JPWO2013145014A1 - 室内機及びそれを備えた空気調和装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態に係る空気調和装置100の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図1に基づいて、空気調和装置100の詳しい回路構成について説明する。図1では、室内機20が4台接続されている場合を例に示している。なお、図1を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図1を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。
室外機10は、室内機20に暖房又は冷房を提供する機能を有している。この室外機10には、圧縮機1と、冷媒と冷凍機油を分離する油分離器2と、四方弁等の流路切替装置3と、熱源側熱交換器4と、冷房時に過冷却度を大きくし性能アップを図るための過冷却熱交換器6と、絞り装置7と、アキュムレーター5と、油分離器2とアキュムレーター5の下流配管とを接続した返油回路8と、が配管で接続されて搭載されている。また、室外機10では、高圧配管に開閉弁9が、低圧配管に開閉弁11が、それぞれ設置されている。開閉弁9及び開閉弁11は、サービス時に作業員などに使用されるものである。なお、開閉弁9及び開閉弁11を、電磁弁で構成し、後述するリレー33を介してON/OFFしてもよい。
室内機20は、室外機10から供給される冷媒によって室内などの空調対象空間を暖房又は冷房する機能を有している。室内機20は、少なくとも、利用側熱交換器(室内側熱交換器)22と、絞り装置21とを有しており、これらが直列に接続されて搭載されている。具体的には、開閉弁9から開閉弁11に向かう方向に、絞り装置21、利用側熱交換器22が順に直列に接続されている。また、室内機20は、室内機20内に取り込んだ空気を利用側熱交換器22に供給する室内送風機44(図7参照)と、室内送風機44の回転数などを制御する制御装置50(制御装置50a〜制御装置50d)とを有している。
なお、室外機10にはリレー33が搭載されている。このリレー33は、図1には図示されていない電磁弁、開閉弁9及び開閉弁11などをON/OFFするものである。このリレー33については、図8で説明する。
絞り装置21は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、冷媒を減圧して膨張させるものであり、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。なお、図示省略の室内送風機及び絞り装置21は、制御装置50により制御されるようになっている。
[冷房運転モード]
図2は、空気調和装置100の冷房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図2では、室内機20の全部が駆動している場合を例に説明する。冷房運転モードでは、流路切替装置3は、熱源側熱交換器4が放熱器として、利用側熱交換器22が蒸発器として作用するように切り替えられる。具体的には、流路切替装置3は、圧縮機1の吐出冷媒を熱源側熱交換器4に流入させるように切り替えられる。なお、図2では、冷媒の流れ方向を矢印で示している。
図3は、空気調和装置100の暖房運転モード時における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図3では、室内機20の全部が駆動している場合を例に説明する。暖房運転モードでは、流路切替装置3は、熱源側熱交換器4が蒸発器として、利用側熱交換器22が放熱器として作用するように切り替えられる。具体的には、流路切替装置3は、圧縮機1の吐出冷媒を利用側熱交換器22に流入させるように切り替えられる。なお、図3では、冷媒の流れ方向を矢印で示している。
図4は、空気調和装置100の電気的な接続状態を模式的に説明する回路構成図である。図4に基づいて、空気調和装置100の電気的な構成について説明する。なお、電気品箱30の設置位置については、図5〜図7で詳細に説明する。
図5は、実施の形態に係る室内機20の外観イメージを示す概略斜視図である。図6は、図5に示す室内機20の側面のうち、電気品箱30が設置された側の側面図である。図7は、(a)が図5に示す室内機20のX−X断面図であり、(b)が図5に示す室内機20のY−Y断面図である。図5〜図7に基づいて、電気品箱30の設置位置について詳細に説明する。なお、図7(a)及び図7(b)には、空気の流れを矢印で示している。
なお、以下の説明において、仕切板94によって区画される筐体10a内の空間のうち、仕切板94よりも前側の空間を空間S1と称し、仕切板94よりも後側の空間を空間S2と称する。また、電気品箱30内の空間を空間S3と称する。
また、実施の形態では、図5〜図7に示すように室内機100が天井吊り下げ型である場合を例に説明しているがそれに限定されるものではなく、たとえば、壁掛け型でもよいし、天井埋込型などでもよい。
筐体10aの正面に対して右側の側面には、制御装置50等が収容されている電気品箱30が、たとえばヒンジを介して開閉可能なように設けられる。また、筐体10aの正面に対して右側の側面には、電気品箱30が設けられる位置よりも手前側に室内機20と室外機10とを接続する冷媒配管90A、90Bを取り出すための配管取出口43が開口形成されている。さらに、筐体10aの正面に対して右側の側面は、空間S2と空間S3とを連通させる開口が形成され、当該開口部分にゴムブッシュ92Aが設けられている。
利用側熱交換器22は、開閉弁11に接続される配管である冷媒配管90Aと、開閉弁9及び絞り装置21に接続される配管である冷媒配管90Bとに接続されている。利用側熱交換器22の側部うち、電気品箱30が設けられる側の側部に温度検知手段91が設けられている。
温度検知手段91は、有線で制御装置50に接続されている。より詳細には、温度検知手段91の配線は、空間S1からゴムブッシュ92Bを介して空間S2に至り、さらに、空間S2からゴムブッシュ92Aを介して電気品箱30内の空間S3に至って制御装置50に接続されている。
モータ57Aについては空間S2に設けられ、ファン57Bについては空間S1に設けられている。モータ57Aは、有線で制御装置50に接続されている。より詳細には、モータ57Aの配線は、空間S2からゴムブッシュ92Aを介して電気品箱30内の空間S3に至って制御装置50に接続されている。
仕切板94は、絞り装置21と制御装置50と、及び、温度検知手段91と制御装置50とが有線で接続されるように、空間S1と空間S2とを連通させる開口が形成されている。そして、仕切板94には、当該開口部分をシールするゴムブッシュ92Bが設けられている。
ゴムブッシュ92Bは、配線の通る空間を確保しながら、空間S2から空間S3に冷媒が親友することを抑制するものである。ゴムブッシュ92Bは、空間S1と空間S2とを連通させる筐体10aの開口部分に設けられている。
このゴムブッシュ92A、92Bにより、たとえ可燃性を有する冷媒が漏れたとしても、筐体10aの空間S1及び空間S2から、電気品箱30内の空間S3に冷媒が侵入することを大幅に抑制することができるようになっている。
ここで、室内機20の高さは、30cmより大きい。このため、図6に示すように、室内機20では、電気品箱30の底面E1が、筐体10aの底面E2から筐体10aの高さh1の1/3(図6の線F)より高い位置となるように電気品箱30を配置している。これにより、電気品箱30の設置位置を低くしすぎることによりユーザーのメンテナンス性及び操作性等が低減してしまうことを抑制しながら、冷媒漏洩により電気品箱30が爆発下限界濃度を超える領域にさらされることを防止することができる。
図8は、電気品箱30内の電気部品の配置を模式的に示した模式図である。図8に基づいて、電気品箱30内の電気部品の配置について説明する。上述したように、電気品箱30には、電気部品である制御装置50が収容されている。そして、制御装置50は、インバータ基板31を備えている。また、電気品箱30内には、制御装置50の他、図1〜図3には図示されていない電磁弁や開閉弁9、開閉弁11などをON/OFFさせるためのリレー33a〜リレー33d等の電気部品が収容されている。なお、制御装置50は、圧縮機1のモータの回転数を数Hzから数百Hzまで変化させるように制御する。
そこで、電気品箱30は、板金等の不燃材で製作されており、配線の繋ぎこみや電気部品の交換等のサービス時に対応できるように、電気品箱30のカバーが筐体10aの正面に対して右側からドライバー等で取り外すことができる構造が採用されている。また、電気品箱30内の空間S3と、筐体10a内の空間S2とを連通する開口が形成されるが、この開口はゴムブッシュ92Aでシールされている。すなわち、電気品箱30は、電気品箱30内の空間S3に、周囲空気が入り込み難い構造となっている。
図9は、ワイドバンドギャップ半導体32の設置例を模式的に示す模式図である。図9に基づいて、ワイドバンドギャップ半導体32の温度上昇を抑制することで安全性を更に向上させる場合について説明する。なお、図9(a)がワイドバンドギャップ半導体32と温度検知手段34を正面から見た透視図であり、図9(b)が図8に示すH方向からワイドバンドギャップ半導体32と温度検知手段34見た図である。
本実施の形態に係る空気調和装置100の室内機20は、電気品箱30の設置位置を特定しているので、たとえ可燃性を有する冷媒が漏れたとしても、漏洩した冷媒の電気品箱30への侵入を大幅に抑制することができる。したがって、本実施の形態に係る空気調和装置100の室内機20によれば、安全性を大幅に向上することが可能になる。
なお、以下の説明において、仕切板94によって区画される筐体10a内の空間のうち、仕切板94よりも前側の空間を空間S1と称し、仕切板94よりも後側の空間を空間S2と称する。また、電気品箱30内の空間を空間S3と称する。
また、実施の形態では、図5〜図7に示すように室内機20が天井吊り下げ型である場合を例に説明しているがそれに限定されるものではなく、たとえば、壁掛け型でもよいし、天井埋込型などでもよい。
ゴムブッシュ92Aは、配線の通る空間を確保しながら、空間S2から空間S3に冷媒が侵入することを抑制するものである。ゴムブッシュ92Aは、空間S2と空間S3とを連通させる筐体10aの開口部分に設けられている。
このゴムブッシュ92A、92Bにより、たとえ可燃性を有する冷媒が漏れたとしても、筐体10aの空間S1及び空間S2から、電気品箱30内の空間S3に冷媒が侵入することを大幅に抑制することができるようになっている。
Claims (16)
- 可燃性冷媒を用いた空気調和装置の一部を構成する室内機であって、
筐体と、
前記筐体の内部に空気を取り込む室内送風機と、
前記筐体の内部に設けられ、前記室内送風機から空気が供給される利用側熱交換器と、
少なくとも前記室内送風機を制御する制御装置と、
前記筐体に設置され、前記制御装置及び前記空気調和装置を構成する駆動部品の制御に利用される電気部品が少なくとも収容される電気品箱と、を有し、
前記電気品箱は、
該電気品箱の底面が、前記筐体の底面から前記筐体の高さの1/3よりも高い位置に配置され、
前記制御装置及び前記電気部品は、
それらの各底面が、前記電気品箱の底面から前記電気品箱の高さの1/3よりも高い位置に配置されている
ことを特徴とする室内機。 - 前記利用側熱交換器に設けられ、当該利用側熱交換器の温度を検出する温度検知手段と、
前記筐体内に設けられる絞り装置と、
前記筐体の内部に立設される仕切板とを有し、
前記室内送風機は、
ファンと、当該ファンを回転させるモータとを有し、
前記仕切板は、
前記利用側熱交換器、前記温度検知手段及び前記絞り装置及び前記ファンが設けられる第1の空間と、前記モータが設けられる第2の空間とを仕切るように設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の室内機。 - 前記筐体の側面うち、前記電気品箱が設けられる側面には、
前記第2の空間と前記電気品箱の内部とをシールする第1ゴムブッシュが設けられ、
前記仕切板には、
前記第1の空間と前記第2の空間とをシールする第2ゴムブッシュが設けられ、
前記制御装置は、
前記温度検知手段及び前記絞り装置と、前記第2ゴムブッシュ及び前記第1ゴムブッシュを介して接続され、
前記室内送風機と、前記第1ゴムブッシュを介して接続されている
ことを特徴とする請求項2に記載の室内機。 - 前記制御装置を構成する素子の少なくとも一部は、
ワイドバンドギャップ半導体で構成されている
ことを特徴とする請求項1〜3に記載の室内機。 - 前記ワイドバンドギャップ半導体の温度を検知する温度検知手段を設け、
前記温度検知手段は、
前記ワイドバンドギャップ半導体の表面に接触するように設置されている
ことを特徴とする請求項4に記載の室内機。 - 前記制御装置は、
前記温度検知手段が予め設定されている所定温度を検知したとき、前記空気調和装置の運転を停止する
ことを特徴とする請求項5に記載の室内機。 - 前記所定温度を150℃以上に設定した
ことを特徴とする請求項6のいずれか一項に記載の室内機。 - 前記ワイドギャップ半導体は、
炭化ケイ素素子、窒化ガリウム素子、及び、ダイヤモンド素子の少なくとも一つで構成されている
ことを特徴とする請求項4〜7のいずれか一項に記載の室内機。 - 前記可燃性を有する冷媒にR32を用いた
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の室内機。 - 前記可燃性を有する冷媒にHFO1234yfを用いた
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の室内機。 - 前記可燃性を有する冷媒にHFO1234ze(E)を用いた
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の室内機。 - 前記可燃性を有する冷媒にR32とHFO1234yfとの混合冷媒を用いた
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の室内機。 - 前記可燃性を有する冷媒にR32とHFO1234ze(E)との混合冷媒を用いた
ことを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の室内機。 - 請求項1〜13のいずれか一項に記載の室内機と、
圧縮機及び熱源側熱交換器が搭載され、前記室内機と冷媒配管を介して接続される室外機と、を備えた
ことを特徴とする空気調和装置。 - 前記制御装置は、
前記温度検知手段が予め設定されている所定温度を検知したとき、前記圧縮機の回転数を現在の回転数よりも減少させる
ことを特徴とする請求項5に従属する請求項14に記載の空気調和装置。 - 前記制御装置は、
所定時間が経過後に、前記ワイドバンドギャップ半導体の温度が所定温度未満にならないとき、前記空気調和装置の運転を停止する
ことを特徴とする請求項15に記載の空気調和装置。
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