JP2023146975A - 空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】快適性の低下を抑制しつつ、消費電力を低減する。【解決手段】空気調和機１は、圧縮機１１と、冷媒の熱を用いて室内を暖房する室内機３と、室内の温度を検出する室温センサ３７と、室温センサ３７の検出値が設定温度となるように圧縮機１１を制御する制御装置と、冷媒の熱を用いて加熱される蓄熱部３５と、圧縮機１１が最低回転数で駆動し、且つ、室温センサ３７の検出値が設定温度を上回っているときときに冷媒の熱を用いて蓄熱部３５を加熱する蓄熱回路３１とを備えている。【選択図】図１

Description

本開示の技術は、空気調和機に関する。

冷媒回路に蓄熱槽を備え、暖房運転時に要求される空調能力を低下させることで圧縮機回転数が運転効率の悪い低回転数になった場合において、圧縮機回転数を増加させ、圧縮機の回転数を増加させたことにより余剰となった冷媒の熱（余剰熱）を蓄熱槽に蓄熱する蓄熱式空気調和機が知られている（特許文献１）。このような蓄熱式空気調和機は、たとえば、室外熱交換器が加熱される除霜運転に、蓄熱された熱を利用する。これにより、圧縮機の運転効率向上を目的として圧縮機の回転数を増加させることで消費される電力を熱に変換して蓄熱し、その熱を除霜運転に利用するので、無駄な電力消費を減らし、省エネ性を向上させることができる。

特開２０１６－１２５８０８号公報

しかしながら、このような蓄熱式空気調和機は、余剰となった冷媒の熱を蓄熱するとき圧縮機の回転数は増加した状態になるため、室外熱交換器が冷却されることによる着霜を助長してしまう。このため、除霜運転が長時間化したり、除霜運転を行う頻度が増えたりして暖房運転が停止する時間が長くなり、利用者の快適性が低下することがある。従って、従来は省エネ性の向上と快適性の低下の抑制を両立することが難しかった。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、省エネ性を向上させつつ快適性の低下を抑制する空気調和機を提供することを目的とする。

本開示の一態様による空気調和機は、圧縮機と室外熱交換器を有する室外機と、室内熱交換器を有し室外機から供給された熱を用いて室内を暖房する室内機と、前記室内の温度を検出する室温センサと、蓄熱部を有し前記室外機で生成した熱を前記蓄熱部に蓄熱する蓄熱回路と、制御部と、を備え、前記制御部は、前記室温センサの検出値が設定温度となるように前記圧縮機の回転数を制御し、前記圧縮機が最低回転数で駆動し、且つ、前記室温センサの検出値が前記設定温度を超えているときに前記蓄熱回路を動作させる。

開示の空気調和機は、省エネ性を向上させつつ快適性の低下を抑制することができる。

図１は、実施例１の空気調和機を示す回路図である。 図２は、実施例１の空気調和機を示すブロック図である。 図３は、蓄熱運転が必要であるか否かを判定する動作を示すフローチャートである。 図４は、実施例２の空気調和機を示す回路図である。

以下に、本願が開示する実施形態にかかる空気調和機について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の記載により本開示の技術が限定されるものではない。また、以下の記載においては、同一の構成要素に同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。

図１は、実施例１の空気調和機１を示す回路図である。空気調和機１は、室外機２と室内機３とを備えている。室外機２は、屋外に設置されている。室内機３は、空気調和機１により冷暖房される室内に設置されている。空気調和機１は、冷媒回路５と水回路６とをさらに備えている。冷媒回路５は冷媒が循環する流路が形成されている。水回路６は他の冷媒として熱媒体（以下の説明では水）が循環する流路が形成されている。なお、水回路６を循環する熱媒体は不凍液等でも良い。冷媒回路５は、室外機２の内部に配置されている。冷媒回路５は、圧縮機１１と四方弁１２と室外熱交換器１４と膨張弁１５と中間熱交換器１６とを備えている。

圧縮機１１は、吸入管１７と吐出管１８とを備えている。圧縮機１１は、吸入管１７を介して供給される低圧気相冷媒を圧縮機回転数に応じて圧縮し、低圧気相冷媒が圧縮されることにより生成された高圧気相冷媒を吐出管１８に吐出する。

四方弁１２は、第１接続口１２１と第２接続口１２２と第３接続口１２３と第４接続口１２４とを備えている。第１接続口１２１は、吸入管１７を介して圧縮機１１に接続されている。第２接続口１２２は、吐出管１８を介して圧縮機１１に接続されている。第３接続口１２３は、室外熱交換器１４に接続されている。第４接続口１２４は、中間熱交換器１６に接続されている。四方弁１２は、冷房モードと暖房モードとのうちの１つのモードに切り替えられる。四方弁１２は、暖房モードに切り替えられているときに、第２接続口１２２を第４接続口１２４に接続し、第３接続口１２３を第１接続口１２１に接続する。四方弁１２は、冷房モードに切り替えられているときに、第２接続口１２２を第３接続口１２３に接続し、第４接続口１２４を第１接続口１２１に接続する。

室外熱交換器１４は、膨張弁１５に接続されている。中間熱交換器１６は、膨張弁１５に接続されている。

水回路６は、ポンプ２１と室内熱交換器２２とを備えている。ポンプ２１は、室外機２の内部に配置されている。ポンプ２１は、中間熱交換器１６に接続され、室内熱交換器２２に接続されている。ポンプ２１は、中間熱交換器１６から供給される水を室内熱交換器２２に供給し、水回路６に水を循環させる。室内熱交換器２２は、室内機３の内部に配置されている。室内熱交換器２２は、中間熱交換器１６に接続されている。

空気調和機１は、蓄熱回路３１をさらに備えている。蓄熱回路３１は、室外機２の内部に配置されている。蓄熱回路３１には、蓄熱用流路３２が形成されている。水回路６のうちのポンプ２１と室内熱交換器２２との間の第１流路３３は、蓄熱用流路３２を介して、室内熱交換器２２と中間熱交換器１６との間の第２流路３４に接続されている。蓄熱回路３１は、蓄熱部３５と蓄熱回路弁３６とを備えている。蓄熱部３５は、水より比熱が大きい物質から形成されている。蓄熱部３５は、蓄熱用流路３２を流れる水に貯留する。蓄熱回路弁３６は、第１流路３３と第２流路３４とが接続されるように開放したり、第１流路３３と第２流路３４とが接続されないように蓄熱用流路３２を遮断したりする。

図２は、実施例１の空気調和機１を示すブロック図である。空気調和機１は、室外ファン４１と室内ファン４２と制御装置４３とを備えている。室外ファン４１は、室外機２の内部に配置されている。室外ファン４１は、制御装置４３に制御され、室外熱交換器１４と外気が熱交換するように、外気を送風する。室内ファン４２は、室内機３の内部に配置されている。室内ファン４２は、制御装置４３に制御され、室内熱交換器２２と室内の空気が熱交換するように、かつ、室内熱交換器２２に熱交換した室内の空気が室内機３から室内に吹き出るように、室内の空気を送風する。

制御装置４３は、コンピュータであり、記憶装置４４とＣＰＵ４５（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）とを備えている。記憶装置４４は、制御装置４３にインストールされるコンピュータプログラムを記憶し、ＣＰＵ４５により利用される情報を記憶する。ＣＰＵ４５は、制御装置４３にインストールされるコンピュータプログラムを実行することにより、情報処理し、記憶装置４４を制御する。

制御装置４３は、圧縮機１１と四方弁１２と蓄熱回路弁３６と室外ファン４１と室内ファン４２とを制御する。記憶装置４４には、最低回転数と回転数閾値と閾時間とが記憶されている。最低回転数は、圧縮機１１に固有の値を示し、圧縮機１１は、最低回転数より小さい圧縮機回転数で駆動できない。回転数閾値は、圧縮機１１に固有の値を示し、圧縮機１１の運転効率が８０％以上となる範囲のうち最小となる回転数である。すなわち、回転数閾値より小さい回転数で圧縮機１１が低圧気相冷媒を圧縮するときの効率は、回転数閾値の回転数で圧縮機１１が低圧気相冷媒を圧縮するときの効率より低い。なお、回転数閾値は最低回転数より大きい。また、室内機３は室内温度を検出する室温センサ３７を備える。

空気調和機１が実行する動作は、冷房運転と暖房運転と蓄熱運転と除霜運転とを含んでいる。
［冷房運転］
冷房運転は、たとえば、空気調和機１がユーザにより操作されたときに実行される。制御装置４３は、空気調和機１が冷房運転を実行するときに、四方弁１２を制御し、四方弁１２のモードを冷房モードに切り替える。制御装置４３は、ユーザにより設定された設定温度と、室温センサ３７が検出した室温との温度差に基づいて圧縮機１１の回転数を算出し、算出した回転数となるように圧縮機１１を制御して、吸入管１７を介して供給された低圧気相冷媒を圧縮する。低圧気相冷媒は、圧縮機１１により圧縮されることにより、高圧気相冷媒に状態変化する。圧縮機１１は、高圧気相冷媒を吐出管１８に吐出する。四方弁１２が冷房モードに切り替えられていることにより、吐出管１８に吐出された高圧気相冷媒は室外熱交換器１４に供給される。

制御装置４３は、室外ファン４１を制御し、外気が室外熱交換器１４と熱交換するように、外気を送風する。室外熱交換器１４は、四方弁１２から供給された高圧気相冷媒と外気とを熱交換し、高圧気相冷媒を冷却し、外気を加熱する。高圧気相冷媒は、冷却されることにより、過冷却状態の高圧液相冷媒に状態変化する。すなわち、室外熱交換器１４は、空気調和機１が冷房運転を実行するときに、凝縮器として機能する。室外熱交換器１４から流出した高圧液相冷媒は膨張弁１５に供給される。

膨張弁１５は、室外熱交換器１４から中間熱交換器１６に流れる冷媒の流量を調節し、室外熱交換器１４から供給された高圧液相冷媒を減圧する。高圧液相冷媒は、減圧されることにより、湿り度が高い状態の低圧気液二相冷媒に状態変化する。膨張弁１５から流出した低圧気液二相冷媒は中間熱交換器１６に供給される。

中間熱交換器１６は、冷房運転時において、膨張弁１５から流出した低圧気液二相冷媒と、水回路６を循環する水とを熱交換し、水を冷却し、低圧気液二相冷媒を加熱する。低圧気液二相冷媒は、中間熱交換器１６により加熱されることにより、低圧気相冷媒に状態変化する。すなわち、中間熱交換器１６は、空気調和機１が冷房運転を実行するときに、蒸発器として機能する。中間熱交換器１６から流出した低圧気相冷媒は四方弁１２に供給される。四方弁１２に供給された低圧気相冷媒は、四方弁１２が冷房モードに切り替えられていることにより、吸入管１７を介して圧縮機１１に供給される。

制御装置４３は、空気調和機１が冷房運転を実行するときに、蓄熱回路弁３６を制御し、水が蓄熱用流路３２を流れないように、蓄熱用流路３２を遮断する。これは、蓄熱回路弁３６を開いて蓄熱部３５内の水が水回路６内を循環することを防ぐためである。蓄熱部３５内の水が水回路６内を循環すると、水回路６の熱容量が増加するため室内熱交換器２２に流入させる水の温度が下がりにくくなる。ポンプ２１は、水回路６に水を循環させる。その結果、中間熱交換器１６により冷却された水は室内熱交換器２２に供給される。室内熱交換器２２は、ポンプ２１から供給された水と、室内機３が設置された室内の空気とを熱交換することにより、水を加熱し、室内の空気を冷却する。加熱された水は、水回路６を循環することにより、中間熱交換器１６に供給される。制御装置４３は、室内ファン４２を制御し、室内の空気が室内熱交換器２２と熱交換するように、かつ、室内熱交換器２２により冷却された空気が室内に吹き出すように、室内の空気を送風する。すなわち、室内機３は、室内熱交換器２２が室内の空気を冷却することにより、室内を冷房する。

［暖房運転］
暖房運転は、たとえば、空気調和機１がユーザにより操作されたときに実行される。制御装置４３は、空気調和機１が暖房運転を実行するときに、四方弁１２を暖房モードに切り替える。制御装置４３は、ユーザにより設定された設定温度と、室内の室温との温度差に基づいて圧縮機１１の回転数を算出し、算出した回転数となるように圧縮機１１を制御して、吸入管１７を介して供給された低圧気相冷媒を圧縮する。低圧気相冷媒は、圧縮機１１により圧縮されることにより、高圧気相冷媒に状態変化する。圧縮機１１は、高圧気相冷媒を吐出管１８に吐出する。四方弁１２が暖房モードに切り替えられていることにより、吐出管１８に吐出された高圧気相冷媒は中間熱交換器１６に供給される。

中間熱交換器１６は、暖房運転時において、四方弁１２から流出した高圧気相冷媒と、水回路６を循環する水とを熱交換し、水を加熱し、高圧気相冷媒を冷却する。高圧気相冷媒は、中間熱交換器１６により冷却されることにより、過冷却状態の高圧液相冷媒に状態変化する。すなわち、中間熱交換器１６は、空気調和機１が暖房運転を実行するときに、凝縮器として機能する。中間熱交換器１６から流出した高圧液相冷媒は膨張弁１５に供給される。

膨張弁１５は、中間熱交換器１６から室外熱交換器１４に流れる冷媒の流量を調節し、室外熱交換器１４から供給された高圧液相冷媒を減圧する。高圧液相冷媒は、減圧されることにより、湿り度が高い状態の低圧気液二相冷媒に状態変化する。膨張弁１５から流出した低圧気液二相冷媒は室外熱交換器１４に供給される。

制御装置４３は、室外ファン４１を制御し、外気が室外熱交換器１４と熱交換するように、外気を送風する。室外熱交換器１４は、膨張弁１５から供給された低圧気液二相冷媒と外気とを熱交換し、低圧気液二相冷媒を加熱し、外気を冷却する。低圧気液二相冷媒は、加熱されることにより、湿り度が低い状態の低圧気相冷媒に状態変化する。すなわち、室外熱交換器１４は、空気調和機１が暖房運転を実行するときに、凝縮器として機能する。室外熱交換器１４から流出した低圧気相冷媒は四方弁１２に供給される。四方弁１２が暖房モードに切り替えられていることにより、室外熱交換器１４から流出した低圧気相冷媒は吸入管１７に供給され、吸入管１７を介して低圧気相冷媒を圧縮機１１に供給される。

制御装置４３は、空気調和機１が暖房運転を実行するときに、蓄熱回路弁３６を制御し、水が蓄熱用流路３２を流れないように、蓄熱用流路３２を遮断する。これは、蓄熱回路弁３６を開いて蓄熱部３５内の水が水回路６内を循環することを防ぐためである。蓄熱部３５内の水が水回路６内を循環すると、水回路６の熱容量が増加するため室内熱交換器２２に流入させる水の温度が上がりにくくなる。ポンプ２１は、水回路６に水を循環させる。その結果、中間熱交換器１６により加熱された水は室内熱交換器２２に供給される。室内熱交換器２２は、ポンプ２１から供給された水と、室内機３が設置された室内の空気とが熱交換することにより、水を冷却し、室内の空気を加熱する。加熱された水は、水回路６を循環することにより、中間熱交換器１６に供給される。制御装置４３は、室内ファン４２を制御し、室内の空気が室内熱交換器２２に熱交換するように、かつ、室内熱交換器２２により加熱された空気が室内に吹き出すように、室内の空気を送風する。すなわち、室内機３は、室外機２から供給された熱で室内の空気を加熱することにより、室内を暖房する。

蓄熱回路３１は、空気調和機１が暖房運転を実行するときに、水が蓄熱用流路３２を流れないことにより、水の熱を蓄熱部３５に蓄熱していない。空気調和機１は、蓄熱回路３１が蓄熱していないことにより、暖房運転が実行されるときに電力が蓄熱するために余分に消費されることがなく、消費電力を低減することができる。

［蓄熱運転］
蓄熱運転は、暖房運転が実行されている最中で、かつ、制御装置４３により蓄熱運転が可能であると判定されたときに、実行される。図３は、蓄熱運転が可能であるか否かを判定する動作を示すフローチャートである。記憶装置４４は、暖房運転が実行されている最中に、間欠的に、ユーザにより設定された設定温度と、室内の室温との温度差に応じて予め設定された圧縮機１１へ要求する回転数（以下の説明では要求回転数）が記憶されている。要求回転数は、温度差に応じて予め設定された圧縮機１１へ要求する回転数の増減値であって、温度差が大きいほど大きい。制御装置４３は、室温センサ３７が検出した室温が設定温度以下であるか否かを判定する。具体的には、室温センサ３７が検出した室温が設定温度＋α℃（正の値例えば０．５℃）未満であるか否かを判定する（ステップＳ１）。αは圧縮機１１が停止するサーモオフ条件（例えば１．５℃）と比較して小さい値（例えば０．１℃以上、１．５℃未満の任意の値）が設定される。サーモオフとは、再び室温が設定温度より低い温度になるまで暖房運転を中止する状態である。

制御装置４３は、室温が設定温度＋α℃未満のときに（ステップＳ１、Ｙｅｓ）、要求回転数に応じて低圧気相冷媒を圧縮する圧縮機１１の制御を維持する。制御装置４３は、室温が設定温度＋α℃未満のときに、圧縮機１１の回転数が、記憶装置４４に記録されている回転数閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ２）。制御装置４３は、圧縮機１１の回転数が回転数閾値以上であるときに（ステップＳ２、Ｎｏ）、ステップＳ１～Ｓ２の処理を繰り返して実行する。回転数閾値は、圧縮機１１に固有の値を示し、圧縮機１１の運転効率が８０％以上となる範囲のうち最小となる回転数である。すなわち、回転数閾値より小さい回転数で圧縮機１１が低圧気相冷媒を圧縮するときの効率は、回転数閾値の回転数で圧縮機１１が低圧気相冷媒を圧縮するときの効率より低い。なお、回転数閾値は最低回転数より大きい。また、室内機３は室内温度を検出する室温センサ３７を備える。

制御装置４３は、圧縮機１１の回転数が回転数閾値未満であるときに（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、除霜運転の開始予定時刻までの残り時間が、記憶装置４４に記録されている閾時間（例えば５分）未満であるか否かを判定する（ステップＳ３）。除霜運転の開始予定時刻は、予め定められた所定条件の暖房運転が開始した時刻から、予め定められた所定時間だけ経過した時刻を示している。制御装置４３は、残り時間が閾時間以上であるときに（ステップＳ３、Ｎｏ）、圧縮機１１を制御し、要求回転数に応じて低圧気相冷媒を圧縮し、ステップＳ１～Ｓ３の処理を繰り返して実行する。制御装置４３は、圧縮機１１の回転数が回転数閾値未満であるときで（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、かつ、残り時間が閾時間未満であるときに（ステップＳ３、Ｙｅｓ）、圧縮機１１を制御し、圧縮機１１の回転数を回転数閾値以上に上昇させる（ステップＳ４）。

制御装置４３は、圧縮機１１の回転数を上昇させた後に、または、室温が設定温度＋α℃以上のときに（ステップＳ１、Ｎｏ）、蓄熱運転を実行して蓄熱回路３１を動作させる（ステップＳ５）。すなわち、制御装置４３は、蓄熱回路弁３６を制御し、水が蓄熱用流路３２を流れるように、蓄熱回路弁３６を開放する。圧縮機１１の回転数を上昇させることで、室内熱交換器２２に供給される熱の量は暖房に必要な熱量に対して過剰となる。そのため、その余剰となった熱を蓄熱回路３１に蓄熱する。蓄熱回路３１は、蓄熱回路弁３６が開放されていることにより、ポンプ２１から供給された水を蓄熱部３５に熱交換させ、蓄熱部３５を加熱し、水を冷却する。すなわち、空気調和機１は、蓄熱運転が実行されているときに、水の熱を蓄熱部３５に蓄熱し、水を介して冷媒の熱を蓄熱部３５に蓄熱している。

空気調和機１は、除霜運転が開始されるまでの残り時間が閾時間未満になるまで蓄熱運転が実行されないことにより、蓄熱運転が実行されることにより室外熱交換器１４への着霜が助長されることを抑制することができる。また、余剰となる電力を熱に変換して蓄熱し、その熱を除霜運転に利用するので、無駄な電力消費を減らし、省エネ性を向上させることができる。さらに、空気調和機１は、蓄熱運転が実行されるときに、回転数閾値以上の回転数で圧縮機１１が冷媒を圧縮することにより、運転効率の良い回転数で圧縮機１１を駆動させた状態で蓄熱運転を実行することができる。空気調和機１は、室温が設定温度＋α℃以上のときに蓄熱運転が実行されることにより、余剰となった熱を蓄熱回路３１に蓄熱し除霜運転に利用することができる。

［除霜運転］
除霜運転は、予め定められた所定条件の暖房運転が、予め定められた所定時間以上に連続して実行された後に、実行される。制御装置４３は、空気調和機１が除霜運転を実行するときに、四方弁１２を制御し、四方弁１２のモードを冷房モードに切り替える。制御装置４３は、圧縮機１１を制御し、吸入管１７を介して供給された低圧気相冷媒を所定の回転数で圧縮する。低圧気相冷媒は、圧縮機１１により圧縮されることにより、高圧気相冷媒に状態変化する。圧縮機１１は、高圧気相冷媒を吐出管１８に吐出する。四方弁１２は、冷房モードに切り替えられていることにより、吐出管１８に吐出された高圧気相冷媒を室外熱交換器１４に供給する。

制御装置４３は、室外ファン４１を制御し、外気が送風されないように、室外ファン４１を停止させる。室外熱交換器１４は、四方弁１２から供給された高圧気相冷媒と、室外熱交換器１４に着霜した霜とを熱交換し、高圧気相冷媒を冷却し、室外熱交換器１４に着霜した霜を加熱する。高圧気相冷媒は、冷却されることにより、過冷却状態の高圧液相冷媒に状態変化する。すなわち、室外熱交換器１４は、空気調和機１が除霜運転を実行するときに、凝縮器として機能する。加熱された霜は、室外熱交換器１４から融け落ち、空気調和機１は、除霜運転が実行されることにより、室外熱交換器１４を除霜することができる。室外熱交換器１４は、さらに、高圧液相冷媒を膨張弁１５に供給する。

膨張弁１５は、室外熱交換器１４から中間熱交換器１６に流れる冷媒の流量を調節し、室外熱交換器１４から供給された高圧液相冷媒を膨張させる。高圧液相冷媒は、膨張することにより、湿り度が高い状態の低圧気液二相冷媒に状態変化する。膨張弁１５は、さらに、低圧気液二相冷媒を中間熱交換器１６に供給する。

中間熱交換器１６は、膨張弁１５から供給された低圧気液二相冷媒と、水回路６を循環する水とを熱交換し、水を冷却し、低圧気液二相冷媒を加熱する。低圧気液二相冷媒は、中間熱交換器１６により加熱されることにより、低圧気相冷媒に状態変化する。すなわち、中間熱交換器１６は、空気調和機１が除霜運転を実行するときに、蒸発器として機能する。中間熱交換器１６は、さらに、低圧気相冷媒を四方弁１２に供給する。四方弁１２は、冷房モードに切り替えられていることにより、中間熱交換器１６から供給された低圧気相冷媒を、吸入管１７を介して圧縮機１１に供給する。

制御装置４３は、空気調和機１が除霜運転を実行するときに、蓄熱回路弁３６を制御し、水が蓄熱用流路３２を流れるように、蓄熱回路弁３６を開放する。ポンプ２１は、中間熱交換器１６から供給された水を室内熱交換器２２と蓄熱回路３１とに供給し、水を水回路６に循環させる。室内熱交換器２２は、ポンプ２１から供給された水と室内熱交換器２２とを熱交換することにより、水を加熱し、室内熱交換器２２を冷却する。制御装置４３は、室内ファン４２を制御し、空気が室内機３から室内に吹き出さないように、室内ファン４２を停止させる。空気調和機１は、空気調和機１が除霜運転を実行するときに、室内ファン４２が停止していることにより、室内の空気が室内熱交換器２２により冷却されることを防止することができ、快適性の低下を抑制することができる。

蓄熱回路３１は、蓄熱回路弁３６が開放されていることにより、ポンプ２１から供給された水を蓄熱部３５に熱交換させ、蓄熱部３５を冷却し、水を加熱する。すなわち、蓄熱回路３１は、除霜運転が実行されているときに、蓄熱部３５に蓄熱された熱を用いて水を加熱する。室内熱交換器２２または蓄熱回路３１に加熱された水は、ポンプ２１が水を水回路６に循環させていることにより、中間熱交換器１６に供給される。

すなわち、空気調和機１は、除霜運転が実行されているときに、蓄熱部３５に蓄熱された熱を用いて室外熱交換器１４を加熱することができ、蓄熱部３５に蓄熱された熱を用いて室外熱交換器１４を除霜することができる。空気調和機１は、蓄熱部３５に蓄熱された熱を用いて室外熱交換器１４が加熱されることにより、室外熱交換器１４を加熱するための熱を室内空気から得る量を減らすことができるので室内熱交換器２２を過剰に冷却することなく、室外熱交換器１４を加熱することができ、室内を過剰に冷却しないように、除霜運転時の快適性の低下を抑制することができる。

［実施例１の空気調和機１の効果］
実施例１の空気調和機１は、圧縮機１１と室内機３と制御装置４３と蓄熱回路３１とを備えている。圧縮機１１は、冷媒回路５に冷媒を循環させる。室内機３は、室内熱交換器２２に供給される冷媒の熱を用いて室内を暖房する。蓄熱回路３１は、圧縮機１１が最低回転数で駆動し、且つ、室温が設定温度を超えた（設定温度＋α℃以上）ときに冷媒の熱を用いて蓄熱部３５を加熱する。

実施例１の空気調和機１は、圧縮機１１が最低回転数で駆動し、且つ、室温が設定温度を超えた（設定温度＋α℃以上）ときに、生成された熱が蓄熱部３５に蓄熱されることにより、室内を過剰に暖房しないように、快適性の低下を抑制することができる。空気調和機１は、蓄熱部３５に蓄熱された熱を有効利用することにより、消費電力を低減することができる。

また、実施例１の空気調和機１の蓄熱回路３１は、さらに、外気と冷媒とが熱交換する熱交換器が加熱される除霜運転が実行されるときに、蓄熱部３５の熱を用いて冷媒を加熱する。実施例１の空気調和機１は、蓄熱部３５に蓄熱された熱を除霜運転に利用することにより、除霜運転時の室温の低下を抑制することができる。

また、実施例１の空気調和機１の制御装置４３は、除霜運転が開始されるまでの残り時間が、予め定められた閾時間以上であるときに、圧縮機回転数が要求回転数に等しくなるように、圧縮機１１を制御する。制御装置４３は、残り時間が閾時間未満であるときに、圧縮機回転数が現在の回転数より大きくなるように、圧縮機１１を制御し、冷媒の熱を用いて蓄熱部３５を加熱する。実施例１の空気調和機１は、除霜運転の開始までの残り時間が閾時間以上であるときに、圧縮機回転数を上昇させないことにより、室外熱交換器１４への着霜を助長することがない。実施例１の空気調和機１は、除霜運転の開始までの残り時間が閾時間未満であるときに圧縮機回転数を現在の回転数より大きくすることにより、長時間大きい回転数で圧縮機を運転することによる着霜量の増加を抑えつつ、除霜運転の前に多くの熱を蓄熱することができ、室外熱交換器１４を適切に除霜することができる。

また、実施例１の空気調和機１の蓄熱回路３１は、圧縮機１１の現在の回転数が回転数閾値以上であるときに、冷媒の熱を用いて蓄熱部３５を加熱しないで、暖房運転を継続する。蓄熱回路３１は、圧縮機１１の現在の回転数が回転数閾値未満であるときに、圧縮機回転数が回転数閾値以上になるように、圧縮機１１を制御し、冷媒の熱を用いて蓄熱部３５を加熱する。圧縮機１１は、回転数閾値以上である圧縮機回転数に応じて冷媒が圧縮されるときに、圧縮機１１の運転効率が良い運転をすることができる。実施例１の空気調和機１は、圧縮機１１の回転数が回転数閾値以下、つまり、運転効率が良く運転しているときに圧縮機回転数を上昇させないで、運転効率が低い運転のときに、圧縮機回転数を回転数閾値以上に上昇させて蓄熱運転を実行する。

ところで、既述の実施例１の空気調和機１の蓄熱部３５は、蓄熱用流路３２を流れる水に熱交換することにより蓄熱しているが、水を貯留する貯湯タンクに置換されてもよい。貯湯タンクは、水を貯留し、蓄熱回路弁３６が開放しているときに、ポンプ２１から供給される水を、貯留された水と入れ替える。すなわち、貯湯タンクは、蓄熱回路弁３６が開放しているときに、加熱された高温水を貯留することにより水の熱を蓄熱することができる。貯湯タンクは、蓄熱回路弁３６が開放しているときに、貯留された高温水を中間熱交換器１６に供給することにより、蓄熱された熱を暖房に利用することができる。空気調和機１は、このような貯湯タンクが利用された場合でも、既述の実施例１の空気調和機１と同様に、消費電力を低減させて省エネ性を向上させつつ、快適性の低下を抑制することができる。

ところで、既述の実施例１の空気調和機１の蓄熱回路３１は、蓄熱回路弁３６を用いて水が蓄熱用流路３２を流れるようにしたり蓄熱用流路３２を流れないようにしたりしているが、開閉弁をさらに備えていてもよい。開閉弁は、冷房運転または暖房運転または蓄熱運転が実行されるときに、制御装置４３に制御され、水が室内熱交換器２２を流れるようにする。開閉弁は、除霜運転が実行されるときに、制御装置４３に制御され、水が室内熱交換器２２を流れないようにする。空気調和機１は、このような開閉弁が利用された場合でも、既述の実施例１の空気調和機１と同様に、消費電力を低減させて省エネ性を向上させつつ、快適性の低下を抑制することができる。

図４は、実施例２の空気調和機を示す回路図である。実施例２の空気調和機は、既述の実施例１の空気調和機１の水回路６が省略され、冷媒回路５が他の冷媒回路６１に置換されている。冷媒回路６１は、既述の実施例１の空気調和機１の冷媒回路５の中間熱交換器１６が室内熱交換器６２に置換され、他の部分は、既述の冷媒回路５と同じである。室内熱交換器６２は、室内機３の内部に配置されている。室内ファン４２は、室内熱交換器６２に室内の空気が熱交換するように、かつ、室内熱交換器６２に熱交換した室内の空気が室内機３から室内に吹き出るように、室内の空気を送風する。

実施例２の空気調和機は、蓄熱回路６３をさらに備えている。蓄熱回路６３は、室外機２の内部に配置されている。蓄熱回路６３には、蓄熱用流路６４が形成されている。冷媒回路６１のうちのポンプ２１と室内熱交換器２２との間の第１流路６５は、蓄熱用流路６４を介して、室内熱交換器２２と中間熱交換器１６との間の第２流路６６に接続されている。蓄熱回路６３は、蓄熱部６７と蓄熱回路弁６８とを備えている。蓄熱部６７は、水より比熱が大きい物質から形成されている。蓄熱部６７は、蓄熱用流路６４を流れる水に熱交換する。蓄熱回路弁６８は、第１流路６５と第２流路６６とが接続されるように開放したり、第１流路６５と第２流路６６とが接続されないように蓄熱用流路６４を遮断したりする。

制御装置４３は、既述の実施例１の空気調和機１と同様に、圧縮機１１と四方弁１２と室外ファン４１と室内ファン４２とを制御し、既述の実施例１の空気調和機１の蓄熱回路弁３６と同様に、蓄熱回路弁６８を制御する。すなわち、制御装置４３は、空気調和機が冷房運転または暖房運転を実行するときに、蓄熱回路弁６８を制御し、水が蓄熱用流路３２を流れないように、蓄熱用流路６４を遮断する。

制御装置４３は、空気調和機が蓄熱運転を実行するときに、蓄熱回路弁６８を制御し、水が蓄熱用流路３２を流れるように、蓄熱用流路６４を開放する。空気調和機は、除霜運転が開始されるまでの残り時間が閾時間未満になるまで蓄熱運転が実行されないことにより、既述の実施例１の空気調和機１と同様に、蓄熱運転が実行されることにより室外熱交換器１４への着霜が助長されることを抑制することができる。また、余剰となる電力を熱に変換して蓄熱し、その熱を除霜運転に利用するので、無駄な電力消費を減らし、省エネ性を向上させることができる。さらに、空気調和機は、蓄熱運転が実行されるときに、回転数閾値以上の回転数で圧縮機１１が冷媒を圧縮することにより、既述の実施例１の空気調和機１と同様に、運転効率の良い回転数で圧縮機１１を駆動させた状態で蓄熱運転を実行することができる。空気調和機は、室温が設定温度＋α℃以上のときに蓄熱運転が実行されることにより、既述の実施例１の空気調和機１と同様に、余剰となった熱を蓄熱回路３１に蓄熱し除霜運転に利用することができる。

制御装置４３は、空気調和機が除霜運転を実行するときに、蓄熱回路弁６８を制御し、水が蓄熱用流路３２を流れるように、蓄熱用流路６４を開放する。空気調和機は、除霜運転が実行されているときに、既述の実施例１の空気調和機１と同様に、蓄熱部６７に蓄熱された熱を用いて室外熱交換器１４を加熱することができ、蓄熱部６７に蓄熱された熱を用いて室外熱交換器１４を除霜することができる。空気調和機は、蓄熱部６７に蓄熱された熱を用いて室外熱交換器１４が加熱されることにより、既述の実施例１の空気調和機１と同様に、室内熱交換器２２を過剰に冷却することなく、室外熱交換器１４を適切に除霜することができる。

既述の実施例１の空気調和機１は、冷媒が室内を経由しないことから、実施例２の空気調和機に比較して、冷媒が室内に漏洩する可能性を低減することができる。

ところで、既述の実施例２の空気調和機の蓄熱回路６３は、蓄熱回路弁６８を用いて冷媒が蓄熱用流路６４を流れるようにしたり蓄熱用流路６４を流れないようにしたりしているが、開閉弁をさらに備えていてもよい。開閉弁は、冷房運転または暖房運転または蓄熱運転が実行されるときに、制御装置４３に制御され、冷媒が室内熱交換器２２を流れるようにする。開閉弁は、除霜運転が実行されるときに、制御装置４３に制御され、冷媒が室内熱交換器２２を流れないようにする。空気調和機は、このような開閉弁が利用された場合でも、既述の実施例２の空気調和機と同様に、快適性の低下を抑制しつつ、消費電力を低減することができる。

以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

１ ：空気調和機
２ ：室外機
３ ：室内機
５ ：冷媒回路
６ ：水回路
１１：圧縮機
１２：四方弁
１４：室外熱交換器
１５：膨張弁
１６：中間熱交換器
２１：ポンプ
２２：室内熱交換器
３１：蓄熱回路
３２：蓄熱用流路
３５：蓄熱部
３６：蓄熱回路弁
４３：制御装置
６１：冷媒回路
６２：室内熱交換器
６３：蓄熱回路
６７：蓄熱部
６８：蓄熱回路弁

Claims (6)

1. 圧縮機と室外熱交換器を有する室外機と、
   室内熱交換器を有し、室外機から供給された熱を用いて室内を暖房する室内機と、
   前記室内の温度を検出する室温センサと、
   蓄熱部を有し、前記室外機で生成した熱を前記蓄熱部に蓄熱する蓄熱回路と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記室温センサの検出値が設定温度となるように前記圧縮機を制御し、
   前記圧縮機が最低回転数で駆動し、且つ、前記室温センサの検出値が前記設定温度を超えているときに前記蓄熱回路を動作させる
   空気調和機。
2. 前記蓄熱回路は、さらに、前記室外熱交換器が加熱される除霜運転が実行される時に、前記蓄熱部の熱を用いて前記室外熱交換器を流れる冷媒を加熱する
   請求項１に記載の空気調和機。
3. 前記制御部は、前記除霜運転が開始予定時刻までの残り時間が、予め定められた閾時間より短いときに、前記圧縮機の回転数が現在の回転数より大きくなるように、前記圧縮機を制御し、且つ、
   前記蓄熱回路は、前記冷媒の熱を用いて前記蓄熱部を加熱する
   請求項２に記載の空気調和機。
4. 前記蓄熱回路は、
   前記圧縮機の現在の回転数が回転数閾値より小さいときに、前記圧縮機の回転数が前記回転数閾値以上となるように、前記圧縮機を制御し、前記室外熱交換器を流れる冷媒の熱を用いて前記蓄熱部を加熱する
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の空気調和機。
5. 前記室外熱交換器を流れる冷媒と異なる他の冷媒が循環する他の回路と、
   前記冷媒の熱を用いて前記他の冷媒を加熱する中間熱交換器とをさらに備え、
   前記室内機は、前記他の冷媒の熱を用いて前記室内を暖房し、
   前記蓄熱回路は、前記他の冷媒の熱を用いて前記蓄熱部を加熱する
   請求項１に記載の空気調和機。
6. 前記蓄熱回路は、前記室外熱交換器が加熱される除霜運転が実行されるときに、前記蓄熱部の熱を用いて前記他の冷媒を加熱し、前記他の冷媒の熱を用いて前記冷媒を加熱する
   請求項５に記載の空気調和機。

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