WO2012042687A1

WO2012042687A1 - 蓄熱装置及び該蓄熱装置を備えた空気調和機

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Publication number: WO2012042687A1
Application number: PCT/JP2011/001088
Authority: WO
Inventors: 大輔川添; 栗須谷　広治; 今坂　俊之; 清水　昭彦; 赤嶺　育雄
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2012-04-05
Also published as: KR20130099983A; EP2623896B1; CN103154643B; EP2623896A4; EP2623896A1; BR112013007273A2; JP2012077939A; CN103154643A

Abstract

　圧縮機で発生した熱を蓄積するための蓄熱装置であって、圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材を収容する蓄熱槽３２と、該蓄熱槽３２に収容された蓄熱熱交換器３４とを備え、蓄熱熱交換器の継ぎ目部分を、蓄熱材に浸漬させないように配置した。

Description

蓄熱装置及び該蓄熱装置を備えた空気調和機

　本発明は、圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材を収容する蓄熱装置及びこの蓄熱装置を備えた空気調和機に関するものである。

　従来、ヒートポンプ式空気調和機による暖房運転時、室外熱交換器に着霜した場合には、暖房サイクルから冷房サイクルに四方弁を切り替えて除霜を行っている。この除霜方式では、室内ファンは停止するものの、室内機から冷気が徐々に放出されることから暖房感が失われるという欠点がある。

　そこで、室外機に設けられた圧縮機に蓄熱装置を設け、暖房運転中に蓄熱槽に蓄えられた圧縮機の廃熱を利用して除霜するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

　図１０及び図１１は、従来の蓄熱装置の一例を示す断面図である。図１０及び図１１において、蓄熱装置１００は、発熱体としての圧縮機１０２を取り巻くように設けられ、蓄熱材１０４を充填した略中空円筒状の蓄熱用密封パック１０６と、蓄熱用密封パック１０６内に収容された蓄熱及び放熱用の熱交換器１０８等とから構成されている。

　蓄熱用密封パック１０６は、図１０の線Ｘ－Ｘに沿った断面図である図１１に示されるように、例えばアルミ薄板製の外板１１０を上端部で密封して略中空円筒状に形成し、外板１１０の内部に蓄熱材１０４を充填した構造を有している。また、熱交換器１０８は、例えば冷媒通路用パイプ１１２に、例えばアルミ製のフィン１１４を固着して形成される。

　上記構成の蓄熱装置１００では、圧縮機１０２の運転中、圧縮機１０２から発生する熱はシリコン油１１６を介して蓄熱用密封パック１０６に伝わり、蓄熱用密封パック１０６内の蓄熱材１０４に蓄えられる。

実開平２－１２８０６５号公報

　特許文献１に記載の蓄熱装置１００においては、図１１に示されるように、冷媒通路用パイプ１１２は、蓄熱装置１００の上端近傍から下端近傍の広範囲にわたって蓄熱装置１００の内部に配設されている。

　一般に、冷媒通路用パイプ等の冷凍サイクルを構成する配管は、ロー付けや溶接もしくはフレア継ぎ手などを用いて、複数の配管を接続して形成されている。そして、上記従来技術では、この継ぎ手部分の位置について特別の考慮はなされていない。

　また上記従来技術のようなフィンチューブ型の熱交換器１０８は、一般的にはヘアピン形状の銅管をアルミフィン材の穴部に貫入させ、端部にリターンベンド取り付けてヘアピン形状の銅管とリターンベンドとの継ぎ目部をロー付けして一体に製造されている。

　熱を効率的に蓄熱乃至は吸熱するために、熱交換器を蓄熱材に浸漬させる場合、継ぎ目部を蓄熱材に浸漬させると、継ぎ手部分はその他の部分より腐蝕されやすいため、冷凍サイクルの信頼性に課題があった。

　本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、蓄熱材に効率的に熱を蓄熱でき、もしくは蓄熱を効率的に取り出すことができ、かつ長期にわたり信頼性を確保できる蓄熱装置を提供することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明は、圧縮機を囲むように配設され、圧縮機で発生した熱を蓄積するための蓄熱装置を、圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材を収容する蓄熱槽と、蓄熱槽に収容された蓄熱熱交換器とで構成し、冷凍サイクルを構成する配管の継ぎ目部分を、蓄熱材に浸漬させないように配置している。

　上記構成の蓄熱装置において、配管に比較し腐蝕が発生しやすく機能を維持する上でのボトルネックとなる配管同士の継ぎ目部分を蓄熱材に浸漬させないので、冷凍サイクルを構成する配管を蓄熱材に浸漬させることで蓄熱材および配管を構成する材料により蓄熱材が配管を侵すことがあったとしても、長期にわたり信頼性を確保することができる。

図１は本発明に係る蓄熱装置を備えた空気調和機の構成を示す図図２は図１の空気調和機の通常暖房時の動作及び冷媒の流れを示す模式図図３は図１の空気調和機の除霜・暖房時の動作及び冷媒の流れを示す模式図図４は圧縮機とアキュームレータを取り付けた状態の本発明に係る蓄熱装置の斜視図図５は図４の蓄熱装置の分解斜視図図６は図４の蓄熱装置の斜視図図７は図６における線ＶＩＩ－ＶＩＩに沿った断面図図８は図６における線ＶＩＩＩ－ＶＩＩＩに沿った断面図図９は蓄熱熱交換器の継ぎ目部分を模式的に示す図図１０は従来の蓄熱装置の横断面図図１１は図１０における線Ｘ－Ｘに沿った断面図

　本発明は、圧縮機を囲むように配設され、圧縮機で発生した熱を蓄積するための蓄熱装置を、圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材を収容する蓄熱槽と、蓄熱槽に収容された蓄熱熱交換器とで構成し、冷凍サイクルを構成する配管の継ぎ目部分を、蓄熱材に浸漬させないように配置している。

　この構成により、配管に比較し腐蝕が発生しやすく機能を維持する上でのボトルネックとなる配管同士の継ぎ目部分を蓄熱材に浸漬させないので、蓄熱材を構成する材料が継ぎ目部分を侵すものであったとしても、長期にわたり信頼性を確保することができる。

　また、蓄熱熱交換器は、蓄熱材にグリコールが含まれるのが好ましい。これにより、グリコールは比熱が比較的高く低腐食性であり、また水溶液で沸点上昇・凝固点降下するため蓄熱材として優れた特性を持つ。

　また、継ぎ目部分は蓄熱材を満たした容器の外部に位置する。これにより、継ぎ目部を蓄熱材を満たした容器の外側に形成すると、振動で蓄熱材が流動した場合や、室外機が傾いて設置された場合においても、継ぎ目部に蓄熱材が接触することがなく、腐蝕の恐れがない。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

　（実施の形態１）
　図１は、本発明に係る蓄熱装置を備えた空気調和機の構成を示しており、空気調和機は、冷媒配管で互いに接続された室外機２と室内機４とで構成されている。

　図１に示されるように、室外機２の内部には、圧縮機６と四方弁８とストレーナ１０と膨張弁１２と室外熱交換器１４とが設けられ、室内機４の内部には、室内熱交換器１６が設けられ、これらは冷媒配管を介して互いに接続されることで冷凍サイクルを構成している。

　さらに詳述すると、圧縮機６と室内熱交換器１６は、四方弁８が設けられた第１配管１８を介して接続され、室内熱交換器１６と膨張弁１２は、ストレーナ１０が設けられた第２配管２０を介して接続されている。また、膨張弁１２と室外熱交換器１４は第３配管２２を介して接続され、室外熱交換器１４と圧縮機６は第４配管２４を介して接続されている。

　第４配管２４の中間部には四方弁８が配置されており、圧縮機６の冷媒吸入側における第４配管２４には、液相冷媒と気相冷媒を分離するためのアキュームレータ２６が設けられている。また、圧縮機６と第３配管２２は、第５配管２８を介して接続されており、第５配管２８には第１電磁弁３０が設けられている。

　さらに、圧縮機６の周囲には蓄熱槽３２が設けられ、蓄熱槽３２の内部には、蓄熱熱交換器３４が設けられるとともに、蓄熱熱交換器３４と熱交換するための蓄熱材（例えば、エチレングリコール水溶液）３６が充填されており、蓄熱槽３２と蓄熱熱交換器３４と蓄熱材３６とで蓄熱装置を構成している。

　また、第２配管２０と蓄熱熱交換器３４は第６配管３８を介して接続され、蓄熱熱交換器３４と第４配管２４は第７配管４０を介して接続されており、第６配管３８には第２電磁弁４２が設けられている。

　室内機４の内部には、室内熱交換器１６に加えて、送風ファン（図示せず）と上下羽根（図示せず）と左右羽根（図示せず）とが設けられており、室内熱交換器１６は、送風ファンにより室内機４の内部に吸込まれた室内空気と、室内熱交換器１６の内部を流れる冷媒との熱交換を行い、暖房時には熱交換により暖められた空気を室内に吹き出す一方、冷房時には熱交換により冷却された空気を室内に吹き出す。上下羽根は、室内機４から吹き出される空気の方向を必要に応じて上下に変更し、左右羽根は、室内機４から吹き出される空気の方向を必要に応じて左右に変更する。

　なお、圧縮機６、送風ファン、上下羽根、左右羽根、四方弁８、膨張弁１２、電磁弁３０，４２等は制御装置（図示せず、例えばマイコン）に電気的に接続され、制御装置により制御される。

　上記構成の本発明に係る冷凍サイクル装置において、各部品の相互の接続関係と機能とを、暖房運転時を例にとり冷媒の流れとともに説明する。

　圧縮機６の吐出口から吐出された冷媒は、第１配管１８を通って四方弁８から室内熱交換器１６へと至る。室内熱交換器１６で室内空気と熱交換して凝縮した冷媒は、室内熱交換器１６を出て第２配管２０を通り、膨張弁１２への異物侵入を防止するストレーナ１０を通って、膨張弁１２に至る。膨張弁１２で減圧した冷媒は、第３配管２２を通って室外熱交換器１４に至り、室外熱交換器１４で室外空気と熱交換して蒸発した冷媒は、第４配管２４と四方弁８とアキュームレータ２６を通って圧縮機６の吸入口へと戻る。

　また、第１配管１８の圧縮機６吐出口と四方弁８の間から分岐した第５配管２８は、第１電磁弁３０を介して第３配管２２の膨張弁１２と室外熱交換器１４の間に合流している。

　さらに、内部に蓄熱材３６と蓄熱熱交換器３４を収納した蓄熱槽３２は、圧縮機６に接して取り囲むように配置され、圧縮機６で発生した熱を蓄熱材３６に蓄積し、第２配管２０から室内熱交換器１６とストレーナ１０の間で分岐した第６配管３８は、第２電磁弁４２を経て蓄熱熱交換器３４の入口へと至り、蓄熱熱交換器３４の出口から出た第７配管４０は、第４配管２４における四方弁８とアキュームレータ２６の間に合流する。

　次に、図１に示される空気調和機の通常暖房時の動作及び冷媒の流れを模式的に示す図２を参照しながら通常暖房時の動作を説明する。

　通常暖房運転時、第１電磁弁３０と第２電磁弁４２は閉制御されており、上述したように圧縮機６の吐出口から吐出された冷媒は、第１配管１８を通って四方弁８から室内熱交換器１６に至る。室内熱交換器１６で室内空気と熱交換して凝縮した冷媒は、室内熱交換器１６を出て、第２配管２０を通り膨張弁１２に至り、膨張弁１２で減圧した冷媒は、第３配管２２を通って室外熱交換器１４に至る。室外熱交換器１４で室外空気と熱交換して蒸発した冷媒は、第４配管２４を通って四方弁８から圧縮機６の吸入口へと戻る。

　また、圧縮機６で発生した熱は、圧縮機６の外壁から蓄熱槽３２の外壁を介して蓄熱槽３２の内部に収容された蓄熱材３６に蓄積される。

　次に、図１に示される空気調和機の除霜・暖房時の動作及び冷媒の流れを示す模式的に示す図３を参照しながら除霜・暖房時の動作を説明する。図中、実線矢印は暖房に供する冷媒の流れを示しており、破線矢印は除霜に供する冷媒の流れを示している。

　上述した通常暖房運転中に室外熱交換器１４に着霜し、着霜した霜が成長すると、室外熱交換器１４の通風抵抗が増加して風量が減少し、室外熱交換器１４内の蒸発温度が低下する。本発明に係る空気調和機には、図３に示されるように、室外熱交換器１４の配管温度を検出する温度センサ４４が設けられており、非着霜時に比べて、蒸発温度が低下したことを温度センサ４４で検出すると、制御装置から通常暖房運転から除霜・暖房運転への指示が出力される。

　通常暖房運転から除霜・暖房運転に移行すると、第１電磁弁３０と第２電磁弁４２は開制御され、上述した通常暖房運転時の冷媒の流れに加え、圧縮機６の吐出口から出た気相冷媒の一部は第５配管２８と第１電磁弁３０を通り、第３配管２２を通る冷媒に合流して、室外熱交換器１４を加熱し、凝縮して液相化した後、第４配管２４を通って四方弁８とアキュームレータ２６を介して圧縮機６の吸入口へと戻る。

　また、第２配管２０における室内熱交換器１６とストレーナ１０の間で分流した液相冷媒の一部は、第６配管３８と第２電磁弁４２を経て、蓄熱熱交換器３４で蓄熱材３６から吸熱し蒸発、気相化して、第７配管４０を通って第４配管２４を通る冷媒に合流し、アキュームレータ２６から圧縮機６の吸入口へと戻る。なお、合流する場所はアキュームレータ２６と圧縮機６の間でも良く、その場合、アキュームレータ２６自身が持つ熱容量によって熱を奪われること避けることができる。

　アキュームレータ２６に戻る冷媒には、室外熱交換器１４から戻ってくる液相冷媒が含まれているが、これに蓄熱熱交換器３４から戻ってくる高温の気相冷媒を混合することで、液相冷媒の蒸発が促され、アキュームレータ２６を通過して液相冷媒が圧縮機６に戻ることがなくなり、圧縮機６の信頼性の向上を図ることができる。

　除霜・暖房開始時に霜の付着により氷点下となった室外熱交換器１４の温度は、圧縮機６の吐出口から出た気相冷媒によって加熱されて、零度付近で霜が融解し、霜の融解が終わると、室外熱交換器１４の温度は再び上昇し始める。この室外熱交換器１４の温度上昇を温度センサ４４で検出すると、除霜が完了したと判断し、制御装置から除霜・暖房運転から通常暖房運転への指示が出力される。

　図４及び図５は蓄熱装置を示しており、蓄熱装置は、上述したように、蓄熱槽３２と蓄熱熱交換器３４と蓄熱材３６とで構成されている。なお、図４は、圧縮機６と、圧縮機６に組み付けられるアキュームレータ２６を蓄熱装置に取り付けた状態を示している。また、図５は蓄熱装置の分解斜視図である。

　図５に示されるように、蓄熱槽３２は、側壁４６ａと底壁（図示せず）を有し上方が開口した樹脂製の蓄熱槽本体４６と、この蓄熱槽本体４６の上方開口部を閉塞する樹脂製の蓋体４８と、蓄熱槽本体４６と蓋体４８の間に介装されシリコンゴム等で作製されたパッキン５０とを備え、蓋体４８は蓄熱槽本体４６に螺着される。また、蓄熱槽本体４６の側壁４６ａの一部（つまり、側壁４６ａで圧縮機６と対向する部分）は開口しており、この開口部４６ｂの周縁には、圧縮機６の外周面と密着するための密着部材５２が接合される。

　密着部材５２は、枠体５４とシート部材５６とで構成されており、全体として所定の直径の円筒の一部を切り欠いた形状を呈している。なお、密着部材５２の内側には、圧縮機６が収容されることから、取付公差等を考慮して密着部材５２の内径は圧縮機６の外径より僅かに大きく設定される。

　また、枠体５４には、上下方向の中間部から下部にかけて開口部５４ａが形成されており、この開口部５４ａを閉塞するようにシート部材５６は枠体５４に接合される。

　蓄熱槽３２はバンド３３で圧縮機６に密着固定されている。

　また、図５では側壁４６ａに開口部４６ｂがある例で説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではなく、このような開口部４６ｂがないものであっても良い。この場合、蓄熱槽３２の伝熱部と圧縮機６との密着性を良くするため、弾性があり伝熱性能に優れた樹脂製（例えばシリコンなど）のシート部材を蓄熱槽３２と圧縮機６との間に介在させると良い。

　蓄熱熱交換器３４は、例えば銅管等を蛇行状に折曲したもので、蓄熱槽本体４６の内部に収容されており、蓄熱熱交換器３４の両端は蓋体４８から上方に延出され、一端は第６配管３８（図１参照）に接続される一方、他端は第７配管４０（図１参照）に接続される。また、蓄熱熱交換器３４が収容され、側壁４６ａと底壁と密着部材５２で囲繞された蓄熱槽本体４６の内部空間には、蓄熱材３６が充填される。

　ここで、蓄熱装置には、内部に充填された蓄熱材３６を撹拌するための撹拌手段を設けるか、あるいは、そうでない場合には、蓄熱材３６の温度分布は均一ではないことから、本発明においては、効率的な熱交換を考慮して、蛇行するように折曲された蓄熱熱交換器３４を蓄熱槽３２の上部に配置するのが好ましい。

　後者の場合においては、すなわち、蓄熱熱交換器３４の内部を通過する冷媒と、冷媒と熱交換を行う蓄熱材３６は、温度差が大きいほど熱交換量が大きくなり、除霜時間も短くなるが、高温の蓄熱材３６は蓄熱槽３２内の上方に集まり、低温の蓄熱材３６は蓄熱槽３２内の下方に集まることから、図６乃至図８に示されるように、屈曲部３４ａと、屈曲部３４ａの両端より上方に直線状に延びる直線部３４ｂを有する蓄熱熱交換器３４は、屈曲部３４ａの全体が蓄熱槽３２の上部の所定の範囲で蓄熱槽本体４６の内壁面に沿うように湾曲して配置されている。

　図７を参照しながらさらに詳述すると、蓄熱槽３２の底面からの高さをＨ１、蓄熱槽３２の底面からの高さ方向の中心位置をＨ２（Ｈ２＝Ｈ１／２）、蓄熱槽３２の底面からの蓄熱熱交換器３４の屈曲部３４ａの下端の高さをＨ３、蓄熱槽３２の上面からの蓄熱熱交換器３４の屈曲部３４ａの上端までの距離をＨ４とすると、本発明においては、Ｈ３及びＨ４を所定の高さあるいは距離に設定している。

　蓄熱熱交換器３４の高さ方向の重心位置ＣｏＢは蓄熱槽３２の高さ方向の中心位置Ｈ２よりも上方に設定される。なお、蓄熱熱交換器３４の高さ方向の重心位置ＣｏＢは、蓄熱交換器３４の屈曲部３４ａと直線部３４ｂを合わせた部分の重心位置のことである。ここで、蓄熱装置において、圧縮機６からの熱は蓄熱材３６に蓄積されるが、蓄熱槽３２の上方の蓄熱材３６の方が下方の蓄熱材３６よりも高温になる。本蓄積装置では、蓄熱熱交換器３４の重心位置が蓄熱槽３２の高さ方向の中心位置よりも上方に設定されているので、蓄熱熱交換器３４は、主として、蓄熱材３６において相対的に高温部分と熱交換を行う。言い換えると、本蓄熱熱交換器３４は、蓄熱材３６と効率的に熱交換を行うことができる。

　また、本実施形態では、蓄熱熱交換器３４の下端の高さＨ３は、蓄熱槽３２の高さ方向の中心位置Ｈ２よりも下方で、中心位置Ｈ２の近傍に位置するように設定している。その結果、蓄熱熱交換器３４のすべてができるだけ高温の蓄熱材３６に接触するようになる。これにより、蓄熱熱交換器３４は、蓄熱材３６とより効率的に熱交換を行うことができる。

　一方、蓄熱槽３２の上面からの蓄熱熱交換器３４の屈曲部３４ａの上端までの距離Ｈ４は、蓄熱槽３２の傾斜を考慮して決定される。すなわち、圧縮機６や蓄熱槽３２は通常室外機２に収容され、室外機２は傾いた状態で室外に設置されることがある。このような傾きを想定して、蓋体４８が蓄熱材３６の液面に浸からない程度に、蓄熱材３６を蓄熱槽３２に入れた場合に、蓄熱槽３２が所定の角度（例えば、設置面に対し約７°）まで傾斜しても、蓄熱熱交換器３４の屈曲部３４ａが常に蓄熱材３６に浸漬するように、蓄熱熱交換器３４の屈曲部３４ａの上端が、蓄熱槽３２の上面から所定の距離Ｈ４だけ下方に位置するように、蓄熱熱交換器３４は蓄熱槽３２の内部に設置される。なお、蓄熱材３６は、常温で蓄熱槽３２の最大容積の８割程度の量を充填している。

　例えば蓄熱材３６にエチレングリコール水溶液を用いた場合、エチレングリコールは高温度に長期間さらされると、水溶液中の溶存酸素と反応してグリコール酸を発生し、グリコール酸はさらに溶存酸素と反応してシュウ酸を生じ、またシュウ酸からは蟻酸が生成されるなど、各種の有機酸を発生させる。

　この有機酸の生成の防止、もしくは発生した有機酸の影響を防止するために、例えばｐＨ調整剤や酸化防止剤等の添加剤を蓄熱材３６に加えることがある。しかしながら、ｐＨ調整剤や酸化防止剤等の添加剤も、蓄熱材３６への投入量に限りがあるため、その効能は時間経過とともに低下していき、生成する有機酸の量は次第に増加するため、この有機酸の発生により蓄熱材３６のｐＨは徐々に低下していくことになる。

　蓄熱材３６内での有機酸の発生量が多いほどｐＨは低下し、ｐＨが低いほど金属に対する腐蝕作用も強くなる。

　ここで、図９に示すように、一般に、配管同士を接続した継ぎ目部分３４ｊには、その接続方法にロー付けや溶接、フレア継ぎ手のいずれを用いたとしても、その継ぎ目部分３４ｊに微少隙間３４ｇが発生することになる。

　腐食性を有する有機酸は、この微少隙間３４ｇに入り込んだ場合には、有機酸は蓄熱材３６全体に拡散しづらいため、滞留する傾向がある。

　特にグリコール酸は配管部材を構成する金属材料である銅との親和力が強く、銅に対し配位結合をするため、グリコール酸が微少隙間３４ｇに入り込むと流出しづらくなる。このため、微少隙間３４ｇ外の蓄熱材３６に比較しグリコール酸の濃度が徐々に高くなる傾向がある。

　さらに、蓄熱材３６にｐＨ調整剤や酸化防止剤等の添加剤を加えた場合においても、この微少隙間３４ｇにはｐＨ調整剤や酸化防止剤等の添加剤が新たに流入しにくいために、微少隙間３４ｇにおいては添加剤の充分な効果が期待できない。したがって、微少隙間３４ｇにおいて、局所的に酸濃度が高くなることにより、蓄熱材３６のｐＨが局所的に低下するため、本実施形態のような継ぎ目のない（シームレスな）銅管部分に比べ、継ぎ目部分３４ｊは腐蝕しやすい。

　また、微少隙間３４ｇでは溶存酸素がグリコールと反応し消費されてしまうと、新たな溶存酸素が流入しづらいことから、微少隙間３４ｇ内部と外部の蓄熱材３６中の溶存酸素濃度が異なるため、酸素濃淡電池が形成される。その結果、継ぎ目部分３４ｊは腐蝕しやすい。

　また、特にロー付けまたは溶接により配管同士を接続する場合、蓄熱熱交換器３４の配管の継ぎ目部分３４ｊは、蓄熱熱交換器３４の配管を構成する金属がロー付けまたは溶接の工程で高温に加熱されたことにより、結晶粒径が大きくなるため、加熱した近傍の金属組織が不均一となる。このため蓄熱熱交換器３４は有機酸の発生した電解質である蓄熱材３６に浸漬しているので、局部電池がより形成されやすくなるため、ロー付けまたは溶接による加熱工程を経ていない部分と比較し、より腐蝕されやすくなる。

　蓄熱材３６は発生した有機酸の影響で、配管・熱交換器など冷凍サイクルを構成する部材（例えば銅）を若干なりとも腐蝕する場合があるが、仮に、継ぎ目部３４ｊと蓄熱材３６を接触させる構成とした場合には、配管本体３４ｐに比較し、特に継ぎ目部分の方が、上述の隙間腐蝕により腐蝕しやすいため、信頼性面で弱点となる。そして、蓄熱熱交換器は冷媒により内圧がかかっているので破れやすくなってしまう。

　したがって、本実施形態では、信頼性向上の観点から、蓄熱熱交換器３４の蓄熱材３６に浸漬させる部分は、ロー付けを用いず、シームレスの銅管を屈曲させて形成している。そして、ロー付け部は、蓄熱材３６が一切かからない位置に配置される。より具体的には、蓄熱材３６を満たす容器である蓄熱槽３２の外部に位置するよう構成するのが好ましい。なお、蓄熱槽３２への蓄熱材３６の充填量を調整するなどして、蓄熱槽３２内部において蓄熱材３６に浸漬されない位置がある場合には、この位置であれば、蓄熱槽３２の内部にロー付け部などの継ぎ目部が位置するように構成してもよい。

　この場合は、空気調和機を運転した際に発生する蓄熱槽の振動により、蓄熱材３６の液面の上下や蓄熱材３６の飛沫がロー付け部に付着する可能性があり得るため、エポキシ樹脂等で継ぎ目部をコーティングしたり、カバーを設けるなどにより、継ぎ目部と蓄熱材３６が接触しないようにすることが望ましい。

　また、本実施の形態では、蓄熱装置を圧縮機６に対し着脱自在の構成としているが、圧縮機６の外殻と蓄熱槽本体４６とを金属製とし、両者を溶接等で固着するようにしても構わない。

　ここで本実施の形態の蓄熱装置においては、上述のように、圧縮機６で発生した熱が、圧縮機６の外壁から蓄熱槽３２の外壁を介して蓄熱槽３２の内部に収容された蓄熱材３６に蓄積するように構成されている。

　圧縮機６を熱源に用いた場合は、圧縮機６の廃熱を蓄熱材３６に蓄熱しているために、熱源に例えば別途ヒータを用いた場合と異なり、省エネで蓄熱することが可能である。

　ここで圧縮機６の運転周波数は、空気調和機としての運転状態に応じて、空調能力が最適になるように制御される。

　ゆえに、例えば熱源にヒータを用いた場合と異なり、圧縮機６を熱源に用いた場合は、圧縮機６の発熱量や温度を必ずしも蓄熱する上で最適な値に維持できない場合があり得る。

　例えば、空調負荷が高い条件においては、高い暖房能力が要求されるため、圧縮機６が高周波数で動作し続け、その結果、圧縮機６が高温に維持されることになる。

　このように蓄熱材３６が高温度に長期間さらされることが発生し得るため、圧縮機６に廃熱を蓄熱材３６に回収する形態においては、継ぎ目部を蓄熱材３６に浸漬させないことが特に望ましい。

　また、本実施の形態では、蓄熱熱交換器３４の重心位置をＨ２より上方に配置していたが、これに限らず、蓄熱熱交換器３４の全管長の中心位置をＨ２よりも上方に配置しても構わないし、蓄熱熱交換器３４の重心位置又は中心位置を、Ｈ２、あるいはＨ２の下方に配置しても構わない。

　また、図４及び図６に示すように、蓄熱槽３２を圧縮機６の上方にも延在させ、当該延在部にも蓄熱熱交換器３４を設けることで、熱容量を確保することができる。

　また、本実施の形態では、蓄熱材３６にグリコールを用いた場合について説明したが、それ以外の材料を用いても良い。金属は電解質溶液に触れることにより局部電池を形成し、電気化学的作用により腐食が進行するので、各種の電解質が含まれる材料、もしくは時間経過にともない電解質が生成する各種の材料を蓄熱材３６に用いた際に有用である。また電解質以外にも、各種の金属に対する腐食性を有する材料を蓄熱材３６として用いた際にも有用である。

　本発明に係る蓄熱装置は、信頼性向上を考慮して、蓄熱熱交換器の継ぎ目部分の位置を適宜設定しているので、空気調和機、冷蔵庫、給湯器、ヒートポンプ式洗濯機等に有用である。

２　室外機、　４　室内機、　６　圧縮機、　８　四方弁、
１０　ストレーナ、　１２　膨張弁、　１４　室外熱交換器、
１６　室内熱交換器、　１８　第１配管、　２０　第２配管、
２２　第３配管、　２４　第４配管、　２６　アキュームレータ、
２８　第５配管、　３０　第１電磁弁、　３２　蓄熱槽、　３３　バンド、
３４　蓄熱熱交換器、　３４ａ　屈曲部、　３４ｂ　直線部、
３６　蓄熱材、　３８　第６配管、　４０　第７配管、
４２　第２電磁弁、　４４　温度センサ、　４６　蓄熱槽本体、
４６ａ　側壁、　４６ｂ　側壁開口部、　４８　蓋体、　５０　パッキン、
５２　密着部材、　５４　枠体、　５４ａ　開口部、　５６　シート部材。

Claims

圧縮機で発生した熱を蓄積するための蓄熱装置であって、前記圧縮機で発生した熱を蓄積する蓄熱材と、蓄熱熱交換器と、前記蓄熱材及び前記蓄熱熱交換器を収容する蓄熱槽と、を備え、前記蓄熱熱交換器の継ぎ目部分を、前記蓄熱材に浸漬させないように配置したことを特徴とする蓄熱装置。
前記蓄熱材にグリコールが含まれることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱装置。
前記継ぎ目部分はロー付け乃至は溶接により接続されていることを特徴とする請求項１または２に記載の蓄熱装置。
前記継ぎ目部分は前記蓄熱槽の外部に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれかに１項に記載の蓄熱装置。
請求項１～４のいずれか１項に記載の蓄熱装置を備えた空気調和機。