WO2023021882A1 - 空気調和装置 - Google Patents

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detection sensor
refrigerant detection
sensor
unit
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雅章 長井
晃 鶸田
一彦 丸本
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パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • F24F11/36—Responding to malfunctions or emergencies to leakage of heat-exchange fluid
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems

Definitions

  • the present disclosure relates to an air conditioner.
  • Patent Document 1 discloses an air conditioner equipped with a detection sensor that detects the concentration of refrigerant.
  • Patent Literature 1 describes a configuration in which a plurality of refrigerant detection sensors for detecting leakage of combustible refrigerant are provided at the same location. With such a configuration, one of the two refrigerant detection sensors having a relatively short life is used, and if one of the refrigerant detection sensors fails during use, the other refrigerant detection sensor is used to detect the refrigerant. Efforts have been made to extend the life of the sensor (see, for example, Patent Document 1).
  • the present disclosure provides an air conditioner that suppresses performance deterioration of a refrigerant detection sensor due to deterioration over time and improves safety against refrigerant leakage.
  • the air conditioner of the present disclosure connects the indoor heat exchanger of the indoor unit and the outdoor heat exchanger, compressor, and throttle device of the outdoor unit via refrigerant piping, and uses a flammable refrigerant as the refrigerant.
  • the air conditioner includes a first refrigerant detection sensor and a second refrigerant detection sensor that detect refrigerant leakage.
  • the second refrigerant detection sensor is provided with an outside air blocking portion for blocking outside air to the sensor portion of the second refrigerant detection sensor, and a canceling portion for canceling the blockage of outside air by the outside air blocking portion.
  • aging deterioration of the second refrigerant detection sensor can be suppressed by blocking outside air with the outside air blocking portion while the first refrigerant detection sensor is operating. Therefore, safety against refrigerant leakage can be improved.
  • FIG. 1 is a side sectional view of an indoor unit of an air conditioner according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an outline of a refrigerant detection sensor of the air conditioner according to Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a control configuration of the air conditioner according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a graph showing an example of deterioration determination of a refrigerant detection sensor of the air conditioner according to Embodiment 1.
  • the present disclosure provides an air conditioner capable of suppressing performance deterioration of a refrigerant detection sensor due to deterioration over time and improving safety against refrigerant leakage.
  • [1-1. composition] 1 is a cross-sectional view showing an indoor unit of an air conditioner according to Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 3 is a block diagram showing the control configuration of the air conditioner 1 according to Embodiment 1. As shown in FIG.
  • the air conditioner 1 includes an indoor unit 10.
  • the indoor unit 10 has a configuration as shown in a sectional view in FIG.
  • the indoor unit 10 includes a housing 11 attached to an indoor wall surface.
  • the upper surface of the housing 11 is provided with an intake port 12 for sucking the indoor air.
  • the lower surface of the housing 11 is provided with an air outlet 13 for blowing air into the room. Both the air intake port 12 and the air outlet 13 are formed over the entire width of the housing 11 .
  • An indoor heat exchanger 14 is housed inside the housing 11 .
  • the indoor heat exchanger 14 is formed in a substantially inverted V shape when viewed from the side.
  • the indoor heat exchanger 14 is arranged so as to partition the space between the air inlet 12 and the air outlet 13 inside the housing 11 . Thereby, the indoor air sucked from the intake port 12 always passes through the indoor heat exchanger 14 before reaching the blowout port 13 .
  • An indoor blower 15 is arranged inside the indoor heat exchanger 14 .
  • the indoor blower 15 is rotationally driven by a blower drive motor (not shown), so that the indoor air is sucked in through the air intake port 12, and the heat-exchanged air that passes through the indoor heat exchanger 14 is blown into the room through the air outlet 13. is configured to
  • a filter 16 is arranged in the intake port 12 .
  • the filter 16 is made of a flexible material and removes dust and the like from the air sucked from the air inlet 12 .
  • a cleaning drive roller 17 is rotatably provided in front of the filter 16 .
  • the cleaning drive roller 17 is rotationally driven to roll up the filter 16 , thereby cleaning the filter 16 of dirt such as dust adhering to it.
  • a left-right wind direction plate 18 for adjusting the wind direction of the blown air in the left-right direction is provided so as to be swingable in the left-right direction.
  • the left/right wind direction plate 18 is configured such that the wind direction can be adjusted manually.
  • a vertical wind direction plate 19 for adjusting the vertical wind direction of blown air is provided in a freely swingable manner below the left and right wind direction plates 18 .
  • the vertical wind direction plate 19 is configured such that the wind direction in the vertical direction can be automatically adjusted by a wind direction plate driving motor (not shown).
  • the air conditioner 1 includes an outdoor unit 30.
  • the outdoor unit 30 includes a compressor 31 , an outdoor heat exchanger (not shown), an outdoor fan 32 that sends outside air to the outdoor heat exchanger, an expansion mechanism (throttling device) 33 , and a four-way valve 34 .
  • the outdoor unit 30 and the indoor unit 10 are connected by a refrigerant pipe 21 (see FIG. 1) to form a predetermined refrigeration cycle circuit.
  • a combustible refrigerant is used as the refrigerant that circulates in the refrigeration cycle circuit.
  • the indoor unit 10 includes a refrigerant cutoff valve 20, as shown in FIG.
  • the refrigerant shutoff valve 20 is closed to shut off the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 21 when refrigerant leakage occurs in the indoor unit 10 .
  • the refrigerant cutoff valve 20 may be installed in the outdoor unit 30 .
  • a first refrigerant detection sensor 40 and a second refrigerant detection sensor 41 are arranged inside the housing 11 and near the indoor heat exchanger 14.
  • the first refrigerant detection sensor 40 is a sensor that is used from the start of use of the indoor unit 10
  • the second refrigerant detection sensor 41 is a sensor that is used when the first refrigerant detection sensor 40 becomes unusable. be.
  • the first refrigerant detection sensor 40 is arranged near the connection point between the indoor unit 10 and the refrigerant pipe 21 that connects the outdoor unit 30 and the indoor unit 10 . This is because refrigerant leakage is more likely to occur at the connection point between the indoor heat exchanger 14 and the refrigerant pipe 21 in the initial period of use of the indoor unit 10 compared to other points.
  • the second refrigerant detection sensor 41 is arranged near the bend position where the refrigerant pipe 21 inside the indoor heat exchanger 14 turns. This is because the bend position is a location where refrigerant leakage is likely to occur due to aged deterioration of the refrigerant pipe 21 of the indoor heat exchanger 14 .
  • the first refrigerant detection sensor 40 can detect leakage of the refrigerant due to the initial use of the indoor unit 10, and the second refrigerant detection sensor 40 can The detection sensor 41 makes it possible to detect leakage of the refrigerant due to aging deterioration of the indoor unit 10 .
  • the second refrigerant detection sensor 41 may be installed at the same location as the first refrigerant detection sensor 40 .
  • the second refrigerant detection sensor 41 detects the refrigerant under the same conditions as the first refrigerant detection sensor 40. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of detection errors due to differences in installation locations.
  • the same location means that the surrounding environment of the first refrigerant detection sensor 40 and the second refrigerant detection sensor 41 is the same. It is within the range where refrigerant leakage can be detected.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of the first refrigerant detection sensor 40 and the second refrigerant detection sensor 41. As shown in FIG.
  • each of the first refrigerant detection sensor 40 and the second refrigerant detection sensor 41 has a predetermined sensor substrate 42 .
  • a sensor portion 42 a made of a semiconductor is mounted on the sensor substrate 42 .
  • a substantially cylindrical sensor case 43 covering the sensor portion 42a is attached around the sensor portion 42a.
  • a mesh-like opening 44 is formed at the tip of the sensor case 43 . As a result, the leaked refrigerant entering from the opening 44 is detected by the sensor portion 42a.
  • a heater (not shown) is arranged in the vicinity of the sensor portion 42a.
  • the second refrigerant detection sensor 41 has an external air blocking part 45 that closes the opening 44 .
  • the external air blocker 45 includes, for example, a lid member 46 that closes the opening 44 , an elastic member 47 such as a spring that biases the lid member 46 and the opening 44 so as to open the lid member 46 and the opening 44 . and a lid holding member (not shown) that holds the lid.
  • the external air blocking section 45 includes a release section (release mechanism) 48 that releases the external air blocking section 45 .
  • the cover holding member of the external air blocking section 45 has a structure that holds the cover member 46 on the sensor case 43 .
  • the lid holding member holds the lid member 46 to the sensor case 43 with resin that melts at a predetermined temperature, for example.
  • the release unit 48 in this case is configured by a heater or the like that melts the resin.
  • the release unit 48 electrically locks the holding claw. It consists of a solenoid for releasing.
  • the lid member 46 is made of a shape-memory metal in which the opened state of the lid member 46 and the opening 44 is memorized, and the lid member 46 is heated and deformed by a release unit 48 such as a heater to open the lid member 46 and the opening 44 . 44 may be opened.
  • the outside air blocking part 45 may be provided with a moisture proof material inside the lid member 46 .
  • a moisture proof material inside the lid member 46 .
  • the lid member 46 of the external air blocking part 45 may be made of a material that blocks light and heat. This makes it possible to block light and heat that may accelerate deterioration of the second refrigerant detection sensor 41 when the second refrigerant detection sensor 41 is not in use. Therefore, deterioration of the second refrigerant detection sensor 41 can be suppressed.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the control configuration of this embodiment.
  • the indoor unit 10 includes a control section 50.
  • the control unit 50 controls each device of the air conditioner 1 .
  • the controller 50 comprises a processor and memory. Control by the control unit 50 is executed by the processor processing programs stored in the memory.
  • the controller has a timer 51 .
  • a first refrigerant detection sensor 40 and a second refrigerant detection sensor 41 are connected to the controller 50 .
  • the control unit 50 includes a communication unit 52.
  • the communication unit 52 can communicate with a remote controller 53 operated by a user. That is, the control unit 50 controls the compressor 31 of the outdoor unit 30, the outdoor fan 32, the expansion mechanism 33, the four-way valve 34, and the indoor unit based on the set temperature input by the remote controller 53 by the operation of the remote controller 53 by the user. 10 of the indoor fan 15 and the up/down wind direction plate 19 are controlled.
  • the control unit 50 controls the refrigerant cutoff valve 20 to close.
  • the control unit 50 counts the drive time of the first refrigerant detection sensor 40 using the timer 51 of the control unit 50 . For example, the control unit 50 counts until the driving time of the first refrigerant detection sensor 40 reaches five years, which is the service life of the first refrigerant detection sensor 40 .
  • the control unit 50 drives the release unit 48 to release the cover member 46 when the driving time of the first refrigerant detection sensor 40 reaches five years. Thereby, refrigerant leakage can be detected by the second refrigerant detection sensor 41 .
  • control unit 50 determines deterioration of the first refrigerant detection sensor 40 based on the output of the first refrigerant detection sensor 40 .
  • FIG. 4 is a graph showing an example of deterioration determination of the first refrigerant detection sensor 40.
  • the sensor output of the first refrigerant detection sensor 40 increases in proportion to the concentration of the refrigerant from 0 at the time of shipment.
  • the control unit 50 when the concentration of the leaking refrigerant is between 1/100LFL (LFL: minimum flammable concentration) and the sensor output corresponding to 1/4LFL, alarms that the refrigerant is leaking. I do.
  • the control unit 50 performs deterioration determination using the deterioration determination threshold value set for the sensor output at the 0 point. Specifically, for example, when the sensor output at point 0 exceeds the threshold value for determining deterioration, the control unit 50 determines that the state in which the sensor output exceeds the threshold value for determining deterioration is a predetermined time or more, for example, 24 hours or more. , it is determined that the sensor is degraded.
  • the reason why it is determined that the sensor is degraded when the sensor output exceeds the degradation determination threshold for a predetermined time or longer is as follows. That is, although the temperature cycle of one day causes some changes in the sensor output, if the sensor output continues to exceed the threshold value for determining deterioration for, for example, 24 hours, it is not considered to be affected by the temperature cycle of one day. This is because it is conceivable.
  • the threshold value for determining deterioration of the sensor is set to a value lower than the output of the sensor that issues a refrigerant leakage alarm.
  • the first refrigerant detection sensor 40 when the air conditioner 1 is installed, the first refrigerant detection sensor 40 is operated, and the controller 50 detects refrigerant leakage based on the output value of the first refrigerant detection sensor 40. Determine presence/absence.
  • the control unit 50 counts the driving time from the installation of the first refrigerant detection sensor 40 by the timer 51 .
  • control unit 50 By driving the compressor 31, the outdoor fan 32, the expansion mechanism 33, the four-way valve 34, and the indoor fan 15, the control unit 50 performs cooling and heating according to the room temperature set by the remote controller 53.
  • control unit 50 monitors refrigerant leakage from the indoor unit 10 using the first refrigerant detection sensor 40, and when the first refrigerant detection sensor 40 detects refrigerant leakage, the control unit 50 closes the refrigerant cutoff valve 20. Control.
  • the second refrigerant detection sensor 41 stops operating. At this time, since the second refrigerant detection sensor 41 is cut off from contact with the outside air by the outside air blocking portion 45, aging deterioration of the second refrigerant detection sensor 41 is suppressed when the operation of the second refrigerant detection sensor 41 is stopped. be able to.
  • the control unit 50 drives the release unit 48 of the second refrigerant detection sensor 41 to turn the lid member 46 on. is released, the detection of refrigerant leakage by the second refrigerant detection sensor 41 is enabled.
  • control unit 50 determines deterioration of the first refrigerant detection sensor 40 based on the output of the first refrigerant detection sensor 40 .
  • the control unit 50 sets a deterioration determination threshold for the sensor output at the 0 point. Then, when the sensor output at point 0 exceeds the threshold value for determining deterioration, and the state in which the sensor output exceeds the threshold value for determining deterioration continues for a predetermined time or longer (for example, 24 hours or longer), the control unit 50 Then, it is determined that the first refrigerant detection sensor 40 has deteriorated.
  • control unit 50 determines that the first refrigerant detection sensor 40 has deteriorated
  • the control unit 50 drives the release unit 48 to release the cover member 46 of the second refrigerant detection sensor 41, thereby enabling the second refrigerant detection sensor 40 to operate. 41 to detect refrigerant leakage.
  • the deterioration determination determines that the first refrigerant detection sensor 40 has deteriorated before the count value of the driving time by the timer 51 has passed five years, the first refrigerant detection sensor 40 is detected based on the deterioration determination. Switching from the sensor 40 to the second refrigerant detection sensor 41 is performed.
  • switching from the first refrigerant detection sensor 40 to the second refrigerant detection sensor 41 is performed when the count value of the integrated driving time by the timer 51 reaches a predetermined value, or when it is determined that the refrigerant has deteriorated.
  • the control unit 50 transmits a notification to the remote controller 53 or to a maintenance management company or the like that the driving of the first refrigerant detection sensor 40 has been stopped and switched to the second refrigerant detection sensor 41. You may make it
  • control unit 50 may perform deterioration determination for the second refrigerant detection sensor 41 after the switching from the first refrigerant detection sensor 40 to the second refrigerant detection sensor 41 is completed.
  • the control unit 50 determines that the air conditioner 1 cannot be used continuously, and cuts off the refrigerant.
  • the valve 20 is closed and controlled so that the air conditioner 1 cannot be used. Thereby, the safety against refrigerant leakage can be improved.
  • the indoor heat exchanger 14 included in the indoor unit 10 and the outdoor heat exchanger, the compressor, and the expansion device included in the outdoor unit 30 are connected to the refrigerant pipe. 21, and a combustible refrigerant is used as the refrigerant.
  • the air conditioner 1 further includes a first refrigerant detection sensor 40 and a second refrigerant detection sensor that detect refrigerant leakage.
  • the second refrigerant detection sensor is provided with an outside air blocking portion 45 for blocking outside air to the sensor portion 42a of the second refrigerant detection sensor 41, and a canceling portion 48 for canceling the blockage of the outside air by the outside air blocking portion 45.
  • the second refrigerant detection sensor 41 can be prevented from deteriorating over time by shutting off the outside air with the outside air blocking portion 45 . Therefore, when the second refrigerant detection sensor 41 is operated, erroneous detection due to aged deterioration is suppressed. Therefore, refrigerant leakage can be detected appropriately, and safety against refrigerant leakage can be improved.
  • first refrigerant detection sensor 40 and the second refrigerant detection sensor 41 may be installed at the same location.
  • detection is performed using the second refrigerant detection sensor 41 under the same conditions as the first refrigerant detection sensor 40. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of detection errors due to differences in installation locations.
  • the first refrigerant detection sensor 40 is installed near the connection point of the refrigerant pipe 21 that connects the indoor unit 10 and the outdoor unit 30 .
  • the second refrigerant detection sensor 41 is installed near the bend position of the refrigerant pipe 21 of the indoor heat exchanger 14 .
  • the first refrigerant detection sensor 40 can appropriately detect leakage of the refrigerant due to the initial use of the indoor unit 10 .
  • the second refrigerant detection sensor 41 can appropriately detect leakage of refrigerant due to aged deterioration of the refrigerant pipe 21 .
  • a control unit 50 to which the sensor outputs of the first refrigerant detection sensor 40 and the second refrigerant detection sensor 41 are input is provided.
  • the control unit 50 determines that the first refrigerant detection sensor has exceeded the threshold value for determining deterioration for a predetermined period of time (for example, 24 hours or more)
  • the control unit 50 operates the releasing unit 48 to remove the outside air blocking unit 45. , switch to refrigerant leakage monitoring using the second refrigerant detection sensor.
  • the threshold value for determining deterioration is set to a value lower than the sensor output at which the first refrigerant detection sensor 40 detects refrigerant leakage and issues a warning.
  • deterioration determination of the first refrigerant detection sensor 40 can be performed.
  • erroneous detection of refrigerant leakage by the deteriorated first refrigerant detection sensor 40 can be avoided, and erroneous detection due to aged deterioration of the first refrigerant detection sensor 40 can be suppressed. Therefore, safety against refrigerant leakage can be improved.
  • control unit 50 includes a timer 51 .
  • the control unit 50 counts the driving time of the first refrigerant detection sensor 40 by the timer 51, and when it is determined that the driving time of the first refrigerant detection sensor 40 has passed the predetermined driving time, the control unit 50 operates the release unit 48 to operate the outside air.
  • the interrupter 45 is removed, and the monitoring of refrigerant leakage using the second refrigerant detection sensor is switched to.
  • Control is performed to close the refrigerant cutoff valve 20 .
  • the air conditioner 1 cannot be used, and safety against refrigerant leakage can be improved.
  • Embodiment 1 has been described as an example of the technology disclosed in the present application.
  • the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to embodiments with modifications, replacements, additions, omissions, and the like.
  • the first refrigerant detection sensor 40 and the second refrigerant detection sensor 41 are generally configured by inserting and connecting pins of the sensor board 42 to connectors provided on the control board.
  • the sensor substrate 42 may be insulated by inserting an insulating film or the like into the connection between the sensor substrate 42 of the second refrigerant detection sensor 41 and the control substrate. As a result, the sensor substrate 42 can be prevented from being energized, and the external air blocking section 45 also blocks the external air. Therefore, it is possible to maintain the second refrigerant detection sensor 41 substantially in the state at the time of shipment.
  • the air conditioner according to the present disclosure can suppress performance deterioration due to aging deterioration of the refrigerant detection sensor and improve safety against refrigerant leakage, so it can be suitably used for various air conditioners. is.
  • Reference Signs List 1 air conditioner 10 indoor unit 11 housing 12 intake port 13 outlet 14 indoor heat exchanger 15 indoor blower 16 filter 17 cleaning drive roller 18 left/right wind direction plate 19 up/down direction plate 20 refrigerant cutoff valve 21 refrigerant pipe 30 outdoor unit 31 compression machine 32 outdoor fan 33 expansion mechanism (expansion device) 34 four-way valve 40 first refrigerant detection sensor 41 second refrigerant detection sensor 42 sensor substrate 42a sensor portion 43 sensor case 44 opening 45 external air blocking portion 46 lid member 47 elastic member 48 release portion 50 control portion 51 timer 52 communication portion 53 remote controller

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Abstract

冷媒として可燃性冷媒が用いられた空気調和装置であって、冷媒の漏洩を検出する第１冷媒検出センサ（４０）と第２冷媒検出センサ（４１）とを備える。第２冷媒検出センサ（４１）には、第２冷媒検出センサ（４１）のセンサ部（４２ａ）への外気を遮断する外気遮断部（４５）と、外気遮断部（４５）による外気の遮断を解除する解除部（４８）と、が設けられている。

Description

空気調和装置
　本開示は、空気調和装置に関する。
　特許文献１には、冷媒の濃度を検知する検出センサを備える空気調和装置が開示されている。特許文献１では、可燃性冷媒の漏洩を検知する冷媒検出センサを同一箇所に複数備えた構成が記載されている。このような構成により、寿命が比較的短い２つの冷媒検出センサの一方が用いられて、その使用中の一方の冷媒検出センサが故障した場合に他方の冷媒検出センサが用いられることで、冷媒検出センサの長寿命化が図られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２０１４－２２４６１２号公報
　本開示は、経年劣化による冷媒検出センサの性能劣化を抑制し、冷媒漏洩に対する安全性を向上させた空気調和装置を提供する。
　本開示の空気調和装置は、室内機が有する室内熱交換器と、室外機が有する室外熱交換器、圧縮機、絞り装置とを、冷媒配管を介して接続し、冷媒として可燃性冷媒を用いた空気調和装置であって、冷媒の漏洩を検出する第１冷媒検出センサおよび第２冷媒検出センサとを備える。第２冷媒検出センサには、第２冷媒検出センサのセンサ部への外気を遮断する外気遮断部と、外気遮断部による外気の遮断を解除する解除部と、が設けられている。
　本開示によれば、第１冷媒検出センサを動作させている間、外気遮断部により外気を遮断することで、第２冷媒検出センサの経年劣化を抑制することができる。そのため、冷媒漏洩に対する安全性を向上させることができる。
図１は、実施の形態１に係る空気調和装置の室内機の側断面図である。 図２は、実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒検出センサの概略を示す構成図である。 図３は、実施の形態１に係る空気調和装置の制御構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態１に係る空気調和装置の冷媒検出センサの劣化判定の例を示すグラフである。
　（本開示の基礎となった知見等）
　発明者らが本開示に想到するに至った当時、前述のように、可燃性冷媒の漏洩を検知する冷媒検出センサを同一箇所に複数備え、寿命が比較的短い２つの冷媒検出センサの一方が用いられ、その使用中の一方の冷媒検出センサが故障した場合に他方の冷媒検出センサが用いられることで、冷媒検出センサの長寿命化を図る技術があった。
　しかしながら、従来の技術では、半導体式の冷媒検出センサを用いる場合、冷媒検出センサが動作していなくても、雑ガスフィルタの吸着能力の劣化やセンサ材料の触媒活性の劣化などにより、後の動作時において誤検知が発生しやすくなるおそれがある。そのため、冷媒検出センサを複数備えたとしても、一方の故障後に使用される他方の冷媒検出センサの性能が十分に発揮されず、寿命を長くする効果が限定されてしまうという問題を発明者らは見出した。発明者らは当該問題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。
　本開示は、経年劣化による冷媒検出センサの性能劣化を抑制し、冷媒漏洩に対する安全性を向上させることのできる空気調和装置を提供する。
　以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
　なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。
　（実施の形態１）
　以下、図面を用いて、実施の形態１を説明する。
　［１－１．構成］
　図１は、実施の形態１に係る空気調和装置の室内機を示す断面図である。図３は、実施の形態１に係る空気調和装置１の制御構成を示すブロック図である。
　図３に示すように、空気調和装置１は、室内機１０を備えている。室内機１０は、図１に断面図で示すような構成を有する。室内機１０は、室内の壁面に取付けられる筐体１１を備えている。
　筐体１１の上面には、室内の空気を吸い込む吸気口１２が設けられている。筐体１１の下面には、室内に向けて空気を吹出す吹出口１３が設けられている。吸気口１２および吹出口１３は、いずれも筐体１１の幅方向の全域に亘って形成されている。
　筐体１１の内部には、室内熱交換器１４が収容されている。室内熱交換器１４は、側面視において略逆Ｖ字状に形成されている。室内熱交換器１４は、筐体１１内部における吸気口１２と吹出口１３との間の空間を仕切るように配置されている。これにより、吸気口１２から吸い込まれた室内空気は、吹出口１３に至る間に、必ず室内熱交換器１４を通過するように構成されている。
　室内熱交換器１４の内側には、室内送風機１５が配置されている。室内送風機１５は、図示しない送風機駆動モータにより回転駆動されることで、吸気口１２から室内空気を吸い込み、室内熱交換器１４を通過させて熱交換させた空気を吹出口１３から室内に吹き出すように構成されている。
　吸気口１２には、フィルタ１６が配置されている。フィルタ１６は、可撓性を有する材料で構成されており、吸気口１２から吸い込まれる空気中の塵芥などを除去するものである。
　フィルタ１６の前方部分には、クリーニング駆動ローラ１７が回転駆動自在に設けられている。このクリーニング駆動ローラ１７が回転駆動してフィルタ１６を巻き取ることで、フィルタ１６に付着した塵芥などの汚れをクリーニングすることができるように構成されている。
　吹出口１３の近傍には、吹き出す空気の左右方向の風向を調整する左右風向板１８が左右方向に揺動自在に設けられている。左右風向板１８は、手動により風向が調整可能に構成されている。
　左右風向板１８の下方には、吹き出す空気の上下方向の風向を調整する上下風向板１９が揺動自在に設けられている。上下風向板１９は、図示しない風向板駆動モータにより自動的に上下方向への風向が調整可能に構成されている。
　また、図３に示すように、空気調和装置１は、室外機３０を備えている。室外機３０は、圧縮機３１、室外熱交換器（図示せず）、室外熱交換器に外気を送る室外送風機３２、膨張機構（絞り装置）３３、四方弁３４を備えている。
　室外機３０と室内機１０とは、冷媒配管２１（図１参照）で接続され、所定の冷凍サイクル回路を構成している。当該冷凍サイクル回路を循環する冷媒として、可燃性冷媒が用いられる。
　本実施の形態においては、図３に示すように、室内機１０は、冷媒遮断弁２０を備えている。冷媒遮断弁２０は、室内機１０において冷媒漏洩が発生した場合に、閉動作され、冷媒配管２１を流れる冷媒を遮断するものである。なお、冷媒遮断弁２０は、室外機３０に設置されていてもよい。
　さらに、筐体１１の内部であって室内熱交換器１４の近傍には、第１冷媒検出センサ４０および第２冷媒検出センサ４１が配置されている。第１冷媒検出センサ４０は、室内機１０の使用開始時から使用されるセンサであり、第２冷媒検出センサ４１は、第１冷媒検出センサ４０が使用不能となった場合に使用されるセンサである。
　本実施の形態においては、第１冷媒検出センサ４０は、室外機３０と室内機１０とを接続する冷媒配管２１と室内機１０との接続箇所の近傍に配置されている。室内熱交換器１４と冷媒配管２１との接続箇所は、他の箇所と比較して室内機１０の使用初期に冷媒漏洩が発生しやすいためである。
　また、第２冷媒検出センサ４１は、室内熱交換器１４内の冷媒配管２１が折り返すベンド位置の近傍に配置されている。ベンド位置は、室内熱交換器１４の冷媒配管２１の経年劣化により冷媒漏洩が発生しやすい箇所となっているためである。
　このように第１冷媒検出センサ４０および第２冷媒検出センサ４１を配置することで、第１冷媒検出センサ４０により、室内機１０の初期使用による冷媒の漏洩を検出することができ、第２冷媒検出センサ４１により、室内機１０の経年劣化による冷媒の漏洩を検出することが可能となる。
　なお、第２冷媒検出センサ４１は、第１冷媒検出センサ４０と同一箇所に設置するようにしてもよい。この場合には、第１冷媒検出センサ４０が使用不能となり、第２冷媒検出センサ４１による冷媒漏洩の検出に切り換えた際に、第２冷媒検出センサ４１によって第１冷媒検出センサ４０と同一条件での冷媒漏洩の検出が可能となるので、設置場所の差異による検出誤差の発生を抑制することができる。なお、本実施の形態において同一箇所とは、第１冷媒検出センサ４０および第２冷媒検出センサ４１の周辺環境が同じであるため、第１冷媒検出センサ４０および第２冷媒検出センサ４１について同一条件にて冷媒漏洩の検出が可能な範囲内のことをいう。
　図２は、第１冷媒検出センサ４０および第２冷媒検出センサ４１の概略構成を示す構成図である。
　図２に示すように、第１冷媒検出センサ４０および第２冷媒検出センサ４１の各々は、所定のセンサ基板４２を備えている。センサ基板４２には、半導体からなるセンサ部４２ａが搭載されている。センサ部４２ａの周囲には、センサ部４２ａを被覆する略円筒状のセンサケース４３が取り付けられている。センサケース４３の先端部には、網目状の開口４４が形成されている。これにより、開口４４から侵入する漏洩冷媒がセンサ部４２ａで検出されるように構成されている。
　なお、センサ部４２ａが動作するためには、センサ部４２ａを所定温度に加熱する必要がある。このため、センサ部４２ａの近傍には、図示しないヒータが配置されている。
　第２冷媒検出センサ４１は、開口４４を閉塞する外気遮断部４５を備えている。外気遮断部４５は、例えば、開口４４を閉塞する蓋部材４６と、蓋部材４６と開口４４とを開放するように付勢するばねなどの弾性部材４７と、蓋部材４６を開口４４の閉塞状態に保持する蓋保持部材（図示せず）と、から構成されている。また、外気遮断部４５は、外気遮断部４５を解除する解除部（解除機構）４８を備えている。
　本実施の形態においては、外気遮断部４５の蓋保持部材が、蓋部材４６をセンサケース４３に保持する構造の場合を示している。蓋保持部材は、例えば、所定温度で溶融する樹脂により、蓋部材４６をセンサケース４３に対して保持する。この場合の解除部４８は、樹脂を溶融するヒータなどで構成される。また、外気遮断部４５の蓋保持部材が、例えば、蓋部材４６を保持爪などでセンサケース４３に係止して保持する構造の場合、解除部４８は、保持爪の係止を電気的に解除するソレノイドなどで構成される。
　その他の解除部４８の構成としては、例えば、弾性部材４７を設けず、蓋部材４６を電気的に開閉可能な構造を採用するようにしてもよい。あるいは、例えば、蓋部材４６と開口４４とを開放した状態が記憶された形状記憶金属で蓋部材４６を構成し、ヒータなどの解除部４８で蓋部材４６を加熱して変形させることで、開口４４を開放させるようにしてもよい。
　外気遮断部４５の蓋保持部材が解除部４８により解除されると、弾性部材４７の弾性力により、蓋部材４６はセンサケース４３から離隔した位置に移動する。これにより、センサケース４３の開口４４を介して冷媒漏洩の検出を行うことができる。
　なお、外気遮断部４５は、蓋部材４６の内側に防湿材を備えてもよい。これにより、第２冷媒検出センサ４１を使用していない状態で、第２冷媒検出センサ４１の劣化を促進するおそれのある水分を除去することができる。したがって、第２冷媒検出センサ４１の劣化を抑制することができる。
　なお、外気遮断部４５の蓋部材４６は、光および熱を遮断する材料で形成されていてもよい。これにより、第２冷媒検出センサ４１を使用していない状態で、第２冷媒検出センサ４１の劣化を促進するおそれのある光や熱を遮断することができる。従って、第２冷媒検出センサ４１の劣化を抑制することができる。
　次に、実施の形態１の空気調和装置１における制御構成について説明する。
　図３は、本実施の形態の制御構成を示すブロック図である。
　図３に示すように、室内機１０は制御部５０を備えている。制御部５０は、空気調和装置１の各機器の制御を行う。制御部５０はプロセッサおよびメモリを備える。制御部５０による制御は、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサが処理することにより実行される。制御部は、タイマ５１を備える。制御部５０には、第１冷媒検出センサ４０および第２冷媒検出センサ４１が接続されている。
　制御部５０は、通信部５２を備える。通信部５２は、使用者が操作するリモコン５３と通信可能である。すなわち、制御部５０は、使用者によるリモコン５３の操作により、リモコン５３で入力された設定温度に基づいて、室外機３０の圧縮機３１、室外送風機３２、膨張機構３３、四方弁３４、室内機１０の室内送風機１５、および上下風向板１９の駆動制御を行う。
　制御部５０は、第１冷媒検出センサ４０または第２冷媒検出センサ４１により冷媒漏洩を検出した場合に、冷媒遮断弁２０を閉動作させるように制御する。
　制御部５０は、制御部５０のタイマ５１により、第１冷媒検出センサ４０の駆動時間をカウントする。例えば、制御部５０は、第１冷媒検出センサ４０の駆動時間が、第１冷媒検出センサ４０の寿命である５年間に達するまでカウントする。制御部５０は、第１冷媒検出センサ４０の駆動時間が５年間に達した場合に、解除部４８を駆動して蓋部材４６を解除する。これにより、第２冷媒検出センサ４１による冷媒漏洩検出が可能となる。
　また、制御部５０は、第１冷媒検出センサ４０の出力に基づいて、第１冷媒検出センサ４０の劣化を判定する。
　図４は、第１冷媒検出センサ４０の劣化判定の例を示すグラフである。図４に示すように、第１冷媒検出センサ４０について、出荷時においては０点から冷媒の濃度に比例してセンサ出力が上昇していく。この場合、制御部５０は、漏洩冷媒の濃度が１／１００ＬＦＬ（ＬＦＬ：最小可燃濃度）から１／４ＬＦＬまでの間に該当するセンサ出力になった場合に、冷媒が漏洩しているとして発報を行う。
　一方、第１冷媒検出センサ４０が劣化すると、出荷時と比較してセンサ出力が高くなる傾向にある。そのため、制御部５０は、０点におけるセンサ出力に対して設定された劣化判定の劣化判断用閾値を用いて劣化判定を行う。具体的には、例えば、制御部５０は、０点におけるセンサ出力が劣化判断用閾値を超えた場合であって、センサ出力が劣化判断用閾値を超えた状態が所定時間以上、例えば２４時間以上、継続した場合に、センサが劣化していると判定する。このように、センサ出力が劣化判断用閾値を超えた状態が所定時間以上（例えば２４時間以上）継続した場合に、センサが劣化していると判定することとしたのは、以下の理由による。すなわち、１日の温度サイクルにより多少センサ出力の変化が生じるが、センサ出力が劣化判断用閾値を超えた状態が例えば２４時間継続している場合には、１日の温度サイクルの影響ではないと考えられるためである。
　ここで、センサの劣化判定の劣化判断用閾値は、冷媒漏洩の発報を行うセンサ出力より低い値に設定される。このように設定することで、センサが劣化してセンサ出力が高くなった場合に誤発報を行うことを抑制することができる。
　［１－２．動作］
　次に、実施の形態１の空気調和装置１の動作について説明する。
　本実施の形態においては、空気調和装置１が設置された場合に、第１冷媒検出センサ４０を動作させ、制御部５０により、第１冷媒検出センサ４０の出力値に基づいて、冷媒の漏洩の有無を判定する。制御部５０は、タイマ５１により第１冷媒検出センサ４０の設置時からの駆動時間をカウントする。
　制御部５０は、圧縮機３１、室外送風機３２、膨張機構３３、四方弁３４、および室内送風機１５をそれぞれ駆動することで、リモコン５３により設定された室内温度に応じて、冷暖房運転を行う。
　そして、制御部５０は、第１冷媒検出センサ４０により室内機１０の冷媒漏洩を監視し、第１冷媒検出センサ４０により冷媒漏洩を検出した場合には、冷媒遮断弁２０に閉動作させるように制御する。
　第１冷媒検出センサ４０によって室内機１０の冷媒漏洩の監視をしている間は、第２冷媒検出センサ４１は、動作を停止している。このとき、第２冷媒検出センサ４１は外気遮断部４５により外気との接触が遮断されているので、第２冷媒検出センサ４１の動作停止時における、第２冷媒検出センサ４１の経年劣化を抑制することができる。
　制御部５０は、制御部５０のタイマ５１により、第１冷媒検出センサ４０の駆動時間が５年間に達したと判断した場合、第２冷媒検出センサ４１の解除部４８を駆動して蓋部材４６を解除することで、第２冷媒検出センサ４１による冷媒漏洩検出を可能とする。
　また、制御部５０は、第１冷媒検出センサ４０の出力に基づいて第１冷媒検出センサ４０の劣化を判定する。制御部５０は、０点におけるセンサ出力に対して劣化判定用閾値を設定しておく。そして、制御部５０は、０点におけるセンサ出力が劣化判定用閾値を超えた場合であって、センサ出力が劣化判定用の閾値を超えた状態が所定時間以上（例えば２４時間以上）継続した場合に、第１冷媒検出センサ４０が劣化していると判定する。制御部５０は、第１冷媒検出センサ４０が劣化していると判断した場合は、解除部４８を駆動して第２冷媒検出センサ４１の蓋部材４６を解除することで、第２冷媒検出センサ４１による冷媒漏洩検出を可能とする。
　これら第１冷媒検出センサ４０のタイマ５１による積算駆動時間のカウント値に基づく第１冷媒検出センサ４０から第２冷媒検出センサ４１への切り換えと、第１冷媒検出センサ４０の劣化判定に基づく第１冷媒検出センサ４０から第２冷媒検出センサ４１への切り換えは、いずれか早いほうが優先される。
　すなわち、劣化判定により、タイマ５１による駆動時間のカウント値が５年を経過する前に第１冷媒検出センサ４０が劣化していると判定された場合は、当該劣化判定に基づいて第１冷媒検出センサ４０から第２冷媒検出センサ４１への切り換えが行われる。
　なお、タイマ５１による積算駆動時間のカウント値が所定値に達して、または劣化判定により劣化していると判定されて、第１冷媒検出センサ４０から第２冷媒検出センサ４１への切り替えが行われた場合には、制御部５０は、リモコン５３に、あるいはメンテナンス管理会社などに、第１冷媒検出センサ４０の駆動を停止して第２冷媒検出センサ４１に切り替えた旨の通知を送信して報知するようにしてもよい。
　なお、制御部５０は、第１冷媒検出センサ４０から第２冷媒検出センサ４１への切替が完了した後は、第２冷媒検出センサ４１に対する劣化判定を行うようにしてもよい。
　このとき、制御部５０は、第１冷媒検出センサ４０および第２冷媒検出センサ４１のいずれもが劣化したと判定された場合は、継続した空気調和装置１の使用が不可であるとして、冷媒遮断弁２０を閉動作させ、空気調和装置１を使用できないように制御する。これにより、冷媒漏洩に対する安全性を向上させることができる。
　以上説明したように、本実施の形態の空気調和装置１においては、室内機１０が有する室内熱交換器１４と、室外機３０が有する室外熱交換器、圧縮機、絞り装置とが、冷媒配管２１を介して接続されており、冷媒として可燃性冷媒が用いられる。空気調和装置１はさらに、冷媒の漏洩を検出する第１冷媒検出センサ４０と第２冷媒検出センサとを備える。第２冷媒検出センサには、第２冷媒検出センサ４１のセンサ部４２ａへの外気を遮断する外気遮断部４５と、外気遮断部４５による外気の遮断を解除する解除部４８と、が設けられている。
　これにより、第１冷媒検出センサ４０を動作させている間、外気遮断部４５により外気を遮断することで、第２冷媒検出センサ４１の経年劣化を抑制することができる。そのため、第２冷媒検出センサ４１を動作させる際に経年劣化による誤検知が抑制される。したがって、適切に冷媒漏洩を検出することができ、冷媒漏洩に対する安全性を向上させることができる。
　なお、第１冷媒検出センサ４０と第２冷媒検出センサ４１とは、同一箇所に設置されていてもよい。この場合、第１冷媒検出センサ４０から第２冷媒検出センサ４１による冷媒漏洩の検出に切り換えた際に、第２冷媒検出センサ４１を用いて第１冷媒検出センサ４０と同一条件にて検出を行うことが可能となるので、設置場所の差異による検出誤差の発生を抑制することができる。
　本実施の形態においては、第１冷媒検出センサ４０は、室内機１０と室外機３０とを接続する冷媒配管２１の接続箇所近傍に設置される。第２冷媒検出センサ４１は、室内熱交換器１４の冷媒配管２１のベンド位置近傍に設置される。これにより、第１冷媒検出センサ４０により、室内機１０の初期使用による冷媒の漏洩を適切に検出することができる。また、第２冷媒検出センサ４１により、冷媒配管２１の経年劣化による冷媒の漏洩を適切に検出することが可能となる。
　また、本実施の形態においては、第１冷媒検出センサ４０および第２冷媒検出センサ４１のセンサ出力が入力される制御部５０を備える。制御部５０は、第１冷媒検知センサが所定時間以上（例えば２４時間以上）、劣化判断用の閾値を超えていると判断した場合に、解除部４８を動作させて外気遮断部４５を除去させ、第２冷媒検知センサを用いた冷媒漏洩の監視に切り換える。なお、劣化判断用の閾値は、第１冷媒検出センサ４０が冷媒漏洩を検出して発報を行うセンサ出力より低い値に設定される。
　これにより、第１冷媒検出センサ４０の劣化判定を行うことができる。また、劣化した第１冷媒検出センサ４０により誤って冷媒漏洩を検出してしまうことを回避して、第１冷媒検出センサ４０の経年劣化による誤検知を抑制することができる。そのため、冷媒漏洩に対する安全性を向上させることができる。
　また、本実施の形態においては、制御部５０は、タイマ５１を備える。制御部５０は、タイマ５１により第１冷媒検出センサ４０の駆動時間をカウントし、第１冷媒検出センサ４０の駆動時間が所定駆動時間を経過したと判断した場合、解除部４８を動作させて外気遮断部４５を除去させ、第２冷媒検知センサを用いた冷媒漏洩の監視に切り換える。
　これにより、寿命がきた第１冷媒検出センサ４０を用いることによる誤検知を抑制することができる。そのため、冷媒漏洩に対する安全性を向上させることができる。
　また、本実施の形態においては、制御部５０は、第１冷媒検出センサ４０および第２冷媒検出センサ４１のいずれもが劣化したと判定した場合、室内機１０への冷媒配管２１に設けられた冷媒遮断弁２０を閉動作させるように制御する。
　これにより、空気調和装置１を使用できないこととなり、冷媒漏洩に対する安全性を向上させることができる。
　（他の実施の形態）
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。また、上記実施の形態１で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。
　例えば、第１冷媒検出センサ４０および第２冷媒検出センサ４１は、一般に、制御基板に設けられたコネクタに対してセンサ基板４２のピンを挿入して接続することで構成される。
　そのため、第２冷媒検出センサ４１のセンサ基板４２と制御基板との接続箇所に、絶縁フィルムなどを挿入して、センサ基板４２を絶縁状態にしてもよい。これにより、センサ基板４２への通電が行われないようにできるとともに、外気遮断部４５により外気からも遮断されている。したがって、第２冷媒検出センサ４１をほぼ出荷時の状態に保持することが可能となる。
　このような構成において、第１冷媒検出センサ４０の寿命がきた場合や経年劣化と判定された場合に、絶縁フィルムを取り外す旨、報知するようにしてもよい。
　以上のように、本開示に係る空気調和装置は、冷媒検出センサの経年劣化による性能劣化を抑制し、冷媒漏洩に対する安全性を向上させることができるため、種々の空気調和装置に好適に利用可能である。
　１　空気調和装置
　１０　室内機
　１１　筐体
　１２　吸気口
　１３　吹出口
　１４　室内熱交換器
　１５　室内送風機
　１６　フィルタ
　１７　クリーニング駆動ローラ
　１８　左右風向板
　１９　上下風向板
　２０　冷媒遮断弁
　２１　冷媒配管
　３０　室外機
　３１　圧縮機
　３２　室外送風機
　３３　膨張機構（絞り装置）
　３４　四方弁
　４０　第１冷媒検出センサ
　４１　第２冷媒検出センサ
　４２　センサ基板
　４２ａ　センサ部
　４３　センサケース
　４４　開口
　４５　外気遮断部
　４６　蓋部材
　４７　弾性部材
　４８　解除部
　５０　制御部
　５１　タイマ
　５２　通信部
　５３　リモコン

Claims (8)

  1. 　室内機が有する室内熱交換器と、室外機が有する室外熱交換器、圧縮機、および絞り装置と、を備え、
    　前記室内熱交換器と、前記室外熱交換器、前記圧縮機、および前記絞り装置とが冷媒配管を介して接続され、
    　冷媒として可燃性冷媒が用いられた空気調和装置であって、
    　冷媒の漏洩を検出するセンサ部をそれぞれ有する、第１冷媒検出センサおよび第２冷媒検出センサを備え、
    　前記第２冷媒検出センサは、前記第２冷媒検出センサの前記センサ部への外気を遮断する外気遮断部と、前記外気遮断部による外気の遮断を解除する解除部と、を有する、
    　空気調和装置。
  2. 　前記第１冷媒検出センサと前記第２冷媒検出センサとは、同一箇所に配置されている、
    　請求項１に記載の空気調和装置。
  3. 　前記第１冷媒検出センサは、前記室内機と前記室外機とを接続する前記冷媒配管と前記室内機との接続箇所の近傍に配置され、
    前記第２冷媒検出センサは、前記室内熱交換器における前記冷媒配管のベンド位置の近傍に設置される、
    　請求項１に記載の空気調和装置。
  4. 　前記第１冷媒検出センサおよび前記第２冷媒検出センサのセンサ出力が入力される制御部をさらに備え、
    　前記制御部は、前記第１冷媒検出センサによる出力が所定時間以上、劣化判断用の閾値を超えていると判断した場合に、前記解除部を動作させて前記外気遮断部を除去させ、前記第２冷媒検出センサを用いた冷媒の漏洩の検出に切り換えるように構成されており、
    　劣化判断用の前記閾値は、第１冷媒検出センサが冷媒の漏洩を検出して発報を行うセンサ出力より低い値に設定されている、
    　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  5. 　前記制御部は、タイマを備え、
    　前記制御部は、前記タイマにより前記第１冷媒検出センサの駆動時間をカウントし、前記第１冷媒検出センサの駆動時間が所定駆動時間を経過したと判断した場合、前記解除部を動作させて前記外気遮断部を除去させ、前記第２冷媒検出センサを用いた冷媒の漏洩の検出に切り換えるように構成されている、
    　請求項４に記載の空気調和装置。
  6. 　前記外気遮断部の内部に、防湿材が配置されている、
    　請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  7. 　前記外気遮断部は、光および熱を遮断する材料で構成されている、
    　請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
  8. 　前記室内機への前記冷媒配管に設けられた冷媒遮断弁をさらに備え、
    　前記制御部は、前記第１冷媒検出センサおよび前記第２冷媒検出センサのいずれもが劣化したと判断した場合、前記冷媒遮断弁に閉動作させるように制御する。
    　請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
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JP2014224612A (ja) 2011-09-16 2014-12-04 パナソニック株式会社 空気調和機
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