特開 2024-37383 熱交換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024037383

(43)【公開日】2024-03-19

(54)【発明の名称】熱交換装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 49/02 20060101AFI20240312BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20240312BHJP

   F28D 7/16 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

F25B49/02 520H

F25B1/00 399Y

F28D7/16 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022142208

(22)【出願日】2022-09-07

(71)【出願人】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000202

【氏名又は名称】弁理士法人新樹グローバル・アイピー

(72)【発明者】

【氏名】速水 あいか

(72)【発明者】

【氏名】西尾 翼

(72)【発明者】

【氏名】杉戸 輝彦

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 秀一

【テーマコード（参考）】

3L103

【Ｆターム（参考）】

3L103AA42

3L103CC02

3L103CC17

3L103DD09

3L103DD22

3L103DD42

(57)【要約】

【課題】本開示によって解決しようとする課題は、冷却対象である水に対して複数の冷媒回路の冷却部が配置される熱交換装置において、各冷媒回路の状態値を正確に比較することができる熱交換装置を提供することである。
【解決手段】熱交換装置１００では、第１熱交換器４１において、水が第１冷媒と熱交換する第１領域４１ａと、水が第２冷媒と熱交換する第２領域４１ｂとが部分的に重なるので、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂのいずれかの冷媒が漏洩すると、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂそれぞれにおける所定の物理量の測定値に顕著な差異が現れる。その結果、冷媒漏洩の検知の精度を向上させることができる。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１冷媒が循環する第１冷媒回路（１０ａ）と、
第２冷媒が循環する第２冷媒回路（１０ｂ）と、
熱媒体と前記第１冷媒との熱交換、および熱媒体と前記第２冷媒との熱交換を行わせる第１熱交換器（４１）を有する熱媒体循環回路（５０）と、
前記第１冷媒回路（１０ａ）および前記第２冷媒回路（１０ｂ）それぞれにおける所定の物理量の測定値を比較し、その比較結果に基づいて前記第１冷媒または前記第２冷媒が漏洩しているか否かを判定する制御部（７０）と、
を備え、
前記第１熱交換器（４１）において、熱媒体が前記第１冷媒と熱交換する第１領域（４１ａ）と、熱媒体が前記第２冷媒と熱交換する第２領域（４１ｂ）とが部分的に重なる、
熱交換装置。

【請求項2】

第３冷媒が循環する第３冷媒回路（１０ｃ）と、
第４冷媒が循環する第４冷媒回路（１０ｄ）と、
をさらに備え、
前記熱媒体循環回路（５０）は、熱媒体と前記第３冷媒との熱交換、および熱媒体と前記第４冷媒との熱交換を行わせる第２熱交換器（４２）をさらに有し、
前記第２熱交換器（４２）において、熱媒体が前記第３冷媒と熱交換する第３領域（４２ａ）と、熱媒体が前記第４冷媒と熱交換する第４領域（４２ｂ）とが部分的に重なり、
前記制御部（７０）は、前記第３冷媒回路（１０ｃ）および前記第４冷媒回路（１０ｄ）それぞれにおける所定の物理量の測定値を比較し、その比較結果に基づいて前記第３冷媒または前記第４冷媒が漏洩しているか否かを判定する、
請求項１に記載の熱交換装置。

【請求項3】

前記第１熱交換器（４１）を出た熱媒体は、前記第２熱交換器（４２）に入る、
請求項２に記載の熱交換装置。

【請求項4】

前記第１熱交換器（４１）の熱媒体出口における熱媒体の温度を検出する第１温度センサ（８１）と、
外気の温度を検出する第２温度センサ（９１）と、
をさらに備え、
前記制御部（７０）は、前記第１冷媒または前記第２冷媒が漏洩しているか否かを判定する際、
前記第１温度センサ（８１）の検出値（Ｔｗ）と前記第２温度センサ（９１）の検出値（Ｔｏ）との関係が所定の第１条件を満たしているときは、前記比較結果を所定の第１閾値と比較する第１判定ロジックを用い、
前記第１温度センサ（８１）の検出値（Ｔｗ）と前記第２温度センサ（９１）の検出値（Ｔｏ）との関係が前記第１条件と異なる第２条件を満たしているときは、前記比較結果を前記第１閾値とは異なる第２閾値と比較する第２判定ロジックを用いる、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の熱交換装置。

【請求項5】

前記制御部（７０）は、起動してから所定時間経過後に、前記第１冷媒または前記第２冷媒が漏洩しているか否かを判定する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の熱交換装置。

【請求項6】

前記第１熱交換器（４１）は、
熱媒体が流通する複数の熱媒体通路（４１０）と
流入した熱媒体を複数の前記熱媒体通路（４１０）へ分岐させる分岐部（４１０ａ）と、
複数の前記熱媒体通路（４１０）を流れた熱媒体を集合させる集合部（４１０ｂ）と、
を有し、
前記第１冷媒および前記第２冷媒は、前記熱媒体通路（４１０）を流れる熱媒体を冷却する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の熱交換装置。

【請求項7】

前記第１熱交換器（４１）は、
前記第１冷媒が流れる第１冷媒通路（４１１）と、
前記第２冷媒が流れる第２冷媒通路（４１２）と、
をさらに有し、
前記熱媒体通路（４１０）は、前記第１冷媒通路（４１１）と前記第２冷媒通路（４１２）とによって挟まれている、
請求項６に記載の熱交換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱交換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複数の冷媒系統を有する熱負荷処理システムとして、特許文献１（特開２０２０－５１７３８号公報）に記載のシステムが公知である。当該システムでは、各冷媒系統内の冷媒の状態を比較することによって、冷媒が漏洩しているか否かを判定している。

【発明の開示】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

しかしながら、上記システムでは、複数の冷媒回路の冷却部が冷却対象である水の流れに対して、上流側と下流側とに分かれて配置されているため、各冷媒回路の状態値を比較しても、水の温度条件が上流側と下流側とで異なるため、冷媒状態を正確に比較することが困難である。

【課題を解決するための手段】

【0004】

第１観点の熱交換装置は、第１冷媒が循環する第１冷媒回路と、第２冷媒が循環する第２冷媒回路と、熱媒体循環回路と、制御部とを備える。熱媒体循環回路は、熱媒体と第１冷媒との熱交換および熱媒体と第２冷媒との熱交換を行わせる第１熱交換器を有する。制御部は、第１冷媒回路および第２冷媒回路それぞれにおける所定の物理量の測定値を比較し、その比較結果に基づいて第１冷媒または第２冷媒が漏洩しているか否かを判定する。第１熱交換器において、熱媒体が第１冷媒と熱交換する第１領域と、熱媒体が第２冷媒と熱交換する第２領域とが部分的に重なる。

【0005】

この熱交換装置では、第１熱交換器において、熱媒体が第１冷媒と熱交換する第１領域と、熱媒体が第２冷媒と熱交換する第２領域とが部分的に重なるので、第１冷媒回路および第２冷媒回路のいずれかの冷媒が漏洩すると、第１冷媒回路および第２冷媒回路それぞれにおける所定の物理量の測定値に顕著な差異が現れる。その結果、冷媒漏洩の検知の精度を向上させることができる。

【0006】

第２観点の熱交換装置は、第１観点の熱交換装置であって、第３冷媒が循環する第３冷媒回路と、第４冷媒が循環する第４冷媒回路とをさらに備えている。熱媒体循環回路は、熱媒体と第３冷媒との熱交換、および熱媒体と第４冷媒との熱交換を行わせる第２熱交換器をさらに有している。第２熱交換器において、熱媒体が第３冷媒と熱交換する第３領域と、熱媒体が第４冷媒と熱交換する第４領域とが部分的に重なる。制御部は、第３冷媒回路および第４冷媒回路それぞれにおける所定の物理量の測定値を比較し、その比較結果に基づいて第３冷媒または第４冷媒が漏洩しているか否かを判定する。

【0007】

この熱交換装置では、第２熱交換器において、熱媒体が第３冷媒と熱交換する第３領域と、熱媒体が第４冷媒と熱交換する第４領域とが部分的に重なるので、第３冷媒回路および第４冷媒回路のいずれかの冷媒が漏洩すると、第３冷媒回路および第４冷媒回路それぞれにおける所定の物理量の測定値に顕著な差異が現れる。その結果、冷媒漏洩の検知の精度を向上させることができる。

【0008】

第３観点の熱交換装置は、第２観点の熱交換装置であって、第１熱交換器を出た熱媒体は、第２熱交換器に入る。

【0009】

第４観点の熱交換装置は、第１観点から第３観点のいずれか１つの熱交換装置であって、第１熱交換器の熱媒体出口における熱媒体の温度を検出する第１温度センサと、外気の温度を検出する第２温度センサとをさらに備えている。制御部は、第１冷媒または第２冷媒が漏洩しているか否かを判定する際、第１温度センサの検出値と第２温度センサの検出値との関係が所定の第１条件を満たしているときは、比較結果を所定の第１閾値と比較する第１判定ロジックを用いる。さらに、制御部は、第１冷媒または第２冷媒が漏洩しているか否かを判定する際、第１温度センサの検出値と第２温度センサの検出値との関係が第１条件と異なる第２条件を満たしているときは、比較結果を第１閾値とは異なる第２閾値と比較する第２判定ロジックを用いる。

【0010】

この熱交換装置では、閾値の異なる２つの判定ロジックの選択を可能とすることによって、いわゆる定格運転時には厳しい閾値で判定し、定格運転とは異なる運転時には緩めの閾値で判定するという制御ができる。それゆえ、定格運転ではないときに厳しい閾値で判定し、正常であるにもかかわらず冷媒漏洩と判定してしまうことを防止することができる。また、第２判定ロジックの閾値は、第１判定ロジックに比べて緩めの閾値であるため、定格運転時、第１判定ロジックと第２判定ロジックとが併行して実行されてもよい。

【0011】

第５観点の熱交換装置は、第１観点から第３観点のいずれか１つの熱交換装置であって、制御部が、起動してから所定時間経過後に、第１冷媒または第２冷媒が漏洩しているか否かを判定する。

【0012】

この熱交換装置では、制御部が起動してから所定時間経過すれば、熱交換装置の熱媒体循環回路および各冷媒回路の運転も安定しているので、冷媒漏洩の誤判定を回避することができる。

【0013】

第６観点の熱交換装置は、第１観点から第３観点のいずれか１つの熱交換装置であって、第１熱交換器が、熱媒体が流通する複数の熱媒体通路と、流入した熱媒体を複数の熱媒体通路へ分岐させる分岐部と、複数の熱媒体通路を流れた熱媒体を集合させる集合部とを有している。第１冷媒および第２冷媒は、熱媒体通路を流れる熱媒体を冷却する。

【0014】

この熱交換装置では、分流した熱媒体ごとに第１冷媒および第２冷媒と熱交換するので、熱交換性がよい。

【0015】

第７観点の熱交換装置は、第６観点の熱交換装置であって、第１熱交換器が、第１冷媒が流れる第１冷媒通路と、第２冷媒が流れる第２冷媒通路とをさらに有している。熱媒体通路は、第１冷媒通路と第２冷媒通路とによって挟まれている。

【0016】

この熱交換装置では、熱媒体通路が、第１冷媒通路と第２冷媒通路とによって挟まれることによって、熱媒体が第１冷媒と熱交換する第１領域と、熱媒体が第２冷媒と熱交換する第２領域とが部分的に重なるので、第１冷媒回路および第２冷媒回路のいずれかの冷媒が漏洩すると、第１冷媒回路および第２冷媒回路それぞれにおける所定の物理量の測定値に顕著な差異が現れる。その結果、冷媒漏洩の検知の精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】熱交換装置の概略構成図である。

【図2】図１の第１熱交換器の拡大図である。

【図3】図１の第２熱交換器の拡大図である。

【図4】第１熱交換器における水および冷媒の流路を説明する説明図である。

【図5】第２熱交換器における水および冷媒の流路を説明する説明図である。

【図6】第１熱交換器の内部の水熱交換部、および利用側熱交換部の部分外観斜視図である。

【図7】第１熱交換器の水熱交換部、および利用側熱交換部がＸ方向およびＺ方向に極端にずれた状態を示す斜視図である。

【図8】第２熱交換器の水熱交換部、および利用側熱交換部がＸ方向およびＺ方向に極端にずれた状態を示す斜視図である。

【図9】冷媒漏洩の判定ロジックを示すフローチャートである。

【図10】本実施形態の冷媒回路における冷媒状態を示すモリエル線図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（１）熱交換装置１００
図１は、熱交換装置１００の概略構成図である。本実施形態において、熱交換装置１００は、対象空間の空気調和を行う空調装置である。

【0019】

熱交換装置１００は、第１冷媒回路１０ａ、第２冷媒回路１０ｂ、第３冷媒回路１０ｃ、第４冷媒回路１０ｄ、熱媒体循環回路５０、および制御部７０を備えている。

【0020】

第１冷媒回路１０ａ、第２冷媒回路１０ｂ、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄには、可燃性の冷媒が流れている。

【0021】

説明の便宜上、第１冷媒回路１０ａ、第２冷媒回路１０ｂ、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄそれぞれに流れる冷媒を、第１冷媒、第２冷媒、第３冷媒および第４冷媒と言う。

【0022】

熱媒体循環回路５０は、第１熱交換器４１と第２熱交換器４２とを有している。第１熱交換器４１は、熱媒体と第１冷媒との熱交換および熱媒体と第２冷媒との熱交換を行わせる。第２熱交換器４２は、熱媒体と第３冷媒との熱交換および熱媒体と第４冷媒との熱交換を行わせる。本実施形態では、熱媒体は水である。

【0023】

図２は、図１の第１熱交換器４１の拡大図である。図２において、第１熱交換器４１の水熱交換部３１を流れる水が、第１領域４１ａにおいて第１冷媒と熱交換し、第２領域４１ｂにおいて第２冷媒と熱交換する。図２に示すように、第１領域４１ａと第２領域４１ｂとは部分的に重なる。また、「部分的に重なる」の意味は、後述の「（４）第１熱交換器４１および第２熱交換器４２の内部構造」において説明する。

【0024】

図３は、図１の第２熱交換器４２の拡大図である。図３において、第２熱交換器４２の水熱交換部３２を流れる水が、第３領域４２ａにおいて第３冷媒と熱交換し、第４領域４２ｂにおいて第４冷媒と熱交換する。図３に示すように、第３領域４２ａと第４領域４２ｂとは部分的に重なる。

【0025】

制御部７０は、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂそれぞれにおける所定の物理量の測定値を比較し、その比較結果に基づいて第１冷媒または第２冷媒が漏洩しているか否かを判定する。

【0026】

また、制御部７０は、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄそれぞれにおける所定の物理量の測定値を比較し、その比較結果に基づいて第３冷媒または第４冷媒が漏洩しているか否かを判定する。

【0027】

（２）詳細構成
（２－１）第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）
第１冷媒回路１０ａは、圧縮機１１ａ、四路切換弁１３ａ、熱源側熱交換器１５ａ、第１膨張弁１７ａ、レシーバ１９ａ、第２膨張弁２１ａおよび利用側熱交換部２３ａが環状に接続されている冷媒回路である。

【0028】

第２、第３および第４冷媒回路（１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）は、第１冷媒回路１０ａと同じ構成を採用しているので、第１冷媒回路１０ａの説明で代用する。

【0029】

（２－１－１）圧縮機１１ａ
圧縮機１１ａは、冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を高圧になるまで圧縮する。本実施形態では、圧縮機１１ａは、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素が圧縮機モータ（図示省略）によって回転駆動される密閉式構造を有している。圧縮機モータは、インバータにより運転周波数の制御が可能であるので、圧縮機１１ａは容量制御が可能である。但し、圧縮機１１ａは、容量が一定の圧縮機であってもよい。

【0030】

（２－１－２）四路切換弁１３ａ
四路切換弁１３ａは、第１冷媒回路１０ａにおける冷媒の循環方向を、正サイクル方向および逆サイクル方向のいずれかに切り換えることができる。

【0031】

四路切換弁１３ａが冷媒の循環方向を正サイクル方向に切り換えたとき、圧縮機１１ａから吐出された冷媒は、四路切換弁１３ａ、熱源側熱交換器１５ａ、第１膨張弁１７ａ、レシーバ１９ａ、第２膨張弁２１ａおよび利用側熱交換部２３ａを経て、再び四路切換弁１３ａに到り、圧縮機１１ａに吸入される。

【0032】

また、四路切換弁１３ａが冷媒の循環方向を逆サイクル方向に切り換えたとき、圧縮機１１ａから吐出された冷媒は、四路切換弁１３ａ、利用側熱交換部２３ａ、第２膨張弁２１ａ、レシーバ１９ａ、第１膨張弁１７ａおよび熱源側熱交換器１５ａを経て、再び四路切換弁１３ａに到り、圧縮機１１ａに吸入される。

【0033】

（２－１－３）熱源側熱交換器１５ａ
熱源側熱交換器１５ａは、冷媒の凝縮器（又は放熱器）又は蒸発器として機能する。熱源側熱交換器１５ａは、正サイクル運転（四路切換弁１３ａが正サイクル方向へ切り換えた状態にある運転）時には、冷媒の凝縮器として機能する。

【0034】

また、熱源側熱交換器１５ａは、逆サイクル運転（四路切換弁１３ａが逆サイクル方向へ切り換えた状態ある運転）時には、冷媒の蒸発器として機能する。

【0035】

熱源側熱交換器１５ａは、複数の伝熱管と伝熱フィンとを含む（図示省略）。熱源側熱交換器１５ａは、伝熱管内の冷媒と、伝熱管または伝熱フィンの周囲を通過する空気との間で熱交換を行わせる。

【0036】

それゆえ、熱源側熱交換器１５ａを通過する空気流を生成するため、ファン２７ａが熱源側熱交換器１５ａと対向する位置に配置されている。ファン２７ａは、熱源側熱交換器１５ａを流れる冷媒の冷却源または加熱源としての空気流を熱源側熱交換器１５ａに供給する。ファン２７ａは、駆動源であるファンモータ（図示省略）を含み、状況に応じて発停および回転数が適宜制御される。

【0037】

（２－１－４）第１膨張弁１７ａ
第１膨張弁１７ａは、開度制御が可能な電子膨張弁であり、開度に応じて流入する冷媒を減圧し、または流量調節する。第１膨張弁１７ａは、開状態と閉状態とを切換可能である。第１膨張弁１７ａは、熱源側熱交換器１５ａとレシーバ１９ａとの間に配置されている。

【0038】

（２－１－５）レシーバ１９ａ
レシーバ１９ａは、高圧レシーバである。レシーバ１９ａには、熱源側熱交換器１５ａで凝縮した高圧の冷媒が一時的に溜まる。レシーバ１９ａの出口には、温度センサ１８ａが設置されている。

【0039】

（２－１－６）第２膨張弁２１ａ
第２膨張弁２１ａは、開度制御が可能な電子膨張弁であり、開度に応じて流入する冷媒を減圧し、または流量調節する。第２膨張弁２１ａは、開状態と閉状態とを切換可能である。第２膨張弁２１ａは、利用側熱交換部２３ａとレシーバ１９ａとの間に配置されている。

【0040】

（２－１－７）利用側熱交換部２３ａ
利用側熱交換部２３ａ、２３ｂは、熱媒体循環回路５０の第１熱交換器４１に組み込まれている。また、利用側熱交換部２３ｃ、２３ｄは、熱媒体循環回路５０の第２熱交換器４２に組み込まれている。利用側熱交換部２３ａ～２３ｄの詳細構成は、熱媒体循環回路５０の第１熱交換器４１および第２熱交換器４２を説明する際に、併せて説明する。

【0041】

（２－１－８）ガスインジェクション回路２５ａ
第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）は、それぞれガスインジェクション回路２５を有している。説明の便宜上、第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）に設けられているガスインジェクション回路２５の符号の末尾にａ～ｄを付してガスインジェクション回路２５ａ～２５ｄとする。

【0042】

また、ガスインジェクション回路２５ａの説明をもって、ガスインジェクション回路２５ｂ～２５ｄの説明を行ったものとする。

【0043】

ガスインジェクション回路２５ａは、レシーバ１９から第２膨張弁２１ａに向かう液冷媒の一部を分岐させ、中間圧まで減圧して、圧縮機１１ａの圧縮室の中間圧領域まで導く回路である。

【0044】

ガスインジェクション回路２５ａは、第３膨張弁２５１ａと過冷却熱交換器２５３ａとを有している。第３膨張弁２５１ａは、開度制御が可能な電子膨張弁であり、開度に応じて流入する冷媒を減圧し、または流量調節する。第３膨張弁２５１ａは、第２膨張弁２１ａに向かう冷媒から分岐してきた冷媒を中間圧まで減圧する。

【0045】

過冷却熱交換器２５３ａは、第３膨張弁２５１ａで減圧された冷媒と、第２膨張弁２１ａに向かう冷媒とを熱交換させることによって、第２膨張弁２１ａに向かう冷媒を過冷却する。

【0046】

（２－２）熱媒体循環回路５０
熱媒体循環回路５０は、第１熱交換器４１、第２熱交換器４２、第３熱交換器６０およびポンプ６５が環状に接続されている回路である。

【0047】

（２－２－１）第１熱交換器４１
第１熱交換器４１は、熱媒体である水と冷媒とを熱交換させることで、水の冷却および加熱の少なくとも一方を行う。

【0048】

第１熱交換器４１には、第１冷媒回路１０ａの利用側熱交換部２３ａおよび第２冷媒回路１０ｂの利用側熱交換部２３ｂが組み込まれている。

【0049】

図４は、第１熱交換器４１における水および冷媒の流路を説明する説明図である。図４において、第１熱交換器４１は、水が流通する複数の水通路４１０と、第１熱交換器４１に流入した水を複数の水通路４１０へ分岐させる分岐部４１０ａと、複数の水通路４１０を流れた水を集合させる集合部４１０ｂとを有している。

【0050】

また、第１熱交換器４１に組み込まれた利用側熱交換部２３ａは、第１冷媒が流通する複数の第１冷媒通路４１１と、利用側熱交換部２３ａに流入した第１冷媒を複数の第１冷媒通路４１１へ分岐させる分岐部４１１ａと、複数の第１冷媒通路４１１を流れた第１冷媒を集合させる集合部４１１ｂとを有している。

【0051】

さらに、第１熱交換器４１に組み込まれた利用側熱交換部２３ｂは、第２冷媒が流通する複数の第２冷媒通路４１２と、利用側熱交換部２３ｂに流入した第２冷媒を複数の第２冷媒通路４１２へ分岐させる分岐部４１２ａと、複数の第２冷媒通路４１２を流れた第２冷媒を集合させる集合部４１２ｂとを有している。

【0052】

水通路４１０は、第１冷媒通路４１１と第２冷媒通路４１２とによって挟まれており、第１冷媒および第２冷媒は、水通路４１０を流れる水を冷却または加熱することができる。

【0053】

本実施形態では、第１熱交換器４１に流入する水の温度に応じて第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂの蒸発温度が制御される。

【0054】

（２－２－２）第２熱交換器４２
第２熱交換器４２は、熱媒体である水と冷媒とを熱交換させることで、水の冷却および加熱の少なくとも一方を行う。第２熱交換器４２には、第１熱交換器４１から流出した水が流入する。

【0055】

第２熱交換器４２には、第３冷媒回路１０ｃの利用側熱交換部２３ｃおよび第４冷媒回路１０ｄの利用側熱交換部２３ｄが組み込まれている。

【0056】

図５は、第２熱交換器４２における水および冷媒の流路を説明する説明図である。図５において、第２熱交換器４２は、水が流通する複数の水通路４１０と、第２熱交換器４２に流入した水を複数の水通路４１０へ分岐させる分岐部４１０ａと、複数の水通路４１０を流れた水を集合させる集合部４１０ｂとを有している。

【0057】

また、第２熱交換器４２に組み込まれた利用側熱交換部２３ｃは、第３冷媒が流通する複数の第３冷媒通路４１３と、利用側熱交換部２３ｃに流入した第３冷媒を複数の第３冷媒通路４１３へ分岐させる分岐部４１３ａと、複数の第３冷媒通路４１３を流れた第３冷媒を集合させる集合部４１３ｂとを有している。

【0058】

さらに、第２熱交換器４２に組み込まれた利用側熱交換部２３ｄは、第４冷媒が流通する複数の第４冷媒通路４１４と、利用側熱交換部２３ｄに流入した第４冷媒を複数の第４冷媒通路４１４へ分岐させる分岐部４１４ａと、複数の第４冷媒通路４１４を流れた第４冷媒を集合させる集合部４１４ｂとを有している。

【0059】

水通路４１０は、第３冷媒通路４１３と第４冷媒通路４１４とによって挟まれており、第３冷媒および第４冷媒は、水通路４１０を流れる水を冷却または加熱することができる。

【0060】

本実施形態では、第２熱交換器４２に流入する水の温度に応じて第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄの蒸発温度が制御される。

【0061】

（２－２－３）第３熱交換器６０
第３熱交換器６０は、第１熱交換器４１および第２熱交換器４２で冷却または加熱された水を利用する熱交換器である。本実施形態において、第３熱交換器６０は、第１熱交換器４１および第２熱交換器４２で冷却または加熱された水と空気とを熱交換させて空調を行う。

【0062】

図１では、第３熱交換器６０を１つだけ図示しているが、これに限定されるものではなく、第１熱交換器４１および第２熱交換器４２で冷却または加熱された水を分岐させて複数の第３熱交換器６０へ送られてもよい。

【0063】

また、複数の第３熱交換器６０が含まれる場合、複数の第３熱交換器６０の種類は全て同一であってもよいし、複数の第３熱交換器６０に複数の種類の熱交換器が含まれてもよい。

【0064】

（２－２－４）ポンプ６５
ポンプ６５は、熱媒体循環回路５０内の水を、第１熱交換器４１、第２熱交換器４２、第３熱交換器６０およびポンプ６５の順で環状させる。ポンプ６５は、駆動源であるモータを含む。モータはインバータ制御することによって回転数が調整されるので、吐出流量が可変である。なお、熱媒体循環回路５０において直列又は並列に接続された複数台のポンプ６５を有してもよい。また、ポンプ６５は、定量ポンプであってもよい。

【0065】

（２－２－５）温度センサ８１ａ、８１ｂ
熱媒体循環回路５０では、第１熱交換器４１および第２熱交換器４２それぞれの水出口側配管に温度センサ８１ａ、８１ｂが配置されている。温度センサ８１ａは、第１熱交換器４１の水出口における水の温度を検出する。温度センサ８１ｂは、第２熱交換器４２の水出口における水の温度を検出する。

【0066】

（２－２－６）温度センサ９１
温度センサ９１は、熱交換装置１００が据え付けられている場所の雰囲気温度を検出する。

【0067】

（２－２－７）高圧圧力センサ９６ａ
第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）は、それぞれ高圧圧力センサ９６を有している。説明の便宜上、第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）に設けられている高圧圧力センサ９６の符号の末尾にａ～ｄを付して高圧圧力センサ９６ａ～９６ｄとする。

【0068】

また、高圧圧力センサ９６ａの説明をもって、高圧圧力センサ９６ｂ～９６ｄの説明を行ったものとする。

【0069】

高圧圧力センサ９６ａは、圧縮機１１ａと四路切換弁１３ａとを接続する配管に設けられている。高圧圧力センサ９６ａは、圧縮機１１ａからの冷媒の吐出圧力を検出し、その検出値は高圧圧力として制御部７０ａへ入力される。

【0070】

（２－３）制御部７０
制御部７０は、第１制御部７０ａ、第２制御部７０ｂ、第３制御部７０ｃ、第４制御部７０ｄを統括して制御する。第１制御部７０ａは、第１冷媒回路１０ａに含まれる電気機器の動作・状態を制御する。第２制御部７０ｂは、第２冷媒回路１０ｂに含まれる電気機器の動作・状態を制御する。第３制御部７０ｃは、第３冷媒回路１０ｃに含まれる電気機器の動作・状態を制御する。第４制御部７０ｄは、第４冷媒回路１０ｄに含まれる電気機器の動作・状態を制御する。さらに、制御部７０は、熱媒体循環回路５０に含まれる電気機器の動作・状態を制御する。

【0071】

第１制御部７０ａ、第２制御部７０ｂ、第３制御部７０ｃおよび第４制御部７０ｄのいずれか１つが制御部７０を兼ねても良い。本実施形態では、第１制御部７０ａが制御部７０を兼ねている。

【0072】

第１制御部７０ａ、第２制御部７０ｂ、第３制御部７０ｃおよび第４制御部７０ｄそれぞれが、マイクロプロセッサ、およびマイクロプロセッサが実行するプログラムが記憶されたメモリチップを有している。

【0073】

制御部７０には、第１制御部７０ａ、第２制御部７０ｂ、第３制御部７０ｃおよび第４制御部７０ｄを介して、圧縮機１１ａ～１１ｄの回転数、第１膨張弁１７ａ～１７ｄの弁開度、温度センサ１８ａ～１８ｄの検出値、第２膨張弁２１ａ～２１ｄの弁開度が入力される。

【0074】

さらに、制御部７０には、温度センサ８１ａ、８１ｂの検出値および温度センサ９１の検出値が入力される。

【0075】

（３）運転時における冷媒および水の流れ
以下、第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）における冷媒の流れ、および熱媒体循環回路５０における水の流れについて説明する。冷媒の流れについては、第１冷媒回路１０ａにおける冷媒の流れを説明することによって、第２～第４冷媒回路（１０ｂ～１０ｄ）における冷媒の流れの説明を代用する。

【0076】

本実実施形態では、第１冷媒、第２冷媒、第３冷媒および第４冷媒として、同一の冷媒を使用するので、以下、「冷媒」という文言を使用する。

【0077】

（３－１）正サイクル運転時の冷媒および熱媒体の流れ
正サイクル運転時には、四路切換弁１３ａが冷媒の循環方向を正サイクル方向に切り換える。正サイクル運転が開始されると、冷媒が圧縮機１１ａに吸入されて圧縮された後に高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１１ａから吐出されたガス冷媒は、熱源側熱交換器１５ａに流入する。

【0078】

熱源側熱交換器１５ａに流入したガス冷媒は、熱源側熱交換器１５ａにおいて、ファン２７ａによって送られる空気流と熱交換を行い凝縮（または放熱）する。

【0079】

熱源側熱交換器１５ａを出た冷媒は、第１膨張弁１７ａに流入する。本実施形態では、正サイクル運転時、第１膨張弁１７ａの弁開度は全開であるので、第１膨張弁１７ａに流入した冷媒は減圧されることなく第１膨張弁１７ａを通過し、レシーバ１９ａに流入する。レシーバ１９ａに溜まった冷媒のうちの液冷媒のみが第２膨張弁２１ａに導かれ、減圧される。

【0080】

第２膨張弁２１ａに向かう冷媒の一部は分岐してガスインジェクション回路２５ａへ流れる。ガスインジェクション回路２５ａにおける冷媒の流れは、「（２－１－８）ガスインジェクション回路２５ａ」の節において説明済みであるので、ここでは記載を省略する。

【0081】

第２膨張弁２１ａで減圧された冷媒は、第１熱交換器４１に組み込まれた利用側熱交換部２３ａに流入する。利用側熱交換部２３ａに流入した冷媒は、図４に示すように、分岐部４１１ａを経て複数の第１冷媒通路４１１へ流れ、その後、集合部４１１ｂで集合し、利用側熱交換部２３ａから流出する。利用側熱交換部２３ａから流出した冷媒は、四路切換弁１３ａに到達し、再び圧縮機１１ａに吸入される。

【0082】

また、第２冷媒回路１０ｂを循環する冷媒も、第２膨張弁２１ｂで減圧され、第１熱交換器４１に組み込まれた利用側熱交換部２３ｂに流入する。利用側熱交換部２３ｂに流入した冷媒は、図４に示すように、分岐部４１２ａを経て複数の第２冷媒通路４１２へ流れ、その後、集合部４１２ｂで集合し、利用側熱交換部２３ｂから流出する。利用側熱交換部２３ｂから流出した冷媒は、四路切換弁１３ｂに到達し、再び圧縮機１１ｂに吸入される。

【0083】

そして、第１熱交換器４１に流入した水は、分岐部４１０ａを経て複数の水通路４１０へ流れ、集合部４１０ｂで集合して第１熱交換器４１から流出する。

【0084】

第１冷媒通路４１１を流れる冷媒および第２冷媒通路４１２を流れる冷媒は、水通路４１０を流れる水の熱量を吸収して蒸発するので、水通路４１０を流れる水が冷却される。

【0085】

第１熱交換器４１を流出した水は、第２熱交換器４２へ流入する。第２熱交換器４２では、第３冷媒回路１０ｃの第２膨張弁２１ｃで減圧された冷媒が、第２熱交換器４２に組み込まれた利用側熱交換部２３ｃに流入する。利用側熱交換部２３ｃに流入した冷媒は、図５に示すように、分岐部４１３ａを経て複数の第３冷媒通路４１３へ流れ、その後、集合部４１３ｂで集合し、利用側熱交換部２３ｃから流出する。利用側熱交換部２３ｃから流出した冷媒は、四路切換弁１３ｃに到達し、再び圧縮機１１ｃに吸入される。

【0086】

また、第４冷媒回路１０ｄを循環する冷媒も、第２膨張弁２１ｄで減圧され、第２熱交換器４２に組み込まれた利用側熱交換部２３ｄに流入する。利用側熱交換部２３ｄに流入した冷媒は、図５に示すように、分岐部４１４ａを経て複数の第４冷媒通路４１４へ流れ、その後、集合部４１４ｂで集合し、利用側熱交換部２３ｄから流出する。利用側熱交換部２３ｄから流出した冷媒は、四路切換弁１３ｄに到達し、再び圧縮機１１ｄに吸入される。

【0087】

そして、第２熱交換器４２に流入した水は、分岐部４１０ａを経て複数の水通路４１０へ流れ、集合部４１０ｂで集合して第２熱交換器４２から流出する。

【0088】

第３冷媒通路４１３を流れる冷媒および第４冷媒通路４１４を流れる冷媒は、水通路４１０を流れる水の熱量を吸収して蒸発するので、水通路４１０を流れる水が冷却される。

【0089】

第２熱交換器４２から流出した水は、第３熱交換器６０に送られる。第３熱交換器６０に送られた水は、所定の被冷却対象（例えば、居住空間の空気）と熱交換を行うことで加熱され、第３熱交換器６０から流出する。第３熱交換器６０から流出した水は、第１熱交換器４１に再び流入する。

【0090】

（３－２）逆サイクル運転時の冷媒および熱媒体の流れ
逆サイクル運転時には、四路切換弁１３ａが冷媒の循環方向を逆サイクル方向に切り換える。逆サイクル運転が開始されると、冷媒が圧縮機１１ａに吸入されて圧縮された後に高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１１ａから吐出されたガス冷媒は、第１熱交換器４１に組み込まれた利用側熱交換部２３ａに流入する。

【0091】

利用側熱交換部２３ａに流入した冷媒は、図４に示すように、分岐部４１１ａを経て複数の第１冷媒通路４１１へ流れ、その後、集合部４１１ｂで集合し、利用側熱交換部２３ａから流出する。

【0092】

また、第２冷媒回路１０ｂを循環する冷媒も、第１熱交換器４１に組み込まれた利用側熱交換部２３ｂに流入する。利用側熱交換部２３ｂに流入した冷媒は、図４に示すように、分岐部４１２ａを経て複数の第２冷媒通路４１２へ流れ、その後、集合部４１２ｂで集合し、利用側熱交換部２３ｂから流出する。

【0093】

そして、第１熱交換器４１に流入した水は、分岐部４１０ａを経て複数の水通路４１０へ流れ、集合部４１０ｂで集合して第１熱交換器４１から流出する。

【0094】

第１冷媒通路４１１を流れる冷媒および第２冷媒通路４１２を流れる冷媒は、水通路４１０を流れる水に放熱して凝縮するので、水通路４１０を流れる水が加熱される。

【0095】

第１熱交換器４１を流出した水は、第２熱交換器４２へ流入する。第２熱交換器４２では、第３冷媒回路１０ｃを循環する冷媒が、第２熱交換器４２に組み込まれた利用側熱交換部２３ｃに流入する。利用側熱交換部２３ｃに流入した冷媒は、図５に示すように、分岐部４１３ａを経て複数の第３冷媒通路４１３へ流れ、その後、集合部４１３ｂで集合し、利用側熱交換部２３ｃから流出する。

【0096】

また、第４冷媒回路１０ｄを循環する冷媒も、第２熱交換器４２に組み込まれた利用側熱交換部２３ｄに流入する。利用側熱交換部２３ｄに流入した冷媒は、図５に示すように、分岐部４１４ａを経て複数の第４冷媒通路４１４へ流れ、その後、集合部４１４ｂで集合し、利用側熱交換部２３ｄから流出する。

【0097】

そして、第２熱交換器４２に流入した水は、分岐部４１０ａを経て複数の水通路４１０へ流れ、集合部４１０ｂで集合して第２熱交換器４２から流出する。

【0098】

第３冷媒通路４１３を流れる冷媒および第４冷媒通路４１４を流れる冷媒は、水通路４１０を流れる水に放熱して凝縮するので、第２熱交換器４２の水通路４１０を流れる水が加熱される。

【0099】

第２熱交換器４２から流出した水は、第３熱交換器６０に送られる。第３熱交換器６０に送られた水は、所定の被冷却対象（例えば、居住空間の空気）と熱交換を行うことで冷却され、第３熱交換器６０から流出する。第３熱交換器６０から流出した水は、第１熱交換器４１に再び流入する。

【0100】

利用側熱交換部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを出た冷媒は、第２膨張弁２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに流入する。本実施形態では、逆サイクル運転時、第２膨張弁２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄの弁開度は全開であるので、第２膨張弁２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに流入した冷媒は減圧されることなく第２膨張弁２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを通過し、レシーバ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに流入する。レシーバ１９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄに溜まった冷媒のうちの液冷媒のみが第１膨張弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄに導かれ、減圧される。

【0101】

第１膨張弁１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄで減圧された冷媒は、熱源側熱交換器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに流入する。熱源側熱交換器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄに流入したガス冷媒は、熱源側熱交換器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄにおいて、ファン２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、２７ｄによって送られる空気流と熱交換を行い蒸発する。熱源側熱交換器１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄから流出した冷媒は、四路切換弁１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄに到達し、再び圧縮機１１ａに吸入される。

【0102】

（４）第１熱交換器４１および第２熱交換器４２の内部構造
図６は、第１熱交換器４１の内部の水熱交換部３１、利用側熱交換部２３ａおよび利用側熱交換部２３ｂの部分外観斜視図である。図６において、水熱交換部３１、利用側熱交換部２３ａおよび利用側熱交換部２３ｂは、故意に間隔を広げて描かれている。

【0103】

実際には、第１熱交換器４１では、水通路４１０を含む水熱交換部３１、第１冷媒通路４１１を含む利用側熱交換部２３ａ、および第２冷媒通路４１２を含む利用側熱交換部２３ｂが図６のＹ方向に重ねられている。

【0104】

第１熱交換器４１の理想的な状態として、水熱交換部３１、利用側熱交換部２３ａおよび利用側熱交換部２３ｂが図６のＸ方向およびＺ方向のいずれにもずれることなくＹ方向に重ねられていることが望ましい。但し、加工上および／または組立上のバラツキにより、図６のＸ方向および／またはＺ方向にずれることもある。

【0105】

第２熱交換器４２は、第１熱交換器４１と同じ構造であり、水熱交換部３１に替えて水熱交換部３２を配置し、利用側熱交換部２３ａに替えて利用側熱交換部２３ｃを配置し、利用側熱交換部２３ｂに替えて利用側熱交換部２３ｄを配置すればよい。

【0106】

図７は、第１熱交換器４１の水熱交換部３１、利用側熱交換部２３ａおよび利用側熱交換部２３ｂがＸ方向およびＺ方向に極端にずれた状態を示す斜視図である。図７も、水熱交換部３１、利用側熱交換部２３ａおよび利用側熱交換部２３ｂが、故意に間隔を広げて描かれている。図７において、水熱交換部３１の水が第１冷媒と熱交換する第１領域４１ａと、水が第２冷媒と熱交換する第２領域４１ｂとが部分的に重なっている。

【0107】

ここで、第１領域４１ａと第２領域４１ｂとが部分的に重なるとは、水熱交換部３１に対して第１領域４１ａおよび第２領域４１ｂを最短距離で投影したときの、第１領域４１ａおよび第２領域４１ｂそれぞれの投影面が部分的に重なるという意味である。また、「部分的に重なる」には、第１領域４１ａおよび第２領域４１ｂそれぞれの当該投影面全てが重なることも含む。

【0108】

同様に、図８は、第２熱交換器４２の水熱交換部３２、利用側熱交換部２３ｃおよび利用側熱交換部２３ｄがＸ方向およびＺ方向に極端にずれた状態を示す斜視図である。図８も、水熱交換部３２、利用側熱交換部２３ｃおよび利用側熱交換部２３ｄが、故意に間隔を広げて描かれている。図８において、水熱交換部３２の水が第３冷媒と熱交換する第３領域４２ａと、水が第４冷媒と熱交換する第４領域４２ｂとが部分的に重なっている。

【0109】

ここで、第３領域４２ａと第４領域４２ｂとが部分的に重なるとは、水熱交換部３２に対して第３領域４２ａおよび第４領域４２ｂを最短距離で投影したときの、第３領域４２ａおよび第４領域４２ｂそれぞれの投影面が部分的に重なるという意味である。また、「部分的に重なる」には、第３領域４２ａおよび第４領域４２ｂそれぞれの当該投影面全てが重なることも含む。

【0110】

（５）冷媒漏洩の判定
本実施形態では、第１熱交換器４１において、利用側熱交換部２３ａと利用側熱交換部２３ｂとは熱交換の相手として水熱交換部３１の一部または全部を共有しているので、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂのいずれかの冷媒が漏洩すると、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂそれぞれにおける所定の物理量の測定値に顕著な差異が現れる。

【0111】

同様に、第２熱交換器４２において、利用側熱交換部２３ｃと利用側熱交換部２３ｄとは熱交換の相手として水熱交換部３２の一部または全部を共有しているので、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄのいずれかの冷媒が漏洩すると、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄそれぞれにおける所定の物理量の測定値に顕著な差異が現れる。

【0112】

ここで、所定の物理量とは、本実施形態では、レシーバ１９ａ～１９ｄの温度、および冷却運転における第２膨張弁２１ａ～２１ｄの開度または加熱運転における第１膨張弁１７ａ～１７ｄの開度である。

【0113】

以下、図面を参照しながら、冷媒漏洩の判定ロジックについて説明する。図９は、冷媒漏洩の判定ロジックを示すフローチャートである。

【0114】

（ステップＳ１）
図９において、制御部７０は、凝縮圧力相当飽和温度Ｔｇとレシーバ１９ａ～１９ｄの温度Ｔｆとの差が、第１閾値Ａｓ以上であるか否かを判定する。凝縮圧力相当飽和温度Ｔｇは、高圧圧力センサ９６ａ～９６ｄの検出値から算出される。

【0115】

レシーバ１９ａ～１９ｄでは、熱源側熱交換器１５ａ～１５ｄで凝縮した高圧の液冷媒が一時的に溜められる。

【0116】

一方、レシーバ１９ａ～１９ｄそれぞれの冷媒出口に、冷媒温度を直接または間接的に検出する温度センサ１８ａ～１８ｄが設けられている。レシーバ１９ａ～１９ｄの温度Ｔｆは、温度センサ１８ａ～１８ｄの検出温度である。図１では、レシーバ１９ａ～１９ｄの正サイクル方向の冷媒出口側にのみ温度センサ１８ａ～１８ｄが描かれているが、逆サイクル方向の冷媒出口側にも、図示しない温度センサが設けられている。

【0117】

第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）それぞれにおいて、冷媒が漏洩することなく冷凍サイクル運転が行われている場合には、Ｔｇ－Ｔｆは所定の範囲内である。

【0118】

図１０は、本実施形態の冷媒回路における冷媒状態を示すモリエル線図である。図１０において、冷媒が漏洩していない場合、温度Ｔｆは飽和液線上のＰ１の位置にある。しかしながら、冷媒が漏洩して冷媒回路内を循環する冷媒量が減少すると、レシーバ１９ａ～１９ｄに溜まる冷媒が気液二相状態となる（ガス化する）。

【0119】

冷媒がガス化することによって冷媒の流通抵抗が増加するので、圧力損失により温度ＴｆはＰ１の位置よりも右下方のＰ２の位置に移動する。Ｐ２位置における温度ＴｆはＰ１位置における温度Ｔｆよりも小さいので、冷媒が漏洩した場合、Ｔｇ－Ｔｆは増加する。

【0120】

したがって、Ｔｇ－Ｔｆが第１閾値Ａｓ以上であれば、冷媒が漏洩している可能性がある。

【0121】

制御部７０は、第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）のうちいずれかの冷媒回路において、Ｔｇ－Ｔｆ≧Ａｓと判断したときは、ステップＳ２へ進む。

【0122】

（ステップＳ２）
次に、制御部７０は、ステップＳ２において、冷却運転における第２膨張弁２１ａ～２１ｄの開度Ｖ２または加熱運転における第１膨張弁１７ａ～１７ｄの開度Ｖ１が、第２閾値Ｂｓ以上であるか否かを判定する。

【0123】

第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）それぞれにおいて、冷媒が漏洩することなく冷凍サイクル運転が行われている場合には、冷却運転における第２膨張弁２１ａ～２１ｄの開度Ｖ２または加熱運転における第１膨張弁１７ａ～１７ｄの開度Ｖ１は、所定の範囲内である。

【0124】

しかしながら、冷媒が漏洩して冷媒回路内を循環する冷媒量が減少すると、冷却運転における第２膨張弁２１ａ～２１ｄまたは加熱運転における第１膨張弁１７ａ～１７ｄは、開度を拡げる方向に動作する。したがって、冷却運転における第２膨張弁２１ａ～２１ｄの開度Ｖ２または加熱運転における第１膨張弁１７ａ～１７ｄの開度Ｖ１が第２閾値Ｂｓ以上であれば、冷媒が漏洩している可能性がある。制御部７０は、第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）のうちいずれかの冷媒回路において、冷却運転においてＶ２≧Ｂｓと判断したとき、または加熱運転においてＶ１≧Ｂｓと判断したときは、ステップＳ３ＡまたはＳ３Ｂへ進む。

【0125】

（ステップＳ３Ａ）
ここでは、前提条件として、ステップＳ１において第１冷媒回路１０ａがＴｇ－Ｔｆ≧Ａｓの状態であり、ステップＳ２において第１冷媒回路１０ａがＶ２≧Ｖｓの状態であったと想定する。

【0126】

また、第１冷媒回路１０ａにおけるＴｇ－Ｔｆを「Ｔｇ１－Ｔｆ１」、第２冷媒回路１０ｂにおけるＴｇ－Ｔｆを「Ｔｇ２－Ｔｆ２」とする。

【0127】

制御部７０は、｛（Ｔｇ１－Ｔｆ１）－（Ｔｇ２－Ｔｆ２）｝が、第３閾値Ｃｓ以上であるか否かを判定する。利用側熱交換部２３ａと利用側熱交換部２３ｂとは熱交換の相手として水熱交換部３１の一部または全部を共有しているので、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂの冷媒が漏洩していなければ、｛（Ｔｇ１－Ｔｆ１）－（Ｔｇ２－Ｔｆ２）｝は、所定の範囲内にある。しかしながら、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂのいずれかの冷媒が漏洩すると、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂそれぞれにおけるＴｇ－Ｔｆに顕著な差異が現れるので、｛（Ｔｇ１－Ｔｆ１）－（Ｔｇ２－Ｔｆ２）｝が、第３閾値Ｃｓ以上となる。

【0128】

制御部７０は、｛（Ｔｇ１－Ｔｆ１）－（Ｔｇ２－Ｔｆ２）｝≧Ｃｓと判断したときは、ステップＳ４Ａへ進む。

【0129】

（ステップＳ３Ｂ）
ここでは、前提条件として、ステップＳ１において第３冷媒回路１０ｃがＴｇ－Ｔｆ≧Ａｓの状態であり、ステップＳ２において第３冷媒回路１０ｃがＶ２≧Ｖｓの状態であったと想定する。

【0130】

また、第３冷媒回路１０ｃにおけるＴｇ－Ｔｆを「Ｔｇ３－Ｔｆ３」、第４冷媒回路１０ｄにおけるＴｇ－Ｔｆを「Ｔｇ４－Ｔｆ４」とする。

【0131】

制御部７０は、｛（Ｔｇ３－Ｔｆ３）－（Ｔｇ４－Ｔｆ４）｝が、第３閾値Ｃｓ以上であるか否かを判定する。利用側熱交換部２３ｃと利用側熱交換部２３ｄとは熱交換の相手として水熱交換部３２の一部または全部を共有しているので、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄの冷媒が漏洩していなければ、｛（Ｔｇ３－Ｔｆ３）－（Ｔｇ４－Ｔｆ４）｝は、所定の範囲内にある。しかしながら、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄのいずれかの冷媒が漏洩すると、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄそれぞれにおけるＴｇ－Ｔｆに顕著な差異が現れるので、｛（Ｔｇ３－Ｔｆ３）－（Ｔｇ４－Ｔｆ４）｝が、第３閾値Ｃｓ以上となる。

【0132】

制御部７０は、｛（Ｔｇ３－Ｔｆ３）－（Ｔｇ４－Ｔｆ４）｝≧Ｃｓと判断したときは、ステップＳ４Ｂへ進む。

【0133】

（ステップＳ４Ａ）
ここでは、ステップＳ３Ａと同様に、前提条件として、ステップＳ１において第１冷媒回路１０ａがＴｇ－Ｔｆ≧Ａｓの状態であり、ステップＳ２において第１冷媒回路１０ａがＶ２≧Ｖｓの状態であったと想定する。

【0134】

また、第１冷媒回路１０ａにおけるＶ２を「Ｖ２ａ」、第２冷媒回路１０ｂにおけるＶ２を「Ｖ２ｂ」とする。

【0135】

制御部７０は、Ｖ２ａ－Ｖ２ｂが、第４閾値Ｄｓ以上であるか否かを判定する。利用側熱交換部２３ａと利用側熱交換部２３ｂとは熱交換の相手として水熱交換部３１の一部または全部を共有しているので、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂの冷媒が漏洩していなければ、Ｖ２ａ－Ｖ２ｂは、所定の範囲内にある。しかしながら、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂのいずれかの冷媒が漏洩すると、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂそれぞれにおける第２膨張弁２１ａ、２１ｂの開度Ｖ２に顕著な差異が現れるので、Ｖ２ａ－Ｖ２ｂが、第４閾値Ｄｓ以上となる。

【0136】

制御部７０は、Ｖ２ａ－Ｖ２ｂ≧Ｄｓと判断したときは、ステップＳ５へ進む。

【0137】

（ステップＳ４Ｂ）
ここでは、ステップＳ３Ｂと同様に、前提条件として、ステップＳ１において第３冷媒回路１０ｃがＴｇ－Ｔｆ≧Ａｓの状態であり、ステップＳ２において第３冷媒回路１０ｃがＶ２≧Ｖｓの状態であったと想定する。

【0138】

また、第３冷媒回路１０ｃにおけるＶ２を「Ｖ２ｃ」、第４冷媒回路１０ｄにおけるＶ２を「Ｖ２ｄ」とする。

【0139】

制御部７０は、Ｖ２ｃ－Ｖ２ｄが、第４閾値Ｄｓ以上であるか否かを判定する。利用側熱交換部２３ｃと利用側熱交換部２３ｄとは熱交換の相手として水熱交換部３２の一部または全部を共有しているので、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄの冷媒が漏洩していなければ、Ｖ２ｃ－Ｖ２ｄは、所定の範囲内にある。しかしながら、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄのいずれかの冷媒が漏洩すると、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄそれぞれにおける第２膨張弁２１ｃ、２１ｄの開度Ｖ２に顕著な差異が現れるので、Ｖ２ｃ－Ｖ２ｄが、第４閾値Ｄｓ以上となる。

【0140】

制御部７０は、Ｖ２ｃ－Ｖ２ｄ≧Ｄｓと判断したときは、ステップＳ５へ進む。

【0141】

（ステップＳ５）
制御部７０は、ステップＳ５において、冷媒漏洩があると判定する。

【0142】

（ステップＳ６）
一方、制御部７０は、以下の場合、ステップＳ６において、冷媒漏洩が無いと判定する。
・ステップＳ１において、第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）の全ての冷媒回路において、Ｔｇ－Ｔｆ＜Ａｓと判断した場合、
・ステップＳ２において、第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）の全ての冷媒回路において、冷却運転においてＶ２＜Ｂｓと判断した場合、または加熱運転においてＶ１＜Ｂｓと判断した場合、
・ステップＳ３Ａにおいて、｛（Ｔｇ１－Ｔｆ１）－（Ｔｇ２－Ｔｆ２）｝＜Ｃｓと判断した場合、
・ステップＳ３Ｂにおいて、｛（Ｔｇ３－Ｔｆ３）－（Ｔｇ４－Ｔｆ４）｝＜Ｃｓと判断した場合、
・ステップＳ４Ａにおいて、冷却運転においてＶ２ａ－Ｖ２ｂ＜Ｄｓと判断した場合、または加熱運転においてＶ１ａ－Ｖ１ｂ＜Ｄｓと判断した場合、
・ステップＳ４Ｂにおいて、冷却運転においてＶ２ｃ－Ｖ２ｄ＜Ｄｓと判断した場合、または加熱運転においてＶ１ｃ－Ｖ１ｄ＜Ｄｓと判断した場合、
である。

【0143】

以上のように、本実施形態では、水熱交換部３１を共有する第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂのいずれかに冷媒漏洩があった場合、または水熱交換部３２を共有する第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄのいずれかに冷媒漏洩があった場合、冷媒漏洩センサを用いることなく、冷媒漏洩を検出することができる。

【0144】

（６）特徴
（６－１）
熱交換装置１００では、第１熱交換器４１において、水が第１冷媒と熱交換する第１領域４１ａと、水が第２冷媒と熱交換する第２領域４１ｂとが部分的に重なるので、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂのいずれかの冷媒が漏洩すると、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂそれぞれにおける所定の物理量の測定値に顕著な差異が現れる。その結果、冷媒漏洩の検知の精度を向上させることができる。

【0145】

（６－２）
熱交換装置１００では、第２熱交換器４２において、水が第３冷媒と熱交換する第３領域４２ａと、水が第４冷媒と熱交換する第４領域４２ｂとが部分的に重なるので、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄのいずれかの冷媒が漏洩すると、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄそれぞれにおける所定の物理量の測定値に顕著な差異が現れる。その結果、冷媒漏洩の検知の精度を向上させることができる。

【0146】

（６－３）
熱交換装置１００では、第１熱交換器４１を出た水は第２熱交換器４２に入る。

【0147】

（６－４）
熱交換装置１００では、第１熱交換器４１において、水通路４１０が、第１冷媒通路４１１と第２冷媒通路４１２とによって挟まれることによって、水が第１冷媒と熱交換する第１領域４１ａと、水が第２冷媒と熱交換する第２領域４１ｂとが部分的に重なる。それゆえ、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂのいずれかの冷媒が漏洩すると、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂそれぞれにおける所定の物理量の測定値に顕著な差異が現れる。その結果、冷媒漏洩の検知の精度を向上させることができる。

【0148】

（６－５）
第２熱交換器４２においても同様であり、水通路４１０が、第３冷媒通路４１３と第４冷媒通路４１４とによって挟まれることによって、水が第３冷媒と熱交換する第３領域４２ａと、水が第４冷媒と熱交換する第４領域４２ｂとが部分的に重なるので、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄのいずれかの冷媒が漏洩すると、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄそれぞれにおける所定の物理量の測定値に顕著な差異が現れる。その結果、冷媒漏洩の検知の精度を向上させることができる。

【0149】

（６－６）
制御部７０は、起動してから所定時間経過後に、第１冷媒または第２冷媒が漏洩しているか否かを判定する。制御部７０が起動してから所定時間経過すれば、熱交換装置１００の熱媒体循環回路５０および各冷媒回路の運転も安定しているので、冷媒漏洩の誤判定を回避することができる。本実施形態では、上記所定時間が約４０分に設定されている。

【0150】

（７）変形例
（７－１）
上記実施形態では、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂの両方に冷媒漏洩が発生した場合、或いは第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄの両方に冷媒漏洩が発生した場合については想定されていない。

【0151】

なぜなら、熱交換装置１００の運転時、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂの両方に冷媒漏洩が発生した場合、第１熱交換器４１の水出口温度が正常運転時の温度に比べて極端に上昇するので、第１冷媒回路１０ａおよび第２冷媒回路１０ｂの両方に冷媒漏洩が発生したことが容易に判明するからである。

【0152】

第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄの両方に冷媒漏洩が発生した場合も同様に、第２熱交換器４２の水出口温度が正常運転時の温度に比べて極端に上昇するので、第３冷媒回路１０ｃおよび第４冷媒回路１０ｄの両方に冷媒漏洩が発生したことが容易に判明するからである。

【0153】

（７－２）
いわゆる定格運転時には、図９における第１閾値Ａｓ、第２閾値Ｂｓ、第３閾値Ｃｓおよび第４閾値Ｄｓを厳しい値で判定するが、定格運転ではないときに厳しい閾値で判定すると、正常であるにもかかわらず冷媒漏洩と判定してしまう可能性がある。

【0154】

そのような事態を回避するために、定格運転とは異なる運転時には緩めの閾値で判定することが望ましい。

【0155】

それゆえ、温度センサ８１ａの検出値Ｔｗと温度センサ９１の検出値Ｔｏとの関係が、所定の第１条件（例えば、５℃≦Ｔｗ≦９℃、且つ、３２℃≦Ｔｏ≦３８℃）を満たしているときは、第１閾値Ａｓ、第２閾値Ｂｓ、第３閾値Ｃｓおよび第４閾値Ｄｓを厳しい値とする第１判定ロジックを用いる。

【0156】

一方、上記第１条件以外である第２条件を満たしているときは、第１閾値Ａｓ、第２閾値Ｂｓ、第３閾値Ｃｓおよび第４閾値Ｄｓを定格運転時よりも緩めの閾値とする第２判定ロジックを用いることによって、「定格運転ではないときに厳しい閾値で判定し、正常であるにもかかわらず冷媒漏洩と判定してしまう」ことを防止する。

【0157】

また、別の変形例として、検出値Ｔｏ（外気温度）を第２判定ロジックの第２条件から外してもよい。したがって、第２判定ロジックは外気温度に関係なく全ての外気温度エリア（例えば、－１５℃≦Ｔｏ≦４３℃）を対象に判定してもよい。

【0158】

或いは、検出値Ｔｗ（水出口温度）を第２判定ロジックの第２条件から外してもよい。したがって、第２判定ロジックは水出口温度に関係なく全ての水出口温度エリア（例えば、４℃≦Ｔｗ≦３０℃）を対象に判定してもよい。

【0159】

或いは、検出値Ｔｏ（外気温度）および検出値Ｔｗ（水出口温度）を第２判定ロジックの第２条件から外してもよい。したがって、第２判定ロジックは、外気温度および水出口温度に関係なく、全てエリア（例えば、４℃≦Ｔｗ≦３０℃、且つ、－１５℃≦Ｔｏ≦４３℃）を対象に判定してもよい。

【0160】

（７－３）
第２判定ロジックの閾値は、第１判定ロジックに比べて緩めの閾値であるため、定格運転時、第１判定ロジックと第２判定ロジックとが併行して実行されてもよい。

【0161】

（８）その他
本実施形態では、第１～第４冷媒回路（１０ａ～１０ｄ）に封入される冷媒は、可燃性の冷媒である。ここでは、可燃性の冷媒には、米国のＡＳＨＲＡＥ３４ Designation and safety classification of refrigerantの規格又はＩＳＯ８１７ Refrigerants- Designation and safety classificationの規格でＣｌａｓｓ３（強燃性）、Ｃｌａｓｓ２（弱燃性）、Ｓｕｂｃｌａｓｓ２Ｌ（微燃性）に該当する冷媒を含む。

【0162】

また、第１冷媒回路１０ａに封入される第１冷媒および第２冷媒回路１０ｂに封入される第２冷媒を同種の冷媒とし、第３冷媒回路１０ｃに封入される第３冷媒および第４冷媒回路１０ｄに封入される第４冷媒を同種の冷媒としてもよい。

【0163】

さらに、第１～第４冷媒が同種の冷媒であってもよい。本実施形態では、第１～第４冷媒としてＲ３２が使用される。

【0164】

但し、封入される冷媒については、例えばＣＯ_２冷媒や、アンモニア等の毒性のある冷媒であってもよい。また、各冷媒回路に封入されている冷媒は、必ずしも同一でなくともよい。

【0165】

本実施形態では、熱媒体循環回路５０に封入される熱媒体は水であるが、これに限定されるものではなく、例えば、塩化ナトリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、エチレングリコール水溶液や、プロピレングリコール水溶液などのブラインが使用されてもよい。

【0166】

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。

【符号の説明】

【0167】

１０ａ 第１冷媒回路
１０ｂ 第２冷媒回路
１０ｃ 第３冷媒回路
１０ｄ 第４冷媒回路
４１ 第１熱交換器
４１ａ 第１領域
４１ｂ 第２領域
４２ 第２熱交換器
４２ａ 第３領域
４２ｂ 第４領域
５０ 熱媒体循環回路
６０ 第３熱交換器
７０ 制御部
７０ａ 第１制御部
７０ｂ 第２制御部
７０ｃ 第３制御部
７０ｄ 第４制御部
８１ａ 第１温度センサ
９１ 第２温度センサ
１００ 熱交換装置

【先行技術文献】

【特許文献】

【0168】

【特許文献1】特開２０２０－５１７３８号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】