热泵装置和热泵装置的控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种热泵装置，该热泵装置采用具有热源侧的一次侧回路和负载侧的二次侧回路，其目的在于防止一次侧回路的制冷剂经由二次侧回路泄漏。空调机（100）具有泄漏检测装置（13）和控制装置（14），该泄漏检测装置（13）对在一次侧制冷剂回路即制冷剂回路（6）中循环的制冷剂从中间换热器（5）泄漏到二次侧回路即水回路（10）的情况进行检测，该控制装置（14）在泄漏检测装置（13）检测到泄漏的情况下，将设置于水回路（10）中的中间换热器（5）的两侧的阀（8a、8b）关闭，防止混入有制冷剂的水流过阀（8a、8b）。
【专利说明】热泵装置和热泵装置的控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于确保制冷剂从热泵装置泄漏的情况下的安全的技术。
【背景技术】
[0002]作为进行室内的制冷、制热或除湿的方法，已知使用了利用制冷剂的制冷循环技术的空调机(热泵装置的一个例子)。
[0003]在该空调机中，作为HFC (氢氟烃)的R410A等氟化合物被广泛地用作制冷剂。然而，由于该制冷剂对全球变暖的影响是很大的，从防止地球变暖的观点出发，要求使用对全球变暖的影响小的制冷剂。因此，提出使用对全球变暖的影响小的制冷剂，如作为HFC的R32、作为HFO (氢氟烯烃)的R1234yf、作为碳氢化合物的异丁烷或丙烷等。然而，这些制冷剂都是可燃性制冷剂，在这一点上与以往使用的制冷剂不同。
[0004]在使用了可燃性制冷剂的空调机中，制冷剂从构成制冷循环的换热器或配管等泄漏，在室内构成易爆性气氛，有可能引起火灾等事故。
[0005]作为解决这一问题的空调机，在专利文献I中记载有如下的间接方式的空调机，其采用了供可燃性制冷剂循环的一次侧回路和供非可燃性的传热介质循环的二次侧回路。在间接方式的空调机中，通过在一次侧回路中循环的可燃性制冷剂将二次侧回路中循环的传热介质加热或冷却，并仅使在二次侧回路中循环的传热介质流到室内，而不使在一次侧回路中循环的可燃性制冷剂流到室内。间接方式的空调机通过不让可燃性制冷剂在室内流通，从而防止室内构成爆炸性气氛。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2009-150620号公报
【发明内容】
[0009]本发明要解决的课题
[0010]间接方法的空调机中，作为使在一次侧回路中循环的可燃性制冷剂和在二次侧回路中循环的传热介质进行热交换的中间换热器，一般使用板式换热器或二重管式换热器。在该情况下，有时，中间换热器由于冻结或老化而破损，造成一次侧回路的流路和二次侧回路的流路连通。于是，在一次侧回路中循环的可燃性制冷剂混入到在二次侧回路中循环的传热介质中。
[0011]进而，由于传热介质中混入了可燃性制冷剂，二次侧回路内的压力上升，混入了可燃性制冷剂的传热介质可能从构成二次侧回路的配管的焊接部位或接头泄露到室内。
[0012]本发明的主要目的在于，在采用了具备热源侧的一次侧回路和负载侧的二次侧回路的间接方式的热泵装置中，防止一次侧回路的制冷剂经由二次侧回路泄露。
[0013]用于解决课题的手段
[0014]本发明的热泵装置的特征在于，具有:[0015]第I制冷剂回路，该第I制冷剂回路供制冷剂循环，通过由配管顺序连接第I压缩机、第I热源换热器、第I膨胀机构和第I中间换热器而构成为环状；
[0016]流体回路，该流体回路供流体循环，通过由配管顺序连接所述第I中间换热器、第I阀、负载换热器和第2阀而构成为环状；
[0017]泄漏检测装置，该泄漏检测装置对在所述第I制冷剂回路中循环的制冷剂从所述第I中间换热器泄漏到所述流体回路的情况进行检测；以及
[0018]控制装置，在所述泄漏检测装置检测到制冷剂泄漏的情况下，将在所述流体回路中连接的所述第I阀和所述第2阀关闭。
[0019]发明效果
[0020]本发明的热泵装置由于在制冷剂从作为一次侧回路的第I制冷剂回路向作为二次侧回路的流体回路泄露时关闭第I阀和第2阀，所以能够防止在一次侧回路中循环的制冷剂流过二次侧回路的第I阀或第2阀。因此，能够防止在一次侧回路中循环的制冷剂从二次侧回路的第I阀或第2阀向外部泄露。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是实施方式I的空调机100的结构图。
[0022]图2是表示实施方式I的空调机100的制冷运转时的制冷剂以及水的流动的图。
[0023]图3是表示实施方式I的空调机100的制热运转时的制冷剂以及水的流动的图。
[0024]图4是表示实施方式I`的泄漏检测装置13以及控制装置14的动作的流程图。
[0025]图5是实施方式2的空调机100的结构图。
[0026]图6是表示实施方式2的空调机100的制冷运转时的制冷剂以及水的流动的图。
[0027]图7是实施方式2的空调机100的制热运转时的制冷剂以及水的流动的图。
[0028]图8是一般的板式换热器的分解立体图。
[0029]图9是表示实施方式3的中间换热器5a、5b的配置的图。
[0030]图10是表示实施方式3的中间换热器5a、5b的配置的图。
[0031]图11是表示实施方式3的中间换热器5a、5b的配置的图。
【具体实施方式】
[0032]实施方式1.[0033]图1是实施方式I的空调机100的结构图。另外，图1中，空白的箭头表示风的流向，虚线箭头表不"[目号的流向。
[0034]空调机100具有制冷剂回路6 (第I制冷剂回路、一次侧回路)，该制冷剂回路6经由配管依次连结压缩机I (第I压缩机)、四通阀2、换热器3 (第I换热器)、膨胀阀4 (第I膨胀机构)、中间换热器5 (第I中间换热器)而构成为环状。并且，空调机100具有水回路10 (流体回路、二次侧回路)，水回路10通过配管依次连接中间换热器5、泵7、阀8a (第I阀)、换热器9 (负载换热器)、阀Sb (第2阀)而构成为环状。制冷剂回路6中循环有液体密度(液压头)比水低的丙烷、异丁烷等可燃性制冷剂，水回路10中循环有水。换热器3的附近设置有向换热器3送风的送风机11，在换热器9的附近设置有向换热器9送风的送风机12。[0035]另外，空调机100具有对在制冷剂回路6中循环的制冷剂从中间换热器5泄漏到水回路10的情况进行检测的泄漏检测装置13、以及在由泄漏检测装置13检测到了制冷剂泄漏的情况下关闭阀8a、8b的控制装置14。
[0036]在空调机100具有的设备中，压缩机1、四通阀2、换热器3、膨胀阀4、中间换热器
5、泵7、阀8a、8b、送风机11、泄漏检测装置13、控制装置14收纳在室外所设置的室外机15(第I框体)中。并且，空调机100具有的设备中，换热器9和送风机12收纳在室内所设置的室内机16 (第2框体)中。
[0037]这里，中间换热器5是热交换效率高的板式换热器或二重管式换热器。泵7是转速可变的泵。阀8a是具有能够调节开度的可变节流机构的阀，阀Sb是进行单纯开闭动作的阀。泄漏检测装置13通过压力传感器检测水回路10内的压力，由此来检测制冷剂的泄漏。尤其是，泄漏检测装置13通过检测泵7和阀8a之间的压力，来检测制冷剂的泄漏。控制装置14是微型计算机。
[0038]对实施方式I的空调机100的制冷运转时的动作进行说明。
[0039]图2是表示实施方式I的空调机100的制冷运转时的制冷剂以及水的流向的图。图2中，实线箭头表示制冷剂的流向,虚线箭头表示水的流向。
[0040]制冷运转时，四通阀2设定在图1所示的实线的流路上。并且，阀8a的开度设定为使水的流量恒定，阀8b开放。通过控制经过阀8a的水的流量，来控制换热器9中的热交换量。
[0041]制冷剂回路6中，通过压缩机I而成为高温高压的制冷剂，经过四通阀2后流入换热器3。流入了换热器3的制冷剂与外部气体进行热交换而冷凝，成为液体制冷剂。液体制冷剂经过膨胀阀4而膨胀，成为低温低压的气液二相制冷剂。气液二相制冷剂流入中间换热器5，与在水回路10中循环的水进行热交换并蒸发，成为气体制冷剂。这时，在水回路10中循环的水被冷却。气体制冷剂经过四通阀2再次被吸入压缩机1，成为高温高压。
[0042]另一方面，在水回路10中，被中间换热器5冷却后的低温的水顺序通过泵7和阀8a，流入换热器9。流入换热器9的水与室内空气进行热交换并被加热。这时，室内空气被冷却。加热后的水经过阀8b，再次流入中间换热器5。
[0043]对实施方式I的空调机100的制热运转时的动作进行说明。
[0044]图3是表示实施方式I的空调机100的制热运转时的制冷剂以及水的流向的图。图3中，实线箭头表示制冷剂的流向,虚线箭头表示水的流向。
[0045]制热运转时，四通阀2设定在图1所示的虚线的流路上。并且，阀8a的开度被设定为使水的流量为规定值，阀8b开放。
[0046]制冷剂回路6中，通过压缩机I而成为高温高压的制冷剂经过四通阀2，流入中间换热器5。流入了中间换热器5的制冷剂与在水回路10中循环的水进行热交换而冷凝，成为液体制冷剂。这时，在水回路10中循环的水被加热。液体制冷剂经过膨胀阀4膨胀，成为低温低压的气液二相制冷剂。气液二相制冷剂流入换热器3，与外部气体进行热交换并蒸发，成为气体制冷剂。气体制冷剂经过四通阀2，再次被吸入压缩机I而成为高温高压。
[0047]另一方面，在水回路10中，被中间换热器5加热后的高温的水顺序通过泵7和阀8a，流入换热器9。流入了换热器9的水与室内空气热交换并被冷却。这时，室内空气被加热。冷却后的水经过阀8b，再次流入中间换热器5。[0048]对实施方式I的空调机100的除霜运转时的动作进行说明。
[0049]除霜运转是在制热运转时换热器3上附着了霜的情况下执行的。
[0050]除霜运转时的动作与制冷运转时的动作相同。S卩，如图2所示，四通阀2设定在图1所示的实线的流路上，在制冷剂回路6中，通过压缩机I而成为高温高压的制冷剂经过四通阀2后流入换热器3。然后，通过流入了换热器3的高温高压的制冷剂，附着在换热器3上的霜溶化，从而被去除。其他的动作由于与制冷运转时的动作相同，因此省略说明。
[0051]如上述说明的那样，在制冷运转时或除霜运转时，低温的制冷剂流向中间换热器
5。根据情况，有时0度以下的制冷剂流向中间换热器5。在该情况下，在中间换热器5内，在水回路10中循环的水冻结，水的体积因冻结而膨胀，有时造成中间换热器5破损。当中间换热器5破损时，中间换热器5内的制冷剂的流路与水的流路连通，在制冷剂回路6中循环的制冷剂有可能泄露到水回路10中。另外，中间换热器5可能会由于老化等而破损，在制冷剂回路6中循环的制冷剂有可能会向水回路10泄漏。
[0052]在制冷剂泄漏到水回路10中的情况下，制冷剂混入水中并在水回路10中循环。压力高的制冷剂混入水中时，由于减压效果而产生制冷剂气体，水回路10内的压力可能会超过构成水回路10的配管及配管等的焊接部的承受压力，混入有制冷剂的水有可能会泄漏到室内。
[0053]对在制冷剂从中间换热器5向水回路10泄漏的情况下的实施方式I的空调机100的动作进行说明。
[0054]图4是表示实施方式I的泄漏检测装置13以及控制装置14的动作的流程图。
[0055]泄漏检测装置13始终检测水回路10内的压力(S1:压力检测工序)，并判断水回路10内的压力是否上升(S2:上升判断工序)。然后，在泄漏检测装置13判断为压力上升了的情况下(S2中的是)，认为制冷剂泄漏到了水回路10中，将表示制冷剂发生了泄漏的检测信号发送给控制装置14 (S3:信号发送工序)。当接收到检测信号时，控制装置14关闭阀8a、8b (S4:阀控制工序)。通过关闭阀8a、8b，能够防止混入有制冷剂的水流入室内机16。
[0056]在S2中，在空调机100停止的情况和正在运转的情况下，泄漏检测装置13分别如下所述地判定压力上升。
[0057]在空调机100停止的情况下，水回路10内的压力是大气压。因此，在空调机100停止的情况下，以比大气压高规定值的压力为阈值，当检测到比阈值高的压力时，泄漏检测装置13判断为压力上升。
[0058]在空调机100正在运转的情况下，由于水在循环，所以水回路10内的压力比空调机100停止的情况高。根据泵7的转速等，水的循环速度发生变化，水回路10内的压力也变化。因此，预先将如下值设定为阈值，即，比制冷剂未泄漏的情况下取得的水回路10内的压力的最高值等高规定值的值，当检测到比阈值高的压力时，泄漏检测装置13判断为压力上升。阈值例如可以在空调机100的设计时设定，也可以在现场设置空调机100时进行运转模拟而设定，该运转模拟考虑了施工配管长度、制冷剂封入量等实际条件。并且，可以预先按照泵7的转速、室内温度、室外温度等来设定阈值，泄漏检测装置13根据压力测得时刻的泵7的转速、室内温度、室外温度等来改变所使用的阈值。
[0059]在制冷剂泄漏了的情况下，原则上，水回路10内的压力会整体上升。但是，由于在调整阀8a的开度并以使水回路10中循环的水的流量恒定的方式进行调整的情况下，成为在水中包含气体制冷剂的气液二相状态，因此阀8a的前后压差增大，阀8a的下游侧的压力被抑制得低，有可能几乎不上升。因此，在水回路10之中，泄漏检测装置13检测泵7与阀8a之间的压力。由此，与阀8a的开度无关，能够可靠地检测压力上升。
[0060]如以上所述，实施方式I的空调机100检测在制冷剂回路6中循环的制冷剂泄漏到水回路10中的情况，关闭阀8a、8b。由此，能够防止混入有制冷剂的水流入室内机16。结果，能够防止制冷剂向室内泄漏，防止室内成为爆炸性气氛。
[0061]另外，在上述说明中，控制装置14在接收到检测信号的情况下关闭阀8a、8b。但是，控制装置14在空调机100的运转中接收到检测信号时，也可以关闭阀8a、8b并且使压缩机I或泵7停止。由此，能够更可靠地防止制冷剂的泄漏。
[0062]另外，控制装置14在接收到了检测信号时，也可以提醒使用者进行室内换气。例如，控制装置14可以从用于对室内机16或空调机100输入指示的遥控器，通过声音输出提醒使用者进行室内换气的信息，也可以在室内机16或遥控器的显示部上显示用于提醒使用者进行室内换气的信息。
[0063]并且，在上述说明中，泄漏检测装置13通过测得水回路10内的压力来检测制冷剂的泄漏。但是，泄漏检测装置13也可以通过其他方法来检测制冷剂的泄漏。
[0064]例如，泄漏检测装置13还可以利用下面的方式来检测制冷剂的泄漏，如:利用由于半导体表面吸附气体而使半导体的电阻减少的原理的、所谓半导体方式；利用气体接触流有电流的钼线时产生微小的燃烧从而钼线的电阻增加的原理的、所谓接触燃烧方式；以及，利用可燃性气体接触流有电流的钼线(通常是与空气接触)时由于与空气的导热率不同从而钼线的温度变化的原理的、所谓气体导热方式等。另外，在气体导热方式中，钼线的温度变化是指电阻变化。
[0065]这些方式是检测非可燃性气体中(例如，空气中)的可燃性气体的方式。因此，需要附属结构，该附属结构定期地 从水回路10向大气中放出一定量的水(在制冷剂泄漏的情况下，是水与制冷剂的混合物)，在除去水之后根据上述方式检测制冷剂。例如，也可以使用在一定压力以上就开放的安全阀，当水回路10内的压力达到一定压力以上时从水回路10向大气中放出一定量的水。
[0066]根据这些方式，在检测制冷剂的泄漏时，优选在水回路10的最高位置设置安全阀，由所放出的混合物检测制冷剂的泄漏。低密度的可燃性制冷剂由于滞留在水回路10的最高的位置，因此无论是在运转中还是在停止中，都能够可靠地检测制冷剂泄漏。
[0067]实施方式2.[0068]在实施方式2中，对具备几个一次侧回路的空调机100进行说明。另外，这里以具有两个一次侧回路的空调机100为例进行了说明，空调机100也可以具有3个以上的一次侦徊路。
[0069]关于实施方式2的空调机100,对与实施方式I的空调机100相同的结构标注同一标号。
[0070]图5是实施方式2的空调机100的结构图。另外，在图1中，空白箭头表不风的流向，虚线箭头表不/[目号的流向。
[0071]空调机100具有制冷剂回路6a (第I制冷剂回路、一次侧回路)，该制冷剂回路6a通过配管依次连接压缩机Ia (第I压缩机)、四通阀2a、换热器3a (第I热源换热器)、膨胀阀4a (第I膨胀机构)、中间换热器5a (第I中间换热器)而构成为环状。并且，空调机100具有制冷剂回路6b (第2制冷剂回路、一次侧回路)，该制冷剂回路6b通过配管依次连接压缩机Ib (第2压缩机)、四通阀2b、换热器3b (第2热源换热器)、膨胀阀4b (第2膨胀机构)、中间换热器5b (第2中间换热器)而构成为环状。并且，空调机100具有水回路10 (流体回路、二次侧回路)，该水回路10通过配管依次连接中间换热器5a、中间换热器5b、泵7、阀8a (第I阀)、换热器9 (负载换热器)、阀Sb (第2阀)而构成为环状。制冷剂回路6a、6b中循环有液体密度比水低的丙烷、异丁烷等可燃性制冷剂，水回路10中循环有水。在换热器3a、3b附近，设置有向换热器3a、3b送风的送风机11，在换热器9的附近，设置有向换热器9送风的送风机12。
[0072]并且，空调机100具有:对在制冷剂回路6中循环的制冷剂从中间换热器5向水回路10泄漏的情况进行检测的泄漏检测装置13 ;以及，在泄漏检测装置13检测到制冷剂泄漏了的情况时关闭阀8a、8b的控制装置14。
[0073]在空调机100具有的设备之中，压缩机la、lb、四通阀2a、2b、换热器3a、3b、膨胀阀4a、4b、中间换热器5a、5b、泵7、阀8a、8b、送风机11、泄漏检测装置13和控制装置14被收纳在室外机15 (第I框体)中。并且，空调机100具有的设备之中，换热器9和送风机12收纳在室内机16 (第2框体)中。
[0074]这里，中间换热器5a、5b是热交换效率高的板式换热器或二重管式换热器。
[0075]对实施方式2的空调机100的制冷运转时的动作进行说明。
[0076]图6是表示实施方式2的空调机100的制冷运转时的制冷剂以及水的流向的图。图6中，实线箭头表示制冷剂的流向,虚线箭头表示水的流向。
[0077]制冷运转时，四通阀2a、2b设定在图5所示的实线的流路上。并且，阀8a的开度被设定为使水的流量恒定，阀8b开放。
[0078]制冷剂回路6a中，通过压缩机Ia而成为高温高压的制冷剂经过四通阀2a后流入换热器3a。流入换热器3a的制冷剂与外部气体进行热交换，冷凝而成为液体制冷剂。液体制冷剂经过膨胀阀4a，膨胀而成为低温低压的气液二相制冷剂。气液二相制冷剂流入中间换热器5a，与在水回路10中循环的水进行热交换，蒸发而成为气体制冷剂。这时，在水回路10中循环的水被冷却。气体制冷剂经过四通阀2a，再次被吸入压缩机Ia而成为高温高压。
[0079]与制冷剂回路6a相同，制冷剂回路6b中，通过压缩机Ib而成为高温高压的制冷剂经过四通阀2b后流入换热器3b。流入换热器3b的制冷剂与外部气体进行热交换，冷凝而成为液体制冷剂。液体制冷剂经过膨胀阀4b，膨胀而成为低温低压的气液二相制冷剂。气液二相制冷剂流入中间换热器5b，与在水回路10中循环的水进行热交换，蒸发而成为气体制冷剂。这时，在水回路10中循环的水被冷却。气体制冷剂经过四通阀2b，再次被吸入压缩机Ib，成为高温高压。
[0080]另一方面，在水回路10中，水在中间换热器5a被冷却，进而在中间换热器5b被冷却而成为低温。低温的水顺序经过泵7和阀8a后流入换热器9。流入了换热器9的水与室内空气进行热交换而被加热。这时，室内空气被冷却。被加热了的水经过阀8b，并再次流入中间换热器5a。
[0081]这样，在水回路10中，中间换热器5a、5b串联连接，因此，水通过在制冷剂回路6a、6b中循环的制冷剂而被顺序冷却。所以，即使制冷剂回路6a、6b各自的能力不高，也能够充分冷却水。
[0082]对实施方式2的空调机100的制热运转时的动作进行说明。
[0083]图7是表示实施方式2的空调机100的制热运转时的制冷剂以及水的流向的图。图7中，实线箭头表示制冷剂的流向,虚线箭头表示水的流向。
[0084]制热运转时，四通阀2a、2b被设定为图5所示的虚线的流路。并且，阀8a的开度被设定为使水的流量为规定值，阀8b开放。
[0085]在制冷剂回路6a中，通过压缩机Ia而成为高温高压的制冷剂经过四通阀2a后流入中间换热器5a。流入中间换热器5a的制冷剂与在水回路10中循环的水进行热交换，冷凝而成为液体制冷剂。这时，在水回路10中循环的水被加热。液体制冷剂经过膨胀阀4a，膨胀而成为低温低压的气液二相制冷剂。气液二相制冷剂流入换热器3a，与外部气体进行热交换，蒸发而成为气体制冷剂。气体制冷剂经过四通阀2a后被再次吸入压缩机Ia而成为闻温闻压。
[0086]与制冷剂回路6a相同,在制冷剂回路6b中，通过压缩机Ib而成为高温高压的制冷剂经过四通阀2b后流入中间换热器5b。流入了中间换热器5b的制冷剂与在水回路10中循环的水进行热交换，冷凝而成为液体制冷剂。这时，在水回路10中循环的水被加热。液体制冷剂经过膨胀阀4b后，膨胀而成为低温低压的气液二相制冷剂。气液二相制冷剂流入换热器3b，与外部气体进行热交换，蒸发而成为气体制冷剂。气体制冷剂经过四通阀2b后被再次吸入压缩机lb，成为高温高压。
[0087]另一方面，在水回路10中，水在中间换热器5a被加热，进而在中间换热器5b被加热而成为高温。高温的水顺序经过泵7和阀8a后流入换热器9。流入了换热器9的水与室内空气进行热交换而被冷却。这时，室内空气被加热。冷却后的水经过阀8b后再次流入中间换热器5a。
[0088]这样，在水回路10中，中间换热器5a、5b串联连接，所以水通过在制冷剂回路6a、6b中循环的制冷剂被顺序加热。因此，即使制冷剂回路6a、6b各自的能力不高，也能够充分加热水。
[0089]对实施方式2的空调机100的除霜运转时的动作进行说明。
[0090]除霜运转是在制热运转时换热器3a、3b上附着了霜的情况下执行的。
[0091]除霜运转时的动作与制冷运转时的动作相同。S卩，如图6所示，四通阀2a、2b设定为图5所示的实线的流路，在制冷剂回路6a中，通过压缩机Ia而成为高温高压的制冷剂经过四通阀2a流入换热器3a。同样，在制冷剂回路6b中，通过压缩机Ib而成为高温高压的制冷剂经过四通阀2b流入换热器3b。然后，通过流入了换热器3a、3b的高温高压的制冷齐U，将附着在换热器3上的霜溶化并去除。其他的动作由于与制冷运转时的动作相同，因此省略说明。
[0092]与实施方式I的空调机100同样，实施方式2的空调机100的中间换热器5a、5b也有可能破损，在制冷剂回路6中循环的制冷剂可能会向水回路10泄漏。而且，当制冷剂泄漏到水回路10中时，混入了制冷剂的水有可能向室内泄漏。
[0093]因此，在检测到制冷剂回路6中循环的制冷剂泄漏到了水回路10的情况下，控制装置14关闭阀8a、8b。由此，能够防止混入有制冷剂的水流入室内机16。并且，控制装置14也可以停止压缩机la、lb或泵7，从而更可靠地防止制冷剂的泄漏。[0094]如上所述，实施方式2的空调机100与实施方式I的空调机100相同，检测制冷剂回路6a、6b中循环的制冷剂向水回路10泄漏这一情况，并且关闭阀8a、8b。由此，能够防止混入有制冷剂的水流入室内机16。结果，能够防止制冷剂泄漏到室内，防止室内成为爆炸性气氛。
[0095]另外，优选的是，将一次侧回路中封入的制冷剂量抑制为小于规定量(例如，将丙烷用作制冷剂时，小于欧洲的F-gas标准的150g)，从而，即使制冷剂泄漏到了室内，室内也不会成为爆炸性气氛。但是，在发挥高能力的大型空调机中，封入的制冷剂量一般比较多。
[0096]对此，在实施方式2的空调机100中，由于具有制冷剂回路6a、6b这两个一次侧回路，所以即使抑制分别封入制冷剂回路6a、6b的制冷剂量而使制冷剂回路6a、6b各自的能力低，空调机100也能够发挥高的能力。即，实施方式2的空调机100即使是发挥高能力的大型的空调机，也能够减少封入到各一次侧回路中的制冷剂量。
[0097]并且，如图5所示，由送风机11送出的风在通过了换热器3a之后通过换热器3b。因此，例如，如果是制冷运转，则在换热器3a中与在制冷剂回路6a中循环的制冷剂进行热交换，加热后的风被送向换热器3b。即，向换热器3a、3b供给的风的温度不同。结果，在制冷剂回路6a与制冷剂回路6b中，能够使冷凝温度成为不同的温度。
[0098]并且，如图5所示，在水回路10中循环的水通过了中间换热器5a之后通过中间换热器5b。因此，例如，如果是制冷运转，则在中间换热器5a中与在制冷剂回路6a中循环的制冷剂进行热交换，冷却后的水被送向中间换热器5b。即，向中间换热器5a、5b供给的水的温度不同。结果，在制冷剂回路6a与制冷剂回路6b中，能够使蒸发温度成为不同的温度。
[0099]即，在制冷剂回路6a与制冷剂回路6b中，能够使冷凝温度以及蒸发温度成为不同的温度。这里，以制冷运转为例进行了说明，制热运转也相同，在制冷剂回路6a与制冷剂回路6b中，能够使冷凝温度以及蒸发温度成为不同的温度。通过使制冷剂回路6a、6b的冷凝温度以及蒸发温度成为不同的温度，能够实现与水和空气的温度变化相对应的制冷剂温度，能够构成高效率的空调机。
[0100]在图5所示的例子中，在制冷运转时，由于在换热器3a中进行了热交换并被加热了的空气被送到换热器3b，所以换热器3a中的冷凝温度低，换热器3b中的冷凝温度高。并且，由于在中间换热器5a中进行了热交换并被冷却了的水流入中间换热器5b，所以中间换热器5a中的蒸发温度高，中间换热器5b中的蒸发温度变低。在制热运转时，在换热器3a中进行了热交换而被冷却了的空气被送到换热器3b，所以换热器3a中的蒸发温度高，换热器3b中的蒸发温度变低。并且，由于在中间换热器5a中进行了热交换并被加热了的水流入中间换热器5b，所以中间换热器5a中的冷凝温度低，中间换热器5b中的冷凝温度变高。
[0101]S卩，在图5所示的例子中，制冷剂回路6a成为冷凝温度低而蒸发温度高的回路，制冷剂回路6b成为冷凝温度高而蒸发温度低的回路。因此，制冷剂回路6a的高低压差变小，制冷剂回路6b的高低压差变大。
[0102]但是，也可以使由送风机11送出的风在通过了换热器3b之后通过换热器3a，或者，使在水回路10中循环的水在通过了中间换热器5b之后通过中间换热器5a，从而减小制冷剂回路6a与制冷剂回路6b的高低压差的差。
[0103]使制冷剂回路6a、6b的高低压差的差变大还是变小，可以根据制冷剂回路6a、6b中搭载的压缩机的单体性能差和空调机100的设置环境等来选择效率好的一方。[0104]实施方式3.[0105]实施方式3中，对实施方式1、2的中间换热器5 (5a、5b)的配置进行说明。另外，这里以实施方式2的空调机100为例进行说明。
[0106]图8是一般的板式换热器的分解立体图。
[0107]图9到图11是表示实施方式3的中间换热器5a、5b的配置的图。在图9到图11中，实线箭头表示制冷运转时的制冷剂的流向，虚线箭头表示水的流向。在制热运转时，制冷剂的流向成为与实线箭头相反的方向。并且，在图9到图11中，上下方向表示铅垂方向。
[0108]在图9到图11中，假定中间换热器5a、5b是板式换热器。如图8所示，板式换热器是层积多个大致矩形的板51而构成的，形成为厚度较薄的长方体状。然后，在端部所层积的板51上，设置与一次侧回路之间的连接口 52、53以及与二次侧回路之间的连接口 54、
55。在一次侧回路中循环的制冷剂所流过的制冷剂流路56、与在二次侧回路中循环的水所流过的水流路57交替地形成在各板之间。
[0109]在图9中，纵向层积2级的长方体状的中间换热器5a、5b。室外机15收纳2个制冷剂回路6a、6b，所以大型化，设置面积也变大。但是，如图9所示，通过纵向层积2级的中间换热器5a、5b，能够有效率地配置中间换热器5a、5b，能够减小室外机15的设置面积。
[0110]另外，使膨胀阀4a、4b侧的连接口 53a、53b和泵7侧的连接口 55a、55b位于下侧，使四通阀2a、2b侧的连接口 52a、52b和阀8b侧的连接口 54a、54b位于上侧。在制冷运转时以及除霜运转时，二相制冷剂从连接口 53a、53b流入，气体制冷剂从连接口 52a、52b流出。在制热运转时，气体制冷剂从连接口 52a、52b流入，液体制冷剂从连接口 53a、53b流出。因此，通过这样进行配置，气体制冷剂通过的连接口 52a、52b成为上侧，能够防止气体制冷剂滞留在中间换热器5a、5b内。
`[0111]在图10、图11中，使中间换热器5a、5b倾斜，并使气体制冷剂通过的连接口 52a、52b、54a、54b朝向斜上方。由此，室外机15的设置面积虽然稍微变大，但能够减少气体制冷剂滞留在中间换热器5a、5b的上部(图9的由虚线表示的范围58a、58b)的区域。
[0112]作为图10的变形例，在图11中，连接口 52a、52b、54a、54b与连接口 53a、53b、55a、55b设置在层积于相反侧的端部的板51上。连接口 53a、53b是制冷运转时以及除霜运转时的制冷剂的入口。
[0113]在发生轻微的制冷剂泄漏的情况下，制冷剂气体可能会滞留在中间换热器5a、5b内，有可能延迟制冷剂泄漏的检测。但是，根据上述方法，由于能够减小制冷剂气体在中间换热器5a、5b内滞留的区域，所以能够迅速检测制冷剂泄漏。
[0114]另外，在上述说明中，以实施方式2的中间换热器5a、5b为例进行了说明。但是，在实施方式I的空调机100中，也可以如图9所示纵向设置中间换热器5，也可以如图10所示倾斜设置中间换热器5，也可以如图11所示将连接口设置在层积于相反侧的端部的板51上。
[0115]另外，在具有2个以上的一次侧制冷剂回路，并且使用液体密度(液压头)比水大的R32、HF0-1234yf、含有R32的混合制冷剂、或者含有HF0_1234yf的混合制冷剂作为在该一次侧制冷剂回路中循环的可燃性制冷剂的情况下，将各中间换热器以纵向设置的状态沿左右方向并列配置。即，在使连接口 53a、53b、55a、55b位于下侧，连接口 52a、52b、54a、54b位于上侧的状态下，将中间换热器5a、5b左右并列配置。由此，能够确保性能，并将室外机15的上部空间活用为制冷剂配管空间，从而实现设置面积的紧凑化。
[0116]在以上的实施方式中，使水在作为二次侧回路的水回路10中循环。但是，在二次侦徊路中循环的流体不限于水，也可以是载冷剂等其他的非可燃性流体。
[0117]二次侧回路中循环有载冷剂时，在中间换热器5 (在实施方式2中是中间换热器5a、5b)内，载冷剂不会冻结，但由于老化等中间换热器5有可能破损。因此，在二次侧回路中循环载冷剂的情况下，以上的实施方式的空调机100也是有效的。
[0118]并且，在以上的实施方式中，将泵7设置在水回路10中的中间换热器5(在实施方式2中是中间换热器5b)与阀8a之间。但是，泵7的设置位置只要是在水的循环方向上的阀8b与阀8a之间即可，也可以是其他位置。
[0119]无论泵7设置在什么位置，泄漏检测装置13通过测得泵7与阀8a之间的水回路10内的压力，都能够可靠地检测制冷剂泄漏。
[0120]另外，在以上的实施方式中，作为热泵装置的一例对空调机进行了说明。作为空调机，不限定于制冷剂量比较少的居室空调，也可以适用于办公用的封装空调和大厦用的多联空调等大型空调。并且，热泵装置不限于是空调机，也可以是冷机和低温设备等。在该情况下，二次侧回路的流体不是水，而必须是载冷剂。并且，该情况下，由于是冷冻或冷藏专用，所以不需要四通阀。
[0121]附图标记的说明
[0122]I压缩机，2四通阀，3换热器，4膨胀阀，5中间换热器，6制冷剂回路，7泵，8阀，9换热器，10水回路，11，12送风机，13泄漏检测装置，14控制装置，15室外机，16室内机，51板，52、53、54、55连接口，56制冷剂流路，57水流路，58气体制冷剂滞留的区域，100空调机。
【权利要求】
1.一种热泵装置，其特征在于，具有: 第I制冷剂回路，该第I制冷剂回路供制冷剂循环，通过配管顺序连接第I压缩机、第I热源换热器、第I膨胀机构和第I中间换热器而构成为环状； 流体回路，该流体回路供流体循环，通过配管顺序连接所述第I中间换热器、第I阀、负载换热器和第2阀而构成为环状； 泄漏检测装置，该泄漏检测装置对在所述第I制冷剂回路中循环的制冷剂从所述第I中间换热器泄漏到所述流体回路的情况进行检测；以及 控制装置，该控制装置在所述泄漏检测装置检测到制冷剂泄漏了的情况下，将与所述流体回路连接的所述第I阀和所述第2阀关闭。
2.如权利要求1所述的热泵装置，其特征在于，还具有: 第I框体，该第I框体收纳所述第I压缩机、所述第I热源换热器、所述第I膨胀机构、所述第I中间换热器、所述第I阀和所述第2阀；以及 第2框体，该第2框体收纳所述负载换热器。
3.如权利要求1或2所述的热泵装置，其特征在于， 在所述第I制冷剂回路中循环的制冷剂是可燃性的， 在所述流体回路中循环的 流体是非可燃性的。
4.如权利要求1~3中任一项所述的热泵装置，其特征在于， 在所述泄漏检测装置检测到制冷剂泄漏了的情况下，所述控制装置使所述第I压缩机停止。
5.如权利要求1~4中任一项所述的热泵装置，其特征在于， 所述流体回路还在所述流体循环的方向上的所述第2阀和所述第I阀之间连接有泵，该泵使所述流体按照所述第I中间换热器、所述第I阀、所述负载换热器、所述第2阀的顺序循环， 调整所述第I阀的开度，从而使在所述流体回路中循环的流体的流量成为规定的流量， 所述泄漏检测装置通过检测所述流体回路中的所述泵与所述第I阀之间的压力，来检测制冷剂的泄漏。
6.如权利要求1~5中任一项所述的热泵装置,其特征在于， 所述第I中间换热器配置为，使与所述第I压缩机连接的配管的连接口在上方，使与所述第I膨胀机构连接的配管的连接口在下方。
7.如权利要求6所述的热泵装置，其特征在于， 所述第I中间换热器是板式换热器，该板式换热器层积有多个板，并在层积于一个端部的板上设置与所述第I压缩机连接的配管的连接口以及与所述第I膨胀机构连接的配管的连接口，该板式换热器倾斜地配置，从而使与所述第I压缩机连接的配管的连接口朝向斜上方。
8.如权利要求7所述的热泵装置，其特征在于， 在作为所述第I中间换热器的所述板式换热器中，与所述第I压缩机连接的配管的连接口设置在所述多个板之中的、在设置有与所述第I膨胀机构连接的配管的连接口的板的相反侧的端部所层积的板上，该板式换热器倾斜地配置，从而使与所述第I压缩机连接的配管的连接口朝向斜上方，使与所述第I膨胀机构连接的配管的连接口朝向斜下方。
9.如权利要求1~8中任一项所述的热泵装置，其特征在于， 还具有第2制冷剂回路，该第2制冷剂回路供制冷剂循环，通过配管顺序连接第2压缩机、第2热源换热器、第2膨胀机构和第2中间换热器而构成为环状， 所述第2中间换热器在所述流体回路中被连接在所述第I中间换热器与所述第I阀之间， 所述泄漏检测装置对所述第I制冷剂回路中循环的制冷剂和所述第2制冷剂回路中循环的制冷剂从所述第I中间换热器泄漏到所述流体回路中的情况进行检测。
10.如从属于权利要求1~5中的任意一个的权利要求9所述的热泵装置，其特征在于， 在所述第I制冷剂回路以及所述第2制冷剂回路中循环的制冷剂是R32或包含R32的混合制冷剂， 所述第I中间换热器以及所述第2中间换热器是层积了多个板的板式换热器，以配管的连接口位于上下的纵向状态，沿着左右方向排列配置。
11.如权利要求9或10所述的热泵装置，其特征在于， 所述热泵装置还具有送风机，该送风机产生风，以便将在所述第I热源换热器和所述第2热源换热器中的一方与制冷剂进行了热交换的空气向另一方送出，并在所述另一方与制冷剂进行热交换。`
12.如权利要求2所述的热泵装置，其特征在于，所述热泵装置是进行居室的空气调节的空调机， 所述第I框体是设置在所述居室的外部的室外机， 所述第2框体是设置在所述居室的内部的室内机。
13.一种热泵装置的控制方法，所述热泵装置具有: 第I制冷剂回路，该第I制冷剂回路供制冷剂循环，通过配管顺序连接第I压缩机、第I热源换热器、第I膨胀机构和第I中间换热器而构成为环状；以及 流体回路，该流体回路供流体循环，通过配管顺序连接所述第I中间换热器、第I阀、负载换热器和第2阀而构成为环状， 所述热泵装置的控制方法的特征在于，具有: 泄漏检测工序，在该泄漏检测工序中，泄漏检测装置对在所述第I制冷剂回路中循环的制冷剂从所述第I中间换热器泄漏到所述流体回路的情况进行检测；以及 阀控制工序，在该阀控制工序中，在所述泄漏检测装置检测到制冷剂泄漏了的情况下，控制装置将与所述流体回路连接的所述第I阀和所述第2阀关闭。
【文档编号】F25B49/02GK103797317SQ201280044477
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年1月31日 优先权日:2011年9月13日
【发明者】冈崎多佳志 申请人:三菱电机株式会社