JP2014126350A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】膨張弁の数量を増やすことなく、暖房運転と他の運転とを切り換えることができる空気調和機を提案する。
【解決手段】空気調和機には、室外回路（21）の冷媒と蓄熱媒体とを熱交換させる蓄熱用熱交換器（30）と、圧縮機（24）で圧縮した冷媒を室内熱交換器（62）で放熱させ、室外膨張弁（28）で減圧した後、室外熱交換器（25）で蒸発させる第１運転と、圧縮機（24）で圧縮した冷媒を室外熱交換器（25）で放熱させ、室外膨張弁（28）で減圧した後、蓄熱用熱交換器（30）で蒸発させる第２運転とを切り換えるように構成される切換機構（27,44,45,50,52,53,54,55,100）とが設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、蓄熱用熱交換器を備えた空気調和機に関するものである。

従来より、室内の冷房や暖房を行う空気調和機が知られている。この種の空気調和機として、冷媒によって蓄熱媒体を冷却し、この蓄熱媒体のいわゆる冷熱を利用して冷房能力の向上を図るものが知られている。

例えば特許文献１に開示の空気調和機は、圧縮機と、室外熱交換器と、室内熱交換器と、蓄熱用熱交換器（第１コイル）と、過冷却用熱交換器（第２コイル）とが接続された冷媒回路を有している。蓄熱用熱交換器と過冷却用熱交換器とは、それぞれ蓄熱媒体を含む蓄熱槽内に配置される。この冷媒回路では、蓄熱用熱交換器と、室外熱交換器とが互いに並列に接続され、且つ冷媒回路の液管に過冷却用熱交換器の流入端と流出端とが接続される（例えば同文献の図１を参照）。この空気調和機では、冷媒によって蓄熱媒体を冷却する蓄冷熱運転と、蓄熱媒体によって冷媒を過冷却する蓄冷熱回収運転と、通常の冷房運転とが切り換えて行われる。

具体的に、蓄冷熱運転では、圧縮機で圧縮された冷媒が、室外熱交換器で凝縮し、第１バイパス流路を通じて蓄熱用熱交換器を流れる。蓄熱用熱交換器では、冷媒が蓄熱媒体から吸熱して蒸発する。これにより、蓄熱媒体には、いわゆる冷熱が付与される。蓄熱用熱交換器を流出した冷媒は、圧縮機に吸入されて再び圧縮される。また、蓄冷熱回収運転では、圧縮機で圧縮された冷媒が、室外熱交換器で凝縮し、液管を通じて過冷却用熱交換器を流れる。過冷却用熱交換器では、蓄熱媒体によって冷媒が過冷却される。過冷却用熱交換器で過冷却された冷媒は、室内熱交換器で蒸発し、室内の冷房に利用される。また、通常の冷房運転では、室外熱交換器で放熱した冷媒が、蓄熱用熱交換器や過冷却用熱交換器をバイパスするように液管を流れ、室内熱交換器で蒸発する。これにより、通常の冷凍サイクルによる冷房運転が行われる。

特開平１−１７４８６４号公報

ところで、特許文献１に開示の図１における室外熱交換器２の液側に室外膨張弁を付与し、冷媒回路で逆の冷凍サイクルを行うことで、暖房運転を可能にすることが考えられる。つまり、圧縮機で圧縮した冷媒を、室内熱交換器４で放熱させ、室外膨張弁で減圧した後、室外熱交換器で蒸発させることで、室内の暖房を行うことができる。しかし、このようにすると、冷媒回路では、膨張弁の数が増えるため、コストの増大を招いてしまう。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、膨張弁の数量を増やすことなく、暖房運転と他の運転とを切り換えることができる空気調和機を提案することである。

第１の発明は、圧縮機（24）と室外膨張弁（28）と室外熱交換器（25）が接続される室外回路（21）と、室内膨張弁（63）及び室内熱交換器（62）が接続される室内回路（61）とを備え、上記室内回路（61）と室外回路（21）とが互いに接続されて冷媒回路（15）が構成される空気調和機を対象とし、上記室外回路（21）の冷媒と蓄熱媒体とを熱交換させる蓄熱用熱交換器（30）と、上記圧縮機（24）で圧縮した冷媒を上記室内熱交換器（62）で放熱させ、上記室外膨張弁（28）で減圧した後、上記室外熱交換器（25）で蒸発させる第１運転と、上記圧縮機（24）で圧縮した冷媒を上記室外熱交換器（25）で放熱させ、上記室外膨張弁（28）で減圧した後、上記蓄熱用熱交換器（30）で蒸発させる第２運転とを切り換えるように構成される切換機構（27,44,45,50,52,53,54,55,100）とを備えていることを特徴とする。

第１の発明では、切換機構（27,44,45,50,52,53,54,55,100）によって、第１運転と第２運転とが切り換えて行われる。第１運転では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が室内熱交換器（62）で室内空気へ放熱して凝縮する。この結果、室内の暖房が行われる。室内熱交換器（62）で凝縮した冷媒は、室外膨張弁（28）で減圧された後、室外熱交換器（25）で蒸発する。室外熱交換器（25）で蒸発した冷媒は、圧縮機（24）に吸入される。

第２運転では、圧縮機で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（25）で室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（25）で凝縮された冷媒は、室外膨張弁（28）で減圧された後、蓄熱用熱交換器（30）を流れる。蓄熱用熱交換器（30）では、減圧された低圧の冷媒と、蓄熱媒体とが熱交換する。この結果、冷媒が蓄熱媒体から吸熱して蒸発する一方、蓄熱媒体にいわゆる冷熱が付与される。蓄熱用熱交換器（30）で蓄熱媒体の冷却に利用された冷媒は、圧縮機（24）に吸入される。

以上のように、本発明では、第１運転と第２運転との双方において、室外膨張弁（28）が冷媒の減圧に利用される。

第２の発明は、第１の発明において、上記切換機構（27,44,45,50,52,53,54,55,100）は、上記圧縮機（24）で圧縮した冷媒を上記室外熱交換器（25）で放熱させ、上記蓄熱用熱交換器（30）の蓄熱媒体によって冷却し、上記室内膨張弁（63）で減圧した後、上記室内熱交換器（62）で蒸発させる第３運転を行うように構成されることを特徴とする。

第２の発明では、切換機構（27,44,45,50,52,53,54,55,100）によって、第３運転が切り換えて行われる。第３運転では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（25）で放熱し、蓄熱用熱交換器（30）を流れる。蓄熱用熱交換器（30）では、蓄熱媒体によって冷媒が冷却される。蓄熱用熱交換器（30）で過冷却度が増大した冷媒は、室内熱交換器（62）で蒸発する。これにより、室内の冷媒が行われる。室内熱交換器（62）で蒸発した冷媒は、圧縮機（24）に吸入される。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、流動性を有する蓄熱媒体が貯留される貯留部（72）と、該蓄熱媒体を搬送するポンプ（73）と、上記蓄熱用熱交換器（30）の蓄熱媒体側の流路（32）が接続され、上記蓄熱媒体が循環する蓄熱回路（71）とを備えていることを特徴とする。

第３の発明では、蓄熱回路（71）のポンプ（73）が運転されることで、貯留部（72）の蓄熱媒体が蓄熱回路（71）を循環する。蓄熱用熱交換器（30）では、蓄熱回路（71）を循環する蓄熱媒体と、冷媒回路（15）を流れる冷媒とが熱交換する。

第４の発明は、請求項３において、上記蓄熱回路（71）の蓄熱媒体は、臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液であることを特徴とする。

第４の発明では、冷媒と熱交換する蓄熱媒体として、臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液が用いられる。臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液は、０℃よりも高い所定の温度まで冷却されると、臭化テトラｎブチルアンモニウムを中心とした水との包接水和物を含むスラリー状になる。このため、蓄熱媒体に含まれる包接水和物の潜熱を利用して冷媒を冷却することができ、且つこの蓄熱媒体を蓄熱回路（71）で循環させることができる。

本発明によれば、第１運転と第２運転との双方において、室外回路（21）の室外膨張弁（28）を兼用する構成としたので、冷媒回路（15）の部品点数を削減することができる。この結果、空気調和機の低コスト化を図ることができる。

第２の発明では、蓄熱媒体に付与したいわゆる冷熱を利用して室内の冷房を行うことができる。また、第３の発明では、蓄熱用熱交換器（30）において、流動性を有する蓄熱媒体と冷媒とを熱交換させることで、蓄熱媒体に冷熱を付与する、あるいはこの蓄熱媒体によって冷媒を冷却することができる。特に、第４の発明によれば、蓄熱媒体として臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液を用いることで、蓄熱媒体による冷媒の冷却能力を向上でき、省エネ性に優れた空気調和機を提供できる。

図１は、実施形態１に係る空気調和機の概略の構成を示す配管系統図である。 図２は、実施形態１に係る空気調和機の概略の構成を示す配管系統図であり、蓄熱運転時の冷媒及び蓄熱媒体の流れを表したものである。 図３は、実施形態１に係る空気調和機の概略の構成を示す配管系統図であり、蓄熱利用冷房運転時の冷媒及び蓄熱媒体の流れを表したものである。 図４は、実施形態１に係る空気調和機の概略の構成を示す配管系統図であり、冷房運転時の冷媒及び蓄熱媒体の流れを表したものである。 図５は、実施形態１に係る空気調和機の概略の構成を示す配管系統図であり、暖房運転時の冷媒及び蓄熱媒体の流れを表したものである。 図６は、実施形態１の変形例に係る空気調和機の概略の構成を示す配管系統図である。 図７は、実施形態２に係る空気調和機の概略の構成を示す配管系統図である。 図８は、実施形態２の変形例１に係る空気調和機の概略の構成を示す配管系統図である。 図９は、実施形態２の変形例２に係る空気調和機の概略の構成を示す配管系統図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

《発明の実施形態１》
本発明の実施形態１は、室内の冷房と暖房とを切り換えて行う空気調和機（10）である。空気調和機（10）は、例えばビル等の室内の空調に用いられる、いわゆるビル用マルチ式に構成される。図１に示すように、空気調和機（10）は、室外ユニット（20）と、複数の室内ユニット（60）と、蓄熱ユニット（70）を備えている。なお、図１では、２台の室内ユニット（60）を図示しているが、室内ユニット（60）を１台、あるいは３台以上としてもよい。室外ユニット（20）及び蓄熱ユニット（70）は、例えばビル等の屋上に設置されている。室内ユニット（60）は、ビル等の室内の例えば天井に設置されている。室外ユニット（20）と、複数の室内ユニット（60）とは、２本の連絡配管（液管（11）及びガス管（12））を介して互いに接続されている。これにより、空気調和機（10）では、冷媒が充填される冷媒回路（15）が構成される。冷媒回路（15）では、蒸気圧縮式の冷凍サイクルが行われる。液管（11）及びガス管（12）は、比較的長い全長（例えば１５０ｍ）を有している。

〈室外ユニット〉
室外ユニット（20）には、室外回路（21）が設けられている。室外回路（21）には、液閉鎖弁（22）とガス閉鎖弁（23）とが設けられる。液閉鎖弁（22）には、液管（11）の一端が接続され、ガス閉鎖弁（23）には、ガス管（12）の一端が接続される。

室外回路（21）には、圧縮機（24）と、室外熱交換器（25）とが接続されている。圧縮機（24）は、インバータの出力周波数を調節することで、モータの回転数（運転周波数）が可変に構成される。室外熱交換器（25）は、例えばフィン・アンド・チューブ式の熱交換器で構成される。室外熱交換器（25）の近傍には、室外ファン（26）が設置される。室外熱交換器（25）では、室外ファン（26）が搬送する室外空気と冷媒とが熱交換する。

室外回路（21）には、四方切換弁（27）が接続されている。四方切換弁（27）は、第１から第４までのポートを有している。四方切換弁（27）では、第１ポートが圧縮機（24）の吐出側に繋がり、第２ポートがガス閉鎖弁（23）に繋がり、第３ポートが圧縮機（24）の吸入側に繋がり、第４ポートが室外熱交換器（25）のガス側端部に繋がっている。四方切換弁（27）は、第１ポートと第４ポートとが連通し且つ第２ポートと第３ポートとが連通する第１状態（図１の実線で示す状態）と、第１ポートと第２ポートとが連通し且つ第３ポートと第４ポートとが連通する第２状態（図１の破線で示す状態）とに切換可能に構成される。

室外回路（21）には、蓄熱用熱交換器（30）の第１流路（31）と、室外膨張弁（28）とが接続されている。蓄熱用熱交換器（30）は、冷媒回路（15）と接続する上記第１流路（31）と、蓄熱回路（71）と接続する第２流路（32）とを有している。第１流路（31）は、室外回路（21）において、室内ユニット（60）の室内熱交換器（62）と、室外熱交換器（25）との間に直列に接続される。室外膨張弁（28）は、室外回路（21）において、室外熱交換器（25）と第１流路（31）との間に接続される。室外膨張弁（28）は、開度が調節可能な電子膨張弁で構成される。

室外回路（21）には、第１液配管（41）と、第２液配管（42）と、バイパス配管（43）とが接続される。第１液配管（41）は、その一端が室外熱交換器（25）の液側端部に接続している。第２液配管（42）は、その一端が第１液配管（41）の他端に接続している。第２液配管（42）の他端は、液閉鎖弁（22）に接続している。第２液配管（42）には、第１開閉弁（44）が接続されている。第１開閉弁（44）は、例えば開閉自在な電磁開閉弁で構成される。バイパス配管（43）は、その一端が第１液配管（41）と第２液配管（42）の接続部に接続している。バイパス配管（43）の他端は、四方切換弁（27）の第２ポートに接続している。バイパス配管（43）には、第２開閉弁（45）が接続されている。第２開閉弁（45）は、例えば開閉自在な電磁開閉弁で構成される。

バイパス配管（43）は、第１流路（31）と圧縮機（24）の吸入側とを繋ぐバイパス流路を構成する。第２液配管（42）は、蓄熱用熱交換器（30）の第１流路（31）と液管（11）とを繋ぐ液ラインを構成する。第１開閉弁（44）及び第２開閉弁（45）は、第２液配管（42）及びバイパス配管（43）と、第１流路（31）の連通状態を切り換える流路切換機構を構成する。

第２液配管（42）には、第１開閉弁（44）の前後を繋ぐ連通管（46）（連通路）が接続されている。連通管（46）には、圧力逃がし弁（47）が接続される。圧力逃がし弁（47）は、液管（11）側の圧力が上昇すると開放され、該液管（11）側の冷媒を蓄熱用熱交換器（30）側へ放出する。

〈室内ユニット〉
各室内ユニット（60）には、室内回路（61）がそれぞれ設けられている。室内回路（61）の液側端部には、液管（11）の他端が接続され、室内回路（61）のガス側端部には、ガス管（12）の他端が接続される。室内回路（61）には、ガス側端部から液側端部に向かって順に、室内熱交換器（62）と、室内膨張弁（63）とが接続されている。室内熱交換器（62）は、例えばフィン・アンド・チューブ式の熱交換器で構成される。室内熱交換器（62）の近傍には、室内ファン（64）が設置される。室内熱交換器（62）では、室内ファン（64）が搬送する室内空気と冷媒とが熱交換する。室内膨張弁（63）は、例えば開度が調節可能な電子膨張弁で構成される。

〈蓄熱ユニット〉
蓄熱ユニット（70）には、流動性を有する蓄熱媒体が充填される蓄熱回路（71）の一部が設けられる。蓄熱回路（71）には、蓄熱媒体が貯留される貯留部（タンク（72））と、蓄熱媒体を搬送する搬送部（ポンプ（73））と、上記蓄熱用熱交換器（30）の第２流路（32）とが接続される。タンク（72）は、中空の密閉型に構成され、室外ユニット（20）の近傍に設置される。タンク（72）には、蓄熱回路（71）の流出管（74）と、蓄熱回路（71）の流入管（75）とが接続される。流出管（74）は、タンク（72）の上部に接続し、流入管（75）は、タンク（72）の下部に接続している。ポンプ（73）は、流出管（74）に接続している。ポンプ（73）は、運転されることで、蓄熱回路（71）の蓄熱媒体を循環させる。蓄熱用熱交換器（30）は、第１流路（31）を流れる冷媒と、第２流路（32）を流れる蓄熱媒体とを熱交換させる。蓄熱用熱交換器（30）は、例えば２重管式の熱交換器で構成される。

本実施形態の蓄熱媒体は、臭化テトラｎブチルアンモニウム（ＴＢＡＢ）水溶液及びその包接水和物である。臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液は、０℃よりも高い所定の温度（例えば約１０℃）の状態において、臭化テトラｎブチルアンモニウムを中心とした水との包接水和物を含むスラリー状になる。このため、蓄熱回路（71）では、包接水和物を含む蓄熱媒体を循環させることができる。これにより、蓄熱用熱交換器（30）では、包接水和物の潜熱を利用して冷媒を冷却することができる。

〈コントローラ〉
空気調和機（10）は、圧縮機（24）、ポンプ（73）、四方切換弁（27）、及び各弁（27,28,44,45,63）を制御するためのコントローラ（100）（制御部）を有している。コントローラ（100）は、暖房運転（第１運転）、蓄熱運転（第２運転）、蓄熱利用冷房運転（第３運転）、及び冷房運転（蓄熱非利用冷房運転（第４運転））を開始させる信号に応じて、これらの機器を制御する。コントローラ（100）、四方切換弁（27）、第１開閉弁（44）、及び第２開閉弁（45）は、第１運転から第４運転までを切り換えるための切換機構を構成する。

−運転動作−
実施形態１に係る空気調和機（10）は、蓄熱運転と、蓄熱利用冷房運転と、冷房運転と、暖房運転とを切り換えて行うように構成される。以下、各運転について説明する。

〈蓄熱運転〉
蓄熱運転では、冷媒回路（15）の冷媒によって蓄熱媒体が冷却され、この蓄熱媒体にいわゆる冷熱が付与される。蓄熱運転では、コントローラ（100）によって、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、第１開閉弁（44）が閉鎖され、第２開閉弁（45）が開放され、室外膨張弁（28）が所定開度に調節される。また、蓄熱運転では、コントローラ（100）によって、圧縮機（24）、室外ファン（26）、及びポンプ（73）が運転される。

図２に示すように、蓄熱ユニット（70）のポンプ（73）が運転されると、タンク（72）内の蓄熱媒体が流出管（74）を流出し、蓄熱用熱交換器（30）の第２流路（32）を流れる。一方、冷媒回路（15）では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（25）を流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（25）で凝縮した冷媒は、室外膨張弁（28）で減圧された後、蓄熱用熱交換器（30）の第１流路（31）を流れる。蓄熱用熱交換器（30）では、蓄熱媒体が第２流路（32）を順次流れている。このため、第１流路（31）を流れる低圧の冷媒が、第２流路（32）の蓄熱媒体から吸熱して蒸発する。この結果、第２流路（32）を流れる蓄熱媒体は、冷媒によって順次冷却される。第２流路（32）で冷却された蓄熱媒体は、流入管（75）よりタンク（72）内に流入し、貯留される。また、蓄熱用熱交換器（30）の第１流路（31）で蒸発した冷媒は、バイパス配管（43）を経由して圧縮機（24）に吸入される。

〈蓄熱利用冷房運転〉
蓄熱利用冷房運転では、蓄熱媒体によって冷媒が冷却されながら、室内の冷房が行われる。蓄熱利用冷房運転では、コントローラ（100）によって、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、第１開閉弁（44）が開放され、第２開閉弁（45）が閉鎖され、室外膨張弁（28）が全開状態となる。また、蓄熱利用冷房運転では、コントローラ（100）によって、圧縮機（24）、室外ファン（26）、及びポンプ（73）が運転される。また、室内ユニット（60）では、室内膨張弁（63）の開度が調節され、室内ファン（64）が運転される。

図３に示すように、蓄熱ユニット（70）のポンプ（73）が運転されると、タンク（72）内の蓄熱媒体が流出管（74）を流出し、蓄熱用熱交換器（30）の第２流路（32）を流れる。一方、冷媒回路（15）では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（25）を流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（25）で凝縮した冷媒は、室外膨張弁（28）をそのまま通過し、第１流路（31）を流れる。蓄熱用熱交換器（30）では、蓄熱媒体が第２流路（32）を順次流れている。このため、第１流路（31）を流れる高圧冷媒が、蓄熱媒体によって順次冷却される。第２流路（32）で冷媒を冷却した蓄熱媒体は、流出管（74）よりタンク（72）内に流入し、貯留される。蓄熱用熱交換器（30）の第１流路（31）で過冷却された冷媒は、第２液配管（42）、液管（11）を経由して各室内ユニット（60）へ送られる。

室内ユニット（60）に流入した冷媒は、室内膨張弁（63）で減圧された後、室内熱交換器（62）を流れる。室内熱交換器（62）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。この結果、室内の冷媒が行われる。室内熱交換器（62）で蒸発した冷媒は、ガス管（12）を経由して室外ユニット（20）へ送られ、圧縮機（24）に吸入される。

〈冷房運転〉
冷房運転では、蓄熱媒体で冷媒を冷却せずに、室内の冷房が行われる。通常冷房運転では、コントローラ（100）によって、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、第１開閉弁（44）が開放され、第２開閉弁（45）が閉鎖され、室外膨張弁（28）が全開状態となる。また、冷房運転ではコントローラ（100）によって、圧縮機（24）、室外ファン（26）が運転される一方、ポンプ（73）は停止状態となる。また、室内ユニット（60）では、室内膨張弁（63）の開度が調節され、室内ファン（64）が運転される。

図４に示すように、蓄熱ユニット（70）では、ポンプ（73）が停止状態となる。このため、蓄熱回路（71）では、蓄熱媒体が循環することはなく、蓄熱用熱交換器（30）を蓄熱媒体が流れることもない。一方、冷媒回路（15）では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、室外熱交換器（25）を流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気へ放熱して凝縮する。室外熱交換器（25）で凝縮した冷媒は、室外膨張弁（28）をそのまま通過し、第１流路（31）を流れる。蓄熱用熱交換器（30）では、上述のように蓄熱媒体が第２流路（32）を流れていない。このため、第１流路（31）を流れる高圧冷媒は、蓄熱媒体によって実質的に冷却されず、第１流路（31）を通過する。第１流路（31）を通過した冷媒は、第２液配管（42）、液管（11）を経由して各室内ユニット（60）へ送られる。

室内ユニット（60）に流入した冷媒は、室内膨張弁（63）で減圧された後、室内熱交換器（62）を流れる。室内熱交換器（62）では、冷媒が室内空気から吸熱して蒸発する。この結果、室内の冷媒が行われる。室内熱交換器（62）で蒸発した冷媒は、ガス管（12）を経由して室外ユニット（20）へ送られ、圧縮機（24）に吸入される。

〈暖房運転〉
暖房運転では、室内の暖房が行われる。暖房運転では、コントローラ（100）によって、四方切換弁（27）が第２状態に設定され、第１開閉弁（44）が開放され、第２開閉弁（45）が閉鎖され、室外膨張弁（28）の開度が調節される。また、暖房運転では、コントローラ（100）によって、圧縮機（24）、室外ファン（26）が運転される一方、ポンプ（73）は停止状態となる。また、室内ユニット（60）では、室内膨張弁（63）が全開状態となり、室内ファン（64）が運転される。

図５に示すように、蓄熱ユニット（70）では、ポンプ（73）が停止状態となる。このため、蓄熱回路（71）では、蓄熱媒体が循環することはなく、蓄熱用熱交換器（30）を蓄熱媒体が流れることもない。一方、冷媒回路（15）では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が、ガス管（12）を経由して各室内ユニット（60）へ送られる。室内ユニット（60）に流入した冷媒は、室内熱交換器（62）を流れる。室内熱交換器（62）では、冷媒が室内空気へ放熱して凝縮する。この結果、室内の暖房が行われる。室内熱交換器（62）で凝縮した冷媒は、室内膨張弁（63）をそのまま通過し、液管（11）を経由して室外ユニット（20）へ送られる。

室外ユニット（20）に流入した冷媒は、蓄熱用熱交換器（30）の第１流路（31）を流れる。蓄熱用熱交換器（30）では、上述のように蓄熱媒体が第２流路（32）を流れていない。このため、第１流路（31）を流れる高圧冷媒は、蓄熱媒体と実質的に熱交換せず、第１流路（31）を通過する。第１流路（31）を通過した冷媒は、室外膨張弁（28）で減圧された後、室外熱交換器（25）を流れる。室外熱交換器（25）では、冷媒が室外空気から吸熱して蒸発する。室外熱交換器（25）で蒸発した冷媒は、圧縮機（24）に吸入される。

−実施形態１の効果−
実施形態１によれば、上述した蓄熱運転と暖房運転との双方において、冷媒を室外膨張弁（28）によって減圧するようにしている。つまり、室外膨張弁（28）は、蓄熱運転と暖房運転との双方で減圧機構を兼用している。このため、実施形態１の空気調和機（10）では、部品点数を削減でき、ひいては空気調和機（10）の低コスト化を図ることができる。

更に、上述した実施形態では、蓄熱媒体として臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液及びその包接水和物を用いている。このため、蓄熱回路（71）で蓄熱媒体を循環させつつ、この蓄熱媒体の潜熱を利用して冷媒を冷却することができる。

〈実施形態１の変形例〉
図６に示す変形例は、実施形態１の２つの開閉弁（44,45）を１つの三方弁（50）（切換機構）に置き換えたものである。三方弁（50）は、第２液配管（42）の一端に接続されている。三方弁（50）は、第１流路（31）と繋がる第１ポートと、バイパス配管（43）と繋がる第２ポートと、第２液配管（42）と繋がる第３ポートとを有している。三方弁（50）は、第１ポートと第２ポートとを連通し第３ポートを閉鎖する第１状態（図６の実線で示す状態）と、第１ポートと第３ポートとを連通し第２ポートを閉鎖する第２状態（図６の破線で示す状態）とに切り換えられる。この変形例においても、上記実施形態１と同様にして、第１運転から第４運転までを切り換えて行うことができる。ここで、変形例においても、蓄熱運転と暖房運転との双方で、冷媒が室外膨張弁（28）によって減圧される。このため、変形例においても、空気調和機（10）の部品点数を削減できる。

《発明の実施形態２》
実施形態２は、実施形態１と冷媒回路（15）の構成が異なっている。図７に示すように、実施形態２では、第１液配管（41）において、蓄熱用熱交換器（30）の第１流路（31）と室外膨張弁（28）と間に第３開閉弁（51）が接続される。第３開閉弁（51）は、例えば開閉自在な電磁弁で構成される。また、室外回路（21）には、第１液配管（41）と並列に第３液配管（52）が接続される。第３液配管（52）の一端は、第１液配管（41）における室外膨張弁（28）と第３開閉弁（51）との間に接続される。第３液配管（52）の他端は、第２液配管（42）における液閉鎖弁（22）と第１開閉弁（44）との間に接続される。第３液配管（52）には、第４開閉弁（53）（切換機構）が接続される。第４開閉弁（53）は、開閉自在な電磁弁で構成される。実施形態２では、上述した実施形態１と同様にして、蓄熱運転、蓄熱利用冷房運転、冷房運転、暖房運転が行われる。

実施形態２の蓄熱運転では、第１開閉弁（44）が閉鎖され、第２開閉弁（45）が開放され、第３開閉弁（51）が開放され、第４開閉弁（53）が閉鎖される。また、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、室外膨張弁（28）の開度が適宜調節される。また、圧縮機（24）及びポンプ（73）が運転される。そして、蓄熱運転では、実施形態１と同様にして、室外熱交換器（25）で冷媒が凝縮し、蓄熱用熱交換器（30）で冷媒が蒸発する冷凍サイクルが行われる。

実施形態２の蓄熱利用冷房運転では、第１開閉弁（44）が開放され、第２開閉弁（45）が閉鎖され、第３開閉弁（51）が開放され、第４開閉弁（53）が閉鎖される。また、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、室外膨張弁（28）が全開となり、室内膨張弁（63）の開度が適宜調節される。また、圧縮機（24）及びポンプ（73）が運転される。そして、蓄熱利用冷房運転では、実施形態１と同様にして、室外熱交換器（25）で冷媒が凝縮し、蓄熱用熱交換器（30）で冷媒が過冷却され、室内熱交換器（62）で冷媒が蒸発する冷凍サイクルが行われる。

実施形態２の冷房運転では、第１開閉弁（44）が閉鎖され、第２開閉弁（45）が閉鎖され、第３開閉弁（51）が閉鎖され、第４開閉弁（53）が開放される。また、四方切換弁（27）が第１状態に設定され、室外膨張弁（28）が全開となり、室内膨張弁（63）の開度が適宜調節される。また、圧縮機（24）が運転され、ポンプ（73）が停止する。実施形態２の冷房運転では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が室外熱交換器（25）で凝縮した後、全開状態の室外膨張弁（28）を通過する。この冷媒は、第３液配管（52）、第２液配管（42）、液管（11）を順に流れ、室内熱交換器（62）で蒸発する。室内熱交換器（62）で蒸発した冷媒は、ガス管（12）を流れた後、圧縮機（24）に吸入される。

実施形態２の暖房運転では、第１開閉弁（44）が閉鎖され、第２開閉弁（45）が閉鎖され、第３開閉弁（51）が閉鎖され、第４開閉弁（53）が開放される。また、四方切換弁（27）が第２状態に設定され、室内膨張弁（63）が全開となり、室外膨張弁（28）の開度が適宜調節される。また、圧縮機（24）が運転され、ポンプ（73）が停止する。実施形態２の暖房運転では、圧縮機（24）で圧縮された冷媒が室内熱交換器（62）で放熱し、暖房に利用される。室内熱交換器（62）で凝縮した冷媒は、全開状態の室内膨張弁（63）を通過し、液管（11）を経由して室外回路（21）へ送られる。この冷媒は、第２液配管、第３液配管（52）を順に通過し、室外膨張弁（28）で減圧され、室外熱交換器（25）で蒸発する。室外熱交換器（25）で蒸発した冷媒は、圧縮機（24）に吸入される。

実施形態２においても、実施形態１と同様にして、蓄熱運転と暖房運転との双方で、冷媒が室外膨張弁（28）で減圧される。この結果、空気調和機（10）の部品点数を削減できる。

〈実施形態２の変形例１〉
図８に示す変形例１は、実施形態２の蓄熱回路（71）が省略される一方、蓄熱用熱交換器（30）が蓄熱槽（77）の内部に配置されたものである。蓄熱槽（77）の内部には、蓄熱媒体（例えば水等）が貯留されている。空気調和機のその他の構成は、実施形態２と同様である。

この変形例１では、実施形態２と同様にして、蓄熱運転、蓄熱利用冷房運転、冷房運転、及び暖房運転が行われる。この変形例の蓄熱運転では、室外熱交換器（25）で凝縮した冷媒が、蓄熱用熱交換器（30）の周囲の蓄熱媒体から吸熱して蒸発する。また、この変形例の蓄熱利用冷房運転では、室外熱交換器（25）で凝縮した冷媒が蓄熱用熱交換器（30）の周囲の蓄熱媒体で冷却された後、室内熱交換器（62）で蒸発する。

この変形例１においても、実施形態１及び２と同様にして、蓄熱運転と暖房運転との双方で、冷媒が室外膨張弁（28）で減圧される。この結果、空気調和機（10）の部品点数を削減できる。

〈実施形態２の変形例２〉
図９に示す変形例２では、実施形態２の第２開閉弁（45）が省略される一方、第２液配管（42）とバイパス配管（43）の間に第１三方弁（54）（切換機構）が接続される。また、実施形態２の第３開閉弁（51）及び第４開閉弁（53）に代わって、第１液配管（41）と第３液配管（52）の接続部に第２三方弁（55）（切換機構）が接続される。第１三方弁（54）と第２三方弁（55）とは、それぞれ第１から第３までのポートを有している。第１三方弁（54）では、第１ポートが第１液配管（41）に繋がり、第２ポートがバイパス配管（43）に繋がり、第３ポートが第２液配管（42）に繋がっている。また、第２三方弁（55）では、第１ポートが室外熱交換器（25）の液側端部に、第２ポートが蓄熱用熱交換器（30）に、第３ポートが第３液配管（52）に繋がっている。第１三方弁（54）と第２三方弁（55）とは、第１ポートと第２ポートとを連通し第３ポートを閉鎖する第１状態（図９の実線で示す状態）と、第１ポートと第３ポートとを連通し第２ポートを閉鎖する第２状態（図９の破線で示す状態）とに切り換えられる。

変形例２においても、実施形態２と同様にして、実施形態１及び２と同様にして、蓄熱運転と暖房運転との双方で、冷媒が室外膨張弁（28）で減圧される。この結果、空気調和機（10）の部品点数を削減できる。

以上説明したように、蓄熱用熱交換器を備えた空気調和機について有用である。

10 空気調和機
15 冷媒回路
21 室外回路
24 圧縮機
25 室外熱交換器
27 四方切換弁（切換機構）
28 室外膨張弁
30 蓄熱用熱交換器
44 第１開閉弁（切換機構）
45 第２開閉弁（切換機構）
50 三方弁（切換機構）
51 第３開閉弁（切換機構）
53 第４開閉弁（切換機構）
54 第１三方弁（切換機構）
55 第２三方弁（切換機構）
61 室内回路
62 室内熱交換器
71 蓄熱回路
72 貯留部（タンク）
73 ポンプ
100 コントローラ（切換機構）

Claims (4)

1. 圧縮機（24）と室外膨張弁（28）と室外熱交換器（25）が接続される室外回路（21）と、室内膨張弁（63）及び室内熱交換器（62）が接続される室内回路（61）とを備え、上記室内回路（61）と室外回路（21）とが互いに接続されて冷媒回路（15）が構成される空気調和機であって、
   上記室外回路（21）の冷媒と蓄熱媒体とを熱交換させる蓄熱用熱交換器（30）と、
   上記圧縮機（24）で圧縮した冷媒を上記室内熱交換器（62）で放熱させ、上記室外膨張弁（28）で減圧した後、上記室外熱交換器（25）で蒸発させる第１運転と、上記圧縮機（24）で圧縮した冷媒を上記室外熱交換器（25）で放熱させ、上記室外膨張弁（28）で減圧した後、上記蓄熱用熱交換器（30）で蒸発させる第２運転とを切り換えるように構成される切換機構（27,44,45,50,52,53,54,55,100）と
   を備えている
   ことを特徴とする空気調和機。
2. 請求項１において、
   上記切換機構（27,44,45,50,52,53,54,55,100）は、上記圧縮機（24）で圧縮した冷媒を上記室外熱交換器（25）で放熱させ、上記蓄熱用熱交換器（30）の蓄熱媒体によって冷却し、上記室内膨張弁（63）で減圧した後、上記室内熱交換器（62）で蒸発させる第３運転を行うように構成される
   ことを特徴とする空気調和機。
3. 請求項１又は２において、
   流動性を有する蓄熱媒体が貯留される貯留部（72）と、該蓄熱媒体を搬送するポンプ（73）と、上記蓄熱用熱交換器（30）の蓄熱媒体側の流路（32）が接続され、上記蓄熱媒体が循環する蓄熱回路（71）を備えている
   ことを特徴とする空気調和機。
4. 請求項３において、
   上記蓄熱回路（71）の蓄熱媒体は、臭化テトラｎブチルアンモニウム水溶液である
   ことを特徴とする空気調和機。

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