WO2018042490A1

WO2018042490A1 - 冷凍サイクル装置

Info

Publication number: WO2018042490A1
Application number: PCT/JP2016/075197
Authority: WO
Inventors: 康平名島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2016-08-29
Filing date: 2016-08-29
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2019-02-28

Abstract

冷房運転再開時の立ち上がり性の向上、及び、冷媒漏洩時における安全性の向上を図った冷凍サイクル装置を提供する。冷凍サイクル装置(100A)は、圧縮機(11)、逆止弁(12)、第１熱交換器(14)、冷媒遮断装置(54)、絞り装置(53)、及び、第２熱交換器(51)を冷媒配管(4)で順次接続した冷媒回路と、第２熱交換器の冷媒出入口を高圧逃し装置(52)を介してバイパス配管(59A)で接続したバイパス回路と、を有し、圧縮機、冷媒遮断装置及び高圧逃し装置の動作を制御する制御装置(70)を設け、制御装置は、運転を停止させる際、圧縮機の駆動を停止させ、圧縮機の停止と同時、あるいは、圧縮機の停止後設定時間以内に、冷媒遮断装置を閉じる。

Description

冷凍サイクル装置

　本発明は、空気調和装置等として利用される冷凍サイクル装置に関するものである。

　例えば、ビル用マルチエアコン等の空気調和装置は、熱源機（室外機）が建物の外部に配置され、利用側機（室内機）が建物の内部に配置され、それらに搭載されている各要素を配管接続した冷媒回路を有している。このような空気調和装置の冷媒回路に循環させる冷媒は、暖房運転時、利用側機の熱交換器に供給される空気に放熱して、この空気を加熱する。そして、加熱された空気が、空調対象空間に送り込まれて暖房が行われる。また、冷房運転時、冷媒は、利用側機の熱交換器に供給される空気から吸熱して、この空気を冷却する。そして、冷却された空気が、空調対象空間に送り込まれて冷房が行われる。

　このような空気調和装置においては、快適性の観点から、冷房運転停止後、次回冷房運転開始時の立ち上りをよくすることが求められている。そこで、冷房運転再開時の立ち上りをよくするため、冷媒回路内に液冷媒を溜める、つまり液封回路を生成するようにした空気調和装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

　また、近年、オゾン層保護の観点および地球温暖化防止の観点から、可燃性をもつ冷媒であるＨＦＣ系冷媒のＲ３２（ジフルオロメタン）、ハイドロフルオロオレフィン系の冷媒（ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ等）、Ｒ３２やＨＦＯ系との混合冷媒、もしくは、Ｒ２９０（プロパン）やＲ６００ａ（イソブタン）などの自然冷媒が注目されている。

　ただし、Ｒ３２冷媒及びＲ２９０冷媒などは、可燃性冷媒のため、安全性に対して十分に配慮した製品を設計しなければならない。Ｒ２９０冷媒は、強い可燃性を有しており取り扱いは十分に注意が必要となる。Ｒ３２冷媒は、Ｒ２９０冷媒に比べて可燃性が低く、Ｒ２２冷媒及びＲ４１０Ａ冷媒の不燃性冷媒と比較的類似の製品設計が行えるが、やはり可燃性を有するため、安全設計は必要となる。このため、Ｒ３２冷媒及びＲ２９０冷媒などの可燃性冷媒を用いる場合には、安全性向上のためにコストを投入する必要がある。

特開昭６２－２５２８６２号公報

　しかしながら、特許文献１に記載されている空気調和装置においては、冷房運転停止後に液冷媒を冷媒回路内（配管内）に溜め、一方の電動弁の開度を全閉に近い開度に固定することで、配管内の圧力の上昇を抑制しているが、電動弁の開度を全閉に近い開度で固定しているため、外気温度の上昇等により配管内の圧力の上昇を効果的に抑制できない。また、一方の電動弁の開度を大きくすると、配管内の圧力の上昇を抑制できるものの、冷房運転再開時の立ち上がりが悪化してしまう。

　また、例えば、既存のＲ２２冷媒もしくはＲ４１０Ａを用いた空気調和装置は、可燃性冷媒を採用することを想定していないため、可燃性冷媒を採用した際の安全性への配慮が欠ける。特許文献１においても、配管内の圧力の上昇に対する対策が十分に考慮されているとは言えない。

　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、冷房運転再開時の立ち上がり性の向上、及び、冷媒漏洩時における安全性の向上を図った冷凍サイクル装置を提供することを目的とする。

　本発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、逆止弁、第１熱交換器、冷媒遮断装置、絞り装置、及び、第２熱交換器を冷媒配管で順次接続した冷媒回路を有し、前記圧縮機及び前記冷媒遮断装置の動作を制御する制御装置を設け、前記制御装置は、運転を停止させる際、前記圧縮機の駆動を停止させ、前記圧縮機の停止と同時、あるいは、前記圧縮機の停止後設定時間以内に、前記冷媒遮断装置を閉じるものである。

　本発明に係る冷凍サイクル装置は、運転を停止させる際、圧縮機の駆動を停止させ、圧縮機の停止と同時、あるいは、圧縮機の停止後設定時間以内に、冷媒遮断装置を閉じるので、冷房運転再開時の立ち上がり性を向上させることができ、加えて冷媒漏洩時における安全性も向上できる。

本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷房運転モード停止時の処理の流れを示す制御フローチャートである。本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置に冷媒漏洩検知手段を設けた状態を例に示す概略構成図である。本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷房運転モード時における冷媒漏洩時の処理の流れを示す制御フローチャートである。本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の暖房運転モード時における冷媒漏洩時の処理の流れを示す制御フローチャートである。本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の他の一例を示す概略構成図である。本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。

　以下、図面を適宜参照しながら本発明の実施の形態について説明する。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、図１を含め、以下の図面において、同一の符号を付したものは、同一又はこれに相当するものであり、このことは明細書の全文において共通することとする。さらに、明細書全文に表わされている構成要素の形態は、あくまでも例示であって、これらの記載に限定されるものではない。

実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１に係る冷凍サイクル装置（以下、冷凍サイクル装置１００Ａと称する）の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図１に基づいて、冷凍サイクル装置１００Ａについて説明する。冷凍サイクル装置１００Ａは、例えば、空調対象空間を暖房又は冷房する空気調和装置として利用される。なお、以下の説明においては、冷凍サイクル装置１００Ａが空気調和装置である場合を例として説明する。また、図１では、冷凍サイクル装置１００Ａが実行する冷房運転モード時の冷媒の流れを破線矢印で、暖房運転モード時の冷媒の流れを実線矢印で、それぞれ示している。

＜冷凍サイクル装置１００Ａの構成＞
　冷凍サイクル装置１００Ａは、冷媒を循環させる冷凍サイクルを有しており、各室内機５０が運転モードとして冷房運転モードあるいは暖房運転モードを自由に選択できるものである。具体的には、冷凍サイクル装置１００Ａは、冷媒流路切替装置１３により、各室内機５０の運転モードを冷房運転モード又は暖房運転モードにすることができる。

　冷凍サイクル装置１００Ａは、熱源機である室外機１０と、利用側機である室内機５０と、を有している。室外機１０と室内機５０は、冷媒配管４で接続されている。また、図１では、２台の室内機５０（室内機５０ａ、室内機５０ｂ）が、１台の室外機１０に対して並列に接続されている場合を例に示しているが、室外機１０及び室内機５０の台数を特に限定するものではない。

　なお、以下の説明において、室内機５０ａと室内機５０ｂとを特に区別する必要がない場合には、室内機５０としてまとめて説明するものとする。また、室内機５０ａ、室内機５０ｂに搭載されている各構成についてもそれぞれ符号の末尾に「ａ」、「ｂ」を付記して図示するが、特に区別する必要がない場合には「ａ」、「ｂ」を省略して説明するものとする。

（室外機１０）
　室外機１０は、空調対象空間とは別空間（例えば屋外）に設置され、室内機５０に冷熱又は温熱を供給する機能を有する。
　室外機１０は、圧縮機１１、逆止弁１２、冷媒流路切替装置１３、熱源側熱交換器１４、及び、アキュムレータ１６を有している。また、室外機１０には、室外ファン１５が搭載されている。

　圧縮機１１は、アキュムレータ１６を介して流入してきた冷媒を圧縮して高温、高圧のガス冷媒として吐出するものである。圧縮機１１は、例えば、ロータリ圧縮機、スクロール圧縮機、スクリュー圧縮機、往復圧縮機等で構成することができる。また、圧縮機１１を容量制御可能なインバータ圧縮機で構成するとよい。熱源側熱交換器１４が凝縮器として機能する場合、圧縮機１１から吐出された冷媒は、冷媒配管４を通り、熱源側熱交換器１４へ送られる。熱源側熱交換器１４が蒸発器として機能する場合、圧縮機１１から吐出された冷媒は、冷媒配管４を通り、室内機５０を経由した後に、熱源側熱交換器１４へ送られる。

　逆止弁１２は、圧縮機１１の吐出側に設けられ、冷媒の流れを一方向のみに許容するものである。

　冷媒流路切替装置１３は、圧縮機１１の吐出側に設けられ、暖房運転モードと冷房運転モードとにおいて冷媒の流れを切り替えるものである。冷媒流路切替装置１３は、例えば、二方弁又は三方弁の組み合わせ、あるいは、四方弁等で構成することができる。ただし、冷凍サイクル装置１００Ａが冷房専用機である場合、冷媒流路切替装置１３を設ける必要はない。

　熱源側熱交換器１４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し、室外ファン１５等の流体搬送装置から供給される空気等の熱交換流体と冷媒との間で熱交換を行なうものである。熱源側熱交換器１４は、例えば、フィン・アンド・チューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、プレート熱交換器等で構成することができる。なお、ここでは、熱源側熱交換器１４がフィン・アンド・チューブ型熱交換器である場合を例に説明する。

　室外ファン１５は、流体搬送装置の一例であり、熱源側熱交換器１４に熱交換流体である空気を供給するものである。室外ファン１５は、例えば複数の翼を有するプロペラファンで構成することができる。なお、室外ファン１５は、熱源側熱交換器１４に空気を供給可能な場所に設置されていればよい。また、熱源側熱交換器１４のタイプに応じて、熱源側熱交換器１４に熱交換流体を供給する流体搬送装置も変化する。例えば、熱交換流体が水又はブラインなどの場合には、室外ファン１５ではなく、ポンプが流体搬送装置として室外機１０に搭載される。

　アキュムレータ１６は、圧縮機１１の吸入側に設けられ、暖房運転モード時と冷房運転モード時との違いによる余剰冷媒、過渡的な運転の変化（たとえば、室内機５０の運転台数の変化）、あるいは、負荷条件によって発生した余剰冷媒を貯留するものである。アキュムレータ１６では、液冷媒とガス冷媒とを分離するものであり、ガス冷媒のみが圧縮機１１に供給される。ただし、アキュムレータ１６は、冷凍サイクル装置１００Ａの冷媒回路構成に必須のものではない。

　また、室外機１０には、冷凍サイクル装置１００Ａを統括制御する制御装置７０を有している。制御装置７０には各アクチュエータ（駆動部品）が接続され、制御装置７０は各アクチュエータの動作を制御する。アクチュエータとしては、例えば、圧縮機１１、冷媒流路切替装置１３、室外ファン１５、冷媒遮断装置５４、絞り装置５３、高圧逃し装置５２、室内ファン５６等が挙げられる。

　制御装置７０は、圧力検知手段５５、その他の図示省略の各種センサーからの検出値に基づき、各アクチュエータの動作を制御する。制御装置７０は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコンまたはＣＰＵのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。
　また、制御装置７０が室外機１０に搭載されている場合を例に示しているが、搭載場所を特に限定するものではない。さらに、室内機５０にも制御装置を備え、制御装置７０と通信可能にしておくことも可能である。室内機５０に制御装置を備える場合、リモコンなどからの指示が室内機５０の制御装置を介して制御装置７０に入力される。

（室内機５０）
　室内機５０は、空調対象空間に冷熱又は温熱を供給する空間（例えば屋内）に設置され、室外機１０から供給される冷熱又は温熱により空調対象空間を冷房又は暖房する機能を有する。
　室内機５０は、利用側熱交換器５１、絞り装置５３、冷媒遮断装置５４、圧力検知手段５５、及び、高圧逃し装置５２を有している。また、室内機５０には、室内ファン５６が搭載されている。
　さらに、室内機５０には、利用側熱交換器５１を迂回するバイパス配管５９Ａが設けられている。

　利用側熱交換器５１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し、室内ファン５６等の流体搬送装置から供給される空気等の熱交換流体と熱媒体との間で熱交換を行ない、室内空間等の空調対象空間に供給する暖房用空気あるいは冷房用空気を生成するものである。利用側熱交換器５１は、例えば、フィン・アンド・チューブ型熱交換器、マイクロチャネル熱交換器、シェルアンドチューブ式熱交換器、ヒートパイプ式熱交換器、二重管式熱交換器、プレート熱交換器等で構成することができる。なお、ここでは、利用側熱交換器５１がフィン・アンド・チューブ型熱交換器である場合を例に説明する。

　室内ファン５６は、流体搬送装置の一例であり、利用側熱交換器５１に熱交換流体である空気を供給するものである。室内ファン５６は、例えば複数の翼を有するプロペラファンで構成することができる。なお、室内ファン５６は、利用側熱交換器５１に空気を供給可能な場所に設置されていればよい。また、利用側熱交換器５１のタイプに応じて、利用側熱交換器５１に熱交換流体を供給する流体搬送装置も変化する。例えば、熱交換流体が水又はブラインなどの場合には、室内ファン５６ではなく、ポンプが流体搬送装置として室内機５０に搭載される。

　絞り装置５３は、利用側熱交換器５１又は熱源側熱交換器１４を経由した冷媒を膨張させて減圧するものである。絞り装置５３は、例えば冷媒の流量を調整可能な電動膨張弁等で構成するとよい。なお、絞り装置５３としては、電動膨張弁だけでなく、受圧部にダイアフラムを採用した機械式膨張弁、または、キャピラリーチューブ等を適用することも可能である。

　バイパス配管５９Ａは、利用側熱交換器５１の冷媒出入口を接続することで、利用側熱交換器５１を迂回するように設けられている。

　冷媒遮断装置５４は、冷媒配管４を開閉することで冷媒の流れを遮断するものである。冷媒遮断装置５４は、絞り装置５３の利用側熱交換器５１とは反対側、つまり冷房運転モード時の冷媒の流れにおいて絞り装置５３の上流側に設けられている。冷媒遮断装置５４は、例えば、冷媒配管４を開閉できる電磁弁等で構成することができる。

　圧力検知手段５５は、設置箇所の冷媒配管４を流れる冷媒の圧力を検知するものである。圧力検知手段５５は、冷媒遮断装置５４の絞り装置５３とは反対側、つまり冷房運転モード時の冷媒の流れにおいて冷媒遮断装置５４の上流側に設けられている。圧力検知手段５５は、例えば、圧力センサーで構成することができる。

　高圧逃し装置５２は、バイパス配管５９Ａを開閉することで冷媒の流れを許容するものである。高圧逃し装置５２は、バイパス配管５９Ａに設けられている。高圧逃し装置５２は、例えば、バイパス配管５９Ａを開閉できる電磁弁等で構成することができる。

（冷凍サイクル装置１００Ａの冷媒回路構成）
　そして、冷房運転モード時の冷媒の流れにおいて、圧縮機１１、冷媒流路切替装置１３、熱源側熱交換器１４、冷媒遮断装置５４、絞り装置５３、利用側熱交換器５１、アキュムレータ１６が、冷媒配管４によって接続され、冷媒回路が形成される。
　また、利用側熱交換器５１の冷媒出入口がバイパス配管５９Ａによって接続され、バイパス回路が形成される。つまり、バイパス配管５９Ａに冷媒が流れる場合には、圧縮機１１、冷媒流路切替装置１３、熱源側熱交換器１４、高圧逃し装置５２、アキュムレータ１６が、冷媒配管４及びバイパス配管５９Ａによって接続され、冷媒が流れるようになっている。

＜冷凍サイクル装置１００Ａが実行する運転モード＞
　次に、冷凍サイクル装置１００Ａが実行する運転モードについて、冷媒の流れとともに説明する。
　冷凍サイクル装置１００Ａは、室内機５０からの指示に基づいて、室内機５０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、冷凍サイクル装置１００Ａでは、接続されている室内機５０の全部で冷房運転又は暖房運転の同一運転を実行することができる。
　また、各アクチュエータの動作は、制御装置７０により制御される。

（冷房運転モード）
　まず、冷凍サイクル装置１００Ａが実行する冷房運転モードについて説明する。なお、冷房運転モード時の冷媒の流れは、図１の破線矢印で示している。ここでは、熱交換流体が空気であり、被熱交換流体が冷媒である場合を例に、冷凍サイクル装置１００Ａの冷房運転モードについて説明する。

　冷凍サイクル装置１００Ａが冷房運転モードを実行する場合、室外機１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒を、熱源側熱交換器１４を経由し、利用側熱交換器５１へ流入させるように、冷媒流路切替装置１３を切り替える。

　低温・低圧の冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温、高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１１から吐出された高温、高圧のガス冷媒は、逆止弁１２及び冷媒流路切替装置１３を経由して、熱源側熱交換器１４に流入する。熱源側熱交換器１４に流入した冷媒は、室外ファン１５により供給される空気と熱交換され（凝縮され）、高温、高圧の液冷媒となって熱源側熱交換器１４から流出する。

　熱源側熱交換器１４から流出した高温、高圧の液冷媒は、冷媒配管４を通って室内機５０に流入する。室内機５０に流入した高温、高圧の液冷媒は、冷媒遮断装置５４を経由した後、利用側熱交換器５１の手前に設けられた絞り装置５３によって低温、低圧の液冷媒（又は二相冷媒）となり、利用側熱交換器５１に流入する。利用側熱交換器５１に流入した冷媒は、室内ファン５６により供給される空気と熱交換され（蒸発され）、低温、低圧のガス冷媒となって利用側熱交換器５１から流出する。利用側熱交換器５１において冷媒が空気から吸熱することで、空調対象空間が冷房されることになる。

　利用側熱交換器５１から流出した冷媒は、冷媒配管４を通り、再び室外機１０に流入する。室外機１０に流入した冷媒は、冷媒流路切替装置１３及びアキュムレータ１６を介して圧縮機１１へ再度吸入される。以下、このサイクルが繰り返される。

（暖房運転モード）
　次に、冷凍サイクル装置１００Ａが実行する暖房運転モードについて説明する。なお、暖房運転モード時の冷媒の流れは、図１の実線矢印で示している。ここでは、熱交換流体が空気であり、被熱交換流体が冷媒である場合を例に、冷凍サイクル装置１００Ａの暖房運転モードについて説明する。

　冷凍サイクル装置１００Ａが暖房運転モードを実行する場合、室外機１０では、圧縮機１１から吐出された冷媒を、熱源側熱交換器１４を経由せずに、利用側熱交換器５１へ流入させるように、冷媒流路切替装置１３を切り替える。

　低温・低圧の冷媒が圧縮機１１によって圧縮され、高温、高圧のガス冷媒となって吐出される。圧縮機１１から吐出された高温、高圧のガス冷媒は、逆止弁１２及び冷媒流路切替装置１３を経由して、利用側熱交換器５１に流入する。利用側熱交換器５１に流入した冷媒は、室内ファン５６により供給される空気と熱交換され（凝縮され）、高温、高圧の液冷媒となって利用側熱交換器５１から流出する。利用側熱交換器５１において冷媒が空気に放熱することで、空調対象空間が暖房されることになる。

　利用側熱交換器５１から流出した高温、高圧の液冷媒は、絞り装置５３によって低温、低圧の液冷媒（又は二相冷媒）となる。この冷媒は、冷媒遮断装置５４を経由して、室外機１０の熱源側熱交換器１４に流入する。熱源側熱交換器１４に流入した冷媒は、室外ファン１５により供給される空気と熱交換され（蒸発され）、低温、低圧のガス冷媒となって熱源側熱交換器１４から流出する。

　熱源側熱交換器１４から流出した冷媒は、冷媒流路切替装置１３及びアキュムレータ１６を介して圧縮機１１へ再度吸入される。以下、このサイクルが繰り返される。

＜冷媒遮断装置５４の利用時の動作＞
　ここで、冷媒遮断装置５４の利用時の冷凍サイクル装置１００Ａの動作について説明する。上述した冷房運転モード及び暖房運転モードにおいては、冷媒遮断装置５４が制御装置７０により開制御されており、冷媒が冷媒遮断装置５４を通過するようになっている。
　また、冷凍サイクル装置１００Ａは、冷媒遮断装置５４を利用することで、冷房運転再開時の立ち上がり性の向上、及び、冷媒漏洩時における安全性の向上を図るようにしている。

（冷房運転モード停止時の動作）
　まず、冷凍サイクル装置１００Ａの冷房運転再開時の立ち上がり性の向上について説明する。図２は、冷凍サイクル装置１００Ａの冷房運転モード停止時の処理の流れを示す制御フローチャートである。

　制御装置７０は、冷房運転の停止指示があるまで、冷房運転モードを継続する（ステップ１０１：Ｎｏ）。
　冷房運転の停止指示があると、制御装置７０は、冷房運転モードを停止する（ステップ１０１：Ｙｅｓ）。

　冷房運転モードを停止すると、制御装置７０は圧縮機１１の駆動を停止する（ステップ１０２）。圧縮機１１が停止すると同時、あるいは圧縮機１１の停止直後（停止後設定時間以内）に、制御装置７０は、冷媒遮断装置５４を閉じる（ステップ１０３）。冷媒遮断装置５４が閉じられることで、直前の冷房運転モードの状態が保持される。つまり、室外機１０の逆止弁１２から室内機５０の利用側熱交換器５１の手前までの冷媒配管４の内部に冷媒が滞留し、圧力が高圧の状態となる。
　なお、圧縮機１１が停止されてから冷媒遮断装置５４が閉じられるまでの設定時間は３秒以内とする。

　冷媒遮断装置５４が設けられていない従来の冷媒回路では、圧縮機の停止時において、室内機に設けられた絞り手段が開くように制御されていた。つまり、圧縮機の停止時に、冷媒回路内を均圧し、液冷媒をアキュムレータ等に溜めるようにしていた。そのため、次回の冷房運転モード開始時においては、アキュムレータに溜まった液冷媒を追い出す必要があり、冷凍サイクルが安定状態となるまで時間がかかっていた。

　それに対し、冷凍サイクル装置１００Ａでは、冷房運転モード停止時に冷媒遮断装置５４を閉じて冷媒配管４の内部を高圧の状態を保つようにしている。こうすることで、次回の冷房運転モード時にアキュムレータ１６に溜まった液冷媒を追い出す必要がなく、安定状態となるまでの時間が短縮される。従って、冷凍サイクル装置１００Ａによれば、冷房運転モード再開時の立ち上がり性が向上したものになる。
　冷房運転モード再開時、制御装置７０は、冷媒遮断装置５４の開制御と同時、あるいは冷媒遮断装置５４の開制御直後（開制御後設定時間以内）に、圧縮機１１を起動する。
　なお、冷媒遮断装置５４が開制御されてから圧縮機１１が起動するまでの設定時間は３秒以内とする。

　なお、圧縮機１１が停止しているため、圧縮機１１に逆圧がかかることが懸念されるが、圧縮機１１と冷媒流路切替装置１３との間に逆止弁１２を設けることで圧縮機１１に逆圧がかからず、圧縮機１１を保護できる。逆圧とは、圧縮機１１の吐出圧力が吐出された先の圧力よりも低くなってしまい、圧力差が逆転することである。

　また、冷媒遮断装置５４を閉じると、逆止弁１２から冷媒遮断装置５４までが閉塞回路となる。そこで、冷凍サイクル装置１００Ａでは、保護装置を設けている。保護装置は、高圧逃し装置５２、圧力検知手段５５、及び、バイパス配管５９Ａで構成される。上述したように、圧力検知手段５５は冷媒遮断装置５４の一次側（冷房運転モード時の冷媒の流れ上流側）に設けられている。また、高圧逃し装置５２は、バイパス配管５９Ａに設けられている。さらに、バイパス配管５９Ａは、冷媒遮断装置５４の一次側から利用側熱交換器５１の二次側（冷房運転モード時の冷媒の流れ下流側）へ高圧冷媒をバイパスする構造となっている。

　例えば、冷媒遮断装置５４を閉じた後、圧力検知手段５５にて検知される圧力が、設定圧力（例えば４．０５ＭＰａ）以上であった場合、高圧逃し装置５２を開くようにするとよい。なお、設定圧力は、設計圧及び圧力検知手段５５の誤差によって定めればよい。

　冷媒遮断装置５４が、例えば、故障し閉じることができなくなった場合は、絞り装置５３を冷媒遮断装置５４の代用としてもよい。

　高圧逃し装置５２としては、Ｃｖ値０．０５以上の弁を用いると、閉塞回路内の圧力急上昇に対応することができる。Ｃｖ値０．０５以上の弁を高圧逃し装置５２として用いる場合は、弁の開時間を例えば２０秒以下とするとよい。

（冷媒漏洩時の動作）
　次に、冷凍サイクル装置１００Ａの冷媒漏洩時の安全性の向上について説明する。図３は、冷凍サイクル装置１００Ａに冷媒漏洩検知手段５７を設けた状態を例に示す概略構成図である。図４は、冷凍サイクル装置１００Ａの冷房運転モード時における冷媒漏洩時の処理の流れを示す制御フローチャートである。図５は、冷凍サイクル装置１００Ａの暖房運転モード時における冷媒漏洩時の処理の流れを示す制御フローチャートである。

　冷凍サイクル装置１００Ａで使用する冷媒を特に限定するものではないが、可燃性をもつ冷媒（以下、可燃性冷媒と称する）を使用することも想定される。可燃性冷媒としては、例えば、ＨＦＣ系冷媒のＲ３２（ジフルオロメタン）、ハイドロフルオロオレフィン系の冷媒（ＨＦＯ１２３４ｙｆ、ＨＦＯ１２３４ｚｅ等）、Ｒ３２やＨＦＯ系との混合冷媒、もしくは、Ｒ２９０（プロパン）やＲ６００ａ（イソブタン）などの自然冷媒が存在している。

　可燃性冷媒を使用する場合、安全性に配慮するため冷媒漏洩対策を考慮した構成が求められる。そこで、冷凍サイクル装置１００Ａでは、冷媒漏洩検知手段５７を室内機５０に設け、冷媒漏洩を検知した際に冷媒遮断装置５４を閉じることで、室内機５０に可燃性冷媒を送らないようにしている。

　具体的には、図３に示すように、冷凍サイクル装置１００Ａは、室内機５０に冷媒漏洩検知手段５７を備える。冷媒漏洩検知手段５７は、空調対象空間の冷媒の濃度を検知するものである。例えば、冷媒漏洩検知手段５７は、濃度センサーにより構成することができる。冷媒漏洩検知手段５７の設置位置を特に限定するものではないが、冷媒漏洩発生の可能性が高い位置に設置するとよい。冷媒漏洩検知手段５７で検知された情報は、制御装置７０に送られ、基準値と比較されることになる。

　冷房運転モード中において、制御装置７０は、冷房が漏洩していない場合、冷房運転モードを継続する（ステップ２０１：Ｎｏ）。
　冷媒漏洩を検知すると、制御装置７０は、冷房運転モードを停止する（ステップ２０１：Ｙｅｓ）。冷媒漏洩の検知は、冷媒漏洩検知手段５７から送られる検知情報と基準値との比較により行われる。つまり、制御装置７０は、改め設定されている基準値と冷媒漏洩検知手段５７から送られてくる検知情報とを比較し、検知情報が基準値以上であれば冷媒漏洩であると検知し、検知情報が基準値より下回っていれば冷媒漏洩であると検知しない。

　冷房運転モードを停止すると、制御装置７０は圧縮機１１の駆動を停止する（ステップ２０２）。圧縮機１１が停止すると同時、あるいは圧縮機１１の停止直後（停止後設定時間以内）に、制御装置７０は、冷媒遮断装置５４を閉じる（ステップ２０３）。冷媒遮断装置５４が閉じられることで、冷媒の流れがストップし、室内機５０への冷媒の流入を阻止することができる。
　なお、圧縮機１１が停止されてから冷媒遮断装置５４が閉じられるまでの設定時間は３秒以内とする。

　冷凍サイクル装置１００Ａでは、冷媒漏洩時に冷媒遮断装置５４を閉じて冷媒の流れをストップするようにしている。こうすることで、室内機５０において発生している冷媒漏洩の拡大を抑制することができる。従って、冷凍サイクル装置１００Ａによれば、冷媒漏洩時の安全性が向上したものになる。

　なお、暖房運転モード時における冷媒漏洩検時の処理の流れを図５に示しているが、冷房運転モード時と基本的に同様である。

　冷房運転モード停止時の動作と同様に、逆止弁１２により、圧縮機１１を保護できる。
　また、保護装置により高圧冷媒をバイパスすることも冷房運転モード停止時の動作と同様である。
　さらに、絞り装置５３を、冷媒遮断装置５４の代用としたり、冷媒遮断装置５４と併用したりしてもよい。

　図３では、冷媒漏洩検知手段５７を室内機５０に設けた構成を例に図示したが、冷媒漏洩検知手段５７を設けずに、圧力検知手段５５で検知される圧力値の変動により冷媒漏洩を検知するようにしてもよい。
　また、制御装置７０は、冷媒漏洩を検知した際に冷媒漏洩検知を報知可能にしておくとよい。

＜冷凍サイクル装置１００Ａの他の回路構成例＞
　図６は、冷凍サイクル装置１００Ａの冷媒回路構成の他の一例を示す概略構成図である。なお、図６では、冷凍サイクル装置１００Ａが実行する冷房運転モード時の冷媒の流れを破線矢印で、暖房運転モード時の冷媒の流れを実線矢印で、それぞれ示している。

　図１及び図３では、圧力検知手段５５を室内機５０のそれぞれに設けた構成を図示していたが、図６では、圧力検知手段５５を室外機１０に設けた構成を図示している。

　図６に示すように、圧力検知手段５５を室外機１０に設けることで、複数の室内機５０において１つの圧力検知手段５５を共通して利用できることになる。そのため、圧力検知手段５５の個数を削減することができる。

　例えば、制御装置７０により冷媒遮断装置５４ａ又は冷媒遮断装置５４ｂのいずれかを閉じた後、圧力検知手段５５にて検知される圧力が、設定圧力以上であった場合、対応する高圧逃し装置５２を開くようにするとよい。なお、設定圧力は、設計圧、圧力検知手段５５の誤差、及び、ヘッド差によって定めればよい。

＜冷凍サイクル装置１００Ａの奏する効果＞
　以上のように、冷凍サイクル装置１００Ａは、圧縮機１１、逆止弁１２、第１熱交換器である熱源側熱交換器１４、冷媒遮断装置５４、絞り装置５３、及び、第２熱交換器である利用側熱交換器５１を冷媒配管４で順次接続した冷媒回路と、利用側熱交換器５１の冷媒出入口を高圧逃し装置５２を介してバイパス配管５９Ａで接続したバイパス回路と、を有し、圧縮機１１、冷媒遮断装置５４及び高圧逃し装置５２の動作を制御する制御装置７０を設け、制御装置７０が、運転を停止させる際、圧縮機１１の駆動を停止させ、圧縮機１１の停止と同時、あるいは、圧縮機１１の停止直後に、冷媒遮断装置５４を閉じる。

　そのため、冷凍サイクル装置１００Ａでは、運転停止時（例えば、冷房運転モード停止時、又は、冷媒漏洩検知時における運転停止時）に冷媒遮断装置５４を閉じて逆止弁１２から冷媒遮断装置５４までの冷媒配管４の内部を高圧の状態を保つようにできる。
　こうすることで、冷房運転モードを停止した場合であれば、次回の冷房運転モード時が、安定状態となるまでの時間が短縮される。つまり、冷凍サイクル装置１００Ａによれば、冷房運転モード再開時の立ち上がり性が向上したものになる。
　また、冷媒漏洩時の運転停止であれば、冷媒の流れをストップできる。つまり、冷凍サイクル装置１００Ａによれば、冷媒漏洩時における冷媒漏洩の拡大を抑制することができ、安全性が向上したものになる。

　冷凍サイクル装置１００Ａでは、圧縮機１１、逆止弁１２、及び、熱源側熱交換器１４を熱源機である室外機１０に収容し、冷媒遮断装置５４、絞り装置５３、利用側熱交換器５１、高圧逃し装置５２、及び、バイパス配管５９Ａを利用側機である室内機５０に収容している。
　そのため、冷凍サイクル装置１００Ａによれば、冷媒回路の構成を複雑化しないで済む。

　冷凍サイクル装置１００Ａは、制御装置７０が、冷媒遮断装置５４を閉じた後、逆止弁１２から冷媒遮断装置５４までの冷媒の圧力が設定圧力以上となった場合、高圧逃し装置５２を開くようにしている。
　そのため、冷凍サイクル装置１００Ａによれば、冷房運転モード再開時の立ち上がり性を確保しつつ、安全性が向上したものになる。

　冷凍サイクル装置１００Ａによれば、高圧逃し装置５２の開時間を、高圧逃し装置５２のＣｖ値によって設定しているので、応答性が早く、冷媒遮断装置５４を閉じた際の閉塞回路内の圧力急上昇に対応することができ、更に安全性に寄与できる。

　冷凍サイクル装置１００Ａは、圧縮機１１の吐出側に冷媒流路切替装置１３を設け、冷媒回路を循環させる冷媒に可燃性冷媒を用い、制御装置７０が、冷媒漏洩を検知した際、利用側熱交換器５１が蒸発器又は凝縮器として作用する運転を停止させる。
　そのため、冷凍サイクル装置１００Ａでは、冷房運転中であっても暖房運転中であっても冷媒漏洩時、冷媒遮断装置５４を閉じて冷媒の流れをストップでき、冷媒漏洩の拡大を抑制することができる。

　冷凍サイクル装置１００Ａによれば、空調対象空間（例えば、室内機５０が設置される空間）での可燃性冷媒の濃度を検知する冷媒漏洩検知手段５７を設けたので、冷媒漏洩の発生に迅速に対応することができる。

　冷凍サイクル装置１００Ａによれば、制御装置７０が、運転再開時、冷媒遮断装置５４の開制御と同時、あるいは、冷媒遮断装置５４の開制御直後（開制御後設定時間以内）に、圧縮機１１を起動するので、迅速に運転が再開されることになる。

実施の形態２．
　図７は、本発明の実施の形態２に係る冷凍サイクル装置（以下、冷凍サイクル装置１００Ｂと称する）の冷媒回路構成の一例を示す概略構成図である。図７に基づいて、冷凍サイクル装置１００Ｂについて説明する。なお、冷凍サイクル装置１００Ｂは、本発明に係る冷凍サイクル装置の一例であり、空調対象空間を暖房又は冷房可能に構成されている。また、図７では、冷凍サイクル装置１００Ｂが実行する冷房運転モード時の冷媒の流れを破線矢印で、暖房運転モード時の冷媒の流れを実線矢印で、それぞれ示している。さらに、実施の形態２では実施の形態１との相違点を中心に説明し、実施の形態１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略するものとする。

　冷凍サイクル装置１００Ｂの基本的な構成及び動作は、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００Ａと同様である。ただし、冷凍サイクル装置１００Ｂでは、冷媒遮断装置５４及び保護装置を室外機１０に備えるようにしている。保護装置は、実施の形態１で説明したように、高圧逃し装置５２、圧力検知手段５５、及び、バイパス配管５９Ｂで構成される。

　バイパス配管５９Ｂは、室外機１０内における熱源側熱交換器１４と絞り装置５３との間と、アキュムレータ１６の上流側と、を接続することで、利用側熱交換器５１を迂回するように設けられている。
　冷媒遮断装置５４は、冷房運転モード時の冷媒の流れにおいて絞り装置５３の上流側であって、室外機１０に設けられている。
　圧力検知手段５５は、熱源側熱交換器１４と冷媒遮断装置５４との間であって、室外機１０に設けられている。
　高圧逃し装置５２は、バイパス配管５９Ｂに設けられている。

　まず、冷凍サイクル装置１００Ｂの冷房運転再開時の立ち上がり性の向上について説明する。

　制御装置７０は、冷房運転の停止指示があるまで、冷房運転モードを継続する。
　冷房運転の停止指示があると、制御装置７０は、冷房運転モードを停止する。冷房運転モードを停止すると、制御装置７０は圧縮機１１の駆動を停止する。圧縮機１１が停止すると同時、あるいは圧縮機１１の停止後設定時間以内に、制御装置７０は、冷媒遮断装置５４を閉じる。冷媒遮断装置５４が閉じられることで、直前の冷房運転モードの状態が保持される。つまり、室外機１０の逆止弁１２から室内機５０の利用側熱交換器５１の手前までの冷媒配管４の内部に冷媒が滞留し、圧力が高圧の状態となる。

　実施の形態１と同様に、圧縮機１１が停止されてから冷媒遮断装置５４が閉じられるまでのタイムラグは３秒以内とする。

　なお、冷媒遮断装置５４を閉じると、逆止弁１２から冷媒遮断装置５４までが閉塞回路となる。例えば、冷媒遮断装置５４を閉じた後、圧力検知手段５５にて検知される圧力が、設定圧力（例えば４．０５ＭＰａ）以上であった場合、高圧逃し装置５２を開くようにするとよい。
　また、冷房運転モード再開時、制御装置７０は、冷媒遮断装置５４の開制御と同時、あるいは冷媒遮断装置５４の開制御後設定時間以内に、圧縮機１１を起動する。
　さらに、冷媒漏洩時の動作についても、実施の形態１と同様である。

＜冷凍サイクル装置１００Ｂの奏する効果＞
　以上のように、冷凍サイクル装置１００Ｂによれば、実施の形態１に係る冷凍サイクル装置１００Ａと同様の効果を奏することになる。

　また、冷凍サイクル装置１００Ｂでは、圧縮機１１、逆止弁１２、熱源側熱交換器１４、冷媒遮断装置５４、高圧逃し装置５２、及び、バイパス配管５９Ｂを熱源機である室外機１０に収容し、絞り装置５３、及び、利用側熱交換器５１を利用側機である室内機５０に収容している。
　そのため、冷凍サイクル装置１００Ｂによれば、冷房運転モード再開時の立ち上がり性を向上させるために、冷媒回路の構成を複雑化しないで済む。

　４　冷媒配管、１０　室外機、１１　圧縮機、１２　逆止弁、１３　冷媒流路切替装置、１４　熱源側熱交換器、１５　室外ファン、１６　アキュムレータ、５０　室内機、５０ａ　室内機、５０ｂ　室内機、５１　利用側熱交換器、５２　高圧逃し装置、５３　絞り装置、５４　冷媒遮断装置、５４ａ　冷媒遮断装置、５４ｂ　冷媒遮断装置、５５　圧力検知手段、５６　室内ファン、５７　冷媒漏洩検知手段、５９Ａ　バイパス配管、５９Ｂ　バイパス配管、７０　制御装置、１００Ａ　冷凍サイクル装置、１００Ｂ　冷凍サイクル装置。

Claims

　圧縮機、逆止弁、第１熱交換器、冷媒遮断装置、絞り装置、及び、第２熱交換器を冷媒配管で順次接続した冷媒回路を有し、
　前記圧縮機及び前記冷媒遮断装置の動作を制御する制御装置を設け、
　前記制御装置は、
　運転を停止させる際、
　前記圧縮機の駆動を停止させ、
　前記圧縮機の停止と同時、あるいは、前記圧縮機の停止後設定時間以内に、前記冷媒遮断装置を閉じる
　冷凍サイクル装置。
　前記第２熱交換器の冷媒出入口を高圧逃し装置を介してバイパス配管で接続したバイパス回路を有し、
　前記制御装置は、
　前記冷媒遮断装置を閉じた後、前記逆止弁から前記冷媒遮断装置までの冷媒の圧力が設定圧力以上となった場合、前記高圧逃し装置を開く
　請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
　前記高圧逃し装置の開時間を、該高圧逃し装置のＣｖ値によって設定した
　請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
　前記冷媒回路を循環させる冷媒に可燃性冷媒を用い、
　前記圧縮機の吐出側に冷媒流路切替装置を設けて、冷媒の流れを切り替えられるようにした
　請求項１～３のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
　空調対象空間での前記可燃性冷媒の濃度を検知する冷媒漏洩検知手段を設けた
　請求項４に記載の冷凍サイクル装置。
　前記制御装置は、
　運転再開時、
　前記冷媒遮断装置の開制御と同時、あるいは、前記冷媒遮断装置の開制御後設定時間以内に、前記圧縮機を起動する
　請求項１～５のいずれか一項に記載の冷凍サイクル装置。
　前記圧縮機、前記逆止弁、及び、前記第１熱交換器を熱源機に収容し、
　前記冷媒遮断装置、前記絞り装置、前記第２熱交換器、前記高圧逃し装置、及び、前記バイパス配管を利用側機に収容した
　請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
　前記圧縮機、前記逆止弁、前記第１熱交換器、前記冷媒遮断装置、前記高圧逃し装置、及び、前記バイパス配管を熱源機に収容し、
　前記絞り装置、及び、前記第２熱交換器を利用側機に収容した
　請求項２に記載の冷凍サイクル装置。