7648933 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(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-11

(45)【発行日】2025-03-19

(54)【発明の名称】冷凍サイクル装置

(51)【国際特許分類】

   F25B 41/20 20210101AFI20250312BHJP

   F25B 49/02 20060101ALI20250312BHJP

   F24F 11/36 20180101ALI20250312BHJP

【ＦＩ】

F25B41/20 Z

F25B49/02 520M

F24F11/36

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2023170457

(22)【出願日】2023-09-29

【審査請求日】2024-07-23

(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

(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】安野 将史

(72)【発明者】

【氏名】福山 雄太

(72)【発明者】

【氏名】五十嵐 史雄

(72)【発明者】

【氏名】中西 喬也

【審査官】森山 拓哉

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０７７０４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２１７７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０７３５９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－２０７９５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１３４９４９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－０５２９３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２１４９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／０３５２０５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１１５９１７２２７（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３００４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２５Ｂ ４１／２０

Ｆ２５Ｂ ４９／０２

Ｆ２４Ｆ １１／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

利用熱交換器（１１）を有する利用ユニット（１）と、
圧縮機（２１）及び熱源熱交換器（２３）を有する熱源ユニット（２）と、
前記圧縮機と前記利用熱交換器との間に設けられるガス冷媒連絡管（６）と、
前記ガス冷媒連絡管と前記利用ユニットとの間に設けられ、前記ガス冷媒連絡管と前記利用ユニットとの間を流れる前記冷媒が互いに並列に流れる複数の第１分流管（３１）及び前記複数の第１分流管のそれぞれに設けられた遮断弁（３３）を有し、前記ガス冷媒連絡管と前記利用ユニットとの間を流れる冷媒を遮断する第１遮断弁ユニット（３）と、
前記利用ユニットにおいて前記冷媒の漏洩が検知されると、前記冷媒の漏洩が検知された前記利用ユニットと、前記ガス冷媒連絡管との間を流れる前記冷媒を遮断する全ての前記遮断弁を閉じる制御部（７）と
を備え、
前記制御部は、
前記利用ユニットに設けられた利用ユニット制御部（１７）と、
前記熱源ユニットに設けられた熱源ユニット制御部（２８）と、
前記遮断弁を制御する遮断弁制御部（３４）と
を有し、
前記利用ユニット制御部は、
前記利用ユニットにおいて前記冷媒の漏洩が検知されると前記熱源ユニット制御部に対して第１信号を送信し、
前記熱源ユニット制御部は、
前記第１信号を受信すると前記遮断弁制御部に第２信号を送信し、
前記遮断弁制御部は、
前記第２信号を受信すると、前記冷媒の漏洩が検知された前記利用ユニットと、前記ガス冷媒連絡管との間を流れる前記冷媒を遮断する全ての前記遮断弁を閉じる、
冷凍サイクル装置（１００）。

【請求項2】

前記利用熱交換器と前記熱源熱交換器との間に設けられる液冷媒連絡管（５）と、
前記液冷媒連絡管と前記利用ユニットとの間に設けられ、前記液冷媒連絡管と前記利用ユニットとの間を流れる前記冷媒を遮断する第２遮断弁ユニット（４）と、
をさらに備え、
前記第２遮断弁ユニットは、
前記液冷媒連絡管と前記利用ユニットとの間を流れる前記冷媒が互いに並列に流れる複数の第２分流管（４１）と、
前記第２分流管のそれぞれに設けられた複数の遮断弁（４３）と
を有する、
請求項１に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項3】

前記制御部は、
前記利用ユニットにおいて前記冷媒の漏洩が検知されると、前記冷媒の漏洩が検知された前記利用ユニットと、前記液冷媒連絡管との間を流れる前記冷媒を遮断する全ての前記遮断弁を閉じる、
請求項２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項4】

前記遮断弁制御部は、
前記第２信号を受信すると、前記冷媒の漏洩が検知された前記利用ユニットと、前記液冷媒連絡管との間を流れる前記冷媒を遮断する全ての前記遮断弁を閉じる、
請求項３に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項5】

前記遮断弁を制御する制御部（７）をさらに備え、
前記制御部は、
複数の前記遮断弁のいずれかの異常を検知すると残りの全ての前記遮断弁を閉じた後、前記利用ユニット及び前記熱源ユニットのいずれかの運転を停止させる、
請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項6】

前記利用ユニットの定格容量は、
１０馬力以上である、
請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。

【請求項7】

前記遮断弁は、
ニードル弁である、
請求項１または２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】

冷凍サイクル装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１（特許２０２０－０３００４３号公報）が開示する空気調和システムは、室内ユニットと液配管との間及び室内ユニットとガス配管との間に、それぞれ１つずつ遮断弁が設けられている。特許文献１の空気調和システムは、室内ユニットにおいて冷媒漏洩が検知された場合に、遮断弁を閉鎖し室内ユニットへの冷媒の流れを遮断することで、空調対象空間でのさらなる冷媒漏洩を抑制する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

特許文献１の空気調和システムでは、液配管及びガス配管のそれぞれについて１つの遮断弁のみで冷媒の遮断を図っている。このため、室内ユニットの容量が大きい場合に、遮断弁が十分に冷媒の流れを遮断できないおそれがある。

【0004】

口径が大きい遮断弁を採用することで、容量が大きい室内ユニットでの冷媒の流れを１つの遮断弁で遮断することも考え得るが、大口径の遮断弁は、高価であり製造コストの増加を招きやすい。

【0005】

本開示は、製造コストの増加を抑制しながら、利用ユニットでの冷媒漏洩を抑制できる、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】

第１観点の冷凍サイクル装置は、利用ユニットと、熱源ユニットと、ガス冷媒連絡管と、第１遮断弁ユニットとを備える。

【0007】

利用ユニットは、利用熱交換器を有する。熱源ユニットは、圧縮機及び熱源熱交換器を有する。ガス冷媒連絡管は、圧縮機と利用熱交換器との間に設けられる。第１遮断弁ユニットは、ガス冷媒連絡管と利用ユニットとの間に設けられ、ガス冷媒連絡管と利用ユニットとの間を流れる冷媒を遮断する。

【0008】

第１遮断弁ユニットは、ガス冷媒連絡管と利用ユニットとの間を流れる冷媒が互いに並列に流れる複数の第１分流管と、複数の第１分流管のそれぞれに設けられた遮断弁とを有する。

【0009】

冷凍サイクル装置では、ガス冷媒連絡管と利用ユニットとの間を流れる冷媒が複数の第１分流管に分流されるため、各遮断弁を通る冷媒の量は、冷媒が分流されない場合と比べて少ない。このため、遮断弁を小型に設計することができ、各遮断弁の大型化にともなう製造コストの増加が抑制される。したがって、冷凍サイクル装置は、製造コストの増加を抑制しながら、利用ユニットでの冷媒漏洩を抑制できる。

【0010】

第２観点の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、液冷媒連絡管と第２遮断弁ユニットとをさらに備える。液冷媒連絡管は、利用熱交換器と熱源熱交換器との間に設けられる。第２遮断弁ユニットは、液冷媒連絡管と利用ユニットとの間に設けられ、液冷媒連絡管と利用ユニットとの間を流れる冷媒を遮断する。

【0011】

第２遮断弁ユニットは、液冷媒連絡管と利用ユニットとの間を流れる冷媒が互いに並列に流れる複数の第２分流管と、第２分流管のそれぞれに設けられた複数の遮断弁とを有する。

【0012】

本冷凍サイクル装置は、液冷媒連絡管と利用ユニットとの間にも遮断弁を有するため、製造コストの増加を抑制しながら、利用ユニットでの冷媒漏洩をより効果的に抑制できる。

【0013】

第３観点の冷凍サイクル装置は、第１観点又は第２観点の冷凍サイクル装置であって、遮断弁を制御する制御部をさらに備える。制御部は、利用ユニットにおいて冷媒の漏洩が検知されると、冷媒の漏洩が検知された利用ユニットと、ガス冷媒連絡管又は液冷媒連絡管との間を流れる冷媒を遮断する全ての遮断弁を閉じる。

【0014】

本冷凍サイクル装置は、冷媒漏洩が発生した場合に、利用ユニットでの冷媒漏洩を抑制できる。

【0015】

第４観点の冷凍サイクル装置は、第１観点から第３観点のいずれかの冷凍サイクル装置であって、制御部が、利用ユニット制御部と、熱源ユニット制御部と、遮断弁制御部とを有する。

【0016】

利用ユニット制御部は、利用ユニットに設けられる。熱源ユニット制御部は、熱源ユニットに設けられる。遮断弁制御部は、遮断弁を制御する。

【0017】

利用ユニット制御部は、利用ユニットにおいて冷媒の漏洩が検知されると熱源ユニット制御部に対して第１信号を送信する。熱源ユニット制御部は、第１信号を受信すると遮断弁制御部に第２信号を送信する。遮断弁制御部は、第２信号を受信すると、冷媒の漏洩が検知された利用ユニットと、ガス冷媒連絡管又は液冷媒連絡管との間を流れる冷媒を遮断する全ての遮断弁を閉じる。

【0018】

本冷凍サイクル装置では、冷媒の漏洩が検知された利用ユニット制御部自身から送信された信号に基づいて、遮断弁制御部が対応する全ての遮断弁を閉じるため、冷媒漏洩が発生していない利用ユニットに対応する遮断弁を誤って閉じることが抑制される。

【0019】

第５観点の冷凍サイクル装置は、第１観点から第３観点のいずれかの冷凍サイクル装置であって、制御部が、利用ユニット制御部と、遮断弁制御部とを有する。

【0020】

利用ユニット制御部は、利用ユニットに設けられる。遮断弁制御部は、遮断弁を制御する。

【0021】

利用ユニット制御部は、利用ユニットにおいて冷媒の漏洩が検知されると遮断弁制御部に対して第３信号を送信する。遮断弁制御部は、第３信号を受信すると、冷媒の漏洩が検知された利用ユニットと、ガス冷媒連絡管又は液冷媒連絡管との間を流れる冷媒を遮断する全ての前記遮断弁を閉じる。

【0022】

本冷凍サイクル装置では、冷媒の漏洩が検知された利用ユニット制御部自身から送信された信号に基づいて、遮断弁制御部が対応する全ての遮断弁を閉じるため、冷媒漏洩が発生していない利用ユニットに対応する遮断弁を誤って閉じることが抑制される。このため、本冷凍サイクル装置は、冷媒漏洩が発生した利用ユニットでの冷媒漏洩を抑制できる。

【0023】

第６観点の冷凍サイクル装置は、第１観点から第３観点のいずれかの冷凍サイクル装置であって、遮断弁を制御する制御部７をさらに備える。制御部は、複数の遮断弁のいずれかの異常を検知すると残りの全ての遮断弁を閉じた後、利用ユニット及び熱源ユニットのいずれかの運転を停止させる。

【0024】

本冷凍サイクル装置によれば、冷媒漏洩に際して遮断弁が作動しないことを未然に防止できる。

【0025】

第７観点の冷凍サイクル装置は、第１観点から第６観点のいずれかの冷凍サイクル装置であって、利用ユニットの定格容量は、１０馬力以上である。

【0026】

本冷凍サイクル装置は、定格容量が１０馬力以上の定格容量が大きい利用ユニットを有していても、製造コストが高くなること抑制できる。

【0027】

第８観点の冷凍サイクル装置は、第１観点から第７観点のいずれかの冷凍サイクル装置であって、遮断弁が、ニードル弁である。

【0028】

本冷凍サイクル装置は、遮断弁の口径の大型化を抑制できるため、遮断弁にニードル弁を用いた場合であっても、製造コストの増加を抑制しながら、利用ユニットでの冷媒漏洩を抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1】第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１００の概略構成図である。

【図2】第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１００の制御部７のブロック図である。

【図3】冷媒漏洩時の制御フローを示すフローチャートである。

【図4】変形例Ａに係る冷凍サイクル装置１００の制御部７のブロック図である。

【図5】第２実施形態に係る冷凍サイクル装置１００ａの概略構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0030】

＜第１実施形態＞
（１）全体構成
冷凍サイクル装置１００は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うことにより、空調対象空間における空調運転（具体的には、冷房運転及び暖房運転）を行う。空調対象空間は、例えば、オフィスビル、商業施設、住居等の建物内の空間である。なお、冷凍サイクル装置は、冷媒サイクル装置の一例に過ぎず、本開示の熱交換器は、他の冷媒サイクル装置、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、給湯器、床暖房装置等に使用されるものであってもよい。

【0031】

冷凍サイクル装置１００は、主として、２つの利用ユニット１と、１つの熱源ユニット２と、２つの第１遮断弁ユニット３と、２つの第２遮断弁ユニット４と、１つの液冷媒連絡管５と、１つのガス冷媒連絡管６と、１つの制御部７とを有する。液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６は、利用ユニット１と、熱源ユニット２とを接続する冷媒連絡管である。冷凍サイクル装置１００では、利用ユニット１と熱源ユニット２とが、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６を介して接続されることで冷媒回路８が構成される。言い換えると液冷媒連絡管５は、利用熱交換器１１と熱源熱交換器２３と（いずれも後述）の間に設けられる。また、ガス冷媒連絡管６は、圧縮機２１（後述）と利用熱交換器１１との間に設けられる。

【0032】

２つの利用ユニット１は、空調対象空間である室内Ａ及び室内Ｂのそれぞれに設置される。

【0033】

（２）詳細構成
（２－１）利用ユニット１
図１に示されるように、利用ユニット１は、主として、利用熱交換器１１、利用ファン１２、利用膨張機構１３、液冷媒管１４、ガス冷媒管１５、及び冷媒センサ１６を有する。利用ユニット１の定格容量は、１０馬力以上である。

【0034】

以下では、２つの利用ユニット１を区別する必要がある場合には、室内Ａに設置された利用ユニット１は利用ユニット１ａと呼び、室内Ｂに設置された利用ユニット１は利用ユニット１ｂと呼ぶ。同様に、利用ユニット１ａが有する機器については参照符号に添え字ａを付して示し、利用ユニット１ｂが有する機器については参照符号に添え字ｂを付して示す場合がある。

【0035】

利用ユニット１の数は、２つに限定されず、３つ以上であってもよい。

【0036】

（２－１－１）利用熱交換器１１
利用熱交換器１１は、冷媒と利用ファン１２の生成する気流により運ばれる空気との間で熱交換を行わせる。利用熱交換器１１は、一端が液冷媒管１４を介して液冷媒連絡管５に接続され、他端がガス冷媒管１５を介してガス冷媒連絡管６に接続されている。

【0037】

（２－１－２）利用ファン１２
利用ファン１２は、利用熱交換器１１へ空気を供給する。

【0038】

（２－１－３）利用膨張機構１３
利用膨張機構１３は、液冷媒管１４を流れる冷媒の圧力や流量の調節を行う。利用膨張機構１３は、液冷媒管１４に設けられる。

【0039】

（２－１－４）冷媒センサ１６
冷媒センサ１６は、利用ユニット１の設置場所である空調対象空間における冷媒を検知する。言い換えると、冷媒センサ１６は、空調対象空間における冷媒の漏洩を検知する。

【0040】

（２－２）熱源ユニット２
熱源ユニット２は、主として、圧縮機２１、四路切換機構２２、熱源熱交換器２３、熱源膨張機構２４、液側閉鎖弁２５、ガス側閉鎖弁２６、及び熱源ファン２７を有している。

【0041】

熱源ユニット２は、冷媒回路８を構成する各機器を接続する冷媒管として、吸入管Ｐ１、吐出管Ｐ２、第１ガス冷媒管Ｐ３、液冷媒管Ｐ４、及び第２ガス冷媒管Ｐ５を有する。吸入管Ｐ１は、四路切換機構２２と、圧縮機２１の吸入側とを接続する。吐出管Ｐ２は、圧縮機２１の吐出側と、四路切換機構２２とを接続する。第１ガス冷媒管Ｐ３は、四路切換機構２２と、熱源熱交換器２３のガス側とを接続する。液冷媒管Ｐ４は、熱源熱交換器２３の液側と、液側閉鎖弁２５とを接続する。熱源膨張機構２４は、液冷媒管Ｐ４に設けられている。第２ガス冷媒管Ｐ５は、四路切換機構２２と、ガス側閉鎖弁２６とを接続する。

【0042】

（２－２－１）圧縮機２１
圧縮機２１は、吸入管Ｐ１から冷凍サイクルにおける低圧の冷媒を吸入し、図示しない圧縮機構で冷媒を圧縮して、吐出管Ｐ２へと吐出する。

【0043】

（２－２－２）四路切換機構２２
四路切換機構２２は、冷媒の流向を切り換えることで、冷媒回路８の状態を、冷房運転の状態と、暖房運転の状態との間で変更する。冷媒回路８が冷房運転の状態にある時には、熱源熱交換器２３が冷媒の放熱器（凝縮器）として機能し、利用熱交換器１１が冷媒の蒸発器として機能する。冷媒回路８が暖房運転の状態にある時には、熱源熱交換器２３が冷媒の蒸発器として機能し、利用熱交換器１１が冷媒の凝縮器として機能する。

【0044】

四路切換機構２２が冷媒回路８の状態を冷房運転の状態とする場合には、四路切換機構２２は、吸入管Ｐ１を第２ガス冷媒管Ｐ５と連通させ、吐出管Ｐ２を第１ガス冷媒管Ｐ３と連通させる（図１の四路切換機構２２内の実線参照）。四路切換機構２２が冷媒回路８の状態を暖房運転の状態とする場合には、四路切換機構２２は、吸入管Ｐ１を第１ガス冷媒管Ｐ３と連通させ、吐出管Ｐ２を第２ガス冷媒管Ｐ５と連通させる（図１中の四路切換機構２２内の破線参照）。

【0045】

（２－２－３）熱源熱交換器２３
熱源熱交換器２３は、内部を流れる冷媒と熱源（例えば、熱源ユニット２の設置場所の空気）との間で熱交換を行わせる。

【0046】

（２－２－４）熱源膨張機構２４
熱源膨張機構２４は、液冷媒管Ｐ４を流れる冷媒の圧力や流量の調節を行う。

【0047】

（２－２－５）液側閉鎖弁２５及びガス側閉鎖弁２６
液側閉鎖弁２５は、液冷媒管Ｐ４と、液冷媒連絡管５との接続部に設けられている弁である。ガス側閉鎖弁２６は、第２ガス冷媒管Ｐ５と、ガス冷媒連絡管６との接続部に設けられている弁である。液側閉鎖弁２５及びガス側閉鎖弁２６は、冷凍サイクル装置１００の運転時には開かれている。

【0048】

（２－２－６）熱源ファン２７
熱源ファン２７は、熱源である外部の空気を熱源熱交換器２３に供給する。

【0049】

（２－３）第１遮断弁ユニット３
第１遮断弁ユニット３は、ガス冷媒連絡管６と利用ユニット１との間に設けられ、ガス冷媒連絡管６と利用ユニット１との間を流れる冷媒を遮断する。第１遮断弁ユニット３は、利用ユニット１の外部に配置される。

【0050】

第１遮断弁ユニット３は、複数の第１分流管３１及び複数の第１遮断弁３３を有する。

【0051】

複数の第１分流管３１は、ガス冷媒連絡管６と利用ユニット１との間を流れる冷媒が互いに並列に流れる配管である。ガス冷媒連絡管６と利用ユニット１との間を流れる冷媒は、分流されて複数の第１分流管３１を流れる。本実施形態では、第１遮断弁ユニット３は、２つの第１分流管３１を有する。

【0052】

第１遮断弁３３は、複数の第１分流管３１のそれぞれに設けられる。第１分流管３１における冷媒の流通は、第１遮断弁３３が閉じることで遮断される。言い換えると、利用ユニット１とガス冷媒連絡管６との間での冷媒の流通は、全ての第１遮断弁３３が閉じることで遮断される。冷媒センサ１６が冷媒の漏洩を検知しない場合、第１遮断弁３３は、原則として、開状態を維持する。本実施形態では、第１遮断弁ユニット３は、２つの第１遮断弁３３を有する。

【0053】

限定するものではないが、第１遮断弁３３は、ニードル弁である。なお、第１分流管３１及び第１遮断弁３３の数は、２つに限定されず、３つ以上であってもよい。

【0054】

以下では、２つの第１遮断弁ユニット３を区別する必要がある場合には、室内Ａに設置された第１遮断弁ユニット３は第１遮断弁ユニット３ａと呼び、室内Ｂに設置された第１遮断弁ユニット３は第１遮断弁ユニット３ｂと呼ぶ。同様に、第１遮断弁ユニット３ａが有する機器については参照符号に添え字ａを付して示し、第１遮断弁ユニット３ｂが有する機器については参照符号に添え字ｂを付して示す場合がある。

【0055】

（２－４）第２遮断弁ユニット４
第２遮断弁ユニット４は、液冷媒連絡管５と利用ユニット１との間に設けられ、液冷媒連絡管５と利用ユニット１との間を流れる冷媒を遮断する。第２遮断弁ユニット４は、利用ユニット１の外部に配置される。

【0056】

第２遮断弁ユニット４は、複数の第２分流管４１及び複数の第２遮断弁４３を有する。

【0057】

複数の第２分流管４１は、液冷媒連絡管５と利用ユニット１との間を流れる冷媒が互いに並列に流れる配管である。液冷媒連絡管５と利用ユニット１との間を流れる冷媒は、分流されて複数の第２分流管４１を流れる。本実施形態では、第２遮断弁ユニット４は、２つの第２分流管４１を有する。

【0058】

第２遮断弁４３は、複数の第２分流管４１のそれぞれに設けられる。第２分流管４１における冷媒の流通は、第２遮断弁４３が閉じることで遮断される。言い換えると、利用ユニット１と液冷媒連絡管５との間での冷媒の流通は、全ての第２遮断弁４３が閉じることで遮断される。冷媒センサ１６が冷媒の漏洩を検知しない場合、第２遮断弁４３は、原則として、開状態を維持する。本実施形態では、第２遮断弁ユニット４は、２つの第２遮断弁４３を有する。

【0059】

限定するものではないが、第２遮断弁４３は、ニードル弁である。なお、第２分流管４１及び第２遮断弁４３の数は、２つに限定されず、３つ以上であってもよい。

【0060】

以下では、２つの第２遮断弁ユニット４を区別する必要がある場合には、室内Ａに設置された第２遮断弁ユニット４は第２遮断弁ユニット４ａと呼び、室内Ｂに設置された第２遮断弁ユニット４は第２遮断弁ユニット４ｂと呼ぶ。同様に、第２遮断弁ユニット４ａが有する機器については参照符号に添え字ａを付して示し、第２遮断弁ユニット４ｂが有する機器については参照符号に添え字ｂを付して示す場合がある。

【0061】

（２－５）制御部７
制御部７は、冷凍サイクル装置１００を構成する各種機器の動作を制御する。図２に示されるように、制御部７は、圧縮機２１、四路切換機構２２、熱源膨張機構２４、熱源ファン２７、利用ファン１２、利用膨張機構１３、冷媒センサ１６、第１遮断弁３３、及び第２遮断弁４３に信号を送受信可能なように電気的に接続されている。制御部７は、利用ユニット１及び熱源ユニット２に設けられた図示しない各種センサと電気的に接続されていてもよい。制御部７は、冷凍サイクル装置１００のユーザが操作する図示しないリモコンと通信可能であってもよい。

【0062】

制御部７は、コンピュータにより実現される。制御部７は、制御演算装置と記憶装置とを備える（いずれも図示省略）。制御演算装置は、ＣＰＵ又はＧＰＵといったプロセッサである。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。

【0063】

（３）全体動作
（３－１）空調運転
制御部７は、空調運転において、次に説明するように冷凍サイクル装置１００を構成する各種機器の動作を制御する。

【0064】

（３－１－１）冷房運転
リモコン等を通じて冷房運転の開始が指示されると、制御部７は、四路切換機構２２の動作を制御して、冷媒回路８の状態を熱源熱交換器２３が冷媒の放熱器（凝縮器）として機能し利用熱交換器１１が冷媒の蒸発器として機能する状態に切り換える。具体的には、制御部７は、四路切換機構２２の動作を制御して、圧縮機２１の吸入側に接続される吸入管Ｐ１を、四路切換機構２２とガス側閉鎖弁２６とを接続する第２ガス冷媒管Ｐ５と連通させる。また、制御部７は、四路切換機構２２の動作を制御して、圧縮機２１の吐出側に接続される吐出管Ｐ２を、四路切換機構２２と熱源熱交換器２３のガス側とを接続する第１ガス冷媒管Ｐ３と連通させる（図１の四路切換機構２２内の実線参照）。冷房運転時には、制御部７は、圧縮機２１、熱源ファン２７、及び利用ファン３０を運転する。また、冷房運転時には、制御部７は、各種センサの計測値等に基づき、圧縮機２１、熱源ファン２７及び利用ファン３０の回転数、並びに熱源膨張機構２４及び利用膨張機構１３の開度を調節する。

【0065】

制御部７がこのように冷凍サイクル装置１００の各種機器の動作を制御すると、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に、圧縮機２１から吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換機構２２を通じて、熱源熱交換器２３に送られる。熱源熱交換器２３に送られた高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器として機能する熱源熱交換器２３において、熱源ファン２７により供給される冷却源としての空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。熱源熱交換器２３において放熱した高圧の液冷媒は、液冷媒管Ｐ４を通って熱源膨張機構２４へと送られる。熱源膨張機構２４では、高圧の液冷媒が減圧され、低圧の気液二相状態の冷媒になる。熱源膨張機構２４で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒管Ｐ４、液側閉鎖弁２５、液冷媒連絡管５、及び第２遮断弁ユニット４を通じて、利用ユニット１の利用膨張機構１３に送られる。低圧の気液二相状態の冷媒は、利用膨張機構１３でさらに減圧されて利用熱交換器１１に送られる。利用熱交換器１１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熱交換器１１において、利用ファン３０によって供給される空気と熱交換を行って蒸発する。この際、冷媒と熱交換して冷却された空気は、空調対象空間に供給され、空調対象空間の冷房が行われる。利用熱交換器１１において蒸発した低圧のガス冷媒は、第１遮断弁ユニット３、ガス冷媒連絡管６、ガス側閉鎖弁２６、四路切換機構２２を通じて、再び圧縮機２１に吸入される。

【0066】

（３－１－２）暖房運転
リモコン等を通じて暖房運転の開始が指示されると、制御部７は、四路切換機構２２の動作を制御して、冷媒回路８の状態を熱源熱交換器２３が冷媒の蒸発器として機能し利用熱交換器１１が冷媒の放熱器（凝縮器）として機能する状態に切り換える。具体的には、制御部７は、四路切換機構２２の動作を制御して、吸入管Ｐ１を第１ガス冷媒管１１９と連通させ、吐出管Ｐ２を第２ガス冷媒管Ｐ５と連通させる（図１の四路切換機構２２内の破線参照）。暖房運転時には、制御部７は、圧縮機２１、熱源ファン２７、及び利用ファン３０を運転する。また、暖房運転時には、制御部７は、各種センサの計測値等に基づき、圧縮機２１、熱源ファン２７及び利用ファン３０回転数、並びに熱源膨張機構２４及び利用膨張機構１３の開度を調節する。

【0067】

制御部７がこのように冷凍サイクル装置１００の各種機器の動作を制御すると、冷凍サイクルの低圧のガス冷媒は、圧縮機２１に吸入されて冷凍サイクルの高圧になるまで圧縮された後に、圧縮機２１から吐出される。圧縮機２１から吐出された高圧のガス冷媒は、四路切換機構２２、ガス側閉鎖弁２６、ガス冷媒連絡管６、及び第１遮断弁ユニット３を通じて、利用ユニット１の利用熱交換器１１に送られる。高圧のガス冷媒は、冷媒の放熱器（凝縮器）として機能する利用熱交換器１１において、利用ファン３０により供給される空気と熱交換を行って放熱して、高圧の液冷媒になる。この際、冷媒と熱交換して加熱された空気は、空調対象空間に供給され、空調対象空間の暖房が行われる。利用熱交換器１１で放熱した高圧の液冷媒は、利用膨張機構１３で減圧されて、低圧の気液二相状態の冷媒になる。低圧の気液二相状態の冷媒は、第２遮断弁ユニット４、液冷媒連絡管５、液側閉鎖弁２５、及び液冷媒管Ｐ４を通じて、熱源膨張機構２４に送られる。熱源膨張機構２４に送られた冷媒は、熱源膨張機構２４によって減圧され、さらに減圧される。熱源膨張機構２４で減圧された低圧の気液二相状態の冷媒は、液冷媒管Ｐ４を通じて熱源熱交換器２３に送られる。熱源熱交換器２３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熱交換器２３において、熱源ファン２７によって供給される加熱源としての空気と熱交換を行って蒸発し、低圧のガス冷媒になる。熱源熱交換器２３において蒸発した低圧の冷媒は、四路切換機構２２通じて、再び圧縮機２１に吸入される。

【0068】

（３－２）冷媒漏洩時の動作
制御部７は、複数の利用ユニット１のいずれかにおいて冷媒の漏洩が検知されると（言い換えると、冷媒センサ１６が冷媒を検知すると）、冷媒の漏洩が検知された利用ユニット１と、ガス冷媒連絡管６又は液冷媒連絡管５との間を流れる冷媒を遮断する全ての遮断弁（具体的には、全ての第１遮断弁３３及び全ての第２遮断弁４３）を閉じる。

【0069】

図３のフローチャートを参照して冷媒漏洩時の制御フローについて具体的に説明する。本制御フローは、冷凍サイクル装置１００の起動とともに開始される。

【0070】

ステップＳ１０において、制御部７は、複数の利用ユニット１のいずれかにおいて冷媒の漏洩が検知されたか否か、具体的には、冷媒センサ１６が冷媒を検知したか否かを判断する。制御部７は、冷媒が検知されたと判断する場合（はい）は、ステップＳ１１にプロセスを進める。制御部７は、冷媒が検知されたと判断しない場合（いいえ）は、ステップＳ１０にプロセスを進める。

【0071】

ステップＳ１１において、制御部７は、冷媒が検知された利用ユニット１の全ての第１遮断弁３３及び全ての第２遮断弁４３を閉じ、制御フローを終了する。

【0072】

例えば、利用ユニット１ａの冷媒センサ１６ａが冷媒漏洩を検知すると、制御部７は、２つの第１遮断弁３３ａ及び２つの第２遮断弁４３ｂを全て閉じる。

【0073】

（４）特徴
（４－１）
冷凍サイクル装置１００は、利用ユニット１と、熱源ユニット２と、ガス冷媒連絡管６と、第１遮断弁ユニット３とを備える。

【0074】

利用ユニット１は、利用熱交換器１１を有する。熱源ユニット２は、圧縮機２１及び熱源熱交換器２３を有する。ガス冷媒連絡管６は、圧縮機２１と利用熱交換器１１との間に設けられる。第１遮断弁ユニット３は、ガス冷媒連絡管６と利用ユニット１との間に設けられ、ガス冷媒連絡管６と利用ユニット１との間を流れる冷媒を遮断する。

【0075】

第１遮断弁ユニット３は、ガス冷媒連絡管６と利用ユニット１との間を流れる冷媒が互いに並列に流れる複数の第１分流管３１と、複数の第１分流管３１のそれぞれに設けられた遮断弁３３とを有する。

【0076】

冷凍サイクル装置１００では、ガス冷媒連絡管６と利用ユニット１との間を流れる冷媒が複数の第１分流管３１に分流されるため、各遮断弁３３を通る冷媒の量は、冷媒が分流されない場合と比べて少ない。このため、遮断弁３３を小型に設計することができ、各遮断弁３３の大型化にともなう製造コストの増加が抑制される。したがって、冷凍サイクル装置１００は、製造コストの増加を抑制しながら、利用ユニット１での冷媒漏洩を抑制できる。

【0077】

（４－２）
冷凍サイクル装置１００は、液冷媒連絡管５と、第２遮断弁ユニット４と、をさらに備える。液冷媒連絡管５は、利用熱交換器１１と熱源熱交換器２３との間に設けられる。第２遮断弁ユニット４は、液冷媒連絡管５と利用ユニット１との間に設けられ、液冷媒連絡管５と利用ユニット１との間を流れる冷媒を遮断する。

【0078】

第２遮断弁ユニット４は、液冷媒連絡管５と利用ユニット１との間を流れる冷媒が互いに並列に流れる複数の第２分流管４１と、第２分流管４１のそれぞれに設けられた複数の遮断弁４３とを有する。

【0079】

冷凍サイクル装置１００は、液冷媒連絡管５と利用ユニット１との間にも遮断弁４３を有するため、製造コストの増加を抑制しながら、利用ユニット１での冷媒漏洩を効果的に抑制できる。

【0080】

（４－３）
冷凍サイクル装置１００は、遮断弁３３、４３を制御する制御部７をさらに備える。

【0081】

制御部７は、利用ユニット１において冷媒の漏洩が検知されると、冷媒の漏洩が検知された利用ユニット１と、ガス冷媒連絡管６又は液冷媒連絡管５との間を流れる冷媒を遮断する全ての遮断弁３３、４３を閉じる。

【0082】

冷凍サイクル装置１００は、冷媒漏洩が発生した場合に、利用ユニット１での冷媒漏洩を抑制できる。

【0083】

（４－４）
利用ユニット１の定格容量は、１０馬力以上である。

【0084】

一般に、利用ユニット１の定格容量が大きくなる程、利用ユニット１と液冷媒連絡管５又はガス冷媒連絡管６との間を流れる冷媒の量が多くなり、用いられる遮断弁の口径は、大きく設計される。この結果、定格容量が大きい利用ユニット１に用いられる遮断弁は、製造コストが高くなり易い。冷凍サイクル装置１００は、定格容量が１０馬力以上の定格容量が大きい利用ユニット１を有していても、製造コストが高くなること抑制できる。

【0085】

（４－５）
第１遮断弁３３及び第２遮断弁４３は、ニードル弁である。

【0086】

ニードル弁は、口径が大きい程、閉じた状態での漏れ量を抑制することが困難となる傾向がある。弁の製造精度を向上させることでこの漏れ量を抑制することはできるものの、精度の向上は、製造コストの増加を招く。冷凍サイクル装置１００は、遮断弁３３、４３の口径の大型化を抑制できるため、ニードル弁を用いた場合であっても、製造コストの増加を抑制しながら、利用ユニット１での冷媒漏洩を抑制できる。

【0087】

（５）変形例
（５－１）変形例１Ａ
冷凍サイクル装置１００は、第２遮断弁ユニット４を備えなくてもよい。言い換えると、冷凍サイクル装置１００は、第１遮断弁ユニット３のみを備えていてもよい。

【0088】

（５－２）変形例１Ｂ
制御部７は、利用ユニット制御部１７と、熱源ユニット制御部２８と、遮断弁制御部３４とを有してもよい。

【0089】

図４に示されるように、利用ユニット制御部１７は、利用ファン１２及び利用膨張機構１３を制御する。利用ユニット制御部１７は、利用ファン１２、利用膨張機構１３、冷媒センサ１６、及び熱源ユニット制御部２８に信号を送受信可能なように電気的に接続されている。

【0090】

熱源ユニット制御部２８は、圧縮機２１、四路切換機構２２、熱源膨張機構２４、及び熱源ファン２７を制御する。熱源ユニット制御部２８は、圧縮機２１、四路切換機構２２、熱源膨張機構２４、熱源ファン２７、及び利用ユニット制御部１７に信号を送受信可能なように電気的に接続されている。

【0091】

遮断弁制御部３４は、第１遮断弁３３及び第２遮断弁４３を制御する。遮断弁制御部３４は、第１遮断弁３３、第２遮断弁４３、及び熱源ユニット制御部２８に信号を送受信可能なように電気的に接続されている。

【0092】

変形例１Ｂに係る冷凍サイクル装置１００では、利用ユニット制御部１７は、利用ユニット１の冷媒センサ１６が冷媒を検知すると熱源ユニット制御部２８に対して第１信号を送信する。熱源ユニット制御部２８は、利用ユニット制御部１７が送信した第１信号を受信すると遮断弁制御部３４に第２信号を送信する。遮断弁制御部３４は、熱源ユニット制御部２８が送信した第２信号を受信すると、冷媒の漏洩が検知された利用ユニットと、冷媒の漏洩が検知された利用ユニット１と、ガス冷媒連絡管６又は液冷媒連絡管５との間を流れる冷媒を遮断する全ての第１遮断弁３３及び全ての第２遮断弁４３を閉じる。

【0093】

変形例１Ｂに係る冷凍サイクル装置１００では、冷媒の漏洩が検知された利用ユニット制御部１７自身から送信された信号に基づいて、対応する全ての第１遮断弁３３及び全ての第２遮断弁４３を遮断弁制御部３４が閉じるため、冷媒漏洩が発生していない利用ユニット１に対応する第１遮断弁３３及び第２遮断弁４３を誤って閉じることが抑制される。

【0094】

また、変形例１Ｂに係る冷凍サイクル装置１００は、利用ユニット制御部１７と遮断弁制御部３４との間に新たに通信線を設ける必要がない。さらに、変形例１Ｂに係る冷凍サイクル装置１００によれば、熱源ユニット制御部２８が、利用ユニット１、第１遮断弁ユニット３、及び第２遮断弁ユニット４を統括的に制御できる。

【0095】

（５－３）変形例１Ｃ
利用ユニット制御部１７は、さらに、遮断弁制御部３４に信号を送受信可能なように電気的に接続されてもよい。

【0096】

変形例１Ｃに係る冷凍サイクル装置１００では、利用ユニット制御部１７は、利用ユニット１の冷媒センサ１６が冷媒を検知すると遮断弁制御部３４に対して第３信号を送信する。遮断弁制御部３４は、熱源ユニット制御部２８が送信した第３信号を受信すると、冷媒の漏洩が検知された利用ユニット１と、ガス冷媒連絡管６又は液冷媒連絡管５との間を流れる冷媒を遮断する全ての第１遮断弁３３及び全ての第２遮断弁４３を閉じる。

【0097】

変形例１Ｃに係る冷凍サイクル装置１００では、冷媒の漏洩が検知された利用ユニット制御部１７自身から送信された信号に基づいて、対応する全ての第１遮断弁３３及び全ての第２遮断弁４３を遮断弁制御部３４が閉じるため、冷媒漏洩が発生していない利用ユニット１に対応する第１遮断弁３３及び第２遮断弁４３を誤って閉じることが抑制される。

【0098】

また、変形例１Ｃに係る冷凍サイクル装置１００は、利用ユニット制御部１７から対応する遮断弁制御部３４に対して直接信号を送信するため、冷媒漏洩を早急に抑制できる。

【0099】

（５－４）変形例１Ｄ
制御部７は、複数の第１遮断弁３３及び複数の第２遮断弁４３のいずれかの異常を検知すると残りの全ての利用ユニット１に対応する第１遮断弁３３及び第２遮断弁４３を閉じた後、利用ユニット１及び熱源ユニット２のいずれかの運転を停止させてもよい。

【0100】

ここで、第１遮断弁３３及び複数の第２遮断弁４３のいずれかの異常とは、限定するものではないが、例えば、制御部７が送信した信号への返信（ａｃｋ）がないことで検知される通信異常や断線である。

【0101】

変形例１Ｄに係る冷凍サイクル装置１００は、冷媒漏洩に際して第１遮断弁３３又は第２遮断弁４３が作動しないことを未然に防止できる。

【0102】

（５－４）変形例１Ｅ
冷凍サイクル装置１００では、第１遮断弁ユニット３及び第２遮断弁ユニット４が利用ユニット１の外部に配置されたが、第１遮断弁ユニット３及び第２遮断弁ユニット４の設置位置は限定されない。第１遮断弁ユニット３及び第２遮断弁ユニット４は、少なくとも一方が利用ユニット１の内部（より詳細には、利用ユニット１のケーシング（図示省略）の内部）に配置されてもよい。

【0103】

（５－４）変形例１Ｆ
冷凍サイクル装置１００では、複数の利用ユニット１の全てについて、第１遮断弁ユニット３及び第２遮断弁ユニット４が設けられていたが、複数の利用ユニット１の一部について第１遮断弁ユニット３及び第２遮断弁ユニット４が設けられていなくてもよい。例えば、複数の利用ユニット１の一部では、第１遮断弁ユニット３及び第２遮断弁ユニット４が設けらずに、これに代えて、１つの遮断弁が、液冷媒管１４及びガス冷媒管１５のそれぞれに直接設けられていてもよい。

【0104】

（５－５）変形例１Ｇ
利用ユニット１の定格容量は、１０馬力未満であってもよい。この場合、定格容量が１０馬力未満の利用ユニット１については、第１遮断弁ユニット３及び第２遮断弁ユニット４のいずれかが設けられなくてもよい。

【0105】

＜第２実施形態＞
（１）全体構成
次に、第２実施形態に係る冷凍サイクル装置１００ａについて説明する。以下では、冷凍サイクル装置１００と冷凍サイクル装置１００ａとの相違点を中心に説明し、同一又は対応する特徴や周知の技術については説明を省略する場合がある。

【0106】

冷凍サイクル装置１００ａは、複数の利用ユニット１の一部が暖房運転を行い、残りの利用ユニット１が冷房運転を行う冷暖同時運転を行うことができる。冷凍サイクル装置１００ａは、ガス冷媒連絡管６として高圧ガス冷媒連絡管６ａ及び低圧ガス冷媒連絡管６ｂを備える。冷凍サイクル装置１００ａは、複数の第１遮断弁ユニット３及び複数の第２遮断弁ユニット４に代えて複数の第１遮断弁ユニット９を備える。

【0107】

（２）詳細構成
第１遮断弁ユニット９は、２つの第１分流管９１及び２つの第１遮断弁９３を有する。

【0108】

第１分流管９１の一方は、高圧ガス冷媒連絡管６ａと利用ユニット１の利用熱交換器１１のガス側とを接続する。第１分流管９１の他方は、低圧ガス冷媒連絡管６ｂと利用ユニット１の利用熱交換器１１のガス側とを接続する。

【0109】

冷凍サイクル装置１００ａの第１遮断弁ユニット９は、高圧ガス冷媒連絡管６ａ及び低圧ガス冷媒連絡管６ｂのそれぞれと利用ユニット１との間を流れる冷媒が互いに並列に流れる配管である２つの第１分流管９１を有する。

【0110】

第１遮断弁９３は、第１分流管９１に設けられる。

【0111】

液冷媒連絡管５と利用ユニット１の利用熱交換器１１の液側とは、配管９２ｄが接続する。

【0112】

図５では、冷凍サイクル装置１００ａが２つの利用ユニット１を備える例を示す。２つの利用ユニット１を区別するため、それぞれの利用ユニット１及び利用ユニット１が有する機器には添え字ｃ、ｄを付して示した。

【0113】

利用ユニット１の数は、２つに限定されず、３つ以上であってもよい。

【0114】

（３）全体動作（冷媒漏洩時の動作）
冷凍サイクル装置１００と同様に、冷凍サイクル装置１００ａでも、制御部７は、利用ユニット１のいずれかにおいて冷媒の漏洩が検知されると（冷媒センサ１６が冷媒を検知すると）、冷媒の漏洩が検知された利用ユニット１と、高圧ガス冷媒連絡管６ａ及び低圧ガス冷媒連絡管６ｂのそれぞれと利用ユニット１との間を流れる冷媒を遮断する全ての第１遮断弁９３を閉じる。

【0115】

（３）変形例２
冷凍サイクル装置１００ａは、液冷媒連絡管５と利用ユニット１とを接続する、配管９２ｄに第２遮断弁ユニット４がさらに設けられていてもよい。

【0116】

＜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】

【0117】

１ ：利用ユニット
２ ：熱源ユニット
３、９ ：第１遮断弁ユニット
４ ：第２遮断弁ユニット
５ ：液冷媒連絡管
６ ：ガス冷媒連絡管
７ ：制御部
１１ ：利用熱交換器
１７ ：利用ユニット制御部
２１ ：圧縮機
２３ ：熱源熱交換器
２８ ：熱源ユニット制御部
３１、９１ ：第１分流管
３３、９３ ：第１遮断弁（遮断弁）
３４ ：遮断弁制御部
４１ ：第２分流管
４３ ：第２遮断弁（遮断弁）
１００、１００ａ ：冷凍サイクル装置

【先行技術文献】

【特許文献】

【0118】

【文献】特許２０２０－０３００４３号公報

【要約】

【課題】製造コストの増加を抑制しながら、利用ユニットでの冷媒漏洩を抑制できる、冷凍サイクル装置を提供する。
【解決手段】冷凍サイクル装置１００は、利用ユニット１と、熱源ユニット２と、ガス冷媒連絡管６と、第１遮断弁ユニット３とを備える。利用ユニット１は、利用熱交換器１１を有する。熱源ユニット２は、圧縮機２１及び熱源熱交換器２３を有する。ガス冷媒連絡管６は、圧縮機２１と利用熱交換器１１との間に設けられる。第１遮断弁ユニット３は、ガス冷媒連絡管６と利用ユニット１との間に設けられ、ガス冷媒連絡管６と利用ユニット１との間を流れる冷媒を遮断する。第１遮断弁ユニット３は、ガス冷媒連絡管６と利用ユニット１との間を流れる冷媒が互いに並列に流れる複数の第１分流管３１と、複数の第１分流管３１のそれぞれに設けられた遮断弁３３とを有する。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】