WO2017081735A1 - 冷凍サイクル装置及び冷媒漏洩検知方法 - Google Patents

冷凍サイクル装置及び冷媒漏洩検知方法 Download PDF

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WO2017081735A1
WO2017081735A1 PCT/JP2015/081514 JP2015081514W WO2017081735A1 WO 2017081735 A1 WO2017081735 A1 WO 2017081735A1 JP 2015081514 W JP2015081514 W JP 2015081514W WO 2017081735 A1 WO2017081735 A1 WO 2017081735A1
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refrigerant
temperature
indoor
temperature sensor
pipe
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PCT/JP2015/081514
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English (en)
French (fr)
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康巨 鈴木
隆雄 駒井
前田 晃
充 川島
昌彦 高木
健裕 田中
和樹 渡部
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三菱電機株式会社
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Priority to US15/766,411 priority patent/US20180292118A1/en
Priority to PCT/JP2016/080641 priority patent/WO2017081988A1/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/005Arrangement or mounting of control or safety devices of safety devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/22Preventing, detecting or repairing leaks of refrigeration fluids
    • F25B2500/222Detecting refrigerant leaks

Definitions

  • the present invention relates to a refrigeration cycle apparatus and a refrigerant leakage detection method.
  • Patent Document 1 describes an air conditioner.
  • the air conditioner includes a gas sensor that is provided on the outer surface of the indoor unit and detects the refrigerant, and a control unit that performs control to rotate the indoor fan when the gas sensor detects the refrigerant.
  • a gas sensor that detects the refrigerant
  • the indoor blower fan is rotated so that the indoor air is sucked from the suction port provided in the housing of the indoor unit, and the air is blown out from the blower outlet to the room. Can be diffused.
  • Patent Document 2 describes a refrigeration apparatus.
  • This refrigeration apparatus has a temperature sensor that detects the temperature of the liquid refrigerant, and the refrigerant leaks when the refrigerant temperature detected by the temperature sensor when the compressor is stopped falls below a predetermined speed.
  • a refrigerant leakage determination unit for determining.
  • the temperature sensor is disposed in the lower part of the header of the indoor heat exchanger, where the liquid refrigerant may accumulate in the refrigerant circuit. This document describes that rapid leakage of refrigerant can be reliably detected by rapid drop in liquid refrigerant temperature.
  • a gas sensor is used as a refrigerant detection means.
  • the air conditioner described in Patent Document 1 has a problem in that the leakage of the refrigerant may not be reliably detected over a long period of time.
  • a temperature sensor having long-term reliability is used as a refrigerant detection means instead of a gas sensor.
  • the refrigerant distribution in the refrigerant circuit cannot always be controlled. Therefore, since the amount of liquid refrigerant that accumulates in the portion where the temperature sensor is disposed varies, the degree of decrease in the refrigerant temperature due to the heat of vaporization when the refrigerant leaks also varies. Further, the leakage of the refrigerant does not always occur at a place where the liquid refrigerant is accumulated.
  • the gas refrigerant mainly leaks first, so the liquid refrigerant vaporizes at the location where the liquid refrigerant accumulates and the refrigerant temperature decreases. It takes time. Therefore, the refrigeration apparatus described in Patent Literature 2 has a problem that refrigerant leakage may not be detected with good responsiveness.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a refrigeration cycle apparatus and a refrigerant leakage detection method capable of reliably and responsively detecting refrigerant leakage over a long period of time. Objective.
  • the refrigeration cycle apparatus includes a refrigerant circuit that circulates a refrigerant, and a temperature that is provided in a part adjacent to the brazing part or a part adjacent to a joint part where refrigerant pipes are joined among the refrigerant circuits.
  • a sensor and a controller configured to determine the presence or absence of refrigerant leakage based on the temperature detected by the temperature sensor, the temperature sensor being covered with a heat insulating material together with the brazing part or the joint part. It is what has been broken.
  • the refrigerant leakage detection method includes a refrigerant circuit that circulates a refrigerant, a part adjacent to the brazing part and covered with the brazing part by a heat insulating material, or a joint in which refrigerant pipes are joined together.
  • the temperature of the part adjacent to the part and covered with the joint by the heat insulating material is detected, and the presence or absence of refrigerant leakage is determined based on the temperature.
  • the leakage of the refrigerant can be reliably detected over a long period of time with good responsiveness.
  • FIG. 1 A refrigeration cycle apparatus and a refrigerant leakage detection method according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
  • an air conditioner is exemplified as the refrigeration cycle apparatus.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram illustrating a schematic configuration of the air-conditioning apparatus according to the present embodiment.
  • the dimensional relationship and shape of each component may differ from the actual ones.
  • the air conditioner has a refrigerant circuit 40 for circulating the refrigerant.
  • the refrigerant circuit 40 includes a compressor 3, a refrigerant flow switching device 4, a heat source side heat exchanger 5 (for example, an outdoor heat exchanger), a decompression device 6, and a load side heat exchanger 7 (for example, an indoor heat exchanger).
  • the air conditioning apparatus has the outdoor unit 2 installed, for example, outdoors as a heat source unit.
  • the air conditioner has, for example, an indoor unit 1 installed indoors as a load unit.
  • the indoor unit 1 and the outdoor unit 2 are connected via extension pipes 10a and 10b that are part of the refrigerant pipe.
  • a slightly flammable refrigerant such as HFO-1234yf or HFO-1234ze, or a strong flammable refrigerant such as R290 or R1270 is used.
  • These refrigerants may be used as a single refrigerant, or may be used as a mixed refrigerant in which two or more kinds are mixed.
  • a refrigerant having a flammability that is equal to or higher than the slight combustion level (for example, 2 L or more in the ASHRAE 34 classification) may be referred to as a “flammable refrigerant”.
  • non-flammable refrigerants such as R22 and R410A having nonflammability (for example, 1 in the ASHRAE 34 classification) can be used. These refrigerants have, for example, higher density than air under atmospheric pressure.
  • the compressor 3 is a fluid machine that compresses sucked low-pressure refrigerant and discharges it as high-pressure refrigerant.
  • the refrigerant flow switching device 4 switches the flow direction of the refrigerant in the refrigerant circuit 40 between the cooling operation and the heating operation.
  • a four-way valve is used as the refrigerant flow switching device 4.
  • the heat source side heat exchanger 5 is a heat exchanger that functions as a radiator (for example, a condenser) during cooling operation and functions as an evaporator during heating operation. In the heat source side heat exchanger 5, heat exchange is performed between the refrigerant circulating in the interior and the outdoor air supplied by an outdoor air blowing fan 5f described later.
  • the decompression device 6 decompresses the high-pressure refrigerant into a low-pressure refrigerant.
  • an electronic expansion valve whose opening degree can be adjusted is used.
  • the load-side heat exchanger 7 is a heat exchanger that functions as an evaporator during cooling operation and functions as a radiator (for example, a condenser) during heating operation. In the load-side heat exchanger 7, heat exchange is performed between the refrigerant circulating in the interior and the air supplied by the indoor blower fan 7 f described later.
  • the cooling operation is an operation for supplying a low-temperature and low-pressure refrigerant to the load-side heat exchanger 7
  • the heating operation is an operation for supplying a high-temperature and high-pressure refrigerant to the load-side heat exchanger 7. It is.
  • a compressor 3, a refrigerant flow switching device 4, a heat source side heat exchanger 5 and a pressure reducing device 6 are accommodated.
  • the outdoor unit 2 accommodates an outdoor blower fan 5 f that supplies outdoor air to the heat source side heat exchanger 5.
  • the outdoor fan 5f is installed to face the heat source side heat exchanger 5. By rotating the outdoor fan 5f, an air flow passing through the heat source side heat exchanger 5 is generated.
  • a propeller fan is used as the outdoor blower fan 5f.
  • the outdoor fan 5f is arranged, for example, on the downstream side of the heat source side heat exchanger 5 in the air flow generated by the outdoor fan 5f.
  • the outdoor unit 2 includes a refrigerant pipe connecting the extension pipe connection valve 13a on the gas side during the cooling operation and the refrigerant flow switching device 4 as a refrigerant pipe, a suction pipe 11 connected to the suction side of the compressor 3, A discharge pipe 12 connected to the discharge side of the compressor 3, a refrigerant pipe connecting the refrigerant flow switching device 4 and the heat source side heat exchanger 5, a refrigerant pipe connecting the heat source side heat exchanger 5 and the decompression device 6, And the refrigerant
  • the extension pipe connection valve 13a is a two-way valve that can be switched between open and closed, and a joint portion 16a (for example, a flare joint) is attached to one end thereof.
  • the extension pipe connection valve 13b is a three-way valve that can be switched between open and closed.
  • a service port 14a used for vacuuming which is a pre-operation for filling the refrigerant into the refrigerant circuit 40, is attached, and at the other end, a joint portion 16b (for example, a flare joint) ) Is attached.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant compressed by the compressor 3 flows through the discharge pipe 12 during both the cooling operation and the heating operation.
  • a low-temperature and low-pressure gas refrigerant or two-phase refrigerant that has undergone an evaporating action flows through the suction pipe 11 in both the cooling operation and the heating operation.
  • a service port 14b with a low-pressure side flare joint is connected to the suction pipe 11, and a service port 14c with a flare joint on the high-pressure side is connected to the discharge pipe 12.
  • the service ports 14b and 14c are used for measuring the operating pressure by connecting a pressure gauge at the time of trial operation during installation or repair of the air conditioner.
  • the indoor unit 1 accommodates a load side heat exchanger 7. Further, the indoor unit 1 accommodates an indoor blower fan 7 f that supplies air to the load-side heat exchanger 7. By rotating the indoor blower fan 7f, an air flow passing through the load-side heat exchanger 7 is generated.
  • a centrifugal fan for example, a sirocco fan, a turbo fan, etc.
  • a cross flow fan for example, a diagonal fan
  • an axial fan for example, a propeller fan
  • the indoor blower fan 7f of this example is disposed on the upstream side of the load side heat exchanger 7 in the air flow generated by the indoor blower fan 7f, but is disposed on the downstream side of the load side heat exchanger 7. Also good.
  • a joint portion 15a for example, a flare joint for connecting the extension piping 10a is provided at a connection portion with the extension piping 10a on the gas side.
  • a joint part 15b for example, a flare joint for connecting the extension pipe 10b is provided in the connection part with the liquid side extension pipe 10b. It has been.
  • the indoor unit 1 includes an intake air temperature sensor 91 that detects the temperature of the indoor air sucked from the room, and the liquid refrigerant at the inlet portion during the cooling operation of the load side heat exchanger 7 (the outlet portion during the heating operation).
  • a heat exchanger liquid pipe temperature sensor 92 for detecting the temperature a heat exchanger two-phase pipe temperature sensor 93 for detecting the temperature (evaporation temperature or condensation temperature) of the two-phase refrigerant of the load side heat exchanger 7 and the like are provided.
  • the indoor unit 1 is provided with temperature sensors 94a, 94b, 94c, 94d (not shown in FIG. 1) for detecting refrigerant leakage, which will be described later.
  • Each of these temperature sensors 91, 92, 93, 94a, 94b, 94c, 94d outputs a detection signal to the control unit 30 that controls the indoor unit 1 or the entire air conditioner.
  • the control unit 30 includes a microcomputer (hereinafter sometimes referred to as “microcomputer”) including a CPU, ROM, RAM, I / O port, timer, and the like.
  • the control unit 30 can perform data communication with the operation unit 26 (see FIG. 2).
  • the operation unit 26 receives an operation by a user and outputs an operation signal based on the operation to the control unit 30.
  • the control unit 30 of this example controls the operation of the indoor unit 1 or the entire air conditioner including the operation of the indoor blower fan 7f based on the operation signal from the operation unit 26, the detection signal from the sensors, and the like.
  • the control unit 30 may be provided in the housing of the indoor unit 1 or may be provided in the housing of the outdoor unit 2.
  • the control part 30 may be comprised by the outdoor unit control part provided in the outdoor unit 2, and the indoor unit control part provided in the indoor unit 1 and capable of data communication with the outdoor unit control part.
  • a solid line arrow indicates the flow direction of the refrigerant during the cooling operation.
  • the refrigerant flow path switching device 4 switches the refrigerant flow path as indicated by a solid line, and the refrigerant circuit 40 is configured so that the low-temperature and low-pressure refrigerant flows through the load-side heat exchanger 7.
  • the high-temperature and high-pressure gas refrigerant discharged from the compressor 3 first flows into the heat source side heat exchanger 5 through the refrigerant flow switching device 4.
  • the heat source side heat exchanger 5 functions as a condenser. That is, in the heat source side heat exchanger 5, heat exchange is performed between the refrigerant circulating in the interior and the outdoor air supplied by the outdoor blower fan 5f, and the condensation heat of the refrigerant is radiated to the outdoor air. Thereby, the refrigerant flowing into the heat source side heat exchanger 5 is condensed and becomes a high-pressure liquid refrigerant.
  • the high-pressure liquid refrigerant flows into the decompression device 6 and is decompressed to become a low-pressure two-phase refrigerant.
  • the low-pressure two-phase refrigerant flows into the load side heat exchanger 7 of the indoor unit 1 via the extension pipe 10b.
  • the load side heat exchanger 7 functions as an evaporator. That is, in the load-side heat exchanger 7, heat exchange is performed between the refrigerant circulating in the interior and the air (for example, indoor air) supplied by the indoor fan 7f, and the evaporation heat of the refrigerant is absorbed from the air. .
  • the refrigerant flowing into the load-side heat exchanger 7 evaporates to become a low-pressure gas refrigerant or a two-phase refrigerant. Further, the air supplied by the indoor blower fan 7f is cooled by the heat absorbing action of the refrigerant.
  • the low-pressure gas refrigerant or two-phase refrigerant evaporated in the load side heat exchanger 7 is sucked into the compressor 3 via the extension pipe 10 a and the refrigerant flow switching device 4.
  • the refrigerant sucked into the compressor 3 is compressed into a high-temperature and high-pressure gas refrigerant. In the cooling operation, the above cycle is repeated.
  • the refrigerant flow path switching device 4 switches the refrigerant flow paths as indicated by dotted lines, and the refrigerant circuit 40 is configured so that the high-temperature and high-pressure refrigerant flows through the load-side heat exchanger 7.
  • the refrigerant flows in the opposite direction to that during the cooling operation, and the load side heat exchanger 7 functions as a condenser.
  • FIG. 2 is a front view showing an external configuration of the indoor unit 1 of the air-conditioning apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a front view schematically showing the internal structure of the indoor unit 1.
  • FIG. 4 is a side view schematically showing the internal structure of the indoor unit 1. The left side in FIG. 4 shows the front side (indoor space side) of the indoor unit 1.
  • the indoor unit 1 a floor-standing indoor unit 1 installed on the floor surface of the indoor space serving as the air-conditioning target space is illustrated.
  • the positional relationship (for example, vertical relationship etc.) between each structural member in the following description is a thing when installing the indoor unit 1 in the state which can be used in principle.
  • the indoor unit 1 includes a casing 111 having a vertically long rectangular parallelepiped shape.
  • a suction port 112 for sucking air in the indoor space is formed in the lower front portion of the housing 111.
  • the suction port 112 of this example is provided below the center portion in the vertical direction of the casing 111 and at a position near the floor surface.
  • the air sucked from the suction port 112 is blown out into the room.
  • An outlet 113 is formed.
  • An operation unit 26 is provided on the front surface of the casing 111 above the suction port 112 and below the air outlet 113.
  • the operation unit 26 is connected to the control unit 30 via a communication line, and data communication with the control unit 30 is possible.
  • an operation start operation, an operation end operation, an operation mode switching, a set temperature, a set air volume, and the like are performed by a user operation.
  • the operation unit 26 is provided with a display unit, an audio output unit, or the like as a notification unit that notifies the user of information.
  • the housing 111 is a hollow box, and a front opening is formed on the front surface of the housing 111.
  • the casing 111 includes a first front panel 114a, a second front panel 114b, and a third front panel 114c that are detachably attached to the front opening.
  • the first front panel 114a, the second front panel 114b, and the third front panel 114c all have a substantially rectangular flat plate-like outer shape.
  • the first front panel 114a is detachably attached to the lower portion of the front opening of the casing 111.
  • the suction port 112 is formed in the first front panel 114a.
  • the second front panel 114b is disposed adjacent to and above the first front panel 114a, and is detachably attached to the central portion of the front opening of the housing 111 in the vertical direction.
  • the operation unit 26 is provided on the second front panel 114b.
  • the third front panel 114c is disposed adjacent to and above the second front panel 114b, and is detachably attached to the upper portion of the front opening of the housing 111.
  • the above-described air outlet 113 is formed in the third front panel 114c.
  • the internal space of the housing 111 is roughly divided into a lower space 115a that serves as a blower section and an upper space 115b that is located above the lower space 115a and serves as a heat exchange section.
  • the lower space 115a and the upper space 115b are partitioned by the partition portion 20.
  • the partition part 20 has a flat plate shape, for example, and is arranged substantially horizontally.
  • the partition portion 20 is formed with at least an air passage opening 20a serving as an air passage between the lower space 115a and the upper space 115b.
  • the lower space 115a is exposed to the front surface side by removing the first front panel 114a from the housing 111, and the upper space 115b is configured such that the second front panel 114b and the third front panel 114c are removed from the housing 111. By removing it, it is exposed to the front side. That is, the height at which the partition portion 20 is installed generally matches the height of the upper end of the first front panel 114a or the lower end of the second front panel 114b.
  • the partition portion 20 may be formed integrally with a fan casing 108 described later, or may be formed integrally with a drain pan described later, or as a separate body from the fan casing 108 and the drain pan. It may be formed.
  • an indoor blower fan 7f that causes an air flow from the suction port 112 toward the blowout port 113 to be generated in the air passage 81 in the housing 111 is disposed.
  • the indoor blower fan 7f of this example is a sirocco fan that includes a motor (not shown) and an impeller 107 that is connected to an output shaft of the motor and in which a plurality of blades are arranged, for example, at equal intervals in the circumferential direction.
  • the rotating shaft of the impeller 107 is disposed so as to be substantially parallel to the depth direction of the casing 111.
  • a motor that is not a brush type for example, an induction motor or a DC brushless motor
  • the impeller 107 of the indoor fan 7f is covered with a spiral fan casing 108.
  • the fan casing 108 is formed separately from the casing 111, for example.
  • a suction opening 108 b that sucks room air into the fan casing 108 through the suction port 112 is formed.
  • the suction opening 108 b is disposed so as to face the suction port 112.
  • a blowout opening 108a for blowing out the blown air is formed.
  • the blowout opening 108 a is arranged so as to face upward, and is connected to the upper space 115 b through the air passage opening 20 a of the partition part 20.
  • blowout opening 108a communicates with the upper space 115b through the air passage opening 20a.
  • the opening end of the outlet opening 108a and the opening end of the air passage opening 20a may be directly connected or indirectly connected via a duct member or the like.
  • an electrical component box 25 in which a microcomputer, various electrical components, a substrate, and the like constituting the control unit 30 are accommodated is provided.
  • the upper space 115b is located downstream of the lower space 115a in the air flow generated by the indoor blower fan 7f.
  • the load side heat exchanger 7 is disposed in the air passage 81 in the upper space 115b.
  • a drain pan (not shown) that receives condensed water condensed on the surface of the load side heat exchanger 7 is provided below the load side heat exchanger 7.
  • the drain pan may be formed as a part of the partition part 20, or may be formed separately from the partition part 20 and disposed on the partition part 20.
  • FIG. 5 is a front view schematically showing the configuration of the load-side heat exchanger 7 and its peripheral components of the air-conditioning apparatus according to the present embodiment.
  • the load-side heat exchanger 7 of this example includes a plurality of fins 70 arranged in parallel at a predetermined interval, and a plurality of fins 70 that pass through the refrigerant.
  • It is a plate fin tube type heat exchanger having a plurality of heat transfer tubes 71 to be circulated.
  • the heat transfer tube 71 includes a plurality of hairpin tubes 72 each having a long straight tube portion that penetrates the plurality of fins 70 and a plurality of U vent tubes 73 that allow the adjacent hairpin tubes 72 to communicate with each other.
  • the hairpin tube 72 and the U vent tube 73 are joined by a brazing portion W.
  • the brazed portion W is indicated by a black circle.
  • the number of the heat transfer tubes 71 may be one or plural.
  • the number of the hairpin tubes 72 constituting one heat transfer tube 71 may be one or plural.
  • the heat exchanger two-phase pipe temperature sensor 93 is provided in the U vent pipe 73 located in the middle of the refrigerant path in the heat transfer pipe 71.
  • a cylindrical header main pipe 61 is connected to the indoor pipe 9a on the gas side.
  • a plurality of header branch pipes 62 are branched and connected to the header main pipe 61.
  • One end 71 a of the heat transfer tube 71 is connected to each of the plurality of header branch tubes 62.
  • a plurality of indoor refrigerant branch pipes 63 are branched and connected to the liquid side indoor pipe 9b.
  • the other end 71 b of the heat transfer pipe 71 is connected to each of the plurality of indoor refrigerant branch pipes 63.
  • the heat exchanger liquid pipe temperature sensor 92 is provided in the indoor pipe 9b.
  • the brazing portion W of the load side heat exchanger 7 (here, peripheral parts such as the indoor pipe 9a, the header main pipe 61, the header branch pipe 62, the indoor refrigerant branch pipe 63, the indoor pipe 9b) are brazed. (Including the portion W) is disposed in the upper space 115b.
  • the indoor pipes 9a and 9b penetrate the partition portion 20 and are drawn downward from the upper space 115b to the lower space 115a.
  • a joint part 15a that connects between the indoor pipe 9a and the extension pipe 10a and a joint part 15b that connects between the indoor pipe 9b and the extension pipe 10b are arranged in the lower space 115a.
  • the indoor pipes 9a and 9b in the upper space 115b have a temperature for detecting refrigerant leakage.
  • Sensors 94c and 94d are provided.
  • the temperature sensor 94c is provided in a portion of the indoor pipe 9a adjacent to the brazed portion W of the load side heat exchanger 7 in contact with the outer peripheral surface of the indoor pipe 9a.
  • the temperature sensor 94c is provided, for example, below the brazing part W located at the lowest position and in the vicinity of the brazing part W.
  • the temperature sensor 94d is provided in contact with the outer peripheral surface of the indoor pipe 9b at a portion of the indoor pipe 9b adjacent to the brazing portion W of the load-side heat exchanger 7.
  • the temperature sensor 94d is provided, for example, at least below the brazing part W at the lowest position among the plurality of brazing parts W of the indoor pipe 9b and in the vicinity of the brazing part W.
  • a partition portion 20, that is, a drain pan is provided below the indoor pipe 9a, the header main pipe 61, the header branch pipe 62, the indoor refrigerant branch pipe 63, and the indoor pipe 9b.
  • a partition portion 20 that is, a drain pan.
  • the indoor pipe 9a, the header main pipe 61, the header branch pipe 62, the indoor refrigerant branch pipe 63, and the indoor pipe 9b (at least these are joined) located above (for example, directly above) the drain pan.
  • the brazing portion W) is integrally covered with, for example, a group of heat insulating materials 82d (for example, a pair of heat insulating materials that are in close contact with each other through the mating surfaces). Since the heat insulating material 82d is in close contact with these refrigerant pipes, only a minute gap is formed between the outer peripheral surface of each refrigerant pipe and the heat insulating material 82d.
  • the heat insulating material 82d is attached at the manufacturing stage of the indoor unit 1 by the air conditioner manufacturer.
  • the temperature sensors 94c and 94d are covered with a heat insulating material 82d together with the brazed portion W of the load side heat exchanger 7 and the indoor pipes 9a and 9b. That is, the temperature sensor 94c is provided inside the heat insulating material 82d, and detects the temperature of the portion of the indoor pipe 9a covered with the heat insulating material 82d. The temperature sensor 94d is provided inside the heat insulating material 82d, and detects the temperature of the portion of the indoor pipe 9b covered with the heat insulating material 82d. Further, in this example, the heat exchanger liquid pipe temperature sensor 92 and the heat exchanger two-phase pipe temperature sensor 93 are similarly covered with the heat insulating material 82d.
  • the indoor pipes 9a and 9b in the lower space 115a are covered with a heat insulating material 82b for preventing condensation except for the vicinity of the joint portions 15a and 15b.
  • the two indoor pipes 9a and 9b are collectively covered with one heat insulating material 82b, but the indoor pipes 9a and 9b may be covered with different heat insulating materials.
  • the heat insulating material 82b is attached at the manufacturing stage of the indoor unit 1 by the air conditioner manufacturer.
  • temperature sensors 94a and 94b for detecting refrigerant leakage are provided separately from the intake air temperature sensor 91.
  • the temperature sensor 94a is provided in contact with the outer peripheral surface of the extension pipe 10a at a portion of the extension pipe 10a adjacent to the joint portion 15a.
  • the temperature sensor 94a is provided, for example, below the joint portion 15a and in the vicinity of the joint portion 15a.
  • the temperature sensor 94b is provided in contact with the outer peripheral surface of the extension pipe 10b at a portion of the extension pipe 10b adjacent to the joint portion 15b.
  • the temperature sensor 94b is provided, for example, below the joint portion 15b and in the vicinity of the joint portion 15b.
  • temperature sensors 94a and 94b are provided at portions adjacent to the joint portions 15a and 15b to which the extension pipes 10a and 10b and the indoor pipes 9a and 9b are connected.
  • the refrigerant pipes for example, the extension pipe 10a and the indoor pipe 9a, or the extension pipe 10b and the indoor pipe 9b, etc.
  • the extension pipes 10a and 10b are covered with a heat insulating material 82c for preventing condensation except in the vicinity of the joint portions 15a and 15b (in this example, including portions where the temperature sensors 94a and 94b are provided).
  • the two extension pipes 10a and 10b are collectively covered with one heat insulating material 82c, but the extension pipes 10a and 10b may be covered with different heat insulating materials.
  • the extension pipes 10a and 10b are arranged by an installer who installs the air conditioner.
  • the heat insulating material 82c may already be attached when the extension pipes 10a and 10b are purchased.
  • the installer may separately arrange the extension pipes 10a and 10b and the heat insulating material 82c, and attach the heat insulating material 82c to the extension pipes 10a and 10b when installing the air conditioner.
  • the temperature sensors 94a and 94b are attached to the extension pipes 10a and 10b by an installer.
  • the joints 15a and 15b in the indoor pipes 9a and 9b, the joints 15a and 15b in the extension pipes 10a and 10b, and the joints 15a and 15b are different from the heat insulating materials 82b and 82c in order to prevent condensation. It is covered with a heat insulating material 82a.
  • the heat insulating material 82a connects the extension pipes 10a, 10b and the indoor pipes 9a, 9b, and further attaches the temperature sensors 94a, 94b to the extension pipes 10a, 10b, and then attaches them by the installer. It is done.
  • the heat insulating material 82a is often bundled with the indoor unit 1 in a shipping state.
  • the heat insulating material 82a has, for example, a cylindrical shape divided by a plane including the cylinder axis.
  • the heat insulating material 82 a is wound around the ends of the heat insulating materials 82 b and 82 c from the outside, and is attached using a band 83. Since the heat insulating material 82a is in close contact with these refrigerant pipes, only a minute gap is formed between the outer peripheral surface of each refrigerant pipe and the inner peripheral surface of the heat insulating material 82a.
  • the refrigerant leaked from the refrigerant circuit 40 to the atmospheric pressure expands adiabatically, gasifies, and diffuses into the atmosphere.
  • the refrigerant adiabatically expands and gasifies the refrigerant takes heat away from the surrounding air.
  • the brazing portion W and the joint portions 15a and 15b that may cause refrigerant leakage are covered with the heat insulating materials 82d and 82a.
  • the adiabatic expansion and gasification refrigerant cannot take heat away from the air outside the heat insulating materials 82d and 82a.
  • the refrigerant can hardly take heat away from the heat insulating materials 82d and 82a. Therefore, the refrigerant mainly takes heat from the refrigerant pipe.
  • the refrigerant pipe itself is also insulated from the outside air by the heat insulating material.
  • the temperature of the refrigerant pipe is lowered according to the amount of heat taken, and the lowered temperature of the refrigerant pipe is maintained.
  • the temperature of the refrigerant pipe in the vicinity of the leakage point is reduced to an extremely low temperature of about the boiling point of the refrigerant (for example, about -29 ° C. in the case of HFO-1234yf), and the temperature of the refrigerant pipe in the part away from the leakage point is also reduced. It decreases in order.
  • the adiabatic expansion and gasified refrigerant hardly diffuses into the air outside the heat insulating materials 82d and 82a, and stays in a minute gap between the refrigerant pipe and the heat insulating materials 82d and 82a.
  • the gas refrigerant staying in the minute gap is recondensed on the outer peripheral surface of the refrigerant pipe.
  • the leaked refrigerant liquefied by recondensation flows down the minute gap between the refrigerant pipe and the heat insulating material along the outer peripheral surface of the refrigerant pipe or the inner peripheral surface of the heat insulating material.
  • the temperature sensors 94a, 94b, 94c, and 94d detect the temperature of the cryogenic liquid refrigerant flowing through the minute gap or the temperature of the refrigerant pipe that has decreased to the extremely low temperature.
  • the heat insulating materials 82a, 82b, 82c, and 82d are formed of closed-cell foamed resin (for example, foamed polyethylene). Thereby, it can suppress that the leakage refrigerant
  • FIG. 6 is a graph showing an example of a temporal change in temperature detected by the temperature sensor 94b when refrigerant is leaked from the joint portion 15b in the indoor unit 1 of the air-conditioning apparatus according to the present embodiment.
  • the horizontal axis of the graph represents the elapsed time [second] from the start of leakage, and the vertical axis represents the temperature [° C.].
  • the time change of the temperature when the leak rate is 1 kg / h and the time change of the temperature when the leak rate is 10 kg / h are shown together.
  • the refrigerant HFO-1234yf was used.
  • the temperature detected by the temperature sensor 94b starts to decrease immediately after the start of the leak.
  • the temperature detected by the temperature sensor 94b rapidly decreases to about ⁇ 29 ° C. which is the boiling point of HFO-1234yf. Thereafter, the temperature detected by the temperature sensor 94b is maintained at about ⁇ 29 ° C.
  • the coolant leakage portion is covered with the heat insulating material, it is possible to detect a temperature decrease due to coolant leakage without time delay. Moreover, since the leak location of the refrigerant is covered with the heat insulating material, even if the leak rate is 1 kg / h, which is relatively low, a temperature decrease due to the refrigerant leak can be detected with high responsiveness.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of the refrigerant leakage detection process executed by the control unit 30 of the air-conditioning apparatus according to the present embodiment.
  • This refrigerant leak detection processing is performed only when the air conditioner is in a state where power is supplied (that is, the breaker that supplies power to the air conditioner is on) and the indoor fan 7f is stopped, for example. It is repeatedly executed at a time interval of. Since the indoor air is agitated during the operation of the indoor fan 7f, the refrigerant concentration does not increase locally even if the refrigerant leaks. Therefore, in the present embodiment, the refrigerant leakage detection process is executed only while the indoor blower fan 7f is stopped. In addition, when the battery or uninterruptible power supply device which can supply the electric power to the indoor unit 1 is mounted, the refrigerant leakage detection process may be executed even when the breaker is off.
  • the refrigerant leak detection process using each of the temperature sensors 94a, 94b, 94c, and 94d is executed in parallel.
  • the refrigerant leakage detection process using the temperature sensor 94b will be described as an example.
  • control unit 30 acquires information on the temperature detected by the temperature sensor 94b.
  • step S2 it is determined whether or not the temperature detected by the temperature sensor 94b is lower than a preset threshold temperature (for example, ⁇ 10 ° C.).
  • the threshold temperature may be set to the lower limit (for example, 3 ° C., details will be described later) of the evaporation temperature of the load-side heat exchanger 7 during the cooling operation. If it is determined that the detected temperature is lower than the threshold temperature, the process proceeds to step S3. If it is determined that the detected temperature is equal to or higher than the threshold temperature, the process is terminated.
  • step S3 it is determined that the refrigerant has leaked.
  • the control unit 30 may operate the indoor blower fan 7f. Thereby, since indoor air is stirred and the refrigerant
  • control unit 30 may set the system state of the air conditioner to “abnormal” so that the operation other than the indoor fan 7f is not permitted.
  • the control unit 30 may notify the user of the abnormality using a notification unit (display unit or audio output unit) provided in the operation unit 26.
  • the control unit 30 causes the display unit provided in the operation unit 26 to display an instruction item such as “Gas leakage has occurred. Open the window”.
  • FIG. 8 is a flowchart showing another example of the refrigerant leakage detection process executed by the control unit 30 of the air-conditioning apparatus according to the present embodiment.
  • the control unit 30 acquires information on the temperature detected by the temperature sensor 94b.
  • step S12 the control unit 30 calculates the time change of the temperature detected by the temperature sensor 94b. For example, when the detection temperature of the temperature sensor 94b is acquired every minute, a value obtained by subtracting the detection temperature acquired one minute before the detection temperature acquired this time may be used as the time change of the detection temperature. When the detected temperature is decreasing, the time variation of the detected temperature becomes a negative value. Therefore, when the detected temperature is lowered, the time change of the detected temperature becomes smaller as the detected temperature changes more rapidly.
  • step S13 it is determined whether or not the time change of the temperature detected by the temperature sensor 94b falls below a threshold (for example, ⁇ 20 ° C./min).
  • a threshold for example, ⁇ 20 ° C./min.
  • step S14 it is determined that the refrigerant has leaked, and processing similar to that in step S3 in FIG. 7 is performed.
  • a thermistor whose electric resistance changes with changes in temperature is used.
  • the electrical resistance of the thermistor decreases as the temperature increases and increases as the temperature decreases.
  • a fixed resistor connected in series with the thermistor is mounted on the substrate. For example, a voltage of DC 5 V is applied to the thermistor and the fixed resistor. Since the electrical resistance of the thermistor changes with temperature, the voltage (divided voltage) applied to the thermistor changes with temperature.
  • the control unit 30 acquires the detected temperature of each temperature sensor by converting the value of the voltage applied to the thermistor into a temperature.
  • the resistance value range of the thermistor is set based on the temperature range to be detected.
  • an error indicating that the temperature is outside the detected temperature range may be detected by the control unit 30.
  • temperature sensors that detect the refrigerant temperature of the load-side heat exchanger 7 for example, the heat exchanger liquid pipe temperature sensor 92 and the heat exchanger two-phase pipe temperature sensor 93
  • temperature sensors 94a, 94b, 94c, 94d for detecting refrigerant leakage are provided independently.
  • the heat exchanger liquid pipe temperature sensor 92 can also serve as the temperature sensor 94d for detecting refrigerant leakage.
  • the heat exchanger liquid pipe temperature sensor 92 is covered with a heat insulating material 82d that is the same as the heat insulating material 82d that covers the brazing portion W, and is thermally connected to the brazing portion W through the refrigerant pipe. Since it is provided, it is possible to detect a cryogenic phenomenon near the brazing portion W.
  • the detection temperature range of the temperature sensor that detects the refrigerant temperature of the load side heat exchanger 7 is set based on the temperature range of the load side heat exchanger 7 during normal operation.
  • the refrigerant circuit 40 is controlled by the freeze protection of the load side heat exchanger 7 so that the evaporation temperature during the cooling operation does not decrease to 3 ° C. or lower.
  • the refrigerant circuit 40 is controlled so that the condensation temperature (condensation pressure) excessive rise prevention protection for preventing a failure of the compressor 3 does not increase to 60 ° C. or higher during heating operation.
  • the temperature range of the load-side heat exchanger 7 during normal operation is 3 ° C. to 60 ° C.
  • the temperature sensor in the vicinity of the leak location detects an extremely low temperature that is significantly different from the temperature range of the load-side heat exchanger 7.
  • the control unit 30 determines that the cryogenic temperature has been detected by the temperature sensor, and determines that the refrigerant has leaked. You may make it do.
  • the leakage of the refrigerant can be detected reliably and with good responsiveness over a long period of time. Moreover, according to this structure, since the number of temperature sensors can be reduced, the manufacturing cost of an air conditioning apparatus can be reduced.
  • the temperature sensors 94a, 94b, 94c, and 94d are provided below the brazed portion W or the joint portion (for example, the joint portions 15a and 15b).
  • 94a, 94b, 94c, 94d may be provided above or to the side of the brazed portion W or the joint portion.
  • the temperature sensors 94a and 94b are portions of the indoor pipes 9a and 9b in the lower space 115a shown in FIG.
  • the temperature sensors 94a and 94b can be attached to the indoor pipes 9a and 9b by the air conditioner manufacturer. Therefore, it is not necessary to attach the temperature sensors 94a and 94b when installing the air conditioner, so that the installation workability can be improved.
  • the cryogenic refrigerant liquefied by recondensation near the joint portions 15a and 15b is caused by capillary action. , It moves not only downward but also upward and laterally. Therefore, even if the temperature sensors 94a and 94b are provided above or on the side of the joint portions 15a and 15b, the temperature of the cryogenic refrigerant can be detected.
  • the heat exchanger two-phase tube temperature sensor 93 can also serve as a temperature sensor 94d for detecting refrigerant leakage.
  • a cryogenic refrigerant leaked at one brazing portion W and liquefied by recondensation is caused by a capillary phenomenon between a minute gap between the heat insulating material 82d and the refrigerant pipe, or between the mating surfaces of the heat insulating material 82d. It moves within the range of the heat insulating material 82d along the minute gap.
  • the heat exchanger two-phase pipe temperature sensor 93 is brazed to the U vent pipe 73 provided with the heat exchanger two-phase pipe temperature sensor 93, the other U vent pipe 73, the indoor pipes 9a and 9b, the header main pipe 61, and the like. It is integrally covered with the same heat insulating material 82d as the portion W. Therefore, the heat exchanger two-phase tube temperature sensor 93 can detect the temperature of the cryogenic refrigerant leaked at each brazing part W covered with the heat insulating material 82d.
  • the refrigeration cycle apparatus includes the refrigerant circuit 40 that circulates the refrigerant, and the brazing portion (for example, the brazing portion W of the load-side heat exchanger 7) of the refrigerant circuit 40.
  • Temperature sensors 94a, 94b, 94c, 94d, and temperature sensors 94a, 94b, 94c provided at sites adjacent to each other, or sites adjacent to the joints where the refrigerant pipes are joined (for example, joints 15a, 15b).
  • a control unit 30 configured to determine the presence or absence of refrigerant leakage based on the detected temperature of 94d, and the temperature sensors 94a, 94b, 94c, and 94d, together with the brazed part or the joint part, have a heat insulating material 82a. , 82b, 82d.
  • the temperature sensors 94a, 94b, 94c, and 94d can be used as the refrigerant detection means, it is possible to reliably detect the leakage of the refrigerant over a long period of time. Further, according to this configuration, since the temperature sensors 94a, 94b, 94c, and 94d are covered with the heat insulating materials 82a, 82b, and 82d together with the brazed portions or joint portions, the leakage of refrigerant at the brazed portions or joint portions is caused. It becomes possible to detect a temperature drop without time delay. Therefore, it is possible to detect leakage of the refrigerant with high responsiveness.
  • control unit 30 may be configured to determine that the refrigerant has leaked when the detected temperature falls below the threshold temperature.
  • control unit 30 may be configured to determine that the refrigerant has leaked when the temporal change in the detected temperature falls below a threshold value.
  • the refrigeration cycle apparatus further includes an indoor blower fan 7f for blowing air into the room, and the control unit 30 is configured to determine whether or not there is refrigerant leakage only while the indoor blower fan 7f is stopped. It may be.
  • the temperature sensors 94a, 94b, 94c, 94d may be provided below the brazed part or the joined part.
  • the temperature sensors 94a, 94b, 94c, 94d may be provided above or to the side of the brazing part or the joint part.
  • the temperature sensor that detects the refrigerant temperature (for example, the liquid pipe temperature or the two-phase pipe temperature) of the heat exchanger also serves as the temperature sensors 94a, 94b, 94c, and 94d. May be.
  • the temperature sensors 94a, 94b, 94c, and 94d are formed by the same heat insulating materials 82a, 82b, and 82d as the heat insulating materials 82a, 82b, and 82d that cover the brazed portions or joint portions. It may be covered.
  • the refrigerant circuit 40 that circulates the refrigerant is adjacent to the brazing part (for example, the brazing part W of the load-side heat exchanger 7) and is insulated by the heat insulating material 82d.
  • the temperature of the part covered with the brazing part or the part adjacent to the joint part (for example, joint parts 15a and 15b) where the refrigerant pipes are joined and covered with the joint part by the heat insulating materials 82a and 82b is set. It detects and determines the presence or absence of refrigerant leakage based on the temperature. According to this configuration, it is possible to detect the leakage of the refrigerant reliably and with high responsiveness over a long period of time.
  • a floor-standing indoor unit has been exemplified as the indoor unit 1, but the present invention can be applied to other indoor units such as a ceiling cassette type, a ceiling-embedded type, a ceiling-suspended type, and a wall-mounted type. Is also applicable.
  • the configuration in which the temperature sensor for refrigerant leakage detection is provided in the indoor unit 1 has been described as an example.
  • the temperature sensor for refrigerant leakage detection may be provided in the outdoor unit 2.
  • the temperature sensor for detecting refrigerant leakage is provided in a portion adjacent to the brazing portion of the heat source side heat exchanger 5 and the like, and is covered with a heat insulating material together with the brazing portion.
  • coolant leakage detection is provided in the site
  • the control unit 30 determines the presence or absence of refrigerant leakage based on the temperature detected by the temperature sensor for refrigerant leakage detection. According to this configuration, the leakage of the refrigerant in the outdoor unit 2 can be detected reliably and with good responsiveness over a long period of time.
  • the brazing part W of the load side heat exchanger 7 and the brazing part of the heat source side heat exchanger 5 were mainly mentioned as an example as a brazing part of the refrigerant circuit 40, this invention is mentioned. Is not limited to this.
  • the brazing part of the refrigerant circuit 40 is provided between the indoor pipes 9a, 9b in the indoor unit 1 and the joint parts 15a, 15b, and in the outdoor unit 2. It exists also in other parts, such as between the suction piping 11 and the compressor 3 and between the discharge piping 12 and the compressor 3 in the outdoor unit 2.
  • the refrigerant leak detection temperature sensor is provided in a part of the refrigerant circuit 40 adjacent to the brazed part other than the load-side heat exchanger 7 and the heat source-side heat exchanger 5, and the heat insulating material together with the brazed part. It may be covered with. Also with this configuration, it is possible to reliably detect leakage of the refrigerant in the refrigerant circuit 40 over a long period of time and with good responsiveness.
  • the joint portions 15a and 15b of the indoor unit 1 are mainly exemplified as the joint portion of the refrigerant circuit 40, but the present invention is not limited to this.
  • the joint portion of the refrigerant circuit 40 includes the joint portions 16 a and 16 b of the outdoor unit 2. Therefore, the temperature sensor for detecting refrigerant leakage is provided in a portion of the refrigerant circuit 40 adjacent to the joint portion (for example, the joint portions 16a and 16b) other than the joint portions 15a and 15b. It may be covered. Also with this configuration, it is possible to reliably detect leakage of the refrigerant in the refrigerant circuit 40 over a long period of time and with good responsiveness.
  • the air conditioner is exemplified as the refrigeration cycle apparatus.
  • the present invention can be applied to other refrigeration cycle apparatuses such as a heat pump water heater, a chiller, and a showcase.

Abstract

 冷凍サイクル装置は、冷媒を循環させる冷媒回路と、冷媒回路のうち、ろう付け部に隣接した部位、又は冷媒配管同士が接合される接合部に隣接した部位に設けられた温度センサと、温度センサの検出温度に基づいて冷媒漏洩の有無を判定するように構成された制御部と、を備え、温度センサは、ろう付け部又は接合部と共に、断熱材によって覆われている。

Description

冷凍サイクル装置及び冷媒漏洩検知方法
 本発明は、冷凍サイクル装置及び冷媒漏洩検知方法に関するものである。
 特許文献1には、空気調和機が記載されている。この空気調和機は、室内機の外表面に設けられて冷媒を検知するガスセンサと、ガスセンサが冷媒を検知したときに室内送風ファンを回転させる制御を行う制御部と、を備えている。この空気調和機では、室内機につながる延長配管から室内へ冷媒が漏洩した場合や、室内機内部で漏洩した冷媒が室内機の筐体の隙間を通して室内機の外部へ流出した場合に、漏洩冷媒をガスセンサによって検知できる。また、冷媒の漏洩を検知したときに室内送風ファンを回転させることにより、室内機の筐体に設けられた吸込口から室内の空気を吸い込み、吹出口から室内へ空気を吹き出すので、漏洩した冷媒を拡散させることができる。
 特許文献2には、冷凍装置が記載されている。この冷凍装置は、液冷媒の温度を検出する温度センサと、圧縮機が停止しているときに温度センサが検出した冷媒温度が所定速度を超えて下降したときに、冷媒が漏洩していると判断する冷媒漏洩判断部と、を備えている。温度センサは、冷媒回路のうちで液冷媒が溜まる可能性があるところ、具体的には、室内熱交換器のヘッダの下部に配置されている。同文献には、冷媒の急速な漏洩を液冷媒温度の急速な降下によって確実に検知できることが記載されている。
特許第4599699号公報 特許第3610812号公報
 特許文献1に記載された空気調和機では、冷媒検知手段としてガスセンサが用いられている。しかしながら、ガスセンサの検知特性は経年変化しやすいため、特許文献1に記載された空気調和機では、冷媒の漏洩を長期に亘って確実に検知できないおそれがあるという課題があった。
 一方、特許文献2に記載された冷凍装置では、冷媒検知手段として、ガスセンサではなく、長期信頼性を有する温度センサが用いられている。しかしながら、圧縮機の停止時において、冷媒回路中の冷媒分布は必ずしも制御できるものではない。したがって、温度センサが配置された部分に溜まる液冷媒の量にはばらつきが生じるため、冷媒漏洩時の気化熱による冷媒温度の低下度合いにもばらつきが生じる。また、冷媒の漏洩は、液冷媒が溜まる箇所で生じるとは限らない。液冷媒が溜まる箇所以外の箇所で冷媒の漏洩が生じた場合、まずガス冷媒が主に漏洩することになるため、液冷媒が溜まる箇所で液冷媒が気化して冷媒温度が低下するまでには時間を要する。したがって、特許文献2に記載された冷凍装置では、冷媒の漏洩を応答性よく検知できないおそれがあるという課題があった。
 本発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、冷媒の漏洩を長期に亘って確実に、かつ応答性よく検知できる冷凍サイクル装置及び冷媒漏洩検知方法を提供することを目的とする。
 本発明に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を循環させる冷媒回路と、前記冷媒回路のうち、ろう付け部に隣接した部位、又は冷媒配管同士が接合される接合部に隣接した部位に設けられた温度センサと、前記温度センサの検出温度に基づいて冷媒漏洩の有無を判定するように構成された制御部と、を備え、前記温度センサは、前記ろう付け部又は前記接合部と共に、断熱材によって覆われているものである。
 また、本発明に係る冷媒漏洩検知方法は、冷媒を循環させる冷媒回路のうち、ろう付け部に隣接しかつ断熱材によって前記ろう付け部と共に覆われた部位、又は冷媒配管同士が接合される接合部に隣接しかつ断熱材によって前記接合部と共に覆われた部位の温度を検出し、前記温度に基づいて冷媒漏洩の有無を判定するものである。
 本発明によれば、冷媒の漏洩を長期に亘って確実に、かつ応答性よく検知できる。
本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の概略構成を示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室内機1の外観構成を示す正面図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室内機1の内部構造を模式的に示す正面図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室内機1の内部構造を模式的に示す側面図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の負荷側熱交換器7及びその周辺部品の構成を模式的に示す正面図である。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の室内機1において、継手部15bから冷媒を漏洩させたときに温度センサ94aで検出された温度の時間変化の例を示すグラフである。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の制御部30で実行される冷媒漏洩検知処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態1に係る空気調和装置の制御部30で実行される冷媒漏洩検知処理の別の例を示すフローチャートである。
実施の形態1.
 本発明の実施の形態1に係る冷凍サイクル装置及び冷媒漏洩検知方法について説明する。本実施の形態では、冷凍サイクル装置として空気調和装置を例示している。図1は、本実施の形態に係る空気調和装置の概略構成を示す冷媒回路図である。なお、図1を含む以下の図面では、各構成部材の寸法の関係や形状等が実際のものとは異なる場合がある。
 図1に示すように、空気調和装置は、冷媒を循環させる冷媒回路40を有している。冷媒回路40は、圧縮機3、冷媒流路切替装置4、熱源側熱交換器5(例えば、室外熱交換器)、減圧装置6、及び負荷側熱交換器7(例えば、室内熱交換器)が冷媒配管を介して順次環状に接続された構成を有している。また、空気調和装置は、熱源ユニットとして、例えば室外に設置される室外機2を有している。さらに、空気調和装置は、負荷ユニットとして、例えば室内に設置される室内機1を有している。室内機1と室外機2との間は、冷媒配管の一部である延長配管10a、10bを介して接続されている。
 冷媒回路40を循環する冷媒としては、例えば、HFO-1234yf、HFO-1234ze等の微燃性冷媒、又は、R290、R1270等の強燃性冷媒が用いられる。これらの冷媒は単一冷媒として用いられてもよいし、2種以上が混合された混合冷媒として用いられてもよい。以下、微燃レベル以上(例えば、ASHRAE34の分類で2L以上)の燃焼性を有する冷媒のことを「可燃性冷媒」という場合がある。また、冷媒回路40を循環する冷媒としては、不燃性(例えば、ASHRAE34の分類で1)を有するR22、R410A等の不燃性冷媒を用いることもできる。これらの冷媒は、例えば、大気圧下において空気よりも大きい密度を有している。
 圧縮機3は、吸入した低圧冷媒を圧縮し、高圧冷媒として吐出する流体機械である。冷媒流路切替装置4は、冷房運転時と暖房運転時とで冷媒回路40内の冷媒の流れ方向を切り替えるものである。冷媒流路切替装置4としては、例えば四方弁が用いられる。熱源側熱交換器5は、冷房運転時には放熱器(例えば、凝縮器)として機能し、暖房運転時には蒸発器として機能する熱交換器である。熱源側熱交換器5では、内部を流通する冷媒と、後述する室外送風ファン5fにより供給される室外空気との熱交換が行われる。減圧装置6は、高圧冷媒を減圧して低圧冷媒とするものである。減圧装置6としては、例えば開度を調節可能な電子膨張弁などが用いられる。負荷側熱交換器7は、冷房運転時には蒸発器として機能し、暖房運転時には放熱器(例えば、凝縮器)として機能する熱交換器である。負荷側熱交換器7では、内部を流通する冷媒と、後述する室内送風ファン7fにより供給される空気との熱交換が行われる。ここで、冷房運転とは、負荷側熱交換器7に低温低圧の冷媒を供給する運転のことであり、暖房運転とは、負荷側熱交換器7に高温高圧の冷媒を供給する運転のことである。
 室外機2には、圧縮機3、冷媒流路切替装置4、熱源側熱交換器5及び減圧装置6が収容されている。また、室外機2には、熱源側熱交換器5に室外空気を供給する室外送風ファン5fが収容されている。室外送風ファン5fは、熱源側熱交換器5に対向して設置されている。室外送風ファン5fを回転させることで、熱源側熱交換器5を通過する空気流が生成される。室外送風ファン5fとしては、例えばプロペラファンが用いられている。室外送風ファン5fは、当該室外送風ファン5fが生成する空気流において、例えば熱源側熱交換器5の下流側に配置されている。
 室外機2には、冷媒配管として、冷房運転時にガス側となる延長配管接続バルブ13aと冷媒流路切替装置4とを繋ぐ冷媒配管、圧縮機3の吸入側に接続されている吸入配管11、圧縮機3の吐出側に接続されている吐出配管12、冷媒流路切替装置4と熱源側熱交換器5とを繋ぐ冷媒配管、熱源側熱交換器5と減圧装置6とを繋ぐ冷媒配管、及び、冷房運転時に液側となる延長配管接続バルブ13bと減圧装置6とを繋ぐ冷媒配管、が配置されている。延長配管接続バルブ13aは、開放及び閉止の切替えが可能な二方弁で構成されており、その一端に継手部16a(例えば、フレア継手)が取り付けられている。また、延長配管接続バルブ13bは、開放及び閉止の切替えが可能な三方弁で構成されている。延長配管接続バルブ13bの一端には、冷媒回路40に冷媒を充填する前作業である真空引きの際に使用されるサービス口14aが取り付けられ、他の一端には継手部16b(例えば、フレア継手)が取り付けられている。
 吐出配管12には、冷房運転時及び暖房運転時のいずれにおいても、圧縮機3で圧縮された高温高圧のガス冷媒が流れる。吸入配管11には、冷房運転時及び暖房運転時のいずれにおいても、蒸発作用を経た低温低圧のガス冷媒又は二相冷媒が流れる。吸入配管11には、低圧側のフレア継手付きのサービス口14bが接続されており、吐出配管12には、高圧側のフレア継手付きのサービス口14cが接続されている。サービス口14b、14cは、空気調和装置の据付け時や修理時の試運転の際に、圧力計を接続して運転圧力を計測するために使用される。
 室内機1には、負荷側熱交換器7が収容されている。また、室内機1には、負荷側熱交換器7に空気を供給する室内送風ファン7fが収容されている。室内送風ファン7fを回転させることで、負荷側熱交換器7を通過する空気流が生成される。室内送風ファン7fとしては、室内機1の形態によって、遠心ファン(例えば、シロッコファン、ターボファン等)、クロスフローファン、斜流ファン、軸流ファン(例えば、プロペラファン)などが用いられる。本例の室内送風ファン7fは、当該室内送風ファン7fが生成する空気流において負荷側熱交換器7の上流側に配置されているが、負荷側熱交換器7の下流側に配置されていてもよい。
 室内機1の冷媒配管のうちガス側の室内配管9aにおいて、ガス側の延長配管10aとの接続部には、延長配管10aを接続するための継手部15a(例えば、フレア継手)が設けられている。また、室内機1の冷媒配管のうち液側の室内配管9bにおいて、液側の延長配管10bとの接続部には、延長配管10bを接続するための継手部15b(例えば、フレア継手)が設けられている。
 また、室内機1には、室内から吸い込まれる室内空気の温度を検出する吸込空気温度センサ91、負荷側熱交換器7の冷房運転時の入口部(暖房運転時の出口部)における液冷媒の温度を検出する熱交換器液管温度センサ92、負荷側熱交換器7の二相冷媒の温度(蒸発温度又は凝縮温度)を検出する熱交換器二相管温度センサ93等が設けられている。さらに、室内機1には、後述する冷媒漏洩検知用の温度センサ94a、94b、94c、94d(図1では図示せず)が設けられている。これらの各温度センサ91、92、93、94a、94b、94c、94dは、室内機1又は空気調和装置全体を制御する制御部30に検出信号を出力するようになっている。
 制御部30は、CPU、ROM、RAM、I/Oポート、タイマ等を備えたマイクロコンピュータ(以下、「マイコン」という場合がある。)を有している。制御部30は、操作部26(図2参照)との間で相互にデータ通信を行うことができるようになっている。操作部26は、ユーザによる操作を受け付け、操作に基づく操作信号を制御部30に出力するものである。本例の制御部30は、操作部26からの操作信号やセンサ類からの検出信号等に基づき、室内送風ファン7fの動作を含む室内機1又は空気調和装置全体の動作を制御する。制御部30は、室内機1の筐体内に設けられていてもよいし、室外機2の筐体内に設けられていてもよい。また、制御部30は、室外機2に設けられる室外機制御部と、室内機1に設けられ、室外機制御部とデータ通信可能な室内機制御部と、により構成されていてもよい。
 次に、空気調和装置の冷媒回路40の動作について説明する。まず、冷房運転時の動作について説明する。図1において、実線矢印は、冷房運転時の冷媒の流れ方向を示している。冷房運転では、冷媒流路切替装置4によって冷媒流路が実線で示すように切り替えられ、負荷側熱交換器7に低温低圧の冷媒が流れるように冷媒回路40が構成される。
 圧縮機3から吐出された高温高圧のガス冷媒は、冷媒流路切替装置4を経てまず熱源側熱交換器5へと流入する。冷房運転では、熱源側熱交換器5は凝縮器として機能する。すなわち、熱源側熱交換器5では、内部を流通する冷媒と、室外送風ファン5fにより供給される室外空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が室外空気に放熱される。これにより、熱源側熱交換器5に流入した冷媒は、凝縮して高圧の液冷媒となる。高圧の液冷媒は、減圧装置6に流入し、減圧されて低圧の二相冷媒となる。低圧の二相冷媒は、延長配管10bを経由して室内機1の負荷側熱交換器7に流入する。冷房運転では、負荷側熱交換器7は蒸発器として機能する。すなわち、負荷側熱交換器7では、内部を流通する冷媒と、室内送風ファン7fにより供給される空気(例えば、室内空気)との熱交換が行われ、冷媒の蒸発熱が空気から吸熱される。これにより、負荷側熱交換器7に流入した冷媒は、蒸発して低圧のガス冷媒又は二相冷媒となる。また、室内送風ファン7fにより供給される空気は、冷媒の吸熱作用によって冷却される。負荷側熱交換器7で蒸発した低圧のガス冷媒又は二相冷媒は、延長配管10a及び冷媒流路切替装置4を経由して圧縮機3に吸入される。圧縮機3に吸入された冷媒は、圧縮されて高温高圧のガス冷媒となる。冷房運転では、以上のサイクルが繰り返される。
 次に、暖房運転時の動作について説明する。図1において、点線矢印は、暖房運転時の冷媒の流れ方向を示している。暖房運転では、冷媒流路切替装置4によって冷媒流路が点線で示すように切り替えられ、負荷側熱交換器7に高温高圧の冷媒が流れるように冷媒回路40が構成される。暖房運転時には、冷媒は冷房運転時とは逆方向に流れ、負荷側熱交換器7は凝縮器として機能する。すなわち、負荷側熱交換器7では、内部を流通する冷媒と、室内送風ファン7fにより供給される空気との熱交換が行われ、冷媒の凝縮熱が空気に放熱される。これにより、室内送風ファン7fにより供給される空気は、冷媒の放熱作用によって加熱される。
 図2は、本実施の形態に係る空気調和装置の室内機1の外観構成を示す正面図である。図3は、室内機1の内部構造を模式的に示す正面図である。図4は、室内機1の内部構造を模式的に示す側面図である。図4における左方は、室内機1の前面側(室内空間側)を示している。本実施の形態では、室内機1として、空調対象空間となる室内空間の床面に設置される床置形の室内機1を例示している。なお、以下の説明における各構成部材同士の位置関係(例えば、上下関係等)は、原則として、室内機1を使用可能な状態に設置したときのものである。
 図2~図4に示すように、室内機1は、縦長の直方体状の形状を有する筐体111を備えている。筐体111の前面下部には、室内空間の空気を吸い込む吸込口112が形成されている。本例の吸込口112は、筐体111の上下方向において中央部よりも下方であり、床面近傍となる位置に設けられている。筐体111の前面上部、すなわち吸込口112よりも高さの高い位置(例えば、筐体111の上下方向における中央部よりも上方)には、吸込口112から吸い込まれた空気を室内に吹き出す吹出口113が形成されている。筐体111の前面のうち、吸込口112よりも上方で吹出口113よりも下方には、操作部26が設けられている。操作部26は、通信線を介して制御部30に接続されており、制御部30との間で相互にデータ通信が可能となっている。操作部26では、ユーザの操作により空気調和装置の運転開始操作、運転終了操作、運転モードの切替え、設定温度及び設定風量の設定などが行われる。操作部26には、情報をユーザに報知する報知部として、表示部又は音声出力部等が設けられている。
 筐体111は中空の箱体であり、筐体111の前面には前面開口部が形成されている。筐体111は、前面開口部に対して着脱可能に取り付けられる第1前面パネル114a、第2前面パネル114b及び第3前面パネル114cを備えている。第1前面パネル114a、第2前面パネル114b及び第3前面パネル114cは、いずれも略長方形平板状の外形状を有している。第1前面パネル114aは、筐体111の前面開口部の下部に対して着脱可能に取り付けられている。第1前面パネル114aには、上記の吸込口112が形成されている。第2前面パネル114bは、第1前面パネル114aの上方に隣接して配置されており、筐体111の前面開口部の上下方向における中央部に対して着脱可能に取り付けられている。第2前面パネル114bには、上記の操作部26が設けられている。第3前面パネル114cは、第2前面パネル114bの上方に隣接して配置されており、筐体111の前面開口部の上部に対して着脱可能に取り付けられている。第3前面パネル114cには、上記の吹出口113が形成されている。
 筐体111の内部空間は、送風部となる下部空間115aと、下部空間115aの上方に位置し、熱交換部となる上部空間115bと、に大まかに分けられている。下部空間115aと上部空間115bとの間は、仕切部20によって仕切られている。仕切部20は、例えば、平板状の形状を有しており、概ね水平に配置されている。仕切部20には、下部空間115aと上部空間115bとの間の風路となる風路開口部20aが少なくとも形成されている。下部空間115aは、第1前面パネル114aを筐体111から取り外すことによって前面側に露出するようになっており、上部空間115bは、第2前面パネル114b及び第3前面パネル114cを筐体111から取り外すことによって前面側に露出するようになっている。すなわち、仕切部20が設置されている高さは、第1前面パネル114aの上端又は第2前面パネル114bの下端の高さと概ね一致している。ここで、仕切部20は、後述するファンケーシング108と一体的に形成されていてもよいし、後述するドレンパンと一体的に形成されていてもよいし、ファンケーシング108及びドレンパンとは別体として形成されていてもよい。
 下部空間115aには、吸込口112から吹出口113に向かう空気の流れを筐体111内の風路81に生じさせる室内送風ファン7fが配置されている。本例の室内送風ファン7fは、不図示のモータと、モータの出力軸に接続され、複数の翼が周方向に例えば等間隔で配置された羽根車107と、を備えたシロッコファンである。羽根車107の回転軸は、筐体111の奥行方向とほぼ平行になるように配置されている。室内送風ファン7fのモータとしては、ブラシ式でないモータ(例えば、誘導モータ又はDCブラシレスモータ等)が用いられている。このため、室内送風ファン7fが回転する際に火花が出ることはない。
 室内送風ファン7fの羽根車107は、渦巻状のファンケーシング108で覆われている。ファンケーシング108は、例えば筐体111とは別体で形成されている。ファンケーシング108の渦巻中心付近には、吸込口112を介してファンケーシング108内に室内空気を吸い込む吸込開口部108bが形成されている。吸込開口部108bは、吸込口112に対向するように配置されている。また、ファンケーシング108の渦巻の接線方向には、送風空気を吹き出す吹出開口部108aが形成されている。吹出開口部108aは、上方を向くように配置されており、仕切部20の風路開口部20aを介して上部空間115bに接続されている。言い換えれば、吹出開口部108aは、風路開口部20aを介して上部空間115bと連通している。吹出開口部108aの開口端と風路開口部20aの開口端との間は、直接繋がっていてもよいし、ダクト部材等を介して間接的に繋がっていてもよい。
 また、下部空間115aには、例えば制御部30を構成するマイコン、各種電気部品、基板などが収容される電気品箱25が設けられている。
 上部空間115bは、室内送風ファン7fにより生じる空気の流れにおいて下部空間115aよりも下流側に位置している。上部空間115b内の風路81には、負荷側熱交換器7が配置されている。負荷側熱交換器7の下方には、負荷側熱交換器7の表面で凝縮した凝縮水を受けるドレンパン(図示せず)が設けられている。ドレンパンは、仕切部20の一部として形成されていてもよいし、仕切部20とは別体として形成されて仕切部20上に配置されていてもよい。
 室内送風ファン7fが駆動されると、吸込口112から室内空気が吸い込まれる。吸い込まれた室内空気は、負荷側熱交換器7を通過して調和空気となり、吹出口113から室内に吹き出される。
 図5は、本実施の形態に係る空気調和装置の負荷側熱交換器7及びその周辺部品の構成を模式的に示す正面図である。図5に示すように、本例の負荷側熱交換器7は、所定の間隔を空けて並列して配置された複数枚のフィン70と、複数枚のフィン70を貫通し、内部に冷媒を流通させる複数の伝熱管71と、を有するプレートフィンチューブ型の熱交換器である。伝熱管71は、複数枚のフィン70を貫通する長い直管部を具備する複数のヘアピン管72と、隣り合うヘアピン管72同士を連通させる複数のUベント管73と、から構成されている。ヘアピン管72とUベント管73との間は、ろう付け部Wによって接合されている。図5では、ろう付け部Wを黒丸で示している。なお、伝熱管71の本数は、1本であってもよいし複数本であってもよい。また、1本の伝熱管71を構成するヘアピン管72の本数は、1本であってもよいし複数本であってもよい。熱交換器二相管温度センサ93は、伝熱管71において冷媒の経路の中間部に位置するUベント管73に設けられている。
 ガス側の室内配管9aには、円筒状のヘッダー主管61が接続されている。ヘッダー主管61には、複数のヘッダー枝管62が枝分かれして接続されている。複数のヘッダー枝管62のそれぞれには、伝熱管71の一方の端部71aが接続されている。液側の室内配管9bには、複数の室内冷媒枝管63が枝分かれして接続されている。複数の室内冷媒枝管63のそれぞれには、伝熱管71の他方の端部71bが接続されている。熱交換器液管温度センサ92は、室内配管9bに設けられている。
 室内配管9aとヘッダー主管61との間、ヘッダー主管61とヘッダー枝管62との間、ヘッダー枝管62と伝熱管71との間、室内配管9bと室内冷媒枝管63との間、及び、室内冷媒枝管63と伝熱管71との間は、ろう付け部Wによってそれぞれ接合されている。
 本実施の形態では、負荷側熱交換器7のろう付け部W(ここでは、室内配管9a、ヘッダー主管61、ヘッダー枝管62、室内冷媒枝管63、室内配管9b等の周辺部品のろう付け部Wを含む)は、上部空間115bに配置されている。室内配管9a、9bは、仕切部20を貫通して上部空間115bから下部空間115aに下向きに引き出されている。室内配管9aと延長配管10aとの間を接続する継手部15aと、室内配管9bと延長配管10bとの間を接続する継手部15bとは、下部空間115aに配置されている。
 上部空間115b内の室内配管9a、9bには、冷媒回路40の運転制御に用いられる熱交換器液管温度センサ92及び熱交換器二相管温度センサ93とは別に、冷媒漏洩検知用の温度センサ94c、94dが設けられている。温度センサ94cは、室内配管9aのうち負荷側熱交換器7のろう付け部Wに隣接する部位に、室内配管9aの外周面と接触して設けられている。この温度センサ94cは、例えば、最も下方にあるろう付け部Wよりも下方で、かつ当該ろう付け部Wの近傍に設けられている。温度センサ94dは、室内配管9bのうち負荷側熱交換器7のろう付け部Wに隣接する部位に、室内配管9bの外周面と接触して設けられている。この温度センサ94dは、例えば、少なくとも室内配管9bの複数のろう付け部Wのうち最も下方にあるろう付け部Wよりも下方で、かつ当該ろう付け部Wの近傍に設けられている。
 室内配管9a、ヘッダー主管61、ヘッダー枝管62、室内冷媒枝管63及び室内配管9bの下方には、仕切部20、すなわちドレンパンが設けられている。このため、本来、上部空間115bのうち、室内配管9a、ヘッダー主管61、ヘッダー枝管62、室内冷媒枝管63及び室内配管9bの周囲には、断熱材を設ける必要性は特にない。しかしながら、本実施の形態では、ドレンパンの上方(例えば、真上)に位置する室内配管9a、ヘッダー主管61、ヘッダー枝管62、室内冷媒枝管63及び室内配管9b(少なくとも、これらが接合されるろう付け部W)は、例えば、ひとまとまりの断熱材82d(例えば、合わせ面を介して密着する一対の断熱材)によって一体的に覆われている。断熱材82dはこれらの冷媒配管に密着しているため、各冷媒配管の外周面と断熱材82dとの間には微小な隙間しか形成されていない。断熱材82dは、空気調和装置メーカーによって室内機1の製造段階で取り付けられる。
 温度センサ94c、94dは、負荷側熱交換器7のろう付け部W及び室内配管9a、9b等と共に、断熱材82dによって覆われている。すなわち、温度センサ94cは、断熱材82dの内側に設けられており、室内配管9aのうち断熱材82dによって覆われた部位の温度を検出する。温度センサ94dは、断熱材82dの内側に設けられており、室内配管9bのうち断熱材82dによって覆われた部位の温度を検出する。また、本例では、熱交換器液管温度センサ92及び熱交換器二相管温度センサ93も同様に、断熱材82dによって覆われている。
 下部空間115a内の室内配管9a、9bは、継手部15a、15bの近傍を除き、結露防止のための断熱材82bによって覆われている。本例では、2本の室内配管9a、9bが1つの断熱材82bによってまとめて覆われているが、室内配管9a、9bはそれぞれ別の断熱材によって覆われていてもよい。断熱材82bは、空気調和装置メーカーによって室内機1の製造段階で取り付けられる。
 下部空間115a内には、吸込空気温度センサ91とは別に、冷媒漏洩検知用の温度センサ94a、94bが設けられている。温度センサ94aは、延長配管10aのうち継手部15aに隣接する部位に、延長配管10aの外周面と接触して設けられている。この温度センサ94aは、例えば、継手部15aよりも下方でかつ当該継手部15aの近傍に設けられている。温度センサ94bは、延長配管10bのうち継手部15bに隣接する部位に、延長配管10bの外周面と接触して設けられている。この温度センサ94bは、例えば、継手部15bよりも下方でかつ当該継手部15bの近傍に設けられている。なお、本例では、延長配管10a、10bと室内配管9a、9bとが接続される継手部15a、15bに隣接する部位に温度センサ94a、94bが設けられているが、温度センサ94a、94bは、継手部15a、15bに隣接する部位に代えて、冷媒配管同士(例えば、延長配管10aと室内配管9a、又は延長配管10bと室内配管9b、等)がろう付け又は溶接等によって接合される接合部に隣接する部位に設けられていてもよい。
 延長配管10a、10bは、継手部15a、15bの近傍(本例では、温度センサ94a、94bが設けられる部位を含む)を除き、結露防止のための断熱材82cによって覆われている。本例では、2本の延長配管10a、10bが1つの断熱材82cによってまとめて覆われているが、延長配管10a、10bはそれぞれ別の断熱材によって覆われていてもよい。一般に、延長配管10a、10bは、空気調和装置を据え付ける据付け業者によって手配される。断熱材82cは、延長配管10a、10bを購入した時点で既に取り付けられていてもよい。あるいは、据付け業者が延長配管10a、10bと断熱材82cとを別に手配し、空気調和装置の据付け時に断熱材82cを延長配管10a、10bに取り付けるようにしてもよい。また、本例では、温度センサ94a、94bは、据付け業者によって延長配管10a、10bに取り付けられる。
 室内配管9a、9bにおける継手部15a、15bの近傍、延長配管10a、10bにおける継手部15a、15bの近傍、及び継手部15a、15bは、結露防止のため、断熱材82b、82cとは別の断熱材82aによって覆われている。断熱材82aは、空気調和装置の据付け時において、延長配管10a、10bと室内配管9a、9bとを接続し、さらに温度センサ94a、94bを延長配管10a、10bに取り付けた後に、据付け業者によって取り付けられる。断熱材82aは、出荷状態の室内機1に同梱されている場合が多い。断熱材82aは、例えば、筒軸を含む平面で分割された円筒形の形状を有している。断熱材82aは、断熱材82b、82cのそれぞれの端部を外側から覆うように巻き付けられ、バンド83を用いて取り付けられる。断熱材82aはこれらの冷媒配管に密着しているため、各冷媒配管の外周面と断熱材82aの内周面との間には微小な隙間しか形成されていない。
 室内機1において冷媒漏洩のおそれがあるのは、負荷側熱交換器7のろう付け部Wと、冷媒配管同士が接合される接合部(本例では、継手部15a、15b)である。一般に、冷媒回路40内から大気圧下に漏洩した冷媒は、断熱膨張してガス化し、大気中に拡散していく。冷媒が断熱膨張及びガス化する際には、冷媒は周囲の空気等から熱を奪う。
 これに対し、本実施の形態では、冷媒漏洩のおそれがあるろう付け部W及び継手部15a、15bは、断熱材82d、82aによって覆われている。このため、断熱膨張及びガス化する冷媒は、断熱材82d、82aの外側の空気から熱を奪うことができない。また、断熱材82d、82aの熱容量は小さいため、冷媒は断熱材82d、82aからもほとんど熱を奪うことができない。したがって、冷媒は、主に冷媒配管から熱を奪うことになる。一方で、冷媒配管自体も断熱材によって外側の空気から断熱されている。このため、冷媒配管の熱が冷媒に奪われると、奪われた熱量に応じて冷媒配管の温度が低下し、低下した冷媒配管の温度は維持される。これにより、漏洩箇所近傍の冷媒配管の温度が冷媒の沸点(例えば、HFO-1234yfの場合、約-29℃)程度の極低温まで低下するとともに、漏洩箇所から離れた箇所の冷媒配管の温度も順に低下していく。
 また、断熱膨張及びガス化した冷媒は、断熱材82d、82aの外側の空気にはほとんど拡散できず、冷媒配管と断熱材82d、82aとの間の微小隙間に滞留する。そして、冷媒配管の温度が冷媒の沸点まで低下すると、微小隙間に滞留するガス冷媒は、当該冷媒配管の外周面で再凝縮する。再凝縮によって液化した漏洩冷媒は、冷媒配管の外周面又は断熱材の内周面を伝って、冷媒配管と断熱材との間の微小隙間を下方に流れ落ちる。
 このとき、温度センサ94a、94b、94c、94dでは、微小隙間を流れ落ちる極低温の液冷媒の温度、又は極低温まで低下した冷媒配管の温度が検知される。
 ここで、断熱材82a、82b、82c、82dは、独立気泡の発泡樹脂(例えば、発泡ポリエチレン)で形成されていることが望ましい。これにより、冷媒配管と断熱材との間の微小隙間に存在する漏洩冷媒が、断熱材を通過して外側の空気に漏洩してしまうのを抑えることができる。また、断熱材としての熱容量も小さいものとなる。
 図6は、本実施の形態に係る空気調和装置の室内機1において、継手部15bから冷媒を漏洩させたときに温度センサ94bで検出された温度の時間変化の例を示すグラフである。グラフの横軸は漏洩開始からの経過時間[秒]を表しており、縦軸は温度[℃]を表している。図6では、漏洩速度を1kg/hとしたときの温度の時間変化と、漏洩速度を10kg/hとしたときの温度の時間変化とを併せて示している。冷媒としては、HFO-1234yfを用いた。
 図6に示すように、漏洩した冷媒が断熱膨張してガス化することにより、漏洩開始直後から温度センサ94bの検出温度が低下し始める。漏洩開始から数秒~十数秒経過後に冷媒の再凝縮による液化が開始されると、温度センサ94bの検出温度は、HFO-1234yfの沸点である約-29℃まで急激に低下する。その後、温度センサ94bの検出温度は約-29℃で維持される。
 このように、冷媒の漏洩箇所が断熱材で覆われていることにより、冷媒漏洩による温度低下を時間遅れなく検知することが可能となる。また、冷媒の漏洩箇所が断熱材で覆われていることにより、漏洩速度が比較的小さい1kg/hの場合であっても、冷媒漏洩による温度低下を応答性よく検知できる。
 図7は、本実施の形態に係る空気調和装置の制御部30で実行される冷媒漏洩検知処理の一例を示すフローチャートである。この冷媒漏洩検知処理は、例えば、空気調和装置に電力が供給されている状態(すなわち、空気調和装置に電力を供給するブレーカがオン状態)であって室内送風ファン7fの停止中のみに、所定の時間間隔で繰り返して実行されるものである。室内送風ファン7fの運転中には室内の空気が攪拌されているため、仮に冷媒が漏洩したとしても冷媒濃度が局所的に高くなってしまうことがない。したがって、本実施の形態では、室内送風ファン7fの停止中のみに冷媒漏洩検知処理が実行される。なお、室内機1への電力供給が可能なバッテリ又は無停電電源装置が搭載されている場合には、ブレーカがオフ状態の場合にも冷媒漏洩検知処理が実行されるようにしてもよい。
 本実施の形態では、温度センサ94a、94b、94c、94dのそれぞれを用いた冷媒漏洩検知処理が並行して実行される。以下の説明では、温度センサ94bを用いた冷媒漏洩検知処理のみを例に挙げて説明する。
 図7のステップS1では、制御部30は、温度センサ94bの検出温度の情報を取得する。
 次に、ステップS2では、温度センサ94bの検出温度が、予め設定された閾値温度(例えば、-10℃)を下回ったか否かを判定する。閾値温度は、冷房運転時における負荷側熱交換器7の蒸発温度の下限(例えば3℃。詳細は後述)等に設定されていてもよい。検出温度が閾値温度を下回ったと判定した場合にはステップS3に進み、検出温度が閾値温度以上であると判定した場合には処理を終了する。
 ステップS3では、冷媒が漏洩したと判定する。制御部30は、冷媒が漏洩したと判定した場合、室内送風ファン7fを運転させるようにしてもよい。これにより、室内の空気が攪拌され、漏洩した冷媒を拡散させることができるため、冷媒濃度が局所的に高くなってしまうのを防ぐことができる。したがって、冷媒として可燃性冷媒が用いられている場合であっても、可燃濃度域が形成されるのを防ぐことができる。
 また、制御部30は、冷媒が漏洩したと判定した場合、空気調和装置のシステムの状態を「異常」に設定し、室内送風ファン7f以外の運転を許可しないようにしてもよい。
 また、制御部30は、冷媒が漏洩したと判定した場合、操作部26に設けられた報知部(表示部又は音声出力部)を用いて、ユーザに異常を報知してもよい。例えば、制御部30は、操作部26に設けられた表示部に、「ガス漏れ発生。窓を開けろ」等の指示事項を表示させる。これにより、冷媒が漏洩したこと、及び換気等の対応を取るべきであることをユーザに直ちに認識させることができるため、冷媒濃度が局所的に高くなってしまうのをより確実に防ぐことができる。
 図8は、本実施の形態に係る空気調和装置の制御部30で実行される冷媒漏洩検知処理の別の例を示すフローチャートである。図8のステップS11では、制御部30は、温度センサ94bの検出温度の情報を取得する。
 ステップS12では、制御部30は、温度センサ94bの検出温度の時間変化を算出する。例えば、温度センサ94bの検出温度が1分毎に取得される場合には、今回取得された検出温度から1分前に取得された検出温度を減じた値を検出温度の時間変化としてもよい。なお、検出温度が低下しているときには、検出温度の時間変化は負の値になる。したがって、検出温度が低下しているときには、検出温度が急激に変化するほど、検出温度の時間変化は小さくなる。
 ステップS13では、温度センサ94bの検出温度の時間変化が閾値(例えば、-20℃/分)を下回ったか否かを判定する。検出温度の時間変化が閾値を下回ったと判定した場合にはステップS14に進み、検出温度の時間変化が閾値以上であると判定した場合には処理を終了する。
 ステップS14では、冷媒が漏洩したと判定し、図7のステップS3と同様の処理を行う。
 次に、冷媒漏洩検知処理のさらに別の例について説明する。各温度センサには、温度の変化によって電気抵抗が変化するサーミスタが用いられている。サーミスタの電気抵抗は、温度が高くなると小さくなり、温度が低くなると大きくなる。基板には、サーミスタと直列に接続された固定抵抗が実装されている。サーミスタ及び固定抵抗に対して、例えばDC5Vの電圧が印加されている。サーミスタの電気抵抗は温度によって変化するため、サーミスタにかかる電圧(分圧)は温度によって変化する。制御部30は、サーミスタにかかる電圧の値を温度に換算することにより、各温度センサの検出温度を取得している。
 サーミスタの抵抗値の範囲は、検出すべき温度範囲に基づいて設定されている。サーミスタにかかる電圧が、検出温度範囲に対応する電圧範囲から外れている場合、検出温度範囲外の温度であることを示すエラーが制御部30によって検出される場合がある。
 ところで、図3~図5等に示した構成では、負荷側熱交換器7の冷媒温度を検出する温度センサ(例えば、熱交換器液管温度センサ92、熱交換器二相管温度センサ93)と、冷媒漏洩検知用の温度センサ94a、94b、94c、94dとが、独立して設けられている。しかしながら、例えば熱交換器液管温度センサ92は、冷媒漏洩検知用の温度センサ94dを兼ねることができる。熱交換器液管温度センサ92は、ろう付け部Wを覆う断熱材82dと同一の断熱材82dによって覆われており、かつ冷媒配管を介してろう付け部Wと熱的に繋がっている部位に設けられているため、ろう付け部W近傍での極低温化現象を検知できる。
 負荷側熱交換器7の冷媒温度を検出する温度センサの検出温度範囲は、通常運転時の負荷側熱交換器7の温度範囲に基づいて設定される。例えば、冷媒回路40は、負荷側熱交換器7の凍結保護により、冷房運転時の蒸発温度が3℃以下に低下しないように制御される。また例えば、冷媒回路40は、圧縮機3の故障防止のための凝縮温度(凝縮圧力)過上昇防止保護により、暖房運転時の凝縮温度が60℃以上に上昇しないように制御される。この場合、通常運転時の負荷側熱交換器7の温度範囲は3℃~60℃となる。
 上述のとおり、本実施の形態において冷媒漏洩が生じた場合、漏洩箇所近傍の温度センサでは、負荷側熱交換器7の温度範囲とは大きく異なる極低温が検出される。この場合、温度センサの検出温度範囲外の温度であることを示すエラーが検出された場合には、制御部30は、当該温度センサによって極低温が検出されたと判断し、冷媒が漏洩したと判定するようにしてもよい。
 この構成によれば、図3~図5等に示した構成と同様に、冷媒の漏洩を長期に亘って確実にかつ応答性よく検知できる。またこの構成によれば、温度センサの個数を減らすことができるため、空気調和装置の製造コストを削減できる。
 次に、本実施の形態に係る冷凍サイクル装置の変形例について説明する。図3~図5等に示した構成では、温度センサ94a、94b、94c、94dがろう付け部W又は接合部(例えば、継手部15a、15b)よりも下方に設けられているが、温度センサ94a、94b、94c、94dは、ろう付け部W又は接合部よりも上方又は側方に設けられていてもよい。例えば、温度センサ94a、94bは、図5に示す下部空間115a内の室内配管9a、9bのうち、継手部15a、15bよりも上方又は側方であって断熱材82bにより覆われる部位(例えば、さらに断熱材82aにより覆われる部位)に設けられていてもよい。これにより、温度センサ94a、94bの室内配管9a、9bへの取付けを空気調和装置メーカーで行うことができる。したがって、空気調和装置の据付け時に温度センサ94a、94bを取り付ける必要がなくなるため、据付け作業性を向上させることができる。
 室内配管9a、9bの外周面と断熱材82a、82bの内周面との間の隙間は微小であるため、継手部15a、15b近傍で再凝縮によって液化した極低温の冷媒は、毛細管現象によって、下方だけでなく上方及び側方にも移動する。したがって、温度センサ94a、94bが継手部15a、15bの上方又は側方に設けられていても、極低温の冷媒の温度を検出できる。
 また、例えば熱交換器二相管温度センサ93は、冷媒漏洩検知用の温度センサ94dを兼ねることができる。
 例えば、ある1つのろう付け部Wで漏洩し、再凝縮によって液化した極低温の冷媒は、毛細管現象によって、断熱材82dと冷媒配管との間の微小隙間、又は断熱材82dの合わせ面の間の微小隙間に沿って、断熱材82dの範囲内で移動する。熱交換器二相管温度センサ93は、当該熱交換器二相管温度センサ93が設けられたUベント管73、他のUベント管73、室内配管9a、9b、ヘッダー主管61等のろう付け部Wと同一の断熱材82dによって一体的に覆われている。したがって、熱交換器二相管温度センサ93は、断熱材82dで覆われた各ろう付け部Wで漏洩した極低温の冷媒の温度を検出できる。
 以上説明したように、上記実施の形態に係る冷凍サイクル装置は、冷媒を循環させる冷媒回路40と、冷媒回路40のうち、ろう付け部(例えば、負荷側熱交換器7のろう付け部W)に隣接した部位、又は冷媒配管同士が接合される接合部(例えば、継手部15a、15b)に隣接した部位に設けられた温度センサ94a、94b、94c、94dと、温度センサ94a、94b、94c、94dの検出温度に基づいて冷媒漏洩の有無を判定するように構成された制御部30と、を備え、温度センサ94a、94b、94c、94dは、ろう付け部又は接合部と共に、断熱材82a、82b、82dによって覆われているものである。
 この構成によれば、冷媒検知手段として温度センサ94a、94b、94c、94dを用いることができるため、冷媒の漏洩を長期に亘って確実に検知することができる。また、この構成によれば、温度センサ94a、94b、94c、94dがろう付け部又は接合部と共に断熱材82a、82b、82dによって覆われているため、ろう付け部又は接合部での冷媒漏洩による温度低下を時間遅れなく検知することが可能となる。したがって、冷媒の漏洩を応答性よく検知することができる。
 また、上記実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、制御部30は、検出温度が閾値温度を下回った場合に、冷媒が漏洩したと判定するように構成されていてもよい。
 また、上記実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、制御部30は、検出温度の時間変化が閾値を下回った場合に、冷媒が漏洩したと判定するように構成されていてもよい。
 また、上記実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、室内に送風する室内送風ファン7fをさらに備え、制御部30は、室内送風ファン7fの停止中にのみ冷媒漏洩の有無を判定するように構成されていてもよい。
 また、上記実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、温度センサ94a、94b、94c、94dは、ろう付け部又は接合部よりも下方に設けられていてもよい。
 また、上記実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、温度センサ94a、94b、94c、94dは、ろう付け部又は接合部よりも上方又は側方に設けられていてもよい。
 また、上記実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、熱交換器の冷媒温度(例えば、液管温度又は二相管温度)を検出する温度センサは、温度センサ94a、94b、94c、94dを兼ねていてもよい。
 また、上記実施の形態に係る冷凍サイクル装置において、温度センサ94a、94b、94c、94dは、ろう付け部又は接合部を覆う断熱材82a、82b、82dと同一の断熱材82a、82b、82dによって覆われていてもよい。
 また、上記実施の形態に係る冷媒漏洩検知方法は、冷媒を循環させる冷媒回路40のうち、ろう付け部(例えば、負荷側熱交換器7のろう付け部W)に隣接しかつ断熱材82dによって当該ろう付け部と共に覆われた部位、又は冷媒配管同士が接合される接合部(例えば、継手部15a、15b)に隣接しかつ断熱材82a、82bによって当該接合部と共に覆われた部位の温度を検出し、当該温度に基づいて冷媒漏洩の有無を判定するものである。この構成によれば、冷媒の漏洩を長期に亘って確実に、かつ応答性よく検知することができる。
その他の実施の形態.
 本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
 例えば、上記実施の形態では、室内機1として床置形の室内機を例に挙げたが、本発明は、天井カセット形、天井埋込形、天吊形、壁掛形等の他の室内機にも適用できる。
 また、上記実施の形態では、冷媒漏洩検知用の温度センサが室内機1に設けられた構成を例に挙げたが、冷媒漏洩検知用の温度センサは室外機2に設けられていてもよい。この場合、冷媒漏洩検知用の温度センサは、熱源側熱交換器5等のろう付け部に隣接した部位に設けられ、当該ろう付け部と共に断熱材によって覆われる。あるいは、冷媒漏洩検知用の温度センサは、室外機2内において冷媒配管同士が接合される接合部に隣接した部位に設けられ、当該接合部と共に断熱材によって覆われる。制御部30は、冷媒漏洩検知用の温度センサの検出温度に基づいて冷媒漏洩の有無を判定する。この構成によれば、室外機2での冷媒の漏洩を長期に亘って確実に、かつ応答性よく検知できる。
 また、上記実施の形態では、冷媒回路40のろう付け部として、主に負荷側熱交換器7のろう付け部W及び熱源側熱交換器5のろう付け部を例に挙げたが、本発明はこれに限られない。冷媒回路40のろう付け部は、負荷側熱交換器7及び熱源側熱交換器5以外に、室内機1内の室内配管9a、9bと継手部15a、15bとの間、室外機2内の吸入配管11と圧縮機3との間、室外機2内の吐出配管12と圧縮機3との間などの他の部位にも存在する。したがって、冷媒漏洩検知用の温度センサは、冷媒回路40のうち、負荷側熱交換器7及び熱源側熱交換器5以外のろう付け部に隣接した部位に設けられ、当該ろう付け部と共に断熱材によって覆われていてもよい。この構成によっても、冷媒回路40での冷媒の漏洩を長期に亘って確実に、かつ応答性よく検知できる。
 また、上記実施の形態では、冷媒回路40の接合部として、主に室内機1の継手部15a、15bを例に挙げたが、本発明はこれに限られない。冷媒回路40の接合部には、室外機2の継手部16a、16b等も含まれる。したがって、冷媒漏洩検知用の温度センサは、冷媒回路40のうち、継手部15a、15b以外の接合部(例えば、継手部16a、16b)に隣接した部位に設けられ、当該接合部と共に断熱材によって覆われていてもよい。この構成によっても、冷媒回路40での冷媒の漏洩を長期に亘って確実に、かつ応答性よく検知できる。
 また、上記実施の形態では、冷凍サイクル装置として空気調和装置を例に挙げたが、本発明は、ヒートポンプ給湯機、チラー、ショーケース等の他の冷凍サイクル装置にも適用可能である。
 また、上記の各実施の形態や変形例は、互いに組み合わせて実施することが可能である。
 1 室内機、2 室外機、3 圧縮機、4 冷媒流路切替装置、5 熱源側熱交換器、5f 室外送風ファン、6 減圧装置、7 負荷側熱交換器、7f 室内送風ファン、9a、9b 室内配管、10a、10b 延長配管、11 吸入配管、12 吐出配管、13a、13b 延長配管接続バルブ、14a、14b、14c サービス口、15a、15b、16a、16b 継手部、20 仕切部、20a 風路開口部、25 電気品箱、26 操作部、30 制御部、40 冷媒回路、61 ヘッダー主管、62 ヘッダー枝管、63 室内冷媒枝管、70 フィン、71 伝熱管、71a、71b 端部、72 ヘアピン管、73 Uベント管、81 風路、82a、82b、82c、82d 断熱材、83 バンド、91 吸込空気温度センサ、92 熱交換器液管温度センサ、93 熱交換器二相管温度センサ、94a、94b、94c、94d 温度センサ、107 羽根車、108 ファンケーシング、108a 吹出開口部、108b 吸込開口部、111 筐体、112 吸込口、113 吹出口、114a 第1前面パネル、114b 第2前面パネル、114c 第3前面パネル、115a 下部空間、115b 上部空間、W ろう付け部。

Claims (9)

  1.  冷媒を循環させる冷媒回路と、
     前記冷媒回路のうち、ろう付け部に隣接した部位、又は冷媒配管同士が接合される接合部に隣接した部位に設けられた温度センサと、
     前記温度センサの検出温度に基づいて冷媒漏洩の有無を判定するように構成された制御部と、を備え、
     前記温度センサは、前記ろう付け部又は前記接合部と共に、断熱材によって覆われている冷凍サイクル装置。
  2.  前記制御部は、前記検出温度が閾値温度を下回った場合に、冷媒が漏洩したと判定するように構成されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  3.  前記制御部は、前記検出温度の時間変化が閾値を下回った場合に、冷媒が漏洩したと判定するように構成されている請求項1に記載の冷凍サイクル装置。
  4.  室内送風ファンをさらに備え、
     前記制御部は、前記室内送風ファンの停止中にのみ冷媒漏洩の有無を判定するように構成されている請求項1~請求項3のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  5.  前記温度センサは、前記ろう付け部又は前記接合部よりも下方に設けられている請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  6.  前記温度センサは、前記ろう付け部又は前記接合部よりも上方又は側方に設けられている請求項1~請求項4のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  7.  前記温度センサは、前記ろう付け部又は前記接合部を覆う断熱材と同一の断熱材によって覆われている請求項1~請求項6のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  8.  前記温度センサは、熱交換器の冷媒温度を検出する温度センサを兼ねている請求項1~請求項7のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  9.  冷媒を循環させる冷媒回路のうち、ろう付け部に隣接しかつ断熱材によって前記ろう付け部と共に覆われた部位、又は冷媒配管同士が接合される接合部に隣接しかつ断熱材によって前記接合部と共に覆われた部位の温度を検出し、
     前記温度に基づいて冷媒漏洩の有無を判定する冷媒漏洩検知方法。
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