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JP4904841B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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Description

本発明は、空気調和装置、特に、構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリを備えた空気調和装置に関する。
電装品アセンブリを備えた空気調和装置において、電装品アセンブリの躯体やその付属部品を難燃性材料で構成する技術が開示されている(特許文献1、2参照)。
特開平7−293927号公報 特開平10−78242号公報
しかし、上述の空気調和装置では、電装品アセンブリが異常温度上昇により出火した際に、室内ユニットの他の部分への延焼をできるだけ防ぐという効果はあるが、積極的に消火を行う機能は有していない。
本発明の課題は、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行う機能を有する空気調和装置を提供することにある。
の発明にかかる空気調和装置は、冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路と、構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリと、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段と、検知センサと、放出制御手段とを備えている。検知センサは、電装品アセンブリの異常温度上昇に起因する状態量を検出する。放出制御手段は、検知センサが検出する状態量に基づいて、電装品アセンブリの異常温度上昇が発生しているかどうかを判定し、電装品アセンブリの異常温度上昇が発生しているものと判定した際に、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出するように冷媒放出手段を作動させる冷媒放出制御を行う。冷媒放出制御は、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出するように冷媒放出手段を作動させた後、検知センサが検出する状態量に基づいて、電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されたかどうかを判定し、電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されていないものと判定した際に、さらに二酸化炭素の放出量が多くなるように冷媒放出手段を作動させる。
この空気調和装置では、冷媒として二酸化炭素を使用しており、しかも、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能であるため、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。
また、この空気調和装置では、電装品アセンブリの異常温度上昇に起因する状態量に基づいて、電装品アセンブリの異常温度上昇が発生しているかどうかを判定するようにしているため、電装品アセンブリが出火したかどうかを適切に判定して、電装品アセンブリの消火を行うことができる。
さらに、この空気調和装置では、電装品アセンブリの異常温度上昇が生じていると判定されて冷媒回路から二酸化炭素を放出し始めた後に、電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されたかどうかの判定を行って、電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されていないものと判定された際に、二酸化炭素の放出量が多くなるように制御するようにしているため、電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制効果を確認しながら、電装品アセンブリの消火に適した量の二酸化炭素を放出することができる。
の発明にかかる空気調和装置は、冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路と、構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリと、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段とを備えている。冷媒放出手段は、冷媒回路に接続された吹出ノズルと、吹出ノズルに接続された吹出弁とを有している。吹出ノズルには、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出する際に、二酸化炭素中から冷凍機油を分離することが可能な油分離手段がさらに接続されている。
この空気調和装置では、冷媒として二酸化炭素を使用しており、しかも、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能であるため、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。
また、この空気調和装置では、吹出弁を開状態にすることによって、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することができる。
さらに、この空気調和装置では、吹出ノズルに油分離手段がさらに接続されているため、冷凍機油を極力放出することなく、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することができる。
の発明にかかる空気調和装置は、冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路と、構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリと、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段とを備えている。冷媒回路は、室内ユニットと室外ユニットとが冷媒連絡管を介して接続されることによって構成されている。室外ユニット内には、冷媒回路に連通又は遮断可能に接続されており、冷媒としての二酸化炭素が貯留された冷媒貯留容器が設けられている。この空気調和装置は、冷媒貯留容器を冷媒回路に連通させた状態において冷媒回路の冷凍サイクル運転を行うことで、冷媒回路内の冷媒量が所定量になるまで、冷媒貯留容器内の二酸化炭素を冷媒回路内に充填する冷媒充填運転を行う冷媒充填制御手段をさらに備えている。冷媒充填制御手段は、冷媒放出手段による二酸化炭素の放出終了後に、冷媒充填運転を行う。
この空気調和装置では、冷媒として二酸化炭素を使用しており、しかも、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能であるため、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。
また、この空気調和装置では、冷媒回路内の冷媒量が所定量になるまで二酸化炭素を冷媒回路内に充填する冷媒充填運転を行うために冷媒貯留容器が設けられており、しかも、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出して電装品アセンブリの消火を終了した後においても冷媒充填運転を行うことができるため、冷媒回路からの放出により減少した分の二酸化炭素を冷媒貯留容器から冷媒回路に補充することができる。
の発明にかかる空気調和装置は、冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路と、構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリと、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段とを備えている。冷媒回路は、室内ユニットと室外ユニットとが冷媒連絡管を介して接続されることによって構成されている。室外ユニット内には、冷媒回路に連通又は遮断可能に接続されており、冷媒としての二酸化炭素が貯留された冷媒貯留容器が設けられている。この空気調和装置は、冷媒貯留容器を冷媒回路に連通させた状態において冷媒回路の冷凍サイクル運転を行うことで、冷媒回路内の冷媒量が所定量になるまで、冷媒貯留容器内の二酸化炭素を冷媒回路内に充填する冷媒充填運転を行う冷媒充填制御手段をさらに備えている。冷媒充填制御手段は、冷媒放出手段による二酸化炭素の放出の際に、冷媒貯留容器内の二酸化炭素を冷媒回路内に流入させる。
この空気調和装置では、冷媒として二酸化炭素を使用しており、しかも、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能であるため、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。
また、この空気調和装置では、冷媒回路内の冷媒量が所定量になるまで二酸化炭素を冷媒回路内に充填する冷媒充填運転を行うために冷媒貯留容器が設けられているため、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出する際に、冷媒貯留容器から冷媒回路に二酸化炭素を補充することができる。
の発明にかかる空気調和装置は、冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路と、構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリと、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段とを備えている。冷媒回路は、圧縮機と冷却器と膨張機構と蒸発器とが接続されることによって構成されている。この空気調和装置は、冷却器及び/又は蒸発器に熱源としての空気を送る送風ファンをさらに備えている。冷媒放出手段による二酸化炭素の放出の際に、送風ファン及び圧縮機を停止させる。
この空気調和装置では、冷媒として二酸化炭素を使用しており、しかも、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能であるため、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。
また、この空気調和装置では、送風ファン及び圧縮機を停止した状態において冷媒放出手段による二酸化炭素の放出を行うようにしているため、電装品アセンブリに空気が供給されにくい状態で、かつ、電装品アセンブリにおける発熱が極力抑えられた状態において、電装品アセンブリの消火を行うことができる。
の発明にかかる空気調和装置は、冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路と、構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリと、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段とを備えている。冷媒回路は、圧縮機と冷却器と膨張機構と蒸発器とが接続されることによって構成されている。この空気調和装置は、冷却器及び/又は蒸発器に熱源としての空気を送る送風ファンをさらに備えている。放出制御手段は、冷媒放出手段による二酸化炭素の放出の際に、送風ファン及び圧縮機のうち送風ファンのみを停止させる。
この空気調和装置では、冷媒として二酸化炭素を使用しており、しかも、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能であるため、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。
また、この空気調和装置では、圧縮機を運転した状態で、かつ、送風ファンを停止し状態において冷媒放出手段による二酸化炭素の放出を行うようにしているため、電装品アセンブリに空気が供給されにくい状態で、かつ、冷媒回路を流れる二酸化炭素が極力高い圧力に維持されて放出量を増加できる状態において、電装品アセンブリの消火を行うことができる。
の発明にかかる空気調和装置は、冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路と、構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリと、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段とを備えている。冷媒回路は、圧縮機と冷却器と膨張機構と蒸発器とが接続されることによって構成されている。この空気調和装置は、冷却器及び/又は蒸発器に熱源としての空気を送る送風ファンをさらに備えている。送風ファンは、ファン駆動モータによって駆動される。冷媒放出手段は、冷媒回路から二酸化炭素をファン駆動モータに放出することが可能である。この空気調和装置は、送風ファンのロックが発生したものと判定した際に、冷媒回路から二酸化炭素をファン駆動モータに放出するように冷媒放出手段を作動させる。
この空気調和装置では、冷媒として二酸化炭素を使用しており、しかも、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能であるため、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。
また、この空気調和装置では、送風ファンのロックが発生した際に、冷媒回路から二酸化炭素をファン駆動モータに放出することが可能であるため、送風ファンを保護することもできる。
の発明にかかる空気調和装置は、冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路と、構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリと、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段とを備えている。冷媒回路は、圧縮機と冷却器と膨張機構と蒸発器とが接続されることによって構成されている。圧縮機は、内蔵された圧縮機駆動モータによって駆動される。冷媒放出手段は、冷媒回路から二酸化炭素を圧縮機に放出することが可能である。この空気調和装置は、圧縮機のロックが発生したものと判定した際に、冷媒回路から二酸化炭素を圧縮機に放出するように冷媒放出手段を作動させる。
この空気調和装置では、冷媒として二酸化炭素を使用しており、しかも、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能であるため、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。
また、この空気調和装置では、圧縮機のロックが発生した際に、冷媒回路から二酸化炭素を圧縮機に放出することが可能であるため、圧縮機を保護することもできる。
の発明にかかる空気調和装置は、第2〜第8の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、検知センサと、放出制御手段とをさらに備えている。検知センサは、電装品アセンブリの異常温度上昇に起因する状態量を検出する。放出制御手段は、検知センサが検出する状態量に基づいて、電装品アセンブリの異常温度上昇が発生しているかどうかを判定し、電装品アセンブリの異常温度上昇が発生しているものと判定した際に、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出するように冷媒放出手段を作動させる冷媒放出制御を行う。
この空気調和装置では、電装品アセンブリの異常温度上昇に起因する状態量に基づいて、電装品アセンブリの異常温度上昇が発生しているかどうかを判定するようにしているため、電装品アセンブリが出火したかどうかを適切に判定して、電装品アセンブリの消火を行うことができる。
10の発明にかかる空気調和装置は、第1又は第9の発明にかかる空気調和装置において、冷媒放出制御は、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出するように冷媒放出手段を作動させた後、検知センサが検出する状態量に基づいて、電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されたかどうかを判定し、電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されたものと判定した際に、終了する。
この空気調和装置では、電装品アセンブリの異常温度上昇が生じていると判定されて冷媒回路から二酸化炭素を放出した後に、電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されたかどうかの判定を行って、電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されたものと判定された際に、二酸化炭素の放出を終了するようにしているため、確実に電装品アセンブリの消火を行うことができる。
11の発明にかかる空気調和装置は、第1、第9又は第10の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、検知センサは、電装品アセンブリの温度を検出する温度センサである。
この空気調和装置では、電装品アセンブリの温度を検出する温度センサを検知センサとして使用しているため、電装品アセンブリの異常温度上昇の有無を正確に検知することができる。
12の発明にかかる空気調和装置は、第1、第3〜第8の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、冷媒放出手段は、冷媒回路に接続された吹出ノズルと、吹出ノズルに接続された吹出弁とを有している。
この空気調和装置では、吹出弁を開状態にすることによって、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することができる。
13の発明にかかる空気調和装置は、第2又は第12の発明にかかる空気調和装置において、吹出ノズルは、電装品アセンブリ内に開口している。
この空気調和装置では、吹出ノズルが電装品アセンブリ内に開口しているため、異常温度上昇の原因になりやすい電装品に対して、直接的に二酸化炭素を吹き付けることができるようになり、電装品アセンブリの消火を効果的に行うことができる。
14の発明にかかる空気調和装置は、第1〜第13の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、冷媒回路から二酸化炭素を間欠的に放出するように冷媒放出手段を作動させる。
この空気調和装置では、冷媒回路から二酸化炭素を間欠的に放出するようにしているため、短時間に大量の二酸化炭素を放出しないように制限することができる。
15の発明にかかる空気調和装置は、第1〜第14の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、冷媒回路は、室内ユニットと室外ユニットとが冷媒連絡管を介して接続されることによって構成されている。冷媒放出手段は、室内ユニット及び/又は室外ユニットに設けられている。
この空気調和装置では、冷媒放出手段が室内ユニット及び/又は室外ユニットに設けられているため、室内ユニットに設けられた電装品アセンブリ、及び/又は、室外ユニットに設けられた電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。
16の発明にかかる空気調和装置は、第1〜第15の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、冷媒放出手段は、冷媒回路のうち冷凍サイクル運転時において高圧の冷媒が流れる高圧部、又は、冷媒回路のうち冷凍サイクル運転時において低圧の冷媒が流れる低圧部から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能である。
この空気調和装置では、冷媒回路のうち冷凍サイクル運転時において高圧の冷媒が流れる高圧部、又は、冷媒回路のうち冷凍サイクル運転時において低圧の冷媒が流れる低圧部から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能であるため、高圧部から放出する際には短時間に大量の二酸化炭素を放出することができ、又は、低圧部から放出する際には長時間にわたって継続的に二酸化炭素を放出することができる。
17の発明にかかる空気調和装置は、第1〜第15の発明のいずれかにかかる空気調和装置において、冷媒放出手段は、冷媒回路のうち冷凍サイクル運転時において高圧の冷媒が流れる高圧部、及び、冷媒回路のうち冷凍サイクル運転時において低圧の冷媒が流れる低圧部から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能である。
この空気調和装置では、冷媒回路のうち冷凍サイクル運転時において高圧の冷媒が流れる高圧部、及び、冷媒回路のうち冷凍サイクル運転時において低圧の冷媒が流れる低圧部から二酸化炭素を電装品アセンブリ内に放出することが可能であるため、高圧部又は低圧部の一方から放出する場合に比べて、短時間に大量の二酸化炭素を放出することができる。
以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
の発明では、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。また、検知センサによって電装品アセンブリが出火したかどうかを適切に判定して、電装品アセンブリの消火を行うことができる。さらに、電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制効果を確認しながら、電装品アセンブリの消火に適した量の二酸化炭素を放出することができる。
の発明では、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。また、吹出弁を開状態にすることによって、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することができる。さらに、冷凍機油を極力放出することなく、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することができる。
の発明では、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。また、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出して電装品アセンブリの消火を終了した後においても冷媒充填運転を行うことができるため、冷媒回路からの放出により減少した分の二酸化炭素を冷媒貯留容器から冷媒回路に補充することができる。
の発明では、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。また、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出する際に、冷媒貯留容器から冷媒回路に二酸化炭素を補充することができる。
の発明では、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。また、電装品アセンブリに空気が供給されにくい状態で、かつ、電装品アセンブリにおける発熱が極力抑えられた状態において、電装品アセンブリの消火を行うことができる。
の発明では、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。また、電装品アセンブリに空気が供給されにくい状態で、かつ、冷媒回路を流れる二酸化炭素を極力高い圧力に維持することで放出量を増加できる状態において、電装品アセンブリの消火を行うことができる。
の発明では、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。また、送風ファンのロックが発生した際に、冷媒回路から二酸化炭素をファン駆動モータに放出することが可能であるため、送風ファンを保護することもできる。
の発明では、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。また、圧縮機のロックが発生した際に、冷媒回路から二酸化炭素を圧縮機に放出することが可能であるため、圧縮機を保護することもできる。
の発明では、検知センサによって電装品アセンブリが出火したかどうかを適切に判定して、電装品アセンブリの消火を行うことができる。
10の発明では、電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されたものと判定された際に、二酸化炭素の放出を終了するようにしているため、確実に電装品アセンブリの消火を行うことができる。
11の発明では、電装品アセンブリの温度を検出する温度センサを検知センサとして使用しているため、電装品アセンブリの異常温度上昇の有無を正確に検知することができる。
12の発明では、吹出弁を開状態にすることによって、冷媒回路から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することができる。
13の発明では、異常温度上昇の原因になりやすい電装品に対して、直接的に二酸化炭素を吹き付けることができるようになり、電装品アセンブリの消火を効果的に行うことができる。
14の発明では、短時間に大量の二酸化炭素を放出しないように制限できる。
15の発明では、室内ユニットに設けられた電装品アセンブリ、及び/又は、室外ユニットに設けられた電装品アセンブリが出火した際に、消火を行うことができる。
16の発明では、高圧部から放出する際には短時間に大量の二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することができ、又は、低圧部から放出する際には長時間にわたって継続的に二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することができる。
17の発明では、高圧部又は低圧部の一方から放出する場合に比べて、短時間に大量の二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することができる。
以下、図面に基づいて、本発明にかかる空気調和装置の実施形態について説明する。
<第1実施形態>
(1)空気調和装置の構成
図1は、本発明の第1実施形態にかかる空気調和装置1の概略構成図である。空気調和装置1は、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の室内の冷房に使用される装置である。空気調和装置1は、主として、1台の室外ユニット2と、複数(ここでは、2台)の室内ユニット4、5と、室外ユニット2と室内ユニット4、5とを接続する冷媒連絡管6、7とを備えている。すなわち、本実施形態の空気調和装置1の蒸気圧縮式の冷媒回路10は、室外ユニット2と、室内ユニット4、5と、冷媒連絡管6、7とが接続されることによって構成されている。また、空気調和装置1の冷媒回路10には、冷媒としての二酸化炭素(CO2)が冷凍機油とともに封入されており、後述のように、例えば、臨界圧力を超える圧力まで圧縮され、冷却され、減圧され、蒸発された後に、再び圧縮されるという冷凍サイクル運転が行われるようになっている。
(室内ユニット)
室内ユニット4、5は、冷媒連絡管6、7を介して室外ユニット2に接続されており、冷媒回路10の一部を構成している。また、本実施形態において、室内ユニット4は第1空間Aの空気調和のために配置され、室内ユニット5は第2空間Bの空気調和のために配置されている。
次に、室内ユニット4、5の構成について、図1〜図4を用いて説明する。ここで、図2は、室内ユニット4の外観斜視図である。図3は、室内ユニット4の概略側面断面図(冷媒放出管48、冷媒管4c、4dについては模式的に図示)である。図4は、図3の冷媒放出管48(後述)及び電装品アセンブリ46(後述)の概略構成を示す図(冷媒放出管48については模式的に図示)である。尚、室内ユニット4と室内ユニット5とは同様の構成であるため、ここでは、室内ユニット4の構成のみ説明し、室内ユニット5の構成については、それぞれ、室内ユニット4の各部を示す40番台の符号の代わりに50番台の符号を付して、各部の説明を省略する。
室内ユニット4には、冷媒回路10の一部を構成する室内側冷媒回路10b(室内ユニット5では、室内側冷媒回路10c)が設けられている。この室内側冷媒回路10bは、主として、膨張機構としての室内膨張弁41と、蒸発器としての室内熱交換器42とを有している。
室内膨張弁41は、室内熱交換器42に接続されており、運転状態に応じて開度が調節されて冷媒を減圧することが可能な電動膨張弁である。
室内熱交換器42は、一端が室内膨張弁41に接続されており、他端が冷媒連絡管7に接続されており、室内空気と冷媒との間で熱交換を行うことが可能な熱交換器である。
次に、室内ユニット4のユニット構成について説明する。
室内ユニット4は、室内空気を取り込んで熱交換を行った後に室内へ供給する天井埋込型空気調和ユニットであり、主として、ケーシング43とケーシング43内に収納される各種構成機器とからなるユニット本体4aと、ユニット本体4aの下面に装着される化粧パネル4bとを有している。ユニット本体4aは、空調室の天井Uに形成された開口Hに挿入されて、天井裏空間に配置されている。そして、化粧パネル4bは、開口Hを下方から覆うように配置されている。
ケーシング43は、主として、下面が開口した略矩形箱状のケーシング本体43aと、ケーシング本体43aの下面の開口を覆うようにケーシング本体43aの下部に装着されたドレンパン43bとを有している。ケーシング本体43aの側面には、室外ユニット2との間で冷媒をやりとりするための冷媒管4c、4dが貫通するように設けられている。ここで、冷媒管4cは冷媒連絡管6に接続されており、冷媒管4dは冷媒連絡管7に接続されている。冷媒管4cには、室内膨張弁41が設けられている。
ケーシング43の内部には、主として、室内空気を化粧パネル4bの吸入口44aを通じてケーシング43内に吸入して外周方向に吹き出す送風ファンとしての室内ファン45が配置され、この室内ファン45の外周を囲むように室内熱交換器42が配置されている。本実施形態において、室内ファン45は、ターボファンであり、ケーシング本体43aの天板の中央内面に設けられたファン駆動モータ45aと、ファン駆動モータ45aに連結されて回転駆動される羽根車45bとを有している。本実施形態において、室内熱交換器42は、室内ファン45の外周を囲むように曲げられて形成されたクロスフィンチューブ型の熱交換器パネルであり、冷媒管4c、4dが接続されている。室内熱交換器42の下側には、ドレンパン43bが配置されており、室内熱交換器42において空気中の水分が凝縮されて生じるドレン水を受けることができるようになっている。ドレンパン43bには、室内ファン45の羽根車45bに対向するように吸入孔が形成されており、ケーシング43aの側板の内面に沿うように複数(ここでは、4つ)の吹出孔が形成されている。また、ドレンパン43bの吸入孔には、化粧パネル4bの吸入口44aから吸入される室内空気を、室内ファン45の羽根車45bへ案内するためのベルマウス43cが設けられている。
また、ベルマウス43cの下面には、構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリ46が設けられている。電装品アセンブリ46は、主として、室内ユニット4の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等が実装された制御基板46a等の電装品と、これらの電装品を保持する略箱状の躯体46bとを有している。また、電装品アセンブリ46には、電装品アセンブリ46の温度(ここでは、躯体46b内の温度)を検出する電装品温度センサ46cが設けられている。本実施形態において、電装品温度センサ46cは、サーミスタからなる。そして、電装品アセンブリ46は、室内ユニット4を構成する各部の動作を制御する室内側制御部47として機能するとともに、室内ユニット4を操作するためのリモートコントローラ4eとの間で制御信号等のやりとりを行ったり、室外ユニット2との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
また、本実施形態において、室内ユニット4の冷媒管4dには、冷媒回路10(より具体的には、室内側冷媒回路10b、室外ユニット5においては、室内側冷媒回路10c)から二酸化炭素を電装品アセンブリ46に放出することが可能な冷媒放出手段としての冷媒放出管48が接続されている。冷媒放出管48は、主として、吹出ノズル48aと、吹出ノズル48aに接続された吹出弁48bとを有している。吹出ノズル48aは、冷媒管4dを流れる冷媒を分岐するように接続された管部材である。尚、本実施形態において、吹出ノズル48aは、図5に示されるように、蒸発器として機能する室内熱交換器42の出口側の冷媒管4dではなく、室内膨張弁41、51と室内熱交換器42、52との間を流れる冷媒を分岐するように冷媒管4cに接続されていてもよい。そして、本実施形態において、吹出ノズル48aの先端は、ケーシング43内に配置されたファン駆動モータ45a等と制御基板46aとを結ぶ配線を通すためにベルマウス43cに形成された開口等から電装品アセンブリ46内(より具体的には、躯体46b内)に挿入されており、電装品アセンブリ46内に開口している。また、吹出ノズル48aの先端は、本実施形態において、制御基板46a等の電装品の上方に配置されている。吹出弁48bは、冷媒回路10から冷媒を電装品アセンブリ46に放出する際に開けられる弁であり、本実施形態において、電磁弁からなる。また、吹出ノズル48aには、冷媒回路10から冷媒を電装品アセンブリ46に放出する際に、冷媒中から冷凍機油を分離することが可能な油分離手段としての油フィルタ48cがさらに接続されている。この油フィルタ48cは、本実施形態において、吹出弁48bの上流側に接続されている。さらに、吹出ノズル48aには、冷媒回路10から冷媒を電装品アセンブリ46に放出する際に、吹出ノズル48aから放出される冷媒の流量が過大にならないようにするためにキャピラリチューブ48dが接続されている。このキャピラリチューブ48dは、本実施形態において、吹出弁48bとの上流側で、かつ、油フィルタ48cの下流側に接続されている。ここで、キャピラリチューブ48dは、吹出ノズル48a、吹出弁48b及び油フィルタ48cにおける流路抵抗のみで十分に吹出ノズル48aから放出される冷媒の流量を制限できる場合には、吹出ノズル48aに接続しなくてもよい。また、油フィルタ48cやキャピラリチューブ48dの接続位置は、本実施形態の接続位置に限定されず、種々の接続位置を選択することが可能である。
化粧パネル4bは、平面視が略矩形状の板状体であり、主として、ユニット本体4aに装着されたパネル本体44を有している。パネル本体44には、その略中央に室内空気を吸入する略矩形状の吸入口44aが形成されており、この吸入口44aを囲むように複数(ここでは、4つ)の略矩形状の吹出口44bが形成されている。吸入口44aはドレンパン43bの吸入孔に連通しており、吹出口44bはドレンパン43bの吹出孔に連通している。吸入口44aには、吸入口44aから吸入される室内空気中に含まれる塵埃等を捕捉するためのフィルタ44cが吸入口44aを覆うように配置されており、このフィルタ44cの下側には吸入グリル44dが装着されている。吹出口44bには、水平フラップ44eがそれぞれ設けられており、吹出口44bから室内に吹き出される空気の風向を可変することができる。
以上のように、室内ユニット4には、化粧パネル4bの吸入口44aからフィルタ44c、ベルマウス43c、ドレンパン43bの吸入孔、室内ファン45、室内熱交換器42、ドレンパン43bの吹出孔を経由して、化粧パネル4bの吹出口44bへ至る空気流路が形成されており、室内ファン45を回転駆動することにより室内空気を吸入して室内熱交換器42において熱交換させた後、室内下方に吹き出すことができるようになっている。また、室内ユニット4では、冷媒放出管28が設けられているため、電装品アセンブリ46が出火した際に、冷媒放出管48の吹出弁48bを開けることによって冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素を電装品アセンブリ46に放出して消火・冷却することができるようになっている。
(室外ユニット)
室外ユニット2は、冷媒連絡管6、7を介して室内ユニット4、5に接続されており、室内ユニット4、5の間で冷媒回路10を構成している。
次に、室外ユニット2の構成について、図1、図6、図7を用いて説明する。ここで、図6は、室外ユニット2の外観斜視図である。図7は、図6の室外ユニット2をC方向から見た場合における概略側面断面図(冷媒放出管28、冷媒管2b、2c、2dについては模式的に図示)である。
室外ユニット2には、冷媒回路10の一部を構成する室外側冷媒回路10aが設けられている。この室外側冷媒回路10aは、主として、圧縮機21と、冷却器としての室外熱交換器22と、閉鎖弁23、24とを有している。
圧縮機21は、本実施形態において、圧縮機駆動モータ21aによって駆動される密閉式圧縮機である。尚、圧縮機21は、本実施形態において、1台のみであるが、これに限定されず、室内ユニットの接続台数等に応じて、2台以上の圧縮機が並列に接続されていてもよい。
室外熱交換器22は、一端が閉鎖弁24に接続されており、他端が圧縮機21の吐出側に接続されており、室外空気と冷媒との間で熱交換を行うことが可能な熱交換器である。
閉鎖弁23、24は、室外ユニット2と室内ユニット4、5との間で冷媒をやりとりするための冷媒連絡管6、7が接続される弁である。ここで、閉鎖弁23は室外熱交換器22に接続されており、閉鎖弁24は圧縮機21の吸入側に接続されている。
次に、室外ユニット2のユニット構成について説明する。
室外ユニット2は、側面及び背面から空気を吸入して熱交換した後に天面から空気を吹き出す、いわゆる上吹きタイプの室外ユニットであり、主として、略直方体形状のケーシング2aと、ケーシング2a内に収容される各種構成機器とを有している。
ケーシング2aの側面及び背面には、ケーシング2a内に室外空気を吸入する吸入口2eが形成されている。また、ケーシング2aの天面には、ケーシング2a内から空気を吹き出す吹出口2fが形成されている。
ケーシング2aの内部には、主として、室外空気をケーシング2a内に吸入して上方に吹き出す送風ファンとしての室外ファン25と、室外熱交換器22と、圧縮機21と、閉鎖弁23、24とが配置されている。本実施形態において、室外ファン25は、ケーシング2aの上部において吹出口2fに対向するように設けられたプロペラファンであり、ファン駆動モータ25aと、ファン駆動モータ25aに連結されて回転駆動される羽根車25bとを有している。本実施形態において、室外熱交換器22は、室外ファン25の下側において、ケーシング2aの側面及び背面(すなわち、吸入口2e)に沿うように略U字状に曲げられて形成されたクロスフィンチューブ型の熱交換器パネルであり、冷媒管2b、2cが接続されている。ここで、冷媒管2bは圧縮機21の吐出側に接続されており、冷媒管2cは閉鎖弁23に接続されている。圧縮機21は、ケーシング2aの底面上に配置されている。閉鎖弁23、24は、室外ユニット2の前面下部に対向するように配置されている。閉鎖弁24と圧縮機21の吸入側との間は、冷媒管2dによって接続されている。
また、ケーシング2aの内部には、ケーシング2aの前面に対向するように、構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリ26が設けられている。電装品アセンブリ26は、主として、室外ユニット2の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータやメモリ等が実装された制御基板26a等の電装品と、これらの電装品を保持する略箱状の躯体26bとを有している。また、電装品アセンブリ26には、電装品アセンブリ26の温度(ここでは、躯体26b内の温度)を検出する電装品温度センサ26cが設けられている。本実施形態において、電装品温度センサ26cは、サーミスタからなる。また、室外ユニット2には、圧縮機21の吸入圧力を検出する吸入圧力センサ29と、圧縮機21の吐出圧力Pdを検出する吐出圧力センサ30とが設けられている。そして、電装品アセンブリ26は、室外ユニット2を構成する各部の動作を制御する室内側制御部27として機能するとともに、室内ユニット4、5との間で制御信号等のやりとりを行うことができるようになっている。
また、本実施形態において、室外ユニット2の冷媒管2dには、冷媒回路10(より具体的には、室外側冷媒回路10a)から二酸化炭素を電装品アセンブリ26に放出することが可能な冷媒放出手段としての冷媒放出管28が接続されている。冷媒放出管28は、主として、吹出ノズル28aと、吹出ノズル28aに接続された吹出弁28bとを有している。吹出ノズル28aは、冷媒管2dを流れる冷媒を分岐するように接続された管部材である。本実施形態において、吹出ノズル28aの先端は、電装品アセンブリ26の躯体26bの上部を貫通するように挿入されており、電装品アセンブリ26内に開口している。また、吹出ノズル28aの先端は、本実施形態において、制御基板26a等の電装品の上方に配置されている。吹出弁28bは、冷媒回路10から冷媒を電装品アセンブリ26に放出する際に開けられる弁であり、本実施形態において、電磁弁からなる。また、吹出ノズル28aには、冷媒回路10から冷媒を電装品アセンブリ26に放出する際に、冷媒中から冷凍機油を分離することが可能な油分離手段としての油フィルタ28cがさらに接続されている。この油フィルタ28cは、本実施形態において、吹出弁28bの上流側に接続されている。さらに、吹出ノズル28aには、冷媒回路10から冷媒を電装品アセンブリ26に放出する際に、吹出ノズル28aから放出される冷媒の流量が過大にならないようにするためにキャピラリチューブ28dが接続されている。このキャピラリチューブ28dは、本実施形態において、吹出弁28bとの上流側で、かつ、油フィルタ28cの下流側に接続されている。ここで、キャピラリチューブ28dは、吹出ノズル28a、吹出弁28b及び油フィルタ28cにおける流路抵抗のみで十分に吹出ノズル28aから放出される冷媒の流量を制限できる場合には、吹出ノズル28aに接続しなくてもよい。また、油フィルタ28cやキャピラリチューブ28dの接続位置は、本実施形態の接続位置に限定されず、種々の接続位置を選択することが可能である。
以上のように、室外ユニット2には、ケーシング2aの吸入口2e、室外熱交換器22、室外ファン25を経由して、ケーシング2aの吹出口2fへ至る空気流路が形成されており、室外ファン25を回転駆動することにより室外空気を吸入して室内熱交換器22において熱交換させた後、室外上方に吹き出すことができるようになっている。また、室内ユニット4では、冷媒放出管28が設けられているため、電装品アセンブリ46が出火した際に、冷媒放出管28の吹出弁28bを開けることによって冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素を電装品アセンブリ26に放出して消火することができるようになっている。
(冷媒連絡管)
冷媒連絡管6、7は、空気調和装置1を設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管である。
以上のように、室内側冷媒回路10b、10cと、室外側冷媒回路10aと、冷媒連絡管6、7とが接続されて、空気調和装置1の冷媒回路10が構成されている。そして、本実施形態の空気調和装置1は、室内側制御部47、57と室外側制御部37とによって、空気調和装置1の各種運転制御を行う制御手段としての制御部8が構成されている。制御部8は、リモートコントローラ4e、5eからの信号や各種センサ26c、29、30、46c、56cの検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの信号等に基づいて各種機器及び弁21、25、28b、41、45、48b、51、55、58bを制御することができるように接続されている。
(2)空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置1の動作について説明する。
(通常運転)
まず、冷房運転や除湿運転(以下、通常運転とする)における空気調和装置1の動作について、図1、図3、図5及び図7を用いて説明する。ここで、通常運転における各種構成機器の制御は、通常制御手段として機能する空気調和装置1の制御部8によって行われる。
閉鎖弁23、24を全開状態として、リモートコントローラ4e、5eから冷房運転や除湿運転の運転指令がされると、圧縮機21の圧縮機駆動モータ21a、室外ファン25のファン駆動モータ25a、室内ファン45、55のファン駆動モータ45a、55aが起動する。すると、低圧の冷媒は、圧縮機21に吸入されて臨界圧力を超える圧力まで圧縮された高圧の冷媒となる。その後、高圧の冷媒は、冷媒管2bを通じて室外熱交換器22に送られて、冷却器として機能する室外熱交換器22において室外ファン25によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却される。ここで、室外空気は、室外ファン25の運転によって、ケーシング2aの吸入口2eから室外ユニット2のケーシング2a内に吸入され、室外熱交換器22を通過する際に冷媒と熱交換を行って加熱された後に、ケーシング2aの吹出口2fから室外上方に吹き出される。
そして、室外熱交換器22において冷却された高圧の冷媒は、冷媒管2b、閉鎖弁23及び冷媒連絡管6を経由して、室内ユニット4、5に送られる。この室内ユニット4、5に送られた高圧の冷媒は、室内膨張弁41、51に送られて、室内膨張弁41、51によって臨界圧力よりも低い圧力(すなわち、圧縮機21の吸入圧力近くの圧力)になるまで減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒となった後に、冷媒管4cを経由して室内熱交換器42、52に送られ、蒸発器として機能する室内熱交換器42、52において室内空気と熱交換を行って蒸発して低圧の冷媒となる。ここで、室内空気は、室内ファン45、55の運転によって、化粧パネル4b、5bの吸入口44a、54aからケーシング本体43、53内に吸入され、室内熱交換器42、52を通過する際に冷媒と熱交換を行って冷却及び/又は除湿された後に、化粧パネル4bの吹出口44e、54eから室内下方に吹き出される。
そして、室内熱交換器42、52において蒸発した低圧の冷媒は、冷媒管4d及び冷媒連絡管7を経由して室外ユニット2に送られ、閉鎖弁24及び冷媒管2dを経由して、再び、圧縮機21に吸入される。
このような冷媒回路10の冷凍サイクル運転及び室外ファン25及び室内ファン45、55の運転によって通常運転が行われる。尚、冷媒回路10のうち圧縮機21から冷却器としての室外熱交換器22、閉鎖弁23及び冷媒連絡管6を経由して膨張機構としての室内膨張弁41、51に至るまでの部分には、上述の通常運転において高圧の冷媒が流れるため、この部分を冷媒回路10の高圧部とする。また、冷媒回路10のうち膨張機構としての室内膨張弁41、51から蒸発器としての室内熱交換器42、52、冷媒連絡管7及び閉鎖弁24を経由して圧縮機21に至るまでの部分には、上述の通常運転において低圧の冷媒が流れるため、この部分を冷媒回路10の低圧部とする。
(冷媒放出運転)
上述の通常運転を行っている際に、電装品の過熱等の原因により電装品アセンブリ26、46、56の異常温度上昇が発生して出火する場合がある。これに対して、本実施形態の空気調和装置1においては、室外ユニット2の電装品アセンブリ26の異常温度上昇が発生した際には、冷媒放出手段としての冷媒放出管28を通じて冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素を電装品アセンブリ26に放出して消火・冷却する冷媒放出運転を行うことができるようになっており、室内ユニット4、5の電装品アセンブリ46、56の異常温度上昇が発生した際には、冷媒放出手段としての冷媒放出管48、58を通じて冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素を電装品アセンブリ46、56に放出して消火・冷却する冷媒放出運転を行うことができるようになっている。
以下、この冷媒放出運転における空気調和装置1の動作について、図1、図3、図4、図5、図7及び図8を用いて説明する。ここで、冷媒放出運転における各種構成機器の制御(以下、冷媒放出制御とする)は、放出制御手段として機能する空気調和装置1の制御部8によって行われる。尚、図8は、本実施形態における冷媒放出制御のフローチャートである。
まず、室外ユニット2の電装品アセンブリ26の異常温度上昇が発生した場合おける冷媒放出制御について説明する。
まず、図8のステップS1において、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が発生したかどうかを判定する。ここで、電装品アセンブリ26の異常温度上昇の有無の判定には、電装品アセンブリ26の異常温度上昇に起因する状態量に基づいて判定することが望ましく、このような状態量を検出するための検知センサを設ける必要があるが、本実施形態においては、このような検知センサとして電装品温度センサ26cが使用される。すなわち、ステップS1においては、電装品温度センサ26cが検出する電装品アセンブリ26の温度に基づいて、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が発生したかどうかを判定する。具体的には、例えば、電装品温度センサ26cが検出する電装品アセンブリ26の温度が所定温度よりも高くなったことをもって、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が発生しているものと判定することができる。
このように、ステップS1においては、電装品アセンブリ26の異常温度上昇に起因する状態量に基づいて、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が生じているかどうかを判定するようにしているため、電装品アセンブリ26が出火したかどうかを適切に判定して、電装品アセンブリ26の消火を行うことができる。また、電装品アセンブリ26の異常温度上昇に起因する状態量を検出するための検知センサとして、電装品アセンブリ26の温度を検出する電装品温度センサ26cを使用しているため、電装品アセンブリ26の異常温度上昇の有無を正確に検知することができる。
次に、ステップS1において電装品アセンブリ26の異常温度上昇が発生しているものと判定した際には、ステップS2において、室外ファン25及び圧縮機21を停止させる処理を行う。ここで、室外ファン25及び圧縮機21を停止させるのは、続いて行われるステップS3の動作を行うにあたり、電装品アセンブリ26に空気が供給されにくい状態で、かつ、電装品アセンブリ26における発熱が極力抑えられた状態にするためである。尚、このステップS2の処理は、ステップS3において電装品アセンブリ26の消火及び冷却効果を高めるために行われる処理であるため、本実施形態のように、ステップS3よりも前に行うことが望ましいが、ステップS3と同時又はステップS3の開始直後に行うようにしてもよい。
次に、ステップS3において、冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素を電装品アセンブリ26に放出するように冷媒放出手段としての冷媒放出管28を作動させる制御を行う。具体的には、冷媒放出管28の吹出弁28bを開状態にすることによって冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素を電装品アセンブリ26に放出する動作を行う。これにより、電装品アセンブリ26が異常温度上昇により出火している際には、二酸化炭素によって消火を行うことができ、また、冷媒回路10内には大気圧よりも高い圧力の二酸化炭素が封入されており、電装品アセンブリ26に放出される際に大気圧まで減圧されて比較的低温の状態になって放出されるため、電装品アセンブリ26を冷却することができる。
また、本実施形態において、冷媒放出管28の吹出ノズル28aの先端は、電装品アセンブリ26の上方に配置されているため、二酸化炭素と空気との密度差を利用して制御基板26a等の電装品に降りかけるように冷媒回路10から二酸化炭素を放出し、電装品アセンブリ26及びその周囲を速やかに二酸化炭素の雰囲気にすることができる。また、本実施形態において、冷媒放出管28の吹出ノズル28aの先端は、電装品アセンブリ26内(具体的には、電装品アセンブリ26の躯体26b内)に開口しているため、異常温度上昇の原因になりやすい電装品に対して、直接的に二酸化炭素を吹き付けることができるようになり、電装品アセンブリ26の消火や冷却を効果的に行うことができる。
また、本実施形態において、冷媒放出管28の吹出ノズル28aには、油分離手段としての油フィルタ28cが接続されているため、冷凍機油を極力放出することなく、冷媒回路10から二酸化炭素を電装品アセンブリ26に放出することができ、冷凍機油として可燃性のあるものを使用する場合であっても、二酸化炭素による消火の効果を損なうことがないようになっている。
また、本実施形態において、冷媒放出管28は、冷媒回路10のうち通常運転時において低圧の冷媒が流れる低圧部としての圧縮機21の吸入側の冷媒管2dに接続されているため、長時間にわたって継続的に二酸化炭素を放出することができる。
次に、ステップS4においては、ステップS3において冷媒回路10から二酸化炭素を電装品アセンブリ26に放出する動作を開始した後、検知センサとしての電装品温度センサ26cが検出する状態量(すなわち、電装品アセンブリ26の温度)に基づいて、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されたかどうかを判定する。具体的には、例えば、電装品温度センサ26cが検出する電装品アセンブリ26の温度が所定温度以下になったことをもって、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されたものと判定することができる。ここで、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されたかどうかの判定を行うための所定温度としては、上述のステップS1における電装品アセンブリ26の異常温度上昇が発生したかどうかを判定するための所定温度と同じ値か、この値よりも小さい値を使用することができる。
そして、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されていないと判定した際には、ステップS3、S4の処理を継続して行い、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されたものと判定した際には、ステップS5の処理に移行し、吹出弁28bを閉止して冷媒放出制御を終了する。
このように、ステップS4、S5においては、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が生じていると判定されて(ステップS1)、冷媒回路10から二酸化炭素の放出を開始した後に(ステップS3)、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されたかどうかの判定を行って、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されたものと判定された際に、二酸化炭素の放出を終了するようにしているため、確実に電装品アセンブリ26の消火や冷却を行うことができる。
次に、室内ユニット4、5の電装品アセンブリ46、56の異常温度上昇が発生した場合おける冷媒放出制御について説明する。尚、室内ユニット4、5の電装品アセンブリ46、56についての冷媒放出制御は、室外ユニット2の電装品アセンブリ26についての冷媒放出制御と同様であるため、上述の図8を用いた室外ユニット2の電装品アセンブリ26についての冷媒放出制御の説明において、室外ユニット2の各部を示す20番台の符号の代わりに、室内ユニット4の各部を示す40番台の符号を付して読み替えることで、又は、室内ユニット5の各部を示す50番台の符号を付して読み替えることで、説明を省略する。但し、室内ユニット4の電装品アセンブリ46の冷媒放出制御におけるステップS2では、室外ユニット2の電装品アセンブリ26の冷媒放出制御におけるステップS2のように室外ファン25及び圧縮機21を停止させるのではなく、室内ファン45及び圧縮機21を停止させる処理を行うものであり、また、室内ユニット5の電装品アセンブリ56の冷媒放出制御におけるステップS2では、室内ファン55及び圧縮機21を停止させる処理を行うものである。また、室内ユニット4の電装品アセンブリ46の冷媒放出管48や室内ユニット5の電装品アセンブリ56の冷媒放出管58においても、室外ユニット2の電装品アセンブリ26の冷媒放出管28と同様、冷媒回路10のうち通常運転時において低圧の冷媒が流れる低圧部から二酸化炭素を放出できるようになっているが、冷媒放出管の具体的な接続位置が、室内ユニット4においては、蒸発器として機能する室内熱交換器42の出口側の冷媒管4d(図1参照)又は室内膨張弁41と室内熱交換器42との間の冷媒管4c(図5参照)に接続されており、また、室内ユニット5においては、蒸発器として機能する室内熱交換器52の出口側の冷媒管5d(図1参照)又は室内膨張弁51と室内熱交換器52との間の冷媒管5c(図5参照)に接続されている点が異なる。
以上のように、本実施形態の空気調和装置1は、室外ユニット2と室内ユニット4、5とが冷媒連絡管6、7を介して接続されることによって構成された、いわゆるセパレート型の空気調和装置であって、各ユニット2、4、5が電装品アセンブリ26、46、56を有するものである。そして、本実施形態では、各電装品アセンブリ26、46、56の異常温度上昇の発生を考慮して、室外ユニット2及び室内ユニット4、5の両方に冷媒放出手段としての冷媒放出管28、48、58を設けるようにして、室外ユニット2の電装品アセンブリ26の異常温度上昇が発生した際には、冷媒放出管28を通じて冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素を電装品アセンブリ26に放出して消火や冷却する冷媒放出運転を行うことができるようにし、室内ユニット4、5の電装品アセンブリ46、56の異常温度上昇が発生した際には、冷媒放出管48、58を通じて冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素を電装品アセンブリ46、56に放出して消火・冷却する冷媒放出運転を行うことができるようにしている。しかし、例えば、室外ユニット2の電装品アセンブリ26の異常温度上昇のみを考慮する場合には、室外ユニット2のみに冷媒放出手段としての冷媒放出管28を設けるようにしてもよいし、又は、室外ユニット4、5の電装品アセンブリ46、56の異常温度上昇のみを考慮する場合には、室内ユニット4、5のみに冷媒放出手段48、58としての冷媒放出管を設けるようにしてもよい。
(3)変形例1
上述の実施形態では、冷媒放出制御における電装品アセンブリ26、46、56の異常温度上昇が発生したかどうかの判定において使用される検知センサとして、各電装品アセンブリ26、46、56の温度を検出する電装品温度センサ26c、46c、56cを使用しているが、このような電装品アセンブリ26、46、56に専用の温度センサではなく、例えば、図9に示されるように、室内ユニット4において、電装品温度センサ46cを設けずに、吸入口44aから吸入される室内空気の温度を検出するための吸入温度センサ46dを電装品アセンブリ46の近傍(ここでは、ベルマウス43cの電装品アセンブリ46寄りの部分)に設けることで、電装品アセンブリ26、46、56の異常温度上昇が発生したかどうかの判定において使用される検知センサとして代用する(室内ユニット5についても同様に、電装品温度センサ56cを設けずに、吸入温度センサ56dで代用する)等のように、各電装品アセンブリ26、46、56の温度を検出する電装品温度センサ26c、46c、56cを設けることなく、他の温度センサで代用してもよい。
また、冷媒放出制御における電装品アセンブリ26、46、56の異常温度上昇が発生したかどうかの判定において使用される検知センサとしては、電装品アセンブリ26、46、56の異常温度上昇に起因する状態量であればよいため、温度センサの代わりに、電装品アセンブリ26、46、56の出火に伴って変化するガス(例えば、酸素)の濃度を検出するガスセンサや、電装品アセンブリ26、46、56の出火に伴って発生する煙の発生量を検出する煙センサ等を使用してもよい。
(4)変形例2
上述の実施形態及び変形例1では、冷媒放出制御のステップS3(図8参照)において、吹出弁28b、48b、58bを開状態にすることによって冷媒回路10から電装品アセンブリ26、46、56に二酸化炭素を放出する動作を行うようにしている。ここでいう開状態は、電磁弁からなる吹出弁28b、48b、58bを全開の状態で維持することであるが(以下、この状態を全開状態とする)、このように、吹出弁28b、48b、58bを全開状態にすると、場合によっては、吹出ノズル28a、48a、58a、吹出弁28b、48b、58b、油フィルタ28c、48c、58c及びキャピラリチューブ28d、48d、58dにおける流路抵抗のみで十分に吹出ノズル28a、48a、58aから放出される冷媒の流量を制限できない場合があり得る。そこで、本変形例では、冷媒放出制御のステップS3において、吹出弁28b、48b、58bの開閉動作を繰り返し行うことで、冷媒回路10から二酸化炭素を間欠的に放出するようにしている(以下、この状態を間欠開状態とする)。これにより、短時間に大量の二酸化炭素を放出しないように制限しながら、冷媒回路10から二酸化炭素を電装品アセンブリ26、46、56に放出する冷媒放出制御を行うことができる。
また、このような吹出弁28b、48b、58bの開閉動作において、全開状態の時間と全閉状態の時間の比率を変更することによって、冷媒回路10から放出される二酸化炭素の流量を調節しながら、冷媒放出制御を行うことができる。より具体的には、図10(a)に示されるように、吹出弁28b、48b、58bが全開状態の時間をt1にするとともに吹出弁28b、48b、58bが全閉状態の時間をt2にした状態(以下、第1放出状態とする)と、図10(b)に示されるように、吹出弁28b、48b、58bが全開状態の時間をt1よりも大きいt1’にするとともに吹出弁28b、48b、58bが全閉状態の時間をt2よりも小さいt2’にして第1放出状態よりも二酸化炭素の放出量が多い状態(以下、第2放出状態とする)とを作り出すことで、冷媒回路10から放出される二酸化炭素の流量を調節することができる。
そして、このような吹出弁28b、48b、58bの間欠開状態を利用して、図11に示されるような冷媒放出制御を行うことができる。ここで、本変形例の冷媒放出制御におけるステップS1、S2、S4及びS5は、上述の実施形態及び変形例1の冷媒放出制御におけるステップS1、S2、S4及びS5と同じであるため、ここでは、室外ユニット2の電装品アセンブリ26についての冷媒放出制御を例として、主として、ステップS13、S23について説明する。
ステップS13においては、吹出弁28bを第1放出状態(図10(a)参照)にして冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素を電装品アセンブリ26に放出するように冷媒放出手段としての冷媒放出管28を作動させる制御を行う。
次に、ステップS4においては、ステップS13において冷媒回路10から二酸化炭素を電装品アセンブリ26に放出する動作を開始した後、検知センサ(例えば、電装品温度センサ26c)が検出する状態量に基づいて、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されたかどうかを判定し、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されていないと判定した際には、ステップS23の処理に移行する。
次に、ステップS23においては、吹出弁28bを第1放出状態より二酸化炭素の放出量の多い第2放出状態(図10(b)参照)にして冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素を電装品アセンブリ26に放出するように冷媒放出手段としての冷媒放出管28を作動させる制御を行う。
そうすると、第1放出状態よりも冷媒回路10から電装品アセンブリ26に放出される二酸化炭素の量が多くなるため、続いて行われるステップS4においては、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されているものと判定され、ステップS5の処理に移行し、吹出弁28bを閉止して冷媒放出制御を終了することになる。
このように、本変形例においては、電装品アセンブリ26(電装品アセンブリ46、56の場合も同様)の異常温度上昇が生じていると判定されて(ステップS1)、冷媒回路10から二酸化炭素を放出し始めた後に(ステップS13)、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されたかどうかの判定を行い(ステップS4)、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されていないものと判定された際に二酸化炭素の放出量が多くなるように制御するようにしているため(ステップS23)、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制効果を確認しながら、電装品アセンブリ26の消火や冷却に適した量の二酸化炭素を放出することができる。
尚、本変形例においては、第1放出状態と第2放出状態の2段階で二酸化炭素の放出量を多くなるようにしているが、例えば、ステップS23からステップS4の処理に戻る際に、吹出弁28b(吹出弁48b、58bの場合も同様)の第2放出状態を第1放出状態に置き換える処理を行っておき、再度、ステップS4において、電装品アセンブリ26の異常温度上昇が抑制されていないものと判定された場合に、さらに、吹出弁28bが全開状態の時間をt1’よりも大きいt1’’にするとともに吹出弁28bが全閉状態の時間をt2’よりも小さいt2’’にして第1放出状態よりも二酸化炭素の放出量が多い状態を作り出すことで、冷媒回路10から放出される二酸化炭素の流量を増加させる等により、二酸化炭素の放出量を徐々に多くなるようにしてもよい。
(5)変形例3
上述の変形例2では、図1、図5、図5、図7及び図9に示されるように、吹出弁28b、48b、58bとして、全閉状態と全開状態との間の中間開度に調節することができない電磁弁を使用しているが、例えば、図12に示されるように、電動膨張弁のような中間開度に調節が可能な吹出弁28e、48e、58eを使用してもよい。これにより、短時間に大量の二酸化炭素を放出しないように制限しながら、冷媒回路10から二酸化炭素を電装品アセンブリ26、46、56に放出する冷媒放出制御を行うことができる。
また、このような吹出弁28e、48e、58eを利用すれば、図11に示されるような冷媒放出制御を行うことができる。すなわち、変形例2におけるステップS13、23において、例えば、第1放出状態をある第1開度とし、第2放出状態を第1開度よりも大きい第2開度とすることによって冷媒回路10から放出される二酸化炭素の量を調節することができるため、変形例2における冷媒放出制御と同様に、電装品アセンブリ26、46、56の異常温度上昇が抑制効果を確認しながら、電装品アセンブリ26、46、56の消火や冷却に適した量の二酸化炭素を放出するような冷媒放出制御を行うことができる。
(6)変形例4
上述の実施形態及び変形例1〜3では、図3、図4及び図7に示されるように、冷媒放出管28、48、58の吹出ノズル28a、48a、58aが電装品アセンブリ26、46、56内に開口しているが(より具体的には、吹出ノズル28a、48a、58aの先端が躯体26b、46b、56b内まで挿入されているが)、図13及び図14に示されるように、吹出ノズル28a、48a、58aの先端を躯体26b、46b、56bの上方において開口するように配置して、電装品アセンブリ26、46、56の上方から降りかけることができるようにしてもよい。この場合には、吹出ノズル28a、48a、58aの先端が躯体26b、46b、56b内まで挿入されている場合に比べて、異常温度上昇の原因になりやすい電装品に対して、直接的に二酸化炭素を吹き付けることはできないが、電装品アセンブリ26、46、56及びその周囲を二酸化炭素の雰囲気にすることができるため、電装品アセンブリ26、46、56の消火や冷却を行うことが可能である。
(7)変形例5
上述の実施形態及び変形例1〜4では、冷媒放出制御のステップS2において、室外ユニット2の電装品アセンブリ26については、室外ファン25及び圧縮機21を停止させる処理を行い、また、室内ユニット4、5の電装品アセンブリ46、56については、室内ファン45、55及び圧縮機21を停止させる処理を行うようにしているが(図8及び図11を参照)、例えば、図15のステップS52に示されるように、室外ユニット2の電装品アセンブリ26についての冷媒放出制御においては、圧縮機21を停止させる処理を行わずに、すなわち、室外ファン25のみを停止する処理を行った後に、また、室内ユニット4、5の電装品アセンブリ46、56についての冷媒放出制御においては、圧縮機21を停止させる処理を行わずに、すなわち、室内ファン45、55のみを停止する処理を行った後に、ステップS3以降の処理を行うようにしてもよい。
これにより、電装品アセンブリ26、46、56に空気が供給されにくい状態で、かつ、冷媒回路10を流れる二酸化炭素が極力高い圧力に維持されて放出量を増加できる状態において、電装品アセンブリ26、46、56の消火や冷却を行うことができる。
尚、図15に示される冷媒放出制御は、冷媒回路10からの二酸化炭素の放出量を異常温度上昇の抑制効果に応じて調節しない冷媒放出制御に対応するものであるが、冷媒回路10からの二酸化炭素の放出量を異常温度上昇の抑制効果に応じて調節する冷媒放出制御に対応するものに適用することも可能である。
(8)変形例6
上述の実施形態及び変形例1〜4では、電装品アセンブリ26、46、56の異常温度上昇が発生した際に冷媒放出管28、48、58を用いて冷媒放出制御を行うようにしているが、ファン25、45、55のロックや圧縮機21のロックが発生した際にも、ファン駆動モータ25a、45a、55aや圧縮機21に向けて冷媒回路10から二酸化炭素を放出することで、ファン25、45、55や圧縮機21のロックが発生した際の過熱等から保護することができる。
このようなファン25、45、55のロックや圧縮機21のロックが発生した際にも、ファン駆動モータ25a、45a、55aや圧縮機21に向けて冷媒回路10から二酸化炭素を放出するための構成として、室外ユニット2については、例えば、図16に示されるように、冷媒放出手段としての冷媒放出管28において、吹出ノズル28aの吹出弁28bの上流側の位置から第2及び第3吹出ノズル28f、28gを分岐させるとともに、第2及び第3吹出ノズル28f、28gのそれぞれに第2及び第3吹出弁28h、28iを設けることができる。また、室内ユニット4、5については、例えば、図16に示されるように、冷媒放出手段としての冷媒放出管48、58において、吹出ノズル48a、58aの吹出弁48b、58bの上流側の位置から第2吹出ノズル48f、58fを分岐させるとともに、第2吹出ノズル48f、48fのそれぞれに第2吹出弁48g、58gを設けることができる。
そして、本変形例においては、ファン25、45、55のロックや圧縮機21のロックが発生した際には、冷媒放出手段としての冷媒放出管28、48、58を通じて冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素をファン25、45、55や圧縮機21に放出して冷却する冷媒放出運転を行うことができるようになっている。
以下、ファン25、45、55のロックや圧縮機21のロックが発生した際の冷媒放出運転における動作について、図16〜図18を用いて説明する。ここで、冷媒放出運転における各種構成機器の制御は、電装品アセンブリ26、46、56の異常温度上昇が発生した場合における冷媒放出制御と同様に、放出制御手段として機能する空気調和装置1の制御部8によって行われる。尚、図17は本変形例におけるファンロック時の冷媒放出制御のフローチャートであり、図18は本変形例における圧縮機ロック時の冷媒放出制御のフローチャートである。
まず、室外ユニット2の室外ファン25のロックが発生した場合おける冷媒放出制御について説明する。
まず、図17のステップS61において、室外ファン25のロックが発生したかどうかを判定する。ここで、室外ファン25のロック発生の有無の判定には、例えば、ファン駆動モータ25aの入力電流や回転数がしきい値の範囲内にあるかどうか等によって判定される。
次に、ステップS61において室外ファン25のロックが発生したものと判定した際には、ステップS62において、冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素をファン駆動モータ25aに放出するように冷媒放出手段としての冷媒放出管28を作動させる制御を行う。具体的には、冷媒放出管28の吹出弁28hを開状態にすることによって冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素をファン駆動モータ25aに放出する動作を行う。これにより、室外ファン25のロックが発生した際の過熱等から保護することができる。
このステップS62の処理は、ステップS63において所定時間が経過したものと判定されるまで行われて、ステップS63において所定時間が経過したものと判定された後に、ステップS64の処理に移行し、吹出弁28hを閉止して冷媒放出制御を終了する。
次に、室内ユニット4、5の室内ファン45、55のロックが発生した場合おける冷媒放出制御について説明する。尚、室内ユニット4、5の室内ファン45、55のロックが発生した場合おける冷媒放出制御は、室外ユニット2の室外ファン25のロックが発生した場合の冷媒放出制御と同様であるため、上述の図17を用いた室外ユニット2の室外ファン25のロックが発生した場合における冷媒放出制御の説明において、室外ユニット2の各部を示す20番台の符号の代わりに、室内ユニット4の各部を示す40番台の符号を付して読み替えるとともに吹出弁28hを吹出弁48gに読み替えることで、又は、室内ユニット5の各部を示す50番台の符号を付して読み替えるとともに吹出弁28hを吹出弁58gに読み替えることで、説明を省略する。
次に、室外ユニット2の圧縮機21のロックが発生した場合おける冷媒放出制御について説明する。
まず、図18のステップS65において、圧縮機21のロックが発生したかどうかを判定する。ここで、圧縮機21のロック発生の有無の判定には、例えば、圧縮機駆動モータ21aの入力電流や回転数がしきい値の範囲内にあるかどうか等によって判定される。
次に、ステップS65において圧縮機21のロックが発生したものと判定した際には、ステップS66において、冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素を圧縮機駆動モータ21aに放出するように冷媒放出手段としての冷媒放出管28を作動させる制御を行う。具体的には、冷媒放出管28の吹出弁28iを開状態にすることによって冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素を圧縮機21に放出する動作を行う。これにより、圧縮機21に圧縮機21のロックが発生した際の過熱等から保護することができる。
このステップS66の処理は、ステップS67において所定時間が経過したものと判定されるまで行われて、ステップS67において所定時間が経過したものと判定された後に、ステップS68の処理に移行し、吹出弁28iを閉止して冷媒放出制御を終了する。
以上のように、本変形例では、ファン25、45、55及び圧縮機21のロック発生を考慮して、室外ユニット2及び室内ユニット4、5の両方に設けられた冷媒放出手段としての冷媒放出管28、48、58を利用して、室外ファン25や圧縮機21のロックが発生した場合には、冷媒放出管28(より具体的には、第2吹出ノズル28f及び第2吹出弁28hや第3吹出ノズル28gや第2吹出弁28i)を通じて冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素をファン駆動モータ25aや圧縮機21に放出して過熱等から保護し、室内ファン45、55のロックが発生した場合には、冷媒放出管48、58(より具体的には、第2吹出ノズル48f及び第2吹出弁48gや第2吹出ノズル58fや第2吹出弁58g)を通じて冷媒回路10から冷媒としての二酸化炭素をファン駆動モータ45a、55aに放出して過熱等から保護する冷媒放出運転を行うことができるようにしている。しかし、例えば、室外ユニット2において、圧縮機21のロック発生のみを考慮する場合には、第2吹出ノズル28f及び第2吹出弁28hは不要になるし、逆に、室外ファン25のロック発生のみを考慮する場合には、第3吹出ノズル28g及び第3吹出弁28iは不要になる。また、室内ユニット4、5において、室外ファン45、55のロック発生を考慮しない場合には、第2吹出ノズル48f、58f及び第2吹出弁48g、58gは不要になる。
(9)変形例7
上述の実施形態及び変形例1〜6では、図1、図4〜図6、図12、図14及び図16に示されるように、室外ユニット2に設けられた冷媒放出管28は、冷媒回路10のうち通常運転時において低圧の冷媒が流れる低圧部(具体的には、圧縮機21の吸入側の冷媒管2d)に接続されており、室内ユニット4、5に設けられた冷媒放出管48、58は、冷媒回路10のうち通常運転時において低圧の冷媒が流れる低圧部(具体的には、蒸発器として機能する室内熱交換器42、52の出口側の冷媒管4d、5d、又は、冷媒管4c、5cのうち室内膨張弁41、51と室内熱交換器42、52との間の位置)に接続されているが、冷媒放出管28、48、58が冷媒回路10のうち通常運転時において高圧の冷媒が流れる高圧部に接続されていてもよい。具体的には、図19及び図20に示されるように、室外ユニット2に設けられる冷媒放出管28が、圧縮機21の吐出側の冷媒管2b又は冷却器として機能する室外熱交換器22の出口側の冷媒管2cに接続されたり、室内ユニット4、5に設けられる冷媒放出管48、58が、冷媒管4c、5cのうち室内膨張弁41、51の上流側に接続されていてもよい。
このように、冷媒放出管48、58が冷媒回路10のうち通常運転時において高圧の冷媒が流れる高圧部に接続されることによって、短時間に大量の二酸化炭素を放出することができるようになる。
また、ここでは図示しないが、高圧部又は低圧部の一方から放出する場合に比べて、短時間に大量の二酸化炭素を放出することができるようにしたい場合には、冷媒回路10のうち通常運転時において低圧の冷媒が流れる低圧部と高圧の冷媒が流れる高圧部との両方に、冷媒放出管28、48、58を設けるようにしてもよい。
<第2実施形態>
(1)空気調和装置の構成
図21は、本発明の第2実施形態にかかる空気調和装置101の概略構成図である。空気調和装置101は、第1実施形態にかかる空気調和装置1と同様に、蒸気圧縮式の冷凍サイクル運転を行うことによって、ビル等の室内の冷房に使用される装置であり、主として、1台の室外ユニット102と、複数(ここでは、2台)の室内ユニット4、5と、室外ユニット102と室内ユニット4、5とを接続する冷媒連絡管6、7とを備えており、冷媒として二酸化炭素を用いた冷媒回路110を構成している。また、本実施形態にかかる空気調和装置101は、第1実施形態にかかる空気調和装置1と同様に、冷媒回路10から二酸化炭素を電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段としての冷媒放出管28、48、58が設けられている。尚、以下の空気調和装置101の構成の説明においては、第1実施形態にかかる空気調和装置1と異なる構成を有する室内ユニット102の構成のみについて説明を行い、第1実施形態と同様の構成を有する室内ユニット4、5及び冷媒連絡管6、7の構成については説明を省略する。
(室外ユニット)
室外ユニット102は、冷媒連絡管6、7を介して室内ユニット4、5に接続されており、室内ユニット4、5の間で冷媒回路110を構成している。
次に、室外ユニット102の構成について説明するが、室外ユニット102のユニット構成については、冷媒貯留容器31及び冷媒充填管32(後述)が設けられている点を除いては、第1実施形態にかかる室内ユニット2と同様であるため、ここでは説明を省略し、冷媒回路の構成のみについて説明する。
室外ユニット102には、冷媒回路110の一部を構成する室外側冷媒回路110aが設けられている。この室外側冷媒回路110aは、圧縮機21と、冷却器としての室外熱交換器22と、閉鎖弁23、24と、冷媒放出手段としての冷媒放出管28とを有している。尚、圧縮機21、室外熱交換器22、閉鎖弁23、24及び冷媒放出管28については、第1実施形態にかかる室外側冷媒回路10aを構成する圧縮機21、室外熱交換器22、閉鎖弁23、24及び冷媒放出管28と同様であるため、ここでは説明を省略する。
そして、室外側冷媒回路110aには、第1実施形態にかかる室外側冷媒回路10aとは異なり、冷媒としての二酸化炭素が貯留される冷媒貯留容器31と、冷媒貯留容器31を冷媒回路110に連通又は遮断可能に接続するための冷媒充填管32とが設けられている。冷媒貯留容器31は、空気調和装置101の設置場所において、現地施工される冷媒連絡管6、7の配管容積に応じて冷媒充填を行う際に必要な冷媒(すなわち、二酸化炭素)を室外ユニット2の出荷時から貯留しておくための容器である。冷媒充填管32は、冷媒貯留容器31と冷媒回路10(ここでは、圧縮機21の吸入側の冷媒管2d)とを接続する連通管32aと、連通管32aに接続された充填弁32bとを有している。充填弁32bは、冷媒貯留容器31と冷媒回路10とを連通させる際に開けられる弁であり、本実施形態において、電動膨張弁からなる。
以上のように、室内側冷媒回路10b、10cと、室外側冷媒回路110aと、冷媒連絡管6、7とが接続されて、空気調和装置101の冷媒回路110が構成されている。そして、本実施形態の空気調和装置101は、室内側制御部47、57と室外側制御部37とによって、空気調和装置101の各種運転制御を行う制御手段としての制御部108が構成されている。制御部108は、リモートコントローラ4e、5eからの信号や各種センサ26c、29、30、46c、56cの検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの信号等に基づいて各種機器及び弁21、25、28b、41、45、48b、51、55、58b、32bを制御することができるように接続されている。
(2)空気調和装置の動作
次に、本実施形態の空気調和装置101の動作について説明する。尚、本実施形態の空気調和装置101における通常運転は、第1実施形態の空気調和装置1における通常運転と同様であるため、ここでは説明を省略する。そして、本実施形態の空気調和装置101では、空気調和装置101の設置場所に設置され冷媒回路110を構成した後の試運転等において、冷媒連絡管6、7の配管容積に応じて冷媒回路110内の冷媒量が所定量になるまで、冷媒貯留容器31内の二酸化炭素を冷媒回路110内に充填する冷媒充填運転を行うことができる。以下、この冷媒充填運転における空気調和装置101の動作について説明する。
(冷媒充填運転)
冷媒充填運転における空気調和装置101の動作について、図21及び図22を用いて説明する。ここで、冷媒充填運転における各種構成機器の制御は、冷媒充填制御手段として機能する空気調和装置101の制御部108によって行われる。尚、図22は、本実施形態における冷媒充填運転のフローチャートである。
閉鎖弁23、24を全開状態として、リモートコントローラ4e、5eやユニット102、4、5から冷媒充填運転の運転指令がされると(ステップS101)、ステップS103の処理に移行する(ステップS102については、後述の冷媒放出運転における動作説明を参照)。すると、充填弁32bが開けられて冷媒貯留容器31と冷媒回路110とが連通した状態において、圧縮機21の圧縮機駆動モータ21a、室外ファン25のファン駆動モータ25a、室内ファン45、55のファン駆動モータ45a、55aが起動する。すなわち、充填弁32bが開けられて冷媒貯留容器31と冷媒回路110とが連通した状態において、通常運転と同様の冷凍サイクル運転が行われることになる。
これにより、冷媒貯留容器31内の二酸化炭素が冷媒回路110内に充填されることになる。ここで、充填初期の冷媒回路10内の冷媒量が所定量よりも少ない場合には、圧縮機21の吸入圧力が通常運転における圧力よりも低くなったり、圧縮機21の吐出圧力が通常運転における圧力よりも高くなるため、例えば、このような現象を利用して、冷媒回路10内の冷媒量が所定量まで達しているかどうかを判定することができる。尚、冷媒回路10内の冷媒量が所定量まで達しているかどうかの判定については、上述のような圧縮機21の吸入圧力や吐出圧力に基づいて判定するものに限られず、冷媒回路110を流れる冷媒や構成機器の運転状態量に基づいて判定するものであれば、種々のものを採用可能である。
そして、ステップS104において、冷媒回路10内の冷媒量が所定量に達したものと判定された場合には、充填弁32bが閉止されて冷媒貯留容器31と冷媒回路110とが遮断した状態となり(ステップS105)、冷媒充填運転が終了する。
(冷媒放出運転)
本実施形態の空気調和装置101においても、第1実施形態の空気調和装置1と同様、冷媒放出管28、48、58が設けられており、放出制御手段として機能する空気調和装置101の制御部108による冷媒放出制御によって、室外ユニット102の電装品アセンブリ26の異常温度上昇が発生した際には、冷媒放出手段としての冷媒放出管28を通じて冷媒回路110から冷媒としての二酸化炭素を電装品アセンブリ26に放出して消火・冷却する冷媒放出運転を行うことができるようになっており、室内ユニット4、5の電装品アセンブリ46、56の異常温度上昇が発生した際には、冷媒放出手段としての冷媒放出管48、58を通じて冷媒回路110から冷媒としての二酸化炭素を電装品アセンブリ46、56に放出して消火・冷却する冷媒放出運転を行うことができるようになっている(図8参照)。
しかし、このような冷媒放出運転を行った後においては、冷媒回路110内の冷媒量が減少しており、少量であればそれほど問題にならないが、多量の冷媒としての二酸化炭素が電装品アセンブリ26、46、56に放出された場合には、冷媒回路110内の冷媒量が所定量に対して大幅に不足するという事態になり、仮に、電装品アセンブリ26、46、56に損傷がなく運転継続が可能な場合であっても、冷媒量不足によって所定の空調性能が得られなくなってしまう。
そこで、本実施形態の空気調和装置101では、リモートコントローラ4e、5eやユニット102、4、5から冷媒充填運転の運転指令(すなわち、ステップS101)とは別に、冷媒充填運転のステップS102のように(図22参照)、冷媒充填制御手段としての制御部108が上述の冷媒放出制御(図8参照)が終了したものと判定した場合(例えば、図8のステップS5の処理が行われた場合)には、上述の冷媒充填運転を行って(図22のステップS103〜S105参照)、冷媒回路110内の冷媒量が所定量になるまで、冷媒貯留容器31内の二酸化炭素を冷媒回路110内に充填することができるようになっている。
このように、本実施形態の空気調和装置101では、冷媒回路110内の冷媒量が所定量になるまで二酸化炭素を冷媒回路110内に充填する冷媒充填運転を行うために冷媒貯留容器31が設けられており、しかも、冷媒回路110から二酸化炭素を電装品アセンブリ26、46、56に放出して電装品アセンブリ26、46、56の消火や冷却を終了した後においても冷媒充填運転を行うことができるため、冷媒回路110からの放出により減少した分の二酸化炭素を冷媒貯留容器31から冷媒回路110に補充して通常運転に復帰させることができる。
(3)変形例1
上述の実施形態では、冷媒放出運転が終了した後に、冷媒充填運転を行うことで冷媒回路110からの放出により減少した分の二酸化炭素を冷媒貯留容器31から冷媒回路110に補充するようにしているが、冷媒充填運転のステップS112のように(図23参照)、冷媒放出制御(図8参照)が開始したものと判定した場合(例えば、図8のステップS1、S2又はS3の処理が行われた場合)に、冷媒放出運転と同時並行して、上述の冷媒充填運転を行うようにしてもよい(図23のステップS103〜S105参照)。これにより、冷媒放出運転における冷媒量不足も生じにくくなり、また、冷媒放出運転が終了した時点あるいは冷媒放出運転が終了してから早い時期に、冷媒回路110内の冷媒量が所定量まで補充することができるため、速やかに通常運転を開始することができるようになる。
このように、本変形例では、冷媒回路110内の冷媒量が所定量になるまで二酸化炭素を冷媒回路110内に充填する冷媒充填運転を行うために冷媒貯留容器31が設けられているため、冷媒回路110から二酸化炭素を電装品アセンブリ26、46,56に放出する際に、冷媒貯留容器31から冷媒回路110に二酸化炭素を補充して速やかに通常運転に復帰させることができる。
(4)変形例2
上述の実施形態及び変形例1の空気調和装置101は、基本的に、第1実施形態の空気調和装置1と同様の構成において、冷媒充填運転のための冷媒貯留容器31及び冷媒充填管32を加えた点のみが異なるものである。このため、本実施形態及び変形例1の空気調和装置101においても、第1実施形態の変形例1〜7の構成を適用することが可能である。尚、本実施形態及び変形例1の空気調和装置101に第1実施形態の変形例1〜7の構成を適用した内容についての説明は省略する。
<他の実施形態>
以上、本発明の実施形態及びその変形例について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
(A)
上述の実施形態及びその変形例では、膨張機構として電動膨張弁からなる室内膨張弁41、51を採用した空気調和装置に本発明を適用したが、これに限定されず、膨張機構として冷媒を等エントロピ的に膨張させる膨張機を採用した空気調和装置にも本発明を適用可能である。
(B)
上述の実施形態及びその変形例では、通常運転として冷房運転や除湿運転を行う、いわゆる冷房専用型の空気調和装置に本発明を適用したが、これに限定されず、通常運転として冷房運転及び暖房運転を切り換えて行うことが可能な冷暖切換型の空気調和装置や、通常運転として冷房運転及び暖房運転を同時に行うことが可能な冷暖同時型の空気調和装置にも本発明を適用可能である。
(C)
上述の実施形態及びその変形例では、室外ユニットが1台の空気調和装置に本発明を適用したが、これに限定されず、複数台の室外ユニットが接続された空気調和装置にも本発明を適用可能である。
(D)
上述の実施形態及びその変形例では、室内ユニットが複数台接続された、いわゆるマルチ型の空気調和装置に本発明を適用したが、これに限定されず、室外ユニットと室内ユニットとが1対1の、いわゆるペア型の空気調和装置にも本発明を適用可能である。
(E)
上述の実施形態及びその変形例では、天井埋込型の室内ユニットに本発明を適用したが、これに限定されず、ダクト型、天井吊下型、壁掛け型や床置き型等の種々の型式の室内ユニットにも本発明を適用可能である。
(F)
上述の実施形態及びその変形例では、室外空気を室外ユニットの上方に吹き出す、いわゆる上吹き型の空冷式の室外ユニットに本発明を適用したが、これに限定されず、室外空気を室外ユニットの横方に吹き出す横吹き型の空冷式の室外ユニットや、水冷式の室外ユニットにも適用可能である。
(G)
上述の実施形態及びその変形例では、室内ユニットと室外ユニットとが冷媒連絡管を介して接続された、いわゆるセパレート型の空気調和装置に本発明を適用したが、これに限定されず、室内ユニットの機能と室外ユニットの機能とが単一のユニット内に構成された空気調和装置にも適用可能である。
本発明を利用すれば、電装品アセンブリが出火した際に、消火を行う機能を有する空気調和装置を提供することができる。
本発明の第1実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図である。 第1実施形態にかかる室内ユニットの外観斜視図である。 第1実施形態にかかる室内ユニットの概略側面断面図(冷媒放出管、冷媒管については模式的に図示)である。 図3の冷媒放出管及び電装品アセンブリの概略構成を示す図(冷媒放出管については模式的に図示)である。 第1実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図(冷媒放出管を異なる冷媒管に接続した例)である。 第1実施形態にかかる室外ユニットの外観斜視図である。 図6の室外ユニットをC方向から見た場合における概略側面断面図(冷媒放出管、冷媒管については模式的に図示)である。 第1実施形態にかかる冷媒放出制御のフローチャートである。 第1実施形態の変形例1にかかる冷媒放出管及び電装品アセンブリの概略構成を示す図であって、図4に相当する図である。 第1実施形態の変形例2にかかる吹出弁の第1及び第2放出状態を示すタイムチャートである。 第1実施形態の変形例2にかかる冷媒放出制御のフローチャートである。 第1実施形態の変形例3にかかる空気調和装置の概略構成図である。 第1実施形態の変形例4にかかる冷媒放出管及び電装品アセンブリの概略構成を示す図であって、図4に相当する図である。 第1実施形態の変形例4にかかる室外ユニットの概略側面断面図であって、図7に相当する図である。 第1実施形態の変形例5にかかる冷媒放出制御のフローチャートである。 第1実施形態の変形例6にかかる空気調和装置の概略構成図である。 第1実施形態の変形例6にかかるファンロック時の冷媒放出制御のフローチャートである。 第1実施形態の変形例6にかかる圧縮機ロック時の冷媒放出制御のフローチャートである。 第1実施形態の変形例7にかかる空気調和装置の概略構成図である。 第1実施形態の変形例7にかかる空気調和装置の概略構成図である。 本発明の第2実施形態にかかる空気調和装置の概略構成図である。 第2実施形態にかかる冷媒充填制御のフローチャートである。 第2実施形態の変形例1にかかる冷媒充填制御のフローチャートである。
1、101 空気調和装置
2、102 室外ユニット
4、5 室内ユニット
6、7 冷媒連絡管
10、110 冷媒回路
21 圧縮機
21a 圧縮機駆動モータ
22 室外熱交換器(冷却器)
25 室外ファン(送風ファン)
25a ファン駆動モータ
26、46、56 電装品アセンブリ
26c、46c、56c 電装品温度センサ(検知センサ)
28、48、58 冷媒放出管(冷媒放出手段)
28a、48a、58a 吹出ノズル
28b、28e、48b、48e、58b、58e 吹出弁
28c、48c、58c 油フィルタ(油分離手段)
31 冷媒貯留容器
41、51 室内膨張弁(膨張機構)
42、52 室内熱交換器(蒸発器)
45、55 室内ファン(送風ファン)
45a、55a ファン駆動モータ
46d、56d 吸入温度センサ56d(検知センサ)

Claims (17)

  1. 冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路(10、110)と、
    構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリ(26、46、56)と、
    前記冷媒回路から二酸化炭素を前記電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段(28、48、58)と、
    前記電装品アセンブリ(26、46、56)の異常温度上昇に起因する状態量を検出する検知センサ(26c、46c、46d、56c、56d)と、
    前記検知センサが検出する状態量に基づいて、前記電装品アセンブリの異常温度上昇が発生しているかどうかを判定し、前記電装品アセンブリの異常温度上昇が発生しているものと判定した際に、前記冷媒回路(10、110)から二酸化炭素を前記電装品アセンブリに放出するように前記冷媒放出手段(28、48、58)を作動させる冷媒放出制御を行う放出制御手段とを備え、
    前記冷媒放出制御は、前記冷媒回路(10、110)から二酸化炭素を前記電装品アセンブリ(26、46、56)に放出するように前記冷媒放出手段(28、48、58)を作動させた後、前記検知センサ(26c、46c、46d、56c、56d)が検出する状態量に基づいて、前記電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されたかどうかを判定し、前記電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されていないものと判定した際に、さらに二酸化炭素の放出量が多くなるように前記冷媒放出手段を作動させる、
    気調和装置(1、101)。
  2. 冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路(10、110)と、
    構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリ(26、46、56)と、
    前記冷媒回路から二酸化炭素を前記電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段(28、48、58)とを備え、
    前記冷媒放出手段(28、48、58)は、前記冷媒回路(10、110)に接続された吹出ノズル(28a、48a、58a)と、前記吹出ノズルに接続された吹出弁(28b、28e、48b、48e、58b、58e)とを有しており、
    前記吹出ノズル(28a、48a、58a)には、前記冷媒回路(10、110)から二酸化炭素を前記電装品アセンブリ(26、46、56)に放出する際に、二酸化炭素中から冷凍機油を分離することが可能な油分離手段(28c、48c、58c)がさらに接続されている、
    気調和装置(1、101)。
  3. 冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路(110)と、
    構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリ(26、46、56)と、
    前記冷媒回路から二酸化炭素を前記電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段(28、48、58)とを備え、
    前記冷媒回路(110)は、室内ユニット(4、5)と室外ユニット(102)とが冷媒連絡管(6、7)を介して接続されることによって構成されており、
    前記室外ユニット内には、前記冷媒回路に連通又は遮断可能に接続されており、冷媒としての二酸化炭素が貯留された冷媒貯留容器(31)が設けられており、
    前記冷媒貯留容器を前記冷媒回路に連通させた状態において前記冷媒回路の冷凍サイクル運転を行うことで、前記冷媒回路内の冷媒量が所定量になるまで、前記冷媒貯留容器内の二酸化炭素を前記冷媒回路内に充填する冷媒充填運転を行う冷媒充填制御手段をさらに備えており、
    前記冷媒充填制御手段は、前記冷媒放出手段(28、48、58)による二酸化炭素の放出終了後に、前記冷媒充填運転を行う、
    気調和装置(101)。
  4. 冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路(110)と、
    構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリ(26、46、56)と、
    前記冷媒回路から二酸化炭素を前記電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段(28、48、58)とを備え、
    前記冷媒回路(110)は、室内ユニット(4、5)と室外ユニット(102)とが冷媒連絡管(6、7)を介して接続されることによって構成されており、
    前記室外ユニット内には、前記冷媒回路に連通又は遮断可能に接続されており、冷媒としての二酸化炭素が貯留された冷媒貯留容器(31)が設けられており、
    前記冷媒貯留容器を前記冷媒回路に連通させた状態において前記冷媒回路の冷凍サイクル運転を行うことで、前記冷媒回路内の冷媒量が所定量になるまで、前記冷媒貯留容器内の二酸化炭素を前記冷媒回路内に充填する冷媒充填運転を行う冷媒充填制御手段をさらに備えており、
    前記冷媒充填制御手段は、前記冷媒放出手段(28、48、58)による二酸化炭素の放出の際に、前記冷媒貯留容器内の二酸化炭素を前記冷媒回路内に流入させる、
    気調和装置(101)。
  5. 冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路(10、110)と、
    構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリ(26、46、56)と、
    前記冷媒回路から二酸化炭素を前記電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段(28、48、58)とを備え、
    前記冷媒回路(10、110)は、圧縮機(21)と冷却器(22)と膨張機構(41、51)と蒸発器(42、52)とが接続されることによって構成されており、
    前記冷却器及び/又は前記蒸発器に熱源としての空気を送る送風ファン(25、45、55)をさらに備えており、
    前記冷媒放出手段(28、48、58)による二酸化炭素の放出の際に、前記送風ファン及び前記圧縮機を停止させる、
    気調和装置(1、101)。
  6. 冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路(10、110)と、
    構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリ(26、46、56)と、
    前記冷媒回路から二酸化炭素を前記電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段(28、48、58)とを備え、
    前記冷媒回路(10、110)は、圧縮機(21)と冷却器(22)と膨張機構(41、51)と蒸発器(42、52)とが接続されることによって構成されており、
    前記冷却器及び/又は前記蒸発器に熱源としての空気を送る送風ファン(25、45、55)をさらに備えており、
    前記冷媒放出手段(28、48、58)による二酸化炭素の放出の際に、前記送風ファン及び前記圧縮機のうち前記送風ファンのみを停止させる、
    気調和装置(1、101)。
  7. 冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路(10、110)と、
    構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリ(26、46、56)と、
    前記冷媒回路から二酸化炭素を前記電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段(28、48、58)とを備え、
    前記冷媒回路(10、110)は、圧縮機(21)と冷却器(22)と膨張機構(41、51)と蒸発器(42、52)とが接続されることによって構成されており、
    前記冷却器及び/又は前記蒸発器に熱源としての空気を送る送風ファン(25、45、55)をさらに備えており、
    前記送風ファンは、ファン駆動モータ(25a、45a、55a)によって駆動され、
    前記冷媒放出手段(28、48、58)は、前記冷媒回路から二酸化炭素を前記ファン駆動モータに放出することが可能であり、
    前記送風ファンのロックが発生したものと判定した際に、前記冷媒回路から二酸化炭素を前記ファン駆動モータに放出するように前記冷媒放出手段を作動させる、
    気調和装置(1、101)。
  8. 冷媒として二酸化炭素を使用する蒸気圧縮式の冷媒回路(10、110)と、
    構成機器の運転制御を行うための電装品アセンブリ(26、46、56)と、
    前記冷媒回路から二酸化炭素を前記電装品アセンブリに放出することが可能な冷媒放出手段(28、48、58)とを備え、
    前記冷媒回路(10、110)は、圧縮機(21)と冷却器(22)と膨張機構(41、51)と蒸発器(42、52)とが接続されることによって構成されており、
    前記圧縮機は、内蔵された圧縮機駆動モータ(21a)によって駆動され、
    前記冷媒放出手段(28、48、58)は、前記冷媒回路から二酸化炭素を前記圧縮機に放出することが可能であり、
    前記圧縮機のロックが発生したものと判定した際に、前記冷媒回路から二酸化炭素を前記圧縮機に放出するように前記冷媒放出手段を作動させる、
    気調和装置(1、101)。
  9. 前記電装品アセンブリ(26、46、56)の異常温度上昇に起因する状態量を検出する検知センサ(26c、46c、46d、56c、56d)と、
    前記検知センサが検出する状態量に基づいて、前記電装品アセンブリの異常温度上昇が発生しているかどうかを判定し、前記電装品アセンブリの異常温度上昇が発生しているものと判定した際に、前記冷媒回路(10、110)から二酸化炭素を前記電装品アセンブリに放出するように前記冷媒放出手段(28、48、58)を作動させる冷媒放出制御を行う放出制御手段をさらに備えた、請求項2〜8のいずれかに記載の空気調和装置(1、101)。
  10. 前記冷媒放出制御は、前記冷媒回路(10、110)から二酸化炭素を前記電装品アセンブリ(26、46、56)に放出するように前記冷媒放出手段(28、48、58)を作動させた後、前記検知センサ(26c、46c、46d、56c、56d)が検出する状態量に基づいて、前記電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されたかどうかを判定し、前記電装品アセンブリの異常温度上昇が抑制されたものと判定した際に、終了する、請求項1又は9に記載の空気調和装置(1、101)。
  11. 前記検知センサ(26c、46c、56c)は、前記電装品アセンブリ(26、46、56)の温度を検出する温度センサである、請求項1、9、10のいずれかに記載の空気調和装置(1、101)。
  12. 前記冷媒放出手段(28、48、58)は、前記冷媒回路(10、110)に接続された吹出ノズル(28a、48a、58a)と、前記吹出ノズルに接続された吹出弁(28b、28e、48b、48e、58b、58e)とを有している、
    請求項1、3〜8のいずれかに記載の空気調和装置(1、101)。
  13. 吹出ノズル(28a、48a、58a)は、前記電装品アセンブリ(26、46、56)内に開口している、請求項2又は12に記載の空気調和装置(1、101)。
  14. 前記冷媒回路(10、110)から二酸化炭素を間欠的に放出するように前記冷媒放出手段(28、48、58)を作動させる、請求項1〜13のいずれかに記載の空気調和装置(1、101)。
  15. 前記冷媒回路(10、110)は、室内ユニット(4、5)と室外ユニット(2、102)とが冷媒連絡管(6、7)を介して接続されることによって構成されており、
    前記冷媒放出手段(28、48、58)は、前記室内ユニット及び/又は前記室外ユニットに設けられている、
    請求項1〜14のいずれかに記載の空気調和装置(1、101)。
  16. 前記冷媒放出手段(28、48、58)は、前記冷媒回路(10、110)のうち冷凍サイクル運転時において高圧の冷媒が流れる高圧部、又は、前記冷媒回路のうち冷凍サイクル運転時において低圧の冷媒が流れる低圧部から二酸化炭素を前記電装品アセンブリ(26、46、56)に放出することが可能である、
    請求項1〜15のいずれかに記載の空気調和装置(1、101)。
  17. 前記冷媒放出手段(28、48、58)は、前記冷媒回路(10、110)のうち冷凍サイクル運転時において高圧の冷媒が流れる高圧部、及び、前記冷媒回路のうち冷凍サイクル運転時において低圧の冷媒が流れる低圧部から二酸化炭素を前記電装品アセンブリ(26、46、56)に放出することが可能である、
    請求項1〜15のいずれかに記載の空気調和装置(1、101)。
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