(57)【要約】【課題】  実施形態の空気調和装置は、暖房起動時の、温風吹出しまでの立ち上がり時間を短縮させる。【解決手段】  実施形態の空気調和装置は、圧縮機と、冷暖切り替え四方弁と、室内熱交換器と、絞り弁と、室外熱交換器と、配管と、制御部を有し、配管は、圧縮機と室外熱交換器と室内熱交換器との間に冷媒を循環させる循環回路を形成し、圧縮機は、室内熱交換器と室外熱交換器との間の循環回路に配置され、四方弁は、圧縮機と室内熱交換器及び圧縮機と室外熱交換器の間に配置され、絞り弁は、循環回路の室内熱交換器と室外熱交換器とを挟んで配置され、圧縮機の外周部に蓄熱部を有し、蓄熱部は、圧縮機と圧接していることを特徴とする。【選択図】  図１
2014102023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機と、冷暖切り替え四方弁と、室内熱交換器と、絞り弁と、室外熱交換器と、配管と、制御部を有し、
前記配管は、前記圧縮機と前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間に冷媒を循環させる循環回路を形成し、
前記圧縮機は、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間の循環回路に配置され、
前記四方弁は、前記圧縮機と前記室内熱交換器及び前記圧縮機と前記室外熱交換器の間に配置され、
前記絞り弁は、前記循環回路の前記室内熱交換器と前記室外熱交換器とを挟んで配置され、
前記圧縮機の外周部に蓄熱部を有し、
前記蓄熱部は、前記圧縮機と圧接していることを特徴とする空気調和装置。
【請求項２】
前記蓄熱部は、蓄熱材と、前記蓄熱材を収容する蓄熱槽と、前記蓄熱材に前記圧縮機の中心方向に向かう圧力を与えて蓄熱部を圧縮機に熱的に嵌合させる蓄熱槽内部又は外部に備えられた弾性部材とを有することを特徴とする請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項３】
前記弾性部材は、前記圧縮機の中心方向に伸縮性を有することを特徴とする請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項４】
前記蓄熱槽の伸縮に伴う容積変化量は、前記蓄熱材の凝固及び融解時の体積変化量よりも大きいことを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載の空気調和装置。
【請求項５】
前記弾性部材は、前記蓄熱槽内に備えられ前記圧縮機の外周方向に対して凹凸形状をした板状物とコイルバネのうちのいずれか一方または両方である、又は、前記蓄熱槽外に備えられた板バネ、ゼンマイバネとつる巻きバネのうちのいずれか１種以上であることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の空気調和装置。
【請求項６】
圧縮機と、冷暖切り替え四方弁と、室内熱交換器と、絞り弁と、室外熱交換器と、配管と、発核手段と、温度計と、制御部を有した空気調和装置であって、
前記配管は、前記圧縮機と前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間に冷媒を循環させる循環回路を形成し、
前記圧縮機は、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間の循環回路に配置され、
前記四方弁は、前記圧縮機と前記室内熱交換器及び前記圧縮機と前記室外熱交換器の間に配置され、
前記絞り弁は、前記循環回路の前記室内熱交換器と前記室外熱交換器とを挟んで配置され、
前記蓄熱部は、圧縮機外周部に配置され、
前記蓄熱部は、前記圧縮機と圧接し、
前記蓄熱部は、蓄熱材と、前記蓄熱材を収容する蓄熱槽と、前記蓄熱材に前記圧縮機の中心方向に向かう圧力を与えて蓄熱部を圧縮機に熱的に嵌合させる蓄熱槽内部又は外部に備えられた弾性部材とを有し、
前記発核手段は、前記蓄熱槽内に少なくとも配置され、
前記温度計は、前記圧縮機の筐体に配置され、
前記制御部によって、前記空気調和装置が運転停止している時に、温度計で測定する圧縮機の温度である第１の測定温度と予め設定された第１の設定温度とを比較し、前記第１の測定温度が前記設定温度以下の場合に前記発核手段を動作させることを特徴とする空気調和システム。
【請求項７】
圧縮機と、冷暖切り替え四方弁と、室内熱交換器と、絞り弁と、室外熱交換器と、配管と、発核手段と、制御部を有した空気調和装置であって、
前記配管は、前記圧縮機と前記室内熱交換器と前記室外熱交換器との間に冷媒を循環させる循環回路を形成し、
前記圧縮機は、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器との間の循環回路に配置され、
前記四方弁は、前記圧縮機と前記室内熱交換器及び前記圧縮機と前記室外熱交換器の間に配置され、
前記絞り弁は、前記循環回路の前記室内熱交換器と前記室外熱交換器とを挟んで配置され、
前記蓄熱部は、圧縮機外周部に配置され、
前記蓄熱部は、前記圧縮機と圧接し、
前記蓄熱部は、蓄熱材と、前記蓄熱材を収容する蓄熱槽と、前記蓄熱材に前記圧縮機の中心方向に向かう圧力を与えて蓄熱部を圧縮機に熱的に嵌合させる蓄熱槽内部又は外部に備えられた弾性部材とを有し、
前記発核手段は、前記蓄熱槽内に少なくとも配置され、
前記蓄熱部は前記圧縮機の中心方向に向かって圧力が印加され、
前記制御部によって、前記空気調和装置が運転停止している時に、測定した暖房運転停止からの経過時刻又は現在時刻である第１の測定時刻と予め設定された第１の設定時刻とを比較し、第１の測定時刻が第１の設定時刻と同刻又は経過した場合に発核手段を動作させることを特徴とする空気調和システム。
【請求項８】
前記発核手段を動作させた後に、
前記制御部は、
発核からの経過時刻である第２の経過時刻と予め設定された第２の設定時刻を比較し、第２の経過時刻が第２の設定時刻と同刻又は経過した場合、又は、
発核後の圧縮機５０１の温度である第２の測定温度と予め設定された第２の設定温度を比較し、第２の測定温度が第２の設定温度以上の場合に予熱暖房運転を開始することを特徴とする請求項６に記載の空気調和システム。
【請求項９】
前記発核手段を動作させた後に、
前記制御部は、
発核からの経過時刻である第２の経過時刻と予め設定された第２の設定時刻を比較し、第２の経過時刻が第２の設定時刻と同刻又は経過した場合に予熱暖房運転を開始することを特徴とする請求項７に記載の空気調和システム。
【請求項１０】
前記弾性部材は、前記圧縮機の中心方向に伸縮性を有し、
前記蓄熱槽の伸縮に伴う容積変化量は、前記蓄熱材の凝固及び融解時の体積変化量よりも大きい、又は、
前記弾性部材は、前記蓄熱槽内に備えられ前記圧縮機の外周方向に対して凹凸形状をした板状物とコイルバネのうちのいずれか一方または両方である、又は、前記蓄熱槽外に備えられた板バネ、ゼンマイバネとつる巻きバネのうちのいずれか１種以上であること、を特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、空気調和装置及び空気調和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気調和システムの暖房利用時に、始動時の立ち上がり性能を向上させる取組がなされている。圧縮機の外周に潜熱蓄熱材を収納した容器を腹巻き状に配置し、圧縮機を保温することで暖房停止時に圧縮機の温度が低下することを抑制して、装置の立ち上がり性能を向上させることが知られている。
【０００３】
圧縮機の外周に潜熱蓄熱材を有する蓄熱槽を配置する場合、潜熱蓄熱材の温度によって固体・液体の相状態が変化し、これに伴い潜熱蓄熱材の体積が大きく変化する課題がある。特に、２０℃から６０℃の範囲で融点を持つ硫酸ナトリウム水和物や酢酸ナトリウム水和物といった蓄熱材は、液体時より固体時の方が密度が大きく、固体時には液体時に比較して体積が１０％以上収縮する。よって暖房停止時に効率よく蓄熱材の潜熱を圧縮機に与えるには、潜熱を与えるに従い固化し、収縮する蓄熱材を容器と密着させる工夫する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０２―１４３０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
実施形態の空気調和装置は、暖房起動時の、温風吹出しまでの立ち上がり時間を短縮させる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の空気調和装置は、圧縮機と、冷暖切り替え四方弁と、室内熱交換器と、絞り弁と、室外熱交換器と、配管と、制御部を有し、配管は、圧縮機と室内熱交換器と室外熱交換器との間に冷媒を循環させる循環回路を形成し、圧縮機は、室外熱交換器と室内熱交換器との間の循環回路に配置され、四方弁は、圧縮機と室内熱交換器及び圧縮機と室外熱交換器の間に配置され、絞り弁は、循環回路の室内熱交換器と室外熱交換器とを挟んで配置され、圧縮機の外周部に蓄熱部を有し、蓄熱部は、圧縮機と圧接していることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、実施形態の空気調和装置のサイクル構成図である。
【図２】図２は、実施形態の圧縮機及び蓄熱部の断面概念図（Ａ）及び斜視概念図（Ｂ）である。
【図３】図３は、実施形態の弾性部材と蓄熱槽の断面概念図である。
【図４】図４は、実施形態の圧縮機及び蓄熱部の断面概念図（Ａ）及び斜視概念図（Ｂ）である。
【図５】図５は、実施形態の空気調和装置のサイクル構成図である。
【図６】図６は、実施形態の圧縮機及び蓄熱部の断面概念図（Ａ）及び斜視概念図（Ｂ）である。
【図７】図７は、実施形態の空気調和装置の暖房サイクルのフローチャートである。
【図８】図８は、実施形態の空気調和装置のサイクル構成図である。
【図９】図９は、実施形態の空気調和装置の暖房サイクルのフローチャートである。
【図１０】図１０は、実施形態の空気調和装置のサイクル構成図である。
【図１１】図１１は、実施形態の空気調和装置の暖房サイクルのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各実施形態で共通する詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
［第１の実施形態］
実施形態の空気調和装置は、圧縮機と、冷暖切り替え四方弁と、室内熱交換器と、絞り弁と、室外熱交換器と、配管と、を有し、配管は、圧縮機と室内熱交換器と室外熱交換器との間に冷媒を循環させる循環回路を形成し、圧縮機は、室外熱交換器と室内熱交換器との間の循環回路に配置され、四方弁は、圧縮機と室内熱交換器及び圧縮機と室外熱交換器の間に配置され、絞り弁は、循環回路の室内熱交換器と室外熱交換器とを挟んで配置され、圧縮機の外周部に蓄熱部を有する。空気調和装置は例えば、制御部によって制御される。
【００１０】
図１は、第１の実施形態に係る空気調和装置の暖房サイクル構成図である。図１の空気調和装置１００は、圧縮機１０１と、冷暖切り替え四方弁１０２と、室内熱交換器１０３と、絞り弁１０４と、室外熱交換器１０５と、配管Pと、を有する。
【００１１】
圧縮機１０１は、室外熱交換器と室内熱交換器との間に配置され、熱を伝達するための冷媒（熱媒体）を圧縮する。圧縮機１０１の一部に液冷媒を貯蔵するアキュムレーターが取り付けられている場合がある。圧縮機１０１を出た冷媒は、配管Ｐにより、四方弁１０２、室内熱交換器１０３、絞り弁１０４、室外熱交換器１０５を経て圧縮機１０１に再び吸い込まれる。冷媒としては、例えば、ハイドロフルオロカーボンやハイドロクロロフルオロカーボン等を用いることができる。圧縮機１０１には、圧縮機１０１に伝熱可能な蓄熱部１０６が備えられている。
【００１２】
四方弁１０２は、圧縮機１０１と室内熱交換器１０３及び圧縮機１０１と室外熱交換器１０５の間に配置される。四方弁１０２は、圧縮機１０１で圧縮された冷媒の循環方向を切り替えることができる。圧縮された冷媒が室内交換器１０３に向かう循環回路は、暖房時の回路である。暖房の場合は、暖められた空気が室内交換器１０３から室内に向かって送風される。圧縮された冷媒が室外交換器１０５に向かう循環回路は、冷房時の回路である。暖房の場合は、冷やされた空気が室内交換器１０３から室内に向かって送風される。以下、実施形態は、暖房について説明し、冷房については省略するが、空気調和装置は、冷房と暖房の両機能を備えることができる。暖房のみの機能を有する空気調和装置は、四方弁を省略することができる。
【００１３】
室内熱交換器１０３は、圧縮機１０１で圧縮した高温高圧の冷媒と室内空気とを熱交換し、冷媒を凝縮させて昇温した空気を室内に放出する。モーターで回転させたファンによる送風で空気を室内に放出する。
絞り弁１０４は、室内熱交換器１０３を経た冷媒を減圧させる。
室外熱交換器１０５は、絞り弁１０４で減圧した低温低圧の冷媒と室外空気とを熱交換し、冷媒を蒸発させて降温した空気を室外に放出する。モーターで回転させたファンによる送風で空気を室外に放出する。
【００１４】
蓄熱部１０６は圧縮機１０１の外周部に、圧縮機１０１の一部又は全部の外周面を覆うように又は圧縮機１０１の外周面に巻き付くように圧縮機１０１と熱的に嵌合（接触）して配置されている。熱的な嵌合には圧力を用いている。蓄熱部１０６は、圧縮機１０１と圧接し、圧縮機１０１の中心方向に向かって圧力が印加するように構成されている。蓄熱部１０６の内周側と圧縮機１０１の外周側に空隙があると、空隙のある領域が熱の授受効率が悪くなってしまうことから、蓄熱部１０６の内周側と圧縮機１０１の外周側の間は、空隙が無く、接着されていることが好ましい。
【００１５】
図２の概念図に圧縮機１０１周辺の構成を示す。図２（Ａ）は圧縮機１０１周辺の断面概念図である。図２（Ｂ）は圧縮機１０１周辺の斜視概念図である。蓄熱部１０６は、蓄熱材１０７と、蓄熱槽１０８と、弾性部材１０９と、から構成される。蓄熱部１０６は、固定具１１０によって圧縮機１０１の外周面と接するように固定されていることが好ましい。
【００１６】
蓄熱材１０７は蓄熱槽１０８に収容されている。蓄熱材１０７は、空気調和装置１００の動作中の圧縮機１０１で発生した熱を回収して、貯蔵する。また、蓄熱材１０７は、貯蔵した熱を圧縮機に与える役割を果たす。蓄熱材１０７としては、例えば硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物、パラフィンといった潜熱蓄熱性を有する化合物を含む材料を用いることができる。蓄熱材１０７は、液体と固体でその体積が変化する。
【００１７】
蓄熱槽１０８は、蓄熱材１０７の体積変化応じて変形可能な容器である。蓄熱槽１０８が圧縮機１０１と効率良く熱の授受を行うために、蓄熱材１０７が液体の時も固体の時（の体積が大きい時も小さい時）も、常時、蓄熱槽１０８と圧縮機１０１は接している状態が好ましい。伝熱性能を向上させる観点から、蓄熱槽１０８の内周の全面は、圧縮機１０１の外周面と接していることが好ましい。この接触状態のために、蓄熱槽１０８の蓄熱材１０７は、圧縮機１０１の中心側（蓄熱槽１０８の内周側）に向かう圧力がかかっていることが好ましい。この圧力を印加する手段として、蓄熱槽１０８内に、弾性部材１０９を設けられる。
【００１８】
蓄熱槽１０８としては、市販の薄厚のビニール製パック、アルミ製パック、ゴム製パックなどの薄膜容器を用いることができる。これら容器の材料は、伸縮性を高めるための撓みがあり、蓄熱材１０７の体積変化に応じて伸縮可能である。室温（２５℃）において蓄熱槽１０８の容積変化量は、蓄熱材の体積変化を前記撓みで吸収するという観点から、蓄熱材１０７の凝固及び融解時の体積変化量よりも大きいことが好ましい。
【００１９】
弾性部材１０９は、その両端が蓄熱槽１０８に固定され、さらに蓄熱槽１０８を固定具１１０で固定することで蓄熱槽１０８の外周を蓄熱槽１０８の内周側（圧縮機１０１中心側）へ引き付ける弾性力を有し、圧縮機１０１の中心方向に圧力を印加する。弾性部材１０９は、蓄熱部１０６を圧縮機１０１と圧接させるための部材である。弾性部材１０９は、例えば、板状物とコイルバネのうちのいずれか一方又は両方を用いることができる。弾性部材１０９の材料としては、金属、合金や樹脂材料のうちのいずれか１種以上を用いることができる。金属や合金は、焼戻しや焼入れが施されているものが好ましい。弾性部材１０９の合金や樹脂の内、形状記憶合金や形状記憶樹脂が好ましい。
【００２０】
弾性部材１０９としては、蓄熱槽１０８の形状変化を制御し、効率良く蓄熱材１０７と圧縮機１０１が熱を授受するために、蓄熱槽１０８の内周側から外周側に向かって凹凸形状を有することが好ましい。凹凸形状の具体例を図３の弾性部材１０９と蓄熱槽１０８の断面概念図に示す。図３（Ａ）は、三角状（スパイク波形状）の凹凸の形態である。弾性部材１０９が三角状凹凸であると、伸縮幅を大きく取れるという利点がある。図３（Ｂ）は、円形状（正弦波形状）の凹凸の形態である。弾性部材１０９が円形状凹凸であると、弾性部材の突部（凸部）で蓄熱槽１０８を突き破る、といった問題を防げる利点がある。図３（Ｃ）は、角型状（パルス波形状）の凹凸の形態である。弾性部材１０９が角形状凹凸であると蓄熱槽８の構造強度を高められる利点がある。弾性部材１０９の形状は、板又はバネを曲げたものでもよいし、複数の板又はバネを組み合わせたものでもよい。
【００２１】
実施形態には、制御部Ｃによって空気調和装置１００の運転が制御される空気調和システムが含まれる。制御部Ｃは、例えば、圧縮機１０１の回転数、四方弁１０２の経路切替、室内熱交換器１０３のモーター回転数と室外熱交換器１０５のモーター回転数などを制御する。制御部Ｃは、例えば、電子回路を含む演算部と、空気調和装置１００の動作条件を設定する操作部と、空気調和装置１００の動作履歴や動作条件を記憶する記憶部とで構成される。ソフトウェアとハードウェアのどちらか一方又は両方の制御方法が空気調和装置１００の制御に含まれる。
【００２２】
また、図２において、図示していないが、蓄熱部１０６の熱が効率良く圧縮機１０１に伝わるように、蓄熱部１０６の外周部に断熱部材を設けてもよい。また、蓄熱部１０６と圧縮機１０１の間には、熱伝導性の高い部材を設けてもよい。
【００２３】
次に空気調和装置１００の暖房サイクルの運転方法について説明する。第１の実施形態の空気調和装置１００の運転は、制御部Ｃで制御される。空気調和装置１００の暖房サイクルは、ユーザーの指令又は運転プログラムに基づいて暖房開始命令がなされると、暖房運転を開始する。これにより四方弁１０２は圧縮機１０１の冷媒が室内熱交換器３に送られるように接続される。圧縮機１０１で圧縮された冷媒は、室内熱交換器１０３にて室内空気に凝縮熱を与えて液化したのち、膨張弁１０４で減圧される。そして減圧された冷媒は、室外熱交換器１０５で室外空気から蒸発熱を奪いガス化したのち、再び圧縮機１０１で圧縮されるサイクルを繰り返す。
【００２４】
運転中、圧縮機１０１は発熱するため、圧縮機１外周と熱的に接触する蓄熱部１０６の蓄熱材１０７には圧縮機１０１の熱が回収（蓄熱）される。蓄熱材１０７として酢酸ナトリウム水和物を使用した場合、回収した熱で蓄熱材１０７温度が融点に達すると、固体から液体へと融解が始まる。液体時の酢酸ナトリウム水和物は、固体時より密度が低いため、蓄熱材１０７や蓄熱槽１０８の体積は膨張する。この時、弾性部材１０９は蓄熱材１０７の体積膨張に伴い圧縮機１０１の外周方向に膨張する。
【００２５】
一方、ユーザーの指令又は運転プログラムに基づいて暖房停止がなされると、空気調和装置１００の暖房運転が停止される。暖房運転が停止すると圧縮機１０１の発熱がなくなるため、外気温度との温度差で蓄熱材１０７、および蓄熱部１０６に囲まれた圧縮機１０１の温度は低下していく。そこで、蓄熱した蓄熱材１０７から圧縮機１０１に放熱することで圧縮機１０１の温度低下を抑制する。蓄熱部１０６が無く、圧縮機１０１の温度が低下し、冷え切った状態から暖房起動をした場合、冷媒の熱が圧縮機１０１筐体に吸収されてしまうため、立ち上がり性能（室内熱交換器１０３から吹出す温風の温度、および温風吹出しまでの時間）が悪くなる課題があった。一方、本実施の形態では、起動時には蓄熱材１０７によって圧縮機１０１が保温されているため、暖房立ち上がり性能を高めることができる。蓄熱部１０６内の蓄熱材１０７の熱伝導は圧縮機１０１の熱伝導より小さいため、暖房起動後に圧縮機１０１の熱が即座に蓄熱材１０７に吸収されてしまうことはない。
【００２６】
蓄熱材１０７は放熱して温度が融点より下がると、液体から固体へと凝固が始まる。固体時の蓄熱材１０７は、液体時より密度が高いため、凝固により蓄熱材１０７の体積は収縮する。蓄熱材１０７が圧縮機１０１側に圧力がかかっていない状態で蓄熱材１０７が収縮すると、蓄熱材１０７又は蓄熱槽１０８と圧縮機１０１との間に空隙ができることがあり、空隙ができると蓄熱部１０６から圧縮機１０１への伝熱性能が低下する。よって蓄熱材１０７から圧縮機１０１への放熱性能が低下し、圧縮機１０１の温度低下を抑制しにくい。一方、本実施の形態では、蓄熱部１０６に配置された弾性部材１０９が圧縮機１０１外周方向に伸縮性を有し、それと接する蓄熱材１０７は圧縮機１０１中心方向に内圧がかけられるように配置されているため、蓄熱材１０７と蓄熱槽１０８の圧縮機１０１と接する面とが常時密着する。蓄熱部１０６は前記圧縮機１０１の外周に弾性部材１０９の弾性力により熱的に嵌合する。よって、蓄熱材１０８から圧縮機１０１への放熱性能を確保し、圧縮機１０１の温度低下を抑制することができる。
【００２７】
また、弾性部材１０９が蓄熱材１０７から蓄熱槽１０８への伝熱促進部材となり、蓄熱材１０７が吸熱する際および放熱する際の能力を高めることが可能となる。
【００２８】
［第２の実施形態］
以下、図面を参照しながら第２の実施形態を説明する。
図４は第２の実施形態に係る圧縮機２０１周辺の構成図である。図４（Ａ）は圧縮機２０１周辺の断面概念図である。図４（Ｂ）は圧縮機２０１周辺の斜視概念図である。圧縮機２０１の外周には蓄熱部２０６が配置され、圧縮機２０１と熱的に接触して配置されている。蓄熱部２０６以外の構成は第１の実施形態と共通するため、その構成と空気調和装置と空気調和装置のシステム説明を省略する。蓄熱部２０６の構成についても、第１の実施形態と共通する記載は省略する。第２の実施形態の空気調和装置２００の運転は、制御部Ｃで制御される。
【００２９】
第２の実施形態の蓄熱部２０６は、蓄熱材２０７と、蓄熱材２０７を収容する蓄熱槽２０８と、蓄熱槽２０８の外周部に備えられた弾性部材２０９と、から構成される。
【００３０】
弾性部材２０９は、蓄熱槽２０８外部に配置される。弾性部材２０９は、蓄熱槽２０８の外側の面に配置され、蓄熱材２０７又は蓄熱槽２０８に対して、蓄熱槽２０８の外周の一部を覆い又は蓄熱槽２０８の外周に巻き付くことで、蓄熱槽２０８の内側にある圧縮機２０１の中心方向に圧力を印加する部材である。第１の実施形態の弾性部材と同様に、第２実施形態の弾性部材２０９は、蓄熱部２０６を圧縮機２０１と圧接させるための部材である。弾性部材２０９は、蓄熱部２０６とこのような弾性部材２０９として、板バネ、ゼンマイバネ又はつる巻きバネ等のうちのいずれか１種以上を用いることができる。弾性部材２０９の材料としては、弾性力のある金属、合金や樹脂材料を用いることができる。金属や合金は、焼戻しや焼入れが施されているものが好ましい。弾性部材２０９の合金や樹脂の内、形状記憶合金や形状記憶樹脂が好ましい。弾性部材２０９の一部には開口２１１が設けられていてもよい。
【００３１】
弾性部材２０９によって蓄熱材２０７には圧縮機２０１中心方向の内圧がかけられる。よって圧縮機２０１表面と接する蓄熱槽２０８の面には蓄熱材２０７が常時接する。よって、蓄熱部２０６は前記圧縮機２０１の外周に弾性部材２０９の弾性力により熱的に嵌合する。暖房運転中は圧縮機２０１から蓄熱槽２０８を通して蓄熱材２０７に圧縮機の熱が回収（蓄熱）される。蓄熱材２０７として酢酸ナトリウム水和物を使用した場合、回収した熱で蓄熱材２０７温度が融点に達すると、固体から液体へと融解が始まる。液体時は固体時より密度が低いため、蓄熱材２０７及び蓄熱槽２０８の体積は膨張する。この時、弾性部材２０９の開口２１１領域への蓄熱材２０７及び蓄熱槽２０８体積膨張や蓄熱槽２０８外周方向への蓄熱材２０７及び蓄熱槽２０８体積膨張が起こる。
【００３２】
一方、暖房運転が停止すると圧縮機２０１の発熱がなくなるため、外気温度との温度差で蓄熱材２０７および蓄熱部２０６に囲まれた圧縮機２０１の温度は低下していく。蓄熱材２０７は放熱して温度が融点より下がると、液体から固体へと凝固が始まる。固体時は液体時より密度が高いため、蓄熱材２０７の体積は収縮する。本実施の形態では、蓄熱部２０６に配置された弾性部材２０９が圧縮機２０１中心方向に圧力がかかるように伸縮性を有し、それと接する蓄熱材２０７は圧縮機２０１中心方向に内圧がかけられるように配置されているため、蓄熱材２０７と蓄熱槽２０８の圧縮機２０１と接する面とが常時密着する。よって蓄熱材２０７から圧縮機２０１への放熱性能を確保し、圧縮機２０１の温度低下を抑制することができる。
【００３３】
［第３の実施形態］
以下、図面を参照しながら第３の実施形態を説明する。
図５は、第３の実施形態に係る空気調和装置３００の暖房サイクル構成図である。
空気調和装置３００は、冷媒を圧縮する圧縮機３０１と、冷暖切替え用四方弁３０２と、室内熱交換器３０３と、絞り弁３０４と、室外熱交換器３０５と、蓄熱部３０６と、発核手段３１２と温度計３１３と、制御部Ｃから構成されている。空気調和システムは、制御部Ｃによって、空気調和装置３００が運転停止している時に、温度計３１３で測定する温度（第１の測定温度）と予め設定された設定温度（第１の設定温度）とを比較し、第１の測定温度が第１の設定温度以下の場合に発核手段３１２を動作させることができる。そして、発核後に、予熱暖房を必要に応じて行い、暖房運転を開始することができる。予熱暖房を行わない場合は、時機又は温度条件を満たす時機又はユーザーの操作によって暖房運転を開始することができる。なお、予熱暖房とは、空気調和装置が暖房運転を開始した際に、直ぐ又は短時間で、設定された温度及び風量の風を室内熱交換器３０３が室内に送ることができる状態にするための運転である。
【００３４】
空気調和システムは、予熱運転を行うことができる。制御部Ｃによって、発核後、発核からの経過時刻である第２の経過時刻と予め設定された第２の設定時刻を比較し、第２の経過時刻が第２の設定時刻と同刻又は経過した場合、又は、発核後の圧縮機３０１の温度である第２の測定温度と第２の設定温度を比較し、第２の測定温度が第２の設定温度以上の場合に暖房運転を開始することが好ましい。
【００３５】
図５の温度計３１３は、圧縮機３１０の筐体に配置され、圧縮機３０１の筐体温度を測定する。温度計３１３も制御部Ｃに接続されて制御される。温度計３１３としては、種々の形態の温度測定手段を用いることができる。実施形態では、空気調和装置３００を電子的制御する観点から、温度計３１３は、電気式温度計が好ましい。温度計３１３の制御には、例えば、温度計３１３動作のオンオフ及び圧縮機３０１の温度情報の通信が含まれる。また、圧縮機３１０と隣接する配管に温度計３１３を配置し、圧縮機３１０の温度を推定しても良い。この推定も圧縮機３０１の筐体温度測定に含まれる。
【００３６】
次に圧縮機３０１周辺の構成を図６の概念図に示す。図６（Ａ）は圧縮機３０１周辺の断面概念図である。図６（Ｂ）は圧縮機３０１周辺の斜視概念図である。
圧縮機３０１の外周には蓄熱部３０６が配置され、圧縮機３０１と熱的に接触可能に配置されている。蓄熱部３０６は、蓄熱材３０７と蓄熱材３０７を収容する蓄熱槽３０８と、弾性部材３０９と、発核手段３１２から構成される。
【００３７】
図６の発核手段３１２は、蓄熱部３０６の蓄熱槽３０８内に少なくとも配置され、蓄熱材３０７と接する。発核手段３１２は、融点以下で液体を保ち過冷却状態にある蓄熱材３０７の過冷却を解除し、蓄熱材３０７を固化させる（以下発核と記載する）手段である。発核手段３１３による蓄熱材３０７の発核は制御部Ｃによって制御される。発核手段３１２としては、例えば、皿ばね及び皿ばね制御手段や、電極及び電極への電圧印加手段、熱電素子による急冷手段などを用いることができる。蓄熱材３０７としては、過冷却状態になりやすい酢酸ナトリウム水和物等が好ましい。蓄熱部３０６は、発核手段３１２を備えた第２の実施形態の蓄熱部２０６を用いてもよい。なお、発核手段３１２と温度計３１３以外構成は第１の実施形態と共通するため、共通する構成の説明を省略する。
【００３８】
次に空気調和装置３００の暖房サイクルの運転方法について説明する。第３の実施形態の空気調和装置３００の運転は、制御部Ｃで制御される。空気調和装置３００はユーザーの指令に基づいて暖房開始命令がなされると、暖房運転を開始する。これにより四方弁３０２は圧縮機３０１の冷媒が室内熱交換器３０３に送られるように接続される。圧縮機３０１で圧縮された冷媒は室内熱交換器３０３にて室内空気に凝縮熱を与えて液化したのち、膨張弁３０４で減圧される。そして室外熱交換器３０５で室外空気から蒸発熱を奪いガス化したのち、再び圧縮機３０１で圧縮されるサイクルを繰り返す。運転中、圧縮機３０１の熱は蓄熱部３０６内の蓄熱材３０７に回収（蓄熱）される。
【００３９】
一方、ユーザーの指令に基づいて暖房停止がなされると、空気調和装置３００の暖房運転が停止される。空気調和装置３００の動作にかかるフローチャートを図７に示す。
以下、空気調和装置３００の動作方法について、図７のフローチャートに沿って説明する。まず、発核について説明する。暖房運転停止中に温度計３１３で圧縮機３０１の温度である第１の測定温度（Ｔｃ）を測定する（ステップＳ０１→Ｓ０２）。そして第１の測定温度（Ｔｃ）が予め定められた第１の設定温度（Ｔｌｉｍ）以下の場合、発核手段３１２を操作して蓄熱材３１７を発核させる（ステップＳ０３→Ｓ０４）。これにより蓄熱材３０７の過冷却が解除されて圧縮機３０１の温度が上昇する。一方、第１の測定温度が第１の設定温度より高い場合、発核はさせない（ステップＳ０３→Ｓ０８）。発核させなかった場合は、時間をおいて、発核判定のステップ（ステップＳ０２）以降を再度実行すればよい。なお、Ｔｌｉｍは、制御部Ｃに含まれる記憶部に記憶され、演算部で判定を行う。
【００４０】
以下のステップは、発核後のプロセスであり、必須のステップではない。予熱暖房という設定がされた場合に機能する以下のステップを省略した場合は、例えば、ユーザーが任意の時機に暖房運転を開始する。（ステップＳ０５→Ｓ０６を省略）
【００４１】
次に、発核後の予熱暖房運転開始について説明する。蓄熱材３１７が発核すると発生した熱が圧縮機３０１に伝わり、圧縮機３０１の温度が上昇する。蓄熱材３１７の発熱は時間が経過することで弱まり、次第に発熱が停止する。従って、好適な時機に空気調和装置３００の予熱暖房運転を開始することで、圧縮機３０１の加熱時間をより短縮し、暖房立ち上り性能を向上できるため、以下そのステップについて説明する。
【００４２】
まず、時間条件で予熱暖房運転を開始するか否かを判断する場合について説明する。発核開始からの時刻である第２の測定時刻（ｔ）を測定する。そして第２の測定時刻が予め定められた第２の設定時刻（ｔｓｅｔ）と同刻又は経過した場合、予熱暖房運転を開始する（ステップＳ０５→Ｓ０６）。条件を満たさない場合は、再度、ステップＳ０５の判定を行えばよい。なお、測定する時刻は、制御部Ｃや他の構成が有するタイマーあるいは時計機能を利用して測定することができる。予熱暖房運転が行われた後、ユーザーが好適な時機に又は予熱完了後に空気調和装置３００の暖房運転を開始することで暖房の立ち上がり性能を向上できる。
【００４３】
次に、温度条件で予熱暖房運転を開始するか否かを判断する場合について説明する。温度計３１３で圧縮機３０１の温度である第２の測定温度（Ｔ）を測定する。そして第２の測定温度が予め定められた第２の設定温度（Ｔｓｅｔ）以上の場合、予熱暖房運転を開始する（ステップＳ０５→Ｓ０６）。条件を満たさない場合は、再度、ステップＳ０５の判定を行えばよい。予熱暖房運転が行われた後、ユーザーが好適な時機に又は予熱完了後に空気調和装置３００の暖房運転を開始（ステップＳ０６→ステップＳ０７）することで暖房の立ち上がり性能を向上できる。
【００４４】
なお、第２の設定時刻と第２の設定温度は、圧縮機３０１、蓄熱材３０７の熱量、外気温、暖房設定温度等によって好適な値としてもよいし、一定値でもよい。好適な値は、実機を使用した実験又はシミュレーションを行うことで決めることができる。そして、好適な値は、制御部Ｃのデータベースに格納しておくことが好ましい。所定の動作条件等に応じて、データベースから好適な値を抽出し、第２の設定時刻と第２の設定温度を定めることができる。
【００４５】
本実施の形態では、過冷却を利用して蓄熱材３０７に熱を貯蔵する。そして、暖房停止中に圧縮機３０１の温度が設定温度より低下した場合のみ発核させることで、圧縮機３０１を加熱する。よって、圧縮機３０１の温度を常時予め定められた温度より高く保持することができ、暖房起動時の立ち上がり性能を向上させることができる。なお、予熱暖房運転を組み合わせた暖房運転にて、予熱暖房運転を開始するか否かを判定するステップでは、温度と時間の両条件を満たす場合に、予熱暖房運転を開始するようにしてもよい。
【００４６】
なお、温度計３１３は圧縮機３０１筐体表面の温度を測定する他、圧縮機３０１と接する蓄熱部３０６の一部の温度を測定してもよい。この場合、蓄熱部３０６にも温度計が配置され、蓄熱部３０６の温度条件も合わせて発核と暖房運転の制御をすることができる。
【００４７】
本実施形態の空気調和装置３００は、圧縮機３０１が冷却された時機で発核手段３１２を動作させ、空気調和装置３００の起動時立ち上がり時間を短縮することができる。従って、実施形態の空気調和システムは、暖房起動時の立ち上がり性能を向上させることができる。
【００４８】
［第４の実施形態］
図８の概念図に示す空気調和装置４００は、冷媒を圧縮する圧縮機４０１と、冷暖切替え用四方弁４０２と、室内熱交換器４０３と、絞り弁４０４と、室外熱交換器４０５と、蓄熱部４０６と、発核手段４１２と、制御部Ｃから構成されている。空気調和システムは、制御部Ｃによって、空気調和装置４００が運転停止している時に、測定した第１の測定時刻と予め設定された第１の設定時刻とを比較し、第１の測定時刻が第１の設定時刻と同刻あるいは経過した場合に発核手段４１２を動作させることができる。空気調和システムは、制御部Ｃによって、発核後、発核からの経過時刻である第２の経過時刻と予め設定された第２の設定時刻を比較し、第２の経過時刻が第２の設定時刻と同刻又は経過した場合に暖房運転を開始することが好ましい。そして、発核後に、予熱暖房を必要に応じて行い、暖房運転を開始することができる。予熱暖房を行わない場合は、条件を満たす時機又はユーザーの操作によって暖房運転を開始することができる。
【００４９】
本実施形態は、図９のフローチャートに示すように時間に基づいて発核手段４１２を動作させる形態の空気調和装置４００である。温度計を省略あるいは使用しないことを除き、第４の実施形態の空気調和装置４００の構成や暖房サイクル図は、第２の実施形態と共通するため、その説明を省略する。第４の実施形態の空気調和装置４００の運転は、制御部Ｃで制御される。第４の実施形態の空気調和装置４００の動作方法に関して、第３の実施形態の空気調和装置３００の動作方法と共通することは、効果を含めその説明を省略する。
【００５０】
以下、空気調和装置４００の動作方法について、図９のフローチャートに沿って説明する。暖房運転停止からの経過時刻又は現在時刻である第１の測定時刻（τ）を測定する（ステップＳ１１→Ｓ１２）。そして第１の測定時刻が予め定められた第１の設定時刻（τｍａｘ）と同刻又は経過した場合、発核手段４１２を動作させる（ステップＳ１３→Ｓ１４）。第１の測定時刻が経過時刻の場合は、第１の設定時刻は、暖房停止から蓄熱材４０７の発核までの時間である。第１の測定時刻が現在時刻の場合は、第１の設定時刻は、例えば、ユーザーが設定した発核間隔である。これにより蓄熱材４０７の過冷却が解除されて圧縮機４０１の温度が上昇する。経過時刻から圧縮機４０１の温度低下を推定し、圧縮機４０１の上昇させる温度の最適値を推定することもできる。温度計が不要となり、簡便に圧縮機４０１を保温させることが可能となる。なお、τｍａｘは、制御部Ｃに含まれる記憶部に記憶される。一方、測定時刻（τ）が予め定められた設定時刻（τｍａｘ）と同刻より前の場合、発核はさせない（ステップＳ１３→Ｓ１８）。
【００５１】
以下のステップは、発核後のプロセスであり、必須のステップではない。予熱暖房という設定がされた場合のみ機能する以下のステップを省略した場合は、例えば、ユーザーが任意の時機に暖房運転を開始する。（ステップＳ１５→Ｓ１６を省略）
【００５２】
次に、発核後の予熱暖房開始判定のステップについて説明する。
第３の実施形態と同様に、第２の測定時刻（ｔ）と第２の設定時刻（ｔｓｅｔ）から、予熱暖房運転を開始するか否かを判断する（ステップＳ１５→Ｓ１６）。条件を満たす場合に、予熱運転を開始する。条件を満たさない場合は、再度、ステップＳ１５の判定を行えばよい。予熱暖房運転が行われた後、ユーザーが好適な時機に又は予熱完了後に空気調和装置４００の暖房運転を開始（ステップＳ１６→ステップＳ１７）することで暖房の立ち上がり性能を向上できる。
【００５３】
なお、ユーザーが発核時刻を設定する場合の他に、暖房開始時刻を空気調和装置４００の制御部Ｃが学習し、発核手段４１２動作時機を自動設定することも可能である。空気調和装置４００の制御部Ｃの学習は、例えば、空気調和装置４００の動作履歴を制御部Ｃの記憶部に含まれるデータベースに記憶し、記憶されたデータベースを基に任意のアルゴリズムによって、ユーザーの操作パターンを識別する。そして、識別されたパターンから発核時機を含めた空気調和装置４００の動作条件を設定することである。
【００５４】
本実施形態の空気調和装置４００は、任意の時機で発核手段４１２を動作させ、空気調和装置４００の起動時立ち上がり時間を短縮することができる。従って、実施形態の空気調和システムは、暖房起動時の立ち上がり性能を向上させることができる。
【００５５】
［第５の実施形態］
図１０の概念図に示す空気調和装置５００は、冷媒を圧縮する圧縮機５０１と、冷暖切替え用四方弁５０２と、室内熱交換器５０３と、絞り弁５０４と、室外熱交換器５０５と、蓄熱部５０６と、発核手段５１２と、温度計５１３と、制御部Ｃから構成されている。装置の構成は第３の実施形態空気調和装置と共通するため、共通する説明は省略する。実施形態の空気調和システムは、制御部Ｃによって、空気調和装置５００が運転停止している時に、測定した第１の測定時刻と第１の設定時刻とを比較し、第１の測定時刻が第１の設定時刻と同刻又は経過した場合に発核手段５１２を動作させることができる。空気調和システムは、制御部Ｃによって、発核後、発核からの経過時刻である第２の経過時刻と予め設定された第２の設定時刻を比較し、第２の経過時刻が第２の設定時刻と同刻又は経過した場合、又は、発核後の圧縮機５０１の温度である第２の測定温度と予め設定された第２の設定温度を比較し、第２の測定温度が第２の設定温度以上の場合に予熱暖房運転を開始することが好ましい。そして、予熱暖房後に暖房運転を開始することができる。
【００５６】
本実施形態は、図１１のフローチャートに示すように時間に基づいて発核手段５１２を動作させる形態の空気調和装置５００である。第５の実施形態の空気調和装置５００の構成や暖房サイクル図は、第３の実施形態と共通するため、その説明を省略する。第５の実施形態の空気調和装置５００の運転は、制御部Ｃで制御される。第５の実施形態の空気調和装置５００の動作方法に関して、第３の実施形態又は第４の実施形態の空気調和装置３００の動作方法と共通することは、効果を含めその説明を省略する。
【００５７】
以下、空気調和装置５００の動作方法について、図１１のフローチャートに沿って説明する。暖房運転停止からの経過時刻又は現在時刻である第１の測定時刻（τ）を測定する（ステップＳ２１→Ｓ２２）。そして第１の測定時刻（τ）が予め定められた第１の設定時刻（τｍａｘ）と同刻又は経過した場合、発核手段５１２を動作させる（ステップＳ２３→Ｓ２４）。一方、第１の測定時刻（τ）が第１の設定時刻（τｍａｘ）と同刻より前の場合、発核はさせない（ステップＳ２３→Ｓ２８）。
【００５８】
次に、発核後の予熱暖房運転開始判定のステップについて説明する。
第３の実施形態と同様に、第２の測定時刻（ｔ）と第２の設定時刻（ｔｓｅｔ）、又は、第２の測定温度（Ｔ）と第２の設定温度（Ｔｓｅｔ）から、予熱暖房運転を開始するか否かを判断する（ステップＳ２５→Ｓ１６）。条件を満たす場合に、予熱運転を開始する。条件を満たさない場合は、再度、ステップＳ２５の判定を行えばよい。予熱暖房運転が行われた後、ユーザーが好適な時機に又は予熱完了後に空気調和装置５００の暖房運転を開始（ステップＳ２６→ステップＳ２７）することで暖房の立ち上がり性能を向上できる。
【００５９】
本実施形態の空気調和装置５００は、任意の時機で発核手段５１２を動作させ、圧縮機５０１が暖められた段階で空気調和装置５００を起動することで起動時立ち上がり時間を短縮することができる。従って、実施形態の空気調和装置システムは暖房起動時の立ち上がり性能をより向上させることができる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態そのままに限定解釈されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成することができる。例えば、変形例の様に異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００６１】
１００…空気調和装置、１０１…圧縮機、１０２…冷暖切り替え四方弁、１０３…室内熱交換器、１０４…絞り弁、１０５…室外熱交換器、Ｐ…配管、Ｃ…制御部、１０６…蓄熱部、１０７…蓄熱材、１０８…蓄熱槽、１０９…弾性部材、１１０…固定具、２１１…開口、３１２…発核手段、３１３…温度計
【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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【図１１】
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