JPWO2020144769A1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

空気調和装置１は、隣り合う第１の空間２０と第２の空間３０を有する筐体２と、第１の空間２０に設けられ、筐体２内に空気を取り込む送風機２１と、第１の空間２０に設けられ、送風機２１により取り込まれた空気と熱交換する熱交換器２２と、第２の空間３０に設けられ、冷媒を検知する冷媒センサ３１と、第１の空間２０と第２の空間３０の間を仕切り、給気口１３と排気口１４とを有する仕切り板１０と、を備えている。

Description

本発明は、空気調和装置に関し、特に冷媒回路から筐体内に漏出した冷媒を検知する冷媒センサを備える空気調和装置に関するものである。

近年、地球温暖化現象あるいはオゾン層破壊などの環境問題の対策として、空調調和装置に用いられる冷媒を地球温暖化係数の小さいＲ３２などへ切り替えることが検討されている。しかし、環境問題の対策として用いる冷媒の中には可燃性または微燃性のものがある。そのため、冷媒が冷媒回路から漏洩したことを検知するために冷媒センサを室内機内に配置することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１７−１５３２４号公報

特許文献１の室内機では、冷媒を検知するために吹出口を閉止させて室内機内に空気を循環させる漏洩検知運転を実施する。こうすることにより、仮に冷媒の漏洩箇所と冷媒センサの配設箇所が離間していたとしても、漏洩冷媒を空気流に乗せて冷媒センサまで導くことができ、冷媒の漏洩を検知することができる、
しかしながら、通常運転時には吹出口が開いているため、室内機内で空気が循環しにくくなり、冷媒の漏洩を検知できない可能性があった。

本発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、空気調和装置の運転中に冷媒が漏洩した場合であっても、冷媒の漏洩を検知することができる空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明における空気調和装置は、隣り合う第１の空間と第２の空間を有する筐体と、第１の空間に設けられ、筐体内に空気を取り込む送風機と、第１の空間に設けられ、送風機により取り込まれた空気と熱交換する熱交換器と、第２の空間に設けられ、冷媒を検知する冷媒センサと、第１の空間と第２の空間の間を仕切り、給気口と排気口とを有する仕切り板と、を備えたものである。

本発明における空気調和装置によれば、空気調和装置の運転中に冷媒の漏洩を検知することができる。

本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の斜視図である。 図１に示される空気調和装置の上面図である。 図２に示されるA−A線における断面を矢印方向に見た側面図である。 図２に示されるB−B線における断面を矢印方向に見た側面図である。

以下、本発明の実施の形態に係る空気調和装置について図面等を参照しながら説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付して、その説明を適宜省略または簡略化する。また、各図に記載の構成について、その形状、大きさおよび配置等は、この発明の範囲内で適宜変更することができる。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置の斜視図である。実施の形態１においては、少なくとも一部が室内の天井に埋め込まれており、二方向に吹出口を有する二方向吹出し形室内機について説明する。空気調和装置１は、後述する送風機や熱交換器等の各機器を収容する筐体２と化粧パネル３とを備える。筐体２は、下方側が開口された箱状体からなり、天井に形成された開口内に配設される。化粧パネル３は、四角形状の板体からなり、筐体２の開口部分に取り付けられ、空調の対象空間となる室内側に面している。化粧パネル３は、長辺に沿うように室内の空気を吸い込む吸込口４を有し、吸込口４の外側に空気調和装置１内で調和した空気を室内空間に吹き出す吹出口５を有する。空気調和装置１は、図示しない室外機と冷媒配管によって接続されており、空気調和装置１と室外機との間で冷媒を循環させる。

図２は、図１に示される空気調和装置の上面図である。図２は、筐体２の上面を外して上側から見た図である。筐体２内は、送風機２１と熱交換器２２が設けられた第１の空間２０と、冷媒センサ３１と図示しない配管が設けられた第２の空間３０を有し、第１の空間２０と第２の空間３０は天井面と水平方向、かつ吸込口４及び吹出口５に沿って隣り合っており、仕切り板１０によって仕切られる構造となっている。

図３は、図２に示されるA−A線における断面を矢印方向に見た側面図であり、図４は、図２に示されるB−B線における断面を矢印方向に見た側面図である。送風機２１は、筐体２内に吸込口４から室内の空気を吸い込み、当該空気に熱交換を施した後、吹出口５から調和した空気を室内に吹き出すものである。送風機２１は、モータ２３とファン２４を有し、モータ２３が駆動することでファン２４が回転し、空気の流れを形成する。

熱交換器２２は、送風機２１により取り込まれた空気と熱交換するものであり、空気の流れにおいて送風機２１の下流側に送風機２１を囲むように設置されている。熱交換器２２は、例えばフィンチューブ型の熱交換器であり、図示しない圧縮機、四方弁、室外熱交換器、膨張弁等と共に冷凍サイクルを構成する。少なくとも冷凍サイクルの圧縮機及び室外熱交換器は、室外熱交換器に外気を送風する室外送風機と共に、室外機に搭載されている。冷房運転時には、熱交換器２２は蒸発器として機能し、送風機２１により送風されて熱交換器２２を通過する空気は冷媒との熱交換により冷却される。一方、暖房運転時には、熱交換器２２は凝縮器として機能し、送風機２１により送風されて熱交換器２２を通過する空気は冷媒との熱交換により加熱される。なお、冷媒としては、例えば、Ｒ３２などの代替フロンガスである可燃性または微燃性冷媒などの低ＧＷＰ冷媒が用いられる。本実施の形態１ではＲ３２を使用している。

本実施の形態１の熱交換器２２は、送風機２１の外周のうち三方を囲む断面略U字状の形状を有している。熱交換器２２の一端部２２ａと他端部２２ｂとの間には、長方形平板状の仕切り板１０が送風機２１の他部を覆うように設けられている。すなわち、送風機２１の外周は、熱交換器２２と仕切り板１０によって全周に亘って囲まれている。

仕切り板１０は、送風機２１と熱交換器２２が設けられた第１の空間２０と、冷媒センサ３１と図示しない配管が設けられた第２の空間３０の間を仕切るものである。仕切り板１０には、長方形状の開口部１１が形成されている。開口部１１の寸法は、例えば、横３０〜４０ｃｍ程度、縦１０〜１５ｃｍ程度である。開口部１１は、メンテナンスパネル１２によって閉塞されている。メンテナンスパネル１２は、開口部１１の寸法と同程度又はそれより大きい寸法を有している。メンテナンスパネル１２は、仕切り板１０に対してねじなどにより着脱自在に取り付けられている。メンテナンスパネル１２は、送風機２１の清掃時や、熱交換器２２の下方に設置されているドレンパンの保守作業の際に取り外され、それ以外のとき（空気調和装置１の運転時を含む）には開口部１１を塞ぐように仕切り板１０に取り付けられている。

仕切り板１０には、さらに給気口１３と排気口１４が形成されている。給気口１３と排気口１４は、例えば、横１〜３ｃｍ程度、縦１〜３ｃｍ程度の長方形状の開口である。給気口１３は、第１の空間２０から第２の空間３０に空気が流入されるためのものであり、仕切り板１０の下方、かつ送風機２１からの風圧が強い箇所に形成されている。排気口１４は、第２の空間３０から第１の空間２０に空気が流入されるためのものであり、仕切り板１０の上方、かつ送風機２１からの風圧が弱い箇所に形成されている。給気口１３を排気口１４よりも送風機２１からの風圧が強い箇所に形成することによって、第１の空間２０に吸い込まれた空気の一部を給気口１３から第２の空間３０に流入させることができる。

冷媒センサ３１は、第２の空間３０内に設置されており、第２の空間３０内の空気に冷媒が含まれていないかを検知するためのものである。冷媒センサ３１は、冷媒を効率的に検知できるように第２の空間３０内において冷媒が溜まりやすい位置に設置されるのが好ましいため、第２の空間３０の下方、かつ給気口１３より排気口１４に近い箇所に設置されている。

次に、本実施の形態に係る空気調和装置１の空調動作について簡単に説明する。冷房運転時には、冷凍サイクルの圧縮機によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁を経由して室外熱交換器（凝縮器）に流入する。室外熱交換器に流入したガス冷媒は、室外送風機により送風される外気との熱交換により凝縮し、低温の冷媒となって、室外熱交換器から流出する。室外熱交換器から流出した冷媒は、膨張装置によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、熱交換器２２（蒸発器）に流入し、送風機２１により送風される室内空気との熱交換により蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって熱交換器２２から流出する。このとき、冷媒に吸熱されて冷却された室内空気は、冷風となって室内に吹き出される。熱交換器２２から流出したガス冷媒は、四方弁を経由して圧縮機に吸入され、再び圧縮される。冷房運転時の冷凍サイクルでは、以上の一連の動作が連続的に繰り返される。

室内の空気は、送風機２１によって吸込口４を通って空気調和装置１内に取り込まれ、送風される。送風機２１により取り込まれた空気は、熱交換器２２を通過して冷却され、冷風となって吹出口５から室内に吹き出される。

暖房運転時には、圧縮機によって圧縮され吐出された高温高圧のガス冷媒は、四方弁を経由して熱交換器２２（凝縮器）に流入する。熱交換器２２に流入したガス冷媒は、送風機２１により送風される室内空気との熱交換により凝縮し、低温の冷媒となって、熱交換器２２から流出する。このとき、冷媒から吸熱して加熱された室内空気は、温風となって、室内に吹き出される。熱交換器２２から流出した冷媒は、膨張装置によって膨張及び減圧され、低温低圧の気液二相冷媒となる。この気液二相冷媒は、室外熱交換器（蒸発器）に流入し、室外送風機により送風される外気との熱交換により蒸発し、低温低圧のガス冷媒となって室外熱交換器から流出する。室外熱交換器から流出したガス冷媒は、四方弁を経由して圧縮機に吸入され、再び圧縮される。暖房運転時の冷凍サイクルでは、以上の一連の動作が連続的に繰り返される。

室内の空気は、送風機２１によって吸込口４を通って空気調和装置１内に取り込まれ、送風される。送風機２１により取り込まれた空気は、熱交換器２２を通過して加熱され、温風となって吹出口５から室内に吹き出される。

次に、冷房運転あるいは暖房運転が実施されている最中に空気調和装置１内で冷媒が漏洩した場合の空調動作について説明する。実施の形態１では第１の空間２０の熱交換器２２から冷媒が漏洩した場合の空調動作について説明する。第１の空間２０の熱交換器２２から冷媒が漏洩した場合、送風機２１により取り込んだ空気に冷媒が混じる。この冷媒を含んだ空気の一部が給気口１３を通って第１の空間２０から第２の空間３０に流入する。冷媒を含んだ空気が第２の空間３０に流入すると、冷媒センサ３１が冷媒を検知し、冷媒が漏洩したことを報知する。

ここで、給気口１３は排気口１４よりも送風機２１からの風圧が強い箇所に形成される。このように構成することで、第１の空間２０の冷媒を含んだ空気が給気口１３から冷媒センサ３１のある第２の空間３０に流入しやすくなる。

さらに、給気口１３は仕切り板１０の下方に形成される。このように構成することで、本実施の形態１で使用しているＲ３２冷媒は空気よりも比重が大きいため、空気調和装置１の下方のほうが冷媒の濃度が高くなり、より冷媒の濃度が高い空気を第２の空間３０に流入させることができる。

さらに、排気口１４は仕切り板１０の上方に形成される。このように構成することで、本実施の形態１で使用しているＲ３２冷媒は空気よりも比重が大きいため、空気調和装置１の上方のほうが冷媒の濃度が低くなり、より冷媒の濃度が低い空気を第１の空間２０に流入させることができる。つまり、給気口１３を排気口１４より下方に形成することで、第２の空間３０の冷媒の濃度を高めることができ、冷媒センサ３１による冷媒の検知精度を高めることができる。

また、給気口１３の面積は、排気口１４の面積より大きく形成されるほうが好ましい。このように構成することで、第１の空間２０の冷媒を含んだ空気が第２の空間３０に流入しやすく、かつ第２の空間３０から第１の空間２０に流入しにくくなる。つまり、冷媒を含んだ空気を第２の空間３０に留まらせることができるため、冷媒センサ３１による冷媒の検知精度を高めることができる。

冷媒センサ３１は、第２の空間３０の下方に設置される。このように構成することで、本実施の形態１で使用しているＲ３２冷媒は空気よりも比重が大きいため、空気調和装置１の下方のほうが冷媒の濃度が高くなり、冷媒の検知精度を高めることができる。

さらに、冷媒センサ３１は、給気口１３より排気口１４に近い箇所に設置される。このように構成することで、給気口１３からの空気の影響を受けにくく、空気の流れが緩やかなため、冷媒の検知精度を高めることができる。

また、冷媒センサ３１は、排気口１４の下方、かつ仕切り板１０に隣接して設置されるほうが好ましい。このように構成することで、冷媒センサ３１は冷媒が溜まりやすい位置に設置されるため、冷媒の検知精度を高めることができる。なお、冷媒センサ３１は仕切り板１０に完全に隣接している必要はなく、仕切り板１０付近に設置されていれば良い。

以上説明したように、本実施の形態に係る空気調和装置１は、隣り合う第１の空間２０と第２の空間３０を有する筐体２と、第１の空間２０に設けられ、筐体２内に空気を取り込む送風機２１と、第１の空間２０に設けられ、送風機２１により取り込まれた空気と熱交換する熱交換器２２と、第２の空間３０に設けられ、冷媒を検知する冷媒センサ３１と、第１の空間２０と第２の空間３０の間を仕切り、給気口１３と排気口１４とを有する仕切り板１０と、を備えている。

この構成によれば、空気調和装置の運転中に冷媒が漏洩した場合であっても、冷媒の漏洩を検知することができる。

本実施の形態に係る空気調和装置１において、給気口１３は、排気口１４よりも送風機２１からの風圧が強い箇所に形成されている。

この構成によれば、第１の空間２０の冷媒を含んだ空気が給気口１３から冷媒センサ３１のある第２の空間３０に流入しやすくなる。

本実施の形態に係る空気調和装置１において、冷媒は、空気より比重が大きく、冷媒センサ３１は、第２の空間３０の下方に設置されており、給気口１３は、排気口１４より下方に形成されている。

この構成によれば、Ｒ３２冷媒は空気よりも比重が大きく、空気調和装置１の下方のほうが冷媒の濃度が高くなるため、第２の空間３０の冷媒の濃度を高めることができ、冷媒センサ３１による冷媒の検知精度を高めることができる。

本実施の形態に係る空気調和装置１において、給気口１３の面積は、排気口１４の面積よりも大きい。

この構成によれば、冷媒を含んだ空気を第２の空間３０に留まらせることができるため、冷媒センサ３１による冷媒の検知精度を高めることができる。

本実施の形態に係る空気調和装置１において、冷媒センサ３１は、給気口１３より排気口１４に近く、かつ排気口１４より下方に設置されている。

この構成によれば、給気口１３からの空気の影響を受けにくく、空気の流れが緩やかなため、冷媒の検知精度を高めることができる。

本実施の形態に係る空気調和装置１において、冷媒センサ３１は、仕切り板１０に隣接して設置されている。

この構成によれば、冷媒センサ３１は冷媒が溜まりやすい位置に設置されるため、冷媒の検知精度を高めることができる。

以上、本発明を、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記各実施の形態に多様な変更又は改良を加えることができ、該変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

例えば、本実施の形態では、空気調和装置１として二方向吹出し形室内機で説明したが、四方向に吹出口を有する室内機でも良い。

１ 空気調和装置、２ 筐体、３ 化粧パネル、４ 吸込口、５ 吹出口、１０ 仕切り板、１１ 開口部、１２ メンテナンスパネル、１３ 給気口、１４ 排気口、２０ 第１の空間、２１ 送風機、２２ 熱交換器、２２ａ 一端部、２２ｂ 他端部、２３ モータ、２４ ファン、３０ 第２の空間、３１ 冷媒センサ

本発明における空気調和装置は、隣り合う第１の空間と第２の空間を有する筐体と、第１の空間に設けられ、筐体内に空気を取り込む送風機と、第１の空間に設けられ、送風機により取り込まれた空気と熱交換する熱交換器と、第２の空間に設けられ、冷媒を検知する冷媒センサと、第１の空間と第２の空間の間を仕切り、給気口と排気口とを有する仕切り板と、を備え、冷媒は、空気より比重が大きく、冷媒センサは、第２の空間の下方に設置されており、給気口は、排気口より下方に形成されているものである。

Claims (6)

1. 隣り合う第１の空間と第２の空間を有する筐体と、
   前記第１の空間に設けられ、前記筐体内に空気を取り込む送風機と、
   前記第１の空間に設けられ、前記送風機により取り込まれた空気と熱交換する熱交換器と、
   前記第２の空間に設けられ、冷媒を検知する冷媒センサと、
   前記第１の空間と前記第２の空間の間を仕切り、給気口と排気口とを有する仕切り板と、を備えた空気調和装置。
2. 前記給気口は、前記排気口よりも前記送風機からの風圧が強い箇所に形成されている請求項１に記載の空気調和装置。
3. 前記冷媒は、空気より比重が大きく、
   前記冷媒センサは、前記第２の空間の下方に設置されており、
   前記給気口は、前記排気口より下方に形成されている請求項１又は請求項２に記載の空気調和装置。
4. 前記給気口の面積は、前記排気口の面積よりも大きい請求項１〜３の何れか一項に記載の空気調和装置。
5. 前記冷媒センサは、前記給気口より前記排気口に近く、かつ前記排気口より下方に設置されている請求項１〜４の何れか一項に記載の空気調和装置。
6. 前記冷媒センサは、前記仕切り板に隣接して設置されている請求項５に記載の空気調和装置。

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