強制送風モードに切り替える。強制送風モードは、送風ファン１４を回転させることにより、室外空気を強制的に取り込み、室内へ排気する運転モードである。なお、強制送風モードによる処理の詳細については、後述する。

制御装置１６は、例えばマイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算装置上で実行されるソフトウェア、各種処理を実現する回路デバイスなどのハードウェア等で構成される。

［空気調和装置の動作］
次に、本実施の形態１に係る空気調和装置１の動作について説明する。
まず、空気調和装置１が冷房運転または暖房運転を行う場合、制御装置１６は、送風ファン１４の回転数を制御し、室外空気を室内機２の吸入口１１から吸入する。吸入された室外空気は、吹き出し口１２の方向へ送られる。
室内機２に吸入された空気は、送風ファン１４と吹き出し口１２との間に設けられた利用側熱交換器１３により、冷媒との間で熱交換が行われる。この空気は、冷房運転時に冷却、暖房運転時に加熱され、吹き出し口１２から排気される。吹き出し口１２から排気された空気は、ダクト６を介して室内に送風される。そして、冷房運転時には室内を冷却し、暖房運転時には室内を加熱することにより、室内の温度が調節される。

ここで、例えば冷媒配管４内を循環する冷媒が漏洩した場合について考える。
図２は、本実施の形態１に係る空気調和装置１において冷媒が漏洩した場合について説明するための概略図である。
冷媒が漏洩した場合、漏れた冷媒が吸入された空気に混入し、吹き出し口１２からダクト６を介して室内へ流入することになる。このようにして室内に流入した冷媒が室内に滞留すると、室内空気における冷媒濃度が上昇し、爆発、火災等の危険が発生する状態となる。

そこで、本実施の形態１では、室内空気における冷媒濃度を検知し、検知結果に基づいて送風ファン１４を強制的に回転させ、室内空気における冷媒濃度を低下させる処理を行う。この場合、制御装置１６は、冷媒検知センサ１５Ａ〜１５Ｃから受信した検知信号に基づき、室内の冷媒濃度が予め設定された濃度以上となったと判断した場合に、空気調和装置１を、室外空気を強制的に取り込む強制送風モードで動作させるように制御する。

空気調和装置１を強制送風モードで動作させる場合、制御装置１６は、送風ファン１４の回転数を制御し、送風ファン１４を強制的に回転させる。これにより、室外空気は、室内機２へ強制的に取り込まれ、吹き出し口１２およびダクト６を介して室内に流入する。
室内に流入した空気は、冷媒が混入した状態で滞留している室内空気と混合される。これにより、室内空気における冷媒濃度が低下する。そして、室内空気における冷媒濃度は、爆発、火災等の危険が生じる濃度未満となる。

また、このとき、室外空気が強制的に取り込まれて室内に流入することにより、室内の気圧が室外の気圧よりも高い状態となる。そのため、本実施の形態１では、例えば、建造物５に設けられた窓、ドア等の隙間５ａから冷媒が混入した室内の空気が室外に排出される。これによっても、室内の空気における冷媒濃度を低下させることができる。

（冷媒濃度低下処理）
図３は、本実施の形態１に係る空気調和装置１における冷媒濃度低下処理の流れの一例を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ１において、制御装置１６は、冷媒検知センサ１５Ａ〜１５Ｃから検知信号を受信する。そして、制御装置１６は、受信した検知信号に基づき、空調対象空間の冷媒濃度が設定濃度以上であるか否かを判断する。冷媒濃度が設定濃度以上であると判断した場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）には、処理がステップＳ２に移行する。一方、冷媒濃度が設定濃度未満であると判断した場合（ステップＳ１；Ｎｏ）には、処理がステップＳ１に戻り、冷媒濃度が設定濃度以上となるまでステップＳ１の処理を繰り返す。

ステップＳ２において、制御装置１６は、空気調和装置１が冷房運転モードまたは暖房運転モードで運転しているか否かを判断する。冷房運転または暖房運転中であると判断した場合（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、制御装置１６は、現在の運転を停止するように、空気調和装置１の各部を制御する（ステップＳ３）。一方、冷房運転または暖房運転中ではないと判断した場合（ステップＳ２；Ｎｏ）には、処理がステップＳ４に移行する。

ステップＳ４において、制御装置１６は、運転モードを強制送風モードによる運転に切り替える。そして、制御装置１６は、送風ファン１４の回転数を制御し、送風ファン１４を強制的に回転させる（ステップＳ５）。

次に、ステップＳ６において、制御装置１６は、冷媒検知センサ１５Ａ〜１５Ｃからの検知信号に基づき、室内の冷媒濃度が低下し、設定濃度未満となったか否かを判断する。
制御装置１６は、室内空気における冷媒濃度が低下し、設定濃度未満となったと判断した場合（ステップＳ６；Ｙｅｓ）に、強制送風モードによる運転を終了する（ステップＳ７）。一方、室内空気における冷媒濃度が予め設定された濃度以上であり、冷媒濃度が低下していないと判断した場合（ステップＳ６；Ｎｏ）には、処理がステップＳ５に戻り、制御装置１６は、強制送風モードによる運転を継続する。

以上のように、本実施の形態１に係る空気調和装置１の室内機２は、室外機３に冷媒配管４で接続され、室外機３および冷媒配管４内を流れる冷媒が流れるものであり、室外空気を取り込む送風ファン１４と、空調対象空間の冷媒濃度を検知する冷媒検知センサ１５と、送風ファン１４の回転数を制御する制御装置１６とを有し、制御装置１６は、冷媒検知センサ１５による検知結果に基づき、冷媒濃度が予め設定された濃度以上であると判断した場合に、送風ファン１４を回転させる。

このように、空気中の冷媒濃度が設定濃度以上である場合に、送風ファン１４を回転させて室外空気を取り込むことにより、室内の空気中の冷媒濃度を低下させることができ、可燃性冷媒による危険性を抑制することができる。
また、このようにして室外空気を取り込むことにより、室内の気圧が室外の気圧よりも高い状態となるので、窓、ドア等の隙間５ａから室内の空気が排出されるため、建造物５に排気口を別途設ける必要がない。

以上、本発明の実施の形態１について説明したが、本発明は、上述した本発明の実施の形態１に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

１ 空気調和装置、２ 室内機、３ 室外機、４ 冷媒配管、５ 建造物、５ａ 隙間、６ ダクト、７ リモートコントローラ、１１ 吸入口、１２ 吹き出し口、１３ 利用側熱交換器、１４ 送風ファン、１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ 冷媒検知センサ、１６ 制御装置。

本発明の室内機は、室外機に配管で接続され、前記室外機および前記配管内を可燃性冷媒が流れる空気調和装置の室内機であって、室外空気を取り込む送風ファンと、空調対象空間の冷媒濃度を検知する冷媒検知センサと、前記送風ファンの回転数を制御する制御装置とを有し、前記制御装置は、前記冷媒検知センサによる検知結果に基づき、前記冷媒濃度が予め設定された濃度以上であると判断した場合に、前記空調対象空間の気圧が室外の気圧よりも高くなるように前記送風ファンを回転させ、前記室外空気を前記空調対象空間に流入させるものである。

Claims (7)

1. 室外機に配管で接続され、前記室外機および前記配管内を流れる冷媒が流れる空気調和装置の室内機であって、
   室外空気を取り込む送風ファンと、
   空調対象空間の冷媒濃度を検知する冷媒検知センサと、
   前記送風ファンの回転数を制御する制御装置と
   を有し、
   前記制御装置は、
   前記冷媒検知センサによる検知結果に基づき、前記冷媒濃度が予め設定された濃度以上であると判断した場合に、前記送風ファンを回転させる
   室内機。
2. 前記冷媒検知センサは、
   前記送風ファンによって取り込まれた前記室外空気を空調対象空間に排気するための吹き出し口に設けられる
   請求項１に記載の室内機。
3. 自装置を操作するためのリモートコントローラをさらに備え、
   前記冷媒検知センサは、
   前記リモートコントローラに設けられる
   請求項１に記載の室内機。
4. 前記制御装置は、
   前記冷媒濃度が前記予め設定された濃度以上であると判断した場合で、前記空気調和装置が運転中であるときに、前記空気調和装置の運転を停止させた状態で、前記送風ファンを回転させる
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の室内機。
5. 前記制御装置は、
   空調対象空間の気圧が室外の気圧よりも高くなるように、前記送風ファンの回転数を制御して前記室外空気を取り込む
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の室内機。
6. 前記制御装置は、
   前記冷媒濃度が前記予め設定された濃度未満となるまで前記送風ファンの回転を継続させる
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の室内機。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の室内機を備えた
   空気調和装置。

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