(57)【要約】【課題】蓄熱材に蓄積した熱を利用して暖房性能の向上及び省エネルギー性能の向上を図る。【解決手段】本実施形態の冷凍サイクル装置は、冷媒管路を流れる冷媒の循環方向を切り替える四方弁と、圧縮機の周囲に配置され外部からの熱を蓄積する蓄熱材と、冷媒管路のうち圧縮機と室内熱交換器との間から分岐して蓄熱材を通過し、冷媒管路のうち減圧器と室外熱交換器との間に連結する第１管路と、冷媒管路のうち室内熱交換器と減圧器との間から分岐して蓄熱材を通過し、冷媒管路のうち室外熱交換器とアキュームレータとの間に連結する第２管路と、暖房運転の前に行う予熱運転時に第１管路を開くとともに第２管路を閉じ、予熱運転の後に行う暖房運転時に第１管路を閉じるとともに第２管路を開く制御装置と、を備える。【選択図】図１
2014047954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器及びアキュームレータが冷媒管路によって環状に接続された冷凍サイクル装置であって、
前記冷媒管路を流れる冷媒の循環方向を切り替える四方弁と、
前記圧縮機の周囲に配置され、外部からの熱を蓄積する蓄熱材と、
前記冷媒管路のうち前記圧縮機と前記室内熱交換器との間から分岐して前記蓄熱材を通過し、前記冷媒管路のうち前記減圧器と前記室外熱交換器との間に連結する第１バイパス管路と、
前記冷媒管路のうち前記室内熱交換器と前記減圧器との間から分岐して前記蓄熱材を通過し、前記冷媒管路のうち前記室外熱交換器と前記アキュームレータとの間に連結する第２バイパス管路と、
暖房運転の前に行う予熱運転時に前記第１バイパス管路を開くとともに前記第２バイパス管路を閉じ、前記予熱運転の後に行う前記暖房運転時に前記第１バイパス管路を閉じるとともに前記第２バイパス管路を開く制御装置と、
を備える冷凍サイクル装置。
【請求項２】
前記第１バイパス管路及び前記第２バイパス管路は、冷媒の流量を調整する流量調整部を備える請求項１に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記暖房運転時において前記蓄熱材及び前記冷媒のうち少なくとも何れか一方の状態が所定状態になると、前記減圧器を段階的に開くことで前記室外熱交換器に流れる冷媒を徐々に増加させる請求項１または２に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項４】
前記第２バイパス管路は、前記室外熱交換器と前記四方弁との間に連結されている請求項１から３の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記暖房運転時において、前記第１バイパス管路を閉じてから前記第２バイパス管路を開く請求項１から４の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【請求項６】
前記蓄熱材は、潜熱蓄熱材で構成されている請求項１から５の何れか１項に記載の冷凍サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、冷凍サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば空気調和機に備えられる冷凍サイクル装置においては、圧縮機の周囲に蓄熱材を配置し、この蓄熱材に圧縮機からの排熱を蓄積して、その熱を利用する技術が考えられている。例えば特許文献１には、このような蓄熱材に蓄積した熱を室外熱交換器の除霜に利用する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４６３４５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本実施形態は、蓄熱材に蓄積した熱を利用して暖房性能の向上及び省エネルギー性能の向上を図るようにした冷凍サイクル装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本実施形態の冷凍サイクル装置は、圧縮機、室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器及びアキュームレータが冷媒管路によって環状に接続された構成であって、四方弁と、蓄熱材と、第１バイパス管路と、第２バイパス管路と、制御装置と、を備える。四方弁は、冷媒管路を流れる冷媒の循環方向を切り替える。蓄熱材は、圧縮機の周囲に配置され、外部からの熱を蓄積する。第１バイパス管路は、冷媒管路のうち圧縮機と室内熱交換器との間から分岐して蓄熱材を通過し、冷媒管路のうち減圧器と室外熱交換器との間に連結する。第２バイパス管路は、冷媒管路のうち室内熱交換器と減圧器との間から分岐して蓄熱材を通過し、冷媒管路のうち室外熱交換器とアキュームレータとの間に連結する。制御装置は、暖房運転の前に行う予熱運転時に第１バイパス管路を開くとともに第２バイパス管路を閉じ、予熱運転の後に行う暖房運転時に第１バイパス管路を閉じるとともに第２バイパス管路を開く。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１実施形態に係る図であり、暖房運転時における冷凍サイクル装置を概略的に示す図
【図２】冷房運転時あるいは除霜運転時における冷凍サイクル装置を概略的に示す図
【図３】予熱運転時における冷凍サイクル装置を概略的に示す図
【図４】暖房運転の立ち上げ時における冷凍サイクル装置を概略的に示す図
【図５】暖房運転時において減圧器を段階的に開く場合における冷凍サイクル装置を概略的に示す図
【図６】第２実施形態に係る図１相当図
【図７】図３相当図
【図８】図４相当図
【図９】図５相当図
【図１０】（ａ）は第１状態における四方弁の断面を示す図、（ｂ）は第２状態における四方弁の断面を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態による冷凍サイクル装置を図１から図５を参照しながら説明する。図１及び図２に示す冷凍サイクル装置１０は、例えば空気調和機に備えられるものであり、圧縮機１１、室内熱交換器１２、減圧器１３、室外熱交換器１４及びアキュームレータ１５を冷媒管路１６によって環状に接続した構成である。室内熱交換器１２は、図示しない室内機の内部に設けられている。この室内熱交換器１２の近傍には、例えば横流ファンで構成される室内送風機１２１が設けられている。室外熱交換器１４は、図示しない室外機の内部に設けられている。この室外熱交換器１４の近傍には、例えばプロペラファンで構成される室外送風機１４１が設けられている。減圧器１３は、例えば絞り弁などで構成されている。
【０００８】
四方弁１７は、冷房運転時及び暖房運転時、さらには暖房運転中に実行する除霜運転時、暖房運転の前に実行する予熱運転時などの各種の運転時において、冷媒管路１６を流れる冷媒の循環方向を各運転に適した方向に適宜切り替える。図１は暖房運転時における冷凍サイクル装置１０を示しており、この場合、四方弁１７は、圧縮機１１の吐出口と室内熱交換器１２とを連結し且つ室外熱交換器１４と圧縮機１１の吸入口側に設けられたアキュームレータ１５とを連結する第１状態に切り替わる。一方、図２は冷房運転時あるいは暖房運転の途中に室外熱交換器１４に付着した霜を除去する除霜運転時における冷凍サイクル装置１０を示しており、この場合、四方弁１７は、圧縮機１１の吐出口と室外熱交換器１４とを連結し且つ室内熱交換器１２とアキュームレータ１５とを連結する第２状態に切り替わる。
【０００９】
この冷凍サイクル装置１０において、図１に示す暖房運転時には、圧縮機１１が駆動されると、矢印ａで示すように、当該圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒が室内熱交換器１２に送られ、当該室内熱交換器１２にて放熱して凝縮する。そして、この凝縮した冷媒は、減圧器１３を通過する際に減圧され、その後、室外熱交換器１４に送られ、当該室外熱交換器１４にて吸熱して気化する。そして、室外熱交換器１４を通過した冷媒は、アキュームレータ１５内に流入して気液分離され、液体状態の冷媒がアキュームレータ１５内に残り、ガス状態の冷媒が圧縮機１１に戻されるようになっている。
【００１０】
また、この冷凍サイクル装置１０において、図２に示す冷房運転時あるいは除霜運転時には、圧縮機１１が駆動されると、矢印ｂで示すように、当該圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒が室外熱交換器１４に送られ、当該室外熱交換器１４にて放熱して凝縮する。そして、この凝縮した冷媒は、減圧器１３を通過する際に減圧され、その後、室内熱交換器１２に送られ、当該室内熱交換器１２にて吸熱して気化する。そして、室内熱交換器１２を通過した冷媒は、アキュームレータ１５内に流入して気液分離され、液体状態の冷媒がアキュームレータ１５内に残り、ガス状態の冷媒が圧縮機１１に戻されるようになっている。
【００１１】
アキュームレータ１５の内部、又はアキュームレータに接続される配管には、冷媒の温度又は冷媒の状態を検知する検知センサ１５１が備えられている。
冷凍サイクル装置１０は、さらに蓄熱材２１を備える。この蓄熱材２１は、この場合、例えば酢酸ナトリウム三水和物などからなる潜熱蓄熱材で構成されており、圧縮機１１の周囲に配置され、当該圧縮機１１からの排熱など蓄熱材２１の外部から得られる熱を蓄積する。潜熱蓄熱材は、融点以下の温度でも凝固せずに液体状態を維持するいわゆる過冷却特性を有しており、排熱を蓄積した過冷却状態の蓄熱材２１に内部又は外部から衝撃を与えると、当該蓄熱材２１が発核して凝固しながら放熱を開始するようになっている。また、この蓄熱材２１には、当該蓄熱材２１の温度を検知するための蓄熱材温度センサ２１１が取り付けられている。なお、蓄熱材２１は、圧縮機１１の全周を覆う必要はなく、例えば、少なくともアキュームレータ１５が取り付けられた部分を覆わないように構成してもよい。また、蓄熱材２１は、その両端部が圧縮機１１の周面から離間するように構成してもよい。
【００１２】
冷凍サイクル装置１０は、さらに、第１バイパス管路３１及び第２バイパス管路４１を備える。
第１バイパス管路３１は、冷媒管路１６のうち圧縮機１１と室内熱交換器１２との間から分岐して蓄熱材２１を通過し、冷媒管路１６のうち減圧器１３と室外熱交換器１４との間に連結している。この第１バイパス管路３１は、当該第１バイパス管路３１を開閉する開閉弁３１１と、当該第１バイパス管路３１を流れる冷媒の流量を調整する流量調整部３１２とを備える。開閉弁３１１は、例えば電磁式の開閉弁で構成される。流量調整部３１２は、例えばキャピラリチューブあるいは電磁膨張弁からなる膨張器で構成される。
【００１３】
第２バイパス管路４１は、冷媒管路１６のうち室内熱交換器１２と減圧器１３との間から分岐して蓄熱材２１を通過し、冷媒管路１６のうち室外熱交換器１４とアキュームレータ１５との間に連結している。この第２バイパス管路４１は、当該第２バイパス管路４１を開閉する開閉弁４１１と、当該第２バイパス管路４１を流れる冷媒の流量を調整する流量調整部４１２とを備える。開閉弁４１１は、例えば電磁式の開閉弁で構成される。流量調整部４１２は、例えばキャピラリチューブあるいは電磁膨張弁からなる膨張器で構成される。
【００１４】
次に、上記構成の冷凍サイクル装置１０を備える空気調和機の制御の一例について説明する。ここでは、予熱運転を経て暖房運転を行う場合の制御について説明する。なお、空気調和機の動作全般を制御する図示しない制御装置は、例えば、ユーザにより暖房運転の開始時刻がタイマー設定された場合には、その開始時刻よりも所定時間前になると自動的に予熱運転を開始するように設定されている。なお、この所定時間は任意に設定することができる。また、予熱運転時において、室内送風機１２１は、通常の暖房運転時よりも低い回転速度で回転させることが好ましいが、停止させるように構成してもよい。
【００１５】
制御装置は、設定された暖房運転の開始時刻よりも所定時間前になると予熱運転を開始する。この予熱運転では、制御装置は、四方弁１７を第１状態に切り替えるとともに、第１バイパス管路３１を開くとともに第２バイパス管路４１を閉じる。これにより、図３に示すように、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒は、その全てが室内熱交換器１２に流れるのではなく（図３中、矢印ａ参照）、その一部が第１バイパス管路３１に流れるようになる（図３中、矢印ｃ参照）。このとき、第１バイパス管路３１が蓄熱材２１を貫通していることから、冷媒が当該貫通部分を通過する際に、その熱が蓄熱材２１に伝達して蓄積される。そして、第１バイパス管路３１を流れる冷媒は、冷媒管路１６において減圧器１３を通過した低温低圧の冷媒（図３中、矢印ａ参照）と合流して室外熱交換器１４に流れる。これにより、減圧器１３を通過した低温の冷媒が、室外熱交換器１４ひいてはアキュームレータ１５に流入する前に、第１バイパス管路３１から合流した高温の冷媒によって温められるようになる。
【００１６】
予熱運転を終了すると、制御装置は暖房運転、即ち、暖房の本運転に移行する。この暖房運転の立ち上げ時では、制御装置は、四方弁１７を第１状態に切り替えたまま、第１バイパス管路３１を閉じるとともに第２バイパス管路４１を開く。このとき、制御装置は、第１バイパス管路３１を確実に閉じてから第２バイパス管路４１を開くように設定されており、これにより、第１バイパス管路３１が開いたままの状態で第２バイパス管路４１が開かないようになっている。また、制御装置は、第１バイパス管路３１を閉じ第２バイパス管路４１を開くと、減圧器１３を閉じるように設定されている。これにより、図４に示すように、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒は、その全てが室内熱交換器１２に流れ（図４中、矢印ａ参照）、第１バイパス管路３１には流れないようになる。そして、室内熱交換器１２にて熱交換した冷媒は、減圧器１３が閉状態であるから、その全てあるいは殆どが減圧器１３に流れるのではなく、第２バイパス管路４１に流れるようになる（図４中、矢印ｄ参照）。
【００１７】
なお、この暖房運転の立ち上げ時において、減圧器１３は、完全に閉じられた状態つまり全閉状態であってもよいし、若干開いた状態であってもよい。第２バイパス管路４１を流れる冷媒は、流量調整部４１２において膨張つまり減圧されて低圧の冷媒となって流れる。このとき、第２バイパス管路４１が蓄熱材２１を貫通していることから、冷媒が当該貫通部分を通過する際に、蓄熱材２１に蓄積されている熱によって温められるようになる。これにより、室内熱交換器１２にて熱交換され流量調整部４１２を通過した低温の冷媒が、室外熱交換器１４を介さずにアキュームレータ１５に流れるようになり、且つ、アキュームレータ１５に流入する前に、蓄熱材２１の熱によって温められるようになる。
【００１８】
このように室内熱交換器１２にて熱交換された冷媒を室外熱交換器１４に通すことなく蓄熱材２１を通してアキュームレータ１５に戻す暖房運転の立ち上げ時において、蓄熱材２１の蓄熱量が冷媒を十分に加熱（ガス化）することができないほど減少してしまうと、第２バイパス管路４１を流れる冷媒が温められないままアキュームレータ１５内ひいては圧縮機１１内に流入してしまうおそれがある。そこで、制御装置は、蓄熱材２１及びアキュームレータ１５内の冷媒のうち少なくとも何れか一方の状態が所定状態になると、図５に示すように、閉状態の減圧器１３を段階的に開くことで室外熱交換器１４に流れる冷媒を徐々に増加させる（図５中、矢印ｅ参照）。また、制御装置は、開状態の開閉弁４１１を段階的に閉じることで第２バイパス管路４１に流れる冷媒を徐々に減少させる（図５中、矢印ｆ参照）。そして、制御装置は、冷凍サイクル装置１０を最終的に図１に示す冷媒循環状態、つまり、圧縮機１１から吐出された冷媒が室内熱交換器１２、減圧器１３、室外熱交換器１４、アキュームレータ１５を順に通過する循環状態であり通常の暖房運転における循環状態に移行させる。
【００１９】
なお、上記の所定状態とは、蓄熱材２１の蓄熱量が冷媒を十分に加熱することができないほど減少してしまう前に冷凍サイクル装置１０を図１に示す冷媒循環状態に移行させるために設定される状態であり、例えば、蓄熱材２１の温度が所定温度よりも低くなった状態、アキュームレータ１５内の冷媒の温度あるいは圧力が所定値よりも低くなった状態などを設定することができる。このとき、これら所定温度や所定値は適宜の値を設定することができる。
【００２０】
以上に説明した第１実施形態に係る冷凍サイクル装置１０によれば、暖房運転の前に行う予熱運転時には、第１バイパス管路３１を開くとともに第２バイパス管路４１を閉じることで、圧縮機１１から吐出される高温高圧の冷媒の一部を第１バイパス管路３１を介して蓄熱材２１内に導き、これにより、その冷媒の熱を蓄熱材２１に蓄積する。よって、蓄熱材２１には、圧縮機１１から発生する排熱に加えて、当該圧縮機１１から吐出される冷媒の熱も蓄積されるようになる。そして、この予熱運転の後に行う暖房運転時には、第１バイパス管路３１を閉じるとともに第２バイパス管路４１を開くことで、室内熱交換器１２で熱交換されて温度低下した冷媒を第２バイパス管路４１を介して蓄熱材２１内に導き、これにより、室内熱交換器１２にて温度低下した冷媒を、予熱運転時に蓄熱材２１に蓄積された熱によって温める。
【００２１】
このように、予熱運転時には圧縮機１１の排熱及び吐出冷媒の熱の一部を蓄熱材２１に蓄積し、暖房運転時には、その蓄積した熱を利用して、熱交換により温度低下した冷媒を温めるように構成した。これにより、冷凍サイクル装置１０を循環する冷媒の温度低下を、暖房運転の前に行う予熱運転時に蓄熱材２１に蓄積した熱を利用して抑えることができ、暖房性能の向上を図ることができる。また、予熱運転時に圧縮機１１から発生する排熱及び当該圧縮機１１から吐出される冷媒の熱、つまり、従来では有効に使われていなかった熱エネルギーを蓄積しておき、その蓄積した熱を予熱運転後の暖房運転時に冷媒加熱用の熱源として利用することができ、省エネルギー性能の向上を図ることができる。
【００２２】
また、蓄熱性に優れた潜熱蓄熱材で蓄熱材２１を構成したので、外部から衝撃を与えて発核させない限り当該蓄熱材２１に蓄積した熱を保存することができる。これにより、予熱運転時には蓄熱材２１に衝撃を与えることなく熱の蓄積を行い、その後の暖房運転時に蓄熱材２１に衝撃を与えることで、予熱運転時に蓄積した熱を、その後の暖房運転時における冷媒の加熱に供することができる。即ち、蓄熱材２１を潜熱蓄熱材で構成したことにより、その蓄熱材２１に蓄積した熱を放出するタイミングを適宜のタイミングにコントロールすることができる。なお、蓄熱材２１に衝撃を与えて発核させる処理、つまり、蓄熱材２１からの放熱を開始するための処理は、予熱運転の終了後であれば、例えば、暖房運転の開始と同時、あるいは暖房運転を開始してから所定時間を経過した時、第１バイパス管路３１を閉じると同時、あるいは第１バイパス管路３１を閉じてから所定時間を経過した時など、適宜のタイミングで実施することができる。
【００２３】
また、第１バイパス管路３１には流量調整部３１２を設けたので、この流量調整部３１２により第１バイパス管路３１を流れる冷媒の流量あるいは流速を適宜調整することで、第１バイパス管路３１を流れる冷媒が蓄熱材２１に熱を伝達する時間を調整することができる。即ち、第１バイパス管路３１を流れる冷媒の流量あるいは流速を絞るほど、冷媒が蓄熱材２１に熱を伝達する時間を十分に確保することができ、冷媒の熱を効率良く蓄熱材２１に蓄積することができる。
【００２４】
また、第２バイパス管路４１には流量調整部４１２を設けたので、この流量調整部４１２により第２バイパス管路４１を流れる冷媒の流量あるいは流速を適宜調整することで、第２バイパス管路４１を流れる冷媒が蓄熱材２１から熱を受け取る時間を調整することができる。即ち、第２バイパス管路４１を流れる冷媒の流量あるいは流速を絞るほど、冷媒が蓄熱材２１から熱を受け取る時間を十分に確保することができ、蓄熱材２１の熱を効率良く冷媒に伝達して温めることができる。
【００２５】
また、制御装置は、暖房運転時において蓄熱材２１及び冷媒のうち少なくとも何れか一方の状態が所定状態になると、減圧器１３を段階的に開くことで室外熱交換器１４に流れる冷媒を徐々に増加させる制御を行うので、蓄熱材２１の蓄熱量が冷媒を十分に加熱（ガス化）することができないほど減少してしまう前に、通常の暖房運転における循環状態、つまり、冷媒が蓄熱材２１を通過しない循環状態に切り替えることができ、アキュームレータ１５ひいては圧縮機１１に液状態の冷媒が流入してしまうことを防止することができる。
【００２６】
また、制御装置は、暖房運転の立ち上げ時に第１バイパス管路３１を閉じ第２バイパス管路４１を開く際には、第１バイパス管路３１を確実に閉じてから第２バイパス管路４１を開く。つまり、第１バイパス管路３１及び第２バイパス管路４１を同時に開かないように構成した。これにより、第１バイパス管路３１を流れる冷媒による蓄熱材２１への蓄熱作用と第２バイパス管路４１を流れる冷媒への蓄熱材２１からの放熱作用とが同時に行われることがなくなり、無駄なエネルギーロスを起こすことなく、効率良く熱を利用することができる。
【００２７】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図６から図１０を参照しながら説明する。図６に示すように、本実施形態の冷凍サイクル装置６０では、第２バイパス管路６１は、冷媒管路１６のうち室内熱交換器１２と減圧器１３との間から分岐して蓄熱材２１を通過し、冷媒管路１６のうち室外熱交換器１４と四方弁１７との間に連結されている。この場合、四方弁１７は、室外熱交換器１４よりも下流側においてアキュームレータ１５よりも上流側に位置している。よって、本実施形態においても、第２バイパス管路６１は、冷媒管路１６のうち室外熱交換器１４とアキュームレータ１５との間に連結しているといえる。また、この第２バイパス管路６１は、当該第２バイパス管路６１を開閉する開閉弁６１１と、当該第２バイパス管路６１を流れる冷媒の流量を調整する流量調整部６１２とを備えるほか、蓄熱材２１よりも下流側に逆止弁６１３を備える。この逆止弁６１３は、冷媒管路１６において室外熱交換器１４から流出した冷媒が第２バイパス管路６１に流れることを防止する。また、冷房運転時あるいは除霜運転時においては、圧縮機１１から吐出された高圧の冷媒が第２バイパス管路６１に流れることを防止する。
【００２８】
次に、上記構成の冷凍サイクル装置６０を備える空気調和機において予熱運転を経て暖房運転を行う場合の制御の一例について説明する。
予熱運転では、制御装置は、四方弁１７を第１状態に切り替えるとともに、第１バイパス管路３１を開くとともに第２バイパス管路６１を閉じる。これにより、図７に示すように、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒は、その一部が第１バイパス管路３１に流れるようになり（図７中、矢印ｃ参照）、これにより、第１バイパス管路３１を流れる冷媒の熱が蓄熱材２１に伝達して蓄積される。そして、第１バイパス管路３１を流れる冷媒は、冷媒管路１６において減圧器１３を通過した低温低圧の冷媒（図７中、矢印ａ参照）と合流して室外熱交換器１４に流れ、これにより、減圧器１３を通過した低温の冷媒が、室外熱交換器１４ひいてはアキュームレータ１５に流入する前に、第１バイパス管路３１から合流した高温の冷媒によって温められるようになる。
【００２９】
予熱運転を終了すると、制御装置は暖房運転に移行する。この暖房運転の立ち上げ時では、制御装置は、四方弁１７を第１状態に切り替えたまま、第１バイパス管路３１を閉じてから第２バイパス管路６１を開き、さらに減圧器１３を閉じる。これにより、図８に示すように、圧縮機１１から吐出された高温高圧の冷媒は、その全てが室内熱交換器１２に流れ（図８中、矢印ａ参照）、室内熱交換器１２にて熱交換した冷媒は、その全てあるいは殆どが第２バイパス管路６１に流れるようになる（図８中、矢印ｄ参照）。
【００３０】
そして、第２バイパス管路６１を流れる冷媒は、蓄熱材２１に蓄積されている熱によって温められて、冷媒管路１６のうち室外熱交換器１４と四方弁１７との間に流入する。これにより、室内熱交換器１２にて熱交換され流量調整部６１２を通過した低温の冷媒が、室外熱交換器１４を介さずに四方弁１７、さらにはアキュームレータ１５に流れるようになり、且つ、四方弁１７、さらにはアキュームレータ１５に流入する前に、蓄熱材２１の熱によって温められるようになる。
【００３１】
このように室内熱交換器１２にて熱交換された冷媒を室外熱交換器１４に通すことなく蓄熱材２１を通して四方弁１７、さらにはアキュームレータ１５に戻す暖房運転の立ち上げ時において、制御装置は、蓄熱材２１及びアキュームレータ１５内の冷媒のうち少なくとも何れか一方の状態が所定状態になると、図９に示すように、閉状態の減圧器１３を段階的に開くことで室外熱交換器１４に流れる冷媒を徐々に増加させ（図９中、矢印ｅ参照）、開状態の開閉弁６１１を段階的に閉じることで第２バイパス管路６１に流れる冷媒を徐々に減少させる（図９中、矢印ｆ参照）。そして、制御装置は、冷凍サイクル装置１０を最終的に図６に示す通常の暖房運転における循環状態に移行させる。
【００３２】
以上に説明した第２実施形態に係る冷凍サイクル装置６０によっても、予熱運転時には圧縮機１１の排熱及び吐出冷媒の熱の一部を蓄熱材２１に蓄積し、暖房運転時には、その蓄積した熱を利用して、熱交換により温度低下した冷媒を温めるように構成した。これにより、暖房性能の向上を図ることができ、また、省エネルギー性能の向上を図ることができる。
【００３３】
ところで、この種の冷凍サイクル装置に備えられる四方弁１７は、例えば図１０に示すように構成されている。即ち、四方弁１７は、本体部１７１に、圧縮機１１の吐出口に接続される接続口１７２、圧縮機１１の吸入口側に配置されたアキュームレータ１５に接続される接続口１７３、室外熱交換器１４に接続される接続口１７４、室内熱交換器１２に接続される接続口１７５を設けた構成である。そして、本体部１７１の内部には、切替管路部材１７６が移動可能に設けられている。四方弁１７は、この切替管路部材１７６を移動させることで、図１０（ａ）に示す第１状態と図１０（ｂ）に示す第２状態とに切り替わるように構成されている。
【００３４】
そして、この種の四方弁１７は、例えば真鍮などの金属材料で構成されることが一般的であり、断熱性を備えた構成ではない。よって、図１０（ａ）に示す第１状態では、接続口１７２から接続口１７５に流れる冷媒（矢印ｒ１参照）と接続口１７４から接続口１７３に流れる冷媒（矢印ｒ２参照）との間で切替管路部材１７６を介して熱の伝達が発生し、図１０（ｂ）に示す第２状態では、接続口１７２から接続口１７４に流れる冷媒（矢印ｒ３参照）と接続口１７５から接続口１７３に流れる冷媒（矢印ｒ４参照）との間で切替管路部材１７６を介して熱の伝達が発生する。即ち、この種の四方弁１７は、一般的に断熱性を備えたものではなく、従って、四方弁１７の内部において、圧縮機１１から吐出された高温の冷媒が熱交換後の低温の冷媒によって冷やされてしまい、熱の損失が発生してしまう。
【００３５】
第２実施形態の冷凍サイクル装置６０によれば、第２バイパス管路６１を流れて蓄熱材２１によって温められた冷媒が四方弁１７よりも上流側において冷媒管路１６に流入する。これにより、四方弁１７に流入する熱交換後の低温の冷媒を第２バイパス管路６１から流入する冷媒によって温めることができ、四方弁１７内で発生する熱の損失を抑えることができる。
【００３６】
以上に説明した各実施形態に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、室内熱交換器、減圧器、室外熱交換器及びアキュームレータが冷媒管路によって環状に接続された構成であって、四方弁と、蓄熱材と、第１バイパス管路と、第２バイパス管路と、制御装置と、を備える。四方弁は、冷媒管路を流れる冷媒の循環方向を切り替える。蓄熱材は、圧縮機の周囲に配置され、外部からの熱を蓄積する。第１バイパス管路は、冷媒管路のうち圧縮機と室内熱交換器との間から分岐して蓄熱材を通過し、冷媒管路のうち減圧器と室外熱交換器との間に連結する。第２バイパス管路は、冷媒管路のうち室内熱交換器と減圧器との間から分岐して蓄熱材を通過し、冷媒管路のうち室外熱交換器とアキュームレータとの間に連結する。制御装置は、暖房運転の前に行う予熱運転時に第１バイパス管路を開くとともに第２バイパス管路を閉じ、予熱運転の後に行う暖房運転時に第１バイパス管路を閉じるとともに第２バイパス管路を開く。この構成によれば、予熱運転時には外部からの熱を蓄熱材に蓄積し、暖房運転時には、その蓄積した熱を利用して、熱交換により温度低下した冷媒を温めることができ、暖房性能の向上及び省エネルギー性能の向上を図ることができる。
【００３７】
上述の各実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。本実施形態及びその変形は、発明の範囲及び要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３８】
図面中、１０，６０は冷凍サイクル装置、１１は圧縮機、１２は室内熱交換器、１３は減圧器、１４は室外熱交換器、１５はアキュームレータ、１６は冷媒管路、１７は四方弁、２１は蓄熱材、３１は第１バイパス管路、４１，６１は第２バイパス管路、３１２，４１２，６１２は流量調整部を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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