CN113412401A - 制冷剂循环装置 - Google Patents

Abstract

若断流阀的规格过剩则制造成本上涨。使微燃性的制冷剂在制冷剂回路(10)中循环的空调装置(1)包括抑制制冷剂向规定空间泄漏的第一断流阀(71a)和第二断流阀(68a)。第一断流阀(71a)和第二断流阀(68a)在断流状态下的、流体为20℃的空气且前后的压力差为1MPa时的空气的泄漏量即断流时泄漏量分别为大于300(cm³/min)，小于300×R(cm³/min)。其中，R＝(ρ_md×V_md×A_d)/(C_r×(2×ΔP_r/ρ_1r)^0.5×A_v×ρ_1rl+A_v×(2/(λ+1))^{((λ+1)/2(λ‑1))}×(λ×P_1r×ρ_1rg)^0.5)。

Description

制冷剂循环装置

技术领域

涉及一种制冷剂循环装置。

背景技术

2017年9月1日发行的日本冷冻空调工业会的指南“使用微燃性(A2L)制冷剂的商用空调的制冷剂泄漏时的安全确保用设施指南”(JRA GL-16：2017)中，进行了如下的规定：针对填充于使用微燃性(A2L)制冷剂的商用空调的制冷剂的泄漏的安全确保用的、与空调***选定和施工及换气等施工方对策有关的规定。被划分为微燃性(A2L)制冷剂的制冷剂例如是R32、R1234yf、或者R1234ze。

上述指南是日本冷冻空调工业会为了在使用作为从防止全球变暖的观点出发有用的制冷剂即微燃性(A2L)制冷剂方面确保安全性而汇总的指南。在指南中，在对制冷剂的泄漏进行检测的检测器、报警装置、安全断流阀等多方面进行了记述。

发明内容

发明所要解决的技术问题

上述指南中，在采用安全断流阀作为安全对策的情况下，规定了必须将安全断流阀设置在进行断流的制冷剂回路中的适当位置，以使得在制冷剂泄漏时作为对象的起居室(房间)的制冷剂泄漏时最大浓度处于LFL的1/4的值以下。而且，规定了必须根据对制冷剂的泄漏进行检测的检测器的信号来将制冷剂回路断流。

另外，安全断流阀是在制冷剂泄漏时对从制冷剂回路向制冷剂泄漏空间泄漏的制冷剂进行断流的阀。LFL(Lower Flammability Limit；燃烧下限)是在ISO817中规定的、能在制冷剂和空气均匀混合的状态下传播火焰的制冷剂的最小浓度。制冷剂泄漏时最大浓度是将制冷剂回路的总制冷剂量除以制冷剂滞留的空间的容积(将地面面积乘以泄漏高度而得的值)而得的值。

对于安全断流阀的规格，准备了上述指南的“附录A(规定)安全断流阀的规格”，必须满足规定的规格。上述应满足的安全断流阀的规格之一有关闭时泄漏量。具体而言，在流体是空气且安全断流阀的前后压力差为1Mpa时，300(cm³/min)以下被规定为安全断流阀应满足的关闭时泄漏量。

被认为如果是满足上述要求规格的安全断流阀，则关闭时的制冷剂的泄漏量非常少，能可靠地确保安全性。然而，根据制冷剂回路的设置场所、制冷剂的种类，上述规格可能是过度的规格，可能使制冷剂循环装置的制造成本无谓地上涨。

解决技术问题所采用的技术方案

本申请的发明人发现，即使采用不满足上述指南中规定的规格的阀作为安全断流阀，根据条件，也能满足安全性要求。

第一观点的制冷剂循环装置是使微燃性的制冷剂在制冷剂回路中循环的制冷剂循环装置，且包括第一断流阀和第二断流阀、检测部及控制部。第一断流阀和第二断流阀设置于制冷剂回路的第一部分的两侧。检测部对制冷剂从制冷剂回路的第一部分向规定空间的泄漏进行检测。当通过检测部检测到制冷剂向规定空间泄漏时，控制部将第一断流阀和第二断流阀设为断流状态，抑制制冷剂向规定空间泄漏。第一断流阀和第二断流阀在断流状态下的、流体为20℃的空气且前后的压力差为1MPa时的空气的泄漏量即断流时泄漏量分别为

大于300(cm³/min)，

小于300×R(cm³/min)。

其中，

R＝(ρ_md×V_md×A_d)/(C_r×(2×ΔP_r/ρ_1rl)^0.5×A_v×ρ_1rl+A_v×(2/(λ+1))^{((λ+1)/2(λ-1))}×(λ×P_1r×ρ_1rg)^0.5)。

Av是第一断流阀和第二断流阀各自的断流状态下的阀间隙截面积(m²)。

ρ_1rl是液相的制冷剂的质量浓度(kg/m³)。

ρ_1rg是气相的制冷剂的质量浓度(kg/m³)。

P_1r是第一断流阀以及第二断流阀各自的上游侧的制冷剂的压力(MPa)。

λ是制冷剂的比热比。

ρ_md是流过将规定空间的内外分隔开的门的间隙的空气以及制冷剂的混合气体的质量浓度(kg/m³)。

V_md是流过将规定空间的内外分隔开的门的间隙的、空气以及制冷剂的混合气体的速度(m/s)。

A_d是将规定空间的内外分隔开的门的间隙的面积(m²)。

ΔP_r是正在泄漏制冷剂的部位的孔的内侧与外侧的压力差(Pa)。

C_r是液相的制冷剂流过正在泄漏制冷剂的部位的孔时的制冷剂的流量系数，是0.6。

另外，断流时泄漏量与上述指南中的关闭时泄漏量意思相同。

在第一观点的制冷剂循环装置中，采用上述第一断流阀以及第二断流阀。第一断流阀以及第二断流阀的断流时泄漏量大于300(cm³/min)，小于300×R(cm³/min)。例如，在采用R32作为制冷剂，且制冷剂回路的第一部分位于规定空间的距离地面2.2m的高度的情况下，如果将ISO817中规定的LFL(燃烧下限)的1/4设为允许的规定空间的制冷剂浓度，则R＝1.96。该情况下，第一断流阀以及第二断流阀的断流时泄漏量(如上所述，流体为20℃的空气且前后的压力差为1MPa时的空气的泄漏量)大于300(cm³/min)，小于300×1.96(cm³/min)即可。换言之，作为第一断流阀以及第二断流阀，无需使用断流时泄漏量为300(cm³/min)以下的高价的阀，例如，使用断流时泄漏量为550(cm³/min)左右的廉价的阀即可。

如此，在第一观点的制冷剂循环装置中，能使用较廉价的阀作为第一断流阀以及第二断流阀，能抑制制造成本。

第二观点的制冷剂循环装置是第一观点的制冷剂循环装置，且R是1<R<10.1。

根据发行上述指南的日本冷冻空调工业会，对市场上实际发生制冷剂泄漏的制冷剂循环装置进行回收并确认制冷剂泄漏部位的孔径后，最大孔径为0.174mm(参照日本冷冻空调工业会的“使用微燃性制冷剂的大楼用多联式空调的风险评价报告书”(2017年9月20日发行))。

该孔径的孔的面积是断流时泄漏量为300(cm³/min)时的第一断流阀以及第二断流阀的断流状态下的阀间隙截面积的10.1倍。因此，如果R达到10.1以上，从而第一断流阀以及第二断流阀的断流时泄漏量达到300×10.1(cm³/min)，则该阀间隙截面积变成与制冷剂泄漏部位的孔面积相同或是制冷剂泄漏部位的孔面积以上。如此一来，实质上无法进行制冷剂的断流，丧失设置第一断流阀和第二断流阀的意义。

鉴于上述情况，在第二观点的制冷剂循环装置中，设定10.1作为R的上限。

第三观点的制冷剂循环装置是第一观点或第二观点的制冷剂循环装置，且制冷剂回路具有利用侧回路、热源侧回路以及连接利用侧回路与热源侧回路的液体制冷剂连通管和气体制冷剂连通管。利用侧回路是设置于规定空间或与规定空间连通的空间的利用侧单元所具有的制冷剂回路的一部分。热源侧回路是热源侧单元所具有的制冷剂回路的一部分。作为检测部检测制冷剂泄漏的检测对象的制冷剂回路的第一部分是利用侧回路。第一断流阀设置于液体制冷剂连通管。第二断流阀设置于气体制冷剂连通管。

第四观点的制冷剂循环装置是第一观点至第三观点中的任一制冷剂循环装置，且微燃性的制冷剂是在ISO817中被区分为微燃性(A2L)的制冷剂。

附图说明

图1是示出作为制冷剂循环装置的一实施方式的空调装置的概略结构的图。

图2是示出空调装置的制冷剂回路的图。

图3是示出配备有空调装置的房间的图。

图4是空调装置的控制框图。

图5是示出用于应对制冷剂泄漏的控制流程的图。

具体实施方式

(1)空调装置的结构

如图1及图2所示，作为制冷剂循环装置的一实施方式的空调装置1是通过蒸汽压缩式的冷冻循环来进行大楼等建筑物内的房间的制冷、制热的装置。空调装置1主要具有热源侧单元2、多个利用侧单元3a、3b、3c、3d、与各利用侧单元3a、3b、3c、3d连接的中继单元4a、4b、4c、4d、制冷剂连通管5、6及控制部19(参照图4)。多个利用侧单元3a、3b、3c、3d相对于热源侧单元2相互并联连接。制冷剂连通管5、6经由中继单元4a、4b、4c、4d连接热源侧单元2和利用侧单元3a、3b、3c、3d。控制部19对热源侧单元2、利用侧单元3a、3b、3c、3d及中继单元4a、4b、4c、4d的构成设备进行控制。而且，如图2所示，空调装置1的蒸汽压缩式的制冷剂回路10通过将热源侧单元2的热源侧回路222、利用侧单元3a、3b、3c、3d的利用侧回路3aa、3bb、3cc、3dd、中继单元4a、4b、4c、4d的液体连接管61a、61b、61c、61d和气体连接管62a、62b、62c、62d及制冷剂连通管5、6连接而构成。

制冷剂回路10中填充有R32以作为制冷剂。当R32从制冷剂回路10泄漏至房间SP(参照图3)从而使房间SP的制冷剂浓度变高时，存在因制冷剂所具有的可燃性而发生燃烧事故的可能性。要求防止这种燃烧事故。

而且，空调装置1通过热源侧单元2所具有的切换机构22使利用侧单元3a、3b、3c、3d切换为制冷运转或制热运转。

(1-1)制冷剂连通管

液体制冷剂连通管5主要具有：从热源侧单元2延伸的合流管部；在中继单元4a、4b、4c、4d的跟前分岔成多个(此处为四个)的第一分岔管部5a、5b、5c、5d；以及第二分岔管部5aa、5bb、5cc、5dd，上述第二分岔管部5aa、5bb、5cc、5dd连接中继单元4a、4b、4c、4d与利用侧单元3a、3b、3c、3d。

而且，气体制冷剂连通管6主要具有：从热源侧单元2延伸的合流管部；在中继单元4a、4b、4c、4d的跟前分岔成多个(此处为四个)的第一分岔管部6a、6b、6c、6d；以及第二分岔管部6aa、6bb、6cc、6dd，上述第二分岔管部6aa、6bb、6cc、6dd连接中继单元4a、4b、4c、4d与利用侧单元3a、3b、3c、3d。

(1-2)利用侧单元

利用侧单元3a、3b、3c、3d设置于大楼等的室内。如上所述，利用侧单元3a、3b、3c、3d经由液体制冷剂连通管5、气体制冷剂连通管6及中继单元4a、4b、4c、4d与热源侧单元2连接，构成制冷剂回路10的一部分。

接着，对利用侧单元3a、3b、3c、3d的结构进行说明。另外，利用侧单元3a和利用侧单元3b、3c、3d具有相同结构，因此，此处仅说明利用侧单元3a的结构，针对利侧用单元3b、3c、3d的结构，分别标注“b”、“c”、“d”以替代表示利用侧单元3a的各部分的“a”，并省略各部分的说明。

利用侧单元3a主要具有利用侧膨胀阀51a和利用侧热交换器52a。而且，利用侧单元3a具有：利用侧液体制冷剂管53a，该利用侧液体制冷剂管53a将利用侧热交换器52a的液体侧端与液体制冷剂连通管5(此处为分岔管部5aa)连接；以及利用侧气体制冷剂管54a，该利用侧气体制冷剂管54a将利用侧热交换器52a的气体侧端与气体制冷剂连通管6(此处为第二分岔管部6aa)连接。利用侧单元3a的利用侧回路3aa由这些利用侧液体制冷剂管53a、利用侧膨胀阀51a、利用侧热交换器52a及利用侧气体制冷剂管54a构成。

利用侧膨胀阀51a是能在对于制冷剂进行减压的同时对流经利用侧热交换器52a的制冷剂的流量进行调节的电动膨胀阀，且设置于利用侧液体制冷剂管53a。

利用侧热交换器52a是作为制冷剂的蒸发器起作用以对室内空气进行冷却、或者作为制冷剂的放热器起作用以对室内空气进行加热的热交换器。此处，利用侧单元3a具有利用侧风扇55a。利用侧风扇55a将作为流经利用侧热交换器52a的制冷剂的冷却源或加热源的室内空气供给至利用侧热交换器52a。利用侧风扇55a通过利用侧风扇用马达56a驱动。

利用侧单元3a中设有各种传感器。具体而言，利用侧单元3a设置有：利用侧热交液体侧传感器57a，该利用侧热交液体侧传感器57a对利用侧热交换器52a的液体侧端的制冷剂的温度进行检测；利用侧热交气体侧传感器58a，该利用侧热交气体侧传感器58a对利用侧热交换器52a的气体侧端的制冷剂的温度进行检测；以及室内空气传感器59a，该室内空气传感器59a对吸入至利用侧单元3a内的室内空气的温度进行检测。而且，利用侧单元3a设置有对制冷剂的泄漏进行检测的制冷剂泄漏检测部79a。制冷剂泄漏检测部79a例如可采用半导体式气体传感器、对利用侧单元3a内的制冷剂压力的急剧降低进行检测的检测部。在采用半导体式气体传感器的情况下，与利用侧控制部93a(参照图4)连接。在采用对制冷剂压力的急剧降低进行检测的检测部的情况下，将压力传感器设置于制冷剂配管，在利用侧控制部93a内包括根据该压力传感器的传感器值的变化对制冷剂泄漏进行判断的检测算法。

另外，此处，制冷剂泄漏检测部79a设置于利用侧单元3a，但并非限定于此，也可以设置在用于对利用侧单元3a进行操作的遥控器、由利用侧单元3a进行空气调节的室内空间等。

(1-3)热源侧单元

热源侧单元2设置于大楼等建筑物的室外，例如设置于屋顶、地上。如上所述，热源侧单元2经由液体制冷剂连通管5、气体制冷剂连通管6及中继单元4a、4b、4c、4d与利用侧单元3a、3b、3c、3d连接，构成制冷剂回路10的一部分。

热源侧单元2主要具有压缩机21和热源侧热交换器23。而且，热源侧单元2具有切换机构22，该切换机构22是对如下的状态进行切换的冷暖切换机构：使热源侧热交换器23作为制冷剂的放热器起作用并使利用侧热交换器52a、52b、52c、52d作为制冷剂的蒸发器起作用的制冷运转状态；以及使热源侧热交换器23作为制冷剂的蒸发器起作用并使利用侧热交换器52a、52b、52c、52d作为制冷剂的放热器起作用的制热运转状态。切换机构22和压缩机21的吸入侧通过吸入制冷剂管31连接。在吸入制冷剂管31设置有暂时积存向压缩机21吸入的制冷剂的储罐29。压缩机21的排出侧与切换机构22通过排出制冷剂管32连接。切换机构22和热源侧热交换器23的气体侧端通过第一热源侧气体制冷剂管33连接。热源侧热交换器23的液体侧端和液体制冷剂连通管5通过热源侧液体制冷剂管34连接。在热源侧液体制冷剂管34的与液体制冷剂连通管5连接的连接部设置有液体侧截止阀27。切换机构22和气体制冷剂连通管6通过第二热源侧气体制冷剂管35连接。在第二热源侧气体制冷剂管35的与气体制冷剂连通管6连接的连接部设置有气体侧截止阀28。液体侧截止阀27及气体侧截止阀28例如是手动开闭的阀。在运转时，液体侧截止阀27以及气体侧截止阀28处于打开状态。热源侧单元2的热源侧回路222由这些吸入制冷剂管31、压缩机21、排出制冷剂管32、第一热源侧气体制冷剂管33、热源侧热交换器23、热源侧液体制冷剂管34、第二热源侧气体制冷剂管35等构成。

压缩机21是用于压缩制冷剂的设备，例如，使用旋转式、涡旋式等容积式的压缩元件(未图示)通过压缩机用马达21a驱动而旋转的密闭式结构的压缩机。

切换机构22是能对制冷剂回路10内的制冷剂的流动进行切换的设备，例如由四通切换阀构成。在使热源侧热交换器23作为制冷剂的放热器起作用并使利用侧热交换器52a、52b、52c、52d作为制冷剂的蒸发器起作用的情况(以下，称为“制冷运转状态”)下，切换机构22连接压缩机21的排出侧和热源侧热交换器23的气体侧(参照图2的切换机构22的实线)。而且，在使热源侧热交换器23作为制冷剂的蒸发器起作用并使利用侧热交换器52a、52b、52c、52d作为制冷剂的放热器起作用的情况(以下，称为“制热运转状态”)下，切换机构22连接压缩机21的吸入侧和热源侧热交换器23的气体侧(参照图2的第一切换机构22的虚线)。

热源侧热交换器23是作为制冷剂的放热器起作用、或者作为制冷剂的蒸发器起作用的热交换器。此处，热源侧单元2具有热源侧风扇24。热源侧风扇24使室外空气吸入至热源侧单元2内并在热源侧热交换器23中与制冷剂进行热交换后，向外部排出。热源侧风扇24通过热源侧风扇用马达驱动。

而且，空调装置1中，在制冷运转中使制冷剂从热源侧热交换器23通过液体制冷剂连通管5及中继单元4a、4b、4c、4d流向作为制冷剂的蒸发器起作用的利用侧热交换器52a、52b、52c、52d。并且，空调装置1中，在制热运转中使制冷剂从压缩机21通过气体制冷剂连通管6及中继单元4a、4b、4c、4d流向作为制冷剂的放热器起作用的利用侧热交换器52a、52b、52c、52d。在制冷运转时，成为如下的状态：切换机构22被切换为制冷运转状态，热源侧热交换器23作为制冷剂的放热器起作用，制冷剂通过液体制冷剂连通管5及中继单元4a、4b、4c、4d从热源侧单元2侧流向利用侧单元3a、3b、3c、3d侧。在制热运转时，成为如下的状态：切换机构22被切换为制热运转状态，制冷剂通过液体制冷剂连通管5及中继单元4a、4b、4c、4d从利用侧单元3a、3b、3c、3d侧流向热源侧单元2侧，热源侧热交换器23作为制冷剂的蒸发器起作用。

而且，此处，在热源侧液体制冷剂管34设置有热源侧膨胀阀25。热源侧膨胀阀25是在制热运转时对制冷剂进行减压的电动膨胀阀，且设置于热源侧液体制冷剂管34中的、靠近热源侧热交换器23的液体侧端的部分。

并且，此处，在热源侧液体制冷剂管34上连接有制冷剂返回管41，且设置有制冷剂冷却器45。制冷剂返回管41使在热源侧液体制冷剂管34中流动的制冷剂的一部分分岔并送往压缩机21。制冷剂冷却器45利用在制冷剂返回管41中流动的制冷剂对在热源侧液体制冷剂管34中流动的制冷剂进行冷却。此处，热源侧膨胀阀25设置于热源侧液体制冷剂管34中的、比制冷剂冷却器45靠热源侧热交换器23侧的部分。

制冷剂返回管41是将从热源侧液体制冷剂管34分岔的制冷剂向压缩机21的吸入侧输送的制冷剂管。而且，制冷剂返回管41主要具有制冷剂返回入口管42和制冷剂返回出口管43。制冷剂返回入口管42使在热源侧液体制冷剂管34中流动的制冷剂的一部分从热源侧热交换器23的液体侧端与液体侧截止阀27之间的部分(此处为热源侧膨胀阀25与制冷剂冷却器45之间的部分)分岔，并送往制冷剂冷却器45的制冷剂返回管41侧的入口。在制冷剂返回入口管42设置有制冷剂返回膨胀阀44。制冷剂返回膨胀阀44在对流经制冷剂返回管41的制冷剂进行减压的同时对流经制冷剂冷却器45的制冷剂的流量进行调节。制冷剂返回膨胀阀44由电动膨胀阀构成。制冷剂返回出口管43使制冷剂从制冷剂冷却器45的制冷剂返回管41侧的出口送往吸入制冷剂管31。制冷剂返回管41的制冷剂返回出口管43连接于吸入制冷剂管31中的储罐29的入口侧的部分。而且，制冷剂冷却器45利用在制冷剂返回管41中流动的制冷剂对在热源侧液体制冷剂管34中流动的制冷剂进行冷却。

在热源侧单元2设置有各种传感器。具体而言，在热源侧单元2设置有：排出压力传感器36，上述排出压力传感器36对从压缩机21排出的制冷剂的压力(排出压力)进行检测；排出温度传感器37，上述排出温度传感器37对从压缩机21排出的制冷剂的温度(排出温度)进行检测；以及吸入压力传感器39，上述吸入压力传感器39对吸入至压缩机21的制冷剂的压力(吸入压力)进行检测。而且，在热源侧单元2设置有热源侧热交液体侧传感器38，上述热源侧热交液体侧传感器38对热源侧热交换器23的液体侧端的制冷剂的温度(热源侧热交出口温度)进行检测。

(1-4)中继单元

中继单元4a、4b、4c、4d设置于大楼等建筑物的房间SP(参照图3)的天花板背面的空间SP1。中继单元4a、4b、4c、4d与液体制冷剂连通管5、气体制冷剂连通管6一起介于利用侧单元3a、3b、3c、3d与热源侧单元2之间，构成制冷剂回路10的一部分。中继单元4a、4b、4c、4d有时配置为靠近利用侧单元3a、3b、3c、3d，有时也配置为远离利用侧单元3a、3b、3c、3d，且有时中继单元4a、4b、4c、4d集中配置于一个部位。

接着，对中继单元4a、4b、4c、4d的结构进行说明。另外，由于中继单元4a与中继单元4b、4c、4d具有相同的结构，因此，此处仅对中继单元4a的结构进行说明，针对中继单元4b、4c、4d的结构，分别标注“b”、“c”或“d”以替代表示中继单元4a的各部分的符号的“a”，并且省略各部分的说明。

中继单元4a主要具有液体连接管61a和气体连接管62a。

液体连接管61a的一端与液体制冷剂连通管5的第一分岔管部5a连接，另一端与液体制冷剂连通管5的第二分岔管部5aa连接。在液体连接管61a设置有液体中继断流阀71a。液体中继断流阀71a是电动膨胀阀。

气体连接管62a的一端与气体制冷剂连通管6的第一分岔管部6a连接，另一端与气体制冷剂连通管6的第二分岔管部6aa连接。在气体连接管62a设置有气体中继断流阀68a。气体中继断流阀68a是电动膨胀阀。

而且，在进行制冷运转、制热运转时，液体中继断流阀71a及气体中继断流阀68a被设为全开状态。

(1－5)控制部

如图4所示，控制部19由热源侧控制部92、中继侧控制部94a、94b、94c、94d及利用侧控制部93a、93b、93c、93d经由传送线95、96连接而构成。热源侧控制部92对热源侧单元2的构成设备进行控制。中继侧控制部94a、94b、94c、94d对中继单元4a、4b、4c、4d的构成设备进行控制。利用侧控制部93a、93b、93c、93d对利用侧单元3a、3b、3c、3d的构成设备进行控制。设置于热源侧单元2的热源侧控制部92、设置于中继单元4a、4b、4c、4d的中继侧控制部94a、94b、94c、94d和设置于利用侧单元3a、3b、3c、3d的利用侧控制部93a、93b、93c、93d相互间能经由传送线95、96进行控制信号等信息的交换。

热源侧控制部92包括安装有微型计算机、存储器等电气安装件的控制基板，且连接有热源侧单元2的各种构成设备21、22、24、25、44、各种传感器36、37、38、39。中继侧控制部94a、94b、94c、94d包括安装有微型计算机、存储器等电气安装件的控制基板，且连接有中继单元4a、4b、4c、4d的气体中继断流阀68a～68d、液体中继断流阀71a～71d。而且，中继侧控制部94a、94b、94c、94d和热源侧控制部92经由第一传送线95连接。利用侧控制部93a、93b、93c、93d包括安装有微型计算机、存储器等电气安装件的控制基板，且连接有利用侧单元3a、3b、3c、3d的各种构成设备51a～51d、55a～55d、各种传感器57a～57d、58a～58d、59a～59d、79a～79d。此处，将用于使制冷剂泄漏检测部79a、79b、79c、79d连接于利用侧控制部93a、93b、93c、93d的配线设为配线97a、97b、97c、97d。而且，利用侧控制部93a、93b、93c、93d和中继侧控制部94a、94b、94c、94d经由第二传送线96连接。

如此，控制部19进行整个空调装置1的运转控制。具体而言，控制部19基于上述的各种传感器36、37、38、39、57a～57d、58a～58d、59a～59d、79a～79d的检测信号等进行空调装置1(此处为热源侧单元2、利用侧单元3a、3b、3c、3d及中继单元4a、4b、4c、4d)的各种构成设备21、22、24、25、44、51a～51d、55a～55d、68a～68d、71a～71d的控制。

(2)空调装置的基本动作

接着，对空调装置1的基本动作进行说明。如上所述，空调装置1的基本动作有制冷运转和制热运转。另外，以下说明的空调装置1的基本动作通过对空调装置1(热源侧单元2、利用侧单元3a、3b、3c、3d及中继单元4a、4b、4c、4d)的构成设备进行控制的控制部19进行。

(2-1)制冷运转

在制冷运转时，例如当利用侧单元3a、3b、3c、3d全部进行制冷运转(利用侧热交换器52a、52b、52c、52d全部作为制冷剂的蒸发器起作用，并且热源侧热交换器23作为制冷剂的放热器起作用的运转)时，切换机构22切换至制冷运转状态(图2的切换机构22的实线所示的状态)，压缩机21、热源侧风扇24以及利用侧风扇55a、55b、55c、55d被驱动。而且，中继单元4a、4b、4c、4d的液体中继断流阀71a、71b、71c、71d及气体中继断流阀68a、68b、68c、68d被设为全开状态。

此处，通过利用侧控制部93a、93b、93c、93d进行利用侧单元3a、3b、3c、3d的各种设备的动作。利用侧控制部93a、93b、93c、93d经由传送线95、96向热源侧控制部92、中继侧控制部94a、94b、94c、94d传送利用侧单元3a、3b、3c、3d进行制冷运转之意的信息。通过从利用侧单元3a、3b、3c、3d接收到信息的热源侧控制部92、中继侧控制部94a、94b、94c、94d进行热源侧单元2、中继单元4a、4b、4c、4d的各种设备的动作。

制冷运转时，从压缩机21排出的高压制冷剂通过切换机构22被送往热源侧热交换器23。被送至热源侧热交换器23的制冷剂在作为制冷剂的放热器起作用的热源侧热交换器23中与通过热源侧风扇24供给的室外空气进行热交换而冷却，从而冷凝。上述制冷剂通过热源侧膨胀阀25、制冷剂冷却器45及液体侧截止阀27从热源侧单元2流出。此时，在制冷剂冷却器45中，通过在制冷剂返回管41中流动的制冷剂对从热源侧单元2流出的制冷剂进行冷却。

从热源侧单元2流出的制冷剂通过液体制冷剂连通管5(合流管部以及第一分岔管部5a、5b、5c、5d)以分岔的形式被送往中继单元4a、4b、4c、4d。送至中继单元4a、4b、4c、4d的制冷剂通过液体中继断流阀71a、71b、71c、71d从中继单元4a、4b、4c、4d流出。

从中继单元4a、4b、4c、4d流出的制冷剂通过第二分岔管部5aa、5bb、5cc、5dd(液体制冷剂连通管5中的、连接中继单元4a、4b、4c、4d与利用侧单元3a、3b、3c、3d的部分)被送往利用侧单元3a、3b、3c、3d。送至利用侧单元3a、3b、3c、3d的制冷剂通过利用侧膨胀阀51a、51b、51c、51d减压后被送往利用侧热交换器52a、52b、52c、52d。送至利用侧热交换器52a、52b、52c、52d的制冷剂在作为制冷剂的蒸发器起作用的利用侧热交换器52a、52b、52c、52d中与由利用侧风扇55a、55b、55c、55d从室内供给的室内空气进行热交换而被加热，从而蒸发。蒸发的制冷剂从利用侧单元3a、3b、3c、3d流出。另一方面，在利用侧热交换器52a、52b、52c、52d中冷却后的室内空气被送至室内，由此进行室内的制冷。

从利用侧单元3a、3b、3c、3d流出的制冷剂通过气体制冷剂连通管6的第二分岔管部6aa、6bb、6cc、6dd被送往中继单元4a、4b、4c、4d。送至中继单元4a、4b、4c、4d的制冷剂通过气体中继断流阀68a、68b、68c、68d从中继单元4a、4b、4c、4d流出。

从中继单元4a、4b、4c、4d流出的制冷剂通过气体制冷剂连通管6(合流管部以及第一分岔管部6a、6b、6c、6d)以合流的状态被送往热源侧单元2。送至热源侧单元2的制冷剂通过气体侧截止阀28、切换机构22及储罐29被吸入压缩机21。

(2-2)制热运转

在制热运转时，例如当利用侧单元3a、3b、3c、3d全部进行制热运转(利用侧热交换器52a、52b、52c、52d全部作为制冷剂的放热器起作用，并且热源侧热交换器23作为制冷剂的蒸发器起作用的运转)时，切换机构22切换至制热运转状态(图2的切换机构22的虚线所示的状态)，压缩机21、热源侧风扇24以及利用侧风扇55a、55b、55c、55d被驱动。而且，中继单元4a、4b、4c、4d的液体中继断流阀71a、71b、71c、71d及气体中继断流阀68a、68b、68c、68d被设为全开状态。

此处，通过利用侧控制部93a、93b、93c、93d进行利用侧单元3a、3b、3c、3d的各种设备的动作。利用侧控制部93a、93b、93c、93d经由传送线95、96向热源侧控制部92、中继侧控制部94a、94b、94c、94d传送利用侧单元3a、3b、3c、3d进行制热运转之意的信息。通过从利用侧单元3a、3b、3c、3d接收到信息的热源侧控制部92、中继侧控制部94a、94b、94c、94d进行热源侧单元2、中继单元4a、4b、4c、4d的各种设备的动作。

从压缩机21排出的高压制冷剂通过切换机构22及气体侧截止阀28从热源侧单元2流出。

从热源侧单元2流出的制冷剂通过气体制冷剂连通管6(合流管部以及第一分岔管部6a、6b、6c、6d)被送往中继单元4a、4b、4c、4d。送至中继单元4a、4b、4c、4d的制冷剂通过气体中继断流阀68a、68b、68c、68d从中继单元4a、4b、4c、4d流出。

从中继单元4a、4b、4c、4d流出的制冷剂通过第二分岔管部6aa、6bb、6cc、6dd(气体制冷剂连通管6中的、连接中继单元4a、4b、4c、4d与利用侧单元3a、3b、3c、3d的部分)被送往利用侧单元3a、3b、3c、3d。送至利用侧单元3a、3b、3c、3d的制冷剂被送往利用侧热交换器52a、52b、52c、52d。送至利用侧热交换器52a、52b、52c、52d的高压制冷剂在作为制冷剂的放热器起作用的利用侧热交换器52a、52b、52c、52d中与由利用侧风扇55b、55c、55d从室内供给的室内空气进行热交换而被冷却，从而冷凝。冷凝的制冷剂在通过利用侧膨胀阀51a、51b、51c、51d减压后从利用侧单元3a、3b、3c、3d流出。另一方面，在利用侧热交换器52a、52b、52c、52d中加热后的室内空气被送至室内，由此进行室内的制热。

从利用侧单元3a、3b、3c、3d流出的制冷剂经由第二分岔管部5aa、5bb、5cc、5dd(液体制冷剂连通管5中的、连接中继单元4a、4b、4c、4d与利用侧单元3a、3b、3c、3d的部分)被送往中继单元4a、4b、4c、4d。送至中继单元4a、4b、4c、4d的制冷剂通过液体中继断流阀71a、71b、71c、71d从中继单元4a、4b、4c、4d流出。

从中继单元4a、4b、4c、4d流出的制冷剂通过液体制冷剂连通管5(合流管部以及第一分岔管部5a、5b、5c、5d)以合流的状态被送往热源侧单元2。被送至热源侧单元2的制冷剂通过液体侧截止阀27及制冷剂冷却器45被送至热源侧膨胀阀25。被送至热源侧膨胀阀25的制冷剂通过热源侧膨胀阀25减压后，被送至热源侧热交换器23。被送至热源侧热交换器23的制冷剂通过与由热源侧风扇24供给的室外空气进行热交换而被加热，从而蒸发。蒸发的制冷剂通过切换机构22及储罐29被吸入压缩机21。

(3)制冷剂泄漏时的空调装置的动作

接着，使用图5所示的控制流程说明制冷剂泄漏时的空调装置1的动作。另外，以下说明的制冷剂泄漏时的空调装置1的动作与上述基本动作同样地通过对空调装置1(热源侧单元2、利用侧单元3a、3b、3c、3d及中继单元4a、4b、4c、4d)的构成设备进行控制的控制部19进行。

任意利用侧单元3a、3b、3c、3d中发生制冷剂泄漏均采用相同的控制，因而，此处，以检测到制冷剂向设置有利用侧单元3a的室内泄漏的情况为例进行说明。

在图5的步骤S1中，对利用侧单元3a、3b、3c、3d的制冷剂泄漏检测部79a、79b、79c、79d的任一者是否检测到制冷剂的泄漏进行判断。此处，在利用侧单元3a的制冷剂泄漏检测部79a检测到制冷剂向利用侧单元3a的设置空间(室内)泄漏的情况下，转移至下一个步骤S2。

在步骤S2中，在发生制冷剂泄漏的利用侧单元3a中，使用发出蜂鸣器等的警告声音和将灯点亮的警报器(未图示)，向处于利用侧单元3a的设置空间的人发出警报。

接着，在步骤S3中，对利用侧单元3a是否正在进行制冷运转进行判断。此处，在利用侧单元3a正在进行制冷运转的情况下，或者，当利用侧单元3a处于既未进行制冷也没进行制热的停止或是暂时停止的状态时，从步骤S3转移至步骤S4。

在步骤S4中，使利用侧单元3a进行制冷运转，以使利用侧单元3a的制冷剂的压力降低。不过，该步骤S4中的制冷运转与通常的制冷运转不同，是优先降低利用侧单元3a的制冷剂的压力的运转。在空调装置1进行制热运转时，将切换机构22的状态切换至制冷运转状态，使空调装置1进行制冷运转。在利用侧单元3a处于停止或是暂时停止的状态时，将利用侧单元3a设为制冷运转状态，使利用侧单元3a的制冷剂的压力降低。

紧接着步骤S4之后，在步骤S5中，减小热源侧单元2的热源侧膨胀阀25的开度。在通常的制冷运转中，热源侧膨胀阀25为全开，而此处减小热源侧膨胀阀25的开度，使流向利用侧单元3a、3b、3c、3d的制冷剂的压力降低。另外，利用侧单元3a的利用侧膨胀阀51a被设为全开状态。

而且，在步骤S5中，与通常的制冷运转相比使制冷剂返回膨胀阀44的开度变大，从而增加流经作为旁通路径起作用的制冷剂返回管41的制冷剂的量。由此，在热源侧热交换器23中进行放热、冷凝并朝向利用侧单元3a、3b、3c、3d的制冷剂中，有更多制冷剂经过制冷剂返回管41返回压缩机21的吸入侧。换言之，在热源侧热交换器23中进行放热、冷凝并朝向利用侧单元3a、3b、3c、3d的制冷剂的量减少。通过上述控制，使制冷剂泄漏的利用侧单元3a的制冷剂的压力更快地降低。而且，流过制冷剂返回管41的制冷剂流入储罐29。因此，流入的一部分的制冷剂能积存于储罐29。

此外，在步骤S5中，利用侧风扇55a的转速也下降。

在步骤S6中，基于利用侧单元3a的利用侧热交液体侧传感器57a、利用侧热交气体侧传感器58a的传感器值，对利用侧单元3a的制冷剂的压力是否足够低进行判定。当判断为传感器值满足规定条件，利用侧单元3a的制冷剂的压力足够低时，从步骤S6转移至步骤S7。而且，在步骤S6中，还对时间经过进行监视，如果在执行步骤S5后，经过规定时间，则判断为利用侧单元3a的制冷剂的压力以某种程度降低，转移至步骤S7。

另外，在步骤S6中，对利用侧单元3a的制冷剂的压力进行监视，以实质上利用侧单元3a中的制冷剂的压力不小于大气压的形式进行控制。在利用侧单元3a中的制冷剂的压力变得小于大气压之前，进行从步骤S6至步骤S7的转移。

在步骤S7中，将发生制冷剂泄漏的利用侧单元3a所对应的中继单元4a的液体中继断流阀71a及气体中继断流阀68a关闭。由此，利用侧单元3a从制冷剂进行循环的制冷剂回路10分离，几乎没有从热源侧单元2到利用侧单元3a的制冷剂的流入。然后，在步骤S7中，使包括其它利用侧单元3b、3c、3d和热源侧单元2在内的所有单元的运转停止。

(4)液体中继断流阀和气体中继断流阀的选定

如上所述，液体中继断流阀71a、71b、71c、71d及气体中继断流阀68a、68b、68c、68d被控制为在检测到制冷剂泄漏时关闭(参见图4的步骤S7)。换言之，当在利用侧单元3a、3b、3c、3d的任一者中检测到制冷剂泄漏时，对应的中继单元4a、4b、4c、4d的液体中继断流阀71a、71b、71c、71d及气体中继断流阀68a、68b、68c、68d从打开的非断流状态切换至关闭的断流状态。

在本实施方式的空调装置1中，按以下方式选定这些液体中继断流阀71a、71b、71c、71d及气体中继断流阀68a、68b、68c、68d。任一液体中继断流阀71a、71b、71c、71d及气体中继断流阀68a、68b、68c、68d的选定方法都相同，因此，在以下的说明中将它们简称为断流阀。

(4-1)关于配置有空调装置的利用侧单元的房间

首先，在选定断流阀之前，获得配备有空调装置1的建筑物的信息，具体而言获得设置有利用侧单元3a、3b、3c、3d的房间的信息。

此处，四台利用侧单元3a、3b、3c、3d和中继单元4a、4b、4c、4d一起配置于图3所示的房间(规定空间)SP的天花板背面空间SP1。利用侧单元不设置于该房间SP的地面FL。换言之，利用侧单元3a、3b、3c、3d是天花板设置式的单元，并非落地式的单元。

房间SP设置有用于供人出入的门DR。在人不出入时，门DR关闭。门DR的下方存在间隙(底切部)UC。而且，在房间SP的天花板设置有未图示的换气口。间隙UC的面积为A_d(m²)。例如，若间隙UC的高度尺寸为4mm、宽度尺寸为800mm，则间隙UC的面积A_d是它们的积、0.0032(m²)。

而且，利用侧单元3a、3b、3c、3d配置在房间SP的天花板背面空间SP1，因此，考虑从地面FL到利用侧单元3a、3b、3c、3d的利用侧回路3aa、3bb、3cc、3dd的距离H与房间SP的高度尺寸(天花板高度)相等。

(4-2)关于断流阀的断流状态时允许的最大允许空气泄漏量(断流时泄漏量)

接着，依次说明液体中继断流阀和气体中继断流阀的选定所需的断流时泄漏量的计算方法。另外，在以下的说明中，对一般的断流阀、利用侧单元而非本实施方式的空调装置1所特有的断流阀、利用侧单元进行陈述，因此，不标注符号地进行说明。

(4-2-1)

如在上述“发明内容”中说明的那样，在日本冷冻空调工业会的指南“附录A(规定)安全断流阀的规格”中，在流体是空气且安全断流阀的前后压力差为1Mpa时，300(cm³/min)以下被规定为安全断流阀应满足的关闭时泄漏量。首先，根据该条件求出断流阀关闭时的阀间隙。

根据空气体积流量、空气的入口绝对压力、空气的密度、空气比热比求出阀间隙截面积Av，设定截面为圆而求出阀间隙的当量直径d_v。空气的比热比κ设为1.40(20℃)。当压力比P2/P1超过(2/(κ+1))×(κ/(κ－1))时，流速超过音速。在上述的压力差中，

P2/P1＝(1+0.1013)/0.1013＝10.87

(2/(κ+1))×(κ/(κ－1))＝(2/2.4)×1.4/0.4＝0.528

因此，流速超过超音速。

质量流量G_a、体积流量Q_a、阀间隙当量直径d_v通过以下式子求出。在流速超过音速的情况下，

(式1)：

G_a＝A_v×(2/(κ+1))^{((κ+1)/2(κ－1))}×(κ×P_1a×ρ_1a)^0.5

(式2)：

A_v＝Q_a×ρ_2a×(2/(κ+1))^{(－(κ+1)/2(κ－1))}×(κ×P_1a×ρ_1a)^(－0.5)

(式3)：

d_v＝(4×A_v/π)^0.5

上述“附录A(规定)安全断流阀的规格”中，应满足的关闭时泄漏量(关闭时允许泄漏量)被规定为300(cm³/min)以下，这相当于5×10^-6(m³/s)。而且，在指南中，针对液体制冷剂连通管、气体制冷剂连通管的断流阀规定同一关闭时允许泄漏量，因此变成针对双方的断流阀假设了同一阀间隙。

将该条件代入(式2)并求出A_v。上述“附录A(规定)安全断流阀的规格”中允许的阀间隙(d_vG)、阀间隙截面积(A_vG)为：

d_vG＝d_vL＝5.47E－5(m)

A_vG＝A_vL＝2.24E－9(m²)。

(4-2-2)

接着，计算从求出的阀间隙(d_vG)泄漏的制冷剂的泄漏速度G_r。

设为下述情况进行计算：在液体侧管路(液体制冷剂连通管)中，从利用侧单元观察时的断流阀的上游侧是液相的制冷剂，在气体侧管路(气体制冷剂连通管)中，从利用侧单元观察时的断流阀的上游侧是气相的制冷剂。

首先，假定泄漏孔为节流孔且液相的制冷剂通过该泄漏孔，当根据伯努利定理求出液体侧管路中的制冷剂的泄漏速度(G_rL)时，

(式4)：

G_rL＝C_r×(2×ΔP_r/ρ_1rl)^0.5×A_vL×ρ_1rl。

接着，气体侧管路中的制冷剂的泄漏速度(G_rG)超过音速。比热比κ将制冷剂的20℃饱和气体的值作为代表值。于是，气体侧管路中的制冷剂的泄漏速度(G_rG)为

(式5)：

G_rG＝A_vG×(2/(λ+1))^{((λ+1)/2(λ－1))}×(λ×P_1r×ρ_1rg)^0.5。

因此，在液体侧管路、气体侧管路双方中将断流阀关闭时的制冷剂向房间SP的泄漏速度G_r为

(式6)：

G_r＝G_rL+G_rG

＝C_r×(2×ΔP_r/ρ_1rl)^0.5×A_vL×ρ_1rl+A_vG×(2/(λ+1))^{((λ+1)/2(λ－1))}×(λ×P_1r×ρ_1rg)^0.5。

另外，作为影响制冷剂从断流阀的阀间隙泄漏的泄漏速度的变量，可举出(4-2-2-A)～(4-2-2-E)。各自相关的计算方法如下所示。

(4-2-2-A)制冷剂的种类

假定R32、R452B、R454B、R1234yf、R1234ze(E)的任一者作为制冷剂，使用NISTRefprop V9.1计算各制冷剂的物理特性值。

(4-2-2-B)决定空调装置停止后的断流阀的上游侧的制冷剂压力的周围温度以及该制冷剂压力与大气压的压力差

可认为在空调装置停止后，位于比断流阀靠热源侧单元一侧(上游侧)处的制冷剂的压力由建筑物外部的最高温度决定。根据美国的空调装置的高温试验条件(以下的表1)，将外部的最高温度设为55℃，设定成断流阀的上游侧的制冷剂压力为55℃下的饱和压力。

[表1]

^a室外相对湿度没有规定，因为它对性能没有影响。

^b露点温度和相对湿度在0.973atm(14.3psi)下评估

^c根据AHRI标准210/240

^dT3*是修改后的T3条件，其中室内设置类似于AHRI条件。

出处：

高温环境下的替代制冷剂评估：迷你分体式空调的R-22和R-410A替代品，ORNL，P5，2015(Alternative Refrigerant Evaluation for High-Ambient-TemperatureEnvironments：R-22 and R-410A Alternatives for Mini-Split Air Conditioners，ORNL，P5，2015)

(4-2-2-C)液体密度、气体密度

使用NIST Refprop V9.1计算液相的制冷剂的质量浓度(kg/m³)即液体密度、气相的制冷剂的质量浓度(kg/m³)。

(4-2-2-D)比热比

使用NIST Refprop V9.1计算比热比。另外，使用27℃的制冷剂的饱和气体的比热比。

(4-2-2-E)液体侧管路和气体侧管路的制冷剂的状态

在使断流阀成为断流状态后，断流阀的上游侧的液体侧管路的制冷剂和气体侧管路的制冷剂均假定为成为液相·气相，或者成为气相·气相。此处，进行假定为制冷剂的泄漏量被计算得更大的前者的计算。换言之，假定在使断流阀成为断流状态后，断流阀的上游侧的液体侧管路的制冷剂为液相且断流阀的上游侧的气体侧管路的制冷剂为气相而进行计算。

若如上所述地计算变量，则不同制冷剂的、从阀间隙泄漏的制冷剂的泄漏速度例如如以下的表2所示。

[表2]

穿过断流阀关闭时的阀间隙的制冷剂泄漏速度

条件)周围温度55[℃]，断流阀间隙相当于300[cc/分钟]，比热比为27[℃]的值

另外，只要变更物理特性值就能通过上述的(式4)、(式5)、(式6)求出变更周围温度(建筑物外部的温度)时的各泄漏速度。存在周围温度越高则泄漏速度也越大的倾向。因此，通过在各地区的外部温度(最高外部气体温度)的条件下求出泄漏速度，能够选定、设计适合各个地区的断流阀。

(4-2-3)

接着，计算从门DR下方的间隙UC向房间外排出的制冷剂的制冷剂排出速度G_d。

(式7)：G_d＝ρ_md×V_md×A_d

(式8)：V_md＝C_d×(2×Δp_d/ρ_md)^0.5

(式9)：Δp_d＝(ρ_md－ρ_a)×g×h_s

(式10)：ρ_md＝ρ_mr+ρ_ma

(式11)：ρ_mr＝N/100×(U_r×10^-3)/(24.5×10^-3)

(式12)：ρ_ma＝(100-N)/100×(U_a×10^-3)/(24.5×10^-3)

(式13)：N＝LFL/S

作为影响制冷剂排出速度的变量，可举出(4-2-3-A)和(4-2-3-B)。

(4-2-3-A)泄漏高度

(4-2-3-B)房间之中的平均制冷剂浓度相对于LFL的安全系数

泄漏高度在利用侧单元设置于天花板的情况下例如为2.2m，在利用侧单元设置于地面的情况下例如为0.6m(参照IEC60335-2-40:2016年)。而且，通过将LFL除以安全系数来形成允许平均浓度，而在将安全系数设为4还是设为2方面，制冷剂排出速度例如如以下的表3所示地受到影响。

[表3]

通过门下间隙而朝室外排出的制冷剂排出速度G_d[kg/h]

(4-2-4)

接着，计算门DR下方具有间隙UC时断流阀的断流状态下的最大允许空气泄漏量(Q_max)。

只要通过间隙UC而朝房间SP外排出的制冷剂排出速度G_d大于通过断流阀处于断流状态时的阀间隙的制冷剂泄漏速度G_r，就能使允许空气泄漏量大于300(cm³/min)。如上述(4-2-1)所述，如果针对液体侧管线、气体侧管线的断流阀规定相同的最大允许空气泄漏量(Q_max)，则相对于日本冷冻空调工业会的指南所规定的300(cm³/min)的倍率R在液体侧管线、气体侧管线的各断流阀中相同。

(式14)：

R＝G_d/G_r

(式15)：

Q_max＝300×R

此处，认为在使断流阀成为断流状态之前，液体侧管线的断流阀的上游存在液相的制冷剂，气体侧管线的断流阀的上游存在气相的制冷剂。若将(式6)和(式8)代入(式15)，则形成以下的(式16)。

(式16)：

R＝(ρ_md×V_md×A_d)/(C_r×(2×ΔP_r/ρ_1r)^0.5×A_v×ρ_1rl+A_v×(2/(λ+1))^{((λ+1)/2(λ－1))}×(λ×P_1r×ρ_1rg)^0.5)

若使用该(式16)求出与各制冷剂有关的允许倍率R，则例如如以下的表4所示。

[表4]

最大允许空气泄漏量Q_v的允许倍数R

(4-2-5)

接着，基于调查市场上实际发生的制冷剂泄漏事例而得的结果，考察在利用侧单元的热源侧回路上打开的制冷剂泄漏孔。

由于空调装置的利用侧单元的利用侧回路的一部分腐蚀等原因而发生开孔、制冷剂泄漏的事例被报告。根据日本冷冻空调工业会的“使用微燃性制冷剂的大楼用多联式空调的风险评价报告书”(2017年9月20日发行)，对市场上实际发生制冷剂泄漏的利用侧单元进行回收并调查泄漏孔径，其结果是，最大泄漏孔径为0.174mm。该值为断流阀处于断流状态时的阀间隙当量直径d_v＝5.47E－2(mm)的3.18倍。如果换算成截面积，则是10.1倍。因此，在缓和断流阀处于断流状态时的最大允许空气泄漏量Q_max的时候，使断流阀的阀间隙大于利用侧单元的泄漏孔径会造成丧失设置断流阀的意义。因此，采用使上述允许倍率R止于10.1倍的方法是妥当的。

(4-2-6)

以上，进行了与断流时泄漏量等的计算有关的说明，而关于各式子中使用的符号等，在没有特别限定的情况下，符号等包含以下(4-2-6-1)～(4-2-6-3)的意思。

(4-2-6-1)符号

A：面积(单位是m²)

C：流量系数

d：当量直径(单位是m)

G：质量流量速度(单位是kg·s^-1)

g：重力加速度(单位是m·s^-2)

h：泄漏高度(单位是m)

L：制冷剂燃烧下限LFL(单位是kg·m^-3)

N：制冷剂体积浓度(单位是vol％)

P：压力(单位是Pa)

Q：体积流量速度(单位是m³·s^-1)

R：阀泄漏量允许倍数

ΔP：压力差(单位是Pa)

S：安全系数

U：制冷剂分子量

v：速度(单位是m·s^-1)

(4-2-6-2)希腊字母

κ：空气比热比

λ：制冷剂比热比

ρ：质量浓度(单位是kg·m^-3)

(4-2-6-3)下标

_a：空气

_d：门下方的间隙

_g：气相

_l：液相

_m：制冷剂与空气的混合

_r：制冷剂；

_s：制冷剂泄漏点

_v：断流阀

_G：气体侧管线

_L：液体侧管线

₁：上游

₂：下游

_max：允许

(5)空调装置的特征

(5-1)

在空调装置1中，结合设置有其利用侧单元3a、3b、3c、3d的房间SP的尺寸(门DR下方的间隙UC的尺寸、天花板高度)、制冷剂的种类(R32)、利用侧单元3a、3b、3c、3d的设置场所(不是落地式而是天花板设置式)等条件，利用上述(4-2)所述的方法计算断流阀所要求的最大允许空气泄漏量(断流时泄漏量)，确定液体中继断流阀71a、71b、71c、71d和气体中继断流阀68a、68b、68c、68d的规格。具体而言，计算相对于上述指南的附录A所规定的规格中的300(cm³/min)这个断流时泄漏量的基准值，能将允许量变大多少，将其计算成相对于300(cm³/min)的倍率R。而且，求出像上述表4中那样的具体倍率R的数值。此处，在使用R32作为制冷剂且将利用侧单元3a、3b、3c、3d设置于房间SP的天花板的情况下，如果将安全系数S设为4，则如表4所示倍率R＝1.96。

伴随于此，在空调装置1中，以使最大允许空气泄漏量(断流时泄漏量)成为300×1.96(cm³/min)以下的形式确定液体中继断流阀71a、71b、71c、71d和气体中继断流阀68a、68b、68c、68d的规格。由此，与根据基准值300(cm³/min)确定规格的情况相比，液体中继断流阀71a、71b、71c、71d和气体中继断流阀68a、68b、68c、68d的制造成本或购买成本降低，使用能防止全球变暖的制冷剂(R32)的空调装置1的引进成本也得以抑制。

而且，在这样液体中继断流阀71a、71b、71c、71d和气体中继断流阀68a、68b、68c、68d的规格已确定的空调装置1中，在基于上述图5的步骤S7的空调装置1停止之后，从液体中继断流阀71a和气体中继断流阀68a的阀间隙泄漏并流出至房间SP的制冷剂量也得以抑制，房间SP中制冷剂浓度被抑制为与LFL相比足够低的值。

(5-2)

如上述(4-2-5)中所述，如果液体中继断流阀71a、71b、71c、71d和气体中继断流阀68a、68b、68c、68d的最大允许空气泄漏量(断流时泄漏量)过度变大，则会造成丧失断流的意义。

因此，鉴于市场调查的结果，在空调装置1中，将液体中继断流阀71a、71b、71c、71d和气体中继断流阀68a、68b、68c、68d的最大允许空气泄漏量(断流时泄漏量)的上限值设为300×10.1＝3030(cm³/min)。

(6)变形例

(6-1)

上述实施方式的空调装置1设置于大楼等建筑物的房间，在设置于其他建筑物的内部空间的情况下，断流阀的规格的选定也可以变更成符合对象空间的条件。例如，能针对工厂的内部空间、厨房、数据中心、计算机房、商业设施的内部空间等各种空间适当地进行断流阀的选定。

(6-2)

在上述实施方式的说明中，作为在空调装置1的制冷剂回路10中循环的制冷剂，以R32为例进行说明，在使用R1234yf、R1234ze(E)、R452B等其它微燃性制冷剂的情况下，如上所述根据制冷剂的分子量、LFL等条件的不同来计算倍率R，选定与之符合的断流阀的规格。

(6-3)

在上述实施方式中，作为制冷剂泄漏时的空调装置1的动作的一例，示出图5所示的控制流程，但也可以进行其它动作以作为制冷剂泄漏时的动作。例如，可以在检测到制冷剂泄漏时，进行如下的控制：进行抽空运转，然后使断流阀关闭。

(6-4)

在上述实施方式中，在步骤S4和步骤S5中，使利用侧单元3a、3b、3c、3d进行制冷运转，减小热源侧膨胀阀25的开度，降低流向利用侧单元3a、3b、3c、3d的制冷剂的压力。然而，该控制是一个示例，也可以进行其它控制。

例如，也可以在检测到制冷剂向利用侧单元3a的设置空间泄漏的情况下，仅使与该利用侧单元3a对应的中继单元4a的液体中继断流阀71a及气体中继断流阀68a立刻关闭。

而且，也可以采用如下的控制：在检测到制冷剂向利用侧单元3a的设置空间泄漏的情况下，以使所有利用侧单元3a、3b、3c、3d从热源侧单元2断开的形式，使所有液体中继断流阀71a、71b、71c、71d和气体中继断流阀68a、68b、68c、68d关闭，并使热源侧单元2的压缩机21也停止。

(6-5)

在上述实施方式中，作为利用侧单元的示例，举出以埋入天花板的形式设置的利用侧单元3a、3b、3c、3d，但即使是其它形式的利用侧单元，断流阀的选定方法也相同。例如，天花板悬挂式利用侧单元、落地式利用侧单元、固定于侧壁的壁挂式利用侧单元也可以通过上述的(式16)求出倍率R。

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但应当理解的是，能够在不脱离权利要求书记载的本公开的主旨和范围的情况下进行形态和细节的各种变更。

符号说明

1 空调装置(制冷剂循环装置)；

2 热源侧单元；

3a、3b、3c、3d 利用侧单元；

3aa、3bb、3cc、3dd 利用侧回路；

5 液体制冷剂连通管；

6 气体制冷剂连通管；

10 制冷剂回路；

19 控制部；

68a、68b、68c、68d 气体中继断流阀(第二断流阀)；

71a、71b、71c、71d 液体中继断流阀(第一断流阀)；

79a、79b、79c、79d 制冷剂泄漏检测部(检测部)；

222 热源侧回路。

现有技术文献

专利文献

非专利文献1：使用微燃性(A2L)制冷剂的商用空调的制冷剂泄漏时的安全确保用设施指南(JRA GL-16：2017；日本冷冻空调工业会)；以及附录A(规定)安全断流阀的规格

Claims (4)

1.一种制冷剂循环装置(1)，所述制冷剂循环装置(1)使微燃性的制冷剂在制冷剂回路(10)中循环，其特征在于，包括：

第一断流阀(71a、71b、71c、71d)和第二断流阀(68a、68b、68c、68d)，所述第一断流阀和所述第二断流阀设置于所述制冷剂回路的第一部分(3aa、3bb、3cc、3dd)的两侧；

检测部(79a、79b、79c、79d)，所述检测部对制冷剂从所述制冷剂回路的所述第一部分向规定空间(SP)的泄漏进行检测；以及

控制部(19)，当通过所述检测部检测到制冷剂向所述规定空间泄漏时，所述控制部将所述第一断流阀和所述第二断流阀设为断流状态，抑制制冷剂向所述规定空间泄漏，

所述第一断流阀和所述第二断流阀在所述断流状态下的、流体为20℃的空气且前后的压力差为1MPa时的空气的泄漏量即断流时泄漏量分别为

大于300(cm³/min)，

小于300×R(cm³/min)，

其中，

R＝(ρ_md×V_md×A_d)/(C_r×(2×ΔP_r/ρ_1r)^0.5×A_v×ρ_1rl+A_v×(2/(λ+1))^{((λ+1)/2(λ-1))}×(λ×P_1r×ρ_1rg)^0.5)，

A_v是所述第一断流阀和所述第二断流阀各自的所述断流状态下的阀间隙截面积(m²)，

ρ_1rl是液相的制冷剂的质量浓度(kg/m³)，

ρ_1rg是气相的制冷剂的质量浓度(kg/m³)，

P_1r是第一断流阀以及第二断流阀各自的上游侧的制冷剂的压力(MPa)，

λ是制冷剂的比热比，

ρ_md是流过将所述规定空间的内外分隔开的门的间隙的空气以及制冷剂的混合气体的质量浓度(kg/m³)，

V_md是流过将所述规定空间的内外分隔开的门的间隙的空气以及制冷剂的混合气体的速度(m/s)，

A_d是将所述规定空间的内外分隔开的门的间隙的面积(m²)，

ΔP_r是正在泄漏制冷剂的部位的孔的内侧与外侧的压力差(Pa)，

C_r是液相的制冷剂流过正在泄漏制冷剂的部位的孔时的制冷剂的流量系数，是0.6。

2.如权利要求1所述的制冷剂循环装置(1)，其特征在于，

所述R是1<R<10.1。

3.如权利要求1或2所述的制冷剂循环装置(1)，其特征在于，

所述制冷剂回路(10)具有利用侧单元(3a、3b、3c、3d)所具有的利用侧回路(3aa、3bb、3cc、3dd)、热源侧单元(2)所具有的热源侧回路(222)、液体制冷剂连通管(5)和气体制冷剂连通管(6)，所述利用侧单元设置于所述规定空间(SP)或与所述规定空间(SP)连通的空间，所述液体制冷剂连通管和所述气体制冷剂连通管连接所述利用侧回路与所述热源侧回路，

所述制冷剂回路的所述第一部分是所述利用侧回路，

所述第一断流阀(71a、71b、71c、71d)设置于所述液体制冷剂连通管，

所述第二断流阀(68a、68b、68c、68d)设置于所述气体制冷剂连通管。

4.如权利要求1至3中任一项所述的制冷剂循环装置(1)，其特征在于，

所述微燃性的制冷剂是在ISO817中被区分为微燃性(A2L)的制冷剂。

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