WO2023188317A1 - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

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WO2023188317A1
WO2023188317A1 PCT/JP2022/016673 JP2022016673W WO2023188317A1 WO 2023188317 A1 WO2023188317 A1 WO 2023188317A1 JP 2022016673 W JP2022016673 W JP 2022016673W WO 2023188317 A1 WO2023188317 A1 WO 2023188317A1
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refrigerant
unit
light emitting
voltage value
voltage
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Application number
PCT/JP2022/016673
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English (en)
French (fr)
Inventor
充 川島
Original Assignee
三菱電機株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/36Drip trays for outdoor units
    • 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

Definitions

  • the present disclosure relates to a refrigeration cycle device.
  • An outdoor unit that sends refrigerant, an indoor unit connected to the outdoor unit via refrigerant piping, a control unit that controls the refrigeration cycle formed by the outdoor unit and the indoor unit, and a control unit that detects refrigerant leaking from the indoor unit.
  • the refrigerant sensor has a light-emitting part that emits infrared rays and a light-receiving part that receives the infrared rays emitted by the light-emitting part.
  • the sensor is constantly energized to detect refrigerant leakage, and the filament or LED that is the light source of the light emitting part deteriorates over time. If the output of the sensor decreases or is cut off due to aging of the light source of the light emitting section, it becomes impossible to detect refrigerant leakage.
  • the present disclosure has been made to solve such problems.
  • the purpose is to create a refrigeration cycle device that can suppress deterioration of the light source in a sensor that has a light emitting part and a light receiving part, thereby extending its life, and improving the long-term reliability of refrigerant leak detection. It is about providing.
  • a refrigeration cycle device includes a heat exchanger that is provided in an air path formed in a housing and in which a refrigerant flows, a blower fan that generates an airflow in the air path, and a leakage of the refrigerant.
  • the control unit further includes a control unit that controls voltage application, and a detection unit that detects occurrence of leakage of the refrigerant based on a state of reception of infrared rays by the light reception unit, and the control unit is configured to control the air flow rate of the blower fan.
  • a preset first voltage value is applied to the light emitting unit, and when the air volume of the blower fan is equal to or higher than the reference air volume, the voltage is lower than the first voltage value.
  • a voltage of a second voltage value that is small and preset to a value of 0 or more is applied to the light emitting section, and the detection section is configured to change the voltage applied to the light emitting section from the second voltage value to the second voltage value. Immediately after the voltage value is changed to 1, the occurrence of leakage of the refrigerant is detected based on the state of reception of infrared rays by the light receiver.
  • the refrigeration cycle device includes: a heat exchanger that is provided in an air path formed in a housing and in which a refrigerant flows; a blower fan that generates an air flow in the air path; a sensor section for detecting the occurrence of leakage of the light emitting section; the sensor section includes a light emitting section that emits infrared light; and a light receiving section that receives the infrared light emitted from the light emitting section; a control unit that controls application of voltage to the refrigerant; and a detection unit that detects occurrence of leakage of the refrigerant when the intensity of the infrared rays received by the light receiving unit is equal to or higher than a first reference intensity and is equal to a second reference intensity.
  • the control unit applies a voltage of a preset first voltage value to the light emitting unit when the air volume of the blower fan is less than a preset reference air volume, and controls the air volume of the blower fan to is equal to or greater than the reference air volume, a second voltage value smaller than the first voltage value and preset to a value of 0 or more is applied to the light emitting section, and the detection section At the same time as the voltage applied to the part is changed from the second voltage value to the first voltage value, detection of occurrence of leakage of the refrigerant based on the state of reception of infrared rays by the light receiving part is started.
  • the refrigeration cycle device includes: a heat exchanger that is provided in an air path formed in a housing and in which a refrigerant flows; a blower fan that generates an air flow in the air path; a sensor section for detecting the occurrence of leakage, the sensor section comprising a light emitting section that emits infrared rays, and a first light receiving section and a second light receiving section that receive the infrared rays emitted from the light emitting section.
  • a control unit that controls application of voltage to the light emitting unit, including a filter that is provided between the light emitting unit and the second light receiving unit and that passes infrared rays of a specific wavelength that is absorbed by the refrigerant;
  • the control unit further includes a detection unit that detects the occurrence of leakage of the refrigerant based on the amount of change in the intensity of infrared light received by the first light receiving unit and the second light receiving unit, and the control unit controls the air volume of the blower fan. is less than a preset reference air volume, a preset first voltage value is applied to the light emitting section, and when the air volume of the blower fan is greater than or equal to the reference air volume, the voltage is lower than the first voltage value.
  • the detecting section is configured to change the voltage applied to the light emitting section from the second voltage value to the second voltage value.
  • detection of occurrence of leakage of the refrigerant is started based on the state of reception of infrared rays by the first light receiving section and the second light receiving section.
  • the refrigeration cycle device it is possible to suppress the deterioration of the light source in the sensor having the light emitting part and the light receiving part, to extend the life of the sensor, and to improve the long-term reliability of refrigerant leakage detection. It has the effect of being possible.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a refrigerant circuit included in an air conditioner that is a refrigeration cycle device according to a first embodiment
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an indoor unit of an air conditioner which is a refrigeration cycle device according to Embodiment 1.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an infrared sensor included in the refrigeration cycle device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a control system of the refrigeration cycle device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flow diagram showing an example of the operation of the refrigeration cycle device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a flow diagram showing an example of an operation in a modification of the refrigeration cycle device according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an infrared sensor included in a refrigeration cycle device according to a second embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of a refrigerant circuit included in an air conditioner, which is a refrigeration cycle device.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of an indoor unit of an air conditioner, which is a refrigeration cycle device.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an infrared sensor included in the refrigeration cycle device.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the control system of the refrigeration cycle device.
  • FIG. 5 is a flow diagram showing an example of the operation of the refrigeration cycle device.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of the operation in a modified example of the refrigeration cycle device.
  • FIG. 1 shows the configuration of an air conditioner as an example of a refrigeration cycle device according to this disclosure.
  • refrigeration cycle devices to which the refrigerant leak detection device according to the present invention is applied include, in addition to air conditioners, water heaters, showcases, refrigerators, and the like.
  • the air conditioner which is a refrigeration cycle device according to this embodiment, includes an indoor unit 1 and an outdoor unit 2.
  • the indoor unit 1 is installed inside a room to be air-conditioned, that is, indoors.
  • the outdoor unit 2 is installed outside the room, that is, outdoors.
  • the indoor unit 1 includes an indoor heat exchanger 14 and an indoor fan 5.
  • the outdoor unit 2 includes an outdoor heat exchanger 4, an outdoor fan 6, a compressor 7, an expansion valve 8, and a four-way valve 9.
  • the indoor unit 1 and the outdoor unit 2 are connected by a refrigerant pipe 3.
  • the refrigerant pipe 3 is provided cyclically between the indoor heat exchanger 14 of the indoor unit 1 and the outdoor heat exchanger 4 of the outdoor unit 2.
  • a refrigerant is sealed inside the refrigerant pipe 3.
  • a refrigerant with a small global warming potential (GWP) as the refrigerant sealed in the refrigerant pipe 3.
  • GWP global warming potential
  • a refrigerant having a larger average molecular weight than air is used.
  • the refrigerant in this case has a higher density than air and is heavier than air at atmospheric pressure. Therefore, the refrigerant in this case has the property of sinking downward in the direction of gravity (vertical direction) in the air.
  • the refrigerant pipe 3 connects the indoor heat exchanger 14, the four-way valve 9, the compressor 7, the outdoor heat exchanger 4, and the expansion valve 8 in an annular manner. Therefore, a refrigerant circuit is formed in which refrigerant circulates between the indoor heat exchanger 14 and the outdoor heat exchanger 4.
  • the compressor 7 is a device that compresses the supplied refrigerant to increase the pressure and temperature of the refrigerant.
  • the compressor 7 for example, a rotary compressor, a scroll compressor, a reciprocating compressor, etc. can be used.
  • the expansion valve 8 expands the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger 4 and reduces the pressure of the refrigerant.
  • the expansion valve 8 is a linear electric expansion valve (LEV). Therefore, by closing the expansion valve 8, the flow of refrigerant can be prevented.
  • LEV linear electric expansion valve
  • the indoor heat exchanger 14 exchanges heat between the refrigerant that has flowed into the indoor heat exchanger 14 and the air surrounding the indoor heat exchanger 14.
  • the indoor fan 5 blows indoor air so that it passes around the indoor heat exchanger 14, promotes heat exchange between the refrigerant and the air in the indoor heat exchanger 14, and heats or The cooled air is then sent back into the room.
  • the outdoor heat exchanger 4 exchanges heat between the refrigerant that has flowed into the outdoor heat exchanger 4 and the air around the outdoor heat exchanger 4 .
  • the outdoor fan 6 blows outdoor air around the outdoor heat exchanger 4 to promote heat exchange between the refrigerant and the air in the outdoor heat exchanger 4.
  • the refrigerant circuit configured in this way exchanges heat between the refrigerant and air in each of the indoor heat exchanger 14 and the outdoor heat exchanger 4, thereby transferring heat between the indoor unit 1 and the outdoor unit 2. It works as a heat pump to move.
  • the circulation direction of the refrigerant in the refrigerant circuit can be reversed, and the air conditioner can be switched between cooling operation and heating operation.
  • the indoor unit 1 shown in the figure is of a ceiling-embedded type (ceiling cassette type). That is, the indoor unit 1 is buried in the ceiling of the room.
  • the indoor unit 1 includes a housing 10 and a panel 11.
  • the housing 10 has a box shape with an open bottom surface.
  • the panel 11 is attached to the lower surface of the housing 10.
  • the housing 10 is embedded in the ceiling of the room.
  • the panel 11 is exposed in the room at the ceiling.
  • the lower surface of the housing 10 is a surface facing the space to be air conditioned.
  • a suction port 12 and a blowout port 13 are formed in the panel 11 .
  • the suction port 12 is an opening for taking air into the housing 10 from the outside.
  • the air outlet 13 is an opening for discharging air from the inside of the housing 10 to the outside.
  • the panel 11 has a rectangular shape, for example.
  • a suction port 12 is arranged in the center of the panel 11.
  • Four air outlets 13 are arranged along each side of the rectangular shape of the panel 11.
  • the indoor fan 5 is a centrifugal fan.
  • the indoor fan 5 is provided inside the housing 10 with the suction side facing downward.
  • the rotation of the indoor fan 5 is driven by a fan motor (not shown).
  • the fan motor is attached to the top side of the housing 10.
  • a bell mouth (not shown) is provided below the indoor fan 5 and above the suction port 12. The bell mouth is for introducing air into the indoor fan.
  • An indoor heat exchanger 14 is provided on the outer peripheral side of the indoor fan 5 within the housing 10.
  • the indoor heat exchanger 14 is arranged to surround the indoor fan 5 in an annular manner.
  • the refrigerant pipe 3 is connected to the indoor heat exchanger 14. Therefore, a portion of the refrigerant pipe 3 is housed inside the casing 10.
  • the indoor heat exchanger 14 includes heat transfer tubes and fins (not shown).
  • the heat transfer tubes of the indoor heat exchanger 14 are connected to the refrigerant piping 3 through a piping connection.
  • a refrigerant flows through the refrigerant pipe 3 inside the heat exchanger tube. That is, refrigerant flows inside the indoor heat exchanger 14.
  • a drain pan 15 is provided below the indoor heat exchanger 14 in the housing 10 .
  • the drain pan 15 is for receiving condensed water generated by condensation of moisture in the air as the air is cooled during the heat exchange process in the indoor heat exchanger 14 .
  • an air outlet path leading to the air outlet 13 is formed between the outer peripheries of the indoor heat exchanger 14 and the drain pan 15 in the casing 10 and the wall surface of the casing 10.
  • the indoor fan 5 is an example of a blower fan that generates airflow in the air path inside the housing 10.
  • the indoor unit 1 of the air conditioner configured as described above, when the indoor fan 5 is rotated by the fan motor, the air flow from the suction port 12 to the blowout port 13 flows into the air path inside the housing 10. Air is sucked in from the suction port 12 and air is blown out from the blowout port 13. Air sucked in from the suction port 12 passes through the bell mouth and flows into the suction side of the indoor fan 5. The air that has flowed into the indoor fan 5 is blown out to the outer circumferential side of the indoor fan 5. Air blown out from the indoor fan 5 passes through the indoor heat exchanger 14 from the inner circumferential side to the outer circumferential side. As the air passes through the indoor heat exchanger 14, it is heated or cooled.
  • Whether the air is heated or cooled depends on whether the air conditioner is in cooling mode or heating mode.
  • the air that has passed through the indoor heat exchanger 14 hits the wall surface of the housing 10 and changes its flow direction downward. Then, the air passes through the air outlet between the indoor heat exchanger 14 and the drain pan 15 and the wall of the housing 10 and is blown out from the air outlet 13 .
  • An infrared sensor 100 is installed in the indoor unit 1 according to this embodiment.
  • the infrared sensor 100 is a sensor unit for detecting the occurrence of refrigerant leakage.
  • the infrared sensor 100 is placed in the above-mentioned air path inside the housing 10.
  • the number of infrared sensors 100 to be installed is not limited to one, and a plurality of infrared sensors 100 may be installed. Further, the infrared sensor 100 may be installed inside the casing of the outdoor unit 2.
  • the infrared sensor 100 includes a light emitting section 120, a light receiving section 130, and a case member 110.
  • the light emitting unit 120 is a light emitting unit that emits infrared rays.
  • the light emitting unit 120 includes, as a light source, an infrared lamp having a filament, a light emitting diode (LED), or the like, for example.
  • the light receiving section 130 is a light receiving means that receives infrared rays emitted from the light emitting section 120.
  • the light emitting unit 120 receives power and emits infrared rays.
  • the light receiving unit 130 outputs a signal corresponding to the intensity of the received infrared rays.
  • the case member 110 has a hollow rectangular parallelepiped shape.
  • a light emitting section 120 and a light receiving section 130 are housed inside the case member 110. Inside the case member 110, the light emitting section 120 and the light receiving section 130 are arranged to face each other.
  • the light receiving surface of the light receiving section 130 is arranged to be perpendicular to the optical axis of the light (infrared rays) emitted from the light emitting section 120.
  • the infrared rays emitted from the light emitting section 120 pass through the optical path 140 and reach the light receiving section 130.
  • the optical path 140 is a region through which infrared rays emitted from the light emitting section 120 pass before reaching the light receiving section 130.
  • the optical path 140 is formed along the optical axis of infrared rays emitted from the light emitting section 120.
  • the case member 110 surrounds the light emitting section 120, the light receiving section 130, and the optical path 140 from all directions: front and back, top and bottom, and right and left.
  • the shape of the case member 110 is not limited to the illustrated example, that is, a rectangular parallelepiped shape, as long as it surrounds the light emitting section 120, the light receiving section 130, and the optical path 140. It's okay.
  • a gas intake port 111 is formed in the case member 110. This gas intake port 111 allows communication between the outside and the inside of the case member 110. In the configuration example shown in FIG. 3, the gas intake port 111 is formed on the upper surface of the case member 110.
  • the refrigerant sealed in the refrigerant pipe 3 has the property of absorbing infrared rays of a specific wavelength.
  • the infrared rays emitted by the light emitting section 120 include infrared rays of a specific wavelength that are absorbed by this refrigerant.
  • the infrared sensor 100 may include a filter that allows the above-mentioned specific wavelength of infrared rays emitted by the light emitting section 120 to pass. When there is no coolant between the light emitting section 120 and the light receiving section 130, the infrared rays emitted from the light emitting section 120 reach the light receiving section 130.
  • the above-mentioned specific wavelength of infrared rays emitted from the light emitting section 120 is absorbed by this coolant.
  • those having the aforementioned specific wavelengths are attenuated by the coolant.
  • the amount of infrared rays received by the light receiving section 130 is determined. The intensity changes.
  • FIG. 4 shows the configuration of the control system of the air conditioner, which is a refrigeration cycle device according to this embodiment.
  • the air conditioner according to this embodiment includes a control device 40.
  • the control device 40 processes signals related to operational control of the air conditioner and controls overall operation of the air conditioner. Specifically, the control device 40 controls the operations of the compressor 7, the indoor fan 5, and the outdoor fan 6.
  • the control device 40 is composed of a computer including a processor and a memory as hardware, for example.
  • the processor is also referred to as a CPU (Central Processing Unit), central processing unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, or DSP.
  • Examples of the memory include nonvolatile or volatile semiconductor memories such as RAM, ROM, flash memory, EPROM, and EEPROM, or magnetic disks, flexible disks, optical disks, compact disks, minidisks, and DVDs.
  • a program as software is stored in the memory of the control device 40. Then, the control device 40 executes preset processing by having the processor execute a program stored in the memory, and realizes the functions described below as a result of cooperation between hardware and software.
  • circuit of the control device 40 may be formed as dedicated hardware, for example.
  • a part of the circuit of the control device 40 may be formed as dedicated hardware, and the circuit may be equipped with a processor and a memory.
  • Circuits that are partially formed as dedicated hardware include, for example, single circuits, composite circuits, programmed processors, parallel programmed processors, ASICs, FPGAs, or combinations thereof.
  • the air conditioner which is a refrigeration cycle device according to this embodiment, uses the detection result of the infrared sensor 100 to detect the occurrence of refrigerant leakage from the indoor heat exchanger 14. As described above, the infrared sensor 100 can detect the concentration of the refrigerant. Then, the infrared sensor 100 outputs a detection signal according to the detected concentration of the refrigerant. A detection signal output from the infrared sensor 100 is input to the control device 40.
  • the control device 40 includes a refrigerant leak detection section 41, a storage section 42, a notification section 43, and an operation control section 44.
  • the refrigerant leak detection section 41 detects the occurrence of refrigerant leakage based on the detection result of the infrared sensor 100. That is, the refrigerant leak detection section 41 detects the occurrence of refrigerant leakage based on the state of reception of infrared rays by the light receiving section 130.
  • the light receiving unit 130 outputs a signal corresponding to the received intensity of infrared rays of the above-mentioned specific wavelength.
  • a signal output from the light receiving section 130 of the infrared sensor 100 is input to the refrigerant leak detection section 41 of the control device 40 .
  • the signal output from the light receiving section 130 corresponds to the intensity of the infrared rays that have reached the light receiving section 130. As described above, this intensity changes depending on the refrigerant concentration between the light emitting section 120 and the light receiving
  • the refrigerant leak detection section 41 detects the occurrence of refrigerant leakage based on the signal output from the light receiving section 130. Specifically, the refrigerant leakage detection unit 41 detects that when the received light intensity of the light receiving unit 130 is below the leakage determination reference intensity, the refrigerant in the infrared sensor 100 is at a certain concentration or higher, that is, a refrigerant leak has occurred. Detect that.
  • the leakage determination reference strength at this time is set according to the refrigerant concentration at which it is to be detected that a refrigerant leak has occurred. The leakage determination reference strength thus set is stored in advance in the storage unit 42.
  • This notification section 43 includes a speaker for notifying by sound and an LED for notifying by light that the occurrence of refrigerant leakage has been detected.
  • the operation control unit 44 controls the operation of the air conditioner, which is a refrigeration cycle device, by controlling the operations of the compressor 7, indoor fan 5, outdoor fan 6, expansion valve 8, etc.
  • the operation control section 44 stops the operation of the air conditioner, which is a refrigeration cycle device.
  • the infrared sensor 100 includes a case member 110 that surrounds a light emitting section 120, a light receiving section 130, and an optical path 140. Then, the leaked refrigerant is introduced into the case member 110 through the gas intake port 111 formed in the case member 110. In this way, by surrounding the light emitting section 120, the light receiving section 130, and the optical path 140 with the case member 110 in which the gas intake port 111 is formed, foreign matter such as dust and dirt will adhere to the light emitting section 120 and the light receiving section 130. At the same time, it is possible to detect refrigerant leakage by introducing the leaked refrigerant into the optical path 140 within the case member 110.
  • the control device 40 further includes a sensor control section 45.
  • the sensor control unit 45 controls power supply to the infrared sensor 100 including the light emitting unit 120 and the light receiving unit 130. Therefore, the sensor control section 45 controls the application of voltage to the light emitting section 120 of the infrared sensor 100.
  • the sensor control unit 45 applies a voltage of the first voltage value to the light emitting unit 120 when the air volume of the indoor fan 5 is less than the reference air volume. Then, the sensor control unit 45 applies a voltage of the second voltage value to the light emitting unit 120 when the air volume of the indoor fan 5 is equal to or greater than the reference air volume.
  • the value of the reference air volume, the first voltage value, and the second voltage value are set in advance.
  • the second voltage value is set to a value smaller than the first voltage value and greater than or equal to zero.
  • the refrigerant leakage detection unit 41 detects the leakage of the refrigerant based on the state of reception of infrared rays by the light reception unit 130. Detect the occurrence of
  • the sensor control unit 45 When the second voltage value is set to 0, the sensor control unit 45 essentially stops applying the voltage to the light emitting unit 120 when the air volume of the indoor fan 5 is equal to or higher than the reference air volume. . In this case, when the air volume of the indoor fan 5 becomes less than the reference air volume, the sensor control unit 45 restarts application of voltage to the light emitting unit 120. Then, the refrigerant leakage detection section 41 detects and determines the occurrence of refrigerant leakage based on the state of reception of infrared rays by the light receiving section 130 immediately after the sensor control section 45 restarts application of voltage to the light emitting section 120.
  • the indoor fan 5 If the indoor fan 5 is operating at a standard air volume or higher, even if refrigerant leakage occurs, the leaked refrigerant will be diffused by the airflow generated by the indoor fan 5. Therefore, formation of a region where the leaked refrigerant remains and the refrigerant concentration is above a certain level is suppressed. Therefore, when the indoor fan 5 is operating at a standard air volume or higher, the voltage applied to the light emitting section 120 of the infrared sensor 100 is reduced or the voltage application to the light emitting section 120 is stopped, so that the light emission is prevented. Deterioration of the light source of the section 120 can be suppressed. Therefore, the life of the light emitting section 120 can be extended.
  • semiconductor sensors have generally been used to detect refrigerant leakage.
  • sensitivity is improved by increasing the temperature of the gas-sensitive element using a heater.
  • the temperatures of the heater and the gas-sensitive element have not risen, so it is difficult to accurately detect refrigerant leakage. Specifically, about 10 seconds are required until refrigerant leakage can be detected after power supply to the semiconductor sensor is resumed.
  • refrigerant leakage can be detected immediately after the energization to the infrared sensor 100 is resumed, specifically, after about 1 second has elapsed.
  • the air volume of the indoor fan 5 decreases below the standard air volume, if refrigerant leaks, there is a high possibility that the leaked refrigerant will stagnate and form a region where the refrigerant concentration is above a certain level.
  • power to the infrared sensor 100 can be restarted to quickly detect refrigerant leakage.
  • the refrigeration cycle device improves the long-term reliability of refrigerant leakage detection and reduces the possibility that leaked refrigerant will accumulate and a region where the refrigerant concentration is above a certain level is formed. It is possible to quickly detect refrigerant leaks in situations where the temperature is high.
  • the refrigerant in the refrigerant circuit continues to leak inside the casing 10 of the indoor unit 1.
  • the refrigerant leak rate at this time is 10 kg/h.
  • the gas concentration of R32 in an environment with a room temperature of 25° C. and an atmospheric pressure of 1013 mbar is 2.13 kg/m 3 . Therefore, from the following equation (2), the refrigerant leakage rate can be calculated to be 0.078 m3/min.
  • the refrigerant that has already leaked indoors is sucked into the casing 10 from the suction port 12 of the indoor unit 1. Then, the leaked refrigerant sucked in from the suction port 12 and the refrigerant newly leaked within the casing 10 are blown out from the air outlet 13 of the indoor unit 1 into the room.
  • Q be the air volume of the indoor fan 5, that is, the air volume blown out from the air outlet 13 of the indoor unit 1.
  • the amount of air sucked into the housing 10 from the suction port 12 of the indoor unit 1 is equal to the amount Q of air blown out from the outlet 13 of the indoor unit 1 minus the refrigerant leak rate. Therefore, the speed of the refrigerant sucked into the housing 10 from the suction port 12 of the indoor unit 1 is calculated as (Q - 0.078) x 0.11 kg/min using the results of equations (1) and (2). becomes.
  • the concentration of the refrigerant blown out from the outlet 13 of the indoor unit 1 is the flammable concentration of R32 of 0.306 kg/m3
  • the speed of the refrigerant blown out from the outlet 13 of the indoor unit 1 is Q ⁇ 0.306. Therefore, in order for the concentration of the refrigerant blown out from the outlet 13 of the indoor unit 1 to be less than the flammable concentration of R32 of 0.306 kg/m3, the following equation (3) needs to be satisfied.
  • step S11 the sensor control unit 45 determines whether the indoor fan 5 is operating at the above-mentioned reference air volume or higher.
  • the operating status of the indoor fan 5 can be obtained from the operation control unit 44, for example. If the indoor fan 5 is operating at the reference air volume or higher, the sensor control unit 45 next performs the process of step S12.
  • step S12 the sensor control unit 45 turns off the detection mode. That is, the sensor control unit 45 stops energizing the infrared sensor 100 including the light emitting unit 120. After step S12, the sensor control unit 45 returns to step S11 and continues the process.
  • step S13 the sensor control unit 45 turns on the detection mode. That is, the sensor control section 45 energizes the infrared sensor 100 including the light emitting section 120. After step S13, the sensor control unit 45 returns to step S11 and continues the process.
  • the determination of the occurrence of refrigerant leakage by the refrigerant leakage detection unit 41 is not limited to that using the leakage determination reference strength described above.
  • the refrigerant leak detection unit 41 may use two reference values, the first reference intensity and the second reference intensity, to determine the occurrence of refrigerant leakage.
  • the refrigerant leak detection section 41 detects the occurrence of refrigerant leakage when the intensity of the infrared rays received by the light receiving section 130 is greater than or equal to the first reference intensity and less than the second reference intensity.
  • the second reference intensity is set to a value greater than the first reference intensity.
  • the refrigerant leakage detection section 41 determines that a refrigerant leak has occurred in a situation where infrared rays are not irradiated from the light emitting section 120, the received light intensity at the light receiving section 130 is equal to or higher than the first reference intensity. Otherwise, the refrigerant leakage detection unit 41 will not detect the occurrence of refrigerant leakage. Therefore, erroneous detection of the occurrence of refrigerant leakage can be suppressed. Further, in this case, the refrigerant leakage detection section 41 detects the infrared rays received by the light receiving section 130 at the same time that the voltage applied to the light emitting section 120 is changed from the second voltage value to the first voltage value. Detection of occurrence of refrigerant leakage may be started.
  • the refrigerant leakage detection unit 41 does not detect the occurrence of refrigerant leakage. Therefore, at the same time that the voltage applied to the light emitting section 120 is changed from the second voltage value to the first voltage value, the refrigerant leakage detection section 41 detects the occurrence of refrigerant leakage based on the light reception state at the light reception section 130. Even if a refrigerant leak is started, the occurrence of a refrigerant leak will not be falsely detected. Then, refrigerant leakage can be detected earlier after power supply to the infrared sensor 100 is resumed.
  • the air conditioner which is a refrigeration cycle device
  • the air conditioner can perform a recovery operation in which refrigerant is recovered to the outdoor unit 2 side.
  • the operation control unit 44 causes the air conditioner to perform a recovery operation.
  • the recovery operation is an operation in which the refrigerant in the refrigerant circuit is recovered to the outdoor heat exchanger 4 side of the outdoor unit 2.
  • the outdoor heat exchanger 4 side here specifically refers to, for example, the outdoor heat exchanger 4, the refrigerant pipe 3 between the outdoor heat exchanger 4 and the expansion valve 8, and the like.
  • the operation control unit 44 turns the four-way valve 9 toward cooling and operates the compressor 7 with the expansion valve 8 closed. Thereby, the refrigerant on the indoor unit 1 side is sucked out to the compressor 7.
  • the high-temperature gaseous refrigerant discharged from the compressor 7 passes through the outdoor heat exchanger 4 and exchanges heat with outdoor air. This heat exchange causes the gas phase refrigerant to liquefy.
  • the liquefied refrigerant passes through the outdoor heat exchanger 4 and reaches the expansion valve 8. At this time, since the expansion valve 8 is closed, the liquid phase refrigerant is recovered in the refrigerant pipe 3 between the outdoor heat exchanger 4 and the expansion valve 8 and into the outdoor heat exchanger 4.
  • a cutoff valve that cuts off the refrigerant circuit may be installed separately from the expansion valve 8. Further, a check valve may be installed between the compressor 7 and the outdoor heat exchanger 4. Furthermore, a shutoff valve may be added between the compressor 7 and the outdoor heat exchanger 4 or downstream of the compressor 7 of the outdoor unit 2.
  • the sensor control unit 45 stops applying voltage to the light emitting unit 120 after the collection operation is performed. After the recovery operation is performed, the refrigerant in the refrigerant circuit is recovered to the outdoor unit 2 side, and the amount of refrigerant remaining in the indoor unit 1 side is small. For this reason, the amount of refrigerant leaked when a refrigerant leak occurs in the indoor unit 1 can be reduced, so even if the indoor fan 5 is stopped, there is no possibility that the leaked refrigerant will form an area where the refrigerant concentration is above a certain level. low. Therefore, by stopping the application of voltage to the light emitting section 120, deterioration of the light source of the light emitting section 120 can be suppressed.
  • step S21 the operation control unit 44 determines whether the air conditioner, which is a refrigeration cycle device, is in operation. If the air conditioner is in operation, the control device 40 next performs the process of step S22. In step S22, the sensor control unit 45 determines whether the indoor fan 5 is operating at the above-mentioned reference air volume or higher.
  • step S23 the sensor control unit 45 turns off the detection mode. That is, the sensor control unit 45 stops energizing the infrared sensor 100 including the light emitting unit 120.
  • step S24 the sensor control unit 45 turns on the detection mode. That is, the sensor control section 45 energizes the infrared sensor 100 including the light emitting section 120.
  • step S21 the control device 40 next performs the process of step S25.
  • step S25 the operation control unit 44 performs a recovery operation.
  • step S26 the sensor control unit 45 determines whether the collection operation is completed. Then, when the collection operation is completed, the sensor control unit 45 next performs the process of step S27.
  • step S27 the sensor control unit 45 turns off the detection mode. That is, the sensor control unit 45 stops energizing the infrared sensor 100 including the light emitting unit 120.
  • the second voltage value may be a positive value instead of 0. That is, when the indoor fan 5 is operating at a reference air volume or higher, the sensor control unit 45 reduces the voltage applied to the light emitting unit 120 of the infrared sensor 100 from the first voltage value to the second voltage value. Specifically, for example, the first voltage value is set to 5V, and the second voltage value is set to 3V.
  • the refrigerant leak detection section 41 may continue to detect and determine the occurrence of refrigerant leakage based on the state of infrared light reception by the light receiving section 130 even while the second voltage value is applied to the light emitting section 120.
  • the refrigerant leak detection section 41 detects the intensity of infrared light received by the light receiving section 130 depending on whether the voltage applied to the light emitting section 120 is a first voltage value or a second voltage value.
  • the reference value may be changed. For example, when the voltage applied to the light emitting section 120 is the second voltage value, the leakage determination reference strength is set higher than when the voltage being applied to the light emitting section 120 is the first voltage value. Alternatively, when the voltage applied to the light emitting section 120 is the second voltage value, the first reference intensity and the second reference intensity are lower than when the voltage applied to the light emitting section 120 is the first voltage value. Make one or both higher.
  • the air volume of the indoor fan 5 is greater than or equal to the reference air volume.
  • the indoor atmosphere is sucked into the housing 10 through the suction port 12.
  • there may be a gas (hereinafter also referred to as a "false detection gas") that absorbs infrared rays of the same wavelength as the above-mentioned specific wavelength that is absorbed by the refrigerant.
  • falsely detected indoor gas is likely to be taken into the housing 10.
  • the erroneously detected gas taken into the housing 10 reaches the infrared sensor 100, refrigerant leakage will be erroneously detected.
  • the reference value of the light receiving intensity at the light receiving section 130 is higher when the voltage applied to the light emitting section 120 is the second voltage value, the detection caused by such false detection gas can be avoided. Erroneous detection of refrigerant leaks can be suppressed.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of an infrared sensor included in the refrigeration cycle device.
  • Embodiment 2 to be described here has the configuration of Embodiment 1 described above, in which the infrared sensor is provided with two light receiving sections, and one of the light receiving sections is provided with an optical filter.
  • the refrigeration cycle device according to the second embodiment will be described below, focusing on the differences from the first embodiment.
  • the configuration whose description is omitted is basically the same as that of the first embodiment.
  • structures similar to or corresponding to those of the first embodiment will be described with the same reference numerals used in the description of the first embodiment.
  • the configurations of the refrigerant circuit, indoor unit 1, and control system in the air conditioner, which is a refrigeration cycle device according to this embodiment, are the same as those in the first embodiment described with reference to FIGS. 1, 2, and 4. be. Therefore, duplicate explanations will be omitted.
  • the air conditioner, which is a refrigeration cycle device according to this embodiment, includes an infrared sensor 100 shown in FIG.
  • the infrared sensor 100 is a sensor unit for detecting the occurrence of refrigerant leakage.
  • the infrared sensor 100 is placed in the air path inside the housing 10.
  • the infrared sensor 100 includes a light emitting section 120, a first light receiving section 131, a second light receiving section, an optical filter 150, and a case member 110.
  • the light emitting unit 120 is a light emitting unit that emits infrared rays.
  • the light emitting unit 120 includes, as a light source, an infrared lamp having a filament, a light emitting diode (LED), or the like, for example.
  • the first light receiving section 131 and the second light receiving section are light receiving means that receive infrared rays emitted from the light emitting section 120.
  • the light emitting unit 120 receives power and emits infrared rays.
  • the first light receiving section 131 and the second light receiving section 132 output signals corresponding to the intensity of the infrared rays received.
  • a gas intake port 111 is formed in the case member 110.
  • a light emitting section 120, a first light receiving section 131, a second light receiving section 132, and an optical filter 150 are housed inside the case member 110. Inside the case member 110, the light emitting section 120 and the first and second light receiving sections 132 are arranged to face each other. The light receiving surfaces of the first light receiving section 131 and the second light receiving section 132 are arranged to be perpendicular to the optical axis of the light (infrared rays) emitted from the light emitting section 120.
  • the infrared rays emitted from the light emitting section 120 pass through the optical path 140 and reach the first light receiving section 131 and the second light receiving section.
  • the optical path 140 is a region through which infrared rays emitted from the light emitting section 120 pass before reaching the first light receiving section 131 and the second light receiving section 132.
  • the optical path 140 is formed along the optical axis of infrared rays emitted from the light emitting section 120.
  • the refrigerant sealed in the refrigerant pipe 3 has the property of absorbing infrared rays of a specific wavelength.
  • the infrared rays emitted by the light emitting section 120 include infrared rays of a specific wavelength that are absorbed by this refrigerant.
  • the optical filter 150 is arranged in the optical path 140 between the light emitting section 120 and the second light receiving section 132. In the illustrated example, an optical filter 150 is provided on the light receiving surface of the second light receiving section 132.
  • the optical filter 150 has a property of allowing infrared rays of a specific wavelength that is absorbed by the refrigerant to pass through, and does not allow infrared rays of wavelengths other than the specific wavelength to pass through.
  • the second light receiving section 132 receives only the infrared light of a specific wavelength that is absorbed by the refrigerant, out of the infrared rays emitted from the light emitting section 120.
  • the first light receiving section 131 receives infrared light emitted from the light emitting section 120 over the entire wavelength range.
  • the refrigerant leak detection section 41 detects the occurrence of refrigerant leakage based on the state of reception of infrared rays by the first light receiving section 131 and the second light receiving section 132.
  • the first light receiving section 131 and the second light receiving section 132 output signals according to the intensity of received infrared light. Signals output from the first light receiving section 131 and the second light receiving section 132 of the infrared sensor 100 are input to the refrigerant leak detection section 41 of the control device 40 .
  • the signals output from the first light receiving section 131 and the second light receiving section 132 correspond to the intensity of the infrared rays that have reached the first light receiving section 131 and the second light receiving section 132. As described above, this intensity changes depending on the refrigerant concentration between the light emitting section 120 and the first and second light receiving sections 131 and 132.
  • the refrigerant leak detection section 41 detects the occurrence of refrigerant leakage based on the signals output from the first light receiving section 131 and the second light receiving section 132. Specifically, the refrigerant leak detection unit 41 detects the refrigerant based on the difference or ratio between the amount of change in the intensity of infrared light received by the first light receiving unit 131 and the amount of change in the intensity of infrared light received by the second light receiving unit 132. Detect the occurrence of leakage. As described above, the second light receiving section 132 receives only the infrared light of a specific wavelength that is absorbed by the refrigerant among the infrared rays emitted from the light emitting section 120.
  • the received light intensity decreases significantly.
  • the first light receiving section 131 receives infrared light emitted from the light emitting section 120 over the entire wavelength range. Therefore, even if infrared rays of a specific wavelength are absorbed by the refrigerant, the received intensity of infrared rays of wavelengths other than the specific wavelength does not change, so that the overall change in the received light intensity is smaller than that of the second light receiving section 132.
  • the refrigerant leakage detection section 41 does not detect that refrigerant leakage has occurred.
  • the refrigerant leakage detection unit 41 detects that refrigerant leakage has occurred.
  • the optical filter 150 only needs to be provided in either the first light receiving section 131 or the second light receiving section 132.
  • the sensor control unit 45 applies a voltage of the first voltage value to the light emitting unit 120 when the air volume of the indoor fan 5 is less than the reference air volume. Then, the sensor control unit 45 applies a voltage of the second voltage value to the light emitting unit 120 when the air volume of the indoor fan 5 is equal to or greater than the reference air volume. The second voltage value is set to a value smaller than the first voltage value and greater than or equal to zero. Then, the refrigerant leak detection unit 41 detects the occurrence of refrigerant leakage based on the infrared light receiving state by the light receiving unit 130 at the same time that the voltage applied to the light emitting unit 120 is changed from the second voltage value to the first voltage value. Start detecting.
  • the intensity of the light received by the first light receiving section 131 is reduced and the second voltage value is lower than the first voltage value.
  • the decrease in the intensity of light received by the two light receiving sections 132 is about the same. For example, when the second voltage value is 0 and the voltage application to the light emitting section 120 is stopped, the light receiving intensity of the first light receiving section 131 and the second light receiving section 132 is both 0. Therefore, in this case, the refrigerant leakage detection section 41 does not detect that refrigerant leakage has occurred.
  • the refrigerant leakage detection section 41 detects the occurrence of refrigerant leakage based on the light reception state at the light reception section 130. Even if detection is started, the occurrence of refrigerant leakage will not be falsely detected. Then, refrigerant leakage can be detected earlier after power supply to the infrared sensor 100 is resumed.
  • the refrigeration cycle device configured as described above, as in the first embodiment, it is possible to improve the long-term reliability of refrigerant leakage detection and to prevent areas where leaked refrigerant remains and the refrigerant concentration is above a certain level. It is possible to quickly detect a refrigerant leak in situations where the possibility of refrigerant leakage forming is high. Furthermore, it is possible to suppress false detection of refrigerant leakage due to foreign matter entering the infrared sensor 100 or a decrease in light intensity due to deterioration of the light emitting part 120, and it is possible to detect refrigerant leakage earlier after power is resumed to the infrared sensor 100. It is.
  • the present disclosure can be used, for example, in a refrigeration cycle device that detects refrigerant leakage in an air conditioner, water heater, showcase, refrigerator, etc.

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Abstract

発光部及び受光部を有するセンサにおける光源の劣化を抑制できる冷凍サイクル装置を提供する。このため、冷凍サイクル装置は、冷媒の漏洩の発生を検知するためのセンサ部を備える。センサ部は、赤外線を射出する発光部と、赤外線を受光する受光部とを備える。冷凍サイクル装置は、発光部への電圧の印加を制御する制御部と、受光部による赤外線の受光状態に基づいて冷媒の漏洩の発生を検知する検知部とをさらに備える。制御部は、送風ファンの風量が基準風量未満の場合に、第1電圧値の電圧を発光部に印加させ、送風ファンの風量が基準風量以上の場合に、第1電圧値よりも小さく、かつ、0以上の値に設定された第2電圧値の電圧を発光部に印加させる。検知部は、発光部に印加されている電圧が第2電圧値から第1電圧値に変更された直後に、受光部による赤外線の受光状態に基づいて冷媒の漏洩の発生を検知する。

Description

冷凍サイクル装置
 本開示は、冷凍サイクル装置に関するものである。
 冷媒を送出する室外機と、冷媒配管を介して室外機に接続された室内機と、室外機及び室内機により形成される冷凍サイクルを制御する制御部と、室内機から漏洩した冷媒を検知することが可能な冷媒センサとを備え、冷媒センサは、赤外線を発する発光部と、発光部が発した赤外線を受光する受光部とを有し、制御部は、受光部からの出力が低下したときに冷媒が漏洩したと判定するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
日本特開2016-223640号公報
 しかしながら、特許文献1に示されるような技術においては、冷媒の漏洩を検知するためにセンサに常時通電しており、発光部の光源であるフィラメント又はLEDの経年劣化する。発光部の光源の経年劣化によりセンサの出力低下又は出力遮断が起こると、冷媒漏洩を検知できなくなってしまう。
 本開示は、このような課題を解決するためになされたものである。その目的は、発光部及び受光部を有するセンサにおける光源の劣化を抑制して長寿命化を図ることができ、冷媒漏洩検知についての長期信頼性の向上を図ることが可能である冷凍サイクル装置を提供することにある。
 本開示に係る冷凍サイクル装置は、筐体内に形成された風路中に設けられ、内部に冷媒が流通する熱交換器と、前記風路中に気流を生成する送風ファンと、前記冷媒の漏洩の発生を検知するためのセンサ部と、を備え、前記センサ部は、赤外線を射出する発光部と、前記発光部から射出された赤外線を受光する受光部と、を備え、前記発光部への電圧の印加を制御する制御部と、前記受光部による赤外線の受光状態に基づいて、前記冷媒の漏洩の発生を検知する検知部と、をさらに備え、前記制御部は、前記送風ファンの風量が予め設定された基準風量未満の場合に、予め設定された第1電圧値の電圧を前記発光部に印加させ、前記送風ファンの風量が前記基準風量以上の場合に、前記第1電圧値よりも小さく、かつ、0以上の値に予め設定された第2電圧値の電圧を前記発光部に印加させ、前記検知部は、前記発光部に印加されている電圧が前記第2電圧値から前記第1電圧値に変更された直後に、前記受光部による赤外線の受光状態に基づいて、前記冷媒の漏洩の発生を検知する。
 あるいは、本開示に係る冷凍サイクル装置は、筐体内に形成された風路中に設けられ、内部に冷媒が流通する熱交換器と、前記風路中に気流を生成する送風ファンと、前記冷媒の漏洩の発生を検知するためのセンサ部と、を備え、前記センサ部は、赤外線を射出する発光部と、前記発光部から射出された赤外線を受光する受光部と、を備え、前記発光部への電圧の印加を制御する制御部と、前記受光部による赤外線の受光強度が第1基準強度以上で、かつ、第2基準強度である場合に前記冷媒の漏洩の発生を検知する検知部と、をさらに備え、前記制御部は、前記送風ファンの風量が予め設定された基準風量未満の場合に、予め設定された第1電圧値の電圧を前記発光部に印加させ、前記送風ファンの風量が前記基準風量以上の場合に、前記第1電圧値よりも小さく、かつ、0以上の値に予め設定された第2電圧値の電圧を前記発光部に印加させ、前記検知部は、前記発光部に印加されている電圧が前記第2電圧値から前記第1電圧値に変更されると同時に、前記受光部による赤外線の受光状態に基づく前記冷媒の漏洩の発生の検知を開始する。
 あるいは、本開示に係る冷凍サイクル装置は、筐体内に形成された風路中に設けられ、内部に冷媒が流通する熱交換器と、前記風路中に気流を生成する送風ファンと、前記冷媒の漏洩の発生を検知するためのセンサ部と、を備え、前記センサ部は、赤外線を射出する発光部と、前記発光部から射出された赤外線を受光する第1受光部及び第2受光部と、前記発光部と前記第2受光部との間に設けられ、前記冷媒が吸収する特定波長の赤外線を通過させるフィルタと、を備え、前記発光部への電圧の印加を制御する制御部と、前記第1受光部及び前記第2受光部による赤外線の受光強度の変化量に基づいて、前記冷媒の漏洩の発生を検知する検知部と、をさらに備え、前記制御部は、前記送風ファンの風量が予め設定された基準風量未満の場合に、予め設定された第1電圧値の電圧を前記発光部に印加させ、前記送風ファンの風量が前記基準風量以上の場合に、前記第1電圧値よりも小さく、かつ、0以上の値に予め設定された第2電圧値の電圧を前記発光部に印加させ、前記検知部は、前記発光部に印加されている電圧が前記第2電圧値から前記第1電圧値に変更されると同時に、前記第1受光部及び前記第2受光部による赤外線の受光状態に基づく前記冷媒の漏洩の発生の検知を開始する。
 本開示に係る冷凍サイクル装置によれば、発光部及び受光部を有するセンサにおける光源の劣化を抑制して長寿命化を図ることができ、冷媒漏洩検知についての長期信頼性の向上を図ることが可能であるという効果を奏する。
実施の形態1に係る冷凍サイクル装置である空気調和機が備える冷媒回路の構成概略を示す図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置である空気調和機の室内機の構成を模式的に示す図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置が備える赤外線センサの構成を模式的に示す断面図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の制御系統の構成を示すブロック図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の動作の一例を示すフロー図である。 実施の形態1に係る冷凍サイクル装置の変形例における動作の一例を示すフロー図である。 実施の形態2に係る冷凍サイクル装置が備える赤外線センサの構成を模式的に示す断面図である。
 本開示に係る冷凍サイクル装置を実施するための形態について添付の図面を参照しながら説明する。各図において、同一又は相当する部分には同一の符号を付して、重複する説明は適宜に簡略化又は省略する。以下の説明においては便宜上、図示の状態を基準に各構造の位置関係を表現することがある。なお、本開示は以下の実施の形態に限定されることなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、又は各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
実施の形態1.
 図1から図6を参照しながら、本開示の実施の形態1について説明する。図1は冷凍サイクル装置である空気調和機が備える冷媒回路の構成概略を示す図である。図2は冷凍サイクル装置である空気調和機の室内機の構成を模式的に示す図である。図3は冷凍サイクル装置が備える赤外線センサの構成を模式的に示す断面図である。図4は冷凍サイクル装置の制御系統の構成を示すブロック図である。図5は冷凍サイクル装置の動作の一例を示すフロー図である。図6は冷凍サイクル装置の変形例における動作の一例を示すフロー図である。
 この開示に係る冷凍サイクル装置の一例として、空気調和機の構成を図1に示す。なお、この発明に係る冷媒漏洩検知装置が適用される冷凍サイクル装置としては、空気調和機の他に、例えば、給湯器、ショーケース、あるいは冷蔵庫等を挙げることができる。
 図1に示すように、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置である空気調和機は、室内機1と室外機2とを備えている。室内機1は、空気調和の対象となる室の内部すなわち室内に設置される。室外機2は、当該室の外部すなわち室外に設置される。室内機1は、室内熱交換器14と室内ファン5とを備えている。室外機2は、室外熱交換器4、室外ファン6、圧縮機7、膨張弁8及び四方弁9を備えている。
 室内機1と室外機2とは冷媒配管3で接続されている。冷媒配管3は、室内機1の室内熱交換器14と室外機2の室外熱交換器4との間で循環的に設けられている。冷媒配管3内には冷媒が封入されている。冷媒配管3内に封入される冷媒は、地球温暖化係数(GWP)の小さいものを用いることが望ましい。冷媒として例えば、空気よりも平均分子量が大きいものを用いる。この場合の冷媒は、空気よりも密度が大きく大気圧下で空気より重い。したがって、この場合の冷媒は、空気中では重力方向(鉛直方向)の下方へと沈んでいく性質を持っている。
 このような冷媒として、具体的に例えば、テトラフルオロプロペン(CF3CF=CH2:HFO-1234yf)、ジフルオロメタン(CH2F2:R32)、プロパン(R290)、プロピレン(R1270)、エタン(R170)、ブタン(R600)、イソブタン(R600a)、1.1.1.2-テトラフルオロエタン(C2H2F4:R134a)、ペンタフルオロエタン(C2HF5:R125)、1.3.3.3-テトラフルオロ-1-プロペン(CF3-CH=CHF:HFO-1234ze)、二酸化炭素(CO2:R744)等の中から選ばれる1つ以上の冷媒からなる(混合)冷媒を用いることができる。
 冷媒配管3は、室内熱交換器14、四方弁9、圧縮機7、室外熱交換器4及び膨張弁8を環状に接続している。したがって、室内熱交換器14と室外熱交換器4との間で冷媒が循環する冷媒回路が形成されている。
 圧縮機7は、供給された冷媒を圧縮して当該冷媒の圧力及び温度を高める機器である。圧縮機7は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、レシプロ圧縮機等を用いることができる。膨張弁8は、室外熱交換器4で凝縮された冷媒を膨張させ、当該冷媒を減圧する。ここで説明する構成例では、膨張弁8は、リニア電子膨張弁(LEV:Linear Electric expansion Valve)である。したがって、膨張弁8を閉じることで、冷媒の流通を阻止できる。
 室内熱交換器14は、室内熱交換器14に流入した冷媒と室内熱交換器14の周囲の空気との間で熱を交換させる。室内ファン5は、室内の空気が室内熱交換器14の周囲を通過するように送風し、室内熱交換器14における冷媒と空気との間での熱交換を促進するとともに、熱交換により加熱又は冷却された空気を再び室内に送り出す。室外熱交換器4は、室外熱交換器4に流入した冷媒と室外熱交換器4の周囲の空気との間で熱を交換させる。室外ファン6は、室外の空気が室外熱交換器4の周囲を通過するように送風し、室外熱交換器4における冷媒と空気との間での熱交換を促進する。
 このようにして構成された冷媒回路は、室内熱交換器14及び室外熱交換器4のそれぞれにおいて冷媒と空気の間で熱交換を行うことにより、室内機1と室外機2との間で熱を移動させるヒートポンプとして働く。この際、四方弁9を切り換えることにより、冷媒回路における冷媒の循環方向を反転させて空気調和機の冷房運転と暖房運転とを切り換えることができる。
 図2に示すのは、この実施の形態に係る室内機1の一例である。同図に示す室内機1は、天井埋込型(天井カセット型)である。すなわち、部屋の天井に室内機1が埋設されている。室内機1は、筐体10とパネル11を備えている。筐体10は、下面が開放された箱状を呈する。パネル11は、筐体10の下面に取り付けられる。筐体10は、部屋の天井に埋め込まれる。パネル11は、天井において部屋内に露出している。筐体10の下面は、空気調和の対象となる空間に臨む面である。
 パネル11には、吸込口12及び吹出口13が形成されている。吸込口12は、外部から筐体10の内部に空気を取り込むための開口である。吹出口13は、筐体10の内部から外部へと空気を排出するための開口である。パネル11は例えば四角形状を呈する。パネル11の中央部には、吸込口12が配置されている。そして、パネル11の四角形状の各辺に沿って、4つの吹出口13が配置されている。
 筐体10の内部には、室内熱交換器14及び室内ファン5が収容されている。室内ファン5は遠心ファンである。室内ファン5は、筐体10内部に吸込側が下方に向けられて設けられている。室内ファン5は、図示しないファンモータにより回転が駆動される。ファンモータは、筐体10の天面側に取り付けられている。室内ファン5の下方で、かつ、吸込口12の上方には、図示しないベルマウスが設けられている。ベルマウスは、室内ファンへ空気を導入するためのものである。
 筐体10内における室内ファン5の外周側には、室内熱交換器14が設けられている。室内熱交換器14は、室内ファン5を環状に囲むようにして配置されている。前述したように、室内熱交換器14には、冷媒配管3が接続されている。したがって、冷媒配管3の一部は、筐体10の内部に収容されている。室内熱交換器14は、図示しない伝熱管及びフィンを備えている。室内熱交換器14の伝熱管は冷媒配管3と配管接続部で接続されている。伝熱管の内部には、冷媒配管3を通じて冷媒が流通する。すなわち、室内熱交換器14の内部には冷媒が流通する。
 室内熱交換器14では、室内ファン5により吸込口12から吸い込まれる部屋内の空気と冷媒との間で熱交換が行われて冷気又は暖気が生成される。筐体10内における室内熱交換器14の下方には、ドレンパン15が設けられている。ドレンパン15は、室内熱交換器14における熱交換過程で空気が冷やされることにより当該空気中の水分が凝結して発生した結露水を受けるためのものである。筐体10内における室内熱交換器14及びドレンパン15の外周と筐体10の壁面との間には、吹出口13に通じる吹出風路が形成されている。
 このようにして室内機1の筐体10内には、吸込口12から室内ファン5、室内熱交換器14及び吹出風路を通過して吹出口13に至る風路が形成されている。したがって、室内熱交換器14は、筐体10内に形成された風路中に配置されている。室内ファン5は、筐体10内の風路中に気流を生成する送風ファンの一例である。
 以上のように構成された空気調和機の室内機1において、ファンモータにより室内ファン5が回転されると、吸込口12から吹出口13へと向かう空気流が筐体10内の風路中に生成されて、吸込口12から空気が吸い込まれ、吹出口13から空気が吹き出される。吸込口12から吸い込まれた空気は、ベルマウスを通過して、室内ファン5の吸込側に流入する。室内ファン5に流入した空気は、室内ファン5の外周側に吹き出される。室内ファン5から吹き出された空気は、室内熱交換器14を内周側から外周側へと通過する。室内熱交換器14を通過する際、空気は加熱又は冷却される。空気が加熱されるか冷却されるかは、空気調和装置が冷房運転であるか暖房運転であるかによる。室内熱交換器14を通過した空気は、筐体10の壁面に当たり、流れる向きを下向きに変える。そして、室内熱交換器14及びドレンパン15と筐体10の壁面との間の吹出風路を通過して吹出口13から吹き出す。
 この実施の形態に係る室内機1には、赤外線センサ100が設置されている。赤外線センサ100は、冷媒の漏洩の発生を検知するためのセンサ部である。この実施の形態においては、赤外線センサ100は、筐体10内の前述した風路中に配置される。なお、設置する赤外線センサ100の数は1つに限られず複数の赤外線センサ100を設置してもよい。また、室外機2の筐体内に赤外線センサ100を設置してもよい。
 図3に示すように、赤外線センサ100は、発光部120、受光部130及びケース部材110を備えている。発光部120は、赤外線を射出する発光手段である。発光部120は、光源として、例えば、フィラメントを有する赤外線ランプ、又は、発光ダイオード(LED)等を備えている。受光部130は、発光部120から射出された赤外線を受光する受光手段である。発光部120は、電力の供給を受けて赤外線を射出する。受光部130は、受光した赤外線の強度に応じた信号をから出力する。
 図3に示す構成例では、ケース部材110は中空の直方体状を呈している。ケース部材110の内部には、発光部120及び受光部130が収容されている。ケース部材110の内部において、発光部120と受光部130とは対向して配置されている。受光部130の受光面は、発光部120から照射される光(赤外線)の光軸と垂直になるように配置されている。
 発光部120から射出された赤外線は、光路140を通過して受光部130に到達する。光路140は、発光部120から射出された赤外線が受光部130に到達するまでに通過する領域である。光路140は、発光部120から射出された赤外線の光軸に沿って形成される。
 ケース部材110は、発光部120、受光部130及び光路140を、前後、上下及び左右の全ての方向から包囲している。ケース部材110の形状は、発光部120、受光部130及び光路140を包囲していれば、図示の例、すなわち直方体状に限られず、他に例えば、円柱状、角柱状、繭状等であってもよい。ケース部材110には、ガス取込口111が形成されている。このガス取込口111により、ケース部材110の外部と内部とが通じている。図3に示す構成例では、ガス取込口111は、ケース部材110の上面に形成されている。
 冷媒配管3に封入された冷媒は、特定波長の赤外線を吸収する性質を有している。発光部120が照射する赤外線には、この冷媒が吸収する特定波長のものが含まれている。赤外線センサ100は、発光部120が照射する赤外線のうち、前述した特定波長のものを通過させるフィルタを備えてもよい。発光部120と受光部130との間に冷媒が存在しないとき、発光部120から照射された赤外線は受光部130へと到達する。発光部120と受光部130との間に冷媒が存在するときには、この冷媒により発光部120から射出された赤外線のうち前述した特定波長のものが吸収される。発光部120から射出された赤外線のうち、前述した特定波長のものは冷媒により減衰される。冷媒が発光部120と受光部130との間に存在するか否か、より正確に言えば、発光部120と受光部130との間の冷媒濃度に応じて、受光部130が受光する赤外線の強度が変化する。
 この実施の形態に係る冷凍サイクル装置である空気調和機の制御系統の構成を図4に示す。同図に示すように、この実施の形態に係る空気調和機は、制御装置40を備えている。制御装置40は、空気調和機の動作制御に係る信号を処理し、空気調和機の運転動作全般を制御する。具体的には、制御装置40は、圧縮機7、室内ファン5及び室外ファン6の動作を制御する。
 制御装置40は、ハードウェアとして、例えば、プロセッサ及びメモリを備えたコンピュータから構成されている。プロセッサは、CPU(Central Processing Unit)、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータあるいはDSPともいう。メモリには、例えば、RAM、ROM、フラッシュメモリー、EPROM及びEEPROM等の不揮発性もしくは揮発性の半導体メモリ、又は、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク及びDVD等が該当する。
 制御装置40のメモリには、ソフトウェアとしてのプログラムが記憶される。そして、制御装置40は、メモリに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することによって予め設定された処理を実施し、ハードウェアとソフトウェアとが協働した結果として、後述する機能を実現する。
 なお、制御装置40の回路は、例えば、専用のハードウェアとして形成されてもよい。制御装置40の回路の一部が専用のハードウェアとして形成され、かつ、当該回路にプロセッサ及びメモリが備えられていてもよい。一部が専用のハードウェアとして形成される回路には、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ASIC、FPGA、又は、これらを組み合わせたものが該当する。
 この実施の形態に係る冷凍サイクル装置である空気調和機は、赤外線センサ100の検知結果を利用して、室内熱交換器14からの冷媒漏洩の発生を検知する。前述したように、赤外線センサ100は、冷媒の濃度を検知可能である。そして、赤外線センサ100は、検知した冷媒の濃度に応じた検知信号を出力する。赤外線センサ100から出力された検知信号は、制御装置40に入力される。
 制御装置40は、冷媒漏洩検知部41、記憶部42、報知部43及び動作制御部44を備えている。冷媒漏洩検知部41は、赤外線センサ100の検出結果に基づいて冷媒漏洩の発生を検知するものである。すなわち、冷媒漏洩検知部41は、受光部130による赤外線の受光状態に基づいて冷媒の漏洩の発生を検知する。受光部130は、前述した特定波長の赤外線の受光強度に応じた信号を出力する。赤外線センサ100の受光部130から出力された信号は、制御装置40の冷媒漏洩検知部41に入力される。受光部130から出力された信号は、受光部130に到達した赤外線の強度に応じている。この強度は、前述したように、発光部120と受光部130との間の冷媒濃度によって変化する。
 冷媒漏洩検知部41は、受光部130から出力された信号に基づいて、冷媒の漏洩発生を検知する。具体的には、冷媒漏洩検知部41は、受光部130の受光強度が漏洩判定基準強度以下である場合に、赤外線センサ100における冷媒が一定濃度以上であって、すなわち、冷媒の漏洩が発生したことを検知する。この際の漏洩判定基準強度は、冷媒の漏洩が発生したことを検知すべき冷媒濃度に応じて設定される。こうして設定された漏洩判定基準強度は、記憶部42に予め記憶されている。
 報知部43は、冷媒漏洩検知部41が冷媒の漏洩発生を検知した場合に、その旨を利用者、作業者等に報知する。この報知部43は、冷媒漏洩発生を検知した旨を、音で報知するためのスピーカ及び光で報知するためのLED等を備えている。
 動作制御部44は、圧縮機7、室内ファン5、室外ファン6、膨張弁8等の動作を制御することで、冷凍サイクル装置である空気調和機の動作を制御する。冷媒漏洩検知部41が冷媒の漏洩発生を検知した場合には、動作制御部44は、冷凍サイクル装置である空気調和機の動作を停止させる。
 以上のように構成された冷凍サイクル装置においては、赤外線センサ100の検出結果を用いて冷媒漏洩を検知する。赤外線センサ100は、発光部120、受光部130及び光路140を包囲するケース部材110を備えている。そして、ケース部材110に形成されたガス取込口111を通じて、漏洩した冷媒がケース部材110内に導入される。このように、ガス取込口111が形成されたケース部材110により発光部120、受光部130及び光路140を包囲することで、発光部120及び受光部130に塵、埃等の異物が付着することを抑制するとともに、ケース部材110内の光路140に漏洩した冷媒を導入して冷媒漏洩を検知することができる。
 この実施の形態に係る冷凍サイクル装置においては、制御装置40は、センサ制御部45をさらに備えている。センサ制御部45は、発光部120及び受光部130を含む赤外線センサ100への電力供給を制御する。したがって、センサ制御部45は、赤外線センサ100の発光部120への電圧の印加を制御する。
 センサ制御部45は、室内ファン5の風量が基準風量未満の場合に、第1電圧値の電圧を発光部120に印加させる。そして、センサ制御部45は、室内ファン5の風量が基準風量以上の場合に、第2電圧値の電圧を発光部120に印加させる。ここで、基準風量の値、第1電圧値及び第2電圧値は、予め設定されている。特に、第2電圧値は、第1電圧値よりも小さく、かつ、0以上の値に設定される。そして、冷媒漏洩検知部41は、発光部120に印加されている電圧が第2電圧値から第1電圧値に変更された直後に、受光部130による赤外線の受光状態に基づいて、冷媒の漏洩の発生を検知する。
 第2電圧値が0に設定されている場合、実質的には、センサ制御部45は、室内ファン5の風量が基準風量以上の場合に発光部120への電圧の印加を停止させることになる。この場合、室内ファン5の風量が基準風量未満になったら、センサ制御部45は、発光部120への電圧の印加を再開させる。そして、冷媒漏洩検知部41は、センサ制御部45が発光部120への電圧の印加を再開させた直後における受光部130による赤外線の受光状態に基づいて、冷媒漏洩の発生検知判定を実施する。
 室内ファン5が基準風量以上で運転していれば、冷媒漏洩が発生しても室内ファン5が生成した気流により漏洩した冷媒が拡散される。このため、漏洩した冷媒が滞留して冷媒濃度が一定以上である領域の形成が抑制される。そこで、室内ファン5が基準風量以上で運転している場合には、赤外線センサ100の発光部120に印加される電圧を低下させる、又は、発光部120への電圧印加を停止させることで、発光部120の光源の劣化を抑制することができる。したがって、発光部120の長寿命化を図ることができる。
 また、従来において冷媒漏洩を検知するために半導体センサが使用されることが一般的である。半導体センサではヒータにより感ガス素子の温度を上昇させることで感度を向上している。半導体センサへの通電再開直後はヒータ及び感ガス素子の温度が上昇していないため、精度よく冷媒漏洩を検知することが困難である。具体的には、半導体センサへの通電再開後、冷媒漏洩が検知可能となるまでに10秒程度が必要である。
 これに対し、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置によれば、赤外線センサ100への通電再開直後、具体的には1秒程度が経過すれば、冷媒漏洩が検知可能である。室内ファン5の風量が基準風量未満に低下すると、冷媒が漏洩すれば漏洩した冷媒が滞留して冷媒濃度が一定以上である領域が形成される可能性が高くなる。室内ファン5の風量が基準風量未満に低下して漏洩した冷媒が滞留する可能性が高くなった状況では、赤外線センサ100への通電を再開し、迅速に冷媒漏洩を検知可能である。このように、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置によれば、冷媒漏洩検知についての長期信頼性の向上と、漏洩した冷媒が滞留して冷媒濃度が一定以上である領域が形成される可能性が高くなった状況下における迅速な冷媒漏洩検知とを両立できる。
 次に、前述した基準風量の設定方法の一例について、具体的な数値例を挙げながら説明する。床面積が10m2、高さが2.2mの室内に、冷媒量0.5kgの冷媒(R32)を内包した室内機1が設置されているとする。この場合、室内機1が内包する冷媒の全量が室内に漏洩し、漏洩した冷媒が室内機1の気流により均一に撹拌されたとする場合における室内の冷媒濃度は、次の(1)式より0.11kg/m3となる。
 0.5/(2.2×10)=0.11 ・・・ (1)
 室内機1が内包する冷媒の全量が室内に漏洩した後も、室内機1の筐体10内においては冷媒回路中の冷媒が漏洩を続ける。この際の冷媒漏洩速度を10kg/hとする。室温25℃、気圧1013mbarの環境下におけるR32のガス濃度は2.13kg/m3である。したがって、次の(2)式より、冷媒漏洩速度は0.078m3/minであると換算できる。
 (10/60)/2.13=0.078 ・・・ (2)
 室内ファン5が運転中であれば室内機1の吸込口12から筐体10内に既に室内に漏洩した冷媒が吸い込まれる。そして、室内機1の吹出口13からは、吸込口12から吸い込まれた漏洩冷媒と筐体10内で新たに漏洩した冷媒とが室内に吹き出される。室内ファン5の風量、すなわち、室内機1の吹出口13から吹き出す風量をQとする。室内機1の吸込口12から筐体10内に吸い込まれる風量は、室内機1の吹出口13から吹き出す風量Qから冷媒漏洩速度を減じたものになる。したがって、室内機1の吸込口12から筐体10内に吸い込まれる冷媒の速度は、(1)式及び(2)式の結果を用いて、(Q-0.078)×0.11kg/minとなる。
 一方、筐体10内で漏洩する冷媒の速度は、10kg/h=0.17kg/minである。また、室内機1の吹出口13から吹き出す冷媒の濃度がR32の可燃濃度0.306kg/m3となるとき、室内機1の吹出口13から吹き出す冷媒の速度は、Q×0.306である。したがって、室内機1の吹出口13から吹き出す冷媒の濃度がR32の可燃濃度0.306kg/m3未満となるためには、次の(3)式が満足されればよい。
 (Q-0.078)×0.11+0.17<Q×0.306 ・・・ (3)
 この(3)式より、Q>0.824m3/minである。すなわち、室内ファン5の風量Qを0.824m3/minより大きくすることで、室内機1の吹出口13から吹き出す冷媒の濃度を、R32の可燃濃度0.306kg/m3未満とすることができる。そこで、ここで説明した例においては、前述した基準風量を0.824m3/minより大きい値に設定するとよい。
 次に、以上のように構成された冷凍サイクル装置の動作例を図5のフロー図を参照しながら説明する。まず、ステップS11において、センサ制御部45は、室内ファン5が前述した基準風量以上で運転しているか否かを判定する。室内ファン5の運転状況は、例えば、動作制御部44から取得できる。室内ファン5が基準風量以上で運転している場合、センサ制御部45は次にステップS12の処理を行う。
 ステップS12においては、センサ制御部45は、検知モードをOFFにする。すなわち、センサ制御部45は、発光部120を含む赤外線センサ100への通電を停止する。ステップS12の後、センサ制御部45はステップS11に戻って処理を継続する。
 一方、ステップS11で室内ファン5が基準風量以上で運転していない場合、センサ制御部45は次にステップS13の処理を行う。ステップS13においては、センサ制御部45は、検知モードをONにする。すなわち、センサ制御部45は、発光部120を含む赤外線センサ100へ通電させる。ステップS13の後、センサ制御部45はステップS11に戻って処理を継続する。
 なお、冷媒漏洩検知部41による冷媒漏洩の発生の判定は、以上で説明した漏洩判定基準強度を用いたものに限られない。他に例えば、冷媒漏洩検知部41は、冷媒漏洩の発生の判定に第1基準強度と第2基準強度の2つの基準値を用いて、冷媒漏洩の発生の判定を行ってもよい。この場合、冷媒漏洩検知部41は、受光部130による赤外線の受光強度が第1基準強度以上で、かつ、第2基準強度未満である場合に冷媒の漏洩の発生を検知する。第2基準強度は、第1基準強度よりも大きい値に設定される。
 このようにすることで、発光部120から赤外線が照射されていない状況で冷媒漏洩検知部41が冷媒漏洩の発生の判定を行っても、受光部130での受光強度が第1基準強度以上にならなければ、冷媒漏洩検知部41は、冷媒の漏洩の発生を検知しない。したがって、冷媒漏洩の発生の誤検知を抑制できる。また、この場合、冷媒漏洩検知部41は、発光部120に印加されている電圧が前述した第2電圧値から第1電圧値に変更されると同時に、受光部130による赤外線の受光状態に基づく冷媒の漏洩の発生の検知を開始してもよい。
 発光部120に第2電圧値が印加されている場合における受光部130での受光強度が第2基準強度未満であったとしても、受光部130での受光強度が第1基準強度以上にならなければ、冷媒漏洩検知部41は、冷媒の漏洩の発生を検知しない。したがって、発光部120に印加されている電圧が第2電圧値から第1電圧値に変更されると同時に、冷媒漏洩検知部41が受光部130での受光状態に基づく冷媒の漏洩の発生の検知を開始しても、冷媒漏洩の発生を誤検知してしまうことがない。そして、赤外線センサ100への通電再開後、より早期に冷媒漏洩が検知可能である。
 次に、この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。この変形例においては、冷凍サイクル装置である空気調和機は、冷媒を室外機2側に回収する回収運転を実施可能である。動作制御部44は、空気調和機の運転を停止した後、空気調和機に回収運転を行わせる。回収運転とは、冷媒回路中の冷媒を室外機2の室外熱交換器4側に回収する運転である。ここでいう室外熱交換器4側とは、具体的に例えば、室外熱交換器4、室外熱交換器4と膨張弁8との間の冷媒配管3等を指している。
 回収運転では、動作制御部44は、四方弁9を冷房向きにし、膨張弁8を閉止した状態で圧縮機7を動作させる。これにより、室内機1側の冷媒は、圧縮機7に吸い出される。そして、圧縮機7から吐出された高温の気相の冷媒は、室外熱交換器4を通過して室外の空気と熱交換される。この熱交換により気相の冷媒は液化する。液化した冷媒は室外熱交換器4を抜け、膨張弁8に到達する。この時、膨張弁8は閉止されているため、液相の冷媒は、室外熱交換器4と膨張弁8と間の冷媒配管3内、及び、室外熱交換器4に回収される。
 なお、膨張弁8とは別に、冷媒回路を遮断する遮断弁を設置してもよい。また、圧縮機7と室外熱交換器4の間に逆止弁を設置してもよい。さらに、圧縮機7と室外熱交換器4の間又は室外機2の圧縮機7の下流に遮断弁を追加してもよい。
 そして、この変形例においては、センサ制御部45は、回収運転の実施後に発光部120への電圧の印加を停止させる。回収運転の実施後には、冷媒回路の冷媒が室外機2側に回収され、室内機1側に残っている冷媒量は少ない。このため、室内機1で冷媒漏洩が発生した場合の冷媒漏洩量を少なくできるので、室内ファン5が停止していても漏洩した冷媒により冷媒濃度が一定以上である領域が形成される可能性は低い。そこで、発光部120への電圧の印加を停止することで、発光部120の光源劣化を抑制できる。
 次に、以上のように構成された冷凍サイクル装置の変形例の動作例を図6のフロー図を参照しながら説明する。まず、ステップS21において、動作制御部44は、冷凍サイクル装置である空気調和機が運転中であるか否かを判定する。空気調和機が運転中であれば、制御装置40は次にステップS22の処理を行う。ステップS22において、センサ制御部45は、室内ファン5が前述した基準風量以上で運転しているか否かを判定する。
 室内ファン5が基準風量以上で運転している場合、センサ制御部45は次にステップS23の処理を行う。ステップS23においては、センサ制御部45は、検知モードをOFFにする。すなわち、センサ制御部45は、発光部120を含む赤外線センサ100への通電を停止する。一方、ステップS22で室内ファン5が基準風量以上で運転していない場合、センサ制御部45は次にステップS24の処理を行う。ステップS24においては、センサ制御部45は、検知モードをONにする。すなわち、センサ制御部45は、発光部120を含む赤外線センサ100へ通電させる。
 一方、ステップS21で空気調和機が運転中でない場合、制御装置40は次にステップS25の処理を行う。ステップS25においては、動作制御部44は、回収運転を実施する。続くステップS26において、センサ制御部45は、回収運転が完了したか否かを判定する。そして、回収運転が完了すれば、センサ制御部45は次にステップS27の処理を行う。ステップS27においては、センサ制御部45は、検知モードをOFFにする。すなわち、センサ制御部45は、発光部120を含む赤外線センサ100への通電を停止する。
 なお、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置においては、前述したように、第2電圧値は0でなく正の値であってもよい。すなわち、室内ファン5が基準風量以上で運転しているときには、センサ制御部45は、赤外線センサ100の発光部120に印加される電圧を第1電圧値から第2電圧値に低下させる。具体的に例えば、第1電圧値を5Vに設定し、第2電圧値を3Vに設定する。そして、冷媒漏洩検知部41は、発光部120に第2電圧値の電圧が印加されている間も、受光部130による赤外線の受光状態に基づく冷媒漏洩の発生検知判定を継続してもよい。
 この場合、冷媒漏洩検知部41は、発光部120に印加されている電圧が第1電圧値か第2電圧値かに応じて、冷媒の漏洩の発生を検知する受光部130による赤外線の受光強度の基準値を変更してもよい。例えば、発光部120に印加されている電圧が第2電圧値である場合、発光部120に印加されている電圧が第1電圧値である場合よりも、漏洩判定基準強度を高くする。あるいは、発光部120に印加されている電圧が第2電圧値である場合、発光部120に印加されている電圧が第1電圧値である場合よりも、第1基準強度及び第2基準強度の一方又は両方を高くする。
 発光部120に印加されている電圧が第2電圧値である場合、室内ファン5の風量は基準風量以上である。この場合、室内ファン5が動作することで、室内の雰囲気が吸込口12から筐体10内に吸い込まれる。室内の雰囲気中には、冷媒が吸収する前述の特定波長と同じ波長の赤外線を吸収する性質のガス(以降において、「誤検知ガス」ともいう)が存在する場合がある。室内ファン5が動作することで、室内の誤検知ガスが筐体10内に取り込まれやすくなる。そして、筐体10内に取り込まれた誤検知ガスが赤外線センサ100に達すると、冷媒漏洩を誤検知してしまう。そこで、発光部120に印加されている電圧が第2電圧値である場合に、受光部130での受光強度の基準値が高くなるように変更することで、このような誤検知ガスに起因する冷媒漏洩の誤検知を抑制できる。
実施の形態2.
 図7及びこれまでの実施の形態で示した各図を適宜に参照しながら、本開示の実施の形態2について説明する。図7は、冷凍サイクル装置が備える赤外線センサの構成を模式的に示す断面図である。
 ここで説明する実施の形態2は、前述した実施の形態1の構成において、赤外線センサに2つの受光部を設け、一方の受光部には光学フィルタを設けたものである。以下、この実施の形態2に係る冷凍サイクル装置について、実施の形態1との相違点を中心に説明する。説明を省略した構成については実施の形態1と基本的に同様である。以降の説明においては、実施の形態1と同様の又は対応する構成について、原則として実施の形態1の説明で用いたものと同じ符号を付して記載する。
 この実施の形態に係る冷凍サイクル装置である空気調和機における、冷媒回路、室内機1及び制御系統の構成は、図1、図2及び図4を参照して説明した実施の形態1と同様である。このため、重複する説明は省略する。そして、この実施の形態に係る冷凍サイクル装置である空気調和機は、図7に示す赤外線センサ100を備えている。赤外線センサ100は、冷媒の漏洩の発生を検知するためのセンサ部である。赤外線センサ100は、筐体10内の風路中に配置されている。
 図7に示すように、赤外線センサ100は、発光部120、第1受光部131、第2受光部、光学フィルタ150及びケース部材110を備えている。発光部120は、赤外線を射出する発光手段である。発光部120は、光源として、例えば、フィラメントを有する赤外線ランプ、又は、発光ダイオード(LED)等を備えている。第1受光部131及び第2受光部は、発光部120から射出された赤外線を受光する受光手段である。発光部120は、電力の供給を受けて赤外線を射出する。第1受光部131及び第2受光部132は、受光した赤外線の強度に応じた信号をから出力する。
 ケース部材110には、ガス取込口111が形成されている。ケース部材110の内部には、発光部120、第1受光部131、第2受光部132及び光学フィルタ150が収容されている。ケース部材110の内部において、発光部120と第1受光部及び第2受光部132とは対向して配置されている。第1受光部131及び第2受光部132の受光面は、発光部120から照射される光(赤外線)の光軸と垂直になるように配置されている。
 発光部120から射出された赤外線は、光路140を通過して第1受光部131及び第2受光部に到達する。光路140は、発光部120から射出された赤外線が第1受光部131及び第2受光部132に到達するまでに通過する領域である。光路140は、発光部120から射出された赤外線の光軸に沿って形成される。
 冷媒配管3に封入された冷媒は、特定波長の赤外線を吸収する性質を有している。発光部120が照射する赤外線には、この冷媒が吸収する特定波長のものが含まれている。光学フィルタ150は、発光部120と第2受光部132との間の光路140に配置されている。図示の例では、光学フィルタ150が第2受光部132の受光面に設けられている。光学フィルタ150は、冷媒が吸収する特定波長の赤外線を通過させ、前記特定波長以外の波長の赤外線を通過させない性質を有する。したがって、光学フィルタ150により、第2受光部132は、発光部120から照射された赤外線のうち、冷媒が吸収する特定波長のもののみを受光する。一方、第1受光部131は、発光部120から照射された全波長域にわたる赤外線を受光する。
 冷媒漏洩検知部41は、第1受光部131及び第2受光部132による赤外線の受光状態に基づいて冷媒の漏洩の発生を検知する。第1受光部131及び第2受光部132は、赤外線の受光強度に応じた信号を出力する。赤外線センサ100の第1受光部131及び第2受光部132から出力された信号は、制御装置40の冷媒漏洩検知部41に入力される。第1受光部131及び第2受光部132から出力された信号は、第1受光部131及び第2受光部132に到達した赤外線の強度に応じている。この強度は、前述したように、発光部120と第1受光部131及び第2受光部132との間の冷媒濃度によって変化する。
 冷媒漏洩検知部41は、第1受光部131及び第2受光部132から出力された信号に基づいて、冷媒の漏洩発生を検知する。具体的には、冷媒漏洩検知部41は、第1受光部131による赤外線の受光強度の変化量と、第2受光部132による赤外線の受光強度の変化量との差又は比に基づいて、冷媒の漏洩の発生を検知する。前述したように、第2受光部132は、発光部120から照射された赤外線のうち、冷媒が吸収する特定波長のもののみを受光する。このため、冷媒により特定波長の赤外線が吸収されると受光強度が大きく低下する。一方、第1受光部131は、発光部120から照射された全波長域にわたる赤外線を受光する。このため、冷媒により特定波長の赤外線が吸収されても、特定波長以外の赤外線の受光強度は変化しないため、全体としての受光強度変化は、第2受光部132よりも小さくなる。
 第2受光部132による赤外線の受光強度が低下した場合に、第1受光部131による赤外線の受光強度も同程度低下したとき、発光部120から照射された前述の特定波長の赤外線だけでなく、特定波長以外の波長の赤外線も何らかの原因により妨げられている。したがって、この場合には、冷媒漏洩検知部41は、冷媒の漏洩が発生したことを検知しない。
 一方、第2受光部132による赤外線の受光強度が低下したが、第1受光部131による赤外線の受光強度が同程度は低下していないとき、発光部120から照射された前述の特定波長の赤外線が妨げられ、特定波長以外の赤外線については妨げられずに第1受光部131に到達していると考えられる。したがって、この場合には、冷媒漏洩検知部41は、冷媒の漏洩が発生したことを検知する。
 このようにすることで、第1受光部131、第2受光部132と発光部120との間に光を遮断するごみ等の異物が侵入した場合に冷媒漏洩を誤検知してしまうことを抑制できる。また、発光部120が劣化して光量が低下した場合等においても、冷媒漏洩を誤検知してしまうことを抑制できる。なお、光学フィルタ150は、第1受光部131又は第2受光部132の一方のみに設けられていればよい。
 この実施の形態においても実施の形態1と同様に、センサ制御部45は、室内ファン5の風量が基準風量未満の場合に、第1電圧値の電圧を発光部120に印加させる。そして、センサ制御部45は、室内ファン5の風量が基準風量以上の場合に、第2電圧値の電圧を発光部120に印加させる。第2電圧値は、第1電圧値よりも小さく、かつ、0以上の値に設定される。そして、冷媒漏洩検知部41は、発光部120に印加されている電圧が第2電圧値から第1電圧値に変更されると同時に、受光部130による赤外線の受光状態に基づく冷媒の漏洩の発生の検知を開始する。
 発光部120に第1電圧値より低い第2電圧値が印加されており、発光部120から照射される赤外線の強度が低下している場合、第1受光部131での受光強度の低下と第2受光部132での受光強度の低下は同程度である。例えば、第2電圧値が0であって発光部120への電圧印加を停止している場合、第1受光部131及び第2受光部132の受光強度は、いずれも0である。したがって、この場合には、冷媒漏洩検知部41は冷媒の漏洩が発生したことを検知しない。
 このため、発光部120に印加されている電圧が第2電圧値から第1電圧値に変更されると同時に、冷媒漏洩検知部41が受光部130での受光状態に基づく冷媒の漏洩の発生の検知を開始しても、冷媒漏洩の発生を誤検知してしまうことがない。そして、赤外線センサ100への通電再開後、より早期に冷媒漏洩が検知可能である。
 以上のように構成された冷凍サイクル装置によれば、実施の形態1と同様に、冷媒漏洩検知についての長期信頼性の向上と、漏洩した冷媒が滞留して冷媒濃度が一定以上である領域が形成される可能性が高くなった状況下における迅速な冷媒漏洩検知とを両立できる。さらに、赤外線センサ100への異物の侵入、発光部120の劣化による光量低下等に起因する冷媒漏洩の誤検知を抑制できるとともに、赤外線センサ100への通電再開後、より早期に冷媒漏洩が検知可能である。
 本開示は、例えば、空気調和機、給湯器、ショーケース、冷蔵庫等において冷媒漏洩を検知する冷凍サイクル装置に利用できる。
  1  室内機
  2  室外機
  3  冷媒配管
  4  室外熱交換器
  5  室内ファン
  6  室外ファン
  7  圧縮機
  8  膨張弁
  9  四方弁
 10  筐体
 11  パネル
 12  吸込口
 13  吹出口
 14  室内熱交換器
 15  ドレンパン
 40  制御装置
 41  冷媒漏洩検知部
 42  記憶部
 43  報知部
 44  動作制御部
 45  センサ制御部
100  赤外線センサ
110  ケース部材
111  ガス取込口
120  発光部
130  受光部
131  第1受光部
132  第2受光部
140  光路
150  光学フィルタ

Claims (6)

  1.  筐体内に形成された風路中に設けられ、内部に冷媒が流通する熱交換器と、
     前記風路中に気流を生成する送風ファンと、
     前記冷媒の漏洩の発生を検知するためのセンサ部と、を備え、
     前記センサ部は、
     赤外線を射出する発光部と、
     前記発光部から射出された赤外線を受光する受光部と、を備え、
     前記発光部への電圧の印加を制御する制御部と、
     前記受光部による赤外線の受光状態に基づいて、前記冷媒の漏洩の発生を検知する検知部と、をさらに備え、
     前記制御部は、
     前記送風ファンの風量が予め設定された基準風量未満の場合に、予め設定された第1電圧値の電圧を前記発光部に印加させ、
     前記送風ファンの風量が前記基準風量以上の場合に、前記第1電圧値よりも小さく、かつ、0以上の値に予め設定された第2電圧値の電圧を前記発光部に印加させ、
     前記検知部は、前記発光部に印加されている電圧が前記第2電圧値から前記第1電圧値に変更された直後に、前記受光部による赤外線の受光状態に基づいて、前記冷媒の漏洩の発生を検知する冷凍サイクル装置。
  2.  筐体内に形成された風路中に設けられ、内部に冷媒が流通する熱交換器と、
     前記風路中に気流を生成する送風ファンと、
     前記冷媒の漏洩の発生を検知するためのセンサ部と、を備え、
     前記センサ部は、
     赤外線を射出する発光部と、
     前記発光部から射出された赤外線を受光する受光部と、を備え、
     前記発光部への電圧の印加を制御する制御部と、
     前記受光部による赤外線の受光強度が第1基準強度以上で、かつ、第2基準強度である場合に前記冷媒の漏洩の発生を検知する検知部と、をさらに備え、
     前記制御部は、
     前記送風ファンの風量が予め設定された基準風量未満の場合に、予め設定された第1電圧値の電圧を前記発光部に印加させ、
     前記送風ファンの風量が前記基準風量以上の場合に、前記第1電圧値よりも小さく、かつ、0以上の値に予め設定された第2電圧値の電圧を前記発光部に印加させ、
     前記検知部は、前記発光部に印加されている電圧が前記第2電圧値から前記第1電圧値に変更されると同時に、前記受光部による赤外線の受光状態に基づく前記冷媒の漏洩の発生の検知を開始する冷凍サイクル装置。
  3.  筐体内に形成された風路中に設けられ、内部に冷媒が流通する熱交換器と、
     前記風路中に気流を生成する送風ファンと、
     前記冷媒の漏洩の発生を検知するためのセンサ部と、を備え、
     前記センサ部は、
     赤外線を射出する発光部と、
     前記発光部から射出された赤外線を受光する第1受光部及び第2受光部と、
     前記発光部と前記第2受光部との間に設けられ、前記冷媒が吸収する特定波長の赤外線を通過させるフィルタと、を備え、
     前記発光部への電圧の印加を制御する制御部と、
     前記第1受光部及び前記第2受光部による赤外線の受光強度の変化量に基づいて、前記冷媒の漏洩の発生を検知する検知部と、をさらに備え、
     前記制御部は、
     前記送風ファンの風量が予め設定された基準風量未満の場合に、予め設定された第1電圧値の電圧を前記発光部に印加させ、
     前記送風ファンの風量が前記基準風量以上の場合に、前記第1電圧値よりも小さく、かつ、0以上の値に予め設定された第2電圧値の電圧を前記発光部に印加させ、
     前記検知部は、前記発光部に印加されている電圧が前記第2電圧値から前記第1電圧値に変更されると同時に、前記第1受光部及び前記第2受光部による赤外線の受光状態に基づく前記冷媒の漏洩の発生の検知を開始する冷凍サイクル装置。
  4.  前記第2電圧値は0である請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
  5.  前記第2電圧値は正の値であり、
     前記検知部は、前記発光部に印加されている電圧が前記第1電圧値か前記第2電圧値かに応じて、前記冷媒の漏洩の発生を検知する前記受光部による赤外線の受光強度の基準値を変更する請求項1又は請求項2に記載の冷凍サイクル装置。
  6.  前記筐体を有し、室内に設置される室内機と、
     室外に設置される室外機と、を備え、
     前記冷媒を前記室外機側に回収する回収運転を実施可能であり、
     前記制御部は、前記回収運転の実施後に前記発光部への電圧の印加を停止させる請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
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