JP6403885B2

JP6403885B2 - 熱源装置

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Publication number: JP6403885B2
Application number: JP2017524502A
Authority: JP
Inventors: 昂仁彦根; 靖大越; 拓也伊藤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-06-24
Filing date: 2015-06-24
Publication date: 2018-10-10
Anticipated expiration: 2035-06-24
Also published as: EP3315875B1; WO2016208008A1; JPWO2016208008A1; EP3315875A4; EP3315875A1

Description

本発明は、熱媒体を冷却又は加熱して負荷に供給する熱源装置に関する。

従来から、熱媒体としての水を冷却又は加熱し、冷水又は温水を製造する熱源装置として、例えば空冷式ヒートポンプチラーが知られている。空冷式ヒートポンプチラーの冷媒回路は、一般に、空気熱交換器と水熱交換器との間に膨張弁を有し、膨張弁と水熱交換器との間に冷媒タンクを有している（例えば特許文献１参照）。

一般に、水熱交換器の方が空気熱交換器よりも冷媒を凝縮する効率が良いため、冷媒回路に必要となる冷媒量は、暖房運転時の方が冷房運転時よりも少なくなる。よって、暖房運転時における余剰分の冷媒を貯留して、冷媒回路を循環する冷媒量を調整するために、冷媒タンクが設けられている。

特開２０１２−２４７１１８号公報

しかしながら、従来の熱源装置は、停電が発生した場合、膨張弁が開いた状態のままで装置全体が停止する。このため、冷房運転時に停電が発生すると、冷媒回路内の圧力差に起因して、空気熱交換器に溜まっている液冷媒が水熱交換器に流れ込む。また、暖房運転時に停電が発生すると、冷媒回路内の圧力差に起因して、冷媒タンク及び水熱交換器に溜まっている液冷媒が空気熱交換器に流れ込む。したがって、従来の熱源装置の構成では、復電後の再起動時における液バック運転を助長することになる。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、復電後の再起動時における液バック運転を抑制する熱源装置を提供することを目的とする。

本発明に係る熱源装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、空気と冷媒との熱交換を行う空気熱交換器と、負荷を流れる熱媒体と冷媒との熱交換を行う負荷側熱交換器と、空気熱交換器と負荷側熱交換器との間に接続された主膨張弁と、電力供給源からの給電停止を検知する停電検知部と、停電検知部において給電停止が検知されたとき、主膨張弁を全閉の状態にする弁制御部と、主膨張弁に並列接続され、冷媒を貯留し又は流出させて冷媒の流量を調整する冷媒流量調整回路と、を有し、冷媒流量調整回路は、冷媒の流量を調整するものであり、負荷側熱交換器が蒸発器として機能する冷房運転時に全閉の状態となっている第一副膨張弁と、冷媒を貯留する冷媒タンクと、冷媒の流量を調整するものであり、冷房運転時に開の状態となっている第二副膨張弁と、が直列に接続されたものであり、弁制御部は、冷房運転時に、停電検知部において給電停止が検知されたとき、第一副膨張弁の全閉の状態と、第二副膨張弁の開の状態と、を維持させるものである。

本発明は、空気熱交換器と負荷側熱交換器との間に接続された主膨張弁が、電力供給源からの給電停止を検知したときに全閉し、主膨張弁に並列接続された冷媒流量調整回路が、冷媒を貯留し又は流出させて冷媒の流量を調整することから、停電時等に発生する冷媒回路内の圧力差に起因した液バックを防ぐことができるため、復電後の再起動時における液バック運転を抑制することができる。

本発明の実施の形態に係る熱源装置の全体構成を示す模式図である。図１の熱源装置が有する制御装置の内部構成を示すブロック図である。図１の熱源装置が有する冷媒回路の冷房運転時における状態を示す模式図である。図３の冷房運転時に停電が発生したときの状態を示す模式図である。図１の熱源装置が有する冷媒回路の暖房運転時における状態を示す模式図である。図５の暖房運転時に停電が発生したときの状態を示す模式図である。図１の熱源装置が有する冷媒回路の除霜運転時における状態を示す模式図である。図７の除霜運転時に停電が発生したときの状態を示す模式図である。図１の熱源装置の動作を示すフローチャートである。

［実施の形態］
図１は、本実施の形態に係る熱源装置の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、熱源装置１０は、冷媒回路２０と、第一インバータ回路３１と、第二インバータ回路３２と、制御装置４０と、を有している。また、熱源装置１０は、フィルタ回路５０と、ＡＣ／ＤＣ変換機６０と、平滑コンデンサ７０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０と、を有している。

本実施の形態における熱源装置１０は、上記各構成を筐体（図示せず）の内部に設けて一体的に形成されており、室外に配設されるものである。すなわち、熱源装置１０は、冷却又は加熱した熱媒体を負荷に供給するチラーユニットであり、給湯器、床暖房システム、又は空調機等の室外機として機能する。

冷媒回路２０は、圧縮機２１と、空気熱交換器２２と、主膨張弁２４と、負荷側熱交換器２５と、冷媒流量調整回路２６と、四方弁２９と、を有している。冷媒流量調整回路２６は、主膨張弁２４に並列接続され、冷媒を貯留し又は流出させて冷媒の流量を調整するものである。冷媒流量調整回路２６は、冷媒の流量を調整する第一副膨張弁２７Ａと、冷媒を貯留する冷媒タンク（高圧レシーバ）２８と、冷媒の流量を調整する第二副膨張弁２７Ｂと、が直列に接続されたものである。

すなわち、冷媒回路２０は、圧縮機２１、空気熱交換器２２、主膨張弁２４、負荷側熱交換器２５、第一副膨張弁２７Ａ、第二副膨張弁２７Ｂ、冷媒タンク２８、および四方弁２９が冷媒配管９１により接続されたものである。冷媒回路２０の冷媒配管９１内では、冷媒が循環するように構成されている。また、空気熱交換器２２には、熱交換を促進するためのファン２３が併設されている。

圧縮機２１は、第一インバータ回路３１によって駆動される圧縮機モータ（図示せず）を有しており、冷媒を圧縮するものである。空気熱交換器２２は、例えばフィンアンドチューブ型熱交換器からなり、熱媒体としての外気（空気）と冷媒との熱交換を行うものである。

ファン２３は、第二インバータ回路３２によって駆動されるファンモータ（図示せず）を有しており、ファンモータを動力源として回転し、空気熱交換器２２に送風するものである。ファン２３は、空気熱交換器２２における外気と冷媒との熱交換を促進するものである。

主膨張弁２４は、例えば電子膨張弁からなり、空気熱交換器２２から流入する高圧の冷媒を減圧するものである。主膨張弁２４は、冷房運転、暖房運転、及び除霜運転の何れの運転状態においても開の状態となっている。主膨張弁２４は、電力供給源１００からの給電が停止したとき（停電時）に全閉する機能を有している。

第一副膨張弁２７Ａ及び第二副膨張弁２７Ｂは、例えば電子膨張弁からなり、冷媒流量調整回路２６を流れる冷媒の流量を調整するものである。第一副膨張弁２７Ａ及び第二副膨張弁２７Ｂは、全閉する機能を有している。より具体的には、暖房運転時に停電（電力供給源１００からの給電停止）が発生したときに、空気熱交換器２２側に位置する第一副膨張弁２７Ａが全閉の状態となり、除霜運転時に停電が発生したときに、負荷側熱交換器２５側に位置する第二副膨張弁２７Ｂが全閉の状態となる。

冷媒タンク２８は、暖房運転時等における余剰分の冷媒を貯留して、冷媒回路２０を循環する冷媒量を調整するものである。

四方弁２９は、冷媒の流路を切り替えるものであり、運転状態に応じた流路を形成するための４つの配管を有している。すなわち、圧縮機２１、空気熱交換器２２、及び負荷側熱交換器２５は、運転状態に応じて、四方弁２９の４つの配管のうちの何れかに接続される。より具体的に、四方弁２９は、冷房運転時又は除霜運転時において、圧縮機２１から吐出されるガス冷媒が空気熱交換器２２へ流れるように切り替えられる（図１の実線参照）。また、四方弁２９は、暖房運転時において、圧縮機２１から吐出されるガス冷媒が負荷側熱交換器２５へ流れるように切り替えられる（図１の破線参照）。

負荷側熱交換器２５は、負荷を流れる熱媒体と冷媒との熱交換を行うものである。負荷側熱交換器２５は、冷房運転時及び除霜運転時に蒸発器として機能し、暖房運転時に凝縮器として機能するものである。

冷房運転時において、負荷から配管９２を通じて負荷側熱交換器２５へ流入した熱冷媒は、冷媒配管９１を循環する冷媒との間の熱交換により冷却され、負荷側へ供給される。暖房運転時において、負荷から配管９２を通じて負荷側熱交換器２５へ流入した熱冷媒は、冷媒配管９１を循環する冷媒との間の熱交換により加熱され、負荷側へ供給される。

第一インバータ回路３１は、圧縮機２１を駆動するための電圧を生成し、生成した電圧を圧縮機モータに供給するものである。第二インバータ回路３２は、ファン２３を駆動するための電圧を生成し、生成した電圧をファンモータに供給するものである。

フィルタ回路５０は、ノイズフィルタ５０Ａと、電源検知回路５０Ｂと、停電検知部５０Ｃと、を有している。ノイズフィルタ５０Ａは、例えば商用電源からなる電力供給源１００より供給される電圧（電流）に重畳するノイズを除去するものである。電源検知回路５０Ｂは、予め設定された所定電圧との比較により、電源としての電力供給源１００から供給される電力を検知するものである。停電検知部５０Ｃは、電力供給源１００からの給電状態を常時監視し、電力供給源１００からの給電停止（停電）を検知するものである。なお、停電検知部５０Ｃは、電源検知回路５０Ｂに組み込まれていてもよく、フィルタ回路５０の外部に設けられていてもよい。

ＡＣ／ＤＣ変換機６０は、電力供給源１００から供給される交流電圧を直流電圧に変換するものである。平滑コンデンサ７０は、ＡＣ／ＤＣ変換機６０から出力される直流電圧を平滑化するものである。ＤＣ／ＤＣコンバータ８０は、ＡＣ／ＤＣ変換機６０から平滑コンデンサ７０を介して入力される直流電圧から、制御装置４０の動作に適した直流電圧を生成するものである。

図２は、熱源装置１０が有する制御装置４０の内部構成を示すブロック図である。図２に示すように、制御装置４０は、運転状態特定部４０Ａと、記憶部４０Ｂと、弁制御部４０Ｃと、を有している。

運転状態特定部４０Ａは、熱源装置１０が運転しているか否かを判定する機能を有している。また、運転状態特定部４０Ａは、熱源装置１０が運転している場合に、冷房運転、暖房運転、及び除霜運転のうちの何れの運転状態であるかを特定し、特定した運転状態を示す運転種別情報を記憶部４０Ｂに記録するように構成されている。

さらに、運転状態特定部４０Ａは、常時又は設定された一定時間ごとに熱源装置１０の運転状態を監視し、記憶部４０Ｂ内の運転種別情報を更新する機能を有している。すなわち、運転状態特定部４０Ａは、運転状態の変更を検知した場合に、記憶部４０Ｂ内の運転種別情報を変更する機能を有している。例えば、運転状態特定部４０Ａは、暖房運転と除霜運転との切替状況を随時検知して運転状態を特定し、特定した運転状態をもとに記憶部４０Ｂ内の運転種別情報を更新する。

記憶部４０Ｂは、制御装置４０が各種演算等に用いるデータ及び演算結果等を記憶するものである。例えば、記憶部４０Ｂには、運転状態特定部４０Ａによって運転種別情報が記録され、記録された運転種別情報は、弁制御部４０Ｃによって読み出される。記憶部４０Ｂは、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）又はフラッシュメモリ等により構成することができる。なお、記憶部４０Ｂは、制御装置４０の外部に設けられていてもよい。

弁制御部４０Ｃは、負荷側熱交換器２５が蒸発器として機能する冷房運転時に、停電検知部５０Ｃによって停電が検知されたとき、主膨張弁２４を全閉の状態にするものである。また、弁制御部４０Ｃは、負荷側熱交換器２５が凝縮器として機能する暖房運転時に、停電検知部５０Ｃによって停電が検知されたとき、主膨張弁２４及び第一副膨張弁２７Ａを全閉の状態にするものである。さらに、弁制御部４０Ｃは、負荷側熱交換器２５が蒸発器として機能し、空気熱交換器２２に付着した霜を除去する除霜運転時に、停電検知部５０Ｃによって停電が検知されたとき、主膨張弁２４及び第二副膨張弁２７Ｂを全閉の状態にするものである。

また、弁制御部４０Ｃは、停電検知部５０Ｃによって停電が検知されたとき、停電前の運転状態を特定するために、記憶部４０Ｂにアクセスして、運転状態特定部４０Ａが記録した運転種別情報を確認するように構成されている。

弁制御部４０Ｃは、停電が発生したとき、平滑コンデンサ７０に蓄えられている電力（平滑コンデンサ７０の残留電荷）を使用して動作するものである。

なお、運転状態特定部４０Ａ及び弁制御部４０Ｃは、これらの機能を実現する回路デバイスなどのハードウェアで実現することもできるし、例えばＤＳＰ等のマイコン又はＣＰＵ等の演算装置上で実行されるソフトウェアとして実現することもできる。

ところで、本実施の形態では、負荷を流れる熱媒体として水を採用している。すなわち、熱源装置１０は、負荷側熱交換器２５として水熱交換器を搭載している。水熱交換器は、空気熱交換器よりも熱交換効率がよいため、空気熱交換器よりも体積を小さくすることができる。よって、本実施の形態では、空気熱交換器２２よりも体積が小さい負荷側熱交換器２５を採用し、熱源装置１０の小型化を図っている。このため、負荷側熱交換器２５に蓄えられる冷媒の量は、空気熱交換器２２よりも少ない状況にある。

また、熱源装置１０は、上述の通り、一体的に形成され室外に設けられているため、負荷側熱交換器２５が室内に設けられた構成よりも、負荷側熱交換器２５と圧縮機２１とを接続する冷媒配管９１と、負荷側熱交換器２５と主膨張弁２４及び第二副膨張弁２７Ｂとを接続する冷媒配管９１とが短くなっている。このため、熱源装置１０は、負荷側熱交換器２５が室内に設けられた構成よりも、冷媒配管９１内に蓄えることができる冷媒量が少なくなる。

この点、熱源装置１０は、冷房運転時に停電が発生したとき、主膨張弁２４が全閉の状態となり、第一副膨張弁２７Ａが全閉の状態を維持するため、高圧冷媒の負荷側熱交換器２５側への流入経路を遮断することができる。

また、熱源装置１０は、暖房運転時に停電が発生したとき、主膨張弁２４及び第一副膨張弁２７Ａが全閉の状態となるため、高圧冷媒の空気熱交換器２２側への流入経路を遮断することができる。その際、第二副膨張弁２７Ｂは開の状態にあることから、負荷側熱交換器２５に溜まっている冷媒を冷媒タンク２８へ逃がすことができるため、圧縮機２１側への冷媒の流出をさらに抑制することができる。

さらに、熱源装置１０は、除霜運転時に停電が発生したとき、主膨張弁２４及び第二副膨張弁２７Ｂが全閉の状態となるため、高圧冷媒の負荷側熱交換器２５側への流入経路を遮断することができる。その際、第一副膨張弁２７Ａは開の状態にあることから、空気熱交換器２２に溜まっている冷媒を冷媒タンク２８へ逃がすことができるため、圧縮機２１側への冷媒の流出をさらに抑制することができる。

すなわち、熱源装置１０によれば、負荷側熱交換器２５として水熱交換器を採用し、室外機として機能させた場合にも、停電時等に発生する冷媒回路内の圧力差に起因した液バックを防ぐことができるため、復電後の再起動時における液バック運転を抑制することができる。

次に、図３〜図８を参照し、各運転状態（冷房運転時、暖房運転時、除霜運転時）において停電が発生した場合における主膨張弁２４、第一副膨張弁２７Ａ、および第二副膨張弁２７Ｂの開閉状態について説明する。

（冷房運転時）
図３は、熱源装置１０が有する冷媒回路２０の冷房運転時における状態を示す模式図である。図４は、図３の冷房運転時に停電が発生したときの状態を示す模式図である。

冷房運転時の冷媒回路２０は、主膨張弁２４によって冷媒の流量調整を行っている。すなわち、図３に示すように、主膨張弁２４は開の状態となっている。また、第一副膨張弁２７Ａは閉（全閉）の状態となっており、第二副膨張弁２７Ｂは開の状態となっている。

冷房運転時において、圧縮機２１で圧縮され吐出された冷媒は、四方弁２９を通った後、空気熱交換器２２、主膨張弁２４、負荷側熱交換器２５を順に通過し、再び四方弁２９を通って圧縮機２１に吸入される。すなわち、空気熱交換器２２は凝縮器として機能し、負荷側熱交換器２５は蒸発器として機能する。

また、冷媒回路２０を循環する冷媒は、主膨張弁２４を介して、空気熱交換器２２側が高圧の状態にあり、負荷側熱交換器２５側が低圧の状態にある。よって、冷房運転時に停電が発生した場合、空気熱交換器２２側と負荷側熱交換器２５側との圧力差に起因して、空気熱交換器２２に溜まっている液冷媒が、主膨張弁２４を介して負荷側熱交換器２５に流れ込もうとする。

この点、本実施の形態における熱源装置１０は、冷房運転時に停電が発生した場合、図４に示すように、主膨張弁２４の開閉状態が、開の状態から閉（全閉）の状態となるように構成されている。したがって、空気熱交換器２２に溜まっている液冷媒の負荷側熱交換器２５側への流れを止めることができるため、復電後の再起動時における液バック運転を抑制することができる。なお、熱源装置１０は、冷房運転時に停電が発生しても、第一副膨張弁２７Ａ及び第二副膨張弁２７Ｂの開閉状態が変化しないように構成されている。

（暖房運転時）
図５は、熱源装置１０が有する冷媒回路２０の暖房運転時における状態を示す模式図である。図６は、図５の暖房運転時に停電が発生したときの状態を示す模式図である。

暖房運転時の冷媒回路２０は、主膨張弁２４、第一副膨張弁２７Ａ、及び第二副膨張弁２７Ｂによって冷媒調整を行っている。すなわち、図５に示すように、主膨張弁２４は開の状態となっている。また、第一副膨張弁２７Ａは開（微開）の状態となっており、第二副膨張弁２７Ｂは開の状態となっている。

暖房運転時において、圧縮機２１で圧縮され吐出された冷媒は、四方弁２９を通った後、負荷側熱交換器２５、主膨張弁２４及び冷媒流量調整回路２６、空気熱交換器２２を順に通過し、再び四方弁２９を通って圧縮機２１に吸入される。すなわち、空気熱交換器２２は蒸発機として機能し、負荷側熱交換器２５は凝縮機として機能する。

また、冷媒回路２０を循環する冷媒は、主膨張弁２４を介して、負荷側熱交換器２５側が高圧の状態にあり、空気熱交換器２２側が低圧の状態にある。冷媒タンク２８には、図５に示すように、余剰冷媒が貯留される。よって、暖房運転時時に停電が発生した場合、空気熱交換器２２側と負荷側熱交換器２５側との圧力差に起因して、負荷側熱交換器２５及び冷媒タンク２８に溜まっている液冷媒は、主膨張弁２４および第一副膨張弁２７Ａを介して空気熱交換器２２に流れ込もうとする。

この点、本実施の形態における熱源装置１０は、暖房運転時に停電が発生した場合、図６に示すように、主膨張弁２４が開の状態から閉（全閉）の状態となり、第一副膨張弁２７Ａが開（微開）の状態から閉（全閉）の状態となるように構成されている。したがって、負荷側熱交換器２５および冷媒タンク２８に溜まっている液冷媒の空気熱交換器２２側への流れを止めることができるため、復電後の再起動時における液バック運転を抑制することができる。なお、熱源装置１０は、暖房運転時に停電が発生しても、第二副膨張弁２７Ｂの開閉状態が変化しないように構成されている。

（除霜運転時）
図７は、熱源装置１０が有する冷媒回路２０の除霜運転時における状態を示す模式図である。図８は、図７の除霜運転時に停電が発生したときの状態を示す模式図である。熱源装置１０が暖房運転を行うと、空気熱交換器２２の表面が着霜状態となる。このため、暖房運転時において、熱源装置１０は、空気熱交換器２２の表面の霜を溶かすために、一定時間の除霜運転を定期的に実施する。

除霜運転時の冷媒回路２０は、主膨張弁２４、第一副膨張弁２７Ａ、及び第二副膨張弁２７Ｂによって冷媒調整を行っている。すなわち、図７に示すように、主膨張弁２４は開の状態となっている。また、第一副膨張弁２７Ａは開（微開）の状態となっており、第二副膨張弁２７Ｂは開の状態となっている。

除霜運転時において、圧縮機２１で圧縮され吐出された冷媒は、四方弁２９を通った後、空気熱交換器２２、主膨張弁２４及び冷媒流量調整回路２６、負荷側熱交換器２５を順に通過し、再び四方弁２９を通って圧縮機２１に吸入される。すなわち、空気熱交換器２２は凝縮器として機能し、負荷側熱交換器２５は蒸発器として機能する。

また、冷媒回路２０を循環する冷媒の圧力は、主膨張弁２４を介して、空気熱交換器２２側の方が、負荷側熱交換器２５側に比べて高い状態にある。よって、除霜運転時に停電が発生した場合、空気熱交換器２２側と負荷側熱交換器２５側との圧力差に起因して、空気熱交換器２２および冷媒タンク２８に溜まっている液冷媒は、主膨張弁２４および第二副膨張弁２７Ｂを介して負荷側熱交換器２５に流れ込もうとする。

この点、本実施の形態における熱源装置１０は、冷房運転時に停電が発生した場合、図８に示すように、主膨張弁２４が開の状態から閉（全閉）の状態となり、第二副膨張弁２７Ｂが開の状態から閉（全閉）の状態となるように構成されている。したがって、空気熱交換器２２および冷媒タンク２８に溜まっている液冷媒の負荷側熱交換器２５側への流れを止めることができるため、復電後の再起動時における液バック運転を抑制することができる。なお、熱源装置１０は、除霜運転時に停電が発生しても、第一副膨張弁２７Ａの開閉状態が変化しないように構成されている。

図９は、熱源装置１０の動作を示すフローチャートである。図９を参照して、運転状態特定部４０Ａによる運転状態特定処理と、弁制御部４０Ｃによる弁制御とを説明する。

（運転状態特定処理）
運転状態特定部４０Ａは、熱源装置１０が運転しているか否かを判定する（図９：ステップＳ１０１）。運転状態特定部４０Ａにより熱源装置１０が運転していないと判定した場合（図９：ステップＳ１０１／ＮＯ）、制御装置４０は、主膨張弁２４、第一副膨張弁２７Ａ、及び第二副膨張弁２７Ｂの開閉状態を維持し、動作を終了する。

一方、運転状態特定部４０Ａは、熱源装置１０が運転していると判定した場合（図９：ステップＳ１０１／ＹＥＳ）、冷房運転中であるか否かを判定する（図９：ステップＳ１０２）。

運転状態特定部４０Ａは、冷房運転中であると判定した場合（図９：ステップＳ１０２／ＹＥＳ）、運転種別情報として冷房運転中である旨を記憶部４０Ｂに記録する（図９：ステップＳ１０３）。一方、運転状態特定部４０Ａは、冷房運転中ではないと判定した場合（図９：ステップＳ１０２／ＮＯ）、暖房運転中であるか否かを判定する（図９：ステップＳ１０４）。

運転状態特定部４０Ａは、暖房運転中であると判定した場合（図９：ステップＳ１０４／ＹＥＳ）、運転種別情報として暖房運転中である旨を記憶部４０Ｂに記録する（図９：ステップＳ１０５）。一方、運転状態特定部４０Ａは、暖房運転中ではないと判定した場合（図９：ステップＳ１０４／ＮＯ）、運転種別情報として除霜運転中である旨を記憶部４０Ｂに記録する（図９：ステップＳ１０６）。

運転状態特定部４０Ａは、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理を、常時又は設定された一定時間ごとに実行して熱源装置１０の運転状態を特定し、特定した運転状態をもとに記憶部４０Ｂ内の運転種別情報を更新する。

上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０６に示す運転状態特定処理により、熱源装置１０の運転状態を示す運転種別情報が記憶部４０Ｂに記録された状態となるため、弁制御部４０Ｃは、電力供給源１００からの給電停止（停電）が発生したときに、平滑コンデンサ７０に蓄えられている電力を使用して、停電前の運転状態に応じた弁制御を行うことができる。

（弁制御）
弁制御部４０Ｃは、停電検知部５０Ｃにおいて電力供給源１００からの給電停止が検知されたときに、平滑コンデンサ７０に蓄えられている電力を使用して記憶部４０Ｂにアクセスし、記憶部４０Ｂに記録された停電前の運転状態を示す運転種別情報を確認する（図９：ステップＳ１０８）。

記憶部４０Ｂに冷房運転である旨が記録されている場合に、弁制御部４０Ｃは、停電前は冷房運転中であったと判定し、平滑コンデンサ７０に蓄えられている電力を使用して、主膨張弁２４を開の状態から閉（全閉）の状態にする（図９：ステップＳ１０９）。

記憶部４０Ｂに暖房運転である旨が記録されている場合に、弁制御部４０Ｃは、停電前は暖房運転中であったと判定し、平滑コンデンサ７０に蓄えられている電力を使用して、主膨張弁２４を開の状態から閉（全閉）の状態にし、第一副膨張弁２７Ａを開（微開）の状態から閉（全閉）の状態にする（図９：ステップＳ１１０）。

記憶部４０Ｂに暖房運転である旨が記録されている場合に、弁制御部４０Ｃは、停電前は暖房運転中であったと判定し、平滑コンデンサ７０に蓄えられている電力を使用して、主膨張弁２４を開の状態から閉（全閉）の状態にし、第二副膨張弁２７Ｂを開の状態から閉（全閉）の状態にする（図９：ステップＳ１１１）。

以上のように、弁制御部４０Ｃは、停電が発生した直後に、平滑コンデンサ７０に蓄えられている電力を使用して、主膨張弁２４を全閉の状態にする。このため、熱源装置１０によれば、空気熱交換器２２と負荷側熱交換器２５との間の冷媒の移動を抑制することができる。

また、弁制御部４０Ｃは、暖房運転中の停電直後において、さらに第一副膨張弁２７Ａを全閉の状態にし、除霜運転中の停電直後において、さらに第二副膨張弁２７Ｂを全閉の状態にする。よって、熱源装置１０によれば、空気熱交換器２２又は負荷側熱交換器２５に溜まっている液冷媒の流出をより有効に防ぐことができる。

すなわち、本実施の形態の熱源装置１０は、空気熱交換器２２と負荷側熱交換器２５との間に接続された主膨張弁２４が、電力供給源１００からの給電停止を検知したときに全閉し、主膨張弁２４に並列接続された冷媒流量調整回路２６が、冷媒を貯留し又は流出させて冷媒の流量を調整する。したがって、熱源装置１０によれば、停電時等に発生する冷媒回路２０内の圧力差に起因した液バックを防ぐことができるため、復電後の再起動時における液バック運転を抑制することができる。

本実施の形態は、熱源装置における好適な具体例であり、本発明の技術的範囲は、これらの態様に限定されるものではない。例えば、本実施の形態では、停電時において弁制御部３０が、平滑コンデンサ７０に蓄えられている電力を使用して動作する場合を例示したが、これに限定されず、弁制御部３０は、制御装置４０が設けられている基板上の他のコンデンサ等に蓄えられている電力を使用するようにしてもよい。加えて、弁制御部３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ８０を構成するコンデンサ等に蓄えられている電力を、停電時に使用するようにしてもよい。もっとも、熱源装置１０が、停電時の電力を賄う予備電源装置を有するように構成し、弁制御部３０が、停電時に予備電源装置から供給される電力を使用して動作するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、負荷側熱交換器２５において冷媒と熱交換する熱媒体が水である場合を例示したが、これに限定されず、該熱媒体としてブライン等を採用してもよい。さらに、熱源装置１０は、冷房運転又は暖房運転及び除霜運転の何れかを実施するものであってもよい。なお、熱源装置１０が冷房運転のみを行う構成とした場合、四方弁２９は不要となる。

１０熱源装置、２０冷媒回路、２１圧縮機、２２空気熱交換器、２３ファン、２４主膨張弁、２５負荷側熱交換器、２６冷媒流量調整回路、２７Ａ第一副膨張弁、２７Ｂ第二副膨張弁、２８冷媒タンク、２９四方弁、３１第一インバータ回路、３２第二インバータ回路、４０制御装置、４０Ａ運転状態特定部、４０Ｂ記憶部、４０Ｃ弁制御部、５０フィルタ回路、５０Ａノイズフィルタ、５０Ｂ電源検知回路、５０Ｃ停電検知部、６０ＡＣ／ＤＣ変換機、７０平滑コンデンサ、８０ＤＣ／ＤＣコンバータ、９１冷媒配管、９２配管、１００電力供給源。

Claims

冷媒を圧縮する圧縮機と、
空気と前記冷媒との熱交換を行う空気熱交換器と、
負荷を流れる熱媒体と前記冷媒との熱交換を行う負荷側熱交換器と、
前記空気熱交換器と前記負荷側熱交換器との間に接続された主膨張弁と、
電力供給源からの給電停止を検知する停電検知部と、
前記停電検知部において前記給電停止が検知されたとき、前記主膨張弁を全閉の状態にする弁制御部と、
前記主膨張弁に並列接続され、前記冷媒を貯留し又は流出させて前記冷媒の流量を調整する冷媒流量調整回路と、
を有し、
前記冷媒流量調整回路は、
前記冷媒の流量を調整するものであり、前記負荷側熱交換器が蒸発器として機能する冷房運転時に全閉の状態となっている第一副膨張弁と、
前記冷媒を貯留する冷媒タンクと、
前記冷媒の流量を調整するものであり、前記冷房運転時に開の状態となっている第二副膨張弁と、が直列に接続されたものであり、
前記弁制御部は、
前記冷房運転時に、前記停電検知部において前記給電停止が検知されたとき、前記第一副膨張弁の全閉の状態と、前記第二副膨張弁の開の状態と、を維持させるものである熱源装置。
前記第一副膨張弁及び前記第二副膨張弁は、
前記負荷側熱交換器が凝縮器として機能する暖房運転時に開の状態となっており、
前記弁制御部は、
前記暖房運転時に、前記停電検知部において前記給電停止が検知されたとき、前記第一副膨張弁を全閉の状態にすると共に、前記第二副膨張弁の開の状態を維持させるものである請求項１に記載の熱源装置。
前記第一副膨張弁及び前記第二副膨張弁は、
前記負荷側熱交換器が蒸発器として機能する除霜運転時に開の状態となっており、
前記弁制御部は、
前記除霜運転時に、前記停電検知部において前記給電停止が検知されたとき、前記第一副膨張弁を開の状態を維持させると共に、前記第二副膨張弁を全閉の状態にするものである請求項１又は２に記載の熱源装置。
前記電力供給源から供給される交流電圧を直流電圧に変換するＡＣ／ＤＣ変換器と、
前記ＡＣ／ＤＣ変換器から出力される直流電圧を平滑化する平滑コンデンサと、
をさらに有し、
前記弁制御部は、前記平滑コンデンサの残留電荷を利用して動作するものである請求項１〜３の何れか一項に記載の熱源装置。