JP2000249435A - Freezing apparatus and refrigerant leak detection method therefor - Google Patents
Freezing apparatus and refrigerant leak detection method thereforInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、冷媒回路内を冷媒
が循環して冷凍サイクルを行う冷凍装置に関し、冷媒漏
れの検知対策に係るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a refrigeration system in which a refrigerant circulates in a refrigerant circuit to perform a refrigeration cycle, and relates to a measure for detecting a refrigerant leak.
【0002】[0002]
【従来の技術】冷媒回路内を冷媒が循環して冷凍サイク
ルを行う冷凍装置が知られており、空調機や冷凍機器と
して用いられている。この種の冷凍装置の冷媒として
は、HCFC、HFC等のいわゆるフロン冷媒や、プロ
パン、アンモニア、二酸化炭素等のいわゆる自然冷媒が
用いられている。2. Description of the Related Art A refrigeration system in which a refrigerant circulates in a refrigerant circuit to perform a refrigeration cycle is known, and is used as an air conditioner or refrigeration equipment. As a refrigerant for this type of refrigeration apparatus, a so-called Freon refrigerant such as HCFC and HFC, and a so-called natural refrigerant such as propane, ammonia and carbon dioxide are used.
【0003】この種の冷媒が冷媒回路から室内に漏れ出
すと、次のような問題が生ずる。つまり、フロン冷媒や
二酸化炭素等の場合には在室者が窒息するおそれがあ
る。また、アンモニアの場合には中毒を起こし、プロパ
ンの場合には火災の原因となるおそれがある。そして、
従来は、空気中の酸素濃度を測る酸欠センサ等のガスセ
ンサを用いて冷媒漏れを検知することによって上述の問
題を回避していた。When this kind of refrigerant leaks from the refrigerant circuit into the room, the following problem occurs. That is, in the case of a CFC refrigerant, carbon dioxide, or the like, the occupant may suffocate. In addition, ammonia may cause poisoning, and propane may cause a fire. And
Conventionally, the above-described problem has been avoided by detecting a refrigerant leak using a gas sensor such as an oxygen deficiency sensor that measures the oxygen concentration in the air.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ガスセンサは、センサ表面の吸着や化学変化等を利用し
ているため、空気中の汚れ等によって性能が低下するな
ど、長期的な信頼性に欠けるという問題があった。ま
た、従来のガスセンサを用いた場合、HFC冷媒は塩素
原子を持たない等の理由によってHCFC冷媒よりも検
知感度が低いという問題があった。そして、この結果、
冷媒漏れを長期間に亘って確実に検知することができな
いという問題があった。However, since the above-mentioned gas sensor utilizes adsorption or chemical change on the sensor surface, the performance of the gas sensor is deteriorated due to dirt in the air, and the gas sensor lacks long-term reliability. There was a problem. Further, when the conventional gas sensor is used, there is a problem that the detection sensitivity is lower than that of the HCFC refrigerant because the HFC refrigerant does not have chlorine atoms. And as a result,
There has been a problem that refrigerant leakage cannot be reliably detected over a long period of time.
【0005】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、冷凍装置における冷
媒漏れの検知の信頼性を高めることにある。[0005] The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to improve the reliability of refrigerant leak detection in a refrigeration system.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、空気中の冷媒
濃度の変化によって音速が変化することを利用して冷媒
漏れを検知するようにしたものである。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, refrigerant leakage is detected by utilizing the fact that the sound speed changes due to a change in the concentration of refrigerant in the air.
【0007】具体的に、本発明が講じた第1の解決手段
は、閉回路の冷媒回路内を冷媒が循環する冷凍装置を対
象として、室内空気中の冷媒濃度の変化に伴う音速の変
化に基づいて室内への冷媒漏れを検知する検知手段(2
0)を設けるものである。More specifically, a first solution of the present invention is directed to a refrigeration system in which a refrigerant circulates in a closed circuit refrigerant circuit. Detection means (2
0).
【0008】また、本発明が講じた第2の解決手段は、
上記第1の解決手段において、検知手段(20)が、室内
空気中に音波を発信する発信部(21)と、該発信部(2
1)が発信した音波を受信する受信部(22)とを備え、
上記発信部(21)が発信した音波を受信部(22)で受信
するまでに要する到達時間を検出し、検出した到達時間
に基づいて音速の変化を検出するように構成されるもの
である。[0008] The second solution taken by the present invention is:
In the first solving means, the detecting means (20) comprises: a transmitting section (21) for transmitting a sound wave into room air;
1) a receiving unit (22) for receiving the sound wave transmitted by
The receiving unit (22) detects the arrival time required until the sound wave transmitted by the transmitting unit (21) is received by the receiving unit (22), and detects a change in the speed of sound based on the detected arrival time.
【0009】また、本発明が講じた第3の解決手段は、
上記第2の解決手段において、室内空気の温度を検出す
る温度検出手段を設ける一方、検知手段(20)が、検出
した到達時間と上記温度検出手段の検出温度との双方に
基づいて音速の変化を検出するように構成されるもので
ある。Further, a third solution taken by the present invention is:
In the second solution, the temperature detecting means for detecting the temperature of the indoor air is provided, and the detecting means (20) changes the sound speed based on both the detected arrival time and the temperature detected by the temperature detecting means. Is configured to be detected.
【0010】また、本発明が講じた第4の解決手段は、
上記第2又は第3の解決手段において、検知手段(20)
が、検出した到達時間と所定の基準時間との時間差が所
定の判定値以上となると冷媒漏れであると判定するよう
に構成されるものである。[0010] A fourth solution taken by the present invention is:
In the second or third solving means, the detecting means (20)
However, when the time difference between the detected arrival time and the predetermined reference time is equal to or greater than a predetermined determination value, it is determined that a refrigerant leak has occurred.
【0011】また、本発明が講じた第5の解決手段は、
上記第2又は第3の解決手段において、発信部(21)及
び受信部(22)を室内ユニット(10)のケーシング(1
1)に設ける一方、発信部(21)が受信部(22)に向け
て音波を発信するように構成されるものである。Further, a fifth solution taken by the present invention is:
In the second or third solution, the transmitting unit (21) and the receiving unit (22) are connected to the casing (1) of the indoor unit (10).
The transmitting unit (21) is configured to transmit a sound wave toward the receiving unit (22) while being provided in (1).
【0012】また、本発明が講じた第6の解決手段は、
上記第2又は第3の解決手段において、発信部(21)及
び受信部(22)を室内ユニット(10)のケーシング(1
1)に設ける一方、発信部(21)がケーシング(11)の
外部に向けて音波を発信し、受信部(22)が反射した音
波を受信するように構成されるものである。Further, a sixth solution taken by the present invention is:
In the second or third solution, the transmitting unit (21) and the receiving unit (22) are connected to the casing (1) of the indoor unit (10).
While provided in 1), the transmitting unit (21) transmits a sound wave toward the outside of the casing (11), and the receiving unit (22) receives the reflected sound wave.
【0013】また、本発明が講じた第7の解決手段は、
上記第6の解決手段において、検知手段(20)が、検出
した到達時間と所定の基準時間との時間差が所定の判定
値以上となると冷媒漏れであると判定する一方、到達時
間の変化率が所定値以上であれば上記時間差が判定値以
上であっても冷媒漏れであると判定しないように構成さ
れるものである。[0013] A seventh solution taken by the present invention is:
In the sixth solving means, when the time difference between the detected arrival time and the predetermined reference time is equal to or more than a predetermined determination value, the detecting means (20) determines that the refrigerant is leaking, and the change rate of the arrival time is If the time difference is equal to or more than the predetermined value, the determination is not made that the refrigerant is leaking even if the time difference is equal to or more than the determination value.
【0014】また、本発明が講じた第8の解決手段は、
上記第1〜第7の何れか1の解決手段において、冷媒を
微燃性の物質とするものである。An eighth solution taken by the present invention is:
In any one of the first to seventh solving means, the refrigerant is a slightly flammable substance.
【0015】また、本発明が講じた第9の解決手段は、
上記第1〜第7の何れか1の解決手段において、冷媒
を、R32又はR32を含む混合冷媒とするものであ
る。[0015] A ninth solution taken by the present invention is:
In any one of the first to seventh solving means, the refrigerant is R32 or a mixed refrigerant containing R32.
【0016】また、本発明が講じた第10の解決手段
は、閉回路の冷媒回路内を冷媒が循環して冷凍サイクル
を行う冷凍装置が室内に設置される一方、室内空気中に
音波を発信してから発信した音波を受信するまでに要す
る到達時間を計測し、次に計測した到達時間の変化に基
づいて室内空気中の冷媒濃度の変化を検出し、その後、
検出した冷媒濃度の変化に基づいて室内への冷媒漏れを
検知する冷媒漏れの検知方法である。According to a tenth aspect of the present invention, there is provided a refrigerating apparatus in which a refrigerant circulates in a closed circuit refrigerant circuit to perform a refrigerating cycle, while transmitting a sound wave into room air. Measure the arrival time required to receive the transmitted sound wave after that, and then detect the change in the refrigerant concentration in the indoor air based on the change in the measured arrival time,
This is a refrigerant leakage detection method for detecting refrigerant leakage into a room based on a detected change in refrigerant concentration.
【0017】−作用− 上記第1の解決手段では、冷凍装置の冷媒回路内を冷媒
が循環し、冷凍サイクル動作を行う。また、ヒートポン
プサイクルを行うようにしてもよい。その際、冷媒回路
から冷媒の漏れが生じることがある。これに対し、検知
手段(20)が室内への冷媒漏れを検知する。-Operation- In the first solution, the refrigerant circulates in the refrigerant circuit of the refrigeration apparatus to perform a refrigeration cycle operation. Further, a heat pump cycle may be performed. At that time, refrigerant may leak from the refrigerant circuit. On the other hand, the detecting means (20) detects refrigerant leakage into the room.
【0018】ここで、空気中の冷媒濃度が変化すると、
これに伴って空気中の音速が変化する。つまり、音速v
[m/s]は、比熱比k、圧力P[Pa]及び密度ρ[kg/m3]の各
値によってv=(k・P/ρ)1/2と表される。従っ
て、空気中の冷媒濃度が変化すると、空気と冷媒の混合
ガスの比熱比k及び密度ρが変化し、これに伴って音速
vが変化する。具体的に、冷媒がR22の場合の音速の
変化を表1に示す。尚、大気圧下であれば圧力Pは一定
と考えられる。そして、この音速の変化を利用して、検
知手段(20)は冷媒漏れを検知する。When the refrigerant concentration in the air changes,
Accordingly, the speed of sound in the air changes. That is, the sound speed v
[m / s] is represented as v = (k · P / ρ) 1/2 by respective values of the specific heat ratio k, the pressure P [Pa], and the density ρ [kg / m 3 ]. Therefore, when the concentration of the refrigerant in the air changes, the specific heat ratio k and the density ρ of the mixed gas of the air and the refrigerant change, and the sonic velocity v changes accordingly. Specifically, Table 1 shows the change in sound speed when the refrigerant is R22. In addition, under atmospheric pressure, the pressure P is considered to be constant. Then, utilizing this change in the speed of sound, the detecting means (20) detects refrigerant leakage.
【0019】[0019]
【表1】 [Table 1]
【0020】また、上記第2の解決手段では、検知手段
(20)は、発信部(21)から発信した音波が室内空気中
を伝わって受信部(22)に届くまでの到達時間を計測す
る。ここで、音波の伝わる距離が同じであれば、音速が
変化すると到達時間も変化する。このため、検出手段
は、到達時間の変化に基づいて音速の変化を検出し、こ
れによって冷媒漏れを検知する。In the second solving means, the detecting means (20) measures an arrival time until a sound wave transmitted from the transmitting section (21) travels in the room air and reaches the receiving section (22). . Here, if the sound wave travels at the same distance, the arrival time changes when the sound speed changes. For this reason, the detecting means detects a change in the speed of sound based on a change in the arrival time, thereby detecting a refrigerant leak.
【0021】また、上記第3の解決手段では、検知手段
(20)は、到達時間だけでなく、温度検出手段が検出す
る室内空気の温度をも考慮して冷媒漏れの検知を行う。
ここで、室内空気の温度が変化すると、比熱比k及び密
度ρが変化することによって音速vが変化する。このた
め、室内空気の温度がある程度大きく変化すると、音速
の変化が冷媒濃度の変化によるものか温度の変化による
ものかが判別できないおそれがある。これに対し、本解
決手段では、温度変化による音速の変化を考慮して、冷
媒濃度の変化による音速の変化を確実に検出する。In the third solving means, the detecting means (20) detects the refrigerant leakage in consideration of not only the arrival time but also the temperature of the indoor air detected by the temperature detecting means.
Here, when the temperature of the room air changes, the specific heat ratio k and the density ρ change, so that the sound speed v changes. Therefore, if the temperature of the indoor air changes to some extent, it may not be possible to determine whether the change in the sound speed is due to the change in the refrigerant concentration or the change in the temperature. On the other hand, in the present solution, the change in the sound speed due to the change in the refrigerant concentration is reliably detected in consideration of the change in the sound speed due to the temperature change.
【0022】また、上記第4の解決手段では、検知手段
(20)は、到達時間と基準時間との時間差が所定の判定
値以上となると、冷媒漏れが発生していると判定する。
例えば、冷媒濃度がゼロの場合の到達時間を基準時間と
して設定することが考えられる。尚、空気中の冷媒濃度
の上昇に伴って音速が上昇するか低下するかは、冷媒密
度が空気密度よりも小さいか大きいかによって異なる。
このため、検知手段(20)は、到達時間と基準時間との
差に基づいて冷媒漏れを検知する。In the fourth solution, the detecting means (20) determines that refrigerant leakage has occurred when the time difference between the arrival time and the reference time is equal to or greater than a predetermined determination value.
For example, it is conceivable to set the arrival time when the refrigerant concentration is zero as the reference time. It should be noted that whether the sound speed increases or decreases as the refrigerant concentration in the air increases depends on whether the refrigerant density is lower or higher than the air density.
For this reason, the detecting means (20) detects refrigerant leakage based on the difference between the arrival time and the reference time.
【0023】また、上記第5の解決手段では、発信部
(21)と受信部(22)とが室内ユニット(10)のケーシ
ング(11)に設けられる。そして、発信部(21)が発信
した音波は、室内空気中を伝わって受信部(22)に到達
する。その際、発信部(21)及び受信部(22)をケーシ
ング(11)の内部に設けて音波がケーシング(11)内部
の空気中を伝わるようにしてもよく、発信部(21)及び
受信部(22)をケーシング(11)の外部に設けて音波が
ケーシング(11)外部の空気中を伝わるようにしてもよ
い。In the fifth solution, the transmitting section (21) and the receiving section (22) are provided in the casing (11) of the indoor unit (10). Then, the sound wave transmitted by the transmitting unit (21) travels in the room air and reaches the receiving unit (22). At this time, the transmitting unit (21) and the receiving unit (22) may be provided inside the casing (11) so that the sound wave can be transmitted through the air inside the casing (11). The (22) may be provided outside the casing (11) so that the sound wave propagates in the air outside the casing (11).
【0024】また、上記第6の解決手段では、発信部
(21)と受信部(22)とが室内ユニット(10)のケーシ
ング(11)に設けられる。そして、発信部(21)が発信
した音波は、室内空気中を伝わって室内の壁面や床面等
に当たって反射し、その後再び室内空気中を伝わって受
信部(22)に到達する。In the sixth solution, the transmitting section (21) and the receiving section (22) are provided in the casing (11) of the indoor unit (10). The sound wave transmitted by the transmitting unit (21) travels through the indoor air, hits a wall surface, a floor surface, or the like in the room, is reflected, and then travels again through the indoor air to reach the receiving unit (22).
【0025】また、上記第7の解決手段では、第4の解
決手段と同様に、検知手段(20)は、到達時間と基準時
間との時間差が所定の判定値以上となると、冷媒漏れが
発生していると判定する。一方、検知手段(20)は、到
達時間の時間的な変化率が所定値以上であれば、到達時
間が判定値以上であっても冷媒漏れとは判定しない。Further, in the seventh solution means, similar to the fourth solution means, when the time difference between the arrival time and the reference time becomes equal to or greater than a predetermined judgment value, the detecting means (20) generates a refrigerant leak. It is determined that it is. On the other hand, if the temporal change rate of the arrival time is equal to or greater than the predetermined value, the detection means (20) does not determine that the refrigerant is leaking even if the arrival time is equal to or greater than the determination value.
【0026】例えば、床面で反射した音波を受信部(2
2)が受信するようにした場合、発信部(21)及び受信
部(22)と床面との間に物が置かれたりおかれていたも
のが取り除かれると、また、発信部(21)等の下を人が
通過したりすると、到達時間が変化するため冷媒漏れを
誤検知するおそれがある。しかし、この様な場合には、
到達時間は急激に変化する。これに対し、冷媒漏れの際
の冷媒濃度の変化はそれ程急激ではなく、到達時間も徐
々に変化する。従って、検知手段(20)は、所定の場合
には冷媒漏れと判定しないこととして誤検知を防止す
る。For example, the sound wave reflected on the floor surface is received by the receiving unit (2
In the case where 2) is received, if an object placed or placed between the transmitting unit (21) and the receiving unit (22) and the floor is removed, the transmitting unit (21) If a person passes under the like, the arrival time changes, and there is a possibility that a refrigerant leak is erroneously detected. However, in such a case,
The arrival time changes rapidly. On the other hand, the change in the refrigerant concentration at the time of refrigerant leakage is not so sharp, and the arrival time also changes gradually. Therefore, the detection means (20) prevents erroneous detection by not determining that a refrigerant leak has occurred in a predetermined case.
【0027】また、上記第8又は第9の解決手段では、
所定の物質が冷媒として使用される。尚、R32は、微
燃性の冷媒である。In the eighth or ninth means,
Certain substances are used as refrigerants. R32 is a slightly flammable refrigerant.
【0028】また、上記第10の解決手段では、上述の
ように空気中の冷媒濃度の変化に伴って音速が変化する
ことを利用し、到達時間を計測することによって冷媒漏
れが検知される。In the tenth solution, the leak of the refrigerant is detected by measuring the arrival time by utilizing the fact that the sound speed changes with the change in the concentration of the refrigerant in the air as described above.
【0029】[0029]
【発明の効果】従って、上記の解決手段によれば、音速
の変化を検出することによって冷媒漏れを検知すること
ができる。このため、従来のような化学変化等を利用し
て冷媒漏れを検知するのに比して、検知性能が時間と共
に劣化するという問題を回避することができる。このた
め、冷媒漏れの検知を長期間に亘って確実に行うことが
できる。そして、これによって、冷媒漏れによる窒息や
火災等の弊害の発生を確実に防止することが可能とな
る。Thus, according to the above-described means, it is possible to detect a refrigerant leak by detecting a change in the speed of sound. For this reason, it is possible to avoid the problem that the detection performance deteriorates with time as compared with the conventional method of detecting a refrigerant leak using a chemical change or the like. Therefore, it is possible to reliably detect the refrigerant leakage over a long period of time. This makes it possible to reliably prevent adverse effects such as suffocation and fire due to refrigerant leakage.
【0030】特に、上記第3の解決手段によれば、室内
空気の温度変化が音速の変化に与える影響をキャンセル
して、冷媒濃度の変化に起因する音速の変化を確実に検
出することができる。In particular, according to the third solution, it is possible to cancel the influence of the change in the temperature of the indoor air on the change in the sound speed, and to reliably detect the change in the sound speed caused by the change in the refrigerant concentration. .
【0031】また、上記第7の解決手段によれば、冷媒
漏れの誤検知を確実に防止することができ、冷媒漏れ検
知の信頼性を向上させることができる。Further, according to the seventh solution, erroneous detection of refrigerant leakage can be reliably prevented, and the reliability of refrigerant leakage detection can be improved.
【0032】また、上記第8又は第9の解決手段によれ
ば、R32等の微燃性の物質を冷媒として用いることが
できる。つまり、微燃性の物質が漏れると火災等の原因
となるおそれがある。これに対し、冷媒漏れを検知手段
(20)によって確実に検知することができるため、万一
冷媒の漏洩が生じてもこれを確実に検知でき、この結
果、火災等の問題を回避しつつ微燃性物質を冷媒として
使用できる。According to the eighth or ninth means, a slightly flammable substance such as R32 can be used as the refrigerant. That is, leakage of the slightly flammable substance may cause a fire or the like. On the other hand, since the refrigerant leak can be reliably detected by the detection means (20), even if a refrigerant leak occurs, it can be reliably detected. Flammable materials can be used as refrigerants.
【0033】[0033]
【発明の実施の形態1】以下、本発明の実施形態を図面
に基づいて詳細に説明する。Embodiment 1 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0034】本実施形態の冷凍装置は、室内ユニット
(10)と室外ユニットとを有する空調機である。この空
調機は、圧縮機と凝縮器と膨張弁と蒸発器(14)とを順
に配管で接続して成る閉回路の冷媒回路を備えている。
そして、室内ユニット(10)は、蒸発器(14)を備え、
冷媒回路内を冷媒であるR32が循環して冷凍サイクル
動作を行って室内を冷房する。尚、冷媒回路に四路切換
弁を設け、冷媒の循環方向を切り換え自在にしてヒート
ポンプ動作による暖房を行うようにしてもよい。この場
合は、室内ユニット(10)の蒸発器(14)が凝縮器とし
て動作する。The refrigeration apparatus of this embodiment is an air conditioner having an indoor unit (10) and an outdoor unit. This air conditioner has a closed circuit refrigerant circuit in which a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator (14) are sequentially connected by piping.
And the indoor unit (10) includes an evaporator (14),
The refrigerant R32 circulates in the refrigerant circuit to perform a refrigeration cycle operation to cool the room. Note that a four-way switching valve may be provided in the refrigerant circuit so that the circulation direction of the refrigerant can be freely switched to perform heating by a heat pump operation. In this case, the evaporator (14) of the indoor unit (10) operates as a condenser.
【0035】図1に示すように、上記室内ユニット(1
0)は、縦長の直方体状のケーシング(11)に蒸発器(1
4)等の構成機器を収納して成り、いわゆる床置き型に
構成されている。ケーシング(11)前面の上部には吹出
口(12)が、下部には吸込口(13)がそれぞれ形成され
ている。吸込口(13)の内側には蒸発器(14)である熱
交換器が配置され、吸い込んだ室内空気と冷媒回路の冷
媒とを熱交換させるようにしている。また、ケーシング
(11)内には、図示しないが、ファンが設けられてい
る。As shown in FIG. 1, the indoor unit (1
The evaporator (1) is placed in a vertically long rectangular parallelepiped casing (11).
4), etc., are housed in a so-called floor-standing configuration. An outlet (12) is formed in the upper part of the front surface of the casing (11), and a suction port (13) is formed in the lower part. A heat exchanger, which is an evaporator (14), is arranged inside the suction port (13) to exchange heat between the sucked room air and the refrigerant in the refrigerant circuit. Although not shown, a fan is provided in the casing (11).
【0036】上記ケーシング(11)内には、ケーシング
(11)の底板付近に発信部(21)が設けられ、該発信部
(21)の上方には発信部(21)の所定の距離をおいて受
信部(22)が設けられている。この発信部(21)及び受
信部(22)の配置は、R32の密度が空気よりも大き
く、冷媒回路から漏れ出たR32がケーシング(11)の
下部に滞留することに対応して定められている。上記発
信部(21)は、上方に配置された受信部(22)に向けて
超音波を発信するように構成されている。一方、受信部
(22)は、発信部(21)から発信された超音波を受信す
る。また、室内ユニット(10)には、図示しないが、室
温を検出する温度センサが設けられている。この温度セ
ンサは、検出温度を出力するように構成されている。A transmitter (21) is provided in the casing (11) near the bottom plate of the casing (11), and a predetermined distance of the transmitter (21) is provided above the transmitter (21). And a receiving section (22). The arrangement of the transmitting part (21) and the receiving part (22) is determined in accordance with the fact that the density of R32 is higher than that of air and R32 leaked from the refrigerant circuit stays in the lower part of the casing (11). I have. The transmitting unit (21) is configured to transmit an ultrasonic wave toward the receiving unit (22) disposed above. On the other hand, the receiving unit (22) receives the ultrasonic waves transmitted from the transmitting unit (21). Although not shown, the indoor unit (10) is provided with a temperature sensor for detecting a room temperature. This temperature sensor is configured to output a detected temperature.
【0037】室内ユニット(10)には、図示しないが、
漏洩検知部が設けられている。この漏洩検知部、発信部
(21)及び受信部(22)は、空気中の冷媒濃度の変化に
伴う音速の変化に基づいて冷媒漏れを検知する検知手段
(20)を構成している。Although not shown in the indoor unit (10),
A leak detector is provided. The leak detecting section, the transmitting section (21) and the receiving section (22) constitute a detecting means (20) for detecting a refrigerant leak based on a change in the speed of sound due to a change in the concentration of the refrigerant in the air.
【0038】上記漏洩検知部は、発信部(21)が超音波
を発信してから受信部(22)で超音波を受信するまでの
時間を到達時間として検出するように構成されている。
また、漏洩検知部には、所定の基準時間が予め設定され
ている。この基準時間は、空気中のR32の濃度がゼロ
の状態において超音波が発信部(21)から受信部(22)
に到達するまでに要する時間である。そして、漏洩検知
部は、検出した到達時間と基準時間との時間差を求め、
この時間差が所定の判定値を超えると冷媒漏れであると
判定するように構成されている。The leak detecting section is configured to detect the time from when the transmitting section (21) transmits the ultrasonic wave to when the receiving section (22) receives the ultrasonic wave as the arrival time.
Further, a predetermined reference time is set in the leak detection unit in advance. During this reference time, when the concentration of R32 in the air is zero, ultrasonic waves are transmitted from the transmitting unit (21) to the receiving unit (22).
Is the time required to reach. Then, the leak detection unit obtains a time difference between the detected arrival time and the reference time,
When the time difference exceeds a predetermined determination value, it is configured to determine that there is a refrigerant leak.
【0039】ここで、空気中の冷媒濃度と音速との関係
について説明する。Here, the relationship between the concentration of the refrigerant in the air and the speed of sound will be described.
【0040】図2のグラフに示すように、空気中のR3
2の濃度が上昇するにつれて、空気とR32の混合ガス
中の音速が低下する。これは、主としてR32の濃度上
昇に従って混合ガスの密度ρが増大するためである。従
って、冷媒濃度が上昇すると音速の低下によって到達時
間が延び、到達時間と基準時間との時間差が拡大する。
そして、上記漏洩検知部は、この時間差が判定値を超え
ると、冷媒濃度が所定値以上となっているとして冷媒漏
れと判定する。尚、漏洩検知部の判定値は、冷媒濃度が
3.3%となると冷媒漏れと判定されるように設定され
ている。これは、冷媒であるR32の濃度が13%以上
となると燃焼するおそれがあり、安全を見越して13%
の1/4の濃度で冷媒漏れを検知するためである。As shown in the graph of FIG.
As the concentration of 2 increases, the speed of sound in the gas mixture of air and R32 decreases. This is mainly because the density ρ of the mixed gas increases as the concentration of R32 increases. Therefore, when the refrigerant concentration increases, the arrival time increases due to a decrease in the sound speed, and the time difference between the arrival time and the reference time increases.
When the time difference exceeds the determination value, the leak detection unit determines that the refrigerant concentration is equal to or higher than the predetermined value and determines that the refrigerant is leaking. It should be noted that the determination value of the leak detection unit is set so that when the refrigerant concentration becomes 3.3%, it is determined that the refrigerant is leaking. If the concentration of R32, which is a refrigerant, becomes 13% or more, there is a risk of burning, and 13%
This is for detecting refrigerant leakage at a concentration of 1/4 of the above.
【0041】一方、図2に示すように、空気温度の変化
によっても音速が変化する。具体的には、空気温度が上
昇するにつれて、上記混合ガス中の音速が上昇する。こ
れは、主として空気の温度上昇に従って混合ガスの密度
ρが低下するためである。従って、空気中の冷媒濃度が
変化しなくても空気温度の変化に伴って音速が変化し、
上記到達時間が変化する。このため、到達時間と基準時
間との時間差が変化し、冷媒濃度が変化していないにも
拘わらず冷媒漏れと判定してしまうおそれがある。これ
に対し、上記漏洩検知部では温度センサの検出温度に基
づいて温度変化の影響をキャンセルし、冷媒濃度の変化
を確実に検出するように構成されている。On the other hand, as shown in FIG. 2, the speed of sound also changes due to a change in air temperature. Specifically, as the air temperature increases, the speed of sound in the mixed gas increases. This is mainly because the density ρ of the mixed gas decreases as the temperature of the air increases. Therefore, even if the refrigerant concentration in the air does not change, the sound speed changes with the change in the air temperature,
The arrival time changes. For this reason, the time difference between the arrival time and the reference time changes, and there is a possibility that the refrigerant may be determined to be leaking even though the refrigerant concentration has not changed. On the other hand, the leak detecting unit is configured to cancel the influence of the temperature change based on the temperature detected by the temperature sensor and to reliably detect the change in the refrigerant concentration.
【0042】−検知動作− 次に、冷媒漏れを検知する際の動作について説明する。-Detection Operation- Next, an operation for detecting refrigerant leakage will be described.
【0043】冷媒は空気よりも密度が大きいため、図1
に示すように、冷媒回路から漏れた冷媒はケーシング
(11)の底部に滞留する。この状態で発信部(21)から
超音波を発信すると、発信された超音波は冷媒と空気の
混合ガス中を伝わって受信部(22)に至る。そして、漏
洩検知部は、発信部(21)の超音波が受信部(22)に至
るまでの到達時間を検出する。Since the density of the refrigerant is higher than that of the air, FIG.
As shown in (5), the refrigerant leaking from the refrigerant circuit stays at the bottom of the casing (11). When an ultrasonic wave is transmitted from the transmitting unit (21) in this state, the transmitted ultrasonic wave travels through the mixed gas of the refrigerant and the air and reaches the receiving unit (22). Then, the leak detecting unit detects the arrival time until the ultrasonic wave of the transmitting unit (21) reaches the receiving unit (22).
【0044】この場合、上記混合ガス中では空気中に比
して音速が低下している。このため、漏洩検知部が検出
した到達時間は、所定の基準時間よりも長くなってい
る。そして、到達時間と基準時間との時間差が、温度変
化の影響をキャンセルした上で判定値以上となると、漏
洩検知部が冷媒漏れを検知する。In this case, the sound velocity in the mixed gas is lower than that in the air. For this reason, the arrival time detected by the leak detection unit is longer than the predetermined reference time. Then, when the time difference between the arrival time and the reference time becomes equal to or greater than the determination value after canceling the influence of the temperature change, the leak detection unit detects a refrigerant leak.
【0045】−実施形態1の効果− 本実施形態1によれば、冷媒濃度の変化に伴う音速の変
化を検出し、これに基づいて冷媒漏れを検知することが
できる。このため、従来のような化学変化等を利用して
冷媒漏れを検知するのに比して、検知性能が時間と共に
劣化するという問題を回避することができる。このた
め、冷媒漏れの検知を長期間に亘って確実に行うことが
できる。-Effects of the First Embodiment- According to the first embodiment, it is possible to detect a change in the speed of sound due to a change in the refrigerant concentration, and to detect a refrigerant leak based on the change. For this reason, it is possible to avoid the problem that the detection performance deteriorates with time as compared with the conventional method of detecting a refrigerant leak using a chemical change or the like. Therefore, it is possible to reliably detect the refrigerant leakage over a long period of time.
【0046】また、冷媒漏れを判定する際に温度センサ
の検出温度も考慮しているため、室温の変化が音速の変
化に与える影響をキャンセルして、冷媒濃度の変化に起
因する音速の変化を確実に検出することができる。Further, since the temperature detected by the temperature sensor is also taken into consideration when judging the refrigerant leakage, the influence of the change in the room temperature on the change in the sound speed is canceled, and the change in the sound speed caused by the change in the refrigerant concentration is canceled. It can be detected reliably.
【0047】また、本実施形態では、微燃性の物質であ
るR32を冷媒として用いている。従って、冷媒回路か
ら冷媒が漏れると火災等の原因となるおそれがある。こ
れに対し、本実施形態では上述のように冷媒漏れの検知
を確実に行うことができる。このため、火災等のリスク
を回避して信頼性を維持しつつ、R32を冷媒として使
用することができる。In this embodiment, R32, which is a slightly flammable substance, is used as the refrigerant. Therefore, if the refrigerant leaks from the refrigerant circuit, it may cause a fire or the like. On the other hand, in the present embodiment, it is possible to reliably detect refrigerant leakage as described above. For this reason, R32 can be used as a refrigerant while avoiding the risk of fire or the like and maintaining reliability.
【0048】−実施形態1の変形例− 上記実施形態では、ケーシング(11)内に発信部(21)
及び受信部(22)を配置するようにしたが、構造的にケ
ーシング(11)内に漏洩冷媒が滞留しにくいような場合
には、ケーシング(11)の外側に発信部(21)及び受信
部(22)を取り付けるようにしてもよい。-Modification of Embodiment 1-In the above embodiment, the transmitting portion (21) is provided in the casing (11).
And the receiver (22) are arranged. However, if the leaked refrigerant hardly stays in the casing (11) structurally, the transmitter (21) and the receiver are provided outside the casing (11). (22) may be attached.
【0049】また、温度センサを室内ユニット(10)に
設けるようにしたが、リモコン等に設けるようにしても
よい。Although the temperature sensor is provided in the indoor unit (10), it may be provided in a remote controller or the like.
【0050】[0050]
【発明の実施の形態2】本発明の実施形態2は、上記実
施形態1において、室内ユニット(10)の形式を変更し
たものである。また、これに伴って、発信部(21)及び
受信部(22)の配置と、漏洩検知部の構成を変更したも
のである。その他の構成は、上記実施形態1と同様であ
る。Second Embodiment A second embodiment of the present invention is a modification of the first embodiment, except that the type of the indoor unit (10) is changed. Accordingly, the arrangement of the transmitting unit (21) and the receiving unit (22) and the configuration of the leak detecting unit are changed. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
【0051】図3に示すように、本実施形態の室内ユニ
ット(10)は、いわゆる壁掛け型に構成されて部屋の内
壁の上方に取り付けられている。また、室内ユニット
(10)のケーシング(11)には、底部に発信部(21)と
受信部(22)とが隣接して設けられている。As shown in FIG. 3, the indoor unit (10) of the present embodiment is configured as a so-called wall-mounted type, and is mounted above the inner wall of the room. A transmitter (21) and a receiver (22) are provided adjacent to the bottom of the casing (11) of the indoor unit (10).
【0052】発信部(21)は、室内ユニット(10)の下
方、即ち部屋の床に向かって超音波を発信する。一方、
受信部(22)は、発信部(21)から発信されて床に当た
って反射した超音波を受信するようにしている。これ
は、冷媒であるR32は空気よりも密度が大きく、冷媒
回路から漏れると室内ユニット(10)の下方に滞留する
ためである。The transmitting section (21) transmits an ultrasonic wave toward the lower part of the indoor unit (10), that is, toward the floor of the room. on the other hand,
The receiving unit (22) receives the ultrasonic wave transmitted from the transmitting unit (21) and reflected on the floor. This is because the refrigerant R32 has a higher density than air, and when leaking from the refrigerant circuit, stays below the indoor unit (10).
【0053】漏洩検知部は、実施形態1と同様に、超音
波が発信部(21)から受信部(22)に到達するまでに要
する到達時間を検出するように構成されている。即ち、
本実施形態では、発信部(21)から発信された超音波が
床面に当たり、反射して受信部(22)に至るまでの時間
が到達時間となる。従って、超音波が空気中を伝わる伝
達距離は、室内ユニット(10)の設置位置の高さによっ
て変化することとなる。このため、本実施形態の漏洩検
知部は、室内ユニット(10)を設置した後に、冷媒漏れ
がないことを確認した上で到達時間を一旦検出し、この
時の到達時間を漏洩検知部の基準時間として設定する。
そして、漏洩検知部は、実施形態1と同様に、到達時間
と基準時間との時間差が判定値以上となると冷媒漏れと
判定するように構成されている。As in the first embodiment, the leak detecting section is configured to detect the arrival time required for the ultrasonic wave to reach the receiving section (22) from the transmitting section (21). That is,
In the present embodiment, the time required for the ultrasonic wave transmitted from the transmitting unit (21) to hit the floor surface and be reflected to reach the receiving unit (22) is the arrival time. Therefore, the transmission distance of the ultrasonic wave in the air changes depending on the height of the installation position of the indoor unit (10). For this reason, after the indoor unit (10) is installed, the leak detection unit of the present embodiment confirms that there is no refrigerant leakage, detects the arrival time once, and determines the arrival time at this time as a reference of the leakage detection unit. Set as time.
Then, similarly to the first embodiment, the leak detection unit is configured to determine that a refrigerant leak has occurred when the time difference between the arrival time and the reference time is equal to or greater than a determination value.
【0054】また、本実施形態では、室内ユニット(1
0)を設置した後にであっても、超音波の伝わる伝達距
離が変化する場合がある。例えば、室内ユニット(10)
の下に物が置かれた場合や、逆においてあったものを取
り去った場合、更には室内ユニット(10)の下を人が通
った場合にも上記伝達距離が変化する。そして、伝達距
離が変化すると到達時間も変化するため、冷媒漏れの誤
検知が生ずるおそれがある。In this embodiment, the indoor unit (1
Even after the installation of (0), the transmission distance of the ultrasonic wave may change. For example, indoor unit (10)
The transmission distance changes when an object is placed under the room, when an object that has been turned upside down is removed, or when a person passes under the indoor unit (10). When the transmission distance changes, the arrival time also changes, so that erroneous detection of refrigerant leakage may occur.
【0055】これに対し、本実施形態の漏洩検知部は、
到達時間の変化率が所定値以上、つまり到達時間が急激
に変化した場合には、到達時間と基準時間との時間差が
判定値以上であっても冷媒漏れと判定しないように構成
されている。ここで、冷媒漏れの場合は連続して次第に
音速が変化するため、到達時間も徐々に変化する。一
方、上述のように伝達距離が変化した場合は到達時間が
急激に非連続的に変化する。従って、漏洩検知部は、到
達時間の変化率を考慮することによって冷媒漏れの誤検
知を防止するようにしている。On the other hand, the leak detecting section of the present embodiment
When the rate of change of the arrival time is equal to or greater than a predetermined value, that is, when the arrival time changes abruptly, it is configured not to determine that the refrigerant leaks even if the time difference between the arrival time and the reference time is equal to or greater than the determination value. Here, in the case of a refrigerant leak, the sound speed changes continuously and gradually, so that the arrival time also changes gradually. On the other hand, when the transmission distance changes as described above, the arrival time rapidly and discontinuously changes. Therefore, the leak detecting section prevents the erroneous detection of the refrigerant leak by considering the change rate of the arrival time.
【0056】−実施形態2の効果− 本実施形態2によれば、上記実施形態1と同様の効果が
得られる。また、反射した超音波を受信部(22)が受信
することによって冷媒漏れの誤検知のおそれが生ずる
が、漏洩検知部が到達時間の変化率を考慮することによ
ってこのような小現地を確実に防止でき、冷媒漏れ検知
の信頼性を向上させることができる。-Effects of Second Embodiment- According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. In addition, the reception of the reflected ultrasonic wave by the receiving unit (22) may cause erroneous detection of refrigerant leakage. However, the leakage detection unit can reliably detect such a small site by considering the rate of change of arrival time. Thus, the reliability of refrigerant leak detection can be improved.
【0057】[0057]
【発明のその他の実施の形態】上記各実施形態では、冷
媒としてR32を用いるようにしたが、R22を用いた
場合であっても、同様に冷媒漏れの検知を行うことが可
能である。つまり、図4のグラフに示すように、R22
の場合も冷媒濃度の上昇に伴って音速が低下する。従っ
て、上記実施形態と同様の構成によって冷媒漏れの検知
が可能である。尚、この場合、漏洩検知部の判定値は、
冷媒濃度が7.8%となると冷媒漏れと判定されるよう
に設定するとよい。この濃度値は、ISO基準において
空調機の最大冷媒充填量が室内空間容積に対して300
g/m3と定められており、これを体積濃度に換算すること
によって定めた値である。Other Embodiments In each of the above embodiments, R32 is used as the refrigerant. However, even when R22 is used, it is possible to detect refrigerant leakage in the same manner. That is, as shown in the graph of FIG.
Also in the case of, the sound speed decreases with an increase in the refrigerant concentration. Therefore, refrigerant leakage can be detected by a configuration similar to that of the above embodiment. In this case, the determination value of the leak detection unit is:
It is preferable to set so that when the refrigerant concentration becomes 7.8%, it is determined that the refrigerant leaks. This concentration value is such that the maximum refrigerant charge of the air conditioner is 300
g / m 3 , which is a value determined by converting this to a volume concentration.
【0058】また、冷媒としてR32単体ではなく、R
32と他の物質との混合冷媒を用いるようにしてもよ
い。As the refrigerant, not R32 alone, but R32
A mixed refrigerant of 32 and another substance may be used.
【0059】また、冷媒として空気と密度の相違する物
質を用いる場合は、冷媒漏れによって同様に音速の変化
が生ずる。このため、空気と密度の異なる物質であれば
何れの物質を冷媒として用いる場合であっても、音速の
変化を利用して冷媒漏れの検知が可能である。When a substance having a density different from that of air is used as the refrigerant, a change in sound speed is similarly caused by refrigerant leakage. For this reason, even if any substance is used as the refrigerant as long as the substance has a different density from that of air, it is possible to detect the refrigerant leakage by utilizing the change in the speed of sound.
【図1】実施形態1に係る室内ユニットを側方から見た
概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an indoor unit according to a first embodiment when viewed from a side.
【図2】空気中の冷媒(R32)の濃度と音速との関係
を示す関係図である。FIG. 2 is a relationship diagram showing the relationship between the concentration of refrigerant (R32) in air and the speed of sound.
【図3】実施形態2に係る室内ユニットを側方から見た
概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an indoor unit according to a second embodiment as viewed from a side.
【図4】空気中の冷媒(R22)の濃度と音速との関係
を示す関係図である。FIG. 4 is a relationship diagram showing the relationship between the concentration of refrigerant (R22) in air and the speed of sound.
(10)室内ユニット (11)ケーシング (14)蒸発器(熱交換器) (20)検知手段 (21)発信部 (22)受信部 (10) Indoor unit (11) Casing (14) Evaporator (heat exchanger) (20) Detection means (21) Transmitter (22) Receiver
Claims (10)
凍装置であって、 室内空気中の冷媒濃度の変化に伴う音速の変化に基づい
て室内への冷媒漏れを検知する検知手段(20)を備えて
いる冷凍装置。1. A refrigeration system in which refrigerant circulates in a closed circuit refrigerant circuit, wherein a detecting means (20) for detecting refrigerant leakage into a room based on a change in sound speed accompanying a change in refrigerant concentration in room air. ).
(21)と、該発信部(21)が発信した音波を受信する受
信部(22)とを備え、上記発信部(21)が発信した音波
を受信部(22)で受信するまでに要する到達時間を検出
し、検出した到達時間に基づいて音速の変化を検出する
ように構成されている冷凍装置。2. The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the detecting means (20) includes a transmitting section (21) for transmitting a sound wave into room air, and a receiving section for receiving the sound wave transmitted by the transmitting section (21). A receiving unit (22) for detecting the arrival time required for the sound wave transmitted by the transmitting unit (21) to be received by the receiving unit (22), and detecting a change in the speed of sound based on the detected arrival time. Refrigeration equipment that is configured in.
段の検出温度との双方に基づいて音速の変化を検出する
ように構成されている冷凍装置。3. The refrigerating apparatus according to claim 2, further comprising a temperature detecting means for detecting a temperature of the indoor air, wherein the detecting means (20) includes both the detected arrival time and the temperature detected by the temperature detecting means. A refrigeration apparatus configured to detect a change in the speed of sound based on the refrigeration.
て、 検知手段(20)は、検出した到達時間と所定の基準時間
との時間差が所定の判定値以上となると冷媒漏れである
と判定するように構成されている冷凍装置。4. The refrigeration apparatus according to claim 2, wherein the detection means (20) determines that a refrigerant leak has occurred when a time difference between the detected arrival time and a predetermined reference time is equal to or greater than a predetermined determination value. Device configured as follows.
て、 発信部(21)及び受信部(22)は、室内ユニット(10)
のケーシング(11)に設けられる一方、 発信部(21)は、受信部(22)に向けて音波を発信する
ように構成されている冷凍装置。5. The refrigeration apparatus according to claim 2, wherein the transmitting unit (21) and the receiving unit (22) are each an indoor unit (10).
The refrigeration apparatus is provided in the casing (11), and the transmitting unit (21) is configured to transmit a sound wave toward the receiving unit (22).
て、 発信部(21)及び受信部(22)は、室内ユニット(10)
のケーシング(11)に設ける一方、 発信部(21)はケーシング(11)の外部に向けて音波を
発信し、受信部(22)は反射した音波を受信するように
構成されている冷凍装置。6. The refrigeration apparatus according to claim 2, wherein the transmitting unit (21) and the receiving unit (22) are each an indoor unit (10).
The refrigerating apparatus is configured such that the transmitter (21) transmits a sound wave toward the outside of the casing (11) while the receiver (22) receives the reflected sound wave while being provided on the casing (11).
との時間差が所定の判定値以上となると冷媒漏れである
と判定する一方、到達時間の変化率が所定値以上であれ
ば上記時間差が判定値以上であっても冷媒漏れであると
判定しないように構成されている冷凍装置。7. The refrigeration apparatus according to claim 6, wherein the detecting means (20) determines that a refrigerant leak has occurred when a time difference between the detected arrival time and a predetermined reference time is equal to or greater than a predetermined determination value. A refrigeration apparatus that is configured not to determine that a refrigerant leak has occurred even if the time difference is equal to or greater than a determination value if a change rate of the arrival time is equal to or greater than a predetermined value.
置において、 冷媒は、微燃性の物質である冷凍装置。8. The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the refrigerant is a slightly flammable substance.
置において、 冷媒は、R32又はR32を含む混合冷媒である冷凍装
置。9. The refrigeration apparatus according to claim 1, wherein the refrigerant is R32 or a mixed refrigerant containing R32.
冷凍サイクルを行う冷凍装置が室内に設置される一方、 室内空気中に音波を発信してから発信した音波を受信す
るまでに要する到達時間を計測し、 次に計測した到達時間の変化に基づいて室内空気中の冷
媒濃度の変化を検出し、 その後、検出した冷媒濃度の変化に基づいて室内への冷
媒漏れを検知する冷凍装置の冷媒漏れ検知方法。10. A refrigeration system for performing a refrigeration cycle by circulating a refrigerant in a refrigerant circuit of a closed circuit is installed in a room, and it is necessary to transmit a sound wave into room air and to receive the transmitted sound wave. A refrigeration system that measures the arrival time, then detects a change in the refrigerant concentration in the indoor air based on the measured change in the arrival time, and then detects refrigerant leakage into the room based on the detected change in the refrigerant concentration. Refrigerant leak detection method.
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