JP2018155461A - 空調管理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 可燃性の冷媒が漏洩したときの安全性を高めることができる空調システム、空調管理装置および空調管理方法を提供することである。
【解決手段】 空調管理装置は複数の空調対象空間と当該空間に対応する室内機及び冷媒漏洩検知器の情報を空調対象空間情報として記憶可能な記憶部と、冷媒漏洩を検知した前記冷媒漏洩検器からの冷媒漏洩情報を取得する取得部と、冷媒漏洩情報と空調対象空間情報とから冷媒が漏洩した空調対象空間を判断する判断部と、判断部で冷媒が漏洩したと判断された空調対象空間に対応する室内機に対して当該室内機が備える送風機の運転を指示する空調制御部と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、空調管理装置に関する。

従来、空気調和機には不燃性のＲ４１０Ａ冷媒が多く使用されてきた。Ｒ４１０Ａ冷媒は、オゾン層破壊係数はゼロであるが、地球温暖化係数（以下、ＧＷＰという）が高いという性質がある。そこで、近年、地球温暖化防止を背景に、低ＧＷＰ冷媒への冷媒転換が進められている。しかし、多くの低ＧＷＰ冷媒は可燃性の冷媒であり、冷媒漏洩に対する注意が必要である。特に１台あるいは複数台の室外機に対して室内機を複数接続させるマルチエアコンと呼ばれる空気調和機では、冷媒充填量が多量になるため、万一冷媒が空調対象空間に漏洩した場合、局所的に可燃濃度に達する可能性があり、安全対策が検討されている。

可燃性冷媒が万が一漏洩した際の安全機能の１つとして、特許文献１のような送風機を運転させて漏洩冷媒を攪拌させる機能が提案されている。
しかしながら、上記のような空調システムは、１台の室外機と複数の室内機とで形成される１つの冷媒系統の空気調和機を管理するものであり、同時に複数の冷媒系統を同時に管理するものではなかった。

特開２０１６−１９７００６号公報

本発明が解決しようとする課題は、可燃性の冷媒が漏洩したときの安全性を高めることができる空調管理装置を提供することである。

上記課題を達成するために、実施形態の空調管理装置は、各々が圧縮機を備えた室外機と送風機を備えた室内機とで構成され、少なくとも１つに可燃性冷媒が充填される複数の空気調和機と、室内機が空調する複数の空調対象空間への冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩検知器と、を備える空調システムに用いられる空調管理装置である。この空調管理装置は複数の空調対象空間と当該空間に対応する室内機及び冷媒漏洩検知器の情報を空調対象空間情報として記憶可能な記憶部と、冷媒漏洩を検知した前記冷媒漏洩検器からの冷媒漏洩情報を取得する取得部と、冷媒漏洩情報と空調対象空間情報とから冷媒が漏洩した空調対象空間を判断する判断部と、判断部で冷媒が漏洩したと判断された空調対象空間に対応する室内機に対して当該室内機が備える送風機の運転を指示する空調制御部と、を備える。

第１の実施形態の空調管理装置を利用した空調システムを示す全体図である。 第１の実施形態の空調管理装置を利用した空調システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施形態の空調管理装置の冷媒が漏洩したときのフローチャートである。 第２の実施形態の空調管理装置の冷媒が漏洩したときのフローチャートである。 第２の実施形態の空調管理装置の記憶部が記憶した、冷媒が漏洩したときの室内機の送風機と風向変更機における形態毎の設定値を示した図である。

以下、発明を実施するための実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態の空調管理装置１００について、図１乃至図３を参照して説明する。図１は、空調システム１の全体図である。図２は空調システム１の構成と通信系統及び冷媒系統を示している。

第１の実施形態の空調システム１は、それぞれが冷凍サイクル装置を備えた複数の空気調和機２−１，２−２と、複数の冷媒漏洩検知器３−１〜３−６と、空調管理装置１００と、を備える。
以下、空気調和機２−１，２−２を区別しない場合は、空気調和機２という。また、以下、冷媒漏洩検知器３−１〜３−６を区別しない場合は、冷媒漏洩検知器３という。

空気調和機２は、屋外に設置される室外機２Ａ−１〜２Ａ−３と、屋内に設置される室内機２Ｂ−１〜２Ｂ−６とを備える。空気調和機２−１は、１台の室外機２Ａ−１と２台の室内機２Ｂ−１，２Ｂ−２とが冷媒配管を介して接続されており、第１冷媒系統Ｒ−１を形成する。また、空気調和機２−２は、２台の室外機２Ａ−２，２Ａ−３と、４台の室内機２Ｂ−３，２Ｂ−４，２Ｂ−５，２Ｂ−６とが冷媒配管を介して接続されており、第２冷媒系統Ｒ−２を形成する。
各空気調和機２には、可燃性ランクがＡ２Ｌ以上の微燃性の冷媒、例えば、Ｒ３２冷媒が充填されている。なお、空気調和機２のいずれか一方にＲ３２冷媒が充填され、他方には従来のＲ４１０Ａ冷媒が充填されていてもよい。

各室内機２Ｂ−１〜２Ｂ−６には、リモコン２Ｃ−１〜２Ｃ−５と冷媒漏洩検知器３−１〜３−６が接続されている。
以下、室外機２Ａ−１〜２Ａ−３を区別しない場合は、室外機２Ａという。また、以下、室内機２Ｂ−１〜２Ｂ−６を区別しない場合は、室内機２Ｂという。また、以下、リモコン２Ｃ−１〜２Ｃ−５を区別しない場合は、リモコン２Ｃという。

空調管理装置１００と室外機２Ａとの間、室外機２Ａと室内機２Ｂとの間、室内機２Ｂと冷媒漏洩検知器３との間、および室内機２Ｂとリモコン２Ｃとの間とは、専用の通信線４で接続されており、各機器を介した通信が行われる。また、空調管理装置１００と室外機２Ａとの間、室外機２Ａと室内機２Ｂとの間、室内機２Ｂと冷媒漏洩検知器３との間、および室内機２Ｂとリモコン２Ｃとの間とでは、有線・無線を問わずネットワークを介した通信が行われてもよい。ネットワークは、例えばＷＡＮ（Wide Area Network）や、ＶＰＮ（Virtual Private Network）、ＬＡＮ（Local Area Network）等含む。

各室外機２Ａは、冷媒系統Ｒ内の冷媒を循環させる圧縮機１２と、冷媒と室外空気とを熱交換させる室外熱交換器（図示略）と、空調管理装置１００や室内機２Ｂと通信を行う通信部１１と、室外機制御部１３と、を備える。室外機制御部１３は、圧縮機制御手段１４を有する。

図２に示すように、各室内機２Ｂは、室内空気を循環させる送風機２２と、冷媒と室内空気とを熱交換させる室内熱交換器（図示略）と、室内機から吹出される空気の風向を変更する風向変更機２３と、通信部２１と、室内機制御部２４とを備える。風向変更機２３は例えば、室内機２Ｂの吹き出し口に設けられたルーバー等の傾きを変更することで風向を変更する装置である。室内機制御部２４は、さらに送風機２２の運転／停止と回転数を制御する送風機制御手段２５と、風向変更機２３を制御し風向を変更させる風向制御手段２６とを有する。風向制御手段２６は、風向変更機２３に風向の変更を指示し、指示を受けた風向変更機２３がルーバー等の傾きを変えて風向を変更する。なお、ルーバーは室内機２Ｂの形態により備えないものもあり、このような形態の室内機２Ｂは風向変更機２３および風向制御手段２６を備えていない。

各リモコン２Ｃは、操作部３２と、運転表示部３３と、通信部３１とを有する。ユーザーは、リモコン２Ｃを用いて、それぞれ接続された室内機２Ｂの運転に関する操作、例えば、運転／停止、設定温度の変更、風向の変更、風量の変更、または運転モードの変更等を行うことができる。

各冷媒漏洩検知器３は、冷媒検知部４２と通信部４１とを有する。冷媒検知部４２は漏洩した冷媒を検知する。
本実施形態では、空調対象空間Ｘ，Ｙ，Ｚにそれぞれ２つの冷媒漏洩検知器３を設け、所定の範囲内に設置される室内機２Ｂに通信線４を介して接続される。なお、室内機２Ｂを空調対象空間の床面からの高さが１．５ｍ以上の位置に取り付ける場合は、各室内機２Ｂから半径１０ｍ以内の範囲、室内機２Ｂを１．５ｍ未満の高さに取り付ける場合は、各室内機２Ｂから半径５ｍ以内の範囲に冷媒漏洩検器３を設置することが望ましい。
また、冷媒は空気よりも重く、漏洩した場合、空調対象空間の下方に溜まりやすいため、各冷媒漏洩検知器３も床面に近い位置に設置することが好ましい。

空調管理装置１００は、通信部５１と、入力部５２と、表示部５３と、主要な機能として、次の（１）〜（４）の各部を備える。これらの動作は、例えば、空調管理装置１００に設けられたプロセッサがメモリに記憶されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。
（１）入力部５２の操作により入力された空調対象空間と当該空間に対応する室内機２Ｂ及び冷媒漏洩検知器３の情報を、空調対象空間情報として記憶する記憶部５４。
（２）冷媒漏洩を検知した冷媒漏洩検知器３からの冷媒漏洩情報を取得する取得部５５。
（３）冷媒漏洩情報と空調対象空間情報とから冷媒が漏洩した空調対象空間を判断する判断部５６。判断部５６は、室内機判断手段５７と空間判断手段５８を有する。
（４）判断部５６で判断された空調対象空間に対応する室内機２Ｂに対して当該室内機２Ｂが備える送風機２２の運転を指示する空調制御部５９。

空調管理装置１００は、各空気調和機２の運転状況の監視や、スケジュール制御などの様々な機能を備えてもよいし、冷媒漏洩時の集中制御に特化したものでもよい。
また、空調管理装置１００は、室内機２Ｂ−２，２Ｂ−４，２Ｂ−５２Ｂ−６をグループ化して管理するようにしてもよい。例えば、商業施設であれば、フロア／テナント／エリア／リモコン系統のように複数のグループや階層を設定することができる。グループ設定は、管理者等が必要に応じて空調管理装置１００の入力部５２を用いて入力することで、記憶部５４にグループや階層設定等のグループ設定情報と空調対象空間情報とを登録／記憶させることができる。
なお、空調対象空間情報とは、冷媒漏洩検知器３が冷媒漏洩を検知した際にその周囲に設置された室内機２Ｂを特定するための手段であるため、例えばグループ設定の一部として設定してもよく、グループ設定とは異なるカテゴリとして個別に設定としてもよい。
ここで、空調対象空間として設定される空間とは壁や天井により完全に仕切られた部屋等に限らず、商業施設のテナント等のような一部が解放された空間を設定してもよい。
以下、本実施形態では、グループ設定の一部である「テナント」を空調対象空間として設定した場合について説明する。

本実施形態の空調管理装置１００では、空調対象空間Ｘ，Ｙ，Ｚが、最下層のグループ「テナントＸ」，「テナントＹ」，「テナントＺ」としてそれぞれ記憶部に登録され、最下層のグループ「テナントＸ」を含むエリアが中間層のグループ「エリアＳ」、最下層のグループ「テナントＹ」，「テナントＺ」を含むエリアが中間層のグループ「エリアＴ」として登録され、中間層のグループ「エリアＳ」，「エリアＴ」を含むフロアが最上層のグループ「フロアＦ」として登録されている。

次に、第１の実施形態による空調システム１の空調対象空間Ｘ，Ｙ，Ｚのいずれかで冷媒漏洩が発生した際の動作について説明する。

まず、空気調和機２で実行される冷媒漏洩検知対応制御の流れの一例を説明する。冷媒漏洩が発生し、冷媒漏洩検知器３の冷媒検知部４２が冷媒を検知すると、冷媒漏洩検知器３は同じ通信系統の室内機２Ｂと室外機２Ａの通信部２１、１１を介して空調管理装置１００へ冷媒漏洩情報を送る。そのとき、冷媒漏洩情報を受信したそれぞれの室内機２Ｂは室内機制御部２４で送風機２２を制御して運転を開始させ、それぞれの室外機２Ａは室外機制御部１３で制御して圧縮機１２を停止させる。

次に空調管理装置１００内で実行される制御動作の流れの一例を、図３を参照して説明する。図３は空調管理装置１００の一例を示すフローチャートである。空調管理装置１００は通信部５１で冷媒漏洩情報を受信する（ステップＳ０）と、その情報を取得部５５へ送り、判断部５６が取得部５５と記憶部５４のデータをもとに冷媒漏洩が発生した空調対象空間を特定できるか判断する（ステップＳ１）。特定できるときは該当する空調対象空間内に冷媒漏洩が発生した室内機２Ｂ以外の他の室内機２Ｂがあるか判断する（ステップＳ２）。他の室内機２Ｂがないと判断された場合は制御動作を終了し、他の室内機２Ｂがあると判断された場合、その室内機２Ｂが他の冷媒系統Ｒのものであるかを判断し（ステップＳ３）、他の冷媒系統Ｒであると判断された場合、空調制御部５９はその冷媒系統Ｒの室外機２Ａの圧縮機１２を停止させ、その冷媒系統Ｒの室内機２Ｂのうち、冷媒漏洩していると判断された空調対象空間に設置されている室内機２Ｂの送風機２２を運転させる指示を通信部５１から通信線４を介して該当する室外機２Ａ及び室内機２Ｂへ送る（ステップＳ４）。以下、圧縮機１２の停止と送風機２２の運転の指示を冷媒漏洩制御という。ステップＳ３において他の冷媒系統Ｒでないと判断された場合は、つまり同じ空調対象空間内に対応する室内機２Ｂは同じ冷媒系統Ｒであるので、該当する室内機２Ｂのみに送風機２２を運転させる指示を送る(ステップＳ５)。ステップＳ１において空調対象空間を特定できないときは、冷媒漏洩時のグループ設定制御があるかを判断する（ステップＳ６）。このグループ設定制御の判断とは、予め記憶部に記憶されたグループ設定情報を登録しているかを判断することである。グループ設定制御があると判断された場合、グループ設定内のすべての室外機２Ａと室内機２Ｂに冷媒漏洩制御を送る（ステップＳ７）。漏洩検知時のグループ設定制御がないときは、空調管理装置１００の管理している全ての室外機２Ａと室内機２Ｂに冷媒漏洩制御の指示を送り（ステップＳ８）、動作を終了する。

空調管理装置１００から冷媒漏洩制御が送られた空気調和機２は、室外機２Ａは圧縮機１２を停止し、室内機２Ｂは送風機を運転する。冷媒漏洩制御の動作は、管理者等が停止させるまで継続される。

例えば、室内機２Ｂ−２またはその周辺で冷媒漏洩が発生した場合について、図1を参照して説明する。このとき冷媒漏洩検知器３−３が冷媒を検知すると、通信線４を介して室内機２Ｂ−２へ冷媒漏洩情報を送る。冷媒漏洩情報を受信した室内機２Ｂ−２はすぐに自機の送風機２２を運転する、と同時に通信線４を介して室外機２Ａ−１へ冷媒漏洩情報を送る。室外機２Ａ−１は冷媒漏洩情報を受け、自機の圧縮機１２の運転を停止し、通信線４を介して空調管理装置１００へ冷媒漏洩情報を送る。空調管理装置１００は、冷媒漏洩検知器３−３から冷媒漏洩情報を受信した室内機２Ｂ−２の空調対象空間「テナントＹ」と冷媒系統Ｒ−１を特定し、室内機２Ｂ−２と同じ空調対象空間「テナントＹ」にある他の室内機２Ｂ−４の冷媒系統Ｒ−２を特定する。

次に、空調管理装置１００は、室外機２Ａ−２，２Ａ−３に圧縮機１２の停止と、室内機２Ｂ−４に送風機２２を運転する指示を通信線４を介して送る。室外機２Ａ−２，２Ａ−３と室内機２Ｂ−４はそれぞれの通信部１１，２１で空調管理装置１００からの指示を受け、室外機２Ａ−２，２Ａ−３は室外機制御部１３の圧縮機制御手段１４が圧縮機１２を制御し圧縮機１２を停止し、室内機２Ｂ−４では室内機制御部２４の送風機制御手段２５が送風機２２を制御して運転を開始する。また、それぞれの冷媒系統Ｒの室内機２Ｂのうち、冷媒が漏洩していない空調対象空間「テナントＸ」，「テナントＺ」に設置されているものは、室外機２Ａの圧縮機１２の停止に伴い、室内機２Ｂも停止する。

別の例として、室内機２Ｂ−５またはその周辺で冷媒漏洩が発生した場合について説明する。このときは、冷媒漏洩検知器３−５が冷媒を検知する。冷媒漏洩検知器３−５が冷媒漏洩情報を送ると、室内機２Ｂ−５が送風機２２を運転し、室外機２Ａ−２，２Ａ−３の圧縮機１２が停止する。空調管理装置１００は室内機２Ｂ−５の空調対象空間「テナントＺ」と冷媒系統Ｒ−２を特定し、室内機２Ｂ−５と同じ空間「テナントＺ」にある室内機２Ｂ−６の冷媒系統Ｒ−２を特定する。
このとき、空調対象空間「テナントＺ」に対応する室内機２Ｂの冷媒系統はＲ−２のみであるため、空調管理装置１００は、室内機２Ｂ−６にのみ送風機２２を運転させる指示を送る。室内機２Ｂ−６は通信部２１で空調管理装置１００からの指示を受け、室内機制御部２４の送風機制御手段２５が送風機２２を制御し運転を開始する。

なお、空調管理装置１００が室内機２Ｂ−５の空調対象空間「テナントＺ」を特定できない場合で、かつ「エリアＴ」のグループ設定があると判断できるときは、グループ設定対象の室内機２Ｂ−２，２Ｂ−４，２Ｂ−６の冷媒系統Ｒ−１，Ｒ−２である室外機２Ａ−１，２Ａ−２，２Ａ−３の圧縮機１２を停止し、グループ設定対象の室内機２Ｂ−２，２Ｂ−４，２Ｂ−６の送風機２２を運転させる。

また、グループ設定があると判断できないときは、空調管理装置１００の管理下にある全ての室外機２Ａの圧縮機１２を停止させ、全ての室内機２Ｂの送風機２２を運転させる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の空調管理装置１００について図４を参照して説明する。第１の実施形態と同一又は類似する要素には同一の符号を付し、重複する説明は適宜省略する。
第２の実施形態の空調管理装置１００に備えられる記憶部５４は、空調対象空間情報としてさらに空調対象空間に対応する室内機２Ｂの形態情報と冷媒漏洩時に対応する当該室内機２Ｂに備えられる送風機２２の回転数と風向変更機２３の風向の設定値を記憶している。判断部５６は、冷媒が漏洩した空調対象空間と、当該空間に対応する室内機２Ｂと当該室内機２Ｂの形態を判断する。空調制御部５９は冷媒が漏洩した空調対象空間に対応する室内機２Ｂに対して当該室内機２Ｂに備えられる送風機２２と風向変更機２３の風向を記憶部５４に記憶された設定値に基いて冷媒漏洩制御時の動作をするように運転を指示する。

図４は、第２の実施形態の空調管理装置１００で実行される冷媒漏洩対応制御の流れの一例を示すフローチャートである。空調管理装置１００は空気調和機２に冷媒漏洩制御の指示を送る前に当該室内機２Ｂの形態を判断する（ステップＳ４a，Ｓ５a，Ｓ７a，Ｓ８a）。その後、各室内機２Ｂの形態に対応する冷媒漏洩制御の指示を送る（ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ８）。ここで、空調管理装置１００は、冷媒漏洩制御の指示により各室内機２Ｂの送風機２２の運転開始及び送風機２２の回転数と、風向変更機２３の風向（ルーバーの変更）と室外機２Ａに備えられる圧縮機の運転停止とを制御する指示を送る。図５に各室内機２Ｂの形態毎の送風機２２の回転数と風向変更機２３の風向の設定値を示す。

以上説明した少なくとも一つの実施形態の空調管理装置１００によれば、同時に複数の冷媒系統Ｒの空気調和機２を制御し、冷媒漏洩が検知された空調対象空間の全ての室内機２Ｂの送風機２２を運転させ、漏洩した冷媒を攪拌させる。これにより漏洩した冷媒が局所的に可燃濃度に達することを防止し、冷媒漏洩が発生したときの安全性を高めることが可能となる。
また、室内機２Ｂの送風機２２の回転数や風向変更機２３の風向を変更することでより空調対象空間の空気を攪拌することができる。これによってさらに、漏洩した冷媒が可燃濃度に達することを防止し、より高い安全性を確保することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
例えば、上記実施形態で示した、空調管理装置１００、室外機２Ａ、室内機２Ｂ、冷媒漏洩検知器３、リモコン２Ｃとの通信接続関係は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜接続関係を入れかえてもよい。
また、冷媒漏洩検知器３は、上記実施形態では室内機２Ｂに接続されているものを用いたが、これに限らず室内に設けられている冷媒漏洩検知器３から直接空調管理装置１００と通信してもよい。
また、上記実施形態では、室内機２Ｂの送風機２２の回転数や風向変更機２３の風向は、冷媒漏洩に対応する設定を持っていたが、空調対象空間の形態等に応じて適宜変更可能としてもよい。
これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１…空調システム、２，２−１，２−２…空気調和装置、２Ａ，２Ａ−１〜２Ａ−３…室外機、２Ｂ，２Ｂ−１〜２Ｂ−６…室内機、２Ｃ，２Ｃ−１〜２Ｃ−５…リモコン、３，３−１〜３−６…冷媒漏洩検知器、４…通信線、１００…空調管理装置、１２…圧縮機、２２…送風機、５４…記憶部、５５…取得部、５６…判断部、５９…空調制御部、Ｒ，Ｒ−１，Ｒ−２…冷媒系統、Ｘ，Ｙ，Ｚ…空調対象空間

Claims (3)

1. 各々が圧縮機を備えた室外機と送風機を備えた室内機とで構成され、少なくとも1つに可燃性冷媒が充填される複数の空気調和機と、
   前記室内機が空調する複数の空調対象空間への冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩検知器と、
   を備える空調システムに用いられる空調管理装置であって、
   前記複数の空調対象空間と当該空間に対応する前記室内機及び前記冷媒漏洩検知器の情報を空調対象空間情報として記憶可能な記憶部と、
   冷媒漏洩を検知した前記冷媒漏洩検器からの冷媒漏洩情報を取得する取得部と、
   前記冷媒漏洩情報と前記空調対象空間情報とから冷媒が漏洩した空調対象空間を判断する判断部と、
   前記判断部で冷媒が漏洩したと判断された空調対象空間に対応する前記室内機に対して当該室内機が備える前記送風機の運転を指示する空調制御部と、
   を備える空調管理装置。
2. 前記空調制御部は、前記判断部で冷媒が漏洩したと判断された空調対象空間に対応する前記室内機を含む全ての前記空気調和機の室外機に対して当該室外機が備える運転中の前記圧縮機の停止を指示する請求項１に記載の空調管理装置。
3. 前記空調制御部は、前記判断部で冷媒が漏洩した空調対象空間を判断できない場合、空調管理装置の管理下の全ての前記室内機に対して当該室内機が備える前記送風機の運転を指示する請求項１または請求項２に記載の空調管理装置。

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