JP6906708B2 - 水冷式空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、可燃性冷媒を用いたセパレート形の水冷式空気調和装置に関する。

特許文献１には、室内機と室外機とを有し、室外機に封入された可燃性冷媒の量と、空調対象空間における室内機の据え付け高さとに基づき、空調運転の可否を判断するセパレート形の空気調和装置が開示されている。

特開２０１５−１６６６４４号公報

セパレート形の空気調和装置は、水冷式空気調和装置として構成され、室外機との間で冷媒を循環させる室内機が、空調対象空間よりも狭い密閉空間、例えば天井裏に床置きされる場合がある。また、水冷式空気調和装置の設置時には、水冷式空気調和装置を安定して駆動させるために、室外機と室内機との間の現地の冷媒配管の距離に応じて、水冷式空気調和装置に追加の冷媒を注入することが要求される場合がある。そのため、室内機で冷媒漏洩があった場合、空調対象空間と比較して、可燃性冷媒が充満しやすく、室内機の設置空間での可燃濃度領域の生成速度が速くなる傾向にある。したがって、水冷式空気調和装置では、特許文献１のように空調運転の可否を判断するだけではなく、水冷式空気調和装置の設置条件に応じて、冷媒漏洩時の可燃濃度領域の生成を防止するための冷媒漏洩対策を確実に講じる必要があるという課題があった。

本発明は、上述のような課題を解決するものであり、水冷式空気調和装置の設置条件に応じて、室内機の設置空間に可燃濃度領域が生成されるのを防止することが可能な水冷式空気調和装置を提供することを目的とする。

本発明の水冷式空気調和装置は、室外機と室内機と負荷装置とを備え、前記室外機と前記室内機との間を接続する冷媒配管を介して可燃性冷媒が循環し、前記室内機と前記負荷装置との間を接続する熱媒体配管を介して熱媒体が循環する水冷式空気調和装置であって、前記水冷式空気調和装置の設置前における前記可燃性冷媒の初期封入量と、前記水冷式空気調和装置の設置後における前記可燃性冷媒の追加封入量と、前記冷媒配管の長さと、前記室内機の設置空間の床面積とに基づき、前記水冷式空気調和装置の運転が可能か否かを判定し、前記水冷式空気調和装置の運転が不可能と判定された場合、前記水冷式空気調和装置の運転を禁止し、前記可燃性冷媒の初期封入量と、前記可燃性冷媒の追加封入量と、前記冷媒配管の長さと、前記室内機の設置空間の床面積とに基づき選定された、冷媒漏洩時の可燃濃度領域の生成を防止するために設置すべき１以上の冷媒漏洩対策部品の情報を出力する。

本構成によれば、水冷式空気調和装置の設置条件に応じて、水冷式空気調和装置の運転が可能か否かを判定し、水冷式空気調和装置の運転が不可能な場合に運転を禁止するとともに、運転可能とするための冷媒漏洩対策部品の情報を出力できる。したがって、本構成によれば、内機の設置空間に可燃濃度領域が生成されるのを防止することが可能な水冷式空気調和装置を提供できる。

本発明の実施の形態１に係る水冷式空気調和装置の一例を概略的に示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態１に係る制御処理の一例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る水冷式空気調和装置の一例を概略的に示す冷媒回路図である。 本発明の実施の形態３に係る水冷式空気調和装置の一例を概略的に示す冷媒回路図である。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る水冷式空気調和装置５０１について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態１に係る水冷式空気調和装置５０１の一例を概略的に示す冷媒回路図である。図１を含む以下の図面では、各構成部材の位置関係、寸法、及び形状が、実際の位置関係、寸法、及び形状とは異なる場合がある。また、図１を含む以下の図面では、同一構成の部材若しくは部分、又は類似する構成の部材若しくは部分には、同一の符号を付すか、あるいは符号を付すことを省略している。

図１に示すように、水冷式空気調和装置５０１は、室外機１０１、室内機２０１、及び負荷装置６を備える。なお、図１の水冷式空気調和装置５０１では、室外機１０１、室内機２０１、及び負荷装置６を、それぞれ１つ有する構成としているが、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、それぞれ複数有する構成としてもよい。

室外機１０１は、例えば、床置型、壁付型、屋根置型、又は天井吊型の熱源ユニットとして構成され、空調対象の建物の屋外に設置される。

室内機２０１は、例えば、床置型の中継ユニットとして構成され、空調対象空間３０２以外の密閉空間、例えば、天井裏等の密閉された空調非対象空間２０２に設置される。なお、空調非対象空間２０２は、室内機２０１の「設置空間」とも称される。

負荷装置６は、例えば、床置型、壁掛型、窓置型、又は天井吊型の負荷ユニットとして構成され、居住空間等の空調対象空間３０２に設置される。

室外機１０１と室内機２０１との間には、第１冷媒配管１５１ａ及び第２冷媒配管１５１ｂが、接続バルブ等を介して接続されている。第１冷媒配管１５１ａ及び第２冷媒配管１５１ｂは、建物に既に据え付けられている既存配管であっても、水冷式空気調和装置５０１のために設置する新規配管であってもよい。詳しくは後述するが、水冷式空気調和装置５０１は、第１冷媒配管１５１ａ及び第２冷媒配管１５１ｂを介して室外機１０１と室内機２０１との間に可燃性冷媒が循環するように構成されている。すなわち、第１冷媒配管１５１ａ及び第２冷媒配管１５１ｂは、水冷式空気調和装置５０１の冷媒回路の一部を構成している。以降の説明において、第１冷媒配管１５１ａ及び第２冷媒配管１５１ｂは、それぞれ区別する必要がない場合、延長配管１５１と称する。また、延長配管１５１は、構造上、延長配管１５１を指していることが明確な場合、又は、室外機１０１若しくは室内機２０１の可燃性冷媒が循環する配管と区別する必要がない場合、単に「冷媒配管」と称する。

室内機２０１と負荷装置６との間には、第１熱媒体配管２５１ａ及び第２熱媒体配管２５１ｂが接続バルブ等を介して接続されている。以降の説明においては、特に区別する必要がない場合、第１熱媒体配管２５１ａ及び第２熱媒体配管２５１ｂを、連結配管２５１と称する。詳しくは後述するが、水冷式空気調和装置５０１は、室内機２０１と負荷装置６との間を接続する連結配管２５１を介して熱媒体が循環するように構成されている。すなわち、第１熱媒体配管２５１ａ及び第２熱媒体配管２５１ｂは、水冷式空気調和装置５０１の熱媒体回路の一部を構成している。ここで、水冷式空気調和装置５０１の「冷房運転」は、負荷装置６に低温の熱媒体を循環させる運転のことをいう。また、水冷式空気調和装置５０１の「暖房運転」は、負荷装置６に高温の熱媒体を循環させる運転のことをいう。

次に、室外機１０１の内部構造の一例について説明する。

室外機１０１は、圧縮機１と、冷媒流路切替装置２と、熱源側熱交換器３と、熱源側送風機３ａと、減圧装置４とを備えている。圧縮機１、冷媒流路切替装置２、熱源側熱交換器３、熱源側送風機３ａ、及び減圧装置４は、室外機１０１に収容されている。

圧縮機１は、吸入口１ｂから吸入された低圧の冷媒を圧縮し、高圧の冷媒として吐出口１ａから吐出する流体機械である。圧縮機１は、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、例えばレシプロ圧縮機、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機等として構成できる。図１の室外機１０１は、１台の圧縮機１のみを有する構成としているが、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、複数の圧縮機を有する構成としてもよい。

冷媒流路切替装置２は、室外機１０１の冷房運転から暖房運転への切替え又は暖房運転から冷房運転への切替えに応じて、冷媒流路切替装置２の内部の冷媒流路が切替えられる切替装置である。図１では、暖房運転時における冷媒流路切替装置２の内部の冷媒流路が実線で示されている。また、冷房運転時における冷媒流路切替装置２の内部の冷媒流路が点線で示されている。図１の冷媒流路切替装置２の内部の冷媒流路は、暖房運転から冷房運転への切替えに応じて、実線で示した流路から点線で示した流路に切り替えられる。また、図１の冷媒流路切替装置２の内部の冷媒流路は、暖房運転から冷房運転への切替えに応じて、実線で示した流路から点線で示した流路に切り替えられる。

冷媒流路切替装置２は、第１接続ポート２ａ、第２接続ポート２ｂ、第３接続ポート２ｃ、及び第４接続ポート２ｄの４つの接続ポートを有している。第１接続ポート２ａは、圧縮機１の吐出口１ａと連通している。第２接続ポート２ｂは、第１冷媒配管１５１ａと連通している。第３接続ポート２ｃは、熱源側熱交換器３と連通している。第４接続ポート２ｄは、圧縮機１の吸入口１ｂと連通している。冷媒流路切替装置２は、例えば電磁弁を応用した四方弁として構成される。また、冷媒流路切替装置２は、二方弁又は三方弁を用いて構成してもよい。また、水冷式空気調和装置５０１は、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、冷媒流路切替装置２を含まない構成とすることができる。例えば、水冷式空気調和装置５０１は、冷房運転及び暖房運転のいずれか一方のみを行う場合、冷媒流路切替装置２を含まない構成とすることができる。

熱源側熱交換器３は、保有する熱エネルギーの異なる２つの流体間で熱エネルギーの移動及び交換を行う熱伝達機器である。熱源側熱交換器３は、暖房運転時においては蒸発器として機能し、冷房運転時は凝縮器として機能する。図１では、熱源側熱交換器３は、熱源側熱交換器３を通過する空気流と、熱源側熱交換器３の内部を流通する冷媒との間で熱交換を行う空冷式熱交換器として構成されている。熱源側熱交換器３は、例えば、並列に整列された複数のフィンと、複数のフィンを貫通する伝熱管とを備えるフィンチューブ型熱交換器として構成される。なお、熱源側熱交換器３は、フィンチューブ型熱交換器以外の機器、例えば、プレートフィン式熱交換器として構成してもよい。また、蒸発器は冷却器と称される場合があり、凝縮器は放熱器と称される場合がある。

熱源側熱交換器３が空冷式熱交換器である場合、熱源側熱交換器３を通過する空気流は、熱源側送風機３ａによって生成される。熱源側送風機３ａは、熱源側熱交換器３の形態に応じて、プロペラファン等の軸流送風機、シロッコファン若しくはターボファン等の遠心送風機、斜流送風機、又は横断流送風機等として構成できる。

また、熱源側熱交換器３は、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、熱源側熱交換器３の内部を流通する水又はブラインと、熱源側熱交換器３の内部を流通する冷媒との間で熱交換を行う水冷式熱交換器として構成することもできる。熱源側熱交換器３が水冷式熱交換器として構成される場合、熱源側熱交換器３は、例えば、シェルアンドチューブ式熱交換器、プレート熱交換器、又は二重管式熱交換器として構成できる。また、熱源側熱交換器３が水冷式熱交換器として構成される場合、熱源側送風機３ａは省略することができる。

また、図１の室外機１０１は、１台の熱源側熱交換器３のみを有する構成としているが、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、複数の熱源側熱交換器３を有する熱交換ユニットとして構成してもよい。

減圧装置４は、高圧の冷媒を膨張して減圧させる膨張装置である。減圧装置４は、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、膨張機、温度式自動膨張弁、リニア電子膨張弁、又はキャピラリーチューブ等として構成できる。膨張機は、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁である。温度式自動膨張弁は、圧縮機１の吸入側における気相冷媒の過熱度によって冷媒量を調整する膨張装置である。リニア電子膨張弁は、多段階若しくは連続的に開度を調節可能な膨張装置であり、ＬＥＶとも略称される。図１の室外機１０１は、１台の減圧装置４のみを有する構成としているが、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、複数の減圧装置４を有する構成としてもよい。

室外機１０１は、圧縮機１と、冷媒流路切替装置２と、熱源側熱交換器３と、熱源側送風機３ａと、減圧装置４と、延長配管１５１とを接続し、水冷式空気調和装置５０１の冷媒回路の一部を形成する複数の冷媒配管を備えている。例えば、図１に示すように、室外機１０１は、第１熱源側冷媒配管１５ａと、第２熱源側冷媒配管１５ｂと、第３熱源側冷媒配管１５ｃと、第４熱源側冷媒配管１５ｄと、第５熱源側冷媒配管１５ｅと、第６熱源側冷媒配管１５ｆとを備えている。第１熱源側冷媒配管１５ａは、圧縮機１の吐出口１ａと冷媒流路切替装置２の第１接続ポート２ａとの間に接続されている。第２熱源側冷媒配管１５ｂは、冷媒流路切替装置２の第２接続ポート２ｂと、第１冷媒配管１５１ａとの間に接続されている。第３熱源側冷媒配管１５ｃは、第２冷媒配管１５１ｂと減圧装置４との間に接続されている。第４熱源側冷媒配管１５ｄは、減圧装置４と熱源側熱交換器３との間に接続されている。第５熱源側冷媒配管１５ｅは、熱源側熱交換器３と冷媒流路切替装置２の第３接続ポート２ｃとの間に接続されている。第６熱源側冷媒配管１５ｆは、冷媒流路切替装置２の第４接続ポート２ｄと圧縮機１の吸入口１ｂの間に接続されている。以降の説明において、第１熱源側冷媒配管１５ａ、第２熱源側冷媒配管１５ｂ、第３熱源側冷媒配管１５ｃ、第４熱源側冷媒配管１５ｄ、第５熱源側冷媒配管１５ｅ、及び第６熱源側冷媒配管１５ｆは、区別する必要がない場合、「熱源側冷媒配管」と称する。

なお、室外機１０１は、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、上述した以外の機器、例えば、過冷却熱交換器、アキュムレータ、又は油分離器等を有する構成にできる。

次に、室内機２０１の内部構造について説明する。

室内機２０１は、中間熱交換器５と、膨張タンク７と、循環ポンプ８とを備えている。中間熱交換器５、膨張タンク７、及び循環ポンプ８は、室内機２０１に収容されている。

中間熱交換器５は、熱源側熱交換器３と同様に、保有する熱エネルギーの異なる２つの流体間で熱エネルギーの移動及び交換を行う熱伝達機器である。中間熱交換器５は、第１流路５ａと第２流路５ｂとを有しており、第１流路５ａを流通する冷媒と第２流路５ｂを流通する熱媒体との間で熱交換を行う水冷式熱交換器として構成される。中間熱交換器５は、例えば、プレート熱交換器として構成される。なお、中間熱交換器５は、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、プレート熱交換器以外の機器、例えば、シェルアンドチューブ式熱交換器、又は二重管式熱交換器等として構成してもよい。また、図１の室内機２０１は、１台の中間熱交換器５のみを有する構成としているが、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、複数の中間熱交換器５を有する熱交換ユニットとして構成してもよい。

膨張タンク７は、熱媒体の温度変化に伴う熱媒体回路の圧力変化を一定範囲内に維持する貯留容器である。すなわち、膨張タンク７は、暖房運転時の熱媒体の温度上昇による熱媒体の膨張に伴い、熱媒体回路の内部の熱媒体の容積が増加するのを抑制するように構成されている。したがって、膨張タンク７は、熱媒体回路の容積を超える熱媒体を熱媒体回路から流入させて、膨張タンク７の内部に貯留するように構成されている。また、膨張タンク７は、冷房運転時の熱媒体の温度下降による熱媒体の収縮に伴い、熱媒体回路の内部の熱媒体の容積が低減し、熱媒体回路の内部に空気が流入するのを抑制するため、膨張タンク７から熱媒体回路に熱媒体を流入させるように構成されている。膨張タンク７は、開放型の貯留用器として構成してもよいし、密閉型の貯留用器として構成してもよい。また、図１の室内機２０１は、１台の膨張タンク７のみを有する構成としているが、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、膨張タンク７を有しない構成としてもよいし、複数の膨張タンク７を有する構成としてもよい。

循環ポンプ８は、熱媒体回路の内部の熱媒体を加圧して、熱媒体回路を循環させるように構成された流体機械である。循環ポンプ８は、例えば渦巻ポンプとして構成される。また、循環ポンプ８は、熱媒体の流量が調整できるように、インバータ制御が可能な直流ポンプとして構成される。なお、循環ポンプ８は、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、渦巻ポンプ以外のターボ型ポンプ、例えば、ディフューザポンプ等の遠心ポンプ、又は斜流ポンプとして構成してもよい。

室内機２０１は、中間熱交換器５と延長配管１５１とを接続し、水冷式空気調和装置５０１の冷媒回路の一部を形成する複数の冷媒配管を備えている。例えば、図１に示すように、室内機２０１は、第１負荷側冷媒配管２５ａと、第２負荷側冷媒配管２５ｂとを備えている。第１負荷側冷媒配管２５ａは、中間熱交換器５の第１流路５ａの一端と連通するように、第１冷媒配管１５１ａと中間熱交換器５との間に接続される。第２負荷側冷媒配管２５ｂは、中間熱交換器５の第１流路５ａの他の一端と連通するように、中間熱交換器５の他の一端と第２冷媒配管１５１ｂとの間に接続される。以降の説明において、第１負荷側冷媒配管２５ａ及び第２負荷側冷媒配管２５ｂは、区別する必要がない場合、「負荷側冷媒配管」と称する。また、室外機１０１の熱源側冷媒配管、室内機２０１の負荷側冷媒配管、及び延長配管１５１をそれぞれ区別する必要がない場合、単に「冷媒配管」と称する。

また、室内機２０１は、中間熱交換器５、循環ポンプ８、及び連結配管２５１を接続し、連結配管２５１に接続された負荷装置６とともに、水冷式空気調和装置５０１の熱媒体回路を形成する複数の熱媒体配管を備えている。例えば、図１に示すように、室内機２０１は、第１熱源側熱媒体配管３５ａと、第２熱源側熱媒体配管３５ｂと、第３熱源側熱媒体配管３５ｃとを備えている。第１熱源側熱媒体配管３５ａは、中間熱交換器５の第２流路５ｂの一端と連通するように、循環ポンプ８と中間熱交換器５との間に接続される。第２熱源側熱媒体配管３５ｂは、中間熱交換器５の第２流路５ｂの他の一端と連通するように、中間熱交換器５と第１熱媒体配管２５１ａとの間に接続される。第３熱源側熱媒体配管３５ｃは、第１熱媒体配管２５１ａと循環ポンプ８との間に接続される。また、膨張タンク７は、第３熱源側熱媒体配管３５ｃに分岐接続される。以降の説明において、第１熱源側熱媒体配管３５ａ、第２熱源側熱媒体配管３５ｂ、及び第３熱源側熱媒体配管３５ｃは、区別する必要がない場合、「熱源側熱媒体配管」と称する。また、熱源側熱媒体配管は、連結配管２５１と区別する必要がない場合、単に「熱媒体配管」と称する。

また、室内機２０１は、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、上述した以外の機器、例えば、冷媒回路上に電子膨張弁等、熱媒体回路上に空気抜き弁又はストレーナ等を有する構成にできる。

負荷装置６は、空調対象空間３０２に低温又は高温の流体を供給するように構成される。例えば、負荷装置６は、空冷式熱交換器を有する構成とすることができ、空冷式熱交換器を通過する空調対象空間３０２の空気と、空冷式熱交換器の内部を流動する熱媒体との間で熱交換を行うように構成できる。負荷装置６が空冷式熱交換器を有する場合、空調対象空間３０２に低温又は高温の空気を供給することができる。

次に、水冷式空気調和装置５０１の冷媒回路を流動する冷媒について説明する。

水冷式空気調和装置５０１の冷媒回路を流動する冷媒としては、地球温暖化防止の観点から、地球温暖化係数の低い冷媒が使用される。例えば、水冷式空気調和装置５０１の冷媒としては、ハイドロフルオロカーボン系の冷媒、ハイドロカーボン系の冷媒等の可燃性冷媒又はその混合冷媒が用いられる。ハイドロフルオロカーボン系の冷媒としては、例えばＲ３２冷媒が用いられる。ハイドロカーボン系の冷媒としては、例えば、プロパン冷媒であるＲ２９０冷媒、又はプロピレン冷媒であるＲ１２７０冷媒が用いられる。なお、地球温暖化係数の低い冷媒は低ＧＷＰ冷媒とも称される。また、ハイドロフルオロカーボン系の冷媒は、ＨＦＣ冷媒とも称される。また、ハイドロカーボン系の冷媒は、ＨＣ冷媒とも称される。ここで、可燃性冷媒は、不燃性冷媒以外の冷媒を意味し、微燃性冷媒を含むものとする。

次に、水冷式空気調和装置５０１の熱媒体回路を流動する熱媒体について説明する。

水冷式空気調和装置５０１の熱媒体回路を流動する熱媒体としては、水又はブラインが用いられる。ブラインは、水よりも凍結温度の低い不凍液の総称である。ブラインとしては、塩化系ブライン等の無機ブライン、又はグリコール系ブライン等の有機ブラインが用いられる。塩化系ブラインとしては、例えば、塩化カルシウム水溶液、又は塩化ナトリウム水溶液が用いられる。グリコール系ブラインとしては、エチレングリコール水溶液、又はプロピレングリコール水溶液が用いられる。

次に、水冷式空気調和装置５０１の冷媒回路における暖房運転時の冷媒の流れについて図１を用いて説明する。

図１において、水冷式空気調和装置５０１における、暖房運転時の冷媒の流れは実線の矢印で示されている。また、暖房運転時においては、冷媒流路切替装置２の内部の冷媒流路は、図１の実線で示された経路となる。すなわち、暖房運転時の冷媒流路切替装置２においては、第１接続ポート２ａが、冷媒流路切替装置２の内部の冷媒流路を介して、第２接続ポート２ｂと連通する。また、暖房運転時の冷媒流路切替装置２においては、第３接続ポート２ｃが、冷媒流路切替装置２の内部の冷媒流路を介して、第４接続ポート２ｄと連通する。

圧縮機１で圧縮され、圧縮機１の吐出口１ａから吐出された高温かつ高圧の気相冷媒は、第１熱源側冷媒配管１５ａ、冷媒流路切替装置２、及び第２熱源側冷媒配管１５ｂを介して室外機１０１から流出する。室外機１０１から流出した高温かつ高圧の気相冷媒は、第１冷媒配管１５１ａを介して、室内機２０１に流入する。

室内機２０１に流入した高温かつ高圧の気相冷媒は、第１負荷側冷媒配管２５ａを介して、中間熱交換器５の第１流路５ａに流入する。中間熱交換器５の第１流路５ａに流入した高温かつ高圧の気相冷媒は、中間熱交換器５の第１流路５ａを流動する。中間熱交換器５の第１流路５ａを流動する高温かつ高圧の気相冷媒は、循環ポンプ８により加圧されて中間熱交換器５の第２流路５ｂを流動する熱媒体との間で熱交換され、高圧の液相冷媒として中間熱交換器５の第１流路５ａから流出する。

中間熱交換器５の第１流路５ａから流出した高圧の液相冷媒は、第２負荷側冷媒配管２５ｂを介して、室内機２０１から流出する。室内機２０１から流出した高圧の液相冷媒は、第２冷媒配管１５１ｂを介して、室外機１０１に流入する。

室外機１０１に流入した高圧の液相冷媒は、第３熱源側冷媒配管１５ｃを介して、減圧装置４に流入する。減圧装置４に流入した高圧の液相冷媒は、減圧装置４で膨張及び減圧され、低温低圧の二相冷媒として減圧装置４から流出する。

減圧装置４から流出した低温かつ低圧の二相冷媒は、第４熱源側冷媒配管１５ｄを介して、熱源側熱交換器３に流入する。熱源側熱交換器３に流入した低温かつ低圧の二相冷媒は、熱源側熱交換器３の内部を流動し、熱源側送風機３ａが誘引する気流との間で熱交換され、低圧の気相冷媒として熱源側熱交換器３から流出する。なお、熱源側熱交換器３から流出する冷媒は、乾き度の高い二相冷媒となる場合もある。

熱源側熱交換器３から流出した低圧の気相冷媒は、第５熱源側冷媒配管１５ｅ、冷媒流路切替装置２、及び第６熱源側冷媒配管１５ｆを介して、圧縮機１の吸入口１ｂから吸入される。圧縮機１の吸入口１ｂから吸入された低圧の気相冷媒は、圧縮機１で圧縮され、高温かつ高圧の気相冷媒として圧縮機１の吐出口１ａから吐出される。暖房運転時の水冷式空気調和装置５０１の冷媒回路では、以上のサイクルが繰り返される。

次に、水冷式空気調和装置５０１の冷媒回路における冷房運転時の冷媒の流れについて図１を用いて説明する。なお、水冷式空気調和装置５０１では、除霜運転時においても、以下と同様の動作が行われる。ここで、除霜運転とは、外気が低温の際に、暖房運転時に熱源側熱交換器３で結露した水が氷結する着霜現象を解消するために、圧縮機１からホットガスを供給する運転のことをいう。

図１において、水冷式空気調和装置５０１における、冷房運転時の冷媒の流れは点線の矢印で示されている。また、冷房運転時においては、冷媒流路切替装置２の内部の冷媒流路は、図１の点線で示された経路となる。すなわち、冷房運転時の冷媒流路切替装置２においては、第１接続ポート２ａが、冷媒流路切替装置２の内部の冷媒流路を介して、第３接続ポート２ｃと連通する。また、暖房運転時の冷媒流路切替装置２においては、第２接続ポート２ｂが、冷媒流路切替装置２の内部の冷媒流路を介して、第４接続ポート２ｄと連通する。

圧縮機１で圧縮され、圧縮機１の吐出口１ａから吐出された高温かつ高圧の気相冷媒は、第１熱源側冷媒配管１５ａ、冷媒流路切替装置２、及び第５熱源側冷媒配管１５ｅを介して熱源側熱交換器３に流入する。熱源側熱交換器３に流入した高温かつ高圧の気相冷媒は、熱源側熱交換器３の内部を流動し、熱源側送風機３ａが誘引する気流との間で熱交換され、高圧の液相冷媒として流出する。

熱源側熱交換器３から流出した高圧の液相冷媒は、第４熱源側冷媒配管１５ｄを介して、減圧装置４に流入する。減圧装置４に流入した高圧の液相冷媒は、減圧装置４で膨張及び減圧され、低温低圧の二相冷媒として減圧装置４から流出する。

減圧装置４から流出した低温かつ低圧の二相冷媒は、第３熱源側冷媒配管１５ｃを介して、室外機１０１から流出する。室外機１０１から流出した低温かつ低圧の二相冷媒は、第２冷媒配管１５１ｂを介して、室内機２０１に流入する。

室内機２０１に流入した低温かつ低圧の二相冷媒は、第２負荷側冷媒配管２５ｂを介して、中間熱交換器５の第１流路５ａに流入する。中間熱交換器５の第１流路５ａに流入した低温かつ低圧の二相冷媒は、中間熱交換器５の第１流路５ａを流動する。中間熱交換器５の第１流路５ａを流動する低温かつ低圧の二相冷媒は、循環ポンプ８により加圧されて中間熱交換器５の第２流路５ｂを流動する熱媒体との間で熱交換され、低圧の気相冷媒として中間熱交換器５の第１流路５ａから流出する。なお、熱源側熱交換器３から流出する冷媒は、乾き度の高い二相冷媒となる場合もある。

中間熱交換器５の第１流路５ａから流出した低圧の気相冷媒は、第１負荷側冷媒配管２５ａを介して、室内機２０１から流出する。室内機２０１から流出した低圧の気相冷媒は、第１冷媒配管１５１ａを介して、室外機１０１に流入する。

室外機１０１に流入した低圧の気相冷媒は、第２熱源側冷媒配管１５ｂ、冷媒流路切替装置２、及び第６熱源側冷媒配管１５ｆを介して、圧縮機１の吸入口１ｂから吸入される。圧縮機１の吸入口１ｂから吸入された低圧の気相冷媒は、圧縮機１で圧縮され、高温かつ高圧の気相冷媒として圧縮機１の吐出口１ａから吐出される。冷房運転時の水冷式空気調和装置５０１の冷媒回路では、以上のサイクルが繰り返される。

次に、水冷式空気調和装置５０１の熱媒体回路における、水冷式空気調和装置５０１の運転時の熱媒体の流れについて図１を用いて説明する。図１においては、水冷式空気調和装置５０１における、熱媒体の流れは一点鎖線の矢印で示されている。図１では、暖房運転時の熱媒体の流れ方向は、冷房運転時の熱媒体の流れ方向と同一となっているが、冷房運転時の熱媒体の流れ方向と逆向きとなるように水冷式空気調和装置５０１の熱媒体回路を構成してもよい。

水冷式空気調和装置５０１の熱媒体回路は、循環ポンプ８により熱媒体が加圧されることにより、熱媒体が循環するように構成されている。循環ポンプ８により加圧された熱媒体は、第１熱源側熱媒体配管３５ａを介して、中間熱交換器５の第２流路５ｂに流入する。暖房運転時においては、中間熱交換器５の第２流路５ｂに流入した熱媒体は、中間熱交換器５の第１流路５ａを流動する高温かつ高圧の気相冷媒と熱交換され、高温の熱媒体として、中間熱交換器５の第２流路５ｂから流出する。冷房運転時においては、中間熱交換器５の第２流路５ｂに流入した熱媒体は、中間熱交換器５の第１流路５ａを流動する低温かつ低圧の二相冷媒と熱交換され、低温の熱媒体として、中間熱交換器５の第２流路５ｂから流出する。

中間熱交換器５の第２流路５ｂから流出した高温又は低温の熱媒体は、第２熱源側熱媒体配管３５ｂを介して室内機２０１から流出する。室内機２０１から流出した高温又は低温の熱媒体は、第２熱源側熱媒体配管３５ｂ及び第１熱媒体配管２５１ａを介して、例えば、フィンチューブ型熱交換器等の空冷式熱交換器を有する負荷装置６に流入する。

負荷装置６に流入した高温又は低温の熱媒体は、負荷装置６の内部を流動する。負荷装置６は、暖房運転時においては、例えば、負荷装置６の内部を流動する高温の熱媒体と、負荷装置６を通過する空調対象空間３０２の空気との熱交換を行うことにより、空調対象空間３０２に高温の空気を供給する。冷房運転時においては、例えば、負荷装置６の内部を流動する低温の熱媒体と、負荷装置６を通過する空調対象空間３０２の空気との熱交換を行うことにより、空調対象空間３０２に低温の空気を供給する。暖房運転時においては、負荷装置６で熱交換された熱媒体は、低温の熱媒体となり、負荷装置６から流出する。冷房運転時においては、負荷装置６で熱交換された熱媒体は、高温の熱媒体となり、負荷装置６から流出する。

負荷装置６から流出した熱媒体は、第２熱媒体配管２５１ｂを介して、室内機２０１に流入する。室内機２０１に流入した熱媒体は、第３熱源側熱媒体配管３５ｃを介して、循環ポンプ８に流入する。循環ポンプ８に流入した熱媒体は、循環ポンプ８により加圧され、第１熱源側熱媒体配管３５ａを介して、中間熱交換器５の第２流路５ｂに流入する。なお、運転時の熱媒体の温度上昇又は温度下降に伴う熱媒体回路の圧力変化は、第３熱源側熱媒体配管３５ｃから分岐接続された膨張タンク７により一定の範囲に維持される。水冷式空気調和装置５０１の熱媒体回路では、以上のサイクルが繰り返される。

次に、水冷式空気調和装置５０１を制御する制御用機器について説明する。

水冷式空気調和装置５０１は、水冷式空気調和装置５０１の制御用機器として、例えば図１に示すように、第１制御装置９と、第２制御装置１０と、入出力装置１１と、報知装置４０３と、冷媒漏洩検知センサ４０４とを有する構成にできる。以降の説明においては、第１制御装置９と第２制御装置１０と区別する必要がないときは、制御装置５０と称する。

第１制御装置９は、圧縮機１の駆動周波数の制御等、室外機１０１の運転を制御する室外機制御装置として、室外機１０１に収容されている。第１制御装置９は、例えば、室外機１０１の制御処理を実現する第１制御部９ａと、制御プログラム又は室外機１０１に関する情報を格納する第１記憶部９ｂとを有する構成にできる。

第２制御装置１０は、循環ポンプ８の回転数の制御等、室内機２０１の運転を制御する室内機制御装置として、室内機２０１に収容されている。第２制御装置１０は、例えば、室内機２０１の制御処理を実現する第２制御部１０ａと、制御プログラム又は室内機２０１に関する情報のデータを格納する第２記憶部１０ｂとを有する構成にできる。

図１では、第２制御装置１０は、第１制御装置９と第１通信線１２で接続され、第１制御装置９との間で双方向に情報を送受信できるように構成されている。なお、水冷式空気調和装置５０１は、第１制御装置９と第２制御装置１０との間で無線通信を行う場合は、第１通信線１２を有しない構成とすることができる。

なお、図１では、水冷式空気調和装置５０１は、２つの制御装置５０を有する構成としているが、水冷式空気調和装置５０１の形態に応じて、室外機１０１及び室内機２０１の一方のみに制御装置５０を１つのみ有する構成にできる。また、水冷式空気調和装置５０１が複数の室外機１０１及び室内機２０１を有する場合、制御装置５０は、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、複数の室外機１０１及び室内機２０１の間で制御情報の送受信を行うように構成してもよい。

制御装置５０は、専用のハードウェア、又は、中央演算装置若しくはメモリ等を備えたマイクロコンピュータ若しくはマイクロプロセッシングユニットとして構成される。制御装置５０は、例えば埋込型の制御回路基板として構成し、電気品箱に収納して水冷式空気調和装置５０１の内部に設置される。

制御装置５０が専用のハードウェアとして構成される場合、制御装置５０は、例えば、単一回路、複合回路、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、又はこれらを組み合わせて構成できる。制御装置５０は、各々の制御処理を個々のハードウェアで実現できるように構成してもよいし、各々の制御処理を一つのハードウェアで行うように構成してもよい。なお、「ＡＳＩＣ」は特定用途向け集積回路の略称であり、「ＦＰＧＡ」はフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。

制御装置５０がマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッシングユニットとして構成される場合、制御装置５０が実行する制御処理は、ソフトウェア、ファームウェア、又はソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェア又はファームウェアは、制御プログラムとして記述される。メモリは、制御プログラムを格納する制御装置５０の記憶部として、例えば第１制御装置９の第１記憶部９ｂ及び第２制御装置１０の第２記憶部１０ｂとして構成される。メモリは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性又は揮発性の半導体メモリとして構成できる。中央演算装置は、メモリに格納された制御プログラムを読み出して実行することにより、制御処理を実現する演算部として、例えば第１制御装置９の第１制御部９ａの一部及び第２制御装置１０の第２制御部１０ａの一部として構成される。なお、中央演算装置は「ＣＰＵ」と略称される。また、中央演算装置は、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、又はプロセッサとも称される。

また、制御装置５０は、制御処理の一部を専用のハードウェアで実現し、残余の制御処理をマイクロコンピュータ又はマイクロプロセッシングユニットで実現するように構成してもよい。

入出力装置１１は、水冷式空気調和装置５０１の設置環境等の情報を制御装置５０との間で入出力できるように構成された入出力インタフェースである。図１においては、入出力装置１１は、入力内容の表示等を行う液晶表示部１１ａと、情報の入力を行う複数の入力釦１１ｂとを有している。入出力装置１１は、例えば、第２通信線１３を介して制御装置５０に情報の入出力を行うリモートコントローラとして構成される。なお、入出力装置１１は、無線通信で制御装置５０に情報入力を行う場合には、第２通信線１３を有しない構成にできる。また、入出力装置１１は、水冷式空気調和装置５０１の設置環境等の情報の入力のみができるように構成してもよいし、上述の情報の入力とともに、水冷式空気調和装置５０１の運転の開始及び停止等の運転指令ができるように構成してもよい。

報知装置４０３は、制御装置５０から出力された信号を変換して、制御装置５０での制御処理結果を、水冷式空気調和装置５０１の設置業者又はユーザに報知する出力インタフェースである。報知装置４０３は、例えば図１に示すように、スピーカ等の音響出力装置として構成できる。また、報知装置４０３は、例えば、液晶パネル若しくは７セグメント表示器等の表示装置、又は発光ダイオード等の光出力装置として構成してもよいし、スピーカ等の音響出力装置と組み合わせた構成としてもよい。図１に点線の矢印で示されるように、報知装置４０３は、有線通信又は無線通信により、制御装置５０との間で信号が送受信できるように構成されている。

冷媒漏洩検知センサ４０４は、酸素濃度を検知するガスセンサ、又は可燃性ガスを検知するガスセンサとして、室内機２０１の内部又は室内機２０１の外部の空調非対象空間２０２に設置される。冷媒漏洩検知センサ４０４としては、半導体式ガスセンサ、熱線型半導体式ガスセンサ等のガスセンサが用いられる。図１に点線の矢印で示されるように、冷媒漏洩検知センサ４０４は、有線通信又は無線通信により、制御装置５０との間で信号が送受信できるように構成されている。なお、図１の水冷式空気調和装置５０１は、１台の冷媒漏洩検知センサ４０４のみを有する構成としているが、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、複数の冷媒漏洩検知センサ４０４を有する構成としてもよい。例えば、冷媒漏洩検知センサ４０４は、室内機２０１の内部又は室内機２０１の外部の空調非対象空間２０２の他に、室外機１０１の内部に設置してもよい。

なお、水冷式空気調和装置５０１の制御用機器は、水冷式空気調和装置５０１の用途に応じて、上述の他に、圧力センサ又は温度センサ等を含むように構成できる。

次に、水冷式空気調和装置５０１に取り付けられる冷媒漏洩対策部品４００について説明する。

冷媒漏洩対策部品４００は、空調非対象空間２０２における冷媒漏洩時の可燃濃度領域の生成を防止するための安全装置である。冷媒漏洩対策部品４００は、可燃性冷媒の初期封入量、可燃性冷媒の追加封入量、延長配管１５１の長さ、及び空調非対象空間２０２の床面積等に基づき、空調非対象空間２０２における冷媒漏洩時の可燃濃度領域を算出することにより選定される。ここで、可燃性冷媒の初期封入量とは、水冷式空気調和装置５０１の設置前における可燃性冷媒の封入量のことである。また、可燃性冷媒の追加封入量とは、水冷式空気調和装置５０１の設置後における可燃性冷媒の追加量のことである。可燃性冷媒の追加封入は、水冷式空気調和装置５０１において、室内機２０１の設置場所が室外機１０１の設置場所から距離のある場合に行われる。

水冷式空気調和装置５０１の冷媒漏洩対策部品４００としては、遮断装置４０１又は冷媒拡散装置４０２が用いられる。図１に点線の矢印で示されるように、遮断装置４０１は、有線通信又は無線通信により、制御装置５０との間で信号が送受信できるように構成されている。

遮断装置４０１は、室内機２０１への冷媒の流入を遮断する安全装置である。遮断装置４０１は、例えば、電動式のボールバルブ又はバタフライバルブ等の遮断弁として構成される。遮断装置４０１は、室内機２０１の内部、すなわち、第１負荷側冷媒配管２５ａ又は第２負荷側冷媒配管２５ｂに冷媒が流入しないように、室外機１０１の熱源側冷媒配管又は延長配管１５１に設置される。例えば、図１に示すように、第１冷媒配管１５１ａの冷媒流路と第２冷媒配管１５１ｂの冷媒流路とを遮断するように設置される。なお、遮断装置４０１は、例えば、複数の遮断弁を有し、複数の冷媒流路を遮断可能にした一体型の安全装置として構成できる。また、水冷式空気調和装置５０１は、１つの冷媒流路のみを遮断する遮断装置４０１を複数有する構成としてもよい。

水冷式空気調和装置５０１では、外気が低温の際に、暖房運転時に熱源側熱交換器３で結露した水が氷結する着霜現象を解消するために、暖房運転開始前に、圧縮機１からホットガスを供給する除霜運転が行われる。しかしながら、水冷式熱交換器である中間熱交換器５の第２流路５ｂに滞留する熱媒体の温度が低い場合、除霜運転により、中間熱交換器５の内部で熱媒体が凍結する場合がある。中間熱交換器５の内部で熱媒体が凍結し、熱媒体の体積が増加すると、中間熱交換器５の変形又は破断に到る恐れがある。例えば、中間熱交換器５をプレート式熱交換器として構成した場合、凍結による体積の膨張により、プレートの変形又は破断に到る恐れがある。中間熱交換器５の変形又は破断は、冷媒漏洩の一因となり得るが、想定される漏洩冷媒量が冷媒配管の破断と比較して多くなるため、冷媒回路を遮断する等の対策を、水冷式空気調和装置５０１の設置時に講ずる必要がある。

水冷式空気調和装置５０１では、遮断装置４０１を設置し、室内機２０１への冷媒の流入を遮断できるように構成することにより、中間熱交換器５の変形又は破断により、漏洩した可燃性冷媒により可燃濃度領域が生成されることを未然に防ぐことができる。

冷媒拡散装置４０２は、室内機２０１の内部、又は室内機２０１の外部の空調非対象空間２０２に漏洩した冷媒を、気流により拡散させる安全装置である。冷媒拡散装置４０２は、例えば排気ファンとして構成される。排気ファンは、例えば、空調非対象空間２０２の容積又は想定される冷媒漏洩量に応じて、プロペラファン等の軸流送風機、シロッコファン若しくはターボファン等の遠心送風機、斜流送風機、又は横断流送風機等から選定される。冷媒拡散装置４０２は、室内機２０１の内部に設置してもよいし、室内機２０１の外部の空調非対象空間２０２に設置してもよい。また、図１では、冷媒拡散装置４０２は、１台のみ設置されているが、空調非対象空間２０２の容積又は想定される冷媒漏洩量に応じて、複数台設置してもよい。

室内機２０１は、前述したとおり、熱媒体と冷媒との熱交換を行う製品の仕様上、中間熱交換器５として水冷式熱交換器を採用しており、空気の誘引流により中間熱交換器５を冷却する送風装置を有していない。そのため、室内機２０１の本体では、冷媒漏洩時の可燃濃度領域生成を抑制することができない。また、室内機２０１は通常空調非対象空間２０２の床面に設置されるため、中間熱交換器５等の冷媒漏洩が生じる可能性のある機器と床面との距離が近く、床面から離して設置することも困難である。また、可燃性冷媒は空気より比重が大きいため、冷媒漏洩時には、空調非対象空間２０２の床面に滞留する。そのため、空調非対象空間２０２においては、冷媒漏洩時の可燃濃度領域生成が生じやすい。したがって、水冷式空気調和装置５０１の室内機２０１では、空調非対象空間２０２の容積又は想定される冷媒漏洩量に応じて、冷媒拡散のための冷媒漏洩対策部品４００を設ける等の対策を、水冷式空気調和装置５０１の設置時に講ずる必要がある。

水冷式空気調和装置５０１では、冷媒拡散装置４０２を設置し、空調非対象空間２０２に滞留した冷媒を拡散できるように構成することにより、可燃性冷媒の漏洩により、空調非対象空間２０２に可燃濃度領域が生成されることを未然に防ぐことができる。

次に、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能か否かを判定する制御処理について、図２を用いて説明する。図２は、本実施の形態１に係る制御処理の一例を示すフローチャートである。

図２の制御処理は、例えば、制御装置５０の制御部、すなわち第１制御部９ａ又は第２制御部１０ａで実行されるように構成できる。また、図２の制御処理は、制御装置５０以外の装置で行うようにも構成できる。例えば、水冷式空気調和装置５０１は、制御装置５０とは別体の装置、例えば、水冷式空気調和装置５０１から着脱可能な保全装置を実装して、図２の制御処理を実行するように構成できる。また、制御装置５０の制御部とは異なる電子回路を水冷式空気調和装置５０１から着脱不可能に実装して、図２の制御処理を実行するように構成できる。

また、図２の制御処理は、水冷式空気調和装置５０１の設置後、最初に主電源が投入された時に実施される。また、水冷式空気調和装置５０１の通常運転がなされている状態においては、予め定められたスケジュールで、水冷式空気調和装置５０１の運転停止中に実施される。

水冷式空気調和装置５０１には、可燃性冷媒の初期情報として、水冷式空気調和装置５０１に封入される可燃性冷媒の種類及び燃焼性、並びに水冷式空気調和装置５０１の設置前における可燃性冷媒の初期封入量に関する情報等が、予め記憶されている。また、水冷式空気調和装置５０１には、図２の制御処理に必要な計算式又は図２の制御処理に必要なデータを列挙したテーブル表が、水冷式空気調和装置５０１の製品設計時の設定情報として、予め記憶されている。例えば、可燃性冷媒の初期情報及び必要な計算式は、制御装置５０の記憶部、すなわち、第１記憶部９ｂ又は第２記憶部１０ｂに記憶されている。

また、水冷式空気調和装置５０１は、図２の制御処理のステップＳ１の実行前に、水冷式空気調和装置５０１の運転禁止処理を予め実行するように構成してもよい。水冷式空気調和装置５０１の運転禁止処理は、例えば、電源と水冷式空気調和装置５０１との間をつなぐスイッチ装置を開放し、電源から水冷式空気調和装置５０１への電源供給を無効化することにより行われる。

ステップＳ１では、設置環境情報の入力要求処理が行われる。ここで、設置環境情報とは、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能か否かを判定するのに必要な、水冷式空気調和装置５０１の設置環境に関する情報であり、初期情報として獲得が困難な情報のことである。設置環境情報としては、室外機１０１と室内機２０１を接続する冷媒配管の長さの情報、すなわち延長配管１５１の長さの情報がある。また、その他の設置環境情報としては、水冷式空気調和装置５０１の設置後における可燃性冷媒の追加封入量、及び室内機２０１の設置空間である空調非対象空間２０２の床面積等がある。設置環境情報の入力は、例えば入出力装置１１を用いて行われる。また、設置環境情報の入力要求は、例えば、リモートコントローラ等の入出力装置１１又は報知装置４０３を介して、水冷式空気調和装置５０１の設置業者又はユーザに出力される。

次いで、ステップＳ２では、入力された設置環境情報に問題がないか否かの判定処理が行われる。具体的には、ステップＳ２では、例えば、入力された設置環境情報が不足していないか否か、又は入力された設置環境情報が適切な数値範囲であるか、が判定される。

ステップＳ２において、入力された設置環境情報に問題があると判定された場合、ステップＳ１の設置環境情報の入力要求処理が再度実行される。ステップＳ１の設置環境情報の入力要求処理は、入力された設置環境情報に問題がないと判定されるまで繰り返される。なお、水冷式空気調和装置５０１の運転を禁止する処理が未だ行われていない場合は、設置環境情報の再入力を要求する処理の前に、水冷式空気調和装置５０１の運転禁止処理が実行される。

ステップＳ２において、入力された設置環境情報に問題がないと判定された場合、ステップＳ３において、入力された設置環境情報の記憶処理が実行される。例えば、入力された設置環境情報は、制御装置５０の記憶部、すなわち、第１記憶部９ｂ又は第２記憶部１０ｂに記憶される。

次いで、ステップＳ４では、可燃性冷媒の初期情報及び入力された設置環境情報に基づき、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能であるか否かの判定処理が実行される。具体的には、可燃性冷媒の初期封入量及び追加封入量と、冷媒配管である延長配管１５１の長さと、室内機２０１の設置空間である空調非対象空間２０２の床面積とに基づき、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能であるか否かの判定処理が実行される。

例えば、ステップＳ４では、可燃性冷媒の初期封入量と、可燃性冷媒の追加封入量と、延長配管１５１の長さと、空調非対象空間２０２の床面積とに基づき、空調非対象空間２０２における可燃濃度領域の生成条件を満たすか否かが判定される。より具体的には、可燃性冷媒の初期封入量と、可燃性冷媒の追加封入量と、延長配管１５１の長さとに基づき、空調非対象空間２０２に冷媒漏洩が発生した場合の最大冷媒漏洩量を推定する算出処理が行われる。次いで、空調非対象空間２０２の床面積と推定される最大冷媒漏洩量との比較演算に基づき、空調非対象空間２０２における可燃濃度領域の生成条件を満たすか否かが判定される。そして、ステップＳ４では、可燃濃度領域の生成条件を満たすか否かの判定結果に基づき、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能であるか否かの判定処理が行われる。すなわち、可燃濃度領域の生成条件を満たしていないと判定された場合は、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能であると判定される。また、可燃濃度領域の生成条件を満たすと判定された場合は、水冷式空気調和装置５０１の運転が不可能であると判定される。

ステップＳ４において、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能と判定された場合、ステップＳ８において、水冷式空気調和装置５０１の運転許可処理が実行され、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能か否かを判定する制御処理が終了する。水冷式空気調和装置５０１の運転許可処理は、例えば、電源と水冷式空気調和装置５０１との間をつなぐスイッチ装置を閉塞し、電源から水冷式空気調和装置５０１への電源供給を有効化することにより行われる。また、ステップＳ４においては、水冷式空気調和装置５０１は、リモートコントローラ等の入出力装置１１又は報知装置４０３を介して、設置業者又はユーザに水冷式空気調和装置５０１の運転が可能である等の判定結果を出力するように構成できる。

ステップＳ４において、水冷式空気調和装置５０１の運転が不可能と判定された場合、ステップＳ５において、水冷式空気調和装置５０１の運転禁止処理が実行又は維持される。また、ステップＳ５においては、水冷式空気調和装置５０１は、リモートコントローラ等の入出力装置１１又は報知装置４０３を介して、設置業者又はユーザに水冷式空気調和装置５０１の運転が不可能である等の判定結果を出力するように構成できる。

次いで、ステップＳ６においては、冷媒漏洩時の空調非対象空間２０２での可燃濃度領域の生成を防止する、１以上の設置すべき冷媒漏洩対策部品４００の設置要求処理が行われる。ステップＳ６においては、設置すべき冷媒漏洩対策部品４００は、可燃性冷媒の初期封入量と、可燃性冷媒の追加封入量と、延長配管１５１の長さと、空調非対象空間２０２の床面積とに基づき選定される。また、ステップＳ６においては、設置すべき冷媒漏洩対策部品４００の情報は、リモートコントローラ等の入出力装置１１又は報知装置４０３を介して、設置業者又はユーザに出力するように構成できる。設置業者又はユーザにより設置された冷媒漏洩対策部品４００は、無線通信又は有線通信により、水冷式空気調和装置５０１で検知される。

例えば、ステップＳ６の冷媒漏洩対策部品４００の選定は、ステップＳ４での可燃濃度領域の生成に関する判定結果に基づき行うことができる。具体的には、冷媒漏洩対策部品４００の選定は、想定される設置環境情報の数値例と、想定される最大冷媒漏洩量と、設置すべき冷媒漏洩対策部品４００との対応関係を、水冷式空気調和装置５０１に予め記憶させたテーブル表によって実行できる。設置すべき冷媒漏洩対策部品４００は、推定される最大冷媒漏洩量とテーブル表の最大冷媒漏洩量とを対応させることにより選定できる。

ステップＳ７では、設置された冷媒漏洩対策部品４００の情報に基づき、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能か否かの判定処理が行われる。例えば、ステップＳ７の水冷式空気調和装置５０１の運転が可能か否かの判定処理は、ステップＳ６のテーブル表に記載の冷媒漏洩対策部品４００のシリアル番号と、設置された冷媒漏洩対策部品４００のシリアル番号とを比較することによって実行できる。また、ステップＳ７の水冷式空気調和装置５０１の運転が可能か否かの判定処理は、冷媒漏洩対策部品４００の機能情報を列挙した別のテーブル表を予め記憶しておき、設置された冷媒漏洩対策部品４００の機能情報と比較することによっても実行できる。冷媒漏洩対策部品４００の機能情報としては、例えば、遮断装置４０１の動作電圧に関する情報、又は冷媒拡散装置４０２の回転数に関する情報等が用いられる。

ステップＳ７において、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能と判定された場合、ステップＳ８において、水冷式空気調和装置５０１の運転許可処理が実行され、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能か否かを判定する制御処理が終了する。

ステップＳ７において、水冷式空気調和装置５０１の運転が不可能であると判定された場合、ステップＳ６の冷媒漏洩対策部品４００の設置要求処理が再度実行される。ステップＳ６の冷媒漏洩対策部品４００の設置要求処理は、ステップＳ７で水冷式空気調和装置５０１の運転が可能と判定されるまで繰り返される。なお、水冷式空気調和装置５０１の運転が不可能と判定される場合としては、必要な冷媒漏洩対策部品４００の数が不足している場合、又は冷媒漏洩対策部品４００の種類が異なる場合等がある。また、水冷式空気調和装置５０１の運転が不可能と判定される場合としては、冷媒漏洩対策部品４００の故障又は接続不良等により、冷媒漏洩対策部品４００の接続が認識されない場合等がある。

次に、本実施の形態１の水冷式空気調和装置５０１の効果について説明する。

水冷式空気調和装置５０１は、可燃性冷媒の初期封入量及び追加封入量と、延長配管１５１の長さと、空調非対象空間２０２の床面積等の設置環境情報に基づき、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能か否かを判定するように構成されている。この構成によれば、室外機１０１と室内機２０１の設置間隔の大きさ、及び設置間隔の大きさに伴う可燃性冷媒の追加封入量を考慮して、室内機２０１からの冷媒漏洩対策を適切に講じることができる。また、この構成によれば、空調非対象空間２０２の広さを基準に、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能か否かを判定できる。したがって、空調非対象空間２０２の床面積を大きく占有する構造物が設置される場合であっても、空調非対象空間２０２の床面積のデータを更新することにより、室内機２０１から冷媒漏洩対策を適切に講じることができる。

また、水冷式空気調和装置５０１は、水冷式空気調和装置５０１の運転が不可能と判定された場合、水冷式空気調和装置５０１の運転を禁止するように構成されている。また、水冷式空気調和装置５０１は、水冷式空気調和装置５０１の運転が不可能と判定された場合、冷媒漏洩時の可燃濃度領域の生成を防止する、１以上の設置すべき冷媒漏洩対策部品４００の情報を出力するよう構成されている。また、水冷式空気調和装置５０１は、設置すべき冷媒漏洩対策部品４００の情報の出力が、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能となるまで繰り返されるように構成されている。本構成では、水冷式空気調和装置５０１の冷媒漏洩対策に問題がある場合、冷媒漏洩対策部品４００が適切に設置されるまでは、水冷式空気調和装置５０１の運転が許可されないため、冷媒漏洩対策を適切に講じることができる。また、上述の設置環境情報に基づく、水冷式空気調和装置５０１の運転の判定処理と組み合わせることにより、可燃濃度領域の生成を未然に防止可能な水冷式空気調和装置５０１を提供できる。

また、水冷式空気調和装置５０１は、可燃性冷媒の初期封入量と、設置環境情報とに基づき、空調非対象空間２０２に可燃濃度領域が生成されるか否かを判定し、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能か否かを判定するように構成されている。この構成によれば、可燃濃度領域が生成されるか否かに基づき、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能か否かが判定されるため、可燃濃度領域の生成に対する対策を適切に講じることができる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係る水冷式空気調和装置５０１について、図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態２に係る水冷式空気調和装置５０１の一例を概略的に示す冷媒回路図である。

図３では、水冷式空気調和装置５０１は、制御装置５０を接続する第２通信線１３に接続された通信装置１７が設けられている。通信装置１７は、例えば無線ＬＡＮ又は有線ＬＡＮを介して、外部のサーバと接続するネットワーク機器として構成される。外部のサーバとしては、例えば、水冷式空気調和装置５０１の製造業者又は設置業者等の水冷式空気調和装置５０１の関連業者が所有するサーバが用いられる。通信装置１７は、無線ＬＡＮ装置等のように水冷式空気調和装置５０１とは別体の装置として構成してもよいし、水冷式空気調和装置５０１から脱離不可能な電子回路を実装した構成としてもよい。通信装置１７を除く、水冷式空気調和装置５０１の構造は、前述の実施の形態１と同一であるため、説明は省略する。

本実施の形態２では、前述の実施の形態１のステップＳ４又はＳ７の判定処理、すなわち、水冷式空気調和装置５０１の運転が可能か否かの判定処理に用いたデータが、通信装置１７を介して外部のサーバに送信される。例えば、水冷式空気調和装置５０１は、ステップＳ４又はＳ７の判定に用いたデータとして、延長配管１５１の長さ、可燃性冷媒の追加封入量、又は空調非対象空間２０２の床面積等の設置環境情報を、外部のサーバに送信するように構成できる。また、水冷式空気調和装置５０１は、ステップＳ７の判定に用いたデータとして、設置された冷媒漏洩対策部品４００の情報を、通信装置１７を介して外部のサーバに送信するように構成できる。また、水冷式空気調和装置５０１は、ステップＳ４又はＳ７の判定に用いたデータとして、可燃性冷媒の初期封入量と設置環境情報とに基づいて算出した最大冷媒漏洩量のデータを、通信装置１７を介して外部のサーバに送信する構成としてもよい。なお、水冷式空気調和装置５０１は、ユーザ又は設置業者の連絡先情報を入出力装置１１から入力させて、連絡先情報とデータとを送信する許可をユーザ又は設置業者から得てから、通信装置１７を介して連絡先情報とデータとを送信するように構成されている。

本実施の形態２では、前述の実施の形態１のステップＳ６の冷媒漏洩対策部品４００の設置要求処理が外部のサーバで実行される。すなわち、設置すべき冷媒漏洩対策部品４００は、送信されたデータに基づきサーバで選定される。また、設置すべき冷媒漏洩対策部品４００の情報は、前記サーバから入出力装置１１又は報知装置４０３に出力される。本実施の形態２では、上述の構成を有することにより、ユーザ又は設置業者は、冷媒漏洩対策部品４００の最新情報を外部のサーバから取得できるため、可燃濃度領域の生成を未然により有効に防止可能な水冷式空気調和装置５０１を提供することができる。

実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る水冷式空気調和装置５０１について、図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態３に係る水冷式空気調和装置５０１の一例を概略的に示す冷媒回路図である。

図４では、上述の実施の形態２で説明した通信装置１７を介して、ユーザ又は設置業者が所有する携帯端末１９と外部のサーバとの間で通信可能な構成となっている。携帯端末１９とサーバとの間での通信は、例えば、携帯端末１９にインストールされたアプリケーションプログラム２１を介して実行される。すなわち、本実施の形態３では、上述の実施の形態１及び２で説明した、設置すべき前記冷媒漏洩対策部品４００の情報は、サーバからユーザ又は設置業者の携帯端末１９に出力される構成となっている。なお、水冷式空気調和装置５０１は、ユーザ又は設置業者の連絡先情報を入出力装置１１又はアプリケーションプログラム２１のいずれかに入力させるように構成されている。通信装置１７を除く、水冷式空気調和装置５０１の構造は、前述の実施の形態１及び２と同一であるため、説明は省略する。

本実施の形態３では、前述の実施の形態２と同様に、設置すべき冷媒漏洩対策部品４００は、送信されたデータに基づきサーバで選定される。また、設置すべき冷媒漏洩対策部品４００の情報は、前記サーバから入出力装置１１、報知装置４０３、及びユーザ又は設置業者の携帯端末１９のいずれかに出力される。本実施の形態３では、上述の構成を有することにより、ユーザ又は設置業者は、冷媒漏洩対策部品４００の最新情報を外部のサーバから効率的に取得できるため、可燃濃度領域の生成をより有効に防止可能な水冷式空気調和装置５０１を提供することができる。

１ 圧縮機、１ａ 吐出口、１ｂ 吸入口、２ 冷媒流路切替装置、２ａ 第１接続ポート、２ｂ 第２接続ポート、２ｃ 第３接続ポート、２ｄ 第４接続ポート、３ 熱源側熱交換器、３ａ 熱源側送風機、４ 減圧装置、５ 中間熱交換器、５ａ 第１流路、５ｂ 第２流路、６ 負荷装置、７ 膨張タンク、８ 循環ポンプ、９ 第１制御装置、９ａ 第１制御部、９ｂ 第１記憶部、１０ 第２制御装置、１０ａ 第２制御部、１０ｂ 第２記憶部、１１ 入出力装置、１１ａ 液晶表示部、１１ｂ 入力釦、１２ 第１通信線、１３ 第２通信線、１５ａ 第１熱源側冷媒配管、１５ｂ 第２熱源側冷媒配管、１５ｃ 第３熱源側冷媒配管、１５ｄ 第４熱源側冷媒配管、１５ｅ 第５熱源側冷媒配管、１５ｆ 第６熱源側冷媒配管、１７ 通信装置、１９ 携帯端末、２１ アプリケーションプログラム、２５ａ 第１負荷側冷媒配管、２５ｂ 第２負荷側冷媒配管、３５ａ 第１熱源側熱媒体配管、３５ｂ 第２熱源側熱媒体配管、３５ｃ 第３熱源側熱媒体配管、５０ 制御装置、１０１ 室外機、１５１ 延長配管、１５１ａ 第１冷媒配管、１５１ｂ 第２冷媒配管、２０１ 室内機、２０２ 空調非対象空間、２５１ 連結配管、２５１ａ 第１熱媒体配管、２５１ｂ 第２熱媒体配管、３０２ 空調対象空間、４００ 冷媒漏洩対策部品、４０１ 遮断装置、４０２ 冷媒拡散装置、４０３ 報知装置、４０４ 冷媒漏洩検知センサ、５０１ 水冷式空気調和装置。

Claims (7)

1. 室外機と室内機と負荷装置とを備え、前記室外機と前記室内機との間を接続する冷媒配管を介して可燃性冷媒が循環し、前記室内機と前記負荷装置との間を接続する熱媒体配管を介して熱媒体が循環する水冷式空気調和装置であって、
   前記水冷式空気調和装置の設置前における前記可燃性冷媒の初期封入量と、前記水冷式空気調和装置の設置後における前記可燃性冷媒の追加封入量と、前記冷媒配管の長さと、前記室内機の設置空間の床面積とに基づき、前記水冷式空気調和装置の運転が可能か否かを判定し、
   前記水冷式空気調和装置の運転が不可能と判定された場合、
   前記水冷式空気調和装置の運転を禁止し、
   前記可燃性冷媒の初期封入量と、前記可燃性冷媒の追加封入量と、前記冷媒配管の長さと、前記室内機の設置空間の床面積とに基づき選定された、冷媒漏洩時の可燃濃度領域の生成を防止するために設置すべき１以上の冷媒漏洩対策部品の情報を出力する
   水冷式空気調和装置。
2. 前記水冷式空気調和装置の運転が可能か否かの判定は、前記室内機の設置空間における前記可燃濃度領域の生成条件を満たすか否かの判定に基づき行われ、
   前記室内機の設置空間に前記可燃濃度領域の生成条件を満たすか否かの判定は、前記水冷式空気調和装置の設置前における前記可燃性冷媒の初期封入量と、前記水冷式空気調和装置の設置後における前記可燃性冷媒の追加封入量と、前記冷媒配管の長さと、前記室内機の設置空間の床面積とに基づき行われる
   請求項１に記載の水冷式空気調和装置。
3. 設置された前記冷媒漏洩対策部品の情報に基づき、前記水冷式空気調和装置の運転が可能か否かを判定し、
   前記水冷式空気調和装置の運転が不可能と判定された場合、設置された前記冷媒漏洩対策部品の情報に基づき選定された、設置すべき別の１以上の前記冷媒漏洩対策部品の情報を出力する
   請求項１又は２に記載の水冷式空気調和装置。
4. 前記冷媒漏洩対策部品は、
   前記設置空間に漏洩した冷媒を拡散する冷媒拡散装置である
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の水冷式空気調和装置。
5. 前記冷媒漏洩対策部品は、
   前記室内機への冷媒の流入を遮断する遮断装置である
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の水冷式空気調和装置。
6. 前記水冷式空気調和装置の運転が可能か否かの判定に用いたデータは、サーバに送信され、
   前記データに基づき前記サーバで選定された、設置すべき前記冷媒漏洩対策部品の情報が、前記サーバから入力される
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の水冷式空気調和装置。
7. 設置すべき前記冷媒漏洩対策部品の情報を前記サーバから受信し、前記サーバから受信した設置すべき前記冷媒漏洩対策部品の情報を、ユーザの携帯端末に出力する通信装置を備えた
   請求項６に記載の水冷式空気調和装置。

Images