JP2013178075A - 冷凍装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで利用側回路の冷媒漏洩を抑制する。
【解決手段】空気調和装置（10）は、圧縮機（21）および室外熱交換器（22）を有する室外回路（2a）と、室内熱交換器（31，41，51）を有する複数の室内回路（3a，4a，5a）とを備え、上記各室外熱交換器（31，41，51）が個別に冷却運転と加熱運転とを行うように構成されると共に、上記全室内熱交換器（31，41，51）が冷却運転を行う際、上記圧縮機（21）の吐出された高圧ガス冷媒が室外熱交換器（22）にのみ流れるように構成された冷媒回路（10）を備えている。空気調和装置（10）は、冷媒回路（10）から室内に冷媒が漏洩したことを検知する漏洩検知部（17）と、漏洩検知部（17）が冷媒漏洩を検知すると、冷媒回路（10）において、室内回路（3a，4a，5a）の冷媒が低圧となる冷凍サイクルを行うように冷媒を循環させる制御部（18）とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置に関し、特に、冷媒回路における冷媒の漏れ対策に係るものである。

冷凍装置には、特許文献１に示すように、室内の冷房要求と暖房要求とを同時に満たす、いわゆる冷暖フリーの空気調和装置が知られている。この空気調和装置は、複数の利用側ユニットがそれぞれ異なる室内に配置され、一部の利用側ユニットで冷房を行う一方、残りの他の利用側ユニットで暖房を行う運転が可能に構成されている。

一方、各種の空気調和装置において、冷媒回路から室内に冷媒が漏洩して室内の冷媒濃度が高くなると、冷媒の有する急性毒性や可燃性から、中毒事故、燃焼事故、窒息事故などが発生するおそれがある。特に、最近注目されている地球温暖化係数（ＧＷＰ）の低い冷媒の場合、地球温暖化係数の高い冷媒に比べて可燃性が高いため、上述した事故発生のおそれが高くなる。こうした事故を防止するために、IEC60335-2-40（家庭用電気式のヒートポンプ、空気調和装置、除湿器の安全規格）やISO5149改定案（冷凍システムおよびヒートポンプに対する環境および安全の要求規格）の規格では、冷媒回路における冷媒充填量の許容値が定められている。この許容値は、冷媒回路に充填された冷媒の全量が漏洩した場合でも、室内の冷媒濃度が限界値を超えない値に定められている。そして、冷媒回路に充填された冷媒の全量が漏洩した際に室内の冷媒濃度が限界値を超える場合には、室内に冷媒漏洩検知器を設置して検知時に警報を発したり、室内に機械換気装置を設置するなどの安全対策を講じることが要求されている。

ところが、上述した安全対策を適切に選択し且つ講じるには、設計者や作業者に高い技術が必要とされる。また、上述した安全対策を講じようとすれば、現地工事の工数やコストがかかってしまう。こういったことから、上述した安全対策が必ずしも講じられるとは限らない。

そこで、空気調和装置自体に冷媒漏洩の抑制手段を設けることが考えられ、この種の空気調和装置は、例えば、特許文献２に開示されている。この特許文献２の空気調和装置は、室外機および室内機を備えている。室外機において、室内機と接続するガス管と液管の両方に制御弁が設けられている。この空気調和装置では、室内機から室内に冷媒が漏洩したことが検知されると、液管に設けた制御弁が閉じられて、冷房運転（冷媒回収運転）が行われる。そうすると、室外機から室内機へ向かう冷媒流れが液管の制御弁によって止められる一方、室内機の冷媒は室外機へ流れて室外熱交換器や冷媒量調整器に貯留される。そして、冷媒回収運転が所定時間行われると、ガス管に設けた制御弁が閉じられて運転が終了する。これにより、室内機の冷媒が室外機に回収されて、室内機から室内への冷媒の漏洩が抑制される。

特開２００８−１３８９５４号公報 特開平１０−９６９２号公報

ところが、特許文献２に開示されている冷媒漏洩の抑制手段を特許文献１の空気調和装置に適用すると、ガス管および液管に設けた制御弁（遮断弁）が高価であるため、コスト高になってしまうという問題があった。また、冷媒漏洩が発現する頻度は極めて少なく、その冷媒漏洩を抑制するためだけに高価な制御弁を設けることは経済的ではない。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、低コストで利用側回路の冷媒漏洩を抑制することを目的とする。

本発明は、上述した目的を達成するために、冷媒が利用側空間に漏洩すると、利用側回路（3a，4a，5a）の圧力（冷媒圧力）と利用空間の圧力との圧力差をできるだけ小さくして冷媒の漏洩速度を低下させるようにした。

具体的に、第１の発明は、圧縮機（21）および熱源側熱交換器（22）を有する熱源側回路（2a）と、利用側空間を空気調和する利用側熱交換器（31，41，51）を有する複数の利用側回路（3a，4a，5a）とを備え、上記各利用側熱交換器（31，41，51）が個別に冷却運転と加熱運転とを行うように構成されると共に、上記全利用側熱交換器（31，41，51）が冷却運転を行う際、上記圧縮機（21）の吐出された高圧ガス冷媒が全て熱源側熱交換器（22）に流れるように構成された冷媒回路（10）を備えた冷凍装置である。そして、第１の発明は、上記冷媒回路（10）から利用側空間に冷媒が漏洩したことを検知する漏洩検知部（17）と、該漏洩検知部（17）が冷媒漏洩を検知すると、上記冷媒回路（10）において、上記利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒が低圧となる冷凍サイクルを行うように冷媒を循環させる制御部（18）とを備えていることを特徴としている。

上記第１の発明では、例えば、冷媒回路（10）において利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒が高圧となる（利用側熱交換器（31，41，51）が放熱器として機能する）冷凍サイクルが行われているときに、配管から利用空間へ冷媒が漏洩すると、漏洩検知部（17）が冷媒漏洩を検知する。そうすると、冷媒回路（10）において、利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒が低圧となる冷凍サイクルを行うように冷媒が循環される。これにより、利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒と利用空間との圧力差が小さくなり、利用側回路（3a，4a，5a）からの冷媒の漏洩速度が低下する。これによって、冷媒の漏洩量は利用空間における自然換気によって利用空間外へ充分に排出し得る量となり、利用空間における冷媒濃度の上昇が抑えられる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記制御部（18）は、上記漏洩検知部（17）が冷媒漏洩を検知すると、上記冷媒回路（10）において上記利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒が大気圧以上の低圧となる冷凍サイクルを行うように冷媒を循環させることを特徴としている。

上記第２の発明では、利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力が大気圧以上に制御されるため、利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力が利用空間の圧力よりも高くなる。そのため、利用側回路（3a，4a，5a）において、冷媒の漏洩箇所（例えば、配管の腐食によって生じた穴）から利用空間の空気が侵入することはない。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記制御部（18）は、上記熱源側熱交換器（22）で冷媒を蒸発させるための膨張弁（23）を絞ることによって、上記各利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒を低圧にすることを特徴としている。

上記第３の発明では、冷媒回路（10）において熱源側回路（2a）（11a）の膨張弁（23）から圧縮機（21）の吸入側までが低圧となる。そのため、熱源側回路（2a）と各利用側回路（3a，4a，5a）とを繋ぐ液管やガス管を含めた利用側回路（3a，4a，5a）の全体が低圧となる。

第４の発明は、上記第３の発明において、冷媒と熱交換する空気を上記利用側熱交換器（31，41，51）に供給する利用ファン（3F，4F，5F）を備え、上記制御部（18）は、上記漏洩検知部（17）が冷媒漏洩を検知すると、上記利用ファン（3F，4F，5F）の風量を下げることを特徴としている。

上記第４の発明では、利用ファン（16）の風量が下がるため、圧縮機（21）の吸入冷媒の過熱度が低下する。これにより、圧縮機（63）の吐出冷媒の温度が低下する。

第５の発明は、上記第１〜第４の何れか１の発明において、上記冷媒回路（10）は、冷媒として、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ若しくはＲ７４４の単一冷媒または該冷媒を含む混合冷媒が用いられていることを特徴としている。

上記第５の発明では、冷媒として、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ若しくはＲ７４４の単一冷媒または該冷媒を含む混合冷媒が用いられる。

本発明によれば、利用側空間への冷媒漏洩が発現すると、利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒が低圧となるため、利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力と利用空間の圧力との差をできるだけ小さくすることができる。そのため、冷媒の漏洩速度を低下させることができる。これによって、利用空間における自然換気によって充分に冷媒を排出することができ、その結果、利用空間における冷媒濃度の上昇を抑えることができる。よって、規定された冷媒濃度の限界値を超えることはない。また、冷媒流れを遮断するための弁を別途設けなくてもよいため、安価に冷媒漏洩を抑制することができる。

また、本発明によれば、加熱運転の利用側回路（3a，4a）と冷却運転の利用側回路（5a）とが共存している場合に冷媒漏洩が検知されると、利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒を低圧とするので、冷却運転の利用側回路（5a）では冷却運転がそのまま継続される。この結果、冷却運転の利用側回路（5a）の快適性を確保しつつ冷媒漏洩を抑制することができる。

第２の発明によれば、利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力が大気圧以上の低圧となるため、利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力が利用空間の圧力よりも低くならない。これにより、利用空間の空気が冷媒の漏洩箇所から利用側回路（3a，4a，5a）に侵入するのを確実に防止することができる。

第３の発明によれば、熱源側回路（2a）の膨張弁（23）を絞ることによって利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒を低圧にするため、確実に利用側回路（3a，4a，5a）の全体を低圧にすることができる、これにより、利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒漏洩を確実に抑制することができる。

第４の発明によれば、利用ファン（16）の風量を下げるため、圧縮機（21）の吸入冷媒の過熱度を低下させることができ、その結果、吐出冷媒の温度を低下させることができる。本発明では、利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力と利用空間の圧力との差をできるだけ小さくして冷媒の漏洩速度を低下させたいことから、利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力は通常運転時よりも低くなる傾向にある。そうすると、圧縮機（21）の吸入冷媒の過熱度および吐出冷媒の温度が異常に高くなるおそれがあるが、本発明によれば、それを防止することができる。

Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅおよびＲ７４４は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が比較的低いため、地球環境に優しい冷媒である。また、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆおよびＲ１２３４ｚｅは、燃焼性を有する冷媒（微燃性冷媒）であるため、冷媒漏洩による燃焼事故のおそれが高くなる。また、Ｒ７４４は。燃焼性はない（不燃性冷媒である）が、冷媒漏洩による窒息事故のおそれがある。ところが、第５の発明によれば、地球環境に優しい冷媒を用いても、確実に冷媒漏洩による燃焼事故や窒息事故を防止することができる。なお、Ｒ３２はジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）であり、Ｒ１２３４ｙｆは２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）であり、Ｒ１２３４ｚｅは１，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）であり、Ｒ７４４は二酸化炭素である。

実施形態１に係る空気調和装置の冷媒回路図である。 実施形態１の空気調和装置の全部暖房運転における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 実施形態１の空気調和装置の全部冷房運転における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 実施形態１の空気調和装置の第１共存運転における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 実施形態１の空気調和装置の第２共存運転における冷媒の流れを示す冷媒回路図である。 図６は、空気調和装置の冷媒の特性を示す表である。 図７は、Ｒ３２の液冷媒の漏洩速度を示すグラフである。 図８は、Ｒ３２のガス冷媒の漏洩速度を示すグラフである。 実施形態２に係る空気調和装置の冷媒回路図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

〈発明の実施形態１〉
本実施形態の冷凍装置は、図１に示すように、複数の利用側空間である室内を個別に暖房または冷房の空気調和を行う空気調和装置（1）である。つまり、上記空気調和装置（1）は、一つの室内を加熱運転である暖房運転を行いながら他の室内を冷却運転である冷房運転を行うことが可能な、いわゆる冷暖フリーの空気調和装置である。

上記空気調和装置（1）は、１台の室外ユニット（20）と、第１〜第３の３台の室内ユニット（30，40，50）と、第１〜第３の３台の切換ユニットであるＢＳユニット（60，70，80）とが配管によって接続された冷媒回路（10）を備えている。該冷媒回路（10）は、液管（11）と高圧ガス管（12）と低圧ガス管（13）とを備え、冷媒が循環して蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。

上記冷媒回路（10）は、冷媒として、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ若しくはＲ７４４の単一冷媒または該冷媒を含む混合冷媒が用いられる。上記Ｒ３２はジフルオロメタン（ＨＦＣ−３２）であり、Ｒ１２３４ｙｆは２，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（ＨＦＯ−１２３４ｙｆ）であり、Ｒ１２３４ｚｅは１，３，３，３−テトラフルオロ−１−プロペン（ＨＦＯ−１２３４ｚｅ）であり、Ｒ７４４は二酸化炭素である。

−室外ユニットの構成−
上記室外ユニット（20）は、熱源側ユニットを構成し、圧縮機（21）と熱源側熱交換器である室外熱交換器（22）と室外膨張弁（23）と第１三方弁（24）と第２三方弁（25）を有する熱源側回路である室外回路（2a）を備えている。

上記第１三方弁（24）および第２三方弁（25）は、第１から第３までのポートを有している。上記第１三方弁（24）の第１ポートは、圧縮機（21）の吐出側に繋がり、第２ポートは、室外熱交換器（22）のガス側に繋がり、第３ポートは、圧縮機（21）の吸入側に繋がっている。上記第２三方弁（25）の第１ポートは、圧縮機（21）の吐出側に繋がり、第２ポートは、高圧ガス管（12）を介して各ＢＳユニット（60，70，80）側に繋がり、第３ポートは、低圧ガス管（13）と圧縮機（21）の吸入側とに繋がっている。

上記各三方弁（24，25）は、第１ポートと第２ポートとが連通すると同時に第３ポートが閉鎖される状態（図１の実線で示す状態）と、第２ポートと第３ポートとが連通すると同時に第１ポートが閉鎖される状態（図１の破線で示す状態）とに設定が切換可能に構成されている。上記各三方弁（24，25）は切換機構を構成している。

また、上記室外熱交換器（22）は、熱源側ファンである室外ファン（2F）を備え、液側が液管（11）が接続されている。

−室内ユニットの構成−
上記第１〜第３の室内ユニット（30，40，50）は、それぞれ第１〜第３の室内熱交換器（31，41，51）と、第１〜第３の室内膨張弁（32，42，52）を有する利用側回路である第１〜第３の室内回路（3a，4a，5a）を備えている。上記各室内熱交換器（31，41，51）は、利用側側ファンである室内ファン（3F，4F，5F）を備え、液側が液管（11）に接続されている。上記各室内膨張弁（32，42，52）は、対応する室内熱交換器（31，41，51）の液側に設けられている。

上記各室内ユニット（30，40，50）には、第１〜第３の室内熱交換器（31，41，51）のガス側に冷媒圧力を検出する圧力センサ（P1，P2，P3）が設けられている。

−ＢＳユニットの構成−
上記各ＢＳユニット（60，70，80）は、各室内ユニット（30，40，50）から分岐する第１分岐管（61，71，81）と第２分岐管（62，72，82）とをそれぞれ有し、室内熱交換器（31，41，51）のガス側に接続されている。また、上記各第１分岐管（61，71，81）および各第２分岐管（62，72，82）には、開閉自在な電磁弁（SV-1，SV-2，SV-3，…）が１つずつ設けられている。上記第１分岐管（61，71，81）は、高圧ガス管（12）に接続され、上記第２分岐管（62，72，82）は、低圧ガス管（13）に接続されている。

上記各ＢＳユニット（60，70，80）は、上記電磁弁（SV1，SV-2，SV-3，…）を開閉して対応する室内熱交換器（31，41，51）のガス側を圧縮機（21）の吸入側または吐出側の一方と繋ぐように冷媒の流路を切り換える。

−コントローラの構成−
上記空気調和装置（1）は、上述した各三方弁（24，25）や各電磁弁（SV-1，SV-2，SV-3，…）や圧縮機（21）等を制御するコントローラ（16）を備えている。このコントローラ（16）には、圧力センサ（P1，P2，P3）の検出信号が入力される一方、漏洩検知部（17）と制御部（18）が設けられている。

上記漏洩検知部（17）は、圧力センサ（P1，P2，P3）の検出値について単位時間当たりの低下量が所定値以上であると、冷媒が室内に漏洩したと判定し、冷媒漏洩を検知する。上記制御部（18）は、漏洩検知部（17）が冷媒漏洩を検知すると、冷媒回路（10）において室内回路（3a，4a，5a）の冷媒が低圧となる冷凍サイクルを行うように冷媒を循環させる。つまり、制御部（18）は室外熱交換器（22）が凝縮器（放熱器）となり全室内熱交換器（31，41，51）が蒸発器となる冷凍サイクルを行うように冷媒を循環させる（非常時運転）。

−運転動作−
次に、上記空気調和装置（1）の運転動作について説明する。この空気調和装置（1）は、各三方弁（24，25）の設定や各ＢＳユニット（60，70，80）の電磁弁（SV-1，SV-2，SV-3，…）の開閉状態に応じて、複数種の運転が可能となっている。以下には、これらの運転のうち、代表的な運転を例示して説明する。

−全部暖房運転−
全部暖房運転は、全ての室内ユニット（30，40，50）で各室内の暖房を行うものである。図２に示すように、この全部暖房運転では、各三方弁（24，25）がそれぞれ第１ポートと第２ポートとを連通させる状態に設定される。また、各ＢＳユニット（60，70，80）は、第１電磁弁（SV-1）と第３電磁弁（SV-3）と第５電磁弁（SV-5）とが開放状態となり、第２電磁弁（SV-2）と第４電磁弁（SV-4）と第６電磁弁（SV-6）とが閉鎖状態となる。なお、同図、および他の運転動作を説明するための他の図においては、閉鎖状態の電磁弁を黒塗りとし、開放状態の電磁弁を白塗りで図示している。

この全部暖房運転では、室外熱交換器（22）を蒸発器とし、各室内熱交換器（31，41，51）を凝縮器とする冷凍サイクルが行われる。なお、同図、および他の運転動作を説明するための他の図においては、凝縮器となる熱交換器にドットを付し、蒸発器となる熱交換器は白塗りで図示している。この冷凍サイクルでは、圧縮機（21）から吐出した冷媒が、第２三方弁（25）を通過した後、高圧ガス管（12）を流れ、各ＢＳユニット（60，70，80）の第１分岐管（61，71，81）にそれぞれ分流する。各ＢＳユニット（60，70，80）を通過した冷媒は、対応する各室内ユニット（30，40，50）に流れる。

例えば、第１の室内ユニット（30）において、第１の室内熱交換器（31）に冷媒が流れると、第１の室内熱交換器（31）では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、第１の室内ユニット（30）に対応する室内の暖房が行われる。第１の室内熱交換器（31）で凝縮した冷媒は、第１の室内膨張弁（32）を通過する。ここで、第１の室内膨張弁（32）は、第１温度センサ（Ts1）および第２温度センサ（Ts2）等で求められた冷媒の過冷却度に応じて開度が調節される。第２の室内ユニット（40）および第３の室内ユニット（50）では、第１の室内ユニット（30）と同様に冷媒が流れ、対応する室内の暖房がそれぞれ行われる。

各室内ユニット（30，40，50）を流出した冷媒は、液管（11）で合流する。この冷媒は、室外膨張弁（23）を通過する際に、低圧まで減圧されて、室外熱交換器（22）を流れる。室外熱交換器（22）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（22）で蒸発した冷媒は、第１三方弁（24）を通過した後、圧縮機（21）に吸入されて再び圧縮される。

−全部冷房運転−
全部冷房運転は、全ての室内ユニット（30，40，50）で各室内の冷房を行うものである。図３に示すように、この全部冷房運転では、各三方弁（24，25）がそれぞれ第１ポートと第２ポートとを連通させる状態に設定される。また、各ＢＳユニット（60，70，80）では、第２電磁弁（SV-2）、第４電磁弁（SV-4）、および第６電磁弁（SV-6）が開放状態となり、第１電磁弁（SV-1）、第３電磁弁（SV-3）、および第５電磁弁（SV-5）が閉鎖状態となる。

この全部冷房運転では、室外熱交換器（22）を凝縮器とし、各室内熱交換器（31，41，51）を蒸発器とする冷凍サイクルが行われる。具体的には、圧縮機（21）から吐出した冷媒は、第１三方弁（24）を通過した後、室外熱交換器（22）を流れる。つまり、上記圧縮機（21）から吐出した全ての高圧ガス冷媒は、高圧ガス管（12）には流れず、室外熱交換器（22）のみに流れる。そして、室外熱交換器（22）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（22）で凝縮した冷媒は、全開状態に設定された室外膨張弁（23）を通過し、液管（11）を流れて、各室内ユニット（30，40，50）へ分流する。

例えば、第１の室内ユニット（30）においては、冷媒が第１の室内膨張弁（32）を通過する際に、低圧まで減圧されて、第１の室内熱交換器（31）を流れる。第１の室内熱交換器（31）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、第１の室内ユニット（30）に対応する室内の冷房が行われる。ここで、上記第１の室内膨張弁（32）は、第１温度センサ（Ts1）および第２温度センサ（Ts2）等で求められた冷媒の過熱度に応じて開度が調節される。第２の室内ユニット（40）および第３の室内ユニット（50）では、第１の室内ユニット（30）と同様に冷媒が流れ、対応する室内の冷房がそれぞれ行われる。各室内ユニット（30，40，50）を流出した冷媒は、各ＢＳユニット（60，70，80）の第２分岐管（62，72，82）をそれぞれ流れ、低圧ガス管（13）を経て合流後に圧縮機（21）に吸入されて再び圧縮される。

−暖房／冷房同時運転−
暖房／冷房同時運転は、一部の室内ユニットで室内の暖房を行う一方、他の室内ユニットで室内の冷房を行う共存運転である。暖房／冷房同時運転では、運転条件に応じて室外熱交換器（22）が蒸発器又は凝縮器となる。また、各室内ユニット（30，40，50）では、暖房要求のある室内の室内熱交換器が凝縮器となる一方、冷房要求のある室内の室内熱交換器が蒸発器となる。以下には、室外熱交換器（22）を凝縮器とし、室内熱交換器（31，41，51）の少なくとも１つを凝縮器とし残りを蒸発器とする。

−第１共存運転−
第１共存運転は、第１の室内ユニット（30）および第２の室内ユニット（40）で室内の暖房を行う一方、第３の室内ユニット（50）で室内の冷房を行うものである。図４に示すように、この運転では、各三方弁（24，25）がそれぞれ第１ポートと第２ポートとを連通させる状態に設定される。また、各ＢＳユニット（60，70，80）では、第１電磁弁（SV-1）、第３電磁弁（SV-3）、および第６電磁弁（SV-6）が開放状態となり、第２電磁弁（SV-2）、第４電磁弁（SV-4）、および第５電磁弁（SV-5）が閉鎖状態となる。

この第１共存運転運転では、室外熱交換器（22）と第１の室内熱交換器（31）と第２の室内熱交換器（17）とを凝縮器とする一方、第３の室内熱交換器（51）を蒸発器とする冷凍サイクルが行われる。具体的には、圧縮機（21）から吐出した冷媒は、第１三方弁（24）側と第２三方弁（25）側とに分流する。第１三方弁（24）を通過した冷媒は、室外熱交換器（22）で凝縮した後、所定開度に調節された室外膨張弁（23）を通過して液管（11）を流れる。

一方、第２三方弁（25）を通過した冷媒は、高圧ガス管（12）を流れ、第１のＢＳユニット（60）側と第２のＢＳユニット（70）側とに分流する。第１のＢＳユニット（60）を流出した冷媒は、第１の室内熱交換器（31）を流れる。第１の室内熱交換器（31）では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。その結果、第１の室内ユニット（30）に対応する室内の暖房が行われる。第１の室内ユニット（30）で室内の暖房に利用された冷媒は、液管（11）に流出する。同様に、第２ＢＳユニット（70）を流出した冷媒は、第２の室内ユニット（40）で室内の暖房に利用された後、液管（11）に流出する。

液管（11）で合流した冷媒は、第３の室内ユニット（50）に流入する。この冷媒は、第３の室内膨張弁（52）を通過する際に低圧まで減圧された後、第３の室内熱交換器（51）を流れる。第３の室内熱交換器（51）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。その結果、第３の室内ユニット（50）に対応する室内の冷房が行われる。第３の室内ユニット（50）で室内の冷房に利用された冷媒は、第３のＢＳユニット（80）を通過した後、低圧ガス管（13）を流れ、圧縮機（21）に吸入されて再び圧縮される。

−第２共存運転−
第２共存運転は、第１の室内ユニット（30）で室内の暖房を行う一方、第２の室内ユニット（40）および第３の室内ユニット（50）で室内の冷房を行うものである。図５に示すように、この運転では、各三方弁（24，25）がそれぞれ第１ポートと第２ポートとを連通させる状態に設定される。また、各ＢＳユニット（60，70，80）では、第１電磁弁（SV-1）、第４電磁弁（SV-4）、および第６電磁弁（SV-6）が開放状態となり、第２電磁弁（SV-2）、第３電磁弁（SV-3）、および第５電磁弁（SV-5）が閉鎖状態となる。

この第２共存運転運転では、室外熱交換器（22）と第１の室内熱交換器（31）とを凝縮器とする一方、第２の室内熱交換器（17）と第３の室内熱交換器（51）とを蒸発器とする冷凍サイクルが行われる。具体的には、圧縮機（21）から吐出した冷媒は、第１三方弁（24）側と第２三方弁（25）側とに分流する。第１三方弁（24）を通過した冷媒は、室外熱交換器（22）で凝縮した後、所定開度に制御された室外膨張弁（23）を通過して液管（11）に流入する。

一方、第２三方弁（25）を通過した冷媒は、高圧ガス管（12）を経て第１のＢＳユニット（60）を経由して第１の室内ユニット（30）に流れる。第１の室内ユニット（30）では、第１の室内熱交換器（31）で冷媒が凝縮し、室内の暖房が行われる。第１の室内ユニット（30）で室内の暖房に利用された冷媒は、液管（11）に流出する。

液管（11）で合流した冷媒は、第２の室内ユニット（40）と第３の室内ユニット（50）とに分流する。第２の室内ユニット（40）では、第２の室内膨張弁（18）で減圧された冷媒が、第２の室内熱交換器（17）で蒸発し、室内の冷房が行われる。同様に、第３の室内ユニット（50）では、第３の室内膨張弁（52）で減圧された冷媒が、第３の室内熱交換器（51）で蒸発し、室内の冷房が行われる。各室内ユニット（40，50）で室内の冷房に利用された冷媒は、第２のＢＳユニット（70）および第３のＢＳユニット（80）をそれぞれ通過し、低圧ガス管（13）を経て合流後に圧縮機（21）に吸入されて再び圧縮される。なお、図２〜図５では、室外ファン（2F）および室内ファン（3F,4F,5F）の図示を省略している。

−非常時運転−
非常時運転は、上述した通常運転時に漏洩検知部（17）が検知すると、行われる。ここでは、全部暖房運転時に漏洩検知部（17）が検知した場合について説明する。

例えば、全部暖房運転時に、室内回路（3a，4a，5a）の配管に腐食によって穴が開き、冷媒が漏洩すると、圧力センサ（P1，P2，P3）の検出値が急激に低下する。そうすると、漏洩検知部（17）が冷媒漏洩を検知する。全部暖房運転時は、室内回路（3a，4a，5a）が高圧となっているため、例えば、第１の室内回路（3a）と室内との圧力差が大きい。そのため、冷媒の漏洩速度が大きくなり、室内における自然換気では冷媒が室外へ充分に排出されず、室内の冷媒濃度が限界値を超えてしまう。

そこで、本実施形態では、漏洩検知部（17）が検知すると非常時運転が行われる。非常時運転では、冷媒回路（10）における冷媒循環方向は全部冷房運転と同様である。つまり、各室内膨張弁（32，42，52）は全開状態に設定され、室外膨張弁（23）の開度が絞られる。つまり、非常時運転では、室外膨張弁（23）で冷媒が減圧されて、全室内回路（3a，4a，5a）の全体が低圧となる。これにより、室内回路（3a，4a，5a）の冷媒と室内との圧力差が小さくなり、室内回路（3a，4a，5a）からの冷媒の漏洩速度が低下する。

上記室外膨張弁（23）は、室内回路（3a，4a，5a）の圧力が大気圧よりも低くならない範囲でできるだけ低下させるように開度が制御される。さらに、非常時運転では、制御部（18）によって室内ファン（3F，4F，5F）の風量が下げられる。

ここで、冷媒の漏洩速度（kg/h）について説明する。図７および図８が示すように、冷媒が漏洩する穴のサイズが大きくなれば、冷媒の漏洩速度（kg/h）も大きくなる。また、冷媒の飽和温度が低くなれば、即ち冷媒の圧力が低くなれば、冷媒の漏洩速度（kg/h）も小さくなる。また、室内回路（3a，4a，5a）では漏洩箇所によって液冷媒が漏洩する場合とガス冷媒が漏洩する場合がある。

最も多い冷媒漏洩原因である腐食の場合には、穴径は大きくて0.2mmとされている。ガス冷媒の漏洩の場合には、図８に示すように、圧力が高くなる飽和温度の値を63℃で見ても、漏洩速度は2.00（kg/h）となる。飽和温度-50℃では、0.026（kg/h）となる。

一方、ガス冷媒よりも漏洩速度（kg/h）が大きくなる液冷媒の漏洩の場合には、図７に示すように、穴径0.2mmで、飽和温度63℃では、5.3（kg/h）となり、飽和温度-50℃では、0.32（kg/h）にまで低下する。このように、圧力を低下させて飽和温度を下げれば、漏洩速度（kg/h）は大幅に低下する。ここで、ISO5149改定案で規定される室内の冷媒濃度の限界値RCL=0.061（kg/m3）を超えない必要換気量は、必要換気量＞0.32（kg/h）/0.061（kg/m3）=5.2（m3/h）となる。１馬力程度の室内ユニット（12）が設定される部屋の容積を2.7m×2.7m×2.3m=16.7m3とすると、必要換気回数は、5.2（m3/h）/16.7m3=0.32回/hに相当し、国内の住宅に義務付けられている最低換気数0.5回/h以下となる。この0.32回/h程度の換気は、自然換気でも充分になされるものと考える。また、冷媒は圧力が下がれば通常はガス状態となるので、漏洩速度（kg/h）はより低下することになる。

以上のように、非常時運転によって室内回路（3a，4a，5a）の圧力を低下させて冷媒の漏洩速度（kg/h）を低下させることで、室内の冷媒濃度が限界値を超える状態を回避することができる。

−実施形態１の効果−
本実施形態の空気調和機（10）によれば、室内の冷媒漏洩が発現すると、室内回路（3a，4a，5a）の冷媒が低圧となる冷凍サイクルを行うようにしたため、室内回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力と室内の圧力との差をできるだけ小さくすることができる。そのため、冷媒の漏洩速度を低下させることができる。これによって、室内における自然換気によって充分に冷媒を排出することができ、その結果、室内における冷媒濃度の上昇を抑えることができる。よって、室内の冷媒濃度が、規定の限界値を超えることはない。また、冷媒流れを遮断するための弁を別途設けなくてもよいため、安価に冷媒漏洩を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、暖房運転の室内ユニット（30，40）と冷房運転の室内ユニット（50）とが共存している場合に冷媒漏洩が検知されると、全室内回路（3a，4a，5a）の冷媒を低圧とする冷房運転状態にするので、冷房運転の室内ユニット（50）では冷房運転がそのまま継続される。この結果、冷房運転の室内ユニット（50）の快適性を確保しつつ冷媒漏洩を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、室内回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力が大気圧以上の低圧となるようにしたため、室内回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力が室内の圧力よりも低くならない。これにより、室内の空気が冷媒の漏洩箇所から室内回路（3a，4a，5a）に侵入するのを確実に防止することができる。

また、本実施形態によれば、非常時運転において、室内膨張弁（31，41，51）ではなく室外膨張弁（23）を絞ることによって室内回路（3a，4a，5a）の冷媒を低圧にするため、確実に室内回路（3a，4a，5a）の全体を低圧にすることができる、これにより、室内回路（3a，4a，5a）のどの箇所から冷媒が漏洩しても、その冷媒漏洩を確実に抑制することができる。

また、本実施形態によれば、非常時運転において室内ファン（3F，4F，5F）の風量を下げるため、圧縮機（21）の吸入冷媒の過熱度を低下させることができ、その結果、圧縮機（21）の吐出冷媒の温度を低下させることができる。本実施形態では、室内回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力と室内の圧力との差をできるだけ小さくして冷媒の漏洩速度を低下させたいことから、室内回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力は通常の冷房運転時よりも低くなる傾向にある。そうすると、圧縮機（21）の吸入冷媒の過熱度および吐出冷媒の温度が異常に高くなるおそれがあるが、本実施形態によれば、それを防止することができる。

また、図６に示すように、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅおよびＲ７４４（図示省略）は、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が比較的低いため、地球環境に優しい冷媒である。また、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆおよびＲ１２３４ｚｅは、燃焼性を有する冷媒（微燃性冷媒）であるため、冷媒漏洩による燃焼事故のおそれが高くなる。また、Ｒ７４４は、燃焼性はない（不燃性冷媒である）が、冷媒漏洩による窒息事故のおそれがある。ところが、本実施形態によれば、地球環境に優しい冷媒を用いても、確実に冷媒漏洩による燃焼事故や窒息事故を防止することができる。

また、本実施形態では、室内回路（3a，4a，5a）以外の部分から冷媒漏洩が発生しても、室内には冷媒が漏洩しないと仮定している。したがって、本実施形態の漏洩検知部（17）は室内回路（3a，4a，5a）の冷媒漏洩について検知するように構成されている。ところで、本実施形態の非常時運転では、室外膨張弁（23）を絞るため、各室内回路（3a，4a，5a）だけでなく、液管（11）などの連絡配管も同様に低圧となる。したがって、漏洩検知部（17）について室内回路（3a，4a，5a）だけでなく液管（11）などにおける冷媒漏洩も検知するように構成すれば、液管（11）などの連絡配管の冷媒漏洩も抑制することができる。

〈発明の実施形態２〉
次に、本発明の実施形態２を図面に基づいて詳細に説明する。

本実施形態の空気調和装置（1）は、図６示すように、実施形態１が液管（11）と高圧ガス管（12）と低圧ガス管（13）とを構成したのに代えて２つの連絡配管（90，91）で構成したものである。

具体的に、室外ユニット（20）は、圧縮機（21）と室外熱交換器（22）を備えると共に、四路切換弁（92）を備えている。そして、上記四路切換弁（92）は、圧縮機（21）の吐出側と吸入側とが接続されると共に、室外熱交換器（22）の一端と第１主配管（93）とが接続され、上記室外熱交換器（22）の他端は第１主配管（94）が接続されている。

上記第１主配管（93）は、第１連絡配管（90）が接続されると共に、第１連絡配管（90）から第１主配管（93）への冷媒流れを許容する逆止弁（CV）が設けられている。上記第１主配管（94）は、第２連絡配管（91）が接続されると共に、第１主配管（94）から第２連絡配管（91）への冷媒流れを許容する逆止弁（CV）が設けられている。

上記第１連絡配管（90）は、第１主配管（94）に第１分岐管（95）を介して接続され、該第１分岐管（95）には、上記第１連絡配管（90）から第１主配管（94）への冷媒流れを許容する逆止弁（CV）が設けられている。上記第２連絡配管（91）は、第１主配管（93）に第２分岐管（96）を介して接続され、該第２分岐管（96）には、上記第１主配管（93）から第２連絡配管（91）への冷媒流れを許容する逆止弁（CV）が設けられている。

さらに、上記第１連絡配管（90）と第２連絡配管（91）は、切換ユニット（97）が接続され、該切換ユニット（97）に３つの室内ユニット（30，40，50）が接続されている。上記切換ユニット（97）は、図示しないが、膨張弁等を備え、３つの室内ユニット（30，40，50）がそれぞれ冷房運転と暖房運転とを行えるように冷媒流れを切り換えている。

また、上記空気調和装置（1）は、実施形態１と同様にコントローラ（16）を備えている。

−運転動作−
次に、上記空気調和装置（1）の全部暖房運転と全部冷房運転と第１共存運転と第２共存運転とを説明する。

全部暖房運転において、圧縮機（21）を吐出した冷媒は、全て第１主配管（93）、第２分岐管（96）、第２連絡配管（91）および切換ユニット（97）を経て室内ユニットに流れて凝縮し、その後、冷媒は、切換ユニット（97）、第１連絡配管（90）および第１主配管（93）を経て圧縮機（21）に戻る。冷媒は、この循環を繰り返す。

全部冷房運転において、圧縮機（21）を吐出した冷媒は、全て室外熱交換器（22）にのみ流れて凝縮し、その後、冷媒は、第１主配管（94）、第２連絡配管（91）および切換ユニット（97）を経て室内ユニットに流れ、室内熱交換器で蒸発器し、切換ユニット（97）、第１連絡配管（90）および第１主配管（93）を経て圧縮機（21）に戻る。冷媒は、この循環を繰り返す。

第１共存運転においては、例えば、第１の室内ユニット（30）および第２の室内ユニット（40）で室内の暖房を行う一方、第３の室内ユニット（50）で室内の冷房を行う。この第１共存運転において、圧縮機（21）を吐出した冷媒は、全て第１主配管（93）から第２分岐管（96）および第２連絡配管（91）を流れ、切換ユニット（97）で分流されて第１の室内熱交換器（31）および第２の室内熱交換器（17）に流れて凝縮する。その後、凝縮した液冷媒の一部は、切換ユニット（97）を経て第３の室内熱交換器（51）で蒸発する一方、液冷媒の残部は、切換ユニット（97）において、膨張弁で減圧されて二相冷媒となり、第３の室内熱交換器（51）で蒸発した冷媒と合流する。その後、合流した低圧冷媒は、切換ユニット（97）から第１連絡配管（90）、第１分岐管（95）および第１主配管（94）を流れ、室外熱交換器（22）で蒸発して圧縮機（21）に戻る。冷媒は、この循環を繰り返す。

第２共存運転においては、例えば、第１の室内ユニット（30）で室内の暖房を行う一方、第２の室内ユニット（40）および第３の室内ユニット（50）で室内の冷房を行う。この第１共存運転において、圧縮機（21）を吐出した冷媒は、全て室外熱交換器（22）に流れ、一部が凝縮して高圧二相冷媒になる。この高圧二相冷媒は、第１主配管（94）および第２連絡配管（91）を流れ、切換ユニット（97）を経て切換ユニット（97）で高圧ガス冷媒と高圧液冷媒とに分流され、高圧ガス冷媒は、第１の室内熱交換器（31）に流れて凝縮する。分流された高圧液冷媒は、第１の室内熱交換器（31）で凝縮した液冷媒と合流した後、第２の室内熱交換器（4１）および第３の室内熱交換器（51）に流れて蒸発する。蒸発した低圧冷媒は、切換ユニット（97）、第１連絡配管（90）および第１主配管（93）を経て圧縮機（21）に戻る。冷媒は、この循環を繰り返す。

特に、本実施形態においても、実施形態１と同様に漏洩検知部（17）が冷媒漏洩を検出すると、非常時運転が行われる。そして、この非常時運転は、全部冷房運転となり、図示しないが、切換ユニット（97）に設けられた膨張弁を絞り、全室内回路（3a，4a，5a）の全体を低圧とする。また、図示しないが、室内ファンの風量が下げられる。その他の作用は、実施形態１と同様である。

−実施形態２の効果−
本実施形態の空気調和機（10）によれば、室内の冷媒漏洩が発現すると、室内回路（3a，4a，5a）の冷媒が低圧となる冷凍サイクルを行うようにしたため、室内回路（3a，4a，5a）の冷媒圧力と室内の圧力との差をできるだけ小さくすることができる。そのため、冷媒の漏洩速度を低下させることができる。これによって、室内における自然換気によって充分に冷媒を排出することができ、その結果、室内における冷媒濃度の上昇を抑えることができる。よって、室内の冷媒濃度が、規定の限界値を超えることはない。また、冷媒流れを遮断するための弁を別途設けなくてもよいため、安価に冷媒漏洩を抑制することができる。その他の効果は、実施形態１と同様である。

〈その他の実施形態〉
本発明は、上記実施形態１について、以下のような構成としてもよい。

上記実施形態の室内ユニット（30，40，50）は、３台としたが、これらに限られるものではない。

また、本発明は、室内ユニット（30，40，50）が個別に冷房運転と暖房運転できるものであって。冷却運転を行う際、圧縮機（21）の吐出された高圧ガス冷媒が室外熱交換器（22）にのみ流れる回路であればよく、実施形態に限定されるものではない。

尚、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路を備えた冷凍装置について有用である。

１ 空気調和装置（冷凍装置）
１０ 冷媒回路
１７ 漏洩検知部
１８ 制御部
２０ 室外ユニット（熱源側ユニット）
２１ 圧縮機
２２ 室外熱交換器（熱源側熱交換器）
２３ 室外膨張弁
2a 室外回路（熱源側回路）
３０，４０，５０ 室内ユニット（利用側ユニット）
３１，４１，５１ 室内熱交換器（利用側熱交換器）
３ａ，４ａ，５ａ 室内回路（利用側回路）
３Ｆ，４Ｆ，５Ｆ 室内ファン（利用側ファン）

Claims (5)

1. 圧縮機（21）および熱源側熱交換器（22）を有する熱源側回路（2a）と、利用側空間を空気調和する利用側熱交換器（31，41，51）を有する複数の利用側回路（3a，4a，5a）とを備え、上記各利用側熱交換器（31，41，51）が個別に冷却運転と加熱運転とを行うように構成されると共に、上記全利用側熱交換器（31，41，51）が冷却運転を行う際、上記圧縮機（21）の吐出された高圧ガス冷媒が全て熱源側熱交換器（22）に流れるように構成された冷媒回路（10）を備えた冷凍装置であって、
   上記冷媒回路（10）から利用側空間に冷媒が漏洩したことを検知する漏洩検知部（17）と、
   該漏洩検知部（17）が冷媒漏洩を検知すると、上記冷媒回路（10）において、上記利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒が低圧となる冷凍サイクルを行うように冷媒を循環させる制御部（18）とを備えている
   ことを特徴とする冷凍装置。
2. 請求項１において、
   上記制御部（18）は、上記漏洩検知部（17）が冷媒漏洩を検知すると、上記冷媒回路（10）において上記利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒が大気圧以上の低圧となる冷凍サイクルを行うように冷媒を循環させる
   ことを特徴とする冷凍装置。
3. 請求項１または２において、
   上記制御部（18）は、上記熱源側熱交換器（22）で冷媒を蒸発させるための膨張弁（23）を絞ることによって、上記各利用側回路（3a，4a，5a）の冷媒を低圧にする
   ことを特徴とする冷凍装置。
4. 請求項３において、
   冷媒と熱交換する空気を上記利用側熱交換器（31，41，51）に供給する利用ファン（3F，4F，5F）を備え、
   上記制御部（18）は、上記漏洩検知部（17）が冷媒漏洩を検知すると、上記利用ファン（3F，4F，5F）の風量を下げる
   ことを特徴とする冷凍装置。
5. 請求項１〜４の何れか１項において、
   上記冷媒回路（10）は、冷媒として、Ｒ３２、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ若しくはＲ７４４の単一冷媒または該冷媒を含む混合冷媒が用いられている
   ことを特徴とする冷凍装置。