JPH05118720A - 冷凍装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 冷凍装置の故障で冷媒漏れが生じても、室内
あるいは大気中に放出される冷媒の量を最小限に留めよ
うとするものである。 【構成】 冷凍装置からの冷媒の漏洩を検知する漏洩検
知装置、および室内ユニットと室外ユニットを接続する
配管の途中に開閉弁を設け、検知装置が冷媒の漏洩を検
知したときに、前記開閉弁を閉じる。あるいは、まず配
管の途中に設けた一方の開閉弁を閉じ、冷媒の回収運転
を行った後、他方の開閉弁を閉じる。 【効果】 もし冷凍装置の故障で冷媒漏れが生じても、
室内にいる人が酸素欠乏症など危険な状態にさらされる
のを防止することができ、また地球規模の環境に悪影響
を及ぼすフロン冷媒が大気中に放出されるのを最小限に
とどめることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱交換器及び膨張弁を
有する室内ユニットと、圧縮機及び熱交換器を有する室
外ユニットとを、ガス配管及び液配管で接続して冷媒回
路を形成し、冷媒回路内に冷媒を循環させて空調を行う
冷凍装置に関し、特に冷凍装置の故障により冷媒が漏洩
した場合でも、冷媒の漏れを最小に留めるようにした冷
凍装置の制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在一般の空調用の冷凍装置に多く用い
られているフロン冷媒の毒性はきわめて低いとされてい
る。このため、現状では室内に熱交換器を有する直膨形
の冷凍装置においても、冷媒が漏洩した場合の対策の例
は少ない。したがって、万一冷凍装置からの冷媒漏洩が
生じると、冷凍装置に充填されているほぼ全量の冷媒が
室内、あるいは大気中に放出されることになる。

【０００３】また近年、１台の室外ユニットで複数台の
室内ユニットを駆動するマルチ方式の冷凍装置が増加
し、冷凍装置の冷媒回路内に充填される冷媒量が増加し
ている。このような冷凍装置から冷媒漏れが生じ、多量
の冷媒が室内に放出された場合、室内にいる人が酸素欠
乏症など危険な状態にさらされることになる。

【０００４】そこで、実開昭６１−７４０７８号公報に
示されるように、室内に設けた検知装置が所定以上のフ
ロンガスの濃度を検知したときや酸素濃度が所定以下に
なったとき、あるいは前記両者を併せて検知したときに
は、検知装置の指令により室外ユニットに設けた冷媒放
出装置を作動させる如くなした緊急冷媒放出装置が提案
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来、冷凍装置の冷媒
としては、クロロジフルオロメタン（以下フロン２２と
いう）等のフロン冷媒が主に使用されている。しかしな
がら、近年これらのフロンガスが大気中に放出される
と、いわゆる地球の温暖化をもたらすこと、またある種
のフロンガスによっては成層圏のオゾン層を破壊すると
いうような地球規模の環境に悪影響を及ぼすことが指摘
されている。

【０００６】そこで本発明の目的は、冷凍装置から冷媒
漏れが生じた場合、室内にいる人が酸素欠乏症など危険
な状態にさらされるのを防止するとともに、地球環境へ
悪影響を及ぼすフロンガスが大気中に放出されるのを最
小限にとどめようとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の制御方法は、熱交換器及び膨張弁を有する
室内ユニットと、圧縮機及び熱交換器を有する室外ユニ
ットとを、ガス配管及び液配管で接続して冷媒回路を形
成し、冷媒回路内に冷媒を循環させ、室内熱交換器に直
接室内空気を接触させて室内空気の調和を行う直膨分離
形の冷凍装置において、前記各配管途中にガス配管開閉
弁及び液配管開閉弁を設けるとともに、冷凍装置からの
冷媒の漏洩を検知する漏洩検知装置を室内及び又は室外
に設け、該漏洩検知装置が所定以上の冷媒の漏洩を検知
したときに、前記開閉弁を閉じるものである。

【０００８】また、冷凍装置の室内ユニットを設置した
室内に漏洩検知装置を設け、漏洩検知装置が所定以上の
冷媒の漏洩を検知したとき、液配管開閉弁を閉じ、所定
時間、あるいは圧縮機の吸入側圧力が所定の値に低下す
るまで圧縮機を運転して冷媒を室外ユニットに回収した
後、ガス配管開閉弁を閉じるものである。

【０００９】また、冷凍装置を冷房及び暖房運転に切り
替え自在とし、冷凍装置の室内ユニットを設置した室内
に漏洩検知装置を設け、漏洩検知装置が所定以上の冷媒
の漏洩を検知したとき、冷凍装置が冷房運転の場合は液
配管開閉弁を閉じ、また冷凍装置が暖房運転の場合は、
冷房運転に切り替えるとともに、液配管開閉弁を閉じ、
所定時間、あるいは圧縮機の吸入側圧力が所定の値に低
下するまで圧縮機を運転して冷媒を室外ユニットに回収
した後、ガス配管開閉弁を閉じるものである。

【００１０】また、冷凍装置の室外ユニット内あるいは
その近傍に漏洩検知装置を設け、漏洩検知装置が所定以
上の冷媒の漏洩を検知したとき、冷凍装置が暖房運転の
場合は液配管開閉弁を閉じ、また冷凍装置が冷房運転の
場合は、暖房運転に切り替えるとともに、液配管開閉弁
を閉じ、所定時間、あるいは圧縮機の吸入側圧力が所定
の値に低下するまで圧縮機を運転して冷媒を室内ユニッ
トに回収した後、ガス配管開閉弁を閉じるものである。

【００１１】また、熱交換器及び膨張弁を有する複数台
の室内ユニットと、圧縮機及び熱交換器を有する１台の
室外ユニットとを、ガス配管及び液配管で接続して冷媒
回路を形成し、冷媒回路内に冷媒を循環させるマルチ方
式の冷凍装置において、前記各配管途中にガス配管開閉
弁及び液配管開閉弁を設けるとともに、室内ユニットを
設けた各室に冷媒の漏洩検知装置を設け、漏洩検知装置
が所定以上の冷媒の漏洩を検知したときに、漏洩を検知
した室に設けられた室内ユニットと室外ユニットを接続
する配管途中に設けられた前記各開閉弁を閉じるもので
ある。

【００１２】また、冷凍装置を冷房及び暖房運転に切り
替え自在とし、室内ユニットを設置した室内、及び室外
ユニット内あるいはその近傍の両方に、冷媒の漏洩を検
知する室内漏洩検知装置及び室外漏洩検知装置を設け、
室内漏洩検知装置及び又は室外漏洩検知装置が所定以上
の冷媒の漏洩を検知したとき、冷凍装置が冷房運転の場
合は液配管開閉弁を閉じ、また冷凍装置が暖房運転の場
合は、冷房運転に切り替えるとともに、液配管開閉弁を
閉じ、所定時間、あるいは圧縮機の吸入側圧力が所定の
値に低下するまで圧縮機を運転して冷媒を室外ユニット
に回収した後、ガス配管開閉弁を閉じるものである。

【００１３】また、室内ユニットを設置した室に換気装
置を設置し、該室に設けられた冷媒の漏洩検知装置の信
号により換気装置の運転を制御するものである。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。本発明を適用した直膨分離形の冷凍装置の一実施
例の構成を図１に示す。

【００１５】図１において、室内交換器４、膨張弁５を
有する冷凍装置の室内ユニット２は、部屋又は室１内に
設置されており、圧縮機６、室外熱交換器７を有する室
内ユニット３と、液配管１０ａ及びガス配管１０ｂによ
り接続され、冷凍サイクルを構成している。液配管１０
ａには、実質的に液化された冷媒が流れ、ガス配管１０
ｂには、実質的に気化された冷媒が流れる。液配管１０
ａ及びガス配管１０ｂの途中には、液配管開閉弁１１ａ
及びガス配管開閉弁１１ｂが設けられており、これらの
開閉弁には例えば電磁弁が用いられる。部屋又は室１内
には、冷媒の漏洩を検知する漏洩検知装置１２が設けら
れており、該漏洩検知装置１２は、例えば所定値以上の
フロンガス冷媒の濃度や所定値以下の酸素濃度や、また
前記両者を併せて検知したりして、冷媒の漏洩を検知す
る。開閉弁１１ａ，１１ｂ、漏洩検知装置１２等の動力
線及び信号線は、それぞれ電源（図示せず）及び制御装
置２０に接続されている。図中の矢印は、冷凍サイクル
内に充填された冷媒の流れ方向を示す。

【００１６】圧縮機６で圧縮された冷媒ガス例えばフロ
ン２２は、室外熱交換器７で冷却液化される。液冷媒
は、途中に開閉弁１１ａを有する配管１０ａを通って室
内ユニット２の膨張弁５で減圧され、室内熱交換器４で
室内の空気と熱交換して気化し冷房作用を行う。気化し
た冷媒は、途中に開閉弁１１ｂを有する配管１０ｂを通
って再び圧縮機６に吸い込まれる冷凍サイクルを繰り返
す。

【００１７】図１のように構成された冷凍装置の制御装
置２０に基づく制御流れ図の一例を図２に示す。もし、
冷凍装置に故障が起きて、冷凍装置に充填された冷媒が
部屋１の内部に漏れて検知装置１２が所定以上のフロン
ガスの濃度を検知したときや酸素濃度が所定以下になっ
たとき、あるいは前記両者を併せて検知したときは開閉
弁１０ａ，１０ｂを閉じて圧縮機６を停止する。したが
って、部屋１に漏れるのは開閉弁１０ａ，１０ｂよりも
室内ユニット２側の冷媒のみであり室外ユニット３側の
冷媒が部屋１に漏れることはない。図１では漏洩検知装
置１２は、室１内のみに設けられているが、これを室外
ユニット３内又はその近傍である室外に設けたり、室内
と室外の両方に設け、即ち室内及び又は室外に設けて、
これらの漏洩検知装置による漏洩検知に基づき開閉弁１
０ａ，１０ｂの閉操作および圧縮機の停止を行なうこと
ができる。

【００１８】冷凍装置の制御流れ図の他の例を図３に示
す。もし、冷凍装置に故障が起きて、冷凍装置に充填さ
れた冷媒が部屋１の内部に漏れた場合、検知装置１２が
冷媒漏れを検知し、まず開閉弁１１ａを閉じる。圧縮機
６は運転を続け、吸入圧力が設定値（例えば大気圧力）
より低くなったら開閉弁１０ｂを閉じて圧縮機６を停止
する。したがって、室内ユニット２側の冷媒は、室外ユ
ニット３側に回収されるから、冷媒が部屋１に漏れるの
をほとんど無くすることができる。

【００１９】本発明を適用した他の例としてヒートポン
プ式冷凍装置に適用した例を図４に示す。図中、図１と
同一符号のものは、同等部分であるから、その説明を省
略する。室外ユニット３内には、冷媒の流れ方向を変え
て冷房運転と暖房運転を切り替える四方弁９、膨張弁
８、および冷媒の漏洩を検知する検知器１３が納められ
ている。図中の矢印は、冷凍サイクル内に充填された冷
媒の流れ方向を示しており、実線は冷房運転時、破線は
暖房運転時を示す。

【００２０】冷房運転時の冷媒の流れについて説明す
る。圧縮機６で圧縮された冷媒ガス例えばフロン２２
は、四方弁９を通って室外熱交換器７に到り、冷却液化
される。液冷媒は、途中に開閉弁１１ａを有する液配管
１０ａを通って室内ユニット２の膨張弁５で減圧され、
室内熱交換器４で室内の空気と熱交換して気化し冷房作
用を行う。気化した冷媒は、途中に開閉弁１１ｂを有す
るガス配管１０ｂ、四方弁９を通って再び圧縮機６に吸
い込まれる冷凍サイクルを繰り返す。また、暖房運転時
には、圧縮機６で圧縮された冷媒ガスは、四方弁９、途
中に開閉弁１１ｂを有する配管１０ｂを通って室内熱交
換器４に到り、室内の空気と熱交換して凝縮液化し、暖
房作用を行う。液化した冷媒は、途中に開閉弁１１ａを
有する配管１０ａを通って室外ユニット３の膨張弁８で
減圧され、室外熱交換器７で外気と熱交換して気化す
る。気化した冷媒は、四方弁９を通って再び圧縮機６に
吸い込まれる冷凍サイクルを繰り返す。

【００２１】このように構成された冷凍装置の制御装置
２０に基づく制御流れ図の一例を図５に示す。もし室内
ユニット２側に故障が生じて冷凍装置に充填された冷媒
が部屋１の内部に漏れた場合、室内の検知装置１２が冷
媒漏れを検知する。この時、冷凍装置が冷房運転の場合
は、開閉弁１１ａを閉じ、また暖房運転の場合は、四方
弁８で冷房運転に切り替えてから、開閉弁１１ａを閉じ
る。圧縮機７は運転を続け、吸入圧力が設定値（例えば
大気圧力）より低くなったら開閉弁１１ｂを閉じて圧縮
機６を停止する。したがって、室内ユニット２側の冷媒
は、室外ユニット３側に回収されるから、冷媒が部屋１
に漏れるのをほとんど無くすることができる。

【００２２】また、もし室外ユニット３側に故障が生じ
て冷凍装置に充填された冷媒が漏れた場合、室外の検知
装置１３が冷媒漏れを検知する。この時、冷凍装置が暖
房運転の場合は開閉弁１１ａを閉じ、また冷房運転の場
合は、四方弁９で暖房運転に切り替えてから、開閉弁１
１ａを閉じる。圧縮機７は運転を続け、吸入圧力が設定
値より低くなったら、開閉弁１１ｂを閉じて圧縮機６を
停止する。したがって、室外ユニット３側の冷媒は、室
内ユニット２側に回収されるから、冷媒が大気中に放出
されるのをほとんど無くすることができる。

【００２３】また、本発明を直膨分離形の三室マルチ式
冷凍装置に適用した例を図６に示す。図中、図１および
図４と同一符号のものは、同等部分であるから、その説
明を省略する。室内ユニット２ａ，２ｂ，および２ｃ
は、冷媒の漏れ検知装置１２ａ，１２ｂ，１２ｃがそれ
ぞれ設置された部屋１ａ，１ｂ，および１ｃに設置され
ている。それぞれの室内ユニットと室外ユニット３を接
続する配管１０ａ，１０ｂの途上には、それぞれ開閉弁
１１ａ，１１ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，および１５
ｂが設けられている。図中の矢印は図４と同じく、冷凍
サイクル内に充填された冷媒の流れ方向であり、実線は
冷房運転時、破線は暖房運転時を示す。また、冷媒の流
れも、３台の室内ユニットへ分岐して流れる以外は図４
と同じであるからその説明を省略する。

【００２４】このように構成された冷凍装置の制御流れ
図の一例を図７に示す。

【００２５】検知装置１２ａ，１２ｂ，または１２ｃで
冷媒の漏れを検知したとき、冷凍装置が冷房運転の場合
は、液配管開閉弁１１ａ，１４ａ，および１５ａを全て
一旦閉じ、また、冷凍装置が暖房運転の場合は、四方弁
９で冷房運転に切り替えた後、行きの液配管開閉弁１１
ａ，１４ａ，および１５ａを全て一旦閉じて、吸入圧力
が設定値（例えば大気圧力）より低くなるまで室内ユニ
ット側の冷媒を室外ユニット側へ回収する。吸入圧力が
設定値より低くなったら、冷媒の漏洩を検知した部屋に
設置された室内ユニットに通じる帰りのガス配管開閉弁
を閉じ、他の室内ユニットに通じる開閉弁は開く。つま
り、この時点では、漏れのない室内ユニットに通じる開
閉弁は、液配管及びガス配管の両方、即ち行きも帰えり
も両方とも開く。例えば検知器１２ａで漏れを検知した
ときは、開閉弁１１ｂを閉じ、開閉弁１４ａ，および１
５ａを開くのである。この場合、開閉弁１４ｂ，１５ｂ
は始めから開いている。上記の操作を行なった後、冷凍
装置を定常運転に戻せば、冷媒の漏洩を起こしていない
室内ユニットでは、冷房あるいは暖房運転を行なうこと
が出来る。

【００２６】さらに本発明の他の実施例を図８に示す。
本実施例は、図１に示した冷凍装置に、部屋１の換気装
置３０を付加したものであり、他の構成部分は図１と同
じであるから、同一番号を付して説明を省略する。換気
装置３０の電源、および信号線は、電源および制御装置
２０に接続されており、冷媒の漏洩検知装置が所定以上
の冷媒の漏洩を検知したとき換気装置３０を運転する。
このように構成することにより、もし冷凍装置に故障が
起きて冷媒が部屋１に漏れても、換気装置３０によって
速やかに排出することができる。制御装置２０は、換気
装置３０の他に、図１の実施例のように開閉弁１１ａ，
１１ｂの制御をすることは勿論である。換気装置３０は
図４、図６の部屋１に付加することができる。

【００２７】なお、上記の実施例では、開閉弁１１ａ，
１１ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，および１５ｂを室内
ユニット２、室外ユニット３の外に設けたが、実質的に
室内ユニットと室外ユニットを接続する配管途上であれ
ば、室内ユニット２または、室外ユニット３の中に収め
てもよい。

【００２８】また、図３、図５、図７に示した制御流れ
図において、開閉弁１１ａを閉じ、あるいは開閉弁１１
ａ，１４ａ，および１５ａを閉じた後、吸入圧力が設定
値より低くなるまで冷媒の回収運転を行うようにした
が、所定の時間（吸入圧力が設定値より低くなるまでの
時間を見込んだ時間）だけ回収運転を行うようにしても
よい。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、上記のように構成したから、
冷媒が室内に漏れても室内にいる人が酸素欠乏症など危
険な状態にさらされるのを防止することができ、また大
気中に放出される冷媒を最小限に留めた安全な冷凍装置
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、本発明を適用した直
膨分離形冷凍装置の概略構成図である。

【図２】図１に示した冷凍装置の制御流れ図の一例であ
る。

【図３】図１に示した冷凍装置の制御流れ図の他の例を
示す。

【図４】本発明の他の実施例を示し、本発明を適用した
ヒートポンプ式冷凍装置の概略構成図である。

【図５】図４に示した冷凍装置の制御流れ図の一例であ
る。

【図６】本発明の他の実施例を示し、本発明を適用した
直膨分離形の三室マルチ式冷凍装置の概略構成図であ
る。

【図７】図６に示した直膨分離形の三室マルチ式冷凍装
置の制御流れ図の一例である。

【図８】本発明のさらに他の実施例を示し、換気装置の
制御を有する直膨分離形冷凍装置の概略構成図である。

【符号の説明】

２…室内ユニット ３…室外ユニット ６…圧縮機 ９…四方弁 １０ａ，１０ｂ…配管 １１ａ，１１ｂ，１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ…開
閉弁 １２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３…漏洩検知装置 ２０…制御装置 ３０…換気装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦田和幹 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱交換器及び膨張弁を有する室内ユニッ
   トと、圧縮機及び熱交換器を有する室外ユニットとを、
   ガス配管及び液配管で接続して冷媒回路を形成し、該冷
   媒回路内に冷媒を循環させる冷凍装置において、前記各
   配管途中にガス配管開閉弁及び液配管開閉弁を設けると
   ともに、冷凍装置からの冷媒の漏洩を検知する漏洩検知
   装置を室内及び又は室外に設け、該漏洩検知装置が所定
   以上の冷媒の漏洩を検知したときに、前記開閉弁を閉じ
   ることを特徴とする冷凍装置の制御方法。
2. 【請求項２】 冷凍装置の室内ユニットを設置した室内
   に漏洩検知装置を設け、漏洩検知装置が所定以上の冷媒
   の漏洩を検知したとき、液配管開閉弁を閉じ、所定時
   間、あるいは圧縮機の吸入側圧力が所定の値に低下する
   まで圧縮機を運転して冷媒を室外ユニットに回収した
   後、ガス配管開閉弁を閉じることを特徴とする請求項１
   に記載の冷凍装置の制御方法。
3. 【請求項３】 冷凍装置を冷房及び暖房運転に切り替え
   自在とし、冷凍装置の室内ユニットを設置した室内に漏
   洩検知装置を設け、漏洩検知装置が所定以上の冷媒の漏
   洩を検知したとき、冷凍装置が冷房運転の場合は液配管
   開閉弁を閉じ、また冷凍装置が暖房運転の場合は、冷房
   運転に切り替えるとともに、液配管開閉弁を閉じ、所定
   時間、あるいは圧縮機の吸入側圧力が所定の値に低下す
   るまで圧縮機を運転して冷媒を室外ユニットに回収した
   後、ガス配管開閉弁を閉じることを特徴とする請求項１
   に記載の冷凍装置の制御方法。
4. 【請求項４】 冷凍装置の室外ユニット内あるいはその
   近傍に漏洩検知装置を設け、漏洩検知装置が所定以上の
   冷媒の漏洩を検知したとき、冷凍装置が暖房運転の場合
   は液配管開閉弁を閉じ、また冷凍装置が冷房運転の場合
   は、暖房運転に切り替えるとともに、液配管開閉弁を閉
   じ、所定時間、あるいは圧縮機の吸入側圧力が所定の値
   に低下するまで圧縮機を運転して冷媒を室内ユニットに
   回収した後、ガス配管開閉弁を閉じることを特徴とする
   請求項１又は請求項３に記載の冷凍装置の制御方法。
5. 【請求項５】 熱交換器及び膨張弁を有する複数台の室
   内ユニットと、圧縮機及び熱交換器を有する１台の室外
   ユニットとを、ガス配管及び液配管で接続して冷媒回路
   を形成し、冷媒回路内に冷媒を循環させるマルチ方式の
   冷凍装置において、前記各配管途中にガス配管開閉弁及
   び液配管開閉弁を設けるとともに、室内ユニットを設け
   た各室に冷媒の漏洩検知装置を設け、漏洩検知装置が所
   定以上の冷媒の漏洩を検知したときに、漏洩を検知した
   室に設けられた室内ユニットと室外ユニットを接続する
   配管途中に設けられた前記各開閉弁を閉じることを特徴
   とする冷凍装置の制御方法。
6. 【請求項６】 冷凍装置を冷房及び暖房運転に切り替え
   自在とし、室内ユニットを設置した室内、及び室外ユニ
   ット内あるいはその近傍の両方に、冷媒の漏洩を検知す
   る室内漏洩検知装置及び室外漏洩検知装置を設け、室内
   漏洩検知装置及び又は室外漏洩検知装置が所定以上の冷
   媒の漏洩を検知したとき、冷凍装置が冷房運転の場合は
   液配管開閉弁を閉じ、また冷凍装置が暖房運転の場合
   は、冷房運転に切り替えるとともに、液配管開閉弁を閉
   じ、所定時間、あるいは圧縮機の吸入側圧力が所定の値
   に低下するまで圧縮機を運転して冷媒を室外ユニットに
   回収した後、ガス配管開閉弁を閉じることを特徴とする
   冷凍装置の制御方法。
7. 【請求項７】 室内ユニットを設置した室に換気装置を
   設置し、該室に設けられた冷媒の漏洩検知装置の信号に
   より換気装置の運転を制御するようにしたことを特徴と
   する請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の冷凍装置
   の制御方法。