WO2012073293A1 - 空気調和装置 - Google Patents

Abstract

　筐体内における冷媒漏洩による筐体内の冷媒濃度増加を防止し、安全性をさらに高めることができる空気調和装置を得る。　可燃性の冷媒を送り出す圧縮機１０、冷媒と冷媒と異なる熱媒体とを熱交換可能な熱媒体間熱交換器１５等を配管接続して冷媒を循環させる冷媒循環回路Ａ装置と、熱媒体間熱交換器１５の熱交換に係る熱媒体を循環させるための熱媒体循環回路Ｂを構成する装置とを備え、少なくとも圧縮機１０等を室外機１に収容し、少なくとも熱媒体間熱交換器１５等を熱媒体変換機３に収容し、利用側熱交換器２６を室内機２に収容し、室外機１、熱媒体変換機３及び室内機２をそれぞれ別体に形成し、互いに離れた位置に設置可能とし、熱媒体変換機３の筐体は、熱媒体間熱交換器１５の収容空間と収容空間外とを通気可能にする開口部６１を有する。

Description

空気調和装置

　本発明は、たとえばビル用マルチエアコン等に適用される空気調和装置に関するものである。

　たとえば、室外機と中継ユニットとの間を循環する冷媒と、中継ユニットと室内機との間を循環する水等の熱媒体とを熱交換させて、空気調和を行うビル用マルチエアコンなどの空気調和装置が存在している。このとき、熱媒体の搬送動力を低減させるようにして、省エネルギーをはかっている（たとえば、特許文献１参照）。

　また、炭化水素を冷媒として用いた場合の冷媒漏れ対策を講じた空気調和装置も存在している。この空気調和装置においては、冷媒が漏れたときに、電磁弁によって冷媒流路を遮断するようにしている（たとえば、特許文献２参照）。

　さらに、可燃性冷媒を使用した場合の冷媒漏洩時の爆発を回避する空気調和装置も存在している。この空気調和装置においては、室外機筐体内に設置した冷媒漏洩センサーが冷媒の漏洩を検知したら、冷媒排出用ダンパを作動させる。そして、送風機により空気を筐体内に送り込むように動作させるようになっている（たとえば、特許文献３参照）。

ＷＯ１０／０４９９９８号公報（第３頁、図１等） 特開２０００－６８０１号公報（第２頁、図１等） 特開２００２－１１５９３９号公報（第５頁、図３等）

　上記の特許文献１に記載されているビル用マルチエアコンのような空気調和装置においては、室外機と中継ユニットとの間で冷媒を循環させ、中継ユニットと室内機との間で水等の熱媒体を循環させ、中継ユニットにおいて冷媒と水等の熱媒体を熱交換させるように構成されており、冷媒が室内側に漏洩するのを防止することはできる。ただ、冷媒が可燃性の場合に問題になる室外機等の筐体内への漏洩防止については特に対策が講じられていないという課題があった。

　また、特許文献２に記載の空気調和装置は、冷媒が漏れた際に、電磁弁で流路を遮断する冷媒漏れを止める処理動作を行うものである。ただ、特許文献２には、動作についての詳細な記載がない。また、送風機の風量については規定されていない。

　そして、特許文献３に記載の空気調和装置は、ユニット運転時に、冷媒漏洩を検知した場合、送風機を逆転させて冷媒排出用ダンパーを作動させるものである。ただ、ユニット停止時に送風機を動作させることができない。また、送風機の風量については規定されていない。

　本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、筐体内における冷媒漏洩による筐体内の冷媒濃度増加を防止し、安全性をさらに高めることができる空気調和装置を得るものである。

　本発明に係る空気調和装置は、可燃性の冷媒を送り出す圧縮機、冷媒の循環経路を切り替えるための冷媒流路切替装置、冷媒を熱交換させるための熱源側熱交換器、冷媒を圧力調整するための冷媒絞り装置および冷媒と冷媒と異なる熱媒体とを熱交換可能な熱媒体間熱交換器とを配管接続して冷媒を循環させる冷媒循環回路を構成する冷凍サイクル装置と、熱媒体間熱交換器の熱交換に係る熱媒体を循環させるための熱媒体送出装置および熱媒体と空調対象空間に係る空気との熱交換を行う利用側熱交換器を配管接続して熱媒体循環回路を構成する熱媒体側装置とを備え、少なくとも圧縮機、冷媒流路切替装置、熱源側熱交換器を室外機に収容し、少なくとも熱媒体間熱交換器、冷媒絞り装置を熱媒体変換機に収容し、利用側熱交換器を室内機に収容し、室外機、熱媒体変換機及び室内機をそれぞれ別体に形成し、互いに離れた位置に設置可能とし、熱媒体変換機の筐体は、熱媒体間熱交換器の収容空間と収容空間外とを通気可能にする開口部を有するもので、冷媒が漏れた場合においても安全でかつエネルギー効率を向上させることができるものである。

　この発明の空気調和装置は、熱媒体変換機に開口部を設け、漏れた冷媒を排出できるようにし、冷媒濃度を所定濃度未満に維持することができるので、可燃性冷媒の冷媒漏れ等による発火等を防ぐことができ、安全性の高い熱媒体変換機、空気調和装置を得ることができる。また、チラー等の空気調和装置よりも熱媒体を循環させる配管距離を短くすることができ、搬送動力が少なくてすむ。このため、省エネルギー化をはかることができる。

発明の実施の形態１に係る空気調和装置のシステム構成図。 発明の実施の形態１に係る空気調和装置の別のシステム構成図。 発明の実施の形態１に係る空気調和装置のシステム回路図。 発明の実施の形態１に係る空気調和装置の別のシステム回路図。 空間における冷媒濃度の変化に係る実験結果の一例を示す図。

実施の形態１．
　この発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１および図２は、この発明の実施の形態に係る空気調和装置の設置例を示す概略図である。図１および図２に基づいて、空気調和装置の設置例について説明する。この空気調和装置は、可燃性の熱源側冷媒（冷媒）、水等の冷媒となる熱媒体をそれぞれ循環させる回路（冷媒循環回路（冷凍サイクル回路）Ａ、熱媒体循環回路Ｂ）を構成する機器等を有する装置を利用することで各室内機が運転モードとして冷房モードあるいは暖房モードを自由に選択できるものである。なお、図１を含め、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、添字で区別等している複数の同種の機器等について、特に区別したり、特定したりする必要がない場合には、添字を省略して記載する場合もある。

　図１においては、本実施の形態に係る空気調和装置は、熱源機である１台の室外機１と、複数台の室内機２と、室外機１と室内機２との間に介在する熱媒体変換機３と、を有している。熱媒体変換機３は、冷媒循環回路を循環する熱源側冷媒と、熱源側冷媒に対して負荷（熱交換対象）となる熱媒体とで熱交換を行なうものである。室外機１と熱媒体変換機３とは、熱源側冷媒を導通する冷媒配管４で接続されている。熱媒体変換機３と室内機２とは、熱媒体を導通する配管（熱媒体配管）５で接続されている。そして、室外機１で生成された冷熱あるいは温熱は、熱媒体変換機３を介して室内機２に配送されるようになっている。

　図２においては、本実施の形態に係る空気調和装置は、１台の室外機１と、複数台の室内機２と、室外機１と室内機２との間に介在する複数に分割した熱媒体変換機３（親熱媒体変換機３ａ、子熱媒体変換機３ｂ）と、を有している。室外機１と親熱媒体変換機３ａとは、冷媒配管４で接続されている。親熱媒体変換機３ａと子熱媒体変換機３ｂとは、冷媒配管４で接続されている。子熱媒体変換機３ｂと室内機２とは、配管５で接続されている。そして、室外機１で生成された冷熱あるいは温熱（熱量）は、親熱媒体変換機３ａおよび子熱媒体変換機３ｂを介して室内機２に配送されるようになっている。

　室外機１は、通常、ビル等の建物９の外の空間（たとえば、屋上等）である室外空間６に配置され、熱媒体変換機３を介して室内機２に冷熱または温熱を供給するものである。室内機２は、建物９の内部の空間（たとえば、居室等）である室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給できる位置に配置され、空調対象空間となる室内空間７に冷房用空気あるいは暖房用空気を供給するものである。熱媒体変換機３は、室外機１および室内機２とは別筐体として、室外空間６および室内空間７とは別の位置に設置できるように構成されている。また、室外機１および室内機２とは冷媒配管４および配管５でそれぞれ接続され、室外機１から供給される冷熱あるいは温熱を室内機２に伝達するものである。

　図１および図２に示すように、本実施の形態に係る空気調和装置においては、室外機１と熱媒体変換機３とが２本の冷媒配管４を用いて、熱媒体変換機３と各室内機２とが２本の配管５を用いて、それぞれ接続されている。このように、本実施の形態に係る空気調和装置では、２本の配管（冷媒配管４、配管５）を用いて各ユニット（室外機１、室内機２および熱媒体変換機３）を接続することにより、施工が容易となっている。

　図２に示すように、熱媒体変換機３を、１つの親熱媒体変換機３ａと、親熱媒体変換機３ａから派生した２つの子熱媒体変換機３ｂ（子熱媒体変換機３ｂ（１）、子熱媒体変換機３ｂ（２））と、に分けることもできる。このようにすることにより、１つの親熱媒体変換機３ａに対し、子熱媒体変換機３ｂを複数接続できるようになる。この構成においては、親熱媒体変換機３ａと子熱媒体変換機３ｂとを接続する冷媒配管４は、３本になっている。この回路の詳細については、後段で詳細に説明するものとする（図３Ａ参照）。

　なお、図１および図２においては、熱媒体変換機３が、建物９の内部ではあるが室内空間７とは別の空間である天井裏等の空間（以下、単に空間８と称する）に設置されている状態を例に示している。空間８は、密閉された空間ではなく、建物に設置された通気口９Ａにより、室外空間６と通気可能に構成されている。なお、建物の通気口９Ａは、どんなものでもよく、空間８に熱源側冷媒が漏れた場合に、空間８の熱源側冷媒の濃度が上がり過ぎないように、自然対流または強制対流により、室外空間６と通気可能なように構成されていればよい。また、図１および図２においては、室内機２が天井カセット型である場合を例に示してあるが、これに限定するものではなく、天井埋込型や天井吊下式等、室内空間７に直接またはダクト等により、暖房用空気あるいは冷房用空気を吹き出せるようになっていればどんな種類のものでもよい。

　図１および図２の空気調和装置においては、冷媒回路を循環する熱源側冷媒として可燃性の冷媒が用いられている。可燃性冷媒としては、たとえば、化学式がＣ₃Ｈ₂Ｆ₄ で表されるテトラフルオロプロペン（ＣＦ₃ ＣＦ＝ＣＨ₂ で表されるＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＣＦ₃ ＣＨ＝ＣＨＦで表されるＨＦＯ１２３４ｚｅ等）や化学式がＣＨ₂ Ｆ₂ で表されるジフルオロメタン（Ｒ３２）が用いられる。また、これらを含む混合冷媒でもよく、混合冷媒の場合は、たとえば、ＨＦＯ１２３４ｙｆを８０％、Ｒ３２を２０％等である。また、Ｒ２９０（プロパン）等の強燃性の冷媒を使用してもよい。

　従って、熱媒体変換機３は、例えば天井裏以外でも、居住空間以外であり、屋外と何らかの通気がなされている空間であれば、どんなところに設置してもよい。たとえば、エレベーター等がある共用空間で屋外と通気がなされている空間等に設置することも可能である。

　図１および図２においては、室外機１が室外空間６に設置されている場合を例に示しているが、これに限定するものではない。たとえば、室外機１は、換気口付の機械室等の囲まれた空間に設置してもよく、室外空間６に対し通気がなされているところであれば、設置可能である。

　さらに、室外機１、室内機２および熱媒体変換機３の接続台数を図１および図２に図示してある台数に限定するものではなく、本実施の形態に係る空気調和装置が設置される建物９に応じて台数を決定すればよい。

　また、熱媒体変換機３から熱源側冷媒が漏れた場合でも、室内空間７に熱源側冷媒が漏れないようにするため、熱媒体変換機３を設置する空間８と室内７との間には通気がなされないように構成するのが望ましい。しかし、空間８と室内７との間に、たとえば配管を通す穴等の小さな通気口があったとしても、空間８と室内７との間の通気口の通気抵抗を、空間８と室外空間６との間の通気口の通気抵抗よりも、大きく設定しておけば、漏れた熱源側冷媒は屋外へ排出されるため、問題ない。

　また、図１および図２に示すように、室外機１と熱媒体変換機３を接続する冷媒配管４は、屋外空間６を通すか、パイプシャフト２０を通すようにする。パイプシャフトは、配管を通すためのダクトで、周囲を金属等で囲われているため、冷媒配管４から熱源側冷媒が漏れた場合でも、周囲に拡散することはない。そして、パイプシャフトは、居住空間以外の非空調対象空間、あるいは屋外に設置されているため、冷媒配管４から漏れた熱源側冷媒は、パイプシャフトから非空調対象空間８を通して、あるいは直接、屋外へ排出され、室内に漏れることはない。また、熱媒体変換機３をパイプシャフト内に設置するようにしてもよい。

　ここで、熱媒体変換機３には、所定の風量（換気風量以上）で駆動して筐体内の換気を行うための変換機送風機６０を設けている。

　ここで、熱媒体変換機３の筐体には、変換機送風機６０の空気が抜ける位置に開口部６１を設置し、熱媒体変換機３の筐体内に漏れた熱源側冷媒を排出し、筐体内に滞留しないようにする。このとき、送風による空気の流れをできるだけ阻害しない（通風抵抗が小さい）位置（例えば変換機送風機６０と対面する位置、筐体のパネルの隙間等）に変換機送風機６０を設置すると、空間８を介して屋外空間６に排出することができる。

　ここでは、開口部６１として、第一の穴６１Ａと、別の位置に開けられた１つ以上の第二の穴６１Ｂを有するものとする（図３参照）。変換機送風機６０と第一の穴６１Ａおよび第二の穴６１Ｂの作用により、熱媒体変換機３の筐体内に漏れた熱源側冷媒を排出することができ、筐体内の冷媒濃度を一定値未満にすることができる。ここで、筐体の大きさに対し、第一の穴および第二の穴の合計開口面積が小さすぎると、通風抵抗が大きすぎ、十分な風量（排出量）が得られなくなる。

　例えば、第一の穴６１Ａおよび第二の穴６１Ｂの合計開口面積を、熱媒体変換機３の筐体の表面積（合計開口面積部分を含む）の１０％以上とすると、筐体内を十分に換気することができることが、経験的に分かっている。そこで、このようにすると、熱媒体変換機３内に漏れた熱源側冷媒を効率よく排出して冷媒濃度を一定値未満にすることができ、安全な装置を得ることができる。なお、建物の換気に関する研究より、建物の開口率を１０％以上とすると、換気の時の抵抗係数があまり大きく低下しないということが分かっており、熱媒体変換機３の筐体に開ける穴も、これと同等以上であれば、筐体内を十分に換気でき、冷媒濃度を効率よく一定値未満に低下させることができる。

　また、熱媒体変換機３に外部から送った風が内部を通過可能な大きさの穴、例えば熱媒体変換機の筐体の表面積の１０％以上の穴を設けるようにし、空間８に送風機を設けておいてもよい。熱媒体変換機３に直接送風機を取り付けなくても、熱媒体変換機３の筐体内を空気が流れるようにすることができる。

　図３は、実施の形態１に係る空気調和装置（以下、空気調和装置１００と称する）の回路構成の一例を示す概略回路構成図である。図３に基づいて、空気調和装置１００の詳しい構成について説明する。図３に示すように、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に備えられている熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂを介して冷媒配管４で接続されている。また、熱媒体変換機３と室内機２とも、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂを介して配管５で接続されている。なお、冷媒配管４については後段で詳述するものとする。

［室外機１］
　室外機１には、圧縮機１０と、四方弁等の第１冷媒流路切替装置１１と、熱源側熱交換器１２と、アキュムレーター１９とが冷媒配管４で直列に接続されて搭載されている。また、室外機１には、第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、および、逆止弁１３ｄが設けられている。第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、および、逆止弁１３ｄを設けることで、室内機２の要求する運転に関わらず、熱媒体変換機３に流入させる熱源側冷媒の流れを一定方向にすることができる。

　圧縮機１０は、熱源側冷媒を吸入し、その熱源側冷媒を圧縮して高温・高圧の状態にするものであり、たとえば容量制御可能なインバータ圧縮機等で構成するとよい。第１冷媒流路切替装置１１は、暖房運転時（全暖房運転モード時および暖房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れと冷房運転時（全冷房運転モード時および冷房主体運転モード時）における熱源側冷媒の流れとを切り替えるものである。熱源側熱交換器１２は、暖房運転時には蒸発器として機能し、冷房運転時には凝縮器（または放熱器）として機能する。
このとき、室外機送風機（図示せず）から供給される空気と熱源側冷媒との間で熱交換を行ない、その熱源側冷媒を蒸発ガス化または凝縮液化するものである。アキュムレーター１９は、圧縮機１０の吸入側に設けられており、過剰な熱源側冷媒を貯留するものである。

　逆止弁１３ａは、熱源側熱交換器１２と熱媒体変換機３との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（室外機１から熱媒体変換機３への方向）のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。逆止弁１３ｂは、第１接続配管４ａに設けられ、暖房運転時において圧縮機１０から吐出された熱源側冷媒を熱媒体変換機３に流通させるものである。逆止弁１３ｃは、第２接続配管４ｂに設けられ、暖房運転時において熱媒体変換機３から戻ってきた熱源側冷媒を圧縮機１０の吸入側に流通させるものである。逆止弁１３ｄは、熱媒体変換機３と第１冷媒流路切替装置１１との間における冷媒配管４に設けられ、所定の方向（熱媒体変換機３から室外機１への方向）のみに熱源側冷媒の流れを許容するものである。

　第１接続配管４ａは、室外機１内において、第１冷媒流路切替装置１１と逆止弁１３ｄとの間における冷媒配管４と、逆止弁１３ａと熱媒体変換機３との間における冷媒配管４と、を接続するものである。第２接続配管４ｂは、室外機１内において、逆止弁１３ｄと熱媒体変換機３との間における冷媒配管４と、熱源側熱交換器１２と逆止弁１３ａとの間における冷媒配管４と、を接続するものである。なお、図３では、第１接続配管４ａ、第２接続配管４ｂ、逆止弁１３ａ、逆止弁１３ｂ、逆止弁１３ｃ、および、逆止弁１３ｄを設けた場合を例に示しているが、これに限定するものではなく、これらを必ずしも設ける必要はない。

［室内機２］
　室内機２には、それぞれ利用側熱交換器２６が搭載されている。この利用側熱交換器２６は、配管５によって熱媒体変換機３の熱媒体流量調整装置２５と第２熱媒体流路切替装置２３に接続するようになっている。この利用側熱交換器２６は、図示省略のファン等の送風機から供給される空気と熱媒体との間で熱交換を行ない、室内空間７に供給するための暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。

　この図３では、４台の室内機２が熱媒体変換機３に接続されている場合を例に示しており、紙面下から室内機２ａ、室内機２ｂ、室内機２ｃ、室内機２ｄとして図示している。また、室内機２ａ～室内機２ｄに応じて、利用側熱交換器２６も、紙面下側から利用側熱交換器２６ａ、利用側熱交換器２６ｂ、利用側熱交換器２６ｃ、利用側熱交換器２６ｄとして図示している。なお、図１および図２と同様に、室内機２の接続台数を図３に示す４台に限定するものではない。

［熱媒体変換機３］
　熱媒体変換機３には、２つの熱媒体間熱交換器１５と、２つの絞り装置１６と、２つの開閉装置１７と、２つの第２冷媒流路切替装置１８と、２つのポンプ２１と、４つの第１熱媒体流路切替装置２２と、４つの第２熱媒体流路切替装置２３と、４つの熱媒体流量調整装置２５と、が搭載されている。なお、熱媒体変換機３を親熱媒体変換機３ａと子熱媒体変換機３ｂとに分けたものについては図３Ａで説明する。

　２つの熱媒体間熱交換器１５（熱媒体間熱交換器１５ａ、熱媒体間熱交換器１５ｂ）は、凝縮器（放熱器）または蒸発器として機能し、熱交換を行ない、室外機１で生成した冷熱または温熱を貯えた熱源側冷媒を熱媒体に伝達する負荷側熱交換器となる。熱媒体間熱交換器１５ａは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の冷却に供するものである。また、熱媒体間熱交換器１５ｂは、冷媒循環回路Ａにおける絞り装置１６ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられており、冷房暖房混在運転モード時において熱媒体の加熱に供するものである。ここでは２台の熱媒体間熱交換器１５を設置しているが、１台設置するようにしてもよいし、３台以上設置するようにしてもよい。

　２つの絞り装置１６（絞り装置１６ａ、絞り装置１６ｂ）は、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものである。絞り装置１６ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの上流側に設けられている。絞り装置１６ｂは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの上流側に設けられている。２つの絞り装置１６は、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。

　２つの開閉装置１７（開閉装置１７ａ、開閉装置１７ｂ）は、二方弁等で構成されており、冷媒配管４を開閉するものである。開閉装置１７ａは、熱源側冷媒の入口側における冷媒配管４に設けられている。開閉装置１７ｂは、熱源側冷媒の入口側と出口側の冷媒配管４を接続した配管に設けられている。２つの第２冷媒流路切替装置１８（第２冷媒流路切替装置１８ａ、第２冷媒流路切替装置１８ｂ）は、四方弁等で構成され、運転モードに応じて熱源側冷媒の流れを切り替えるものである。第２冷媒流路切替装置１８ａは、冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ａの下流側に設けられている。第２冷媒流路切替装置１８ｂは、全冷房運転時の熱源側冷媒の流れにおいて熱媒体間熱交換器１５ｂの下流側に設けられている。

　２つのポンプ２１（ポンプ２１ａ、ポンプ２１ｂ）は、各熱媒体間熱交換器１５に合わせて設けており、配管５を導通する熱媒体を循環させるものである。ポンプ２１ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２熱媒体流路切替装置２３との間における配管５に設けられている。ポンプ２１ｂは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２熱媒体流路切替装置２３との間における配管５に設けられている。２つのポンプ２１は、たとえば容量制御可能なポンプ等で構成するとよい。

　４つの第１熱媒体流路切替装置２２（第１熱媒体流路切替装置２２ａ～第１熱媒体流路切替装置２２ｄ）は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第１熱媒体流路切替装置２２は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第１熱媒体流路切替装置２２は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが熱媒体流量調整装置２５に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第１熱媒体流路切替装置２２ａ、第１熱媒体流路切替装置２２ｂ、第１熱媒体流路切替装置２２ｃ、第１熱媒体流路切替装置２２ｄとして図示している。

　４つの第２熱媒体流路切替装置２３（第２熱媒体流路切替装置２３ａ～第２熱媒体流路切替装置２３ｄ）は、三方弁等で構成されており、熱媒体の流路を切り替えるものである。第２熱媒体流路切替装置２３は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。第２熱媒体流路切替装置２３は、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ａに、三方のうちの一つが熱媒体間熱交換器１５ｂに、三方のうちの一つが利用側熱交換器２６に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から第２熱媒体流路切替装置２３ａ、第２熱媒体流路切替装置２３ｂ、第２熱媒体流路切替装置２３ｃ、第２熱媒体流路切替装置２３ｄとして図示している。

　４つの熱媒体流量調整装置２５（熱媒体流量調整装置２５ａ～熱媒体流量調整装置２５ｄ）は、開口面積を制御できる二方弁等で構成されており、配管５に流れる流量を制御するものである。熱媒体流量調整装置２５は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。熱媒体流量調整装置２５は、一方が利用側熱交換器２６に、他方が第１熱媒体流路切替装置２２に、それぞれ接続され、利用側熱交換器２６の熱媒体流路の出口側に設けられている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から熱媒体流量調整装置２５ａ、熱媒体流量調整装置２５ｂ、熱媒体流量調整装置２５ｃ、熱媒体流量調整装置２５ｄとして図示している。また、熱媒体流量調整装置２５を利用側熱交換器２６の熱媒体流路の入口側に設けてもよい。

　また、本実施の形態の熱媒体変換機３は冷媒濃度検出装置４０と遮断装置５０とを備えている。冷媒濃度検出装置４０は、たとえば冷媒濃度センサー（濃度検出手段）４１を有している。そして冷媒濃度センサー４１が検出した冷媒濃度の検出値が一定値以上であると判断すると、遮断装置５０に指示信号を送信し、冷媒流路を閉止させる処理を行う。ここで、本実施の形態では、冷媒濃度検出装置４０を熱媒体変換機３内に設置するものとして説明するが、たとえば熱媒体変換機３の外部かつ熱媒体変換機３に近接した位置に設置し、ホース等を用いて、熱媒体変換機３の筐体内部の冷媒濃度を検出できるようにしてもよい。また、遮断装置５０は、熱媒体変換機３の冷媒流入口および流出口において、指示信号に基づいて冷媒流路を閉止し、熱源側冷媒の流入出を停止させる。

　次に、たとえば熱媒体変換機３内の配管の繋ぎ目から熱源側冷媒が熱媒体変換機３内に漏れた場合を考える。冷媒回路に循環させる熱源側冷媒として弱燃性、強燃性等の可燃性冷媒を用いている場合、漏れた熱源側冷媒が引火、発火等（以下、発火等という）する可能性がある。可燃性冷媒が発火等するかどうかは、空間における冷媒濃度と関係する。濃度が低いほど発火等する可能性が低くなり、限界より低くなれば発火等しなくなる。ここで、可燃性冷媒が発火等しない限界濃度（ｋｇ／ｍ³ ）を“ＬＦＬ”（Lower Flammability Limit ）と称する。たとえば熱媒体変換機３の筐体内に熱源側冷媒が漏れたとしても、冷媒濃度を“ＬＦＬ”未満に抑えることができれば、筐体内での発火等には至らず、安全をはかることができる。ここで、各冷媒の“ＬＦＬ”は異なる。たとえば、Ｒ３２の“ＬＦＬ”は０．３０６（ｋｇ／ｍ³ ）、ＨＦＯ１２３４ｙｆの“ＬＦＬ”は０．２８９（ｋｇ／ｍ³ ）である。

　空間に冷媒が漏れるときの空間内の濃度の変化は、次の（１）式で計算できる。ここで、Ｖは空間容積（ｍ³ ）、Ｃは空間内の冷媒濃度（ｋｇ／ｍ³ ）、Ｍｒは冷媒漏洩速度（ｋｇ／ｓ）、Ｑは換気風量（ｍ³ ／ｓ）である。

　　Ｖ×ｄＣ／ｄｔ＝Ｍｒ－Ｃ×Ｑ　　　　　　　　　　　　　…（１）

　図４は空間における冷媒濃度の変化に係る実験結果の一例を示す図である。一定量の換気が行われる空間において、配管の繋ぎ目から冷媒が漏れ出す場合、漏れはじめから空間の冷媒濃度は一気に上昇する。そして、配管内の冷媒の圧力が低下することで、配管から漏れる冷媒量が低下し、上昇が鈍化していく。そして、冷媒濃度が最大値を示した後、漏れる冷媒量が換気風量Ｑを下回ると、冷媒濃度が低下していく。

　ここで、換気を行っている空間に空気調和装置から冷媒を漏洩させた場合の冷媒濃度の変化について、封入冷媒量、漏洩箇所、その他の条件を変化させた実験を行った。その結果は、図４に示すように、一般的な使用をする空気調和装置において、漏れはじめから最大冷媒濃度を示すまでの時間は（条件に依らず）２５０秒以下となることが分かった。

　熱媒体変換機３の内部に設置された冷媒濃度検出装置４０と、熱媒体変換機３の冷媒入出口に設置された遮断装置５０とを備え、冷媒濃度検出装置４０によって冷媒漏れを検出し、その検出値が所定値以上になった場合に遮断装置５０を閉じて、冷媒流路を閉止することを考える。このとき、たとえば熱媒体変換機３の内部の冷媒配管内に存在する冷媒量が１（ｋｇ）であるものとした場合、冷媒漏洩速度ＭｒはＭｒ＝０．００４（ｋｇ／ｓ）（＝１（ｋｇ）／２５０（ｓ））で漏洩することを考えておけば十分である。熱媒体変換機３の内部の冷媒配管内に存在する冷媒量とは、各環境条件における各運転モードを考慮した場合の運転時の最大冷媒量、または、熱媒体変換機３内の冷媒配管および各冷媒部品の内容積の合計値（ｍ³ ）に、冷媒の密度（ｋｇ／ｍ³ ）を掛けて求められる冷媒量である。ここで、たとえば冷媒が液冷媒であるものと想定すると、冷媒の密度は約１０００（ｋｇ／ｍ³ ）となる。このため、熱媒体変換機３内の冷媒配管および冷媒が通過する機器における内容積の合計値（ｍ³ ）に１０００（ｋｇ／ｍ³ ）を掛けた冷媒量が、熱媒体変換機３の内部の冷媒配管内に存在する冷媒量として最も多いものとなる。最も多い冷媒量に基づいて（１）式から換気風量Ｑを求めれば、より安全な空気調和装置を得ることができる。

　（１）式を解くと、空間容積Ｖ（ｍ³ ）によらず冷媒濃度の到達点は同じである。冷媒がＲ３２の場合には、変換機送風機６０による換気風量Ｑを０．０１３０７（ｍ³ ／ｓ）以上、すなわち０．７８４（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上にすると、熱媒体変換機３内の冷媒濃度をＲ３２の“ＬＦＬ”である０．３０６（ｋｇ／ｍ³ ）未満に抑えることができる。また、冷媒がＨＦＯ１２３４ｙｆの場合には、変換機送風機６０による換気風量Ｑを０．０１３８４（ｍ³ ／ｓ）以上、すなわち０．８３０（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上にすると、熱媒体変換機３内の冷媒濃度をＨＦＯ１２３４ｙｆの“ＬＦＬ”である０．２８９（ｋｇ／ｍ³ ）未満に抑えることができる。

　ここで、冷媒の漏洩速度Ｍｒは冷媒量ｍに比例する。このため、熱媒体変換機３の冷媒配管内に存在する冷媒量がｍ（ｋｇ）の場合に、熱媒体変換機３筐体内の冷媒濃度を“ＬＦＬ”未満に抑えるためには、変換機送風機６０による換気風量Ｑを上記の値のｍ倍以上にすればよい。たとえば、熱源側冷媒としてＲ３２を使用した場合は、変換機送風機６０の換気風量Ｑを０．７８４×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上とする。また、熱源側冷媒としてＨＦＯ１２３４ｙｆを使用した場合は、変換機送風機６０の換気風量Ｑを０．８３０×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上とする。このようにして熱媒体変換機３の筐体内の冷媒濃度を冷媒に対応した“ＬＦＬ”未満に抑えることにより、安全にシステムを使用することができる。

　さらに、混合冷媒の場合は、各冷媒成分の比率を用いて計算する。たとえば、ＨＦＯ１２３４ｙｆとＲ３２との混合冷媒の場合は、変換機送風機６０による換気風量Ｑを（０．７８４×Ｒ３２の比率（％）＋０．８３０×ＨＦＯ１２３４ｙｆの比率（％））×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上にすればよい。たとえば、Ｒ３２を２０％（０．２）、ＨＦＯ１２３４ｙｆを８０％（０．８）含む混合冷媒とすると、換気風量Ｑは、（０．１５６８＋０．６６４）×ｍ＝０．８２２８×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上となる。

　そして、熱源側冷媒として、“ＬＦＬ”が０．２３９（ｋｇ／ｍ³ ）であるＲ４１１Ｂを使用する場合は、１．００４×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上の換気風量Ｑが必要となる。また、“ＬＦＬ”が０．４３（ｋｇ／ｍ³ ）であるＲ１４１ｂを使用する場合は、０．５５×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上の換気風量Ｑが必要となる。

　以上のことから、これらの換気風量Ｑを実現できるような変換機送風機６０を設置していれば、空気調和装置（冷媒循環回路Ａ）に使用する各熱源側冷媒において、熱媒体変換機３筐体内の冷媒濃度を“ＬＦＬ”未満に抑えることができる。このため、安全なシステムを構成することができる。

　また、強燃性冷媒であるＲ２９０（プロパン）を熱源側冷媒として使用する場合は、Ｒ２９０の“ＬＦＬ”は０．０３８（ｋｇ／ｍ³ ）であり、６．３×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上の換気風量Ｑが必要である。また、Ｒ１２７０（プロピレン）を熱源側冷媒として使用する場合は、Ｒ１２７０の“ＬＦＬ”は０．０４３（ｋｇ／ｍ³ ）であり、５．５×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上の換気風量Ｑが必要である。

　ここで、上記の説明では、遮断装置５０を設置し、空気調和装置から漏れる冷媒量ができる限り少なくなるようにしている。ただ、これに限定するものではない。たとえば、空気調和装置（冷媒回路）全体の冷媒量においても、変換機送風機６０が、熱媒体変換機３の筐体内の冷媒濃度を“ＬＦＬ”未満に抑えることができる能力を有していれば、遮断装置５０を設置しなくてもよい。たとえば、空気調和装置全体に封入されている冷媒量をｍ（ｋｇ）とし、ｍ（ｋｇ）が１０（ｋｇ）のとき、熱源側冷媒としてＲ３２を使用する場合は、変換機送風機６０の換気風量Ｑが０．７８４（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上であればよい。また、熱源側冷媒としてＨＦＯ１２３４ｙｆを使用する場合は、換気風量Ｑが０．８３０×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上であればよい。以上のようにして、遮断装置５０を設置していなくても、空気調和装置の安全をはかることができる。

　なお、変換機送風機６０の制御は、冷媒濃度検出装置４０の出力によって、変換機送風機６０をＯＮ／ＯＦＦ動作をさせてもよいし、変換機送風機６０の回転数を制御するようにしてもよい。

　また、冷媒濃度の検出値が所定値未満の状態が所定時間続いていると判断すると室外送風機６０を停止させるようにするとよい。また、風量の増減の制御を行うようにしてもよい。

　また、冷媒漏洩は、空気調和装置の運転停止時（圧縮機１停止時）にも起こり得る。このため、冷媒濃度検出装置４０は空気調和装置の運転を停止している冷媒濃度に基づく判断を行うようにする。すなわち、圧縮機１０が停止している状態においても、冷媒濃度検出装置４０の検出値が所定値を超えた場合は、冷媒漏れが発生しているため、変換機送風機６０を動作させて、熱媒体変換機３の筐体内の冷媒濃度を“ＬＦＬ”未満に抑える。このようにすると、安全な装置を得ることができ、更に、遮断装置５０により冷媒流路を閉止するようにすると、更に安全な装置を得ることができる。また、たとえば常時（空気調和装置の運転停止時も含む）、変換機送風機６０を換気風量以上で駆動させるようにし、熱媒体変換機３筐体内の冷媒濃度を“ＬＦＬ”未満に抑えるようにしておけば、冷媒濃度検出装置４０を設けなくてもよい。また、１分毎等、一定時間毎に変換機送風機６０を換気風量以上で駆動させるようにしてもよい。

　また、たとえば、熱媒体変換機３を設置している空間８に冷媒濃度検出装置４０と同様の機能を有する冷媒濃度検出装置を設け、空間８から屋外６に空気を搬出できる位置に、換気用の第二の送風機を設けるようにするとよい。そして、変換機送風機６０と同様に、空間８の冷媒濃度を“ＬＦＬ”未満に抑えるようにすることで、空気調和装置を使用する建物９の安全をはかることができる。このとき、変換機送風機６０と同様に、冷媒濃度検出装置の出力によって、ＯＮ／ＯＦＦ動作、回転数を制御、常時動作等をするようにしてもよい。

　また、熱媒体変換機３には、各種検出装置（２つの熱媒体流出温度検出装置３１、４つの熱媒体出口温度検出装置３４、４つの冷媒流入出温度検出装置３５、および、冷媒圧力検出装置３６）が設けられている。これらの検出装置で検出された情報（温度情報、圧力情報）は、空気調和装置１００の動作を統括制御する、例えば室外機制御装置７０に送られ、圧縮機１０の駆動周波数、図示省略の送風機の回転数、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ２１の駆動周波数、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、熱媒体の流路の切替等の制御に利用されることになる。

　２つの熱媒体流出温度検出装置３１（熱媒体流出温度検出装置３１ａ、熱媒体流出温度検出装置３１ｂ）は、熱媒体間熱交換器１５から流出した熱媒体、つまり熱媒体間熱交換器１５の出口における熱媒体の温度を検出するものであり、たとえばサーミスター等で構成するとよい。熱媒体流出温度検出装置３１ａは、ポンプ２１ａの入口側における配管５に設けられている。熱媒体流出温度検出装置３１ｂは、ポンプ２１ｂの入口側における配管５に設けられている。

　４つの熱媒体出口温度検出装置３４（熱媒体出口温度検出装置３４ａ～熱媒体出口温度検出装置３４ｄ）は、第１熱媒体流路切替装置２２と熱媒体流量調整装置２５との間に設けられ、利用側熱交換器２６から流出した熱媒体の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。熱媒体出口温度検出装置３４は、室内機２の設置台数に応じた個数（ここでは４つ）が設けられるようになっている。なお、室内機２に対応させて、紙面下側から熱媒体出口温度検出装置３４ａ、熱媒体出口温度検出装置３４ｂ、熱媒体出口温度検出装置３４ｃ、熱媒体出口温度検出装置３４ｄとして図示している。

　４つの冷媒流入出温度検出装置３５（冷媒流入出温度検出装置３５ａ～冷媒流入出温度検出装置３５ｄ）は、熱媒体間熱交換器１５の熱源側冷媒の入口側または出口側に設けられ、熱媒体間熱交換器１５に流入する熱源側冷媒の温度または熱媒体間熱交換器１５から流出した熱源側冷媒の温度を検出するものであり、サーミスター等で構成するとよい。冷媒流入出温度検出装置３５ａは、熱媒体間熱交換器１５ａと第２冷媒流路切替装置１８ａとの間に設けられている。冷媒流入出温度検出装置３５ｂは、熱媒体間熱交換器１５ａと冷媒絞り装置１６ａとの間に設けられている。冷媒流入出温度検出装置３５ｃは、熱媒体間熱交換器１５ｂと第２冷媒流路切替装置１８ｂとの間に設けられている。冷媒流入出温度検出装置３５ｄは、熱媒体間熱交換器１５ｂと冷媒絞り装置１６ｂとの間に設けられている。

　冷媒圧力検出装置（圧力センサー）３６は、冷媒流入出温度検出装置３５ｄの設置位置と同様に、熱媒体間熱交換器１５ｂと冷媒絞り装置１６ｂとの間に設けられ、熱媒体間熱交換器１５ｂと絞り装置１６ｂとの間を流れる熱源側冷媒の圧力を検出するものである。

　また、室内側制御装置７０は、マイクロコンピュータ等で構成されており、各種検出装置の検出に係る信号およびリモコンからの指示に基づいて、圧縮機１０の駆動周波数、第１冷媒流路切替装置１１の切り替え、ポンプ２１の駆動、絞り装置１６の開度、開閉装置１７の開閉、第２冷媒流路切替装置１８の切り替え、第１熱媒体流路切替装置２２の切り替え、第２熱媒体流路切替装置２３の切り替え、熱媒体流量調整装置２５の開度等を制御し、運転を行う。また、本実施の形態においては、マイクロコンピュータ等で構成された変換機制御装置７１を有している。変換機制御装置７１は冷媒濃度検出装置４０の検出に基づいて変換機送風機６０の制御を行う。ここでは、冷媒濃度検出装置４０と変換機制御装置７１とを別に設けているが、冷媒濃度検出装置４０の処理を制御装置が行うようにしてもよい。また、室内側制御装置７０と変換機制御装置７１とを１つにして、室内側制御装置７０が変換機送風機６０の制御を行うようにしてもよい。

　熱媒体を導通する配管５は、熱媒体間熱交換器１５ａに接続されるものと、熱媒体間熱交換器１５ｂに接続されるものと、で構成されている。配管５は、熱媒体変換機３に接続される室内機２の台数に応じて配管５ａ～配管５ｄに分岐（ここでは、各４分岐）されている。そして、配管５は、第１熱媒体流路切替装置２２、および、第２熱媒体流路切替装置２３で接続されている。第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３を制御することで、熱媒体間熱交換器１５ａからの熱媒体を利用側熱交換器２６に流入させるか、熱媒体間熱交換器１５ｂからの熱媒体を利用側熱交換器２６に流入させるかが決定されるようになっている。たとえば、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱媒体を冷却または加熱している場合は、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂの双方で熱交換した熱媒体を、第２熱媒体流路切替装置２３で合流させて利用側熱交換器２６に流入させ、第１熱媒体流路切替装置２２で分岐して熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂに戻るように制御される。また、熱媒体間熱交換器１５ａが熱媒体を冷却し、熱媒体間熱交換器１５ｂが熱媒体を加熱している場合は、第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３を切り換えて、冷却された熱媒体または加熱された熱媒体のいずれかを選択して、利用側熱交換器２６に流入させるように制御される。

　そして、空気調和装置１００では、圧縮機１０、第１冷媒流路切替装置１１、熱源側熱交換器１２、開閉装置１７、第２冷媒流路切替装置１８、熱媒体間熱交換器１５ａの冷媒流路、冷媒絞り装置１６、および、アキュムレーター１９を、冷媒配管４で接続して冷媒循環回路Ａを構成している。また、熱媒体間熱交換器１５ａの熱媒体流路、ポンプ２１、第１熱媒体流路切替装置２２、熱媒体流量調整装置２５、利用側熱交換器２６、および、第２熱媒体流路切替装置２３を、配管５で接続して熱媒体循環回路Ｂを構成している。つまり、熱媒体間熱交換器１５のそれぞれに複数台の利用側熱交換器２６が並列に接続され、熱媒体循環回路Ｂを複数系統としているのである。

　よって、空気調和装置１００では、室外機１と熱媒体変換機３とが、熱媒体変換機３に設けられている熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続され、熱媒体変換機３と室内機２とも、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂを介して接続されている。すなわち、空気調和装置１００では、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂで冷媒循環回路Ａを循環する熱源側冷媒と熱媒体循環回路Ｂを循環する熱媒体とが熱交換するようになっている。

　図３Ａは、実施の形態に係る空気調和装置（以下、空気調和装置１００Ａと称する）の回路構成の別の一例を示す概略回路構成図である。図３Ａに基づいて、熱媒体変換機３を親熱媒体変換機３ａと子熱媒体変換機３ｂとに分けた場合の空気調和装置１００Ａの回路構成について説明する。図３Ａに示すように、熱媒体変換機３は、親熱媒体変換機３ａと、子熱媒体変換機３ｂとで、筐体を分けて構成されている。このように構成することにより、図２に示したように１つの親熱媒体変換機３ａに対し、複数の子熱媒体変換機３ｂを接続することができる。

　親熱媒体変換機３ａには、気液分離器１４と、絞り装置１６ｃと、が設けられている。その他の構成要素については、子熱媒体変換機３ｂに搭載されている。気液分離器１４は、室外機１に接続する１本の冷媒配管４と、子熱媒体変換機３ｂの熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂに接続する２本の冷媒配管４と、に接続され、室外機１から供給される熱源側冷媒を蒸気状冷媒と液状冷媒とに分離するものである。絞り装置１６ｃは、気液分離器１４の液状冷媒の流れにおける下流側に設けられ、減圧弁や膨張弁としての機能を有し、熱源側冷媒を減圧して膨張させるものであり、冷房暖房混在運転時に、絞り装置１６ｃの出口を中圧に制御する。絞り装置１６ｃは、開度が可変に制御可能なもの、たとえば電子式膨張弁等で構成するとよい。このように構成することにより、親熱媒体変換機３ａに子熱媒体変換機３ｂをそれぞれ３本の配管で複数接続できるようになる。

［冷媒配管４］
　本実施の形態に係る空気調和装置１００は、幾つかの運転モードを具備している。これらの運転モードにおいては、室外機１と熱媒体変換機３とを接続する配管４には熱源側冷媒が流れている。

［配管５］
　本実施の形態に係る空気調和装置１００が実行する幾つかの運転モードにおいては、熱媒体変換機３と室内機２を接続する配管５には水や不凍液等の熱媒体が流れている。

　次に空気調和装置１００が実行する運転モードについて説明する。この空気調和装置１００は、各室内機２からの指示に基づいて、その室内機２で冷房運転あるいは暖房運転が可能になっている。つまり、空気調和装置１００は、室内機２の全部で同一運転をすることができるとともに、室内機２のそれぞれで異なる運転をすることができるようになっている。

　空気調和装置１００が実行する運転モードには、駆動している室内機２の全てが冷房運転を実行する全冷房運転モード、駆動している室内機２の全てが暖房運転を実行する全暖房運転モード、冷房負荷の方が大きい冷房主体運転モード、および、暖房負荷の方が大きい暖房主体運転モードがある。ここで、空気調和装置１００Ａが実行する各運転モードについても同様である。

　ここで、空気調和装置１００では、利用側熱交換器２６にて暖房負荷または冷房負荷のみが発生している場合は、対応する第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３を中間の開度にし、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂの双方に熱媒体が流れるようにしている。これにより、熱媒体間熱交換器１５ａおよび熱媒体間熱交換器１５ｂの双方を暖房運転または冷房運転に使用することができるため、伝熱面積が大きくなり、効率のよい暖房運転または冷房運転を行なうことができる。

　また、利用側熱交換器２６にて暖房負荷と冷房負荷とが混在して発生している場合は、暖房運転を行なっている利用側熱交換器２６に対応する第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３を加熱用の熱媒体間熱交換器１５ｂに接続される流路へ切り替え、冷房運転を行なっている利用側熱交換器２６に対応する第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３を冷却用の熱媒体間熱交換器１５ａに接続される流路へ切り替えることにより、各室内機２にて、暖房運転、冷房運転を自由に行なうことができる。

　なお、実施の形態で説明した第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３は、三方弁等の三方流路を切り替えられるもの、開閉弁等の二方流路の開閉を行なうものを２つ組み合わせる等、流路を切り替えられるものであればよい。また、ステッピングモーター駆動式の混合弁等の三方流路の流量を変化させられるもの、電子式膨張弁等の２方流路の流量を変化させられるものを２つ組み合わせる等して第１熱媒体流路切替装置２２および第２熱媒体流路切替装置２３として用いてもよい。この場合は、流路の突然の開閉によるウォーターハンマーを防ぐこともできる。さらに、実施の形態では、熱媒体流量調整装置２５が二方弁である場合を例に説明を行なったが、三方流路を持つ制御弁とし利用側熱交換器２６をバイパスするバイパス管と共に設置するようにしてもよい。

　また、利用側熱媒体流量制御装置２５は、ステッピングモーター駆動式で流路を流れる流量を制御できるものを使用するとよく、二方弁でも三方弁の一端を閉止したものでもよい。また、利用側熱媒体流量制御装置２５として、開閉弁等の二法流路の開閉を行うものを用い、ＯＮ／ＯＦＦを繰り返して平均的な流量を制御するようにしてもよい。

　また、第２冷媒流路切替装置１８が四方弁であるかのように示したが、これに限るものではなく、二方流路切替弁や三方流路切替弁を複数個用い、同じように熱源側冷媒が流れるように構成してもよい。

　本実施の形態に係る空気調和装置１００は、冷房暖房混在運転ができるものとして説明をしてきたが、これに限定するものではない。熱媒体間熱交換器１５および絞り装置１６がそれぞれ１つで、それらに複数の利用側熱交換器２６と熱媒体流量調整弁２５が並列に接続され、冷房運転か暖房運転のいずれかしか行なえない構成であっても同様の効果を奏する。

　また、利用側熱交換器２６と熱媒体流量調整弁２５とが１つしか接続されていない場合でも同様のことが成り立つのは言うまでもなく、更に熱媒体間熱交換器１５および絞り装置１６として、同じ動きをするものが複数個設置されていても、当然問題ない。さらに、熱媒体流量調整弁２５は、熱媒体変換機３に内蔵されている場合を例に説明したが、これに限るものではなく、室内機２に内蔵されていてもよく、熱媒体変換機３と室内機２とは別体に構成されていてもよい。

　熱媒体としては、たとえばブライン（不凍液）や水、ブラインと水の混合液、水と防食効果が高い添加剤の混合液等を用いることができる。したがって、空気調和装置１００においては、熱媒体が室内機２を介して室内空間７に漏洩したとしても、熱媒体に安全性の高いものを使用しているため安全性の向上に寄与することになる。

　また、一般的に、熱源側熱交換器１２および利用側熱交換器２６ａ～２６ｄには、送風機が取り付けられており、送風により凝縮あるいは蒸発を促進させる場合が多いが、これに限るものではなく、たとえば利用側熱交換器２６ａ～２６ｄとしては放射を利用したパネルヒータのようなものも用いることができるし、熱源側熱交換器１２としては、水や不凍液により熱を移動させる水冷式のタイプのものも用いることができ、放熱あるいは吸熱をできる構造のものであればどんなものでも用いることができる。

　また、ここでは、利用側熱交換器２６ａ～２６ｄが４つである場合を例に説明を行ったが、特に限定するものではなく幾つ接続してもよい。

　また、熱媒体間熱交換器１５ａ、１５ｂが２つである場合を例に説明を行ったが、当然、これに限るものではなく、熱媒体を冷却または／および加熱できるように構成すれば、幾つ設置してもよい。

　また、ポンプ２１ａ、２１ｂはそれぞれ一つとは限らず、複数の小容量のポンプを並列に並べてもよい。

　また、室外機１に設置する送風機については、本説明のシステムに限るものではなく、室内機まで冷媒を循環させる直膨式の空気調和装置においても、同様のことが成り立ち、同様の効果を奏する。

　以上のように、本実施の形態に係る空気調和装置（空気調和装置１００、空気調和装置１００Ａ）は、可燃性を有する熱源側冷媒が熱媒体変換機３の筐体内に漏洩した場合でも、変換機送風機６０を駆動させて所定の換気風量により熱源側冷媒を排出するようにしたので、熱媒体変換機３の筐体内の冷媒濃度の増加を防止でき、発火等を防ぎ、室外機１、空気調和装置の安全性を高めることができる。このとき、用いる熱源側冷媒の“ＬＦＬ”に合わせて換気風量を設定することにより、確実に発火等を防止することができる。このとき、冷媒量ｍ（ｋｇ）に対し、０．５５×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上の換気風量を確保するようにしたので、空気調和装置に利用する各種冷媒に対応することができる。このとき、熱媒体変換機３の冷媒配管、機器等の内容積に基づいて冷媒量を定めることで、安全を維持するために必要な換気風量を、より効率的に定めることができる。そして、冷媒密度が１０００（ｋｇ／ｍ³ ）とし、想定可能な最大の冷媒量により換気風量を定めることで、確実に発火等を防止することができる。

　また、冷媒濃度検出装置４０を設け、冷媒濃度センサー４１の検出に係る冷媒濃度を判断して変換機送風機６０を駆動させるようにしたので、冷媒濃度が所定濃度以上の場合に効率よく変換機送風機６０を駆動させることができる。また、熱媒体変換機３の冷媒流入出口に遮断装置５０を備え、冷媒濃度検出装置４０の判断に基づいて、熱媒体変換機３へ流入出する熱源側冷媒の流れを、遮断装置５０により遮断するようにしたので、漏れる熱源側冷媒の量を、熱媒体変換機３に閉じ込められた冷媒量のみに抑えることができる。また、漏れる冷媒量が少ないため、変換機送風機６０による換気風量Ｑを小さくすることができる。

　さらに、熱媒体変換機３の筐体の一部を開口して、開口部６１となる第一の穴６１Ａ、第二の穴６１Ｂを形成することで、熱媒体変換機３の筐体内に漏れた熱源側冷媒を排出することができ、筐体内の冷媒濃度を一定値未満にすることができる。このとき、開口部６１の合計開口面積が、熱媒体変換機３の筐体の表面積の１０％以上となるように開口するようにしたので、通風抵抗を大きくすることなく、熱媒体変換機３の筐体外に効率よく排出し、冷媒濃度を一定値未満にすることができ、安全な装置を得ることができる。

　１　熱源機（室外機）、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ　室内機、３，３ａ，３ｂ　熱媒体変換機、４，４ａ，４ｂ　冷媒配管、５，５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ　配管、６　室外空間、７　室内空間、８　空間、９　建物、９Ａ　通気口、１０　圧縮機、１１　第１冷媒流路切替装置（四方弁）、１２　熱源側熱交換器、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ　逆止弁、１４　気液分離器、１５ａ，１５ｂ　熱媒体間熱交換器、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ　絞り装置、１７ａ，１７ｂ　開閉装置、１８ａ，１８ｂ　第２冷媒流路切替装置、１９　アキュムレーター、２０　冷媒間熱交換器、２１ａ，２１ｂ　ポンプ（熱媒体送出装置）、２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ　第１熱媒体流路切替装置、２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、２３ｄ　第２熱媒体流路切替装置、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ　熱媒体流量調整装置、２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ　利用側熱交換器、３１ａ，３１ｂ　熱媒体流出温度検出装置、３４，３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ　熱媒体出口温度検出装置、３５，３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ　冷媒流入出温度検出装置、３６　冷媒圧力検出装置、４０　冷媒濃度検出装置、４１　冷媒濃度センサー、５０　遮断装置、６０　室外機送風機、６１　開口部、６１Ａ　第一の穴、６２Ｂ　第二の穴、７０　室外機制御装置、７１　変換機制御装置、１００，１００Ａ，　空気調和装置、Ａ　冷媒循環回路、Ｂ　熱媒体循環回路。

Claims (19)

1. 　可燃性の冷媒を送り出す圧縮機、前記冷媒の循環経路を切り替えるための冷媒流路切替装置、前記冷媒を熱交換させるための熱源側熱交換器、前記冷媒を圧力調整するための冷媒絞り装置および前記冷媒と前記冷媒と異なる熱媒体とを熱交換可能な熱媒体間熱交換器とを配管接続して前記冷媒を循環させる冷媒循環回路を構成する冷凍サイクル装置と、
   　前記熱媒体間熱交換器の熱交換に係る前記熱媒体を循環させるための熱媒体送出装置および前記熱媒体と空調対象空間に係る空気との熱交換を行う利用側熱交換器を配管接続して熱媒体循環回路を構成する熱媒体側装置と
   を備え、
   　少なくとも前記圧縮機、前記冷媒流路切替装置、前記熱源側熱交換器を室外機に収容し、少なくとも前記熱媒体間熱交換器、前記冷媒絞り装置を熱媒体変換機に収容し、前記利用側熱交換器を室内機に収容し、前記室外機、前記熱媒体変換機及び前記室内機をそれぞれ別体に形成し、互いに離れた位置に設置可能とし、
   　前記熱媒体変換機の筐体は、前記熱媒体間熱交換器の収容空間と該収容空間外とを通気可能にする開口部を有する空気調和装置。
2. 　前記開口部の総面積が、前記開口部の総面積を含む前記熱媒体変換機の筐体の表面積の１０％以上である請求項１に記載の空気調和装置。
3. 　送風を行う変換機送風機と
   　前記筐体内の冷媒濃度を所定濃度未満に維持するために前記変換機送風機を動作制御する制御装置とをさらに備える請求項１または請求項２に記載の空気調和装置。
4. 　前記制御装置は、前記室外機の前記圧縮機が停止している状態においても冷媒濃度を所定濃度未満に維持するために前記変換機送風機を動作させる請求項３に記載の空気調和装置。
5. 　前記筐体内の冷媒濃度を検出する冷媒濃度検出装置をさらに備え、
   　前記制御装置は、前記冷媒濃度検出装置の検出値に基づいて、前記変換機送風機を動作させる請求項３または請求項４に記載の空気調和装置。
6. 　前記熱媒体変換機の冷媒流入出口にそれぞれ設置して前記冷媒の流れを遮断する遮断装置をさらに備え、
   　前記制御装置は、前記冷媒濃度検出装置の前記検出値に基づいて前記遮断装置に冷媒の流れを遮断させる請求項５に記載の空気調和装置。
7. 　前記冷媒循環回路内の冷媒量ｍ（ｋｇ）に対し、前記変換機送風機の換気風量を０．５５×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上とする請求項３～請求項５のいずれかに記載の空気調和装置。
8. 　前記熱媒体変換機内の冷媒量ｍ（ｋｇ）に対し、前記変換機送風機の換気風量を０．５５×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上とする請求項６に記載の空気調和装置。
9. 　前記冷媒はＲ３２であり、前記変換機送風機の換気風量を０．７８４×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上とする請求項７または請求項８に記載の空気調和装置。
10. 　前記冷媒は、ＨＦＯ１２３４ｙｆであり、前記変換機送風機の換気風量Ｑを０．８３０×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上とする請求項７または請求項８に記載の空気調和装置。
11. 　前記冷媒は、少なくともＨＦＯ１２３４ｙｆとＲ３２との混合冷媒であり、前記変換機送風機の換気風量を（０．７８４×前記Ｒ３２の比率＋０．８３０×前記ＨＦＯ１２３４ｙｆの比率）×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上とする請求項７または請求項８に記載の空気調和装置。
12. 　前記冷媒は、プロパンであり、前記変換機送風機の換気風量を６．３×ｍ（ｍ³ ／ｍｉｎ）以上とする請求項７または請求項８に記載の空気調和装置。
13. 　前記室外機内の冷媒量ｍ（ｋｇ）は、前記室外機が行う運転における冷媒状態に基づく、前記室外機内に存在し得る最大冷媒量である請求項８～請求項１２のいずれかに記載の空気調和装置。
14. 　前記室外機内の冷媒量ｍ（ｋｇ）は、前記室外機内において冷媒が通過する冷媒配管および機器における内容積の合計値（ｍ³ ）と冷媒の密度（ｋｇ／ｍ³ ）との積とする請求項８～請求項１２のいずれかに記載の空気調和装置。
15. 　前記室外機内の冷媒量ｍ（ｋｇ）は、前記室外機内において冷媒が通過する冷媒配管および機器における内容積の合計値（ｍ³ ）と１０００（ｋｇ／ｍ³ ）との積とする請求項８～請求項１２のいずれかに記載の空気調和装置。
16. 　前記熱媒体循環回路は、前記複数の熱媒体間熱交換器及び複数の前記熱媒体送出装置を配管接続し、
    　さらに、各熱媒体間熱交換器の通過および各熱媒体送出装置の送出に係る熱媒体を選択して、前記利用側熱交換器に流入出させるための切り替えを行う熱媒体流路切替装置を配管接続して構成する請求項１～請求項１５のいずれかに記載の空気調和装置。
17. 　前記熱媒体流路切替装置を前記熱媒体変換機に収容する請求項１６に記載の空気調和装置。
18. 　前記熱媒体循環回路は、前記利用側熱交換器に流入出させる熱媒体の流量調整を行う熱媒体流量調整装置を配管接続して構成し、前記熱媒体流量調整装置を前記熱媒体変換機に収容する請求項１～請求項１７のいずれかに記載の空気調和装置。
19. 　前記室外機と前記熱媒体変換機との間および前記熱媒体変換機と前記室内機との間をそれぞれ２本の配管で接続したことを特徴とする請求項１６～請求項１８のいずれかに記載の空気調和装置。

Images