CN100570250C - 自动售货机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动售货机，包括：容纳商品的容纳室；设于容纳室内的室内热交换器；设于容纳室外的室外热交换器；对冷媒进行减压的膨胀机构；设于容纳室外的压缩机；和流路切换阀，对从压缩机吐出的冷媒，如下选择：使之从室外热交换器开始在膨胀机构和室内热交换器循环并回归到压缩机，或使之从室内热交换器开始在述膨胀机构和室外热交换器循环并回归到压缩机，压缩机、流路切换阀、室内热交换器、膨胀机构和室外热交换器用配管连接，压缩机是低压壳型压缩机，冷媒是R600a，在加热容纳室的情况，室外热交换器的蒸发温度是-10～10℃，室内热交换器的冷凝温度是50～70℃，低压壳型压缩机的润滑油是40℃时的动粘度为3～30mm²/s的矿物油或酯油。

Description

自动售货机

本申请是申请日为2004年10月9日、申请号为200410095991.2、发明名称为“加热系统和自动售货机”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及能对罐装饮料等商品加热或加热的同时冷却并出售的自动售货机，该自动售货机利用由压缩机压缩的冷媒冷凝时产生的潜热进行加热。

背景技术

近年来，要求大幅度降低自动售货机耗电量，提案有利用冷却所产生的废热作为消减耗电量的方法。这种提案如特开平5-233941号公报所公开的方案。

下面参照附图对现有的自动售货机进行说明。

图23是现有自动售货机冷媒回路的视图。

如图23所示，现有的自动售货机具有由热/冷切换室101、冷却专用室102、第二冷却专用室103构成的贮藏室；由设置在热/冷切换室101内的室内热交换器104、设置在冷却专用室102内的蒸发器105、设置在第二冷却专用室102内的第二蒸发器106、设置在贮藏室外的室外热交换器107、压缩机108构成的冷却加热系统。

并且，膨胀阀A109、膨胀阀B110、膨胀阀C111具有降低通过各自的冷媒的压力并关闭的功能，开闭阀A112、开闭阀B113、开闭阀C114、开闭阀D115分别控制冷媒流的有无。

下面，对具有以上结构的现有自动售货机的动作进行说明。

在冷却热/冷切换室101的情况下，打开开闭阀A112和开闭阀D115，关闭开闭阀B113和开闭阀C114，使压缩机108驱动。从压缩机108排出的冷媒经室外热交换器107冷凝后，分别由膨胀阀A109、膨胀阀B110、膨胀阀C111减压供应给室内热交换器104、蒸发器105、第二蒸发器106。并且，在室内热交换器104、蒸发器105、第二蒸发器106蒸发了的冷媒向压缩机108回流。

这时，热/冷切换室101、冷却专用室102、第二冷却专用室103内达到规定温度的贮藏室因关闭各自的膨胀阀A109、膨胀阀B110、膨胀阀C111，停止冷媒的供给。并且，当所有贮藏室达到规定温度时停止压缩机108的运转。

随后，在加热热/冷切换室101的情况下，开闭阀A112、开闭阀D115以及膨胀阀A109关闭，开闭阀B113和开闭阀C114打开，使压缩机108驱动。从压缩机108排出的冷媒由室内热交换器104冷凝一部分，再次由室外热交换器107冷凝后，分别由膨胀阀B110、膨胀阀C111减压，供应给蒸发器105、第二蒸发器106。并且，在蒸发器105、第二蒸发器106蒸发了的冷媒向压缩机108回流。另外，冷却专用室102、第二冷却专用室103内达到规定温度的贮藏室，因关闭相应的膨胀阀B110、膨胀阀C111，停止冷媒的供给。并且，当所有贮藏室达到规定温度时，停止压缩机108的运转。

其中，使用对冷却专用室102及第二冷却专用室103冷却时所产生的冷媒的冷凝废热，能更有效地加热热/冷切换室101，所以，与使用电热器等其他加热装置对热/冷切换室101进行加热的情况相比，能减少耗电量。

另外，现有提案的结构还有用加热器加热压缩机来保持压缩机内润滑油的温度保持在一定温度以上的结构，或者使用碳氢冷媒溶解量较小的特殊润滑油的结构。这些提案公开在特开2000-283621号公报和特开2001-234184号公报中。其中，使用碳氢冷媒的冷藏库中使用一般的矿物油系润滑油，但是，由于低压壳型压缩机只能在低蒸发温度下使用，所以，溶解于润滑油中的冷媒量小，不会出现重大的问题。所谓压缩机润滑油中溶解的冷媒量有问题，是指冷却系统使用蒸发温度较高的热泵或高压壳型压缩机的情况。

下面参照附图说明上述现有冷却加热系统。

图24是现有冷却加热系统的冷媒回路视图。

如图24所示，现有的冷却加热系统使用作为碳氢冷媒的丙烷或异丁烷，基本结构包括高压壳型压缩机201、四通阀202、蓄能器203、室外热交换器204、室内热交换器205。在冷却库内时，从高压壳型压缩机201排出的冷媒由四通阀202切换流路，从室外热交换器204供应给室内热交换器205，并且，再经四通阀202从蓄能器203向高压壳型压缩机201回流。与此同时，在加热室内时，从高压壳型压缩机201排出的冷媒由四通阀202切换流路，从室内热交换器205向室外热交换器204供应。并且，再经四通阀1202从蓄能器203回流给高压壳型压缩机201。

其中，一般的室内热交换器205设置在用于容纳对罐装饮料等进行冷却加热的对象物的隔热空间(未图示，以下称为容纳室)内，同时把高压壳型压缩机201、四通阀202、蓄能器203、室外热交换器204配置在隔热空间外。

并且，在连接室外热交换器204和室内热交换器205的配管上续接着加热用毛细管206、冷却用逆止阀207、冷却用毛细管208、加热用逆止阀209和干燥器210。其中，加热用毛细管206和冷却用逆止阀207以及冷却用毛细管208和加热用逆止阀209是分别并联连接的，同时在由加热用毛细管206和冷却用毛细管208夹持的位置处连接干燥器210。并且，一般的室外热交换器204、室内热交换器205根据需要分别由独立的送风扇(未图示)送风，促进空气冷却和热交换。

其中，高压壳型压缩机201的出口配管处配置有用于测定排出气体温度的传感器211，在高压壳型压缩机201的下面配置着对壳下面进行加热的加热器212，在高压壳型压缩机201的侧方配置着空气冷却用风扇213。

下面，对以上结构的现有冷热切换系统的动作进行说明。

在冷却容纳室内的情况下，从高压壳型压缩机201排出的冷媒由四通阀202切换流路供应给室外热交换器204而冷凝液化。从室外热交换器204排出的液体冷媒经冷却用逆止阀207，供应给干燥器210。并且，从干燥器210排出的液体冷媒由冷却用毛细管208减压，供应给室内热交换器205进行蒸发气化，气体冷媒再次经过四通阀202，从蓄能器203回流给高压壳型压缩机201。

在加热容纳室内的情况下，从高压壳型压缩机201排出的冷媒由四通阀202切换流路，供应给室内热交换器205而冷凝液化。从室内热交换器205排出的液体冷媒，经加热用逆止阀209供应给干燥器210。然后，从干燥器210排出的液体冷媒，由加热用毛细管206减压，供应给室外热交换器204蒸发气化，气体冷媒再次经过四通阀202，从蓄能器203回流给高压壳型压缩机201。

其中，在使用高压壳型压缩机201的情况下，贮存在高压壳型压缩机201内部的矿物油系润滑油，流到冷凝压力的碳氢冷媒中，溶解碳氢冷媒。众所周知，一般矿物油系润滑油温度低时，会溶解大量碳氢冷媒。所以，常常要监视传感器211的显示值，在低于规定值时，给加热器212通电，而在高于规定值时驱动风扇13进行空冷，借此，高压壳型压缩机201及其内部贮存的润滑油的温度保持高到近一定程度。

因此，使用加热器212和风扇213，能保持高压壳型压缩机201温度高至近一定值，从而润滑油中的冷媒量能降低且保持在近似一定值，能防止冷媒使用量的增大。

近年来，人们要求大幅度降低自动售货机的耗电量，作为减少耗电量的方式，提案有使用将冷却产生的废热和大气热加以利用的热泵系统对罐装饮料等商品加热的方式。

特别是由于外界气体温度低时热泵系统的启动性差，所以，也提出这样的自动售货机，在外界气体温度低时或启动时提高压缩机的转速来提高加热能力，同时用辅助加热器辅助提高加热能力。这种提案如特开2002-288726号专利公报所公开的技术。

下面，参照附图对现有的自动售货机进行说明。

图25是表示现有自动售货机的冷媒回路图，图26是表示现有自动售货机加热控制的时序图。

如图25所示，现有的自动售货机配置有由热/冷切换室301、冷却专用室302、第二冷却专用室303构成的贮藏室，并具有由设置在热/冷切换室301内的室内热交换器304、设置在冷却专用室302内的蒸发器305、设置在第二冷却专用室302内的第二蒸发器306、设置在贮藏室外部的室外热交换器307、压缩机308构成的热泵系统。其中，压缩机308对应于各贮藏室的室温变化而变化，改变转速，控制其能力。

膨胀阀A309、膨胀阀B310、膨胀阀C311具有降低通过各自的冷媒的压力并关闭的功能，开闭阀A312、开闭阀B313、开闭阀C314、开闭阀D315分别控制冷媒流动的有无。

为了补助完成热泵系统的加热能力，把具有热泵系统加热能力的大致一半加热能力的电加热器构成的辅助加热器316设置在室内热交换器304的通风上侧。

下面，对以上结构的上述现有的自动售货机的动作进行说明。

在冷却热/冷切换室301的情况下，打开开闭阀A312和开闭阀D315，关闭开闭阀B313和开闭阀C314，驱动压缩机308。从压缩机308排出的冷媒由室外热交换器307冷凝后，分别由膨胀阀A309、膨胀阀B310、膨胀阀C311减压，并向室内热交换器304、蒸发器305、第二蒸发器306供给。并且，由室内热交换器304、蒸发器305、第二蒸发器306蒸发的冷媒向压缩机308回流。

这时，热/冷切换室301、冷却专用室302、第二冷却专用室303内达到规定温度的贮藏室，通过关闭对应的膨胀阀A309、膨胀阀B310、膨胀阀C311，停止冷媒的供给。并且，所有的贮藏室达到规定温度时，停止压缩机308的运转。

其次，在加热热/冷切换室301的情况下，关闭开闭阀A312、开闭阀D315和膨胀阀A309，打开开闭阀B313、开闭阀C314，使压缩机308驱动。从压缩机308排出的冷媒由室内热交换器304冷凝一部分，再次由室外热交换器307冷凝后，分别由膨胀阀B310、膨胀阀C311减压，向蒸发器305、第二蒸发器306供给。并且，由蒸发器305、第二蒸发器306蒸发的冷媒向压缩机308回流。冷却专用室302、第二冷却专用室303内达到规定温度的贮藏室，通过关闭相应的膨胀阀B310、膨胀阀C311，停止冷媒的供给。并且，所有的贮藏室达到规定温度时，压缩机308停止运转。

其中，使用对冷却专用室302和第二冷却专用室303进行冷却时产生的冷媒的冷凝废热，能更有效的对热/冷切换室301进行加热，所以，与使用电加热器等其它加热装置对热/冷切换室301进行加热的情况相比，能消减耗电量。

其次，参照图26，对于相对于加热时热/冷切换室301的室温变化的、压缩机308的转速和辅助加热器316的开通ON/关闭OFF的状态变化作详细说明。

图26是以横轴表示取时间区段t0～t27的时序图。从上依次表示为热/冷切换室301的室温变化、室内热交换器304的冷凝温度变化、辅助加热器316的ON/OFF状态、压缩机308的转速、由辅助加热器316和压缩机308等构成的热泵系统的加热能力总和。并且，在室温的纵轴上记载的T0表示外界空气温度，T1表示作为辅助加热器316工作的基准的加热器接通温度和作为断开辅助加热器316的基准的加热器断开温度，T2表示作为压缩机308转速增速的基准的加速温度，T3表示作为压缩机308转速减速的基准的减速温度。并且，在冷凝温度纵轴上记载的Tp表示热/冷切换室301内贮藏的商品加热时的目标温度，Tq表示在确保压缩机308可靠性的基础上希望的上限冷凝温度。

其中，辅助加热器316是如果室温低于加热器接通温度，就呈现接通状态，如果达到加热器断开温度以上就呈现关闭断开状态。并且，压缩机308在室温低于加速温度的情况下，转速依次增速为N1、N2、N3、N4；如果达到减速温度以上，转速依次减速为N4、N3、N2、N1。一般来说，具有往复式压缩机构的压缩机308中最低转速N1约为20～30rps，最低转速N1与最高转速N4的比率设定为1∶3～4的程度。所谓使压缩机308转速不连续变化是为了回避特定转速下产生共振导致发生异常振动或噪音，这对自动售货机之类的室内设置的机器特别重要。

在图26中，时间t0是室温下降到接近外界气体温度T0的初期启动状态，由于室温低于T1，辅助加热器316呈现接通状态。并且，压缩机308以最高转速N4工作。这是由于在初期启动状态中需要大的加热能力，检测从电源接通和门开闭开始的初期启动状态后，强制压缩机308以最高转速N4工作。

并且，在时间t3时，室温超过T1的话，辅助加热器316呈现断开状态；在时间t8，当室温超过T3时，压缩机308减速到最低转速N1。所谓在时间t8时压缩机308的转速从N4一下子下降到N1，是指抑制时间t8～t13区间内产生的室温过度升温。这是由于在初期启动状态下压缩机308以最高转速N4长时间运转，所以，冷凝温度上升，室内热交换器304和其周边部件在时间t6～t8区段内过度升温，即使压缩机308的转速逐渐下降，加热能力也不会下降，所以，压缩机308的转速要一下子降低。

在时间t8～t18区段内，通过保持压缩机308的最低转速N1，使室温逐渐下降；在时间t19，室温下降为T2时，压缩机308转速逐渐从N1增速至N4。结果，室内热交换器304的冷凝温度再次上升，提高了加热能力，在时间t22以后，室温再次上升。

随后，当室温超过T3时，压缩机308依次减速，室温下降为T2时，压缩机308反复进行逐次增速，使室温趋于稳定。当外界气体温度增高而加热负荷小时，即使压缩机308以最低转速N1转动，室温也会上升到高于T3，当上升到超过室温的上限温度(未图示)时，停止压缩机308的运转。

所以，在高于辅助加热器316的加热器接通温度和加热器断开温度的高温下，通过控制压缩机308的能力，就能尽量地控制基于辅助加热器316的加热，并能实现使用高效热泵进行室温稳定控制。

其中，压缩机308逐次增速或逐次减速的时间间隔，即压缩机308转速变化后到下次变化的等待时间，希望设置为数分钟至数十分钟左右。由于即使压缩机308转速急速增速或减速也不能迅速改变加热能力，所以，在室温稳定后，压缩机308的转速急速变化时，室内热交换器304的过度升温变大，室温的变动反倒增加。

辅助加热器316设置在室内热交换器304的通风上侧，室温特低的初期启动状态下能给室内热交换器304提供高于室温的空气，压缩机308启动，希望能缩短上升到冷凝温度的时间。

现有自动售货机，也提出了以节能为目的的用热泵加热的系统。这种提案公开在特开2002-277147号公报中。

图27是表示特开2002-277147号公报中所记载的现有自动售货机的冷媒回路图。如图27所示，自动售货机库内划分为三块，分别对应为冷却专用库(以下称为左室)、冷却加热库B(以下称为中室)、冷却加热库C(以下称为右室)，并设置有后面详述的利用侧单元401A(特定利用侧单元)、利用侧单元401B以及利用侧单元401C，各单元各自设置有送风机。在自动售货机的库外侧设置着热源侧单元402和送风机420。并且，由这些热源侧单元402、利用侧单元401A～401C构成自动售货机的冷却加热装置。

下面，对冷媒回路进行说明。热源侧单元402构成包括压缩机418、热源侧热交换器419和气液分离器421等，利用侧单元401A、401B及401C具有利用侧热交换器412A、412B及412C。并且，在热源侧热交换器419上，把切换阀405A、405B分支连接到压缩机418的冷媒排出管403和冷媒吸入管404上。另外，单元间配管406由与冷媒排出管403分支连接的高压气体管407、与冷媒吸入管404分支连接的低压气体管408以及液管409构成，该单元间配管406连接热源侧单元402和利用侧单元401A、401B、401C。

并且，利用侧单元401A的利用侧热交换器412A与低压气体管408连接，同时，通过电动膨胀阀等冷媒流量控制阀414连接到液管409上。利用侧单元401B、401C的利用侧热交换器412B、412C分别通过切换阀410A、410B、411A、411B分支连接到高压气体管407和低压气体管408上，并通过电动式膨胀阀等冷媒流量控制阀415、416连接到液管409上。

另外，电动式膨胀阀等冷媒流量控制阀417安装在液管409中。因左室只进行冷却，利用侧单元401A象利用侧单元401B、401C那样，不用设置切换阀410A、410B、411A、411B，而把切换阀与冷媒排出管403和冷媒吸入管404分支连接，也可以进行良好的加热。另外，也可以把左室用作加热专用室，在这种情况下，当然要把利用侧热交换器412A连接到高压气体管407上。

其中，现有实施例的各热交换器容量以利用侧热交换器412B的容量定为1时，设定利用侧热交换器412C的容量为2，利用侧热交换器412A的容量为3，热源侧热交换器419的容量为6。

下面，图28是表示特开2002-277147号公报中所记载的现有自动售货机控制装置的构成图。如图28所示，控制装置C由通用微型计算机422构成，输入侧连接着商品选择按钮、以及分别安装在左室、中室、右室中的作为温度检测装置的温度传感器423A、423B、423C。并且，在通用微型计算机422的输出侧连接着各个切换阀405A、405B、410A、410B、411A、411B和各个冷媒流量控制阀414、415、416以及冷媒流量控制阀417、压缩机418、各个送风机及各商品搬出装置。

图29是表示特开2002-277147号公报中所记载的现有自动售货机的构成图。如图29所示，压缩机418和热源侧热交换器419设置在同一风路内，由放热扇420同时进行热交换。

下面说明以上结构的自动售货机的动作。

首先，对以左室、中室、右室整体作为冷却库冷却商品的情况进行说明。

前述温度传感器423A、423B、423C检测的温度在冷却设定温度以上时，通用微型计算机422打开热源侧热交换器419的冷媒排出管403的切换阀405A，关闭冷媒吸入管404的切换阀405B，并且关闭利用侧热交换器412B、412C的高压气体管407的切换阀410A、411A，打开低压气体管408的切换阀410B、411B。

因此，从压缩机418排出的冷媒依次流过冷媒排出管403、切换阀405A、热源侧热交换器419并由此冷凝液化后，经过冷媒流量控制阀417和液管409，分配给各利用侧单元401A、401B、401C的冷媒流量控制阀414、415、416，进行减压。

另外，这时，微型计算机422把冷媒流量控制阀417全开，同时，冷媒流量控制阀414、415、416根据温度传感器423A、423B、423C的输出对节流量进行调节。然后，流过各冷媒流量控制阀414、415、416的冷媒流到各利用侧热交换器412A、412B、412C并蒸发气化后，从利用侧热交换器412B、412C开始，经过切换阀410B、411B流入低压气体管408，从利用侧热交换器412A开始原样流入低压气体管408。并且，在低压气体管408合流的冷媒依次经过冷媒吸入管404、气液分离器421，吸入压缩机418。

这样，在这种情况下，热源侧热交换器419用作冷凝器，所有利用侧热交换器412A、412B、412C用作蒸发器，所以，能对左室、中室、右室整体同时进行冷却。如前述的热源侧热交换器419的容量基本等于所有利用侧热交换器412A～412C的容量总和，所以，从作为蒸发器利用的利用侧热交换器412A、412B、412C出来的废热完全能由热源侧热交换器419散放。

下面，对于一方面对左室及中室进冷却另一方面对右室进行加热的情况进行说明。

例如，温度传感器423A、423B检测的温度在冷却设定温度以上时，通用微型计算机422打开热源侧热交换器419的切换阀405A，同时关闭切换阀405B，并关闭进行冷却的利用侧热交换器412B的切换阀410A，打开切换阀410B，且打开进行加热的利用侧热交换器412C的切换阀411A，关闭切换阀411B。

因此，从压缩机418排出的冷媒的一部分依次经过冷媒排出管403、切换阀434A，流入热源侧热交换器419，而且，剩余的冷媒经过高压气体管407，并从进行加热的利用侧单元401C的切换阀411A流向利用侧热交换器412C。并且，在该利用侧热交换器412C和热源侧热交换器419处冷凝液化。由这些热交换器412C、419冷凝液化的冷媒，经过液管409，由利用侧单元401A、401B的冷媒流量控制阀414、415减压后，分别流入利用侧热交换器412A、412B，蒸发气化。

另外，微型计算机422把冷媒流量控制阀416和冷媒流量控制阀417全开，同时，冷媒流量控制阀414、415根据温度传感器423A、423B的输出进行调节。

流经利用侧热交换器412A的冷媒，流入低压气体管408中，与流经利用侧热交换器412B的冷媒在经过切换阀410B后流入低压气体管408的冷媒进行合流后，依次经过冷媒吸入管404、气液分离器421吸入压缩机418。所以，在这种情况下，因利用侧热交换器412C用作冷凝器，能对右室加热，用作蒸发器的利用侧热交换器412A、412B使左室及中室冷却。

这样冷却加热同时运行时，利用侧单元401C的冷媒流量控制阀416全开，不会产生冷媒压力损失，但是，微型计算机422用冷媒流量控制阀417进行压力调节，使液管409内的液体冷媒压力不能达到平衡。

因此，在利用侧单元401C中，由于利用利用侧单元401A及401B冷却时产生的废热对右室进行加热，能有效的进行热回收和利用，能高效率地进行运行。所以，与只用电加热器进行加热的现有自动售货机相比，能减少耗电量，降低运行成本。

下面，对冷却左室而加热中室、右室的情况进行说明。

温度传感器423A检测的温度在冷却设定温度以上时，前述微型计算机422关闭热源侧热交换器419的切换阀405A及405B，并且，打开进行加热的利用侧热交换器412B的切换阀410A，关闭切换阀410B，打开利用侧热交换器412C的切换阀411A，关闭切换阀411B。

因此，从压缩机418排出的冷媒经过冷媒排出管403、高压气体管407从进行加热的各利用侧单元401B、401C的各切换阀410A、411A流向各利用侧热交换器412B、412C，并由利用侧热交换器412B、412C冷凝液化。并且，由这些利用侧热交换器412B、412C冷凝液化的冷媒经过液管438，由利用侧单元401A的冷媒流量控制阀414减压后，由利用侧热交换器412A蒸发气化。

另外，微型计算机422把冷媒流量控制阀415、416及冷媒流量控制阀417全开，而且，冷媒流量控制阀414根据温度传感器423A的输出进行调节。

流过利用侧热交换器412A的冷媒流入低压气体管408，依次经过冷媒吸入管404、气液分离器421吸入压缩机418。所以，在这种情况下，用作冷凝器的利用侧热交换器412B、412C对中室、右室加热；用作蒸发器的利用侧热交换器412A对左室冷却。

如上所述，利用侧单元401B、401C的加热利用了利用侧单元401A冷却时产生的废热，所以能有效地进行热回收和利用，能高效率地运行。

其中，现有实施例中的各利用侧热交换器412A、412B、412C各自的容量中，前述利用侧热交换器412的容量(比率3)＝利用侧热交换器412B的容量(比率1)+利用侧热交换器412C的容量(比率2)。因此，可全都利用利用侧热交换器412A起蒸发器作用时的废热对利用侧热交换器412B、412C进行加热，所以，不需要使用热源侧热交换器419对废热进行处理，能进行无浪费的、通过热回收实现的高效率运行。

因此，在这种情况下，与只用电加热器进行加热的现有自动售货机相比，能减少耗电量，能降低运行成本。

在这种已知的结构中，利用外界空气的热量进行冷却加热的这种热泵中，压缩机418和热源侧热交换器419设置在同一风路中，由放热风扇424同时进行热交换。在使热源侧热交换器419用作冷凝器的情况下，压缩机418和热源侧热交换器419可同时进行空气冷却，所以方便。

但是，外界气体温度低而把热源侧热交换器419用作蒸发器的情况下，存在问题是压缩机418的温度过低，冷媒在压缩机418内冷凝滞留，而使系统内的冷媒不足等。

图30A和图30B是表示特开平8-193590公报中记载的现有压缩机隔热部件的构成图。提案有的结构如图30A和图30B所示，用玻璃纤维等隔热材料424围着压缩机418，使压缩机418的温度不会过于下降。

并且，热源侧热交换器419使用能力高的翅片管热交换器。

发明内容

一种加热系统和使用该系统的自动售货机，包括：

库内冷凝器；和

库外蒸发器，

将库内温度维持在50～70℃。

一种加热系统和使用该系统的自动售货机，包括：

库内冷凝器；和

库外蒸发器，

将库内温度维持在50～70℃。

常用的蒸发温度为-10～10℃，常用的冷凝温度在60～80℃。

一种自动售货机，包括：

用于容纳商品的热/冷切换室；

由压缩机、冷凝器、膨胀机构及蒸发器构成，并利用大气的热对上述热/冷切换室进行加热的热泵系统；

与上述热泵系统同时对上述热/冷切换室进行加热的作为加热源的加热器；

用于检测热/冷切换室的室内空气温度的室内温度传感器；以及

根据室内温度传感器检测的温度和预定的基准温度的比较，控制压缩机的转速的温度调节用控制装置，

在室内温度传感器的检测温度为使压缩机转速增速的加速温度以下时，在每次加速等待的时间内，压缩机增速；

在室内温度传感器的检测温度为减速温度以上时，在每次减速等待的时间内，压缩机减速。

一种自动售货机，包括：

用于容纳商品的热/冷切换室；

设置在热/冷切换室内的室内冷凝器；

设置在容纳商品的分隔区之外的螺旋翅片管形成的室外热交换器；

压缩机；

放热风扇；以及

风路，

在风路内部，配置着室外热交换器和放热风扇，设有加热系统。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1中的自动售货机冷媒回路图。

图2是表示同一实施方式中自动售货机的压缩机使用压力范围的图。

图3是表示同一实施方式中自动售货机的压缩机能力的图。

图4是表示同一实施方式中自动售货机的压缩机效率的图。

图5是表示同一实施方式中自动售货机的压缩机的截面图。

图6是本发明实施方式中冷却加热系统的冷媒回路图。

图7是表示本发明实施方式中矿物油A的油中冷媒溶解量特性的图。

图8是表示本发明实施方式中矿物油A的油粘度特性的图。

图9是表示本发明实施方式中矿物油B的油中冷媒溶解量特性的图。

图10是表示本发明实施方式中矿物油B的油粘度特性的图。

图11是本发明实施方式中自动售货机的冷媒回路图。

图12是本发明实施方式中自动售货机的加热控制的时序图。

图13是本发明实施方式中自动售货机的冷媒回路图。

图14是本发明实施方式中自动售货机的加热控制的时序图。

图15是本发明实施方式中自动售货机的冷冻循环图。

图16是本发明实施方式中自动售货机的纵截面图。

图17A是本发明实施方式中自动售货机的机械室的平面图。

图17B是本发明实施方式中自动售货机的机械室的截面图。

图18是本发明实施方式中自动售货机的冷冻循环图。

图19是本发明实施方式中自动售货机的整体纵截面图。

图20是本发明实施方式中自动售货机的机械室的截面图。

图21是本发明实施方式中室外热交换器的立体图。

图22是本发明实施方式中自动售货机的机械室的截面图。

图23是现有自动售货机的冷媒回路图。

图24是现有冷却加热系统的冷媒回路图。

图25是现有自动售货机的冷媒回路图。

图26是现有自动售货机的加热控制的时序图。

图27是现有自动售货机的冷媒回路图。

图28是现有自动售货机控制装置的构成图。

图29是现有自动售货机的构成图。

图30A是现有压缩机隔热部件的构成图。

图30B是现有压缩机隔热部件的构成图。

具体实施方式

实施发明的最佳形式

(实施方式1)

在上述现有结构中，在对热/冷切换室进行加热的同时，对冷却专用室和第二冷却专用室进行冷却，所以，必须同时实现冷缩温度在60℃以上且蒸发温度在-10℃以下的条件，必须要开发这种新的耐高压缩比条件的中低温用压缩机，已成为课题。

一般来说，冷冻空调用压缩机是适于蒸发温度在-30～-20℃这样较低冷冻的低温用压缩机与适于蒸发温度在-10～+10℃这样较高空调用的高温用压缩机以及适于它们中间的蒸发温度-20～-10℃的中温用压缩机有很大区别。在冷饮料的温度为5℃、热饮料的温度为55℃的自动售货机中，对冷饮料进行冷却使用中温用压缩机或低温用压缩机。

使用这些压缩机的系统，因设置成以与常温大气进行热交换为前提，通常压缩机的使用范围限制在冷凝温度60℃以下。因此，需要开发为了对热饮料周围的高温气氛进行加热的能耐超过这种限定的冷凝温度60～80℃的压缩机。结果，为了在同一系统实现冷饮和热饮，必须新开发蒸发温度为-30～-10℃且冷凝温度为60～80℃范围内可使用的压缩机。

本发明是为解决现有问题而提出的，其目的在于提案着眼于压缩机动作条件容易实现的加热系统，提供能减少加热时耗电量的自动售货机。

为了解决上述现有问题，本发明的自动售货机，除了冷却专用室和第二冷却专用室的冷却装置外，还具有对热/冷切换室进行加热的专用加热系统，同时，作为该加热系统还具有以R600a为冷媒的高温用往复式压缩机、库内冷凝器、库外蒸发器。

因此，用专用设计的库外蒸发器与库外的大气进行热交换，蒸发温度维持在-10～10℃的高温条件下，能降低压缩比，同时，使用以R600a为冷媒的高温用往复式压缩机，能通用以大量生产的R134a为冷媒的低温用往复式压缩机的主要构成部件；在蒸发温度为-10～10℃且冷凝温度为60～80℃的严格加热条件下，依然容易确保压缩机的耐久性，实现压缩机的高效率。

本发明的自动售货机，具有对热/冷切换室进行加热的专用加热系统，与使用电加热器等加热效率为1左右的加热装置相比，容易实现两倍程度的加热效率，所以，能大幅度的降低自动售货机的耗电量。

作为一实施例，把冷冻机器中使用的各种冷媒中蒸发温度-15℃/冷凝温度70℃条件下的低压压力、高压压力、压缩比、排出气体温度、体积能力以及理论效率的相对值表示在表1中，把蒸发温度5℃/冷凝温度70℃的条件下的低压压力、高压压力、压缩比、排出气温、体积能力以及理论效率的相对值表示在表2中。其中，表1和表2的值是在过冷却0℃、吸入气温32℃的隔热压缩条件下的计算值。其中，表1和表2中的R407C，选定液相线和气相线的平均温度为规定温度的低压压力和高压压力。

表1

表2

如表1所示，蒸发温度-15℃/冷凝温度70℃的条件下，使用高沸点冷媒R134a或R600a时，压缩比超过12，所以，在产生过压缩的实际作动条件下，有排出气体温度异常上升而降低压缩机耐久性的担心。而使用低沸点冷媒R407C或R290时因高压压力超过2.5MPa，所以，也担心轴承部的耐负载性不足而产生异常磨耗，降低压缩机的耐久性。

另外，如表2所示，蒸发温度5℃/冷凝温度70℃条件下，使用高沸点冷媒R134a或R600a时压缩比小于9，在通常的可使用范围内。R600a与R134a相比，体积能力小且效率高，所以，适用于对用隔热部件包围的自动售货机贮藏室进行加热的加热系统那样的能力小且要求高效率的情况。此外，在该冷凝温度条件下，使用低沸点冷媒R407C或R290时，高压压力增大，压缩机耐久性产生问题方面没有变化。

使用能维持壳内蒸发压力的往复式压缩机，断续运转时冷凝压力上升到相当库内温度压力的特性优良，能减少随着压缩机的断续运行的加热消耗，实现高效率化。

本发明，能缩短将冷凝温度约为80℃的饮料罐等的温度从室温加热到约55℃的热温度的加热时间，同时，在将加热过的饮料罐等的温度维持在约55℃的热温度下时，冷凝温度约为60℃的压缩机基本连续运转，因此，能削减随着压缩机的断续运行的加热消耗，达到高效率化。

本发明的自动售货机，使用蒸发温度0℃、冷凝温度60℃的最低加热能力为100～300W的变频压缩机(inverter compressor)加热系统，在加热过的饮料罐等温度维持约55℃的热温度时，压缩机的转速下降，最低加热能力为100～300W，即使压缩机基本连续运行，不需要把剩余的加热能力排出库外，能达到高效化的目的。

本发明自动售货机使用的加热系统中，压缩机与以R134a为冷媒、蒸发温度-30℃且冷凝温度40℃的冷冻能力为50～300W的低温往复式压缩机共用主要构成部件，在超过通常空气冷凝器使用的压缩机界限的高冷凝温度下能确保耐久性，同时能实现小能力时的高效化，同时，通用性高，能实现低成本的压缩机。

下面，参照附图对本发明的自动售货机的实施形式进行说明。其中，与现有结构相同的部分用同一标号表示，省略详细说明。

图1是实施方式1的自动售货机的冷媒回路图；图2是表示实施方式1的压缩机使用压力范围的示图；图3是表示实施方式1的压缩机能力的示图；图4是表示实施方式1的压缩机效率的示图；图5是实施方式1的压缩机的截面图。

如图1所示，本发明的自动售货机，具有由热/冷切换室101、冷却专用室102、第二冷却专用室103构成的贮藏室，还具有由以R600a为冷媒、高温用往复式压缩机120、设置在热/冷切换室101内的切换室冷凝器121、设置在贮藏室外的切换室蒸发器122、加热用膨胀阀123构成的专用于对热/冷切换室101进行加热的加热系统。

切换室冷凝器121与室内热交换器104或蒸发器105、第二蒸发器106一样，是翅片管热交换器形态，不用考虑结霜，高冷凝能力优先，翅片间隔或管间隔比较窄，设计成冷媒和空气的流动成为对向流的管连接。因此，加热能力200～300W中的冷凝温度和吹出空气温度的差异控制在10℃左右。

另一方面，切换室蒸发器122要考虑在低外界气体温度的条件下结霜，所以，设计成与室内热交换器104或蒸发器105、第二蒸发器106相同。

加热用膨胀阀123对通过的冷媒压力进行降低，以此调节蒸发器压力。特别是冷凝温度还没有上升的启动后，加热用膨胀阀123的开度变大，循环量增大，能改善冷凝温度的上升特性。

其中，高温用往复式压缩机120是在以R134a为冷媒的家庭用冷藏库使用的低温用往复式压缩机中，混入冷媒R600a和矿物油系冷冻机油的压缩机。该低温往复式压缩机由DC变频器驱动，换算成标准条件的冷凝温度为54.4℃、蒸发温度为-23.3℃的冷冻能力，能力可在100～250W的范围内变化。

图2表示本发明压缩机使用压力范围和家庭用冷藏库使用的低温往复式压缩机的使用压力范围相比较的示图。在图2中，现有实例A是以R134a为冷媒的家庭用冷藏库使用的低温用往复式压缩机，一般在蒸发温度-40～-5℃、冷凝温度上限60℃、压缩比12以下的压力范围内使用。现有实例B是以R600a为冷媒的家庭用冷藏库使用的低温用往复式压缩机，与现有实例A一样，一般在蒸发温度-40～-5℃、冷凝温度上限60℃、压缩比12以下的范围内使用。所谓现有实例A和现有实例B的压力范围不同是由于在同一饱和温度下与R134a相比R600a的压力相对低之故。

另外，如图2所示，本发明的高温用往复式压缩机120以R600a为冷媒，使用于蒸发温度-10～+10℃、冷凝温度上限为75℃的压力范围。这个压力范围在现有实例A所示以R134a为冷媒的家庭用冷藏库中使用的低温用往复式压缩机的范围内，可以没有大问题地使用。因此，本发明的高温用往复式压缩机120可以使用在现有实例A所示的以R134a为冷媒的家庭用冷藏库使用的低温用往复式压缩机中混入冷媒R600a和矿物油系冷冻机油的方式。

图3和图4是表示本发明压缩机加热能力和加热效率的示图。图3和图4中所示的数值是冷凝温度60℃中压缩机单体量热器实测值。其中，现有实例A的压缩机气缸容积是现有实例B气缸容积的约1/2，现有实例A的加热能力和加热效率在同一动作的温度中与现有实例B的基本相同。

如图3和图4所示，本发明的压缩机加热能力是现有实例B的压缩机的约1/2，但在蒸发温度-10～+10℃的高温区域内能达到同等以上的效率。这是由于现有实例A和现有实例B的压缩机可以设计为在蒸发温度-30～-15℃的低温区域效率最佳。本发明的压缩机在蒸发温度-30～-15℃的低温区域中使用时，与轴承部的滑动损失等固定损失的降低相比，作功量的降低更大一些，与现有实例A和现有实例B的压缩机相比大幅度降低了效率。同样，现有实例A和现有实例B的压缩机在原蒸发温度-10～+10℃的高温区域内使用时作功量过大，轴承的滑动损失异常增大，驱动马达的转矩不足，会导致效率降低。

因此，在现有实例A所示的以R134a为冷媒的家庭用冷藏库使用的低温用往复式压缩机中，加入体积能力小的R600a且用于蒸发温度-10～+10℃的高温区域中，能确保与轴承滑动损失等固定损失相平衡的作功量。因而，如图3和图4所示，本发明的压缩机能达到与现有实例B的压缩机同等以上的效率。

另外，如图2所示，本发明的压缩机可以原样在现有实例A所示的压力范围内使用，即使在高于现有实例的75～80℃的冷凝温度也能无问题地工作，同时，能维持高的加热效率。其中，在超过80℃冷凝温度下，排出气体温度大幅度超过100℃，可能会产生循环冷冻机油等热劣化，所以，应注意运行中排出气体的温度和压缩机自身的温度上升。

图5是本发明高温用压缩机120的截面图。

如图5所示，本发明的高温用压缩机120采用的结构是，在密封容器1101中容纳着冷冻机油1102、由定子1103和转子1104构成的一对电动元件1105和在电动元件1105上设置的压缩元件1106。

下面，对压缩元件1106的详细结构和动作进行说明。

曲轴1110具有压入固定转子1104的主轴部1111和相对主轴部1111偏心形成的偏心部1112。气缸体1120具有压缩室1122和指示(支持)主轴部1111的轴承部1123。活塞1130插入压缩室1122，由连接部件1131连接在与偏心部1112之间。

压缩机的能力取决于曲轴1110的转速和气缸容积的乘积。气缸容积是排除活塞1130的压缩室1122内的容积，取决于偏心部1112的偏心量和活塞1130的外径。本发明的压缩机具有与图3和图4所示现有实例A所示的以R134a为冷媒的家庭用冷藏库使用的低温用往复式压缩机相同的压缩元件和电动元件，由同一偏心部1112的偏心量和活塞1130的外径构成。

把层积铁板的平衡器1133固定在定子1104上。阀板1135封闭压缩室1122的端面，形成高压室的气缸盖1136固定在阀板1135的压缩室1122相反一侧。吸入管1139固定在密封容器1101上，同时，把切换室蒸发器122蒸发的冷媒气体导入密封容器1101内的吸入消声器1140。吸入消声器1140形成有消声空间1142，该消声空间1142能降低冷媒气体流入引起的噪音。

流入吸入消声器1140的冷媒气体通过固定在阀板1135上的吸入阀(未图示)吸入压缩室1122内，同时，由于吸入消声器1140的一部分与密封容器1101内连通，保持密封容器1101内为蒸发压力。在压缩室1122内压缩的冷媒气体通过固定在阀板1135上的排出阀(未图示)流入气缸盖1136内，通过固定在密封容器1101上的排出管(未图示)排出到切换室冷凝器121。

悬置弹簧1150安装在固定于密封容器1101上的缓冲器(减振器：snubber)1152和固定于电动元件1105的定子1103上的缓冲器1153之间，对电动元件1105和压缩元件1106相对于密封容器1101进行弹性指示。从商用电源162供给的电力通过控制电路161、变频器162供应给电动元件1105，使电动元件1105的转子1104和曲轴1110按任意转速转动。

下面，对以上构成的实施方式1中的自动售货机动作进行说明。

在冷却热/冷切换室101的情况下，停止高温用压缩机120后，使压缩机108驱动。从压缩机108排出的冷媒由室外热交换器107冷凝后，由各个膨胀阀A109、膨胀阀B110、膨胀阀C111减压，供应给室内热交换器104、蒸发器105、第二蒸发器106。并且，由室内热交换器104、蒸发器105、第二蒸发器106蒸发的冷媒回流到压缩机108。

这时，热/冷切换室101、冷却专用室102、第二冷却专用室103内达到规定温度的贮藏室，通过关闭相应的膨胀阀A109、膨胀阀B110、膨胀阀C111，停止冷媒的供给。所有贮藏室达到规定温度时停止压缩机108的运转。

其次，在对热/冷切换室101进行加热的情况下，膨胀阀A109依然关闭，压缩机108工作，继续对冷却专用室102、第二冷却专用室103进行冷却，同时驱动高温用压缩机120。从高温用压缩机120排出的冷媒由切换室冷凝器121冷凝后，由加热用膨胀阀123减压，供应给切换室蒸发器122。并且，由切换室蒸发器122蒸发的冷媒向高温用压缩机120回流。

这时，例如，由于外界温度15℃时，热/冷切换室101稳定时的热负荷在100～200W左右，控制高温用压缩机120能在蒸发温度-10～-5℃、冷凝温度60～70℃压力条件下，以42rps的低转速连续运转。这是由于当控制到更高的蒸发温度时，在连续运转时能达到更高的效率，这使得能在比热/冷切换室101稳定时的热负荷更高的能力下运转。在这种情况下，高温用压缩机120必须产生断续运转，从停止状态至切换室冷凝器121的温度达到规定温度时产生无效运转，导致整体效率下降。

例如，外界温度15℃时进行加热的情况下，热/冷切换室101通常必须以400W的程度加热，在这种情况下，高温用压缩机120控制为能在蒸发温度+0～+5℃、冷凝温度约为75℃的压力条件下以72rps的高转速连续运转。在热/冷切换室101的温度上升前，切换室冷凝器121的冷凝温度和室内的空气温度差大，因能确保大的冷凝能力，所以，也可以提高高温用压缩机120的运转能力。

因此，加热中随着热/冷切换室101内的温度上升，必须要进行能力调整，使高温用压缩机120的转速依次下降到42rps。最好设置有对切换室冷凝器121的冷凝温度进行检测的温度传感器，同时，最好在切换室冷凝器121的冷凝温度超过规定值时，要有对高温用压缩机120的转速进行控制，将其降低。

其中，在本实施方式中，高温用压缩机120的最低转速为42rps。但是，如果选定气缸容积和最低转速使蒸发温度0℃/冷凝温度60℃的加热能力能达到100～300W，即使外气温度稳定在15℃时，也不必断续运转，能提高运转效率。并且，为了提高加热效率，希望在轴承部的耐负载性允许的范围内，最低转速降低，加热能力会下降到100W附近。

在本实施方式中，在现有例A所示的R134a为冷媒的家庭用冷藏库使用的低温用往复式压缩机中，把加入冷媒R600a和矿物油系冷冻机油的部分搭载作为高温用压缩机120，可以根据冷媒的热物性，对吸入消声器或气缸盖、排出阀、吸入阀等形状进行变更。并且，可以根据冷媒或冷冻机油的化学特性，对电动元件的定子的绝缘材料等有机材料进行变更。

如上所述，在本实施方式中，能维持在蒸发温度-10～10℃的高温条件下，降低压缩比，并能使用以R600a为冷媒的高温用往复式压缩机，能通用大量生产的以R134a为冷媒的低温用往复式压缩机的主要构成部件；在蒸发温度-10～10℃、冷凝温度60～80℃的严格加热条件下，能确保压缩机的寿命，能提高压缩机的效率等。

本发明的这种自动售货机的加热系统，使用以R600a为冷媒的高温用往复式压缩机，并且在蒸发温度-10～10℃、冷凝温度60～80℃的严格加热条件下，容易实现小能力且高效率的加热系统，所以，能适用于同时保存热饮和冷饮的陈列橱窗或杯装少量液体的自动售货机等要求小能力的加热节能用途。

实施方式2

上述现有的结构中，假设空调的热泵等比较低的冷凝温度为30～40℃的程度，在对罐装饮料等商品加热到50～100℃的情况下，冷凝压力变高，在高冷凝压力下，为了确保碳氢冷媒的低溶解量，必须要维持矿物油系润滑油的温度更高。因此，维持高压壳型压缩机201高温所必要的加热电力增大，同时，加热时泄漏到外部的热量也增大，大幅度降低了效率。为了确保高温下润滑油必要的粘度，使用粘度更高的润滑油时，与冷媒一起排出到系统配管中的润滑油在有蒸发温度的热交换器内粘度异常上升而滞留，产生增大系统配管的堵塞或压缩机内润滑油的不足两类问题的危险增大。

另外，碳氢冷媒的溶解量小的特殊润滑油价格高，同时，因没有充分的实际功效，一般难以运用。

本发明解决了现有的问题，提案的冷却加热系统中，特别是在把罐装饮料等商品加热到50～100℃的高温的情况下，能把润滑油中冷媒的溶解量控制到大致给定量，能达到抑制碳氢冷媒使用量并提高效率和可靠性的目的。

为了解决上述现有的问题，本发明的冷却加热系统，使用低压壳型压缩机，冷媒使用R600a，同时，压缩机的润滑油使用价格便宜且具有一般使用功效的、40℃的动粘度为3～30mm²/s的矿物油或酯油。

因此，压缩机内部的压力能保持到低蒸发压力，借此将润滑油中冷媒溶解量抑制到较低的程度，能减少碳氢冷媒的使用量。同时，即使在冷凝温度50～100℃的极高条件下，能使用冷凝压力低的碳氢冷媒R600a，即使使用40℃的动粘度为3～30mm²/s的较小粘度润滑油，也能维持压缩机的寿命，所以，能解决在系统经路内滞留润滑油等可靠性问题。

本发明的冷却加热系统使用低压壳型压缩机，冷媒使用R600a，同时，用隔热件围绕压缩机，加热时保持润滑油温度到40～80℃。

因此，能保持压缩机内部的压力到低蒸发压力，将润滑油中冷媒溶解量抑制到较低的程度，同时，与冷却时相比，蒸发温度变高进行加热时，用隔热件围绕压缩机，润滑油温度保持到40～80℃，能防止向外部泄漏热量，并抑制冷却时和加热时的冷媒溶解量差异。因此，不必为了维持最适冷媒量而常常贮存液体冷媒，能维持最小限的冷媒使用量。

本发明的冷却加热系统，能抑制压缩机润滑油中冷媒溶解量，特别是在罐装饮料等商品加热到50～100℃的高温的情况下，能把冷媒的使用量控制到最小，同时，能抑制冷却时和加热时冷媒溶解量的差异，所以，能抑制碳氢冷媒的使用量并提高效率和可信度。

本发明能确保压缩机内部的压力到低的蒸发压力，能将润滑油中冷媒的溶解量抑制到较低的程度，能减少碳氢冷媒的使用量。同时，即使在冷凝温度为50～100℃极高条件下，也能使用冷凝压力低的碳氢冷媒R600a，即使40℃的动粘度为3～30mm²/s的较小粘度的润滑油，也能维持压缩机的寿命。因此，能解决系统经路内润滑油滞留等可靠性问题。

本发明能保持压缩机内部压力到低蒸发压力，将润滑油中冷媒的溶解量抑制到较低的程度，能减少碳氢冷媒的使用量。同时，即使在冷凝温度为50～100℃极高条件下，也能使用冷凝压力低的碳氢冷媒R600a；即使使用40℃的动粘度为3～30mm²/s的较小粘度的润滑油，也能维持压缩机的寿命。因此，能解决系统经路内润滑油滞留等可靠性问题。此外，使用水分饱和溶解量大的酯油(ester oil)，能消除冷却时水分堵塞的危险，进而，可省去液体冷媒滞留的干燥机，结果可进一步削减冷媒使用量。

本发明能保持压缩机内部的压力到低蒸发压力，将润滑油中冷媒的溶解量抑制到较低的程度，同时，与冷却时相比，使蒸发温度变高进行加热时，用隔热件围绕压缩机的润滑油温度保持到40～80℃，能抑制向外部泄漏的热量，并抑制冷却时和加热时的冷媒溶解量差异。因此，不必为了维持最适冷媒量而常常贮存液体冷媒，能维持最小限度的冷媒使用量。

本发明中，在与冷却时相比使蒸发温度变高进行加热时，压缩机才启动，至温度上升前期间由加热器加热，可将压缩机中溶解的液体冷媒迅速供应到系统内，能提高冷凝温度上升的系统的启动特性。

本发明中，在与加热时相比使蒸发温度降低进行冷却时，可使压缩机的温度下降，能提高压缩机效率。

下面，参照附图对本发明的自动售货机实施方式进行说明。其中，与现有构成结构相同的部分使用同一标号，省略详细说明。

图6是本发明实施方式2中冷却加热系统的冷媒回路图。图7是表示该实施方式中矿物油A的油中冷媒溶解量特性示图。图8是表示该实施方式中矿物油A的油粘度特性示图。图9是表示该实施方式中矿物油B的油中冷媒溶解量特性示图。图10是表示该实施方式中矿物油B的油粘度特性示图。

如图6所示，本发明的冷却加热系统使用作为碳氢冷媒的异丁烷，同时，基本构成包括低压壳型压缩机220、四通阀202、蓄能器203、室外热交换器204、室内热交换器205。在对室内进行冷却的情况下，从低压壳型压缩机220排出的冷媒由四通阀202切换流路，从室外热交换器204供应给室内热交换器205，再经过四通阀202从蓄能器203回流给低压壳型压缩机220。与此同时，在对室内进行加热的情况下，从低压壳型压缩机220排出的冷媒由四通阀202切换流路，从室内热交换器205供应给室外热交换器204，再经四通阀202从蓄能器203回流给低压壳型压缩机220。

其中，一般来说，室内热交换器205设置在容纳室内，该容纳室容纳着罐装饮料等进行冷却加热的对象物，同时，在容纳室外配置着低压壳型压缩机220、四通阀202、蓄能器203、室外热交换器204。

在连接室外热交换器204和室内热交换器205的配管上，连接着加热用毛细管206、冷却用逆止阀207、冷却用毛细管208、加热用逆止阀209和干燥器210。其中，加热用毛细管206和冷却用逆止阀207以及冷却用毛细管208和加热用逆止阀209分别并列连接，同时，在由加热用毛细管206和冷却用毛细管208夹持的位置处连接着干燥器210。一般室外热交换器204、室内热交换器205分别根据需要由各自独立的送风扇(未图示)送风，促进空冷和热交换。

其中，低压壳型压缩机220用隔热件构成的壳体221包围，同时，具有计测壳体221内部温度的传感器222、对低压壳型压缩机220进行加热的加热器223、给壳体221内送入外气的风扇224。

下面，对以上结构的本发明的冷却加热系统动作进行说明。

在冷却容纳室内时，从低压壳型压缩机220排出的冷媒由四通阀202切换流路，供应给室外热交换器204进行冷凝液化。从室外热交换器204排出的液体冷媒经过冷却用逆止阀207供应给干燥器210。并且，从干燥器210排出的液体冷媒由冷却用毛细管208减压，供应给室内热交换器205进行蒸发气化，气体冷媒再经过四通阀202从蓄能器203回流给低压壳型压缩机220。

在加热容纳室内时，从低压壳型压缩机220排出的冷媒由四通阀202切换流路，供应给室内热交换器205进行冷凝液化。从室内热交换器205排出的液体冷媒经过加热用逆止阀209供应给干燥器210。并且，从干燥器210排出的液体冷媒由加热用毛细管206减压，供应给室外热交换器204进行蒸发气化，气体冷媒再经过四通阀202从蓄能器203回流给低压壳型压缩机220。

其中，参照图7和图8对低压壳型压缩机220内部留存的润滑油即矿物油A的冷媒溶解量和油粘度特性说明如下。

如图7所示，矿物油A和冷媒的混合物中所含的冷媒的重量％(以下称为油中冷媒溶解量)，在矿物油A温度(以下称油温)和低压壳型压缩机220内部的冷媒压力(把该值换算成为饱和温度，以下称为冷媒饱和温度)的作用下大幅度变化。特别是当冷媒的饱和温度和油温的差异变小时，表示油中冷媒溶解量有迅速增加的倾向。一般公知的在碳氢冷媒和矿物油的组合中具有同样的倾向。从控制碳氢冷媒使用量的观点出发，油中冷媒溶解量可以为0～5重量％。

如图8所示，矿物油A和冷媒的混合物中的动粘度(以下称为油粘度)也因油温和冷媒的饱和温度而大幅度变化。油温40℃时，随着冷媒的饱和温度上升，油粘度迅速下降，这是由于油中冷媒溶解量迅速增加的原因。一般公知碳氢冷媒和矿物油组合中具有同样倾向，从确保压缩机寿命的观点和降低润滑油粘性阻力引起的损失的观点出发，油粘度可以为3～10mm²/s。

在本实施方式中，冷却容纳室内时，室外热交换器204的冷凝温度比外气温度稍高20～50℃，考虑冷冻～冷藏的话，室内热交换器205的蒸发温度为-30～-10℃。另外，加热容纳室内时，室外热交换器204的蒸发温度一般与热泵空调同为-10～10℃，考虑罐装饮料等商品保持温度到50～60℃的话，室内热交换器205的冷凝温度为50～70℃。

因此，冷却容纳室内时，冷媒的饱和温度为-30～-10℃，所以油温在不超过80℃的范围内，油中冷媒溶解量和油粘度适当，不存在问题。因而，使用冷媒压力低的R600a时，能降低排出气体温度，低压壳型压缩机220和油温不会大幅度上升，也可以驱动风扇224使壳体221内达到换气程度。

其中，外界气体温度降低且冷凝温度低时，低压壳型压缩机220和油温不会上升，不必驱动风扇224，所以，希望可以用传感器222计测低压壳型压缩机220的周围温度，并在该值超出规定值时可以驱动风扇224。

另一方面，可以理解，在加热容纳室内时，由于冷媒的饱和温度为-10～+10℃，所以，为了适当地控制油中冷媒溶解量，应明确必须把油温保持在40～80℃以上。还可以理解，由于超过80℃时油粘度低于适当值，必须把油温控制在符合蒸发温度的狭小范围内。因而，用壳体221包围低压壳型压缩机220，用传感器222计测低压壳型压缩机220周围温度，在该值低于规定值时，给加热器223通电，保持低压壳型压缩机220的油温在40～80℃以上。特别是由于启动时油温低，所以给加热器223连续通电能迅速升温。

其中，低压壳型压缩机220的发热量与其作功量成比例。因此，加热容纳室内时，室内热交换器205的冷凝温度如果基本固定的话，只用由隔热件构成的壳体221围绕低压壳型压缩机220，如果室外热交换器204的蒸发温度为-10～+10℃低的话，润滑油的温度就降低，如果高的话，润滑油的温度就上升，表示油温基本保持适当的倾向。因此，如果适当的调整壳体221的隔热特性，就能基本不对加热器223通电。

其中，参照图9及图10，对不用40℃的动粘度为10mm²/s左右的矿物油A而使用40℃的动粘度为30mm²/s左右的矿物油B的情况下的影响说明如下。其中，对于图7和图8使用的同一用语，省略说明。

图9所示矿物油B的油中冷媒溶解量特性显示出与图7所示矿物油A没有多大差别的倾向。从控制碳氢冷媒使用量的观点出发，油中冷媒的溶解量可以为0～5重量％。

如图10所示，可以理解，矿物油B的油粘度特性与图8所示的矿物油A相比油粘度的绝对值有变化，但其变化倾向是相同的。因此，从确保压缩机寿命的观点和降低润滑油粘性阻力所带来的损失的观点出发，为维持适当的油粘度3～10mm²/s，必须控制油温使其高于与矿物油A。

在本实施方式中，不用矿物油A而用矿物油B的情况下，对容纳室内进行冷却时，由于冷媒的饱和温度为-30～-10℃，所以，可以理解，为了维持适当的油粘度，油温必须保持70～120℃。因而，如果选定由隔热件构成的壳体221变厚提高隔热效能，或者外表面积较小的温度变高的低压壳型压缩机220，也能实现与本实施方式相同的适当油中冷媒溶解量和油粘度。

同样，可以理解，加热容纳室内时，为了维持适当的油粘度，油温要保持在70～120℃。这是由于即使冷媒饱和温度为-10～+10℃，也能保持油温在40～80℃以上，油中冷媒溶解量就会变成合适值的原因。

但是，在对容纳室内冷却和加热时油温的控制目标过高的话，当低压壳型压缩机220启动时等初期油温低时，油温达到目标值至适当运转的时间变长是个问题。例如，由于加热器223长时间连续通电等消耗大量电力，所以油温控制目标的上限希望是80℃左右。因此，在低压壳型压缩机220中，希望使用40℃动粘度为3～30mm²/s左右、优选10mm²/s程度的矿物油。

其中，在本实施方式中，在不用低压壳型压缩机220而用高压壳型压缩机201时，冷媒饱和温度在冷却时为20～50℃，加热时为50～70℃，所以从图7和图9所示，可以理解，必须要有油温超过120℃的更高温度。从图8和图10所示，可以理解，在超过120℃的更高油温下获得适当的油粘度时，必须使用更高粘度的矿物油，这会导致油从变成蒸发温度的热交换器的回流的问题发生。特别是，相应于加热时冷媒的饱和温度50～70℃，维持油中冷媒溶解量达到0～5重量％的适当值，更难以控制冷媒使用量。因而，必须要使用碳氢冷媒溶解量小的特殊润滑油，但因其价高且实际功效不足，难以实用化。

其中，在本实施方式中，可以不用矿物油A和矿物油B，而使用40℃的动粘度为3～30mm²/s程度的酯油。例如，作为用R134a的冷藏库的润滑油，一般使用的、由利用了季戊四醇或新戊二醇等多元醇的受阻酯(hindered ester)构成的酯油，是比较便宜且具有使用功效的，所以实用。这种酯油显示与矿物油同样的碳氢冷媒溶解量，所以也能同矿物油一样使用。另外，由于这种酯油水份溶解量是矿物油的数十倍，具有很难产生水分阻滞的特点，所以，即使没有干燥器就能运动。因此能够减少滞留在干燥器中的碳氢冷媒的量。

如上所述，本发明的这种冷却加热系统，特别是对罐装饮料等商品加热到50～100℃高温时能控制润滑油中的冷媒溶解量为大致给定值，所以，在陈列箱或食品保存库等使用冷却和加热切换的冷却加热系统中，既能抑制碳氢冷媒的使用量，也能提高效率和可靠性，达到实用的目的。

其次，上述现有构成中，存在以下问题：由于主要使用热泵系统对热/冷切换室进行加热，必须有热泵系统，该热泵系统具有考虑过负荷变动的剩余加热能力，同时，伴随室内热交换器过度升温产生室温变动而存在不能高精度地确保罐装饮料等商品温度的问题。

一般来说，自动售货机热/冷切换室的加热负荷与稳定时的负荷相比增大2～3倍程度，在只用加热器的情况下，具有加热能量与最大负荷相符的加热器，同时，每10～20分钟反复接通/断开，平均时间的加热能力从0％连续变化到100％，与负荷的变动相对应。

同样，主要用热泵系统对热/冷切换室进行加热时，例如，配置有与稳定时的负荷相比加热能力能耐两倍左右负荷变动的热泵系统，反复接通/断开而与负荷变动相对应，同时，最大负荷时不足的加热能力，例如，相当于稳定时负荷的一倍量，由辅助加热器辅助完成，与稳定时的负荷相比可以发挥三倍左右的最大能力。

但是，自动售货机的这种商品容纳室用隔热件保温时，基于外界气体温度的负荷变动极小，在追加了商品情况等少有最大负荷发生的程度。因此，主要用热泵系统对热/冷切换室进行加热时，几乎很频繁地常反复对压缩机增速和减速，进行能力调整，随着室内热交换器过度升温，产生室温变动，存在不能高精度地确保罐装饮料等商品温度的问题。

热/冷切换室加热时的室温为55℃左右，与一般冷暖房装置使用的热泵系统相比较高，室内热交换器冷凝温度过度上升，存在损害压缩机寿命的危险。因此，必须使用高能力的室内交换器，但热泵系统最大能力变大时存在的问题是，室内热交换器大型化，难以设置在商品容纳室内。

另外，以冷却专用室为热源对冷却专用室冷却和对热/冷切换室进行加热同时进行的情况下，如热/冷切换室的加热中先完成冷却专用室的冷却时，如果不切换成外界气体等其它热源，就不能继续进行加热，所以，存在的问题是热泵系统的构成和控制更复杂。

本发明解决了现有的问题，提案的自动售货机结构，以负荷变动为重点，能更稳定地利用热泵系统；提供的自动售货机，能抑制随着室内热交换器的过度升温的室温的变动。

本发明的实施方式3和实施方式4用以解决上述现有问题，本发明的自动售货机，热泵的加热能力设计为与加热器的加热能力同等或以下，以不会大幅度超过稳定时负荷的方式对热泵系统的加热能力进行调整。

因此，在使热泵系统在必要能力以下保持大致给定速度能稳定地进行工作，借此，可抑制随着室内热交换器的过度升温带来的室温的变动。

本发明的自动售货机，热泵系统的加热能力设计为与加热器的加热能力等同或以下，能以不大幅度超过稳定时负荷的方式对热泵系统的加热能力进行调整，抑制随着室内热交换器的过度升温的室温的变动，能高精度地保持罐装饮料等商品的温度。所以，即使使用与稳定时加热能力相符的小型小能力室内热交换器，也能确保压缩机的寿命。

本发明热泵系统的加热能力小，能抑制随着室内热交换器的过度升温的热/冷切换室的室温变动，能高精度的确保罐装饮料等商品的温度。所以，即使使用与稳定时的加热能力相符的小型小能力室内热交换器时，也能确保压缩机的寿命。

本发明特别是在初期启动状态下，能抑制热/冷切换室的室温上升前压缩机连续高速运转所产生的室内热交换器的过度升温。

本发明热泵系统的最低加热能力设定为稍小于热/冷切换室的加热负荷，能抑制热/冷切换室室温的过度下降，能高精度确保罐装饮料等商品的温度。

本发明热泵系统能连续运转进行加热，能用连续能力可变的加热器进行温度调整，能高精度地确保罐装饮料等商品的温度。

下面，参照附图对本发明自动售货机实施方式进行说明。其中，与现有相同的结构使用同一标号，省略详细说明。

实施方式3

图11是实施方式3的自动售货机的冷媒回路图。图12是实施方式3的自动售货机加热控制的时序图。

如图11所示，本发明的自动售货机具有由热/冷切换室301、冷却专用室302、第二冷却专用室303构成的贮藏室，具有对热/冷切换室301专门进行加热的热泵系统，该热泵系统包括加热用压缩机320、设置在热/冷切换室301内的切换室冷凝器321、设置在贮藏室外的切换室蒸发器322、加热用膨胀阀323。

为了辅助完成热泵系统的加热能力，在切换室冷凝器321的风路下侧设置着加热器324，该加热器324由电加热器构成，该电加热器具有与热泵系统最大加热能力基本同等的加热能力。由切换室冷凝器321和加热器324加热的空气由加热用风扇325送风，并在热/冷切换室301的室内循环。其中，加热用压缩机320和加热器324根据计测热/冷切换室301室内温度的室内温度传感器326和预定基准值的比较，由温度调节用控制装置(未图示)进行控制。

下面，对以上结构的实施方式3中的自动售货机动作进行说明。

冷却热/冷切换室301时，停止加热用压缩机320后，驱动压缩机308。从压缩机308排出的冷媒由室外热交换器307冷凝后由各自的膨胀阀A309、膨胀阀B310、膨胀阀C311减压，供应给切换室蒸发器320、蒸发器305、第二蒸发器306。并且，切换室蒸发器320、蒸发器305、第二蒸发器306蒸发后的冷媒回流到压缩机308。

这时，热/冷切换室301、冷却专用室302、第二冷却专用室303内达到规定温度的贮藏室，因关闭相应的膨胀阀A309、膨胀阀B310、膨胀阀C311，停止冷媒的供给。当所有贮藏室再次达到规定温度时停止压缩机308的运转。

其次，在加热热/冷切换室301时，关闭膨胀阀A309，照旧开动压缩机308，继续对冷却专用室302、第二冷却专用室303进行冷却，同时，驱动加热用压缩机320。从加热用压缩机320排出的冷媒由切换室冷凝器321冷凝后，由加热用膨胀阀323减压，供应给切换室蒸发器322。并且，由切换室蒸发器322蒸发的冷媒回流给加热用压缩机320。

下面，参照图12详细说明加热用压缩机320的转速和加热器324的接通/断开状态相对加热时热/冷切换室301的室温变化而变化的情况。

图12中，横轴表示取时间区段t0～t27的时序图，从上依次表示热/冷切换室301的室温变化、切换室冷凝器321的冷凝温度变化、加热器324的接通/断开状态、加热用压缩机320的转速、加热器324和加热用压缩机320等构成的热泵系统加热能力的总和。记载在室温纵轴上的T0表示外界气体温度，T1表示作为采用加热器324的基准的加热器接通温度和作为切断加热器324的基准的加热器断开温度，T2表示作为加热用压缩机320转速增速的基准的加速温度，T3表示作为加热用压缩机320转速减速的基准的减速温度。记载在冷凝温度纵轴上的Tp表示给热/冷切换室301中贮藏的商品加热时的目标温度，Tq表示在确保加热用压缩机320可靠性的基础上所期望的上限冷凝温度。

其中，加热器324在室温若低于加热器接通温度时呈现接通状态，若高于加热器断开温度时呈现断开状态。并且，如果加热用压缩机320在室温低于加速温度的话转速依次增速为N1、N2、N3、N4，如果室温高于减速温度，转速依次减速为N4、N3、N2、N1。加热用压缩机320是切换室冷凝器321的冷凝温度在变更转速后，在规定时间以后如超过上限冷凝温度Tq进行减速。

一般来说，具有往复式压缩机构的加热用压缩机320中，最低转速N1为20～30rps，最低转速N1和最高转速N4的比率设定为1∶3～4的程度。所以，加热用压缩机320的转速不连续变化是为了回避特定转速共振引起异常振动和噪音发生，这对自动售货机之类的室内设置的机器来说特别重要。

在图12中，时间t0是在室温下降到接近外界气体温度T0的初期启动状态，室温低于T1，所以加热器324呈现接通状态。加热用压缩机320以最高转速N4工作。这是由于在这种初期启动状态中必须要有大的加热能力，从接通电源或门开闭开始，检测初期启动状态强制加热用压缩机320以最高转速N4工作。

在时间t3时，室温超过T1的话，加热器324呈现断开状态，时间t6时，冷凝温度超过Tq的话加热用压缩机320从N4逐渐减速到N1。从时间t6到时间t8的区间内冷凝温度很难下降，由于在初期启动状态下使加热用压缩机320以最高转速N4长时间运转，切换室冷凝器321和其周边部件过度升温，即使加热用压缩机320的转速逐渐下降，周边部件的温度不会迅速下降。

在时间t8～t18区段中，压缩机308保持在最低转速N1，室温渐渐下降，时间t19时，室温低于T2时，加热用压缩机320转速从N1依次增速为N4。所以，切换室冷凝器321的冷凝温度再次上升，借此提高加热能力，在时间t22以后室温再次上升。

随后，冷凝温度超过Tq时，加热用压缩机320逐次减速，当室温低于T2时，加热用压缩机320反复进行逐次增速，使室温稳定。外界气体温度高加热负荷小时，即使加热用压缩机320以最低转速N1转动，室温也会上升得比T3还高，超过室温上限温度(未图示)，或变更转速后规定时间以后，冷凝温度超过Tq时，加热用压缩机320停止运转。

如上所述，冷凝温度超过上限温度Tq时，能附加控制对加热用压缩机320进行逐次减速，由于能对切换室冷凝器321和其周边部件继续超过上限温度Tq进行抑制，所以，能抑制随着切换室冷凝器321的过度升温带来的室温的变动，能高精度地确保罐装饮料等商品的温度。

热泵系统的最大加热能力设计成与加热器的加热能力同等，能抑制加热用压缩机320以最高转速连续运转时切换室冷凝器321的过度升温，同时，转速变化所致加热能力变化量变小，能更顺利地实现热/冷切换室301的室温变化。

使用以外界空气为热源，单独对热/冷切换室301进行加热的热泵系统，因没有承受冷却专用室302和第二冷却专用室303的冷却负荷的变动，加热能力稳定，能更顺利地实现热/冷切换室301的室温变化。

其中，加热用压缩机320逐次增速或逐次减速的时间间隔，即加热用压缩机320的转速变化后到再次变化前等待的时间可以设计为数分钟到数十分钟的程度。即使加热用压缩机320的转速急速增速或急速减速，也不会使加热能力急速变化，所以，室温稳定后使加热用压缩机320转速急速变化的话，切换冷凝器20过度升温变大，相反使室温的变动增加。

切换室冷凝器321的冷凝温度超过上限冷凝温度Tq而加热用压缩机320减速情况下的最短等待时间也可以设计为数分钟到数十分钟的程度。这是因为与室温无关地强制对加热用压缩机320进行减速，所以，这种等待时间短的话，能频繁反复增减速，可能会降低加热用压缩机320的寿命。

实施方式4

图13是实施方式4的自动售货机的冷媒回路图，图14是实施方式4的自动售货机加热控制时序图。

如图13所示，本发明的自动售货机，具有由热/冷切换室301、冷却专用室302、第二冷却专用室303构成的贮藏室，具有对热/冷切换室301专门进行加热的热泵系统，该热泵系统包括加热用压缩机320、设置在热/冷切换室301内的切换室冷凝器321、设置在贮藏室外的切换室蒸发器322、加热用膨胀阀323。

为了辅助完成热泵系统的加热能力，在切换室冷凝器321的风路下侧设置着加热器324，该加热器324由电加热器构成，该电加热器具有与热泵系统最大加热能力基本同等的加热能力。由切换室冷凝器321和加热器324加热的空气，由加热用风扇325送风，在热/冷切换室301的室内循环。其中，加热用压缩机320根据计测热/冷切换室301室内温度的室内温度传感器326和预定基准值的比较，由温度调节用控制装置(未图示)进行控制。加热器324根据计测切换室冷凝器321和加热器324加热过的吹出空气的温度的吹出空气温度传感器330和预定的基准值的比较，由能力调节用控制装置(未图示)进行控制。

下面，对以上结构的实施方式4中的自动售货机动作进行说明。

冷却热/冷切换室301时，停止加热用压缩机320后使压缩机308驱动。从压缩机308排出的冷媒由室外热交换器307冷凝后，由各自的膨胀阀A309、膨胀阀B310、膨胀阀C311减压，供应给切换室蒸发器320、蒸发器305、第二蒸发器306。并且，切换室蒸发器320、蒸发器305、第二蒸发器306蒸发后的冷媒回流到压缩机308。

这时，热/冷切换室301、冷却专用室302、第二冷却专用室303内达到规定温度的贮藏室，通过关闭相应的膨胀阀A309、膨胀阀B310、膨胀阀C311，停止冷媒的供给。当所有贮藏室达到规定温度时停止压缩机308的运转。

其次，在加热热/冷切换室301时，照旧关闭膨胀阀A309，开动压缩机308，继续对冷却专用室302、第二冷却专用室303进行冷却，同时，使加热用压缩机320驱动。从加热用压缩机320排出的冷媒由切换室冷凝器321冷凝后，由加热用膨胀阀323减压，供应给切换室蒸发器322。并且，由切换室蒸发器322蒸发的冷媒回流给加热用压缩机320。

下面，参照图14详细说明相对加热时热/冷切换室301的室温变化的加热用压缩机320的转速和加热器324的接通/断开状态变化。

图14的横轴是取时间区段t0～t27的时序图，从上依次表示热/冷切换室301的室温变化、切换室冷凝器321的冷凝温度(实线)和加热器接通时吹出空气温度(点划线)的变化、加热器324的接通/断开状态、加热用压缩机320的转速、加热器324和加热用压缩机320等构成的热泵系统加热能力的总和。室温纵轴记载的T0表示外界气体温度，T2表示作为加热用压缩机320转速增速基准的加速温度，T3表示表示加热用压缩机320转速减速基准的减速温度。冷凝温度纵轴记载的Tp表示给热/冷切换室301中贮藏的商品加热时的目标温度，Tq表示在确保加热用压缩机320可靠性的基础上所期望的上限冷凝温度。

其中，加热用压缩机320在室温低于加速温度的话转速依次增速为N1、N2、N3、N4，如果室温高于减速温度转速依次减速为N4、N3、N2、N1。加热用压缩机320，在变更转速后并经过规定时间以后使切换室冷凝器321的冷凝温度超过上限冷凝温度Tq时，进行减速。

另外，加热器324在由吹出空气温度传感器330检测的吹出空气温度低于冷凝温度上限温度Tq时呈现接通状态，高于冷凝温度上限温度Tq时呈现断开状态。这就意味着能以使切换室冷凝器321和加热器324加热过的吹出空气温度变成接近Tq的大致给定值的方式，对加热能力进行调整。加热器324处于断开状态时，吹出空气温度与切换室冷凝器321的冷凝温度基本一致，所以，实际吹出的空气温度在图14所示的切换室冷凝器321的冷凝温度(实线)和加热器接通时的吹出空气温度(单点划线)之间有细小变动。

一般来说，具有往复式压缩机构的加热用压缩机320中最低转速N1为20～30rps的程度，最低转速N1和最高转速N4的比率设定为1∶3～4。所以，加热用压缩机320的转速不连续变化能回避特定转速下共振所致异常振动和噪音发生，这对自动售货机这样的室内设置的机器特别重要。

在图14中，时间t0是在室温下降到接近外界气体温度T0的初期启动状态，吹出空气温度低于Tq，所以加热器324呈现接通状态。加热用压缩机320以最高转速N4工作。这是由于在这种初期启动状态中必须要有大的加热能力，所以，从接通电源或门开闭开始，检测初期启动状态，强制加热用压缩机320以最高转速N4工作的原因。

接着，在时间t3时，吹出空气温度超过Tq时，加热器324严格呈现接通/断开状态，同时，随着冷凝温度的上升，呈现断开的时间分配变大，调整吹出空气温度使其接近Tq，大致为给定值。

另外，时间t6时，冷凝温度超过Tq的话，加热器324完全呈现断开状态，同时，加热用压缩机320转速从N4逐渐减速到N2。其中，加热用压缩机320没有从N2减速到N1，这是因为加热用压缩机320的最低转速设定为N2。其结果是根据外界空气和第二冷却专用室303的温度设定，推定热/冷切换室301的负荷，与加热用压缩机320的各转速下的加热能力进行比较，决定最低转速，附加进行控制。在这种情况下，根据外界空气和第二冷却专用室303的温度设定推定的热/冷切换室301的负荷因大于加热用压缩机320的转速N2的加热能力，所以，最低转速设定为N2。假设以转速N1运转，为了补充加热能力，加热器324的接通时间增大，预计会降低加热效率。

接着，在时间t7以后的区间中，加热用压缩机320保持在最低转速N2，室温逐渐下降，时间t9时吹出空气温度低于Tq时，加热器324再次呈现严格的接通/断开状态，同时，能调整吹出空气温度为在Tq的大致给定值。所以，能保持加热用压缩机320在最低转速N2并能对加热器324进行微妙的能力调整，切换室冷凝器321的冷凝温度、吹出空气温度和热/冷切换室301的室温都达到稳定。因此，只要热/冷切换室301的负荷没有大的变动，维持这种状态。

所以，当吹出空气温度超过Tq时，加热器324进行严格地接通/断开控制，调整吹出空气温度在Tq大致为一定值，能对热泵系统的加热能力和热/冷切换室301负荷的差异进行更精确的补充。因此，切换室冷凝器321的冷凝温度、吹出空气温度和热/冷切换室301的室温全都会稳定，能更精确的保持罐装饮料等商品的温度。

根据外界气体温度和第二冷却专用室303的温度设定推定热/冷切换室301的负荷，与加热用压缩机320的各转速加热能力进行比较，能附加控制决定最低转速，能把热泵系统的加热能力和热/冷切换室301的负荷差异变得极小。所以，能控制热/冷切换室301室温的下降，同时，能减少加热器324的耗电量。

冷凝温度超过上限温度Tq时，附加控制使加热用压缩机320逐次减速，对于切换室冷凝器321和其周边部件继续超过上限温度Tq的情况进行抑制。所以，能抑制随着切换室冷凝器321过度升温的室温的变动，更精确的保持罐装饮料等商品的温度。

热泵系统的最大加热能力设定为与加热器的加热能力同等，能抑制加热用压缩机320以最高转速连续运转时切换室冷凝器321的过度升温，并能减小转速变化所引起的加热能力变化量，能抑制对于热泵系统加热能力和热/冷切换室301的负荷差异进行弥补用的加热器324的耗电量。

使用以外界空气为热源单独对热/冷切换室301进行加热的热泵系统，所以，不会承受冷却专用室302和第二冷却专用室303的冷却负荷的变动。因此，因加热能力稳定，能更顺利的实现热/冷切换室301的室温变化。

其中，加热用压缩机320逐次增速或逐次减速的时间间隔，即加热用压缩机320的转速变化后到下一次变化前等待的时间，希望设计为数分钟到数十分钟的程度。由于即使加热用压缩机320的转速急速增速或急速减速，也不会使加热能力急速变化，所以，室温稳定后加热用压缩机320转速急速变化时切换冷凝器20过度升温变大，相反地室温的变动增加。

切换室冷凝器321的冷凝温度超过上限冷凝温度Tq而加热用压缩机320减速情况下的最短等待时间也可以设计为数分钟到数十分钟的程度。这样，这样，由于与室温无关地强制对加热用压缩机320进行减速，所以，这种等待时间短的话频繁反复增减速，可会降低加热用压缩机320的寿命。

在本实施方式4中，加热器324按照下述方式进行控制，吹出空气温度传感器330检测的吹出空气温度低于冷凝温度的上限温度Tq时，加热器324呈接通状态，高于冷凝温度的上限温度Tq时，加热器324呈断开状态。但是，加热器324接通/断开的基准温度也可以设定在必要吹出空气温度附近，用于把罐装饮料等商品的温度维持在目标温度。接通温度和断开温度有若干差异，在罐装饮料等商品的温度不变动的范围内，也可以调节控制周期使其更长。不用吹出空气温度传感器330检测的吹出空气温度，而用与吹出空气温度相关的高加热器324周围温度等对加热器324进行接通/断开控制，也能得到同样的效果。

如上所述，本发明的自动售货机中的热泵系统具有加热器，该加热器具有与热泵系统同等以上加热能力，对热泵系统的加热能力进行调整使其不大幅度超过稳定时的负荷，借此抑制随着冷凝温度的过度升温带来的室温的变动。因此，能适用于要求小能力的加热节能化的用途，如同时保存热饮和冷饮的陈列箱或杯装少量液体的自动售货机。

其次，在上述现有结构中，由于压缩机和热源侧热交换器由放热风扇同时进行空冷或热交换，所以加热运行时压缩机有风吹着，压缩机放热部分的加热能力降低，降低了效率。

在往复式压缩机等不是圆筒状外形的压缩机中，难以用隔热件密封包围。

以不把风吹到压缩机上的方式形成风路，使用现有的热源侧热交换器，风路开口面积小，所以风量低，存在问题在于风路出口空气的相对湿度增大，在热交换器或风路出口附近会结露。

本发明的实施方式5～7解决了上述现有问题，提供的自动售货机中，相对自动售货机狭小机械室中的热源侧热交换器能完全确保风量并能抑制压缩机的放热，能提高加热效率。

为了解决上述现有问题，本发明的自动售货机在压缩机左右方向的空间区域构成独立的风路，在风路内部配置有由螺旋翅片管形成的室外热交换器和放热风扇，用与压缩机上面形状吻合的发泡成型隔热件包围压缩机。

因此，没有风吹到压缩机上，同时，使用了风路阻力小的螺旋翅片管热交换器，即使风路截面面积小也能充分确保风量。

用聚丙烯发泡体等可成型的隔热件形成与压缩机上面形状吻合的形状，包围压缩机，既能抑制外形尺寸的增大，也能抑制压缩机的放热。

本发明的自动售货机，能抑制压缩机的放热，提高加热能力，因此，在用热泵加热时，能进一步减少耗电量。

本发明中，放热风扇只空冷风路内的室外热交换器，因没有风吹着压缩机风，所以能抑制压缩机的放热，提高加热能力。并且，因使用螺旋翅片管成型的室外热交换器，即使风路截面面积小也能防止结露的产生，在狭小的机械室中能有效地利用压缩机左右方向的空间，特别是对幅度宽的自动售货机很有效果。

本发明即使压缩机周边泄漏冷媒，也能从狭缝排出到机械室外部，能防止机械室内部充满泄漏的冷媒。

本发明既能防止外形尺寸的增大，又能抑制压缩机的放热。

本发明即使从压缩机和配管的接头部分泄漏HC冷媒，因接头部分暴露在压缩机上部风路开口部附近，所以，能利用放热风扇排出到机械室外。

本发明能防止结露水流出到机械室外。

下面，参照附图对本发明实施方式5～6进行说明，与现有实例和先前说明的实例方式一样的结构用同一标号，省略其详细说明。此外，该实施方式并不构成对该发明的限定。

实施方式5

图15是本发明实施方式5的自动售货机的冷冻循环图。图16是本发明实施方式5的自动售货机的纵截面图。图17A是本发明实施方式5的自动售货机的机械室平面图，图17B是本发明实施方式5的自动售货机的机械室截面图。其中，与现有同一结构作用的部分用同一标号表示，省略详细说明。

如图15所示，把自动售货机的库内部划分成三块，分别对应为冷却专用库(以下称为左室)、冷却加热库B(以下称为中室)、冷却加热库C(以下称为右室)；设置有以后详述的利用侧单元401A(特定利用侧单元)、利用侧单元401B以及利用侧单元401C；在各单元上设置着各自的送风机。在自动售货机的库外侧设置着热源侧单元402和送风机420。并且，由这些热源侧单元402、利用侧单元401A～401C构成自动售货机的冷却加热装置。

在图16中，自动售货机主体430包括热/冷切换室431和机械室432。在热/冷切换室431的内部设置着室内热交换器433、室内风扇434、加热器435。在机械室432内部设置着压缩机418、室外热交换器419、放热风扇420。并且，以围绕压缩机418的方式配置隔热件456。

如图17A、图17B所示，压缩机418横向构成有独立的风路436，在风路436内部配置着室外热交换器419和放热风扇420。

下面，对以上结构的自动售货机动作、作用进行说明。

对冷却左室和中室而加热右室的情况进行说明。热源侧热交换器419的切换阀405A打开，同时，切换阀405B关闭，并且，进行冷却的利用侧热交换器412B的切换阀410A关闭，切换阀410B打开，进行加热的利用侧热交换器412C的切换阀411A打开，切换阀411B关闭。

因此，从压缩机418排出的冷媒一部分依次经过冷媒排出管403、切换阀405A，流入热源侧热交换器419，同时，剩余的冷媒经过高压气体管407从进行加热的利用侧单元401C的切换阀411A流入利用侧热交换器412C。由该利用侧热交换器412C和热源侧热交换器419冷凝液化。由这些热交换器412C、419冷凝液化的冷媒，经过液管409，由利用侧单元401A、401B的冷媒流量控制阀414、415减压后流入各自的室内热交换器412A、412B进行蒸发气化。

经过利用侧热交换器412A的冷媒流入低压气体管408，而且，经过利用侧热交换器412B的冷媒经过切换阀410B后流入低压气体管408，合流后依次经过冷媒吸入管404、气液分离机421吸入压缩机418。所以，利用侧热交换器412C起到冷凝器的作用，使右室加热，起蒸发器作用的利用侧热交换器412A、412B使左室和中室冷却。

室内风扇434把室内热交换器433的热量在热/冷切换室431内循环进行加热；在冷冻循环加热能力降低的低外界气体温度启动时等，加热器435通电。

放热风扇420通过使风在风路436内流动，在室外热交换器419和空气之间进行热交换。由于放热风扇420与室外热交换器419容纳在风路436内，所以，放热风扇420产生的风在风路436内流动，配置在风路436外的压缩机418不会被空气冷却，能抑制从压缩机418的放热。所以，室内热交换器433的冷凝温度上升，如果负荷相同的话，会减少压缩机418的运转率，减少耗电量，节省能量。

这时，在现有技术中，因没有构成风路436，放热风扇420产生的风在室外热交换器和空气间进行热交换，同时，冷却压缩机418，从而促进了压缩机的放热，室内热交换器433的冷凝温度降低，加热效率降低。

在图16、图17A和图17B中，放热风扇420配置有二个，但考虑到室外热交换器419的容量和放热风扇420风量的适当性，也可以设置一个或三个以上。

用与压缩机上面形状吻合的发泡成型的隔热件437包围压缩机418，从而能抑制压缩机418放热。作为隔热部件437，可以用隔热性高、热变形小的聚丙烯发泡体(例如，JSP制EPP-15P)。对其他隔热部件来说，发泡苯乙烯在70℃以上的气氛下存在热变形的问题，聚氨脂虽然耐热性高，但存在所谓吸湿性的问题，所以不优选。

如上所述，在本实施方式中，在压缩机418的横向独立构成风路436，在风路436内部配置着室外热交换器419和放热风扇420，放热风扇420产生的风不会使压缩机418产生空气冷却，可抑制热泵加热时从压缩机418的放热，使室内热交换器433的冷凝温度上升。所以，负荷如果相同，能减少压缩机418的运转率，耗电量降低，节省能量。

在本实施方式中，由于围绕压缩机418的隔热件437是由聚丙烯发泡成型的，所以隔热性高，且热变形小，既能抑制外形尺寸的增大，又能抑制压缩机418的放热。

其中，隔热部件437的材料也可以用发泡橡胶，与聚丙烯材料一样，具有隔热性高且变形小的特点。

实施方式6

图18是本发明实施方式6的自动售货机的冷冻循环图。图19是本发明实施方式6的自动售货机整体纵截面图。图20是本发明实施方式6的自动售货机机械室的截面图。图21是本发明实施方式6中室外热交换器的立体图。

如图18所示，本发明的自动售货机具有由热/冷切换室431、冷却专用室438、第二冷却专用室439构成的贮藏室，具有对热/切换室431专门进行加热的加热系统，该加热系统以R600a为冷媒，构成包括高温用往复式压缩机446、设置在热/冷切换室431内的室内冷凝器447、设置在贮藏室外的作为蒸发器起作用的室外热交换器448、膨胀阀449。

如图19和图20所示，自动售货机430的机械室432内配置着压缩机446。在压缩机446的上方有独立构成的风路450，在风路450内部配置着室外热交换器448和放热风扇420。在风路450的下面侧设置着狭缝451，以围绕压缩机446的方式配设隔热件452。并且，因能在形成蒸发温度处进行配置，可以把用于检测结露有无的结露传感器453安装在室外热交换器448的配管上。吸收结露水的吸水片454设置在风路450中所设置的狭缝451的压缩机446侧以及构成风路450的风路构成部件455的结露水贮存部456处。

如图21所示，在室外热交换器448中，使用螺旋翅片管热交换器459，该热交换器459是在管457以螺旋状卷绕翅片458构成的。

下面，对以上结构的自动售货机的动作、作用进行说明。

首先，在冷却热/冷切换室431时，停止高温用压缩机446后，使压缩机418驱动。从压缩机418排出的冷媒由起冷凝器作用的室外热交换器419冷凝后，分别由膨胀阀A443、膨胀阀B444、膨胀阀C445减压，供应给室内蒸发器440、蒸发器441、第二蒸发器442，并且，由室内蒸发器440、蒸发器441、第二蒸发器442蒸发后的冷媒向压缩机418回流。

这时，热/冷切换室431、冷却专用室438、第二冷却专用室439内达到规定温度的贮藏室，因关闭相应的膨胀阀A443、膨胀阀B444、膨胀阀C445，而停止冷媒的供给。进一步，当所有的贮藏室达到规定温度时，压缩机418停止运转。

其次，对热/冷切换室431进行加热时，膨胀阀A443依旧关闭，压缩机418工作，继续对冷却专用室438、第二冷却专用室439进行冷却，同时，使高温用压缩机446驱动。从高温用压缩机446排出的冷媒，由室内冷凝器447冷凝后，由膨胀阀449减压，供应给室外热交换器448。并且，由室外热交换器448蒸发后的冷媒，向高温压缩机446回流。

因此，因具有对热/冷切换室431进行加热的专用加热系统，所以，能使专门设计的室外热交换器448和高温往复式压缩机446的配合最佳化，能确保压缩机446的寿命，并提高效率。

在压缩机446的上方空间配置室外热交换器448时，能使用由螺旋翅片管形成的热交换器459，结构上室外热交换器448成紧凑的平面状。另外，由于螺旋翅片管热交换器459的翅片458相互间隔大且成螺旋状连接，所以风阻力小，即使风路截面面积小，也能充分确保风量，能防止热交换器或风路出口附近产生结露。而且，尘埃也难于堆积，还能抑制翅片458相互间的堵塞。

放热风扇420，通过让风在风路450内流动，在室外热交换器448和空气间进行热交换。由于放热风扇420和室外热交换器448容纳在风路450内，所以，放热风扇420产生的风在风路450内流动，不会使配置在风路450外的压缩机446空冷，能抑制压缩机446的放热。

因在风路450的下侧设置着狭缝451，所以风路450的吸入口总面积变大，由放热风扇420产生的向风路450内吸入的风量增加，与室外热交换器448的热交换能力增大。

结露传感器453检测到结露时，加热系统停止运转。

另外，在设置于风路450中的狭缝451的压缩机446侧和构成风路450的风路构成部件455的结露水贮存部456处设置有吸水片454，在检测结露发生到停止运转期间，对排出的结露水由吸水片454吸收。含有这种水份的吸水片454利用来自压缩机446的热和放热风扇420的连续运转，使水份蒸发。

另外，在独立加热热泵中不设置吸水片454的情况下，把结露水导向冷却侧室外热交换器419或压缩机418附近，也可以利用冷却侧的排热蒸发，在这种情况下，能提高冷却侧的效率。

如上所述，在本实施方式中，在压缩机446的上方构成有独立的风路450，在风路450内部配置着由螺旋翅片管形成的热交换器459和放热风扇420。因此，结构上热交换器459呈紧凑的平面状，能有效的活用狭小的机械室432内的压缩机446的上方空间。并且，可使风阻力变小，即使风路截面面积小，也能充分确保风量，能防止室外热交换器448或风路450出口附近产生结露。另外，尘埃的堵塞很难发生，不用维护。

另外，在压缩机446上可以用凸极集中卷绕的DC变频压缩机。所以，与现有分布线圈的压缩机那样把预先卷绕的电机线圈从后方插入开口中的制法不同，因把电机线圈直接卷绕在开口中进行制作，卷线间隔非常小，电机的线圈端部尺寸能缩小约1/3，能把压缩机高度尺寸抑制到较小的程度。因此，容易确保压缩机446上方的空间。

如果压缩机446上方空间有余，在该空间设置的、构成室外热交换器448的螺旋翅片管热交换器459也可以是上下重叠的两级结构，在这种情况下，也能提高蒸发能力。

在本实施方式中，因在风路450的下面设置着狭缝451，所以，风路450的吸入口总面积变大，与室外热交换器448的热交换能力增大。

本实施方式中，用以检测结露有无的结露传感器453配置在室外热交换器448的下部侧配管上，在变成蒸发温度处设置，借此，检测结露有无的结露传感器453检测到结露时，停止加热系统的运转，能防止结露水流出到机械室432外部。

在本实施方式中，在设置于风路450中的狭缝451的压缩机446侧和结露水贮存部456处，设置着吸水片454，在检测结露水发生到停止运转期间，排出的结露水由吸水片454吸收。因此，能防止结露水流到机械室432的外部。

实施方式7

图22是本发明实施方式7的自动售货机机械室截面图。另外，与实施方式6相同的构成、作用的部件用同一标号表示，省略详细说明。

在图22中，在压缩机446上安装有排出管460和吸入管461，排出管460和吸入管461的接头部暴露在围绕压缩机445的隔热件462的外侧。

下面，对以上结构的自动售货机的动作、作用进行说明。

首先，排出管460和吸入管461的配管的接头部从隔热件462处露出。因此，使用HC冷媒时，即使从排出管460和吸入管461的配管的接头部泄漏HC冷媒，利用压缩机446上部风路开口部(狭缝451)，由放热风扇420作用排出到机械室432外部。能防止在机械室432内部充满泄漏的冷媒，能进一步提高相对着火源的安全性。

如上所述，本发明的这种自动售货机，热泵加热时能把压缩机的温度维持到高温，能提高加热能力，所以，也适用于冷温贮藏库等用途。

Claims (5)

1、一种自动售货机，其特征是，包括：

容纳商品的容纳室；

设置于所述容纳室内的室内热交换器；

设置于所述容纳室外的室外热交换器；

对冷媒进行减压的膨胀机构；

设置于所述容纳室外的压缩机；和

流路切换阀，对从所述压缩机吐出的所述冷媒，进行如下选择：是使之从所述室外热交换器开始在所述膨胀机构和所述室内热交换器循环并回归到所述压缩机，还是使之从所述室内热交换器开始在所述膨胀机构和所述室外热交换器循环并回归到所述压缩机，

所述压缩机、所述流路切换阀、所述室内热交换器、所述膨胀机构和所述室外热交换器利用配管连接，

所述压缩机是低压壳型压缩机，

所述冷媒是R600a，

在加热所述容纳室的情况下，所述室外热交换器的蒸发温度是-10～10℃，所述室内热交换器的冷凝温度是50～70℃，

所述低压壳型压缩机的润滑油是40℃时的动粘度为3～30mm²/s的矿物油或酯油。

2、根据权利要求1所述的自动售货机，其特征是，

所述压缩机用隔热件包围，将加热时的润滑油温度保护在40～80℃。

3、根据权利要求1所述的自动售货机，其特征是，

还具有对所述压缩机进行加热的加热器，

加热时，在所述压缩机的温度下降到规定值以下的情况下，使所述加热器通电。

4、根据权利要求2所述的自动售货机，其特征是，

还具有对所述压缩机进行加热的加热器，

加热时，在所述压缩机的温度下降到规定值以下的情况下，使所述加热器通电。

5、根据权利要求4所述的自动售货机，其特征是，

还具有对所述压缩机进行冷却的风扇，

冷却时，在所述压缩机温度上升到规定值以上的情况下，使所述风扇工作。

Images