JP2018124009A - 冷凍装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の一実施形態に係る空調システム100の全体構成図である。空調システム100は、ビルや工場等に設置されて対象空間の空気調和を実現する。空調システム100は、冷媒配管方式の空調システムであって、蒸気圧縮方式の冷凍サイクルを行うことにより、対象空間の冷房や暖房などを行う。本実施形態において、空調システム100は、室内空間SP1(図4参照)の空気調和を行う。
図2は、室外ユニット10内の冷媒回路図である。室外ユニット10は、対象空間外(例えば建物の屋上やベランダ等の屋外や、地下等)に設置される。室外ユニット10は、主として、ガス側第1閉鎖弁11と、ガス側第2閉鎖弁12と、液側閉鎖弁13と、アキュームレータ14と、圧縮機15と、第1流路切換弁16と、第2流路切換弁17と、第3流路切換弁18と、室外熱交換器20と、第1室外膨張弁23と、第2室外膨張弁24と、を有しており、これらの機器が冷媒配管を介して接続されることで冷媒回路RCの一部が構成されている。また、室外ユニット10内は、室外ファン25及び室外ユニット制御部28を有している。
図3は、室内ユニット30及び中間ユニット40内の冷媒回路図である。室内ユニット30は、天井裏の空間に設置されるいわゆる天井吊下げ型である。空調システム100では、複数(n台)の室内ユニット30(30a、30b、・・・30n)が、建物内に配置され、天井裏空間SP2に配置されている(図4参照)。
空調システム100では、複数の中間ユニット40(40a、40b、・・・40n)が、建物内に配置され、天井裏空間SP2に配置されている(図4参照)。より詳細には、中間ユニット40は、いずれかの室内ユニット30に1:1で対応するように、室内ユニット30と同数(n台)配置されている。各中間ユニット40は、対応する室内ユニット30(以下、「対応室内ユニット30」と記載)と、室外ユニット10と、の間に配置され、対応室内ユニット30及び室外ユニット10へ流入する冷媒の流れを切り換えている。
各第1連絡配管50及び各第2連絡配管60は、現地においてサービスマンによって設置される冷媒連絡配管である。各第1連絡配管50及び各第2連絡配管60の配管長や配管径は、設置環境や設計仕様に応じて個別に適宜選択される。
冷媒漏洩センサ65は、冷媒回路RCから漏洩した冷媒(漏洩冷媒)を検出するためのセンサである。特に、冷媒漏洩センサ65は、対応するユニット内に配置されて、係るユニット内における冷媒漏洩を検出する。本実施形態では、冷媒漏洩センサ65は、冷媒回路RCに封入されている冷媒の種類に適した、公知の汎用品が用いられる。
以下、空調システム100の運転中における冷媒の流れについて、室内ユニット30a及び30bが運転中である場合を例にとって、状況別に説明する。以下の説明においては、説明を簡略化するために、他の室内ユニット30は停止状態にあるものとする。これに関連して、室内ユニット30a及び30bを除く室内ユニット30の室内膨張弁31は最小開度に制御され、中間ユニット40a及び40bを除く中間ユニット40内の第1電動弁41、第2電動弁42及び第3電動弁43は、最小開度に制御されるものとする。なお、冷媒回路RCにおいて液封回路が形成されることを抑制すべく、室内膨張弁31、第1電動弁41、第2電動弁42、及び第3電動弁43のいずれか又は全てについては、最小開度の状態においても全閉状態とはならない(微小流路が形成される)。
中間ユニット40a及び40bにおいて、第1電動弁41は最大開度(全開)とされ、第2電動弁42は最小開度とされ、第3電動弁43は開度を適宜調整される。また、室内ユニット30a及び30bの各室内膨張弁31は適宜開度調整され、第1室外膨張弁23及び第2室外膨張弁24は最大開度とされる。
中間ユニット40a及び40bにおいて、第1電動弁41及び第3電動弁43は最小開度とされ、第2電動弁42は最大開度とされる。また、室内ユニット30a及び30bの室内膨張弁31は最大開度とされ、第1室外膨張弁23及び第2室外膨張弁24は、適宜開度調整される。
中間ユニット40a及び40bのうち冷房運転を行っている室内ユニット30(以下、「冷房室内ユニット30」と記載)に対応する中間ユニット40(以下、「冷房中間ユニット40」と記載)においては、第1電動弁41は最大開度とされ、第2電動弁42は最小開度とされ、第3電動弁43は開度を適宜調整される。また、冷房室内ユニット30の室内膨張弁31は適宜開度を調整される。
以下、室内ユニット30及び中間ユニット40の構成態様並びに設置態様について説明する。なお、以下の説明においては、室内ユニット30及び中間ユニット40を併せて「冷媒回路構成ユニット1」と称し、特定の冷媒配管PA及び冷媒配管PB(第1冷媒配管Pa、第2冷媒配管Pb、第1配管P1、第2配管P2、第3配管P3、第4配管P4、第6配管P6)を併せて「接続冷媒配管2」と称し、特定の第1連絡配管50及び第2連絡配管60(液管LP、ガス管GP、第1接続配管56、第2接続配管57、第3接続配管58)を併せて「接続連絡配管3」と称する。
本体部71(特許請求の範囲記載の「ケーシング」に相当)は、略直方体状を呈し、内側において冷媒回路構成ユニット1に含まれる機器を収容するための収容空間SP3が形成している。具体的に収容空間SP3には、室内膨張弁31、室内熱交換器32、室内ファン33及び室内ユニット制御部34等の機器、又は複数の切換弁VA(41、42、43)、過冷却熱交換器45、及び冷媒配管PA(Pa、Pb)若しくはPB(P1〜P9)等の機器が収容されている。なお、冷媒回路構成ユニット1において、接続冷媒配管2は、本体部71の内部から外部に向かって延びるように配置されており、接続連絡配管3に接続される端部を含む一部が本体部71から露出している。すなわち、冷媒回路構成ユニット1において、接続冷媒配管2は、部分的に本体部71の外側に位置している。
図7は、カバー部75の外観斜視図である。図8は、図7とは異なる方向から見たカバー部75の外観斜視図である。カバー部75(特許請求の範囲記載の「カバー部材」に相当)は、本体部71よりも小さい箱型の部材である。カバー部75は、冷媒配管PA又はPBと、対応する接続連絡配管3と、の接続部分J1を覆うための部材である。カバー部75の素材は特に限定されないが、密閉性や耐腐食性を考慮して、例えば合成樹脂や金属等で構成される。
(4−1)
上記実施形態では、冷媒漏洩の検知精度が向上している。
上記実施形態では、接続部分用断熱材83が、カバー部75の内側(カバー内側空間SP4)において接続部分J1を覆っている。これにより、信頼性低下が抑制されている。すなわち、カバー部75の内側において、接続部分J1が断熱材で覆われていない場合には、冷媒が通過することによって冷却された接続部分J1において結露水が生じることが想定されるところ、上記実施形態では接続部分J1が接続部分用断熱材83で覆われていることにより、係る結露水が生じることが抑制されている。その結果、接続部分J1において生じた結露水が冷媒漏洩センサ65に浸入して冷媒漏洩センサ65の故障や誤作動が生じることが抑制されており、信頼性低下が抑制されている。
上記実施形態では、冷媒配管用断熱材81がカバー部75の内側において接続冷媒配管2を覆っており、連絡配管用断熱材82がカバー部75の内側において接続連絡配管3を覆っており、接続部分J1は冷媒配管用断熱材81及び連絡配管用断熱材82の被覆部分から外れて位置している。これにより、信頼性低下が抑制されている。
上記実施形態では、カバー部75は、その内側において、内側と外側とを断熱するケーシング断熱材84を含んでいる。
上記実施形態では、冷媒漏洩センサ65は、底部76上に配置されている。接続部分J1から漏洩する冷媒の比重が空気より大きい場合には、漏洩冷媒はカバー部75の底部76に落下して滞留することとなるところ、上記実施形態では冷媒漏洩センサ65が底部76に配置されることで、係る漏洩冷媒を特に迅速且つ高精度に冷媒漏洩を検知することが可能となっている。
上記実施形態では、カバー部75は、接続連絡配管3を挿入するための配管通し孔78aを形成され、配管通し孔78aの縁部784は、接続冷媒配管2又は接続連絡配管3が延びる方向に沿って延びている。これにより、カバー部75を施工する際において配管通し孔78aに接続連絡配管3を挿入しやすいようになっており、カバー部75の施工性が向上するとともに、配管通し孔78aの縁部784によって接続連絡配管3が損傷することが抑制されている。
上記実施形態では、冷媒回路構成ユニット1は接続冷媒配管2を複数含み、接続連絡配管3には「液冷媒連絡配管」(LP、51)及び「ガス冷媒連絡配管」(GP、52、53)が含まれている。カバー部75は、「液冷媒連絡配管」及び接続冷媒配管2の接続部分J1と、「ガス冷媒連絡配管」及び接続冷媒配管2の接続部分J1と、を覆っている。上記実施形態では、このように接続部分J1が複数ある場合であっても、各接続部分J1における冷媒漏洩を迅速且つ高精度に検知可能に構成されている。
上記実施形態は、以下の変形例に示すように適宜変形が可能である。なお、各変形例は、矛盾が生じない範囲で他の変形例と組み合わせて適用されてもよい。
上記実施形態では、カバー内側空間SP4で、接続冷媒配管2及び接続連絡配管3が、図10に示される態様で接続される場合について説明した。しかし、カバー内側空間SP4における接続冷媒配管2及び接続連絡配管3の接続態様については特に限定されず、設計仕様や設置環境に応じて適宜変更が可能である。例えば、接続冷媒配管2及び接続連絡配管3は、図11に示される態様で接続されてもよい。
カバー部75は、例えば図12に示されるカバー部750のように、複数の部材が合体されることで構成されてもよい。図12では、別体に構成される第1部材751及び第2部材752が合体されることでカバー部750が構成される様子が示されている。
上記実施形態では、カバー部75は、略直方体状を呈するように構成された。しかし、接続部分J1の下方を覆う「底部」、側方を覆う「側部」、並びに上方を覆う「上部」を有し設置状態において接続部分J1を覆うように構成される限り、カバー部75の形状については特に限定されない。例えば、カバー部75は、円錐形状を呈するように構成されてもよい。また、底面部761、上面部771、第1側面部781、第2側面部782、及び/又は第3側面部783は、部分的に屈曲或いは湾曲していてもよい。
上記実施形態では、カバー部75は、ネジ孔THを介してネジS1によって本体部71の本体側面部71aに螺着固定されていた。しかし、カバー部75の設置態様については、必ずしもこれに限定されない。例えば、カバー部75は、本体部71の本体側面部71a以外の部分(例えば天面等)に固定されてもよい。また、例えばカバー部75は、本体部71にロウ付けや溶接によって固定されてもよいし、接着材を用いて固定されてもよい。また、カバー部75の外面部分にリブ等を形成するとともに、係るリブに係合する形状の係合孔を本体部71に形成し、リブと係合孔とを係合若しくは嵌合させることでカバー部75を本体部71に固定してもよい。
上記実施形態では、カバー部75は、本体部71とは別体に構成され、本体部71に固定されていた。しかし、カバー部75は、本体部71と一体に構成されてもよい。係る場合、例えば、配管通し孔78aの寸法を大きくとり、施工時に、接続された接続冷媒配管2及び接続連絡配管3について接続部分J1を含めてカバー内側空間SP4に挿入した後、配管通し孔78aと接続連絡配管3の外面とのクリアランスを断熱材やシール材等で埋めればよい。
上記実施形態では、カバー部75の設置方法について、接続前の接続連絡配管3の一端を配管通し孔78aに挿入されてから、接続冷媒配管2と接続連絡配管3との接続が完了するまで設置位置よりも接続連絡配管3の他端側に移動されて留められ、接続冷媒配管2と接続連絡配管3との接続が完了した後に設置位置まで移動されて接続部分J1を囲う態様で本体部71に固定される場合について説明した。しかし、カバー部75の設置方法については、設計仕様や設置環境に応じて適宜変更が可能である。
上記実施形態では、接続冷媒配管2と接続連絡配管3との接続部分J1は、フレア接続、フレアナットN1及びフレアユニオンU1を用いてフレア接続されることで構成されていた。しかし、接続部分J1は、必ずしもこれに限定されず、他の方法(例えばロウ付け接続又は螺着接続等)によって接続されてもよい。すなわち、接続冷媒配管2と接続連絡配管3とはフレア接続以外の方法によって接続されてもよい。
上記実施形態における各断熱材(冷媒配管用断熱材81、連絡配管用断熱材82、接続部分用断熱材83、及びケーシング断熱材84)に関して、設置方法又は設置順序等の設置態様については、必ずしも上記実施形態におけるものには限定されず、設計仕様や設置環境に応じて適宜変更可能である。
上記実施形態では、冷媒回路構成ユニット1としての各室内ユニット30は2本の接続冷媒配管2(Pa、Pb)を含みこれに関連して接続部分J1を2つ構成されており、各中間ユニット40は5本の接続冷媒配管2(P1、P2、P3、P4、P6)を含みこれに関連して接続部分J1を5つ構成されていた。しかし、各冷媒回路構成ユニット1に含まれる接続冷媒配管2、各冷媒回路構成ユニット1に接続される接続連絡配管3、及び各冷媒回路構成ユニット1において構成される接続部分J1の数については、必ずしも上記実施形態におけるものには限定されず、設計仕様や設置環境に応じて適宜変更が可能である。
上記実施形態では、各冷媒回路構成ユニット1における各接続部分J1に関してカバー部75が配置された。しかし、カバー部75の配置態様については、必ずしも上記実施形態におけるものには限定されず、適宜変更が可能である。例えば、特定の接続部分J1(特に冷媒漏洩が懸念される接続部分J1)について重点的に冷媒漏洩を迅速且つ高精度に検出可能とすべく、係る接続部分J1についてのみカバー部75が選択的に配置されてもよい。
上記実施形態では、配管通し孔78aの縁部784が、バーリング加工によって、接続冷媒配管2または接続連絡配管3が延びる方向に沿って延びるように構成される場合について説明した。しかし、縁部784は、バーリング加工とは異なる他の方法によって係る態様で構成されてもよい。また、縁部784は、カバー部75の施工性を向上させ施工時における配管損傷を抑制するという観点上、設けられることが好ましいが、必ずしも必要ではなく適宜省略が可能である。
上記実施形態では、冷媒漏洩センサ65は、カバー内側空間SP4において、1つ配置されていた。しかし、接続部分J1における冷媒漏洩をより迅速に検出すべく、カバー内側空間SP4において複数の冷媒漏洩センサ65が配置されてもよい。
上記実施形態では、冷媒漏洩センサ65は、カバー内側空間SP4において、設置状態において、底面部761上に配置されていた。例えば、接続部分J1においてR32のような空気よりも比重が大きい冷媒が漏洩した場合、漏洩冷媒は底面部761から溜まっていくことが想定されることから、漏洩冷媒を特に迅速に検出するという観点によれば、係る態様で冷媒漏洩センサ65が配置されることが好ましい。しかし、冷媒漏洩センサ65が、カバー内側空間SP4に配置される限り、接続部分J1から漏洩する冷媒を精度よく検出することは可能であり、冷媒漏洩センサ65は異なる態様で配置されてもよい。例えば、冷媒漏洩センサ65は、上面部771、第1側面部781、第2側面部782、又は第3側面部783の内面部分に固定されて配置されてもよい。
上記実施形態における冷媒回路RCの構成態様については、設置環境や設計仕様に応じて適宜変更が可能である。具体的に、冷媒回路RCにおいて回路要素の一部が、他の機器に置き換えられてもよいし、必ずしも必要でない場合には適宜省略されてもよい。例えば、中間ユニット40内の切換弁VAは、電動弁ではなく電磁弁であってもよい。また、冷媒回路RCには、図2及び図3において図示されない機器や冷媒流路が含まれていてもよい。
上記実施形態では、各冷媒回路構成ユニット1(室内ユニット30及び中間ユニット40)は、天井裏空間SP2において、天吊り設置されていた。しかし、冷媒回路構成ユニット1は建物内に設置される限り、設置態様については特に限定されず、設置環境や設計仕様に応じて最適な設置方法が選択されればよい。例えば、冷媒回路構成ユニット1は、室内空間SP1の壁面或いは壁内に設置されてもよいし、天井に固定されてもよいし、床上或いは床下に配置されてもよい。
上記実施形態では、本発明が空調システム100に適用される場合について説明した。しかし、本発明は、冷媒回路を有する他の冷凍装置(例えば低温用の冷蔵冷凍装置、給湯器や冷水器)にも適用可能である。
上記実施形態では、R32が冷媒回路RCを循環する冷媒として用いられていた。しかし、冷媒回路RCで用いられる冷媒は、特に限定されない。例えば、冷媒回路RCでは、HFO1234yf、HFO1234ze(E)やこれらの冷媒の混合冷媒などが、R32に代えて用いられてもよい。また、冷媒回路RCでは、R407CやR410A等のHFC系冷媒を用いられてもよい。また、冷媒回路RCでは、CO2やアンモニア等のHFC系冷媒以外の冷媒が用いられても良い。
2 :接続冷媒配管(冷媒配管)
3 :接続連絡配管(連絡配管)
10 :室外ユニット
30(30a、30b、・・・30n) :室内ユニット(冷媒回路構成ユニット)
40(40a、40b、・・・40n) :中間ユニット(冷媒回路構成ユニット)
50 :第1連絡配管
51 :液連絡管
52 :吸入ガス連絡管
53 :高低圧ガス連絡管
56 :第1接続配管(連絡配管、液冷媒連絡配管)
57 :第2接続配管(連絡配管、ガス冷媒連絡配管)
58 :第3接続配管(連絡配管、ガス冷媒連絡配管)
60 :第2連絡配管(連絡配管)
65 :冷媒漏洩センサ
70 :ケーシングユニット
71 :本体部(ケーシング)
71a :本体側面部
75、75a―75c、75´、750 :カバー部(カバー部材)
76 :底部
77 :上部
78 :側部
78a :配管通し孔
81 :冷媒配管用断熱材(第2断熱材)
82 :連絡配管用断熱材(第3断熱材)
83 :接続部分用断熱材(第1断熱材)
84 :ケーシング断熱材
90 :吊り具
95 :固定具
100 :空調システム
751 :第1部材
752 :第2部材
761 :底面部
762 :第1固定部
771 :上面部
772 :第2固定部
781 :第1側面部
782 :第2側面部
783 :第3側面部
784 :縁部
B1 :結束バンド
C1 :天井裏底面
C2 :天井裏天面
GP :ガス管(ガス連絡配管)
J1 :接続部分
LP :液管(液連絡配管)
N1 :フレアナット
P1−P4 :第1配管−第4配管(冷媒配管)
P6 :第6配管(冷媒配管)
PA、PB :冷媒配管
Pa :第1冷媒配管(冷媒配管)
Pb :第2冷媒配管(冷媒配管)
RC :冷媒回路
S1 :ネジ
SP1 :室内空間
SP2 :天井裏空間
SP3 :収容空間
SP4 :カバー内側空間
TH :ネジ孔
U1 :フレアユニオン
Claims (9)
- 建物内に配置され、外郭を構成するケーシング(71)及び前記ケーシング外側に位置する冷媒配管(2)を有し、冷媒回路(RC)を構成する冷媒回路構成ユニット(1)と、
前記冷媒配管に接続され、前記冷媒回路構成ユニット及び他のユニット(10、30、40)間において冷媒流路を形成する連絡配管(3)と、
前記冷媒配管と、前記連絡配管と、の接続部分(J1)を覆うカバー部材(75、75´、750)と、
前記冷媒回路から漏洩した冷媒を検出する冷媒漏洩センサ(65)と、
を備え、
前記カバー部材は、
前記接続部分の下方を覆う底部(76)と、
前記接続部分の側方を覆う側部(78)と、
前記接続部分の上方を覆う上部(77)と、
を含み、
前記冷媒漏洩センサは、前記カバー部材の内側に配置される、
冷凍装置(100)。 - 前記カバー部材の内側において前記接続部分を覆う第1断熱材(83)をさらに備える、
請求項1に記載の冷凍装置(100)。 - 前記カバー部材の内側において前記冷媒配管を覆う第2断熱材(81)と、
前記カバー部材の内側において前記連絡配管を覆う第3断熱材(82)と、
をさらに備え、
前記接続部分は、前記第2断熱材及び前記第3断熱材の被覆部分から外れて位置する、
請求項1又は2に記載の冷凍装置(100)。 - 前記カバー部材は、その内側又は外側において、前記カバー部材の内側と外側とを断熱するケーシング断熱材(84)を含む、
請求項1から3のいずれか1項に記載の冷凍装置(100)。 - 前記冷媒漏洩センサは、前記底部上に配置される、
請求項1から4のいずれか1項に記載の冷凍装置(100)。 - 前記カバー部材は、前記冷媒配管又は前記連絡配管を挿入するための配管通し孔(78a)を形成され、
前記配管通し孔の縁(784)は、前記冷媒配管又は前記連絡配管が延びる方向に沿って延びる、
請求項1から5のいずれか1項に記載の冷凍装置(100)。 - 前記カバー部材は、別体として構成される第1部材(751)と第2部材(752)とを含み、前記第1部材及び前記第2部材が前記冷媒配管又は前記連絡配管を挟んだ状態で合体されることで構成される、
請求項1から6のいずれか1項に記載の冷凍装置(100)。 - 前記冷媒配管又は前記連絡配管は、前記カバー部材の内側において複数方向に分岐する、
請求項1から7のいずれか1項に記載の冷凍装置(100)。 - 前記冷媒回路構成ユニットは、前記冷媒配管を複数含み、
前記連絡配管は、液冷媒連絡配管(LP、56)及びガス冷媒連絡配管(GP、57、58)を含み、
前記カバー部材は、前記液冷媒連絡配管と前記冷媒配管の前記接続部分、及び前記ガス冷媒連絡配管と前記冷媒配管の前記接続部分を覆う、
請求項1から8のいずれか1項に記載の冷凍装置(100)。
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