JP6642247B2

JP6642247B2 - 冷凍サイクル装置

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Publication number: JP6642247B2
Application number: JP2016090708A
Authority: JP
Inventors: 伸矢笠松; 伊藤　誠司; 誠司伊藤; 佐藤　英明; 英明佐藤; 卓哉布施
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2020-02-05
Anticipated expiration: 2036-04-28
Also published as: US20190032979A1; CN109073303A; WO2017187655A1; US10921034B2; JP2017198407A

Description

本発明は、蒸発器に着霜が生じた際に、これを除霜する除霜運転を行う冷凍サイクル装置に関する。

従来、特許文献１に、冷媒を蒸発させる蒸発器に着霜が生じた際に、これを除霜する除霜運転を行う冷凍サイクル装置が開示されている。この特許文献１の冷凍サイクル装置では、蒸発器に着霜が生じた際に、圧縮機から吐出された高温冷媒（すなわち、ホットガス）を蒸発器へ流入させることによって、蒸発器の除霜を行っている。

特開２００７−２１８５３７号公報

しかし、特許文献１の冷凍サイクル装置のように、ホットガスによって蒸発器の除霜を行うためには、除霜運転時であってもホットガスを吐出できるように圧縮機を作動させなければならない。このため、除霜運転を実行することは、圧縮機の消費エネルギを増加させてしまう原因となる。

さらに、放熱器にて圧縮機から吐出された高温冷媒と加熱対象流体（例えば、空調対象空間へ送風される送風空気）とを熱交換させて、加熱対象流体を加熱する冷凍サイクル装置では、除霜運転時には加熱対象流体の加熱能力が低下してしまう。

本発明は、上記点に鑑み、除霜運転を行う冷凍サイクル装置において、圧縮機の消費エネルギの増加を抑制することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、請求項１に記載の発明は、冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、冷媒を減圧させる減圧装置（１５）と、冷媒を蒸発させる蒸発器（１６）と、を備え、通常運転時には、圧縮機から吐出された高圧冷媒を放熱器にて放熱させ、放熱器から流出した冷媒を減圧装置にて減圧し、減圧装置にて減圧された低圧冷媒を蒸発器にて蒸発させ、さらに、蒸発器から流出した冷媒を前記圧縮機へ吸入させる冷凍サイクル装置であって、
さらに、通常運転時に圧縮機の吐出側から減圧装置の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧冷媒の有する熱を蓄える固体の蓄熱部材（１７）を備え、
蓄熱部材は、金属と絶縁体とに相変化することによって蓄熱あるいは放熱を行う強相関電子系材料を有し、
蓄熱部材は、円柱状に形成されているとともに、軸方向に延びる複数の貫通穴が形成されており、
蓄熱部材は、通常運転時に圧縮機の吐出口側から減圧装置の入口側へ至る範囲の高圧冷媒が流通する冷媒配管中に、冷媒と直接接触して熱移動が可能となるように配置されており、
蒸発器に生じた霜を取り除く除霜運転時には、蓄熱部材に蓄熱された熱を熱源として蒸発器を加熱する冷凍サイクル装置である。

これによれば、除霜運転時に、蓄熱部材（１７）に蓄熱された熱を熱源として蒸発器（１６）を加熱するので、圧縮機（１１）の消費エネルギの増加を抑制しつつ、蒸発器（１６）の除霜を行うことができる。

さらに、蓄熱部材（１７）として、強相関電子系材料を有する固体のものを採用しているので、固体の状態のままで除霜に必要な熱の蓄熱あるいは放熱を行うことができる。従って、液体と固体との相変化、または、気体と固体との相変化によって蓄熱あるいは放熱を行う蓄熱剤を採用する場合に比べて、極めて容易に、冷凍サイクル装置（１０、１０ａ〜１０ｃ）に蓄熱部材（１７）を配置することができる。

また、強相関電子系材料として、遷移金属酸化物に添加物を加えたものを採用することで、転移温度（金属と絶縁体との相転移温度）を調整することが可能となる。従って、適用される冷凍サイクル装置の冷媒の温度帯に応じて、予め転移温度を適切に調整しておくことができる。これにより、蓄熱部材（１７）の効率的な蓄熱あるいは放熱を実現することができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである

第１実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。第１実施形態の蓄熱部材の外観斜視図である。第１実施形態の冷凍サイクル装置の通常運転時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。第１実施形態の冷凍サイクル装置の除霜運転時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。第２実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。第３実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。第３実施形態の冷凍サイクル装置の通常運転時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。第３実施形態の冷凍サイクル装置の除霜運転時の冷媒の状態を示すモリエル線図である。第４実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。第５実施形態の冷凍サイクル装置の全体構成図である。

（第１実施形態）
図１〜図４を用いて、本発明の第１実施形態を説明する。本実施形態では、図１の全体構成図に示す冷凍サイクル装置１０を、暖房装置に適用している。冷凍サイクル装置１０は、暖房装置において、空調対象空間である室内へ送風される送風空気を加熱する機能を果たす。従って、冷凍サイクル装置１０の加熱対象流体は、送風空気である。

冷凍サイクル装置１０では、冷媒回路を切り替えることによって、送風空気を加熱する通常運転（暖房運転）と、蒸発器としての機能を果たす室外熱交換器１６に着霜が生じた際に、これを除霜するための除霜運転とを切り替えることができる。そこで、図１では、通常運転時の冷媒流れを白抜き矢印で示し、除霜運転時の冷媒流れを黒塗り矢印で示している。

冷凍サイクル装置１０は、圧縮機１１、室内放熱器１２、四方弁１４、膨張弁１５、室外熱交換器１６等を備えている。

圧縮機１１は、冷凍サイクル装置１０において、冷媒を吸入し、圧縮して吐出するものである。圧縮機１１は、ハウジング内に固定容量型の圧縮機構、および圧縮機構を駆動する電動モータを収容して構成された電動圧縮機である。電動モータは、後述する制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動（回転数）が制御される。

圧縮機１１の吐出口には、室内放熱器１２の入口側が接続されている。室内放熱器１２は、通常運転時に、圧縮機１１から吐出された冷媒と送風機１２ａから送風された送風空気とを熱交換させて、送風空気を加熱する放熱器である。送風機１２ａは、制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。

さらに、冷凍サイクル装置１０には、圧縮機１１から吐出された冷媒を、室内放熱器１２を迂回させて、室内放熱器１２の冷媒出口側へ導く迂回通路１３ａが設けられている。迂回通路１３ａには、迂回通路１３ａを開閉する開閉弁１３が配置されている。

開閉弁１３は、制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される電磁弁である。開閉弁１３は、冷凍サイクル装置１０の冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置を構成している。より具体的には、開閉弁１３は、通常運転時には、迂回通路１３ａを閉じ、除霜運転時には、迂回通路１３ａを開く。

ここで、冷媒が迂回通路１３ａを通過する際に生じる圧力損失は、冷媒が室内放熱器１２を通過する際に生じる圧力損失に対して極めて小さい。このため、開閉弁１３が迂回通路１３ａを開いた際には、圧縮機１１から吐出された冷媒のほぼ全流量が迂回通路１３ａを流通して室内放熱器１２の冷媒出口側へ導かれる。

室内放熱器１２の冷媒出口には、四方弁１４の１つの冷媒入口側が接続されている。四方弁１４は、制御装置４０から出力される制御電圧によって、その作動が制御される電気式四方弁である。四方弁１４は、開閉弁１３とともに、冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置を構成している。

より具体的には、四方弁１４は、通常運転時には、室内放熱器１２の冷媒出口側と膨張弁１５の一方の流入出口（すなわち、通常運転時における冷媒入口）側とを接続すると同時に室外熱交換器１６の一方の冷媒流入出口（すなわち、通常運転時における冷媒出口）側と圧縮機１１の吸入口側とを接続する冷媒回路に切り替える。また、除霜運転時には、室内放熱器１２の冷媒出口側と室外熱交換器１６の一方の冷媒流入出口側とを接続すると同時に膨張弁１５の一方の流入出口側と圧縮機１１の吸入口側とを接続する冷媒回路に切り替える。

膨張弁１５は、絞り開度を変更可能に構成された弁体と、この弁体を変位させて絞り開度を変化させるステッピングモータからなる電動アクチュエータとを有する可変絞り機構で構成された減圧装置である。膨張弁１５は、制御装置４０から出力される制御信号（制御パルス）によって、その作動が制御される
膨張弁１５の他方の流入出口（すなわち、通常運転時における冷媒出口）には、室外熱交換器１６の他方の冷媒流入出口側が接続されている。室外熱交換器１６は、通常運転時に、内部を流通する冷媒を、送風ファン１６ａから送風された室外空気（外気）と熱交換させて蒸発させる蒸発器である。送風ファン１６ａは、制御装置４０から出力される制御電圧によって回転数（送風空気量）が制御される電動式送風機である。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、四方弁１４と膨張弁１５とを接続する冷媒回路に蓄熱部材１７を配置している。

本実施形態では、蓄熱部材１７として、強相関電子系材料を有するものを採用している。ここで、強相関電子系材料とは、物質の中でも電子間に働く有効クーロン相互作用が強い物質である。

また、強相関電子系材料には、遷移金属酸化物、有機π電子系錯体等がある。本実施形態では、強相関電子系材料が持つ性質の一つである金属絶縁体転移の性質を利用するため、強相関電子系材料として、遷移金属酸化物であるＶＯ₂（二酸化バナジウム）、またはＶＯ₂に添加物を加えたものを採用している。遷移金属酸化物は、外部から熱エネルギを与えられると絶縁体から金属へ変化する性質を有する。

より詳細には、遷移金属酸化物では、遷移金属原子の最外殻電子間の有効クーロン相互作用が強いため、金属絶縁体転移温度より低い温度になっていると、最外殻電子が自由に動けない状態（絶縁体）となる。そして、絶縁体となっている遷移金属酸化物が、外部から金属絶縁体転移温度以上となるまで熱エネルギを与えられると、最外殻電子が自由に動ける状態（金属）となる。

この絶縁体から金属への相転移の際に、熱エネルギが遷移金属酸化物に蓄えられる。すなわち、遷移金属酸化物が蓄熱する。この際に蓄熱される熱は、例えば、水分子が互いに自由に動けない状態になっている氷（固体）が、水分子が互いに自由に動ける水（液体）に相変化する際に、蓄えられる融解潜熱に相当する熱である。一方、遷移金属酸化物が金属から絶縁体へ相転移する際には、蓄えられていた熱が放熱される。

すなわち、この際に蓄熱される熱は、例えば、水分子が互いに自由に動けない状態になっている氷（固体）が、水分子が互いに自由に動ける水（液体）に相変化する際に、蓄えられる融解潜熱に相当する熱である。一方、遷移金属酸化物が金属から絶縁体へ相転移する際には、蓄えられていた熱が放熱される。従って、遷移金属酸化物は、金属と絶縁体とに相変化することによって、蓄熱あるいは放熱を行うことができる。

さらに、この相変化は、固体のままで行われる。そこで、本実施形態では、図２に示すように、遷移金属酸化物を円柱状に形成し、軸方向に複数の貫通穴を形成したものを蓄熱部材１７としている。この蓄熱部材１７は、四方弁１４と膨張弁１５とを接続する冷媒配管中に、専用の容器等に収容されることなく、冷媒と直接接触して熱移動が可能となるように配置されている。従って、蓄熱部材１７は、通常運転時に圧縮機１１の吐出口側から膨張弁１５の入口側へ至る範囲の冷媒が流通する冷媒流路中に配置されている。

また、遷移金属酸化物は、添加物を加えることによって、転移温度（金属と絶縁体との相転移温度）を調整することができる。例えば、ＶＯ₂の転移温度は、６８℃であるが、本実施形態では、ＶＯ₂にＷ（タングステン）を添加することによって、転移温度を２０℃〜４０℃程度に調整したものを採用している。

次に、本実施形態の電気制御部について説明する。制御装置４０は、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等を含む周知のマイクロコンピュータとその周辺回路から構成されている。制御装置４０は、そのＲＯＭ内に記憶された制御プログラムに基づいて各種演算、処理を行う。そして、出力側に接続された各種電気式のアクチュエータ１１、１２ａ、１３、１４、１５、１６ａの作動を制御する。

制御装置４０の入力側には、内気温センサ、外気温センサ、室外器温度センサ等の空調制御用のセンサ群が接続され、これらのセンサ群の検出値が入力される。内気温センサは、空調対象空間である室内の温度を検出する内気温検出装置である。外気温センサは、外気温を検出する外気温検出装置である。室外器温度センサは、室外熱交換器１６の温度（室外熱交換器１６における冷媒蒸発温度）を検出する蒸発器温度検出装置である。

さらに、制御装置４０の入力側には、操作パネル４１が接続され、操作パネル４１に設けられた各種操作スイッチからの操作信号が制御装置４０へ入力される。各種操作スイッチとしては、空調（本実施形態では、暖房）を行うことを要求する作動スイッチ、室内温度を設定する温度設定スイッチ等が設けられている。

なお、本実施形態の制御装置４０は、その出力側に接続された各種の制御対象機器の作動を制御する制御部が一体的に構成されたものであるが、制御装置４０のうち、各制御対象機器の作動を制御する構成（ハードウェアおよびソフトウェア）が各制御対象機器の制御部を構成している。

次に、上記構成における本実施形態の冷凍サイクル装置１０の作動について説明する。本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、通常運転と除霜運転とを切り替えることができる。まず、通常運転時の作動について説明する。通常運転は、操作パネル４１の作動スイッチが投入（ＯＮ）され、制御装置４０の着霜判定部が室外熱交換器１６に着霜が生じていないと判定した際に実行される。

ここで、このような着霜判定部としては、室外器温度センサの検出値Ｔｅが、外気温センサの検出値Ｔａｍから予め定めた基準温度αを減算した値よりも低くなっている際に（すなわち、Ｔｅ＜Ｔａｍ−αになっている際に）、室外熱交換器１６に着霜が生じていると判定する制御プログラム等を採用することができる。

通常運転時には、制御装置４０が、開閉弁１３を閉じ、室内放熱器１２の冷媒出口側と膨張弁１５の一方の流入出口側とを接続すると同時に室外熱交換器１６の一方の冷媒流入出口側と圧縮機１１の吸入口側とを接続するように四方弁１４の作動を制御する。

また、制御装置４０は、空調制御用のセンサ群の検出信号に応じて、内気温センサの検出値が温度設定スイッチにて設定された設定温度に近づくように、圧縮機１１、送風機１２ａ、膨張弁１５、および送風ファン１６ａの作動を制御する。

これにより、通常運転時には、図１の白抜き矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。すなわち、圧縮機１１→室内放熱器１２→（四方弁１４→）蓄熱部材１７→膨張弁１５→室外熱交換器１６→（四方弁１４→）圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。従って、通常運転時には、図３のモリエル線図に示すように、冷媒の状態が変化する。

より詳細には、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒（図３のａ３点）は、開閉弁１３が閉じているので、室内放熱器１２へ流入する。室内放熱器１２へ流入した冷媒は、送風機１２ａから送風された送風空気と熱交換して放熱する（図３のａ３点→ｂ３点）。これにより、送風空気が加熱される。

室内放熱器１２から流出した高圧冷媒は、四方弁１４から膨張弁１５へ至る冷媒配管を流通する際に、蓄熱部材１７の温度が高圧冷媒と同等となるまで、蓄熱部材１７に放熱する（図３のｂ３点→ｄ３点）。この際、蓄熱部材１７では、遷移金属酸化物が絶縁体から金属へ相転移することによって、高圧冷媒が放熱した熱を蓄熱する。

膨張弁１５へ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される（図３のｄ３点→ｅ３点）。膨張弁１５にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１６へ流入する。室外熱交換器１６へ流入した冷媒は、送風ファン１６ａから送風された外気から吸熱して蒸発する（図３のｅ３点→ｆ３点）。

室外熱交換器１６から流出した低圧冷媒は、四方弁１４を介して、圧縮機１１へ吸入され、再び圧縮される（図３のｆ３点→ａ３点）。以上の如く、通常運転時の冷凍サイクル装置１０では、室内放熱器１２にて送風空気を加熱し、加熱された送風空気を室内へ吹き出すことによって、室内の暖房を行うことができる。さらに、蓄熱部材１７に蓄熱させることができる。

次に、除霜運転について説明する。除霜運転は、通常運転の実行中に、制御装置４０の着霜判定部が室外熱交換器１６に着霜が生じていると判定した際に、予め定めた除霜時間が経過するまで実行される。

除霜運転時には、制御装置４０が、開閉弁１３を開き、室内放熱器１２の冷媒出口側と室外熱交換器１６の一方の冷媒流入出口側とを接続すると同時に膨張弁１５の一方の流入出口側と圧縮機１１の吸入口側とを接続するように四方弁１４の作動を制御する。また、制御装置４０は、通常運転時よりも圧縮機１１の冷媒吐出能力を低下させ、送風機１２ａの作動を停止し、通常運転時よりも膨張弁１５の絞り開度を増加させる。

これにより、除霜運転時には、図１の黒塗り矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。すなわち、圧縮機１１→（迂回通路１３ａ→四方弁１４→）蓄熱部材１７→膨張弁１５→室外熱交換器１６→（四方弁１４→）圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。従って、除霜運転時には、図４のモリエル線図に示すように、冷媒の状態が変化する。

なお、図４のモリエル線図では、通常運転で説明した図３のモリエル線図とサイクル構成上同等の箇所の冷媒の状態を、図３と同一の符号（アルファベット）で示し、添字（数字）のみ変更している。このことは、後述する実施形態で説明するモリエル線図においても同様である。

より詳細には、圧縮機１１から吐出された冷媒（図４のａ４点）は、開閉弁１３が開いているので、迂回通路１３ａおよび四方弁１４を介して、室外熱交換器１６へ流入する。室外熱交換器１６へ流入した冷媒は、室外熱交換器１６に放熱して霜を融解する（図４のａ４点→ｅ４点）。これにより、室外熱交換器１６の除霜がなされる。室外熱交換器１６から流出した冷媒は、膨張弁１５にて減圧される（図４のｅ４点→ｄ４点）。

膨張弁１５にて減圧された冷媒は、膨張弁１５から四方弁１４へ至る冷媒配管を流通する際に、蓄熱部材１７の温度が膨張弁１５にて減圧された冷媒と同等となるまで、蓄熱部材１７に蓄えられた熱を吸熱する（図４のｄ４点→ｃ４点）。この際、蓄熱部材１７では、遷移金属酸化物が金属から絶縁体へ相転移することによって、蓄熱された熱を放熱する。

蓄熱部材１７から吸熱した冷媒は、四方弁１４を介して、圧縮機１１へ吸入され、再び昇圧される（図４のｃ４点→ａ４点）。以上の如く、除霜運転時の冷凍サイクル装置１０では、蓄熱部材１７に蓄熱された熱を熱源として室外熱交換器１６を加熱して、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。

さらに、除霜運転では、圧縮機１１の冷媒吐出能力を通常運転時よりも低下させ、蓄熱部材１７に蓄えられた熱を熱源として室外熱交換器１６を加熱するので、圧縮機１１の消費エネルギの増加を抑制しつつ、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。

これに加えて、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、蓄熱部材１７として、強相関電子系材料を有する固体のものを採用しているので、金属と絶縁体との相変化によって固体の状態のままで除霜に必要な熱の蓄熱あるいは放熱を行うことができる。従って、液体と固体との相変化、または、気体と固体との相変化によって蓄熱あるいは放熱を行う蓄熱剤を採用する場合に比べて、極めて容易に、冷凍サイクル装置１０の冷媒配管内に蓄熱部材１７を配置することができる。

そして、具体的に、蓄熱部材１７を、通常運転時に圧縮機１１の吐出口側から膨張弁１５の入口側へ至る冷媒配管中に配置しているので、極めて容易に、高圧冷媒の有する熱を蓄熱部材１７に蓄熱させることができる。

また、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、強相関電子系材料として、遷移金属酸化物であるＶＯ₂にＷを添加することによって、転移温度を２０℃〜４０℃程度に調整したものを採用している。従って、膨張弁１５から四方弁１４へ至る冷媒配管を流通する冷媒の温度に応じて、強相関電子系材料を相転移させることができ、効率的な蓄熱あるいは放熱を実現することができる。

（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に対して、図５の全体構成図に示すように、加熱用蓄熱部材１７ａを追加した例を説明する。図５では、第１実施形態と同一もしくは均等部分には同一の符号を付している。このことは、以下の図面でも同様である。

加熱用蓄熱部材１７ａの基本的構成は、第１実施形態で説明した蓄熱部材１７と同様である。加熱用蓄熱部材１７ａは、通常運転時に室内放熱器１２を流通する冷媒の有する熱を蓄熱できるように配置されている。

より具体的には、加熱用蓄熱部材１７ａは、第１実施形態の蓄熱部材１７と同様に形成されており、室内放熱器１２の冷媒流路中に、専用の容器等に収容されることなく、室内放熱器１２を流通する冷媒と直接接触して熱移動が可能となるように配置されている。本実施形態では、加熱用蓄熱部材１７ａとして、遷移金属酸化物に添加物を添加することによって、転移温度を４０℃から６０℃程度に調整したものを採用している。

さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、除霜運転時にも、通常運転時と同様に送風機１２ａを作動させる。その他の冷凍サイクル装置１０の構成および作動は、第１実施形態と同様である。

従って、本実施形態の冷凍サイクル装置１０においても、第１実施形態と同様に圧縮機１１の消費エネルギの増加を抑制しつつ、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。さらに、本実施形態の冷凍サイクル装置１０では、除霜運転時に、送風機１２ａから室内へ送風される送風空気を、加熱用蓄熱部材１７ａに蓄熱された熱を熱源として加熱することができる。従って、除霜運転時であっても室内の暖房を行うことができる。

（第３実施形態）
本実施形態では、第１実施形態の冷凍サイクル装置１０に対して、図６の全体構成図に示すように、蓄熱部材１７の配置を変更し、四方弁１４を廃止した冷凍サイクル装置１０ａについて説明する。

本実施形態の蓄熱部材１７は、圧縮機１１の冷媒吐出口と室内放熱器１２の冷媒入口とを接続する冷媒配管中に、専用の容器等に収容されることなく、冷媒と直接接触して熱移動可能に配置されている。従って、蓄熱部材１７は、通常運転時に圧縮機１１の吐出口側から膨張弁１５の入口側へ至る範囲の冷媒が流通する冷媒流路中に配置されている。さらに、本実施形態では、蓄熱部材１７として、遷移金属酸化物に添加物を添加することによって、転移温度を６０℃から８０℃程度に調整したものを採用している。

また、本実施形態では、室内放熱器１２の冷媒入口に、膨張弁１５の入口側が接続されており、室外熱交換器１６の冷媒出口に、圧縮機１１の吸入口側が接続されている。その他の構成および作動は第１実施形態と同様である。

従って、通常運転時には、図６の白抜き矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。すなわち、圧縮機１１→蓄熱部材１７→室内放熱器１２→膨張弁１５→室外熱交換器１６→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。そして、通常運転時の冷凍サイクル装置１０ａでは、図７のモリエル線図に示すように、冷媒の状態が変化する。

より詳細には、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒（図７のａ７点）は、圧縮機１１の吐出口から室内放熱器１２の冷媒流入口へ至る冷媒配管を流通する際に、蓄熱部材１７の温度が高温高圧冷媒と同等となるまで、蓄熱部材１７に放熱する（図７のａ７点→ｇ７点）。この際、蓄熱部材１７では、強相関電子系材料が絶縁体から金属へ相転移することによって、高温高圧冷媒の有する熱を蓄熱する。

室内放熱器１２へ流入した冷媒は、送風機１２ａから送風された送風空気と熱交換して放熱する（図７のｇ７点→ｂ７点）。これにより、送風空気が加熱される。室内放熱器１２から流出した高圧冷媒は、膨張弁１５へ流入して減圧される（図７のｂ７点→ｅ７点）。膨張弁１５にて減圧された低圧冷媒は、室外熱交換器１６へ流入する。

室外熱交換器１６へ流入した低圧冷媒は、送風ファン１６ａから送風された外気から吸熱して蒸発する（図７のｅ７点→ｆ７点）。室外熱交換器１６から流出した低圧冷媒は、圧縮機１１へ吸入され、再び圧縮される（図７のｆ７点→ａ７点）。以上の如く、通常運転時の冷凍サイクル装置１０ａでは、室内放熱器１２にて送風空気を加熱して、室内の暖房を行うことができる。さらに、蓄熱部材１７に蓄熱させることができる。

次に、除霜運転時には、図６の黒塗り矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。すなわち、圧縮機１１→蓄熱部材１７→（迂回通路１３ａ→）膨張弁１５→室外熱交換器１６→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷凍サイクルが構成される。そして、除霜運転時の冷凍サイクル装置１０ａでは、図８のモリエル線図に示すように、冷媒の状態が変化する。

より詳細には、圧縮機１１から吐出された冷媒（図８のａ８点）は、圧縮機１１の吐出口から室内放熱器１２の冷媒流入口へ至る冷媒配管を流通する際に、蓄熱部材１７の温度が冷媒と同等となるまで、蓄熱部材１７に蓄えられた熱を吸熱する（図８のａ８点→ｇ８点）。この際、蓄熱部材１７では、強相関電子系材料が金属から絶縁体へ相転移することによって、蓄熱された熱を放熱する。

蓄熱部材１７から吸熱した冷媒は、迂回通路１３ａを介して、膨張弁１５へ流入して減圧される（図８のｇ８点→ｅ８点）。膨張弁１５にて減圧された冷媒は、室外熱交換器１６へ流入する。室外熱交換器１６へ流入した冷媒は、室外熱交換器１６に放熱して霜を融解する（図８のｅ８点→ｆ８点）。これにより、室外熱交換器１６の除霜がなされる。

室外熱交換器１６から流出した冷媒は、圧縮機１１へ吸入され、再び昇圧される（図８のｆ８点→ａ８点）。以上の如く、除霜運転時の冷凍サイクル装置１０ａでは、蓄熱部材１７に蓄熱された熱を熱源として室外熱交換器１６を加熱して、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。

従って、本実施形態のように、蓄熱部材１７を配置しても、第１実施形態と同様に、蓄熱部材１７に蓄えられた熱を熱源として室外熱交換器１６を加熱することができる。その結果、圧縮機１１の消費エネルギの増加を抑制しつつ、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。

（第４実施形態）
本実施形態では、図９の全体構成図に示す冷凍サイクル装置１０ｂを、車両用空調装置に適用した例を説明する。冷凍サイクル装置１０ｂは、車両用空調装置において、空調対象空間である車室内へ送風される送風空気を冷却あるいは加熱する機能を果たす。従って、送風空気は冷凍サイクル装置１０ｂの加熱対象流体となる。

冷凍サイクル装置１０ｂでは、冷媒回路を切り替えることによって、送風空気を冷却する冷房運転、冷却して除湿した送風空気を再加熱する除湿暖房運転、送風空気を加熱する暖房運転（第１実施形態の通常運転に対応）、および室外熱交換器１６の除霜を行う除霜運転を切り替えることができる。そこで、図９では、冷房運転時の冷媒流れを斜線ハッチング付き矢印で示し、除湿暖房運転時の冷媒流れを網掛けハッチング付き矢印で示し、暖房運転時の冷媒流れを白抜き矢印で示し、除霜運転時の冷媒流れを黒塗り矢印で示している。

冷凍サイクル装置１０ｂには、第１実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０に対して、室内蒸発器２１、冷房用膨張弁２２、暖房用迂回通路２３ａ、暖房用開閉弁２３、アキュムレータ２４が追加され、迂回通路１３ａおよび開閉弁１３が廃止されている。

室内蒸発器２１は、四方弁１４と圧縮機１１の吸入口側とを接続する冷媒流路に配置されている。室内蒸発器２１は、除湿暖房運転時および冷房運転時に、冷房用膨張弁２２にて減圧された低圧冷媒を、送風機１２ａから送風された送風空気と熱交換させることによって蒸発させて、送風空気を冷却する冷却用熱交換器である。

冷房用膨張弁２２の基本的構成は、第１実施形態で説明した膨張弁１５と同様である。さらに、冷房用膨張弁２２は、絞り通路を全閉として四方弁１４から室内蒸発器２１の冷媒入口へ至る冷媒通路を閉塞する全閉機能を有している。従って、冷房用膨張弁２２は、四方弁１４とともに、冷媒回路を切り替える冷媒回路切替装置を構成している。

より具体的には、冷房用膨張弁２２は、除湿暖房運転時および冷房運転時には、冷媒減圧作用を発揮する絞り状態となる。また、暖房運転時および除霜運転時には、冷媒通路を閉塞する全閉状態となる。

さらに、冷凍サイクル装置１０ｂには、四方弁１４から流出した冷媒を、冷房用膨張弁２２および室内蒸発器２１を迂回させて、室内蒸発器２１の冷媒出口側へ導く暖房用迂回通路２３ａが設けられている。暖房用迂回通路２３ａには、暖房用迂回通路２３ａを開閉する暖房用開閉弁２３が配置されている。

暖房用開閉弁２３の基本的構成は、第１実施形態で説明した開閉弁１３と同様である。暖房用開閉弁２３は、四方弁１４および冷房用膨張弁２２とともに、冷媒回路切替装置を構成している。より具体的には、暖房用開閉弁２３は、除湿暖房運転時および冷房運転時には、暖房用迂回通路２３ａを閉じ、暖房運転時および除霜運転時には、暖房用迂回通路２３ａを開く。

アキュムレータ２４は、室内蒸発器２１から流出した冷媒、あるいは、暖房用迂回通路２３ａから流出した冷媒の気液を分離して、サイクル内の余剰の液相冷媒を蓄えるとともに、分離された気相冷媒を圧縮機１１の吸入側へ流出させる気液分離器である。

また、本実施形態の送風機１２ａ、室内蒸発器２１、および室内放熱器１２は、空調ケーシング３０内に配置されている。空調ケーシング３０は、内部に送風空気を流通させる空気通路を形成するものである。送風機１２ａは、この空気通路の空気流れ最上流側に配置されている。

空気通路の送風機１２ａの下流側には、室内蒸発器２１および室内放熱器１２が、この順で配置されている。従って、空調ケーシング３０では、室内蒸発器２１を通過した送風空気を、さらに室内放熱器１２へ流入させることができる。

空気通路の室内蒸発器２１の下流側であって、室内放熱器１２の上流側には、エアミックスドア３１が配置されている。エアミックスドア３１は、室内蒸発器２１を通過した送風空気のうち、室内放熱器１２へ流入させる送風空気と室内放熱器１２を迂回させて下流側へ流す送風空気との風量割合を調整する風量割合調整装置である。

エアミックスドア３１は、エアミックスドア３１を駆動変位させる電動アクチューエータ（サーボモータ）に連結されている。電動アクチュエータは、制御装置４０から出力される制御信号によって、その作動が制御される。その他の構成は、第１実施形態と同様である。

次に、上記構成における本実施形態の冷凍サイクル装置１０ｂの作動について説明する。前述の如く、本実施形態の冷凍サイクル装置１０ｂでは、冷房運転、除湿暖房運転、暖房運転、および除霜運転を切り替えることができる。これらの運転の切り替えは、制御装置４０に予め記憶された空調制御プログラムが実行されることによって行われる。空調制御プログラムは、操作パネル４１の作動スイッチが投入（ＯＮ）された際に実行される。

より具体的には、空調制御プログラムのメインルーチンでは、上述の空調制御用のセンサ群の検出信号および各種操作スイッチからの操作信号を読み込む。そして、読み込んだ検出信号および操作信号の値に基づいて、車室内へ吹き出す吹出空気の目標温度である目標吹出温度ＴＡＯを算出する。

さらに、操作パネル４１の冷房スイッチが投入されており、かつ、目標吹出温度ＴＡＯが予め定めた冷房基準温度ＫＴよりも低くなっている場合には、冷房運転を実行する。また、冷房スイッチが投入された状態で、目標吹出温度ＴＡＯが冷房基準温度ＫＴ以上になっている場合には、除湿暖房運転を実行する。また、冷房スイッチが投入されていない場合には、暖房運転を実行する。

これにより、本実施形態の冷凍サイクル装置１０ｂでは、主に夏季のように比較的外気温が高い場合に冷房運転を実行する。また、主に早春季あるいは初冬季等に除湿暖房運転を実行する。また、主に冬季のように比較的外気温が低い場合に暖房運転を実行する。また、暖房運転の実行中に、着霜判定部によって室外熱交換器１６に着霜が生じていると判定された際に除霜運転を実行する。以下に、各運転時の作動について説明する。

（１）冷房運転
まず、冷房運転時の作動について説明する。冷房運転時には、制御装置４０は、膨張弁１５を全開とし、冷房用膨張弁２２を絞り状態とし、暖房用開閉弁２３を閉じ、室内放熱器１２の冷媒出口側と室外熱交換器１６の一方の冷媒流入出口側とを接続すると同時に膨張弁１５の一方の流入出口側と圧縮機１１の吸入口側とを接続するように四方弁１４の作動を制御する。

また、制御装置４０は、室内蒸発器２１を通過した送風空気が室内放熱器１２を迂回するようにエアミックスドア３１の電動アクチュエータの作動を制御する。さらに、制御装置４０は、空調制御用のセンサ群の検出信号に応じて、車室内へ吹き出される送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように、圧縮機１１、送風機１２ａ、送風ファン１６ａおよび冷房用膨張弁２２の作動を制御する。

ここで、本実施形態の制御装置４０は、冷房運転時おより除湿暖房運転時に、室内蒸発器２１における冷媒蒸発温度が、３℃以上となるように圧縮機１１の作動を制御している。従って、本実施形態の冷凍サイクル装置１０ｂにおいては、室内蒸発器２１に着霜が生じることはなく、室内蒸発器２１の除霜が必要となることはない。

これにより、冷房運転時には、図９の斜線ハッチング付き矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。すなわち、圧縮機１１→（室内放熱器１２→四方弁１４→）室外熱交換器１６→（膨張弁１５→）蓄熱部材１７→（四方弁１４→）冷房用膨張弁２２→室内蒸発器２１→アキュムレータ２４→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。

従って、冷房運転時には、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒が、室内放熱器１２および四方弁１４を介して、室外熱交換器１６へ流入する。この際、送風機１２ａから送風されて室内蒸発器２１を通過した送風空気は、エアミックスドア３１によって、室内放熱器１２を迂回して流れる。このため、室内放熱器１２を通過する冷媒が送風空気へ放熱してしまうことはない。

室外熱交換器１６へ流入した高温高圧冷媒は、送風ファン１６ａから送風された外気と熱交換して放熱する。室外熱交換器１６から流出した高圧冷媒は、膨張弁１５が全開となっているので、減圧されることなく四方弁１４を介して、冷房用膨張弁２２へ流入する。そして、高圧冷媒は、膨張弁１５から四方弁１４へ至る冷媒配管を流通する際に、蓄熱部材１７の温度が高圧冷媒と同等となるまで、蓄熱部材１７に放熱する。

絞り状態となっている冷房用膨張弁２２へ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。冷房用膨張弁２２にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２１へ流入する。室内蒸発器２１へ流入した冷媒は、送風機１２ａから送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。

室内蒸発器２１から流出した低圧冷媒は、アキュムレータ２４へ流入して気液分離される。アキュムレータ２４にて分離された気相冷媒は、圧縮機１１へ吸入され、再び圧縮される。以上の如く、冷房運転時の冷凍サイクル装置１０ｂでは、室内蒸発器２１にて送風空気を冷却し、冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。

（２）除湿暖房運転
次に、除湿暖房運転時の作動について説明する。除湿暖房運転時には、制御装置４０は、膨張弁１５および冷房用膨張弁２２を絞り状態とし、暖房用開閉弁２３を閉じ、室内放熱器１２の冷媒出口側と膨張弁１５の一方の流入出口側とを接続すると同時に室外熱交換器１６の一方の冷媒流入出口側と圧縮機１１の吸入口側とを接続するように四方弁１４の作動を制御する。

また、制御装置４０は、室内蒸発器２１を通過した送風空気が室内放熱器１２を通過するようにエアミックスドア３１の電動アクチュエータの作動を制御する。さらに、制御装置４０は、空調制御用のセンサ群の検出信号に応じて、車室内へ吹き出される送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように、圧縮機１１、送風機１２ａ、送風ファン１６ａ、膨張弁１５および冷房用膨張弁２２の作動を制御する。

これにより、冷除湿暖房運転時には、図９の網掛けハッチング付き矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。すなわち、圧縮機１１→室内放熱器１２→（四方弁１４→）蓄熱部材１７→膨張弁１５→室外熱交換器１６→（四方弁１４→）冷房用膨張弁２２→室内蒸発器２１→アキュムレータ２４→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。

従って、除湿暖房運転時には、圧縮機１１から吐出された高温高圧冷媒が、室内放熱器１２へ流入する。除湿暖房運転時には、室内蒸発器２１を通過した送風空気（冷風）が室内放熱器１２を通過するように、エアミックスドア３１が変位しているので、室内放熱器１２を通過する冷媒は、室内蒸発器２１を通過後の送風空気に放熱する。これにより、室内蒸発器２１を通過後の送風空気が加熱される。

室内放熱器１２から流出した高圧冷媒は、四方弁１４を介して、膨張弁１５へ流入する。そして、高圧冷媒は、四方弁１４から膨張弁１５へ至る冷媒配管を流通する際に、蓄熱部材１７の温度が高圧冷媒と同等となるまで、蓄熱部材１７に放熱する。

膨張弁１５にて減圧された冷媒は、室外熱交換器１６へ流入する。この際、膨張弁１５にて減圧された冷媒の温度が外気温よりも高い場合は、室外熱交換器１６へ流入した冷媒は、送風ファン１６ａから送風された外気に放熱する。一方、膨張弁１５にて減圧された冷媒の温度が外気温よりも低い場合は、室外熱交換器１６へ流入した冷媒は、送風ファン１６ａから送風された外気から吸熱する。

ここで、本実施形態の除湿暖房運転時には、送風空気を加熱するために必要な加熱能力の増加に伴って、膨張弁１５の絞り開度を縮小させるとともに、冷房用膨張弁２２の絞り開度を拡大させる。これにより、加熱能力が比較的小さくなっている際には、室外熱交換器１６を冷媒放熱用の熱交換器として機能させ、加熱能力が比較的大きくなっている際には、室外熱交換器１６を冷媒蒸発用の熱交換器として機能させている。

室外熱交換器１６から流出した冷媒は、四方弁１４を介して、冷房用膨張弁２２へ流入する。冷房用膨張弁２２へ流入した冷媒は、低圧冷媒となるまで減圧される。冷房用膨張弁２２にて減圧された低圧冷媒は、室内蒸発器２１へ流入する。室内蒸発器２１へ流入した冷媒は、送風機１２ａから送風された送風空気から吸熱して蒸発する。これにより、送風空気が冷却される。以降の作動は、冷房運転と同様である。

以上の如く、冷房運転時の冷凍サイクル装置１０ｂでは、室内蒸発器２１にて送風空気を冷却して除湿し、除湿された送風空気を室内放熱器１２にて再加熱する。そして、再加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。

（３）暖房運転
次に、暖房運転時の作動について説明する。暖房運転時には、制御装置４０は、膨張弁１５を絞り状態とし、冷房用膨張弁２２を全閉とし、暖房用開閉弁２３を開き、室内放熱器１２の冷媒出口側と膨張弁１５の一方の流入出口側とを接続すると同時に室外熱交換器１６の一方の冷媒流入出口側と圧縮機１１の吸入口側とを接続するように四方弁１４の作動を制御する。

また、制御装置４０は、室内蒸発器２１を通過した送風空気が室内放熱器１２を通過するようにエアミックスドア３１の電動アクチュエータの作動を制御する。さらに、制御装置４０は、空調制御用のセンサ群の検出信号に応じて、車室内へ吹き出される送風空気の温度が目標吹出温度ＴＡＯに近づくように、圧縮機１１、送風機１２ａ、送風ファン１６ａおよび膨張弁１５の作動を制御する。

これにより、暖房運転時には、図９の白抜き矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。すなわち、圧縮機１１→室内放熱器１２→（四方弁１４→）蓄熱部材１７→膨張弁１５→室外熱交換器１６→（四方弁１４→暖房用迂回通路２３ａ→）アキュムレータ２４→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。

従って、暖房運転時には、実質的に第１実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０の通常運転時と同等の冷凍サイクルが構成される。その結果、暖房運転時には、第１実施形態と同様に、室内放熱器１２にて送風空気を加熱し、加熱された送風空気を室内へ吹き出すことによって、室内の暖房を行うことができる。さらに、蓄熱部材１７に蓄熱させることができる。

（４）除霜運転
次に、除霜運転時の作動について説明する。除霜運転時には、制御装置４０は、膨張弁１５を絞り状態とし、冷房用膨張弁２２を全閉とし、暖房用開閉弁２３を開き、室内放熱器１２の冷媒出口側と室外熱交換器１６の一方の冷媒流入出口側とを接続すると同時に膨張弁１５の一方の流入出口側と圧縮機１１の吸入口側とを接続するように四方弁１４の作動を制御する。

また、制御装置４０は、室内蒸発器２１を通過した送風空気が室内放熱器１２を迂回するようにエアミックスドア３１の電動アクチュエータの作動を制御する。さらに、制御装置４０は、暖房運転時よりも圧縮機１１の冷媒吐出能力を低下させ、送風機１２ａの作動を停止し、暖房運転時よりも膨張弁１５の絞り開度を増加させる。

これにより、除霜運転時には、図９の黒塗り付き矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。すなわち、圧縮機１１→（室内放熱器１２→四方弁１４→）室外熱交換器１６→膨張弁１５→蓄熱部材１７→（四方弁１４→暖房用迂回通路２３ａ→）アキュムレータ２４→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。

ここで、除霜運転時には、送風機１２ａが停止し、室内蒸発器２１を通過した送風空気（冷風）が室内放熱器１２を迂回するように、エアミックスドア３１が変位しているので、室内放熱器１２を通過する冷媒が送風空気へ放熱してしまうことはない。従って、除霜運転時には、実質的に第１実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０の除霜運転時と同等の冷凍サイクルが構成される。

その結果、除霜運転時には、第１実施形態と同様に、室外熱交換器１６に着いた霜を融解して取り除くことができる。すなわち、本実施形態の冷凍サイクル装置１０ｂによれば、第１実施形態と同様に圧縮機１１の消費エネルギの増加を抑制しつつ、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。

（第５実施形態）
本実施形態では、図１０の全体構成図に示す冷凍サイクル装置１０ｃを、第４実施形態と同様に、車両用空調装置に適用した例を説明する。

従って、本実施形態の冷凍サイクル装置１０ｃも、第４実施形態と同様に、冷媒回路を切り替えることによって、送風空気を冷却する冷房運転、冷却して除湿した送風空気を再加熱する除湿暖房運転、送風空気を加熱する暖房運転、および室外熱交換器１６の除霜を行う除霜運転を切り替えることができる。

冷凍サイクル装置１０ｃは、第３実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０ａに対して、第４実施形態と同様に、室内蒸発器２１、冷房用膨張弁２２、暖房用迂回通路２３ａ、暖房用開閉弁２３、アキュムレータ２４が追加され、迂回通路１３ａおよび開閉弁１３が廃止されている。その他の構成は、第３実施形態と同様である。

次に、上記構成における本実施形態の冷凍サイクル装置１０ｃの作動について説明する。冷凍サイクル装置１０ｃでは、第４実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０ｂと同様に、冷房運転、除湿暖房運転、暖房運転、および除霜運転が切り替えられる。以下に、各運転時の作動について説明する。

（１）冷房運転
まず、冷房運転時の作動について説明する。冷房運転時には、制御装置４０は、膨張弁１５を全開とし、冷房用膨張弁２２を絞り状態とし、暖房用開閉弁２３を閉じる。

これにより、冷房運転時には、図１０の斜線ハッチング付き矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。すなわち、圧縮機１１→蓄熱部材１７→（室内放熱器１２→膨張弁１５→）室外熱交換器１６→冷房用膨張弁２２→室内蒸発器２１→アキュムレータ２４→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。

従って、冷房運転時には、実質的に第４実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０ｂの冷房運転時と同等の冷凍サイクルが構成される。その結果、冷房運転時には、第４実施形態と同様に、室内蒸発器２１にて送風空気を冷却し、冷却された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の冷房を行うことができる。

（２）除湿暖房運転
次に、除湿暖房運転時の作動について説明する。除湿暖房運転時には、制御装置４０は、膨張弁１５および冷房用膨張弁２２を絞り状態とし、暖房用開閉弁２３を閉じる。

これにより、除湿暖房運転時には、図１０の網掛けハッチング付き矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。すなわち、圧縮機１１→蓄熱部材１７→室内放熱器１２→膨張弁１５→室外熱交換器１６→冷房用膨張弁２２→室内蒸発器２１→アキュムレータ２４→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。

従って、除湿暖房運転時には、実質的に第４実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０ｂの除湿暖房運転時と同等の冷凍サイクルが構成される。その結果、除湿暖房運転時には、第４実施形態と同様に、室内蒸発器２１にて送風空気を冷却して除湿し、除湿された送風空気を室内放熱器１２にて再加熱する。そして、再加熱された送風空気を車室内へ吹き出すことによって、車室内の除湿暖房を行うことができる。

（３）暖房運転
次に、暖房運転時の作動について説明する。暖房運転時には、制御装置４０は、膨張弁１５を絞り状態とし、冷房用膨張弁２２を全閉とし、暖房用開閉弁２３を開く。

これにより、暖房運転時には、図１０の白抜き矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。すなわち、圧縮機１１→蓄熱部材１７→室内放熱器１２→膨張弁１５→室外熱交換器１６→（暖房用迂回通路２３ａ→）アキュムレータ２４→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。

従って、暖房運転時には、実質的に第３実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０ａの通常運転時と同等の冷凍サイクルが構成される。その結果、暖房運転時には、第３実施形態と同様に、室内放熱器１２にて送風空気を加熱し、加熱された送風空気を室内へ吹き出すことによって、室内の暖房を行うことができる。さらに、蓄熱部材１７に蓄熱させることができる。

（４）除霜運転
次に、除霜運転時の作動について説明する。除霜運転時には、制御装置４０は、膨張弁１５を絞り状態とし、冷房用膨張弁２２を全閉とし、暖房用開閉弁２３を開く。

これにより、除霜運転時には、図１０の黒塗り付き矢印に示すように冷媒が流れる冷媒回路に切り替えられる。すなわち、圧縮機１１→蓄熱部材１７→（室内放熱器１２→）膨張弁１５→室外熱交換器１６→（暖房用迂回通路２３ａ→）アキュムレータ２４→圧縮機１１の順に冷媒が循環する冷媒回路に切り替えられる。

ここで、除霜運転時には、送風機１２ａが停止し、室内蒸発器２１を通過した送風空気（冷風）が室内放熱器１２を通過するように、エアミックスドア３１が変位しているので、室内放熱器１２を通過する冷媒が送風空気へ放熱してしまうことはない。従って除霜運転時には、実質的に第３実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０ａの除霜運転時と同等の冷凍サイクルが構成される。

その結果、除霜運転時には、第３実施形態と同様に、室外熱交換器１６に着いた霜を融解して取り除くことができる。すなわち、本実施形態の冷凍サイクル装置１０ｃによれば、第３実施形態と同様に圧縮機１１の消費エネルギの増加を抑制しつつ、室外熱交換器１６の除霜を行うことができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。

（１）上述の実施形態では、遷移金属酸化物であるＶＯ₂（二酸化バナジウム）の添加物として、Ｗ（タングステン）を採用した例を説明したが、もちろん、適用される冷凍サイクル装置の冷媒の温度帯に応じてＶＯ₂を採用してもよい。

さらに、転移温度の調整のため採用可能な添加物はＷに限定されない。例えば、添加物として、Ｃｒ（クロム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔｉ（チタン）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｍｎ（マンガン）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｕ（銅）、Ｙ（イットリウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｒｅ（レニウム）の少なくとも１つを採用することができる。

（２）上述の第２実施形態では、加熱用蓄熱部材１７ａを冷媒流路中に配置した例を説明したが、加熱用蓄熱部材１７ａの配置はこれに限定されない。すなわち、室内放熱器１２を流通する冷媒の有する熱を蓄熱可能であれば、どのように配置されていてもよい。

例えば、室内放熱器１２として、冷媒の集合あるいは分配を行うタンクおよび冷媒を流通させる複数本のチューブと、複数のチューブが接続されて冷媒の集合あるいは分配を行うタンクとを有する、いわゆるタンクアンドチューブ型の熱交換器を採用する。そして、薄板状に形成した加熱用蓄熱部材１７ａを、チューブに接着等で固定してもよい。

また、第２実施形態の冷凍サイクル装置１０において、蓄熱部材１７を廃止して、除霜運転時にホットガスによる除霜を行うようにしても、加熱用蓄熱部材１７ａにて加熱対象流体（送風空気）を加熱できる。

（３）冷凍サイクル装置１０、１０ａ〜１０ｃを構成する各構成機器は、上述の実施形態に開示されたものに限定されない。

上述の実施形態では、圧縮機１１として、電動圧縮機を採用した例を説明したが、圧縮機１１はこれに限定されない。例えば、圧縮機１１として、エンジン駆動式の可変容量型圧縮機あるいは固定容量型圧縮機を採用してもよい。また、室内放熱器１２として、高温高圧冷媒を凝縮させる凝縮部、および凝縮部にて凝縮した冷媒を過冷却させる過冷却部を有する、いわゆるサブクール型の凝縮器等を採用してもよい。

また、上述の実施形態では、着霜判定部として、室外器温度センサの検出値Ｔｅと外気温センサの検出値Ｔａｍとを比較する制御プログラムを採用した例を説明したが、着霜判定部はこれに限定されない。例えば、室外器温度センサの検出値Ｔｅが、予め定めた着霜基準温度ＫＴ１以下となった際に、室外熱交換器１６に着霜が生じていると判定する制御プログラムを採用してもよい。この場合は、着霜基準温度ＫＴ１を０℃よりも低い値とすることが望ましい。

また、上述の実施形態では、冷凍サイクル装置１０、１０ａ〜１０ｃの冷媒について言及していないが、一般的な冷凍サイクルに採用可能な冷媒であれば、蓄熱部材１７、１７ａの蓄熱性能に影響を与えないことが判っている。従って、冷媒として、Ｒ１２３４ｙｆ、Ｒ１３４ａ、Ｒ６００ａ、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０４Ａ、Ｒ３２、Ｒ４０７Ｃ、ＨＦＯ−１２３４ｚｅ、ＨＦＯ−１２３４ｚｄ等を採用することができる。

（４）上述の実施形態では、本発明に係る冷凍サイクル装置１０、１０ａ〜１０ｃを空調装置に適用した例を説明したが、冷凍サイクル装置１０、１０ａ〜１０ｃの適用はこれに限定されない。すなわち、本発明に係る冷凍サイクル装置は、蒸発器（室外熱交換器１６）に着霜が生じ得る使用態様となる装置に適用することができる。例えば、蒸発器にて外気から吸熱した熱を熱源として、放熱器にて加熱対象流体である給湯水を加熱する給湯装置に適用してもよい。

（５）また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。例えば、第２実施形態で説明した加熱用蓄熱部材１７ａを、第３〜第５実施形態で説明した冷凍サイクル装置１０ａ〜１０ｃに適用してもよい。

１０、１０ａ〜１０ｃ冷凍サイクル装置
１１圧縮機
１２室内放熱器（放熱器）
１５膨張弁（減圧装置）
１６室外熱交換器（蒸発器）
１７蓄熱部材

Claims

冷媒を圧縮して吐出する圧縮機（１１）と、
冷媒を放熱させる放熱器（１２）と、
冷媒を減圧させる減圧装置（１５）と、
冷媒を蒸発させる蒸発器（１６）と、を備え、
通常運転時には、前記圧縮機から吐出された高圧冷媒を前記放熱器にて放熱させ、前記放熱器から流出した冷媒を前記減圧装置にて減圧し、前記減圧装置にて減圧された低圧冷媒を前記蒸発器にて蒸発させ、さらに、前記蒸発器から流出した冷媒を前記圧縮機へ吸入させる冷凍サイクル装置であって、
さらに、前記通常運転時に前記圧縮機の吐出側から前記減圧装置の入口側へ至る冷媒流路を流通する高圧冷媒の有する熱を蓄える固体の蓄熱部材（１７）を備え、
前記蓄熱部材は、金属と絶縁体とに相変化することによって蓄熱あるいは放熱を行う強相関電子系材料を有し、
前記蓄熱部材は、円柱状に形成されているとともに、軸方向に延びる複数の貫通穴が形成されており、
前記蓄熱部材は、前記通常運転時に前記圧縮機の吐出口側から前記減圧装置の入口側へ至る範囲の冷媒が流通する冷媒配管中に、冷媒と直接接触して熱移動が可能となるように配置されており、
前記蒸発器に生じた霜を取り除く除霜運転時には、前記蓄熱部材に蓄熱された熱を熱源として前記蒸発器を加熱する冷凍サイクル装置。
前記強相関電子系材料は、遷移金属酸化物である請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
前記遷移金属酸化物は、二酸化バナジウムである請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
前記遷移金属酸化物は、二酸化バナジウムに添加物を加えたものであり、
前記添加物は、タングステン、クロム、ニオブ、チタン、アルミニウム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニウム、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、ハフニウム、タンタル、レニウムの少なくとも１つである請求項２に記載の冷凍サイクル装置。
さらに、前記通常運転時に前記放熱器を流通する冷媒の有する熱を蓄える加熱用蓄熱部材（１７ａ）を備え、
前記放熱器は、前記通常運転時に冷媒の有する熱を加熱対象流体に放熱させて、前記加熱対象流体を加熱するものであり、
前記除霜運転時には、前記加熱用蓄熱部材に蓄熱された熱を熱源として前記加熱対象流体を加熱する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の冷凍サイクル装置。