WO2013042273A1

WO2013042273A1 - 空気調和装置

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Publication number: WO2013042273A1
Application number: PCT/JP2011/072302
Authority: WO
Inventors: 晋清川
Original assignee: ナサコア株式会社
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-03-28

Abstract

　例えば、一般家庭やコンビニエンスストア等の小規模店舗などでも簡易に設置できる、蓄熱機能を備えた空気調和装置を提供する。　圧縮機２と、室外側熱交換器４と、減圧装置５と、室内側熱交換器１７とを接続し、冷媒を環流させてなる冷凍サイクル５０を備えた空気調和装置において、蓄熱剤を充填した蓄熱体１３を有し、この蓄熱体１３の蓄熱剤と冷媒管を流れる冷媒との間で熱交換を可能にした蓄熱装置１２を備え、前記蓄熱装置１２の冷媒管を、夜間電力を利用して蓄熱剤に蓄熱可能に、前記冷凍サイクル５０に接続した。

Description

空気調和装置

　本発明は、夜間電力を利用しての蓄熱構造を備えた空気調和装置に関する。

　蓄熱式空気調和装置については、既にさまざまな開発がなされており、例えば、氷蓄熱式の空気調和装置がある（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−４９９３８号公報

　しかし、従来の氷蓄熱式の空気調和装置は氷蓄熱槽が必要となり、水配管設備が必要となるとともに、水槽設備が大型化し、例えば、一般家庭やコンビニエンスストア等の小規模店舗などでは設置スペースの関係等から設置が困難となっていた。
　一方、省エネルギ化を図る観点からは、従来のように、夜間電力を利用して氷蓄熱槽に蓄熱し、当該氷蓄熱槽に蓄えた熱を昼間の冷房運転に利用する機能は、一般家庭やコンビニエンスストア等においても導入したい機能となっている。
　そこで、本発明の目的は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、例えば、一般家庭やコンビニエンスストア等の小規模店舗などでも簡易に設置できる、蓄熱機能を備えた空気調和装置を提供することにある。

　本発明は、圧縮機と、室外側熱交換器と、減圧装置と、室内側熱交換器とを接続し、冷媒を環流させてなる冷凍サイクルを備えた空気調和装置において、蓄熱剤を充填した蓄熱体を有し、この蓄熱体の蓄熱剤と冷媒管を流れる冷媒との間で熱交換を可能にした蓄熱装置を備え、前記蓄熱装置の冷媒管を、夜間電力を利用して蓄熱剤に蓄熱可能に、前記冷凍サイクルに接続したことを特徴とする。
　この場合において、前記蓄熱体は蓄熱パネルを有し、前記蓄熱パネルには蓄熱剤が密閉状態にあり、充填された蓄熱剤は体積膨張率が２％以下と低くてもよい。
　前記蓄熱体は平板状蓄熱パネルからなり、前記蓄熱装置は、複数枚の前記平板状蓄熱パネルを平行に配置し、これら複数枚の前記平板状蓄熱パネルに前記冷媒管を貫通させて構成されていてもよい。
　前記蓄熱体はプレート式構造の蓄熱体からなり、前記蓄熱体は、内側に冷媒の流路を形成し、当該流路を蓄熱剤で覆って構成されていてもよい。

　前記室内側熱交換器の空気側の下流に吹出しダクトを備え、この吹出しダクトの内側に前記蓄熱装置が配置されていてもよい。
　前記蓄熱装置は、被調和室の空気を吸い込んで、この空気を媒体として蓄熱剤と冷媒との間の熱交換を促進し、当該空気を被調和室に吹出し、被調和室を空調してもよい。
　前記蓄熱体が低温蓄熱剤を充填する蓄熱パネルと、高温蓄熱剤を充填する蓄熱パネルとを含んで構成されていてもよい。
　冷房運転モードと、前記蓄熱装置に蓄熱する蓄熱運転モードとを備え、前記蓄熱運転モードは、前記冷房運転モードにおける温度よりも低く設定して運転されてもよい。
　暖房運転モードと、前記蓄熱装置に蓄熱する蓄熱運転モードとを備え、前記蓄熱運転モードは、前記暖房運転モードにおける温度よりも高く設定して運転されてもよい。

　本発明では、蓄熱剤を充填した蓄熱体を有し、この蓄熱体の蓄熱剤と冷媒管を流れる冷媒との間で熱交換を可能にした蓄熱装置を備えるため、氷蓄熱式の蓄熱型空気調和装置などと比較して、氷蓄熱槽が不必要となり、水配管設備が不必要となるとともに、装置が小型化し、例えば、一般家庭やコンビニエンスストア等の小規模店舗などにおいて、設置スペースが小さい場所にも簡易に設置できる。

本発明の一実施の形態による空気調和装置の冷凍サイクル図である。同空気調和装置の夜間蓄熱運転モードの動作を示す図である。同空気調和装置の利用冷房運転モードの動作を示す図である。蓄熱装置を示す図である。蓄熱パネルを示す図である。蓄熱パネルの斜視図である。蓄熱パネルの断面図である。Ａ，Ｂは、蓄熱パネルの製造方法を示す図である。Ａ，Ｂ，Ｃは、蓄熱パネルの別の製造方法を示す図である。別実施の形態を示す冷凍サイクル図である。蓄熱装置の別実施の形態を示す図である。本発明の別実施の形態による空気調和装置の冷凍サイクル図である。同空気調和装置の夜間蓄熱運転モードの動作を示す図である。同空気調和装置の利用冷房運転モードの動作を示す図である。

　以下、本発明による空気調和装置の一実施の形態を説明する。
　図１乃至図３は、空気調和装置の冷凍サイクル５０を示す図である。この空気調和装置は、室外ユニット１１と、蓄熱装置１２と、室内ユニット１５とを備えて構成されている。室外ユニット１１は、圧縮機２、四方弁３、室外側熱交換器４、膨張弁（減圧装置）５を備え、室内ユニット１５は、室内側熱交換器１７を備えて構成されている。室内側熱交換器１７と膨張弁５とを接続する管路６には、第１開閉弁７が接続されている。第１開閉弁７と膨張弁５との間からは分岐管８が分岐し、分岐管８には第２開閉弁９が配置されている。この分岐管８は蓄熱装置１２の蓄熱体１３に接続され、この蓄熱体１３は、第３開閉弁１４を備えた分岐管１８を介して、四方弁３と室内側熱交換器１７とを接続する管路１９に接続されている。２０は第４開閉弁である。上記蓄熱体１３と第３開閉弁１４との間からは分岐管２１が分岐し、分岐管２１には第５開閉弁２２が接続され、この第５開閉弁２２は、第１開閉弁７と室内側熱交換器１７との間に接続されている。尚、この冷媒回路の構成は一例であり、目的に照らし種々の回路が提起される。

　この実施の形態では、蓄熱体１３（後述する。）と、室内側熱交換器１７とが、それぞれ所謂フィンアンドチューブ式構造であり、被調和室１００の空気を取り込んで、この空気と冷媒（または後述する蓄熱剤。）との間で熱交換し、熱交換した空気を被調和室１００に戻す構成となっている。１０１は室外側コントローラであり、１０２は室内側コントローラであり、１０３は室内側リモートコントローラである。

　図４乃至図９は、蓄熱装置１２の一実施の形態を示す。
　この蓄熱装置１２は、図４に示すように、互いに平行に配置された複数枚の平板状蓄熱パネル２５（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ａ…）を備え、蓄熱パネル２５Ａ，２５Ｂ，２５Ａ…の間に、蛇行状に曲げた冷媒管２６を貫通させて構成されている。この冷媒管２６の一端２６Ａは分岐管８（図１参照）に接続され、冷媒管２６の他端２６Ｂは分岐管１８（図１参照）に接続されている。蓄熱パネル２５Ａ，２５Ｂ，２５Ａ…は、図５に示すように、平面視で概略矩形状であり、板面には縦８個、横４個で合計３２個の開口２７があけられ、この開口２７にはそれぞれ開口壁面に接触させて冷媒管２６が貫通される。
　本構成では、交互に配置される複数の蓄熱パネルのうち、一方の平板状蓄熱パネル２５Ａが、冷熱を蓄える機能を有し、特に０℃以下、例えば−１５℃~−１０℃程度の温度帯で有効に機能を発揮する夏用低温蓄熱剤を充填するもので、厚さが３~１５ｍｍと薄形平板状で、剛性も高く、熱容量が膨大で、例えば−１５℃~−１０℃程度の温度帯で冷媒管２６を通る冷媒に放熱して凝固し、温度が上昇し始めると融解して吸熱する。
　また、交互に配置される複数の蓄熱パネルのうち、他方の平板状蓄熱パネル２５Ｂは、温熱を蓄える機能を有し、特に５０℃以上、例えば５０℃~６０℃程度の温度帯で有効に機能を発揮する冬用高温蓄熱剤を充填するもので、同じく厚さが３~１５ｍｍと薄形平板状で、剛性も高く、熱容量が膨大で、例えば５０℃~６０℃程度の温度帯で冷媒管２６を通る冷媒の熱を吸熱して融解し、温度が降下し始めると凝固して放熱する。尚、一方の平板状蓄熱パネル２５Ａは、例えば５０℃~６０℃程度の温度帯で顕熱型パネルとして機能し、他方の平板状蓄熱パネル２５Ｂは、例えば−１５℃~−１０℃程度の温度帯において顕熱型パネルとして機能する。

　蓄熱パネル２５Ａ，２５Ｂ，２５Ａ…は樹脂製で、図６に示すように、中空のパネル体２８の表裏面を樹脂製の表面シート材２９で覆って容器を形成し該容器に蓄熱剤３５を充填して構成される。パネル体２８は、図７に示すように、底部に向かって縮径した所定の高さの円錐台形状（すり鉢状や円柱状でもよい）の凹部である袋状凹部３３が千鳥格子状に設けられた２枚の樹脂製のパネル材３２を、袋状凹部３３の底部同士が当接するように重ね合わせて接合して形成されている。すなわち、パネル体２８には、２枚のパネル材３２の間に、胴部が括れた形状（いわゆる砂時計形状）の多数の中空筒状体３１が散在し、それぞれの中空筒状体３１の間には互いに連通した隙間１４２が形成される。

　パネル体２８にあっては、各中空筒状体３１により剛性が高められ、また、軽量化が図られる。このように剛性に優れ軽量なパネル体２８を、袋状凹部３３を予め設けた２枚のパネル材を貼り合わせるだけで簡単に製作できる。上記表面シート材２９は、パネル体２８の縁部の隙間１４２を封止し、パネル体２８を容器４２（図９参照。）とするもので、表面シート材２９には樹脂製の硬質シートが用いられる。蓄熱剤３５には、固相−液相の間で状態を変化させて蓄熱する各種の潜熱蓄熱剤が使用され、例えば硫酸ナトリウム１０水塩を主成分とし、食塩水及び水分を吸収した樹脂材を添加することで得られる。

　蓄熱パネル２５Ａ，２５Ｂ，２５Ａ…は、厚さが３~１５ｍｍ程度に構成される。この蓄熱パネル２５の厚さ方向には多数の中空筒状体３１が散在することから、この中空筒状体３１の表面を伝って、上記冷媒管２６を通る冷媒の熱が蓄熱パネル２５の深部（厚さ方向）にまで到達する。このため、後述するように、冷媒管２６を通る冷媒と蓄熱剤３５との間の蓄熱、放熱が円滑に行われることとなり、蓄熱パネル２５の熱交換効率が高められる。本構成の蓄熱パネル２５では、中空筒状体３１が蓄熱剤３５の中に散在するため、これら中空筒状体３１が蓄熱剤３５の中を熱が伝わる際の抵抗として寄与し、中空筒状体３１がない場合に比べて蓄熱剤３５の熱応答性が緩やかになる。

　この構成では、厚さ３~１５ｍｍ程度のパネル体２８において、全容積に占める中空筒状体３１の全体の割合を２０％~５０％（すなわち、蓄熱剤３５の容積（隙間１４２の体積）と中空筒状体３１の全体容積の比を８：２~５：５）として蓄熱パネル２５を構成することで、最適な熱応答性が実現されている。中空筒状体３１の容積を変更することで、蓄熱剤３５の充填量や、中空筒状体３１と蓄熱剤３５の接触面積などが変わるから、蓄熱パネル２５の蓄熱性能を変えることができ、また、蓄熱剤３５の熱応答性も変えることができる。中空筒状体３１の容積変更は、袋状凹部３３の数や寸法（開口径や深さ方向の縮径率）、形状（円錐やすり鉢状、円柱など）を変えるだけで簡単に変更可能である。

　つぎに、蓄熱パネル２５の製造手順を図８及び図９を参照して説明する。
　パネル体２８は、図８（Ａ）に示すように、２枚のパネル材３２を貼り合わせて形成される。ここで、本構成では、各パネル材３２を貼り合わせた段階で、パネル体２８の板面に、図５に示すように、縦８個、横４個で合計３２個の開口２７をあけるため、図８（Ａ）中のＡ点など、合計３２個の対応箇所に、開口２７を有した樹脂製の筒部材４５を予め貫通させて埋め込んでおく。パネル体２８は、図８（Ａ）に示すように、その端面（縁部）４０が開放している。したがって、パネル材３２の間の隙間１４２に蓄熱剤３５を充填するためには、容器を形成する必要がある。容器の形成に際しては、端面４０を閉塞するように、例えば帯状の閉塞用の板材を端面４０に宛がって接合し容器を構成することが考えられる。しかし、この場合には、端面４０が平滑な面でないと、閉塞用板材と端面４０の間に隙間が生じ、蓄熱剤３５が漏れてしまうし、これを防止するために、端面４０を平滑に面出しするのは非常に労力が要る。そこで、本構成では、図８（Ｂ）に示すように、パネル体２８の表裏面に、樹脂製の硬質シートである表面シート材２９を重ねた後、パネル体２８の表裏の面全体を加熱加圧して表面シート材２９を接合する。パネル体２８が表面シート材２９で覆われた後には、各筒部材４５の両端開口を貫通させ、合計３２個の対応箇所に開口２７が形成される。

　次いで図９（Ａ）に示すように、パネル体２８の表裏面のいずれかの面の表面シート材２９を、容器４２の縁部を画定する溶着予定線Ｉ~ＩＶに沿って加熱しながら押圧し、パネル体２８とともに熱溶着してパネル体２８の周囲を封じる。図９（Ｂ）に示すように、上記溶着予定線Ｉ~ＩＶに沿って表面シート材２９を切り落として密封の容器４２を形成する。この際、溶着予定線Ｉ~ＩＩＩが交わる隅部は溶着せずに、未溶着部４２Ｍを形成し、容器４２を形成した後に、図９（Ｃ）に示すように、容器４２を起立し、上端部４２Ａの未溶着部４２Ｍから容器４２ほぼ一杯に蓄熱剤３５を充填する。そして、最後に未溶着部４２Ｍを熱溶着し、蓄熱剤３５を密封した、合計３２個の対応箇所に開口２７が形成された蓄熱パネル２５が形成される。本構成では、パネル体２８を構成する２枚のパネル材３２を熱溶着して容器４２を形成するため、密封性の高い容器４２を簡単に製造できる。更に、パネル体２８の表裏面に、樹脂製の硬質シートから成る表面シート材２９を設けて熱溶着するため、溶着部分の破けが防止され液漏れを確実に防止できる。

　つぎに、空気調和装置の作用を説明する。
　図１は、夏期の冷房運転モードにおける冷媒の流れを示す。例えば昼間の冷房運転では、室内側リモートコントローラ１０３からの指令が、室内側コントローラ１０２を介し、室外側コントローラ１０１に送られ、その結果、開閉弁７，２０が開かれ、開閉弁９，１４，２２が閉じられる。四方弁３が冷房運転位置に切り替わり、圧縮機２が駆動され、圧縮機２からの冷媒が、四方弁３、室外側熱交換器４、膨張弁５を経て、室内側熱交換器１７に流入し、圧縮機２に戻される。このとき、室外側熱交換器４は凝縮器として、室内側熱交換器１７は蒸発器として機能する。図２は、冷房運転時における、夜間電力を利用した蓄熱運転モードの冷媒の流れを示す。この夜間の蓄熱運転では、室内側リモートコントローラ１０３からの指令により、開閉弁９，１４が開かれ、開閉弁７，２０，２２が閉じられる。圧縮機２から吐出された冷媒は、四方弁３、室外側熱交換器４、膨張弁５を経て、蓄熱装置１２の蓄熱体１３に流入し、圧縮機２に戻される。このとき、室外側熱交換器４は凝縮器として、蓄熱装置１２の蓄熱体１３は蒸発器として機能する。

　冷房の設定温度は、室内側リモートコントローラ１０３により設定される。この実施の形態では、例えば冷房運転モードで２５~２８℃近傍に設定するとしたら、蓄熱運転モードでは、冷房運転モードよりも低く、例えば−１５℃~−１０℃近傍に設定して運転される。すなわち、蓄熱装置１２に蓄熱する蓄熱運転モードでは、冷房運転モードにおける運転設定温度よりも低く温度設定して運転される。
　図２に示す蓄熱運転モードでは、蓄熱装置１２の送風ファン（不図示）を停止する。この蓄熱運転モードでは、例えば−１５℃~−１０℃近傍に低く設定して運転される。図４を参照し、冷媒管２６を通る冷媒と、特に蓄熱パネル２５Ａに充填された潜熱型の蓄熱剤３５との間で熱交換し、この蓄熱パネル２５Ａの蓄熱剤３５が放熱して凝固（結晶化）し、蓄熱パネル２５Ａに対し、膨大な冷熱量が蓄熱される。この構成では、蓄熱パネル２５Ａの厚さ方向に多数の中空筒状体３１が散在するため、この中空筒状体３１の表面を伝って、冷媒管２６を通る冷媒の熱が蓄熱パネル２５Ａの深部（厚さ方向）にまで到達する。従って、冷媒管２６を通る冷媒と、蓄熱剤３５との間の蓄熱、放熱が円滑に行われて、蓄熱パネル２５Ａの熱交換効率が高められ、膨大な熱量が迅速に蓄熱される。

　図３は、夜間に蓄熱した熱量を利用する利用冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。例えば夜間蓄熱（図２参照。）の熱量を利用して、昼間に利用冷房運転を実行する場合には、室内側リモートコントローラ１０３からの指令によって、開閉弁９，２０，２２が開かれ、開閉弁７，１４が閉じられる。そして、圧縮機２が駆動され、圧縮機２からの冷媒が、四方弁３、室外側熱交換器４、膨張弁５を経て、蓄熱装置１２の蓄熱体１３に流入し、冷媒が過冷却された後に、室内側熱交換器１７に流入し、四方弁３を経て、圧縮機２に戻される。このとき、室外側熱交換器４は凝縮器として、室内側熱交換器１７は蒸発器として機能する。この構成では、蓄熱剤３５に蓄熱された冷熱により、冷媒が過冷却されるため、冷凍効率が向上し、省エネルギ化が図られる。

　この実施の形態では、蓄熱運転モードにおいて、蓄熱パネル２５Ａの潜熱型の蓄熱剤３５が放熱して凝固（結晶化）することで、蓄熱装置１２の蓄熱体１３に膨大な量の冷熱が蓄熱される。また、利用冷房運転モードにおいては、蓄熱パネル２５Ａの蓄熱剤３５が融解して吸熱することで、冷媒が過冷却されるため、冷凍効率が向上し、省エネルギ化が図られる。特に、安価な夜間電力を利用した利用冷房運転モードを備えるため、従来と比較し、経済的な安価な冷房を実現できる。氷蓄熱式の蓄熱型空気調和装置などと比較して、氷蓄熱槽が不必要となり、水配管設備が不必要となるとともに、装置が小型化し、例えば、一般家庭やコンビニエンスストア等の小規模店舗などにおいて、設置スペースが小さい場所にも簡易に設置できる。しかも、蓄熱装置１２の送風ファン（不図示）を運転すれば、図３に示すように、被調和室１００の空気を取り込み、空気と、冷媒管２６を通る冷媒と、蓄熱パネル２５Ａの蓄熱剤３５との間で熱交換し、この熱交換した空気を、被調和室１００に戻す構成となるため、所謂、熱ロスが少なくなり、高い冷房効果が得られる。尚、このとき他方の平板状蓄熱パネル２５Ｂは顕熱型パネルとして機能する。

　つぎに、暖房運転について説明する。
　冬期の暖房運転モードでは、四方弁３が暖房運転の位置に切り替わり、冷媒の流れが、図１に示す方向と反対の流れになる。このとき、室外側熱交換器４は蒸発器として機能し、室内側熱交換器１７は凝縮器として機能する。暖房運転時における、夜間電力を利用した蓄熱運転モードでは、冷媒の流れが、図２に示す方向と反対の流れになる。このとき、室外側熱交換器４は蒸発器として機能し、蓄熱装置１２の蓄熱体１３は凝縮器として機能する。暖房の設定温度は、室内側リモートコントローラ１０３により設定される。この実施の形態では、例えば暖房運転モードで２５℃近傍に設定するとしたら、蓄熱運転モードでは、暖房運転モードよりも高く、例えば５０℃~６０℃近傍に設定して運転される。利用暖房運転モードでは、冷媒の流れが、図３に示す方向と反対の流れになる。

　すなわち、蓄熱装置１２に温熱を蓄熱する蓄熱運転モードでは、暖房運転モードにおける運転設定温度よりも高く温度設定して運転される。蓄熱運転モードでは蓄熱装置１２の送風ファン（不図示）は停止される。このとき、図４を参照し、冷媒管２６を通る冷媒と、他方の蓄熱パネル２５Ｂに充填された潜熱型の蓄熱剤３５との間で熱交換し、他方の蓄熱パネル２５Ｂの蓄熱剤３５が融解して吸熱し、他方の蓄熱パネル２５Ｂを含む蓄熱体１３に膨大な量の温熱が蓄熱される。また、利用暖房運転モードにおいては、他方の蓄熱パネル２５Ｂの蓄熱剤３５が凝固して放熱することで、冷媒が加熱されるため、冷凍効率が向上し、省エネルギ化が図られる。特に、安価な夜間電力を利用した利用暖房運転モードを備えるため、従来と比較し、経済的な安価な冷房を実現できる。しかも、蓄熱装置１２の送風ファン（不図示）を運転すれば、図３に示すように、被調和室１００の空気を取り込み、空気と、冷媒管２６を通る冷媒と、他方の蓄熱パネル２５Ｂの蓄熱剤３５との間で熱交換し、この熱交換した空気を、被調和室１００に戻す構成となるため、所謂、熱ロスが少なくなり、高い暖房効果が得られる。このとき一方の平板状蓄熱パネル２５Ａは顕熱型パネルとして機能することは云うまでもない。
　この実施の形態では、蓄熱パネル２５Ａ，２５Ｂ，２５Ａ…が、それぞれ充填剤密閉状態にあるため、充填された蓄熱剤は、共に体積膨張率が１~２％以下と低く、蓄熱パネル２５Ａ，２５Ｂ，２５Ａ…を、コンパクトに設計できる。

　図１０は、別の実施の形態を示す。尚、図１と同一部分には同一符号を付して示し、その説明を省略する。本実施の形態では、図１にそれぞれ示す蓄熱装置１２と室内ユニット１５とが一体化され、単一の室内ユニット１１５に蓄熱体１３が内蔵されている。この構成では、蓄熱装置１２と室内ユニット１５のそれぞれに配置すべき、例えば送風機などを共通化し、構造を簡素化できる。

　上記蓄熱体１３は、所謂フィンアンドチューブ式構造の蓄熱体であったが、これに限定されず、冷媒と蓄熱剤３５との間で熱交換して、蓄熱できる構造であればよい。
　図１１は、蓄熱体の別実施の形態を示す。この蓄熱体１１３は、所謂プレート式構造の蓄熱体であり、４階層の略同一構成の蓄熱部（蓄熱プレート）１１３Ａ~１１３Ｄを備えて構成されている。蓄熱部１１３Ａ~１１３Ｄは、密閉されたブロック状となっており、それぞれ内部にＵ字状の溝部（流路）１２１を有し、残りの部分に潜熱型の蓄熱剤３５を充填して構成されている。蓄熱体１１３は、内側に冷媒の溝部１２１を形成し、当該溝部１２１を蓄熱剤３５で覆って構成されている。蓄熱部１１３Ａ，１１３Ｃには、冷熱を蓄える機能を有し、特に０℃以下、例えば−１５℃~−１０℃程度の温度帯で有効に機能を発揮する夏用低温蓄熱剤が充填され、蓄熱部１１３Ｂ，１１３Ｄには、温熱を蓄える機能を有し、特に５０℃以上、例えば５０℃~６０℃程度の温度帯で有効に機能を発揮する冬用高温蓄熱剤が充填されている。一端１２６Ａ（図４の一端２６Ａに相当する。）から流入した冷媒は、最上階の蓄熱部１１３ＡのＵ字状の溝部１２１に入り、図中で溝部１２１内を時計方向に流れ、Ｂ点の真下で蓄熱部１１３Ｂの溝部１２１に入る。下位の蓄熱部１１３Ｂに入った冷媒は、蓄熱部１１３ＢのＵ字状の溝部１２１を反時計方向に流れ、Ｃ点の真下でさらに下位の蓄熱部１１３Ｃの溝部１２１に入る。蓄熱部１１３Ｃに入った冷媒は、蓄熱部１１３ＣのＵ字状の溝部１２１を時計方向に流れ、Ｂ点の真下で最下位の蓄熱部１１３Ｄの溝部１２１に入り、Ｕ字状の溝部１２１を反時計方向に流れ、他端１２６Ｂ（図４の他端２６Ｂに相当する。）から流出する。

　この構成では、冷房又は暖房運転モードにおいて、溝部１２１を通る冷媒と、潜熱型の蓄熱剤３５との間で熱交換し、例えば蓄熱剤３５が凝固して放熱（又は融解して吸熱）し、蓄熱装置１２の蓄熱体１３に膨大な量の冷熱（又は温熱）が蓄熱される。利用冷房運転モードにおいては、蓄熱部１１３Ａ，１１３Ｃの蓄熱剤３５が融解して吸熱することで、冷媒が過冷却されるため、冷凍効率が向上し、省エネルギ化が図られる。また、利用暖房運転モードにおいては、蓄熱部１１３Ｂ，１１３Ｄの蓄熱剤３５が融解して吸熱することで、冷媒が加熱されるため、冷凍効率が向上し、省エネルギ化が図られる。特に、安価な夜間電力を利用した利用冷房運転モード又は利用暖房運転モードを備えるため、従来と比較し、経済的な安価な冷房（又は暖房）を実現できる。
　この実施の形態では、上述したように、蓄熱部１１３Ａ~１１３Ｄが、それぞれ充填剤密閉状態にあるため、充填された蓄熱剤は、共に体積膨張率が１~２％以下と低く、蓄熱部１１３Ａ~１１３Ｄを、コンパクトに設計できる。

　図１２乃至図１４は、別の実施の形態を示す。
　尚、図１と同一部分には同一符号を付して示している。
　この空気調和装置は、室外ユニット１１と、室内ユニット１５とを備え、室内ユニット１５の吹出しダクト２００の内側には、２台の蓄熱装置２１２，２１３が風の流れに対し直列に配置されている。室外ユニット１１は、圧縮機２、四方弁３、室外側熱交換器４、膨張弁（減圧装置）５を備え、室内ユニット１５は、室内側熱交換器１７を備えて構成されている。室内側熱交換器１７と膨張弁５とを接続する管路２０６には、第１開閉弁２０７が接続されている。第１開閉弁２０７と膨張弁５との間からは分岐管２０８が分岐し、分岐管２０８は２本に分かれて、それぞれの分岐管２０８には第２開閉弁２０９Ａ，２０９Ｂが配置されている。この分岐管２０８は蓄熱装置２１２，２１３の蓄熱体３１３に接続され、各蓄熱体３１３は、第３開閉弁２１４を備えた分岐管２１８を介して、四方弁３と室内側熱交換器１７とを接続する管路２１９に接続されている。ここで、蓄熱体３１３は、図４に示すものと概略同一構造とされる。すなわち、図示は省略したが、交互に配置される複数の蓄熱パネルのうち、一方の平板状蓄熱パネルが、冷熱を蓄える機能を有し、特に０℃以下、例えば−１５℃~−１０℃程度の温度帯で有効に機能を発揮する夏用低温蓄熱剤を充填すると共に、交互に配置される複数の蓄熱パネルのうち、他方の平板状蓄熱パネルは、温熱を蓄える機能を有し、特に５０℃以上、例えば５０℃~６０℃程度の温度帯で有効に機能を発揮する冬用高温蓄熱剤を充填する。

　つぎに、この空気調和装置の作用を説明する。
　図１２は、冷房運転モードにおける冷媒の流れを示す。例えば昼間の冷房運転では、室内側リモートコントローラ１０３からの指令が、室内側コントローラ１０２を介し、室外側コントローラ１０１に送られ、その結果、開閉弁２０７が開かれ、開閉弁２０９Ａ，２０９Ｂ，２１４Ａ，２１４Ｂが閉じられる。四方弁３が冷房運転位置に切り替わり、圧縮機２が駆動され、圧縮機２からの冷媒が、四方弁３、室外側熱交換器４、膨張弁５を経て、室内側熱交換器１７に流入し、圧縮機２に戻される。このとき、室外側熱交換器４は凝縮器として、室内側熱交換器１７は蒸発器として機能する。
　図１３は、冷房運転時における、夜間電力を利用した蓄熱運転モードの冷媒の流れを示す。この夜間の蓄熱運転では、室内側リモートコントローラ１０３からの指令により、開閉弁２０９Ａ，２０９Ｂ，２１４Ａ，２１４Ｂが開かれ、開閉弁２０７が閉じられる。圧縮機２から吐出された冷媒は、四方弁３、室外側熱交換器４、膨張弁５を経て、２台の蓄熱装置２１２，２１３の蓄熱体３１３に流入し、圧縮機２に戻される。このとき、室外側熱交換器４は凝縮器として、蓄熱体３１３は蒸発器として機能する。

　冷房の設定温度は、室内側リモートコントローラ１０３により設定される。この実施の形態では、例えば冷房運転モードで２５~２８℃近傍に設定するとしたら、蓄熱運転モードでは、冷房運転モードよりも低く、例えば−１５℃~−１０℃近傍に設定して運転される。すなわち、蓄熱装置２１２，２１３に蓄熱する蓄熱運転モードでは、冷房運転モードにおける運転設定温度よりも低く温度設定して運転される。図１３に示す蓄熱運転モードでは、室内ユニット１５の送風ファン（不図示）が停止される。図４を参照し、冷媒管２６を通る冷媒と、蓄熱パネル２５に充填された潜熱型の蓄熱剤３５との間で熱交換し、上記実施の形態と同様に、蓄熱パネル２５の蓄熱剤３５が放熱して凝固（結晶化）し、蓄熱パネル２５に対し、膨大な熱量が蓄熱される。

　図１４は、夜間に蓄熱した熱量を利用する利用冷房運転モードにおける冷媒の流れを示している。例えば夜間蓄熱（図１３参照。）の熱量を利用して、昼間に利用冷房運転を実行する場合には、室内側リモートコントローラ１０３からの指令によって、開閉弁２０９Ａ，２０９Ｂ，２１４Ａ，２１４Ｂが開かれ、開閉弁２０７が閉じられる。
　そして、圧縮機２が駆動され、圧縮機２からの冷媒が、四方弁３、室外側熱交換器４、膨張弁５を経て、蓄熱装置２１２，２１３の蓄熱体３１３に流入し、冷媒が過冷却された後に、室内側熱交換器１７に流入し、四方弁３を経て、圧縮機２に戻される。このとき、室外側熱交換器４は凝縮器として、室内側熱交換器１７は蒸発器として機能する。この構成では、蓄熱剤３５に蓄熱された冷熱により、冷媒が過冷却されるため、冷凍効率が向上し、省エネルギ化が図られる。

　この実施の形態では、蓄熱運転モードにおいて、上記実施の形態と同様に、蓄熱パネル２５の潜熱の蓄熱剤３５が放熱して凝固（結晶化）することで、蓄熱装置２１２，２１３の蓄熱体３１３に膨大な量の冷熱が蓄熱される。
　また、利用冷房運転モードにおいては、蓄熱剤３５が融解して吸熱することで、冷媒が過冷却されるため、冷凍効率が向上し、省エネルギ化が図られる。特に、安価な夜間電力を利用した利用冷房運転モードを備えるため、従来と比較し、経済的な安価な冷房を実現できる。しかも、吹出しダクト２００の内側に、２台の蓄熱装置２１２，２１３が風の流れに対し直列に配置されるため、被調和室１００に向かう空気が、冷媒管２６を通る冷媒と、蓄熱剤３５との間で熱交換し、この熱交換した空気が、被調和室１００に向かうため、所謂、熱ロスが少なくなり、高い冷房効果が得られる。

　つぎに、暖房運転について説明する。
　暖房運転モードでは、四方弁３が暖房運転の位置に切り替わり、冷媒の流れが、図１２に示す方向と反対の流れになる。このとき、室外側熱交換器４は蒸発器として機能し、室内側熱交換器１７は凝縮器として機能する。暖房運転時における、夜間電力を利用した蓄熱運転モードでは、冷媒の流れが、図１３に示す方向と反対の流れになる。このとき、室外側熱交換器４は蒸発器として機能し、蓄熱体３１３は凝縮器として機能する。暖房の設定温度は、室内側リモートコントローラ１０３により設定される。この実施の形態では、例えば暖房運転モードで２５℃近傍に設定するとしたら、蓄熱運転モードでは、暖房運転モードよりも高く、例えば５０℃~６０℃近傍に設定して運転される。利用暖房運転モードでは、冷媒の流れが、図１４に示す方向と反対の流れになる。

　蓄熱装置２１２，２１３に温熱を蓄熱する蓄熱運転モードでは、暖房運転モードにおける運転設定温度よりも高く温度設定して運転される。このとき、図４を参照し、冷媒管２６を通る冷媒と、蓄熱パネル２５に充填された潜熱型の蓄熱剤３５との間で熱交換し、上記実施の形態と同様に、蓄熱剤３５が融解して吸熱し、蓄熱体３１３に膨大な量の温熱が蓄熱される。また、利用暖房運転モードにおいては、上記実施の形態と同様に、蓄熱剤３５が凝固して放熱することで、冷媒が加熱されるため、冷凍効率が向上し、省エネルギ化が図られる。特に、安価な夜間電力を利用した利用暖房運転モードを備えるため、従来と比較し、経済的な安価な冷房を実現できる。
　しかも、吹出しダクト２００の内側に、２台の蓄熱装置２１２，２１３が風の流れに対し直列に配置されるため、被調和室１００に向かう空気が、冷媒管２６を通る冷媒と、蓄熱剤３５との間で熱交換し、この熱交換した空気が、被調和室１００に向かうため、所謂、熱ロスが少なくなり、高い暖房効果が得られる。

　以上、一実施の形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、種々の変更実施が可能なことは云うまでもない。
　例えば、上記実施の形態では、夏用、冬用蓄熱剤による２種類の蓄熱パネルの組み合わせを採用したが、何れか１種類の蓄熱パネルを用いた形態を採用してもよい。このとき、蓄熱剤は、夏用、冬用蓄熱剤の中間の蓄熱剤とすることが望ましい。

　２　圧縮機
　３　四方弁
　４　室外側熱交換器
　５　膨張弁（減圧装置）
　７　第１開閉弁
　９　第２開閉弁
　１１　室外ユニット
　１２，２１２，２１３　蓄熱装置
　１３，１１３，３１３　蓄熱体
　１４　第３開閉弁
　１５　室内ユニット
　１７　室内側熱交換器
　２０　第４開閉弁
　２２　第５開閉弁
　２５，２５，２５　蓄熱パネル
　５０　冷凍サイクル

Claims

　圧縮機と、室外側熱交換器と、減圧装置と、室内側熱交換器とを接続し、冷媒を環流させてなる冷凍サイクルを備えた空気調和装置において、
　蓄熱剤を充填した蓄熱体を有し、この蓄熱体の蓄熱剤と冷媒管を流れる冷媒との間で熱交換を可能にした蓄熱装置を備え、
　前記蓄熱装置の冷媒管を、夜間電力を利用して蓄熱剤に蓄熱可能に、前記冷凍サイクルに接続したことを特徴とする空気調和装置。
　前記蓄熱体は蓄熱パネルを有し、
　前記蓄熱パネルには蓄熱剤が密閉状態にあり、充填された蓄熱剤は体積膨張率が２％以下と低いことを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
　前記蓄熱体は平板状蓄熱パネルからなり、
　前記蓄熱装置は、複数枚の前記平板状蓄熱パネルを平行に配置し、これら複数枚の前記平板状蓄熱パネルに前記冷媒管を貫通させて構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
　前記蓄熱体はプレート式構造の蓄熱体からなり、
　前記蓄熱体は、内側に冷媒の流路を形成し、当該流路を蓄熱剤で覆って構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気調和装置。
　前記室内側熱交換器の空気側の下流に吹出しダクトを備え、この吹出しダクトの内側に前記蓄熱装置が配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の空気調和装置。
　前記蓄熱装置は、被調和室の空気を吸い込んで、この空気を媒体として蓄熱剤と冷媒との間の熱交換を促進し、当該空気を被調和室に吹出し、被調和室を空調することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空気調和装置。
　前記蓄熱体が低温蓄熱剤を充填する蓄熱パネルと、高温蓄熱剤を充填する蓄熱パネルとを含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の空気調和装置。
　冷房運転モードと、前記蓄熱装置に蓄熱する蓄熱運転モードとを備え、前記蓄熱運転モードは、前記冷房運転モードにおける温度よりも低く設定して運転されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の空気調和装置。
　暖房運転モードと、前記蓄熱装置に蓄熱する蓄熱運転モードとを備え、前記蓄熱運転モードは、前記暖房運転モードにおける温度よりも高く設定して運転されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の空気調和装置。