JP6955311B2 - 冷媒漏れ対処方法 - Google Patents

Description

本発明は、空調システムの室内機から冷媒が漏れた際の対処方法に関する。

一般の空調システムは室外機のコンプレッサで冷媒を液化（凝縮）し、液化した冷媒を室内機で気化（蒸発）し、その際の潜熱で室内の冷房を行い、暖房の場合はこの逆を行う。

冷媒としてはプロパン、プロピレン、イソブタン或いはこれらの混合物、炭酸ガス、アンモニアなどが用いられている。プロパン、プロピレン、イソブタンなどの炭化水素は可燃物であり、アンモニアは毒物である。そのため、上記室外機及び室内機は冷媒の漏れがないような構造になっているが、配管の継ぎ手部分などから漏れることがある。

特許文献１には、コンプレッサの運転中に、冷媒ガス検出センサにより冷媒ガスが検出されたときに、異常が発生したと判断してコンプレッサを停止することが開示されている。

特許文献２には、複数のパラメータを設定してガス漏れがあったか否かを判定し、ガス漏れがあったと判断した場合には運転を停止するようにしている。

特許文献３に提案されている方法では、ガス漏れを検知してもコンプレッサの停止などを行うことはせず、室内機内の冷媒を全て室外機に送ることが提案されている。

特開２０１６−９０１１１号公報 特開２０１６−５０６８０号公報 特開２００２−６１９９６号公報

上述した特許文献１〜３は何れも冷媒漏れを感知した場合、コンプレッサを停止したり、冷媒を室外機へ送ることを行うため、冷房或いは暖房は停止してしまう。特にガスセンサに感度が敏感なものを使用すると、頻繁に誤作動を起こす問題が生じている。

上記の課題を解決するため本発明に係る冷媒漏れ対処方法は、室内機の冷媒パイプとのジョイント部の近傍に検知器と吸引パイプの吸引口を配置した構成で、前記検知器が冷媒漏れを検知すると、吸引パイプにつながる換気扇が駆動し、吸引パイプの吸引口から冷媒を含む空気を吸引して外部に排出することで、室内機周囲の雰囲気中の冷媒ガス濃度を爆発限界未満に維持しつつ、室外機と室内機の運転は継続するようにした。

ジョイント部からの漏れ量は一定ではなく接続の不具合の度合いによって変わる。この点を考慮すると、最大の漏れ量はジョイント部から冷媒パイプが外れた状態となったときである。そこで、吸引パイプの吸引能力を決める換気扇の規格は最大の漏れ量が発生した場合でもジョイント部近傍の空気中の冷媒ガス濃度を爆発限界濃度未満に希釈できる容量とすることが好ましい。

また本発明は冷媒漏れがあっても室内機および室外機の運転は継続する。運転を継続したまま冷媒漏れが続くと、混合冷媒の場合には沸点が高い冷媒の方が先に気化し、残った冷媒の組成割合が変化してしまう。一方、本発明者らは先に新たな混合冷媒として、プロピレンとプロパンの混合冷媒を開発した。この混合冷媒はプロピレンとプロパンと液相での混合割合（重量％）が５０：５０で且つ含有水分量が４ｐｐｍ以下とすることで疑似共沸点を持つものである。

このため、本発明方法をプロピレンとプロパンと混合比率が５０：５０の混合冷媒に適用した場合には、冷媒漏れを検知した後に、冷・暖房の運転を継続したばあいでも混合冷媒の比率は変化せず、そのまま運転継続することに問題はない。

本発明によれば、冷媒漏れを検知したら、室内機のジョイント部近傍から冷媒を含む空気が除去され、直ちに爆発限界未満の濃度になるので安全である。

また、冷媒漏れを検知しても運転を継続するため、空調機の使用者にとって便利であり、また、一旦運転が停止するとその都度点検しなければならす、また頻繁に再稼働させなければならず面倒である。

本発明方法を適用する空調システムの側面図 同空調システムの平面図

空調システムは室内機１と室外機２を備え、室外機２からの液状冷媒を室内機１に送り込む配管３と、送り込まれた液状冷媒を室内機１で蒸発させて気体状となった冷媒を室外機２に戻す配管４が室内機１と室外機２の間を連結している。

室内機１は天井５に形成した開口に嵌め込まれ、前記配管３、４はジョイント６、７を介して室内機１に接続され、ジョイント６、７の近傍には冷媒検知器８が取付けられ、この冷媒検知器８からの信号は制御装置９に送られる。

天井裏には既存の換気ダクト１０が設けられ、天井５と換気ダクト１０との間には排気装置１１が設けられている。排気装置１１は一端が前記ジョイント６、７の近傍に開口し他端が線機換気ダクト１０に接続された排気ダクト１２とこの排気ダクト１２の中間に配置される防爆仕様の排気ファン収納部１３からなる。

排気ファン収納部１３の内部に収納されたファンは制御装置９を介して電源に接続され、冷媒検知器８が冷媒漏れを検知した場合にスイッチが切り替わりファンが駆動する。

前記ファンを選定する基準としては、例えば、最も冷媒の漏れ量が多くなるものと想定される事態、具体的にはジョイント６、７から配管３、４が外れた場合を想定し、このような場合でもジョイント６、７の周囲雰囲気での冷媒ガス濃度が爆発限界値以下とすることができる容量のファンを選定するのが好ましい。

以上において、冷媒検知器８が冷媒漏れを検知するとファンが駆動し、強制排気を行い雰囲気の冷媒ガス濃度は爆発限界値以下を維持するため、冷房（暖房）運転は継続する。

運転を継続することで空調システム内の冷媒の量は徐々に低下する。冷媒として一般の混合冷媒を用いていると、それぞれの冷媒の沸点の差によって、空調システム内に残る混合冷媒の組成割合が変化し、能力低減につながる。

しかしながら、混合冷媒としてプロピレンとプロパンの割合（液相組成重量％）を５０：５０で且つ脱水処理した混合冷媒（水分量４ｐｐｍ以下）のものは、気相の組成割合の差が１０％以下となり、疑似共沸点を持つと言える。

したがって、上記の混合冷媒を用いた場合には冷媒検知器８が冷媒漏れを検知した後、しばらくの間運転を継続しても安全性は確保され且つ冷媒能力の劣化も小さいため、冷媒漏れの警報等が表示されたとしても、直ちに運転を停止する必要はなく、修理担当者を待つことができ、店舗などの空調システムとして有効である。

実施例では冷房について説明したが、暖房の場合の冷媒漏れに関しても同様に対応できる。

用いる冷媒としては、プロピレンとプロパンの混合冷媒（ＧＦ−８：丸八空調工業株式会社）の他に、Ｒ４１０Ａ（ダイキン工業株式会社）など特に限定されない。

１…室内機、２…室外機、３、４…配管、５…天井、６、７…ジョイント、８…冷媒検知器、９…制御装置、１０…換気ダクト、１１…排気装置、１２…排気ダクト、１３…排気ファン収納部。

Claims (1)

1. 室外機と室内機とを備えた空調システムにおける冷媒漏れ対処方法であって、冷媒としてプロパンとプロピレンの混合冷媒で、液相割合（重量％）が５０：５０で且つ含有水分量が４ｐｐｍ以下の混合冷媒を用い、室内機の冷媒パイプとのジョイント部の近傍に検知器と吸引パイプの吸引口を配置し、前記検知器によって冷媒漏れを検知したならば、換気扇を駆動し前記吸引パイプの吸引口から冷媒を含む空気を吸引して外部に排出することで、室内機周囲の雰囲気中の冷媒ガス濃度を爆発限界未満に維持しつつ、コンプレッサを停止させずに室外機と室内機の運転は継続することを特徴とすると冷媒漏れ対処方法。
   

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