特許 7528099 圧縮機ユニット及び冷凍装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-26

(45)【発行日】2024-08-05

(54)【発明の名称】圧縮機ユニット及び冷凍装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 7/00 20060101AFI20240729BHJP

   F25B 41/24 20210101ALI20240729BHJP

   F25B 49/02 20060101ALI20240729BHJP

【ＦＩ】

F25B7/00 D

F25B41/24

F25B49/02 520M

F25B49/02 520Z

F25B49/02 540

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021543863

(86)(22)【出願日】2019-09-04

(86)【国際出願番号】 JP2019034786

(87)【国際公開番号】W WO2021044547

(87)【国際公開日】2021-03-11

【審査請求日】2022-03-02

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】510048875

【氏名又は名称】ダイキン ヨーロッパ エヌ．ヴイ．

【氏名又は名称原語表記】ＤＡＩＫＩＮ ＥＵＲＯＰＥ Ｎ．Ｖ．

【住所又は居所原語表記】Ｚａｎｄｖｏｏｒｄｅｓｔｒａａｔ ３００，Ｏｏｓｔｅｎｄｅ ８４００，Ｂｅｌｇｉｕｍ

(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】山口 貴弘

(72)【発明者】

【氏名】松田 陽介

【審査官】笹木 俊男

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１８－５１１７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０２６０３６１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１５／１１４７８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０７－１５９０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０７５１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０５８４６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－０３８３９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／２３５８３２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ １／００

Ｆ２５Ｂ ７／００

Ｆ２５Ｂ ４１／２０ ～ ４１／２８

Ｆ２５Ｂ ４９／０２

Ｆ２４Ｆ １１／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１ケース（２０ａ）と、
前記第１ケースに収容される第１圧縮機（２１）と、
前記第１ケースに収容されるカスケード熱交換器（２４）と、
前記第１ケースに収容される第２圧縮機（２５）と、
第１接続口（２３）と、
第２接続口（２８）と、
第１遮断弁（２３ａ、２３ｂ）と、
前記第１遮断弁を閉鎖する制御部（２９）と、
前記第１ケースに収容される漏洩検知センサ（６１）と、
を備え、建物（Ｂ）の内側に配置される圧縮機ユニット（２０）であって、
前記第１圧縮機、及び前記カスケード熱交換器は、前記第１ケースから分離される第２ケース（１０ａ）に収容される熱源熱交換器（１１）と共に、前記熱源熱交換器を熱源とし、かつ第１冷媒（Ｒ１）を循環させる第１冷媒サイクル（Ｃ１）を形成し、
前記第２圧縮機、及び前記カスケード熱交換器は、前記第１ケースから分離される第３ケース（５０ａ）に収容される利用熱交換器（５２）と共に、前記カスケード熱交換器を熱源とし、かつ不燃性の第２冷媒（Ｒ２）を循環させる第２冷媒サイクル（Ｃ２）を形成し、
前記カスケード熱交換器は、前記第１冷媒及び前記第２冷媒の間で熱交換を行い、
前記第１接続口は、第１連絡配管（３０）を介して前記熱源熱交換器と接続され、
前記第２接続口は、第２連絡配管（４０）を介して前記利用熱交換器と接続され、
前記第１遮断弁は、前記第１接続口と前記熱源熱交換器の間の前記第１冷媒の移動を遮断し、
前記漏洩検知センサは、少なくとも前記第１冷媒の漏洩を検知し、
前記制御部は、前記漏洩検知センサが漏洩を検知する場合、前記第１遮断弁を閉鎖し、
前記第２接続口と前記利用熱交換器の間の前記第２冷媒の移動を遮断する遮断弁を有しない、
圧縮機ユニット（２０）。

【請求項2】

前記第１ケースに収容される過冷却熱交換器（６３）、
をさらに備え、
前記過冷却熱交換器は前記第２冷媒サイクルに属する、
請求項１に記載の圧縮機ユニット。

【請求項3】

前記制御部は、前記第１ケースの外部に配置される、
請求項１又は請求項２に記載の圧縮機ユニット。

【請求項4】

前記第１ケースに収容される冷却用冷媒配管（６４１、６４２）、
をさらに備え、
前記制御部は前記第１ケースの内部に配置されるとともに、前記冷却用冷媒配管によって冷却される、
請求項１又は請求項２に記載の圧縮機ユニット。

【請求項5】

前記漏洩検知センサは、前記第１冷媒及び前記第２冷媒の少なくとも一方の存在を検知する冷媒検知センサ（６１ａ）である、
請求項１から４のいずれか１項に記載の圧縮機ユニット。

【請求項6】

前記第１ケースは気密性を有する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の圧縮機ユニット。

【請求項7】

前記漏洩検知センサは、前記第１ケースの内部の圧力を検知する圧力センサ（６１ｂ）である、
請求項６に記載の圧縮機ユニット。

【請求項8】

前記第１ケースは、所定値を越える圧力によって破壊される破裂板（６６）を有する、
請求項６又は請求項７に記載の圧縮機ユニット。

【請求項9】

前記第１冷媒及び前記第２冷媒は、いずれも自然冷媒である、
請求項１から８のいずれか１項に記載の圧縮機ユニット。

【請求項10】

前記第１冷媒は、Ｒ３２又は二酸化炭素である、
請求項１から８のいずれか１項に記載の圧縮機ユニット。

【請求項11】

請求項１から１０のいずれか１項に記載の圧縮機ユニット（２０）と、
第２ケース及び前記熱源熱交換器を有する熱源熱交換器ユニット（１０）と、
第３ケース及び前記利用熱交換器を有する利用ユニット（５０１）と、
を備える冷凍装置（１００）。

【請求項12】

前記熱源熱交換器ユニットは前記建物の内部に配置されるとともに、前記建物の外部と流体接続する、
請求項１１に記載の冷凍装置。

【請求項13】

前記熱源熱交換器ユニットは、前記第１冷媒サイクルに属するとともに前記第２ケースに収容される第１主膨張弁（１３）を有し、
前記圧縮機ユニットは、前記第２冷媒サイクルに属するとともに前記第１ケースに収容される第２主膨張弁（２７）を有する、
請求項１１又は請求項１２に記載の冷凍装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

圧縮機ユニット、及び圧縮機ユニットを用いた冷凍装置。

【背景技術】

【0002】

特許文献１（特表２０１８－５１１７７１号公報）には、圧縮機ユニット、熱源熱交換器ユニット、利用ユニットからなる空気調和機が開示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

空気調和機の冷媒回路を構成する配管等に破損が生じる場合、冷媒回路から冷媒が漏洩する。特許文献１の空気調和機の冷媒回路は１つの冷媒サイクル回路から構成されているので、全ての冷媒が冷媒回路から漏洩するおそれがある。したがって、漏洩する冷媒の量を低減することが求められる。

【課題を解決するための手段】

【0004】

第１観点の圧縮機ユニットは、第１ケースと、第１ケースに収容される第１圧縮機と、第１ケースに収容されるカスケード熱交換器と、第１ケースに収容される第２圧縮機と、第１接続口と、第２接続口と、を備える。第１圧縮機、及びカスケード熱交換器は、第１ケースから分離される第２ケースに収容される熱源熱交換器と共に、第１冷媒サイクルを形成する。第１冷媒サイクルは、熱源熱交換器を熱源とし、かつ第１冷媒を循環させる。第２圧縮機、及びカスケード熱交換器は、第１ケースから分離される第３ケースに収容される利用熱交換器と共に、第２冷媒サイクルを形成する。第２冷媒サイクルは、カスケード熱交換器を熱源とし、かつ第２冷媒を循環させる。カスケード熱交換器は、第１冷媒及び第２冷媒の間で熱交換を行う。第１接続口は、第１連絡配管を介して熱源熱交換器と接続される。第２接続口は、第２連絡配管を介して利用熱交換器と接続される。

【0005】

この構成によれば、圧縮機ユニットが構成する冷媒回路は、第１冷媒サイクル及び第２冷媒サイクルに分割される。したがって、冷媒回路に破損等がある場合、第１冷媒又は第２冷媒の両方が漏洩するおそれが少ないので、漏洩する冷媒の量を抑制できる。

【0006】

第２観点の圧縮機ユニットは、第１観点の圧縮機ユニットであって、第１ケースに収容される過冷却熱交換器、をさらに備える。過冷却熱交換器は第２冷媒サイクルに属する。

【0007】

この構成によれば、第２冷媒サイクルは、過冷却熱交換器を有する。したがって、利用ユニットにおいて、過冷却を確保しやすい。

【0008】

第３観点の圧縮機ユニットは、第１観点又は第２観点の圧縮機ユニットであって、漏洩検知センサ、をさらに備える。漏洩検知センサは、第１ケースに収容され、第１冷媒及び第２冷媒の少なくとも一方の漏洩を検知する。

【0009】

この構成によれば、圧縮機ユニットは漏洩検知センサを備える。したがって、圧縮機などの振動源に起因して冷媒回路が損傷した場合などに、迅速に冷媒の漏洩を検知できる。

【0010】

第４観点の圧縮機ユニットは、第３観点の圧縮機ユニットであって、第１遮断弁、をさらに備える。第１遮断弁は、第１接続口と熱源熱交換器の間の第１冷媒の移動を遮断する。

【0011】

この構成によれば、第１冷媒サイクルは第１遮断弁を有する。したがって、冷媒漏洩が検知される場合に第１遮断弁を遮断することによって、漏洩する冷媒が圧縮機ユニットの外部に到達することを抑制できる。

【0012】

第５観点の圧縮機ユニットは、第４観点の圧縮機ユニットであって、制御部、をさらに備える。制御部は、漏洩検知センサが漏洩を検知する場合、第１遮断弁を閉鎖する。

【0013】

この構成によれば、冷媒漏洩が検知される場合、制御部が自動的に第１遮断弁を閉鎖する。したがって、迅速に冷媒回路の遮断を実現できる。

【0014】

第６観点の圧縮機ユニットは、第５観点の圧縮機ユニットであって、制御部は、第１ケースの外部に配置される。

【0015】

この構成によれば、制御部が第１ケースの外部に配置される。したがって、制御部が発する熱を効果的に放出できる。

【0016】

第７観点の圧縮機ユニットは、第５観点の圧縮機ユニットであって、第１ケースに収容される冷却用冷媒配管、をさらに備える。制御部は第１ケースの内部に配置されるとともに、冷却用冷媒配管によって冷却される。

【0017】

この構成によれば、制御部は冷却用冷媒配管によって冷却される。したがって、発熱する制御部を効果的に冷却できる。

【0018】

第８観点の圧縮機ユニットは、第３観点から第７観点のいずれか１つの圧縮機ユニットであって、漏洩検知センサは、冷媒検知センサである。冷媒検知センサは、第１冷媒及び第２冷媒の少なくとも一方の存在を検知する。

【0019】

この構成によれば、漏洩検知センサは冷媒検知センサである。したがって、冷媒の漏洩を直接的に検知できる。

【0020】

第９観点の圧縮機ユニットは、第３観点から第７観点のいずれか１つの圧縮機ユニットであって、第１ケースは気密性を有する。

【0021】

この構成によれば、第１ケースが気密性を有する。したがって、第１ケース内で漏洩する冷媒が、第１ケースの外部へ到達することを抑制できる。

【0022】

第１０観点の圧縮機ユニットは、第９観点の圧縮機ユニットであって、漏洩検知センサは、圧力センサである。圧力センサは、第１ケースの内部の圧力を検知する。

【0023】

この構成によれば、漏洩検知センサは圧力センサである。したがって、気密性を有する第１ケースの内部に冷媒が漏洩する場合、圧力の変化によって冷媒の漏洩を検知できる。

【0024】

第１１観点の圧縮機ユニットは、第９観点又は第１０観点の圧縮機ユニットであって、第１ケースが、破裂板を有する。破裂板は、所定値を越える圧力によって破壊される。

【0025】

この構成によれば、第１ケースは破裂板を有する。したがって、第１ケースの内部の圧力が異常に上昇した場合に、破裂板が破壊されることによって圧力を逃がすことができる。

【0026】

第１２観点の圧縮機ユニットは、第１観点から第１０観点のいずれか１つの圧縮機ユニットであって、第１冷媒が、Ｒ３２又は二酸化炭素である。第２冷媒は、Ｒ３２又はＲ４１０Ａである。

【0027】

この構成によれば、第１冷媒及び第２冷媒は自然冷媒である。

【0028】

第１３観点の冷凍装置は、圧縮機ユニットと、熱源熱交換器ユニットと、利用ユニットと、を備える。圧縮機ユニットは、第１観点から第１１感点いずれか１つのものである。熱源熱交換器ユニットは、第２ケース及び熱源熱交換器を有する。利用ユニットは、第３ケース及び利用熱交換器を有する。

【0029】

この構成によれば、冷凍装置が構成する冷媒回路は、第１冷媒サイクル及び第２冷媒サイクルに分割される。したがって、冷媒回路に破損等がある場合、第１冷媒又は第２冷媒の両方が漏洩するおそれが少ないので、漏洩する冷媒の量を抑制できる。

【0030】

第１４観点の冷凍装置は、第１３観点の冷凍装置であって、圧縮機ユニットが建物の内部に配置される。熱源熱交換器ユニットは建物の内部に配置されるとともに、建物の外部と流体接続する。

【0031】

この構成によれば、熱源熱交換器ユニットが建物の外側から見えない。したがって、冷凍装置が建物の美観を損なわない。

【0032】

第１５観点の冷凍装置は、第１３観点又は第１４観点の冷凍装置であって、熱源熱交換器ユニットは、第１主膨張弁を有する。第１主膨張弁は、第１冷媒サイクルに属するとともに第２ケースに収容される。圧縮機ユニットは、第２主膨張弁を有する。第２主膨張弁は、第２冷媒サイクルに属するとともに第１ケースに収容される。

【0033】

この構成によれば、暖房運転において、第１冷媒サイクル及び第２冷媒サイクルにおける各冷媒配管内を液冷媒が流れる。したがって、各連絡配管に冷媒が流れる際の圧力損失を低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0034】

【図1】第１実施形態に係る冷凍装置１００の回路図である。

【図2】圧縮機ユニット２０の外観図である。

【図3】室内ユニット５０１、５０２の外観図である。

【図4】第１実施形態の変形例１Ａに係る冷凍装置１００の回路図である。

【図5】第１実施形態の変形例１Ｂに係る冷凍装置１００の回路図である。

【図6】第１実施形態の変形例１Ｃに係る冷凍装置１００の回路図である。

【図7】第１実施形態の変形例１Ｄに係る冷凍装置１００の回路図である。

【図8】第１実施形態の変形例１Ｅに係る冷凍装置１００の回路図である。

【図9】第１実施形態の変形例１Ｆに係る冷凍装置１００の模式図である。

【図10】第２実施形態に係る冷凍装置１００の回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0035】

＜第１実施形態＞
（１）全体構成
図１は第１実施形態に係る冷凍装置１００の回路図である。冷凍装置１００は、典型的には空気調和機であるが、これに限られない。冷凍装置１００は、冷蔵庫、冷凍庫、給湯器などであってもよい。冷凍装置１００は、熱源熱交換器ユニット１０、圧縮機ユニット２０、第１連絡配管３０、利用ユニット５０１、５０２、第２連絡配管４０、を備える。

【0036】

（２）詳細構成
（２－１）熱源熱交換器ユニット１０
熱源熱交換器ユニット１０は、建物Ｂの外側に配置される。熱源熱交換器ユニット１０は、ケース１０ａ、熱源熱交換器１１、熱源ファン１２、熱源熱交換器ユニット膨張弁１３、熱源熱交換器ユニット制御部１９、を有する。熱源熱交換器ユニット１０は、第１冷媒Ｒ１を扱う。

【0037】

（２－１－１）ケース１０ａ
ケース１０ａは、熱源熱交換器ユニット１０の構成部品を収容する。ケース１０ａは、例えば金属製である。

【0038】

（２－１－２）熱源熱交換器１１
熱源熱交換器１１は、熱源として機能する。熱源熱交換器１１は、建物Ｂの外側の空気と第１冷媒Ｒ１との間で熱交換を行う。冷房運転の場合、熱源熱交換器１１は、第１冷媒Ｒ１の放熱器（又は凝縮器）として機能する。暖房運転の場合、熱源熱交換器１１は、第１冷媒Ｒ１の吸熱器（又は蒸発器）として機能する。

【0039】

（２－１－３）熱源ファン１２
熱源ファン１２は、空気流を発生させることによって、熱源熱交換器１１の熱交換を促進する。

【0040】

（２－１－４）熱源熱交換器ユニット膨張弁１３
熱源熱交換器ユニット膨張弁１３は、第１冷媒Ｒ１を減圧させる。熱源熱交換器ユニット膨張弁１３は、開度を調節することができる弁である。

【0041】

（２－１－５）熱源熱交換器ユニット制御部１９
熱源熱交換器ユニット制御部１９は、マイクロコンピュータ及びメモリを有する。熱源熱交換器ユニット制御部１９は、熱源ファン１２、熱源熱交換器ユニット膨張弁１３などを制御する。メモリは、これらの部品を制御するためのソフトウェアを記憶する。

【0042】

熱源熱交換器ユニット制御部１９は、図示しない通信線を介して、後述する圧縮機ユニット制御部２９、後述する利用ユニット制御部５９とデータ及びコマンドを授受する。

【0043】

（２－２）圧縮機ユニット２０
圧縮機ユニット２０は、図２に示す外観を有する。図１に示すように、圧縮機ユニット２０は、建物Ｂの内側に配置される。圧縮機ユニット２０は、ケース２０ａ、第１圧縮機２１、第１四路切換弁２２、第１接続口２３、カスケード熱交換器２４、第２圧縮機２５、第２四路切換弁２６、圧縮機ユニット膨張弁２７、第２接続口２８、漏洩検知センサ６１、圧縮機ユニット制御部２９、を有する。圧縮機ユニット２０は、第１冷媒Ｒ１及び第２冷媒Ｒ２を扱う。

【0044】

（２－２－１）ケース２０ａ
ケース２０ａは、圧縮機ユニット２０の構成部品を収容する。ケース２０ａは、例えば金属製である。

【0045】

（２－２－２）第１圧縮機２１
第１圧縮機２１は、吸入した低圧ガス状態の第１冷媒Ｒ１を圧縮することによって、高圧ガス状態の第１冷媒Ｒ１を生み出す。第１圧縮機２１は、第１圧縮機モータ２１ａを有する。第１圧縮機モータ２１ａは、圧縮に必要な動力を発生する。

【0046】

第１圧縮機２１は振動源であるので、第１圧縮機２１及びそれに近接する部品からの冷媒の漏洩が懸念される。

【0047】

（２－２－３）第１四路切換弁２２
第１四路切換弁２２は、冷媒回路の接続を切り替える。冷房運転の場合、第１四路切換弁２２は、図１の実線で示した接続を実現する。暖房運転の場合、第１四路切換弁２２は、図１の破線で示した接続を実現する。

【0048】

（２－２－４）第１接続口２３
第１接続口２３は、後述の第１連絡配管３０を接続するための１対のポートである。第１接続口２３には、第１液側遮断弁２３ａと、第１ガス側遮断弁２３ｂと、が配置される。第１液側遮断弁２３ａと第１ガス側遮断弁２３ｂは、受信したコマンドに応答して、冷媒流路を遮断する。

【0049】

（２－２－５）カスケード熱交換器２４
カスケード熱交換器２４は、２系統の冷媒流路を有し、第１冷媒Ｒ１と第２冷媒Ｒ２の間で熱交換を行う。冷房運転の場合には、カスケード熱交換器２４は、第１冷媒Ｒ１の吸熱器（又は蒸発器）、及び第２冷媒Ｒ２の放熱器（又は凝縮器）として機能する。暖房運転の場合には、カスケード熱交換器２４は、第１冷媒Ｒ１の放熱器（又は凝縮器）、及び第２冷媒Ｒ２の吸熱器（又は蒸発器）として機能する。

【0050】

（２－２－６）第２圧縮機２５
第２圧縮機２５は、吸入した低圧ガス状態の第２冷媒Ｒ２を圧縮することによって、高圧ガス状態の第２冷媒Ｒ２を生み出す。第２圧縮機２５は、第２圧縮機モータ２５ａを有する。第２圧縮機モータ２５ａは、圧縮に必要な動力を発生する。

【0051】

第２圧縮機２５は振動源であるので、第２圧縮機２５及びそれに近接する部品からの冷媒の漏洩が懸念される。

【0052】

（２－２－７）第２四路切換弁２６
第２四路切換弁２６は、冷媒回路の接続を切り替える。冷房運転の場合、第２四路切換弁２６は、図１の実線で示した接続を実現する。暖房運転の場合、第２四路切換弁２６は、図１の破線で示した接続を実現する。

【0053】

（２－２－８）圧縮機ユニット膨張弁２７
圧縮機ユニット膨張弁２７は、第２冷媒Ｒ２を減圧させる。圧縮機ユニット膨張弁２７は、開度を調節することができる弁である。

【0054】

（２－２－９）第２接続口２８
第２接続口２８は、後述の第２連絡配管４０を接続するための１対のポートである。第２接続口２８には、第２液側遮断弁２８ａと、第２ガス側遮断弁２８ｂと、が配置される。第２液側遮断弁２８ａと第２ガス側遮断弁２８ｂは、受信したコマンドに応答して、冷媒流路を遮断する。

【0055】

（２－２－１０）漏洩検知センサ６１
漏洩検知センサ６１は、冷媒の漏洩を検知する。漏洩検知センサ６１は、第１冷媒Ｒ１及び第２冷媒Ｒ２の少なくとも一方の存在を検知する冷媒検知センサ６１ａである。

【0056】

（２－２－１１）圧縮機ユニット制御部２９
圧縮機ユニット制御部２９は、マイクロコンピュータ及びメモリを有する。圧縮機ユニット制御部２９は、第１圧縮機モータ２１ａ、第１四路切換弁２２、第１液側遮断弁２３ａ、第１ガス側遮断弁２３ｂ、第２圧縮機モータ２５ａ、第２四路切換弁２６、圧縮機ユニット膨張弁２７、第２液側遮断弁２８ａ、第２ガス側遮断弁２８ｂなどを制御する。圧縮機ユニット制御部２９は、漏洩検知センサ６１から信号を取得する。メモリは、これらの部品を制御するためのソフトウェアを記憶する。

【0057】

圧縮機ユニット制御部２９は、図示しない通信線を介して、熱源熱交換器ユニット制御部１９、後述する利用ユニット制御部５９とデータ及びコマンドを授受する。

【0058】

（２－３）第１連絡配管３０
第１連絡配管３０は、熱源熱交換器ユニット１０と圧縮機ユニット２０とを接続する。第１連絡配管３０は、第１液連絡配管３１、第１ガス連絡配管３２を有する。

【0059】

（２－３－１）第１液連絡配管３１
第１液連絡配管３１は、熱源熱交換器ユニット１０と第１液側遮断弁２３ａとを接続する。第１液連絡配管３１は、主に高圧液状態又は低圧気液二相状態の第１冷媒Ｒ１を案内する。

【0060】

（２－３－２）第１ガス連絡配管３２
第１ガス連絡配管３２は、熱源熱交換器ユニット１０と第１ガス側遮断弁２３ｂとを接続する。第１ガス連絡配管３２は、主に高圧ガス状態又は低圧ガス状態の第１冷媒Ｒ１を案内する。

【0061】

（２－４）利用ユニット５０１、５０２
利用ユニット５０１、５０２は、図３に示す外観を有する。図１に示すように、利用ユニット５０１、５０２は、建物Ｂの内側に配置される。利用ユニット５０１、５０２は、第２冷媒Ｒ２を扱う。利用ユニット５０１と利用ユニット５０２の構成は同じであるので、以下では利用ユニット５０１についてのみ説明し、利用ユニット５０２についての説明を省略する。利用ユニット５０１は、ケース５０ａ、利用ユニット膨張弁５１、利用熱交換器５２、利用ファン５３、利用ユニット制御部５９を有する。

【0062】

（２－４－１）ケース５０ａ
ケース５０ａは、利用ユニット５０１の構成部品を収容する。

【0063】

（２－４－２）利用ユニット膨張弁５１
利用ユニット膨張弁５１は、第２冷媒Ｒ２を減圧させる。利用ユニット膨張弁５１は、第２冷媒Ｒ２の流量を制限する。利用ユニット膨張弁５１は、開度を調節することができる弁である。

【0064】

（２－４－３）利用熱交換器５２
利用熱交換器５２は、冷熱又は温熱をユーザに提供する。利用熱交換器５２は、建物Ｂの内側の空気と第２冷媒Ｒ２との間で熱交換を行う。冷房運転の場合、利用熱交換器５２は、第２冷媒Ｒ２の吸熱器（又は蒸発器）として機能する。暖房運転の場合、利用熱交換器５２は、第２冷媒Ｒ２の放熱器（又は凝縮器）として機能する。

【0065】

（２－４－４）利用ファン５３
利用ファン５３は、空気流を発生させることによって、利用熱交換器５２の熱交換を促進する。

【0066】

（２－４－５）利用ユニット制御部５９
利用ユニット制御部５９は、マイクロコンピュータ及びメモリを有する。利用ユニット制御部５９は、利用ユニット膨張弁５１、利用ファン５３などを制御する。メモリは、これらの部品を制御するためのソフトウェアを記憶する。

【0067】

利用ユニット制御部５９は、図示しない通信線を介して、熱源熱交換器ユニット制御部１９、圧縮機ユニット制御部２９とデータ及びコマンドを授受する。

【0068】

（２－５）第２連絡配管４０
第２連絡配管４０は、圧縮機ユニット２０と利用ユニット５０１、５０２とを接続する。第２連絡配管４０は、第２液連絡配管４１、第２ガス連絡配管４２を有する。

【0069】

（２－５－１）第２液連絡配管４１
第２液連絡配管４１は、第２液側遮断弁２８ａと利用ユニット５０１、５０２とを接続する。第２液連絡配管４１は、主に高圧液状態又は低圧気液二相状態の第２冷媒Ｒ２を案内する。

【0070】

（２－５－２）第２ガス連絡配管４２
第２ガス連絡配管４２は、第２ガス側遮断弁２８ｂと利用ユニット５０１、５０２とを接続する。第２ガス連絡配管４２は、主に高圧ガス状態又は低圧ガス状態の第２冷媒Ｒ２を案内する。

【0071】

（３）冷媒回路の構成
冷凍装置１００は、全体として２つの冷媒サイクルを構成する。

【0072】

（３－１）第１冷媒サイクルＣ１
第１冷媒サイクルＣ１は、第１冷媒Ｒ１を循環させる。第１冷媒サイクルＣ１は、熱源熱交換器１１を熱源とする。第１冷媒サイクルＣ１に属する構成部品は、第１圧縮機２１、第１四路切換弁２２、第１ガス側遮断弁２３ｂ、熱源熱交換器１１、熱源熱交換器ユニット膨張弁１３、第１液側遮断弁２３ａ、カスケード熱交換器２４、などである。

【0073】

（３－２）第２冷媒サイクルＣ２
第２冷媒サイクルＣ２は、第２冷媒Ｒ２を循環させる。第２冷媒サイクルＣ２は、カスケード熱交換器２４を熱源とする。第２冷媒サイクルＣ２に属する構成部品は、第２圧縮機２５、第２四路切換弁２６、カスケード熱交換器２４、圧縮機ユニット膨張弁２７、第２液側遮断弁２８ａ、利用ユニット膨張弁５１、利用熱交換器５２、第２ガス側遮断弁２８ｂ、などである。

【0074】

（３－３）冷媒
第１冷媒Ｒ１は、Ｒ３２又は二酸化炭素である。これにより、第１冷媒Ｒ１のＧＷＰ値（地球温暖化係数）を低くできる。ひいては、冷凍装置１００の使用による地球温暖化を抑制できる。

【0075】

第２冷媒Ｒ２は、Ｒ３２又はＲ４１０Ａである。これにより、第２冷媒Ｒ２のＧＷＰ値を低くできる。ひいては、冷凍装置１００の使用による地球温暖化を抑制できる。

【0076】

例えば、第１冷媒Ｒ１としてＲ３２又は二酸化炭素、第２冷媒としてＲ３２を用いることで、冷凍装置１００による地球温暖化を抑制できる。

【0077】

第１冷媒Ｒ１及び第２冷媒Ｒ２は、自然冷媒であるのが好ましい。

【0078】

（４）漏洩検知時の制御
漏洩検知センサ６１が冷媒漏洩を検知する場合、圧縮機ユニット制御部２９は、第１液側遮断弁２３ａ、第１ガス側遮断弁２３ｂ、第２液側遮断弁２８ａ、第２ガス側遮断弁２８ｂを遮断させる。これにより、圧縮機ユニット２０に位置する第１冷媒Ｒ１及び第２冷媒Ｒ２が、圧縮機ユニット２０の外部へ出ることが抑制される。

【0079】

（５）特徴
（５－１）
圧縮機ユニット２０が構成する冷媒回路は、第１冷媒サイクルＣ１及び第２冷媒サイクルＣ２に分割される。したがって、冷媒回路に破損等がある場合、第１冷媒Ｒ１又は第２冷媒Ｒ２の両方が漏洩するおそれが少ないので、漏洩する冷媒の量を抑制できる。

【0080】

圧縮機ユニット２０と熱源熱交換器ユニット１０は別個のユニットとして構成されている。したがって、冷凍装置１００は、圧縮機ユニット２０と熱源熱交換器ユニット１０を接続する第１連絡配管３０を有する。長い第１連絡配管３０を有する冷凍装置１００は、圧縮機と熱源熱交換器とを同一のユニットに収容する冷凍装置と比較して、より多量の冷媒を使用する。しかし、この場合においても、冷凍装置１００は、第１冷媒サイクルＣ１及び第２冷媒サイクルＣ２という２系統の冷媒サイクルを有するので、漏洩冷媒の拡散を抑制できる。

【0081】

（５－２）
圧縮機ユニット２０は漏洩検知センサ６１を備える。したがって、圧縮機などの振動源に起因して冷媒回路が損傷した場合などに、迅速に冷媒の漏洩を検知できる。

【0082】

漏洩検知センサ６１は冷媒検知センサ６１ａである。したがって、冷媒の漏洩を直接的に検知できる。

【0083】

（５－３）
第１冷媒サイクルＣ１は第１液側遮断弁２３ａ、第１ガス側遮断弁２３ｂを有する。したがって、冷媒漏洩が検知される場合に第１液側遮断弁２３ａ、第１ガス側遮断弁２３ｂを遮断することによって、漏洩する冷媒が圧縮機ユニット２０の外部に到達することを抑制できる。

【0084】

第２冷媒サイクルＣ２は第２液側遮断弁２８ａ、第２ガス側遮断弁２８ｂを有する。したがって、冷媒漏洩が検知される場合に第２液側遮断弁２８ａ、第２ガス側遮断弁２８ｂを遮断することによって、漏洩する冷媒が圧縮機ユニット２０の外部に到達することを抑制できる。

【0085】

（５－４）
冷媒漏洩が検知される場合、圧縮機ユニット制御部２９が自動的に第１液側遮断弁２３ａ、第１ガス側遮断弁２３ｂを閉鎖する。したがって、迅速に冷媒回路の遮断を実現できる。

【0086】

また、この構成により、第１冷媒Ｒ１を第１連絡配管３０および熱源熱交換ユニット１０に閉じ込めることができる。

【0087】

（５－５）
暖房運転において、第１冷媒サイクルＣ１における第１液連絡配管３１、及び、第２冷媒サイクルＣ２における第２液連絡配管４１を液冷媒が流れる。したがって、第１液連絡配管３１及び第２液連絡配管４１に冷媒が流れる際の圧力損失を低減させることができる。

【0088】

（６）変形例
（６－１）変形例１Ａ
図４は、第１実施形態の変形例１Ａに係る冷凍装置１００である。この冷凍装置１００は、上述の実施形態と異なり、第２接続口２８において、第２液側遮断弁２８ａ及び第２ガス側遮断弁２８ｂを有しない。

【0089】

この構成によっても、冷媒漏洩が検知される場合、第１液側遮断弁２３ａ及び第１ガス側遮断弁２３ｂを遮断することによって、冷媒漏洩を抑制することができる。

【0090】

この構成においては、第２冷媒サイクルＣ２に使用される第２冷媒Ｒ２として、Ｒ４１０などの不燃性冷媒を採用することが好ましい。利用ユニット５０１、５０２を含む第２冷媒サイクルＣ２に不燃性冷媒を用いることで、仮に第２冷媒サイクルＣ２で第２冷媒Ｒ２の漏洩が発生した場合でも、ユーザの安全を確保することができる。

【0091】

また、第１冷媒サイクルＣ１に使用される第１冷媒Ｒ１として、Ｒ３２又は二酸化炭素を採用することで、冷凍装置１００による地球温暖化を抑制できる。

【0092】

（６－２）変形例１Ｂ
図５は、第１実施形態の変形例１Ｂに係る冷凍装置１００である。この冷凍装置１００は、上述の実施形態と異なり、圧縮機ユニット２０が、減圧弁６２及び過冷却熱交換器６３を有する。減圧弁６２及び過冷却熱交換器６３は、第２冷媒サイクルＣ２に属する。過冷却熱交換器６３は、第１冷媒流路６３ａ及び第２冷媒流路６３ｂを有する。

【0093】

減圧弁６２は第２冷媒Ｒ２を減圧することによって、低温ガス状態の第２冷媒Ｒ２を生み出す。この低温ガス状態の第２冷媒Ｒ２は、第２冷媒流路６３ｂを通過する。第１冷媒流路６３ａを通過する第２冷媒Ｒ２は、第２冷媒流路６３ｂを通過する第２冷媒Ｒ２によって冷却されることにより、過冷却度を得る。第２冷媒流路６３ｂを出た第２冷媒Ｒ２は、第２圧縮機２５の吸入管に吸入される。

【0094】

この構成によれば、第２冷媒サイクルＣ２は、過冷却熱交換器６３を有する。したがって、利用ユニット５０１、５０２において、過冷却を確保しやすい。

【0095】

さらに、この構成によれば、第２冷媒Ｒ２の一部が第２冷媒流路６３ｂというバイパス経路を通過する。したがって、仮に第２冷媒サイクルＣ２の第２連絡配管４０（第２液連絡配管４１、第２ガス連絡配管４２）が長い場合であっても、第２連絡配管４０に流れる第２冷媒Ｒ２の量を削減することによって、第２冷媒Ｒ２の圧力損失を低減しつつ、過冷却を確保することができる。

【0096】

なお、第２冷媒流路６３ｂを出た第２冷媒Ｒ２は、第２圧縮機２５の吸入管に吸入される代わりに、中間インジェクションとして、第２圧縮機２５の圧縮室に直接注入されてもよい。

【0097】

（６－３）変形例１Ｃ
図６は、第１実施形態の変形例１Ｃに係る冷凍装置１００である。この冷凍装置１００は、上述の実施形態と異なり、圧縮機ユニット２０が、過冷却熱交換器６３を有する。過冷却熱交換器６３は、第２冷媒サイクルＣ２に属する。過冷却熱交換器６３は、第１冷媒流路６３ａ及び第２冷媒流路６３ｂを有する。

【0098】

この構成によれば、第２冷媒サイクルＣ２は、過冷却熱交換器６３を有する。したがって、利用ユニット５０１、５０２において、過冷却を確保しやすい。

【0099】

その結果、第２冷媒Ｒ２の循環量が減少した場合であっても、過冷却度を確保できる。この場合、第２連絡配管４０（第２液連絡配管４１、第２ガス連絡配管４２）を流れる第２冷媒Ｒ２の圧力損失を低減しつつ、圧縮機２５の消費電力を低減することができる。

【0100】

（６－４）変形例１Ｄ
図７は、第１実施形態の変形例１Ｄに係る冷凍装置１００である。この冷凍装置１００は、上述の実施形態と異なり、圧縮機ユニット２０が、冷媒ジャケット６５１、６５２を有する。冷媒ジャケット６５１、６５２は、圧縮機ユニット制御部２９１、２９２を構成する回路基板と、冷却配管６４１、６４２をそれぞれ熱的に結合する。冷却配管６４１、６４２は、液冷媒を案内する。これによって、圧縮機ユニット制御部２９１、２９２を構成する回路基板は、冷却配管６４１、６４２によってそれぞれ冷却される。

【0101】

この構成によれば、圧縮機ユニット制御部２９１、２９２は冷却配管６４１、６４２によってそれぞれ冷却される。したがって、発熱する圧縮機ユニット制御部２９１、２９２を効果的に冷却できる。

【0102】

（６－５）変形例１Ｅ
図８は、第１実施形態の変形例１Ｅに係る冷凍装置１００である。この冷凍装置１００は、上述の実施形態と異なり、圧縮機ユニット制御部２９を構成する回路基板が、ケース２０ａの外側に配置される。したがって、圧縮機ユニット制御部２９が発する熱を効果的に放出できる。

【0103】

（６－６）変形例１Ｆ
上述の実施形態では、熱源熱交換器ユニット１０は、建物Ｂの外部に配置される。これに代えて、熱源熱交換器ユニット１０は、建物Ｂの内部に配置されるとともに、建物Ｂの外部と流体接続してもよい。例えば、図９に示すように、熱源熱交換器ユニット１０は、建物Ｂに設けられた、外気が通過するダクトに配置されてもよい。

【0104】

この構成によれば、熱源熱交換器ユニット１０が建物Ｂの外側から見えない。したがって、冷凍装置１００が建物Ｂの美観を損なわない。

【0105】

（６－７）変形例１Ｇ
上述の実施形態では、利用ユニット５０１、５０２の数は２である。これに代えて、利用ユニットの数は、２以外であってよい。例えば、利用ユニットの数は、１、３、４などであってもよい。

【0106】

（６－８）変形例１Ｈ
上述の実施形態では、熱源熱交換器ユニット１０に搭載される熱源熱交換器１１は、第１冷媒Ｒ１と空気との熱交換を行うものである。これに代えて、熱源熱交換器１１は、第１冷媒Ｒ１と水との熱交換を行うものでもよい。さらに代替的に、熱源熱交換器１１は、第１冷媒Ｒ１とブラインとの熱交換を行うものでもよい。この場合、熱源熱交換器１１は、第１冷媒サイクルＣ１のみならず、例えば冷却塔にも接続される。

【0107】

（６－９）変形例１Ｉ
上述の実施形態では、利用ユニット５０１、５０２に搭載される利用熱交換器５２は、第２冷媒Ｒ２と空気との熱交換を行うものである。これに代えて、利用熱交換器５２は、第２冷媒Ｒ２と水の熱交換を行うものでもよい。この場合、利用者にお湯を提供できる。さらに代替的に、利用熱交換器５２は、第２冷媒Ｒ２とブラインとの熱交換を行うものでもよい。この場合、利用熱交換器５２は、第２冷媒サイクルＣ２のみならず、例えばラジエータに接続される。ラジエータは、ブラインによって運ばれた熱エネルギーをユーザに提供する。

【0108】

＜第２実施形態＞
（１）構成
図１０は第２実施形態に係る冷凍装置１００の回路図である。この冷凍装置１００は、第１実施形態とは異なり、漏洩検知センサ６１は、圧力センサ６１ｂである。圧力センサ６１ｂは、ケース２０ａの内部の圧力を検知する。ケース２０ａは気密性を有する。さらに、ケース２０ａは、破裂板６６を有する。破裂板６６は、所定値を越える圧力によって破壊される。

【0109】

（２）特徴
（２－１）
ケース２０ａが気密性を有する。したがって、ケース２０ａの内部で漏洩する冷媒が、ケース２０ａの外部へ到達することを抑制できる。

【0110】

（２－２）
漏洩検知センサ６１は圧力センサ６１ｂである。したがって、気密性を有するケース２０ａの内部に冷媒が漏洩する場合、圧力の変化によって冷媒の漏洩を検知できる。

【0111】

（２－３）
ケース２０ａは破裂板６６を有する。したがって、ケース２０ａの内部の圧力が異常に上昇した場合に、破裂板６６が破壊されることによって圧力を逃がすことができる。

【0112】

（２－４）
ケース２０ａが気密性を有する。したがって、圧縮機ユニット２０の遮音性が高い。この利点は、圧縮機ユニット２０が建物Ｂの内部に配置される場合にとりわけ有意義である。

【0113】

（２－５）
ケース２０ａが気密性を有する。したがって、ケース２０ａが金属製である場合、電磁ノイズの遮断の効果が高い。

【0114】

（３）変形例
（３－１）変形例２Ａ
上述の実施形態では、圧縮機ユニット制御部２９を構成する回路基板の冷却については特に言及していない。しかし、圧縮機ユニット２０のケース２０ａが気密性を有するので、回路基板の発熱によりケース２０ａの内部に熱がこもりやすい。そこで、変形例１Ｄと同様に、回路基板と冷却配管を熱的に接続する冷媒ジャケットを採用してもよい。

【0115】

この構成によれば、回路基板が冷却されるので、ケース２０ａの内部に熱がこもることを抑制できる。

【0116】

（３－２）変形例２Ｂ
上述の実施形態では、圧縮機ユニット制御部２９を構成する回路基板がケース２０ａの内側に配置されている。しかし、圧縮機ユニット２０のケース２０ａが気密性を有するので、回路基板の発熱によりケース２０ａの内部に熱がこもりやすい。そこで、変形例１Ｅと同様に、回路基板をケース２０ａの外部に配置してもよい。

【0117】

この構成によれば、ケース２０ａの内部に熱がこもることを抑制できる。

【0118】

（３－３）変形例２Ｃ
第１実施形態の各変形例を第２実施形態に適用してもよい。

【0119】

＜むすび＞
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】

【0120】

１０ ：熱源熱交換器ユニット
１０ａ ：ケース（第２ケース）
１１ ：熱源熱交換器
１３ ：熱源熱交換器ユニット膨張弁（第１主膨張弁）
２０ ：圧縮機ユニット
２０ａ ：ケース（第１ケース）
２１ ：第１圧縮機
２３ ：第１接続口
２３ａ ：第１液側遮断弁（第１遮断弁）
２３ｂ ：第１ガス側遮断弁（第１遮断弁）
２４ ：カスケード熱交換器
２５ ：第２圧縮機
２７ ：圧縮機ユニット膨張弁（第２主膨張弁）
２８ ：第２接続口
２８ａ ：第２液側遮断弁
２８ｂ ：第２ガス側遮断弁
２９ ：圧縮機ユニット制御部（制御部）
３０ ：第１連絡配管
４０ ：第２連絡配管
５０ａ ：ケース（第３ケース）
５０ｂ ：ケース
５１ ：利用ユニット膨張弁
５２ ：利用熱交換器
６１ ：漏洩検知センサ
６１ａ ：冷媒検知センサ
６１ｂ ：圧力センサ
６３ ：過冷却熱交換器
６６ ：破裂板
１００ ：冷凍装置
５０１ ：利用ユニット
５０２ ：利用ユニット
６４１ ：冷却配管（冷却用冷媒配管）
６４２ ：冷却配管（冷却用冷媒配管）
Ｂ ：建物
Ｃ１ ：第１冷媒サイクル
Ｃ２ ：第２冷媒サイクル
Ｒ１ ：第１冷媒
Ｒ２ ：第２冷媒

【先行技術文献】

【特許文献】

【0121】

【文献】特表２０１８－５１１７７１号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】