JP6771642B2 - 空気調和装置 - Google Patents

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Description

本発明は、冷媒と熱媒体との間で熱交換させる冷媒熱媒体間熱交換器を備える空気調和装置に関する。
従来、冷媒回路に流れる冷媒と熱媒体回路に流れる熱媒体とが冷媒熱媒体間熱交換器によって熱交換される空気調和装置が知られている。特許文献１には、熱源側の１次側回路と、室内側の２次側回路とを備えた空気調和装置が開示されている。特許文献１では、１次側回路に流れる冷媒と、２次側回路に流れる熱媒体とが主熱交換器によって熱交換される。このように、特許文献１は、室内側の２次側回路に冷媒を流さないことによって、冷媒が室内の配管に流入することを抑制しようとしている。
特開２０００−１３０８７７号公報
ここで、特許文献１に開示された空気調和装置において、主熱交換器が室外の熱源機等に内蔵されている場合、主熱交換器が凍結するおそれがある。主熱交換器が凍結によってパンクした場合、冷媒が主熱交換器を通って２次側回路内に流入し、室内の配管に流入するおそれがある。
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、仮に冷媒が熱媒体回路に流入しても、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管に流入することを抑制する空気調和装置を提供するものである。
本発明に係る空気調和装置は、圧縮機、熱源側熱交換器、膨張部及び冷媒熱媒体間熱交換器が冷媒配管により接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、ポンプ、冷媒熱媒体間熱交換器、空調空間の空気と熱交換する負荷側熱交換器が熱媒体配管により接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、を備え、冷媒熱媒体間熱交換器から流出して負荷側熱交換器に流入する前の熱媒体が流れる熱媒体配管のうちの空調空間の外部に設けられ、冷媒と熱媒体とを分離する分離部と、分離部に接続され、分離部で分離された冷媒を空調空間の外部に排出する排出部と、を有する。
本発明によれば、空調空間の外部に設けられた分離部によって、冷媒と熱媒体とが分離され、分離された冷媒が排出部によって空調空間の外部に排出される。このため、仮に冷媒が熱媒体回路に流入しても、冷媒が分離部及び排出部を介して空調空間の外部に排出される。従って、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管に流入することを抑制することができる。
本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１を示す回路図である。 本発明の実施の形態１における分離部４を示す模式図である。 本発明の実施の形態１における気泡直径と気泡上昇速度との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態１における水流速と排出量／流入量との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態１の第１変形例における分離部４ａを示す模式図である。 本発明の実施の形態１の第２変形例における分離部４ｂを示す模式図である。 本発明の実施の形態１の第３変形例における分離部４ｃを示す模式図である。 本発明の実施の形態１の第４変形例における分離部４ｄを示す模式図である。 本発明の実施の形態２に係る空気調和装置１００を示す回路図である。 本発明の実施の形態２の第１変形例に係る空気調和装置１００ａを示す回路図である。 本発明の実施の形態２の第２変形例に係る空気調和装置１００ｂを示す回路図である。 本発明の実施の形態３に係る空気調和装置２００を示す回路図である。 本発明の実施の形態４に係る空気調和装置３００を示す回路図である。 本発明の実施の形態５に係る空気調和装置４００を示す回路図である。 本発明の実施の形態５における冷媒の圧力と冷媒の飽和温度との関係を示すグラフである。 本発明の実施の形態７に係る空気調和装置６００を示す回路図である。 本発明の実施の形態８に係る空気調和装置７００を示す回路図である。 本発明の実施の形態９に係る空気調和装置８００を示す回路図である。 本発明の実施の形態１０に係る空気調和装置９００を示す回路図である。 本発明の実施の形態１１に係る空気調和装置１０００を示す回路図である。 本発明の実施の形態１２に係る空気調和装置１１００を示す回路図である。 本発明の実施の形態１３に係る空気調和装置１２００を示す回路図である。 本発明の実施の形態１４における副分離部１３を示す模式図である。 本発明の実施の形態１４の変形例における副分離部１３ａを示す模式図である。
実施の形態１．
以下、本発明に係る空気調和装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る空気調和装置１を示す回路図である。この図１に基づいて、空気調和装置１について説明する。図１に示すように、空気調和装置１は、冷媒回路２と、熱媒体回路３と、分離部４と、排出部５とを備えている。
（冷媒回路２）
冷媒回路２は、圧縮機２２、流路切替装置２３、熱源側熱交換器２４、膨張部２５及び冷媒熱媒体間熱交換器２６が冷媒配管２１により接続され、冷媒が循環する回路である。なお、圧縮機２２、流路切替装置２３、熱源側熱交換器２４、膨張部２５及び冷媒熱媒体間熱交換器２６は、熱源機２０に内蔵されている。冷媒回路２に流れる冷媒は、Ｒ４１０Ａ又はＲ４０７Ｃとしてもよいし、微燃性冷媒であるＲ１２３４ｙｆ、Ｒ１２３４ｚｅ、Ｒ３２又はＲ２９０としてもよいし、自然冷媒であるＣＯ２としてもよい。本実施の形態１では、熱源機２０が室外に設置される空冷機種である場合について例示している。空冷機種とは、熱源側熱交換器２４が冷媒と室外空気との間で熱交換させる機種をいう。なお、熱源機２０は、室内に設置される水冷機種であってもよい。水冷機種とは、熱源側熱交換器２４が冷媒と水との間で熱交換させる機種をいう。
（圧縮機２２，流路切替装置２３）
圧縮機２２は、低温低圧の状態の冷媒を吸入し、吸入した冷媒を圧縮して高温高圧の状態の冷媒にして吐出する機器である。圧縮機２２は、例えば容量を制御することができるインバータ圧縮機である。流路切替装置２３は、冷媒回路２において冷媒が流れる方向を切り替える機器であり、例えば四方弁である。流路切替装置２３は、圧縮機２２から吐出された冷媒が冷媒熱媒体間熱交換器２６に流れる（図１の実線）か熱源側熱交換器２４に流れる（図１の破線）かを切り替えるものであり、これにより、暖房運転及び冷房運転のいずれもが行われる。なお、暖房運転又は冷房運転のいずれか一方のみが行われる場合、流路切替装置２３を省略してもよい。
（熱源側熱交換器２４，膨張部２５）
熱源側熱交換器２４は、流路切替装置２３と膨張部２５との間に接続されており、例えば室外空気と冷媒との間で熱交換させる機器である。熱源側熱交換器２４は、暖房運転時には蒸発器として作用し、冷房運転時には凝縮器として作用する。なお、熱源機２０には、熱源側熱交換器２４に室外空気を送る熱源側送風機が設けられてもよい。膨張部２５は、熱源側熱交換器２４と冷媒熱媒体間熱交換器２６との間に接続されており、冷媒を減圧して膨張する減圧弁又は膨張弁である。膨張部２５は、例えば開度が調整される電子式膨張弁である。
（冷媒熱媒体間熱交換器２６）
冷媒熱媒体間熱交換器２６は、膨張部２５と流路切替装置２３との間に接続されており、冷媒回路２に流れる冷媒と熱媒体回路３に流れる熱媒体との間で熱交換させる機器である。なお、冷媒熱媒体間熱交換器２６において、冷媒の流れと熱媒体の流れとは例えば対向流となっている。
（熱媒体回路３）
熱媒体回路３は、ポンプ３２、冷媒熱媒体間熱交換器２６、負荷側熱交換器３３が熱媒体配管３１により接続され、熱媒体が循環する回路である。熱媒体回路３に流れる熱媒体は、水又はブライン等とすることができる。また、熱媒体回路３には、エア抜きバルブ３４が設けられている。
（ポンプ３２，負荷側熱交換器３３，エア抜きバルブ３４）
ポンプ３２は、室外において冷媒熱媒体間熱交換器２６の上流側に設けられ、熱媒体を搬送する機器である。負荷側熱交換器３３は、室内において冷媒熱媒体間熱交換器２６の下流側に設けられ、例えば室内空気と熱媒体との間で熱交換させる機器である。負荷側熱交換器３３は、暖房運転時には凝縮器として作用し、冷房運転時には蒸発器として作用する。負荷側熱交換器３３は、冷暖房器具３０に内蔵されており、負荷側熱交換器３３の熱交換によって、冷暖房器具３０の暖房運転又は冷房運転が行われる。エア抜きバルブ３４は、負荷側熱交換器３３の下流側に設けられ、熱媒体回路３に流れる熱媒体に混入した空気を抜くバルブである。ここで、室内とは、住宅の居住空間又は公共の場の室内等をいう。本実施の形態１における室内とは、空調空間のことを示す。
（分離部４）
分離部４は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から流出して負荷側熱交換器３３に流入する前の熱媒体が流れる熱媒体配管３１のうちの空調空間の外部に設けられ、冷媒と熱媒体とを分離する。本実施の形態１では、分離部４は、室外に設けられ、接続口４１と放出口４２と流出口４３とが形成され、気体と液体とを分離する部材である。接続口４１は、熱媒体回路３における冷媒熱媒体間熱交換器２６の下流側に接続される開口である。放出口４２は、例えば分離部４の上部に形成され、分離部４内の気体を放出する開口である。流出口４３は、熱媒体回路３における負荷側熱交換器３３の上流側に接続され液体が流出する開口である。分離部４は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から流出した流体を、気体と液体とに分離し、気体を放出口４２から放出し、液体を流出口４３から流出させる部材である。
図２は、本発明の実施の形態１における分離部４を示す模式図である。図２に示すように、分離部４は、延在部４４と、放出部４５と、流出部４６とを有している。延在部４４は、熱媒体配管３１に接続された接続口４１から上方に延びて上端から横方向に延びる管である。流出部４６は、延在部４４から下方に延びて流出口４３に接続される管である。放出部４５は、流出部４６の上方に設けられ放出口４２に接続される管である。
熱媒体配管３１に流れる流体は、接続口４１から流入して延在部４４内を上昇する。この間、流体に気体が混入している場合、小さい気泡が集まって大きい気泡となる。このように、熱媒体配管３１に流れる流体が、延在部４４によって一旦堰き止められることによって、そのまま分離部４から流出しようとすることを抑制することができる。このようにして、分離部４によって、気体と液体とが分離される。このように、本実施の形態１の分離部４は、気体をトラップする複合管で構成されている。
また、分離部４は、流体の流速が低下することによって、流体が重力によって下方に沈む力よりも、流体が浮力によって上昇する力を大きくして、上方に気体を集める機能を有している。ここで、冷媒熱媒体間熱交換器２６が凍結等によりパンクした場合について想定する。冷媒熱媒体間熱交換器２６がパンクした場合、冷媒が冷媒熱媒体間熱交換器２６のうち熱媒体の流路に侵入して、熱媒体回路３内に流入する可能性がある。この場合、冷媒は、熱媒体回路３に流れる熱媒体によって、ある程度気化している。これは、概して、冷媒の沸点の方が、熱媒体の沸点よりも低いことに起因する。
ここで、分離部４の放出部４５及び流出部４６の流路断面積は、熱媒体配管３１の流路断面積よりも大きい。本実施の形態１において、熱媒体配管３１及び流路切替部は、いずれも円状の管であるとする。そして、図２に示すように、熱媒体配管３１の管径をｄ１、分離部４の放出部４５及び流出部４６の管径をｄ２、円周率をπとすると、熱媒体配管３１の流路断面積はπ（ｄ１／２）２であり、放出部４５及び流出部４６の流路断面積はπ（ｄ２／２）２であり、π（ｄ２／２）２＞π（ｄ１／２）２の関係が成り立つ。このように、熱媒体配管３１に流れる流体の流速は、流路断面積が広がる分離部４の放出部４５及び流出部４６に流入することによって、低下する。
図３は、本発明の実施の形態１における気泡直径と気泡上昇速度との関係を示すグラフである。次に、気泡直径と気泡上昇速度との関係について説明する。図３において、横軸を気泡直径［ｍｍ］、縦軸を水中での気泡上昇速度［ｍｍ／ｓ］とする。また、実線は気泡密度１．２５［ｋｇ／ｍ３］を示し、二点鎖線は気泡密度５０．０［ｋｇ／ｍ３］を示し、破線は気泡密度１００．０［ｋｇ／ｍ３］を示す。ここで、気泡密度が低いほどガス化しており、気泡密度が高いほど液化している。気体の気泡密度は約１．２５〜１．５０［ｋｇ／ｍ３］であり、図３の実線に相当する。図３に示すように、気泡密度にかかわらず、気泡直径が大きいほど、水中での気泡上昇速度が高くなる。また、気泡密度が低いほど、気泡上昇速度が高い。
概して、呼び径５０［Ａ］（外径約６０．５［ｍｍ］）の配管に流れる流体の流量は１６［ｍ３／ｈ］であり、流速は約２０００［ｍｍ／ｓ］である。ここで、冷媒熱媒体間熱交換器２６の亀裂部から発生する気泡上の冷媒の直径は、約１．５［ｍｍ］以上と観測される。そこで、呼び径５０［Ａ］の熱媒体配管３１が用いられている場合、呼び径８０［Ａ］（外径８９．１［ｍｍ］）以上の配管を分離部４の放出部４５及び流出部４６として使用することによって、流速が１０００［ｍｍ／ｓ］以下となる。図３に示すように、流速が１０００［ｍｍ／ｓ］のとき、気泡直径は約１．４［ｍｍ］である。即ち、気泡直径が約１．４［ｍｍ］以上の気泡は、流体が重力によって下方に沈む力よりも浮力によって上昇する力が大きくなる。従って、分離部４内の気泡状の冷媒のほぼ全てを、上方に集めることができる。なお、本実施の形態１では、分離部４の流路断面積が熱媒体配管３１の流路断面積より大きくなくてもよい。
図４は、本発明の実施の形態１における水流速と排出量／流入量との関係を示すグラフである。次に、水の流速と、排出部５からの排出量を流入量で除算した割合との関係について説明する。図４において、横軸を水流速［ｍｍ／ｓ］、縦軸を排出量／流入量［％］とする。図４に示すように、水流速が１５００ｍｍ／ｓのとき、排出量／流入量が約７５％であり、排出量が充分となる。このように、分離部４が、内部の水流速が１５００ｍｍ／ｓ以下となる流路断面積を有することによって、効率的に気体と液体とを分離することができる。これにより、流入した気体を排出部５から効率良く排出することができる。
（排出部５）
図１に示すように、排出部５は、分離部４の流出口４３に接続され、分離部４で分離された冷媒を空調空間の外部に排出する排出口５１が形成されている。排出部５は、例えばガス抜き弁又はガス逃がし弁等から構成されている。なお、本実施の形態１では、分離部４及び排出部５は、熱源機２０の外部に設けられている。このため、既存の熱源機２０を使用することができる。また、分離部４及び排出部５は、熱源機２０と別の位置に配置することができるため、例えばできるだけ高所に配置することもできる。この場合、排出部５が気体を排出する効果が高まる。
（運転モード）
次に、空気調和装置１の運転モードについて説明する。空気調和装置１は、運転モードとして、暖房運転モード及び冷房運転モードを有している。暖房運転モード及び冷房運転モードについて、図１を用いて説明する。
（暖房運転）
まず、暖房運転について説明する。暖房運転では、流路切替装置２３によって、圧縮機２２の吐出側と冷媒熱媒体間熱交換器２６とが接続され、圧縮機２２の吸入側と熱源側熱交換器２４とが接続されている（図１の実線）。まず、冷媒回路２における冷媒の流れについて説明する。暖房運転において、圧縮機２２に吸入された冷媒は、圧縮機２２によって圧縮されて高温高圧のガス状態で吐出する。圧縮機２２から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２３を通過して、凝縮器として作用する冷媒熱媒体間熱交換器２６に流入する。冷媒熱媒体間熱交換器２６に流入した冷媒は、熱媒体との間で熱交換されて凝縮液化する。このとき、熱媒体が加熱される。凝縮された液状態の冷媒は、膨張部２５において膨張及び減圧されて低温低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する熱源側熱交換器２４に流入し、熱源側熱交換器２４において、例えば室外空気との間で熱交換されて蒸発ガス化する。蒸発した低温低圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２３を通過して、圧縮機２２に吸入される。
次に、熱媒体回路３における熱媒体の流れについて説明する。ポンプ３２によって搬送された熱媒体は、冷媒熱媒体間熱交換器２６に流入する。冷媒熱媒体間熱交換器２６に流入した熱媒体は、冷媒との間で熱交換されて加熱される。加熱された熱媒体は、分離部４を通過して、室内に設けられた負荷側熱交換器３３に流入し、負荷側熱交換器３３において、例えば室内空気との間で熱交換されて冷却される。このとき、室内空気が加熱されて、室内が暖房される。冷却された熱媒体は、その後、ポンプ３２に吸入される。
（冷房運転）
次に、冷房運転について説明する。冷房運転では、流路切替装置２３によって、圧縮機２２の吐出側と熱源側熱交換器２４とが接続され、圧縮機２２の吸入側と冷媒熱媒体間熱交換器２６とが接続されている（図１の破線）。まず、冷媒回路２における冷媒の流れについて説明する。冷房運転において、圧縮機２２に吸入された冷媒は、圧縮機２２によって圧縮されて高温高圧のガス状態で吐出する。圧縮機２２から吐出された高温高圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２３を通過して、凝縮器として作用する熱源側熱交換器２４に流入する。熱源側熱交換器２４に流入した冷媒は、例えば室外空気との間で熱交換されて凝縮液化する。凝縮された液状態の冷媒は、膨張部２５において膨張及び減圧されて低温低圧の気液二相状態の冷媒となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器として作用する冷媒熱媒体間熱交換器２６に流入し、冷媒熱媒体間熱交換器２６において、熱媒体との間で熱交換されて蒸発ガス化する。このとき、熱媒体が冷却される。蒸発した低温低圧のガス状態の冷媒は、流路切替装置２３を通過して、圧縮機２２に吸入される。
次に、熱媒体回路３における熱媒体の流れについて説明する。ポンプ３２によって搬送された熱媒体は、冷媒熱媒体間熱交換器２６に流入する。冷媒熱媒体間熱交換器２６に流入した熱媒体は、冷媒との間で熱交換されて冷却される。冷却された熱媒体は、分離部４を通過して、室内に設けられた負荷側熱交換器３３に流入し、負荷側熱交換器３３において、例えば室内空気との間で熱交換されて加熱される。このとき、室内空気が冷却されて、室内が冷房される。加熱された熱媒体は、その後、ポンプ３２に吸入される。
（冷媒流入時の動作）
次に、熱媒体回路３内に冷媒が流入した場合の動作について説明する。ここで、仮に、冷媒熱媒体間熱交換器２６が凍結等によりパンクした場合について想定する。冷媒熱媒体間熱交換器２６がパンクした場合、冷媒が冷媒熱媒体間熱交換器２６のうち熱媒体の流路に侵入して、熱媒体回路３内に流入する可能性がある。
熱媒体回路３内に流入した冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から熱媒体配管３１内を通って分離部４に至る。冷媒は、分離部４の接続口４１から流入して延在部４４内を上昇する。このとき、延在部４４の下方に沈んでいる冷媒は、熱媒体の流れに伴って強制的に上昇する。この間、小さい気泡状の冷媒が集まって大きい気泡となる。このように、熱媒体配管３１に流れる冷媒が、延在部４４によって一旦堰き止められることによって、熱媒体と共に分離部４から流出しようとすることを抑制することができる。延在部４４を上昇した冷媒は、熱媒体配管３１の流路断面積よりも大きい流路断面積の放出部４５及び流出部４６に流入する。このとき、冷媒の流速が低下することによって、熱媒体と共に流出部４６側に沈む力よりも、放出部４５側に浮く力が勝り、冷媒は放出部４５側に上昇する。
また、流路断面積が広がる際に、冷媒を含む熱媒体の流れが淀むため、流れが淀んでいる部分に冷媒を集めることができる。これにより、小さい気泡状の冷媒が集まって大きい気泡となる。従って、冷媒は更に放出部４５側に上昇する。放出部４５に到達した冷媒は、放出口４２を通って排出部５に至る。そして、冷媒は、排出部５から室外に排出される。なお、冷媒が混入していない熱媒体は、流出部４６を下降して、流出口４３から熱媒体配管３１に流出する。従って、冷媒は、室内に設けられた熱媒体配管３１に流入しない。
本実施の形態１によれば、空調空間の外部に設けられた分離部４によって、冷媒と熱媒体とが分離され、分離された冷媒が排出部５によって空調空間の外部に排出される。このため、仮に冷媒が熱媒体回路３に流入しても、冷媒が分離部４及び排出部５を介して空調空間の外部に排出される。従って、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することが抑制される。
また、分離部４の流路断面積は、熱媒体配管３１の流路断面積よりも大きい。このため、分離部４は、流体の流速を低下させて、流体が沈む力よりも浮く力を大きくすることができる。従って、冷媒を更に排出することができる。更に、分離部４は、接続口４１から上方に延びる延在部４４と、延在部４４から上方に延びて放出口４２に接続される放出部４５と、放出部４５の下方に位置し、延在部４４から下方に延びて流出口４３に接続される流出部４６と、を有する。これにより、延在部４４の下方に沈んでいる冷媒は、熱媒体の流れに伴って強制的に上昇する。この間、小さい気泡状の冷媒が集まって大きい気泡となる。このように、熱媒体配管３１に流れる冷媒が、延在部４４によって一旦堰き止められることによって、そのまま分離部４から流出しようとすることを抑制することができ、冷媒を集め易くすることができる。また、冷媒が微燃性冷媒又は可燃性冷媒である場合、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを防ぐことにより、更に安全性が向上する。
（第１変形例）
図５は、本発明の実施の形態１の第１変形例における分離部４ａを示す模式図である。第１変形例は、分離部４ａの構造が実施の形態１と相違する。図５に示すように、第１変形例の分離部４ａは、熱媒体配管３１の流路断面積よりも大きい流路断面積を有する単一の配管である。熱媒体配管３１の管径をｄ１、分離部４ａの管径をｄ３、円周率をπとすると、熱媒体配管３１の流路断面積はπ（ｄ１／２）２であり、放出部４５及び流出部４６の流路断面積はπ（ｄ３／２）２であり、π（ｄ３／２）２＞π（ｄ１／２）２の関係が成り立つ。このように、熱媒体配管３１に流れる流体の流速は、流路断面積が広がる分離部４ａに流入することによって、実施の形態１と同様に、低下する。また、分離部４ａの接続口４１は、高さ方向において流出口４３以上の位置に形成されている。第１変形例では、流出口４３は、分離部４ａの底部に形成されている。
第１変形例では、冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から熱媒体配管３１内を通って分離部４ａに至る。このとき、冷媒は、熱媒体配管３１の流路断面積よりも大きい流路断面積の分離部４ａに流入する。このため、冷媒の流速が低下することによって、流出部４６側に沈む力よりも、放出部４５側に浮く力が勝り、冷媒は上部の放出口４２に向かって上昇する。上昇した冷媒は、放出口４２を通って排出部５に至る。そして、冷媒は、排出部５から室外に排出される。なお、冷媒が混入していない熱媒体は、分離部４ａを通過して、流出口４３から熱媒体配管３１に流出する。従って、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することが抑制される。
また、分離部４ａの接続口４１は、高さ方向において流出口４３以上の位置に形成されている。このため、分離部４ａ内において熱媒体が円滑に流れることを妨げずに済む。なお、分離部４ａは、配管ではなく筒状の容器としてもよい。配管の方が容器よりも入手性が高くコストを削減することができるが、適宜容器に変更することは可能である。このように、分離部４ａは、熱媒体配管３１に、配管又は筒状の容器等を接続するだけで作製することができるため、製造性及び入手性が容易である。
（第２変形例）
図６は、本発明の実施の形態１の第２変形例における分離部４ｂを示す模式図である。第２変形例は、分離部４ｂの構造が実施の形態１と相違する。図６に示すように、第２変形例では、流出口４３が分離部４ｂの側面に形成されており、接続口４１と流出口４３とが対向している。これにより、分離部４ｂ内において熱媒体が円滑に流れることをより妨げずに済む。また、第２変形例でも、第１変形例と同様に、分離部４ｂは、熱媒体配管３１の流路断面積よりも大きい流路断面積を有する単一の配管である。これにより、熱媒体配管３１に流れる流体の流速は、流路断面積が広がる分離部４ｂに流入することによって、第１変形例と同様に、低下する。
（第３変形例）
図７は、本発明の実施の形態１の第３変形例における分離部４ｃを示す模式図である。第３変形例は、分離部４ｃの構造が実施の形態１と相違する。図７に示すように、第３変形例の分離部４ｃは、第２変形例の分離部４ｃよりも分離部４ｃを構成する配管が下方に延びている。これにより、下方に延びた部分に、熱媒体配管３１に流れる熱媒体から発生するスケールを貯留することができる。また、第３変形例でも、第１変形例と同様に、分離部４ｃは、熱媒体配管３１の流路断面積よりも大きい流路断面積を有する単一の配管である。これにより、熱媒体配管３１に流れる流体の流速は、流路断面積が広がる分離部４ｃに流入することによって、第１変形例と同様に、低下する。
（第４変形例）
図８は、本発明の実施の形態１の第４変形例における分離部４ｄを示す模式図である。第４変形例は、分離部４ｄの構造が実施の形態１と相違する。図８に示すように、第４変形例の分離部４ｄは、接続口４１の下端４１ａが、高さ方向において流出口４３の上端４３ａ以上の位置に形成されている。これにより、接続口４１から分離部４ｄ内に流入した熱媒体は、流出口４３に至るまでに下降するため、熱媒体は分離部４ｄ内を更に滑らかに流れることができる。また、第４変形例でも、第１変形例と同様に、分離部４ｄは、熱媒体配管３１の流路断面積よりも大きい流路断面積を有する単一の配管である。これにより、熱媒体配管３１に流れる流体の流速は、流路断面積が広がる分離部４ｄに流入することによって、第１変形例と同様に、低下する。
実施の形態２．
図９は、本発明の実施の形態２に係る空気調和装置１００を示す回路図である。本実施の形態２は、出口側弁７及び入口側弁８を備えている点で、実施の形態１と相違する。本実施の形態２では、実施の形態１と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１との相違点を中心に説明する。
図９に示すように、熱媒体回路３には、出口側弁７及び入口側弁８が設けられている。出口側弁７は、空調空間の外部において、分離部４の出口側である下流側に設けられ、熱媒体の流量を調整する弁である。出口側弁７は、開度が調整自在の弁でもよいし、開度が固定の弁でもよい。また、入口側弁８は、空調空間の外部において、分離部４の上流側、例えばポンプ３２の下流側に設けられ、熱媒体の流量を調整する弁である。入口側弁８は、開度が調整自在の弁でもよいし、開度が固定の弁でもよいし、逆流を防止する逆止弁でもよい。なお、出口側弁７及び入口側弁８は、いずれか一方が設けられていてもよい。この場合、出口側弁７のみが設置される方が、入口側弁８のみが設置されるよりも、冷媒流入抑制効果は高い。
そして、出口側弁７及び入口側弁８は、冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、閉止される。冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から熱媒体配管３１内を通って分離部４に至る。このとき、仮に、分離部４から熱媒体配管３１に冷媒が流入したとしても、出口側弁７が閉じているため、出口側弁７より先に進まない。このため、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを確実に抑制することができる。また、冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から逆流する可能性もある。しかし、入口側弁８が閉じているため、入口側弁８より先に進まない。このため、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを更に確実に抑制することができる。このように、本実施の形態２は、冷媒が流入した場合、出口側弁７及び入口側弁８によって、熱媒体回路３を室内側と室外側とに分離するため、冷媒が熱媒体回路３を通って室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを抑制することができる。なお、冷媒が熱媒体回路３に流入することを検出する構成は、実施の形態４等で説明する。
（第１変形例）
図１０は、本発明の実施の形態２の第１変形例に係る空気調和装置１００ａを示す回路図である。第１変形例は、熱源機２０の設置場所が実施の形態２と相違する。図１０に示すように、第１変形例の熱源機２０は、室内よりも下方に設置されている。例えば、熱源機２０が、室内よりも階下に設けられている場合が想定される。冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒は、浮力によって、上方の室内側に上昇する可能性がある。冷媒が熱媒体回路３に流入した場合に、ポンプ３２が停止しても、浮力があるため、冷媒が上方の室内側に上昇する可能性がある。しかし、出口側弁７が閉じているため、出口側弁７より先に進まない。このため、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを確実に抑制することができる。また、冷媒が冷媒熱媒体間熱交換器２６から逆流しても、入口側弁８が閉じているため、入口側弁８より先に進まない。このため、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを更に確実に抑制することができる。このように、出口側弁７又は入口側弁８を備えることによって、熱源機２０が室内より下方に設置されていても、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを抑制することができる。
（第２変形例）
図１１は、本発明の実施の形態２の第２変形例に係る空気調和装置１００ｂを示す回路図である。第２変形例は、複数の冷暖房器具３０が接続されている点で、実施の形態２と相違する。図１１に示すように、複数の冷暖房器具３０は、それぞれ負荷側熱交換器３３を有しており、熱媒体回路３において、並列に接続されている。この場合、出口側弁７及び入口側弁８は、各負荷側熱交換器３３が設けられた熱媒体配管３１が分岐する手前の熱媒体配管３１に設けられる。第２変形例のように、複数の冷暖房器具３０が接続されていても、出口側弁７又は入口側弁８を備えることによって、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを抑制することができる。
実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３に係る空気調和装置２００を示す回路図である。本実施の形態３は、ポンプ３２の設置位置が、実施の形態２と相違する。本実施の形態３では、実施の形態１又は２と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１及び２との相違点を中心に説明する。
図１２に示すように、ポンプ３２は、冷媒熱媒体間熱交換器２６の下流側に設けられている。本実施の形態３において、冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒熱媒体間熱交換器２６から熱媒体配管３１内を通った冷媒は、室内を通過することなく、直ちにポンプ３２の吸い込み側に流入する。ポンプ３２の吸い込み側に冷媒が滞留すると、ポンプ３２が空運転となる。ポンプ３２が空運転となると、熱媒体の流れが止まるか又は遅くなる。このため、熱媒体に含まれる冷媒の流速も低下する。また、ポンプ３２の吸い込みによる流体の圧力の低下によって、液状態の冷媒が気化し易い。このため、冷媒が沈む力よりも浮く力を大きくすることができる。従って、ポンプ３２を通過した後に流入する分離部４及び排出部５での冷媒排出効果が高まる。このように、本実施の形態３は、冷媒熱媒体間熱交換器２６の下流側にポンプ３２が設けられることによって、ポンプ３２を空回り運転させ、熱媒体の流れを止める。従って、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを更に抑制することができる。
実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４に係る空気調和装置３００を示す回路図である。本実施の形態４は、冷媒検出部６を備えている点で、実施の形態２と相違する。本実施の形態４では、実施の形態１〜３と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１〜３との相違点を中心に説明する。
図１３に示すように、空気調和装置３００は、熱媒体回路３に冷媒が流入したことを検出する冷媒検出部６を備えている。そして、冷媒検出部６は、排出部５の排出口５１に設けられ、排出口５１から排出される冷媒を検出する排出冷媒検出部６ａを有している。本実施の形態４では、排出冷媒検出部６ａによって、排出口５１から排出された冷媒を直接検出している。このため、冷媒が熱媒体回路３に流入したことを直ちに認識することができる。なお、排出冷媒検出部６ａが冷媒の流入を検出した際の制御については、実施の形態１０で説明する。
実施の形態５．
図１４は、本発明の実施の形態５に係る空気調和装置４００を示す回路図である。本実施の形態５は、加熱部９を備えている点で、実施の形態４と相違する。本実施の形態５では、実施の形態１〜４と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１〜４との相違点を中心に説明する。
図１４に示すように、加熱部９は、分離部４に設けられ、分離部４内の液体を加熱する。加熱部９は、例えばヒータである。冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、熱媒体回路３に流れる熱媒体の圧力及び温度によって、冷媒が液状態で熱媒体回路３中を循環する可能性がある。このとき、加熱部９によって、分離部４内に流入した液状態の冷媒が加熱される。これにより、液状態の冷媒が気化され、分離部４及び排出部５によって、室外に排出される。また、試運転又は定期点検といったメンテナンス時において、熱源機２０の運転が停止し、熱媒体の温度が低下している際、熱媒体回路３に流入した冷媒は、液状態で熱媒体回路３に滞留する。この場合も、加熱部９によって、分離部４内に流入した液状態の冷媒が加熱される。これにより、液状態の冷媒が気化され、分離部４及び排出部５によって、室外に排出される。
更に、冷媒が熱媒体回路３に流入すると、熱源機２０内の冷媒が不足して、熱源機２０が運転不能に陥る可能性がある。この場合、熱源機２０を用いて熱媒体及び冷媒を加熱することができないため、冷媒が外気等によって冷やされて凝縮する。凝縮した液冷媒は、熱媒体回路３中に滞留する。これに対し、本実施の形態５では、熱源機２０の代わりにヒータによって、熱媒体及び冷媒の温度を上げることができるため、冷媒が凝縮することを防ぎ、更に冷媒を気化することができる。
図１５は、本発明の実施の形態５における冷媒の圧力と冷媒の飽和温度との関係を示すグラフである。次に、冷媒毎の気化のし易さについて説明する。図１５において、横軸を圧力［ＭＰａＡ］、縦軸を飽和温度［℃］とする。また、実線はＲ３２を示し、二点鎖線はＲ１２３４ｙｆを示し、破線はＲ１２３４ｚｅを示す。図１４において、各線よりも下方が液体状態の領域であり、各線よりも上方が気体状態の領域である。図１４に示すように、Ｒ３２よりもＲ１２３４ｙｆ及びＲ１２３４ｚｅの方が、気化し難い。このため、本実施の形態５は、気化し難いＲ１２３４ｙｆ及びＲ１２３４ｚｅが使用される空気調和装置４００において顕著な効果を奏する。
実施の形態６．
本実施の形態６は、分離部４及び排出部５が、熱源機２０に内蔵されている点で、実施の形態１〜５と相違する。本実施の形態６では、実施の形態１〜５と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１〜５との相違点を中心に説明する。
分離部４及び排出部５が、熱源機２０に内蔵されているため、熱媒体回路３の構造を簡略化することができる。ここで、熱源機２０の内部に放熱又は熱交換に用いられる熱源側送風機が設けられている場合、熱源側熱交換器２４が送風することによって、分離部４内の冷媒を撹拌することができる。これにより、冷媒の濃度を低下させることができるため、安全性が向上する。
実施の形態７．
図１６は、本発明の実施の形態７に係る空気調和装置６００を示す回路図である。本実施の形態７は、制御部１０及び圧力検出部６ｂを備えている点で、実施の形態５と相違する。本実施の形態７では、実施の形態１〜６と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１〜６との相違点を中心に説明する。
図１６に示すように、圧力検出部６ｂは、冷媒熱媒体間熱交換器２６の下流側に設けられており、熱媒体回路３に流れる熱媒体の圧力を検出する。このように、本実施の形態７では、冷媒検出部６は、排出冷媒検出部６ａ及び圧力検出部６ｂを有している。なお、圧力検出部６ｂは、冷媒熱媒体間熱交換器２６の上流側に設けられてもよい。また、熱源機２０には、制御部１０が設けられている。制御部１０は、各機器の制御を行うマイコン等である。
制御部１０は、冷媒検出部６によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、出口側弁７及び入口側弁８を閉じる。また、制御部１０は、冷媒検出部６によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、ポンプ３２を停止してもよい。本実施の形態７では、具体的には、圧力検出部６ｂによって検出された熱媒体の圧力が、予め設定された圧力閾値を超えた場合、出口側弁７及び入口側弁８を閉じる。例えば、熱媒体が水の場合、水の圧力が１．０［ＭＰａＡ］時に飽和液状態となるＲ３２において、液状態の冷媒が気化すると体積が約３７倍に膨張する。このように、冷媒の体積が膨張することによって熱媒体の圧力が急激に上昇する。これにより、圧力検出部６ｂを用いることによって、冷媒が熱媒体回路３に流入したことを検出することができる。
冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から熱媒体配管３１内を通って分離部４に至る。このとき、仮に、分離部４から熱媒体配管３１に冷媒が流入したとしても、制御部１０が出口側弁７を閉じるため、出口側弁７より先に進まない。このため、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを確実に抑制することができる。また、冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から逆流する可能性もある。しかし、制御部１０が入口側弁８を閉じるため、入口側弁８より先に進まない。このため、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを更に確実に抑制することができる。このように、本実施の形態７は、冷媒が流入した場合、出口側弁７及び入口側弁８によって、熱媒体回路３を室内側と室外側とに分離するため、冷媒が熱媒体回路３を通って室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを抑制することができる。なお、制御部１０がポンプ３２を停止した場合、熱媒体が流れないため、冷媒も流れない。このため、冷媒が室内に流入することを抑制することができる。
実施の形態８．
図１７は、本発明の実施の形態８に係る空気調和装置７００を示す回路図である。本実施の形態８は、制御部１０及び温度検出部６ｃを備えている点で、実施の形態５と相違する。本実施の形態８では、実施の形態１〜７と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１〜７との相違点を中心に説明する。
図１７に示すように、温度検出部６ｃは、冷媒熱媒体間熱交換器２６の下流側に設けられており、熱媒体回路３に流れる熱媒体の温度を検出する。このように、本実施の形態８では、冷媒検出部６は、排出冷媒検出部６ａ及び温度検出部６ｃを有している。なお、温度検出部６ｃは、冷媒熱媒体間熱交換器２６の上流側に設けられてもよい。また、熱源機２０には、制御部１０が設けられている。制御部１０は、各機器の制御を行うマイコン等である。
制御部１０は、冷媒検出部６によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、出口側弁７及び入口側弁８を閉じる。また、制御部１０は、冷媒検出部６によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、ポンプ３２を停止してもよい。本実施の形態８では、具体的には、所定時間毎に温度検出部６ｃによって検出された熱媒体の温度の差が、予め設定された温度差閾値を超えた場合、出口側弁７及び入口側弁８を閉じる。例えば、熱媒体が水の場合、水の圧力が１．０［ＭＰａＡ］時に飽和液状態となるＲ３２において、Ｒ３２と水との流量比率が１：４とすると、液状態の冷媒が気化するまでに、水は約１８［℃］低下する。このように、冷媒が気化することによって熱媒体の温度差が急激に変動する。これにより、温度検出部６ｃを用いることによって、冷媒が熱媒体回路３に流入したことを検出することができる。
冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から熱媒体配管３１内を通って分離部４に至る。このとき、仮に、分離部４から熱媒体配管３１に冷媒が流入したとしても、制御部１０が出口側弁７を閉じるため、出口側弁７より先に進まない。このため、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを確実に抑制することができる。また、冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から逆流する可能性もある。しかし、制御部１０が入口側弁８を閉じるため、入口側弁８より先に進まない。このため、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを更に確実に抑制することができる。このように、本実施の形態８は、冷媒が流入した場合、出口側弁７及び入口側弁８によって、熱媒体回路３を室内側と室外側とに分離するため、冷媒が熱媒体回路３を通って室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを抑制することができる。なお、制御部１０がポンプ３２を停止した場合、熱媒体が流れないため、冷媒も流れない。このため、冷媒が室内に流入することを抑制することができる。
実施の形態９．
図１８は、本発明の実施の形態９に係る空気調和装置８００を示す回路図である。本実施の形態９は、制御部１０及び電流検出部６ｄを備え、ポンプ３２が熱源側熱交換器２４の下流側に設けられている点で、実施の形態５と相違する。本実施の形態９では、実施の形態１〜８と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１〜８との相違点を中心に説明する。
図１８に示すように、電流検出部６ｄは、ポンプ３２の運転電流を検出する。このように、本実施の形態９では、冷媒検出部６は、排出冷媒検出部６ａ及び電流検出部６ｄを有している。また、熱源機２０には、制御部１０が設けられている。制御部１０は、各機器の制御を行うマイコン等である。
制御部１０は、冷媒検出部６によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、出口側弁７及び入口側弁８を閉じる。また、制御部１０は、冷媒検出部６によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、ポンプ３２を停止してもよい。本実施の形態９では、具体的には、所定時間毎に電流検出部６ｄによって検出されたポンプ３２の電流の差が、予め設定された電流差閾値を超えた場合、出口側弁７及び入口側弁８を閉じる。
例えば、冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、ポンプ３２の吸入側に冷媒が滞留して、ポンプ３２が空回り運転したり、冷媒が流入して熱媒体回路３が凍結して断水状態となったりすると、ポンプ３２の運転電流が変動する。このように、冷媒が熱媒体回路３に流入すると、ポンプ３２の運転電流が変動する。これにより、電流検出部６ｄを用いることによって、冷媒が熱媒体回路３に流入したことを間接的に検出することができる。なお、ポンプ３２は、冷媒熱媒体間熱交換器２６の上流側に設けられてもよい。この場合も、電流検出部６ｄによって、冷媒が熱媒体回路３に流入したことを間接的に検出することができる。
冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から熱媒体配管３１内を通って分離部４に至る。このとき、仮に、分離部４から熱媒体配管３１に冷媒が流入したとしても、制御部１０が出口側弁７を閉じるため、出口側弁７より先に進まない。このため、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを確実に抑制することができる。また、冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から逆流する可能性もある。しかし、制御部１０が入口側弁８を閉じるため、入口側弁８より先に進まない。このため、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを更に確実に抑制することができる。
このように、本実施の形態９は、冷媒が流入した場合、出口側弁７及び入口側弁８によって、熱媒体回路３を室内側と室外側とに分離するため、冷媒が熱媒体回路３を通って室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを抑制することができる。なお、制御部１０がポンプ３２を停止した場合、熱媒体が流れないため、冷媒も流れない。このため、冷媒が室内に流入することを抑制することができる。
実施の形態１０．
図１９は、本発明の実施の形態１０に係る空気調和装置９００を示す回路図である。本実施の形態１０は、電流検出部６ｄが省略されている点で、実施の形態９と相違する。本実施の形態１０では、実施の形態１〜９と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１〜９との相違点を中心に説明する。
図１９に示すように、冷媒検出部６は、排出冷媒検出部６ａのみを有している。また、熱源機２０には、制御部１０が設けられている。制御部１０は、各機器の制御を行うマイコン等である。
制御部１０は、冷媒検出部６によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、出口側弁７及び入口側弁８を閉じる。また、制御部１０は、冷媒検出部６によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、ポンプ３２を停止してもよい。本実施の形態１０では、具体的には、排出冷媒検出部６ａによって検出された冷媒の濃度が、予め設定された冷媒閾値を超えた場合、出口側弁７及び入口側弁８を閉じる。このように、本実施の形態１０では、冷媒を直接的に検出することができる。このため、冷媒の検出精度を向上させることができる。
冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から熱媒体配管３１内を通って分離部４に至る。このとき、仮に、分離部４から熱媒体配管３１に冷媒が流入したとしても、制御部１０が出口側弁７を閉じるため、出口側弁７より先に進まない。このため、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを確実に抑制することができる。また、冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、冷媒は、冷媒熱媒体間熱交換器２６から逆流する可能性もある。しかし、制御部１０が入口側弁８を閉じるため、入口側弁８より先に進まない。このため、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを更に確実に抑制することができる。
このように、本実施の形態１０は、冷媒が流入した場合、出口側弁７及び入口側弁８によって、熱媒体回路３を室内側と室外側とに分離するため、冷媒が熱媒体回路３を通って室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを抑制することができる。なお、制御部１０がポンプ３２を停止した場合、熱媒体が流れないため、冷媒も流れない。このため、冷媒が室内に流入することを抑制することができる。
実施の形態１１．
図２０は、本発明の実施の形態１１に係る空気調和装置１０００を示す回路図である。本実施の形態１１は、圧力検出部６ｂ、温度検出部６ｃ及び逃がし弁３５を備えている点で、実施の形態９と相違する。本実施の形態１１では、実施の形態１〜１０と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１〜１０との相違点を中心に説明する。
図２０に示すように、逃がし弁３５は、熱媒体回路３において冷媒熱媒体間熱交換器２６の下流側に設けられ、熱媒体回路３に流れる熱媒体を逃がす弁である。本実施の形態１１において、冷媒検出部６は、排出冷媒検出部６ａ、圧力検出部６ｂ、温度検出部６ｃ及び電流検出部６ｄを有している。また、熱源機２０には、制御部１０が設けられている。制御部１０は、各機器の制御を行うマイコン等である。
制御部１０は、冷媒検出部６によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、加熱部９に通電して動作させる。また、制御部１０は、冷媒検出部６によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、逃がし弁３５を開く。なお、冷媒の検出は、排出冷媒検出部６ａを用いてもよいし、圧力検出部６ｂを用いてもよいし、温度検出部６ｃを用いてもよいし、電流検出部６ｄを用いてもよい。
冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、熱媒体回路３に流れる熱媒体の圧力及び温度によって、冷媒が液状態で熱媒体回路３中を循環する可能性がある。このとき、加熱部９によって、分離部４内に流入した液状態の冷媒が加熱される。これにより、液状態の冷媒が気化され、分離部４及び排出部５によって、室外に排出される。また、冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、逃がし弁３５を開くことによって、熱媒体回路３に流れる熱媒体及び冷媒の圧力が低下する。これにより、冷媒の飽和温度が下がり、冷媒と共に流れる熱媒体との間で熱交換される。これにより、液状態の冷媒が気化され、分離部４及び排出部５によって、室外に排出される。
実施の形態１２．
図２１は、本発明の実施の形態１２に係る空気調和装置１１００を示す回路図である。本実施の形態１２は、バイパス回路１１及びバイパス流路切替部１２を備えており、出口側弁７及び入口側弁８が省略されている点で、実施の形態１１と相違する。本実施の形態１２では、実施の形態１〜１１と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１〜１１との相違点を中心に説明する。
図２１に示すように、バイパス回路１１は、空調空間の外部に設けられ、分離部４の流出口４３と冷媒熱媒体間熱交換器２６の上流側とを接続する回路である。バイパス流路切替部１２は、分離部４の流出口４３と、バイパス回路１１と、負荷側熱交換器３３の上流側とを接続し、分離部４の流出口４３とバイパス回路１１との接続、または分離部４の流出口４３と負荷側熱交換器３３の上流側との接続を切り替える部材である。バイパス流路切替部１２は、例えば三方弁で構成されているが、２つの二方弁で構成されてもよい。
制御部１０は、通常時、流出口４３から流出した液体が、負荷側熱交換器３３に流れるようにバイパス流路切替部１２を切り替えている。そして、制御部１０は、冷媒検出部６によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、流出口４３から流出した液体がバイパス回路１１に流入するようにバイパス流路切替部１２を切り替える。なお、冷媒の検出は、排出冷媒検出部６ａを用いてもよいし、圧力検出部６ｂを用いてもよいし、温度検出部６ｃを用いてもよいし、電流検出部６ｄを用いてもよい。
冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、制御部１０によって、流出口４３から流出した液体がバイパス回路１１に流入するようにバイパス流路切替部１２が切り替えられる。これにより、冷媒は、熱媒体と共に、冷媒熱媒体間熱交換器２６からポンプ３２を通って、分離部４を通過した後、バイパス回路１１に流入する。そして、バイパス回路１１に流入した冷媒及び熱媒体は、室内を通過することなく、再び冷媒熱媒体間熱交換器２６に流入する。従って、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを抑制することができる。また、冷媒及び熱媒体は、冷媒熱媒体間熱交換器２６、ポンプ３２、分離部４及びバイパス回路１１の順に循環するため、循環回数分だけ、分離部４を通過する。このため、冷媒が循環すればするほど、分離部４及び排出部５において、冷媒が排出される。従って、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを更に抑制することができる。
実施の形態１３．
図２２は、本発明の実施の形態１３に係る空気調和装置１２００を示す回路図である。本実施の形態１３は、分離部４及び排出部５が省略されている点で、実施の形態１２と相違する。本実施の形態１３では、実施の形態１〜１２と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１〜１２との相違点を中心に説明する。
図２２に示すように、バイパス回路１１は、空調空間の外部に設けられ、冷媒熱媒体間熱交換器２６の下流側と冷媒熱媒体間熱交換器２６の上流側とを接続する回路である。本実施の形態１３では、ポンプ３２が、冷媒熱媒体間熱交換器２６の下流側に設けられているため、バイパス回路１１は、ポンプ３２の下流側と冷媒熱媒体間熱交換器２６の上流側とを接続している。なお、ポンプ３２が、冷媒熱媒体間熱交換器２６の下流側に設けられている場合、バイパス回路１１は、冷媒熱媒体間熱交換器２６の下流側とポンプ３２の上流側とを接続する。バイパス流路切替部１２は、ポンプ３２の下流側と、バイパス回路１１と、負荷側熱交換器３３の上流側とを接続し、分離部４の流出口４３とバイパス回路１１との接続、または分離部４の流出口４３と負荷側熱交換器３３の上流側との接続を切り替える部材である。バイパス流路切替部１２は、例えば三方弁で構成されているが、２つの二方弁で構成されてもよい。
制御部１０は、通常時、ポンプ３２から搬送された熱媒体が、負荷側熱交換器３３に流れるようにバイパス流路切替部１２を切り替えている。そして、制御部１０は、冷媒検出部６によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、ポンプ３２から搬送された熱媒体及び冷媒がバイパス回路１１に流入するようにバイパス流路切替部１２を切り替える。なお、冷媒の検出は、圧力検出部６ｂを用いてもよいし、温度検出部６ｃを用いてもよいし、電流検出部６ｄを用いてもよい。
冷媒が熱媒体回路３に流入した場合、制御部１０によって、ポンプ３２から搬送された熱媒体及び冷媒がバイパス回路１１に流入するようにバイパス流路切替部１２が切り替えられる。これにより、冷媒は、熱媒体と共に、冷媒熱媒体間熱交換器２６からポンプ３２を通って、バイパス回路１１に流入する。そして、バイパス回路１１に流入した冷媒及び熱媒体は、室内を通過することなく、再び冷媒熱媒体間熱交換器２６に流入する。従って、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを抑制することができる。このように、バイパス回路１１が設けられることによって、分離部４及び排出部５を省略しても、冷媒が室内に設けられた熱媒体配管３１に流入することを抑制することができる。
実施の形態１４．
図２３は、本発明の実施の形態１４における副分離部１３を示す模式図である。本実施の形態１４は、副分離部１３を備えている点で、実施の形態４と相違する。本実施の形態１４では、実施の形態１〜１３と同一の部分は同一の符号を付して説明を省略し、実施の形態１〜１３との相違点を中心に説明する。
図２３に示すように、副分離部１３は、排出部５の排出口５１に設けられ、気体と液体とを分離する部材である。副分離部１３は、排出部５の排出口５１に接続され、上方に延びる排出管に接続されている。副分離部１３は、管状の部材であり、排出管から下方に延び、底部において液抜き用の配管に接続され、底部から再び上方に延びて、上端にガス排出口１３ｂが形成されている。このように、副分離部１３は、気体をトラップする複合管で構成されている。副分離部１３の先端には、排出冷媒検出部６ａが配置されている。なお、液抜き用の配管には、液抜き弁１４が設けられている。
冷媒が熱媒体回路３に流入して、排出部５から排出されるとき、冷媒と共に液状の熱媒体も若干噴出する場合がある。このとき、噴出した液状の熱媒体が、排出冷媒検出部６ａにかかる可能性がある。本実施の形態１４は、排出部５から排出された液状の熱媒体が、副分離部１３によって、底部に溜まり、底部から、液抜き用の配管に流れ落ちる。そして、液抜き弁１４が開かれることによって、液状の熱媒体は、液抜き弁１４を通って排出される。従って、副分離部１３を通過して、ガス排出口１３ｂから冷媒が排出されるとき、液状の熱媒体が噴出しない。よって、排出冷媒検出部６ａに液状の熱媒体がかからないため、排出冷媒検出部６ａの検出精度を維持することができる。
（変形例）
図２４は、本発明の実施の形態１４の変形例における副分離部１３ａを示す模式図である。変形例は、副分離部１３ａの構造が実施の形態１４と相違する。図２４に示すように、変形例の副分離部１３ａは、容器である。副分離部１３ａは、排出部５の排出口５１に接続され、上方に延びる排出管に接続されている。副分離部１３ａは、底部において液抜き用の配管に接続され、上部にガス排出口１３ｂが形成されている。副分離部１３ａの先端には、排出冷媒検出部６ａが配置されている。なお、液抜き用の配管には、液抜き弁１４が設けられている。
冷媒が熱媒体回路３に流入して、排出部５から排出されるとき、冷媒と共に液状の熱媒体も若干噴出する場合がある。このとき、噴出した液状の熱媒体が、排出冷媒検出部６ａにかかる可能性がある。変形例は、排出部５から排出された液状の熱媒体が、副分離部１３ａによって、底部に溜まり、底部から、液抜き用の配管に流れ落ちる。そして、液抜き弁１４が開かれることによって、液状の熱媒体は、液抜き弁１４を通って排出される。従って、副分離部１３ａを通過して、ガス排出口１３ｂから冷媒が排出されるとき、液状の熱媒体が噴出しない。よって、排出冷媒検出部６ａに液状の熱媒体がかからないため、実施の形態１４と同様に、排出冷媒検出部６ａの検出精度を維持することができる。
１ 空気調和装置、２ 冷媒回路、３ 熱媒体回路、４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 分離部、５ 排出部、６ 冷媒検出部、６ａ 排出冷媒検出部、６ｂ 圧力検出部、６ｃ 温度検出部、６ｄ 電流検出部、７ 出口側弁、８ 入口側弁、９ 加熱部、１０ 制御部、１１ バイパス回路、１２ バイパス流路切替部、１３，１３ａ 副分離部、１３ｂ ガス排出口、１４ 液抜き弁、２０ 熱源機、２１ 冷媒配管、２２ 圧縮機、２３ 流路切替装置、２４ 熱源側熱交換器、２５ 膨張部、２６ 冷媒熱媒体間熱交換器、３０ 冷暖房器具、３１ 熱媒体配管、３２ ポンプ、３３ 負荷側熱交換器、３４ エア抜きバルブ、３５ 逃がし弁、４１ 接続口、４１ａ 下端、４２ 放出口、４３ 流出口、４３ａ 上端、４４ 延在部、４５ 放出部、４６ 流出部、５１ 排出口、１００，１００ａ，１００ｂ 空気調和装置、２００ 空気調和装置、３００ 空気調和装置、４００ 空気調和装置、６００ 空気調和装置、７００ 空気調和装置、８００ 空気調和装置、９００ 空気調和装置、１０００ 空気調和装置、１１００ 空気調和装置、１２００ 空気調和装置。

Claims (26)

  1. 圧縮機、熱源側熱交換器、膨張部及び冷媒熱媒体間熱交換器が冷媒配管により接続され、冷媒が循環する冷媒回路と、
    ポンプ、前記冷媒熱媒体間熱交換器、空調空間の空気と熱交換する負荷側熱交換器が熱媒体配管により接続され、熱媒体が循環する熱媒体回路と、を備え、
    前記冷媒熱媒体間熱交換器から流出して前記負荷側熱交換器に流入する前の前記熱媒体が流れる前記熱媒体配管のうちの前記空調空間の外部に設けられ、前記冷媒と前記熱媒体とを分離する分離部と、
    前記分離部に接続され、前記分離部で分離された前記冷媒を前記空調空間の外部に排出する排出部と、
    を有する空気調和装置。
  2. 前記分離部の流路断面積は、
    前記熱媒体配管の流路断面積よりも大きい
    請求項１記載の空気調和装置。
  3. 前記分離部には、
    前記熱媒体回路における前記冷媒熱媒体間熱交換器の下流側に接続される接続口と、
    前記排出部に接続され、前記冷媒を前記排出部に放出する放出口と、
    前記熱媒体回路における前記負荷側熱交換器の上流側に接続され前記熱媒体が流出する流出口と、が形成されている
    請求項１又は２記載の空気調和装置。
  4. 前記分離部は、
    前記接続口から上方に延びて上端から横方向に延びる延在部と、
    前記延在部から下方に延びて前記流出口に接続される流出部と、
    前記流出部の上方に設けられ前記放出口に接続される放出部と、を有する
    請求項３記載の空気調和装置。
  5. 前記接続口は、
    高さ方向において前記流出口以上の位置に形成されている
    請求項３又は４記載の空気調和装置。
  6. 前記接続口の下端は、
    高さ方向において前記流出口の上端以上の位置に形成されている
    請求項５記載の空気調和装置。
  7. 前記空調空間の外部において前記分離部の下流側に設けられ、熱媒体の流量を調整する出口側弁を更に備える
    請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  8. 前記空調空間の外部において前記分離部の上流側に設けられ、熱媒体の流量を調整する入口側弁を更に備える
    請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  9. 前記ポンプは、
    前記冷媒熱媒体間熱交換器の下流側に設けられている
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  10. 前記分離部に設けられ、前記分離部内の液体を加熱する加熱部を更に備える
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  11. 前記排出部に設けられ、気体と液体とを分離する副分離部を更に備える
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  12. 前記空調空間の外部に設けられ、前記分離部の前記流出口と前記冷媒熱媒体間熱交換器の上流側とを接続するバイパス回路を更に備える
    請求項３〜６のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  13. 前記分離部の前記流出口と、前記バイパス回路と、前記負荷側熱交換器の上流側とを接続し、前記分離部の前記流出口と前記バイパス回路との接続、または前記分離部の前記流出口と前記負荷側熱交換器の上流側との接続を切り替えるバイパス流路切替部を更に備える
    請求項１２記載の空気調和装置。
  14. 前記空調空間の外部において前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体回路に流れる熱媒体を逃がす逃がし弁を更に備える
    請求項１〜１３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  15. 前記熱媒体回路に冷媒が流入したことを検出する冷媒検出部を更に備える
    請求項１〜１４のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  16. 前記冷媒検出部によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、前記出口側弁を閉じる制御部を更に備える
    請求項７に従属する請求項１５記載の空気調和装置。
  17. 前記冷媒検出部によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、前記入口側弁を閉じる制御部を更に備える
    請求項８に従属する請求項１５又は１６記載の空気調和装置。
  18. 前記冷媒検出部によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、前記加熱部を動作させる制御部を更に備える
    請求項１０に従属する請求項１５〜１７のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  19. 前記冷媒検出部によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、前記流出口から流出した液体が前記バイパス回路に流入するように前記バイパス流路切替部を切り替える制御部を更に備える
    請求項１３に従属する請求項１５〜１８のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  20. 前記冷媒検出部によって検出された冷媒の濃度が予め設定された閾値を超えた場合、前記逃がし弁を開く制御部を更に備える
    請求項１４に従属する請求項１５〜１９のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  21. 前記冷媒検出部は、
    前記排出部に設けられ、前記排出部から排出される冷媒を検出する排出冷媒検出部を有する
    請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  22. 前記冷媒検出部は、
    前記熱媒体回路に流れる熱媒体の圧力を検出する圧力検出部を有する
    請求項１５〜２１のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  23. 前記冷媒検出部は、
    前記熱媒体回路に流れる熱媒体の温度を検出する温度検出部を有する
    請求項１５〜２２のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  24. 前記冷媒検出部は、
    前記ポンプの運転電流を検出する電流検出部を有する
    請求項１５〜２３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  25. 前記分離部は、
    内部の熱媒体の流速が１５００ｍｍ／ｓ以下となる流路断面積を有する
    請求項１〜２４のいずれか１項に記載の空気調和装置。
  26. 前記分離部で分離された前記熱媒体は、前記負荷側熱交換器に流れる
    請求項１〜２５のいずれか１項に記載の空気調和装置。
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