JP2013245850A

JP2013245850A - Air conditioner

Info

Publication number: JP2013245850A
Application number: JP2012118290A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Takato; 亮一高藤; Yoshinori Iizuka; 義典飯塚; Yoshiaki Notoya; 義明能登谷; koichiro Hirono; 幸一郎廣野
Original assignee: Hitachi Appliances Inc
Current assignee: Hitachi Global Life Solutions Inc
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2013-12-09

Abstract

【課題】従来よりも消費電力が削減された空気調和機を提供する。
【解決手段】圧縮機２と、室外熱交換器４と、室内熱交換器７と、過冷却用熱交換器１０と、を備え、圧縮機２、第１熱交換器４、過冷却用熱交換器１０、及び、室内熱交換器７がこの順で配管により接続されて冷媒循環サイクルを備え、室外熱交換器４と過冷却用熱交換器１０との間で前記冷媒循環サイクルから分岐し、圧縮機２の吸入側に合流されるバイパス回路を備え、過冷却用熱交換器１０において、前記冷媒循環サイクルを通流する冷媒と前記バイパス回路を通流する冷媒との間で熱交換が行われるように、過冷却用熱交換器１０に、前記冷媒循環サイクルと前記バイパス回路とが接続され、過冷却用熱交換器１０には、蓄熱材１２が配設されている。
【選択図】図１An air conditioner that consumes less power than before is provided.
A compressor 2, an outdoor heat exchanger 4, an indoor heat exchanger 7, and a supercooling heat exchanger 10 are provided, the compressor 2, the first heat exchanger 4, and the supercooling heat. The exchanger 10 and the indoor heat exchanger 7 are connected by piping in this order to have a refrigerant circulation cycle, and branch from the refrigerant circulation cycle between the outdoor heat exchanger 4 and the supercooling heat exchanger 10. And a bypass circuit joined to the suction side of the compressor 2, and in the supercooling heat exchanger 10, heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the refrigerant circulation cycle and the refrigerant flowing through the bypass circuit. As described above, the refrigerant circulation cycle and the bypass circuit are connected to the supercooling heat exchanger 10, and the heat storage material 12 is disposed in the supercooling heat exchanger 10.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、空気調和機に関する。 The present invention relates to an air conditioner.

エアコン（Air Conditioner）等の空気調和機は年間を通じて広く使用されている。そのため、空気調和機の省エネルギ化と快適性とが望まれている。特に、電力需要の増加に伴う電力使用ピーク時の供給量不足の懸念から、例えば夏期の酷暑日等の使用ピーク時間帯における消費電力の削減が求められている。即ち、電力消費量が最も多くなる高負荷時における、冷凍サイクルの高効率化が望まれている。 Air conditioners such as air conditioners are widely used throughout the year. Therefore, energy saving and comfort of the air conditioner are desired. In particular, there is a demand for reduction in power consumption during peak usage hours such as in the hot summer days in the summer due to concerns about a shortage of supply at peak power usage accompanying an increase in power demand. That is, it is desired to increase the efficiency of the refrigeration cycle at the time of high load at which the power consumption is the largest.

このような技術に関連して、例えば特許文献１には、圧縮機、凝縮器、過冷却用熱交換器、第１の膨張機構及び蒸発器の順に冷媒が流れる冷媒回路を備えた空気調和機において、前記冷媒として非共沸混合冷媒を用いる空気調和機が記載されている。 In relation to such technology, for example, Patent Document 1 discloses an air conditioner including a refrigerant circuit in which refrigerant flows in the order of a compressor, a condenser, a supercooling heat exchanger, a first expansion mechanism, and an evaporator. Describes an air conditioner using a non-azeotropic refrigerant mixture as the refrigerant.

特開平１０−０５４６１６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-054616

特許文献１に記載の空気調和機では、過冷却用熱交換器において、熱を失って凝縮された主流冷媒が過冷却されている。しかしながら、この過冷却用熱交換器においては、外気の熱が主流冷媒に移動することがある。その結果、過冷却中の冷媒の温度が上昇することがある。これにより、蒸発器に供給される冷媒温度が上昇し、空気調和機の冷凍能力が低下することがある。そして、低下した冷凍能力を回復させるための運転が必要になることがあり、特許文献１に記載の空気調和機においては、その消費電力に依然として削減の余地がある。 In the air conditioner described in Patent Document 1, in the supercooling heat exchanger, the mainstream refrigerant that has lost heat and is condensed is supercooled. However, in this supercooling heat exchanger, the heat of the outside air may be transferred to the mainstream refrigerant. As a result, the temperature of the refrigerant being supercooled may increase. Thereby, the refrigerant | coolant temperature supplied to an evaporator rises and the refrigerating capacity of an air conditioner may fall. And the operation | movement for recovering the reduced refrigerating capacity may be needed, and in the air conditioner of patent document 1, there is still room for reduction in the power consumption.

本発明は前記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、従来よりも消費電力が削減された空気調和機を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the said subject, The objective is to provide the air conditioner with which power consumption was reduced rather than before.

本発明者らは前記課題を解決するべく鋭意検討した結果、過冷却用熱交換器に蓄熱材を設けることにより前記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by providing a heat storage material in the supercooling heat exchanger, and have completed the present invention.

本発明によれば、従来よりも消費電力が削減された空気調和機を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the air conditioner with which power consumption was reduced compared with the past can be provided.

本実施形態の空気調和機を示す図である。It is a figure which shows the air conditioner of this embodiment. 本実施形態の空気調和機に備えられる過冷却用熱交換器を示す図である。It is a figure which shows the heat exchanger for supercooling with which the air conditioner of this embodiment is equipped. 空気調和機運転時の各弁の機能を示す表である。It is a table | surface which shows the function of each valve at the time of air conditioner driving | operation. 空気調和機の冷房蓄冷運転時の比エンタルピと圧力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the specific enthalpy at the time of the cooling storage operation of an air conditioner, and a pressure. 空気調和機運転時のフローチャートである。It is a flowchart at the time of an air conditioner driving | operation. 冷房運転時の（ａ）室内温度、（ｂ）蓄熱材１２の温度、及び、（ｃ）圧縮機２の回転速度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of (a) room temperature at the time of air_conditionaing | cooling operation, (b) the temperature of the thermal storage material 12, and (c) the rotational speed of the compressor 2. FIG. 暖房運転時の（ａ）室外熱交換器４の伝熱管温度、（ｂ）蓄熱材１２の温度、及び、（ｃ）圧縮機２の回転速度の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship of (a) the heat exchanger tube temperature of the outdoor heat exchanger 4 at the time of heating operation, (b) the temperature of the heat storage material 12, and (c) the rotational speed of the compressor 2.

以下、本発明を実施するための形態（本実施形態）を説明するが、本実施形態は以下の内容に何ら限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施可能である。 Hereinafter, although the form (this embodiment) for implementing this invention is demonstrated, this embodiment is not limited to the following content at all, It can implement arbitrarily changing within the range which does not deviate from the summary. .

［１．第１実施形態］
図１は、本実施形態の空気調和機１を示す図である。空気調和機１は、圧縮機２と、四方弁３と、室外熱交換器４と、第１膨張弁５と、第２膨張弁６と、室内熱交換器７と、サクションタンク８と、過冷却用膨張弁９と、過冷却用熱交換器１０と、制御部１４と、操作部１５と、を備えている。 [1. First Embodiment]
Drawing 1 is a figure showing air harmony machine 1 of this embodiment. The air conditioner 1 includes a compressor 2, a four-way valve 3, an outdoor heat exchanger 4, a first expansion valve 5, a second expansion valve 6, an indoor heat exchanger 7, a suction tank 8, A cooling expansion valve 9, a supercooling heat exchanger 10, a control unit 14, and an operation unit 15 are provided.

図１に示すように、空気調和機１においては、圧縮機２、室外熱交換器４、過冷却用熱交換器１０、室内熱交換機７及び圧縮機２が配管により接続されて冷媒循環サイクルが形成されている。そして、冷房運転時には、圧縮機２、室外熱交換器４、過冷却用熱交換器１０、及び室内熱交換機７の順で冷媒が通流（主流）するようになっている。一方、暖房運転時には、圧縮機２、室内熱交換器７、過冷却用熱交換器１０、室外熱交換器４及び圧縮機２の順で冷媒が通流するようになっている。 As shown in FIG. 1, in the air conditioner 1, a compressor 2, an outdoor heat exchanger 4, a supercooling heat exchanger 10, an indoor heat exchanger 7, and the compressor 2 are connected by piping, and a refrigerant circulation cycle is performed. Is formed. During the cooling operation, the refrigerant flows (mainly flows) in the order of the compressor 2, the outdoor heat exchanger 4, the supercooling heat exchanger 10, and the indoor heat exchanger 7. On the other hand, during the heating operation, the refrigerant flows in the order of the compressor 2, the indoor heat exchanger 7, the supercooling heat exchanger 10, the outdoor heat exchanger 4, and the compressor 2.

即ち、空気調和機１は、圧縮機２、室外熱交換器４（第１熱交換器）、過冷却用熱交換器１０、及び、室内熱交換器７（第２熱交換器）がこの順で配管（図示しない）により接続されて冷媒循環サイクルを備えている。 That is, the air conditioner 1 includes the compressor 2, the outdoor heat exchanger 4 (first heat exchanger), the supercooling heat exchanger 10, and the indoor heat exchanger 7 (second heat exchanger) in this order. And is connected by a pipe (not shown) and has a refrigerant circulation cycle.

室外熱交換器４から排出された冷媒の一部は、過冷却用膨張弁９を経由し、過冷却用熱交換器１２において、主流の冷媒と熱交換するようになっている。即ち、空気調和機１は、室外熱交換器４（第１熱交換器）と過冷却用熱交換器１０との間で前記冷媒循環サイクルから分岐し、圧縮機２の吸入側に合流されるバイパス回路を備えている。 Part of the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 4 passes through the supercooling expansion valve 9 and exchanges heat with the mainstream refrigerant in the supercooling heat exchanger 12. That is, the air conditioner 1 is branched from the refrigerant circulation cycle between the outdoor heat exchanger 4 (first heat exchanger) and the supercooling heat exchanger 10 and joined to the suction side of the compressor 2. A bypass circuit is provided.

四方弁３は、空気調和機１の運転モードに応じて、冷媒の流路を切り替えるものである。即ち、空気調和機１の運転モードが「冷房」である場合、四方弁３は流路３ａに切り替わるようになっている。これにより、圧縮機２から排出された冷媒は、四方弁３の流路３ａを介して、室外熱交換器４に供給されるようになっている。そして、室外熱交換器４から排出された冷媒は、過冷却用熱交換器１０を経由して室内熱交換器７に供給され、室内熱交換器７から排出された冷媒は、四方弁３の流路３ａを介して、サクションタンク８及び圧縮機２に戻るようになっている。 The four-way valve 3 switches the refrigerant flow path according to the operation mode of the air conditioner 1. That is, when the operation mode of the air conditioner 1 is “cooling”, the four-way valve 3 is switched to the flow path 3a. As a result, the refrigerant discharged from the compressor 2 is supplied to the outdoor heat exchanger 4 via the flow path 3 a of the four-way valve 3. The refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 4 is supplied to the indoor heat exchanger 7 via the supercooling heat exchanger 10, and the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger 7 is supplied to the four-way valve 3. It returns to the suction tank 8 and the compressor 2 via the flow path 3a.

また、空気調和機１の運転モードが「暖房」である場合、四方弁３は流路３ｂに切り替わるようになっている。これにより、圧縮機２から排出された冷媒は、四方弁３の流路３ｂを介して、室内熱交換器７に供給されるようになっている。そして、室外熱交換器７から排出された冷媒は、過冷却用熱交換器１０を経由して室外熱交換器４に供給され、室外熱交換器４から排出された冷媒は、四方弁３の流路３ｂを介して、サクションタンク８及び圧縮機２に戻るようになっている。 When the operation mode of the air conditioner 1 is “heating”, the four-way valve 3 is switched to the flow path 3b. Thereby, the refrigerant discharged from the compressor 2 is supplied to the indoor heat exchanger 7 through the flow path 3b of the four-way valve 3. The refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 7 is supplied to the outdoor heat exchanger 4 via the supercooling heat exchanger 10, and the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 4 is supplied to the four-way valve 3. It returns to the suction tank 8 and the compressor 2 via the flow path 3b.

第１膨張弁５（第１通流制御手段）、第２膨張弁６（第２通流制御手段）及び過冷却用膨張弁９（第３通流制御手段）は、通流する冷媒の量を制御するものである。即ち、弁の開度が最大の場合、弁を通流する冷媒の量が最大となる。一方で、弁の開度がゼロの場合、冷媒は弁を通過しない。なお、いずれの弁も通流抵抗は小さく、冷媒が弁を通流する時に圧損等が生じないようになっている。第１膨張弁５（第１通流制御手段）、第２膨張弁６（第２通流制御手段）は前記冷媒循環サイクルに設けられ、過冷却用膨張弁９（第３通流制御手段）は前記バイパス回路に設けられている。 The first expansion valve 5 (first flow control means), the second expansion valve 6 (second flow control means) and the supercooling expansion valve 9 (third flow control means) are the amount of refrigerant flowing. Is to control. That is, when the opening degree of the valve is maximum, the amount of refrigerant flowing through the valve becomes maximum. On the other hand, when the opening degree of the valve is zero, the refrigerant does not pass through the valve. Each valve has a small flow resistance so that no pressure loss or the like occurs when the refrigerant flows through the valve. The first expansion valve 5 (first flow control means) and the second expansion valve 6 (second flow control means) are provided in the refrigerant circulation cycle, and the supercooling expansion valve 9 (third flow control means). Are provided in the bypass circuit.

室外熱交換機４、室内熱交換器７及び過冷却用熱交換器１０は、いずれも熱交換器である。室外熱交換器４及び室内熱交換器７においては、通流する冷媒と外気との間で熱の授受が行われる。これにより、冷媒の温度や状態が変化するようになっている。過冷却用熱交換器１０は、二重管熱交換器である。過冷却用熱交換器１０においては、内管１０ａ（図２参照）を通流する冷媒と外管１０ｂ（図２参照）を通流する冷媒との間で熱が授受されるようになっている。過冷却用熱交換器１０の外側（外管１０ｂの周囲）には蓄熱材１２が設けられている。これらのことをまとめると、過冷却用熱交換器１０は、内管１０ａ及び外管１０ｂを備える二重管熱交換器であり、内管１０ａには前記冷媒循環サイクルが接続され、外管１０ｂにはバイパス回路が接続され、外管１０ｂの外側に蓄熱材１２が配設されている。蓄熱材１２等は、蓄熱槽１１（図２参照）に収容されている。
過冷却用熱交換器１０の構成の詳細については、図２を参照しながら後記する。 The outdoor heat exchanger 4, the indoor heat exchanger 7, and the subcooling heat exchanger 10 are all heat exchangers. In the outdoor heat exchanger 4 and the indoor heat exchanger 7, heat is transferred between the flowing refrigerant and the outside air. Thereby, the temperature and state of the refrigerant are changed. The supercooling heat exchanger 10 is a double tube heat exchanger. In the supercooling heat exchanger 10, heat is transferred between the refrigerant flowing through the inner pipe 10a (see FIG. 2) and the refrigerant flowing through the outer pipe 10b (see FIG. 2). Yes. A heat storage material 12 is provided outside the subcooling heat exchanger 10 (around the outer tube 10b). In summary, the supercooling heat exchanger 10 is a double pipe heat exchanger including an inner pipe 10a and an outer pipe 10b, and the refrigerant circulation cycle is connected to the inner pipe 10a, and the outer pipe 10b. Is connected to a bypass circuit, and a heat storage material 12 is disposed outside the outer tube 10b. The thermal storage material 12 etc. are accommodated in the thermal storage tank 11 (refer FIG. 2).
Details of the configuration of the supercooling heat exchanger 10 will be described later with reference to FIG.

過冷却用熱交換器１０においては、前記した冷媒循環サイクル（主流）を通流する冷媒と、前記した冷媒循環サイクルから分岐して通流する冷媒（バイパス流）との間で、熱交換が行われるようになっている。バイパス流は、第１膨張弁５と過冷却用熱交換器１０との間で分岐し、過冷却用熱交換器１０において熱交換した後、四方弁３とサクションタンク８との間に合流するようになっている。即ち、過冷却用熱交換器１０において、前記冷媒循環サイクルを通流する冷媒と前記バイパス回路を通流する冷媒との間で熱交換が行われように、過冷却用熱交換器１０に、前記冷媒循環サイクルと前記バイパス回路とが接続されている。 In the supercooling heat exchanger 10, heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the refrigerant circulation cycle (main flow) and the refrigerant branched from the refrigerant circulation cycle (bypass flow). To be done. The bypass flow branches between the first expansion valve 5 and the supercooling heat exchanger 10, exchanges heat in the supercooling heat exchanger 10, and then merges between the four-way valve 3 and the suction tank 8. It is like that. That is, in the supercooling heat exchanger 10, the supercooling heat exchanger 10 is configured so that heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the refrigerant circulation cycle and the refrigerant flowing through the bypass circuit. The refrigerant circulation cycle and the bypass circuit are connected.

制御部１４は、四方弁３、第１膨張弁５、第２膨張弁６及び過冷却用膨張弁９を制御するものである。これらの制御により、蓄熱材１２に冷媒の熱（冷熱含む）が蓄えられるようになっている。即ち、制御部１４は、圧縮機２を運転中、少なくとも前記冷媒循環サイクルに冷媒を通流させて、圧縮機２から排出される冷媒の有する熱を蓄熱材１２に蓄熱し、蓄熱材１２への蓄熱後、前記冷媒循環サイクルを通流する冷媒に蓄熱材１２に蓄熱された熱を伝達する制御を行うようになっている。 The control unit 14 controls the four-way valve 3, the first expansion valve 5, the second expansion valve 6, and the subcooling expansion valve 9. By these controls, the heat (including cold energy) of the refrigerant is stored in the heat storage material 12. That is, during operation of the compressor 2, the control unit 14 causes the refrigerant to flow at least through the refrigerant circulation cycle, stores the heat of the refrigerant discharged from the compressor 2 in the heat storage material 12, and transfers the heat to the heat storage material 12. After this heat storage, control is performed to transfer the heat stored in the heat storage material 12 to the refrigerant flowing through the refrigerant circulation cycle.

制御部１４は、図示しない電気信号線により、四方弁３、第１膨張弁５、第２膨張弁６及び過冷却用膨張弁９に接続されている。制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４ａ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１４ｂ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１４ｃ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１４ｄ、Ｉ／Ｆ（Inter Face）１４ｅ等を備えている。そして、制御部１４は、ＲＯＭ１４ｃに格納されている制御プログラムをＲＡＭ１４ｄに展開して実行することにより具現化される。 The control unit 14 is connected to the four-way valve 3, the first expansion valve 5, the second expansion valve 6, and the subcooling expansion valve 9 by an electric signal line (not shown). The control unit 14 includes a CPU (Central Processing Unit) 14a, an HDD (Hard Disk Drive) 14b, a ROM (Read Only Memory) 14c, a RAM (Random Access Memory) 14d, an I / F (Inter Face) 14e, and the like. . The control unit 14 is realized by developing and executing a control program stored in the ROM 14c on the RAM 14d.

操作部１５は、空気調和機１の運転状況が表示されるとともに、空気調和機１の運転モードが入力されるものである。具体的には、七セグメントＬＥＤや液晶等の表示部１５ａに、空気調和機１の運転状況が表示されるようになっている。また、ボタン１５ｂが押下されること等により、運転モード（暖房、冷房等）等の入力が行われるようになっている。操作部１５は、制御部１４に、図示しない電気信号線により接続されている。 The operation unit 15 displays the operation status of the air conditioner 1 and inputs the operation mode of the air conditioner 1. Specifically, the operation status of the air conditioner 1 is displayed on the display unit 15a such as a seven-segment LED or a liquid crystal. Further, when the button 15b is pressed, an operation mode (heating, cooling, etc.) is input. The operation unit 15 is connected to the control unit 14 by an electric signal line (not shown).

図２は、本実施形態の空気調和機１に備えられる過冷却用熱交換器１０を示す図である。過冷却用熱交換器１０は、図２に示すように、内管１０ａと外管１０ｂとを備えて構成されている。内管１０ａは、室外熱交換器４及び室内熱交換器７に接続されている。外管１０ｂは、過冷却用膨張弁９及びサクションタンク８に接続されている。 FIG. 2 is a diagram illustrating the supercooling heat exchanger 10 provided in the air conditioner 1 of the present embodiment. As shown in FIG. 2, the subcooling heat exchanger 10 includes an inner tube 10a and an outer tube 10b. The inner pipe 10 a is connected to the outdoor heat exchanger 4 and the indoor heat exchanger 7. The outer tube 10 b is connected to the supercooling expansion valve 9 and the suction tank 8.

詳細は後記するが、空気調和機１の冷房運転時、内管１０ａを通流する冷媒は、紙面上方向から紙面下方向に通流するようになっている。一方で、外管１０ｂを通流する冷媒は、紙面下方向から紙面上方向に通流するようになっている。即ち、内管１０ａ内の冷媒と外管１０ｂ内の冷媒とは、対向流になっている。これにより、内管１０ａを通流する冷媒と外管１０ｂを通流する冷媒との間でより大きな温度差を形成することができ、熱交換効率を向上させることができる。 Although details will be described later, during the cooling operation of the air conditioner 1, the refrigerant flowing through the inner pipe 10a flows from the upper side to the lower side of the page. On the other hand, the refrigerant flowing through the outer tube 10b flows from the lower side of the drawing to the upper side of the drawing. That is, the refrigerant in the inner tube 10a and the refrigerant in the outer tube 10b are in a counterflow. Thereby, a larger temperature difference can be formed between the refrigerant flowing through the inner pipe 10a and the refrigerant flowing through the outer pipe 10b, and the heat exchange efficiency can be improved.

外管１０ｂの外側には、蓄熱材１２が設けられている。そして、蓄熱材１２は、蓄熱槽１１により覆われている。即ち、内管１０ａ、外管１０ｂ及び蓄熱材１２は、蓄熱槽１１に収容されている。蓄熱槽１１は蓋によって封止され、この蓋を貫通して、内管１０ａ及び外管１０ｂが各手段と連通している。 A heat storage material 12 is provided outside the outer tube 10b. The heat storage material 12 is covered with a heat storage tank 11. That is, the inner tube 10 a, the outer tube 10 b, and the heat storage material 12 are accommodated in the heat storage tank 11. The heat storage tank 11 is sealed with a lid, and the inner tube 10a and the outer tube 10b communicate with each means through the lid.

内管１０ａ及び外管１０ｂは、伝熱性に優れた材料（例えば銅）により構成されている。これにより、内管１０ａを通流する冷媒と外管１０ｂを通流する冷媒との間で熱交換され易くすることができる。また、外管１０ｂを通流する冷媒と蓄熱材１２との間で熱交換され易くすることができる。 The inner tube 10a and the outer tube 10b are made of a material (for example, copper) having excellent heat conductivity. Thereby, it is possible to facilitate heat exchange between the refrigerant flowing through the inner pipe 10a and the refrigerant flowing through the outer pipe 10b. Further, heat exchange between the refrigerant flowing through the outer tube 10b and the heat storage material 12 can be facilitated.

さらには、外管１０ｂ内に冷媒が存在することにより、外管１０ｂ内の冷媒を介して、内管１０ａ内の冷媒と、蓄熱材１２とを熱交換させることができるようになっている。これにより、内管１０ａ、外管１０ｂ及び蓄熱材１２の間で相互に熱交換可能になっている。 Furthermore, since the refrigerant exists in the outer tube 10b, heat can be exchanged between the refrigerant in the inner tube 10a and the heat storage material 12 via the refrigerant in the outer tube 10b. Thereby, heat exchange is possible among the inner tube 10a, the outer tube 10b, and the heat storage material 12.

蓄熱材１２は任意の潜熱蓄熱材であり、例えば、水、不凍液（エチレングリコール等）、ブチレンゴム等の冷媒の通流温度（通常１５℃〜２５℃程度）にて相変化しない媒体、パラフィン等の冷媒の通流温度（通常１５℃〜２５℃程度）にて相変化する媒体が適用可能である。この中でも、より多く蓄熱することができるという観点からはパラフィン（相変化する媒体）が好ましく、安価であるという観点から水、不凍液が好ましい。 The heat storage material 12 is an arbitrary latent heat storage material, for example, a medium that does not change in phase at a flow temperature (usually about 15 ° C. to 25 ° C.) of a refrigerant such as water, antifreeze liquid (ethylene glycol, etc.), butylene rubber, etc. A medium that changes phase at the refrigerant flow temperature (usually about 15 ° C. to 25 ° C.) is applicable. Among these, paraffin (phase-change medium) is preferable from the viewpoint that more heat can be stored, and water and antifreeze liquid are preferable from the viewpoint of being inexpensive.

このように、過冷却用熱交換器１０に蓄熱材１２を設けることにより、過冷却用熱交換器１０内の冷媒と蓄熱材１２との間で熱交換を生じさせることができる。特に、過冷却用熱交換器１０に対して保温材ではなく蓄熱材を設けることにより、運転初期段階の高負荷時に冷熱等を蓄熱することができる。即ち、高負荷時は十分に圧縮機２が駆動しているため、冷媒の有する冷熱を蓄熱材１２に蓄熱しても消費電力はそれほど増加しない。そして、蓄熱した冷熱を低負荷運転時に利用することにより、低負荷運転時の圧縮機２等の消費電力を削減することができる。 Thus, by providing the heat storage material 12 in the supercooling heat exchanger 10, heat exchange can be caused between the refrigerant in the supercooling heat exchanger 10 and the heat storage material 12. In particular, by providing a heat storage material instead of a heat retaining material for the supercooling heat exchanger 10, cold heat or the like can be stored during a high load in the initial stage of operation. That is, since the compressor 2 is sufficiently driven at the time of high load, the power consumption does not increase so much even if the cold energy of the refrigerant is stored in the heat storage material 12. And the power consumption of the compressor 2 grade at the time of low load operation can be reduced by using the stored cold heat at the time of low load operation.

また、保温材を用いる場合とは異なり、ある運転モードにおいて蓄熱材１２が冷却された後、別の運転モードにおいて、蓄熱材１２が有している冷熱によって、冷媒を冷却することができる。これにより、詳細は後記するが、冷媒の比エンタルピを低下させることができ、蒸発器（冷房時には室内熱交換器７、後記する暖房時には室外熱交換器４）での比エンタルピ差を大きくすることができる。従って、蒸発器での冷却能力を高めることができる。 Moreover, unlike the case where the heat insulating material is used, after the heat storage material 12 is cooled in a certain operation mode, the refrigerant can be cooled by the cold heat of the heat storage material 12 in another operation mode. Thereby, although mentioned later for details, the specific enthalpy of a refrigerant | coolant can be reduced and the specific enthalpy difference in an evaporator (the indoor heat exchanger 7 at the time of cooling and the outdoor heat exchanger 4 at the time of heating mentioned later) is enlarged. Can do. Therefore, the cooling capacity in the evaporator can be increased.

なお、本明細書において、「冷熱を蓄える」や「冷熱を蓄熱する」とは、冷媒の温度が蓄熱材１２の温度よりも低い場合に、蓄熱材１２の熱を冷媒に与えることを表す。換言すれば、このことは、冷媒の有している冷熱を蓄熱材１２に与えることである。 In the present specification, “stores cold energy” and “stores cold energy” means that the heat of the heat storage material 12 is given to the refrigerant when the temperature of the refrigerant is lower than the temperature of the heat storage material 12. In other words, this is to provide the heat storage material 12 with the cold energy of the refrigerant.

また、圧縮機や過冷却用熱交換器を備える空気調和機において、本発明者らの検討によれば、熱が特に逃げ易い手段が過冷却用熱交換器である。従って、エネルギの損失を防ぐためには、過冷却用熱交換器から熱が外部に逃げないような手段（本実施形態においては蓄熱材）を設けることが好ましい。中でも、過冷却用熱交換器は、空気調和機を構成する各手段のうち、その構造がシンプルで小型である。そのため、蓄熱材等の手段を設けても、過冷却用熱交換器が大型化や複雑化せず、空気調和機の大型化や複雑化を防止することができる。 In addition, in an air conditioner including a compressor and a supercooling heat exchanger, according to the study by the present inventors, a means by which heat easily escapes is a supercooling heat exchanger. Therefore, in order to prevent energy loss, it is preferable to provide means (heat storage material in this embodiment) that prevents heat from escaping from the supercooling heat exchanger. Among them, the supercooling heat exchanger has a simple structure and a small size among the means constituting the air conditioner. Therefore, even if a means such as a heat storage material is provided, the supercooling heat exchanger does not increase in size and complexity, and the increase in size and complexity of the air conditioner can be prevented.

さらに、過冷却用熱交換器１０においては、室外熱交換器４と室内熱交換器７とを接続する流路（主流路）は内管１０ａであり、過冷却用膨張弁９とサクションタンク８とを接続する流路（バイパス流路）は外管１０ｂである。このように構成することで、外気との温度差が大きい冷媒が外側を通流し、外気との温度差が小さい冷媒が内側を通流するようになっている。 Further, in the supercooling heat exchanger 10, the flow path (main flow path) connecting the outdoor heat exchanger 4 and the indoor heat exchanger 7 is the inner pipe 10a, and the supercooling expansion valve 9 and the suction tank 8 are connected. The flow path (bypass flow path) connecting the two is the outer tube 10b. By comprising in this way, the refrigerant | coolant with a large temperature difference with external air flows through an outer side, and the refrigerant | coolant with a small temperature difference with external air flows through an inner side.

従来は、外部から熱を吸収したり、外部へ放熱したりすることを防止するため、本実施形態の過冷却用熱交換器１０とは逆向きに外管及び内管が接続されていた。即ち、外気温度と冷媒との温度差がなるべく小さくなるように、過冷却用熱交換器の配管が接続されていた。しかしながら、本実施形態の過冷却用熱交換器１０においては、過冷却用熱交換器１０の外側に蓄熱材１２が設けられている。そこで、外部との熱の授受を促進させるため、図２に示すように接続している。 Conventionally, the outer tube and the inner tube are connected in the opposite direction to the supercooling heat exchanger 10 of the present embodiment in order to prevent heat from being absorbed from the outside or dissipated to the outside. That is, the piping of the supercooling heat exchanger is connected so that the temperature difference between the outside air temperature and the refrigerant becomes as small as possible. However, in the supercooling heat exchanger 10 of the present embodiment, the heat storage material 12 is provided outside the supercooling heat exchanger 10. Therefore, in order to promote the exchange of heat with the outside, the connection is made as shown in FIG.

さらには、過冷却用熱交換器１０を図２に示すような構造にすることにより、内管１０ａの流路を、外管１０ｂの流路よりも広くすることができる。これにより、内管１０ａの冷媒通流量を増加させることができ、圧縮機２、室外熱交換器４、室内熱交換器７等により構成される冷媒循環サイクルを通流する冷媒量を増やすことができる。循環する冷媒量の増加により、室温が安定する等の低負荷運転時においても、冷凍能力向上効果を良好に発揮することができる。 Furthermore, by making the supercooling heat exchanger 10 as shown in FIG. 2, the flow path of the inner tube 10a can be made wider than the flow path of the outer tube 10b. Thereby, the refrigerant | coolant flow volume of the inner pipe | tube 10a can be increased, and the refrigerant | coolant amount which flows through the refrigerant | coolant circulation cycle comprised by the compressor 2, the outdoor heat exchanger 4, the indoor heat exchanger 7, etc. can be increased. it can. Due to the increase in the amount of circulating refrigerant, the effect of improving the refrigerating capacity can be satisfactorily exhibited even during low-load operation such that the room temperature is stabilized.

蓄熱材１２等を収容する蓄熱槽１１は、汎用プラスチック等の熱伝導性の低い材料によって構成されている。また、蓄熱槽１１の周囲には、図示はしないが、ウレタンフォーム等の断熱材が設けられている。これらにより、蓄熱材１２が吸収した熱の外部への放出を抑制することができるようになっている。 The heat storage tank 11 for storing the heat storage material 12 and the like is made of a material having low thermal conductivity such as general-purpose plastic. In addition, although not shown, a heat insulating material such as urethane foam is provided around the heat storage tank 11. Accordingly, it is possible to suppress the release of heat absorbed by the heat storage material 12 to the outside.

次に、空気調和機１の冷房運転時及び暖房運転時における、冷媒の通流制御について説明する。冷媒の通流は、四方弁３、第１膨張弁５、第２膨張弁６及び過冷却用膨張弁９により制御される。これらの弁の制御は、前記のように、制御部１４によって為されるようになっている。 Next, refrigerant flow control during the cooling operation and the heating operation of the air conditioner 1 will be described. The refrigerant flow is controlled by the four-way valve 3, the first expansion valve 5, the second expansion valve 6, and the subcooling expansion valve 9. These valves are controlled by the controller 14 as described above.

図３は、空気調和機１運転時の四方弁３、第１膨張弁５、第２膨張弁６及び過冷却用膨張弁９の機能を示す表である。冷房運転時、蓄熱材１２に冷熱を蓄える冷房蓄冷運転（高負荷運転）と、蓄熱材１２に蓄熱された冷熱を利用する冷房蓄冷利用運転（低負荷運転）とが、行われる。具体的には、冷房運転直後の室温が高い時等の高負荷時には冷房蓄冷運転が行われる。また、冷房運転開始後ある程度時間が経過し、室温が安定してきた時等の低負荷時に冷房蓄冷利用運転が行われる。 FIG. 3 is a table showing the functions of the four-way valve 3, the first expansion valve 5, the second expansion valve 6, and the supercooling expansion valve 9 when the air conditioner 1 is operated. During the cooling operation, a cooling storage operation (high load operation) for storing cold energy in the heat storage material 12 and a cooling storage use operation (low load operation) using the cold energy stored in the heat storage material 12 are performed. Specifically, the cooling / storage operation is performed at a high load such as when the room temperature is high immediately after the cooling operation. In addition, the cooling / storage use operation is performed at a low load such as when a certain amount of time has elapsed after the start of the cooling operation and the room temperature has stabilized.

冷房運転時、前者の冷房蓄冷運転においては、四方弁３は流路３ａに切り替えられ、冷房モードで実行される。第１膨張弁５は、膨張作用を行わないように全開になる。第２膨張弁６及び過冷却用膨張弁９は、それぞれ独立して、流量調整のために、空調の負荷に応じて適宜開度が調整される。ただし、過冷却用膨張弁９の開度は、通常は、圧縮機２から排出された冷媒の量の１０％〜２０％程度が通流する開度に調整される。 During the cooling operation, in the former cooling / storage operation, the four-way valve 3 is switched to the flow path 3a and executed in the cooling mode. The first expansion valve 5 is fully opened so as not to perform the expansion action. The second expansion valve 6 and the subcooling expansion valve 9 are independently adjusted in opening degree according to the air conditioning load for flow rate adjustment. However, the opening degree of the supercooling expansion valve 9 is normally adjusted to an opening degree through which about 10% to 20% of the amount of refrigerant discharged from the compressor 2 flows.

各弁がこのように制御されると、圧縮機２から排出された高温の気体冷媒は、四方弁３の流路３ａ（図中の実線で示される流路）を通じ、室外熱交換器４（凝縮器）に供給される。室外熱交換器４において冷媒は、熱を室外に放出して、凝縮して中温の液体になる。そして、中温の液体冷媒は、全開の第１膨張弁５を通過し、過冷却用熱交換器１０の内管１０ａ（図２参照）を通流する。 When each valve is controlled in this way, the high-temperature gas refrigerant discharged from the compressor 2 passes through the flow path 3a of the four-way valve 3 (flow path indicated by a solid line in the figure), and the outdoor heat exchanger 4 ( To the condenser). In the outdoor heat exchanger 4, the refrigerant releases heat to the outside and condenses into a medium-temperature liquid. Then, the medium-temperature liquid refrigerant passes through the fully opened first expansion valve 5 and flows through the inner pipe 10a (see FIG. 2) of the supercooling heat exchanger 10.

このとき、全開の第１膨張弁５を通過した中温液体冷媒のうちの一部は分岐し、過冷却用膨張弁９を経由して、過冷却用熱交換器１０の外管１０ｂ（図２参照）を通流する。過冷却用膨張弁９は、前記のように流量調整が行われているため、過冷却用膨張弁９を通過する冷媒は膨張する。これにより、過冷却用膨張弁９を通過した冷媒は気液混合の二相状態になり、冷媒の温度が低下する。従って、過冷却用熱交換器１０において、外管１０ｂを通流する冷媒の温度は、内管１０ａを通流する冷媒の温度よりも低くなっている。そのため、内管１０ａを通流する冷媒の有する熱が、外管１０ｂを通流する冷媒に与えられる。さらには、外管１０ｂを通流する冷媒の温度が低いため、外管１０ｂの外部に設けられている蓄熱材１２が冷却される（例えば２０℃程度まで冷却される）。これらの熱の授受により、外管１０ｂを通流する冷媒の温度が上昇し、外管１０ｂを通流する冷媒がガス化する。そして、外管１０ｂを通流する冷媒は、四方弁３とサクションタンク８との間で合流され、圧縮機２に戻される。 At this time, a part of the medium-temperature liquid refrigerant that has passed through the fully opened first expansion valve 5 branches, and passes through the supercooling expansion valve 9 to the outer tube 10b of the supercooling heat exchanger 10 (FIG. 2). See). Since the flow rate of the subcooling expansion valve 9 is adjusted as described above, the refrigerant passing through the subcooling expansion valve 9 expands. As a result, the refrigerant that has passed through the supercooling expansion valve 9 enters a two-phase state of gas-liquid mixing, and the temperature of the refrigerant decreases. Therefore, in the supercooling heat exchanger 10, the temperature of the refrigerant flowing through the outer tube 10b is lower than the temperature of the refrigerant flowing through the inner tube 10a. Therefore, the heat of the refrigerant flowing through the inner pipe 10a is given to the refrigerant flowing through the outer pipe 10b. Furthermore, since the temperature of the refrigerant flowing through the outer tube 10b is low, the heat storage material 12 provided outside the outer tube 10b is cooled (for example, cooled to about 20 ° C.). Transfer of these heats raises the temperature of the refrigerant flowing through the outer tube 10b, and the refrigerant flowing through the outer tube 10b is gasified. Then, the refrigerant flowing through the outer pipe 10 b is merged between the four-way valve 3 and the suction tank 8 and returned to the compressor 2.

一方で、内管１０ａを通流する冷媒の温度は低下する。そして、温度が低下した、内管１０ａを通流する冷媒は、第２膨張弁６により膨張され、室内熱交換器７（蒸発器）でガス化する。その後、ガス化した冷媒は、室内熱交換器７、四方弁３の流路３ａ、サクションタンク８を経由して、圧縮機２に戻される。 On the other hand, the temperature of the refrigerant flowing through the inner pipe 10a decreases. And the refrigerant | coolant which flows through the inner pipe | tube 10a in which temperature fell is expanded by the 2nd expansion valve 6, and is gasified by the indoor heat exchanger 7 (evaporator). Thereafter, the gasified refrigerant is returned to the compressor 2 via the indoor heat exchanger 7, the flow path 3 a of the four-way valve 3, and the suction tank 8.

ここで、冷房蓄冷運転における、比エンタルピと圧力との関係を、図４を参照しながら説明する。 Here, the relationship between specific enthalpy and pressure in the cooling and regenerating operation will be described with reference to FIG.

図４は、空気調和機１の冷房蓄冷運転時の比エンタルピと圧力との関係を示すグラフである。図４中の一点鎖線は飽和曲線である。圧縮機２から排出された高温の気体冷媒（点Ａ）は、室外熱交換器４において凝縮され（Ａ→Ｂ）、液体冷媒になる（点Ｂ）。この時の比エンタルピはｈ２である。そして、室内熱交換器４において凝縮された冷媒のうち、一部は過冷却用膨張弁９によって膨張されて圧力が低下する（Ｂ→Ｄ）。この時、熱の授受は無いため、比エンタルピはｈ２のままである。 FIG. 4 is a graph showing the relationship between the specific enthalpy and the pressure during the cooling and accumulating operation of the air conditioner 1. The one-dot chain line in FIG. 4 is a saturation curve. The high-temperature gaseous refrigerant (point A) discharged from the compressor 2 is condensed in the outdoor heat exchanger 4 (A → B) and becomes a liquid refrigerant (point B). The specific enthalpy at this time is h2. A part of the refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 4 is expanded by the subcooling expansion valve 9 to reduce the pressure (B → D). At this time, since no heat is transferred, the specific enthalpy remains h2.

その後、過冷却用熱交換器１０において、前記のように熱を奪い、ガス化して比エンタルピが上昇する（Ｄ→Ｆ）。具体的には、比エンタルピは、ｈ２からｈ３に上昇する。そして、ガス化した冷媒は、過冷却用膨張弁９を経由しなかった冷媒と合流して圧縮機２に戻され、圧縮される（Ｆ→Ａ）。 Thereafter, in the heat exchanger 10 for supercooling, the heat is removed as described above, and the specific enthalpy is increased by gasification (D → F). Specifically, the specific enthalpy increases from h2 to h3. Then, the gasified refrigerant joins with the refrigerant that has not passed through the supercooling expansion valve 9, is returned to the compressor 2, and is compressed (F → A).

一方で、過冷却用膨張弁９を経由せず、過冷却用熱交換器１２に直接供給された冷媒は、前記のように冷却される（Ｂ→Ｃ）。具体的には、比エンタルピが、ｈ２からｈ１に低下する。そして冷却された冷媒は、第２膨張弁６によって膨張されて圧力が低下する（Ｃ→Ｅ）。この時、熱の授受は無いため、比エンタルピはｈ１のままである。そして、圧力が低下した冷媒は、室内熱交換器７において前記のようにガス化して、比エンタルピが上昇する（Ｅ→Ｆ）。具体的には、比エンタルピは、ｈ１からｈ３に上昇する。そして、ガス化した冷媒は、過冷却用膨張弁９を経由した冷媒と合流して圧縮機２に戻され、圧縮される（Ｆ→Ａ） On the other hand, the refrigerant directly supplied to the supercooling heat exchanger 12 without passing through the supercooling expansion valve 9 is cooled as described above (B → C). Specifically, the specific enthalpy decreases from h2 to h1. And the cooled refrigerant | coolant is expanded by the 2nd expansion valve 6, and a pressure falls (C-> E). At this time, since there is no heat transfer, the specific enthalpy remains h1. And the refrigerant | coolant in which the pressure fell is gasified as mentioned above in the indoor heat exchanger 7, and a specific enthalpy rises (E-> F). Specifically, the specific enthalpy increases from h1 to h3. The gasified refrigerant merges with the refrigerant that has passed through the supercooling expansion valve 9 and is returned to the compressor 2 to be compressed (F → A).

従来は、冷媒が分岐せずに通流していた。そのため、従来の冷凍サイクルとしては、Ａ→Ｃ’→Ｅ’→Ｆ’→Ａの順になっていた。特に、室内熱交換器７においては、図４中の破線で示されるように、比エンタルピがｈ’（Ｅ’）からｈ３（Ｆ’）まで上昇していた。しかしながら、空気調和機１においては、室内熱交換器７において、比エンタルピがｈ１（Ｅ）からｈ３（Ｆ）まで上昇している。即ち、室内熱交換器７に供給される冷媒の比エンタルピ（ｈ１）が、従来の比エンタルピ（ｈ’）よりも小さくなっている。 Conventionally, the refrigerant has flowed without branching. Therefore, the conventional refrigeration cycle is in the order of A → C ′ → E ′ → F ′ → A. In particular, in the indoor heat exchanger 7, the specific enthalpy increased from h '(E') to h3 (F ') as shown by the broken line in FIG. However, in the air conditioner 1, in the indoor heat exchanger 7, the specific enthalpy increases from h1 (E) to h3 (F). That is, the specific enthalpy (h1) of the refrigerant supplied to the indoor heat exchanger 7 is smaller than the conventional specific enthalpy (h ′).

このように、室内熱交換器７の入口側の比エンタルピが、従来のｈ’からｈ１に減少している。そのため、室内熱交換機７の入口側と出口側との比エンタルピの差（ｈ３−ｈ１）が、従来（ｈ３−ｈ’）よりも大きくなる。従って、室内熱交換器７における単位質量あたりの冷却能力が増加する。即ち、冷却効率を高めることができ、省エネルギ化を図ることができる。 Thus, the specific enthalpy on the inlet side of the indoor heat exchanger 7 is reduced from h ′ to h1. Therefore, the difference (h3−h1) in the specific enthalpy between the inlet side and the outlet side of the indoor heat exchanger 7 becomes larger than the conventional value (h3−h ′). Therefore, the cooling capacity per unit mass in the indoor heat exchanger 7 increases. That is, the cooling efficiency can be increased and energy saving can be achieved.

また、冷媒が分岐されることにより、通流する冷媒の圧力損失が低減する。これにより、圧縮機２の吸込み圧力が図４のＰ１からＰ２に上昇するため、圧力比が減少する。これにより、従来の冷凍サイクルと比較して圧縮機２の動力を低減させることができ、エネルギ効率が向上する。このことは、特に室内熱交換器７での圧力損失が大きい冷房時に顕著となる。 Moreover, the pressure loss of the flowing refrigerant is reduced by branching the refrigerant. As a result, the suction pressure of the compressor 2 increases from P1 to P2 in FIG. Thereby, the motive power of the compressor 2 can be reduced compared with the conventional refrigerating cycle, and energy efficiency improves. This is particularly noticeable during cooling when the pressure loss in the indoor heat exchanger 7 is large.

次に、冷房運転時における、後者の冷房蓄冷利用運転の冷媒の通流について説明する。冷房蓄冷利用運転は、前記の冷房蓄冷運転の後に行われる。なお、冷房蓄冷利用運転では、冷媒は、前記した冷房蓄冷運転と略同様に通流する。従って、前記した冷房蓄冷運転と異なる点を主に説明する。 Next, the flow of the refrigerant in the latter cooling / storage use operation during the cooling operation will be described. The cooling / storage use operation is performed after the cooling / storage operation. In the cooling and regenerative operation, the refrigerant flows in substantially the same manner as in the cooling and regenerating operation described above. Therefore, differences from the above-described cooling and regenerative operation will be mainly described.

冷房蓄冷利用運転においては、図３に示すように、四方弁３は流路３ａに切り替えられ、冷房モードで実行される。第１膨張弁５は、膨張作用を行わないように全開になる。第２膨張弁６は、流量調整のために、空調の負荷に応じて適宜開度が調整される。過冷却用膨張弁９は、閉止される。 In the cooling storage use operation, as shown in FIG. 3, the four-way valve 3 is switched to the flow path 3a and is executed in the cooling mode. The first expansion valve 5 is fully opened so as not to perform the expansion action. The opening of the second expansion valve 6 is appropriately adjusted according to the load of air conditioning for flow rate adjustment. The subcooling expansion valve 9 is closed.

前記のように、過冷却用膨張弁９は閉止されているため、過冷却用熱交換器１０の外管１０ｂには冷媒は通流しない。ただし、冷房蓄冷利用運転は、前記の冷房蓄冷運転後に行われるため、外管１０ｂに冷媒が残留（滞留）している状態になっている。さらに、前記のように、冷房蓄冷運転時に、蓄熱材１２が冷却されている。従って、蓄熱材１２が冷却された状態で、冷房蓄冷利用運転が開始される。 As described above, since the supercooling expansion valve 9 is closed, the refrigerant does not flow through the outer tube 10 b of the supercooling heat exchanger 10. However, since the cooling / storage use operation is performed after the cooling / storage operation, the refrigerant remains in the outer pipe 10b. Further, as described above, the heat storage material 12 is cooled during the cooling and storing operation. Therefore, the cooling / storage use operation is started in a state where the heat storage material 12 is cooled.

圧縮機２から排出された高温の気体冷媒は、室外熱交換器４及び第１膨張弁５を経由することにより、中温の液体冷媒になる。そして、この冷媒は、過冷却用熱交換器１０の内管１０ａ（図２参照）を通流する。この時、外管１０ｂ内は、冷房蓄冷運転時に通流していた低温の冷媒で満たされているため、外管１０ｂ内の低温の冷媒と、内管１０ａ内の中温の液体冷媒とが熱交換する。さらには、前記のように、蓄熱材１２は冷房蓄冷運転時に冷却されるため、外管１０ｂ内の冷媒を介して、内管１０ａ内の冷媒と、蓄熱材１２とも熱交換する。これらの熱の授受により、内管１０ａを通流する冷媒の温度が低下する。これらの熱交換は、蓄熱材１２の温度が、内管１０ａを通流する冷媒の温度と同じ温度（例えば３５℃程度）になるまで行われる。そして、過冷却用熱交換器１０から排出された冷媒は、前記の冷房蓄冷運転と同様にして、圧縮機２に戻される。 The high-temperature gas refrigerant discharged from the compressor 2 passes through the outdoor heat exchanger 4 and the first expansion valve 5 and becomes a medium-temperature liquid refrigerant. And this refrigerant | coolant flows through the inner pipe | tube 10a (refer FIG. 2) of the heat exchanger 10 for supercooling. At this time, since the inside of the outer tube 10b is filled with the low-temperature refrigerant that has been flowing during the cooling and regenerating operation, heat exchange between the low-temperature refrigerant in the outer tube 10b and the medium-temperature liquid refrigerant in the inner tube 10a. To do. Furthermore, as described above, since the heat storage material 12 is cooled during the cooling / storage operation, the heat storage material 12 exchanges heat with the refrigerant in the inner tube 10a via the refrigerant in the outer tube 10b. The transfer of these heats lowers the temperature of the refrigerant flowing through the inner pipe 10a. These heat exchanges are performed until the temperature of the heat storage material 12 reaches the same temperature (for example, about 35 ° C.) as the temperature of the refrigerant flowing through the inner pipe 10a. And the refrigerant | coolant discharged | emitted from the heat exchanger 10 for supercooling is returned to the compressor 2 similarly to the said air_conditioning | cooling storage operation.

このように、冷房蓄冷運転時に蓄熱材１２に蓄えられた冷熱（エネルギ）を利用し、室内熱交換器７に供給される比エンタルピを減少させる（即ち温度を低下）ことができる。これにより、前記した冷房蓄冷運転と同様に、冷却効率を高めることができ、省エネルギ化を図ることができる。この効果は蓄熱材１２の熱容量分持続する。従って、蓄熱材１２による冷媒の冷却効果が持続している間、同じ圧縮動力で冷却能力が増加する。そのため、蓄熱材１２の熱容量が大きいほど、エネルギ効率を増加させることができる。即ち、蓄熱材１２の量が多く、冷媒と蓄熱材１２との伝熱面積が大きいほど、効果は長く持続する。なお、この効果は、冷房能力の小さい領域（即ち低負荷運転時）で特に大きなものとなる。 Thus, the specific enthalpy supplied to the indoor heat exchanger 7 can be reduced (that is, the temperature can be reduced) by using the cold energy (energy) stored in the heat storage material 12 during the cooling and storing operation. Thereby, like the above-described cooling and regenerative operation, the cooling efficiency can be increased, and energy saving can be achieved. This effect lasts for the heat capacity of the heat storage material 12. Therefore, while the cooling effect of the refrigerant by the heat storage material 12 continues, the cooling capacity increases with the same compression power. Therefore, energy efficiency can be increased as the heat capacity of the heat storage material 12 is increased. That is, the effect lasts longer as the amount of the heat storage material 12 increases and the heat transfer area between the refrigerant and the heat storage material 12 increases. This effect is particularly significant in a region where the cooling capacity is small (that is, during low load operation).

次に、暖房運転時の各弁の制御について説明する。図３に示すように、暖房運転時、蓄熱材１２に熱を蓄える暖房蓄熱運転（高負荷運転）と、暖房蓄熱利用運転（除霜；低負荷運転）とが、行われる。具体的には、暖房運転開始直後の室温が低い時等の高負荷時には暖房蓄熱運転が行われる。また、暖房運転開始後ある程度時間が経過し、室温が安定してきた時等の低負荷時に暖房蓄熱利用運転が行われる。暖房蓄熱利用運転が行われることにより、外気温度が低い場合に、室外熱交換器４（図１参照）の除霜が行われる。 Next, control of each valve during heating operation will be described. As shown in FIG. 3, during the heating operation, a heating heat storage operation (high load operation) for storing heat in the heat storage material 12 and a heating heat storage use operation (defrosting; low load operation) are performed. Specifically, the heating and heat storage operation is performed at a high load such as when the room temperature is low immediately after the start of the heating operation. In addition, the heating and heat storage operation is performed at a low load such as when a certain amount of time has elapsed after the start of the heating operation and the room temperature has stabilized. Defrosting of the outdoor heat exchanger 4 (see FIG. 1) is performed when the outdoor heat temperature is low by performing the heating and heat storage utilization operation.

暖房運転時、前者の暖房蓄熱運転においては、四方弁３は流路３ｂに切り替えられ、暖房モードで実行される。第１膨張弁５は、流量調整のために、空調の負荷に応じて適宜開度が調整される。第２膨張弁６は、膨張作用を行わないように全開になる。過冷却用膨張弁９は閉止される。 During the heating operation, in the former heating and heat storage operation, the four-way valve 3 is switched to the flow path 3b and executed in the heating mode. The opening degree of the first expansion valve 5 is appropriately adjusted according to the load of air conditioning for flow rate adjustment. The second expansion valve 6 is fully opened so as not to perform the expansion action. The subcooling expansion valve 9 is closed.

各弁がこのように制御されると、圧縮機２から排出された高温の気体冷媒は、四方弁３の流路３ｂ（図中の破線で示される流路）を通じ、室内熱交換器７（凝縮器）に供給される。室内熱交換器７において冷媒は、熱を室内に放出して、凝縮して中温の液体になる。そして、中温の液体冷媒は、全開の第２膨張弁６を通過し、過冷却用熱交換器１０の内管１０ａ（図２参照）を通流する。 When each valve is controlled in this way, the high-temperature gaseous refrigerant discharged from the compressor 2 passes through the flow path 3b (flow path indicated by a broken line in the figure) of the four-way valve 3 to the indoor heat exchanger 7 ( To the condenser). In the indoor heat exchanger 7, the refrigerant releases heat into the room and condenses into a medium-temperature liquid. Then, the medium-temperature liquid refrigerant passes through the fully opened second expansion valve 6 and flows through the inner pipe 10a (see FIG. 2) of the supercooling heat exchanger 10.

暖房蓄熱運転（暖房運転）は、通常は、室外の温度が低い冬期に行われる。そのため、暖房蓄熱運転開始時、蓄熱材１２の温度は低くなっている。そして、前記したように、過冷却用膨張弁９は閉止されているため、過冷却用熱交換器１０の外管１０ｂには冷媒が通流せず、滞留した状態である。この外管１０ｂに滞留している冷媒の温度も、蓄熱材１２と同様に低くなっている。従って、暖房蓄熱運転において、中温の液体冷媒が過冷却用熱交換器１０の内管１０ａを通流すると、外管１０ｂに滞留している冷媒及び蓄熱材１２と熱交換される。即ち、冷却された外管１０ｂ内の冷媒及び蓄熱材１２により、内管１０ａを通流する冷媒の温度が低下する。この熱交換は、蓄熱材１２の温度が、内管１０ａを通流する冷媒の温度（例えば１５℃）と同じ温度になるまで行われる。そして、過冷却用熱交換器１０から排出された、温度が低下した冷媒は、開度が調整された第１膨張弁５により膨張され、室外熱交換器４（蒸発器）でガス化する。その後、ガス化した冷媒は、四方弁３の流路３ｂ、サクションタンク８を経由して、圧縮機２に戻される。 Heating heat storage operation (heating operation) is usually performed in winter when the outdoor temperature is low. Therefore, the temperature of the heat storage material 12 is low at the start of the heating heat storage operation. As described above, since the supercooling expansion valve 9 is closed, the refrigerant does not flow through the outer tube 10b of the supercooling heat exchanger 10 and is in a staying state. Similarly to the heat storage material 12, the temperature of the refrigerant staying in the outer tube 10b is also low. Accordingly, in the heating and heat storage operation, when the medium-temperature liquid refrigerant flows through the inner pipe 10a of the supercooling heat exchanger 10, heat is exchanged with the refrigerant and the heat storage material 12 staying in the outer pipe 10b. That is, the temperature of the refrigerant flowing through the inner pipe 10a is decreased by the cooled refrigerant and the heat storage material 12 in the outer pipe 10b. This heat exchange is performed until the temperature of the heat storage material 12 reaches the same temperature as the temperature of the refrigerant flowing through the inner pipe 10a (for example, 15 ° C.). And the refrigerant | coolant discharged | emitted from the heat exchanger 10 for supercooling fell in temperature by the 1st expansion valve 5 by which the opening degree was adjusted, and it gasifies with the outdoor heat exchanger 4 (evaporator). Thereafter, the gasified refrigerant is returned to the compressor 2 via the flow path 3 b of the four-way valve 3 and the suction tank 8.

このように、空気調和機１の暖房蓄熱運転においては、従来、蓄熱材１２が設けられなかった場合に室外に放出していた熱が、蓄熱材１２に蓄えられる。そして、蓄えられた熱は、後記する暖房蓄熱利用運転において利用される。 Thus, in the heating and heat storage operation of the air conditioner 1, conventionally, heat that has been released to the outside when the heat storage material 12 is not provided is stored in the heat storage material 12. And the stored heat is utilized in the heating heat storage utilization operation mentioned later.

次に、暖房運転時における、後者の暖房蓄熱利用運転について説明する。暖房蓄熱利用運転は、前記の暖房蓄熱運転の後であって、室外熱交換器４が着霜した時に行われる。暖房蓄熱利用運転では、冷媒は、前記した暖房蓄熱運転と略同様に通流する。従って、前記した暖房蓄熱運転と異なる点を主に説明する。 Next, the latter heating heat storage utilization operation at the time of heating operation will be described. The heating heat storage use operation is performed after the heating heat storage operation and when the outdoor heat exchanger 4 is frosted. In the heating and heat storage operation, the refrigerant flows in substantially the same manner as in the heating and heat storage operation described above. Therefore, a different point from the above-described heating / heat storage operation will be mainly described.

暖房蓄熱利用運転においては、暖房蓄熱運転時に流量調整のために開度が調整されていた第１膨張弁５が全開にされる。これにより、室内熱交換器７内の液体冷媒が過冷却用熱交換器１０を経由して、室外熱交換機４に供給される。これにより、室外熱交換機４が加熱され、除霜される。冷媒がこのように通流する際、従来外部へ放出されていた熱は蓄熱材１２に蓄えられる。具体的には、蓄熱材１２の温度が例えば２０℃程度になるまで蓄えられる。そして、室内熱交換器７内の冷媒が全て室外熱交換機４に供給され、冷媒温度が蓄熱材１２の温度よりも下回ると、蓄熱材１２の熱が冷媒に供給される。このようにして、蓄えられていた熱を有する冷媒によっても、室外熱交換機４の除霜が行われる。 In the heating and heat storage operation, the first expansion valve 5 whose opening is adjusted for flow rate adjustment during the heating and heat storage operation is fully opened. Thereby, the liquid refrigerant in the indoor heat exchanger 7 is supplied to the outdoor heat exchanger 4 via the supercooling heat exchanger 10. Thereby, the outdoor heat exchanger 4 is heated and defrosted. When the refrigerant flows in this way, the heat that has been released to the outside is stored in the heat storage material 12. Specifically, it is stored until the temperature of the heat storage material 12 reaches about 20 ° C., for example. When all the refrigerant in the indoor heat exchanger 7 is supplied to the outdoor heat exchanger 4 and the refrigerant temperature is lower than the temperature of the heat storage material 12, the heat of the heat storage material 12 is supplied to the refrigerant. In this way, the defrosting of the outdoor heat exchanger 4 is also performed by the refrigerant having the stored heat.

従来は、四方弁３の流路を３ａとし、室内空気からの吸熱と圧縮機２のモータ（図示しない）とを熱源として除霜を行っていた。しかしながら、このような熱源を用いると、室内空気の温度が過度に低下したり、圧縮機２の消費電力が過度に増大したりすることがあった。しかしながら、本実施形態の空気調和機１においては、除霜のための熱源を必要としないため、従来よりも効率よく除霜を行うことができる。 Conventionally, the flow path of the four-way valve 3 is 3a, and defrosting is performed using heat absorption from room air and a motor (not shown) of the compressor 2 as heat sources. However, when such a heat source is used, the temperature of the indoor air may be excessively decreased, or the power consumption of the compressor 2 may be excessively increased. However, in the air conditioner 1 of this embodiment, since the heat source for a defrost is not required, a defrost can be performed more efficiently than before.

図５は、空気調和機運転時のフローチャートである。以下、図１及び図５を参照しながら、空気調和機１の運転について説明する。 FIG. 5 is a flowchart during operation of the air conditioner. Hereinafter, the operation of the air conditioner 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 5.

はじめに、操作部１５のボタン１５ｂにより、空気調和機１の運転モードが選択される（ステップＳ１０１）。併せて、操作部１５のボタン１５ｂにより、室内温度Ｔ_ｓｅｔも入力される。選択された運転モードが冷房である場合（ステップＳ１０１の「冷房」方向）、圧縮機２の最大出力で冷房蓄冷運転が開始される（ステップＳ１０２）。これにより、蓄熱材１２への蓄冷が開始する。また、制御部１４は、運転モード選択時に設定された室内温度Ｔ_ｓｅｔと現在の室内温度Ｔ_ｉｎとの温度差ｄＴに基づき、圧縮機２の回転速度Ｒを決定する（ステップＳ１０２）。具体的には例えば、制御部１４は、ｄＴ＞７℃であれば、Ｒ＝６０００ｍｉｎ^−１と決定する。温度差ｄＴと回転速度Ｒとの関係（テーブル等）は予め設定され、ＲＯＭ１４ｃに記憶されている。 First, the operation mode of the air conditioner 1 is selected by the button 15b of the operation unit 15 (step S101). In addition, the room temperature T _set is also input by the button 15 b of the operation unit 15. When the selected operation mode is cooling (in the “cooling” direction in step S101), the cooling and regenerating operation is started with the maximum output of the compressor 2 (step S102). Thereby, the cold storage to the heat storage material 12 starts. The control unit 14, based on the temperature difference dT between the indoor temperature _{T set} which is set when the operation mode is selected as the current indoor temperature _{T in,} to determine the rotational speed R of the compressor 2 (step S102). Specifically, for example, if dT> 7 ° C., the control unit 14 determines R = 6000 min ⁻¹ . The relationship (table etc.) between the temperature difference dT and the rotation speed R is preset and stored in the ROM 14c.

次いで、制御部１４は、ステップＳ１０２において決定された回転速度Ｒが、予め定められた回転速度Ｒｃよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。判定の結果、決定された回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒｃよりも大きい場合（Ｒ＞Ｒｃ；ステップＳ１０３のＹｅｓ方向）、運転が高負荷になると判断する。従って、このような場合には分岐したサイクルの効率向上が見込めるため、冷房蓄冷運転が引き続き行われる（ステップＳ１０４）。なお、回転速度Ｒｃは、例えば３０００ｍｉｎ^−１である。 Next, the control unit 14 determines whether or not the rotational speed R determined in step S102 is greater than a predetermined rotational speed Rc (step S103). As a result of the determination, when the determined rotation speed R is greater than the predetermined rotation speed Rc (R>Rc; Yes direction in step S103), it is determined that the operation is highly loaded. Therefore, in such a case, since the efficiency of the branched cycle can be improved, the cooling and regenerating operation is continued (step S104). The rotational speed Rc is, for example, 3000 min ⁻¹ .

そして、所定時間経過後、制御部１４は、設定された室内温度Ｔ_ｓｅｔと現在の室内温度Ｔ_ｉｎとの温度差ｄＴが所定範囲内にあるか否かを判定する。即ち、制御部１４は、空気調和機１の運転を終了するか否かを、前記の温度差ｄＴに基づいて判定する（ステップＳ１０５）。判定の結果、温度差ｄＴが所定の温度範囲にある場合、制御部１４は、室内温度Ｔ_ｉｎが設定温度Ｔ_ｓｅｔ近傍まで低下したと判断し、運転を終了する（ステップＳ１０５のＹｅｓ方向）。また、判定の結果、温度差ｄＴが所定の温度範囲にない場合、制御部１４は、室内温度Ｔ_ｉｎが設定温度Ｔ_ｓｅｔ近傍まで低下していないと判断し、運転を継続する（ステップＳ１０５のＮｏ方向）。 Then, after a predetermined time has elapsed, the control unit 14 determines the temperature difference dT between the set room temperature T _set and the current indoor temperature T _in whether within a predetermined range. That is, the control unit 14 determines whether or not to end the operation of the air conditioner 1 based on the temperature difference dT (step S105). As a result of the determination, if the temperature difference dT is within a predetermined temperature range, the control unit 14 determines that the indoor temperature _{T in} is lowered to near the set temperature _{T The set,} and ends the operation (Yes direction in step S105). As a result of the determination, when the temperature difference dT is not within a predetermined temperature range, the control unit 14 determines that the indoor temperature T _in has not decreased to near the set temperature T _{The set,} to continue the operation (step S105 No direction).

一方で、ステップＳ１０３での判定の結果、決定された回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒｃ以下の場合（Ｒ≦Ｒｃ；ステップＳ１０３のＮｏ方向、例えば２９００ｍｉｎ^−１等）、運転が低負荷になると判断する。従って、このような場合には分岐したサイクルの効率向上がそれほど見込めないため、冷房蓄冷運転を止め、冷房蓄冷運転時に蓄熱された冷熱を用いて、冷房蓄冷利用運転が行われる（ステップＳ１０６）。そして、冷房蓄冷利用運転開始後、所定時間経過後、前記のステップＳ１０５が行われる。 On the other hand, if the determined rotational speed R is equal to or lower than the predetermined rotational speed Rc as a result of the determination in step S103 (R ≦ Rc; No direction in step S103, for example, 2900 min ⁻¹ or the like), the operation is lightly loaded. It will be judged. Therefore, in such a case, since the efficiency improvement of the branched cycle cannot be expected so much, the cooling / storage operation is stopped, and the cooling / storage use operation is performed using the cold energy stored during the cooling / storage operation (step S106). Then, after a predetermined time has elapsed since the start of the cooling / storage use operation, step S105 is performed.

ここで、冷房運転時の、室内温度、蓄熱材１２の温度、及び、圧縮機２の回転速度の関係を、図６を参照しながら説明する。 Here, the relationship among the room temperature, the temperature of the heat storage material 12, and the rotation speed of the compressor 2 during the cooling operation will be described with reference to FIG.

図６は、冷房運転時の（ａ）室内温度、（ｂ）蓄熱材１２の温度、及び、（ｃ）圧縮機２の回転速度の関係を示すグラフである。図６（ａ）に示すように、空気調和機１の冷房運転開始後、室内温度Ｔ_ｉｎは設定温度Ｔ_ｓｅｔに近づくように徐々に低下する（冷房蓄冷運転）。即ち、室内温度Ｔ_ｉｎと設定温度Ｔ_ｓｅｔとの温度差ｄＴが徐々に小さくなる。これに伴い、蓄熱材１２の温度も低下するが（図６（ｂ）参照）、蓄熱材１２の熱容量には限りがあるため、一定温度まで低下した後、当該温度付近で維持される。 FIG. 6 is a graph showing the relationship between (a) the room temperature, (b) the temperature of the heat storage material 12, and (c) the rotational speed of the compressor 2 during the cooling operation. As shown in FIG. 6A, after the cooling operation of the air conditioner 1 is started, the room temperature T _in gradually decreases so as to approach the set temperature T _set (cooling / cooling operation). In other words, gradually decreases the temperature difference dT between the indoor temperature _{T in} the set temperature _{T set.} Along with this, the temperature of the heat storage material 12 also decreases (see FIG. 6B). However, since the heat capacity of the heat storage material 12 is limited, the heat storage material 12 is maintained near that temperature after being reduced to a certain temperature.

運転開始後しばらくは、圧縮機２の回転速度は、前記のように最大速度で駆動される。しかしながら、所定時間経過し、温度差ｄＴが小さくなると、圧縮機２の回転速度Ｒは低下する（図６（ｃ）参照）。そして、図５を参照しながら説明したように、圧縮機２の回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒｃ以下（Ｒ≦Ｒｃ）となると、運転モードが冷房蓄冷利用運転に切り替わる。 For a while after the start of operation, the rotational speed of the compressor 2 is driven at the maximum speed as described above. However, when the predetermined time has elapsed and the temperature difference dT becomes small, the rotational speed R of the compressor 2 decreases (see FIG. 6C). Then, as described with reference to FIG. 5, when the rotation speed R of the compressor 2 is equal to or lower than a predetermined rotation speed Rc (R ≦ Rc), the operation mode is switched to the cooling and regenerative use operation.

冷房蓄冷利用運転においては、前記したように、はじめに蓄熱材１２の有する冷熱が利用される。そのため、圧縮機２の回転速度Ｒの低下に伴い（図６（ｃ））、蓄熱材１２の冷熱を利用して、室内温度Ｔ_ｉｎが設定温度Ｔ_ｓｅｔ近傍に維持される。そのため、図６（ｂ）に示すように、蓄熱材１２の温度が、冷媒の温度と同じ温度まで徐々に上昇する。 In the cooling and regenerative use operation, as described above, the cold energy of the heat storage material 12 is first used. Therefore, with the decrease in the rotational speed R of the compressor 2 (FIG. 6C), the room temperature T _in is maintained near the set temperature T _set by using the cold energy of the heat storage material 12. Therefore, as shown in FIG.6 (b), the temperature of the thermal storage material 12 rises gradually to the same temperature as the temperature of a refrigerant | coolant.

蓄熱材１２の有する冷熱を利用する際には、図６（ｃ）に示すように、圧縮機２の回転速度が抑えられたものになっている。そのため、蓄熱材１２の蓄熱が残存している間は、圧縮機２の回転速度を抑制しても、室内温度Ｔ_ｉｎを設定温度Ｔ_ｓｅｔ近傍に維持することができる。具体的は、例えば蓄熱材１２として水を用いる場合、３００ｍｌの水で１０分程度持続される。従って、圧縮機２の総消費電力が同じでも冷房能力が増加するため、設定温度Ｔ_ｓｅｔまでの到達時間を従来と同程度にしつつ、消費電力を削減することができる。 When the cold energy of the heat storage material 12 is used, the rotational speed of the compressor 2 is suppressed as shown in FIG. 6 (c). Therefore, while the heat storage of the heat storage material 12 remains, the room temperature T _in can be maintained in the vicinity of the set temperature T _set even if the rotation speed of the compressor 2 is suppressed. Specifically, for example, when water is used as the heat storage material 12, it is maintained for about 10 minutes with 300 ml of water. Therefore, since the cooling capacity increases even if the total power consumption of the compressor 2 is the same, it is possible to reduce the power consumption while making the arrival time to the _set temperature T _set comparable to the conventional case.

図５に戻って、暖房運転時のフローを説明する。
ステップＳ１０１において、選択された運転モードが暖房である場合（ステップＳ１０１の「暖房」方向）、圧縮機２の最大出力にて暖房蓄熱運転が開始される（ステップＳ１０７）。これにより、蓄熱材１２への蓄熱が開始する。また、制御部１４は、運転モード選択時に設定された室内温度Ｔ_ｓｅｔと現在の室内温度Ｔ_ｉｎとの温度差ｄＴに基づき、圧縮機２の回転速度Ｒを決定する（ステップＳ１０７）。具体的には例えば、制御部１４は、ｄＴ＞７℃であれば、Ｒ＝７０００ｍｉｎ^−１と決定する。温度差ｄＴと回転速度Ｒとの関係（テーブル等）は予め設定され、ＲＯＭ１４ｃに記憶されている。 Returning to FIG. 5, the flow during the heating operation will be described.
In step S101, when the selected operation mode is heating (the “heating” direction in step S101), the heating heat storage operation is started at the maximum output of the compressor 2 (step S107). Thereby, the heat storage to the heat storage material 12 starts. The control unit 14, based on the temperature difference dT between the indoor temperature _{T set} which is set when the operation mode is selected as the current indoor temperature _{T in,} to determine the rotational speed R of the compressor 2 (step S107). Specifically, for example, if dT> 7 ° C., the control unit 14 determines R = 7000 min ⁻¹ . The relationship (table etc.) between the temperature difference dT and the rotation speed R is preset and stored in the ROM 14c.

次いで、制御部１４は、ステップＳ１０７において決定された回転速度Ｒが、予め定められた回転速度Ｒｈよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０８）。判定の結果、決定された回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒｃよりも大きい場合（Ｒ＞Ｒｈ；ステップＳ１０８のＹｅｓ方向）、運転が高負荷になると判断する。従って、このような場合にはガスバイパスサイクルの効率向上が見込めるため、暖房蓄熱運転が引き続き行われる（ステップＳ１０９）。なお、回転速度Ｒｃは、例えば４０００ｍｉｎ^−１である。 Next, the control unit 14 determines whether or not the rotational speed R determined in step S107 is higher than a predetermined rotational speed Rh (step S108). As a result of the determination, if the determined rotation speed R is higher than the predetermined rotation speed Rc (R>Rh; Yes direction in step S108), it is determined that the operation is highly loaded. Therefore, in such a case, since the efficiency of the gas bypass cycle can be expected, the heating and heat storage operation is continuously performed (step S109). The rotational speed Rc is, for example, 4000 min ⁻¹ .

そして、所定時間経過後、制御部１４は、室内温度Ｔ_ｓｅｔと現在の室内温度Ｔ_ｉｎとの温度差ｄＴが所定範囲内になったかどうかを判定する。即ち、制御部１４は、室内の温度を引き続き上昇させるために、暖房蓄熱運転を続行するか否かを判定する（ステップＳ１１０）。暖房蓄熱運転を続行する場合（ステップＳ１１０のＹｅｓ方向）、ステップＳ１０７が再度行われ、回転速度Ｒが決定される。 Then, after a predetermined time has elapsed, the control unit 14 determines whether or not the temperature difference dT between the room temperature T _set and the current room temperature T _in is within a predetermined range. That is, the control unit 14 determines whether or not to continue the heating heat storage operation in order to continuously increase the indoor temperature (step S110). When continuing the heating and heat storage operation (Yes direction of step S110), step S107 is performed again and the rotation speed R is determined.

ステップＳ１１０において、室内温度Ｔ_ｓｅｔと現在の室内温度Ｔ_ｉｎとの温度差ｄＴが所定範囲内になり、暖房蓄熱運転を行う必要がないと制御部１４が判断した場合（ステップＳ１１０のＮｏ方向）、図示しない温度センサにより計測される、室外熱交換器４の伝熱管の最低温度が例えば０℃以下である場合には、暖房蓄熱利用運転が行われる（ステップＳ１１３）。これにより、室外熱交換器４の除霜が行われる。暖房蓄熱利用運転後、依然として残霜している否かを制御部１４が判断し（ステップＳ１１４）、残霜している場合には（ステップＳ１１４のＹｅｓ方向）、除霜運転が行われる（ステップＳ１１１）。除霜運転は、四方弁３を流路３ａにし、第１膨張弁５を全開にし、第２膨張弁を流量に応じて開度を適宜調整し、過冷却用膨張弁９を閉止した状態で、冷媒を冷房時とは逆方向に通流する（逆サイクル）ことにより行われる。 In step S110, when the control unit 14 determines that the temperature difference dT between the room temperature T _set and the current room temperature T _in falls within a predetermined range and it is not necessary to perform the heating and heat storage operation (No direction in step S110). When the minimum temperature of the heat transfer tube of the outdoor heat exchanger 4 measured by a temperature sensor (not shown) is, for example, 0 ° C. or less, a heating / heat storage use operation is performed (step S113). Thereby, defrosting of the outdoor heat exchanger 4 is performed. After the heating heat storage use operation, the control unit 14 determines whether or not the remaining frost is still present (step S114). When the frost is remaining (Yes direction in step S114), the defrosting operation is performed (step S114). S111). In the defrosting operation, the four-way valve 3 is set to the flow path 3a, the first expansion valve 5 is fully opened, the opening of the second expansion valve is appropriately adjusted according to the flow rate, and the subcooling expansion valve 9 is closed. The refrigerant is passed in a direction opposite to that during cooling (reverse cycle).

そして、制御部１４は、除霜運転後、再び、室内温度Ｔ_ｉｎと設定温度Ｔ_ｓｅｔとの温度差ｄＴが所定範囲内にあるか否かを判定する。即ち、制御部１４は、空気調和機１の運転を終了するか否かを、前記の温度差ｄＴに基づいて判定する（ステップＳ１１２）。判定の結果、温度差ｄＴが所定の温度範囲にある場合、制御部１４は、室内温度Ｔ_ｉｎが設定温度Ｔ_ｓｅｔ近傍まで上昇したと判断し、運転を終了する（ステップＳ１１２のＹｅｓ方向）。また、判定の結果、温度差ｄＴが所定の温度範囲にない場合、制御部１４は、室内温度Ｔ_ｉｎが設定温度Ｔ_ｓｅｔ近傍まで上昇していないと判断し、暖房蓄熱運転が再開される（ステップＳ１１２のＮｏ方向）。 Then, after the defrosting operation, the control unit 14 determines again whether or not the temperature difference dT between the room temperature T _in and the set temperature T _set is within a predetermined range. That is, the control unit 14 determines whether or not to end the operation of the air conditioner 1 based on the temperature difference dT (step S112). As a result of the determination, if the temperature difference dT is within a predetermined temperature range the control unit 14 determines that the indoor temperature _{T in} has risen to near the set temperature _{T The set,} and ends the operation (Yes direction in step S112). Moreover, when the temperature difference dT is not in the predetermined temperature range as a result of the determination, the control unit 14 determines that the room temperature T _in has not risen to the vicinity of the set temperature T _set and the heating heat storage operation is resumed ( No direction of step S112).

一方で、ステップＳ１０８における判定の結果、決定された回転速度Ｒが予め定められた回転速度Ｒｈ以下の場合（Ｒ≦Ｒｈ；ステップＳ１０８のＮｏ方向、例えば３９００ｍｉｎ^−１等）、運転が低負荷になると判断する。従って、このような場合には分岐したサイクルの効率向上がそれほど見込めないため、室外熱交換器５の伝熱管の最低温度が０℃以下である場合には、暖房蓄熱利用運転が行われる（ステップＳ１１３）。その後は、前記した場合と同様にして、運転が行われる。 On the other hand, as a result of the determination in step S108, when the determined rotational speed R is equal to or lower than a predetermined rotational speed Rh (R ≦ Rh; No direction in step S108, for example, 3900 min ⁻¹ or the like), the operation is lightly loaded. Judging. Therefore, in such a case, the efficiency of the branched cycle is not expected to be improved so much, and if the minimum temperature of the heat transfer tube of the outdoor heat exchanger 5 is 0 ° C. or less, the heating and regenerative operation is performed (step S113). Thereafter, the operation is performed in the same manner as described above.

ここで、暖房運転時の、室外熱交換器５の伝熱管温度、蓄熱材１２の温度、及び、圧縮機２の回転速度の関係を、図７を参照しながら説明する。 Here, the relationship among the heat transfer tube temperature of the outdoor heat exchanger 5, the temperature of the heat storage material 12, and the rotational speed of the compressor 2 during the heating operation will be described with reference to FIG.

図７は、暖房運転時の（ａ）室外熱交換器４の伝熱管温度、（ｂ）蓄熱材１２の温度、及び、（ｃ）圧縮機２の回転速度の関係を示すグラフである。図７（ａ）に示すように、空気調和機１の暖房運転（具体的には暖房蓄熱運転）開始後、室外熱交換器４において低温の冷媒が通流するため、室外熱交換器４の伝熱管温度が徐々に低下する。一方で、図７（ｂ）に示すように、蓄熱材１２には熱が蓄えられ、蓄熱材１２の温度が徐々に上昇する。ただし、蓄熱材１２の熱容量には限りがあるため、蓄熱材１２の温度はある程度時間が経過すると一定になる。この時、図７（ｃ）に示すように、圧縮機２の回転速度は徐々に速くなり、最大速度で一定になる。 FIG. 7 is a graph showing the relationship between (a) the heat transfer tube temperature of the outdoor heat exchanger 4, (b) the temperature of the heat storage material 12, and (c) the rotational speed of the compressor 2 during the heating operation. As shown to Fig.7 (a), since the low-temperature refrigerant | coolant flows in the outdoor heat exchanger 4 after the heating operation (specifically heating heat storage operation) start of the air conditioner 1, the outdoor heat exchanger 4 The heat transfer tube temperature gradually decreases. On the other hand, as shown in FIG.7 (b), heat is stored in the thermal storage material 12, and the temperature of the thermal storage material 12 rises gradually. However, since the heat capacity of the heat storage material 12 is limited, the temperature of the heat storage material 12 becomes constant after a certain amount of time has passed. At this time, as shown in FIG. 7C, the rotational speed of the compressor 2 gradually increases and becomes constant at the maximum speed.

室外熱交換器４の伝熱管温度が０℃になると、暖房蓄熱利用運転が行われる。これにより、図７（ａ）に示すように、伝熱管温度が上昇し、除霜が行われる。この除霜は、前記したように、蓄熱材１２に蓄えられた熱を用いて行われる。従って、暖房蓄熱利用運転が行われると、図７（ｂ）に示すように、蓄熱材１２の温度は低下する。この時、冷媒を通流させるため、図７（ｃ）に示すように、圧縮機２の回転速度は最大となっている。 When the heat transfer tube temperature of the outdoor heat exchanger 4 reaches 0 ° C., heating heat storage use operation is performed. Thereby, as shown to Fig.7 (a), heat exchanger tube temperature rises and defrosting is performed. As described above, this defrosting is performed using the heat stored in the heat storage material 12. Therefore, when the heating and heat storage use operation is performed, the temperature of the heat storage material 12 decreases as shown in FIG. At this time, since the refrigerant flows, the rotational speed of the compressor 2 is maximum as shown in FIG.

そして、蓄熱材１２に蓄えられていた熱が枯渇した後、依然として残霜している場合、除霜運転が行われる。具体的には、除霜運転は、前記した方法により行われる。除霜運転時、圧縮機２の回転速度は適宜変更され（図７（ｃ）参照）、伝熱管温度が徐々に上昇する（図７（ａ）参照）。これにより、伝熱管が除霜される。 Then, after the heat stored in the heat storage material 12 is depleted, if the frost still remains, the defrosting operation is performed. Specifically, the defrosting operation is performed by the method described above. During the defrosting operation, the rotation speed of the compressor 2 is changed as appropriate (see FIG. 7C), and the heat transfer tube temperature gradually rises (see FIG. 7A). Thereby, a heat exchanger tube is defrosted.

以上説明したように、本実施形態によれば、冷暖房時における運転開始時の高負荷時から室内温度安定時の低負荷時までの消費電力を従来よりも低減することができる。また、冬期等に除霜を行う際には、暖房蓄熱運転によって蓄えられた熱が用いられて除霜されるため、消費電力の削減を図ることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to reduce the power consumption from the time of high load at the start of operation during cooling and heating to the time of low load when the room temperature is stable as compared with the prior art. In addition, when defrosting is performed in winter or the like, the heat stored in the heating and heat storage operation is used for defrosting, so that power consumption can be reduced.

［２．変更例］
以上、本実施形態を説明したが、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施可能である。 [2. Example of change]
As mentioned above, although this embodiment was described, this invention can be changed arbitrarily and implemented within the range which does not deviate from the summary.

例えば、図１の例では、蓄熱槽１１に内管１０ａ、外管１０ｂ及び蓄熱材１２を収容する構成としているが、例えば外管１０ｂ表面にシート状の蓄熱材１２を捲回するようにしてもよい。また、蓄熱材１２は外管１０ｂ表面に固定（固着）されている必要はなく、例えば図示しない撹拌機を設け、熱によって蓄熱材１２が流動性を有した時に、蓄熱材１２を攪拌するようにしてもよい。さらに、外管１０ｂに第３の熱交換器を固定し、当該第３の熱交換器を通流する別の冷媒によって、外管１０ｂを通流する冷媒の熱を回収及び蓄熱するようにしてもよい。このようにすることにより、外管１０ｂに固定された第３の熱交換器を通流する冷媒の量を任意に変更できるため、蓄熱量を任意に設定することができる。さらに、外管１０ｂと蓄熱材１２との伝熱面積を拡げるために、例えば外管１０ｂの表面に溝（螺旋溝等）を設ける等の加工を施してもよい。また、内管１０ａと外管１０ｂとの伝熱面積を拡げるために、それぞれの部材に適宜溝（螺旋溝等）を設ける等の加工を施してもよい。 For example, in the example of FIG. 1, although it has set as the structure which accommodates the inner tube 10a, the outer tube 10b, and the thermal storage material 12 in the thermal storage tank 11, it is made to wind the sheet-like thermal storage material 12 on the outer tube 10b surface, for example. Also good. Moreover, the heat storage material 12 does not need to be fixed (adhered) to the outer tube 10b surface. For example, a heat stirrer 12 (not shown) is provided, and the heat storage material 12 is stirred when the heat storage material 12 has fluidity by heat. It may be. Furthermore, the third heat exchanger is fixed to the outer tube 10b, and the heat of the refrigerant flowing through the outer tube 10b is recovered and stored by another refrigerant flowing through the third heat exchanger. Also good. By doing in this way, since the quantity of the refrigerant | coolant which flows through the 3rd heat exchanger fixed to the outer tube | pipe 10b can be changed arbitrarily, heat storage amount can be set arbitrarily. Furthermore, in order to expand the heat transfer area between the outer tube 10b and the heat storage material 12, for example, a process such as providing a groove (such as a spiral groove) on the surface of the outer tube 10b may be performed. Further, in order to expand the heat transfer area between the inner tube 10a and the outer tube 10b, each member may be subjected to processing such as appropriately providing a groove (such as a spiral groove).

また、過冷却用熱交換器１０の構成も図１及び図２の例に何ら限定されず、気体と液体とを分離可能なものであればどのようなものであってもよい。過冷却用熱交換器１０の外形状は円筒形状であってもよく、角柱形状であってもよい。ただし、冷媒と蓄熱材１２との間で効率よく熱交換を行わせる観点から、過冷却用熱交換器１０の外形状は図２に示す円筒形状であることが好ましい。 Also, the configuration of the supercooling heat exchanger 10 is not limited to the example of FIGS. 1 and 2, and any configuration may be used as long as the gas and the liquid can be separated. The outer shape of the supercooling heat exchanger 10 may be cylindrical or prismatic. However, from the viewpoint of efficiently exchanging heat between the refrigerant and the heat storage material 12, the outer shape of the supercooling heat exchanger 10 is preferably a cylindrical shape shown in FIG.

さらに、図３及び図５を参照しながら説明した運転モード及び運転フローは、空気調和機１に適用可能な運転モード及び運転フローの一例であり、適宜変更して実施することができる。従って、例えば除霜運転や暖房蓄熱利用運転（除霜）を行わないことができる。また、前記の例では、制御部１４は、蓄熱材１２からの熱が伝達された冷媒を室外熱交換器４（第１熱交換器）に通流して除霜を行っているが、必要に応じて、室内熱交換器７（第２熱交換器）に通流して除霜を行うようにしてもよい。また、室外熱交換器４（第１熱交換器）及び室内熱交換器７（第２熱交換器）に冷媒を通流し、除霜を行うようにしてもよい。 Furthermore, the operation mode and the operation flow described with reference to FIGS. 3 and 5 are examples of the operation mode and the operation flow applicable to the air conditioner 1, and can be implemented with appropriate changes. Therefore, for example, it is not possible to perform a defrosting operation or a heating heat storage use operation (defrosting). Moreover, in the said example, although the control part 14 is flowing through the refrigerant | coolant with which the heat | fever from the thermal storage material 12 was transmitted to the outdoor heat exchanger 4 (1st heat exchanger), it defrosts, it is necessary. Accordingly, the defrosting may be performed by flowing through the indoor heat exchanger 7 (second heat exchanger). Further, the refrigerant may be passed through the outdoor heat exchanger 4 (first heat exchanger) and the indoor heat exchanger 7 (second heat exchanger) to perform defrosting.

また、流路切替弁として図示の例では四方弁を用いているが、四方弁を設ける代わりに、例えば複数の制御弁を組み合わせる等して流路を制御してもよい。 In the illustrated example, a four-way valve is used as the flow path switching valve. However, instead of providing the four-way valve, the flow path may be controlled by combining a plurality of control valves, for example.

さらに、図３を参照しながら説明した各弁の制御も図示の制御に何ら限定されず、任意に変更して制御すればよい。また、例えば各弁の流量制御の開度も特に制限されず、任意に決定すればよい。 Furthermore, the control of each valve described with reference to FIG. 3 is not limited to the illustrated control, and may be arbitrarily changed and controlled. Further, for example, the opening degree of the flow control of each valve is not particularly limited, and may be arbitrarily determined.

また、冷媒循環サイクルに用いられる冷媒として、従来Ｒ２２やＲ４１０Ａが用いられているが、これらの冷媒よりもＧＷＰ（ＧＷＰ（Global Warming Potential）：ＣＯ_２＝１とした場合の地球温暖化係数）が小さい冷媒のＲ３２（Ｒ３２冷媒）を用いてもよい。Ｒ３２冷媒は、Ｒ４１０ＡやＲ２２よりも同じ温度での蒸発潜熱が大きいため、同じ冷媒循環流量でより大きな能力を得られる。その際、冷媒循環流量が多い高い能力では吐出温度の高さが問題となるが、バイパス流量を増加させることにより、蒸発能力を維持したまま、吸込冷媒の乾き度を下げ、吐出温度を下げることができる。さらにバイパス流量が増加することで蓄熱槽への熱交換が促進される。 In addition, R22 and R410A are conventionally used as the refrigerant used in the refrigerant circulation cycle, but GWP (Global Warming Potential (GWP): Global Warming Potential when CO ₂ = 1) is higher than these refrigerants. A small refrigerant R32 (R32 refrigerant) may be used. Since the R32 refrigerant has a larger latent heat of vaporization at the same temperature than R410A and R22, a larger capacity can be obtained with the same refrigerant circulation flow rate. At that time, the high discharge temperature is a problem with high capacity with a large refrigerant circulation flow rate, but by increasing the bypass flow rate, the dryness of the suction refrigerant is lowered and the discharge temperature is lowered while maintaining the evaporation capacity. Can do. Furthermore, heat exchange to the heat storage tank is promoted by increasing the bypass flow rate.

１空気調和機
２圧縮機
３四方弁（流路切替弁）
４室外熱交換器（第１熱交換器）
５第１膨張弁（第１通流制御手段）
６第２膨張弁（第２通流制御手段）
７室内熱交換器（第２熱交換機）
９過冷却用膨張弁（第３通流制御手段）
１０過冷却用熱交換器
１２蓄熱材 1 Air conditioner 2 Compressor 3 Four-way valve (flow path switching valve)
4 Outdoor heat exchanger (first heat exchanger)
5 First expansion valve (first flow control means)
6 Second expansion valve (second flow control means)
7 Indoor heat exchanger (second heat exchanger)
9 Supercooling expansion valve (third flow control means)
10 Heat exchanger for supercooling 12 Heat storage material

Claims

A compressor, a first heat exchanger, a second heat exchanger, and a supercooling heat exchanger, the compressor, the first heat exchanger, the supercooling heat exchanger, and The second heat exchanger includes a refrigerant circulation cycle in which pipes are connected in this order,
A bypass circuit branched from the refrigerant circulation cycle between the first heat exchanger and the supercooling heat exchanger and joined to the suction side of the compressor;
In the supercooling heat exchanger, the supercooling heat exchanger has the refrigerant so that heat exchange is performed between the refrigerant flowing through the refrigerant circulation cycle and the refrigerant flowing through the bypass circuit. A circulation cycle and the bypass circuit are connected,
An air conditioner, wherein a heat storage material is disposed in the supercooling heat exchanger.

The refrigerant circulation cycle is provided with first flow control means and second flow control means,
The air conditioner according to claim 1, wherein the bypass circuit is provided with third flow control means.

The supercooling heat exchanger is a double pipe heat exchanger comprising an inner pipe and an outer pipe,
The refrigerant circulation cycle is connected to the inner pipe,
The bypass circuit is connected to the outer pipe,
The air conditioner according to claim 1 or 2, wherein the heat storage material is disposed outside the outer tube.

During operation of the compressor, at least the refrigerant circulation cycle is allowed to pass through the refrigerant, and heat stored in the heat storage material is stored in the heat storage material by the heat discharged from the compressor.
The apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that performs control for transferring heat stored in the heat storage material to the refrigerant flowing through the refrigerant circulation cycle after heat storage in the heat storage material. The air conditioner described.

The said control part flows the refrigerant | coolant to which the heat | fever from the said thermal storage material was transmitted to at least one of a said 1st heat exchanger and a said 2nd heat exchanger, and performs defrosting, It is characterized by the above-mentioned. Air conditioner as described in.

The air conditioner according to claim 1 or 2, characterized in that R32 is used as a refrigerant through which the refrigerant circulation cycle flows.