特許 7646077 冷凍サイクル装置

(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】2025-03-06

(45)【発行日】2025-03-14

(54)【発明の名称】冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 7/00 20060101AFI20250307BHJP

   F25B 1/10 20060101ALI20250307BHJP

   F25B 1/00 20060101ALI20250307BHJP

【ＦＩ】

F25B7/00 D

F25B1/10 A

F25B1/00 396D

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2024514911

(86)(22)【出願日】2023-04-04

(86)【国際出願番号】 JP2023013969

(87)【国際公開番号】W WO2023199800

(87)【国際公開日】2023-10-19

【審査請求日】2024-02-22

(31)【優先権主張番号】PCT/JP2022/017794

(32)【優先日】2022-04-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001461

【氏名又は名称】弁理士法人きさ特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】八代 崇憲

(72)【発明者】

【氏名】井内 裕弥

(72)【発明者】

【氏名】石原 寛也

【審査官】森山 拓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－５７９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／０６４７４４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０２１－５５９４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平９－２３６３３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ ７／００

Ｆ２５Ｂ １／１０

Ｆ２５Ｂ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

二酸化炭素である第１冷媒を第１冷媒回路に循環させて、前記第１冷媒によって第１対象を冷却する冷凍サイクル装置であって、
前記第１冷媒を圧縮する第１圧縮機と、
前記第１圧縮機から吐出された前記第１冷媒を第２対象と熱交換させ、前記第１冷媒を冷却する第１熱交換器と、
前記第１冷媒を前記第１対象と熱交換させる蒸発器と、
前記第１冷媒回路において前記蒸発器の上流側に設けられ、開状態において前記第１冷媒を減圧して、前記蒸発器に減圧した前記第１冷媒を流通させる第１弁と、
前記第１圧縮機の下流側と前記第１弁との間の前記第１冷媒の圧力である第１圧力を検知する第１圧力検知装置と、
前記蒸発器における前記第１対象の温度である第１温度を検知する第１温度検知装置と、
前記第１圧縮機および前記第１弁を制御する制御装置と、
第２冷媒を循環させる第２冷媒回路と、
を備え、
前記第２対象は前記第２冷媒であって、
前記第２冷媒回路は、
前記第２冷媒を圧縮する第２圧縮機と、
前記第２圧縮機から吐出された前記第２冷媒を第３対象と熱交換させ、前記第２冷媒を凝縮させる第２熱交換器と、
前記第２熱交換器において凝縮した前記第２冷媒を減圧する第２弁と、
前記第１熱交換器と、
を有し、
前記第１熱交換器は、
前記第２弁で減圧された前記第２冷媒と、前記第１圧縮機から吐出された前記第１冷媒とを熱交換させ、前記第１冷媒を凝縮させると共に前記第２冷媒を蒸発させ、
前記制御装置は、
前記第１圧縮機が停止しているときに、前記第１圧力が予め定められた第１閾値圧力以上であって、且つ、前記第１温度が予め定められた閾値温度以下である場合には、前記第１弁を開状態に制御する、冷凍サイクル装置。

【請求項2】

前記第１冷媒回路は、
前記第１冷媒を第４対象と熱交換させて冷却する一次側熱交換器を更に有する、請求項１に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項3】

前記第１冷媒回路において前記第１熱交換器の下流側であって、前記第１弁の上流側に、前記第１冷媒を貯留するための受液器を更に備える、請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項4】

前記第１圧力検知装置は、
前記受液器における前記第１冷媒の前記第１圧力を検知する、請求項３に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項5】

前記第１圧縮機から吐出された前記第１冷媒の前記第１圧力を検知する第２圧力検知装置を更に備え、
前記制御装置は、
前記第１圧縮機が運転しているときに、前記第１圧縮機から吐出された前記第１冷媒の前記第１圧力が、予め定められた第２閾値圧力以上である場合には、前記受液器における前記第１冷媒の前記第１圧力が前記第１閾値圧力以上であるか否かを判定し、
前記受液器における前記第１冷媒の前記第１圧力が前記第１閾値圧力以上であって、且つ、前記第１温度が前記閾値温度以下である場合には、前記第１弁を開状態に制御し、
前記第１閾値圧力は、前記受液器の設計圧力に基づいて定められており、
前記第２閾値圧力は、前記第１圧縮機の設計圧力に基づいて定められている、請求項４に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項6】

前記制御装置は、
前記第２圧縮機が運転している場合であって、前記第２圧縮機が必要冷凍能力を発揮していない場合には、前記第１圧力が前記第１閾値圧力以上か否かを判定し、
前記第１圧力が前記第１閾値圧力以上であって、且つ、前記第１温度が前記閾値温度以下である場合には、前記第１弁を開状態に制御する、請求項１または請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項7】

二酸化炭素である第１冷媒を第１冷媒回路に循環させて、前記第１冷媒によって第１対象を冷却する冷凍サイクル装置であって、
前記第１冷媒を圧縮する第１圧縮機と、
前記第１圧縮機から吐出された前記第１冷媒を第２対象と熱交換させ、前記第１冷媒を冷却する第１熱交換器と、
前記第１冷媒を前記第１対象と熱交換させる蒸発器と、
前記第１冷媒回路において前記蒸発器の上流側に設けられ、開状態において前記第１冷媒を減圧して、前記蒸発器に減圧した前記第１冷媒を流通させる第１弁と、
前記第１圧縮機の下流側と前記第１弁との間の前記第１冷媒の圧力である第１圧力を検知する第１圧力検知装置と、
前記蒸発器における前記第１対象の温度である第１温度を検知する第１温度検知装置と、
前記第１圧縮機および前記第１弁を制御する制御装置と、
前記第１冷媒回路において前記第１熱交換器の下流側であって、前記第１弁の上流側に、前記第１冷媒を貯留するための受液器と、
前記第１冷媒回路と接続されて、前記第１冷媒を流通させる冷媒流路と、
を備え、
前記冷媒流路は、
前記第１冷媒を圧縮する第２圧縮機と、
前記第２圧縮機から吐出された前記第１冷媒を第５対象と熱交換させ、前記第１冷媒を凝縮させる第２熱交換器と、
前記第２熱交換器において凝縮した前記第１冷媒を減圧する第２弁と、
を有し、
前記受液器は、
前記第２弁の下流側に設けられ、
前記第２圧縮機は、
前記第１熱交換器と前記第２弁からの前記第１冷媒を圧縮し、
前記制御装置は、
前記第１圧縮機が停止しているときに、前記第１圧力が予め定められた第１閾値圧力以上であって、且つ、前記第１温度が予め定められた閾値温度以下である場合には、前記第１弁を開状態に制御する、冷凍サイクル装置。

【請求項8】

前記第１圧力検知装置は、前記受液器における前記第１圧力を検知する、請求項７に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項9】

前記第１圧縮機と前記第１熱交換器と前記受液器と前記第１弁と前記蒸発器とは、前記第１冷媒を流通させる第１冷媒配管によって接続され、
前記第１閾値圧力は、
前記第１圧縮機と前記第１熱交換器と前記受液器と前記第１弁と前記蒸発器と前記第１冷媒配管の各々の設計圧力未満であって、且つ、安全弁また破裂板が作動する圧力未満の圧力である、請求項３に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項10】

前記第１圧縮機と前記第１熱交換器と前記受液器と前記第１弁と前記蒸発器とは、前記第１冷媒を流通させる第１冷媒配管によって接続され、
前記第１閾値圧力は、
前記第１圧縮機と前記第１熱交換器と前記受液器と前記第１弁と前記蒸発器と前記第１冷媒配管の各々の設計圧力未満であって、且つ、安全弁また破裂板が作動する圧力未満の圧力である、請求項７または請求項８に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項11】

前記制御装置は、
前記第２圧縮機が運転を行えない状態にある場合には、前記第１圧縮機を停止させ、前記第１圧力が前記第１閾値圧力以上か否かを判定し、
前記第１圧力が前記第１閾値圧力以上であって、且つ、前記第１温度が前記閾値温度以下である場合には、前記第１弁を開状態に制御する、請求項１、２、７、８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項12】

前記閾値温度は、前記第１冷媒回路において前記第１冷媒が均圧状態にある場合の前記第１冷媒の凝縮温度よりも低い温度である、請求項１、２、７、８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項13】

前記閾値温度は、
前記第１圧縮機が停止した状態であって、且つ、前記第１弁が開状態である場合において前記蒸発器に流入する前記第１冷媒の量が前記蒸発器の容積を超えないよう設定されている、請求項１、２、７、８のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、二酸化炭素を冷媒とする冷凍サイクル装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

二酸化炭素（Ｒ７４４）を冷媒とする冷凍サイクル装置では、冷媒の圧力が例えば１０［ＭＰａ］などとなり、例えばフロンなどを冷媒とする場合に比べ、冷媒の圧力が高くなる。そのため、Ｒ７４４を冷媒とする冷凍サイクル装置における熱交換器、容器および冷媒配管等の部品には、高い耐圧性が求められる。また、このような冷凍サイクル装置には、設置環境下で冷媒の圧力が設計圧力を超えないようにするための各種構成要素が設けられる場合がある（例えば、特許文献１参照）。このような構成要素としては、冷媒回路における冷媒の圧力が高くなった際に、冷媒を外部へ放出するための安全弁などがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６４７２５２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、安全弁の作動によって、冷凍サイクル装置の外郭を形成する筐体内に大量のガス冷媒が溜まり、作業員などが、冷凍サイクル装置に対する作業時において、急激に大量のガス冷媒を浴びる可能性がある。また、冷媒の放出後には、冷媒の冷媒回路への再封入などの処理が必要となり、冷凍サイクル装置が運転を再開するまでに時間がかかる場合がある。

【0005】

本開示は、上記課題を解決するためになされたものであり、安全弁の作動前に冷媒の圧力を低減させることにより、冷凍サイクル装置の破損の抑制と、運転再開の迅速化と、安全性の向上とを図る冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係る冷凍サイクル装置は、二酸化炭素である第１冷媒を第１冷媒回路に循環させて、前記第１冷媒によって第１対象を冷却する冷凍サイクル装置であって、前記第１冷媒を圧縮する第１圧縮機と、前記第１圧縮機から吐出された前記第１冷媒を第２対象と熱交換させ、前記第１冷媒を冷却する第１熱交換器と、前記第１冷媒を前記第１対象と熱交換させる蒸発器と、前記第１冷媒回路において前記蒸発器の上流側に設けられ、開状態において前記第１冷媒を減圧して、前記蒸発器に減圧した前記第１冷媒を流通させる第１弁と、前記第１圧縮機の下流側と前記第１弁との間の前記第１冷媒の圧力である第１圧力を検知する第１圧力検知装置と、前記蒸発器における前記第１対象の温度である第１温度を検知する第１温度検知装置と、前記第１圧縮機および前記第１弁を制御する制御装置と、第２冷媒を循環させる第２冷媒回路と、を備え、前記第２対象は前記第２冷媒であって、前記第２冷媒回路は、前記第２冷媒を圧縮する第２圧縮機と、前記第２圧縮機から吐出された前記第２冷媒を第３対象と熱交換させ、前記第２冷媒を凝縮させる第２熱交換器と、前記第２熱交換器において凝縮した前記第２冷媒を減圧する第２弁と、前記第１熱交換器と、を有し、前記第１熱交換器は、前記第２弁で減圧された前記第２冷媒と、前記第１圧縮機から吐出された前記第１冷媒とを熱交換させ、前記第１冷媒を凝縮させると共に前記第２冷媒を蒸発させ、前記制御装置は、前記第１圧縮機が停止しているときに、前記第１圧力が予め定められた第１閾値圧力以上であって、且つ、前記第１温度が予め定められた閾値温度以下である場合には、前記第１弁を開状態に制御するものである。

【発明の効果】

【0007】

本開示に係る冷凍サイクル装置によれば、第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１対象の温度が閾値温度以下である場合には、制御装置が第１弁を開状態にし、第１冷媒を蒸発器に流通させる。これにより、受液器など、第１冷媒回路における第１冷媒の第１圧力が低減する。従って、安全弁の作動と冷凍サイクル装置の破損とが抑制される。安全弁の作動と冷凍サイクル装置の破損とが抑制されることにより、正常な冷媒分布への復旧後に冷凍サイクル装置は迅速に運転再開が可能となる。また、安全弁の作動の抑制により、第１冷媒の大気中への放出が抑制されるため、作業員または利用者等が第１冷媒を浴びることが抑制される。よって、安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の構成例を示す模式図である。

【図2】実施の形態１における制御装置のハードウェア構成を例示するブロック図である。

【図3】実施の形態１に係る冷凍サイクル装置による圧力調節処理の流れを例示するフローチャートである。

【図4】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の構成例を示す模式図である。

【図5】実施の形態２に係る冷凍サイクル装置による圧力調節処理の流れを例示するフローチャートである。

【図6】実施の形態３における利用側機器の構成例を示す模式図である。

【図7】実施の形態４における利用側機器の構成例を示す模式図である。

【図8】実施の形態５に係る冷凍サイクル装置の構成例を示す模式図である。

【図9】実施の形態５に係る冷凍サイクル装置による圧力調節処理の流れを例示するフローチャートである。

【図10】実施の形態６に係る冷凍サイクル装置の構成例を示す模式図である。

【図11】実施の形態６に係る冷凍サイクル装置による圧力調節処理の流れを例示するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照し、実施の形態に係る冷凍サイクル装置について詳述する。

【0010】

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の構成例を示す模式図である。冷凍サイクル装置１００は、第１冷媒によって、空気または水等の第１対象を、利用者の所望する温度に冷却するシステムである。第１冷媒は、二酸化炭素（Ｒ７４４）冷媒である。

【0011】

冷凍サイクル装置１００は、第１冷媒が循環する第１冷媒回路１と、第２冷媒が循環する第２冷媒回路２とを含む。第２冷媒は、Ｒ３２、Ｒ４１０Ａ、またはＲ４４８Ａ等の流通性の高いＨＦＣ冷媒であってもよいし、環境への問題が少ないＲ２９０またはＲ７１７等の自然冷媒であってもよい。なお、冷凍サイクル装置１００は、第２冷媒回路２を含まないものであってもよい。

【0012】

冷凍サイクル装置１００は、熱源機器３と利用側機器４とを備える。熱源機器３と利用側機器４は、第１冷媒配管５によって互いに接続されている。また、冷凍サイクル装置１００は制御装置６を備える。図１では、一点鎖線の四角によって、熱源機器３の外郭を形成する筐体を示し、当該筐体内に制御装置６が設置されている例を示すが、制御装置６は当該筐体の外部に設置されてもよい。制御装置６は、一部が熱源機器３に設けられ、残りの部分が利用側機器４に設けられてもよく、この場合には、熱源機器３における制御装置６の一部と、利用側機器４における制御装置６の残りの部分とが連携して動作してもよい。

【0013】

第１冷媒回路１は、第１冷媒配管５によって順次接続された、第１圧縮機１０と一次側熱交換器１１と冷媒間熱交換器１２と受液器１３と第１減圧弁１４と蒸発器１５と気液分離器１６とを有する。第１圧縮機１０と一次側熱交換器１１と冷媒間熱交換器１２と受液器１３と気液分離器１６は、熱源機器３の筐体内に配置される。

【0014】

第１減圧弁１４と蒸発器１５とは、図１において二点鎖線の四角によって示される、利用側機器４の外郭を形成する筐体の内部に配置される。ただし、第１減圧弁１４は、利用側機器４の筐体の外部に設けられてもよい。

【0015】

第２冷媒回路２は、第２冷媒配管７によって順次接続された、二次側圧縮機２０と二次側凝縮器２１と二次側減圧弁２２と冷媒間熱交換器１２とを有する。第２冷媒回路２は、熱源機器３の筐体内に配置される。

【0016】

第１圧縮機１０は、スクロール型、ロータリ型、レシプロ型、またはスクリュー型等の圧縮機であって、インバータによって容量が制御可能なインバータ圧縮機である。第１圧縮機１０は、第１冷媒配管５から第１冷媒を吸入し、吸入した第１冷媒を圧縮する。そして、第１圧縮機１０は、圧縮した第１冷媒を第１冷媒配管５に吐出する。

【0017】

一次側熱交換器１１は、空冷式でもよいし、水冷式でもよい。空冷式の一次側熱交換器１１としては、プレートフィンチューブ式熱交換器、または、パラレルフローコンデンサ等が挙げられる。水冷式の一次側熱交換器１１としては、シェルアンドチューブ式熱交換器、プレート式熱交換器、または二重管式熱交換器等が挙げられる。一次側熱交換器１１は、第１冷媒と空気または水とを熱交換させることによって、第１冷媒を冷却する。なお、冷凍サイクル装置１００は、一次側熱交換器１１を含まないものであってもよい。ただし、第１圧縮機１０から吐出された第１冷媒による冷媒間熱交換器１２への熱応力の低減のため、冷凍サイクル装置１００に一次側熱交換器１１が含まれることが望ましい。

【0018】

冷媒間熱交換器１２は、第１冷媒回路１に一次側熱交換器１１が設けられる場合には、当該一次側熱交換器１１の下流側に設けられる。冷媒間熱交換器１２は、例えばプレート式熱交換器であって、第１冷媒と第２冷媒とを熱交換させる。冷媒間熱交換器１２は、第１冷媒回路１においては凝縮器として機能し、第２冷媒回路２においては蒸発器として機能する。第１冷媒は、冷媒間熱交換器１２において第２冷媒に放熱して凝縮する。第２冷媒は、冷媒間熱交換器１２において第１冷媒から吸熱して蒸発する。冷媒間熱交換器１２は、第１熱交換器の例である。また、冷媒間熱交換器１２において第１冷媒と熱交換する第２冷媒は、第２対象の例である。冷凍サイクル装置１００に第２冷媒回路２が含まれない場合には、一次側熱交換器１１は、第１熱交換器の例であり、第１冷媒を水または空気との熱交換によって凝縮させる。この場合において一次側熱交換器１１で第１冷媒と熱交換する空気または水は、第２対象の例である。

【0019】

受液器１３は第１冷媒を収容する。なお、受液器１３は、季節変化または負荷変動等によって生じる第１冷媒の余剰分を収容するために設けられる。

【0020】

第１減圧弁１４は、電子膨張弁または温度膨張弁等である。第１減圧弁１４は、第１冷媒を減圧して膨張させる。第１減圧弁１４は、第１弁の例である。

【0021】

蒸発器１５は、プレートフィンチューブ式、シェルアンドチューブ式、またはプレート式等の熱交換器である。蒸発器１５は、第１減圧弁１４によって低圧状態にされた第１冷媒と、利用者が温度調節を所望する第１対象とを熱交換させ、第１対象を冷却する。第１冷媒は、蒸発器１５において第１対象から吸熱して蒸発する。

【0022】

気液分離器１６は、第１圧縮機１０が、第１冷媒を吸入する側の第１冷媒配管５から、液状の第１冷媒を吸入することを抑制するためのものである。以下では、液状の第１冷媒が第１圧縮機１０に流入することを液戻りと記載する場合ある。液戻りは、利用側機器４による負荷の変動によって生じ得る。あるいは、第１圧縮機１０の発停時において生じ得る。気液分離器１６は、液戻りの防止のため、第１冷媒回路１に含まれることが望ましいが、含まれなくともよい。

【0023】

第１冷媒回路１には、上述の他、油分離器、油分離器からの油戻り回路、逆止弁、サービス用の操作弁、サイトグラス、ストレーナ、ドライヤ、高圧開閉器などの安全装置、液状の第１冷媒の過冷却回路、および液ガス熱交換器等のうちの少なくともいずれかが設置されてもよい。また、第１冷媒回路１には、蒸発器１５の除霜のため、第１冷媒の流通方向を切り替える四方弁または三方弁等が設けられてもよい。

【0024】

二次側圧縮機２０は、スクロール型、ロータリ型、レシプロ型、またはスクリュー型等の圧縮機であって、インバータによって容量が制御可能なインバータ圧縮機である。二次側圧縮機２０は、第２冷媒配管７から第２冷媒を吸入し、吸入した第２冷媒を圧縮する。そして、二次側圧縮機２０は、圧縮した第２冷媒を第２冷媒配管７に吐出する。二次側圧縮機２０は、第２圧縮機の例である。

【0025】

二次側凝縮器２１は、空冷式でもよいし、水冷式でもよい。空冷式の二次側凝縮器２１としては、プレートフィンチューブ式熱交換器、または、パラレルフローコンデンサ等が挙げられる。水冷式の二次側凝縮器２１としては、シェルアンドチューブ式熱交換器、プレート式熱交換器、または二重管式熱交換器等が挙げられる。二次側凝縮器２１は、第２冷媒と、空気または水である第３対象とを熱交換させることによって、第２冷媒を冷却して凝縮させる。二次側凝縮器２１は、第２熱交換器の例である。なお、冷凍サイクル装置１００に第２冷媒回路２が含まれる場合には、一次側熱交換器１１において第１冷媒と熱交換する空気または水は第４対象の例である。

【0026】

二次側減圧弁２２は、電子膨張弁または温度膨張弁等である。二次側減圧弁２２は、第２冷媒を減圧して膨張させる。二次側減圧弁２２は、第２弁の例である。

【0027】

第２冷媒回路２には、上述の他、油分離器、油分離器からの油戻り回路、逆止弁、サービス用の操作弁、サイトグラス、ストレーナ、ドライヤ、各種センサ、高圧開閉器などの安全装置、および液ガス熱交換器等のうちの少なくともいずれかが設置されてもよい。また、第２冷媒回路２には、二次側圧縮機２０が第２冷媒を吸入する側の第２冷媒配管７に二次側気液分離器が設けられてもよい。

【0028】

制御装置６は、第１圧縮機１０、第１減圧弁１４、二次側圧縮機２０、および二次側減圧弁２２等を制御する。なお、制御装置６は、第１圧縮機１０、第１減圧弁１４、二次側圧縮機２０、および二次側減圧弁２２等の各構成要素と有線接続され、当該各構成要素に制御信号を送信し、当該各構成要素は、受信した当該制御信号に基づいて動作する。なお、制御装置６は、第１圧縮機１０、第１減圧弁１４、二次側圧縮機２０、および二次側減圧弁２２等のうちの少なくとも１つの構成要素を無線通信によって制御してもよい。

【0029】

さて、Ｒ７４４冷媒である第１冷媒が流通する第１冷媒回路１の設計圧力は、高圧部分と送液部分と低圧部分とで分けられる場合もあれば、第１冷媒回路１内で統一される場合もある。なお、高圧部分とは、第１冷媒回路１における、第１圧縮機１０から第１冷媒が吐出してから１回減圧されるまでの部分を指す。送液部分とは、吐出冷媒が１回減圧されてから第１冷媒回路１における第１減圧弁１４までの部分を指し、一般的に１回目の減圧は受液器１３の上流で行われる。低圧部分とは、第１冷媒回路１における、第１減圧弁１４から第１圧縮機１０までの部分を指す。設計圧力が、これらの部分毎に定められる場合であっても、第１冷媒回路１内の各部分で共通するよう定められる場合であっても、いずれの場合にも、客先の施工負荷の低減のためには、客先で施工され得る送液部分および低圧部分の設計圧力は下げられることが望ましい。そのため、送液部分および低圧部分の設計圧力と、高圧部分の設計圧力とが別個に定められる場合には、送液部分および低圧部分の設計圧力は高圧部分の設計圧力よりも低い圧力に設定される。例えば第２冷媒にＲ１２３４ｙｆ冷媒を用いる場合は、Ｆ級倉庫で使用される冷凍サイクル装置１００の最適ＣＯＰをもたらす第１冷媒の圧力が３．３[ＭＰａ]程度であり、送液部分および低圧部分の設計圧力は、第１冷媒を市場流通性および汎用性の高い例えばＲ４１０Ａ冷媒とする場合と同等の４．１５［ＭＰａ］、または、４．１５［ＭＰａ］より低い圧力に設定する場合がある。ここで、４．１５［ＭＰａ］におけるＲ７４４冷媒の飽和温度は７．７［℃］であるが、例えばＲ４１０Ａ冷媒など、他の冷媒の飽和温度に比べて低い。一方、外気などの温度は、夏だけではなく、春または秋などの中間期でさえ、７．７［℃］を超え得る。そのため、第１冷媒は、外気温度に相当する飽和温度になると、圧力が上述の設計圧力を超え得る。

【0030】

冷凍サイクル装置１００は、第２冷媒回路２を流れる第２冷媒によって、冷媒間熱交換器１２において第１冷媒を冷却させることができ、第１圧縮機１０から吐出される第１冷媒の圧力を設計圧力未満に維持することができる。しかし、第２冷媒回路２における構成要素の故障、または、第２冷媒の不足等の要因により、第１冷媒の圧力を下げることができない場合も生じ得る。この場合には、第１冷媒回路１に設けられた安全弁が作動し、第１冷媒が第１冷媒回路１の外部に放出される。なお、安全弁は、第１圧縮機１０の吐出側の第１冷媒配管５、受液器１３、不図示のアキュムレータ、受液器１３もしくは当該アキュムレータ近傍の第１冷媒配管５、弁と弁とで封止可能な範囲における第１冷媒配管５等のうち、１以上の箇所に設けられる。放出された第１冷媒は、熱源機器３の筐体内などに滞留する場合がある。そして、冷凍サイクル装置１００に対して作業を行う作業員が、滞留した多量の第１冷媒を急激に浴びる可能性がある。また、冷凍サイクル装置１００の運転の再開のためには、第１冷媒回路１内に第１冷媒を再封入する必要があるが、そのための真空引きなどの作業には、時間が必要になる。更に、安全弁は一度作動すると、交換なども含め、メンテナンスが必要になるため、冷凍サイクル装置１００の運転再開のためには時間がかかる。

【0031】

実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００は、第１冷媒の圧力が上昇しても、安全弁の作動前に、第１冷媒の圧力を設計圧力未満に抑えることによって、受液器１３および第１冷媒配管５等の、第１冷媒回路１を構成する部品の破損を抑制しながら、安全弁の作動を抑制する。これにより、冷凍サイクル装置１００は、運転再開の迅速化と、安全性の向上とを図る。以下、そのための冷凍サイクル装置１００の構成および機能等について説明する。

【0032】

第１冷媒回路１には、第１圧縮機１０の吐出側から第１減圧弁１４までの間において、第１冷媒の圧力である第１圧力を検知する第１圧力検知装置１７が設けられる。実施の形態１では、第１圧力検知装置１７は、第１圧縮機１０が第１冷媒を吐出する側の第１冷媒配管５に設けられる場合を例に挙げて説明する。なお、第１冷媒回路１には、第１圧力検知装置１７が複数設けられてもよい。この場合には、各第１圧力検知装置１７は、第１冷媒回路１の複数の箇所の各々に設けられる。蒸発器１５には、第１冷媒と熱交換する第１対象の温度である第１温度を検知する第１温度検知装置１８が設けられる。第１温度としては、例えば、冷蔵庫または冷凍庫の内部の温度が挙げられる。

【0033】

制御装置６は、第１圧力検知装置１７および第１温度検知装置１８と有線接続され、第１圧力検知装置１７および第１温度検知装置１８から検知結果を取得する。なお、制御装置６は、第１圧力検知装置１７および第１温度検知装置１８の両方または一方から、無線通信によって検知結果を取得してもよい。

【0034】

制御装置６は、第１圧力検知装置１７が検知した第１圧力が第１閾値圧力以上か否かを判定する。なお、第１閾値圧力は、第１冷媒回路１の各構成要素の設計圧力未満であると共に、不図示の安全弁また破裂板が作動する圧力未満の圧力である。

【0035】

制御装置６は、第１圧力が第１閾値圧力以上である場合には、第１温度検知装置１８が検知した第１温度が閾値温度以下であるか否かを判定する。制御装置６は、第１温度が閾値温度以下である場合には、第１減圧弁１４を開状態に制御する。なお、開状態は、例えば、全開の状態である。制御装置６が第１減圧弁１４を開状態に制御することにより、第１冷媒は、第１減圧弁１４において減圧され、蒸発器１５に流入する。

【0036】

ここで、閾値温度は、蒸発器１５の容積に基づいて、例えば実験などによって設定される。具体的には、閾値温度は、第１圧縮機１０が停止した状態であって、且つ、第１減圧弁１４が開状態である場合において蒸発器１５に流入する第１冷媒の量が蒸発器１５の容積を超えないよう設定される。また、閾値温度は、一次側熱交換器１１において第１冷媒と熱交換する水または空気の温度に基づいて設定される。以下では、一次側熱交換器１１における水または空気を決定用対象と記載する場合もある。実施の形態１における閾値温度の設定では、決定用対象の温度を、想定される最高の温度、あるいは、実験における最高の温度とする。決定用対象が空気である場合には、当該最高の温度として例えば４３［℃］が挙げられる。決定用対象の温度は、第２冷媒回路２における第２冷媒の温度に基づいて定められてもよい。以下、閾値温度の設定例について詳細に説明する。

【0037】

第１圧縮機１０が停止し、第１減圧弁１４が開状態になると、第１冷媒が第１冷媒回路１内で平衡状態となり、熱源機器３内の第１冷媒の圧力と、利用側機器４内の第１冷媒の圧力とが均一になる。第１冷媒が均圧状態にある場合には、一次側熱交換器１１における決定用対象の温度と、蒸発器１５における第１対象の第１温度とによって、第１冷媒回路１における第１冷媒の量の分布、すなわち、熱源機器３と蒸発器１５の各々における第１冷媒の量が定まる。なお、当該第１冷媒の量は、第１冷媒が占める体積に対応する。上述したように、閾値温度の設定では、決定用対象の温度が上記最高の温度として定められているため、蒸発器１５内の第１冷媒の量は第１温度に基づいて定まる。すなわち、蒸発器１５内の第１冷媒の体積と、第１温度とは対応関係を有する。

【0038】

ここで、第１冷媒の温度が、第１冷媒の凝縮温度よりも低い状態では、第１冷媒回路１において温度が高い部位ほど、同一の圧力における第１冷媒の液占有比率が大きくなる。すなわち、第１冷媒の温度が凝縮温度よりも低い状態では、第１冷媒回路１における温度が高い部位での、液状の第１冷媒が占める体積が大きくなる。一方、第１冷媒の温度が凝縮温度より高くなると、第１冷媒回路１の容積が一定である中、第１冷媒の体積が増加し、結果的に第１冷媒回路１内における第１冷媒の圧力が高くなる。実施の形態１では、蒸発器１５内での第１冷媒の上昇の抑制のため、閾値温度を第１冷媒の凝縮温度以下とする。

【0039】

更に、蒸発器１５内に液状の第１冷媒を収容するためには、第１温度は、蒸発器１５の容積と等しい液状の第１冷媒の体積と対応する温度以下である必要がある。ただし、蒸発器１５には裕度を持たせることが望ましいため、Ｘを０より大きく１以下の数とすると、第１温度は、当該Ｘと、蒸発器１５の容積との積に等しい第１冷媒の体積に対応する温度以下である必要がある。例えば、Ｘを０．８とすると、蒸発器１５の第１冷媒の収容許容量は、蒸発器１５の容積の８割の量までであって、第１温度は、蒸発器１５の容積の８割の第１冷媒の量に対応する温度以下である必要がある。一方、Ｘを１とする場合には、蒸発器１５の第１冷媒の収容許容量は、蒸発器１５の容積の量までであって、第１温度は、蒸発器１５の容積の第１冷媒の量に対応する温度以下である必要がある。従って、閾値温度は、第１冷媒の凝縮温度以下であって、且つ、蒸発器１５の容積と等しい液状の第１冷媒の体積と上記Ｘとの積に対応する温度以下に設定される。

【0040】

ここでは、閾値温度を一次側熱交換器１１において第１冷媒と熱交換する決定用対象の温度を定めることにより設定する例を示したが、閾値温度は、二次側凝縮器２１における第３対象の温度を定めることにより設定されてもよい。

【0041】

制御装置６は、第１圧力が第１閾値圧力以上か否かを随時判定してもよいが、第２冷媒回路２に異常が発生し、二次側圧縮機２０が運転できない場合において、第１圧力が第１閾値圧力以上か否かの判定を行ってもよい。第２冷媒回路２に異常が発生した場合とは、例えば、高圧圧力開閉器が作動した場合、または、二次側圧縮機２０のモータが故障した場合等が挙げられ、この場合には過電流が検知される。制御装置６は、高圧開閉器の作動入力、または、過電流が検知されたか等を判定することによって、二次側圧縮機２０が運転を行えるか否かを判定できる。制御装置６は、第１圧縮機１０が運転している場合において、二次側圧縮機２０を運転させるためのスイッチがオンになっていない場合には、二次側圧縮機２０に運転を開始させるものとするが、二次側圧縮機２０の運転開始と共に、または、二次側圧縮機２０の運転開始に代え、第１圧力が第１閾値圧力以上か否かの判定を行ってもよい。

【0042】

制御装置６は、二次側圧縮機２０が冷媒間熱交換器１２において第２冷媒の蒸発温度を目標蒸発温度にするための冷凍能力を発揮できているかを判定し、当該冷凍能力が発揮できていない場合には、第１圧力が第１閾値圧力以下か否かを判定してもよい。なお、目標蒸発温度は、第１圧力を、設計圧力未満であって、安全弁等が作動する圧力未満とするための、冷媒間熱交換器１２における第２冷媒の目標の蒸発温度である。制御装置６は、第１圧力検知装置１７が検知した第１圧力に基づいて当該目標蒸発温度を決定する。あるいは、第１圧縮機１０が第１冷媒を吐出する側の第１冷媒配管５に第１冷媒の温度を検知するための不図示の第２温度検知装置が設けられてもよく、制御装置６は、第１圧力に代え、または、第１圧力と共に、第２温度検知装置による検知結果に基づいて当該目標蒸発温度を決定してもよい。以下では、二次側圧縮機２０が第２冷媒の蒸発温度を目標蒸発温度にするための冷凍能力を必要冷凍能力と記載する場合もある。必要冷凍能力が得られない場合とは、例えば、第２冷媒の漏洩、または、二次側圧縮機２０もしくは二次側減圧弁２２等の故障などによって起こり得る。制御装置６は、以下のようにして二次側圧縮機２０が必要冷凍能力を発揮しているかを判定する。冷媒間熱交換器１２からの第２冷媒の出口側の第２冷媒配管７に、第２冷媒の圧力を検知する不図示の圧力検知装置が設けられ、制御装置６は、圧力検知装置による検知結果に基づいて、二次側圧縮機２０が必要冷凍能力を発揮しているかを判定する。あるいは、冷媒間熱交換器１２からの第２冷媒の出口側の第２冷媒配管７に、第２冷媒の温度を検知する不図示の第３温度検知装置が設けられ、制御装置６は、当該第３温度検知装置による検知結果に基づいて、二次側圧縮機２０が必要冷凍能力を発揮しているかを判定してもよい。

【0043】

以下、実施の形態１における制御装置６のハードウェア構成について図２を参照して説明する。図２は、実施の形態１における制御装置６のハードウェア構成を例示するブロック図である。制御装置６は、例えば、互いにバス６０によって接続された、プロセッサ６１とメモリ６２と入力インターフェース回路６３と出力インターフェース回路６４とによって構成可能である。プロセッサ６１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）等である。メモリ６２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）またはＲＡＭ（Random Access Memory）等である。

【0044】

制御装置６による第１圧力検知装置１７および第１温度検知装置１８の各々から検知結果を取得する機能は、入力インターフェース回路６３によって実現可能である。なお、制御装置６は、無線通信によって第１圧力検知装置１７および第１温度検知装置１８の両方または一方から検知結果を取得してもよく、この場合には、制御装置６には、入力インターフェース回路６３に代え、または、入力インターフェース回路６３と共に、無線通信インターフェース回路が含まれる。

【0045】

制御装置６が第１圧力検知装置１７および第１温度検知装置１８の各々からの検知結果等に基づいて処理を行う機能は、プロセッサ６１がメモリ６２に記憶されている各種プログラムおよびデータ等を読み出して実行することにより実現できる。制御装置６が第１圧縮機１０および第１減圧弁１４等の構成要素を制御する機能は、当該構成要素に有線接続された出力インターフェース回路６４と、プロセッサ６１と、メモリ６２とによって実現可能である。なお、制御装置６は、無線通信によって当該構成要素を制御してもよく、この場合には、制御装置６には、出力インターフェース回路６４に代え、または、出力インターフェース回路６４と共に、無線通信インターフェース回路が含まれる。

【0046】

制御装置６の全部または一部の機能は、上述の他、ＣＰＬＤ（Complex Programmable Logic Device）またはＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等、専用のハードウェアによって実現してもよい。

【0047】

以下、図３を参照し、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００による、第１冷媒の圧力の調節処理の流れについて説明する。図３は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００による圧力調節処理の流れを例示するフローチャートである。なお、図３のステップＳ１以前に、第１圧縮機１０は運転を開始しているものとする。

【0048】

ステップＳ１において制御装置６は、二次側圧縮機２０が運転を行っているか否かを判定する。二次側圧縮機２０が運転を行っている場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ４に移す。二次側圧縮機２０が運転を行っていない場合には（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ２において制御装置６は、第２冷媒回路２に異常が発生し、二次側圧縮機２０が運転できない状態にあるか否かを判定する。二次側圧縮機２０が運転できない状態にある場合には（ステップＳ２：ＹＥＳ）、冷凍サイクル装置１００は、処理をステップＳ５に移す。

【0049】

二次側圧縮機２０が運転できる状態にある場合には（ステップＳ２：ＮＯ）、ステップＳ３において制御装置６は、二次側圧縮機２０に運転を開始させる。ステップＳ３の処理後、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ４に移す。ステップＳ４において制御装置６は、二次側圧縮機２０が必要冷凍能力を発揮しているか否かを判定する。二次側圧縮機２０が必要冷凍能力を発揮していない場合には（ステップＳ４：ＮＯ）、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ６に移す。二次側圧縮機２０が必要冷凍能力を発揮している場合には（ステップＳ４：ＹＥＳ）、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ１に戻す。この場合には、冷凍サイクル装置１００は、予め定められた第１周期時間が経過した後に、ステップＳ４からステップＳ１に処理を戻してもよい。

【0050】

ステップＳ５において制御装置６は、第１圧縮機１０を停止させる。ステップＳ５の処理後、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ６に移す。ステップＳ６において制御装置６は、第１圧力が第１閾値圧力以上か否かを判定する。第１圧力が第１閾値圧力未満である場合には（ステップＳ６：ＮＯ）、冷凍サイクル装置１００は、処理をステップＳ６に戻す。この場合には、冷凍サイクル装置１００は、予め定められた第２周期時間が経過した後に、ステップＳ６に処理を戻してもよい。なお、第２周期時間は第１周期時間以下とするが、第１周期時間より長くともよい。冷凍サイクル装置１００は、第１圧力が第１閾値圧力未満である場合において、ステップＳ６に代え、ステップＳ１に処理を戻してもよい。

【0051】

第１圧力が第１閾値圧力以上である場合には（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ステップＳ７において制御装置６は、第１温度検知装置１８が検知した第１温度が閾値温度以下か否かを判定する。第１温度が閾値温度以下ではない場合には（ステップＳ７：ＮＯ）、冷凍サイクル装置１００は圧力調節処理を終了する。なお、冷凍サイクル装置１００には警報装置が設けられてもよく、制御装置６は、第１温度が閾値温度以下でない場合には、安全弁等の作動によって第１冷媒が第１冷媒回路１から放出される可能性があることを利用者に警告するよう当該警報装置を制御してもよい。制御装置６は、第１温度が閾値温度以下ではない場合であって、第１圧縮機１０が運転を行っている場合には、第１圧縮機１０を停止させてもよい。

【0052】

第１温度が閾値温度以下である場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ステップＳ８において制御装置６は、第１減圧弁１４を開状態に制御する。このとき、制御装置６は、第１圧縮機１０が運転を行っている場合には、第１圧縮機１０を停止させてもよい。なお、第１冷媒回路１には第１減圧弁１４以外の弁が含まれてもよく、この場合には、制御装置６は、第１温度が閾値温度以下である場合において、第１冷媒回路１の全ての弁を開状態に制御する。ステップＳ８の処理後、冷凍サイクル装置１００は圧力調節処理を終了する。

【0053】

ここで、ステップＳ８の処理後、蒸発器１５において第１対象が第１冷媒によって加熱されることにより、第１温度が上昇する。すると、蒸発器１５における第１冷媒の温度も時間の経過と共に上昇する。これにより、蒸発器１５内の第１冷媒の圧力が時間の経過と共に上昇し、蒸発器１５の設計圧力を超える虞がある。このような事態を防ぐため、蒸発器１５の容積は、作業員が到着するまでに想定される時間に基づいて決定されてもよい。閾値温度は、上述したように、蒸発器１５の容積に基づいて決定されるが、蒸発器１５の容積が小さいほど低くなる。

【0054】

なお、ステップＳ８の処理が行われた後であって、冷凍サイクル装置１００のメンテナンス後において冷凍サイクル装置１００が運転を再開する場合には、蒸発器１５から多量の液状の第１冷媒が熱源機器３に流入する可能性がある。当該液状の第１冷媒の量は、気液分離器１６で分離できない量である可能性がある。冷凍サイクル装置１００は、運転再開時における第１圧縮機１０への液戻りの防止のため、以下の処理を行う。制御装置６は、第１減圧弁１４を閉状態にし、予め定められた最低の運転周波数で運転するよう第１圧縮機１０を制御して、第１冷媒を第１圧縮機１０に流通させる。実施の形態１における気液分離器１６の容積は、第１圧縮機１０が当該最低の運転周波数で運転する際に、第１圧縮機１０に液状の第１冷媒が流入しないよう定められているものとする。あるいは、第１圧縮機１０と蒸発器１５との間に、第１冷媒を蒸発させるための不図示の液ガス熱交換器が設けられてもよい。第１冷媒回路１には、第１冷媒の流通方向を変化させる不図示の四方弁などの流路切替装置が設けられてもよい。制御装置６は、運転再開時に先立ち、当該流路切替装置を制御して、第１冷媒の流通方向を冷凍運転時の流通方向とは逆にし、受液器１３に第１冷媒を回収させ、その後、冷凍サイクル装置１００は、冷凍運転を再開してもよい。

【0055】

以上、実施の形態１では、二次側圧縮機２０に不具合がある場合に（ステップＳ２：ＹＥＳ）、第１圧縮機１０を停止させて、第１圧力が第１閾値圧力以上（ステップＳ６：ＹＥＳ）、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合に（ステップＳ７：ＹＥＳ）、第１減圧弁１４を開状態にして蒸発器１５に液状の第１冷媒を流入させ、第１冷媒を第１対象と熱交換させることによって、第１冷媒の圧力を低下させる制御内容について説明した。しかし、第１温度が閾値温度より高い場合には、第１冷媒回路１における第１冷媒配管５および受液器１３等の保護のため、安全弁が作動し、第１冷媒の圧力を低減させることもある。

【0056】

実施の形態２．
以下、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００について詳述する。なお、実施の形態２では、実施の形態１における構成要素と同様の構成要素に対し、同一の符号を付すものとする。また、実施の形態２において、実施の形態１における構成と同様の構成、および、実施の形態１における機能と同様の機能等については、特段の事情がない限り説明を省略する。

【0057】

図４は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００の構成例を示す模式図である。実施の形態２における第１冷媒回路１は、第１冷媒配管５によって順次接続された、第１圧縮機１０と低段側熱交換器１１Ａと受液器１３と第１減圧弁１４と蒸発器１５と気液分離器１６とを有する。第１圧縮機１０と受液器１３と第１減圧弁１４と蒸発器１５と気液分離器１６の各々は、実施の形態１と同様の構成である。第１圧縮機１０と低段側熱交換器１１Ａと受液器１３と気液分離器１６とは、熱源機器３の外郭を形成する筐体内に設けられる。なお、図４においても、熱源機器３の筐体を一点鎖線の四角によって示す。第１減圧弁１４と蒸発器１５とは、実施の形態１と同様に、利用側機器４の筐体内に設けられる。なお、図４においても、利用側機器４の筐体を二点鎖線の四角によって示す。第１減圧弁１４は、利用側機器４の筐体外に設けられてもよい。図４においても、制御装置６が熱源機器３の筐体内に設けられる例を示すが、制御装置６は、利用側機器４の筐体内に設けられてもよいし、一部が熱源機器３に設けられ、残りの部分が利用側機器４に設けられてもよい。

【0058】

低段側熱交換器１１Ａは、空冷式であっても、水冷式であってもよい。空冷式の低段側熱交換器１１Ａは、例えば、プレートフィンチューブ式熱交換器などである。水冷式の低段側熱交換器１１Ａは、シェルアンドチューブ式熱交換器、プレート式熱交換器、または二重管式熱交換器等である。低段側熱交換器１１Ａは、第１熱交換器の例である。また、低段側熱交換器１１Ａにおいて第１冷媒を冷却する空気または水等は、第２対象の例である。

【0059】

実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００は、第２冷媒回路２に代え、冷媒流路８を含む。冷媒流路８は、第１冷媒回路１と繋がり、第１冷媒を流通させる。冷媒流路８は、第１冷媒配管５によって順次接続された、高段側圧縮機２０Ａと高段側凝縮器２１Ａと高段側減圧弁２２Ａと受液器１３とを有する。冷媒流路８は、熱源機器３の外郭を形成する筐体内に配置される。

【0060】

高段側圧縮機２０Ａは、スクロール型、ロータリ型、レシプロ型、またはスクリュー型等の圧縮機であって、インバータによって容量が制御可能なインバータ圧縮機である。高段側圧縮機２０Ａは、低段側熱交換器１１Ａからの第１冷媒と、後述する高段側減圧弁２２Ａからの第１冷媒とを圧縮する。高段側圧縮機２０Ａは、第２圧縮機の例である。

【0061】

高段側凝縮器２１Ａは、空冷式の凝縮器でもよいし、水冷式の凝縮器でもよい。空冷式の高段側凝縮器２１Ａとしては、プレートフィンチューブ式熱交換器、または、パラレルフローコンデンサ等が挙げられる。水冷式の高段側凝縮器２１Ａとしては、シェルアンドチューブ式熱交換器、プレート式熱交換器、または二重管式熱交換器等が挙げられる。高段側凝縮器２１Ａは、第２冷媒と、空気または水等である第５対象とを熱交換させることによって、第２冷媒を冷却して凝縮させる。なお、高段側圧縮機２０Ａから吐出されたガス状の第１冷媒は臨界状態になっていることがあり、高段側凝縮器２１Ａにおいて第１冷媒は、臨界状態で第５対象により熱を奪われる。高段側凝縮器２１Ａが空冷式である場合などには、第１冷媒を冷却するための不図示の散水装置が設置されてもよい。高段側凝縮器２１Ａは、第２熱交換器の例である。

【0062】

高段側減圧弁２２Ａは、電子膨張弁または温度膨張弁等である。高段側減圧弁２２Ａは、第２弁の例である。高段側減圧弁２２Ａは、第１冷媒が液化するまで減圧する。高段側減圧弁２２Ａによる減圧後の第１冷媒は二相状態となる。当該二相のうち飽和ガスである第１冷媒は、低段側熱交換器１１Ａから流出した第１冷媒のうちのガス状の第１冷媒と混合し、混合後のガス状の第１冷媒は高段側圧縮機２０Ａに吸い込まれる。

【0063】

高段側減圧弁２２Ａによる減圧後の第１冷媒のうち飽和液である第１冷媒と、低段側熱交換器１１Ａから流出した第１冷媒のうちの液状の第１冷媒とは、受液器１３に貯留される。なお、受液器１３は、低段側熱交換器１１Ａと高段側減圧弁２２Ａの下流側であって、第１減圧弁１４の上流側に配置されている。

【0064】

実施の形態２における第１冷媒回路１および冷媒流路８の両方または一方には、上述の他、油分離器、油分離器からの油戻り回路、逆止弁、サービス用の操作弁、サイトグラス、ストレーナ、ドライヤ、および高圧開閉器などの安全装置等のうちの少なくともいずれかが設置されてもよい。また、第１冷媒回路１には、蒸発器１５の除霜のため、第１冷媒の流通方向を切り替える四方弁または三方弁等が設けられてもよい。

【0065】

実施の形態２では、熱源機器３から飽和液の第１冷媒が流出する。すると、熱源機器３と利用側機器４とを接続する第１冷媒配管５における第１冷媒の圧力損失により、第１減圧弁１４の上流側においてフラッシュガスが発生する可能性がある。このため、冷凍サイクル装置１００は、不図示の過冷却熱交器または液ガス熱交換器等を含んでもよい。

【0066】

制御装置６は、実施の形態１と同様に第１圧縮機１０および第１減圧弁１４等を制御すると共に、高段側圧縮機２０Ａおよび高段側減圧弁２２Ａを制御する。制御装置６は、高段側圧縮機２０Ａおよび高段側減圧弁２２Ａ等の各構成要素と有線接続され、当該各構成要素に制御信号を送信し、当該各構成要素は、受信した当該制御信号に基づいて動作する。なお、制御装置６は、高段側圧縮機２０Ａおよび高段側減圧弁２２Ａ等のうちの少なくとも１つの構成要素を無線通信によって制御してもよい。

【0067】

実施の形態２では、実施の形態１と同様に、第１冷媒回路１に第１圧力検知装置１７が設けられて、第１圧力検知装置１７は第１圧力を検知する。また、蒸発器１５に第１温度検知装置１８が設けられて、第１温度検知装置１８は第１温度を検知する。制御装置６は、実施の形態１と同様に、第１圧力検知装置１７および第１温度検知装置１８から検知結果を取得する。そして、制御装置６は、第１圧力検知装置１７が検知した第１圧力が第１閾値圧力以上である場合であって、第１温度検知装置１８が検知した第１温度が閾値温度以下である場合には、第１減圧弁１４を開状態にする。なお、実施の形態２における閾値温度は、実施の形態１と同様、第１冷媒の凝縮温度以下である。ここで、実施の形態１における閾値温度は、一次側熱交換器１１における決定用対象の温度を定めることにより設定されたが、実施の形態２における閾値温度は、低段側熱交換器１１Ａにおける水もしくは空気、または、高段側凝縮器２１Ａにおける第５対象を定めることによって設定される。

【0068】

実施の形態２における制御装置６は、第１圧力が第１閾値圧力以上か否かを随時判定してもよいが、高段側圧縮機２０Ａが運転を行えない状態にある場合において、第１圧力が第１閾値圧力以上か否かの判定を行ってもよい。制御装置６は、過電流が検知されたか否かを判定することなどによって、高段側圧縮機２０Ａが運転を行えない状態にあるか否かを判定できる。なお、当該過電流は、高圧圧力開閉器が作動した場合、または、高段側圧縮機２０Ａのモータが故障した場合等に生じる。制御装置６は、第１圧縮機１０が運転している場合において、高段側圧縮機２０Ａを運転させるためのスイッチがオンになっていない場合には、高段側圧縮機２０Ａに運転を開始させるものとするが、高段側圧縮機２０Ａの運転開始と共に、または、高段側圧縮機２０Ａの運転開始に代え、第１圧力が第１閾値圧力以上か否かの判定を行ってもよい。

【0069】

実施の形態２の制御装置６のハードウェア構成は、実施の形態１と同様に、図２によって例示される。また、実施の形態２の制御装置６のハードウェア構成の内容は、図２を参照して説明した実施の形態１の制御装置６のハードウェア構成の内容と同様である。

【0070】

以下、図５を参照し、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００による、第１冷媒の圧力の調節処理の流れについて説明する。図５は、実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００による圧力調節処理の流れを例示するフローチャートである。なお、図５のステップＳ１１以前に、第１圧縮機１０は運転を開始しているものとする。

【0071】

ステップＳ１１において制御装置６は、高段側圧縮機２０Ａが運転を行っているか否かを判定する。高段側圧縮機２０Ａが運転を行っている場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ１１に戻す。冷凍サイクル装置１００は、第１周期時間が経過した後に、ステップＳ１１に処理を戻してもよい。

【0072】

高段側圧縮機２０Ａが運転を行っていない場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、ステップＳ１２において制御装置６は、高段側圧縮機２０Ａが運転できない状態にあるか否かを判定する。高段側圧縮機２０Ａが運転できない状態にある場合には（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ１４に移す。高段側圧縮機２０Ａが運転を行える状態にある場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３において制御装置６は、高段側圧縮機２０Ａに運転を開始させる。ステップＳ１３の処理後、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ１１に戻す。このとき、冷凍サイクル装置１００は、第１周期時間が経過した後に、ステップＳ１１に処理を戻してもよい。なお、冷凍サイクル装置１００は、ステップＳ１３の処理後、ステップＳ１１に代えて、ステップＳ１５に処理を移してもよい。

【0073】

ステップＳ１４～ステップＳ１７の処理は、上記ステップＳ５～ステップＳ８の処理と同様である。また、ステップＳ１７の処理後であって冷凍サイクル装置１００のメンテナンス後における運転再開時の冷凍サイクル装置１００の処理も、上述の実施の形態１における運転再開時の冷凍サイクル装置１００の処理と同様である。実施の形態２における気液分離器１６の容積も、実施の形態１と同様、第１圧縮機１０が最低の運転周波数で運転する際に、第１圧縮機１０に液状の第１冷媒が流入しないよう定められていてもよい。あるいは、実施の形態２においても第１圧縮機１０と蒸発器１５との間に、第１冷媒を蒸発させるための不図示の液ガス熱交換器が設けられてもよい。また、第１冷媒回路１には、実施の形態１と同様に、流路切替装置が設けられてもよい。そして、制御装置６は、運転再開時に先立ち、当該流路切替装置を制御して、第１冷媒の流通方向を冷凍運転時の流通方向とは逆にし、受液器１３に第１冷媒を回収させ、その後、冷凍サイクル装置１００が運転を再開してもよい。

【0074】

実施の形態３．
以下、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００について詳述する。なお、実施の形態３では、実施の形態１～実施の形態２における構成要素と同様の構成要素に対し、同一の符号を付すものとする。また、実施の形態３において、実施の形態１～実施の形態２における構成と同様の構成、および、実施の形態１～実施の形態２における機能と同様の機能等については、特段の事情がない限り説明を省略する。

【0075】

図６は、実施の形態３における利用側機器４の構成例を示す模式図である。なお、実施の形態３に係る冷凍サイクル装置１００の構成は、利用側機器４以外、実施の形態１～実施の形態２と同様である。実施の形態３の第１冷媒回路１は、受液器１３から流出した第１冷媒が第１減圧弁１４を迂回するためのバイパス路１Ａを含む。バイパス路１Ａには、第１開閉弁１４Ａが設けられている。第１開閉弁１４Ａは、電子膨張弁、温度膨張弁、または電磁弁等である。第１開閉弁１４Ａは、開状態において、受液器１３から蒸発器１５へ第１冷媒を流通させ、閉状態において、受液器１３から蒸発器１５への第１冷媒の流通を遮断する。第１開閉弁１４Ａは、第１弁の例である。

【0076】

なお、図６では、利用側機器４の筐体内に第１減圧弁１４とバイパス路１Ａと第１開閉弁１４Ａとが配置された例が示されるが、第１減圧弁１４とバイパス路１Ａと第１開閉弁１４Ａは、利用側機器４の外部に配置されてもよい。あるいは、第１減圧弁１４が利用側機器４の筐体内に配置され、バイパス路１Ａの一部が利用側機器４の筐体内に配置されてもよい。この場合には、第１開閉弁１４Ａは、利用側機器４の筐体内に配置されてもよいし、利用側機器４の外部に配置されてもよい。

【0077】

実施の形態３における制御装置６は、第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合には、第１減圧弁１４を開状態に制御することに代え、または、第１減圧弁１４を開状態に制御する共に、第１開閉弁１４Ａを開状態に制御する。これにより、例えば、第１減圧弁１４の不具合などにより第１減圧弁１４を介して蒸発器１５に第１冷媒が流通しない場合であっても、第１冷媒を蒸発器１５に移行させることができる。従って、第１冷媒回路１における第１冷媒の圧力の上昇を抑えることができる。

【0078】

実施の形態４．
以下、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００について詳述する。なお、実施の形態４では、実施の形態１～実施の形態３における構成要素と同様の構成要素に対し、同一の符号を付すものとする。また、実施の形態４において、実施の形態１～実施の形態３における構成と同様の構成、および、実施の形態１～実施の形態３における機能と同様の機能等については、特段の事情がない限り説明を省略する。

【0079】

図７は、実施の形態４における利用側機器４の構成例を示す模式図である。なお、実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００の構成は、利用側機器４以外、実施の形態１～実施の形態３と同様である。図７では、第１冷媒回路１にバイパス路１Ａが含まれない場合を示しているが、実施の形態４の第１冷媒回路１には、バイパス路１Ａが含まれてもよい。実施の形態４の冷凍サイクル装置１００は、第２開閉弁１４Ｂを更に備える。第２開閉弁１４Ｂは、例えば電磁弁などである。第２開閉弁１４Ｂは、第１減圧弁１４の上流側の第１冷媒回路１に設けられ、開状態で第１冷媒を蒸発器１５に流通させ、閉状態で第１冷媒の流通を遮断する。第２開閉弁１４Ｂは、第３弁の例である。

【0080】

なお、図７では、利用側機器４の筐体内に第１減圧弁１４と第２開閉弁１４Ｂとが配置された例が示されるが、第１減圧弁１４と第２開閉弁１４Ｂは、利用側機器４の外部に配置されてもよい。あるいは、第１減圧弁１４が利用側機器４の筐体内に配置され、第２開閉弁１４Ｂが利用側機器４の外部に配置されてもよい。

【0081】

第１冷媒回路１が上記バイパス路１Ａを含む場合には、バイパス路１Ａは、第１冷媒に、第１減圧弁１４と第２開閉弁１４Ｂとを迂回させる経路であってもよい。あるいは、バイパス路１Ａは、第１冷媒に第１減圧弁１４のみを迂回させる経路であってもよく、第２開閉弁１４Ｂは、第１減圧弁１４と第１開閉弁１４Ａの上流側に設けられてもよい。すなわち、第２開閉弁１４Ｂは、受液器１３から流出した第１冷媒がバイパス路１Ａに流入する位置の上流側に設けられてもよい。

【0082】

制御装置６は、第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合には、第２開閉弁１４Ｂを開状態に制御する。

【0083】

以下、実施の形態１～実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００による効果について述べる。実施の形態１～実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００は、二酸化炭素である第１冷媒を第１冷媒回路１に循環させて、第１冷媒によって第１対象を冷却するものである。冷凍サイクル装置１００は、第１圧縮機１０と第１熱交換器と蒸発器１５と第１弁と第１圧力検知装置１７と第１温度検知装置１８と制御装置６とを備える。第１圧縮機１０は、第１冷媒を圧縮して吐出する。第１熱交換器は、第１圧縮機１０から吐出された第１冷媒を第２対象と熱交換させ、第１冷媒を冷却する。蒸発器１５は、第１冷媒を第１対象と熱交換させる。第１弁は、第１冷媒回路１において蒸発器１５の上流側に設けられ、開状態において、第１冷媒を減圧して、蒸発器１５に減圧した第１冷媒を流通させる。第１圧力検知装置１７は、第１圧縮機１０の下流側と第１弁との間の第１冷媒の圧力である第１圧力を検知する。第１温度検知装置１８は、蒸発器１５における第１対象の温度である第１温度を検知する。制御装置６は、第１圧縮機１０および第１弁を制御する。制御装置６は、第１圧力が予め定められた第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が予め定められた閾値温度以下である場合には、第１弁を開状態に制御する。

【0084】

上記構成によれば、第１圧力が第１閾値圧力以上であって、第１温度が閾値温度以下である場合において制御装置６が第１弁を開状態に制御するため、第１冷媒は蒸発器１５に流入する。第１温度は閾値温度以下であり、蒸発器１５において第１冷媒が第１対象と熱交換することにより、第１冷媒回路１における第１冷媒の第１圧力は、第１弁が閉状態であって蒸発器１５に第１冷媒が流入しない場合に比べて低減される。従って、安全弁の作動が抑制されると共に、第１冷媒回路１における構成要素の破損が抑制される。また、安全弁の作動が抑制されることから、第１冷媒の放出が抑制されるため、作業員または利用者等が、第１冷媒を急激に浴びることが抑制される。よって、安全性が向上する。

【0085】

実施の形態１～実施の形態４における閾値温度は、第１冷媒回路１において第１冷媒が均圧状態にある場合の第１冷媒の凝縮温度よりも低い温度である。第１冷媒は、実施の形態１では、一次側熱交換器１１または冷媒間熱交換器１２において凝縮し、実施の形態２では、高段側凝縮器２１Ａで凝縮するが、閾値温度を第１冷媒の凝縮温度よりも低いものとすることにより、第１冷媒は蒸発器１５において更に冷却される。このため、冷凍サイクル装置１００は、第１圧力を更に低減できる。従って、冷凍サイクル装置１００は、第１冷媒回路１における構成要素の破損、または、安全弁の作動を抑制することができる。

【0086】

実施の形態１～実施の形態４における閾値温度は、第１圧縮機１０が停止した状態であって、且つ、第１弁が開状態である場合において蒸発器１５に流入する第１冷媒の量が蒸発器１５の容積を超えないよう設定されている。これにより、蒸発器１５は第１冷媒を収容可能となり、また、蒸発器１５の破損も抑制される。

【0087】

実施の形態１～実施の形態４における第１圧縮機１０と第１熱交換器と第１弁と蒸発器１５とは、第１冷媒を流通させる第１冷媒配管５によって接続されている。第１閾値圧力は、第１圧縮機１０と第１熱交換器と第１弁と蒸発器１５と第１冷媒配管５の各々の設計圧力未満であって、且つ、安全弁また破裂板が作動する圧力未満の圧力である。第１圧力が第１閾値圧力以上である場合であって、第１温度が閾値温度以下である場合には、制御装置６が第１弁を開状態に制御することによって、第１冷媒が蒸発器１５に導かれる。そのため、第１圧力が、第１冷媒回路１における構成要素の破損を招くほどの圧力に到達する前であって、且つ、安全弁などが作動する圧力に到達する前に、第１冷媒が蒸発器１５において第１対象と熱交換するため、第１圧力の低減が図られる。従って、第１冷媒回路１における構成要素の破損の抑制と、安全弁などの作動の抑制とが図られる。

【0088】

実施の形態１～実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００は、第１冷媒回路１において第１熱交換器の下流側であって、第１弁の上流側に、第１冷媒を貯留するための受液器１３を更に備える。これにより、冷凍サイクル装置１００は、第１冷媒配管５などにおける第１圧力を低減することができ、第１冷媒配管５などの破損、または、安全弁の作動を抑制することができる。

【0089】

実施の形態１～実施の形態４における第１圧縮機１０と第１熱交換器と受液器１３と第１弁と蒸発器１５とは、第１冷媒を流通させる第１冷媒配管５によって接続されている。第１閾値圧力は、第１圧縮機１０と第１熱交換器と受液器１３と第１弁と蒸発器１５と第１冷媒配管５の各々の設計圧力未満であって、且つ、安全弁また破裂板が作動する圧力未満の圧力である。第１圧力が第１閾値圧力以上である場合であって、第１温度が閾値温度以下である場合には、制御装置６が第１弁を開状態に制御することによって、第１冷媒が蒸発器１５に導かれる。そのため、第１圧力が、第１冷媒回路１における構成要素の破損を招くほどの圧力に到達する前であって、且つ、安全弁などが作動する圧力に到達する前に、第１冷媒が蒸発器１５において第１対象と熱交換するため、第１圧力の低減が図られる。従って、第１冷媒回路１における構成要素の破損の抑制と、安全弁などの作動の抑制とが図られる。

【0090】

実施の形態１、実施の形態３、および実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００は、第２冷媒を循環させる第２冷媒回路２を更に備える。上記第２対象は、第２冷媒である。第２冷媒回路２は、第２圧縮機と第２熱交換器と第２弁と上記第１熱交換器とを有する。第２圧縮機は、第２冷媒を圧縮する。第２熱交換器は、第２圧縮機から吐出された第２冷媒を第３対象と熱交換させて、第２冷媒を凝縮させる。第２弁は、第２熱交換器において凝縮した第２冷媒を減圧する。第１熱交換器は、第２弁で減圧された第２冷媒と、第１圧縮機１０から吐出された第１冷媒とを熱交換させ、第１冷媒を凝縮させると共に第２冷媒を蒸発させる。第１熱交換器において第１冷媒は、第２冷媒によって冷却されるため、第１圧力が低減する。従って、第１冷媒回路１における構成要素の破損、または、安全弁の作動が抑制される。

【0091】

実施の形態１、実施の形態３、および実施の形態４における第１冷媒回路１は、一次側熱交換器１１を更に有する。一次側熱交換器１１は、第１冷媒を第４対象と熱交換させて冷却する。第１冷媒が一次側熱交換器１１と第１熱交換器とにおいて冷却されるため、第１圧力の低減が図られる。従って、冷凍サイクル装置１００は、第１冷媒回路１における構成要素の破損、または、安全弁の作動を抑制することができる。

【0092】

実施の形態１、実施の形態３、および実施の形態４における制御装置６は、第２圧縮機が必要冷凍能力を発揮していない場合には、第１圧力が第１閾値圧力以上であるか否かを判定し、第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合には、第１弁を開状態に制御する。これにより、第２冷媒回路２に不具合が生じ、第２冷媒によって第１冷媒を冷却できない場合であっても、第１圧力の上昇の抑制が図られる。従って、冷凍サイクル装置１００は、第１冷媒回路１における構成要素の破損、または、安全弁の作動を抑制することができる。

【0093】

実施の形態２～実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００は、第１冷媒回路１と接続されて、第１冷媒を流通させる冷媒流路８を更に備える。冷媒流路８は、第２圧縮機と第２熱交換器と第２弁とを有する。第２圧縮機は、第１冷媒を圧縮する。第２熱交換器は、第２圧縮機から吐出された第１冷媒を第５対象と熱交換させ、第１冷媒を凝縮させる。第２弁は、第２熱交換器において凝縮した第１冷媒を減圧する。受液器１３は、第２弁の下流側に設けられる。第２圧縮機は、第１熱交換器と第２弁からの第１冷媒を圧縮する。これにより、熱源機器３側の第１冷媒回路１における第１冷媒の第１圧力の上昇が抑制され、冷凍サイクル装置１００の破損が抑制される。

【0094】

実施の形態１～実施の形態４における制御装置６は、第２圧縮機が運転できない状態にある場合には、前記第１圧縮機を停止させ、第１圧力が第１閾値圧力以上か否かを判定し、第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合には、第１弁を開状態に制御する。これにより、第２圧縮機が運転を行えず、第１冷媒が冷却されない状態であっても、第１圧力の上昇の抑制が図られる。従って、冷凍サイクル装置１００は、第１冷媒回路１における構成要素の破損、または、安全弁の作動を抑制することができる。

【0095】

実施の形態１～実施の形態４における第１弁は、開状態において、蒸発器１５に流通させる第１冷媒を減圧する第１減圧弁１４である。これにより、蒸発器１５に流入する第１冷媒の圧力が低減する。従って、蒸発器１５の破損の抑制が図られる。

【0096】

実施の形態１～実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００は、第１減圧弁１４を更に備える。第１減圧弁１４は、第１冷媒回路１において蒸発器１５の上流側に設けられ、開状態において蒸発器１５に第１冷媒を流通させると共に、第１冷媒を減圧する。第１冷媒回路１は、蒸発器１５へ流通する第１冷媒が第１減圧弁１４を迂回するためのバイパス路１Ａを含む。第１弁は、バイパス路１Ａに設けられている。制御装置６は、第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合には、第１減圧弁１４を開状態に制御する。これにより、第１弁に不具合が生じ、開状態に制御できない場合であっても、第１減圧弁１４が開状態になることによって、第１冷媒は蒸発器１５に移行可能になる。従って、第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合において、第１冷媒は第１減圧弁１４によって減圧された状態で蒸発器１５に流入するため、第１冷媒回路１における第１冷媒の圧力が低減する。よって、冷凍サイクル装置１００は、第１冷媒回路１における構成要素の破損の抑制、または、安全弁などの作動の抑制を図ることができる。

【0097】

実施の形態１～実施の形態４に係る冷凍サイクル装置１００は、以下の第２開閉弁１４Ｂを更に備えてもよい。第２開閉弁１４Ｂは、第１減圧弁１４の上流側の第１冷媒回路１に設けられ、開状態で第１冷媒を蒸発器１５に流通させ、閉状態で第１冷媒の流通を遮断する。制御装置６は、第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合には、第２開閉弁１４Ｂを開状態に制御する。

【0098】

実施の形態５．
以下、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００について詳述する。なお、実施の形態５では、実施の形態１～実施の形態４における構成要素と同様の構成要素に対し、同一の符号を付すものとする。また、実施の形態５において、実施の形態１～実施の形態４における構成と同様の構成、および、実施の形態１～実施の形態４における機能と同様の機能等については、特段の事情がない限り説明を省略する。

【0099】

図８は、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００の構成例を示す模式図である。実施の形態５では、第１圧力検知装置１７が受液器１３の入口に設けられる。なお、第１圧力検知装置１７は、受液器１３内に設けられてもよい。実施の形態５の第１圧力検知装置１７は、受液器１３における第１冷媒の第１圧力を検知する。実施の形態５の冷凍サイクル装置１００は、第１圧縮機１０から吐出した第１冷媒の第１圧力を検知する第２圧力検知装置１７Ａを更に備える。第２圧力検知装置１７Ａは、例えば、第１圧縮機１０の吐出側の第１冷媒配管５に設けられる。図８に示される実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００の構成は、第１圧力検知装置１７と第２圧力検知装置１７Ａ以外、図１に示される実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００の構成と同様である。

【0100】

なお、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００の利用側機器４は、実施の形態３～実施の形態４と同様のものであって、図６または図７に示されるものでもよい。実施の形態５の制御装置６のハードウェア構成は、実施の形態１～実施の形態４と同様に、図２によって例示される。

【0101】

実施の形態５の制御装置６は、第１圧縮機１０が停止しているとき、第１圧力検知装置１７によって得られた第１圧力が第１閾値圧力以上か否かを判定する。なお、実施の形態１における第１閾値圧力は、受液器１３の設計圧力に基づいて定められている。すなわち、第１閾値圧力は、受液器１３の設計圧力未満の圧力である。制御装置６は、第１圧力が第１閾値圧力以上の場合には、第１温度が閾値温度以下か否かを判定し、第１温度が閾値温度以下であれば、第１減圧弁１４を開状態に制御する。

【0102】

実施の形態５の制御装置６は、第１圧縮機１０が運転する場合には、第２圧力検知装置１７Ａが検知した第１圧力が第２閾値圧力以上か否かを判定する。第２閾値圧力は、第１圧縮機１０および第１冷媒配管５の設計圧力に基づいて定められている。すなわち、第２閾値圧力は、第１圧縮機１０の設計圧力未満であって、第１冷媒配管５の設計圧力未満に定められている。なお、第２閾値圧力は、第１閾値圧力以上の圧力である。

【0103】

以下、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００による圧力調節処理について図９を参照して説明する。図９は、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００による圧力調節処理の流れを例示するフローチャートである。ステップＳ２１～ステップＳ２２の処理は、上述のステップＳ１～ステップＳ２の処理と同様である。ステップＳ２２において二次側圧縮機２０が運転できない状態にある場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ２３に移す。ステップＳ２３の処理はステップＳ５の処理と同様である。

【0104】

二次側圧縮機２０が運転できる状態にある場合には（ステップＳ２２：ＮＯ）、ステップＳ２４において制御装置６は第１圧縮機１０が停止しているか否かを判定する。第１圧縮機１０が停止している場合には（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ２６に移す。ステップＳ２６～ステップＳ２８の処理は、上述のステップＳ６～ステップＳ８の処理と同様である。

【0105】

第１圧縮機１０が停止していない場合には（ステップＳ２４：ＮＯ）、ステップＳ２５において制御装置６は、第２圧力検知装置１７Ａによって得られた第１圧力が第２閾値圧力以上であるか否かを判定する。

【0106】

第２圧力検知装置１７Ａによって得られた第１圧力が第２閾値圧力以上でない場合には（ステップＳ２５：ＮＯ）、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ２１に戻す。第２圧力検知装置１７Ａによって得られた第１圧力が第２閾値圧力以上である場合には（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ２６に移す。

【0107】

第１圧縮機１０が運転を行っている場合には、第１圧縮機１０の吐出部分と受液器１３の各々における冷媒の圧力は実質的に等しいが、ステップＳ２３で第１圧縮機１０が停止した場合、または、ステップＳ２４で第１圧縮機１０が停止していると判定された場合には、第１圧縮機１０の吐出部分における不図示の逆止弁によって、時間の経過と共に、受液器１３における冷媒の圧力は、第１圧縮機１０の吐出部分における冷媒の圧力よりも高くなり得る。実施の形態５では、ステップＳ２６において制御装置６が受液器１３における第１圧力と第１閾値圧力とを比較し、当該第１圧力が第１閾値圧力以上である場合に、冷凍サイクル装置１００は、ステップＳ２７を経て、ステップＳ２８の処理を行うことによって、第１圧縮機１０が運転を停止している場合でも、受液器１３内の第１圧力を受液器１３の設計圧力未満に維持することができる。

【0108】

以下、実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００による効果について述べる。実施の形態５の第１圧力検知装置１７は、受液器１３における第１冷媒の第１圧力を検知する。制御装置６は、第１圧縮機１０が停止しているときに、第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合に、第１弁を開状態に制御する。

【0109】

上記構成によれば、第１圧縮機１０の停止中、受液器１３における第１冷媒の第１圧力が上昇しても、第１温度が閾値温度以下である場合には、受液器１３内の第１冷媒が蒸発器１５に流通する。そのため、受液器１３における第１圧力の過度な上昇が抑制され、受液器１３を保護することができる。

【0110】

実施の形態５に係る冷凍サイクル装置１００は、第１圧縮機１０から吐出された第１冷媒の第１圧力を検知する第２圧力検知装置１７Ａを更に備える。制御装置６は、第１圧縮機１０が運転しているときに、第１圧縮機１０から吐出された第１冷媒の第１圧力が、予め定められた第２閾値圧力以上である場合には、受液器１３における第１冷媒の第１圧力が第１閾値圧力以上であるか否かを判定し、受液器１３における第１冷媒の第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合には、第１弁を開状態に制御する。第１閾値圧力は、受液器１３の設計圧力に基づいて定められている。第２閾値圧力は、第１圧縮機１０の設計圧力に基づいて定められている。第１圧力は、第１冷媒が第１圧縮機１０から受液器１３まで流通する際に変化し得る。しかし、第１圧縮機１０から吐出された第１冷媒の第１圧力が高い場合、受液器１３に流入する第１冷媒の第１圧力が受液器１３の設計圧力を超える虞がある。制御装置６は、第２圧力検知装置１７Ａが検知した第１圧力が第２閾値圧力以上であって、第１圧力検知装置１７が検知した第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合に、第１弁を開状態にするため、蒸発器１５に第１冷媒が流通する。このため、蒸発器１５と共に受液器１３の保護が図られる。

【0111】

実施の形態６．
以下、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００について詳述する。なお、実施の形態６では、実施の形態１～実施の形態５における構成要素と同様の構成要素に対し、同一の符号を付すものとする。また、実施の形態６において、実施の形態１～実施の形態５における構成と同様の構成、および、実施の形態１～実施の形態５における機能と同様の機能等については、特段の事情がない限り説明を省略する。

【0112】

図１０は、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００の構成例を示す模式図である。実施の形態６では、第１圧力検知装置１７が受液器１３に設けられる。実施の形態６の第１圧力検知装置１７は、受液器１３における第１冷媒の第１圧力を検知する。実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００の構成は、第１圧力検知装置１７の配置箇所以外、図４に示される実施の形態２に係る冷凍サイクル装置１００の構成と同様である。ただし、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００の構成は、実施の形態２と同様に、図４で示されてもよい。すなわち、第１圧力検知装置１７は、第１圧縮機１０の吐出側の第１冷媒配管５に設けられてもよい。あるいは、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００は、受液器１３に設けられた第１圧力検知装置１７と、第１圧縮機１０の吐出側の第１冷媒配管５などに設けられた不図示の他の圧力検知装置とを備えてもよい。

【0113】

実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００の利用側機器４は、実施の形態３～実施の形態４と同様のものであって、図６または図７に示されるものでもよい。実施の形態６の制御装置６のハードウェア構成は、実施の形態１～実施の形態５と同様に、図２によって例示される。

【0114】

実施の形態６の第１圧力検知装置１７は、受液器１３における第１冷媒の第１圧力を検知する。そして、制御装置６は、第１圧縮機１０が停止しているときに、第１圧力検知装置１７によって得られた第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合に、第１減圧弁１４を開状態に制御し、第１冷媒を蒸発器１５に流通させる。

【0115】

以下、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００による圧力調節処理について図１１を参照して説明する。図１１は、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００による圧力調節処理の流れを例示するフローチャートである。ステップＳ３１～ステップＳ３２の処理は、上述のステップＳ１１～ステップＳ１２の処理と同様である。ステップＳ３２において高段側圧縮機２０Ａが運転できない状態にある場合には（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、冷凍サイクル装置１００は処理をステップＳ３３に移す。ステップＳ３３～ステップＳ３６の処理は、ステップＳ１４～ステップＳ１７の処理と同様である。ステップＳ３２において高段側圧縮機２０Ａが運転できる状態にある場合には（ステップＳ３２：ＮＯ）、冷凍サイクル装置１００が処理をステップＳ３１に戻す。

【0116】

以下、実施の形態６に係る冷凍サイクル装置１００による効果について述べる。実施の形態６の第１圧力検知装置１７は、受液器１３における第１圧力を検知する。制御装置６は、第１圧縮機１０が停止しているときに、第１圧力が第１閾値圧力以上であって、且つ、第１温度が閾値温度以下である場合には、第１弁を開状態に制御する。これにより、第１圧縮機１０の停止中、受液器１３における第１冷媒の第１圧力が上昇しても、第１温度が閾値温度以下である場合には、受液器１３内の第１冷媒が蒸発器１５に流通する。そのため、受液器１３における第１圧力の過度な上昇が抑制され、受液器１３を保護することができる。

【0117】

以上、実施の形態について説明したが、本開示の内容は、実施の形態に限定されるものではなく、想定しうる均等の範囲を含む。

【符号の説明】

【0118】

１ 第１冷媒回路、１Ａ バイパス路、２ 第２冷媒回路、３ 熱源機器、４ 利用側機器、５ 第１冷媒配管、６ 制御装置、７ 第２冷媒配管、８ 冷媒流路、１０ 第１圧縮機、１１ 一次側熱交換器、１１Ａ 低段側熱交換器、１２ 冷媒間熱交換器、１３ 受液器、１４ 第１減圧弁、１４Ａ 第１開閉弁、１４Ｂ 第２開閉弁、１５ 蒸発器、１６ 気液分離器、１７ 第１圧力検知装置、１７Ａ 第２圧力検知装置、１８ 第１温度検知装置、２０ 二次側圧縮機、２０Ａ 高段側圧縮機、２１ 二次側凝縮器、２１Ａ 高段側凝縮器、２２ 二次側減圧弁、２２Ａ 高段側減圧弁、６０ バス、６１ プロセッサ、６２ メモリ、６３ 入力インターフェース回路、６４ 出力インターフェース回路、１００ 冷凍サイクル装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】