WO2016021262A1 - ヒートポンプ - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F11/00—Control or safety arrangements
- F24F11/89—Arrangement or mounting of control or safety devices
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
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- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
Definitions
- the present invention relates to a heat pump provided with an outdoor fan.
- a heat pump compresses a refrigerant by a compressor, condenses the compressed refrigerant, and passes through a first heat exchanger (for example, an outdoor heat exchanger) or a second heat exchanger (for example, an indoor heat exchanger).
- a first heat exchanger for example, an outdoor heat exchanger
- a second heat exchanger for example, an indoor heat exchanger.
- the condensation heat is released from the refrigerant, the condensed refrigerant is decompressed and expanded by the expansion valve, the refrigerant decompressed and expanded is evaporated, and the refrigerant absorbs the heat of evaporation via the second heat exchanger or the first heat exchanger,
- the evaporated refrigerant is again sucked into the compressor.
- Such a heat pump normally includes an outdoor fan that circulates air around a first heat exchanger (for example, an outdoor heat exchanger).
- the refrigerant used in the heat pump is a CFC (chlorofluorocarbon: Chloro Fluoro Carbon) to HCFC (Hydro Chloro Fluoro Carbon) as a fluorocarbon refrigerant.
- Fluorocarbon Hydro Fluoro Carbon
- refrigerants with relatively large global warming potential for example, mixed refrigerants such as refrigerant numbers R407A and R410A
- refrigerants with relatively small global warming potential for example, single refrigerant such as refrigerant number R32
- Fluorocarbon refrigerants tend to exhibit flammability as the global warming potential is small, and some non-fluorocarbon refrigerants are flammable, so safety must be taken into consideration. That is, when a flammable refrigerant is used as the refrigerant, if the flammable refrigerant leaks from the heat pump, there is a concern about ignition of the leaked flammable refrigerant. For example, when R32, which is a slightly flammable refrigerant, is used as the refrigerant, R32 is heavier than air, like other chlorofluorocarbons, and therefore tends to accumulate at the bottom (near the floor). Thus, if the leaked combustible refrigerant fills the room or the bottom, the ignition concentration may be reached. This is particularly noticeable when the heat pump is installed in a depression, basement or sealed room, and / or in the absence of wind.
- Patent Document 1 discloses an installation configuration of a member that may generate a spark as a configuration related to a safety measure in the case where a problem in which a flammable refrigerant leaks occurs.
- Patent Document 1 discloses nothing about the configuration relating to the safety measures in the case where a malfunction occurs in which the flammable refrigerant leaks when the outdoor fan cannot maintain the ventilation performance due to the malfunction or malfunction of the outdoor fan. Absent.
- the present invention has an object to present a configuration relating to safety measures in the case where a malfunction in which a flammable refrigerant leaks occurs when an outdoor fan cannot maintain ventilation performance due to malfunction or malfunction. .
- the present invention is a heat pump provided with an outdoor fan, comprising a rotational speed signal detection unit that detects a signal related to the rotational speed of the outdoor fan, and an outdoor unit that commands the driving of the outdoor fan.
- the rotational speed signal detection unit When a fan drive command is received, the rotational speed signal detection unit is used to detect the rotational speed of the outdoor fan, and when the detected rotational speed is equal to or lower than a predetermined target rotational speed, the heat pump is operated.
- a heat pump characterized by stopping the operation is provided.
- the rotation speed detected using the rotation speed signal detection unit is equal to or less than the target rotation speed after a predetermined time has elapsed since the outdoor fan drive command was received.
- the mode which starts the rotation speed determination to perform can be illustrated.
- the present invention includes an outdoor unit having a compressor that compresses a refrigerant, a drive source that drives the compressor or an electrical component that constitutes the heat pump, and a refrigerant device through which the refrigerant flows, and the interior of the outdoor unit
- the outdoor fan side from the drive source installation space which is the space where the drive source is installed or the electrical equipment installation space which is the space where the electrical equipment is installed, through the refrigerant device installation space which is the space where the refrigerant equipment is installed The aspect which made the structure which flows ventilation air to can be illustrated.
- an outdoor unit having a compressor that compresses the refrigerant, a drive source that drives the compressor or an electrical component that constitutes the heat pump, and a refrigerant device through which the refrigerant flows is provided inside the outdoor unit. Ventilation that blows ventilation air from a drive source installation space that is a space where the drive source is installed or an electrical equipment installation space that is a space where the electrical equipment is installed to a refrigerant device installation space that is a space where the refrigerant device is installed A mode in which a fan is provided can be exemplified.
- the present invention it is possible to present a configuration relating to a safety measure in the case where a malfunction in which the flammable refrigerant leaks occurs when the outdoor fan cannot maintain the ventilation performance due to the malfunction or malfunction of the outdoor fan.
- FIGS. 1 It is a schematic block diagram which shows an example of the refrigerant circuit in the heat pump which concerns on embodiment of this invention. It is a figure which shows schematic structure of the outdoor unit which comprises the heat pump which concerns on this Embodiment, Comprising: (a) is the internal structure figure of the back side, (b) is the back view, (c ) Is a front view thereof. It is a figure which shows schematic structure of the outdoor unit which comprises the heat pump which concerns on this Embodiment, Comprising: (a) is the top view, (b) is the left view, (c) is It is the right view. It is a system block diagram which shows the control structure which concerns on this Embodiment applied to the outdoor unit shown in FIGS.
- FIG. 1 is a schematic block diagram showing an example of a refrigerant circuit in a heat pump 500 according to an embodiment of the present invention.
- a heat pump 500 shown in FIG. 1 includes an outdoor unit 100, a heat exchange unit (in this example, an indoor unit 200 for air conditioning), and a refrigerant circulation path 300.
- the refrigerant is circulated through the refrigerant circulation path 300 between the outdoor unit 100 and the indoor unit 200 while repeating the state in which the refrigerant is pressurized to a high temperature.
- a flammable refrigerant specifically, a slightly flammable refrigerant with refrigerant number R32
- R32 refrigerant
- the outdoor unit 100 includes a drive source (in this example, the engine 110), a compressor 120 that is driven by the engine 110 via the clutch 121 to compress the refrigerant, an outdoor unit side refrigerant circuit 130 that circulates the refrigerant, and refrigerant and air.
- a first heat exchanger 140 (in this example, an outdoor heat exchanger) that exchanges heat between them and an expansion valve 150 that expands the compressed refrigerant to lower the temperature are provided.
- the engine 110 may be, for example, an engine using gas fuel (so-called gas engine) or an engine using liquid fuel.
- the engine 110 is a gas engine. Therefore, the heat pump 500 is a gas heat pump (GHP: Gas Heat Pump).
- GTP Gas Heat Pump
- the heat pump 500 is an electric heat pump (EHP: ElectricHHeat Pump).
- the indoor unit 200 includes a heat exchange section side refrigerant circuit (in this example, the indoor unit side refrigerant circuit 210) that circulates refrigerant, and refrigerant and air, hot water supply water, or chiller circulating fluid (in this example, indoor air). ) Is provided with a second heat exchanger 220 (in this example, an indoor heat exchanger) that exchanges heat with the heat exchanger.
- a heat exchange section side refrigerant circuit in this example, the indoor unit side refrigerant circuit 210) that circulates refrigerant, and refrigerant and air, hot water supply water, or chiller circulating fluid (in this example, indoor air).
- a second heat exchanger 220 in this example, an indoor heat exchanger
- the refrigerant circulation path 300 includes a first second refrigerant pipe 310 and a second second refrigerant pipe 320 through which the refrigerant flows.
- the outdoor unit side refrigerant circuit 130 in the outdoor unit 100 includes a discharge side first refrigerant pipe 131 connected to the discharge side of the compressor 120 and a one side second refrigerant pipe 310 connected to one side second refrigerant pipe 310 of the refrigerant circulation path 300.
- the four-way valve 135 is connected to the discharge side first refrigerant pipe 131, the one side first refrigerant pipe 132, the other side first refrigerant pipe 133, and the suction side first refrigerant pipe 134.
- the four-way valve 135 guides the refrigerant from the discharge-side first refrigerant pipe 131 to the one-side first refrigerant pipe 132 and guides the refrigerant from the other-side first refrigerant pipe 133 to the suction-side first refrigerant pipe 134.
- the first heat exchanger 140 is provided in the other first refrigerant pipe 133, and the expansion valve 150 is connected to the first heat exchanger 140 and the second second refrigerant refrigerant passage 300 in the other first refrigerant pipe 133. It is provided between the refrigerant pipe 320.
- the indoor unit side refrigerant circuit 210 in the indoor unit 200 includes a third refrigerant tube 211 connected to the one side second refrigerant tube 310 and the other side second refrigerant tube 320 of the refrigerant circuit 300.
- the second heat exchanger 220 is provided in the third refrigerant pipe 211.
- the refrigerant from the discharge-side first refrigerant pipe 131 is guided to the one-side first refrigerant pipe 132 and the other-side first refrigerant is used.
- the four-way valve 135 is switched so as to guide the refrigerant from the pipe 133 to the suction-side first refrigerant pipe 134, the low-temperature refrigerant is brought into indirect contact with the outside air via the first heat exchanger 140, and heat is taken in.
- the refrigerant is compressed by the compressor 120 to a high temperature, indoor air, hot water supply water or chiller circulating fluid (in this example, indoor air) is heated via the second heat exchanger 220. ing.
- the heat pump 500 when used for cooling or refrigeration (cooling in this example), the refrigerant from the discharge side first refrigerant pipe 131 is guided to the other side first refrigerant pipe 133 and the one side first refrigerant pipe is used.
- the four-way valve 135 is switched so as to guide the refrigerant from 132 to the suction side first refrigerant pipe 134, and the high-temperature refrigerant is indirectly contacted with the outside air via the first heat exchanger 140 to release heat, and After the pressure is reduced by the expansion valve 150 to lower the temperature, the air in the room or the refrigerator (in this example, the room) is cooled via the second heat exchanger 220.
- the outdoor unit 100 further includes a generator 160 driven by the engine 110.
- the outdoor unit 100 is configured such that the power generation system of the generator 160 can be electrically connected to a power transmission system to a power consuming device (load) (not shown), and uses power instead of the commercial power system of an external commercial power source.
- the power demand of equipment (load) can be covered.
- FIG. 2 and 3 are diagrams showing a schematic configuration of the outdoor unit 100 constituting the heat pump 500 according to the present embodiment.
- 2 (a) is an internal structural view of the back surface 101b side
- FIG. 2 (b) is a back view thereof
- FIG. 2 (c) is a front view thereof
- FIG. FIG. 3 (b) is a left side view thereof
- FIG. 3 (c) is a right side view thereof.
- the outdoor unit 100 includes a package 101 as a housing formed in a substantially rectangular parallelepiped, and a first heat exchanger 140 (in this example, an outdoor heat exchanger) while ventilating the interior of the outdoor unit 100. ) (See FIG. 2 (b), FIG. 2 (c)) and an outdoor fan 170 (see FIG. 2 (a), FIG. 3 (a)) for circulating the ambient air.
- a first heat exchanger 140 in this example, an outdoor heat exchanger
- FIG. 2 (c) See FIG. 2 (b), FIG. 2 (c)
- an outdoor fan 170 see FIG. 2 (a), FIG. 3 (a) for circulating the ambient air.
- the outdoor fans 170 are one or more (three in this example) outdoor fans 170 (1) to 170 (n) (see FIG. 3A).
- n is an integer of 1 or 2 or more, and is 3 in this example.
- the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) include a blade portion 171 (see FIGS. 2A and 3A) and a fan motor 172 that rotates the blade portion 171 (see FIG. 2A). It has.
- the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) are supported by a support member 173 (see FIG. 2A) so that the blade portions 171 face the outside (in this example, the upper surface 101e side).
- the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) are provided on the top of the package 101. Ventilation outlets 103a to 103a (see FIG. 3 (a)) for discharging the air in the outdoor unit 100 are located at positions corresponding to the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) on the upper surface 101e of the heat exchanger chamber 103. Is provided.
- the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) discharge the air W in the outdoor unit 100 to the outside through the ventilation outlet 103a.
- the package 101 has an upper and lower partition member 102 (FIGS. 2, 3B, and 3) along a direction orthogonal to or substantially orthogonal to the vertical direction Z at the center in the vertical direction Z (in this example, closer to the lower side than the center). (See (c)).
- a heat exchanger chamber 103 is provided on the upper side (upper section), and an operating chamber 104 (FIGS. 2 and 3) in which an operating device for operating the heat pump 500 is installed on the lower side (lower section). (See (c)), and a refrigerant equipment chamber 105 (see FIGS. 2 and 3 (b)) in which a refrigerant equipment through which the refrigerant flows is installed.
- the working chamber 104 and the refrigerant device chamber 105 include a partition wall 106 (see FIG. 2A) along a direction orthogonal or substantially orthogonal to the longitudinal direction X of the outdoor unit 100. In between, it is divided into one side and the other side in the longitudinal direction X.
- the working chamber 104 is provided on the right side as viewed from the front face 101a (see FIG. 2C), and the refrigerant device chamber 105 is provided on the left side.
- engine 110 (that is, an engine having a spark plug that can serve as an ignition source) (see FIG. 2A) is installed in working chamber 104 as a drive source for driving compressor 120. It functions as a compressor drive source chamber. Further, in the present embodiment, the working chamber 104 has an electric component 180 (for example, an electric component such as an electric motor having a brush that can serve as an ignition source, a relay, and a switch) that is an electric component constituting the outdoor unit 100 (FIG. 2). It also functions as an electrical box in which (c) and FIG. 3 (c)) are installed.
- EHP electric heat pump
- a first heat exchanger 140 (see FIGS. 2B and 2C) and outdoor fans 170 (1) to 170 (n) (see FIG. 3A) are arranged.
- the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) are juxtaposed along the longitudinal direction X above the heat exchanger chamber 103.
- the first heat exchanger 140 is arranged along the direction orthogonal or substantially orthogonal to the short direction Y of the outdoor unit 100 on the front surface 101a side and the rear surface 101b side of the heat exchanger chamber 103.
- the lateral direction Y is a direction orthogonal to both the longitudinal direction X and the vertical direction Z.
- an electrical component 180 (see FIGS. 2C and 3C) is disposed on one side in the lateral direction Y (in this example, the front side 101a side). On the other side of Y (in this example, on the back surface 101b side) (see FIG. 2A), an engine 110 and a generator 160 are disposed.
- a sub oil tank 111 for storing lubricating oil of the engine 110 is disposed below the engine 110, and exhaust gas exhausted from the engine 110 is extinguished on the side of the engine 110.
- An odor eliminating catalyst 112 (see FIG. 2A) is disposed, and an exhaust gas cooler 113 that cools exhaust gas discharged from the engine 110 is disposed above the engine 110 (see FIG. 2A). Is arranged.
- a gas regulator 114 (see FIG. 2A) that adjusts the gas pressure of the fuel gas to the engine 110 is arranged on the other side in the lateral direction Y (in this example, the back surface 101b side).
- a gas solenoid valve 115 (see FIG. 2A) that opens or shuts off the supply of fuel gas to the engine 110 is disposed below the gas regulator 114, and below the gas solenoid valve 115,
- a fuel gas inlet 116 (see FIG. 2A) for supplying fuel gas from the back surface 101b side is provided.
- a fuel gas inlet opening 116a (see FIG. 2B) that is an opening of the fuel gas inlet 116 is provided at a position corresponding to the fuel gas inlet 116 on the back surface 101b of the package 101.
- the refrigerant equipment chamber 105 is provided with an outdoor unit side refrigerant circuit 130 (see FIG. 2A) to which a compressor 120, a four-way valve 135, and an expansion valve 150 are connected as refrigerant equipment through which refrigerant flows.
- the outdoor unit 100 constituting the heat pump 500 includes an upstream space SP1 (in this example, the space of the working chamber 104) (see FIGS. 2 and 3C) and a refrigerant device installation space SP2 (this In the example, the space of the refrigerant device chamber 105 (see FIGS. 2 and 3B) and the heat exchanger installation space SP3 (in this example, the space of the heat exchanger chamber 103) (see FIGS. 2 and 3).
- an upstream space SP1 in this example, the space of the working chamber 104) (see FIGS. 2 and 3C)
- a refrigerant device installation space SP2 this In the example, the space of the refrigerant device chamber 105 (see FIGS. 2 and 3B) and the heat exchanger installation space SP3 (in this example, the space of the heat exchanger chamber 103) (see FIGS. 2 and 3).
- the upstream space SP1 (in this example, the space of the working chamber 104) constitutes a drive source installation space that is a space where the drive source (in this example, the engine 110) is installed.
- the upstream space SP1 (in this example, the space of the working chamber 104) constitutes an electrical component installation space that is a space in which the electrical component 180 is installed.
- the refrigerant device installation space SP2 (in this example, the space in the refrigerant device chamber 105) is a space in which refrigerant devices (in this example, the outdoor unit side refrigerant circuit 130 to which the compressor 120, the four-way valve 135, and the expansion valve 150 are connected) are installed. is there.
- the heat exchanger installation space SP3 (in this example, the space of the heat exchanger chamber 103) is a space in which the first heat exchanger 140 is installed.
- a ventilation inlet 104a for taking air into the outdoor unit 100 (see FIGS. 2B, 2C, and 3C). Is provided. Thereby, the outdoor unit 100 can distribute the air from the outside to the upstream space SP1 (in this example, the space of the working chamber 104).
- the partition wall 106 is provided with a vent hole 106a (see FIGS. 3B and 3C) that allows the working chamber 104 and the refrigerant device chamber 105 to communicate with each other. Thereby, the outdoor unit 100 can circulate air from the upstream space SP1 (in this example, the space of the working chamber 104) to the refrigerant device installation space SP2 (in this example, the space of the refrigerant device chamber 105).
- a ventilation port 105a for ventilating the inside of the outdoor unit 100 (see FIGS. 2B, 2C, and 3B). Is provided. Thereby, the outdoor unit 100 can distribute air between the outside and the refrigerant device installation space SP2 (in this example, the space of the refrigerant device chamber 105).
- an air vent 102a (see FIGS. 2 and 3B) communicating the refrigerant device chamber 105 and the heat exchanger chamber 103. ) Is provided.
- the outdoor unit 100 distributes air from the refrigerant device installation space SP2 (in this example, the space in the refrigerant device chamber 105) to the heat exchanger installation space SP3 (in this example, the space in the heat exchanger chamber 103). Can do.
- a ventilation inlet 104b (see FIGS. 2B and 2C) is provided at the center of the bottom surface 101f of the working chamber 104.
- the outdoor unit 100 can distribute the air from the outside to the upstream space SP1 (in this example, the space of the working chamber 104).
- a ventilation inlet 105b (see FIGS. 2B and 2C) is further provided at the center of the bottom surface 101f of the refrigerant device chamber 105.
- the outdoor unit 100 can distribute air from the outside to the refrigerant equipment installation space SP2 (in this example, the space of the refrigerant equipment room 105).
- FIG. 4 is a system block diagram showing a control configuration according to the present embodiment applied to the outdoor unit 100 shown in FIGS. 1 to 3.
- the outdoor unit 100 further includes a control device 181 that realizes the control configuration according to the present embodiment.
- the fan motor 172 in the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) is electrically connected to the output system of the control device 181.
- the fan motor 172 includes a rotation speed signal detection unit 172a that detects a signal related to its own rotation speed.
- the rotation speed refers to the rotation speed per unit time.
- the rotation speed signal detection unit 172a is electrically connected to the input system of the control device 181.
- Rotational speed signal detector 172a is not limited to this, but typically includes an angle sensor.
- the angle sensor include an optical encoder and a magnetic sensor.
- the optical encoder detects the period of a signal corresponding to the rotational speed of the fan motor 172 based on a change in the amount of light received by the light receiving element via a code wheel rotated by the fan motor 172.
- the magnetic sensor detects a signal cycle according to the number of rotations of the fan motor 172 using a Hall sensor or a magneto-resistive (MR) sensor based on a change in magnetic pole of the fan motor 172 that is rotationally driven.
- MR magneto-resistive
- the control device 181 controls the entire outdoor unit 100 constituting the heat pump 500.
- the control device 181 includes a processing unit 181a such as a CPU (Central Processing Unit) and a storage unit 181b including a nonvolatile memory such as a ROM (Read Only Memory) and a volatile memory such as a RAM (Random Access Memory). Yes.
- the processing unit 181a of the control device 181 controls various components by loading a control program stored in advance in the ROM of the storage unit onto the RAM of the storage unit 181b and executing it. Yes.
- the nonvolatile memory in the storage unit 181b stores various system information such as operation parameters and setting data of the heat pump 100.
- the controller 181 drives the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) in the thermo-on state, and stops driving the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) in the thermo-off state.
- the thermo-on state means a state where the compressor 120 is operating
- the thermo-off state means a state where the compressor 120 is stopped.
- the control device 181 When the control device 181 receives an outdoor fan drive command S for instructing driving of the outdoor fan 170, the control device 181 detects the rotational speed R of the outdoor fan 170 using the rotational speed signal detection unit 172a, and the detected rotational speed R is The operation of the heat pump 500 is stopped when it is equal to or lower than a predetermined target rotational speed Rs.
- control device 181 includes a fan drive determination unit P1, a rotation speed detection unit P2, a rotation speed determination unit P3, and an operation stop unit P4.
- the fan drive determination means P1 determines whether or not an outdoor fan drive command S for instructing driving of the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) has been received.
- the control device 181 starts the outdoor fan when starting operation from the operation stop state according to a user instruction, or when starting the thermo on to switch from the thermo off state to the thermo on state by temperature control (air conditioning control in this example) in the operation state of the heat pump 500.
- a drive command S is received.
- a thermo-on command from the indoor unit 200 is used as the outdoor fan drive command S in response to an operation request of the heat pump 500 from the user via the remote controller 230 that communicates with the indoor unit 200 by wire or wirelessly.
- a thermo-on command from the indoor unit 200 is accepted as an outdoor fan drive command S in response to an operation request of the heat pump 500 by temperature control.
- the rotational speed detection means P2 detects the fan motor in the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) detected by the rotational speed signal detection unit 172a when it is determined that the outdoor fan drive command S is received by the fan drive determination means P1.
- the rotational speed R of the fan motor 172 is detected from the period of the signal relating to the rotational speed of 172.
- “when the outdoor fan drive command S is received, the rotational speed R of the fan motor 172 is detected” means that the rotational speed R is detected at the start of operation in accordance with a user instruction, or the thermo-ON is started by temperature control.
- the concept includes the case where the rotational speed R is detected during the operation of the heat pump 500.
- the rotation speed determination means P3 determines whether or not the rotation speed R of the fan motor 172 detected by the rotation speed detection means P2 is equal to or less than a target rotation speed Rs (for example, 560 rotations / minute).
- the target rotation speed Rs can be set to a value equal to or less than a normal rotation speed (for example, 700 rotations / minute) and a rotation speed that can maintain a predetermined ventilation performance.
- the target rotational speed Rs can be set in advance through experiments or the like.
- the target rotation speed Rs is stored in advance in a nonvolatile memory of the storage unit 181b (see FIG. 4).
- outdoor fans 170 (1) to 170 (n) show a transient state at the time of starting, and it takes a certain amount of time to reach the target rotational speed after the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) are started. .
- the rotational speed determination means P3 is detected by the rotational speed detection means P2 after a predetermined time Tf (fan start time) has elapsed since the outdoor fan drive command S was received.
- the rotational speed determination of whether or not the rotational speed R is equal to or less than the target rotational speed Rs is started.
- the predetermined time Tf (fan start-up time) is a time that takes into account the time at which the transient state at the start of the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) ends, and specifically, the outdoor fan This time is equal to or longer than the time required for reaching the target rotational speed required to reach the target rotational speed Rs after the start of 170 (1) to 170 (n).
- the predetermined time Tf (fan start time) can be set in advance by an experiment or the like.
- the predetermined time Tf (fan start time) is stored in advance in the nonvolatile memory of the storage unit 181b (see FIG. 4).
- the operation stop means P4 is operated by the rotation speed determination means P3 so that the rotation speed R (at least one of the plurality of outdoor fans 170 (1) to 170 (n) when there are a plurality of outdoor fans 170 as in the present embodiment).
- the operation of the heat pump 500 is stopped when it is determined that the rotational speed R) of the outdoor fan 170 is less than or equal to the target rotational speed Rs (for example, 560 revolutions / minute).
- FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of a control operation according to the first embodiment by the control device 181 in the outdoor unit 100. Prior to the processing operation shown in FIG. 5, the variable i is reset (0 is substituted).
- step S1 when there is an operation request for the heat pump 500 according to a user instruction or an operation request for the heat pump 500 based on temperature control (thermo-on start request), the control device 181 performs the ventilation operation of the outdoor unit 100. Start (step S1).
- control device 181 waits until it receives an outdoor fan drive command S for instructing driving of the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) (step S2: No), and receives the outdoor fan drive command S ( Step S2: Yes), 1 is added to the variable i (Step S3).
- control device 181 detects the rotational speed R of the fan motor 172 from the period of the signal related to the rotational speed of the fan motor 172 in the outdoor fan 170 (i) detected by the rotational speed signal detector 172a (step S4). .
- the control device 181 determines whether or not the rotational speed R of the fan motor 172 detected in step S4 is equal to or lower than a target rotational speed Rs (for example, 560 rotations / minute) (step S5). When it is equal to or lower than the target rotational speed Rs, it is determined that the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) are insufficiently ventilated (step S5: Yes), the start control of the heat pump 500 is stopped (step S6), and the operation of the heat pump 500 is stopped. Stop. Specifically, the control device 181 does not start the engine 110, and therefore does not start the compressor 120 that compresses the refrigerant.
- a target rotational speed Rs for example, 560 rotations / minute
- step S5 determines that there is no problem in the ventilation operation of the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) (step S5: No), and the variable i Determines whether or not the number of fans n, which is the number of outdoor fans 170, has been reached (step S7). If the variable i has not reached the number of fans n (step S7: No), the process proceeds to step S3. On the other hand, when the variable i reaches the number of fans n (step S7: Yes), the process proceeds to step S8.
- the control device 181 starts activation control of the heat pump 500 (step S8), and holds the ventilation operation of the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) for a predetermined holding time Th (step S8).
- the operation of the heat pump 500 is started.
- the control device 181 starts the engine 110, and thus starts the compressor 120 that compresses the refrigerant.
- the holding time Th is a time considering the time for completing the ventilation in the outdoor unit 100.
- the holding time Th is a time longer than the air replacement time that can be considered that the air in the package 101 of the outdoor unit 100 has been replaced. is there.
- the holding time Th can be set in advance by an experiment or the like.
- the holding time Th is not limited to this, and examples thereof include about 2 to 3 minutes.
- the holding time Th is stored in advance in the nonvolatile memory of the storage unit 181b (see FIG. 4). Further, when the thermo-ON is performed, the blowing operation of the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) to the first heat exchanger 140 (in this example, the outdoor heat exchanger) is performed as necessary.
- the rotational speed R of the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) is detected when the operation is started by a user instruction or when the thermo-ON is started by temperature control.
- the number of rotations R of the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) is detected during operation, and the number of rotations R (if there are a plurality of outdoor fans 170 as in the present embodiment)
- the operation of the heat pump 500 may be stopped when it is determined that the rotational speed R of at least one outdoor fan 170 out of 170 (1) to 170 (n) is equal to or lower than the target rotational speed Rs.
- FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of a control operation according to the second embodiment by the control device 181 in the outdoor unit 100.
- the processing example of the control operation shown in FIG. 6 is the same as the processing example of the control operation shown in FIG. 5 except that step S40 is provided between step S4 and step S5 in the processing example of the control operation shown in FIG.
- the same processes are denoted by reference numerals, and the description thereof is omitted.
- step S4 the control device 181 waits until a predetermined time Tf (fan start time) elapses from the time when the outdoor fan drive command S is received (step S40: No), and the predetermined time Tf (fan fan).
- a predetermined time Tf fan start time
- FIG. 7 is a schematic diagram for explaining an example of a ventilation state in a state where the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) in the outdoor unit 100 are driven.
- n is 3.
- the back surface 101b side of the outdoor unit 100 is shown.
- the refrigerant device chamber 105 in which the refrigerant may leak is provided downstream of the working chamber 104 that can be an ignition source of the flammable refrigerant in the flow direction of the air W. .
- the working chamber 104 is operated by the ventilation action of the outdoor fans 170 (1) to 170 (n). Air W is sucked into the upstream space SP1 from the outside through the ventilation inlet 104a on one side surface (right side surface 101c in this example), and through the ventilation inlet 104b in the center of the bottom surface 101f of the working chamber 104. Then, air W is sucked into the upstream space SP1 from the outside.
- the air W sucked into the upstream space SP1 is sucked into the refrigerant device installation space SP2 through the vent 106a in the partition wall 106 between the working chamber 104 and the refrigerant device chamber 105.
- air W is sucked into the refrigerant device installation space SP2 from the outside through the ventilation port 105a on the other side surface (the left side surface 101d in this example) of the refrigerant device chamber 105.
- the air W is sucked into the refrigerant device installation space SP2 from the outside through the ventilation inlet 105b in the central portion of the bottom surface 101f.
- the air W sucked into the refrigerant device installation space SP2 is sucked into the heat exchanger installation space SP3 through the vent hole 102a in the upper and lower partition members 102.
- the air W drawn into the heat exchanger installation space SP3 is discharged to the outside through the ventilation outlets 103a to 103a in the upper surface 101e of the heat exchanger chamber 103.
- the heat pump 500 passes through the interior of the outdoor unit 100 from the upstream space SP1 (the space of the working chamber 104 in this example) to the refrigerant device installation space SP2 (the space of the refrigerant device chamber 105 in this example).
- the ventilation fan is configured to flow to the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) side.
- FIG. 8 is a schematic diagram for explaining another example of the ventilation state in the state where the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) in the outdoor unit 100 are driven.
- n is 3.
- the back surface 101b side of the outdoor unit 100 is shown.
- the refrigerant device chamber 105 in which the flammable refrigerant may leak is provided downstream of the working chamber 104 that can be an ignition source of the flammable refrigerant in the flow direction of the air W. ing.
- the outdoor unit 100 is provided inside the outdoor unit 100 and from the upstream space SP1 (the space of the working chamber 104 in this example) to the refrigerant device installation space SP2 (in this example, the refrigerant device chamber 105). It is further provided with a ventilation fan 190 dedicated to ventilation for blowing ventilation air in the space.
- the ventilation fan 190 is provided in the vicinity of the ventilation inlet 104a on one side surface (in this example, the right side surface 101c) of the working chamber 104, and sucks external air W into the working chamber 104 through the ventilation inlet 104a.
- the refrigerant is sent out toward the refrigerant device chamber 105.
- the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) and the ventilation fan 190 are driven, and the pressure (air pressure) in the heat exchanger chamber 103 and the refrigerant equipment chamber 105 are increased.
- the ventilation fan 190 ventilates the outside through the ventilation inlet 104a on one side surface (the right side surface 101c in this example) of the working chamber 104.
- the air W is sucked into the upstream space SP1.
- the air W sucked into the upstream space SP1 is sucked into the refrigerant device installation space SP2 through the vent 106a in the partition wall 106 between the working chamber 104 and the refrigerant device chamber 105.
- the air W sucked into the refrigerant device installation space SP2 is discharged to the outside through the ventilation port 105a on the other side surface (the left side surface 101d in this example) of the refrigerant device chamber 105.
- the drive timing of the ventilation fan 190 is the same as the drive timing of the outdoor fans 170 (1) to 170 (n).
- the heat pump 500 ventilates the interior of the outdoor unit 100 from the upstream space SP1 (in this example, the space of the working chamber 104) to the refrigerant device installation space SP2 (in this example, the space of the refrigerant device chamber 105). Is forced to flow.
- a plurality of slits are provided in the ventilation port 102a, the ventilation inlet 104a, the ventilation inlet 104b, the ventilation port 105a, the ventilation inlet 105b, and the ventilation port 106a.
- the opening area per slit may be an area where no flame is propagated. In this way, even if a flame is generated in the heat exchanger chamber 103, the working chamber 104, or the refrigerant device chamber 105, the flame is out of the heat exchanger chamber 103, the working chamber 104, or the refrigerant device chamber 105. Propagation can be avoided.
- heat pump 500 is provided with second heat exchanger 220 in indoor unit 200, and second heat exchanger 220 acts as a refrigerant-air heat exchanger that exchanges heat between air and refrigerant.
- the second heat exchanger 220 is provided in the outdoor unit 100, and the second heat exchanger 220 exchanges heat between the circulating fluid such as water and the refrigerant.
- -It may be a heat pump chiller that acts as a circulating fluid heat exchanger and adjusts the temperature by circulating fluid.
- the rotational speed R detected using the rotational speed signal detector 172a is the target rotational speed.
- the rotational speed determination can be performed after the transient state of the outdoor fans 170 (1) to 170 (n), thereby determining the rotational speed determination. Accuracy can be improved.
- the drive source (engine 110 in this example) for driving the compressor 120 and the electrical component 180 constituting the heat pump 500 may act as an ignition source for the combustible refrigerant.
- the interior of the outdoor unit 100 is changed from the drive source installation space or the electrical component installation space (in this example, the upstream space SP1) to the refrigerant device installation space SP2 (in this example, the refrigerant device chamber 105).
- the ventilation fan is configured to flow to the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) through the space), so that the outdoor fans 170 (1) to 170 (n) can be By the fans 170 (1) to 170 (n), the refrigerant device installation space SP2 (the space in the refrigerant device chamber 105 in this example) is higher than the pressure in the drive source installation space or the electrical component installation space (in this example, the upstream space SP1).
- the leaked flammable refrigerant is not removed from the drive source installation space side or the electrical equipment installation space side (upper It is possible to effectively prevent intrusion into the side space SP1 side, and therefore it is possible to effectively avoid that the drive source (in this example, the engine 110) or the electrical component 180 becomes an ignition source of the flammable refrigerant. It becomes.
- a drive source installation space that is a space in which a drive source (in this example, the engine 110) is installed or an electrical component installation space that is a space in which the electrical component 180 is installed (this In the example, from the upstream space SP1)
- ventilation air is supplied from the refrigerant equipment (in this example, the outdoor equipment side refrigerant circuit 130 to which the compressor 120, the four-way valve 135 and the expansion valve 150 are connected) to the refrigerant equipment installation space SP2.
- the ventilation fan 190 forcibly distributes the air W from the drive source installation space or the electrical equipment installation space (upstream space SP1) toward the refrigerant device installation space SP2.
- the pressure in the refrigerant equipment installation space SP2 is forcibly made smaller than the pressure in the drive source installation space or the electrical equipment installation space (upstream space SP1).
- the leaked flammable refrigerant is not removed from the drive source installation space side or the electrical equipment installation space side (specifically, the upstream space SP1 side). ) Can be effectively prevented, so that it is possible to effectively avoid the drive source (in this example, the engine 110) or the electrical component 180 from becoming an ignition source of the combustible refrigerant.
- the drive source is a gas engine as in the present embodiment
- the drive source installation space in this example, upstream side
- Air can be quickly circulated from the space SP1) side, and therefore, it is possible to effectively avoid the drive source (in this example, the engine 110) from becoming an ignition source of fuel gas.
- Outdoor unit 101 Package 101a Front surface 101b Rear surface 101c Right side surface 101d Left side surface 101e Upper surface 101f Bottom surface 102 Upper and lower partition members 102a Ventilation port 103 Heat exchanger chamber 103a Ventilation outlet 104 Working chamber 104a Ventilation inlet 104b Ventilation inlet 105 Refrigerant equipment chamber 105a Ventilation port 105b Ventilation inlet 106 Partition 106a Vent 110 Engine 111 Sub oil tank 112 Deodorizing catalyst 113 Exhaust gas cooler 114 Gas regulator 115 Gas electromagnetic valve 116 Fuel gas inlet 116a Fuel gas inlet opening 120 Compressor 121 Clutch 130 Outdoor unit side refrigerant circuit 131 discharge side first refrigerant pipe 132 one side first refrigerant pipe 133 other side first refrigerant pipe 134 suction side first refrigerant pipe 135 four-way valve 140 first heat exchanger 150 expansion valve 160 generator 1 70 Outdoor fan 171 Blade portion 172 Fan motor 172a Rotational speed signal detection unit 173 Support
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Abstract
室外ファンを備えたヒートポンプは、室外ファンの回転数に関する信号を検知する回転数信号検知部を備え、室外ファンの駆動を指令する室外ファン駆動指令を受け付けた場合に、回転数信号検知部を用いて室外ファンの回転数を検出し、検出した回転数が予め定めた所定の目標回転数以下のときに当該ヒートポンプの運転を停止する。
Description
本発明は、室外ファンを備えたヒートポンプに関する。
ヒートポンプは、一般的に、圧縮機により冷媒を圧縮し、圧縮した冷媒を凝縮して第1熱交換器(例えば室外熱交換器)または第2熱交換器(例えば室内熱交換器)を介して冷媒から凝縮熱を放出させ、凝縮した冷媒を膨張弁により減圧膨張させ、減圧膨張させた冷媒を蒸発させて第2熱交換器または第1熱交換器を介して冷媒に蒸発熱を吸熱させ、蒸発させた冷媒を再び圧縮機に吸入するように構成されている。このようなヒートポンプは、通常、第1熱交換器(例えば室外熱交換器)の周囲の空気を流通させる室外ファンを備えている。
ところで、近年、オゾン層保護や地球温暖化抑制という観点から、次世代冷媒の選定に世界的な関心が高まっている。ヒートポンプに使用される冷媒は、フロン系の冷媒として、かつてのCFC(クロロフルオロカーボン:Chloro Fluoro Carbon)から、HCFC(ハイドロクロロフルオロカ-ボン:Hydro Chloro Fluoro Carbon)を経て、現在は、HFC(ハイドロフルオロカーボン:Hydro Fluoro Carbon)、中でも地球温暖化係数が比較的大きい冷媒(例えば冷媒番号R407A,R410Aといった混合冷媒)から、地球温暖化係数が比較的小さい冷媒(例えば冷媒番号R32といった単一冷媒)に移行しつつあり、さらには非フロン系の冷媒への転換が要求されている。
フロン系の冷媒は、地球温暖化係数が小さいほど、可燃性を示す傾向にあり、また、非フロン系の冷媒の中にも可燃性のものがあり、安全に配慮する必要がある。すなわち、冷媒として可燃性冷媒を用いる場合、ヒートポンプから可燃性冷媒が漏れると、漏れた可燃性冷媒の着火が懸念される。例えば、冷媒として微燃性冷媒であるR32を用いる場合、R32は、他のフロンガスと同様、空気より重いことから、底部(床面近傍)にたまる傾向がある。このように、漏れた可燃性冷媒が室内や底部に充満すると、着火濃度に至る可能性がある。このことは、ヒートポンプが窪地、地下室や密閉された部屋において設置され、或いは/さらに、無風状態の場合に特に顕著となる。
この点に関し、特許文献1は、可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合での安全対策に関する構成として、火花が発生する可能性がある部材の設置構成を開示している。
ところで、冷媒として可燃性冷媒を用いたヒートポンプから可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合において、室外ファンを駆動している場合には、漏れた可燃性冷媒は、室外ファンの換気作用により拡散し易く、着火濃度に達することを回避することができるものの、室外ファンが故障や動作不良等の不具合の発生により停止してしまうと、ヒートポンプの設置状況や設置環境によっては、漏れた可燃性冷媒が着火濃度に達するまでヒートポンプの周辺に滞留するおそれがある。
しかしながら、特許文献1は、室外ファンが故障や動作不良等の不具合の発生により換気性能を維持できない場合において可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合での安全対策に関する構成については何も開示していない。
そこで、本発明は、室外ファンが故障や動作不良等の不具合の発生により換気性能を維持できない場合において可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合での安全対策に関する構成を提示することを目的とする。
本発明は、前記課題を解決するために、室外ファンを備えたヒートポンプであって、前記室外ファンの回転数に関する信号を検知する回転数信号検知部を備え、前記室外ファンの駆動を指令する室外ファン駆動指令を受け付けた場合に、前記回転数信号検知部を用いて前記室外ファンの回転数を検出し、検出した前記回転数が予め定めた所定の目標回転数以下のときに当該ヒートポンプの運転を停止することを特徴とするヒートポンプを提供する。
本発明において、前記室外ファン駆動指令を受け付けた時点から予め定めた所定の時間が経過した後に、前記回転数信号検知部を用いて検出した前記回転数が前記目標回転数以下か否かを判定する回転数判定を開始する態様を例示できる。
本発明において、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を駆動する駆動源または当該ヒートポンプを構成する電装品と、前記冷媒が流れる冷媒機器とを有する室外機を備え、前記室外機の内部を、前記駆動源を設置した空間である駆動源設置空間または前記電装品を設置した空間である電装品設置空間から、前記冷媒機器を設置した空間である冷媒機器設置空間を経て、前記室外ファン側へ換気風を流す構成とした態様を例示できる。
本発明において、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を駆動する駆動源または当該ヒートポンプを構成する電装品と、前記冷媒が流れる冷媒機器とを有する室外機を備え、前記室外機の内部に、前記駆動源を設置した空間である駆動源設置空間または前記電装品を設置した空間である電装品設置空間から、前記冷媒機器を設置した空間である冷媒機器設置空間に換気風を送風する換気ファンを設けた態様を例示できる。
本発明によると、室外ファンが故障や動作不良等の不具合の発生により換気性能を維持できない場合において可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合での安全対策に関する構成を提示することが可能となる。
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照しながら説明する。
<ヒートポンプの全体構成>
図1は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプ500における冷媒回路の一例を示す概略ブロック図である。
図1は、本発明の実施の形態に係るヒートポンプ500における冷媒回路の一例を示す概略ブロック図である。
図1に示すヒートポンプ500は、室外機100と、熱交換部(この例では空調用の室内機200)と、冷媒循環路300とを備えており、冷媒を減圧して低温になる状態と、冷媒を加圧して高温になる状態とを繰り返しながら冷媒を室外機100と室内機200との間で冷媒循環路300を介して循環させるようになっている。この例では、冷媒として、可燃性冷媒(具体的には冷媒番号R32の微燃性冷媒)を用いている。
室外機100は、駆動源(この例ではエンジン110)、エンジン110によりクラッチ121を介して駆動されて冷媒を圧縮する圧縮機120、冷媒を流通させる室外機側冷媒回路130、冷媒と空気との間で熱交換を行う第1熱交換器140(この例では室外熱交換器)、および、圧縮した冷媒を膨張させて低温にする膨張弁150を備えている。ここで、エンジン110としては、例えば、ガス燃料を用いたエンジン(所謂ガスエンジン)であってもよいし、液体燃料を用いたエンジンであってもよい。この例では、エンジン110は、ガスエンジンとされている。従って、ヒートポンプ500は、ガスヒートポンプ(GHP:Gas Heat Pump)とされる。駆動源としては、エンジン110の他、電気モーターを用いてもよい。駆動源として電気モーターを用いる場合、ヒートポンプ500は、電気ヒートポンプ(EHP:Electric Heat Pump)とされる。
室内機200は、冷媒を流通させる熱交換部側冷媒回路(この例では室内機側冷媒回路210)、および、冷媒と空気や給湯用の水或いはチラー用の循環液(この例では室内の空気)との間で熱交換を行う第2熱交換器220(この例では室内熱交換器)を備えている。
冷媒循環路300は、冷媒を流通させる一方側第2冷媒管310および他方側第2冷媒管320を備えている。
室外機100における室外機側冷媒回路130は、圧縮機120の吐出側に接続される吐出側第1冷媒管131と、冷媒循環路300の一方側第2冷媒管310に接続される一方側第1冷媒管132と、冷媒循環路300の他方側第2冷媒管320に接続される他方側第1冷媒管133と、圧縮機120の吸入側に接続される吸入側第1冷媒管134と、四方弁135とを備えている。
四方弁135は、吐出側第1冷媒管131、一方側第1冷媒管132、他方側第1冷媒管133および吸入側第1冷媒管134に接続される。四方弁135は、吐出側第1冷媒管131からの冷媒を一方側第1冷媒管132に導き、かつ、他方側第1冷媒管133からの冷媒を吸入側第1冷媒管134に導く動作と、吐出側第1冷媒管131からの冷媒を他方側第1冷媒管133に導き、かつ、一方側第1冷媒管132からの冷媒を吸入側第1冷媒管134に導く動作とを切り替え可能とされている。
第1熱交換器140は、他方側第1冷媒管133に設けられており、膨張弁150は、他方側第1冷媒管133において第1熱交換器140と冷媒循環路300の他方側第2冷媒管320との間に設けられている。
室内機200における室内機側冷媒回路210は、冷媒循環路300の一方側第2冷媒管310および他方側第2冷媒管320に接続される第3冷媒管211を備えている。第2熱交換器220は、第3冷媒管211に設けられている。
以上説明したヒートポンプ500では、暖房や給湯(この例では暖房)に利用する場合は、吐出側第1冷媒管131からの冷媒を一方側第1冷媒管132に導き、かつ、他方側第1冷媒管133からの冷媒を吸入側第1冷媒管134に導くように四方弁135を切り替えて、低温の冷媒を外気と第1熱交換器140を介して間接的に接触させて熱を取り込み、さらに冷媒を圧縮機120で圧縮して高温にしてから、第2熱交換器220を介して室内の空気や給湯用の水或いはチラー用の循環液(この例では室内の空気)を温めるようになっている。一方、ヒートポンプ500は、冷房や冷蔵(この例では冷房)に利用する場合は、吐出側第1冷媒管131からの冷媒を他方側第1冷媒管133に導き、かつ、一方側第1冷媒管132からの冷媒を吸入側第1冷媒管134に導くように四方弁135を切り替えて、高温の冷媒を外気と第1熱交換器140を介して間接的に接触させて熱を放出し、さらに膨張弁150で減圧して低温にしてから、第2熱交換器220を介して室内や冷蔵庫内(この例では室内)の空気を冷却するようになっている。
また、室外機100は、エンジン110により駆動される発電機160をさらに備えている。室外機100は、発電機160の発電電力系統が図示を省略した電力消費機器(負荷)への送電系統に電気的に接続可能とされており、外部商用電源の商用電力系統に代えて電力消費機器(負荷)の需要電力を賄うことができるようになっている。
図2および図3は、本実施の形態に係るヒートポンプ500を構成する室外機100の概略構成を示す図である。図2(a)は、その背面101b側の内部構造図であり、図2(b)は、その背面図であり、図2(c)は、その正面図であり、図3(a)は、その平面図であり、図3(b)は、その左側面図であり、図3(c)は、その右側面図である。
図2および図3に示すように、室外機100は、略直方体に形成された筺体としてのパッケージ101と、室外機100内を換気しつつ第1熱交換器140(この例では室外熱交換器)(図2(b)、図2(c)参照)の周囲の空気を流通させる室外ファン170(図2(a)、図3(a)参照)とを備えている。
室外ファン170は、1または複数(この例では3つ)の室外ファン170(1)~170(n)(図3(a)参照)とされている。ここで、nは、1または2以上の整数であり、この例では、3とされている。
室外ファン170(1)~170(n)は、羽根部171(図2(a)、図3(a)参照)と羽根部171を回転駆動するファンモーター172(図2(a)参照)とを備えている。室外ファン170(1)~170(n)は、羽根部171が外側(この例では上面101e側)を向くように支持部材173(図2(a)参照)に支持されている。
室外ファン170(1)~170(n)は、パッケージ101の上部に設けられている。熱交換器室103の上面101eの室外ファン170(1)~170(n)に対応する位置には、室外機100内の空気を排出する換気出口103a~103a(図3(a)参照)が設けられている。そして、室外ファン170(1)~170(n)は、換気出口103aを介して室外機100内の空気Wを外部へ排出するようになっている。
パッケージ101は、上下方向Zの中央部(この例では中央より下側寄り)において上下方向Zに直交または略直交する方向に沿った上下区画部材102(図2、図3(b)、図3(c)参照)を境として上下に区画されている。
パッケージ101において、上側(上方区画)には、熱交換器室103が設けられ、下側(下方区画)には、ヒートポンプ500を作動させる作動機器が設置される作動室104(図2、図3(c)参照)、および、冷媒が流れる冷媒機器が設置される冷媒機器室105(図2、図3(b)参照)が設けられている。
パッケージ101の下側(下方区画)において、作動室104と冷媒機器室105とは、室外機100の長手方向Xに直交または略直交する方向に沿った隔壁106(図2(a)参照)を間にして長手方向Xの一方側および他方側に区画されている。この例では、正面101a(図2(c)参照)から視て右側には作動室104が設けられ、左側には冷媒機器室105が設けられている。
ここで、作動室104は、本実施の形態では、圧縮機120を駆動する駆動源としてエンジン110(つまり着火源となり得る点火プラグを有するエンジン)(図2(a)参照)が設置される圧縮機駆動源室として機能する。また、本実施の形態では、作動室104は、室外機100を構成する電気部品である電装品180(例えば着火源となり得るブラシを有する電気モーター、リレー、スイッチ等の電装品)(図2(c)、図3(c)参照)が設置される電気箱としても機能する。なお、圧縮機120を駆動する駆動源として電気モーターを用いる場合、すなわち、ヒートポンプ500が電気ヒートポンプ(EHP)とされる場合には、作動室104は電気箱として機能する。
熱交換器室103には、第1熱交換器140(図2(b)、図2(c)参照)、室外ファン170(1)~170(n)(図3(a)参照)が配置されている。室外ファン170(1)~170(n)は、熱交換器室103の上部に長手方向Xに沿って並設されている。第1熱交換器140は、熱交換器室103の正面101a側および背面101b側において室外機100の短手方向Yに直交または略直交する方向に沿うように配設されている。ここで、短手方向Yは、長手方向Xおよび上下方向Zの双方に直交する方向である。
作動室104において、短手方向Yの一方側(この例では正面101a側)には、電装品180(図2(c)、図3(c)参照)が配設されており、短手方向Yの他方側(この例では背面101b側)には(図2(a)参照)、エンジン110および発電機160が配設されている。
エンジン110の下方には、エンジン110の潤滑油を貯溜するサブオイルタンク111(図2(a)参照)が配設され、エンジン110の側方には、エンジン110から排出される排気ガスを消臭する消臭触媒112(図2(a)参照)が配設され、エンジン110の上方には、エンジン110から排出される排気ガスを冷却する排気ガス冷却器113(図2(a)参照)が配設されている。
また、作動室104において、短手方向Yの他方側(この例では背面101b側)には、エンジン110への燃料ガスのガス圧を調整するガスレギュレータ114(図2(a)参照)が配設され、ガスレギュレータ114の下方には、エンジン110への燃料ガスの供給を開放または遮断するガス電磁弁115(図2(a)参照)が配設され、ガス電磁弁115の下方には、燃料ガスを背面101b側から供給する燃料ガス入口116(図2(a)参照)が配設されている。パッケージ101の背面101bの燃料ガス入口116に対応する位置には、燃料ガス入口116の開口である燃料ガス入口開口116a(図2(b)参照)が設けられている。
冷媒機器室105には、冷媒が流れる冷媒機器として、圧縮機120、四方弁135および膨張弁150を接続した室外機側冷媒回路130(図2(a)参照)が設けられている。
本実施の形態では、ヒートポンプ500を構成する室外機100は、上流側空間SP1(この例では作動室104の空間)(図2、図3(c)参照)と、冷媒機器設置空間SP2(この例では冷媒機器室105の空間)(図2、図3(b)参照)と、熱交換器設置空間SP3(この例では熱交換器室103の空間)(図2、図3参照)とを有している。
上流側空間SP1(この例では作動室104の空間)は、駆動源(この例ではエンジン110)を設置した空間である駆動源設置空間を構成する。或いは/さらに(この例ではさらに)、上流側空間SP1(この例では作動室104の空間)は、電装品180を設置した空間である電装品設置空間を構成する。
冷媒機器設置空間SP2(この例では冷媒機器室105の空間)は、冷媒機器(この例では圧縮機120、四方弁135および膨張弁150を接続した室外機側冷媒回路130)を設置した空間である。
熱交換器設置空間SP3(この例では熱交換器室103の空間)は、第1熱交換器140を設置した空間である。
作動室104の一方側の側面(この例では右側面101c)には、室外機100内に空気を取り入れる換気入口104a(図2(b)、図2(c)、図3(c)参照)が設けられている。これにより、室外機100は、外部から、上流側空間SP1(この例では作動室104の空間)へ空気を流通させることができる。
隔壁106には、作動室104と冷媒機器室105とを連通する通風口106a(図3(b)、図3(c)参照)が設けられている。これにより、室外機100は、上流側空間SP1(この例では作動室104の空間)から、冷媒機器設置空間SP2(この例では冷媒機器室105の空間)へ空気を流通させることができる。
冷媒機器室105の他方側の側面(この例では左側面101d)には、室外機100内を換気する換気口105a(図2(b)、図2(c)、図3(b)参照)が設けられている。これにより、室外機100は、外部と冷媒機器設置空間SP2(この例では冷媒機器室105の空間)との間で空気を流通させることができる。
上下区画部材102の冷媒機器室105と熱交換器室103との間の部分には、冷媒機器室105と熱交換器室103とを連通する通風口102a(図2、図3(b)参照)が設けられている。これにより、室外機100は、冷媒機器設置空間SP2(この例では冷媒機器室105の空間)から、熱交換器設置空間SP3(この例では熱交換器室103の空間)へ空気を流通させることができる。
本実施の形態では、作動室104の底面101fの中央部には、換気入口104b(図2(b)、図2(c)参照)が設けられている。これにより、室外機100は、外部から、上流側空間SP1(この例では作動室104の空間)へ空気を流通させることができる。冷媒機器室105の底面101fの中央部には、換気入口105b(図2(b)、図2(c)参照)がさらに設けられている。これにより、室外機100は、外部から、冷媒機器設置空間SP2(この例では冷媒機器室105の空間)へ空気を流通させることができる。
<本実施の形態に係る制御構成について>
図4は、図1から図3に示す室外機100に適用した本実施の形態に係る制御構成を示すシステムブロック図である。
図4は、図1から図3に示す室外機100に適用した本実施の形態に係る制御構成を示すシステムブロック図である。
図4に示すように、室外機100は、本実施の形態に係る制御構成を実現する制御装置181をさらに備えている。
室外ファン170(1)~170(n)におけるファンモーター172は、制御装置181の出力系に電気的に接続されている。また、ファンモーター172は、自身の回転数に関する信号を検知する回転数信号検知部172aを有している。ここで、回転数とは、単位時間当たりの回転数をいう。回転数信号検知部172aは、制御装置181の入力系に電気的に接続されている。
回転数信号検知部172aとしては、それには限定されないが、代表的には角度センサーを挙げることができる。角度センサーとしては、光エンコーダーや磁気センサーを例示できる。光エンコーダーは、例えば、発光素子からの光をファンモーター172により回転されるコードホイールを介して受光素子で受光した光量の変化によりファンモーター172の回転数に応じた信号の周期を検知する。光エンコーダーとしては、反射型のものと透過型のものとがある。磁気センサーは、例えば、回転駆動されるファンモーター172の磁極の変化により、ホールセンサーや磁気抵抗(MR:Magneto-Resistance)センサーでファンモーター172の回転数に応じた信号の周期を検知する。
制御装置181は、ヒートポンプ500を構成する室外機100全体の制御を司るものである。制御装置181は、CPU(Central Processing Unit)等の処理部181aと、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性メモリやRAM(Random Access Memory)等の揮発性メモリを含む記憶部181bとを備えている。室外機100は、制御装置181の処理部181aが記憶部のROMに予め格納された制御プログラムを記憶部181bのRAM上にロードして実行することにより、各種構成要素を制御するようになっている。また、記憶部181bにおける不揮発性メモリには、ヒートポンプ100の動作パラメータや設定データなどの各種システム情報が格納されている。
制御装置181は、サーモオン状態では室外ファン170(1)~170(n)を駆動し、サーモオフ状態では室外ファン170(1)~170(n)の駆動を停止する。ここで、サーモオン状態とは、圧縮機120が稼働している状態を意味し、サーモオフ状態とは、圧縮機120が停止している状態を意味する。
制御装置181は、室外ファン170の駆動を指令する室外ファン駆動指令Sを受け付けた場合に、回転数信号検知部172aを用いて室外ファン170の回転数Rを検出し、検出した回転数Rが予め定めた所定の目標回転数Rs以下のときにヒートポンプ500の運転を停止する構成とされている。
詳しくは、制御装置181は、ファン駆動判定手段P1と、回転数検出手段P2と、回転数判定手段P3と、運転停止手段P4とを備える構成とされている。
ファン駆動判定手段P1は、室外ファン170(1)~170(n)の駆動を指令する室外ファン駆動指令Sを受け付けたか否かを判定する。
制御装置181は、ユーザーの指示により運転停止状態から起動する運転開始時や、ヒートポンプ500の運転状態において温調制御(この例では空調制御)によりサーモオフ状態からサーモオン状態に切り替えるサーモオン開始時に、室外ファン駆動指令Sを受け付ける。例えば、ユーザーの指示による運転開始時には、室内機200と有線または無線により通信するリモートコントローラ230を介したユーザーからのヒートポンプ500の運転要求により、室外ファン駆動指令Sとして、室内機200からのサーモオン指令を受け付ける。また、サーモオン開始時には、温調制御によるヒートポンプ500の運転要求により、室外ファン駆動指令Sとして、室内機200からのサーモオン指令を受け付ける。
回転数検出手段P2は、ファン駆動判定手段P1により室外ファン駆動指令Sを受け付けたと判定した場合に、回転数信号検知部172aにて検知した室外ファン170(1)~170(n)におけるファンモーター172の回転数に関する信号の周期からファンモーター172の回転数Rを検出する。ここで、「室外ファン駆動指令Sを受け付けた場合にファンモーター172の回転数Rを検出する」とは、ユーザーの指示による運転開始時に回転数Rを検出する場合や、温調制御によるサーモオン開始時に回転数Rを検出する場合の他、ヒートポンプ500の運転中に回転数Rを検出する場合も含む概念である。
第1実施形態では、回転数判定手段P3は、回転数検出手段P2にて検出したファンモーター172の回転数Rが目標回転数Rs(例えば560回転/分)以下であるか否かを判定する。ここで、目標回転数Rsは、通常回転数(例えば700回転/分)以下でかつ所定の換気性能を維持できる回転数以上の値とすることができる。目標回転数Rsは、実験等で予め設定しておくことができる。目標回転数Rsは、記憶部181b(図4参照)の不揮発性メモリに予め記憶されている。
ところで、室外ファン170(1)~170(n)は、始動時には過渡状態を示し、室外ファン170(1)~170(n)が始動してから目標回転数に達するまでにある程度の時間を要する。
そこで、第2実施形態では、回転数判定手段P3は、室外ファン駆動指令Sを受け付けた時点から予め定めた所定の時間Tf(ファン始動時間)が経過した後に、回転数検出手段P2にて検出した回転数Rが目標回転数Rs以下か否かの回転数判定を開始する。ここで、所定の時間Tf(ファン始動時間)は、室外ファン170(1)~170(n)の始動時での過渡状態が終了する時間を考慮した時間であり、具体的には、室外ファン170(1)~170(n)が始動してから目標回転数Rsに達するまでに要する目標回転数到達所要時間以上の時間である。所定の時間Tf(ファン始動時間)は、実験等で予め設定しておくことができる。所定の時間Tf(ファン始動時間)は、記憶部181b(図4参照)の不揮発性メモリに予め記憶されている。
運転停止手段P4は、回転数判定手段P3にて回転数R(本実施の形態のように室外ファン170が複数ある場合には複数の室外ファン170(1)~170(n)のうち少なくとも1台の室外ファン170の回転数R)が目標回転数Rs(例えば560回転/分)以下であると判定したときにヒートポンプ500の運転を停止する。
なお、図4に示す記憶部181bに記憶されている保持時間Thについては、後ほど説明する。
<第1実施形態に係る制御動作>
次に、室外機100における制御装置181による第1実施形態に係る制御動作の一例について図5を参照しながら以下に説明する。
次に、室外機100における制御装置181による第1実施形態に係る制御動作の一例について図5を参照しながら以下に説明する。
図5は、室外機100における制御装置181による第1実施形態に係る制御動作の一例を示すフローチャートである。なお、図5に示す処理動作に先立って、変数iは、リセットされる(0が代入される)。
図5に示す処理動作では、先ず、制御装置181は、ユーザーの指示によるヒートポンプ500の運転要求または温調制御によるヒートポンプ500の運転要求(サーモオン開始要求)があると、室外機100の換気動作を開始する(ステップS1)。
次に、制御装置181は、室外ファン170(1)~170(n)の駆動を指令する室外ファン駆動指令Sを受け付けるまで待機し(ステップS2:No)、室外ファン駆動指令Sを受け付けると(ステップS2:Yes)、変数iに1を加算する(ステップS3)。
次に、制御装置181は、回転数信号検知部172aにて検知した室外ファン170(i)におけるファンモーター172の回転数に関する信号の周期からファンモーター172の回転数Rを検出する(ステップS4)。
次に、制御装置181は、ステップS4で検出したファンモーター172の回転数Rが目標回転数Rs(例えば560回転/分)以下であるか否かを判定し(ステップS5)、回転数Rが目標回転数Rs以下であるときには室外ファン170(1)~170(n)の換気不足と判定し(ステップS5:Yes)、ヒートポンプ500の起動制御を中止し(ステップS6)、ヒートポンプ500の運転を停止する。具体的には、制御装置181は、エンジン110を起動させず、従って、冷媒を圧縮する圧縮機120も起動しない。これにより、たとえヒートポンプ500を構成する室外機100からの可燃性冷媒の漏れの不具合が発生した場合であっても、室外機100から可燃性冷媒が漏れることを回避することができる。
一方、制御装置181は、ステップS5で回転数Rが目標回転数Rsを超えるときには室外ファン170(1)~170(n)の換気動作が問題なしと判定し(ステップS5:No)、変数iが室外ファン170の台数であるファン台数nに達したか否かを判定し(ステップS7)、変数iがファン台数nに達していない場合には(ステップS7:No)、ステップS3に移行する一方、変数iがファン台数nに達した場合には(ステップS7:Yes)、ステップS8に移行する。
次に、制御装置181は、ヒートポンプ500の起動制御を開始し(ステップS8)、室外ファン170(1)~170(n)の換気動作を予め定めた所定の保持時間Thだけ保持した後(ステップS9)、ヒートポンプ500の運転を開始する。具体的には、制御装置181は、エンジン110を起動させ、従って、冷媒を圧縮する圧縮機120も起動する。ここで、保持時間Thは、室外機100内の換気が完了する時間を考慮した時間であり、具体的には、室外機100のパッケージ101内の空気が入れ替わったとみなせる空気入れ替え時間以上の時間である。保持時間Thは、実験等で予め設定しておくことができる。これにより、たとえヒートポンプ500を構成する室外機100からの可燃性冷媒の漏れの不具合が発生した場合であっても、漏れた可燃性冷媒は、室外ファン170(1)~170(n)の換気作用により拡散し易く、着火濃度に達することを回避することができる。保持時間Thとしては、それには限定されないが、例えば、2分~3分程度を例示できる。保持時間Thは、記憶部181b(図4参照)の不揮発性メモリに予め記憶されている。また、サーモオン時における室外ファン170(1)~170(n)の第1熱交換器140(この例では室外熱交換器)への送風動作は必要に応じて行われる。
なお、図5に示す処理例では、ユーザーの指示による運転開始時または温調制御によるサーモオン開始時に室外ファン170(1)~170(n)の回転数Rを検出するようにしたが、ヒートポンプ500の運転中も同様に室外ファン170(1)~170(n)の回転数Rを検出して、回転数R(本実施の形態のように室外ファン170が複数ある場合には複数の室外ファン170(1)~170(n)のうち少なくとも1台の室外ファン170の回転数R)が目標回転数Rs以下であると判定したときにヒートポンプ500の運転を停止するようにしてもよい。
<第2実施形態に係る制御動作>
次に、室外機100における制御装置181による第2実施形態に係る制御動作の一例について図6を参照しながら以下に説明する。
次に、室外機100における制御装置181による第2実施形態に係る制御動作の一例について図6を参照しながら以下に説明する。
図6は、室外機100における制御装置181による第2実施形態に係る制御動作の一例を示すフローチャートである。なお、図6に示す制御動作の処理例は、図5に示す制御動作の処理例において、ステップS4とステップS5との間にステップS40を設けた以外は、図5に示す制御動作の処理例と同じであり、同一処理に符号を付し、その説明を省略する。
制御装置181は、ステップS4の処理の後、室外ファン駆動指令Sを受け付けた時点から所定の時間Tf(ファン始動時間)が経過するまで待機し(ステップS40:No)、所定の時間Tf(ファン始動時間)が経過すると(ステップS40:Yes)、ステップS5に移行する。
<室外機の換気状態の一例について>
図7は、室外機100における室外ファン170(1)~170(n)が駆動している状態での換気状態の一例を説明するための模式図である。なお、この例では、nは3とされている。図7では、室外機100の背面101b側を示している。
図7は、室外機100における室外ファン170(1)~170(n)が駆動している状態での換気状態の一例を説明するための模式図である。なお、この例では、nは3とされている。図7では、室外機100の背面101b側を示している。
図7に示すように、冷媒が漏洩する可能性がある冷媒機器室105は、空気Wの流れ方向において、可燃性冷媒の着火源になり得る作動室104よりも下流側に設けられている。
詳しくは、図7に示す室外機100では、室外ファン170(1)~170(n)が駆動している状態において、室外ファン170(1)~170(n)の換気作用により、作動室104の一方側の側面(この例では右側面101c)における換気入口104aを介して外部から上流側空間SP1に空気Wが吸入され、また、作動室104の底面101fの中央部における換気入口104bを介して外部から上流側空間SP1に空気Wが吸入される。
上流側空間SP1に吸入された空気Wは、作動室104と冷媒機器室105との間の隔壁106における通風口106aを介して冷媒機器設置空間SP2に吸入される。また、冷媒機器室105では、冷媒機器室105の他方側の側面(この例では左側面101d)における換気口105aを介して外部から冷媒機器設置空間SP2に空気Wが吸入され、冷媒機器室105の底面101fの中央部における換気入口105bを介して外部から冷媒機器設置空間SP2に空気Wが吸入される。
冷媒機器設置空間SP2に吸入された空気Wは、上下区画部材102における通風口102aを介して熱交換器設置空間SP3に吸入される。
そして、熱交換器設置空間SP3に吸入された空気Wは、熱交換器室103の上面101eにおける換気出口103a~103aを介して外部に排出される。
このように、ヒートポンプ500は、室外機100の内部を、上流側空間SP1(この例では作動室104の空間)から、冷媒機器設置空間SP2(この例では冷媒機器室105の空間)を経て、室外ファン170(1)~170(n)側へ換気風を流す構成としている。
<室外機の換気状態の他の例について>
図8は、室外機100における室外ファン170(1)~170(n)が駆動している状態での換気状態の他の例を説明するための模式図である。なお、この例では、nは3とされている。図8では、室外機100の背面101b側を示している。
図8は、室外機100における室外ファン170(1)~170(n)が駆動している状態での換気状態の他の例を説明するための模式図である。なお、この例では、nは3とされている。図8では、室外機100の背面101b側を示している。
図8に示すように、可燃性冷媒が漏洩する可能性がある冷媒機器室105は、空気Wの流れ方向において、可燃性冷媒の着火源になり得る作動室104よりも下流側に設けられている。
本実施の形態では、室外機100は、室外機100の内部に設けられて上流側空間SP1(この例では作動室104の空間)から、冷媒機器設置空間SP2(この例では冷媒機器室105の空間)に換気風を送風する換気専用の換気ファン190をさらに備えている。
換気ファン190は、作動室104の一方側の側面(この例では右側面101c)における換気入口104aの近傍に設けられており、換気入口104aを介して外部の空気Wを作動室104内に吸引して冷媒機器室105に向けて送り出すようになっている。
詳しくは、図8に示す室外機100では、室外ファン170(1)~170(n)および換気ファン190が駆動しており、熱交換器室103内の圧力(空気圧)と冷媒機器室105内の圧力(空気圧)とが均衡または略均衡となっている状態において、換気ファン190の換気作用により、作動室104の一方側の側面(この例では右側面101c)における換気入口104aを介して外部から上流側空間SP1に空気Wが吸入される。
上流側空間SP1に吸入された空気Wは、作動室104と冷媒機器室105との間の隔壁106における通風口106aを介して冷媒機器設置空間SP2に吸入される。
そして、冷媒機器設置空間SP2に吸入された空気Wは、冷媒機器室105の他方側の側面(この例では左側面101d)における換気口105aを介して外部に排出される。
なお、換気ファン190の駆動タイミングは、室外ファン170(1)~170(n)の駆動タイミングと同一タイミングとされている。
このように、ヒートポンプ500は、室外機100の内部を、上流側空間SP1(この例では作動室104の空間)から、冷媒機器設置空間SP2(この例では冷媒機器室105の空間)に換気風を強制的に流す構成としている。
<スリットについて>
本実施の形態において、通風口102a、換気入口104a、換気入口104b、換気口105a、換気入口105bおよび通風口106aには、複数のスリットが設けられている。スリットの1個当たりの開口面積は、火炎が伝播されない面積とすることができる。こうすることで、熱交換器室103内、作動室104内或いは冷媒機器室105内でたとえ火炎が発生しても、熱交換器室103、作動室104或いは冷媒機器室105の外へ火炎が伝播されることを回避することができる。
本実施の形態において、通風口102a、換気入口104a、換気入口104b、換気口105a、換気入口105bおよび通風口106aには、複数のスリットが設けられている。スリットの1個当たりの開口面積は、火炎が伝播されない面積とすることができる。こうすることで、熱交換器室103内、作動室104内或いは冷媒機器室105内でたとえ火炎が発生しても、熱交換器室103、作動室104或いは冷媒機器室105の外へ火炎が伝播されることを回避することができる。
<その他の実施形態>
本実施の形態では、ヒートポンプ500は、第2熱交換器220を室内機200内に設け、第2熱交換器220を、空気と冷媒との間で熱交換させる冷媒-空気熱交換器として作用させて空調するヒートポンプ式空調機であったが、第2熱交換器220を室外機100内に設け、第2熱交換器220を、水等の循環液と冷媒との間で熱交換させる冷媒-循環液熱交換器として作用させて循環液により温調するヒートポンプ式チラーであってもよい。
本実施の形態では、ヒートポンプ500は、第2熱交換器220を室内機200内に設け、第2熱交換器220を、空気と冷媒との間で熱交換させる冷媒-空気熱交換器として作用させて空調するヒートポンプ式空調機であったが、第2熱交換器220を室外機100内に設け、第2熱交換器220を、水等の循環液と冷媒との間で熱交換させる冷媒-循環液熱交換器として作用させて循環液により温調するヒートポンプ式チラーであってもよい。
<本実施の形態について>
以上説明したように、本実施の形態によれば、たとえヒートポンプ500(この例ではヒートポンプ500を構成する室外機100)から可燃性冷媒が漏れる不具合が発生して室外ファン170(1)~170(n)の故障や動作不良等の不具合が発生した場合でも、回転数信号検知部172aを用いて室外ファン170(1)~170(n)の回転数Rを検出し、検出した回転数Rが目標回転数Rs以下のときにヒートポンプ500の運転を停止するので、ヒートポンプ500から可燃性冷媒が漏れることを回避でき、これにより、室外ファン170(1)~170(n)(室外ファン170(1)~170(n)の少なくとも1台)が故障や動作不良等の不具合の発生により換気性能(室外ファン170(1)~170(n)全体としての換気性能)を維持できない場合に対する可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合での安全対策に関する構成を提示することができる。
以上説明したように、本実施の形態によれば、たとえヒートポンプ500(この例ではヒートポンプ500を構成する室外機100)から可燃性冷媒が漏れる不具合が発生して室外ファン170(1)~170(n)の故障や動作不良等の不具合が発生した場合でも、回転数信号検知部172aを用いて室外ファン170(1)~170(n)の回転数Rを検出し、検出した回転数Rが目標回転数Rs以下のときにヒートポンプ500の運転を停止するので、ヒートポンプ500から可燃性冷媒が漏れることを回避でき、これにより、室外ファン170(1)~170(n)(室外ファン170(1)~170(n)の少なくとも1台)が故障や動作不良等の不具合の発生により換気性能(室外ファン170(1)~170(n)全体としての換気性能)を維持できない場合に対する可燃性冷媒が漏れる不具合が発生した場合での安全対策に関する構成を提示することができる。
また、本実施の形態では、室外ファン駆動指令Sを受け付けた時点から所定の時間Tf(ファン始動時間)が経過した後に、回転数信号検知部172aを用いて検出した回転数Rが目標回転数Rs以下か否かを判定する回転数判定を開始することで、室外ファン170(1)~170(n)の過渡状態の後に回転数判定を行うことができ、これにより、回転数判定の判定精度を向上させることができる。
ところで、圧縮機120を駆動する駆動源(この例ではエンジン110)やヒートポンプ500を構成する電装品180は、可燃性冷媒の着火源として作用することがある。
この点、本実施の形態では、室外機100の内部を、駆動源設置空間または電装品設置空間(この例では上流側空間SP1)から、冷媒機器設置空間SP2(この例では冷媒機器室105の空間)を経て、室外ファン170(1)~170(n)側へ換気風を流す構成としたことで、室外ファン170(1)~170(n)が正常に駆動しているときに、室外ファン170(1)~170(n)により、駆動源設置空間または電装品設置空間(この例では上流側空間SP1)の圧力よりも冷媒機器設置空間SP2(この例では冷媒機器室105の空間)の圧力を小さくするようにすることができ、これにより、たとえヒートポンプ500から可燃性冷媒が漏れたとしても、漏れた可燃性冷媒が駆動源設置空間側または電装品設置空間側(上流側空間SP1側)に侵入することを効果的に防止でき、従って、駆動源(この例ではエンジン110)または電装品180が可燃性冷媒の着火源になることを有効に回避することが可能となる。
また、本実施の形態では、室外機100の内部に、駆動源(この例ではエンジン110)を設置した空間である駆動源設置空間または電装品180を設置した空間である電装品設置空間(この例では上流側空間SP1)から、冷媒機器(この例では圧縮機120、四方弁135および膨張弁150を接続した室外機側冷媒回路130)を設置した空間である冷媒機器設置空間SP2に換気風を送風する換気ファン190を設けたことで、換気ファン190により、駆動源設置空間または電装品設置空間(上流側空間SP1)から冷媒機器設置空間SP2に向けて空気Wを強制的に流通させることができ、ひいては、駆動源設置空間または電装品設置空間(上流側空間SP1)の圧力よりも冷媒機器設置空間SP2の圧力を強制的に小さくするようにすることができ、これにより、たとえヒートポンプ500から可燃性冷媒が漏れたとしても、漏れた可燃性冷媒が駆動源設置空間側または電装品設置空間側(具体的には上流側空間SP1側)に侵入することを効果的に防止でき、従って、駆動源(この例ではエンジン110)または電装品180が可燃性冷媒の着火源になることを有効に回避することが可能となる。
また、何れにしても、本実施の形態のように、駆動源がガスエンジンである場合には、たとえ燃料ガスが漏れたとしても、漏れた燃料ガスが駆動源設置空間(この例では上流側空間SP1)側から速やかに空気を流通させることができ、従って、駆動源(この例ではエンジン110)が燃料ガスの着火源になることを有効に回避することが可能となる。
本発明は、以上説明した実施の形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、かかる実施の形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
この出願は、2014年8月5日に日本で出願された特願2014-159297に基づく優先権を請求する。これに言及することにより、その全ての内容は本出願に組み込まれるものである。
100 室外機
101 パッケージ
101a 正面
101b 背面
101c 右側面
101d 左側面
101e 上面
101f 底面
102 上下区画部材
102a 通風口
103 熱交換器室
103a 換気出口
104 作動室
104a 換気入口
104b 換気入口
105 冷媒機器室
105a 換気口
105b 換気入口
106 隔壁
106a 通風口
110 エンジン
111 サブオイルタンク
112 消臭触媒
113 排気ガス冷却器
114 ガスレギュレータ
115 ガス電磁弁
116 燃料ガス入口
116a 燃料ガス入口開口
120 圧縮機
121 クラッチ
130 室外機側冷媒回路
131 吐出側第1冷媒管
132 一方側第1冷媒管
133 他方側第1冷媒管
134 吸入側第1冷媒管
135 四方弁
140 第1熱交換器
150 膨張弁
160 発電機
170 室外ファン
171 羽根部
172 ファンモーター
172a 回転数信号検知部
173 支持部材
180 電装品
181 制御装置
181a 処理部
181b 記憶部
190 換気ファン
200 室内機
210 室内機側冷媒回路
211 第3冷媒管
220 第2熱交換器
230 リモートコントローラ
300 冷媒循環路
310 一方側第2冷媒管
320 他方側第2冷媒管
500 ヒートポンプ
P1 ファン駆動判定手段
P2 回転数検出手段
P3 回転数判定手段
P4 運転停止手段
R 回転数
Rs 目標回転数
S 室外ファン駆動指令
SP1 上流側空間
SP2 冷媒機器設置空間
SP3 熱交換器設置空間
Tf 所定の時間(ファン始動時間)
Th 保持時間
W 空気
X 長手方向
Y 短手方向
Z 上下方向
i 変数
n ファン台数
101 パッケージ
101a 正面
101b 背面
101c 右側面
101d 左側面
101e 上面
101f 底面
102 上下区画部材
102a 通風口
103 熱交換器室
103a 換気出口
104 作動室
104a 換気入口
104b 換気入口
105 冷媒機器室
105a 換気口
105b 換気入口
106 隔壁
106a 通風口
110 エンジン
111 サブオイルタンク
112 消臭触媒
113 排気ガス冷却器
114 ガスレギュレータ
115 ガス電磁弁
116 燃料ガス入口
116a 燃料ガス入口開口
120 圧縮機
121 クラッチ
130 室外機側冷媒回路
131 吐出側第1冷媒管
132 一方側第1冷媒管
133 他方側第1冷媒管
134 吸入側第1冷媒管
135 四方弁
140 第1熱交換器
150 膨張弁
160 発電機
170 室外ファン
171 羽根部
172 ファンモーター
172a 回転数信号検知部
173 支持部材
180 電装品
181 制御装置
181a 処理部
181b 記憶部
190 換気ファン
200 室内機
210 室内機側冷媒回路
211 第3冷媒管
220 第2熱交換器
230 リモートコントローラ
300 冷媒循環路
310 一方側第2冷媒管
320 他方側第2冷媒管
500 ヒートポンプ
P1 ファン駆動判定手段
P2 回転数検出手段
P3 回転数判定手段
P4 運転停止手段
R 回転数
Rs 目標回転数
S 室外ファン駆動指令
SP1 上流側空間
SP2 冷媒機器設置空間
SP3 熱交換器設置空間
Tf 所定の時間(ファン始動時間)
Th 保持時間
W 空気
X 長手方向
Y 短手方向
Z 上下方向
i 変数
n ファン台数
Claims (4)
- 室外ファンを備えたヒートポンプであって、
前記室外ファンの回転数に関する信号を検知する回転数信号検知部を備え、前記室外ファンの駆動を指令する室外ファン駆動指令を受け付けた場合に、前記回転数信号検知部を用いて前記室外ファンの回転数を検出し、検出した前記回転数が予め定めた所定の目標回転数以下のときに当該ヒートポンプの運転を停止することを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1に記載のヒートポンプであって、
前記室外ファン駆動指令を受け付けた時点から予め定めた所定の時間が経過した後に、前記回転数信号検知部を用いて検出した前記回転数が前記目標回転数以下か否かを判定する回転数判定を開始することを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1または請求項2に記載のヒートポンプであって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を駆動する駆動源または当該ヒートポンプを構成する電装品と、前記冷媒が流れる冷媒機器とを有する室外機を備え、
前記室外機の内部を、前記駆動源を設置した空間である駆動源設置空間または前記電装品を設置した空間である電装品設置空間から、前記冷媒機器を設置した空間である冷媒機器設置空間を経て、前記室外ファン側へ換気風を流す構成としたことを特徴とするヒートポンプ。 - 請求項1または請求項2に記載のヒートポンプであって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機を駆動する駆動源または当該ヒートポンプを構成する電装品と、前記冷媒が流れる冷媒機器とを有する室外機を備え、
前記室外機の内部に、前記駆動源を設置した空間である駆動源設置空間または前記電装品を設置した空間である電装品設置空間から、前記冷媒機器を設置した空間である冷媒機器設置空間に換気風を送風する換気ファンを設けたことを特徴とするヒートポンプ。
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- 2015-05-18 WO PCT/JP2015/064168 patent/WO2016021262A1/ja active Application Filing
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CN118361873A (zh) * | 2024-06-20 | 2024-07-19 | 三峡电能有限公司 | 宽温域空气源热泵可燃气体泄露的保护装置及控制方法 |
CN118361873B (zh) * | 2024-06-20 | 2024-08-23 | 三峡电能有限公司 | 宽温域空气源热泵可燃气体泄露的保护装置及控制方法 |
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