JP7457888B2 - 熱媒体循環システム - Google Patents

Description

本開示は、熱媒体循環システムに関する。

特許文献１は、冷媒の漏洩を検知する空気調和装置を開示する。この空気調和装置は、熱媒体循環回路の圧力が所定値となったら、冷媒の漏洩を検知する冷媒漏洩検知装置を備える。

国際公開第２０１４／１３２３７８号

本開示は、冷媒漏洩を短時間で検出し、可燃性冷媒の拡散の抑制機能と安全性とを向上させた熱媒体循環システムを提供する。

本開示における熱媒体循環システムは、圧縮機、利用側熱交換器、膨張装置、熱源側熱交換器が環状に接続され、可燃性冷媒が循環する冷媒回路と、前記圧縮機から吐出された前記可燃性冷媒により、前記利用側熱交換器で冷却または加熱された液相の熱媒体が循環する熱媒体回路と、前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体を循環させる搬送装置と、前記熱媒体が前記熱媒体回路を流れる流量を検出する流量センサと、前記流量センサの検出値が、予め設定された流量範囲を外れた場合に、前記熱媒体回路内に可燃性冷媒が漏洩したと判断する制御装置と、を備える。

本開示における熱媒体循環システムは、冷媒漏洩を短時間で検出でき、可燃性冷媒の拡散の抑制機能と安全性とを向上できる。

実施の形態１における熱媒体循環システムの構成図 実施の形態１における熱媒体循環システムの圧力－エンタルピ線図（Ｐ－ｈ線図） 実施の形態１における熱媒体循環システムの制御系の構成図 実施の形態１における流量センサ内部の液単相流でのカルマン渦発生状態の模式図 実施の形態１における流量センサ内部の気液二相流でのカルマン渦発生状態の模式図 実施の形態１における熱媒体循環システムの冷媒漏洩検出動作のフローチャート

（本開示の基礎となった知見等）
発明者らが本開示に想到するに至った当時、熱媒体循環回路の圧力を検出し、検出値が所定値となった場合に冷媒漏洩を検出する技術があった。また、熱源側冷媒循環回路の運転状況の変化によって、冷媒の漏洩を検出する技術があった。

しかしながら、熱媒体循環回路側への冷媒漏洩に対し、圧力上昇での検出は冷却運転時など冷媒圧力が低い場合の検出ができないことや、熱源側冷媒循環回路の運転状況の変化による検出では、大量に冷媒が漏洩した状態でないと検出が困難であることから、屋内側への冷媒流入に対する抑制機能が十分に担保されないと言う課題を発明者らは発見し、その課題を解決するために、本開示の主題を構成するに至った。

そこで本開示は、熱媒体循環回路の循環液体中への気体混入を検出することで、冷媒漏洩を短時間で検出し、可燃性冷媒の拡散の抑制機能と安全性とを向上させた熱媒体循環システムを提供する。

以下、図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明、または、実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が必要以上に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図していない。

（実施の形態１）
以下、図１～図６を用いて、実施の形態１を説明する。

［１－１．構成］
［１－１－１．熱媒体循環システムの構成］
図１において、熱媒体循環システム１００は、冷媒回路１１０と、熱媒体回路１２０と、制御装置１３０と、を備える。

冷媒回路１１０は、蒸気圧縮式冷凍サイクルであり、圧縮機１１１と、利用側熱交換器１１２と、膨張装置１１３と、熱源側熱交換器１１４と、が配管１１６で順次接続されて構成され、冷媒として可燃性冷媒であるプロパンを用いている。

また、冷媒回路１１０には、熱媒体である温水を生成する加熱運転と、熱媒体である冷水を生成する冷却運転と、を切り換えるための四方弁１１５が設けられている。

熱媒体回路１２０は、搬送ポンプである搬送装置１２１と、利用側熱交換器１１２と、熱媒体回路１２０内に漏洩した可燃性冷媒を屋外に排出可能な排出装置１２７と、暖房または冷房端末である利用側端末１２２と、が熱媒体配管１２６で順次接続されて構成されている。なお、熱媒体として水又は不凍液を用いている。

さらに、熱媒体回路１２０における搬送装置１２１と、利用側熱交換器１１２の間には、熱媒体の流動を停止させる遮断弁Ａ１２８ａが設けられ、排出装置１２７と切換弁Ａ１２４ａの間には、遮断弁Ｂ１２８ｂが設けられている。

すなわち、熱媒体回路１２０における熱媒体の流れ方向において、搬送装置１２１の下流側で、利用側熱交換器１１２の上流側には、遮断弁Ａ１２８ａが設けられている。

また、熱媒体回路１２０における熱媒体の流れ方向において、利用側熱交換器１１２の下流側で、排出装置１２７の下流側には、遮断弁Ｂ１２８ｂが設けられている。

すなわち、利用側熱交換器１１２を挟んだ遮断弁Ａ１２８ａと遮断弁Ｂ１２８ｂとの間で、利用側熱交換器１１２の下流側には、熱媒体回路１２０内に漏洩した可燃性冷媒を、屋外に排出可能な排出装置１２７が設けられているのである。

また、排出装置１２７は、熱媒体回路１２０において、利用側熱交換器１１２と、利用側熱交換器１１２の下流側に配設されている遮断弁Ｂ１２８ｂとの間の最も高い位置に設けられている。

なお、少なくとも遮断弁Ｂ１２８ｂが、利用側熱交換器１１２および排出装置１２７の下流側に配設されていれば、熱媒体回路１２０に漏洩した可燃性冷媒が、利用側端末１２２が配置されている屋内側に移動するのを抑制したり、熱媒体回路１２０に漏洩した可燃性冷媒を、排出装置１２７により屋外へ排出したりすることは可能である。

そして、熱媒体の回路を選択的に切り替えるための切替弁Ａ１２４ａと切替弁Ｂ１２４ｂとが、熱媒体回路１２０に設けられている。

すなわち、切替弁Ｂ１２４ｂは搬送装置１２１の上流側に設けられており、切替弁Ａ１２４ａは遮断弁Ｂ１２８ｂの下流側に設けられていて、切替弁Ａ１２４ａと利用側端末１２２と切替弁Ｂ１２４ｂとは、熱媒体配管１２６を介して接続されている。

また、熱媒体回路１２０には、利用側端末１２２と並列に貯湯タンク１２３が設けられており、切替弁Ａ１２４ａから分岐し、切替弁Ｂ１２４ｂに合流する熱媒体配管１２６で接続されている。

なお、冷媒回路１１０と、制御装置１３０と、遮断弁Ａ１２８ａおよび遮断弁Ｂ１２８ｂと、排出装置１２７とは、屋外に設置される室外機１４０に備えられている。

図１では、加熱運転時の冷媒の流れ方向を実線矢印で、冷却運転時の冷媒の流れ方向を破線矢印で示している。

図２を用いて、加熱運転および冷却運転における冷媒の状態変化を説明する。

加熱運転時は、圧縮機１１１から吐出される高圧冷媒（ａ点）は、四方弁１１５を介して利用側熱交換器１１２に流入し、利用側熱交換器１１２を流れる熱媒体に放熱する。

利用側熱交換器１１２で放熱した後の高圧冷媒（ｂ点）は、膨張装置１１３にて減圧されて膨張した後に、熱源側熱交換器１１４に流入する。熱源側熱交換器１１４に流入する低圧冷媒（ｃ点）は、外気から吸熱して蒸発し、再び四方弁１１５を介して圧縮機１１１の吸入側（ｄ点）に戻る。

一方、冷却運転時は、圧縮機１１１から吐出される高圧冷媒（ａ点）は、四方弁１１５を介して熱源側熱交換器１１４に流入し、熱源側熱交換器１１４で外気に放熱する。

熱源側熱交換器１１４で放熱した後の高圧冷媒（ｂ点）は、膨張装置１１３にて減圧されて膨張した後に、利用側熱交換器１１２に流入する。利用側熱交換器１１２に流入する低圧冷媒（ｃ点）は、利用側熱交換器１１２を流れる熱媒体から吸熱して蒸発し、再び四方弁１１５を介して圧縮機１１１の吸入側（ｄ点）に戻る。

次に、熱媒体回路１２０における熱媒体の状態変化を説明する。まず、加熱運転時は、熱媒体が利用側熱交換器１１２で加熱され、搬送装置１２１により循環することにより、利用側端末１２２で放熱して利用側負荷の加熱に利用される。利用側端末１２２で放熱し温度低下した熱媒体は、利用側熱交換器１１２で再加熱される。

また、利用側熱交換器１１２で加熱された高温の熱媒体は、切替弁Ａ１２４ａ、切替弁Ｂ１２４ｂの切り替えによって、貯湯タンク１２３に循環させる。貯湯タンク１２３の上部から貯湯タンク１２３に導入され、貯湯タンク１２３の下部から低温の熱媒体が導出されて利用側熱交換器１１２で加熱される。

一方、冷却運転時は、熱媒体が利用側熱交換器１１２で冷却され、搬送装置１２１により循環することにより、利用側端末１２２で吸熱して利用側負荷の冷却に利用される。利用側端末１２２で吸熱し温度上昇した熱媒体は、利用側熱交換器１１２で再冷却される。

制御装置１３０は、圧縮機１１１の回転数や、膨張装置１１３の絞り量制御、四方弁の切り替え、搬送装置１２１の回転数、切替弁Ａ１２４ａ、切替弁Ｂ１２４ｂの切り替え、等を蒸気圧縮式冷凍サイクルの効率が高くなるように制御する。

［１－１－２．制御装置の構成］
次に、図３を用いて制御装置１３０の構成を説明する。

制御装置１３０は、マイコンやメモリなどを搭載したコントローラ１３１と、装置の運転停止や生成する熱媒体の温度設定などを入力するユーザインタフェース１３２と、から構成されている。

さらに、圧縮機１１１の吐出側配管に設けられ吐出側圧力を検出する高圧側圧力センサ１３３と、吐出冷媒温度を検出する吐出温度センサ１３４と、熱源側熱交換器１１４の冷媒配管に設けられ熱源側熱交換器１１４を流れる冷媒の飽和温度を検出する熱源側熱交温度センサ１３５と、熱源側熱交換器１１４の近傍に設けられ外気温度を検出する外気温度センサ１３６と、熱媒体回路１２０に設けられ、利用側熱交換器１１２に流入する熱媒体の温度を検出する入水温度センサ１３７と、利用側熱交換器１１２から流出する熱媒体の温度を検出する出水温度センサ１３８と、熱媒体回路１２０を循環する熱媒体の循環量を検出する流量センサ１３９と、から構成されている。

なお、流量センサ１３９は、熱媒体回路１２０における熱媒体の流れ方向において、利用側熱交換器１１２の下流側で、排出装置１２７の上流側に配設されている。

流量センサ１３９は、一般的に低コストで圧力損失が少ない特徴を持つ渦流量計であり、流量センサ１３９の内部の渦発生装置により発生するカルマン渦の周波数により体積流量を推定する原理のセンサである。

［１－２．動作］
以上のように構成された熱媒体循環システム１００について、その動作を以下説明する。

［１－２－１．冷却および加熱運転動作］
コントローラ１３１は、ユーザインタフェース１３２の入力情報に基づき、加熱運転または冷却運転を行う。

運転時は、外気温度センサ１３６の検出値と、出水温度センサ１３８の検出値と、ユーザインタフェース１３２の出水温度設定値に基づき決定された回転数で圧縮機１１１を制御し、高圧側圧力センサ１３３の検出値と、熱源側熱交温度センサ１３５の検出値に基づき決定された吐出温度目標値となるように、吐出温度センサ１３４の検出値と比較しながら、膨張装置１１３の絞り量を制御する。

また、運転時は、出水温度センサ１３８の検出値と、入水温度センサ１３７の検出値の差分が所定の温度差となるように、搬送装置１２１の回転数を制御するとともに、出水温度センサ１３８の検出値と入水温度センサ１３７の検出値との差分と、流量センサ１３９の検出値と、から加熱熱量または冷却熱量を常時計算する。計算された熱量は使用者の操作によりユーザインタフェースに表示される。

［１－２－２．冷媒漏洩検出と冷媒排出動作］
図４および図５に基づいて、冷媒漏洩検出動作を説明する。図４は、流量センサ１３９の内部を液単相の熱媒体が流れるときのカルマン渦の発生状態を模式的に表したものであり、図５は流量センサ１３９の内部を気液二相の熱媒体が流れるときのカルマン渦の発生状態を模式的に表したものである。

流量センサ１３９である渦流量計は、図４のように流体が液単相の場合、カルマン渦が周期的に発生し、渦によって生じる力を圧電素子や半導体歪ゲージで電気信号に変える原理を利用したものや、渦発生体後流で伝播させた超音波に生じる位相変調の周期がカルマン渦の発生周期と一致する原理を利用したものがあり、高精度で測定することができる。

しかし、図５のように気液二相状態では、安定してカルマン渦が発生しないため、圧電素子への渦の力の発生が不安定になったり、超音波方式では、液体中の気泡は超音波の通り道を遮断しるために十分な信号電圧が得られなくなることにより、極端に流量の検出値が小さくなるといった精度低下や、出力停止になるといった特性がある。

この特性により、例えば、利用側熱交換器１１２内部の冷媒流路と熱媒体流路の隔壁に亀裂が生じ、熱媒体回路１２０中に冷媒が漏洩した場合には、液体である熱媒体中に冷媒の気泡が混入した二相状態の流体となり、流量センサ１３９の検出値が、搬送装置１２１の回転数毎に推定され、予め設定されている流量範囲から逸脱する。これにより、熱媒体回路１２０中への冷媒の漏洩が検出できる。

次に、冷媒の排出動作を説明する。排出装置１２７は、電磁式開閉弁であり、制御装置が漏洩を検出した場合に、電磁コイルに通電されて弁が開き、熱媒体回路１２０内が大気に開放される。

排出装置１２７には、熱媒体循環システム１００の室外機１４０から屋外まで、熱媒体回路１２０内の流体が誘導されるダクトが設けられており、電磁式開閉弁が開状態となった場合には、漏洩した冷媒が屋外に放出される。

このときの動作を、図６に示すフローチャートを用いて、より詳細に説明する。まず、使用者によるユーザインタフェース１３２の操作により、加熱運転または冷却運転の開始が指示される（ステップＳ１）。

そして、その指示により、制御装置１３０は、圧縮機１１１と搬送装置１２１と、を運転し、回転数を制御する（ステップＳ２）。次に、制御装置１３０は、流量センサ１３９で熱媒体の体積流量Ｆｗを検出する（ステップＳ３）。

そして、搬送装置１２１の回転数Ｈｚから決定され、予め設定されている最小流量Ｆｗｍｉｎおよび最大流量Ｆｗｍａｘと、利用側熱媒体の体積流量Ｆｗと、を比較し、体積流量Ｆｗが、最小流量Ｆｗｍｉｎ以上かつ最大流量Ｆｗｍａｘ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。

体積流量Ｆｗが最小流量Ｆｗｍｉｎ以上かつ最大流量Ｆｗｍａｘ以下の場合には（ステップＳ４でＹＥＳ）、流量センサ１３９の検出値が適正範囲内であることから、熱媒体回路１２０中の熱媒体が液単相状態であり、冷媒が熱媒体回路１２０に漏洩していないと判断し、運転を継続する。

一方、体積流量Ｆｗが最小流量Ｆｗｍｉｎ未満または最大流量Ｆｗｍａｘより大きい場合には（ステップＳ４でＮＯ）、流量センサ１３９の検出値が適正範囲外であることから、熱媒体回路１２０中の熱媒体が気液二相状態であり、可燃性冷媒が熱媒体回路１２０に漏洩して、熱媒体回路１２０に冷媒ガスが混入していると判断し、圧縮機１１１および搬送装置１２１の運転を停止するとともに、遮断弁Ａ１２８ａと遮断弁Ｂ１２８ｂを閉止方向に動作させて、熱媒体の流動を停止させる（ステップＳ５）。

そして、排出装置１２７の電磁コイルに通電して弁を開状態にし、熱媒体回路１２０内の熱媒体と冷媒を大気中に排出する（ステップＳ６）。

［１－３．効果等］
以上のように、本実施の形態において、熱媒体循環システム１００は、圧縮機１１１、利用側熱交換器１１２、膨張装置１１３、熱源側熱交換器１１４が環状に接続され、可燃性冷媒が循環する冷媒回路１１０と、圧縮機１１１から吐出された可燃性冷媒により、利用側熱交換器１１２で冷却または加熱された液相の熱媒体が循環する熱媒体回路１２０と、熱媒体回路１２０に設けられ、熱媒体を循環させる搬送装置１２１と、熱媒体が熱媒体回路を流れる流量を検出する流量センサ１３９と、流量センサ１３９の検出値が、予め設定された流量範囲を外れた場合に、熱媒体回路１２０内に可燃性冷媒が漏洩したと判断する制御装置１３０と、を備えるものである。

搬送装置１２１は熱媒体を循環させるものであり、流量センサ１３９は循環する熱媒体の体積流量を検出するものである。

制御装置１３０は、流量センサ１３９の検出値が、搬送装置１２１の回転数に基づいて予め設定された搬送装置１２１の流量範囲の範囲外となった場合に、熱媒体回路１２０内に可燃性冷媒が漏洩したと判断する。

これにより、熱媒体循環システム１００は、熱媒体回路１２０内の熱媒体中に気泡が混入した場合、流量センサ１３９の測定精度が著しく低下、あるいは、測定不能となるので、密閉されたエア抜き後の運転状態において、流量センサ１３９の検出値が、搬送装置１２１の回転数毎に予め設定されている流量範囲から逸脱した場合は、循環する熱媒体中に、利用側熱交換器１１２から可燃性冷媒が漏洩し、冷媒ガスが熱媒体回路１２０内に混入していると判断できる。

そのため、利用側熱交換器１１２から可燃性冷媒が、熱媒体回路１２０内に漏洩した場合においても、冷媒漏洩を短時間で検出し、可燃性冷媒の拡散の抑制機能と安全性とを向上できる。

また、本実施の形態において、制御装置１３０は、熱媒体回路１２０内に可燃性冷媒が漏洩したと判断した場合に、搬送装置１２１の運転を停止させる。

これにより、搬送装置１２１が停止するので、冷媒ガスが混入している熱媒体の循環が止まり、冷媒ガスが利用側端末１２２へ移動することを抑制できる。

そのため、熱媒体回路１２０に混入している冷媒ガスが、利用側端末１２２が配置されている屋内側に移動するのを防止でき、安全性を向上できる。

また、本実施の形態において、熱媒体回路１２０に設けられ、熱媒体の流れを遮断する遮断弁Ａ１２８ａおよび遮断弁Ｂ１２８ｂを備え、制御装置１３０は、熱媒体回路１２０内に可燃性冷媒が漏洩したと判断した場合に、遮断弁Ａ１２８ａおよび遮断弁Ｂ１２８ｂを閉方向に動作させ、熱媒体の流れを遮断する。

これにより、遮断弁Ａ１２８ａおよび遮断弁Ｂ１２８ｂが閉止するので、冷媒ガスが混入している熱媒体の循環を停止できる。

そのため、熱媒体回路１２０に混入している冷媒ガスが、利用側端末１２２が配置されている屋内側に移動するのを防止でき、安全性を向上できる。

なお、少なくとも遮断弁Ｂ１２８ｂが、利用側熱交換器１１２の下流側に配設されていれば、熱媒体回路１２０に混入している冷媒ガスが、利用側端末１２２が配置されている屋内側に移動するのを抑制することは可能である。

また、本実施の形態において、熱媒体回路１２０に設けられ、熱媒体回路１２０内に漏洩した可燃性冷媒を大気中に排出する排出装置１２７を備え、制御装置１３０は、熱媒体回路１２０内に可燃性冷媒が漏洩したと判断した場合に、排出装置１２７を動作させて、可燃性冷媒を熱媒体回路１２０内から大気中に排出する。

これにより、熱媒体回路１２０内の冷媒ガスが放出されて大気中に拡散され、可燃域の生成が抑制されるとともに、熱媒体回路１２０に混入している冷媒ガスが、利用側端末１２２へと移動するのを防止でき、安全性を向上できる。

また、本実施の形態において、熱媒体回路１２０に設けられ、熱媒体の流れを遮断する遮断弁Ｂ１２８ｂを備え、少なくとも排出装置１２７の下流側に配設されている。

これにより、遮断弁Ｂ１２８ｂを排出装置１２７の下流側に設置することで、熱媒体回路１２０に混入している冷媒ガスが、利用側端末１２２が配置されている屋内側に移動するのを防止でき、安全性を向上できる。

また、本実施の形態において、排出装置１２７は、熱媒体回路１２０において、利用側熱交換器１１２と、利用側熱交換器１１２の下流側に配設されている遮断弁Ｂ１２８ｂとの間の最も高い位置に設けられている。

これにより、搬送装置１２１が停止しても、熱媒体回路１２０に混入している冷媒ガスが、浮力により排出装置１２７に到達し、大気に放出される。

そのため、搬送装置１２１が停止した後も、熱媒体回路１２０に混入している冷媒ガスが、利用側端末１２２が配置されている屋内側に移動するのを防止でき、安全性を向上できる。

なお、利用側熱交換器１１２の上流側に遮断弁Ａ１２８ａが配設されている場合には、遮断弁Ａ１２８ａと遮断弁Ｂ１２８ｂとで、熱媒体の流れを遮断した後も、利用側熱交換器を挟んだ遮断弁Ａ１２８ａと遮断弁Ｂ１２８ｂとの間の熱媒体回路１２０に混入している冷媒ガスを、排出装置１２７により、大気中に排出できるので、安全性を向上できる。

すなわち、利用側熱交換器１１２の上流側に遮断弁Ａ１２８ａが配設されている場合には、遮断弁Ａ１２８ａおよび遮断弁Ｂ１２８ｂと、排出装置１２７との熱媒体回路１２０における配置位置の関係は、遮断弁Ａ１２８ａと遮断弁Ｂ１２８ｂとで、熱媒体の流れを遮断した後も、遮断弁Ａ１２８ａと遮断弁Ｂ１２８ｂとの間の熱媒体回路１２０に混入している冷媒ガスを、排出装置１２７により、大気中に排出できる位置でなければならない。

また、本実施の形態において、冷媒回路１１０、遮断弁Ａ１２８ａおよび遮断弁Ｂ１２８ｂ、排出装置１２７は、屋外に配置されている。

これにより、遮断弁Ａ１２８ａと遮断弁Ｂ１２８ｂとで、熱媒体の流れを遮断した後も、遮断弁Ａ１２８ａと遮断弁Ｂ１２８ｂとの間の熱媒体回路１２０に混入している冷媒ガスを、排出装置１２７により、大気中に排出できるので、安全性を向上できる。

なお、熱媒体回路１２０において、少なくとも遮断弁Ｂ１２８ｂが、利用側熱交換器１１２および排出装置１２７の下流側に配置されていて、冷媒回路１１０、遮断弁Ｂ１２８ｂ、排出装置１２７が、屋外に配置されていれば、熱媒体回路１２０に混入している冷媒ガスを、排出装置１２７により大気中に排出することは可能である。

また、本実施の形態において、可燃性冷媒は、Ｒ３２、Ｒ３２を７０重量パーセント以上含む混合冷媒、プロパン、プロパンを含む混合冷媒のうちのいずれかである。

これにより、地球温暖化係数（ＧＷＰ）が低く、可燃性冷媒が漏洩した場合にも、環境への悪影響を抑制することができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用できる。

以下、他の実施の形態を例示する。

実施の形態１では、熱媒体循環システム１００の一例として、冷暖房給湯システムについて説明した。熱媒体循環システム１００は、熱媒体を可燃性冷媒で、冷却または加熱させ、循環させる機器であればよい。

したがって、熱媒体循環システム１００は、冷暖房給湯機に限定されない。ただし、熱媒体循環システム１００として冷暖房給湯機を用いれば、住宅の年間熱需要に対応することができる。

また、熱媒体循環システム１００として、冷温水チラーを用いてもよい。熱媒体循環システムとして冷温水チラーを用いれば、工場などで使用する加熱や冷却の熱負荷に対応することができるので、工場の省エネ性を向上することができる。

実施の形態１では、流量センサ１３９の一例として、渦の周波数により体積流量を推定する渦流量計について説明したが、流量センサ１３９は、熱媒体が気液二相流となったときに、流量の検出値に大きく誤差が生じる推測式の容積流量計であればよい。

従って、流量センサ１３９は、渦流量計に限定されないが、流量センサ１３９として渦流量計を用いれば、構造が簡単であるので低コストであるいう効果がある。

また、流量センサ１３９として、絞り機構前後の差圧を利用した差圧式流量計を用いてもよい。流量センサ１３９として差圧式流量計を用いれば、可動部が少なく信頼性が高くなるという効果がある。

また、流量センサ１３９として、ファラデーの法則を利用した電磁流量計を用いてもよい。流量センサ１３９として電磁流量計を用いれば、管体内部に機構部品がないので圧力損失を非常に小さくすることができる。

また、流量センサ１３９として超音波流量計を用いてもよい。流量センサ１３９として超音波流量計を用いれば、応答が早いので気泡の混入を素早く検出することができる。

また、流量センサ１３９として、羽根車式流量計を用いてもよい。流量センサ１３９として羽根車式流量計を用いれば、構造が簡素であるので小型軽量化を実現できる。

実施の形態１では、排出装置１２７の一例として、電磁コイルに通電されて弁が開く電磁式開閉弁について説明したが、排出装置１２７は、可燃性冷媒が熱媒体回路１２０に漏洩した時に、可燃性冷媒が安全な場所に排出できるものであればよい。

したがって、排出装置１２７は、電磁式開閉弁に限定されない。ただし、排出装置１２７として電磁式開閉弁を用いれば、熱媒体と冷媒を同時に排出するので排出時間を早くできる。

また、排出装置１２７として気液分離機構を利用したエアパージバルブを用いてもよい。なお、排出装置１２７として、エアパージバルブを用いれば、熱媒体回路１２０に混入した冷媒ガスのみを排出し、熱媒体を排出しないので、漏洩を誤検出した場合でも、熱媒体循環システム１００をすぐに運転復旧できるという効果がある。

本開示は、熱媒体回路に可燃性冷媒の漏洩が生じ得る熱媒体循環システムに適用可能である。具体的には、ヒートポンプ式液体加熱装置等に、本開示は適用可能である。

１００ 熱媒体循環システム
１１０ 冷媒回路
１１１ 圧縮機
１１２ 利用側熱交換器
１１３ 膨張装置
１１４ 熱源側熱交換器
１１５ 四方弁
１１６ 配管
１２０ 熱媒体回路
１２１ 搬送装置
１２２ 利用側端末
１２３ 貯湯タンク
１２４ａ 切替弁Ａ
１２４ｂ 切替弁Ｂ
１２６ 熱媒体配管
１２７ 排出装置
１２８ａ 遮断弁Ａ
１２８ｂ 遮断弁Ｂ
１３０ 制御装置
１３１ コントローラ
１３２ ユーザインタフェース
１３３ 高圧側圧力センサ
１３４ 吐出温度センサ
１３５ 熱源側熱交温度センサ
１３６ 外気温度センサ
１３７ 入水温度センサ
１３８ 出水温度センサ
１３９ 流量センサ
１４０ 室外機

Claims (8)

1. 圧縮機、利用側熱交換器、膨張装置、熱源側熱交換器が環状に接続され、可燃性冷媒が循環する冷媒回路と、
   前記圧縮機から吐出された前記可燃性冷媒により、前記利用側熱交換器で冷却または加熱された液相の熱媒体が循環する熱媒体回路と、
   前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体を循環させる搬送装置と、
   前記熱媒体が前記熱媒体回路を流れる流量を検出する流量センサと、
   前記流量センサの検出値が、予め設定された流量範囲を外れた場合に、前記熱媒体回路内に可燃性冷媒が漏洩したと判断する制御装置と、
   を備える熱媒体循環システム。
2. 前記制御装置は、前記熱媒体回路内に可燃性冷媒が漏洩したと判断した場合に、前記搬送装置の運転を停止させる請求項１に記載の熱媒体循環システム。
3. 前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体の流れを遮断する遮断弁を備え、前記制御装置は、前記熱媒体回路内に前記可燃性冷媒が漏洩したと判断した場合に、前記遮断弁を閉方向に動作させ、前記熱媒体の流れを遮断する請求項１または２に記載の熱媒体循環システム。
4. 前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体回路内に漏洩した前記可燃性冷媒を大気中に排出する排出装置を備え、前記制御装置は、前記熱媒体回路内に前記可燃性冷媒が漏洩したと判断した場合に、前記排出装置を動作させて、前記可燃性冷媒を前記熱媒体回路内から大気中に排出する請求項１～３のいずれか１項に記載の熱媒体循環システム。
5. 前記熱媒体回路に設けられ、前記熱媒体の流れを遮断する遮断弁を備え、前記遮断弁は、少なくとも前記排出装置の下流側に配設されている請求項４に記載の熱媒体循環システム。
6. 前記排出装置は、前記熱媒体回路において、前記利用側熱交換器と、前記利用側熱交換器の下流側に配設されている前記遮断弁との間の最も高い位置に設けられている請求項５に記載の熱媒体循環システム
7. 前記冷媒回路、前記遮断弁、前記排出装置は、屋外に配置されている請求項５に記載の熱媒体循環システム。
8. 前記可燃性冷媒は、Ｒ３２、Ｒ３２を７０重量パーセント以上含む混合冷媒、プロパン、プロパンを含む混合冷媒のうちのいずれかである請求項１～７のいずれか１項に記載の熱媒体循環システム。