JP2020204422A - 冷媒サイクル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガス側遮断弁の遮断時漏れ量は、液側遮断弁の遮断時漏れ量よりも大きい冷媒サイクル装置を提供する。【解決手段】空気調和装置１は、可燃性の冷媒を冷媒回路１０において循環させる装置であって、冷媒の漏えいが検知されたときに遮断状態として所定空間への冷媒の漏えいを抑制する液側遮断弁７１ａ及びガス側遮断弁６８ａを備える。液側遮断弁７１ａ及びガス側遮断弁６８ａは、それぞれ、遮断状態において、流体が２０℃の空気であって且つ前後の差圧が１ＭＰａであるときの空気の漏れ量である遮断時漏れ量が、液側遮断弁は３００×Ｒ（ｃｍ３／ｍｉｎ）より小さく、ガス側遮断弁は３００×Ｒ（ｃｍ３／ｍｉｎ）より大きい。【選択図】図２

Description

冷媒サイクル装置に関する。

２０１７年９月１日発行の日本冷凍空調工業会のガイドラインである「微燃性（Ａ２Ｌ）冷媒を使用した業務用エアコンの冷媒漏えい時の安全確保のための施設ガイドライン」（ＪＲＡ ＧＬ−１６：２０１７）には、「付属書Ａ（規定）安全遮断弁の仕様」が用意されており、所定の仕様を満足しなければならない。この満足すべき安全遮断弁の仕様の１つに、閉弁時漏れ量がある。具体的には、流体が空気であって安全遮断弁の前後の差圧が１ＭＰａであるときに、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）以下が、安全遮断弁が満足すべき閉弁時漏れ量と規定されている。

上記のガイドラインにおいて、安全遮断弁を安全対策として採用する場合、冷媒漏えい時に対象となる居室（部屋）の冷媒漏えい時最大濃度がＬＦＬの１／４の値以下になるよう、遮断する冷媒回路中の適切な位置に安全遮断弁を設けなければならない、と規定されている。そして、冷媒の漏えいを検知する検知器の信号によって冷媒回路を遮断しなければならない、と規定されている。

なお、安全遮断弁は、冷媒が漏えいしたときに、冷媒回路から冷媒漏えい空間に漏えいする冷媒を遮断する弁である。ＬＦＬ（Lower Flammability Limit；燃焼下限界）は、ＩＳＯ８１７で定められた、冷媒と空気を均一に混合させた状態で火炎を伝播することが可能な冷媒の最小濃度である。冷媒漏えい時最大濃度は、冷媒回路の総冷媒量を、冷媒が滞留する空間の容積（漏えい高さに床面積を乗じた値）で除した値である。

上記のガイドラインでは、ガス側安全遮断弁（以下、ガス側遮断弁）であるか、液側安全遮断弁（以下、液側遮断弁）であるかに関わらず、閉弁時漏れ量を、同一漏れ量以下に抑えることが要求されている。一般に、ガス冷媒連絡管は、液冷媒連絡管よりも管径が大きく、ガス側遮断弁口径も大きくなり、シール部の隙間が一定であるとした場合、シール部周長が長くなるため、隙間面積が大きくなる。従って、前後の空気差圧が同一である場合には、ガス側遮断弁において液側遮断弁よりも閉弁時漏れ量が大きくなる傾向がある。上記のガイドラインの要求を満たすには、ガス側遮断弁の弁隙間を小さくする必要があり、そのため、ガス側遮断弁の製造コストあるいは購入コストが増大するといった課題がある。

本開示の第１観点に係る冷媒サイクル装置は、可燃性の冷媒を冷媒回路において循環させる冷媒サイクル装置である。冷媒サイクル装置は、ガス側遮断弁及び液側遮断弁と、検知部と、制御部と、を備える。ガス側遮断弁及び液側遮断弁は、冷媒回路の第１部分の両側に設けられる。検知部は、第１部分から所定空間への冷媒の漏えいを検知する。制御部は、検知部が、第１部分から所定空間への冷媒の漏えいを検知したときに、ガス側遮断弁及び液側遮断弁を遮断状態とする。ガス側遮断弁及び液側遮断弁の遮断時漏れ量は、遮断状態における前後の差圧が所定圧力であるときのガス側遮断弁及び液側遮断弁の、標準状態で気相単相となっている気体の漏れ量である。ガス側遮断弁の遮断時漏れ量は、液側遮断弁の遮断時漏れ量よりも大きい。なお、遮断時漏れ量は、上記のガイドラインにおける閉弁時漏れ量と同義である。

冷媒サイクル装置において、ガス側遮断弁と液側遮断弁とは、遮断する対象である冷媒の密度が異なる。ガス側遮断弁は、ガス冷媒を遮断し、液側遮断弁は、液冷媒を遮断する。したがって、液側遮断弁の遮断時漏れ量を小さくしておけば、ガス側遮断弁の遮断時漏れ量を少し大きくしたとしても、第１部分から所定空間への冷媒の漏えいの総量を規定量に抑えることが可能である。このことに鑑み、第１観点に係る冷媒サイクル装置では、ガス側遮断弁の遮断時漏れ量を、液側遮断弁の遮断時漏れ量よりも大きくしている。これにより、ガス側遮断弁の製造あるいは購入に係るコストを抑えることができる。

本開示の第２観点に係る冷媒サイクル装置は、第１観点に係る冷媒サイクル装置である。遮断時漏れ量は、温度が２０℃で所定圧力が１ＭＰａであるときの空気の漏れ量である。ガス側遮断弁の遮断時漏れ量は、３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）より大きい。液側遮断弁の遮断時漏れ量は、３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）より小さい。

本開示の第３観点に係る冷媒サイクル装置は、第１観点に係る冷媒サイクル装置である。ガス側遮断弁の遮断時漏れ量は、３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の１．０〜２．７倍以下である。液側遮断弁の遮断時漏れ量は、３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の０．９４倍以下である。

この構成によれば、冷媒漏えい時の安全を確保しつつ、ガス側遮断弁の製造コストあるいは購入コストを抑えることができる。

本開示の第４観点に係る冷媒サイクル装置は、第１観点に係る冷媒サイクル装置である。ガス側遮断弁の遮断時漏れ量は、３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の１．６倍〜２．７倍の範囲にある。液側遮断弁の遮断時漏れ量は、３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の０．３７倍〜０．９４倍の範囲にある。

この構成によれば、冷媒漏えい時の安全を確保しつつ、ガス側遮断弁の製造コストあるいは購入コストを抑えることができる。

本開示の第５観点に係る冷媒サイクル装置は、第２観点から第４観点のいずれかに係る冷媒サイクル装置であって、Ｒ＝１である。

本開示の第６観点に係る冷媒サイクル装置は、第２観点から第４観点のいずれかに係る冷媒サイクル装置であって、
Ｒ＝
（ρ_ｍｄ×Ｖ_ｍｄ×Ａ_ｄ）／（Ｃ_ｒ×（２×ΔＰ_ｒ／ρ_１ｒ）^０．５×Ａ_ｖ×ρ_１ｒｌ
＋
Ａ_ｖ×（２／（λ＋１））^{（（λ＋１）／２（λ−１））}×（λ×Ｐ_１ｒ×ρ_１ｒｇ）^０．５）
である。

Ａ_ｖは、ガス側遮断弁及び液側遮断弁それぞれの、遮断状態における弁隙間断面積（ｍ^２）である。

ρ_１ｒｌは、液相の冷媒の密度（ｋｇ／ｍ^３）である。

ρ_１ｒｇは、ガス相の冷媒の密度（ｋｇ／ｍ^３）である。

Ｐ_１ｒは、ガス側遮断弁及び液側遮断弁それぞれの、上流側の冷媒の圧力（ＭＰａ）である。

λは、冷媒の比熱比である。

ρ_ｍｄは、所定空間の内外を仕切るドアの隙間を通る、空気及び冷媒の混合気体の密度（ｋｇ／ｍ^３）である。

Ｖ_ｍｄは、所定空間の内外を仕切るドアの隙間を通る、空気及び冷媒の混合気体の速度（ｍ／ｓ）である。

Ａ_ｄは、所定空間の内外を仕切るドアの隙間の面積（ｍ^２）である。

ΔＰ_ｒは、冷媒が漏えいしている箇所の穴の内側及び外側の圧力差（Ｐａ）である。

Ｃ_ｒは、冷媒が漏えいしている箇所の穴を液相の冷媒が通過する際の冷媒の流量係数である。

Ｃ_ｒは、０．６である。

第６観点の冷媒サイクル装置では、例えば、冷媒としてＲ３２を採用し、冷媒回路の第１部分が所定空間の床から２．２ｍの高さに位置している場合には、ＩＳＯ８１７で定められたＬＦＬ（燃焼下限界）の１／４が許容される所定空間の冷媒濃度とすれば、Ｒ＝１．９６である。

この構成によれば、ガス側遮断弁の製造コストあるいは購入コストが更に抑えられる。

本開示の第７観点に係る冷媒サイクル装置は、第２観点から第４観点のいずれかに係る冷媒サイクル装置であって、Ｒは、許容平均濃度、漏れ高さ、及び冷媒の種類の少なくとも１つに基づいて決められている。許容平均濃度は、所定空間に漏えいした冷媒の平均濃度である。許容平均濃度は、所定空間に漏えいした冷媒が燃焼するおそれがないと認められる範囲の濃度である。漏れ高さは、所定空間に冷媒が漏えいする際の、所定空間における第１部分の位置である。

この構成によれば、冷媒サイクル装置が設置される所定空間の広さや、冷媒サイクル装置の設置位置、冷媒の種類を考慮してＲを算出するため、ガス側遮断弁及び液側遮断弁が満たすべき遮断時漏れ量の仕様を求めることが出来る。

本開示の第８観点に係る冷媒サイクル装置は、第１観点から第７観点のいずれかに係る冷媒サイクル装置である。可燃性の冷媒は、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「2Lクラス」と判断される、微燃性の冷媒である。可燃性の冷媒は、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「2クラス」と判断される、弱燃性の冷媒である。可燃性の冷媒は、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「3クラス」と判断される、強燃性の冷媒である。

冷媒サイクル装置の一実施形態としての空気調和装置の概略構成を示す図。 空気調和装置の冷媒回路を示す図。 空気調和装置が配備される部屋（所定空間）を示す図。 空気調和装置の制御ブロック図。 冷媒漏えいに対処するための制御フローを示す図。 ガス側遮断弁及び液側遮断弁が日本冷凍空調工業会のガイドラインの「付属書Ａ（規定）安全遮断弁の仕様」を満たす弁であるときの、ガス側遮断弁及び液側遮断弁における冷媒漏えい速度を示す図。 ガス側遮断弁における冷媒漏えい速度に対する液側遮断弁における冷媒漏えい速度の比を示す図

（１）空気調和装置の構成
図１及び図２に示すように、冷媒サイクル装置の一実施形態としての空気調和装置１は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルによって、ビル等の建物内の部屋（所定空間）の冷房や暖房を行う装置である。空気調和装置１は、主として、熱源側ユニット２と、複数の利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと、各利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに接続される中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと、冷媒連絡管５、６と、制御部１９（図４参照）と、を有している。複数の利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、熱源側ユニット２に対して、互いが並列に接続される。冷媒連絡管５、６は、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを介して、熱源側ユニット２と利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとを接続する。制御部１９は、熱源側ユニット２、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ及び中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの構成機器を制御する。

冷媒回路１０には、Ｒ３２が充填されている。冷媒回路１０から部屋（所定空間）ＳＰ（図３参照）に可燃性の冷媒が漏えいして部屋ＳＰの冷媒濃度が高くなると、燃焼事故が発生するおそれがある。この燃焼事故を防止することが要求されている。

また、空気調和装置１は、熱源側ユニット２が有する切換機構２２によって、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、冷房運転又は暖房運転に切り換わる。

（１−１）冷媒連絡管
液冷媒連絡管５は、主として、熱源側ユニット２から延びる合流管部と、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの手前で複数（ここでは、４つ）に分岐した第１分岐管部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄと、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとを接続する第２分岐管部５ａａ、５ｂｂ、５ｃｃ、５ｄｄと、を有している。

また、ガス冷媒連絡管６は、主として、熱源側ユニット２から延びる合流管部と、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの手前で複数（ここでは、４つ）に分岐した第１分岐管部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄと、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとを接続する第２分岐管部６ａａ、６ｂｂ、６ｃｃ、６ｄｄと、を有している。

（１−２）利用側ユニット
利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、ビル等の室内に設置されている。利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、上記のように、液冷媒連絡管５、ガス冷媒連絡管６及び中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを介して熱源側ユニット２に接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。

次に、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの構成について説明する。なお、利用側ユニット３ａと利用側ユニット３ｂ、３ｃ、３ｄとは同様の構成であるため、ここでは、利用側ユニット３ａの構成のみ説明し、利用側ユニット３ｂ、３ｃ、３ｄの構成については、それぞれ、利用側ユニット３ａの各部を示す添字「ａ」の代わりに、添字「ｂ」、「ｃ」又は「ｄ」を付して、各部の説明を省略する。

利用側ユニット３ａは、主として、利用側膨張弁５１ａと、利用側熱交換器５２ａと、を有している。また、利用側ユニット３ａは、利用側熱交換器５２ａの液側端と液冷媒連絡管５（ここでは、分岐管部５ａａ）とを接続する利用側液冷媒管５３ａと、利用側熱交換器５２ａのガス側端とガス冷媒連絡管６（ここでは、第２分岐管部６ａａ）とを接続する利用側ガス冷媒管５４ａと、を有している。これらの利用側液冷媒管５３ａ、利用側膨張弁５１ａ、利用側熱交換器５２ａ及び利用側ガス冷媒管５４ａから、利用側ユニット３ａの利用側回路３ａａ（第１部分）が構成される。

利用側膨張弁５１ａは、冷媒を減圧しながら利用側熱交換器５２ａを流れる冷媒の流量を調整することが可能な電動膨張弁であり、利用側液冷媒管５３ａに設けられている。

利用側熱交換器５２ａは、冷媒の蒸発器として機能して室内空気を冷却する、又は、冷媒の放熱器として機能して室内空気を加熱する熱交換器である。ここで、利用側ユニット３ａは、利用側ファン５５ａを有している。利用側ファン５５ａは、利用側熱交換器５２ａを流れる冷媒の冷却源又は加熱源としての室内空気を、利用側熱交換器５２ａに供給する。利用側ファン５５ａは、利用側ファン用モータ５６ａによって駆動される。

利用側ユニット３ａには、各種のセンサが設けられている。具体的には、利用側ユニット３ａには、利用側熱交換器５２ａの液側端における冷媒の温度を検出する利用側熱交液側センサ５７ａと、利用側熱交換器５２ａのガス側端における冷媒の温度を検出する利用側熱交ガス側センサ５８ａと、利用側ユニット３ａ内に吸入される室内空気の温度を検出する室内空気センサ５９ａと、が設けられている。また、利用側ユニット３ａには、冷媒の漏えいを検知する冷媒漏えい検知部７９ａが設けられている。冷媒漏えい検知部７９ａは、例えば、半導体式ガスセンサや、利用側ユニット３ａ内の冷媒圧力の急激な低下を検知する検知部を採用することができる。半導体式ガスセンサを用いる場合は、利用側制御部９３ａ（図４参照）と接続する。冷媒圧力の急激な低下を検知する検知部を採用する場合は、冷媒配管に圧力センサを設置し、そのセンサ値の変化から冷媒漏えいを判断する検知アルゴリズムを、利用側制御部９３ａ内に具備させる。

なお、ここでは、冷媒漏えい検知部７９ａが利用側ユニット３ａに設けられているが、これに限定されるものではなく、利用側ユニット３ａを操作するためのリモコンや利用側ユニット３ａが空調を行う室内空間等に設けられていてもよい。例えば、検知部７９ａは、利用側ユニット３ａから所定空間ＳＰに冷媒が漏洩する吹出口の下部近傍や、または、所定空間ＳＰであって利用側ユニット３ａまたは吹出口の真下及び室内の配管の接合部から水平方向に１０ｍ以内の位置で、床面から０．３ｍ以下の高さに設置されても良い。利用側ユニット３ａにもともと設置された利用側膨張弁５１ａが全閉機能を有する場合には、この膨張弁を液側遮断弁７１ａとして用いても良い。

（１−３）熱源側ユニット
熱源側ユニット２は、ビル等の建物の室外、例えば屋上や地上に設置されている。熱源側ユニット２は、上記のように、液冷媒連絡管５、ガス冷媒連絡管６及び中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを介して利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに接続されており、冷媒回路１０の一部を構成している。

熱源側ユニット２は、主として、圧縮機２１と、熱源側熱交換器２３と、を有している。また、熱源側ユニット２は、熱源側熱交換器２３を冷媒の放熱器として機能させるとともに利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを冷媒の蒸発器として機能させる冷房運転状態と、熱源側熱交換器２３を冷媒の蒸発器として機能させるとともに利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを冷媒の放熱器として機能させる暖房運転状態と、を切り換える冷暖切換機構としての切換機構２２を有している。切換機構２２と圧縮機２１の吸入側とは、吸入冷媒管３１によって接続されている。吸入冷媒管３１には、圧縮機２１に吸入される冷媒を一時的に溜めるアキュムレータ２９が設けられている。圧縮機２１の吐出側と切換機構２２とは、吐出冷媒管３２によって接続されている。切換機構２２と熱源側熱交換器２３のガス側端とは、第１熱源側ガス冷媒管３３によって接続されている。熱源側熱交換器２３の液側端と液冷媒連絡管５とは、熱源側液冷媒管３４によって接続されている。熱源側液冷媒管３４の液冷媒連絡管５との接続部には、液側閉鎖弁２７が設けられている。切換機構２２とガス冷媒連絡管６とは、第２熱源側ガス冷媒管３５によって接続されている。第２熱源側ガス冷媒管３５のガス冷媒連絡管６との接続部には、ガス側閉鎖弁２８が設けられている。液側閉鎖弁２７及びガス側閉鎖弁２８は、手動で開閉される弁である。運転時には、液側閉鎖弁２７及びガス側閉鎖弁２８は開状態とされている。

圧縮機２１は、冷媒を圧縮するための機器であり、例えば、ロータリ式やスクロール式等の容積式の圧縮要素（図示せず）が圧縮機用モータ２１ａによって回転駆動される密閉式構造の圧縮機が使用される。

切換機構２２は、冷媒回路１０内における冷媒の流れを切り換えることが可能な機器であり、例えば、四路切換弁からなる。熱源側熱交換器２３を冷媒の放熱器として機能させるとともに利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを冷媒の蒸発器として機能させる場合（以下、「冷房運転状態」とする）に、切換機構２２は、圧縮機２１の吐出側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続する（図２の切換機構２２の実線を参照）。また、熱源側熱交換器２３を冷媒の蒸発器として機能させるとともに利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄを冷媒の放熱器として機能させる場合（以下、「暖房運転状態」とする）に、切換機構２２は、圧縮機２１の吸入側と熱源側熱交換器２３のガス側とを接続する（図２の第１切換機構２２の破線を参照）。

熱源側熱交換器２３は、冷媒の放熱器として機能する、又は、冷媒の蒸発器として機能する熱交換器である。ここで、熱源側ユニット２は、熱源側ファン２４を有している。熱源側ファン２４は、熱源側ユニット２内に室外空気を吸入して、熱源側熱交換器２３において冷媒と熱交換させた後に、外部に排出する。熱源側ファン２４は、熱源側ファン用モータによって駆動される。

そして、空気調和装置１では、冷房運転において、冷媒を、熱源側熱交換器２３から、液冷媒連絡管５及び中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを通じて、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに流す。また、空気調和装置１では、暖房運転において、冷媒を、圧縮機２１から、ガス冷媒連絡管６及び中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを通じて、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに流す。冷房運転時には、切換機構２２が冷房運転状態に切り換えられて、熱源側熱交換器２３が冷媒の放熱器として機能し、液冷媒連絡管５及び中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを通じて、熱源側ユニット２側から利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ側に冷媒が流れる状態になる。暖房運転時には、切換機構２２が暖房運転状態に切り換えられて、液冷媒連絡管５及び中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを通じて、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ側から熱源側ユニット２側に冷媒が流れ、熱源側熱交換器２３が冷媒の蒸発器として機能する状態になる。

また、ここでは、熱源側液冷媒管３４に、熱源側膨張弁２５が設けられている。熱源側膨張弁２５は、暖房運転時に冷媒を減圧する電動膨張弁であり、熱源側液冷媒管３４のうち、熱源側熱交換器２３の液側端寄りの部分に設けられている。

さらに、ここでは、熱源側液冷媒管３４に、冷媒戻し管４１が接続されており、冷媒冷却器４５が設けられている。冷媒戻し管４１は、熱源側液冷媒管３４を流れる冷媒の一部を分岐して、圧縮機２１に送る。冷媒冷却器４５は、冷媒戻し管４１を流れる冷媒によって、熱源側液冷媒管３４を流れる冷媒を冷却する。ここで、熱源側膨張弁２５は、熱源側液冷媒管３４のうち、冷媒冷却器４５よりも熱源側熱交換器２３側の部分に設けられている。

冷媒戻し管４１は、熱源側液冷媒管３４から分岐した冷媒を圧縮機２１の吸入側に送る冷媒管である。そして、冷媒戻し管４１は、主として、冷媒戻し入口管４２と、冷媒戻し出口管４３と、を有している。冷媒戻し入口管４２は、熱源側液冷媒管３４を流れる冷媒の一部を、熱源側熱交換器２３の液側端と液側閉鎖弁２７との間の部分（ここでは、熱源側膨張弁２５と冷媒冷却器４５との間の部分）から分岐させて、冷媒冷却器４５の冷媒戻し管４１側の入口に送る。冷媒戻し入口管４２には、冷媒戻し膨張弁４４が設けられている。冷媒戻し膨張弁４４は、冷媒戻し管４１を流れる冷媒を減圧しながら、冷媒冷却器４５を流れる冷媒の流量を調整する。冷媒戻し膨張弁４４は、電動膨張弁からなる。冷媒戻し出口管４３は、冷媒冷却器４５の冷媒戻し管４１側の出口から、冷媒を吸入冷媒管３１に送る。冷媒戻し管４１の冷媒戻し出口管４３は、吸入冷媒管３１のうち、アキュムレータ２９の入口側の部分に接続されている。そして、冷媒冷却器４５は、冷媒戻し管４１を流れる冷媒によって、熱源側液冷媒管３４を流れる冷媒を冷却する。

熱源側ユニット２には、各種のセンサが設けられている。具体的には、熱源側ユニット２には、圧縮機２１から吐出された冷媒の圧力（吐出圧力）を検出する吐出圧力センサ３６と、圧縮機２１から吐出された冷媒の温度（吐出温度）を検出する吐出温度センサ３７と、圧縮機２１に吸入される冷媒の圧力（吸入圧力）を検出する吸入圧力センサ３９と、が設けられている。また、熱源側ユニット２には、熱源側熱交換器２３の液側端における冷媒の温度（熱源側熱交出口温度）を検出する熱源側熱交液側センサ３８、が設けられている。

（１−４）中継ユニット
中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、ビル等の建物の部屋（所定空間）ＳＰ（図３参照）の天井裏の空間ＳＰ１に設置されている。中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、液冷媒連絡管５及びガス冷媒連絡管６とともに、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと熱源側ユニット２との間に介在しており、冷媒回路１０の一部を構成している。中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの近くに配置される場合もあるが、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄから離れて配置されている場合や、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが１箇所にまとめて配置されている場合もある。

次に、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの構成について説明する。なお、中継ユニット４ａと中継ユニット４ｂ、４ｃ、４ｄとは同様の構成であるため、ここでは、中継ユニット４ａの構成のみ説明し、中継ユニット４ｂ、４ｃ、４ｄの構成については、それぞれ、中継ユニット４ａの各部を示す符号の添字「ａ」の代わりに、「ｂ」、「ｃ」又は「ｄ」の添字を付して、各部の説明を省略する。

中継ユニット４ａは、主として、液接続管６１ａと、ガス接続管６２ａと、を有している。

液接続管６１ａは、その一端が液冷媒連絡管５の第１分岐管部５ａに接続され、他端が液冷媒連絡管５の第２分岐管部５ａａに接続されている。液接続管６１ａには、液側遮断弁７１ａが設けられている。液側遮断弁７１ａは、電動膨張弁である。

ガス接続管６２ａは、その一端がガス冷媒連絡管６の第１分岐管部６ａに接続され、他端がガス冷媒連絡管６の第２分岐管部６ａａに接続されている。ガス接続管６２ａには、ガス側遮断弁６８ａが設けられている。ガス側遮断弁６８ａは、電動膨張弁である。

そして、冷房運転や暖房運転を行う際には、液側遮断弁７１ａ及びガス側遮断弁６８ａは、全開の状態にされる。

（１−５）制御部
制御部１９は、図４に示すように、熱源側制御部９２と、中継側制御部９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄと、利用側制御部９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄとが、伝送線９５、９６を介して接続されることによって構成されている。熱源側制御部９２は、熱源側ユニット２の構成機器を制御する。中継側制御部９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄは、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの構成機器を制御する。利用側制御部９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄは、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの構成機器を制御する。熱源側ユニット２に設けられた熱源側制御部９２と、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに設けられた中継側制御部９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄと、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに設けられた利用側制御部９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄとは、互いに、伝送線９５、９６を介して制御信号等の情報のやりとりを行えるようになっている。

熱源側制御部９２は、マイクロコンピュータやメモリ等の電装品が実装された制御基板を含んでおり、熱源側ユニット２の各種構成機器２１、２２、２４、２５、４４や各種センサ３６、３７、３８、３９が接続されている。中継側制御部９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄは、マイクロコンピュータやメモリ等の電装品が実装された制御基板を含んでおり、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄのガス側遮断弁６８ａ〜６８ｄ、液側遮断弁７１ａ〜７１ｄが接続されている。そして、中継側制御部９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄと熱源側制御部９２とは、第１伝送線９５を介して接続されている。利用側制御部９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄは、マイクロコンピュータやメモリ等の電装品が実装された制御基板を含んでおり、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの各種構成機器５１ａ〜５１ｄ、５５ａ〜５５ｄや各種センサ５７ａ〜５７ｄ、５８ａ〜５８ｄ、５９ａ〜５９ｄ、７９ａ〜７９ｄが接続されている。ここで、冷媒漏えい検知部７９ａ、７９ｂ、７９ｃ、７９ｄを利用側制御部９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄに接続するための配線を、配線９７ａ、９７ｂ、９７ｃ、９７ｄとする。そして、利用側制御部９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄと中継側制御部９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄとは、第２伝送線９６を介して接続されている。

このように、制御部１９は、空気調和装置１全体の運転制御を行う。具体的には、上記のような各種センサ３６、３７、３８、３９、５７ａ〜５７ｄ、５８ａ〜５８ｄ、５９ａ〜５９ｄ、７９ａ〜７９ｄの検出信号等に基づいて空気調和装置１（ここでは、熱源側ユニット２、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ及び中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）の各種構成機器２１、２２、２４、２５、４４、５１ａ〜５１ｄ、５５ａ〜５５ｄ、６８ａ〜６８ｄ、７１ａ〜７１ｄの制御を、制御部１９が行う。

（２）空気調和装置の基本動作
次に、空気調和装置１の基本動作について説明する。空気調和装置１の基本動作には、上記のように、冷房運転及び暖房運転がある。なお、以下に説明する空気調和装置１の基本動作は、空気調和装置１（熱源側ユニット２、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ及び中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）の構成機器を制御する制御部１９によって行われる。

（２−１）冷房運転
冷房運転の際、例えば、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの全てが冷房運転（利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの全てが冷媒の蒸発器として機能し、かつ、熱源側熱交換器２３が冷媒の放熱器として機能する運転）を行う際には、切換機構２２が冷房運転状態（図２の切換機構２２の実線で示された状態）に切り換えられて、圧縮機２１、熱源側ファン２４及び利用側ファン５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄが駆動される。また、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ及びガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄは全開状態にされる。

ここで、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの各種機器の動作は、利用側制御部９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄによって行われる。利用側制御部９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄは、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが冷房運転を行う旨の情報を、伝送線９５、９６を介して、熱源側制御部９２や中継側制御部９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄに伝送する。熱源側ユニット２や中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの各種機器の動作は、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄから情報を受けた熱源側制御部９２や中継側制御部９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄによって行われる。

冷房運転の際、圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、切換機構２２を通じて熱源側熱交換器２３に送られる。熱源側熱交換器２３に送られた冷媒は、冷媒の放熱器として機能する熱源側熱交換器２３において、熱源側ファン２４によって供給される室外空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮する。この冷媒は、熱源側膨張弁２５、冷媒冷却器４５及び液側閉鎖弁２７を通じて熱源側ユニット２から流出する。このとき、冷媒冷却器４５においては、冷媒戻し管４１を流れる冷媒によって熱源側ユニット２から流出する冷媒が冷却される。

熱源側ユニット２から流出した冷媒は、液冷媒連絡管５（合流管部及び第１分岐管部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を通じて、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに分岐して送られる。中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに送られた冷媒は、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを通じて、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄから流出する。

中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄから流出した冷媒は、第２分岐管部５ａａ、５ｂｂ、５ｃｃ、５ｄｄ（液冷媒連絡管５のうち中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとを接続する部分）を通じて、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに送られる。利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに送られた冷媒は、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄによって減圧された後に、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに送られる。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに送られた冷媒は、冷媒の蒸発器として機能する利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄにおいて、利用側ファン５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄによって室内から供給される室内空気と熱交換を行って加熱されることによって、蒸発する。蒸発した冷媒は、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄから流出する。一方、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄにおいて冷却された室内空気は、室内に送られ、これにより、室内の冷房が行われる。

利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄから流出した冷媒は、ガス冷媒連絡管６の第２分岐管部６ａａ、６ｂｂ、６ｃｃ、６ｄｄを通じて、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに送られる。中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに送られた冷媒は、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄを通じて、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄから流出する。

中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄから流出した冷媒は、ガス冷媒連絡管６（合流管部及び第１分岐管部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）を通じて、合流した状態で熱源側ユニット２に送られる。熱源側ユニット２に送られた冷媒は、ガス側閉鎖弁２８、切換機構２２及びアキュムレータ２９を通じて、圧縮機２１に吸入される。

（２−２）暖房運転
暖房運転の際、例えば、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの全てが暖房運転（利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄの全てが冷媒の放熱器として機能し、かつ、熱源側熱交換器２３が冷媒の蒸発器として機能する運転）を行う際には、切換機構２２が暖房運転状態（図２の切換機構２２の破線で示された状態）に切り換えられて、圧縮機２１、熱源側ファン２４及び利用側ファン５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄが駆動される。また、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ及びガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄは、全開状態にされる。

ここで、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの各種機器の動作は、利用側制御部９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄによって行われる。利用側制御部９３ａ、９３ｂ、９３ｃ、９３ｄは、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが暖房運転を行う旨の情報を、伝送線９５、９６を介して、熱源側制御部９２や中継側制御部９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄに伝送する。熱源側ユニット２や中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの各種機器の動作は、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄから情報を受けた熱源側制御部９２や中継側制御部９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄによって行われる。

圧縮機２１から吐出された高圧の冷媒は、切換機構２２及びガス側閉鎖弁２８を通じて熱源側ユニット２から流出する。

熱源側ユニット２から流出した冷媒は、ガス冷媒連絡管６（合流管部及び第１分岐管部６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）を通じて、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに送られる。中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに送られた冷媒は、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄを通じて、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄから流出する。

中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄから流出した冷媒は、第２分岐管部６ａａ、６ｂｂ、６ｃｃ、６ｄｄ（ガス冷媒連絡管６のうち中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとを接続する部分）を通じて、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに送られる。利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに送られた冷媒は、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに送られる。利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄに送られた高圧の冷媒は、冷媒の放熱器として機能する利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄにおいて、利用側ファン５５ａ、５５ｂ、５５ｃ、５５ｄによって室内から供給される室内空気と熱交換を行って冷却されることによって凝縮する。この冷媒は、利用側膨張弁５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄによって減圧された後に、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄから流出する。一方、利用側熱交換器５２ａ、５２ｂ、５２ｃ、５２ｄにおいて加熱された室内空気は、室内に送られ、これにより、室内の暖房が行われる。

利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄから流出した冷媒は、第２分岐管部５ａａ、５ｂｂ、５ｃｃ、５ｄｄ（液冷媒連絡管５のうち中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄと利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄとを接続する部分）を通じて、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに送られる。中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに送られた冷媒は、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを通じて、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄから流出する。

中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄから流出した冷媒は、液冷媒連絡管５（合流管部及び第１分岐管部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ）を通じて、合流した状態で熱源側ユニット２に送られる。熱源側ユニット２に送られた冷媒は、液側閉鎖弁２７及び冷媒冷却器４５を通じて、熱源側膨張弁２５に送られる。熱源側膨張弁２５に送られた冷媒は、熱源側膨張弁２５によって減圧された後に、熱源側熱交換器２３に送られる。熱源側熱交換器２３に送られた冷媒は、熱源側ファン２４によって供給される室外空気と熱交換を行って加熱されることによって、蒸発する。蒸発した冷媒は、切換機構２２及びアキュムレータ２９を通じて圧縮機２１に吸入される。

（３）冷媒漏えい時の空気調和装置の動作
次に、冷媒漏えい時の空気調和装置１の動作について、図５に示す制御フローを用いて説明する。なお、以下に説明する冷媒漏えい時の空気調和装置１の動作は、上記の基本動作と同様に、空気調和装置１（熱源側ユニット２、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ及び中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）の構成機器を制御する制御部１９によって行われる。

どの利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄで冷媒漏えいがあっても同様の制御を行うため、ここでは、利用側ユニット３ａが設置される室内への冷媒漏えいが検知された場合、を例にとって説明を行う。

図５のステップＳ１では、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの冷媒漏えい検知部７９ａ、７９ｂ、７９ｃ、７９ｄのいずれかが冷媒の漏えいを検知しているか否かが判断される。ここで、利用側ユニット３ａの冷媒漏えい検知部７９ａが、利用側ユニット３ａの所定空間（室内）への冷媒の漏えいを検知した場合、次のステップＳ２に移行する。

ステップＳ２では、冷媒漏えいがあった利用側ユニット３ａにおいて、ブザーなどの警告音による発報およびライトの点灯を行う警報器（図示せず）を使って、利用側ユニット３ａの所定空間に居る人に警報を発する。

次に、ステップＳ３では、利用側ユニット３ａが冷房運転を行っているか否かを判断する。ここで、利用側ユニット３ａが暖房運転を行っている場合、あるいは、利用側ユニット３ａが冷房も暖房も行っていない停止又は一時停止の状態であるときには、ステップＳ３からステップＳ４に移行する。

ステップＳ４では、利用側ユニット３ａの冷媒の圧力を低下させるために、利用側ユニット３ａに冷房運転を行わせる。但し、このステップＳ４での冷房運転は、通常の冷房運転とは異なり、利用側ユニット３ａの冷媒の圧力を低下させることを優先させる運転である。空気調和装置１が暖房運転を行っていたときには、切換機構２２の状態を冷房運転状態に切り換えて、空気調和装置１に冷房運転を行わせる。利用側ユニット３ａが停止又は一時停止の状態であったときには、利用側ユニット３ａを冷房運転の状態として、利用側ユニット３ａの冷媒の圧力を低下させる。

ステップＳ４に続き、ステップＳ５では、熱源側ユニット２の熱源側膨張弁２５の開度を小さくする。通常の冷房運転では、熱源側膨張弁２５が全開であるが、ここでは、熱源側膨張弁２５の開度を小さくして、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに流れていく冷媒の圧力を下げる。なお、利用側ユニット３ａの利用側膨張弁５１ａは、全開状態とされる。

また、ステップＳ５では、通常の冷房運転よりも冷媒戻し膨張弁４４の開度を大きくして、バイパス経路として機能する冷媒戻し管４１を流れる冷媒の量を増やす。これにより、熱源側熱交換器２３で放熱、凝縮して利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに向かう冷媒のうち、より多くの冷媒が冷媒戻し管４１を通って圧縮機２１の吸入側に戻る。言い換えると、熱源側熱交換器２３で放熱、凝縮して利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに向かう冷媒の量が減る。この制御によって、冷媒が漏えいしている利用側ユニット３ａの冷媒の圧力が、より速やかに低下する。また、冷媒戻し管４１を流れてきた冷媒は、アキュムレータ２９に流入する。このため、流入してきた一部の冷媒は、アキュムレータ２９に溜めることができる。

さらに、ステップＳ５では、利用側ファン５５ａの回転数も下げられる。

ステップＳ６では、利用側ユニット３ａの利用側熱交液側センサ５７ａや利用側熱交ガス側センサ５８ａのセンサ値に基づいて、利用側ユニット３ａの冷媒の圧力が十分に下がったか否かを判定する。センサ値が所定条件を満たし、利用側ユニット３ａの冷媒の圧力が十分に下がったと判断すると、ステップＳ６からステップＳ７に移行する。また、ステップＳ６では、時間経過も監視しており、ステップＳ５を実行した後、所定時間が経過していれば、利用側ユニット３ａの冷媒の圧力がある程度低下したと判断して、ステップＳ７に移行する。

なお、ステップＳ６では、利用側ユニット３ａの冷媒の圧力を監視しており、実質的に、利用側ユニット３ａにおける冷媒の圧力が大気圧よりも小さくならないように制御している。利用側ユニット３ａにおける冷媒の圧力が大気圧よりも小さくなる前に、ステップＳ６からステップＳ７への移行が行われる。

ステップＳ７では、冷媒漏えいがあった利用側ユニット３ａに対応する中継ユニット４ａの液側遮断弁７１ａ及びガス側遮断弁６８ａを閉める。これにより、冷媒が循環する冷媒回路１０から利用側ユニット３ａが分離され、熱源側ユニット２から利用側ユニット３ａへの冷媒の流入が殆ど無くなる。その後、ステップＳ７では、他の利用側ユニット３ｂ、３ｃ、３ｄ及び熱源側ユニット２を含む全てのユニットの運転を停止する。

（４）ガス側遮断弁及び液側遮断弁の設計又は選定
先述の通り、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ及びガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄは、冷媒の漏えいが検知されたときに閉まるように制御される（図４のステップＳ７を参照）。言い換えると、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄのいずれかにおいて冷媒の漏えいが検知されると、対応する中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ及びガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄが、開いた非遮断状態から、閉じた遮断状態に切り換わる。

本実施形態に係る空気調和装置１では、これらの液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ及びガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄが、以下のように設計又は選定される。

（４−１）空気調和装置の利用側ユニットが配置される部屋（所定空間）について
まず、ガス側遮断弁及び液側遮断弁の設計又は選定をする前に、空気調和装置１が配備される建物の情報、具体的には、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが設置される部屋の情報を入手する。

ここでは、図３に示す部屋（所定空間）ＳＰの天井裏空間ＳＰ１に、４台の利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが、中継ユニット４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとともに配置される。この部屋ＳＰの床ＦＬには、利用側ユニットは設置されない。言い換えれば、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、天井設置型のユニットであり、床置き型のユニットではない。

部屋ＳＰは、人が出入りするためのドアＤＲが設けられている。ドアＤＲは、人が出入りしないときには閉められている。ドアＤＲの下には、隙間（アンダーカット部）ＵＣが存在する。また、部屋ＳＰの天井には、図示しない換気口が設けられている。隙間ＵＣの面積は、Ａ_ｄ（ｍ^２）である。例えば、隙間ＵＣの高さ寸法が４ｍｍ、幅寸法が８００ｍｍであれば、隙間ＵＣの面積Ａ_ｄは、それらの積、０．００３２（ｍ^２）となる。

また、部屋ＳＰの天井裏空間ＳＰ１に利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが配置されているため、床ＦＬから利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの利用側回路３ａａ、３ｂｂ、３ｃｃ、３ｄｄまでの距離Ｈは、部屋ＳＰの高さ寸法（天井高さ）と等しいと考える。

（４−２）ガス側遮断弁及び液側遮断弁の冷媒漏えい速度の計算方法
次に、順を追って、ガス側遮断弁及び液側遮断弁の設計又は選定に必要となる遮断時漏れ量の算出方法について説明する。なお、以下の説明においては、本実施形態に係る空気調和装置１に特有のガス側遮断弁及び液側遮断弁や利用側ユニットではなく、一般的なガス側遮断弁及び液側遮断弁や利用側ユニットについて述べるため、図面に付されている数字や記号を使わずに説明を行う。

また、本実施形態においては、標準状態で気相単相となっている気体として、「空気」を用いて遮断時漏れ量を評価している。

上記の「発明の概要」において説明したように、日本冷凍空調工業会のガイドラインの「付属書Ａ（規定）安全遮断弁の仕様」において、流体が空気であってガス側遮断弁及び液側遮断弁の前後の差圧が１ＭＰａであるときに、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）以下が、ガス側遮断弁及び液側遮断弁が満足すべき遮断時漏れ量と規定されている。上記ガイドラインが、ガス側遮断弁及び液側遮断弁に対して一律に要求している同一の遮断時漏れ量から、上記のガイドラインが想定する、ガス側遮断弁及び液側遮断弁の弁遮断時における弁隙間や、ガス側遮断弁及び液側遮断弁における冷媒漏えい速度を計算することができる。図６に示すように、同一の漏れ隙間においては、液側遮断弁における冷媒漏えい速度は、ガス側遮断弁における冷媒漏えい速度よりも大きい。これは、液冷媒はガス冷媒よりも密度が大きいためである。そのため、上記ガイドラインから冷媒漏えい速度を計算することができれば、その冷媒漏えい速度以下に収まる範囲で、ガス側遮断弁の遮断時漏れ量をどこまで大きくすることができるのかを計算することが可能となる。

ガス側遮断弁及び液側遮断弁が、上記のガイドラインの仕様を満たすときのガス側遮断弁及び液側遮断弁における冷媒漏えい速度は、図６のようになる。

図６の横軸は、冷媒のサイクル内圧力相当飽和温度である。液冷媒が溜まっている部屋（所定空間）もしくは熱源側熱交換器の周囲温度が変わると、このサイクル内圧力相当飽和温度が変わる。ここで、上記ガイドラインの遮断時漏れ量から導かれる冷媒漏えい速度の計算は、第１には、液冷媒はベルヌーイの定理を利用した式で計算し、ガス冷媒は圧縮性流体の流量を現す式で計算する方法（計算方法その１）がある。第２には、ガス側遮断弁及び液側遮断弁の弁固有の漏れ量を表すＣｖ値を用いて計算する方法（計算方法その２）がある。また、これらの漏れ量の計算から、冷媒漏えい速度を計算することもできる。図６は、計算方法その１による値を実線で、計算方法その２による値を破線で表す。ここでは、可燃性冷媒の代表として、燃焼性ランクＡ２ＬであるＲ３２をとった。その他の可燃性冷媒の場合においても、物性値を各冷媒の値にすることにより、Ｒ３２同様にこの図を描くことが出来る。

（４−２−１）ガス側遮断弁及び液側遮断弁の弁遮断時における弁隙間相当直径ｄ_ｖの計算
上記のガイドラインでは、流体が空気であってガス側遮断弁及び液側遮断弁の前後の差圧が１ＭＰａであるときに、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）以下であることが、ガス側遮断弁及び液側遮断弁が満足すべき遮断時漏れ量と規定されている。これらの条件から、まずはガス側遮断弁及び液側遮断弁の弁遮断時における弁隙間を求める。

空気体積流量、空気の入口絶対圧力、空気の密度、空気比熱比から、弁隙間断面積Ａ_ｖを求め、断面が円だとして弁隙間の相当直径ｄ_ｖを求める。空気の比熱比κは、１．４０とする（２０℃）。圧力比Ｐ２／Ｐ１が、（２／（κ＋１））×（κ／（κ−１））を超えると、流速が音速を超える。上記の差圧においては、
Ｐ２／Ｐ１＝（１＋０．１０１３）／０．１０１３＝１０．８７
（２／（κ＋１））×（κ／（κ−１））＝（２／２．４）×１．４／０．４＝０．５２８
なので、流速は超音速を超える。

質量流量Ｇ_ａ、体積流量Ｑ_ａ、弁隙間相当直径ｄ_ｖは、以下の式で求められる。流速が音速を超える場合、
（式１）：
Ｇ_ａ＝Ａ_ｖ×（２／（κ＋１））^{（（κ＋１）／２（κ−１））}×（κ×Ｐ_１ａ×ρ_１ａ）^０．５
（式２）：
Ａ_ｖ＝Ｑ_ａ×ρ_２ａ×（２／（κ＋１））^{（−（κ＋１）／２（κ−１））}×（κ×Ｐ_１ａ×ρ_１ａ）^{（−０．５）}
（式３）：
ｄ_ｖ＝（４×Ａ_ｖ／π）^０．５
になる。

上記のガイドラインでは、ガス側遮断弁及び液側遮断弁が満足すべき遮断時漏れ量が３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）以下と定められており、これは５×１０^−６（ｍ^３／ｓ）に相当する。また、上記のガイドラインでは、ガス側遮断弁及び液側遮断弁に対して同一に３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）以下との遮断時漏れ量を定めていることから、ガス側遮断弁及び液側遮断弁に対して同一の弁隙間を想定していることになる。

この条件を、（式２）に代入してＡ_ｖを求める。上記の「付属書Ａ（規定）安全遮断弁の仕様」において許容されている弁隙間（ｄ_ｖＧ）、弁隙間断面積（Ａ_ｖＧ）は、
ｄ_ｖＧ＝ｄ_ｖＬ＝５．４７Ｅ−５（ｍ）
Ａ_ｖＧ＝Ａ_ｖＬ＝２．２４Ｅ−９（ｍ^２）
になる。

（４−２−２）計算方法その１による冷媒漏えい速度の計算
次に、求めた弁隙間（ｄ_ｖＧ）から漏れる冷媒の漏えい速度Ｇ_ｒを計算する。

液側ライン（液冷媒連絡管）では、利用側ユニットから見たときの遮断弁の上流側が液相の冷媒であり、ガス側ライン（ガス冷媒連絡管）では、利用側ユニットから見たときの遮断弁の上流側が気相の冷媒である、として計算を行う。

まず、液側ラインでの冷媒の漏れ速度、すなわち液側遮断弁の冷媒漏えい速度（Ｇ_ｒＬ）は、漏れ穴がオリフィスとなり、その漏れ穴を液相の冷媒が通過すると想定して、ベルヌーイの定理から求めると、
（式４）：
Ｇ_ｒＬ＝Ｃ_ｒ×（２×ΔＰ_ｒ／ρ_１ｒｌ）^０．５×Ａ_ｖＬ×ρ_１ｒｌ
になる。

次に、ガス側ラインでの冷媒の漏れ速度、すなわちガス側遮断弁の冷媒漏えい速度（Ｇ_ｒＧ）は、音速を超える。比熱比κは、冷媒の２０℃飽和ガスの値を代表値とする。すると、ガス側ラインでの冷媒の漏れ速度（Ｇ_ｒＧ）は、
（式５）：
Ｇ_ｒＧ＝Ａ_ｖＧ×（２／（λ＋１））^{（（λ＋１）／２（λ−１））}×（λ×Ｐ_１ｒ×ρ_１ｒｇ）^０．５
になる。

したがって、液側遮断弁、ガス側遮断弁を遮断したときの所定空間への冷媒の漏れ速度Ｇ_ｒは、
（式６）：
Ｇ_ｒ＝Ｇ_ｒＬ＋Ｇ_ｒＧ
＝Ｃ_ｒ×（２×ΔＰ_ｒ／ρ_１ｒｌ）^０．５×Ａ_ｖＬ×ρ_１ｒｌ
＋Ａ_ｖＧ×（２／（λ＋１））^{（（λ＋１）／２（λ−１））}×（λ×Ｐ_１ｒ×ρ_１ｒｇ）^０．５
になる。

なお、遮断弁の弁隙間からの冷媒漏えい速度に影響する変数としては、（４−２−２−Ａ）〜（４−２−２−Ｅ）が挙げられる。それぞれに関する算出方法は、以下のとおりである。

（４−２−２−Ａ）冷媒の種類
冷媒として、Ｒ３２、Ｒ４５２Ｂ、Ｒ４５４Ｂ、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ（Ｅ）のいずれかを想定し、各冷媒の物性値に関しては、NIST Refprop V9.1を用いて算出する。

（４−２−２−Ｂ）空気調和装置の停止後の遮断弁の上流側の冷媒圧力を決定する周囲温度、及び、その冷媒圧力と大気圧との差圧
空気調和装置が停止した後、遮断弁よりも熱源側ユニットの側（上流側）にある冷媒の圧力は、建物の外の最高温度によって決まると考えることができる。米国における空気調和装置の高温試験条件（以下の表１）から、外の最高温度を５５℃と設定し、遮断弁の上流側の冷媒圧力が５５℃における飽和圧力であると設定している。

（４−２−２−Ｃ）液密度、ガス密度
液相冷媒の密度（ｋｇ／ｍ^３）、ガス相冷媒の密度（ｋｇ／ｍ^３）については、NIST Refprop V9.1を用いて算出する。

（４−２−２−Ｄ）比熱比
比熱比については、NIST Refprop V9.1を用いて算出する。なお、２７℃の冷媒の飽和ガスの比熱比を用いる。

（４−２−２−Ｅ）液側ライン及びガス側ラインにおける冷媒の状態
遮断弁を遮断状態にした後、遮断弁の上流側の液側ラインの冷媒及びガス側ラインの冷媒が、液相・気相となっているか、気相・気相となっているか、いずれも想定される。ここでは、冷媒の漏えい速度がより大きく算出される前者と想定した計算を行う。言い換えると、遮断弁を遮断状態にした後、遮断弁の上流側の液側ラインの冷媒が液相で、遮断弁の上流側のガス側ラインの冷媒が気相であるとして、計算を行う。

以上のように変数を算出すると、冷媒別の、弁隙間から漏れる冷媒の漏えい速度は、例えば以下の表２のようになる。

なお、周囲温度（建物の外の温度）を変更した場合の各冷媒の冷媒漏えい速度は、物性値を変更すれば、上記の（式４）、（式５）、（式６）によって求めることができる。周囲温度が高いほど、冷媒漏えい速度も大きくなる傾向がある。したがって、各地域の外の温度（最高の外気温）の条件で冷媒漏えい速度を求めることにより、それぞれの地域に合った遮断弁の選定や設計ができるようになる。

（４−２−３）計算方法その２による冷媒漏えい速度計算
次に、ガス側遮断弁及び液側遮断弁の漏れ量を、弁固有の漏れ量を表すＣｖ値を用いて計算した場合の式を示す。

ガス側遮断弁の漏れ量を、Ｃｖ値を用いて求めると、
（式７）：
Ｃｖ=Ｑ×３６００×（ρ/ρ_ａ×（２７３+２０））^０．５／（２５１９×Ｐ１／１００００００）
になる。

液側遮断弁の漏れ量を、Ｃｖ値を用いて求めると、
（式８）：
Ｃｖ＝０．０２１９４×Ｑ×１０００×６０×（ρ／１０００／Δｐ／１００００００）^０．５
になる。

上記のガイドラインでは、ガス側遮断弁及び液側遮断弁の冷媒漏れ量は、流体が空気であってガス側遮断弁及び液側遮断弁の前後の差圧が１ＭＰａであるときに、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）以下を満たすため、（式７）を用いると、Ｃｖは、
Ｃｖ＝１．１１×１０^−４
になる。

また、このＣｖ値を用いて、ガス冷媒及び液冷媒の漏えい速度を、（式７）、（式８）を用いて計算することが出来る。

（４−３）
（４−１）〜（４−２）で行った計算により、上記のガイドラインが想定する弁隙間、冷媒漏えい速度が導かれる。次に、これらを基にして、ガス側遮断弁の遮断時漏れ量をどこまで大きくすることができるのか、計算する。また、ガス側遮断弁の遮断時漏れ量を大きくすることに伴い、液側遮断弁の遮断時漏れ量をどこまで小さくすればよいのか、計算する。そこで、ガス側遮断弁及び液側遮断弁におけるそれぞれの冷媒漏えい速度の合計が、上記のガイドラインに従ってガス側遮断弁及び液側遮断弁に対して同一の弁隙間を想定した場合における冷媒漏えい速度の合計と等しくなるような範囲で、ガス側遮断弁及び液側遮断弁のそれぞれの遮断時漏れ量を、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）から変更して設計又は選定する。

この場合のガス側遮断弁及び液側遮断弁における冷媒漏えい速度の変化は、図６に示す通りである。

ガス側遮断弁及び液側遮断弁の遮断時漏れ量を変更したとき、ガス側遮断弁における冷媒漏えい速度は、ｇ_０からｇ_００に増加し、液側遮断弁における冷媒漏えい速度は、ｌ_０からｌ_００に減少するとする。ここで、ガス側遮断弁及び液側遮断弁の遮断時漏れ量を変更する前の、ガス側遮断弁における冷媒漏えい速度に対する液側遮断弁における冷媒漏えい速度の比は、
（式９）：ｌ₀／ｇ₀＝X
とする。

また、遮断時漏れ量を変更する前のガス側遮断弁における冷媒漏えい速度に対する、遮断時漏れ量を変更した後のガス側遮断弁における冷媒漏えい速度の比を、
（式１０）：ｇ₀₀／ｇ₀＝Y
とする。

遮断時漏れ量を変更する前と変更した後の、液側遮断弁及びガス側遮断弁における冷媒漏えい速度の和は変わらないとすると、
（式１１）：ｌ₀−ｌ₀₀＝ｇ₀₀−ｇ₀
である。
（式１１）は、(式９)、(式１０)を用いて変形すると、
（式１２）：ｌ₀₀＝(X−Y＋１)×ｇ₀
である。

よって、液側遮断弁における冷媒漏えい速度の変化は
（式１３）：ｌ₀₀／ｌ₀＝１−(Y−１)／X
で求められる。

表３は、ガス冷媒連絡管径及び液冷媒連絡管径を表したものである。

表３の、ガス／液側管径の項目に示す通り、液側冷媒連絡管径に対するガス側冷媒連絡管径の比は、約１．６倍〜約２．７倍の範囲にある。液側遮断弁に対するガス側遮断弁の遮断時漏れ量は、この冷媒連絡管径比に比例して増加する。図７は、ガス側遮断弁における冷媒漏えい速度に対する液側遮断弁における冷媒漏えい速度の比であるXを示す。冷媒サイクル内の圧力を、１０℃飽和圧から５５℃飽和圧までの範囲で変化させると、Xは、２．７倍〜１０．８倍の幅で変化する。

ここで、Y＝１．６とした場合、式（１３）より、
ｌ₀₀／ｌ₀＝１−０．６／X
となり、この時にXを２．７倍〜１０．８倍で変化させると、液側遮断弁における冷媒漏えい速度の変化を示すｌ₀₀／ｌ₀は、０．７８倍〜０．９４倍の間で変化する。従って、この場合は、液側遮断弁の最大遮断時漏れ量を、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の０．７８倍〜０．９４倍の範囲で設計又は選定すれば良い。

同様に、Y＝２．７とした場合、式（１３）より、
ｌ₀₀／ｌ₀＝１−１．７／X
となり、この時にXを２．７倍〜１０．８倍の範囲で変化させると、液側遮断弁における冷媒漏えい速度の変化を示すｌ₀₀／ｌ₀は、０．３７倍〜０．８４倍の間で変化する。従って、この場合は、液側遮断弁の最大遮断時漏れ量を、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の０．３７倍〜０．８４倍の範囲で設計又は選定すればよい。

これらの結果から、ガス側遮断弁における冷媒漏えい速度を１．６倍〜２．７倍の範囲で変化させると、液側遮断弁における冷媒漏えい速度の変化であるｌ₀₀／ｌ₀は、０．３７倍〜０．９４倍の範囲で変化することが分かる。

以上より、ガス側遮断弁の遮断時漏れ量は、上記のガイドラインが規定する遮断時漏れ量である３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の１．０倍〜２．７倍以下の範囲まで大きくすることが可能である。この場合、液側遮断弁の遮断時漏れ量は、上記のガイドラインが規定する遮断時漏れ量である３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）０．９４倍以下の範囲で設定する。

この範囲でガス側遮断弁及び液側遮断弁の遮断時漏れ量を変更する限り、ガス側遮断弁及び液側遮断弁におけるそれぞれの冷媒漏えい速度の合計は、上記のガイドラインに従ってガス側遮断弁及び液側遮断弁に対して同一の弁隙間を想定した場合における冷媒漏えい速度の合計と等しくなる。

更に適切に設計又は選定するとすれば、ガス側遮断弁の遮断時漏れ量を、上記のガイドラインが規定する遮断時漏れ量である３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の１．６倍〜２．７倍の範囲で変更するとき、液側遮断弁の遮断時漏れ量を、上記のガイドラインが規定する遮断時漏れ量である３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）０．３７倍〜０．９４倍の範囲で変更する。

（４−４）
次に、空気調和装置の利用側ユニットが設置されている所定空間（部屋）には、ドアが設置されていることを想定する。そのドア下には隙間があり、漏えいした冷媒は、ドア下隙間から室外に排出されることを考慮する。以上をふまえた上で、遮断弁における冷媒漏えい速度を設定する。

まずは、ドアの下の隙間から部屋の外に排出される冷媒の冷媒排出速度をＧ_ｄとして、Ｇ_ｄを計算する。
（式１４）：Ｇ_ｄ＝ρ_ｍｄ×Ｖ_ｍｄ×Ａ_ｄ
（式１５）：Ｖ_ｍｄ＝Ｃ_ｄ×（２×Δｐ_ｄ／ρ_ｍｄ）^０．５
（式１６）：Δｐ_ｄ＝（ρ_ｍｄ−ρ_ａ）×ｇ×ｈ_ｓ
（式１７）：ρ_ｍｄ＝ρ_ｍｒ＋ρ_ｍａ
（式１８）：ρ_ｍｒ＝Ｎ／１００×（Ｕ_ｒ×１０^−３）／（２４．５×１０^−３）
（式１９）：ρ_ｍａ＝（１００−Ｎ）／１００×（Ｕ_ａ×１０^−３）／（２４．５×１０^−３）
（式２０）：Ｎ＝ＬＦＬ／Ｓ
冷媒排出速度に影響する変数としては、（４−４−１−Ａ）及び（４−４−１−Ｂ）が挙げられる。

（４−４−１−Ａ）漏れ高さ
（４−４−１−Ｂ）部屋（所定空間）中の平均冷媒濃度のＬＦＬに対する安全係数
漏れ高さは、所定空間に冷媒が漏えいする際の、所定空間における第１部分の位置であり、利用側ユニットが天井に設置される場合は例えば２．２ｍとなり、利用側ユニットが床に設置される場合は例えば０．６ｍとなる（IEC60335-2-40:2016年を参照）。許容平均濃度は、所定空間に漏えいした冷媒の平均濃度であって、所定空間に漏えいした冷媒が燃焼するおそれがないと認められる範囲の冷媒濃度である。許容平均濃度は、安全係数でＬＦＬを除することによって求められるが、安全係数を４にするか２にするかで、冷媒排出速度は、例えば以下の表４に示すように影響を受ける。

（４−４−２）
次に、ドアの下に隙間がある場合の遮断弁の遮断状態における最大遮断時漏れ量（Ｑ_ｍａｘ）を計算する。

ドア下の隙間を通じて部屋（所定空間）の外へ排出される冷媒の冷媒排出速度Ｇ_ｄが、遮断弁を遮断状態にしたときの弁隙間を通じた冷媒漏えい速度Ｇ_ｒよりも大きければ、遮断時漏れ量を３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）よりも大きくすることができる。上記の（４−２−１）で述べたように、ガス側遮断弁及び液側遮断弁に対して同一の最大遮断時漏れ量（Ｑ_ｍａｘ）を定めるとすれば、日本冷凍空調工業会のガイドラインが定める３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）に対する倍率Ｒは、ガス側遮断弁、液側遮断弁の各遮断弁で同一となる。
（式２１）：Ｒ＝Ｇ_ｄ／Ｇ_ｒ
（式２２）：Ｑ_ｍａｘ＝３００×Ｒ
ここでは、遮断弁を遮断状態にする前において、液側ラインの遮断弁の上流には液相の冷媒が存在し、ガス側ラインの遮断弁の上流には気相の冷媒が存在すると考える。（式２２）に（式６）及び（式１５）を代入すると、以下の（式２３）になる。
（式２３）：
Ｒ＝（ρ_ｍｄ×Ｖ_ｍｄ×Ａ_ｄ）／（Ｃ_ｒ×（２×ΔＰ_ｒ／ρ_１ｒ）^０．５×Ａ_ｖ×ρ_１ｒｌ
＋Ａ_ｖ×（２／（λ＋１））^{（（λ＋１）／２（λ−１））}×（λ×Ｐ_１ｒ×ρ_１ｒｇ）^０．５）
この（式２３）を用いて、各冷媒についての許容倍率Ｒを求めると、例えば以下の表５のようになる。

（４−４−３）
以上、遮断時漏れ量などの算出に関する説明を行ったが、各式で使われる記号等について、特に断りが無い場合、記号等には以下（４−４−３−１）〜（４−４−３−３）の意味が含まれている。

（４−４−３−１）記号
Ａ：面積（単位は、ｍ^２）
Ｃ：流量係数
ｄ：相当直径（単位は、ｍ）
Ｇ：質量流量速度（単位は、ｋｇ・ｓ^−１）
ｇ：重力加速度（単位は、ｍ・ｓ^−２）
ｈ：漏れ高さ（単位は、ｍ）
Ｌ：冷媒燃焼下限界ＬＦＬ（単位は、ｋｇ・ｍ^−３）
Ｎ：冷媒体積濃度（単位は、ｖｏｌ％）
Ｐ：圧力（単位は、Ｐａ）
Ｑ：体積流量速度（単位は、ｍ^３・ｓ^−１）
Ｒ：弁漏れ量許容倍数
Δｐ：差圧（単位は、Ｐａ）
Ｓ：安全係数
Ｕ：冷媒分子量
ｖ：速度（単位は、ｍ・ｓ^−１）
X ：ガス側遮断弁における冷媒漏えい速度に対する液側遮断弁における冷媒漏えい速度の比
Y ：変更前のガス側遮断弁における冷媒漏えい速度に対する変更後のガス側遮断弁における冷媒漏えい速度の比

（４−４−３−２）ギリシャ文字
κ：空気比熱比
λ：冷媒比熱比
ρ：質量密度（単位は、ｋｇ・ｍ^−３）

（４−４−３−３）添字
_ａ：空気
_ｄ：ドアの下の隙間
_ｇ：気相
_ｌ：液相
_ｍ：冷媒と空気の混合
_ｒ：冷媒
_ｓ：冷媒漏えい点
_ｖ：遮断弁
_Ｇ：ガス側ライン
_Ｌ：液側ライン
_１：上流
_２：下流
_ｍａｘ：許容
₀ ：変更前
₀₀：変更後

（５）空気調和装置の特徴
（５−１）
２０１７年９月１日発行の日本冷凍空調工業会のガイドラインである「微燃性（Ａ２Ｌ）冷媒を使用した業務用エアコンの冷媒漏えい時の安全確保のための施設ガイドライン」（ＪＲＡ ＧＬ−１６：２０１７）には、「付属書Ａ（規定）安全遮断弁の仕様」が用意されている。「付属書Ａ（規定）安全遮断弁の仕様」においては、流体が空気であってガス側遮断弁及び液側遮断弁の前後の差圧が１ＭＰａであるときに、ガス側遮断弁及び液側遮断弁の遮断時漏れ量が、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）であることを満たすよう規定されている。

ガス側遮断弁は一般に、弁口径が大きく、同一差圧での遮断時漏れ量が大きくなる傾向がある。一方で、液側遮断弁は一般に、弁口径が小さく、同一差圧での遮断時漏れ量が小さくなる傾向がある。上記のガイドラインでは、ガス側遮断弁及び液側遮断弁に関わらず、一律に、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）以下の遮断時漏れ量に抑えることが要求されている。しかしながら、液側遮断弁の弁口径よりも大きい弁口径を有するガス側遮断弁を、液側遮断弁の遮断時漏れ量と同等の遮断時漏れ量に設計又は選定することは、製造あるいは購入に係るコストの増大を招く。

上記のガイドラインの遮断時漏れ量の規定から、ガイドラインが想定する冷媒漏えい速度を計算することができる。また、図６に示すように、対象となる冷媒の状態が異なるため、同一の弁隙間においては、液側遮断弁における冷媒漏えい速度は、ガス側遮断弁における冷媒漏えい速度よりも大きい。言い換えると、ガス側遮断弁及び液側遮断弁が同一の遮断時漏れ量であるとき、液側遮断弁はガス側遮断弁よりも冷媒漏えい速度が大きいため、所定空間に対して多くの冷媒が漏れることとなる。

このことに鑑み、本実施形態では、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの遮断時漏れ量を、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄよりも大きくしている。

これにより、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄからの冷媒漏えい速度が増加しても、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄからの冷媒漏えい速度が減少することによって、上記のガイドラインの遮断時漏れ量の規定を満たすことが可能となる。従って、安全性を確保しつつ、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの製造コストを低減することができている。

（５−２）
本実施形態では、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄとして、遮断時漏れ量が３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）よりも大きいものを採用している。その一方で、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄについては、遮断時漏れ量が３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）よりも小さいものを採用している。これにより、安全性を確保しつつ、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの製造コストを低減することができている。ここでは液側遮断弁及びガス側遮断弁の遮断時漏れ量を変更するにあたり、（４−４）で計算した、Ｒを考慮している。従って、安全性を確保しつつ、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの製造コストを低減することができている。

（５−３）
上記のガイドラインでは、ガス側遮断弁及び液側遮断弁の遮断時漏れ量は、一律に、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）以下に抑えるように要求されている。しかし、この場合、比較的大きい弁口径を有する傾向のあるガス側遮断弁の製造あるいは購入に係るコストの増大を招く。そこで、本実施形態では、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ及び液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄにおける冷媒漏えい速度が、上記のガイドラインに従って、ガス側遮断弁及び液側遮断弁に対して同一の弁隙間を想定した場合における冷媒漏えい速度の合計と等しくなるような範囲で、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ及び液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄのそれぞれの遮断時漏れ量を、３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）から変更して設計又は選定する。

（４−３）で示した計算に従い、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの遮断時漏れ量を、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の１．０倍〜２．７倍以下に変更して設計又は選定するとき、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの遮断時漏れ量は、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の０．９４倍以下に変更して設計又は選定する。

このように選定したガス側遮断弁及び液側遮断弁の遮断時漏れ量の数値に、さらに（４−４）で計算したＲを考慮する。

以上より、ガス側遮断弁の遮断時漏れ量を３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の１．０倍〜２．７倍以下に変更して設計又は選定するとき、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの遮断時漏れ量は、３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の０．９４倍以下に変更して設計又は選定する。このとき、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ及び液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄにおける冷媒漏えい速度は、上記のガイドラインに従ってガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ及び液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄに対して同一の弁隙間を想定した場合における冷媒漏えい速度の合計と等しくなる。

このように、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの遮断時漏れ量が、上記のガイドラインで定められた３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の遮断時漏れ量を超過したとしても、その超過した遮断時漏れ量を補うように、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの遮断時漏れ量を設計又は選定する。これにより、安全性を確保しつつ、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの製造あるいは購入に係るコストの増大を抑えることができている。

更に適切に設計又は選定するとすれば、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの遮断時漏れ量が、３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の１．６倍〜２．７倍の範囲であるとき、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの遮断時漏れ量が、３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の０．３７倍〜０．９４倍の範囲とするように、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを設計又は選定する。

（５−４）
空気調和装置１では、その利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが設置される部屋（所定空間）ＳＰの寸法（ドアＤＲの下の隙間ＵＣの寸法や天井高さ）、冷媒の種類（Ｒ３２）、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの設置場所（床置きではなく天井設置）などの条件に合わせて、上記の（４−３）〜（４−４−２）で述べた方法で遮断弁に要求される最大遮断時漏れ量を算出し、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ及びガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの仕様を決めている。具体的には、上記のガイドラインの付属書Ａで規定されている仕様における３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）という遮断時漏れ量の基準値に対して、どれぐらい許容量を大きくできるのかを、３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）に対する倍率Ｒとして算出している。そして、上記の表５にあるような具体的な倍率Ｒの数値を求めている。Ｒは、ここでは、冷媒としてＲ３２を使って部屋ＳＰの天井に利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを設置する場合、安全係数Ｓを４とすれば、表５に示すとおり倍率Ｒ＝１．９６となる。

これに従い、空気調和装置１では、最大遮断時漏れ量が３００×１．９６（ｃｍ^３／ｍｉｎ）以下になるように、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ及びガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの仕様を決定している。これにより、基準値である３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）に従って仕様を決定する場合に較べて、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ及びガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの製造コストあるいは購入コストが下がり、地球温暖化を防止できる冷媒（Ｒ３２）を用いた空気調和装置１の導入コストを抑制することができている。

そして、このように液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ及びガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの仕様を決定した空気調和装置１においても、上記の図５のステップＳ７による空気調和装置１の停止後に液側遮断弁７１ａ及びガス側遮断弁６８ａの弁隙間から漏れて部屋ＳＰに流れ出る冷媒量が抑えられ、部屋ＳＰにおいて冷媒の濃度がＬＦＬよりも十分に低い値に抑えられている。

（５−５）
上記のガイドラインの付属書Ａで規定されている仕様における３００（ｃｍ^３／ｍｉｎ）という遮断時漏れ量の基準値に対して、どれぐらい許容量を大きくできるのかを算出するための倍率Ｒは、許容平均濃度、漏れ高さ、及び冷媒の種類の少なくとも１つに基づいて決められている。

（４−４−１−Ａ）で述べた通り、漏れ高さとは、所定空間ＳＰに冷媒が漏えいする際の、所定空間ＳＰにおける第１部分の位置であり、利用側ユニットが天井に設置される場合は例えば２．２ｍとなり、利用側ユニットが床に設置される場合は例えば０．６ｍとなる（IEC60335-2-40:2016年を参照）。

（４−４−１−Ｂ）で述べた通り、許容平均濃度とは、所定空間ＳＰに漏えいした冷媒の平均濃度であって、所定空間ＳＰに漏えいした冷媒が燃焼するおそれがないと認められる範囲の冷媒濃度であり、安全係数でＬＦＬを除することによって許容平均濃度になる。

冷媒の種類は、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「2Lクラス」と判断される、燃性の冷媒、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「2クラス」と判断される、弱燃性の冷媒、米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「3クラス」と判断される、強燃性の冷媒、のいずれかに属する冷媒の種類を指す。

倍率Ｒは、少なくともこれらのうちいずれか１つに基づいて決められ、表５に示す通り、具体的には、１．０２〜１１．９８の範囲の数値を取る。これにより、ガス側遮断弁及び液側遮断弁が満たすべき遮断時漏れ量の仕様を求めることができている。

（５−６）
なお、所定空間ＳＰが、ドアＤＲの下に隙間ＵＣを有しない場合等を考慮して、上記のような倍率Ｒの数値の計算を行わずに、単にＲ＝１として、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ及び液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの遮断時漏れ量を計算して、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ及び液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを設計又は選定することも可能である。

（６）変形例
（６−１）
上記の実施形態に係る空気調和装置１は、ビル等の建物の部屋（所定空間ＳＰ）に設置されるが、他の建物の内部空間に設置される場合には、遮断弁の仕様の設計又は選定も所定空間ＳＰの条件に合うように変更すればよい。例えば、工場の内部空間、厨房、データセンタ、電算機室、商業施設の内部空間、など、様々な空間に対して、適切な遮断弁の設計又は選定をすることができる。

（６−２）
上記の実施形態の説明では、空気調和装置１の冷媒回路１０を循環させる冷媒としてＲ３２を例にとって説明したが、他の可燃性冷媒を使う場合には、先述の通り冷媒の分子量やＬＦＬなどの条件の違いに応じて倍率Ｒを算出し、それに合った液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ及びガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの仕様を設計又は選定することになる。

（６−３）
上記の実施形態では、冷媒漏えい時の空気調和装置１の動作の一例として図５に示す制御フローを示したが、冷媒漏えい時の動作として他の動作を行わせることもできる。例えば、冷媒漏えいを検知したときに、ポンプダウン運転を行わせ、その後に遮断弁を閉める制御を行ってもよい。

（６−４）
上記の実施形態では、ステップＳ４およびステップＳ５において、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに冷房運転を行わせ、熱源側膨張弁２５の開度を小さくして、利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに流れていく冷媒の圧力を下げている。しかし、この制御は一例であり、他の制御を行ってもよい。

例えば、利用側ユニット３ａの所定空間ＳＰへの冷媒の漏えいを検知した場合、その利用側ユニット３ａに対応する中継ユニット４ａの液側遮断弁７１ａ及びガス側遮断弁６８ａのみを、即座に閉めてもよい。

また、利用側ユニット３ａの所定空間ＳＰへの冷媒の漏えいを検知した場合、全ての利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄが熱源側ユニット２から切り離されるように、全ての液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ及びガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄを閉じて、熱源側ユニット２の圧縮機２１も停止させる制御を採用してもよい。

（６−５）
上記の実施形態では、利用側ユニットの例として、天井に埋め込まれる形で設置される利用側ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを挙げているが、他の形式の利用側ユニットであっても遮断弁の設計又は選定方法は同様である。例えば、天井吊り下げタイプの利用側ユニットでも、床置きタイプの利用側ユニットでも、側壁に固定される壁掛けタイプの利用側ユニットでも、上記の（式２３）によって倍率Ｒを求めることができる。

（６−６）
ガス側遮断弁は一般に、弁口径が大きく、同一差圧での遮断時漏れ量が大きくなる傾向がある。一方で、液側遮断弁は一般に、弁口径が小さく、同一差圧での遮断時漏れ量が小さくなる傾向がある。そのため、上記の実施形態では、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの弁口径が、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの弁口径よりも大きい状況を想定してきた。しかしながら、仮に、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの弁口径が、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの弁口径以上の大きさを有する場合であったとしても、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄの遮断時漏れ量を上記のガイドラインが定める遮断時漏れ量よりも大きくして、液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの遮断時漏れ量を上記のガイドラインが定める遮断時漏れ量よりも小さくすることにより、上記のガイドラインから想定される冷媒漏えい速度以下に抑えることができる。ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ及び液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを１つずつ設置する形態のほか、ガス側遮断弁を２つ、液側遮断弁を１つ設置する形態も考えられる。

（６―７）
本実施形態においては、標準状態で気相単相となっている気体として、「空気」を用いて、ガス側遮断弁６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ及び液側遮断弁７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの遮断時漏れ量を評価している。しかしながら、遮断時漏れ量を評価する気体としては、「空気」に限られず、「窒素」などを含む、標準状態で気相単相となっているガス種であれば良い。

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。

１ 空気調和装置（冷媒サイクル装置）
３ａａ、３ｂｂ、３ｃｃ、３ｄｄ 第１部分（利用側回路）
１０ 冷媒回路
１９ 制御部
６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ ガス側遮断弁
７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ 液側遮断弁
７９ａ、７９ｂ、７９ｃ、７９ｄ 検知部（冷媒漏えい検知部）
ＳＰ 所定空間

微燃性（Ａ２Ｌ）冷媒を使用した業務用エアコンの冷媒漏えい時の安全確保のための施設ガイドライン（ＪＲＡ ＧＬ−１６：２０１７；日本冷凍空調工業会）、及び、付属書Ａ（規定）安全遮断弁の仕様

Claims (8)

1. 可燃性の冷媒を冷媒回路（１０）において循環させる冷媒サイクル装置（１）であって、
   前記冷媒回路の第１部分（３ａａ、３ｂｂ、３ｃｃ、３ｄｄ）の両側に設けられる、ガス側遮断弁（６８ａ、６８ｂ、６８ｃ、６８ｄ）及び液側遮断弁（７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄ）と、
   前記第１部分から所定空間（ＳＰ）への冷媒の漏えいを検知する検知部（７９ａ、７９ｂ、７９ｃ、７９ｄ）と、
   前記検知部が、前記第１部分から前記所定空間への冷媒の漏えいを検知したときに、前記ガス側遮断弁及び前記液側遮断弁を遮断状態とする、制御部（１９）と、
   を備え、
   前記ガス側遮断弁及び前記液側遮断弁の遮断時漏れ量は、遮断状態における前後の差圧が所定圧力であるときの、標準状態で気相単相となっている気体の漏れ量であって、
   前記ガス側遮断弁の前記遮断時漏れ量は、前記液側遮断弁の前記遮断時漏れ量よりも大きい、
   冷媒サイクル装置。
2. 前記遮断時漏れ量は、温度が２０℃で前記所定圧力が１ＭＰａであるときの空気の漏れ量であって、
   前記ガス側遮断弁の前記遮断時漏れ量は、
   ３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）より大きく、
   前記液側遮断弁の前記遮断時漏れ量は、
   ３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）より小さい、
   請求項１に記載の冷媒サイクル装置。
3. 前記ガス側遮断弁の前記遮断時漏れ量は、
   ３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の１．０〜２．７倍以下であり、
   前記液側遮断弁の前記遮断時漏れ量は、
   ３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の０．９４倍以下である、
   請求項１に記載の冷媒サイクル装置。
4. 前記ガス側遮断弁の前記遮断時漏れ量は、
   ３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の１．６倍〜２．７倍の範囲にあり、
   前記液側遮断弁の前記遮断時漏れ量は、
   ３００×Ｒ（ｃｍ^３／ｍｉｎ）の０．３７倍〜０．９４倍の範囲にある、
   請求項１に記載の冷媒サイクル装置。
5. Ｒ＝１
   である、
   請求項２から４のいずれか１つに記載の冷媒サイクル装置。
6. Ｒ＝
   （ρ_ｍｄ×Ｖ_ｍｄ×Ａ_ｄ）／（Ｃ_ｒ×（２×ΔＰ_ｒ／ρ_１ｒ）^０．５×Ａ_ｖ×ρ_１ｒｌ
   ＋
   Ａ_ｖ×（２／（λ＋１））^{（（λ＋１）／２（λ−１））}
   ×（λ×Ｐ_１ｒ×ρ_１ｒｇ）^０．５）
   であり、
   Ａ_ｖは、前記ガス側遮断弁及び前記液側遮断弁それぞれの、前記遮断状態における弁隙間断面積（ｍ^２）であり、
   ρ_１ｒｌは、液相冷媒の密度（ｋｇ／ｍ^３）であり、
   ρ_１ｒｇは、ガス相冷媒の密度（ｋｇ／ｍ^３）であり、
   Ｐ_１ｒは、前記ガス側遮断弁及び前記液側遮断弁それぞれの、上流側の冷媒の圧力（ＭＰａ）であり、
   λは、冷媒の比熱比であり、
   ρ_ｍｄは、前記所定空間の内外を仕切るドアの隙間を通る、空気及び冷媒の混合気体の密度（ｋｇ／ｍ^３）であり、
   Ｖ_ｍｄは、前記所定空間の内外を仕切るドアの隙間を通る、空気及び冷媒の混合気体の速度（ｍ／ｓ）であり、
   Ａ_ｄは、前記所定空間の内外を仕切るドアの隙間の面積（ｍ^２）であり、
   ΔＰ_ｒは、冷媒が漏えいしている箇所の穴の内側及び外側の圧力差（Ｐａ）であり、
   Ｃ_ｒは、冷媒が漏えいしている箇所の穴を液相の冷媒が通過する際の冷媒の流量係数であって、０．６である、
   請求項２から４のいずれか１つに記載の冷媒サイクル装置。
7. 許容平均濃度は、前記所定空間に漏えいした冷媒の平均濃度であって、前記所定空間に漏えいした冷媒が燃焼するおそれがないと認められる範囲の濃度であり、
   漏れ高さは、前記所定空間に冷媒が漏えいする際の、前記所定空間における前記第１部分の位置であり、
   Ｒが、前記許容平均濃度、前記漏れ高さ、及び冷媒の種類の少なくとも１つに基づいて決められている、
   請求項２から４のいずれか１つに記載の冷媒サイクル装置。
8. 前記可燃性の冷媒は、
   米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「2Lクラス」と判断される、微燃性の冷媒、
   米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「2クラス」と判断される、弱燃性の冷媒、
   あるいは
   米国ANSI/ASHRAE34-2013規格に従い「3クラス」と判断される、強燃性の冷媒
   である、
   請求項１から７のいずれか１つに記載の冷媒サイクル装置。

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