WO2013088734A1

WO2013088734A1 - 空気調和機

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Publication number: WO2013088734A1
Application number: PCT/JP2012/008006
Authority: WO
Inventors: 川邉　義和; 藤高　章; 一彦丸本
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2011-12-14
Filing date: 2012-12-14
Publication date: 2013-06-20
Also published as: JP2013124801A

Abstract

　暖房運転時に、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器、アキュムレータの順に循環する冷媒として、温暖化係数が７５０以下の冷媒を用いた冷凍サイクル装置は、冷媒と熱交換を行う蓄熱熱交換器を有するとともに、圧縮機に接触して圧縮機の熱を蓄熱熱交換器に伝える蓄熱槽と、室内熱交換器と膨張弁との間と、室外熱交換器とアキュームレータとの間をバイパス接続するとともに、途中に蓄熱熱交換器が設けられた蓄熱用バイパス流路とを備え、蓄熱用バイパス流路には、冷媒の流れを制御する冷媒制御弁が設けられ、圧縮機の吐出温度あるいは蓄熱槽の温度が所定の上限温度以上となった場合に、冷媒制御弁を調整して蓄熱用バイパス流路に冷媒を流す。

Description

空気調和機

　本発明は、圧縮機の熱を蓄熱装置に蓄積して除霜運転時に利用する冷凍サイクル装置に関し、特に、温暖化係数が低い冷媒を用いた冷凍サイクル装置に関する。

　近年、地球温暖化が大きな問題となり、温暖化係数の低い冷媒を使用する傾向が顕著になっている。ハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ；hydrofluorocarbon）の代替冷媒として、炭素と炭素の間に２重結合を有するハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ；hydrofluoroolefin）や、自然冷媒などの冷媒が注目されている。ＨＣＦＣ－２２（Ｒ２２）については、オゾン層保護の観点から、オゾン層を破壊しない冷媒への転換が迫られている。現在、日本におけるエアコンなどでは、新しい装置にはＲ２２が使用されていない。

　ＨＦＯは、ＨＦＣ－１３４ａの代替冷媒として特に注目されており、自動車用エアコンディショナー（air conditioner）などへの実用化が推進されている。ＨＦＯの温暖化係数（ＧＷＰ；Global Warming Potential）については、ＨＦＯ－１２３４ｙｆの温暖化係数は４である。この温暖化係数は、ＨＦＣ－１３４ａの温暖化係数１４３０や、エアコンなどで使用されているＨＦＣ－４１０Ａの温暖化係数２０９０に比べて、極めて小さい。この温暖化係数が小さいという特性は、炭素間に２重結合を有するため分解され易いことに起因している。

　また、ＨＦＣの中でも、温暖化係数が比較的低いものとして使用できる冷媒は、ＨＦＣ－４１０Ａ（Ｒ４１ＯＡ）や、微燃性を有するＨＦＣ－３２（Ｒ３２、ＧＷＰ６７５）や、弱燃性のＨＦＣ－１５２ａ（ＧＷＰ１２４）などがある。強燃性の炭化水素も、冷媒として優れた特性を有している。

　しかし、ＨＦＯ－１２３４ｙｆについては、圧力損失が大きいため、室内機と室外機が離れて設置されるセパレート型のルームエアコンには不向きである。ＨＦＣ－１５２ａや炭化水素については、可燃性への対応のため、空気調和機の性能の低下やコストの増大を招く。二酸化炭素については、空気調和機の性能の低下が大きいため、実用的な性能を得るのが困難である。そのため、温暖化係数の低い冷媒で早期に使用できる冷媒としては、Ｒ３２が適している。

　冷媒としてＲ３２を用いた場合、温暖化係数が低いため、地球環境負荷を低減することができるが、Ｒ２２やＲ４１０Ａを用いた場合に比べて、圧縮機の吐出温度が上昇しやすい。圧縮機の吐出温度が上昇すると、圧縮機が過熱状態となる場合がある。冷媒としてＲ３２を用いる場合には、圧縮機の過熱に対する対応が必要となる。

　一方、近年では、ヒートポンプ（heat pump）式による暖房が広く普及している。ヒートポンプ式により暖房を行うと、外気温が低いために、蒸発器である室外熱交換器に霜が付着する。室外熱交換器に付着した霜を取り除くために、室内外の送風機を停止するとともに、四方弁を逆転して冷房運転時と同様の方向に冷媒を循環させることで、室外熱交換器を凝縮器として機能させて、霜を融かすことができる（除霜運転）。この除霜運転においては、室内機から冷風は吹かないものの、冷たい空気が落下するコールドドラフトが生じ、暖房感の低下を招くことがある。

　これを解決するため、圧縮機に接触して、圧縮機の熱を蓄熱材に蓄積する蓄熱槽を設け、除霜運転時に、蓄熱材に蓄積された熱を利用する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

　使用される蓄熱材としては、例えば、パラフィン系（paraffinic）の材料や、塩化カルシウム水和物（calcium chloride hydrate）、硫酸ナトリウム水和物（sodium sulfate hydrate）、酢酸ナトリウム水和物（sodium acetate hydrate）などの水和物や、水系（waterborne）の顕熱蓄熱材などが考えられる。これらの中でも、水系の顕熱蓄熱材は、安価であり、広い温度範囲において蓄熱量を確保でき、腐食等も発生しにくいため、冷媒として用いられ易い。

　一方、従来の空気調和機では、圧縮機の吐出温度として最適値を定め、膨張弁の開度を調節することにより、最適な吐出温度の実現を図るものがある（例えば、特許文献２参照）。膨張弁の開度を大きくすると、圧縮機の吐出温度は低下し、開度を小さくすると、圧縮機の吐出温度は上昇する。これを利用して、圧縮機の吐出温度を下げる場合には、膨張弁の開度を大きくする。膨張弁の開度を大きくすると、圧縮機の冷媒吸入口において、冷媒が完全に蒸発しきらない湿り状態になるため、圧縮機の吐出温度が低下する。

　一方、圧縮機が液相の冷媒を大量に吸い込むと、液圧縮を起こして信頼性が低下する場合がある。そのため、従来の装置においては、主に気相の冷媒を吸い込んで気相の冷媒と液相の冷媒とを分けるアキュムレータ（accumulator）を設けている。気液分離を行うアキュムレータを設けることで、圧縮機に大量の液相冷媒が流れ込むことを防止して、圧縮機の信頼性の維持を図っている。

　アキュムレータは、円筒形の胴体を持った容器に冷媒を導入し、冷媒の流速を遅くするとともに、重力の効果により液相の冷媒を容器の下部に溜めることで、気相の冷媒を選択的に吸い込む。アキュムレータは、吸い込んだ冷媒を圧縮機に送るための冷媒出口管を有する。また、圧縮機から冷凍サイクル中に吐出されて戻ってきた冷凍機油（refrigerant oil）を圧縮機へ戻すため、冷媒出口管の下部には、冷凍機油を抽出するための穴が設けられている。抽出された冷凍機油は、気相の冷媒に混ぜられて、アキュムレータから圧縮機へ送られる。このとき、アキュムレータ内に液冷媒が溜まっていれば、液冷媒も少量ずつ圧縮機へ送られる。

特許第４６６６１１１号公報特公平３－４０２９５号公報

　上述した蓄熱装置を備える空気調和機において、Ｒ３２のような、圧縮機の吐出温度が上昇しやすい冷媒を用いた場合、圧縮機の過熱によって、圧縮機の周囲に配置された蓄熱槽や蓄熱材も過熱状態となり劣化する場合がある。特に、水系の蓄熱材を使用する場合には、沸騰や蒸発が促進され、蓄熱材が消失する危険性がある。そのため、蓄熱槽が過熱状態となった場合には、速やかに、蓄熱槽の温度を所定の許容温度まで下げることが望ましい。

　従来の、膨張弁の開度調整によって圧縮機の吐出温度を制御する装置では、アキュムレータは基本的に、液冷媒を溜める構造を有している。このような構造によれば、圧縮機の吐出温度を下げる場合には、アキュムレータに多量の液冷媒を蓄積しなければならない。

　しかしながら、アキュムレータに蓄積される液冷媒の量が多過ぎると、冷凍サイクル内の冷媒量が不足して、空気調和機の性能の低下を招くおそれがある。

　また、圧縮機の吐出温度と同様に、蓄熱槽の温度も所定の温度以下となるように制御することが好ましい。しかしながら、上述した膨張弁の開度調整方法では、圧縮機の温度を下げることで、圧縮機の周囲にある蓄熱槽の温度を下げるようにしているため、圧縮機の温度低下から蓄熱槽の温度低下までに、タイムラグ（time lag）が生じる。そのため、蓄熱槽の温度を速やかに下げるという目的には適さない。

　本発明は、前記従来の課題を解決するもので、圧縮機の熱を蓄積する蓄熱槽を設け、蓄熱槽に蓄積された熱を除霜運転時に利用する冷凍サイクル装置において、圧縮機の吐出温度が上昇しやすい冷媒を用いても、コストの増大や性能の低下を抑えながら、圧縮機および蓄熱槽の過熱を抑制し、高い信頼性を有する冷凍サイクル装置を提供することを目的としたものである。

　前記従来の課題を解決するために、本発明の冷凍サイクル装置は、暖房運転時に、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器、アキュムレータの順に循環する冷媒として、温暖化係数が７５０以下の冷媒を用いた冷凍サイクル装置であって、冷媒と熱交換を行う蓄熱熱交換器を有するとともに、前記圧縮機に接触して前記圧縮機の熱を前記蓄熱熱交換器に伝える蓄熱槽と、前記室内熱交換器と膨張弁との間と、前記室外熱交換器と前記アキュームレータとの間をバイパス接続するとともに、途中に前記蓄熱熱交換器が設けられた蓄熱用バイパス流路とを備え、前記蓄熱用バイパス流路には、冷媒の流れを制御する冷媒制御弁が設けられ、前記圧縮機の吐出温度あるいは前記蓄熱槽の温度が所定の上限温度以上となった場合に、前記冷媒制御弁を調整して前記蓄熱用バイパス流路に冷媒を流すことを特徴とした冷凍サイクル装置である。

　本発明の冷凍サイクル装置は、吐出温度が上昇しやすい冷媒を用いても、コストの増大や性能の低下を抑えながら、圧縮機および蓄熱槽の過熱を抑制し、高い信頼性を有することができる。さらには、環境負荷を小さくすることができる。

　本発明のこれらの態様と特徴は、添付された図面についての好ましい実施形態に関連した次の記述から明らかになる。
本発明の実施の形態における冷凍サイクル装置を適用した空気調和機の構成図

　第１の発明は、暖房運転時に、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器、アキュムレータの順に循環する冷媒として、温暖化係数が７５０以下の冷媒を用いた冷凍サイクル装置であって、冷媒と熱交換を行う蓄熱熱交換器を有するとともに、前記圧縮機に接触して前記圧縮機の熱を前記蓄熱熱交換器に伝える蓄熱槽と、前記室内熱交換器と膨張弁との間と、前記室外熱交換器と前記アキュームレータとの間をバイパス接続するとともに、途中に前記蓄熱熱交換器が設けられた蓄熱用バイパス流路とを備え、前記蓄熱用バイパス流路には、冷媒の流れを制御する冷媒制御弁が設けられ、前記圧縮機の吐出温度あるいは前記蓄熱槽の温度が所定の上限温度以上となった場合に、前記冷媒制御弁を調整して前記蓄熱用バイパス流路に冷媒を流すことを特徴とした冷凍サイクル装置である。

　これにより、圧縮機の吐出温度が高くなったようなときには蓄熱熱交換器に冷媒を流し、蓄熱材および蓄熱槽を速やかに冷却し、圧縮機を冷却することができる。従って、吐出温度が上昇しやすい冷媒を用いてもコストの増大や性能の低下を招くことなく、蓄熱槽と圧縮機の過熱を防ぎ、高い信頼性を有する装置を提供することができ、さらには、環境負荷の小さな装置を提供することができる。

　第２の発明は、第１の発明において、前記冷媒制御弁は開閉弁であり、前記圧縮機の吐出温度あるいは前記蓄熱槽の温度に基づいて開閉時間の比率を所定の値に定め、その値に基づいて開閉を繰り返すことを特徴とする冷凍サイクル装置である。

　これにより、冷媒制御弁を安価に構成し、操作を簡単にすることができる。従って、安価な構成で目的を達成することができる。

　第３の発明は、第１の発明において、前記冷媒制御弁は流量調整弁であり、前記圧縮機の吐出温度あるいは前記蓄熱槽の温度に基づいて、前記蓄熱用バイパス流路に流す冷媒の流量を調整することを特徴とする冷凍サイクル装置である。

　これにより、蓄熱熱交換器を流れる冷媒の量を安定的に調整し、高い精度で圧縮機の吐出温度あるいは、蓄熱槽の温度を制御することができる。従って、性能の低下をより抑え、蓄熱槽と圧縮機の過熱を高い精度で防ぎ、高い信頼性を有する装置を提供することができる。

　第４の発明は、第１から第３のいずれかの発明において、前記圧縮機の吐出温度が所定の上限温度以下となるように膨張弁の開度を調整し、前記蓄熱槽の温度が所定の上限温度以下となるように前記冷媒制御弁を制御することを特徴とする冷凍サイクル装置である。

　これにより、圧縮機の吐出温度上限と蓄熱槽の上限温度が別個に設定でき、材料選択の幅を広げることができて、設計が容易になる。

　第５の発明は、第１から第４のいずれかの発明において、前記圧縮機の吐出温度の所定の上限温度と、前記蓄熱槽の温度の所定の上限温度が別々に設定されることを特徴とする記載の冷凍サイクル装置である。

　これにより、性能低下を起こすことなく蓄熱槽に樹脂などの安価な材料を使用することが可能となり、さらに安価な構成で目的を達成することができる。

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

　（実施の形態）
　図１は、本発明の実施の形態における冷凍サイクル装置を適用した空気調和機の構成図を示すものである。

　図１に示すように、本実施の形態における空気調和機は、室外機１００と室内機１０１とを備え、暖房・冷房運転を行う。室外機１００と室内機１０１は、接続配管つまり液側接続配管１２８およびガス側接続配管１２９で接続される。空気調和機に流れる冷媒としては、温暖化係数が５以上、７５０以下、好ましくは３５０以下である冷媒を用いる。そのような冷媒として例えば、ＨＦＣ－３２（Ｒ３２）、ＨＦＣ－１５２ａ、ＨＦＯ－１２３４ｙｆ、ＨＦＯ－１２３４ｚｅ等の単一冷媒や、それらの冷媒を主成分として混合された混合冷媒がある。本実施の形態では、Ｒ３２を冷媒の一例として使用している。

　室内機１０１は、室内熱交換器１１５と、室内熱交換器１１５における冷媒の飽和温度（saturation temperature ）を検出する室内熱交換器温度センサ１１６を備えている。

　室外機１００は、圧縮機１１１と、除霜運転時に凝縮器として機能する室外熱交換器１１２と、冷媒を減圧膨張させる膨張弁１１４と、四方弁１１７と、アキュムレータ１１８と、圧縮機１１１から吐出される冷媒の温度（圧縮機１１１の吐出温度）を検出する吐出温度センサ１２２と、室外熱交換器１１２における冷媒の飽和温度を検出する室外熱交換器温度センサ１１３とを備える。

　圧縮機１１１の周囲には、蓄熱材１２０が充填された蓄熱槽１１９が配置される。蓄熱槽１１９には、内部に流れる冷媒と熱交換を行う蓄熱熱交換器１２１と、蓄熱槽の温度を検出する蓄熱槽温度センサ１２６とが設けられる。蓄熱槽１１９は、圧縮機１１１で発生した熱を蓄熱材１２０に蓄積し、蓄熱材１２０に蓄積した熱を、蓄熱熱交換器１２１を介して冷媒に伝える。

　蓄熱熱交換器１２１の一端は、蓄熱入口冷媒管１３０を介して、膨張弁１１４と液側接続配管１２８の間の配管に接続される。蓄熱熱交換器１２１の他端は、蓄熱出口冷媒管１３１を介して、アキュムレータ１１８の手前に接続されている。蓄熱入口冷媒管１３０は、冷媒の流れを制御する冷媒制御弁である蓄熱制御弁１２５を有する。蓄熱入口冷媒管１３０および蓄熱出口冷媒管１３１によって、室内熱交換器１１５と膨張弁１１４との間と、室外熱交換器１１２とアキュームレータ１１８との間をバイパス接続する蓄熱用バイパス流路が形成される。

　圧縮機１１１の吐出口側から、室外熱交換器１１２と膨張弁１１４との間に接続する除霜用バイパス流路１３２が設けられる。除霜用バイパス流路１３２には、キャピラリチューブ（capillary tube）１２３と、冷媒の流れを制御する除霜制御弁１２４とが設けられている。

　制御装置１２７は、膨張弁１１４および蓄熱制御弁１２５の開閉や開度を調整するための制御装置である。制御装置１２７は、室外熱交器温度センサ１１３、室内熱交器温度センサ１１６、吐出温度センサ１２２および蓄熱槽温度センサ１２６が検出した温度情報に基づいて、膨張弁１１４および蓄熱制御弁１２５の開閉や開度を調整する。

　図１に示す空気調和機において、通常暖房運転を行っているとき、圧縮機１１１、室内熱交換器１１５、膨張弁１１４、室外熱交換器１１２、アキュムレータ１１８の順に、冷媒が循環する。通常暖房運転時には、除霜制御弁１２４および蓄熱制御弁１２５を閉じるよう制御されるため、蓄熱入口冷媒管１３０、蓄熱出口冷媒管１３１および除霜用バイパス流路１３２には冷媒が流れない。

　通常暖房運転時に、室外熱交器温度センサ１１３が検出する温度に基づいて、室外熱交換器１１２の霜が成長したのを検知すると、除霜制御弁１２４および蓄熱制御弁１２５を開くよう制御して、除霜運転を行う。この制御により、通常暖房運転時における冷媒の流れに加えて、圧縮機１１１から吐出されてキャピラリチューブ１２３および除霜制御弁１２４を通り、室外熱交換器１１２の霜を融かしてアキュムレータ１１８へ戻る冷媒の流れと、室内機１０１で放熱して凝縮した後、蓄熱制御弁１２５を通って蓄熱熱交換器１２１で吸熱して蒸発し、アキュムレータ１１８へ戻る冷媒の流れとが生じる。

　このような除霜運転によれば、蓄熱槽１１９に蓄積された熱を利用して室外熱交換器１１２の霜を融かしつつ、室内機１０１は暖房状態を維持するとともに、アキュムレータ１１８での冷媒の乾き度も上昇させることができる。このように、使用者の快適性と空気調和機の信頼性の両立を実現している。

　なお、蓄熱槽１１９に蓄積されている蓄熱量が少なく、十分な除霜を行えないような場合には、従来の方法と同様に、四方弁１１７を切り替えて冷房運転時の冷凍サイクルとすることで除霜を行っても良い。

　本実施の形態における圧縮機１１１は、密閉型のロータリー圧縮機（rotary compressor）であるが、これに限らない。密閉型のロータリー圧縮機では、インバータ（inverter）によって任意の回転数で駆動されるＤＣブラシレスモータ（DC brushless motor）を用いて、回転ピストンを回転させて冷媒を圧縮する。冷媒出口管１３１から圧縮機１１１に吸込まれた冷媒は、圧縮部で圧縮され、圧縮機１１１の密閉シェル内に送り出され、モータ部を冷却した後、圧縮機１１１から吐出される。

　このような構成によれば、圧縮機１１１の吐出温度は、圧縮機１１１における冷媒の最高温度と概ね等しくなる。したがって、吐出温度センサ１２２が検出する温度に基づいて、圧縮機１１１の内部温度を推測することができる。

　圧縮機１１１の内部温度が上昇して過熱状態になると、圧縮機１１１を構成する樹脂材料や冷凍機油の劣化や、モータのロータ（rotor）を構成する磁性体の減磁（degauss）などの問題が生じてくる。したがって、圧縮機１１１に使用される材料によって、圧縮機１１１の吐出温度の上限が決まる。例えば、モータの巻き線に使用される絶縁材料がＥ種であれば、圧縮機１１１の吐出温度の許容温度は１２０℃となる。このとき、圧縮機１１１の吐出温度を例えば１１０℃以下に抑えることが望ましい。

　一方で、冷媒としてＲ３２を使用する場合、Ｒ２２やＲ４１０Ａに比べて、圧縮機１１１の吐出温度が上昇しやすい。例えば、圧縮機１１１の吸入側の飽和温度が１０℃で過熱度が５Ｋの状態から、理想的な断熱圧縮が行われ、飽和温度４５℃の状態まで圧縮される場合には、圧縮機１１１の吐出温度は、Ｒ２２とＲ４１０Ａが約６５℃、Ｒ３２が約７６℃となる。

　実際に、ドロップイン（drop-in）試験を行った結果では、同等の冷房能力を得るためには、Ｒ４１０Ａを使用した場合の圧縮機の吐出温度よりも、Ｒ３２を使用した場合の圧縮機の吐出温度が概ね１０℃高くなった。

　したがって、Ｒ３２を使用する冷凍サイクル装置では、Ｒ４１０Ａを使用する冷凍サイクル装置に比べて、圧縮機１１１の吐出温度が上昇しやすいため、信頼性を確保するためにも、圧縮機１１１の吐出温度を下げる技術が必要である。

　前述したように、膨張弁１１４の開度を大きくしたり、圧縮機１１１の回転数を下げることで、圧縮機１１１の吐出温度を下げる技術は知られている。しかしながら、圧縮機１１１の回転数を下げると、空気調和機の能力は低下してしまう。また、膨張弁１１４の開度を大きくする方法では、アキュムレータ１１８に多量の液冷媒を蓄積しなければならず、冷凍サイクル中の冷媒が不足して、空気調和機の能力が低下してしまう。

　その他にも、インジェクションサイクル（injection cycle）を構成したり、膨張弁の直前あるいは直後からアキュムレータに接続されるとともに調整弁を備えるバイパスを設けることで、圧縮機に液冷媒を戻して圧縮機の吐出温度を下げる技術も知られている。しかしながら、これらの方法では冷凍サイクル装置のコストが増大してしまう。

　本実施の形態における空気調和機では、制御装置１２７は、室外熱交器温度センサ１１３および室内熱交器温度センサ１１６が検出する温度に基づいて、理想的な圧縮機１１１の吐出温度を算出している。また、本実施の形態では、圧縮機１１１の吐出温度および蓄熱槽１１９の温度に上限が設定されている。それぞれの温度が上限に到達しない場合には、圧縮機１１１の吐出温度が理想的な吐出温度になるように、制御装置１２７は、吐出温度センサ１２２が検出する温度に基づいて膨張弁１１４の開閉あるいは開度をフィードバック制御（feedback control）する。蓄熱制御弁１２５は、通常暖房運転時には閉じられている。

　圧縮機１１１の吐出温度や蓄熱槽１１９の温度が、予め定めた上限値以上になると、制御装置１２７は蓄熱制御弁１２５を開くよう制御することにより、蓄熱熱交換器１２１（および蓄熱用バイパス流路）に冷媒を流す。これにより、蓄熱槽１１９の熱が冷媒によって吸収され、蓄熱槽１１９および蓄熱槽１１９に接触する圧縮機１１１が冷却される。このとき、圧縮機１１１の吐出温度が上限値以下となるように、膨張弁１１４の制御も同様に行う。

　このような方法によれば、圧縮機１１１の排熱を利用して除霜運転を行う冷凍サイクル装置において、特に構成を追加することなく、圧縮機１１１の吐出温度あるいは蓄熱槽１１９の温度を下げることができるため、装置のコストは増加しない。また、アキュムレータ１１８に蓄積される液冷媒の量も過剰にならないので、冷凍サイクル装置の性能の低下も少ない。また、蓄熱熱交換器１２１で液冷媒は蒸発するため、圧縮機１１１の信頼性が低下することない。

　本実施の形態における冷凍サイクル装置は、圧縮機１１１の吐出温度が上昇しやすいＲ３２を冷媒として用いても、コストの増大や性能の低下を抑えながら、蓄熱槽１１９および圧縮機１１１の過熱を抑制し、高い信頼性を有することができる。さらには、環境負荷を小さくすることができる。

　さらに、蓄熱制御弁１２５を開閉弁とすると、コストを低くすることができる。この場合、圧縮機１１１の吐出温度あるいは蓄熱槽１１９の温度に基づいて、制御装置１２７が開閉時間の比率として所定の値を定め、その所定の値に基づいて蓄熱制御弁１２５の開閉を繰り返すことが好ましい。これにより、蓄熱熱交換器１２１に必要以上の冷媒が流れ込むことを防ぐことができる。

　さらに、蓄熱制御弁１２５を流量調整弁とすると、蓄熱熱交換器１２１に流れる冷媒の量を制御装置１２７の制御によって安定的に調整するとともに、圧縮機１１１の吐出温度あるいは蓄熱槽１１９の温度を精度良く制御することができる。したがって、冷凍サイクル装置の性能の低下をより抑え、蓄熱槽１１９および圧縮機１１１の過熱を精度良く防ぎ、高い信頼性を有する冷凍サイクル装置を提供することができる。

　さらに、圧縮機１１１の吐出温度が上限を超えないように膨張弁１１４の開度を調整するとともに、蓄熱槽１１９の温度が上限を超えないように蓄熱制御弁１２５を制御する制御アルゴリズムを構成しても良い。このような制御アルゴリズムによれば、圧縮機１１１の吐出温度と蓄熱槽１１９の温度の上限を別々に設定することが可能となる。本実施の形態における冷凍サイクル装置においては、圧縮機１１１の吐出温度は通常、蓄熱槽１１９の温度よりも高くなるため、それぞれの温度の上限を別々に設定することで、より適切な温度調整を行うことができる。

　例えば、圧縮機１１１の吐出温度の上限を１１０℃、蓄熱槽１１９の温度の上限を７０℃～１００℃と設定すれば、冷凍サイクル装置の性能の低下を抑えるとともに、蓄熱槽１１９に多くの種類の樹脂材料を使用することができ、蓄熱槽１１９にかかるコストを低くすることができる。

　なお、暖房運転時だけでなく冷房運転時においても、蓄熱制御弁１２５を開いて冷媒を蓄熱熱交換器１２１へ流すことにより、上述した効果と同様の効果が得られる。冷房運転時においては、四方弁１１７が切り替えられることにより、暖房運転時における冷媒の流れと逆の流れが生じる。

　なお、上記様々な実施の形態のうちの任意の実施の形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。

　本発明は、添付図面を参照しながら好ましい実施の形態に関連して充分に記載されているが、この技術の熟練した人々にとっては種々の変形や修正は明白である。そのような変形や修正は、添付した請求の範囲による本発明の範囲から外れない限りにおいて、その中に含まれると理解されるべきである。

　本発明の冷凍サイクル装置は、空気調和機だけでなく、セパレート型（separate-type）のショーケース（display case）や冷蔵庫などに広く適用することができる。

Claims

　暖房運転時に、圧縮機、室内熱交換器、膨張弁、室外熱交換器、アキュムレータの順に循環する冷媒として、温暖化係数が７５０以下の冷媒を用いた冷凍サイクル装置であって、
　冷媒と熱交換を行う蓄熱熱交換器を有するとともに、前記圧縮機に接触して前記圧縮機の熱を前記蓄熱熱交換器に伝える蓄熱槽と、
　前記室内熱交換器と膨張弁との間と、前記室外熱交換器と前記アキュームレータとの間をバイパス接続するとともに、途中に前記蓄熱熱交換器が設けられた蓄熱用バイパス流路とを備え、
　前記蓄熱用バイパス流路には、冷媒の流れを制御する冷媒制御弁が設けられ、
　前記圧縮機の吐出温度あるいは前記蓄熱槽の温度が所定の上限温度以上となった場合に、前記冷媒制御弁を調整して前記蓄熱用バイパス流路に冷媒を流すことを特徴とした冷凍サイクル装置。
　前記冷媒制御弁は開閉弁であり、前記圧縮機の吐出温度あるいは前記蓄熱槽の温度に基づいて開閉時間の比率を所定の値に定め、その値に基づいて開閉を繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
　前記冷媒制御弁は流量調整弁であり、前記圧縮機の吐出温度あるいは前記蓄熱槽の温度に基づいて、前記蓄熱用バイパス流路に流す冷媒の流量を調整することを特徴とする請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
　前記圧縮機の吐出温度が所定の上限温度以下となるように膨張弁の開度を調整し、前記蓄熱槽の温度が所定の上限温度以下となるように前記冷媒制御弁を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。
　前記圧縮機の吐出温度の所定の上限温度と、前記蓄熱槽の温度の所定の上限温度が別々に設定されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の冷凍サイクル装置。