JP2021055955A - 冷凍サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】冷媒漏洩を検知する精度を向上する。【解決手段】冷凍サイクル装置（１）は、熱源側ユニット（２）と、利用側ユニット（５ａ、５ｂ）と、第１連絡配管（６）と、第２連絡配管（７）と、を備える。熱源側ユニット（２）は、圧縮機（２１）、熱源側熱交換器（２４）、及び熱源側膨張機構（２５、４０）を含む。利用側ユニット（５ａ）は、複数の利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）、及び複数の利用側膨張機構（５１ａ）を含む。第１連絡配管（６）及び第２連絡配管（７）は、熱源側ユニット（２）と利用側ユニット（５ａ、５ｂ）とを接続する。第２連絡配管（７）は、利用側熱交換器（５２ａ）を蒸発器として機能させる第１運転中に、第１連絡配管（６）内の冷媒よりも圧力が低い冷媒が通る。第１運転中に、少なくとも熱源側膨張機構の減圧度合いを調整して、第１連絡配管（６）の中の冷媒を気液二相状態に保つ。【選択図】図１

Description

冷凍サイクル装置に関する。

特許文献１（国際公開第２０１８／０６２４８５号）には、液側冷媒連絡配管に気液二相状態の冷媒を流す冷媒回路を有する冷凍装置において、液側冷媒連絡配管の長さが長いほど液側冷媒連絡配管の単位長さ当たりの冷媒量が多くなるように冷媒回路に充填される冷媒量を定める冷媒量の決定方法及び決定装置が開示されている。また特許文献１には、室外膨張弁において減圧された後の冷媒の状態が、液冷媒となるか、気液二相状態の冷媒となるかは、施工される液側冷媒連絡配管の長さ等に応じて、施工された冷凍装置毎に変化することが開示されている。

特許文献１の冷媒量の決定方法及び決定装置によれば、冷媒連絡配管の長さに応じた適切な冷媒充填量を把握することが可能である。しかしながら、特許文献１には、冷媒の漏洩については言及されていない。冷媒漏洩を早期に発見するため、冷媒漏洩を検知する精度を向上することが要望されている。

第１観点に係る冷凍サイクル装置は、冷媒回路内の冷媒の量が変化していることの検知を行う冷凍サイクル装置であって、熱源側ユニットと、利用側ユニットと、第１連絡配管と、第２連絡配管と、を備える。熱源側ユニットは、圧縮機、熱源側熱交換器、及び熱源側膨張機構を含む。利用側ユニットは、複数の利用側熱交換器、及び複数の利用側膨張機構を含む。第１連絡配管は、熱源側ユニットと利用側ユニットとを接続する。第２連絡配管は、熱源側ユニットと利用側ユニットとを接続するともに、利用側熱交換器を蒸発器として機能させる第１運転中に、第１連絡配管内の冷媒よりも圧力が低い冷媒が通る。第１運転中に、少なくとも熱源側膨張機構の減圧度合いを調整して、第１連絡配管の中の冷媒を気液二相状態に保つ。

第１観点に係る冷凍サイクル装置では、第１運転時に、第１連絡配管の中の冷媒を気液二相状態に保つ。これにより、第１運転時に第１連絡配管内を流れる冷媒量が少なくなる。このため、冷媒の変化する量が少量であっても、第１運転に影響を及ぼすので、冷媒回路内の冷媒の量が変化していることの検知を行う冷媒量検知処理を精度良く行うことができる。冷媒の量の変化により、冷媒漏洩を検知できるので、冷媒漏洩を検知する精度を向上できる。

第２観点に係る冷凍サイクル装置は、第１観点の冷凍サイクル装置であって、熱源側膨張機構は、開度を変更可能な熱源側膨張弁を有する。熱源側膨張弁の開度を調整することによって、熱源側膨張機構の減圧度合いを調整する。

第２観点に係る冷凍サイクル装置では、熱源側膨張弁の開度を調整することによって、第１連絡配管内の冷媒を気液二相状態に容易に保つことができる。

第３観点に係る冷凍サイクル装置は、第１または第２観点の冷凍サイクル装置であって、熱源側膨張機構は、開度を変更可能な熱源側膨張弁を有する。熱源側膨張弁の開度を用いた指標によって、冷媒の量が変化していることの検知を行う。

第３観点に係る冷凍サイクル装置では、熱源側膨張弁の開度を用いた指標によって、冷媒量検知処理の精度をより向上できる。

第４観点に係る冷凍サイクル装置は、第１から第３観点の冷凍サイクル装置であって、冷媒の量が変化していることを検知すると、冷媒が漏洩したと判定する判定部をさらに備える。

第４観点に係る冷凍サイクル装置では、冷媒の量の変化が検知されると、冷媒が漏洩したと判断されるので、冷媒漏洩を早期に発見できる。

第５観点に係る冷凍サイクル装置は、第１から第４観点の冷凍サイクル装置であって、第１運転のデータを蓄積する蓄積部をさらに備える。

第５観点に係る冷凍サイクル装置では、蓄積されたデータから、冷媒量検知処理を行うことができる。

第６観点に係る冷凍サイクル装置は、冷媒回路内の冷媒の量が変化していることの検知を行う冷凍サイクル装置であって、熱源側ユニットと、利用側ユニットと、第１連絡配管と、第２連絡配管と、を備える。熱源側ユニットは、圧縮機、熱源側熱交換器、及び熱源側膨張機構を含む。利用側ユニットは、複数の利用側熱交換器、及び複数の利用側膨張機構を含む。第１連絡配管は、熱源側ユニットと利用側ユニットとを接続する。第２連絡配管は、熱源側ユニットと利用側ユニットとを接続するともに、利用側熱交換器を凝縮器として機能させる第２運転中に、第１連絡配管内の冷媒よりも圧力が高い冷媒が通る。第２運転中に、少なくとも利用側膨張機構の減圧度合いを調整して、第１連絡配管の中の冷媒を気液二相状態に保つ。

第６観点に係る冷凍サイクル装置では、第２運転時に、第１連絡配管の中の冷媒を気液二相状態に保つ。これにより、第２運転時に第１連絡配管内を流れる冷媒量が少なくなる。このため、冷媒の変化する量が少量であっても、第２運転に影響を及ぼすので、冷媒回路内の冷媒の量が変化していることの検知を行う冷媒量検知処理を精度良く行うことができる。冷媒の量の変化により、冷媒漏洩を検知できるので、冷媒漏洩を検知する精度を向上できる。

本開示の一実施形態に係る冷凍サイクル装置の概略構成図である。 本開示の冷凍サイクル装置を概略的に示すブロック図である。 本開示の冷凍サイクル装置の制御系統を示すブロック図である。 本開示の一実施形態に係る冷媒漏洩判定方法を示すフローチャートである。

本開示の一実施形態に係る冷凍サイクル装置について、図面を参照しながら説明する。

（１）全体構成
図１に示すように、本開示の一実施形態に係る冷凍サイクル装置１は、冷媒回路１０内の冷媒の量が変化していることの検知を行う。

本実施形態の冷凍サイクル装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルにより、建物室内の冷房及び暖房を行う空調装置である。そして、ここでは、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを蒸発器として機能させる第１運転を冷房運転とし、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを凝縮器として機能させる第２運転を暖房運転とする。ただし、冷凍サイクル装置１は、空調装置に限定されるものではなく、例えば給湯装置などであってもよい。

図１及び図２に示すように、冷凍サイクル装置１は、主として、熱源側ユニット２と、利用側ユニット５ａ、５ｂと、第１連絡配管６と、第２連絡配管７と、蓄積部６０と、判定部７０と、を有している。

図１に示すように、熱源側ユニット２と利用側ユニット５ａ、５ｂとが、第１連絡配管６及び第２連絡配管７を介して接続されることで、冷媒回路１０が構成される。冷媒回路１０は、熱源側ユニット２の圧縮機２１、熱源側熱交換器２４、膨張機構及び切換機構２３と、利用側ユニット５ａ、５ｂの利用側熱交換器５２ａ、５２ｂと及び膨張機構と、を主に含む。

冷媒回路１０には、例えばフロン系の冷媒が充填されている。なお、本開示の冷媒回路１０に充填される冷媒は、特に限定されない。

（２）詳細構成
（２−１）利用側ユニット
利用側ユニット５ａ、５ｂは、ビル等の室内に設置されている。利用側ユニット５ａ、５ｂは、第１連絡配管６及び第２連絡配管７を介して熱源側ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。

次に、利用側ユニット５ａ、５ｂの構成について説明する。なお、利用側ユニット５ａと利用側ユニット５ｂとは同様の構成であるため、ここでは、利用側ユニット５ａの構成のみ説明し、利用側ユニット５ｂの構成については、それぞれ、利用側ユニット５ａの各部を示す添え字「ａ」の代わりに添え字「ｂ」を付して、各部の説明を繰り返さない。

利用側ユニット５ａは、主として、利用側膨張弁５１ａと、利用側熱交換器５２ａと、利用側第１冷媒管５３ａと、利用側第２冷媒管５４ａと、利用側ファン５５ａと、を有している。

利用側膨張弁５１ａは、開度を変更可能である。利用側膨張弁５１ａの開度を調整することによって、利用側膨張弁５１ａの減圧度合いを調整する。具体的には、利用側膨張弁５１ａは、利用側熱交換器５２ａを流れる冷媒の流量の調節等を行う開度調節が可能な電動膨張弁である。利用側膨張弁５１ａは、利用側第１冷媒管５３ａに設けられている。

利用側熱交換器５２ａは、冷媒と室内空気との熱交換を行う。利用側熱交換器５２ａは、冷房運転時には冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却し、暖房運転時には冷媒の凝縮器として機能して室内空気を加熱する。

利用側第１冷媒管５３ａは、利用側熱交換器５２ａと第１連絡配管６とを接続する。利用側第１冷媒管５３ａの入口には、気液二相状態の冷媒が流れる。利用側第２冷媒管５４ａは、利用側熱交換器５２ａと第２連絡配管７とを接続する。

利用側ファン５５ａは、利用側ユニット５ａ内に室内空気を吸入して、利用側熱交換器５２ａにおいて冷媒と熱交換させた後に、供給空気として室内に供給する。利用側ファン５５ａは、利用側熱交換器５２ａを流れる冷媒の加熱源または冷却源としての室内空気を利用側熱交換器５２ａに供給する。

利用側ユニット５ａには、各種のセンサが設けられている。具体的には、利用側ユニット５ａは、利用側熱交換器入口温度センサ５６ａと、利用側熱交換器出口温度センサ５７ａと、を有する。

利用側熱交換器入口温度センサ５６ａは、利用側熱交換器５２ａの第１連絡配管６側における冷媒の温度ＴＨ２を検出する。利用側熱交換器入口温度センサ５６ａは、利用側熱交換器５２ａを蒸発器として用いるときの蒸発器の入口温度を測定する蒸発器入口温度センサである。また利用側熱交換器入口温度センサ５６ａは、利用側熱交換器５２ａを凝縮器として用いるときの凝縮器の出口温度を測定する凝縮器出口温度センサである。

利用側熱交換器出口温度センサ５７ａは、利用側熱交換器５２ａの第２連絡配管７側における冷媒の温度ＴＨ３を検出する。利用側熱交換器出口温度センサ５７ａは、利用側熱交換器５２ａを蒸発器として用いるときの蒸発器の出口温度を測定する蒸発器出口温度センサである。また利用側熱交換器出口温度センサ５７ａは、利用側熱交換器５２ａを凝縮器として用いるときの凝縮器の入口温度を測定する凝縮器入口温度センサである。

利用側ユニット５ａは、利用側ユニット５ａを構成する各部の動作を制御する利用側制御部５８ａを有している。そして、利用側制御部５８ａは、利用側ユニット５ａの制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリ等を有しており、利用側ユニット５ａを個別に操作するためのリモコン（図示せず）との間で制御信号等のやりとり、及び熱源側ユニット２との間で伝送線８ａを介して制御信号等のやりとりを行うことができる。

（２−２）熱源側ユニット
熱源側ユニット２は、ビル等の室外に設置されている。熱源側ユニット２は、第１連絡配管６及び第２連絡配管７を介して利用側ユニット５ａ、５ｂに接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。なお、本実施形態では、２台の利用側ユニット５ａ、５ｂが互いに並列に接続されているが、利用側ユニットは３台以上であってもよい。

次に、熱源側ユニット２の構成について説明する。熱源側ユニット２は、主として、圧縮機２１と、切換機構２３と、熱源側熱交換器２４と、熱源側第１膨張弁２５と、熱源側第１冷媒管２６と、吸入管２７と、アキュムレータ２８と、吐出管２９と、熱源側第２冷媒管３０と、熱源側第３冷媒管３１と、第１閉鎖弁３２と、第２閉鎖弁３３と、熱源側ファン３４と、バイパス管３５と、過冷却熱交換器側膨張弁３８と、過冷却熱交換器３９と、熱源側第２膨張弁４０と、を有している。熱源側膨張機構は、熱源側第１膨張弁２５と、過冷却熱交換器側膨張弁３８と、熱源側第２膨張弁４０と、を含む。

圧縮機２１は、低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する機器である。ここでは、圧縮機２１として、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素（図示せず）が圧縮機用モータ２２によって回転駆動される密閉式構造の圧縮機が使用されている。また、ここでは、圧縮機用モータ２２は、インバータ等により回転数制御が可能になっており、これにより、圧縮機２１の容量制御が可能になっている。

切換機構２３は、冷媒回路１０における冷媒の流れ方向を切り換えることが可能な四路切換弁である。切換機構２３は、冷房運転時において、圧縮機２１の吸入側を吸入管２７及び熱源側第３冷媒管３１を通じて第２連絡配管７に連通させ、かつ、圧縮機２１の吐出側を吐出管２９及び熱源側第２冷媒管３０を通じて熱源側熱交換器２４に連通させる切り換えが可能な機構である。このため、冷媒回路１０は、切換機構２３の切り換えによって、熱源側熱交換器２４を冷媒の凝縮器として機能させ、かつ、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを冷媒の蒸発器として機能させる冷房サイクル状態（図１の切換機構２３の実線を参照）に切り換え可能になっている。また、切換機構２３は、暖房運転時において、圧縮機２１の吸入側を吸入管２７及び熱源側第２冷媒管３０を通じて熱源側熱交換器２４に連通させ、かつ、圧縮機２１の吐出側を吐出管２９及び熱源側第３冷媒管３１を通じて第２連絡配管７に連通させる切り換えが可能な機構である。このため、冷媒回路１０は、このような切換機構２３の切り換えによって、熱源側熱交換器２４を冷媒の蒸発器として機能させ、かつ、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを冷媒の凝縮器として機能させる暖房サイクル状態（図１の切換機構２３の破線を参照）に切り換え可能になっている。なお、切換機構２３は、四路切換弁に限られるものではなく、複数の電磁弁及び冷媒管を組み合わせることによって、上記のような冷媒の流れ方向の切り換えを行えるように構成したものであってもよい。

熱源側熱交換器２４は、冷媒と室外空気との熱交換を行う。熱源側熱交換器２４は、冷房運転時には冷媒の凝縮器として機能し、暖房運転時には冷媒の蒸発器として機能する。熱源側熱交換器２４は、ガス側端が熱源側第２冷媒管３０に接続されており、その反対側が熱源側第１冷媒管２６に接続されている。

熱源側第１膨張弁２５は、開度を変更可能である。熱源側第１膨張弁２５の開度を調整することによって、熱源側第１膨張弁２５の減圧度合いを調整する。具体的には、熱源側第１膨張弁２５は、熱源側熱交換器２４を流れる冷媒の流量の調節等を行う開度調節が可能な電動膨張弁である。熱源側第１膨張弁２５は、熱源側第１冷媒管２６に設けられている。

熱源側第１冷媒管２６は、熱源側熱交換器２４と第１連絡配管６とを接続する。吸入管２７は、切換機構２３と圧縮機２１の吸入側とを接続する。

吸入管２７には、圧縮機２１に吸入される冷媒を一時的に溜めるアキュムレータ２８が設けられている。換言すると、アキュムレータ２８は、余剰冷媒を貯留する。

吐出管２９は、圧縮機２１の吐出側と切換機構２３とを接続する。熱源側第２冷媒管３０は、切換機構２３と熱源側熱交換器２４とを接続する。熱源側第３冷媒管３１は、第２連絡配管７と切換機構２３とを接続する。熱源側第１冷媒管２６における第１連絡配管６との接続部には、第１閉鎖弁３２が設けられている。熱源側第３冷媒管３１における第２連絡配管７との接続部には、第２閉鎖弁３３が設けられている。第１閉鎖弁３２及び第２閉鎖弁３３は、手動で開閉される弁である。

熱源側ファン３４は、熱源側ユニット２内に室外空気を吸入して、熱源側熱交換器２４において冷媒と熱交換させた後に、熱源側ユニット２外に排出する。熱源側ファン３４は、熱源側熱交換器２４を流れる冷媒の冷却源または加熱源としての室外空気を熱源側熱交換器２４に供給する。

また、熱源側第１冷媒管２６には、バイパス管３５が接続されているとともに、過冷却熱交換器３９が設けられている。バイパス管３５は、熱源側第１冷媒管２６を流れる冷媒の一部を分岐して圧縮機２１に戻す冷媒管である。過冷却熱交換器３９は、バイパス管３５を流れる低圧の冷媒によって熱源側第１冷媒管２６を流れる冷媒を冷却する。過冷却熱交換器３９は、熱源側第１冷媒管２６のうち熱源側第１膨張弁２５よりも第１連絡配管６側に設けられている。

バイパス管３５は、過冷却熱交換器３９と圧縮機２１とを接続する。バイパス管３５は、熱源側第１冷媒管２６から分岐した冷媒を圧縮機２１の吸入側に送る冷媒戻し管である。バイパス管３５は、冷媒戻し入口管３６と、冷媒戻し出口管３７と、を有している。

冷媒戻し入口管３６は、熱源側第１冷媒管２６を流れる冷媒の一部を分岐させて過冷却熱交換器３９におけるバイパス管３５側の入口に送る冷媒管である。冷媒戻し入口管３６は、熱源側第１膨張弁２５と過冷却熱交換器３９とに接続されている。

冷媒戻し入口管３６には、バイパス管３５を流れる冷媒の流量の調節等を行う過冷却熱交換器側膨張弁３８が設けられている。過冷却熱交換器側膨張弁３８は、バイパス管３５を流れて過冷却熱交換器３９に入る冷媒を減圧する。過冷却熱交換器側膨張弁３８は、開度を変更可能である。詳細には、過冷却熱交換器側膨張弁３８は、バイパス管３５を流れる冷媒の流量の調節等を行う開度調節が可能な電動膨張弁である。

冷媒戻し出口管３７は、過冷却熱交換器３９におけるバイパス管３５側の出口から圧縮機２１の吸入側に接続された吸入管２７に送る冷媒管である。

なお、バイパス管３５は、圧縮機２１の吸入側ではなく、圧縮機２１の圧縮行程の途中に冷媒を送る冷媒管であってもよい。

熱源側第２膨張弁４０は、開度を変更可能である。熱源側第２膨張弁４０の開度を調整することによって、熱源側第２膨張弁４０の減圧度合いを調整する。具体的には、熱源側第２膨張弁４０は、過冷却熱交換器３９を流れる冷媒の流量の調節等を行う開度調節が可能な電動膨張弁である。熱源側第２膨張弁４０は、過冷却熱交換器３９と第１閉鎖弁３２との間に設けられている。

熱源側ユニット２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、熱源側ユニット２は、吸入圧力センサ４１と、吸入温度センサ４２と、吐出圧力センサ４３と、吐出温度センサ４４と、熱源側熱交換器出口温度センサ４５と、過冷却熱交換器出口温度センサ４６と、を有する。熱源側ユニット２の圧縮機２１周辺には、吸入圧力センサ４１、吸入温度センサ４２、吐出圧力センサ４３、及び吐出温度センサ４４が設けられている。

吸入圧力センサ４１は、圧縮機２１の吸入圧力Ｌｐを検出する。吸入温度センサ４２は、圧縮機２１の吸入温度Ｔｓを検出する。吐出圧力センサ４３は、圧縮機２１の吐出圧力Ｐｄを検出する。吐出温度センサ４４は、圧縮機２１の吐出温度Ｔｄを検出する。

熱源側熱交換器出口温度センサ４５は、熱源側第１冷媒管２６において、過冷却熱交換器３９よりも熱源側熱交換器２４側（図１では、熱源側第１膨張弁２５よりも熱源側熱交換器２４側）に設けられている。熱源側熱交換器出口温度センサ４５は、熱源側熱交換器２４の第１連絡配管６側における冷媒の温度Ｔｂを検出する。熱源側熱交換器出口温度センサ４５は、熱源側熱交換器２４を凝縮器として用いるときの凝縮器の出口温度Ｔｂを測定する凝縮器出口温度センサである。熱源側熱交換器出口温度センサ４５は、熱源側熱交換器２４を蒸発器として用いるときの蒸発器の入口温度を測定する蒸発器入口温度センサである。

過冷却熱交換器出口温度センサ４６は、冷媒戻し出口管３７に設けられている。過冷却熱交換器出口温度センサ４６は、過冷却熱交換器３９の出口温度Ｔｓｈを測定する。詳細には、過冷却熱交換器出口温度センサ４６は、過冷却熱交換器３９のバイパス管３５側の出口を流れる冷媒の温度Ｔｓｈを検出する。

図２に示すように、熱源側ユニット２は、データ送信部４７をさらに有している。データ送信部４７は、運転中のデータを後述する蓄積部６０に送信する。ここでは、冷房運転のデータを蓄積部６０に送信する。

図１〜図３に示すように、熱源側ユニット２は、熱源側ユニット２を構成する各部の動作を制御する熱源側制御部４８をさらに有している。そして、熱源側制御部４８は、熱源側ユニット２の制御を行うために設けられたマイクロコンピュータ、メモリ、熱源側膨張弁等を制御するインバータ回路等を有しており、利用側ユニット５ａ、５ｂの利用側制御部５８ａ、５８ｂとの間で伝送線８ａを介して制御信号等のやりとりを行うことができる。このように、利用側制御部５８ａ、５８ｂと、熱源側制御部４８と、利用側制御部５８ａ、５８ｂ及び熱源側制御部４８の間を接続する伝送線８ａとによって、冷凍サイクル装置１全体の運転制御を行う制御部８が構成されている。

制御部８は、図３に示すように、各種センサ４１〜４６、５６ａ、５６ｂ、５７ａ、５７ｂの検出信号を受けることができるように接続されるとともに、これらの検出信号等に基づいて各種機器、圧縮機２１、切換機構２３、熱源側ファン３４、熱源側第１膨張弁２５、熱源側第２膨張弁４０、過冷却熱交換器側膨張弁３８、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、利用側ファン５５ａ、５５ｂ等を制御できるように接続されている。制御部８は、ユーザからの各種設定入力を受け付けるコントローラ１５と接続されており、図示しないメモリを有している。

（２−３）連絡配管
図１に戻って、第１連絡配管６及び第２連絡配管７は、冷媒回路１０を備える空調装置をビル等の設置場所に設置する際に、現地にて施工される冷媒管であり、設置場所や熱源側ユニット２と利用側ユニット５ａ、５ｂとの組み合わせ等の設置条件に応じて種々の長さや管径を有するものが使用される。

第１連絡配管６及び第２連絡配管７は、熱源側ユニット２と利用側ユニット５ａ、５ｂとを接続する。詳細には、第１連絡配管６は、利用側ユニット５ａ、５ｂの利用側第１冷媒管５３ａ、５３ｂと、第１閉鎖弁３２との間に位置する。第２連絡配管７は、利用側ユニット５ａ、５ｂの利用側第２冷媒管５４ａ、５４ｂと、第２閉鎖弁３３との間に位置する。

利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを蒸発器として機能させる第１運転（ここでは、冷房運転）中に、第２連絡配管７には、第１連絡配管６内の冷媒よりも圧力が低い冷媒が通る。また利用側熱交換器５２ａ、５２ｂを凝縮器として機能させる第２運転（ここでは、暖房運転）中に、第２連絡配管７には、第１連絡配管６内の冷媒よりも圧力が高い冷媒が通る。

第１運転中に、少なくとも熱源側膨張機構（ここでは、熱源側第１膨張弁２５及び熱源側第２膨張弁４０の少なくとも一方）の減圧度合いを調整して、第１連絡配管６の中の冷媒を気液二相状態に保つ。具体的には、第１連絡配管６の中の冷媒を気液二相状態に保つために、熱源側制御部４８によって、熱源側第１膨張弁２５及び熱源側第２膨張弁４０の少なくとも一方の開度を調整することによって、熱源側膨張機構の減圧度合いを調整する。本実施形態では、冷房運転中、過冷却熱交換器３９の出口側に配置された熱源側第２膨張弁４０から各利用側膨張弁５１ａ、５１ｂに向かって流れる冷媒を気液二相状態に保つ。

また第２運転中に、少なくとも利用側膨張機構（ここでは、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ）の減圧度合いを調整して、第１連絡配管６の中の冷媒を気液二相状態に保つ。具体的には、第１連絡配管６の中の冷媒を気液二相状態に保つために、利用側制御部５８ａ、５８ｂによって、運転中の利用側ユニット５ａ、５ｂの利用側膨張弁５１ａ、５１ｂの開度を調整することによって、利用側膨張機構の減圧度合いを調整する。本実施形態では、暖房運転中、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂから熱源側第２膨張弁４０に向かって流れる冷媒を気液二相状態に保つ。

（２−４）蓄積部
図２に示すように、蓄積部６０は、冷房運転データを蓄積する。蓄積部６０は、熱源側ユニット２のデータ送信部４７から冷房運転データを受信する。蓄積部６０は、冷媒の量が変化しているか否かを検知するための冷房運転データを蓄積する。本実施形態では、蓄積部６０は、熱源側第１膨張弁２５及び熱源側第２膨張弁４０の少なくとも一方の開度に関するデータを蓄積する。また蓄積部６０は、冷媒回路１０を流れる総冷媒量に関するデータを蓄積する。

なお、蓄積部６０は、暖房運転データをさらに蓄積してもよい。

（２−５）判定部
判定部７０は、冷媒の量が変化していることを検知すると、冷媒が漏洩したと判定する。ここでは、冷媒の量が変化していることを検知するために、冷房運転時の熱源側第１膨張弁２５及び熱源側第２膨張弁４０の少なくとも一方の開度を用いた指標を用いる。換言すると、判定部７０は、熱源側第１膨張弁２５及び熱源側第２膨張弁４０の少なくとも一方の開度を用いた指標によって、冷媒の量が変化していることの検知を行う。暖房運転時では、判定部７０は、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂの開度を用いた指標によって、冷媒の量が変化していることの検知を行う。

熱源側膨張弁の開度を用いた指標及び利用側膨張弁５１ａ、５１ｂの開度を用いた指標は、冷媒の量が変化していることを評価するためのものであり、例えば、開度そのものの値、開度の変化率、開度の積分値等である。開度そのものの値については、開度が閾値より大きい場合に、判定部７０は冷媒の量が変化したと検知する。開度の変化率については、所定時間における開度の変化が閾値よりも大きい場合に、判定部７０は冷媒の量が変化したと検知する。開度の積分値については、所定時間内の開度の積分値が閾値より大きい場合に、判定部７０は冷媒の量が変化したと検知する。

判定部７０は、冷媒量が変化していることを検知すると、冷凍サイクル装置１の運転を停止する。例えば、冷房運転中、蓄積部６０に蓄積される運転データから、総冷媒量が減少して、熱源側第１膨張弁２５及び熱源側第２膨張弁４０の開度が閾値より小さい場合には、判定部７０は、冷媒が漏洩したと判断する。判定部７０において冷媒が漏洩したと判断されると、判定部７０は、圧縮機２１に停止するように指令を送り、冷凍サイクル装置１の運転を停止する。

蓄積部６０及び判定部７０は、外部装置に設けられる。外部装置は、冷媒回路１０を主として備える冷凍サイクル装置本体の外部の装置である。詳細には、外部装置は、熱源側ユニット２と、利用側ユニット５ａ、５ｂと、第１連絡配管６と、第２連絡配管７とで構成される装置の外部にある。本実施形態の外部装置は、ローカルコントローラ９である。ローカルコントローラ９において、蓄積部６０が冷房運転データを受信して、判定部７０が受信した冷房運転データに基づいて冷媒の量が変化していれば冷媒が漏洩したと判定する。

なお、外部装置としてのローカルコントローラ９、上述した制御部８、熱源側制御部４８及び利用側制御部５８ａ、５８ｂは、コンピュータにより実現されるものである。ローカルコントローラ９、制御部８、熱源側制御部４８及び利用側制御部５８ａ、５８ｂは、制御演算装置と記憶装置とを備える。制御演算装置には、ＣＰＵまたはＧＰＵといったプロセッサを使用できる。制御演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを読み出し、このプログラムに従って所定の画像処理や演算処理を行う。さらに、制御演算装置は、プログラムに従って、演算結果を記憶装置に書き込んだり、記憶装置に記憶されている情報を読み出したりすることができる。図２及び図３は、制御演算装置により実現される各種の機能ブロックを示している。記憶装置は、データベースとして用いることができる。

（３）運転動作
冷凍サイクル装置１は、冷媒回路１０によって、暖房運転及び冷房運転を実行する。

（３−１）冷房運転
第１運転としての冷房運転について、図１を用いて説明する。冷房運転では、室内冷房負荷に応じた低圧目標値になるように、冷凍サイクルの低圧の値（吸入圧力センサ４１の検出値）が圧縮機２１の運転周波数により制御され、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂの出口の冷媒の過熱度が所定の目標値（例えば５℃）になるように、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂの開度が調節される。

リモコン（図示せず）等からの入力によって冷房運転の指示がなされると、冷媒回路１０が冷房サイクル状態（図１の切換機構２３の実線で示された状態）になるように切換機構２３が切り換わる。これにより、圧縮機２１、熱源側ファン３４及び利用側ファン５５ａ、５５ｂが起動し、また、熱源側第１膨張弁２５、過冷却熱交換器側膨張弁３８、及び利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ等が所定の動作を行う。

すると、冷媒回路１０内の低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。この高圧のガス冷媒は、切換機構２３を通じて熱源側熱交換器２４に送られる。

熱源側熱交換器２４に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の凝縮器として機能する熱源側熱交換器２４において、熱源側ファン３４によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮して、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、熱源側第１膨張弁２５を通じて、過冷却熱交換器３９に送られる。

このとき、熱源側第１冷媒管２６を流れる高圧の液冷媒の一部は、バイパス管３５に分岐され、過冷却熱交換器側膨張弁３８によって減圧される。そして、過冷却熱交換器側膨張弁３８で減圧された冷媒は、過冷却熱交換器３９に送られて、熱源側第１冷媒管２６を流れる高圧の液冷媒と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、ガス冷媒となり、圧縮機２１に戻される。

過冷却熱交換器３９に送られた高圧の液冷媒は、バイパス管３５を流れる冷媒と熱交換を行ってさらに冷却され、熱源側第２膨張弁４０によって減圧され気液二相状態の冷媒となり、第１閉鎖弁３２及び第１連絡配管６を通じて、熱源側ユニット２から利用側ユニット５ａ、５ｂに送られる。

利用側ユニット５ａ、５ｂに送られた気液二相状態の冷媒は、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂによって更に減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒となる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。

利用側熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて、利用側ファン５５ａ、５５ｂによって供給される室内空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、第２連絡配管７を通じて、利用側ユニット５ａ、５ｂから熱源側ユニット２に送られる。

熱源側ユニット２に送られた低圧のガス冷媒は、第２閉鎖弁３３及び切換機構２３を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。

（３−２）暖房運転
第２運転としての暖房運転について、図１を用いて説明する。暖房運転では、暖房負荷に応じた高圧目標値になるように冷凍サイクルの高圧の値（吐出圧力センサ４３の検出値）が圧縮機２１の運転周波数により制御され、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂの出口の冷媒の過冷却度が所定の目標値（例えば５℃）になるように、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂの開度が調節される。

リモコン（図示せず）等からの入力によって暖房運転の指示がなされると、冷媒回路１０が暖房サイクル状態（図１の切換機構２３の破線で示された状態）になるように切換機構２３が切り換わり、圧縮機２１、熱源側ファン３４及び利用側ファン５５ａ、５５ｂが起動し、また、熱源側第１膨張弁２５、過冷却熱交換器側膨張弁３８、及び利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ等が所定の動作を行う。

すると、冷媒回路１０内の低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて圧縮されて高圧のガス冷媒となる。この高圧のガス冷媒は、切換機構２３、第２閉鎖弁３３及び第２連絡配管７を通じて、熱源側ユニット２から利用側ユニット５ａ、５ｂに送られる。利用側ユニット５ａ、５ｂに送られた高圧のガス冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂに送られる。

利用側熱交換器５２ａ、５２ｂに送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の凝縮器として機能する利用側熱交換器５２ａ、５２ｂにおいて、利用側ファン５５ａ、５５ｂによって供給される室内空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮して、高圧の液冷媒となる。この高圧の液冷媒は、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂで減圧されて気液二相状態になり、第１連絡配管６を通じて、利用側ユニット５ａ、５ｂから熱源側ユニット２に送られる。

熱源側ユニット２に送られた冷媒は、第１閉鎖弁３２及び過冷却熱交換器３９を通じて、熱源側第１膨張弁２５に送られ、熱源側第１膨張弁２５によって更に減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒となる。この低圧の気液二相状態の冷媒は、熱源側熱交換器２４に送られる。

熱源側熱交換器２４に送られた低圧の気液二相状態の冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する熱源側熱交換器２４において、熱源側ファン３４によって供給される室外空気と熱交換を行って加熱されることによって蒸発して、低圧のガス冷媒となる。この低圧のガス冷媒は、切換機構２３を通じて、再び、圧縮機２１に吸入される。

（４）冷媒漏洩判定方法
図１〜図４を参照して、本開示の一実施形態に係る冷媒漏洩判定方法を説明する。冷媒漏洩判定方法は、冷凍サイクル装置１において、上述した冷房運転及び暖房運転中に、冷媒回路１０から冷媒が漏洩したか否かを判定する方法である。

（４−１）運転開始
図４に示すように、まず、冷凍サイクル装置１において、冷房運転または暖房運転を開始する。

（４−２）運転データの蓄積
冷房運転中、運転データとして、熱源側第１膨張弁２５及び熱源側第２膨張弁４０の開度を蓄積部６０に蓄積する。暖房運転中、運転データとして、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂの開度を蓄積部６０に蓄積する。

（４−３）冷媒漏洩の判定
次に、冷房運転では熱源側第１膨張弁２５及び熱源側第２膨張弁４０の開度を用いた指標、暖房運転では、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂの開度を用いた指標によって、冷媒の量が変化していることの検知を行う。判定部７０は、冷媒の量が変化していることを検知すると、冷媒が漏洩したと判定する。冷媒が漏洩したと判定されると、冷凍サイクル装置１の運転を停止する。

一方、判定部７０によって、冷媒が漏洩したと判定されない場合には、運転を続行する。

（５）特徴
本実施形態の冷凍サイクル装置１では、第１運転としての冷房運転時に、第１連絡配管６の中の冷媒を気液二相状態に保つ。これにより、冷房運転時に第１連絡配管６内を流れる冷媒量は、液相状態の冷媒を流す場合に比べて、少なくなる。換言すると、第１連絡配管６内の気液二相状態の冷媒は、液相状態の冷媒を流す場合に比べて、バッファ効果を減少させる。このため、冷媒の変化する量が少量であっても、冷房運転に影響を及ぼすので、冷媒回路１０内の冷媒の量が変化していることの検知を行う冷媒量検知処理を精度良く行うことができる。換言すると、少量でも冷媒が漏洩すると、冷媒不足で運転に影響を及ぼすので、冷媒漏洩を検知する感度が高くなるので、冷媒漏洩を検知する精度を向上できる。また、本実施形態では、漏洩検知運転を実施せず、通常の冷房運転を実施している際に、冷媒の量の変化により、高い精度で冷媒漏洩を検知できる。同様にして、第２運転としての暖房運転時でも、第１連絡配管６の中の冷媒を気液二相状態に保つことで、高い精度で冷媒漏洩を検知できる。

特に、第１連絡配管６の中の冷媒を気液二相状態に容易に保つために、第１運転において、過冷却熱交換器３９の出口側に熱源側第２膨張弁４０を設けることが好ましい。そして、熱源側第２膨張弁４０の開度の変化を計測するとともに、総冷媒量の変化を計測し、冷媒量が減少して熱源側第２膨張弁４０の開度が閾値より大きい場合に、冷媒が漏洩したと判断することで、冷媒漏洩を検知する精度をより向上できる。

また、より高い精度で冷媒漏洩を検知するために、第１運転中に、少なくとも熱源側膨張機構の減圧度合いを調整して、第１連絡配管の中の全ての冷媒を気液二相状態に保つことが好ましい。第１運転である冷房運転中、過冷却熱交換器３９の出口側に配置された熱源側第２膨張弁４０から各利用側膨張弁５１ａ、５１ｂに向かって流れる全ての冷媒を気液二相状態に保つことがより好ましい。同様に、より高い精度で冷媒漏洩を検知するために、第２運転中に、少なくとも利用側膨張機構の減圧度合いを調整して、第１連絡配管の中の全ての冷媒を気液二相状態に保つことが好ましい。

（６）変形例
（６−１）変形例Ａ
上述した実施形態では、熱源側第１膨張弁２５及び熱源側第２膨張弁４０を含む熱源側膨張機構を例に挙げて説明したが、これに限定されない。本変形例では、熱源側第２膨張弁４０は省略されている。このため、冷房運転中に、少なくとも熱源側第１膨張弁２５の減圧度合いを調整して、第１連絡配管６の中の冷媒を気液二相状態に保っている。

（６−２）変形例Ｂ
上述した実施形態では、蓄積部６０及び判定部７０は、外部装置としてローカルコントローラ９内に設けられているが、これに限定されない。蓄積部６０及び判定部７０は、クラウドサーバに設けられてもよい。この場合、蓄積部６０及び判定部７０は、熱源側ユニット２と直接接続されてもよく、ローカルコントローラを介して熱源側ユニット２と接続されてもよい。

また、蓄積部６０及び判定部７０は、外部装置に設けられずに、熱源側ユニット２内に設けられてもよい。

（６−３）変形例Ｃ
上述した実施形態では、蓄積部６０は、熱源側第１膨張弁２５及び熱源側第２膨張弁４０の少なくとも一方の開度に関するデータを蓄積し、判定部７０は、熱源側第１膨張弁２５及び熱源側第２膨張弁４０の少なくとも一方の開度の変化により冷媒が漏洩したか否かを判定しているが、これに限定されない。本変形例では、蓄積部６０は、凝縮器出口温度センサである熱源側熱交換器出口温度センサ４５で測定される熱源側熱交換器２４の出口温度Ｔｂを蓄積する。また蓄積部６０は、吐出圧力センサ４３の吐出圧力Ｈｐを蓄積する。判定部７０は、吐出圧力センサ４３の吐出圧力Ｈｐから算出された凝縮温度Ｔｃ及び凝縮器出口温度Ｔｂから、過冷却度（サブクールＳＣ＝Ｔｃ−Ｔｂ）または外気温度Ｔａで補正した過冷却度に相当する値（（Ｔｃ−Ｔｂ）／（Ｔｃ−Ｔａ））を算出する。さらに、判定部７０は、過冷却度または過冷却度に相当する値の基準値を予測する。算出された過冷却度または過冷却度に相当する値と、予測された基準値との差が所定値を超えると、判定部７０は、冷媒が漏洩したと判定する。一方、判定部７０は、算出された過冷却度または過冷却度に相当する値と基準値との差が所定値以下であると、冷媒が漏洩していないと判定する。

なお、判定部７０は、過熱度（ＳＨ：スーパーヒート）、吐出過熱度（ＤＳＨ：吐出スーパーヒート）及びそれらに相当する値等を用いた指標によって、冷媒が漏洩したと判定してもよい。

以上、本開示の実施形態を説明したが、特許請求の範囲に記載された本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。

１ ：冷凍サイクル装置
２ ：熱源側ユニット
５ａ，５ｂ ：利用側ユニット
６ ：第１連絡配管
７ ：第２連絡配管
８ ：制御部
８ａ ：伝送線
９ ：ローカルコントローラ
１０ ：冷媒回路
１５ ：コントローラ
２１ ：圧縮機
２２ ：圧縮機用モータ
２３ ：切換機構
２４ ：熱源側熱交換器
２５ ：熱源側第１膨張弁
２６ ：熱源側第１冷媒管
２７ ：吸入管
２８ ：アキュムレータ
２９ ：吐出管
３０ ：熱源側第２冷媒管
３１ ：熱源側第３冷媒管
３２ ：第１閉鎖弁
３３ ：第２閉鎖弁
３４ ：熱源側ファン
３５ ：バイパス管
３６ ：冷媒戻し入口管
３７ ：冷媒戻し出口管
３８ ：過冷却熱交換器側膨張弁
３９ ：過冷却熱交換器
４０ ：熱源側第２膨張弁
４１ ：吸入圧力センサ
４２ ：吸入温度センサ
４３ ：吐出圧力センサ
４４ ：吐出温度センサ
４５ ：熱源側熱交換器出口温度センサ
４６ ：過冷却熱交換器出口温度センサ
４７ ：データ送信部
４８ ：熱源側制御部
５１ａ，５１ｂ ：利用側膨張弁
５２ａ，５２ｂ ：利用側熱交換器
５３ａ，５３ｂ ：利用側第１冷媒管
５４ａ，５４ｂ ：利用側第２冷媒管
５５ａ，５５ｂ ：利用側ファン
５６ａ，５６ｂ ：利用側熱交換器入口温度センサ
５７ａ，５７ｂ ：利用側熱交換器出口温度センサ
５８ａ，５８ｂ ：利用側制御部
６０ ：蓄積部
７０ ：判定部

国際公開第２０１８／０６２４８５号

Claims (6)

1. 冷媒回路（１０）内の冷媒の量が変化していることの検知を行う冷凍サイクル装置であって、
   圧縮機（２１）、熱源側熱交換器（２４）、及び熱源側膨張機構（２５、４０）を含む熱源側ユニット（２）と、
   複数の利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）、及び複数の利用側膨張機構（５１ａ、５１ｂ）を含む利用側ユニット（５ａ、５ｂ）と、
   前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットとを接続する第１連絡配管（６）と、
   前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットとを接続するともに、前記利用側熱交換器を蒸発器として機能させる第１運転中に、前記第１連絡配管内の冷媒よりも圧力が低い冷媒が通る第２連絡配管（７）と、
   を備え、
   前記第１運転中に、少なくとも前記熱源側膨張機構の減圧度合いを調整して、前記第１連絡配管の中の冷媒を気液二相状態に保つ、冷凍サイクル装置（１）。
2. 前記熱源側膨張機構は、開度を変更可能な熱源側膨張弁（２５、４０）を有し、
   前記熱源側膨張弁の開度を調整することによって、前記熱源側膨張機構の減圧度合いを調整する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
3. 前記熱源側膨張機構は、開度を変更可能な熱源側膨張弁（２５、４０）を有し、
   前記熱源側膨張弁の開度を用いた指標によって、冷媒の量が変化していることの検知を行う、請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
4. 冷媒の量が変化していることを検知すると、冷媒が漏洩したと判定する判定部（７０）をさらに備える、請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
5. 前記第１運転のデータを蓄積する蓄積部（６０）をさらに備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
6. 冷媒回路（１０）内の冷媒の量が変化していることの検知を行う冷凍サイクル装置であって、
   圧縮機（２１）、熱源側熱交換器（２４）、及び熱源側膨張機構（２５、４０）を含む熱源側ユニット（２）と、
   複数の利用側熱交換器（５２ａ、５２ｂ）、及び複数の利用側膨張機構（５１ａ、５１ｂ）を含む利用側ユニット（５ａ、５ｂ）と、
   前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットとを接続する第１連絡配管（６）と、
   前記熱源側ユニットと前記利用側ユニットとを接続するともに、前記利用側熱交換器を凝縮器として機能させる第２運転中に、前記第１連絡配管内の冷媒よりも圧力が高い冷媒が通る第２連絡配管（７）と、
   を備え、
   前記第２運転中に、少なくとも前記利用側膨張機構の減圧度合いを調整して、前記第１連絡配管の中の冷媒を気液二相状態に保つ、冷凍サイクル装置（１）。

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