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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-20
(45)【発行日】2024-11-28
(54)【発明の名称】空気調和装置
(51)【国際特許分類】
F24F 11/86 20180101AFI20241121BHJP
F24F 11/84 20180101ALI20241121BHJP
F24F 11/875 20180101ALI20241121BHJP
F25B 1/00 20060101ALI20241121BHJP
F25B 13/00 20060101ALI20241121BHJP
【ＦＩ】
F24F11/86
F24F11/84
F24F11/875
F25B1/00 304H
F25B1/00 361A
F25B1/00 371B
F25B13/00 351
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021184577
(22)【出願日】2021-11-12
(65)【公開番号】P2023072193
(43)【公開日】2023-05-24
【審査請求日】2024-05-07
(73)【特許権者】
【識別番号】503376518
【氏名又は名称】東芝ライフスタイル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002147
【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】河村 佳憲
【審査官】奥隅 隆
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－７８８００（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１１２５８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１３／１６１７２５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平２－７５８６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－７５００９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ２４Ｆ １１／００－１１／８９
Ｆ２５Ｂ １／００
Ｆ２５Ｂ １３／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
室内熱交換器と、室外熱交換器と、
前記室内熱交換器と前記室外熱交換器とを接続し、冷媒が流れる、第１の配管と、
前記室外熱交換器と前記室内熱交換器とを接続し、前記冷媒が流れる、第２の配管と、
前記第１の配管に設けられ、前記冷媒を吸入する吸入口と、前記冷媒を吐出する吐出口と、を有する圧縮機と、
前記第１の配管に設けられ、前記冷媒が流れる方向を変更可能な、四方弁と、
前記第２の配管に設けられて前記第２の配管を流れる前記冷媒の気液分離を行う気液分離器と、
前記気液分離器と前記室外熱交換器との間で前記第２の配管に設けられた第１の膨張弁と、
前記気液分離器と前記室内熱交換器との間で前記第２の配管に設けられた第２の膨張弁と、
前記四方弁と前記圧縮機の前記吸入口との間で前記第１の配管に設けられた第３の膨張弁と、
前記第３の膨張弁と前記圧縮機の前記吸入口との間で前記第１の配管に熱的に接続されるとともに、前記室外熱交換器と前記第１の膨張弁との間で前記第２の配管に熱的に接続される、第１の伝熱部と、
一方の端部が前記第３の膨張弁と前記第１の伝熱部との間で前記第１の配管に接続され、他方の端部が前記第１の伝熱部と前記圧縮機の前記吸入口との間で前記第１の配管に接続された、第３の配管と、
前記第３の配管に熱的に接続されるとともに、前記室内熱交換器と前記第２の膨張弁との間で前記第２の配管に熱的に接続される、第２の伝熱部と、
前記第３の配管の前記一方の端部と前記第１の配管との接続部分に設けられ、前記冷媒が流れる方向を変更可能な、切替弁と、
を具備する空気調和装置。
【請求項2】
前記四方弁と、前記第１の膨張弁と、前記第２の膨張弁と、前記第３の膨張弁と、前記切替弁と、を制御する制御装置と、をさらに具備し、
前記制御装置は、
前記圧縮機の前記吐出口から前記室外熱交換器へ前記冷媒が流れる冷房運転態様になるように前記四方弁を制御し、
前記第１の膨張弁の流入手前位置の温度と前記第１の伝熱部の中間温度との温度差が第１の制御値となり前記冷媒を前記室内熱交換器に液状態で流入させるように前記第１の膨張弁を制御する、請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項3】
前記室内熱交換器と前記四方弁との間で前記第１の配管に熱的に接続されるとともに、前記四方弁と前記第３の膨張弁との間で前記第１の配管に熱的に接続された蓄熱材を備え、前記制御装置は、前記室内熱交換器の中間温度と前記蓄熱材の中間温度との温度差が第２の制御値となり前記冷媒を前記室内熱交換器から液状態で流出させるように前記第２の膨張弁を制御する、請求項２に記載の空気調和装置。
【請求項4】
前記制御装置は、前記圧縮機の前記吸入口の入口温度と前記第１の配管における前記第１の伝熱部の出口温度との温度差が第３の制御値以下になるように前記冷媒の流量を第３の膨張弁で制御する、請求項３に記載の空気調和装置。
【請求項5】
前記四方弁と、前記第１の膨張弁と、前記第２の膨張弁と、前記第３の膨張弁と、前記切替弁と、を制御する制御装置と、をさらに具備し、
前記制御装置は、
前記圧縮機の前記吐出口から前記室内熱交換器へ前記冷媒が流れる暖房運転態様になるように前記四方弁を制御し、
前記室内熱交換器の出口温度と前記室内熱交換器の中間温度との温度差が第４の制御値となり前記冷媒を前記室内熱交換器から気体の状態で流出させるように前記圧縮機の周波数を制御する、請求項１に記載の空気調和装置。
【請求項6】
前記制御装置は、前記第２の配管における前記第２の伝熱部の出口温度と前記第２の伝熱部の中間温度との温度差が第５の制御値となり、前記冷媒を液状態で前記第２の伝熱部から流出させるように前記第２の膨張弁を制御する、請求項５に記載の空気調和装置。
【請求項7】
前記室内熱交換器と前記四方弁との間で前記第１の配管に熱的に接続されるとともに、前記四方弁と前記第３の膨張弁との間で前記第１の配管に熱的に接続された蓄熱材を備え、前記制御装置は、前記蓄熱材の中間温度と前記室外熱交換器の中間温度との温度差が第６の制御値以下になるように前記冷媒の流量を第１の膨張弁で制御する、請求項６に記載の空気調和装置。
【請求項8】
前記制御装置は、前記圧縮機の前記吸入口の入口温度と前記第３の配管における前記第２の伝熱部の配管の出口温度との温度差が第７の制御値以下になるように前記冷媒の流量を第３の膨張弁で制御する、請求項６または請求項７に記載の空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、空気調和装置に関する。
【背景技術】
【0002】
エアコンディショナのような空気調和装置は、冷凍サイクルにおける冷媒の凝縮及び蒸発により、室内の温度を調節する。例えば冷房運転時において、冷媒は、室外熱交換器で凝縮し、室内熱交換器で蒸発する。このような熱交換器においては、冷媒が液体・気体の状態で分離して存在すると熱交換性能が低下するため、液体・気体の分離を抑制する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平１１－３３７２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
熱交換器の能力は、熱移動量によって決まるため、熱交換器の大きさで決定される。つまり、空気調和装置において、冷房運転能力や暖房運転能力を向上させるためには、大きな熱交換器が必要となる。しかしながら、熱交換器の大型化は、室内機や室外機の小型化の妨げる原因になっていた。また、冷房運転において室内機の熱交換器に気体の冷媒が供給されたり、内部で蒸発が過剰になったりすると、全体としての熱交換効率が低下して冷房効率が低下してしまう場合がある。逆に暖房運転において、室内機の熱交換器で冷媒の凝縮が過剰になり液体の冷媒が多く存在すると、熱交換効率が低下して、暖房効率が低下してしまう場合あがる。また、暖房運転時に室外機の熱交換器で霜が発生すると、除霜運転が必要になる。除霜運転が頻繁に行われると暖房効率の低下の原因になる。
【0005】
本発明が解決する課題の一例は、熱交換器の小型化を行いつつ、熱交換器を通過する冷媒の状態を適切に制御し、効率的な熱交換を実現し、運転性能向上が可能な空気調和装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一つの実施形態に係る空気調和装置は、室内熱交換器と、室外熱交換器と、第１の配管と、第２の配管と、圧縮機と、四方弁と、気液分離器と、第１の膨張弁と、第２の膨張弁と、第３の膨張弁と、第１の伝熱部と、第３の配管と、第２の伝熱部と、切替弁と、を備える。第１の配管は、前記室内熱交換器と前記室外熱交換器とを接続し、冷媒が流れる。第２の配管は、前記室外熱交換器と前記室内熱交換器とを接続し、前記冷媒が流れる。圧縮機は、前記第１の配管に設けられ、前記冷媒を吸入する吸入口と、前記冷媒を吐出する吐出口と、を有する。四方弁は、前記第１の配管に設けられ、前記冷媒が流れる方向を変更可能である。気液分離器は、前記第２の配管に設けられて前記第２の配管を流れる前記冷媒の気液分離を行う。第１の膨張弁は、前記気液分離器と前記室外熱交換器との間で前記第２の配管に設けられる。第２の膨張弁は、前記気液分離器と前記室内熱交換器との間で前記第２の配管に設けられる。第３の膨張弁は、前記四方弁と前記圧縮機の前記吸入口との間で前記第１の配管に設けられる。第１の伝熱部は、前記第３の膨張弁と前記圧縮機の前記吸入口との間で前記第１の配管に熱的に接続されるとともに、前記室外熱交換器と前記第１の膨張弁との間で前記第２の配管に熱的に接続される。第３の配管は、一方の端部が前記第３の膨張弁と前記第１の伝熱部との間で前記第１の配管に接続され、他方の端部が前記第１の伝熱部と前記圧縮機の前記吸入口との間で前記第１の配管に接続される。第２の伝熱部は、前記第３の配管に熱的に接続されるとともに、前記室内熱交換器と前記第２の膨張弁との間で前記第２の配管に熱的に接続される。切替版は、前記第３の配管の前記一方の端部と前記第１の配管との接続部分に設けられ、前記冷媒が流れる方向を変更可能である。
【0007】
また、前記空気調和装置は、前記四方弁と、前記第１の膨張弁と、前記第２の膨張弁と、前記第３の膨張弁と、前記切替弁と、を制御する制御装置と、をさらに具備する。そして、前記制御装置は、前記圧縮機の前記吐出口から前記室外熱交換器へ前記冷媒が流れる冷房運転態様になるように前記四方弁を制御し、前記第１の膨張弁の流入手前位置の温度と前記第１の伝熱部の中間温度との温度差が第１の制御値となり前記冷媒を前記室内熱交換器に液状態で流入させるように前記第１の膨張弁を制御してもよい。
【0008】
また、前記空気調和装置は、前記室内熱交換器と前記四方弁との間で前記第１の配管に熱的に接続されるとともに、前記四方弁と前記第３の膨張弁との間で前記第１の配管に熱的に接続された蓄熱材を備える。そして、前記制御装置は、前記室内熱交換器の中間温度と前記蓄熱材の中間温度との温度差が第２の制御値となり前記冷媒を前記室内熱交換器から液状態で流出させるように前記第２の膨張弁を制御してもよい。
【0009】
また、前記制御装置は、前記圧縮機の前記吸入口の入口温度と前記第１の配管における前記第１の伝熱部の出口温度との温度差が第３の制御値以下になるように前記冷媒の流量を第３の膨張弁で制御してもよい。
【0010】
また、前記空気調和装置は、前記四方弁と、前記第１の膨張弁と、前記第２の膨張弁と、前記第３の膨張弁と、前記切替弁と、を制御する制御装置と、をさらに具備する。そして、前記制御装置は、前記圧縮機の前記吐出口から前記室内熱交換器へ前記冷媒が流れる暖房運転態様になるように前記四方弁を制御し、前記室内熱交換器の出口温度と前記室内熱交換器の中間温度との温度差が第４の制御値となり前記冷媒を前記室内熱交換器から気体の状態で流出させるように前記圧縮機の周波数を制御してもよい。
【0011】
また、前記制御装置は、前記第２の配管における前記第２の伝熱部の出口温度と前記第２の伝熱部の中間温度との温度差が第５の制御値となり、前記冷媒を液状態で前記第２の伝熱部から流出させるように前記第２の膨張弁を制御してもよい。
【0012】
また、前記空気調和装置は、前記室内熱交換器と前記四方弁との間で前記第１の配管に熱的に接続されるとともに、前記四方弁と前記第３の膨張弁との間で前記第１の配管に熱的に接続された蓄熱材を備る。そして、前記制御装置は、前記蓄熱材の中間温度と前記室外熱交換器の中間温度との温度差が第６の制御値以下になるように前記冷媒の流量を第１の膨張弁で制御してもよい。
【0013】
また、前記制御装置は、前記圧縮機の前記吸入口の入口温度と前記第３の配管における前記第２の伝熱部の配管の出口温度との温度差が第７の制御値以下になるように前記冷媒の流量を第３の膨張弁で制御してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下に、一つの実施形態について、図１乃至図９を参照して説明する。なお、本明細書において、実施形態に係る構成要素及び当該要素の説明が、複数の表現で記載されることがある。構成要素及びその説明は、一例であり、本明細書の表現によって限定されない。構成要素は、本明細書におけるものとは異なる名称でも特定され得る。また、構成要素は、本明細書の表現とは異なる表現によっても説明され得る。
【0016】
図１は、本実施形態に係る空気調和装置の１０の冷媒系統図であり、冷房運転時の冷媒の流れを示す例示的かつ模式的な図である。空気調和装置１０は、例えば、家庭用のエアコンディショナである。なお、空気調和装置１０は、この例に限られず、業務用のエアコンディショナのような他の空気調和装置であってもよい。
【0017】
図１に示すように、空気調和装置１０は、室外機１１と、室内機１２と、冷媒配管１３と、制御装置１４とを有する。室外機１１は、例えば、屋外に配置される。室内機１２は、例えば、屋内に配置される。
【0018】
空気調和装置１０は、室外機１１と室内機１２とが冷媒配管１３により接続された冷凍サイクルを備える。室外機１１と室内機１２との間で、冷媒配管１３を通り、冷媒が流れる。また、室外機１１と室内機１２とは、例えば電気配線により互いに電気的に接続される。
【0019】
室外機１１は、室外熱交換器２１と、室外送風ファン２２と、圧縮機２３と、アキュムレータ２４と、四方弁２５と、第１の膨張弁３１と、第２の膨張弁３２と、第３の膨張弁３３と、気液分離器３４と、切替弁３５と、第１の逆止弁３６と、第２の逆止弁３７とを有する。室内機１２は、室内熱交換器４１と、室内送風ファン４２とを有する。
【0020】
冷媒配管１３は、例えば、銅またはアルミニウムのような金属で作られた管である。冷媒配管１３は、第１の配管５１と、第２の配管５２と、第３の配管５３とを有する。第１の配管５１は、室内熱交換器４１と室外熱交換器２１とを接続する。圧縮機２３、アキュムレータ２４、四方弁２５、第３の膨張弁３３、切替弁３５、及び第１の逆止弁３６は、第１の配管５１に設けられる。第２の配管５２は、室外熱交換器２１と室内熱交換器４１とを接続する。第１の膨張弁３１と第２の膨張弁３２と気液分離器３４は、第２の配管５２に設けられる。第３の配管５３は、第１の配管５１に接続される。第２の逆止弁３７は、第３の配管５３に設けられる。
【0021】
冷房運転において、冷媒は、第１の配管５１を通って室内熱交換器４１から室外熱交換器２１へ流れ、第２の配管５２を通って室外熱交換器２１から室内熱交換器４１へ流れる。図１の矢印は、冷房運転時における冷媒の流れを示す。
【0022】
図２は、本実施形態に係る空気調和装置１０の冷媒系統図であり、暖房運転時の冷媒の流れを示す例示的かつ模式的な図である。図２に示すように、暖房運転において、冷媒は、第１の配管５１を通って室外熱交換器２１から室内熱交換器４１へ流れ、第２の配管５２を通って室内熱交換器４１から室外熱交換器２１へ流れる。図２の矢印は、暖房運転時における冷媒の流れを示す。
【0023】
室外機１１の室外熱交換器２１は、冷媒の流れる方向に応じて、蒸発器として冷媒の吸熱を行い、または凝縮器として冷媒の放熱を行う。室外送風ファン２２は、室外熱交換器２１に向かって送風し、室外熱交換器２１における冷媒と空気との熱交換を促進する。言い換えると、室外送風ファン２２は、室外熱交換器２１と熱交換する気流を生成する。
【0024】
圧縮機２３は、吸入口２３ａと吐出口２３ｂとを有する。圧縮機２３は、吸入口２３ａから冷媒を吸入し、圧縮した冷媒を吐出口２３ｂから吐出する。これにより、圧縮機２３は、冷凍サイクルにおいて冷媒を圧縮するとともに、冷媒の循環を生じさせる。
【0025】
アキュムレータ２４は、圧縮機２３の吸入口２３ａに接続される。アキュムレータ２４は、気体状の冷媒と液体状の冷媒とを分離する。これにより、圧縮機２３は、アキュムレータ２４を通過した気体状の冷媒を吸入口２３ａから吸入することができる。アキュムレータ２４は、圧縮機２３と一体に構成されることで、圧縮機２３の吸入口となることもできる。
【0026】
四方弁２５は、室外熱交換器２１と、室内熱交換器４１と、圧縮機２３の吐出口２３ｂと、アキュムレータ２４（圧縮機２３の吸入口２３ａ）とに接続される。四方弁２５は、暖房運転時と冷房運転時とで、室外熱交換器２１、室内熱交換器４１、圧縮機２３の吐出口２３ｂ、及びアキュムレータ２４のそれぞれに接続される流路を切り替え、冷媒が流れる方向を変更する。
【0027】
図１に示すように、冷房運転時において、四方弁２５は、室外熱交換器２１と圧縮機２３の吐出口２３ｂとを接続する。さらに、冷房運転時において、四方弁２５は、室内熱交換器４１とアキュムレータ２４とを接続する。これにより、圧縮機２３で圧縮された冷媒が室外熱交換器２１へ流れ、室内熱交換器４１で熱交換が行われた（例えば蒸発した）冷媒がアキュムレータ２４へ流れる。
【0028】
図２に示すように、暖房運転時において、四方弁２５は、室外熱交換器２１とアキュムレータ２４とを接続する。さらに、暖房運転時において、四方弁２５は、室内熱交換器４１と圧縮機２３の吐出口２３ｂとを接続する。これにより、圧縮機２３で圧縮された冷媒が室内熱交換器４１へ流れ、室外熱交換器２１で熱交換が行われた（例えば蒸発した）冷媒がアキュムレータ２４へ流れる。
【0029】
第１の膨張弁３１、第２の膨張弁３２、第３の膨張弁３３は、例えば、電磁膨張弁である。なお、第１の膨張弁３１、第２の膨張弁３２及び第３の膨張弁３３は、他の膨張弁であってもよい。第１の膨張弁３１、第２の膨張弁３２及び第３の膨張弁３３は、開度を制御されることで、通過する冷媒の量を調節する。
【0030】
気液分離器３４は、冷房運転時に第１の膨張弁３１側から流入する気液二相冷媒を、暖房運転時に第２の膨張弁３２側から流入する気液二相冷媒を、液体の媒体と気体の媒体に分離する。冷房運転時には、液体の冷媒は、室内熱交換器４１側に送り出される。また、暖房運転時には、液体の冷媒は室外熱交換器２１側に送り出される。なお、分離された気体の冷媒は、アキュムレータ２４を介して圧縮機２３に送られる。
【0031】
室内機１２の室内熱交換器４１は、冷媒の流れる方向に応じて、蒸発器として吸熱し、または凝縮器として放熱する。室内送風ファン４２は、室内熱交換器４１に向かって送風し、室内熱交換器４１と空気との熱交換を促進する。言い換えると、室内送風ファン４２は、室内熱交換器４１と熱交換する気流を生成する。
【0032】
以上のように各要素が配置された空気調和装置１０において、第１の配管５１は、第１の領域５１ａと、第２の領域５１ｂと、第３の領域５１ｃと、第４の領域５１ｄとを有する。第１の領域５１ａは、室内熱交換器４１と四方弁２５との間における第１の配管５１の一部である。第２の領域５１ｂは、四方弁２５とアキュムレータ２４との間における第１の配管５１の一部である。第３の領域５１ｃは、圧縮機２３の吐出口２３ｂと四方弁２５との間における第１の配管５１の一部である。第４の領域５１ｄは、四方弁２５と室外熱交換器２１との間における第１の配管５１の一部である。
【0033】
第２の配管５２は、第５の領域５２ａと、第６の領域５２ｂと、第７の領域５２ｃと第８の領域５２ｄとを有する。第５の領域５２ａは、室外熱交換器２１と第１の膨張弁３１との間における第２の配管５２の一部である。第６の領域５２ｂは、第２の膨張弁３２と室内熱交換器４１との間における第２の配管５２の一部である。第７の領域５２ｃは、第１の膨張弁３１と気液分離器３４との間における第２の配管５２の一部である。第８の領域５２ｄは、第２の膨張弁３２と気液分離器３４との間における第２の配管５２の一部である。
【0034】
第３の膨張弁３３は、第１の配管５１の第２の領域５１ｂに設けられる。言い換えると、第３の膨張弁３３は、四方弁２５と圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）との間で、第１の配管５１に設けられる。
【0035】
切替弁３５は、例えば、三方弁である。なお、切替弁３５は、四方弁のような、冷媒が流れる方向を変更可能な他の切替弁であってもよい。切替弁３５は、第３の膨張弁３３と圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）との間で、第１の配管５１の第２の領域５１ｂに設けられる。
【0036】
第３の配管５３は、第１の配管５１の第２の領域５１ｂに接続される。第３の配管５３の第１の端部５３ａは、切替弁３５に接続される。すなわち、切替弁３５は、第３の配管５３の第１の端部５３ａと第１の配管５１との接続部分に設けられる。第３の配管５３の第２の端部５３ｂは、切替弁３５と圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）との間で、第１の配管５１に接続される。第１の端部５３ａは、第３の配管の一方の端部の一例である。第２の端部５３ｂは、第３の配管の他方の端部の一例である。
【0037】
切替弁３５は、四方弁２５、圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）、及び第３の配管５３のそれぞれに接続される流路を切り替え、冷媒が流れる方向を変更する。すなわち、切替弁３５は、四方弁２５から圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）へ向かって流れる冷媒を、第３の配管５３を経由して圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）へ流すことができる。
【0038】
第１の逆止弁３６は、切替弁３５と、第３の配管５３の第２の端部５３ｂとの間で第１の配管５１に設けられる。第１の逆止弁３６は、切替弁３５から圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）へ向かう方向へ流れる冷媒を通過させる。一方、第１の逆止弁３６は、圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）から切替弁３５へ向かう方向へ流れる冷媒を遮断する。
【0039】
第２の逆止弁３７は、切替弁３５と第３の配管５３の第２の端部５３ｂとの間で第３の配管５３に設けられる。第２の逆止弁３７は、切替弁３５から圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）へ向かう方向へ流れる冷媒を通過させる。一方、第２の逆止弁３７は、圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）から切替弁３５へ向かう方向へ流れる冷媒を遮断する。
【0040】
本実施形態の室外機１１は、第１の蓄熱材６１と、第２の蓄熱材６２と、第３の蓄熱材６３とを有する。また、室外機１１は、第１の温度センサ７１と、第２の温度センサ７２と、第３の温度センサ７３と、第４の温度センサ７４と、第５の温度センサ７５と、第６の温度センサ７６と、第７の温度センサ７７、第８の温度センサ７８と、第９の温度センサ７９と、第１０の温度センサ８０とをさらに有する。第１の蓄熱材６１は、第１の伝熱部の一例である。第２の蓄熱材６２は、第２の伝熱部の一例である。第３の蓄熱材６３は、蓄熱材の一例である。
【0041】
第１の蓄熱材６１、第２の蓄熱材６２、及び第３の蓄熱材６３は、例えば、ブロック状の容器に充填された潜熱蓄熱材を有する。潜熱蓄熱材は、例えば、塩化カルシウムである。第１の蓄熱材６１、第２の蓄熱材６２、及び第３の蓄熱材６３は、他の潜熱蓄熱材を有してもよい。本実施形態における第１の蓄熱材６１、第２の蓄熱材６２、及び第３の蓄熱材６３は、例えば、約１０℃乃至約１００℃の温度帯で使用可能な蓄熱材である。
【0042】
第１の蓄熱材６１、第２の蓄熱材６２、及び第３の蓄熱材６３は、上述の例に限られず、例えば、顕熱蓄熱材のような他の蓄熱材であってもよいし、他の温度帯で使用可能な蓄熱材であってもよい。また、第１の蓄熱材６１、第２の蓄熱材６２、及び第３の蓄熱材６３は、互いに異なる蓄熱材であってもよい。
【0043】
第１の蓄熱材６１は、第３の膨張弁３３と圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）との間で第１の配管５１の第２の領域５１ｂに熱的に接続される。本実施形態では、第１の蓄熱材６１は、切替弁３５と第１の逆止弁３６との間で、第１の配管５１に熱的に接続される。このため、第３の配管５３の第１の端部５３ａは、第３の膨張弁３３と第１の蓄熱材６１との間で第１の配管５１に接続されている。さらに、第３の配管５３の第２の端部５３ｂは、第１の蓄熱材６１と圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）との間で第１の配管５１に接続されている。
【0044】
さらに、第１の蓄熱材６１は、室外熱交換器２１と第１の膨張弁３１との間で第２の配管５２の第５の領域５２ａに熱的に接続される。例えば、第１の配管５１及び第２の配管５２は、互いに離間するとともに、第１の蓄熱材６１を貫通する。このため、第１の蓄熱材６１は、第１の配管５１と第２の配管５２とを互いに熱的に接続させる。
【0045】
第１の蓄熱材６１は、第２の領域５１ｂ及び第５の領域５２ａのそれぞれよりも、蓄熱容量が大きい。また、第２の領域５１ｂ及び第５の領域５２ａは、金属で作られており、第１の蓄熱材６１の潜熱蓄熱材に密着する。このため、第２の領域５１ｂ及び第５の領域５２ａと、第１の蓄熱材６１の潜熱蓄熱材との間で、熱伝導が生じやすい。
【0046】
第２の蓄熱材６２は、第３の配管５３に熱的に接続される。本実施形態では、第２の蓄熱材６２は、切替弁３５と第２の逆止弁３７との間で、第３の配管５３に熱的に接続される。
【0047】
さらに、第２の蓄熱材６２は、室内熱交換器４１と第２の膨張弁３２との間で第２の配管５２の第６の領域５２ｂに熱的に接続される。例えば、第６の領域５２ｂ及び第３の配管５３は、互いに離間するとともに、第２の蓄熱材６２を貫通する。このため、第２の蓄熱材６２は、第６の領域５２ｂと第３の配管５３とを互いに熱的に接続させる。
【0048】
第２の蓄熱材６２は、第３の配管５３及び第６の領域５２ｂのそれぞれよりも、蓄熱容量が大きい。また、第３の配管５３及び第６の領域５２ｂは、金属で作られており、第２の蓄熱材６２の潜熱蓄熱材に密着する。このため、第３の配管５３及び第６の領域５２ｂと、第２の蓄熱材６２の潜熱蓄熱材との間で、熱伝導が生じやすい。
【0049】
第３の蓄熱材６３は、室内熱交換器４１と四方弁２５との間で、第１の配管５１の第１の領域５１ａに熱的に接続される。さらに、第３の蓄熱材６３は、四方弁２５と圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）との間で、第１の配管５１の第２の領域５１ｂに熱的に接続される。
【0050】
例えば、第１の配管５１の第１の領域５１ａ及び第２の領域５１ｂは、互いに離間するとともに、第３の蓄熱材６３を貫通する。このため、第１の領域５１ａと第２の領域５１ｂとは、第３の蓄熱材６３を介して互いに熱的に接続される。
【0051】
本実施形態では、第３の蓄熱材６３は、四方弁２５と、第３の膨張弁３３との間で、第１の配管５１の第２の領域５１ｂに熱的に接続される。このため、第３の膨張弁３３は、第３の蓄熱材６３と圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）との間で、第１の配管５１に設けられる。
【0052】
第３の蓄熱材６３は、第１の領域５１ａ及び第２の領域５１ｂのそれぞれよりも、蓄積可能な熱量（蓄熱容量）が大きい。また、第１の領域５１ａ及び第２の領域５１ｂは、金属で作られており、第３の蓄熱材６３の潜熱蓄熱材に密着する。このため、第１の領域５１ａ及び第２の領域５１ｂと、第３の蓄熱材６３の潜熱蓄熱材との間で、熱伝導が生じやすい。
【0053】
第３の蓄熱材６３は、第１の蓄熱材６１及び第２の蓄熱材６２のそれぞれよりも、潜熱蓄熱材の体積が大きく、且つ蓄熱容量が大きい。第１の蓄熱材６１と第２の蓄熱材６２とは、潜熱蓄熱材の体積及び蓄熱容量が略同一である。なお、第１の蓄熱材６１と第２の蓄熱材６２との潜熱蓄熱材の体積及び蓄熱容量が互いに異なってもよい。
【0054】
第１の温度センサ７１は、第１の膨張弁３１の冷房運転時の流入手前位置、すなわち第１の膨張弁３１と第１の蓄熱材６１との間で第１の膨張弁３１の近傍において、第２の配管５２の第５の領域５２ａに設けられる。第１の温度センサ７１は、第１の膨張弁３１の近傍において、第５の領域５２ａを流れる冷媒の温度を検出する。
【0055】
第２の温度センサ７２は、第１の蓄熱材６１に設けられる。第２の温度センサ７２は、第１の蓄熱材６１の中間温度（内部温度）を検出する。第２の温度センサ７２は、蓄熱材温度センサの一例である。
【0056】
第３の温度センサ７３は、室内熱交換器４１に設けられ、室内熱交換器４１を流れる冷媒の温度（中間温度）を検出する。例えば、第３の温度センサ７３は、室内熱交換器４１を流れる冷媒の飽和温度が取得可能な位置に配置される。第３の温度センサ７３は、室内機温度センサでもよい。
【0057】
第４の温度センサ７４は、第３の蓄熱材６３に設けられ、第３の蓄熱材６３の中間温度（内部温度）を検出する。第４の温度センサ７４は、蓄熱材温度センサの一例である。
【0058】
第５の温度センサ７５は、アキュムレータ２４の近傍において、第１の配管５１の第２の領域５１ｂに設けられる。第５の温度センサ７５は、アキュムレータ２４の近傍において、第２の領域５１ｂを流れ、アキュムレータ２４（吸入口２３ａ）に流れ込む冷媒の温度（入口温度）を検出する。
【0059】
第６の温度センサ７６は、第３の配管５３の第２の端部５３ｂとアキュムレータ２４との間、且つ第２の端部５３ｂの近傍において、第１の配管５１の第２の領域５１ｂに設けられる。第６の温度センサ７６は、第２の端部５３ｂの近傍において、第２の領域５１ｂを流れる冷媒の温度（冷房運転時に第１の蓄熱材６１から流出する媒体の温度、または、暖房運転時に第２の蓄熱材６２から流出する媒体の温度：出口温度）を検出する。
【0060】
第７の温度センサ７７は、室内熱交換器４１と第２の蓄熱材６２の間、且つ室内熱交換器４１の近傍において、第２の配管５２の第６の領域５２ｂに設けられる。第７の温度センサ７７は、第６の領域５２ｂを流れる媒体の温度（暖房運転時の出口温度）を検出する。
【0061】
第８の温度センサ７８は、第２の蓄熱材６２と第２の膨張弁３２との間、且つ第２の蓄熱材６２の近傍において、第２の配管５２の第６の領域５２ｂに設けられる。第８の温度センサ７８は、第６の領域５２ｂを流れる媒体の温度（暖房運転時の第２の蓄熱材６２の出口温度）を検出する。
【0062】
第９の温度センサ７９は、第２の蓄熱材６２に設けられ、第２の蓄熱材６２の中間温度（内部温度）を検出する。第９の温度センサ７９は、蓄熱材温度センサの一例である。
【0063】
第１０の温度センサ８０は、室外熱交換器２１に設けられ、室外熱交換器２１を流れる冷媒の温度（中間温度、内部温度）を検出する。例えば、第１０の温度センサ８０は、室外熱交換器２１を流れる冷媒の飽和温度が取得可能な位置に配置される。
【0064】
制御装置１４は、例えば、室外制御装置１４ａと、室内制御装置１４ｂとを有する。室外制御装置１４ａと室内制御装置１４ｂとは、互いに電気配線により電気的に接続される。室外制御装置１４ａ及び室内制御装置１４ｂのうち少なくとも一方は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはマイクロコントローラのような制御装置と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）と、フラッシュメモリのような記憶装置とを有するコンピュータである。なお、制御装置１４は、この例に限られない。例えば、制御装置１４は、室外制御装置１４ａ及び室内制御装置１４ｂのうち一方のみを有してもよい。
【0065】
室外制御装置１４ａは、室外機１１の室外送風ファン２２、圧縮機２３、四方弁２５、第１の膨張弁３１、第２の膨張弁３２、第３の膨張弁３３、及び切替弁３５を制御する。室内制御装置１４ｂは、室内機１２の室内送風ファン４２を制御する。
【0066】
制御装置１４が室外機１１及び室内機１２を制御することで、空気調和装置１０は、冷房運転、暖房運転、除湿運転、除霜運転、蓄冷運転、及び他の運転を行う。室内制御装置１４ｂは、例えば、リモートコントローラから信号を入力されてもよいし、通信装置を通じてスマートフォンのような情報端末から信号を入力されてもよい。
【0067】
図３は、本実施形態の空気調和装置１０の構成を機能的に示すブロック図である。図３に示すように、本実施形態の空気調和装置１０は、室外ファン駆動回路８１と、室内ファン駆動回路８２と、インバータ回路８３と、四方弁駆動回路８４と、第１の膨張弁駆動回路８５と、第２の膨張弁駆動回路８６と、第３の膨張弁駆動回路８７と、切替弁駆動回路８８とをさらに有する。
【0068】
室外ファン駆動回路８１は、室外送風ファン２２の駆動回路である。室内ファン駆動回路８２は、室内送風ファン４２の駆動回路である。インバータ回路８３は、圧縮機２３をインバータ制御し、圧縮機２３の運転周波数を変更する。インバータ回路８３は、例えば、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）方式のインバータ回路である。なお、インバータ回路８３は、この例に限られない。
【0069】
四方弁駆動回路８４は、四方弁２５の駆動回路である。第１の膨張弁駆動回路８５は、第１の膨張弁３１の駆動回路である。第２の膨張弁駆動回路８６は、第２の膨張弁３２の駆動回路である。第３の膨張弁駆動回路８７は、第３の膨張弁３３の駆動回路である。切替弁駆動回路８８は、切替弁３５の駆動回路である。
【0070】
制御装置１４は、第１乃至第１０の温度センサ７１～８０と、室外ファン駆動回路８１と、室内ファン駆動回路８２と、インバータ回路８３と、四方弁駆動回路８４と、第１の膨張弁駆動回路８５と、第２の膨張弁駆動回路８６と、第３の膨張弁駆動回路８７と、切替弁駆動回路８８とに接続される。制御装置１４は、温度取得部９１と、運転切替部９２と、室外ファン制御部９３と、室内ファン制御部９４と、圧縮機制御部９５と、弁制御部９６とを備える。
【0071】
温度取得部９１は、第１乃至第１０の温度センサ７１～８０の出力信号から、室外熱交換器２１や室内熱交換器４１の温度（中間温度）、各配管を流れる冷媒の温度、及び第１の蓄熱材６１、第２の蓄熱材６２、第３の蓄熱材６３の温度（中間温度）を取得する。
【0072】
運転切替部９２は、空気調和装置１０における冷房運転と、暖房運転との切り替え及び、除湿運転、除霜運転、蓄冷運転等の切り替えを行う。なお、運転切替部９２は、空気調和装置１０の運転を他の運転方式に切り替えてもよい。
【0073】
室外ファン制御部９３は、室外送風ファン２２を制御する。例えば、室外ファン制御部９３は、室外ファン駆動回路８１を制御することで、室外送風ファン２２のモータの回転数を制御する。
【0074】
室内ファン制御部９４は、室内送風ファン４２を制御する。例えば、室内ファン制御部９４は、室内ファン駆動回路８２を制御することで、室内送風ファン４２のモータの回転数を制御する。
【0075】
圧縮機制御部９５は、圧縮機２３を制御する。例えば、圧縮機制御部９５は、インバータ回路８３を制御することで、インバータ制御により圧縮機２３の運転周波数を制御する。
【0076】
弁制御部９６は、四方弁２５、第１の膨張弁３１、第２の膨張弁３２、第３の膨張弁３３、及び切替弁３５を制御する。弁制御部９６は、四方弁駆動回路８４を制御することで、四方弁２５のアクチュエータを駆動し、四方弁２５に冷媒が流れる方向を変更させる。弁制御部９６は、第１の膨張弁駆動回路８５、第２の膨張弁駆動回路８６及び第３の膨張弁駆動回路８７を制御することで、第１の膨張弁３１、第２の膨張弁３２、及び第３の膨張弁３３の開度を変更させる。さらに、弁制御部９６は、切替弁駆動回路８８を制御することで、切替弁３５に冷媒が流れる方向を変更させる。
【0077】
続いて、本実施形態の空気調和装置１０に搭載可能な熱交換器の詳細を図４～図７を用いて説明する。なお、本実施形態における室外機１１側の室外熱交換器２１と室内機１２側の室内熱交換器４１の基本的な構造は同じ構造とすることができる。したがって、室内機１２側の室内熱交換器４１を代表して説明する。
【0078】
図４は、本実施形態の空気調和装置１０に適用可能な室内熱交換器４１の全体構成を示す例示的かつ模式的な斜視図である。図４に示すように、室内熱交換器４１は、複数の細径管４３ａ（細径流路）を例えば管軸方向と直交する方向に、例えば一列に配置して扁平板状の管群としたマイクロチャネル熱交換体４３を構成している。マイクロチャネル熱交換体４３は、例えば、アルミニュウム等の熱伝達性の高い材料に微細加工を施して複数の細径管４３ａを形成している。各細径管４３ａは、相当直径が例えば１ｍｍ等の断面形状を有し、その断面形状は、例えば、四角形状等の矩形形状、円形状、楕円形状等とすることができる。
【0079】
扁平板状のマイクロチャネル熱交換体４３は、図６に示されるように第１支持部４４（第１ヘッダと称する場合もある：図４では第１支持部４４の図示を省略している）と第２支持部４５（第２ヘッダと称する場合もある）によって支持されている。第１支持部４４と第２支持部４５との間には、アルミニュウム等の熱伝導率の高い複数の薄板からなるフィン４６が配置されている。図４に示されるように、各フィン４６には、マイクロチャネル熱交換体４３の外形形状と略同一の形状（大きさ）の貫通孔４４ａが形成され、マイクロチャネル熱交換体４３が挿通されて固定されている。また、第１支持部４４の外側（フィン４６が配置される側とは逆側）には、図６に示されるように、室内熱交換器４１に冷媒を供給するための共通流路４８ａ，４８ｂの一端側が接続されている。第１支持部４４の壁面には、共通流路４８ａ、共通流路４８ｂと略同一の形状（大きさ）の貫通孔（不図示）が形成され、共通流路４８ａ、共通流路４８ｂが接続されている。共通流路４８ａ，４８ｂの詳細は後述する。第１支持部４４の内側（フィン４６が配置されるる側）には、第１支持部４４の一端側が接続されている。そして、第１支持部４４の内部には、マイクロチャネル熱交換体４３ごとに仕切壁４４ｂが設けられ、対応するマイクロチャネル熱交換体４３と共通流路４８ａまたは共通流路４８ｂとを接続する共通の流路が形成されている。フィン４６とマイクロチャネル熱交換体４３との固定は、公知の接続技術を用いて行われて、熱的に接続されている。例えば、圧入で固定されてもよいし、例えば、ロウ付けやスポット溶接等の接合技術を用いて固定されてもよい。マイクロチャネル熱交換体４３の他端側は、第２支持部４５の外壁面に接続され、固定されている。マイクロチャネル熱交換体４３の他端側における第２支持部４５との接続構造の詳細は後述する。
【0080】
マイクロチャネル熱交換体４３の細径管４３ａには液状または気体状、またはその混合状態（気液二相状態）の冷媒が流動可能に満たされる。冷媒は、フィン４６を介して室内熱交換器４１の周囲を流れる空気と熱交換を行う。なお、細径管４３ａの小径化による伝熱面積の増加や細径管４３ａとフィン４６との間のロウ付けによる接触熱抵抗の減少、マイクロチャネル熱交換体４３の扁平管化による通風抵抗の減少（風量の増加）等により、室内熱交換器４１の伝熱性能の向上に寄与できる。また、細径管４３ａの管内容積が小さくなるため冷媒充填量の削減に寄与することができる。なお、室内熱交換器４１を構成するマイクロチャネル熱交換体４３の数やフィン４６の枚数、マイクロチャネル熱交換体４３に形成される細径管４３ａの数は、室内熱交換器４１の大きさ（能力）に応じて適宜変更可能である。
【0081】
図５は、室内熱交換器４１を備える空気調和装置１０（室内機１２）を示す例示的かつ模式的な断面図である。
【0082】
室内機１２は、筐体１５の内部に、上述したように、室内熱交換器４１と、室内送風ファン４２と、フィルタ１６と、例えば二つの上下風向板１７（１７Ａ，１７Ｂ）と、複数の左右風向板（不図示）等を有する。上下風向板１７、左右風向板は、ルーバーとも称され得る。
【0083】
図５に示されるように、本明細書において、便宜上、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。Ｘ軸は、室内機１２の幅に沿って設けられる。Ｙ軸は、室内機１２の奥行に沿って設けられる。Ｚ軸は、室内機１２の高さに沿って設けられる。
【0084】
さらに、本明細書において、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向が定義される。Ｘ方向は、Ｘ軸に沿う方向であって、Ｘ軸の矢印が示す＋Ｘ方向と、Ｘ軸の矢印の反対方向である－Ｘ方向とを含む。Ｙ方向は、Ｙ軸に沿う方向であって、Ｙ軸の矢印が示す＋Ｙ方向と、Ｙ軸の矢印の反対方向である－Ｙ方向とを含む。Ｚ方向は、Ｚ軸に沿う方向であって、Ｚ軸の矢印が示す＋Ｚ方向と、Ｚ軸の矢印の反対方向である－Ｚ方向とを含む。本実施形態において、＋Ｚ方向は上方向であり、－Ｚ方向は下方向である。
【0085】
筐体１５は、Ｘ方向に延びた略直方体状に形成される。なお、筐体１５は、他の形状に形成されてもよい。筐体１５は、例えば、建造物（室内）の壁等に架けられる。筐体１５は、上面１５ａと、下面１５ｂとを有する。上面１５ａは、筐体１５の上方向の端部またはその近傍に設けられ、略上方向に向く。下面１５ｂは、筐体１５の下方向の端部またはその近傍に設けられ、略下方向に向く。
【0086】
筐体１５に、通風路１８、吸込み口１８ａ、及び吹出し口１８ｂが設けられる。通風路１８は、筐体１５の内部に設けられる。吸込み口１８ａは、例えば、筐体１５の上面１５ａに開口する。吹出し口１８ｂは、例えば、筐体１５の下面１５ｂに開口する。吸込み口１８ａ及び吹出し口１８ｂは、筐体１５の他の部分に開口してもよい。
【0087】
室内機１２は、通風路１８に風を通すことができる。風は、空気のような気体の流れである。吸込み口１８ａは、通風路１８の一方の端に設けられ、通風路１８を室内機１２の外部に連通する。吹出し口１８ｂは、通風路１８の他方の端に設けられ、通風路１８を室内機１２の外部に連通する。換言すると、通風路１８は、筐体１５の内部において、吸込み口１８ａと吹出し口１８ｂとの間に設けられる。
【0088】
室内熱交換器４１は、通風路１８に設けられる。室内熱交換器４１は、通風路１８において周囲の気体と熱交換を行う。図５の場合、室内熱交換器４１は、室内送風ファン４２の周囲のうち、筐体１５の内部を流れる空気の上流側で室内送風ファン４２を取り囲むように、例えば、３個配置されている。室内熱交換器４１は、図４に示すように略長方形の外形であるが、室内機１２の小型化のため、室内送風ファン４２に対するレイアウトに応じて、傾き姿勢で配置される。これにより、室内熱交換器４１は、冷房運転時に通風路１８を流れる風を冷却し、暖房運転時に通風路１８を流れる風を加熱する。
【0089】
室内送風ファン４２は、通風路１８に設けられる。室内送風ファン４２は、Ｘ方向に延びる回転軸Ａｘｆまわりに回転することで、通風路１８において吸込み口１８ａから吹出し口１８ｂへ風を送る。これにより、室内機１２は、吸込み口１８ａから室内の空気を通風路１８へ吸い込み、吹出し口１８ｂから通風路１８の空気（風）を吹き出す。このため、本明細書では、通風路１８において吸込み口１８ａに近い側を上流、吹出し口１８ｂに近い側を下流と称する場合がある。
【0090】
室内送風ファン４２は、室内熱交換器４１の下流に位置する。このため、室内送風ファン４２が風を生じさせると、吸込み口１８ａから吸い込まれた空気（Ｗ０）が室内熱交換器４１のフィン４６を通過する。これにより、通風路１８を流れる空気が室内熱交換器４１と熱交換を行う。
【0091】
フィルタ１６は、吸込み口１８ａ、または通風路１８における吸込み口１８ａの近傍に設けられる。フィルタ１６は、室内熱交換器４１の上流に位置する。フィルタ１６は、筐体１５の内部から吸込み口１８ａを覆う。フィルタ１６は、例えば、吸込み口１８ａから吸い込まれた空気を濾過し、当該空気中の塵埃を捕捉する。フィルタ１６をＨＥＰＡフィルタ等で構成することにより、より高品質の空気清浄処理を実現することができる。
【0092】
上下風向板１７は、図５に示されるように、吹出し口１８ｂを開放する開き位置と、吹出し口１８ｂを閉塞する閉じ位置との間を開閉動作可能である。
【0093】
上下風向板１７（１７Ａ，１７Ｂ）は、空調空気の風向を上下方向に調整する部材であり、上下ルーバーとも呼ばれる。上下風向板１７は、Ｘ方向に延びる略円柱状に形成された軸部１７ａによって支持されている。軸部１７ａは、Ｘ方向に延びる回転軸ＡｘＬまわりに回転可能に筐体１５に支持される。上下風向板１７Ａ，１７Ｂはそれぞれ単独で回動角度の調整が可能であり、吹出し口１８ｂから吹き出される風（空気Ｗ１，Ｗ２）の方向を例えば、＋Ｙ方向に平行な方向と－Ｚ方向に平行な方向の間で調整可能である。なお、図示を省略した左右風向板は、－Ｘ方向と＋Ｘ方向との間で角度調整が可能であり、吹出し口１８ｂから吹き出される風（空気）の方向を筐体１５（室内機１２）の左右方向において調整可能である。上下風向板１７の角度調整と左右風向板の角度調整の組み合わせにより、吹出し口１８ｂから吹き出される風（空気）の方向を室内の任意の方向に向けることができる。また、上下風向板１７の角度調整と左右風向板の角度調整の少なくとも一方を連続的に変化させることにより、風（空気）の方向を連続的に変化させることができる。
【0094】
次に、図６、図７を用いて、室内熱交換器４１の詳細構造を説明する。図６は、室内熱交換器４１の詳細を示す例示的かつ模式的な断面図である。また、図７は、図６の第２支持部４５の詳細を示す例示的かつ模式的な断面図である。
【0095】
本実施形態の室内熱交換器４１の場合、２つのマイクロチャネル熱交換体４３を１セットとして、室内熱交換器４１の往復管４１Ａ構成し、複数の往復管４１Ａが第１支持部４４及び第２支持部４５に支持されている。図６の場合、図示の簡略化のため例えば、４セットの往復管４１Ａが第１支持部４４及び第２支持部４５に支持されている例が示されている。往復管４１Ａのセット数は、室内熱交換器４１の大きさ（熱交換能力）に応じて適宜変更可能である。なお、往復管４１Ａのうち一方のマイクロチャネル熱交換体４３を第１管群４３Ａと称し、他方のマイクロチャネル熱交換体４３を第２管群４３Ｂと称する場合がある。また、第１管群４３Ａに含まれる細径管４３ａを第１細径管４３ａ１、第２管群４３Ｂに含まれる細径管４３ａを第２細径管４３ａ２と称する場合がある。なお、第１細径管４３ａ１と第２細径管４３ａ２において、冷媒の流れる方向は互いに逆方向である。例えば、空気調和装置１０が冷房運転される場合、冷媒は、第１管群４３Ａ（第１細径管４３ａ１）から流れ込み（上流側、下側配管となり）、第２管群４３Ｂ（第２細径管４３ａ２）から流れ出る（下流側、上側配管となる）。一方、暖房運転の場合は、冷媒は、第２管群４３Ｂ（第２細径管４３ａ２）から流れ込み（上流側、上側配管となり）、第１管群４３Ａ（第２細径管４３ａ２）から流れ出る（下流側、下側配管となる）。
【0096】
また、本実施形態の場合、上述したように、第１支持部４４の手前側で二股の共通流路４８ａを用いて、同時に２つの第１管群４３Ａに媒体の流動（例えば、冷房運転の場合、流入）を許容し、第１支持部４４の手前側で二股の共通流路４８ｂを用いて、同時に２つの第１管群４３Ａに媒体の流動（例えば、冷房運転の場合、流出）を許容する。なお、共通流路４８ａ，４８ｂは、同時に３以上の第１管群４３Ａ（第２管群４３Ｂ）に対する冷媒の流動を可能にしてもよい。上述したように、暖房運転の場合は、媒体の流動方向が逆になる。冷房運転において、室内熱交換器４１の上流側から流れてきた媒体は、共通流路４８ａの二股によって、第１支持部４４の仕切壁４４ｂで仕切られた共通の流路に分流される。媒体は、第１支持部４４の内部の共通の流路から第１管群４３Ａに流れ込むときに、さらに各第１細径管４３ａ１に分流する。また、冷房運転において、第２管群４３Ｂの第２細径管４３ａ２を流れてきた媒体は、第１支持部４４で合流し、共通流路４８ｂにおいて、されに合流して室内熱交換器４１の下流側に流れる。
【0097】
前述したように、マイクロチャネル熱交換体４３の一方側は、第１支持部４４に接続される状態で支持されている。一方、マイクロチャネル熱交換体４３の他方側（細径管４３ａ）は、図６、図７に示されるように、第２支持部４５の一面側に接続される状態で支持（固定）される。図７に示されるように、例えば、第２支持部４５の第１細径管４３ａ１（第１管群４３Ａ）が接続される接続壁４５ａには、第１細径管４３ａ１の管路断面積より小さい面積の第１絞り開口部４９ａが設けられている。同様に、第２支持部４５の第２細径管４３ａ２（第２管群４３Ｂ）が接続される接続壁４５ｂには、第２細径管４３ａ２の管路断面積より小さい面積の第２絞り開口部４９ｂが設けられている。なお、接続壁４５ａと第１細径管４３ａ１（第１管群４３Ａ）との接続及び接続壁４５ｂと第２細径管４３ａ２（第２管群４３Ｂ）との接続は、水密及び気密が維持できるように、例えばロウ付け等の接合技術を用いて実施される。また、第１細径管４３ａ１（第１管群４３Ａ）及び第２細径管４３ａ２（第２管群４３Ｂ）が接続される第２支持部４５の内部には、第１細径管４３ａ１（第１管群４３Ａ）と第２細径管４３ａ２（第２管群４３Ｂ）とを連通させる連通室Ｒ（図６参照）が設けられている。そして、第１絞り開口部４９ａが形成された接続壁４５ａと第２絞り開口部４９ｂが形成された接続壁４５ｂとの間には、連通室Ｒを第１連通室Ｒ１と第２連通室Ｒ２とに分割する仕切壁５０が形成されている。この仕切壁５０は、例えば、当該仕切壁５０の中央位置を含む位置に、連通室Ｒの流路断面積より小さい面積の第３絞り開口部５０ａが形成されている。なお、第３絞り開口部５０ａは、冷媒の通過時に冷媒の流速の加速及び拡散ができればよく、複数設けられてもよい。
【0098】
第１絞り開口部４９ａは、冷房運転時に第１細径管４３ａ１から第２支持部４５に流れ込む媒体の流速を増加させる機能を有する。また、第２絞り開口部４９ｂは、冷房運転時に第２支持部４５から第２細径管４３ａ２に流れ出る媒体の流速を増加させる機能を有する。また、第３絞り開口部５０ａは、冷媒の流速を加速するとともに通過する冷媒を拡散し渦を発生させる機能を有する。冷媒の流体の増加や拡散等に関する効果の詳細は後述する。
【0099】
なお、本実施形態の場合、連通室Ｒのうち第１連通室Ｒ１には、仕切壁５０の第３絞り開口部５０ａの形成位置に対してずれた位置に少なくとも一つの第４絞り開口部４９ｃを有する補助仕切壁４５ｃを備えてもよい。
【0100】
【0101】
まず、空気調和装置１０が冷房運転される場合の室内熱交換器４１における冷媒の流れを説明する。
【0102】
空気調和装置１０が冷房運転される場合の室内熱交換器４１は蒸発器として機能する。この場合、低温低圧の液体の冷媒が共通流路４８ａおよび第１支持部４４内部の流路を介して、第１管群４３Ａに供給される。共通流路４８ａから供給される液状の冷媒は、２つの第１管群４３Ａに分配され、さらに第１管群４３Ａの各第１細径管４３ａ１に分配される。なお、この場合、冷媒をほぼ液状（気体状の冷媒がほとんど含まれない状態）で供給することにより、冷媒を各第１細径管４３ａ１に概ね均等に分配することができる。液体のみの冷媒を共通流路４８ａから供給するための制御に関しては後述する。
【0103】
第１管群４３Ａの各第１細径管４３ａ１を流れる液状の冷媒は、室内機１２において、吸込み口１８ａを介して筐体１５に取り込まれた空気と熱交換を行い、一部が気化して気液二相状態で第１細径管４３ａ１内を流れる。
【0104】
ところで、室内熱交換器４１は、図５に示されるように斜め姿勢で配置される場合がある。その結果、気体の冷媒と分離した状態の液体の冷媒は、重力の影響を受け、冷房運転時には、室内熱交換器４１の下方側、つまり、第１管群４３Ａ側に溜り易くなる。その結果、空気調和装置１０の冷媒流路内を循環する冷媒量が減少し、熱交換効率が低下する場合がある。また、気体化した冷媒は、第１管群４３Ａより上側に位置する第２管群４３Ｂに移動し易くなる。気化した冷媒は、冷房運転の場合、熱交換の寄与率が低下する。液体の冷媒と気体の冷媒が分離した状態では、熱交換に有効な冷媒が各細径管４３ａに均等に分配させ難くなり、往路側となる第１管群４３Ａによる熱交換効率（冷風の発生効率）に対して、復路側となる第２管群４３Ｂによる熱交換効率が低下する。その結果、室内熱交換器４１全体としての熱交換効率が低下する。
【0105】
そこで、本実施形態の室内熱交換器４１の第２支持部４５は、上述した構造を用いて、より多くの液状の冷媒を第２管群４３Ｂ側に流せるように、冷媒の流動状態に変化を与える。
【0106】
前述したように、第１管群４３Ａに供給される冷媒は、低圧であるため、そのままの状態では、第１管群４３Ａの通過途中で気化した冷媒が第２管群４３Ｂに流れやすくなる。そこで、気液二相状態の冷媒が、第１絞り開口部４９ａを通過するようにすることで冷媒の流速を増加させる。その結果、気体の冷媒とともに液体の冷媒をより多く第１連通室Ｒ１に流し込ませることができる。さらに、流速が増加した気液二相状態の冷媒を、第１連通室Ｒ１において当該冷媒の流動方向を遮る位置に形成された第１対向壁ｈ１に衝突させることにより、冷媒中に乱流を発生させることができる。その結果、液体の冷媒と気体の冷媒との混合状態の均一性を向上させることができる。
【0107】
さらに、乱流化した冷媒が補助仕切壁４５ｃに形成された第４絞り開口部４９ｃを通過して流動する。仕切壁５０において、冷媒の流動方向を遮る位置に形成された第２対向壁ｈ２に衝突させることにより、冷媒の乱流をさらに強くすることができる。また、図７の場合、第４絞り開口部４９ｃは第１連通室Ｒ１の隅部に形成されているため、第２対向壁ｈ２に衝突した冷媒は、第４絞り開口部４９ｃに対して他方側に大きく広がる第１連通室Ｒ１内で大きく渦を巻き、液体の冷媒と気体の冷媒との混合率をさらに向上させることができる。なお、流動抵抗の調節が必要になるが、第４絞り開口部４９ｃを第４絞り開口部４９ｃの下流側の流路の断面積より絞ることにより、第４絞り開口部４９ｃにおいても冷媒の流速を加速させるようにしてもよい。なお、補助仕切壁４５ｃは、省略されてもよい。
【0108】
続けて、冷媒は、仕切壁５０に形成された第３絞り開口部５０ａを通過する際に、再度流速の加速が行われる。また、仕切壁５０の中央位置を含む位置に形成された第３絞り開口部５０ａを通過して、第２連通室Ｒ２の広がった領域に噴出させることにより、乱流状態の冷媒を拡散させるとともに、流動方向を遮る位置、すなわち、第３絞り開口部５０ａに対抗する位置に存在する第３対向壁ｈ３に加速された冷媒が衝突することにより、冷媒中に発生した乱流をさらに強めて、液体の冷媒と気体の冷媒との混合状態の均一性をさらに向上させることができる。
【0109】
そして、強い乱流状態になった気液二相状態の冷媒が、共通流路４８ｂの第２絞り開口部４９ｂを通過することにより、流速が再度加速される。その結果、より多くの液状の冷媒を、第２管群４３Ｂの第２細径管４３ａ２に供給することができる。また、前述したように、冷媒が第２連通室Ｒ２（第２支持部４５）から第２管群４３Ｂの各第２細径管４３ａ２に分配されることになるが、強く乱流化された冷媒（特に液体の冷媒）がより均一化された状態で分配される。その結果、第２管群４３Ｂの第２細径管４３ａ２においても効率的に液体の冷媒を流すことが可能になり、復路の第２管群４３Ｂにおいても往路の第１管群４３Ａと同様に効率的な熱交換を行うことができる。さらに、第１絞り開口部４９ａ、第２絞り開口部４９ｂ、（第４絞り開口部４９ｃ）、第３絞り開口部５０ａにより冷媒の流速を増加させることにより、往路側の第１管群４３Ａ（第１細径管４３ａ１）及び復路側の第２管群４３Ｂ（第２細径管４３ａ２）に、より効率的に液状の冷媒を供給することができるので、熱交換をさらに効率的に行うことができる。
【0110】
なお、上述したように、室内熱交換器４１が斜め姿勢で配置される場合でも、冷媒の流速の増加及び乱流化（渦化）により、重力の影響等により斜め姿勢の下方位置に溜まりやすい液状の冷媒を上方側に送り出し、熱交換をより効率的に行わせることができる。
【0111】
空気調和装置１０が暖房運転される場合は、室内熱交換器４１が凝縮器として機能し、冷媒の流動方向が冷房運転時とは逆になる。冷房運転時の冷媒を流れの説明に利用した図７を用いて、暖房時の冷媒の流れを説明する。
【0112】
暖房運転の場合、室内熱交換器４１には、気体状の冷媒が供給され、第２細径管４３ａ２を流動する際に、フィン４６を介して室内熱交換器４１を通過する空気と熱交換を行い、放熱し凝縮して液化される。室内熱交換器４１の第２細径管４３ａ２に供給される冷媒は、高温高圧の気体状なので、空気と冷媒の温度差が大きい第２細径管４３ａ２で気体状の冷媒流量が増加するため凝縮性能が向上する。その一方で、過冷却度も大きくなり、結果的に液状の冷媒が第２細径管４３ａ２や連通室Ｒ内に溜まり易くなる。暖房運転の場合、液体の冷媒は熱交換に寄与しにくい。
【0113】
一方、本実施形態の室内熱交換器４１の場合、第２細径管４３ａ２から連通室Ｒの第２連通室Ｒ２に、第２細径管４３ａ２で凝縮し液化した冷媒を気体の冷媒とともに流れ込ませるときに、接続壁４５ｂの第２絞り開口部４９ｂで、流速を増加させる。また、第２絞り開口部４９ｂを通過した冷媒の流動方向を遮る対向位置に存在する第４対向壁ｈ４に衝突させることにより、乱流（渦）を発生させる。その結果、液化した冷媒に、気体状の冷媒を混合することができる。さらに、乱流化して気液二相状態になった冷媒は、仕切壁５０に形成された第３絞り開口部５０ａを通過する際に、再度流速の加速が行われる。また、仕切壁５０の中央位置を含む位置に形成された第３絞り開口部５０ａを通過して、第１連通室Ｒ１の広がった領域に噴出させることにより、乱流状態の冷媒を拡散させるとともに、流動方向を遮る位置、すなわち、第３絞り開口部５０ａに対抗する位置に存在する第５対向壁ｈ５に加速された冷媒が衝突する。その結果、冷媒中に発生した乱流をさらに強めて、液体の冷媒と気体の冷媒との混合状態を促進させるとともに、均一性を向上させる。
【0114】
続いて、乱流化した冷媒が補助仕切壁４５ｃに形成された第４絞り開口第４絞り開口部４９ｃを通過して流動し、流速がさらに増加される。また、冷媒の流動方向を遮る位置に形成された第６対向壁ｈ６に衝突させることにより、冷媒の乱流をさらに強くし、液体状と気体状の冷媒の混合状態を促進させることができる。つまり、冷媒が気液分離状態で存在することを抑制する。その結果、気液が混在した冷媒の流速が加速された状態で、第１管群４３Ａ（第１細径管４３ａ１）に供給される。したがって、暖房運転時に復路側の第１細径管４３ａ１に気体状の冷媒を効率的に送り込むことができる。また、乱流化により気液二相状態が促進された冷媒が、各第１細径管４３ａ１に均一に分配されやすくなる。
【0115】
その結果、より多くの気体状の冷媒を、第１管群４３Ａに供給することができる。また、前述したように、冷媒が第１連通室Ｒ１（第２支持部４５）から第１管群４３Ａの各第１細径管４３ａ１に分配されることになるが、強く乱流化された冷媒（特に気体状の冷媒）がより均一化された状態で分配される。その結果、第１管群４３Ａの第１細径管４３ａ１においても効率的に気体状の冷媒を流すことが可能になり、復路の第１管群４３Ａにおいても往路の第２管群４３Ｂと同様に効率的な熱交換を行うことができる。さらに、第２絞り開口部４９ｂ、第３絞り開口部５０ａ、第４絞り開口部４９ｃにより冷媒の流速を増加させることにより、往路側の第２管群４３Ｂ（第２細径管４３ａ２）及び復路側の第１管群４３Ａ（第１細径管４３ａ１）により効率的に気体状の冷媒を供給することができるので、熱交換をさらに効率的に行うことができる。また、暖房運転時において、室内熱交換器４１が斜め姿勢で配置される場合でも、冷媒の流速の増加及び乱流化（渦化）により、重力の影響等により斜め姿勢の下方位置に溜まりやすい液状の冷媒を気体状の冷媒に混在させて送り出し、冷媒の循環効率を向上させることができる。
【0116】
以上のように、本実施形態の室内熱交換器４１を用いることにより、冷房運転時及び暖房運転時において、より効率的な熱交換を行うことが可能になり、空気調和装置１０の運転効率の向上、及び運転コストの軽減、空気調和装置１０の運転負荷の軽減等に寄与することができる。
【0117】
なお、上述した例では、本実施形態の冷媒の流速速度の向上や乱流（渦）を発生させる熱交換器の構成を室内熱交換器４１に適用した例を示したが、室外熱交換器２１に適用してもよく、同様の効果を得ることができる。また、空気調和装置１０は、本実施形態の熱交換器の構成を適用した室内熱交換器４１のみに適用してもよいし、室外熱交換器２１のみに適用してもよい。また、室内熱交換器４１と室外熱交換器２１の両方に適用してもよく、いずれの場合も従来の熱交換器よりも効率的な熱交換を実現することができる。
【0118】
【0119】
前述したように、冷房運転の場合、室内熱交換器４１において、気体の冷媒は冷房のための熱交換に寄与しない。したがって、室内機１２の室内熱交換器４１には、液体状の冷媒を供給することで、熱交換効率を向上できる。つまり、理想的には完全に液化された状態の冷媒を室内熱交換器４１に提供することが望ましい。また、冷媒に熱交換をさせつつ、室内熱交換器４１から液体のまま出すことができれば（気体の冷媒を含まない、または少ない状態で出すことができれば）、冷房のための熱交換効率を向上することができる。また、室内熱交換器４１が図５に示されるように、傾いた姿勢で筐体１５に配置される場合、より多くの液体の冷媒が室内熱交換器４１に供給され、さらに、室内熱交換器４１内部で冷媒の気化を抑制できれば、第２支持部４５で各細径管４３ａに冷媒を分流させるときの分流不良の発生を軽減することができる。
【0120】
ところで、室外機１１が配置された屋外の環境の外気温が高い場合、室外熱交換器２１で冷媒が凝縮しにくい。このため、第５の領域５２ａを流れる冷媒において、乾き度が高くなり、気体の割合が増大する。第５の領域５２ａにおいて気体状の冷媒の割合が多いと、第１の膨張弁３１を通過できる冷媒の量が低下し、室外熱交換器２１の能力が低下することがある。
【0121】
例えば、外気温が４８℃の場合の空気調和装置１０の冷却能力（ワット）は、外気温が３５℃の場合の空気調和装置１０の冷却能力（ワット）の半分程度に低下することがある。つまり、空気調和装置１０は、外気温の上昇が室内熱交換器４１の能力を低下させることがある。そこで、本実施形態の空気調和装置１０の場合、図１に示されるように、第５の領域５２ａを流れる冷媒を第１の膨張弁３１の絞り制御により、過冷却をコントロールする。そして、第１の蓄熱材６１にて、第２の領域５１ｂを流れるより低温の冷媒で冷やされた第１の蓄熱材６１との間で熱交換を行わせることにより、冷媒をさらに凝縮させて気液二相状態の液化を促進させる。そして、気液分離器３４にて気液分離を行うことにより、より多くの液状の冷媒を室内熱交換器４１側に送り出す。なお、気液分離器３４において分離された気体状の冷媒は、アキュムレータ２４を介して圧縮機２３に戻される。なお、気液分離器３４から室内熱交換器４１に供給する液状の冷媒の量は、第２の膨張弁３２の制御によりコントロールする。その結果、冷房運転時に蒸発器として動作する室内熱交換器４１により多くの液状の冷媒が供給可能となり、より効率的に熱交換を行わせ、効率的な冷房運転を実現する。
【0122】
さらに、第２の膨張弁３２と第３の膨張弁３３の絞り制御により室内熱交換器４１における過熱度の調整を行うとともに、圧縮機２３の運転周波数の制御により、冷媒が液体のまま室内熱交換器４１を通過するように制御する。その結果、室内熱交換器４１において、冷房のための熱交換に寄与しない気体の冷媒を抑制し、より効率的な熱交換を行わせることができる。
【0123】
図８は、本実施形態の空気調和装置１０の冷房運転における制御処理の流れを示す例示的なフローチャートである。なお、例えば、空気調和装置１０の起動と冷房運転の開始が同時である場合、室外送風ファン２２、圧縮機２３、及び室内送風ファン４２は停止している。この場合、室外ファン制御部９３、室内ファン制御部９４、及び圧縮機制御部９５は、冷房運転の開始時に、室外送風ファン２２、圧縮機２３、及び室内送風ファン４２を起動する。
【0124】
冷房運転中において、室外ファン制御部９３は、室外送風ファン２２の回転数を調整する。室内ファン制御部９４は、室内送風ファン４２の回転数を調整する。圧縮機制御部９５は、圧縮機２３の運転周波数を調整する。例えば、室内ファン制御部９４は、室内機１２が設置された室内の気温またはリモートコントローラから入力された信号に応じて、室内送風ファン４２を弱風（低速）運転乃至強風（高速）運転の間で制御する。
【0125】
図８に示すように、冷房運転が開始されると、弁制御部９６が四方弁駆動回路８４及び切替弁駆動回路８８を制御し、四方弁２５及び切替弁３５に冷媒が流れる方向を変更させる（Ｓ１００）。これにより、室外熱交換器２１と圧縮機２３の吐出口２３ｂとが接続されるとともに、室内熱交換器４１とアキュムレータ２４（圧縮機２３の吸入口２３ａ）とが接続される。すなわち、制御装置１４は、圧縮機２３の吐出口２３ｂから室外熱交換器２１へ冷媒が流れるように四方弁２５を制御する冷房運転を実行する。さらに、第３の膨張弁３３と圧縮機２３の吸入口２３ａとが、第１の蓄熱材６１を経由して接続される。
【0126】
次に、運転切替部９２は、冷房運転を終了するか否かを判定する（Ｓ１０２）。例えば、リモートコントローラから空気調和装置１０が停止信号又は他の運転への切替信号を入力された場合、運転切替部９２は、冷房運転が終了するものと判定し（Ｓ１０２のＹｅｓ）、冷房運転を終了する。
【0127】
冷房運転が終了しない場合（Ｓ１０２のＮｏ）、弁制御部９６は、温度Ｔｃ１と温度Ｔｃｈ１との差（過冷却度）が、例えば約５℃（第１の制御値）であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。例えば、温度取得部９１が、第１の温度センサ７１から、第１の膨張弁３１の流入手前位置の温度Ｔｃ１を取得する。さらに、温度取得部９１は、第２の温度センサ７２から第１の蓄熱材６１（第１の伝熱部）の中間温度Ｔｃｈ１を取得する。そして、弁制御部９６は第１の膨張弁駆動回路８５を制御し第１の膨張弁３１の絞り制御により、気液分離器３４に流れる冷媒の乾き度が例えば２０％になるように制御し、過冷却度を例えば５℃になる様に制御し、冷媒の液化量をコントロールする。
【0128】
弁制御部９６は、過冷却度（Ｔｃ１－Ｔｃｈ１）が約５℃であるか否かを判定する。例えば、弁制御部９６は、所定の時間に亘って過冷却度（Ｔｃ１－Ｔｃｈ１）が５±０．５℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、Ｓ１０４における判定はこの例に限られない。
【0129】
過冷却度（Ｔｃ１－Ｔｃｈ１）が約５℃でない場合（Ｓ１０４のＮｏ）、弁制御部９６は、第１の膨張弁駆動回路８５を制御し、第１の膨張弁３１の開度を調整する（Ｓ１０６）。弁制御部９６は、過冷却度（Ｔｃ１－Ｔｃｈ１）が約５℃となるように、第１の膨張弁３１の開度を調整する。つまり、気液分離器３４に流れる液状の冷媒の量を制御する。Ｓ１０４において過冷却度（Ｔｃ１－Ｔｃｈ１）が約５℃である場合（Ｓ１０４のＹｅｓ）、Ｓ１０６は省略される。
【0130】
次に、弁制御部９６は、温度Ｔｅと温度Ｔｃｈ３との差（過熱度）が約－２℃（第２の制御値）であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。例えば、温度取得部９１が、第３の温度センサ７３から室内熱交換器４１の中間温度Ｔｅを検出する。さらに、温度取得部９１は、第４の温度センサ７４から第３の蓄熱材６３の中間温度Ｔｃｈ３を取得する。そして、弁制御部９６は第２の膨張弁駆動回路８６を制御し第２の膨張弁３２の絞り制御により、室内熱交換器４１と第３の蓄熱材６３との間の冷媒の温度差が約－２℃になるように制御し、室内熱交換器４１で冷媒が気体化することを抑制する。つまり、冷媒の熱交換を行いつつ室内熱交換器４１から液状態で流出させるようにする。
【0131】
弁制御部９６は、過熱度（Ｔｅ－Ｔｃｈ３）が約－２℃であるか否かを判定する。例えば、弁制御部９６は、所定の時間に亘って過熱度（Ｔｅ－Ｔｃｈ３）が－２±０．５℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、Ｓ１０８における判定はこの例に限られない。
【0132】
過熱度（Ｔｅ－Ｔｃｈ３）が約－２℃でない場合（Ｓ１０８のＮｏ）、弁制御部９６は、第２の膨張弁駆動回路８６を制御し、第２の膨張弁３２の開度を調整する（Ｓ１１０）。弁制御部９６は、過熱度（Ｔｅ－Ｔｃｈ３）が約－２℃となるように、第２の膨張弁３２の開度を調整する。Ｓ１０８において過熱度（Ｔｅ－Ｔｃｈ３）が約－２℃である場合（Ｓ１０８のＹｅｓ）、Ｓ１１０は省略される。
【0133】
次に、弁制御部９６は、温度Ｓｕと温度Ｔｋとの差（過熱度）が２℃（第３の制御値）以下であるか否かを判定する（Ｓ１１２）。例えば、温度取得部９１が、第５の温度センサ７５からアキュムレータ２４の近傍における冷媒の温度Ｓｕを（入口温度）を取得する。言い換えると、温度取得部９１は、第５の温度センサ７５から、圧縮機２３の吸入口２３ａに入る冷媒の温度Ｓｕを取得する。さらに、温度取得部９１は、第６の温度センサ７６から第３の配管５３の第２の端部５３ｂの近傍における冷媒の温度Ｔｋを取得する。言い換えると、温度取得部９１は、第６の温度センサ７６から、第１の蓄熱材６１から出た冷媒の温度Ｔｋ（出口温度）を取得する。
【0134】
弁制御部９６は、過熱度（Ｓｕ－Ｔｋ）が２℃以下であるか否かを判定する。例えば、弁制御部９６は、所定の時間に亘って過熱度（Ｓｕ－Ｔｋ）が２℃以下か否か判定する。なお、Ｓ１１２における判定はこの例に限られない。
【0135】
過熱度（Ｓｕ－Ｔｋ）が２℃以下でない場合（Ｓ１１２のＮｏ）、弁制御部９６は、第３の膨張弁駆動回路８７を制御し、第３の膨張弁３３の開度を調整する（Ｓ１１４）。弁制御部９６は、過熱度（Ｓｕ－Ｔｋ）が２℃以下となるように、第３の膨張弁３３の開度を調整し、冷媒が第１の蓄熱材６１を通過する際に確実に気化させて、圧縮機２３に戻せるように制御する。Ｓ１１２において過熱度（Ｓｕ－Ｔｋ）が２℃以下である場合（Ｓ１１２のＹｅｓ）、Ｓ１１４は省略される。
【0136】
弁制御部９６が第３の膨張弁３３を調整し、または過熱度（Ｓｕ－Ｔｋ）が２℃以下であるならば、Ｓ１０２に戻り、運転切替部９２が冷房運転を終了するか否かを再度判定する。冷房運転が終了するまで、Ｓ１０２～Ｓ１１４が繰り返される。
【0137】
図１に示すように、冷房運転において、圧縮機２３の吐出口２３ｂから吐出された高温高圧の気体状の冷媒は、四方弁２５を通り、室外熱交換器２１で放熱する。室外熱交換器２１で凝縮した中温中圧の液状の冷媒は、第１の膨張弁３１の絞り制御により過冷却がコントロールされ、第１の蓄熱材６１で再度熱交換を行い、液化が促進される。そして、気液分離器３４で気液分離が実施され、第２の膨張弁３２で減圧される。
【0138】
第２の膨張弁３２で減圧された低温低圧の全液状態の冷媒は、室内熱交換器４１に供給され、室内熱交換器４１において、冷媒の流速の増加及び乱流化（渦化）により、各細径管４３ａへ均一性の高い状態で分配され、効率的な熱交換が行われる。このとき、第２の膨張弁３２の絞り制御および圧縮機制御部９５がインバータ回路８３を制御して圧縮機２３の運転周波数の制御を行うことにより、過熱度をコントロールして室内熱交換器４１における完全な気体化を抑制し、液体のまま冷媒を室内熱交換器４１から流れ出させる。その結果、室内熱交換器４１内における液状の冷媒の滞留が抑制され、空気調和装置１０全体としても冷媒の循環効率が向上し、空気調和装置１０全体としての熱交換効率の向上及び冷房運転性能の向上に寄与することができる。室内熱交換器４１から液状のまま出た冷媒は、四方弁２５を通った後、第３の膨張弁３３の絞り制御により過熱度がコントロールされ、第１の蓄熱材６１を通過する際に気化されてアキュムレータ２４を通り、圧縮機２３の吸入口２３ａに戻る。
【0139】
なお、本実施形態の空気調和装置１０の場合、第１の蓄熱材６１において、冷媒の液化を行うために、第２の領域５１ｂを流れる冷媒の温度をより低下させて、第１の蓄熱材６１の温度を下げておくことが望ましい。この場合、第３の蓄熱材６３を予め冷却する蓄冷運転を実施することが考えられる。本実施形態の制御装置１４は、例えば、空気調和装置１０が停止している夜間に、蓄冷運転を実行することにより、第３の蓄熱材６３の冷却を行うことができる。なお、蓄冷運転が実行される時期は、この例に限られない。また、蓄冷運転を実行しないようにすることもできる。
【0140】
まず、運転切替部９２は、蓄冷運転の開始条件が達成されているか否かを判定する。例えば、運転切替部９２は、空気調和装置１０が停止中であって、時刻が例えば午前１時～３時（夜間）であると判定すると、蓄冷運転の開始条件が達成されていると判定する。
【0141】
蓄冷運転の開始条件は、上述の例に限られない。例えば、運転切替部９２は、外気温に基づいて蓄冷運転の開始条件を判定してもよい。この場合、温度取得部９１は、室外熱交換器２１の近傍に設けられた温度センサから、外気温を取得してもよい。運転切替部９２は、空気調和装置１０が停止中であって、外気温が所定の時間に亘って閾値を下回る場合、蓄冷運転の開始条件が達成されていると判定するようにしてもよい。
【0142】
また、運転切替部９２は、室内における人の存在に基づいて開始条件を判定してもよい。この場合、運転切替部９２は、室内機１２の筐体１５に設けられた人感センサ等の出力信号に基づき、室内が無人か否かを判定する。運転切替部９２は、室内が所定の時間に亘って無人だと判定した場合、蓄冷運転の開始条件が達成されたと判定してもよい。
【0143】
さらに、運転切替部９２は、空気調和装置１０の要求能力に基づいて蓄冷運転の開始条件を判定してもよい。この場合、運転切替部９２は、室温とユーザーが設定した目標温度との差等に基づいて、空気調和装置１０の要求能力（室温を目標温度にするために空気調和装置１０に要求される冷却能力）を算出する。運転切替部９２は、空気調和装置１０の要求能力が所定の閾値以下の場合に、蓄冷運転の開始条件が達成されたと判定してもよい。
【0144】
運転切替部９２は、蓄冷運転の開始条件が達成されない場合、蓄冷運転を開始せずに待機する。蓄冷運転の開始条件が達成されると、室外ファン制御部９３、室内ファン制御部９４、及び圧縮機制御部９５は、室外送風ファン２２、圧縮機２３、及び室内送風ファン４２を起動及び調整する。
【0145】
弁制御部９６は、冷房運転と同様に、四方弁２５及び切替弁３５に冷媒が流れる方向を変更させる。これにより、室外熱交換器２１と圧縮機２３の吐出口２３ｂとが接続されるとともに、室内熱交換器４１とアキュムレータ２４（圧縮機２３の吸入口２３ａ）とが接続される。すなわち、制御装置１４は、圧縮機２３の吐出口２３ｂから室外熱交換器２１へ冷媒が流れるように四方弁２５を制御する蓄冷運転を実行する。さらに、第３の膨張弁３３と圧縮機２３の吸入口２３ａとが、第１の蓄熱材６１を経由して接続される。
【0146】
室外ファン制御部９３及び圧縮機制御部９５は、冷房運転と同様に、室外送風ファン２２及び圧縮機２３を制御する。なお、蓄冷運転における室外ファン制御部９３及び圧縮機制御部９５の制御は、冷房運転における制御と異なってもよい。
【0147】
一方、室内ファン制御部９４は、室内送風ファン４２を弱風（低速）運転に制御する。すなわち、室内ファン制御部９４は、冷房運転における最低速度で、室内送風ファン４２を回転させる。なお、室内ファン制御部９４の制御は、この例に限られない。例えば、室内ファン制御部９４は、室内送風ファン４２を停止させてもよい。
【0148】
次に、運転切替部９２は、蓄冷運転を終了するか否かを判定する。例えば、リモートコントローラから空気調和装置１０が停止信号または他の運転への切替信号を入力された場合、運転切替部９２は、蓄冷運転が終了するものと判定し、蓄冷運転を終了する。
【0149】
蓄冷運転が終了しない場合、運転切替部９２は、蓄冷運転の開始から所定時間が経過したか否かを判定する。例えば、運転切替部９２は、蓄冷運転の開始から例えば１時間が経過すると、蓄冷運転を終了する。
【0150】
リモートコントローラから空気調和装置１０が停止信号を入力された場合、及び蓄冷運転の開始から所定時間が経過した場合、室外ファン制御部９３、室内ファン制御部９４、及び圧縮機制御部９５は、室外送風ファン２２、圧縮機２３、及び室内送風ファン４２を停止させる。
【0151】
蓄冷運転の開始から所定時間が経過していない場合、図８で説明したＳ１０４以降の冷房運転制御を実行し、弁制御部９６は、室内熱交換器４１から出た冷媒が気体よりも液体を多く含むように、第２の膨張弁３２を制御する。さらに、蓄冷運転において、室内ファン制御部９４は、室内熱交換器４１から出た冷媒が気体よりも液体を多く含むように、室内送風ファン４２を制御する。
【0152】
例えば、上述のように、第２の膨張弁３２は、過熱度（Ｔｅ－Ｔｃｈ３）が約－２℃となるように開度を調整される。これにより、冷媒は液状のまま室内熱交換器４１を通過する。さらに、上述のように、室内送風ファン４２は、弱風運転を行う。このため、室内熱交換器４１において冷媒が熱交換しにくくなり、冷媒は液状のまま室内熱交換器４１を通過する。なお、室内送風ファン４２は、弱風運転することで、室内熱交換器４１で結露が生じることを抑制する。
【0153】
室内熱交換器４１から出た低温低圧の液状の冷媒は、第３の蓄熱材６３を冷やす。低温低圧の冷媒は、第１の配管５１の第１の領域５１ａを通過するときと、第２の領域５１ｂを通過するときとの二回に亘って第１の蓄熱材６１を冷やす。
【0154】
第３の蓄熱材６３から出た液状の冷媒は、第３の膨張弁３３で減圧される。第３の膨張弁３３で減圧された液状の冷媒は、第１の蓄熱材６１と熱交換する。言い換えると、第１の配管５１の第２の領域５１ｂを流れる低温低圧の液状の冷媒は、第２の配管５２の第５の領域５２ａを流れる中温中圧の液状の冷媒と、第２の蓄熱材６２を介して熱交換する。
【0155】
蓄冷運転において、弁制御部９６は、第１の蓄熱材６１に伝熱した第２の領域５１ｂの冷媒が気化するように、第３の膨張弁３３を制御する。例えば、上述のように、第３の膨張弁３３は、過熱度（Ｓｕ－Ｔｋ）が２℃以下となるように開度を調整される。これにより、第２の領域５１ｂを流れる液状の冷媒は、第５の領域５２ａを流れる中温中圧の冷媒により第１の蓄熱材６１を通じて温められ気化する。別の表現によれば、第３の膨張弁３３は、第１の蓄熱材６１へ供給される冷媒の量を調整することで、圧縮機２３の吸入口２３ａに戻る冷媒の過熱度を調整する。第１の蓄熱材６１で気化させられた冷媒は、アキュムレータ２４を通って圧縮機２３の吸入口２３ａに戻る。冷媒は、第１の蓄熱材６１で気化されるため、液状のまま圧縮機２３の吸入口２３ａに入ることを抑制できる。
【0156】
一方、第５の領域５２ａを流れる冷媒は、第２の領域５１ｂを流れる低温低圧の冷媒により冷やされる。第５の領域５２ａにおいて、室外熱交換器２１で液化しなかった気体状の冷媒が流れることがある。この場合、気体状の冷媒は、第１の蓄熱材６１で冷やされ、液化する。
【0157】
第５の領域５２ａにおいて気体状の冷媒の割合が多いと、第１の膨張弁３１を通過できる冷媒の量が低下することがある。本実施形態では、第１の蓄熱材６１が、冷媒を液化することで、第１の膨張弁３１を通過する冷媒における液体の割合を増大させる。これにより、第１の蓄熱材６１は、室内熱交換器４１に供給される冷媒の量が低減することを抑制する。
【0158】
上述のように、蓄冷運転は例えば１時間行われる。例えば夏であっても、夜間の外気温は昼間の外気温よりも低い。このため、蓄冷運転が行われる夜間に、第３の蓄熱材６３は十分に冷やされる。
【0159】
蓄冷運転の後の冷房運転では、第３の蓄熱材６３が、室内熱交換器４１から出た冷媒を冷やす。第３の蓄熱材６３に冷却された冷媒は、第３の膨張弁３３で減圧され、第１の蓄熱材６１と熱交換する。言い換えると、第１の配管５１の第２の領域５１ｂを流れる冷媒は、第２の配管５２の第５の領域５２ａを流れる中温中圧の液状の冷媒と、第１の蓄熱材６１を介して熱交換する。
【0160】
したがって、冷房運転の場合、第２の領域５１ｂを流れる冷媒は、第５の領域５２ａを流れる中温中圧の冷媒により温められ気化する。第１の蓄熱材６１で気化させられた冷媒は、アキュムレータ２４を通って圧縮機２３の吸入口２３ａに戻る。冷媒は、第１の蓄熱材６１で気化されるため、液状のまま圧縮機２３の吸入口２３ａに入ることを抑制できる。
【0161】
そして、第５の領域５２ａを流れる冷媒は、第２の領域５１ｂを流れる冷媒により冷やされる。前述したように、外気温が高い場合、室外熱交換器２１で冷媒が凝縮しにくい。このため、第５の領域５２ａを流れる冷媒において、乾き度が高くなり、気体の割合が増大する。しかし、気体状の冷媒は、第１の蓄熱材６１で冷やされて液化する。冷媒が第１の蓄熱材６１で冷却されることで、冷媒の過冷却度が例えば５℃以上になる。これにより、第１の蓄熱材６１は、液状の冷媒に第１の膨張弁３１を通過させ、気液分離器３４での気液分離により全液化される。つまり、室内熱交換器４１に供給される冷媒の量が低減することを抑制する。
【0162】
上述のように、第１の蓄熱材６１は、室内熱交換器４１に供給される冷媒を低温低圧の液状にするとともに、室内熱交換器４１に十分な量の液状の冷媒を供給する。これにより、空気調和装置１０は、外気温が高くても、室内熱交換器４１の能力が低下することを抑制できる。また、第３の蓄熱材６３が第２の領域５１ｂで冷媒を冷やすことで、第１の蓄熱材６１が第５の領域５２ａの冷媒を冷やすことができる。
【0163】
なお、一般的な空気調和装置では、圧縮機の停止時に室外熱交換器から室内熱交換器に熱の移動が発生し室温上昇が発生してしまう場合がある。しかしながら、本実施形態の構成の場合、圧縮機２３の停止時において第３の蓄熱材６３で室外熱交換器２１から室内熱交換器４１への熱の移動を抑制することが可能になる。すなわち、低負荷時において圧縮機２３を断続的に運転させる場合においても、エネルギーロスを抑制でき、省エネルギー化に寄与することができる。なお、第３の蓄熱材６３を備えることで、上述したように冷房運転時に室内熱交換器４１に効率的に全液化した冷媒を供給することができるが、第３の蓄熱材６３は省略されてもよい。
【0164】
【0165】
従来の室内熱交換器４１の場合、過冷却度を大きくとる傾向がある。その結果、室内熱交換器４１の例えば、２０％以上が温度の低い液状の冷媒を含むようになってしまう場合がある。この場合、室内機１２から吹き出す温風の温度が例えば４３℃程度となっていた。また、室内熱交換器４１において液状及び気体状の気液二相で存在する場合、図５に示されるように、室内熱交換器４１が傾いた姿勢で配置されると、重力の影響で下方に液状の冷媒が溜り、上方に気体状の冷媒が分離した状態で存在して、各細径管４３ａへの冷媒の分配が不均等になったり、冷媒の循環効率が低下したりする場合がある。そこで、本実施形態の室内熱交換器４１の場合、前述したように、冷媒の流速を増加させることと、乱流（渦）を発生させることで、上記の不具合を改善している。さらに、室内熱交換器４１において、冷媒をできるだけ液化させないようにして、冷媒を気体のまま室内熱交換器４１から流出するように制御することにより、上記不具合をさらに改善するようにしている。
【0166】
本実施形態の室内熱交換器４１は、第１の膨張弁３１の開度制御および圧縮機２３の運転周波数の制御により、室内熱交換器４１から気体状の冷媒を流出させる。例えば、圧縮機２３の周波数制御により、室内熱交換器４１で液化しない（過冷却度を大きく取らない）ようにするとともに、第２の膨張弁３２の絞り制御により、過冷却度のコントロール及び気液分離器３４に流れる冷媒の量を制御する。また、室内熱交換器４１から流出させた気体状の冷媒は、室外機１１側で液化させて、室外熱交換器２１に提供するようにする。さらに、第１の膨張弁３１及び第３の膨張弁３３の絞り制御を行って冷媒の過熱度のコントロールを行い、液化した冷媒が室外熱交換器２１で外気とあまり熱交換しないようにする。この場合、室外熱交換器２１から流出する液体の冷媒は、第３の蓄熱材６３や第２の蓄熱材６２で熱交換させて気体化させて、アキュムレータ２４を介して圧縮機２３に戻るようにしている。つまり、室外熱交換器２１における熱交換を抑制して運転負荷を軽減ずるとともに、室外熱交換器２１に霜が付くことを抑制して、暖房運転時の省エネルギー化、除霜運転の軽減に寄与できるようにしている。なお、第３の蓄熱材６３を省略した場合は、室外熱交換器２１から流出する液体の冷媒は、第２の蓄熱材６２で熱交換され気体化される。
【0167】
図９は、室内熱交換器４１を備える空気調和装置１０の暖房運転制御の流れを示す例示的なフローチャートである。なお、例えば、空気調和装置１０の起動と暖房運転の開始が同時である場合、室外送風ファン２２、圧縮機２３、及び室内送風ファン４２は停止している。この場合、室外ファン制御部９３、室内ファン制御部９４、及び圧縮機制御部９５は、暖房運転の開始時に、室外送風ファン２２、圧縮機２３、及び室内送風ファン４２を起動する。
【0168】
図９に示すように、暖房運転が開始されると、弁制御部９６が四方弁駆動回路８４及び切替弁駆動回路８８を制御し、四方弁２５及び切替弁３５に冷媒が流れる方向を変更させる（Ｓ２００）。これにより、室内熱交換器４１と圧縮機２３の吐出口２３ｂとが接続されるとともに、室外熱交換器２１とアキュムレータ２４（圧縮機２３の吸入口２３ａ）とが接続される。すなわち、制御装置１４は、圧縮機２３の吐出口２３ｂから室内熱交換器４１へ冷媒が流れるように四方弁２５を制御する暖房運転を実行する。さらに、第３の膨張弁３３と圧縮機２３の吸入口２３ａとが、第３の配管５３及び第２の蓄熱材６２を経由して接続される。
【0169】
次に、運転切替部９２は、暖房運転を終了するか否かを判定する（Ｓ２０２）。例えば、リモートコントローラから空気調和装置１０が停止信号または他の運転への切替信号を入力された場合、運転切替部９２は、暖房運転が終了するものと判定し（Ｓ２０２のＹｅｓ）、暖房運転を終了する。
【0170】
暖房運転が終了しない場合（Ｓ２０２のＮｏ）、圧縮機制御部９５は、温度Ｔ３と温度Ｔｅとの差が例えば、－２℃（第４の制御値）になるように、インバータ回路８３を介して圧縮機２３の運転周波数の制御を制御する（Ｓ２０４）。例えば、温度取得部９１が、第７の温度センサ７７から、室内熱交換器４１の出口温度Ｔ３を取得する。さらに、温度取得部９１は、第３の温度センサ７３から、室内熱交換器４１の中間温度Ｔｅを取得する。
【0171】
弁制御部９６は、室内熱交換器４１の出口温度と中間温度の温度差（Ｔ３－Ｔｅ）が例えば約－２℃であるか否かを判定する（Ｓ２０４）。例えば、圧縮機制御部９５は、所定の時間に亘って出口温度と中間温度の温度差（Ｔ３－Ｔｅ）が－２±０．５℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、Ｓ２０４における判定はこの例に限られない。
【0172】
出口温度と中間温度の温度差（Ｔ３－Ｔｅ）が約－２℃でない場合（Ｓ２０４のＮｏ）、圧縮機制御部９５は、インバータ回路８３を制御し、圧縮機２３の運転周波数を調整する（Ｓ２０６）。圧縮機制御部９５は、室内熱交換器４１の出口温度と中間温度の温度差（Ｔ３－Ｔｅ）が約－２℃となるように、圧縮機２３の運転周波数を調整することにより、室内熱交換器４１で冷媒が液化しないように（過冷却をとらないように）して、冷媒を気体のまま室内熱交換器４１から出すことができる。つまり、上述したように室内熱交換器４１内部で各細径管４３ａに対する冷媒の不均等分配が抑制できるととともに、液化した冷媒により室内機１２から吹き出す温風の温度が低下することを抑制する。出口温度と中間温度の温度差（Ｔ３－Ｔｅ）が約－２℃である場合（Ｓ２０４のＹｅｓ）、Ｓ２０６は省略される。
【0173】
次に、弁制御部９６は、温度Ｔｃ２と温度Ｔｃｈ２との差（過冷却度）が例えば約５℃（第５の制御値）であるか否かを判定する（Ｓ２０８）。例えば、温度取得部９１が、第８の温度センサ７８から第２の蓄熱材６２の出口温度Ｔｃ２を取得する。さらに、温度取得部９１は、第９の温度センサ７９から第２の蓄熱材６２の中間温度Ｔｃｈ２を取得する。
【0174】
弁制御部９６は、過冷却度（Ｔｃ２－Ｔｃｈ２）が約５℃であるか否かを判定する。例えば、弁制御部９６は、所定の時間に亘って過冷却度（Ｔｃ２－Ｔｃｈ２）が５±０．５℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、Ｓ２０８における判定はこの例に限られない。
【0175】
過冷却度（Ｔｃ２－Ｔｃｈ２）が約５℃でない場合（Ｓ２０８ｎｏＮｏ）、弁制御部９６は、第２の膨張弁駆動回路８６を制御し、第２の膨張弁３２の開度を調整する（Ｓ２１０）。弁制御部９６は、過冷却度（Ｔｃ２－Ｔｃｈ２）が約５℃となるように、第２の膨張弁３２の開度を調整することにより、気液分離器３４に流れる冷媒の乾き度を例えば２０％にするとともに第２の蓄熱材６２及び気液分離器３４に流れる冷媒の量を制御する。つまり、第２の蓄熱材６２を流れる気体状の冷媒を熱交換により冷却して液化して気液分離器３４に供給する。Ｓ２０８において過冷却度（Ｔｃ２－Ｔｃｈ２）が約５℃である場合（Ｓ２０８のＹｅｓ）、Ｓ２１０は省略される。
【0176】
次に、弁制御部９６は、温度Ｔｃｈ３と温度Ｔｅ１との差（過熱度）が例えば、１℃以下（第６の制御値）であるか否かを判定する（Ｓ２１２）。例えば、温度取得部９１が、第４の温度センサ７４から第３の蓄熱材６３の中間温度Ｔｃｈ３を取得する。さらに、温度取得部９１は、第１０の温度センサ８０から室外熱交換器２１の中間温度Ｔｅを取得する。
【0177】
弁制御部９６は、過熱度（Ｔｃｈ３－Ｔｅ）が約１℃以下であるか否かを判定する。例えば、弁制御部９６は、所定の時間に亘って過熱度（Ｔｃｈ３－Ｔｅ）が１±０．５℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、Ｓ２１２における判定はこの例に限られない。
【0178】
過熱度（Ｔｃｈ３－Ｔｅ）が約１℃以下でない場合（Ｓ２１２のＮｏ）、弁制御部９６は、第１の膨張弁駆動回路８５を制御し、第１の膨張弁３１の開度を調整する（Ｓ２１４）。弁制御部９６は、過熱度（Ｔｃｈ３－Ｔｅ）が約１℃以下となるように、第１の膨張弁３１の開度を調整することにより、室外熱交換器２１内部で冷媒があまり気化しないようにする。つまり、室外熱交換器２１内部で気液の分離を抑制する。その結果、室外熱交換器２１内部で各細径管４３ａに対する冷媒の不均等分配が抑制できるととともに、過熱度（Ｔｃｈ３－Ｔｅ）が約１℃以下のように小さくすることで、室外熱交換器２１の表面に霜が発生することを抑制する。すなわち、空気調和装置１０の除霜運転の頻度を低減し、空気調和装置１０の暖房運転効率の向上に寄与する。Ｓ２１２において過熱度（Ｔｃｈ３－Ｔｅ）が約１℃以下である場合（Ｓ２１２のＹｅｓ）、Ｓ２１４は省略される。
【0179】
次に、弁制御部９６は、温度Ｓｕと温度Ｔｋとの差（過熱度）が、例えば２℃以下（第７の制御値）であるか否かを判定する（Ｓ２１６）。例えば、温度取得部９１が、第５の温度センサ７５から圧縮機２３の吸入口２３ａ（アキュムレータ２４）の入口温度Ｓｕを取得する。さらに、温度取得部９１が、第６の温度センサ７６から第３の配管５３の第２の端部５３ｂの近傍における冷媒の温度Ｔｋを取得する。言い換えると、温度取得部９１は、第６の温度センサ７６から、第２の蓄熱材６２から出た冷媒の温度Ｔｋ（出口温度）を取得する。
【0180】
弁制御部９６は、過熱度（Ｓｕ－Ｔｋ）が約２℃以下であるか否かを判定する。例えば、弁制御部９６は、所定の時間に亘って過熱度（Ｓｕ－Ｔｋ）が２±０．５℃の範囲内にあるか否かを判定する。なお、Ｓ２１６における判定はこの例に限られない。
【0181】
過熱度（Ｓｕ－Ｔｋ）が約２℃以下でない場合（Ｓ２１６のＮｏ）、弁制御部９６は、第３の膨張弁駆動回路８７を制御し、第３の膨張弁３３の開度を調整する（Ｓ２１８）。弁制御部９６は、過熱度（Ｓｕ－Ｔｋ）が約２℃以下となるように、第３の膨張弁３３の開度を調整することにより、第３の蓄熱材６３及び第２の蓄熱材６２における冷媒の気化量を調節する。その結果、上述したように、室外熱交換器２１において気化を軽減させた分の冷媒の気化を第３の蓄熱材６３及び第２の蓄熱材６２を通過する際の熱交換により実施し（液状の冷媒の気化を行い）、圧縮機２３へ気体の冷媒を効率よく戻すことができる。Ｓ２１６において過熱度（Ｔｃｈ３－Ｔｅ）が約２℃以下である場合（Ｓ２１２のＹｅｓ）、Ｓ２１４は省略される。
【0182】
弁制御部９６が第３の膨張弁３３を調整し、または過熱度（Ｓｕ－Ｔｋ）が２℃以下であるならば、Ｓ２０２に戻り、運転切替部９２が暖房運転を終了するか否かを再度判定する。暖房運転が終了するまで、Ｓ２０２～Ｓ２１８が繰り返される。
【0183】
図２に示すように、暖房運転において、圧縮機２３の吐出口２３ｂから吐出された高温高圧の気体状の冷媒は、四方弁２５を通り、第３の蓄熱材６３を過熱する。第３の蓄熱材６３を通過した高温高圧の気体の冷媒は、室内熱交換器４１で放熱する。
【0184】
前述したように、気体状の冷媒は、液状の冷媒よりも、室内熱交換器４１における熱交換の効率が高い。このため、第１の膨張弁３１は、室内熱交換器４１を通過する冷媒を気体状に保つことで、室内熱交換器４１における熱交換の効率を向上させる。このように、室内熱交換器４１の内部で気液二相状態で冷媒が存在することを抑制することにより、室内熱交換器４１の各細径管４３ａにおける冷媒の分配の不均一を抑制し冷媒の熱交換効率の低下が抑制できる。また、室内熱交換器４１で冷媒の液化を抑制することにより室内機１２から吹き出す温風の温度が下がることを抑制し、暖房運転効率を向上させることができる。また、室内熱交換器４１における液状の冷媒の溜りが軽減され、冷媒の循環効率の改善に寄与できる。
【0185】
室内熱交換器４１を通過した中温中圧の気体状の冷媒は、第２の蓄熱材６２と熱交換する。言い換えると、第２の配管５２の第６の領域５２ｂを流れる中温中圧の気体状の冷媒は、第３の配管５３を流れる低温低圧の冷媒と、第２の蓄熱材６２を介して熱交換する。
【0186】
第６の領域５２ｂを流れる気体状の冷媒は、第３の配管５３を流れる低温低圧の冷媒により冷やされ、液化する。すなわち、第２の蓄熱材６２は、第６の領域５２ｂを流れる冷媒の過冷却度を補う。第２の蓄熱材６２に液化させられた冷媒は、第２の膨張弁３２で減圧される。冷媒は、第２の蓄熱材６２に液化され、さらに気液分離器３４にて気液分離が行われ、第１の膨張弁３１で媒体流量の調整が行われ、室外熱交換器２１に供給される。
【0187】
低温低圧の液状の冷媒は、第１の膨張弁３１の制御により室外熱交換器２１での吸熱を抑制する。室外熱交換器２１で冷媒の蒸発を抑制することで、室外熱交換器２１における運転負荷の軽減及び霜の発生を抑制する。その結果、除霜運転の軽減に寄与できる。
【0188】
室外熱交換器２１での気化が抑制された液体の冷媒は、第１の配管５１の第２の領域５１ｂを流れ、第３の蓄熱材６３を通過する際に温められるとともに、第２の蓄熱材６２を介して第６の領域５２ｂを流れる冷媒により温められる。すなわち、第３の蓄熱材６３及び第２の蓄熱材６２は、圧縮機２３に戻る冷媒の過熱度を補う。その結果、室外熱交換器２１の運転負荷を軽減しつつ圧縮機２３に気体状の冷媒を効率的に戻すことができる。
【0189】
また、室内熱交換器４１の内部で気液二相状態で冷媒が存在することを抑制することにより、室内熱交換器４１の各細径管４３ａにおける冷媒の分配の不均一を抑制し冷媒の熱交換効率の低下が抑制できる。また、室内熱交換器４１で冷媒の液化を抑制することにより室内機１２から吹き出す温風の温度が下がることを抑制し、暖房運転効率を向上させることができる。また、室内熱交換器４１における液状の冷媒の溜りが軽減され、冷媒の循環効率の改善に寄与できる。
【0190】
また、室内熱交換器４１から流れ出た気体状に冷媒は、第２の膨張弁３２の絞り量の制御により過冷却がコントロールされて第２の蓄熱材６２を通過する際に液体の冷媒になり、気液分離器３４で気液分離されて、液体の冷媒のみが室外熱交換器２１に供給される。この時、第１の膨張弁３１及び第３の膨張弁３３の絞り制御を行って冷媒の過熱度のコントロールを行い、液化した冷媒が室外熱交換器２１で外気とあまり熱交換しないようにする。そして、室外熱交換器２１から流出する液体の冷媒は、第３の蓄熱材６３や第２の蓄熱材６２で熱交換させて気体化させて、アキュムレータ２４を介して圧縮機２３に戻るようにしている。つまり、室外熱交換器２１における熱交換を抑制して運転負荷を軽減するとともに、室外熱交換器２１に霜が付くことを抑制して、暖房運転時の省エネルギー化、除霜運転の軽減に寄与する。また、第３の蓄熱材６３及び第２の蓄熱材６２は、圧縮機２３に戻される冷媒の温度及び圧力を上昇させる。その結果、圧縮機２３の仕事量が増大することを抑制できる。これにより、本実施形態の空気調和装置１０は、外気温の低下が空気調和装置１０の消費電力を増大させることを抑制でき、ひいては省エネルギー化することができる。
【0191】
なお、上述した説明では、空気調和装置１０が図５～図７で説明したような熱交換器（マイクロチャネル熱交換体４３で構成される室内熱交換器４１）を備える例を示した。しかし、越交換機の構成はこれに限定されず、一般的な熱交換器を備える空気調和装置１０に上述した制御を適用してもよく、同様な効果を得ることが可能で、従来の制御に比べて、より効率的な冷暖房の運転を実現することができる。
【0192】
以上説明された実施形態に係る空気調和装置１０は、室内熱交換器４１と、室外熱交換器２１と、室内熱交換器４１と室外熱交換器２１とを接続し、冷媒が流れる、第１の配管５１と、室外熱交換器２１と室内熱交換器４１とを接続し、冷媒が流れる、第２の配管５２と、第１の配管５１に設けられ、冷媒を吸入する吸入口２３ａと、冷媒を吐出する吐出口２３ｂと、を有する圧縮機２３と、第１の配管５１に設けられ、冷媒が流れる方向を変更可能な、四方弁２５と、第２の配管５２に設けられて第２の配管５２を流れる冷媒の気液分離を行う気液分離器３４と、気液分離器３４と室外熱交換器２１との間で第２の配管５２に設けられた第１の膨張弁３１と、気液分離器３４と室内熱交換器４１との間で第２の配管５２に設けられた第２の膨張弁３２と、四方弁２５と圧縮機２３の吸入口２３ａとの間で第１の配管５１に設けられた第３の膨張弁３３と、第３の膨張弁３３と圧縮機２３の吸入口２３ａとの間で第１の配管５１に熱的に接続されるとともに、室外熱交換器２１と第１の膨張弁３１との間で第２の配管５２に熱的に接続される、第１の蓄熱材６１（第１の伝熱部）と、一方の端部が第３の膨張弁３３と第１の蓄熱材６１との間で第１の配管５１に接続され、他方の端部が第１の蓄熱材６１と圧縮機２３の吸入口２３ａとの間で第１の配管５１に接続された、第３の配管５３と、第３の配管５３に熱的に接続されるとともに、室内熱交換器４１と第２の膨張弁３２との間で第２の配管５２に熱的に接続される、第２の蓄熱材６２（第２の伝熱部）と、第３の配管５３の一方の端部（第１の端部５３ａ）と第１の配管５１との接続部分（第２の端部５３ｂ）に設けられ、冷媒が流れる方向を変更可能な、切替弁３５と、を具備する。この構成によれば、例えば、熱交換器の小型化を行いつつ、熱交換器を通過する冷媒の状態を適切に制御し、効率的な熱交換を実現し、運転性能向上が可能な空気調和装置が提供できる。
【0193】
また、空気調和装置１０は、四方弁２５と、第１の膨張弁３１と、第２の膨張弁３２と、第３の膨張弁３３と、切替弁３５と、を制御する制御装置１４と、をさらに具備する。そして、制御装置１４は、圧縮機２３の吐出口２３ｂから室外熱交換器２１へ冷媒が流れる冷房運転態様になるように四方弁２５を制御し、第１の膨張弁３１の流入手前位置の温度Ｔｃ１と第１の蓄熱材６１の中間温度Ｔｃｈ１との温度差が第１の制御値となり冷媒を室内熱交換器４１に液状態で流入させるように第１の膨張弁３１を制御するようにしてもよい。この構成によれば、例えば、冷房運転時に全液状態で冷媒を室内熱交換器４１に提供し、効率的な冷房時の熱交換を行うことができる。
【0194】
また、空気調和装置１０は、室内熱交換器４１と四方弁２５との間で第１の配管５１に熱的に接続されるとともに、四方弁２５と第３の膨張弁３３との間で第１の配管５１に熱的に接続された第３の蓄熱材６３（蓄熱材）を備える。そして、制御装置１４は、室内熱交換器４１の中間温度Ｔｅと第３の蓄熱材６３の中間温度Ｔｃｈ３との温度差が第２の制御値となり冷媒を室内熱交換器４１から液状態で流出させるように第２の膨張弁３２を制御してもよい。この構成によれば、例えば、冷房運転時に室内熱交換器４１において、冷房のための熱交換に寄与しにくい気体の冷媒の量が抑制され、冷房時の効率的な熱交換が実施できる。
【0195】
制御装置１４は、圧縮機２３の吸入口２３ａの入口温度Ｓｕと第１の配管５１における第１の蓄熱材６１の出口温度Ｔｋとの温度差が第３の制御値以下になるように冷媒の流量を第３の膨張弁３３で制御してもよい。この構成によれば、例えば、冷媒が第１の蓄熱材６１を通過する際に確実に気化させて、圧縮機２３に戻すことができる。
【0196】
また、空気調和装置１０は、四方弁２５と、第１の膨張弁３１と、第２の膨張弁３２と、第３の膨張弁３３と、切替弁３５と、を制御する制御装置１４と、をさらに具備する。そして、制御装置１４は、圧縮機２３の吐出口２３ｂから室内熱交換器４１へ冷媒が流れる暖房運転態様になるように四方弁２５を制御し、室内熱交換器４１の出口温度Ｔ３と室内熱交換器４１の中間温度Ｔｅとの温度差が第４の制御値となり冷媒を室内熱交換器４１から気体の状態で流出させるように圧縮機２３の周波数を制御してもよい。この構成によれば、例えば、室内熱交換器４１において、暖房時の熱交換時に不利となる液体の冷媒の発生を抑制し、室内熱交換器４１における暖房時の熱交換を効率的に実現し、吹き出し温度の低下を抑制することができる。
【0197】
また、制御装置１４は、第２の配管５２における第２の蓄熱材６２（第２の伝熱部）の出口温度Ｔｃ２と第２の蓄熱材６２の中間温度Ｔｃｈ２との温度差が第５の制御値となり、冷媒を液状態で第２の蓄熱材６２から流出させるように第２の膨張弁３２を制御してもよい。この構成によれは、例えば、気体の状態で室内熱交換器４１から出た冷媒を確実に液化し、気液分離器３４に供給することができる。
【0198】
また、空気調和装置１０は、室内熱交換器４１と四方弁２５との間で第１の配管５１に熱的に接続されるとともに、四方弁２５と第３の膨張弁３３との間で第１の配管５１に熱的に接続された第３の蓄熱材６３（蓄熱材）を備える。そして、制御装置１４は、第３の蓄熱材６３の中間温度Ｔｃｈ３と室外熱交換器２１の中間温度Ｔｅ１との温度差が第６の制御値以下になるように冷媒の流量を第１の膨張弁３１で制御してもよい。この構成によれば、例えば、室外熱交換器２１内部で冷媒があまり気化しないようにすることができる。その結果、室外熱交換器２１の表面に霜が発生することを抑制することが可能となり、除霜運転の頻度を低下させ、暖房運転の効率の向上に寄与することができる。
【0199】
また、制御装置１４は、圧縮機２３の吸入口２３ａの入口温度Ｓｕと第３の配管５３における第２の蓄熱材６２の配管の出口温度Ｔｋとの温度差が第７の制御値以下になるように冷媒の流量を第３の膨張弁３３で制御してもよい。この構成によれば、例えば、第３の蓄熱材６３及び第２の蓄熱材６２における冷媒の気化量を調節可能となる。その結果、室外熱交換器２１において気化を軽減させた分の冷媒の気化を、第３の蓄熱材６３及び第２の蓄熱材６２を通過する際の熱交換により実施し（液状の冷媒の気化を行い）、圧縮機２３へ気体の冷媒を効率よく戻すことができる。
【0200】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や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】
【0201】
１０…空気調和装置、１１…室外機、１２…室内機、１３…冷媒配管、２１…室外熱交換器、２２…室外送風ファン、２３…圧縮機、２４…アキュムレータ、２５…四方弁、３１…第１の膨張弁、３２…第２の膨張弁、３３…第３の膨張弁、３４…気液分離器、３５…切替弁、４１…室内熱交換器、４１Ａ…往復管、４３…マイクロチャネル熱交換体、４３Ａ…第１管群、４３Ｂ…第２管群、４３ａ…細径管、４３ａ１…第１細径管、４３ａ２…第２細径管、４５…第２支持部、４５ａ，４５ｂ…接続壁、４５ｃ…補助仕切壁、４９ａ…第１絞り開口部、４９ｂ…第２絞り開口部、４９ｃ…第４絞り開口部、５０…仕切壁、５０ａ…第３絞り開口部、６１…第１の蓄熱材、６２…第２の蓄熱材、６３…第３の蓄熱材、７１…第１の温度センサ、７２…第２の温度センサ、７３…第３の温度センサ、７４…第４の温度センサ、７５…第５の温度センサ、７６…第６の温度センサ、７７…第７の温度センサ、７８…第８の温度センサ、７９…第９の温度センサ、８０…第１０の温度センサ、Ｒ…連通室、Ｒ１…第１連通室、Ｒ２…第２連通室、ｈ１…第１対向壁、ｈ２…第２対向壁、ｈ３…第３対向壁、ｈ４…第４対向壁、ｈ５…第５対向壁、ｈ６…第６対向壁。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】