JP2004078440A - 自動販売機の冷却加温装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】庫外の凝縮器からの排熱量を減少させたり、ヒータの発熱量を小さめのもので済ますことができたりしながら、加温設定の庫内室の熱交換器によってその庫内の空気や商品が冷却されるようなことを防止でき、しかも、冷却すべき庫内室の熱交換器の蒸発器としての機能が低下することを最小限に抑えることができる自動販売機の冷却加温装置を提供する。
【解決手段】圧縮機７からの高温冷媒を冷却／加温室の熱交換器を介して冷凍サイクルの凝縮器に流すことを可能に構成した自動販売機の冷却加温装置において、外気温センサ２３で検出した外気温が所定温度よりも低い場合の庫外ファン９の運転率を、外気温が所定温度よりも高いときの庫外ファン９の運転率よりも、小さくなるように構成した。
【選択図】 図４
【解決手段】圧縮機７からの高温冷媒を冷却／加温室の熱交換器を介して冷凍サイクルの凝縮器に流すことを可能に構成した自動販売機の冷却加温装置において、外気温センサ２３で検出した外気温が所定温度よりも低い場合の庫外ファン９の運転率を、外気温が所定温度よりも高いときの庫外ファン９の運転率よりも、小さくなるように構成した。
【選択図】 図４
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動販売機の冷却加温装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示すように、加温した商品（いわゆるホット商品）や冷却した商品（いわゆるコールド商品）を販売する自動販売機においては、一般にヒータ１や冷凍サイクルが備えられている。冷凍サイクルは、断熱構造の内箱１０内である庫内２に配設された熱交換器３やキャピラリチューブ５などと、自動販売機外部との空気の流通があって断熱構造とはなっていない庫外６に配設された圧縮機７、凝縮器８などとが冷媒回路で接続された構成とされている。また、庫内２には、冷却または加温された空気を循環させるための庫内ファン４が配設され、庫外６には、凝縮器８などを冷却する庫外ファン９が配設されている。なお、図８における１４は庫内２の温度を検知する庫内温度センサである。
【０００３】
また、この種の自動販売機においては、内箱１０内が断熱壁１１により複数（例えば２つ）に仕切られて、一部の庫内室２Ａは冷却専用とされる一方、残りの庫内室２Ｂは冷却／加温に切換自在とされたものがある。このような自動販売機においては、図９に示すように、冷却／加温切換の庫内室２Ｂだけにヒータ１が配設され、また、各庫内２（２Ａ、２Ｂ）にそれぞれ熱交換器３と庫内ファン４が配設されている。そして、複数の電磁弁１２を切り替えることで、全ての庫内２（２Ａ、２Ｂ）が冷却モードで使用される場合には、各庫内室２Ａ、２Ｂの熱交換器３に並列的に冷媒が流されて各熱交換器３が蒸発器として使用され、一部の庫内室２Ａだけが冷却モードで使用される場合には、庫内室２Ａの熱交換器３だけに冷媒が流されて蒸発器として使用されるように構成されている。すなわち、一般の自動販売機では、庫内２の熱交換器３は蒸発器としてのみ使用され、庫内２を冷却するためだけに使用されている。なお、図９における１３はアキュムレータである。
【０００４】
これに対して、特開平５−２３３９４１号公報には、図１０に簡略的に示すように、冷却専用の庫内室２Ａと冷却／加温切換の庫内室２Ｂとを有し、庫内室２Ｂの商品を加温して使用する際に、この庫内室２Ｂの熱交換器３に高温の冷媒を通して凝縮器としても機能させ、この熱交換器３からの熱を利用して商品を加温するように図った構成が開示されている。なお、図１０における実線の矢印は、冷却／加温切換の庫内室２Ｂを冷却室として使用する場合の冷媒の流れ方向を示し、点線の矢印は、冷却／加温切換の庫内室２Ｂを加温室として使用する場合の冷媒の流れ方向を示す。
【０００５】
また、冷却／加温切換の庫内室２Ｂを加温して使用する際に、庫内温度が低い場合に、庫外ファン９を停止させることで凝縮器８の凝縮能力を低め、熱交換器３での凝縮温度を高めて熱交換器３からの排熱温度を高めるように構成されている。
【０００６】
この構成によれば、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３からの熱が庫内室２Ｂの加温用として用いられるので、庫外６の凝縮器８からの排熱量を減少させることができるとともに、ヒータ１の発熱量を小さめのもので済ますことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平５−２３３９４１号公報の構成によれば、一般的な気温である１５℃（日本の平均気温）で運転すると、加温する庫内室２Ｂでの熱交換器３の温度は４０℃程度までしか上昇しない。つまり、ヒータ１を用いて商品温度が５５℃前後となるように設定している場合には、庫内室２Ｂの空気の温度もほぼ同じ温度であるため、熱交換器３を凝縮器として機能させると、凝縮器として用いる熱交換器３の発熱温度が４０℃であるため、かえって庫内室２Ｂおよび庫内室２Ｂの商品が冷却されてしまうこととなる。
【０００８】
また、庫内室２Ｂを加温する設定において庫内温度が低い場合に、庫外ファン９を停止させると、庫外６の凝縮器８の凝縮能力が不足してしまい、加温する庫内室２Ｂの熱交換器３での加熱熱量は得ることができる一方で、他の冷却すべき庫内室２Ａの熱交換器３の蒸発器としての機能が低下して、この庫内室２Ａの商品温度が上昇する課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するもので、庫外の凝縮器からの排熱量を減少させたり、ヒータの発熱量を小さめのもので済ますことができたりしながら、加温設定の庫内室の熱交換器によってその庫内の空気や商品が冷却されるようなことを防止でき、しかも、冷却すべき庫内室の熱交換器の蒸発器としての機能が低下することを最小限に抑えることができる自動販売機の冷却加温装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、庫内が、冷却専用の冷却室と冷却と加温とに切換可能な冷却／加温室とに複数分割され、各室に熱交換器が配設され、圧縮機および凝縮器を有する１つの冷凍サイクルに前記複数の熱交換器が並列に接続可能に構成され、庫外に、冷凍サイクルの凝縮器を冷却する庫外ファンが設けられ、冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷凍サイクルの圧縮機からの高温冷媒を前記冷却／加温室の熱交換器を介して冷凍サイクルの凝縮器に流すことを可能に構成した自動販売機の冷却加温装置であって、外気温検出手段を設け、この外気温検出手段で検出した外気温が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、外気温が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成したことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、外気温が所定温度よりも低い場合には、庫外ファンを運転する際の運転率が小さくなるので、その運転率を低下させた分だけ凝縮器の凝縮能力が低くなり、熱交換器での凝縮温度を高めて熱交換器からの排熱温度を高めることができ、加温すべき庫内室の温度がかえって低くなるようなことを防止できる。また、この際でも、庫外ファンを停止することなく、運転しているので、庫外の凝縮器の凝縮能力が不足することを最小限に抑えることができ、他の冷却すべき庫内室の商品温度が上昇することを防止できる。また、外気温が所定温度よりも高い場合には、庫外ファンを高い運転率で運転するので、他の冷却すべき庫内室を良好に冷却することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、庫内が、冷却専用の冷却室と冷却と加温とに切換可能な冷却／加温室とに複数分割され、各室に熱交換器が配設され、圧縮機および凝縮器を有する１つの冷凍サイクルに前記複数の熱交換器が並列に接続可能に構成され、庫外に、冷凍サイクルの凝縮器を冷却する庫外ファンが設けられ、冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷凍サイクルの圧縮機からの高温冷媒を前記冷却／加温室の熱交換器を介して冷凍サイクルの凝縮器に流すことを可能に構成した自動販売機の冷却加温装置であって、冷却／加温室内の熱交換器の出口温度を検出する熱交換器出口温度検出手段を設け、この熱交換器出口温度検出手段での検出温度が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、前記検出温度が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成したことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、冷却／加温室内の熱交換器の出口温度が所定温度よりも低い場合には、庫外ファンを運転する際の運転率が小さくなるので、その運転率を低下させた分だけ凝縮器の凝縮能力が低くなり、熱交換器での凝縮温度を高めて熱交換器からの排熱温度を高めることができ、加温すべき庫内室の温度がかえって低くなるようなことを防止できる。また、この際でも、庫外ファンを停止することなく、運転しているので、庫外の凝縮器の凝縮能力が不足することを最小限に抑えることができ、他の冷却すべき庫内室の商品温度が上昇することを防止できる。また、外気温が所定温度よりも高い場合には、庫外ファンを高い運転率で運転するので、他の冷却すべき庫内室を良好に冷却することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、庫内が、冷却専用の冷却室と冷却と加温とに切換可能な冷却／加温室とに複数分割され、各室に熱交換器が配設され、圧縮機および凝縮器を有する１つの冷凍サイクルに前記複数の熱交換器が並列に接続可能に構成され、庫外に、冷凍サイクルの凝縮器を冷却する庫外ファンが設けられ、冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷凍サイクルの圧縮機からの高温冷媒を前記冷却／加温室の熱交換器を介して冷凍サイクルの凝縮器に流すことを可能に構成した自動販売機の冷却加温装置であって、冷凍サイクルの凝縮器の出口温度を検出する凝縮器出口温度検出手段を設け、この凝縮器出口温度検出手段での検出温度が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、前記検出温度が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成したことを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、冷凍サイクルの凝縮器の出口温度が所定温度よりも低い場合には、庫外ファンを運転する際の運転率が小さくなるので、その運転率を低下させた分だけ凝縮器の凝縮能力が低くなり、熱交換器での凝縮温度を高めて熱交換器からの排熱温度を高めることができ、加温すべき庫内室の温度がかえって低くなるようなことを防止できる。また、この際でも、庫外ファンを停止することなく、運転しているので、庫外の凝縮器の凝縮能力が不足することを最小限に抑えることができ、他の冷却すべき庫内室の商品温度が上昇することを防止できる。また、外気温が所定温度よりも高い場合には、庫外ファンを高い運転率で運転するので、他の冷却すべき庫内室を良好に冷却することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の自動販売機の冷却加温装置において、冷却／加温室に設けられた加温用のヒータを制御する制御手段が設けられ、前記制御手段は、冷凍サイクルの圧縮機が停止され、かつ冷却／加温室の加熱要求があった際にヒータを通電制御することを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、ヒータは、冷却／加温室の加熱要求があった際でも、冷凍サイクルの圧縮機が駆動されている場合には通電されないため、省エネルギー化を最大限に図ることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の自動販売機の冷却加温装置において、冷却／加温室に設けられた加温用のヒータを制御する制御手段が設けられ、前記制御手段は、冷凍サイクルの圧縮機の駆動状態にかかわらず、冷却／加温室の加熱要求があった際にヒータを通電制御することを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、冷凍サイクルの圧縮機の駆動状態にかかわらず、冷却／加温室の加熱要求があった際にはヒータが通電されるため、省エネルギー化率は若干低下するものの、冷却／加温室が加温室として用いられる際にはヒータにより良好に加温される。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の自動販売機の冷却加温装置において、自動販売機に制御手段が設けられ、前記制御手段は、冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷却／加温室の温度が、加熱を停止させる温度よりも所定値だけ高い温度以下であった場合に、加温指示がない場合でも、冷却室の冷却指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行わせることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、冷却／加温室を加温室として使用する際に、この加温室が極めて高い温度（加熱を停止させる温度よりも所定値だけ高い温度）でない限り、冷却室の冷却指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転が行われるため、前記ヒートポンプ運転が行われる割合が大きくなって、省エネルギー化を最大限に図ることができる。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の自動販売機の冷却加温装置において、自動販売機に制御手段が設けられ、前記制御手段は、冷却室の温度が、冷却を開始させる温度よりも所定値だけ低い温度以下であった場合に、冷却指示がない場合でも、冷却／加温室の加温指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行わせることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、冷却／加温室を加温室として使用する際に、この加温室が極めて高い温度（加熱を停止させる温度よりも所定値だけ高い温度）でない限り、冷却室の冷却指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転が行われるため、前記ヒートポンプ運転が行われる割合が大きくなって、省エネルギー化を最大限に図ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかる自動販売機の冷却加温装置を図面に基づき説明する。なお、従来の自動販売機と同様な機能の構成要素には同符号を付す。
【００２５】
図２および図３に示すように、この自動販売機は、内箱１０内である庫内２が、２つの断熱壁１１により３つに仕切られて、２つの庫内室２Ａは冷却専用とされる一方、残りの１つの庫内室２Ｂは冷却／加温に切換自在とされている。そして、冷却／加温切換の庫内室２Ｂだけにヒータ１が配設され、また、各庫内室２Ａ、２Ｂにそれぞれ熱交換器３と庫内ファン４が配設されている。また、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの商品を加温して使用する際には、この庫内室２Ｂの熱交換器３に高温の冷媒を通して凝縮器としても機能させ、この熱交換器３からの熱を利用して商品を加温するようになっている。
【００２６】
したがって、全ての庫内室２Ａ、２Ｂを冷却室として使用する際には、図２に示すように、圧縮機７からの高温冷媒を冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３に送るバイパス回路２１に設けられた第１電磁弁１２ａと、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３からの冷媒を庫外６の凝縮器８へ戻すバイパス戻し回路２２に設けられた第２電磁弁１２ｂとを常時閉じ、圧縮機７から凝縮器８への回路に設けられた第３電磁弁１２ｃと、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３からの冷媒を圧縮機７側へ戻す回路に設けられた第５電磁弁１２ｅとを常時開け、その他の第４、第６、第７電磁弁１２ｄ、１２ｆ、１２ｇを冷却指示（冷却要求）に応じて開けて、圧縮機７からの冷媒を、各庫内室２Ａ、２Ｂのキャピラリチューブ５を介して各熱交換器３に並列に送ることで、各熱交換器３が蒸発器として機能して各庫内室２Ａ、２Ｂの空気ならびに商品が冷却される。
【００２７】
一方、冷却専用の庫内室２Ａを冷却室として使用し、冷却／加温切換の庫内室２Ｂを加温室として使用する際には、図３に示すように（ただし、図３は、庫内室２Ｂの熱交換器３に高温の冷媒を通して凝縮器としても機能させているヒートポンプ運転時を示している）、凝縮器８から冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３への冷媒送り回路に設けられた第４電磁弁１２ｄと、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３からの冷媒を圧縮機７側へ戻す回路に設けられた第５電磁弁１２ｅとを常時閉じ、凝縮器８から冷却専用の庫内室２Ａの熱交換器３への冷媒送り回路の第６、第７電磁弁１２ｆ、１２ｇを冷却指示（冷却要求）に応じて開け、バイパス回路２１およびバイパス戻し回路２２に設けられた第１、第２電磁弁１２ａ、１２ｂを加温指示（加温要求）に応じて開け、圧縮機７から凝縮器８への回路に設けられた第３電磁弁１２ｃと、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３からの冷媒を圧縮機７側へ戻す回路に設けられた第５電磁弁１２ｅとを加温指示（加温要求）に応じて閉じる。そして、庫内室２Ｂの熱交換器３を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行う際には、圧縮機７からの高温冷媒を、まず、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３に送ってこの熱交換器３を凝縮器として機能させて発熱させ、次に庫外６の凝縮器８に送って凝縮させた後に、冷却専用の庫内室２Ａの熱交換器３に送ってこれらの熱交換器３を蒸発器として機能させて、これらの庫内室２Ａの空気ならびに商品を冷却するようになっている。
【００２８】
また、各庫内室２Ａ、２Ｂにおける商品収納部２６の商品払出部２６ａ近傍箇所には、商品払出部２６ａの温度を検知する庫内温度センサ１４（または払出部の商品に当接して商品温度を検知する商品温度センサを用いてもよい）がそれぞれ設けられている。
【００２９】
さらに特に、本発明の自動販売機においては、図１、図４に示すように、外気の温度を検出する外気温検出手段としての外気温センサ２３が設けられており、自動販売機の制御部２０は、圧縮機７の運転を指示する際（圧縮機７が運転される際に庫外ファン９も運転される）に、外気温センサ２３にて外気温を検出させ、外気温検出センサ２３で検出した外気温が所定温度（この実施の形態では１５℃）よりも低い場合の庫外ファン９の運転率を、外気温が前記所定温度よりも高いときの庫外ファン９の運転率よりも、小さくなるように制御する。この実施の形態では、外気温が１５℃以下の場合では庫外ファン９の運転率を７％、外気温が１５℃を越えた場合では庫外ファン９の運転率が１０％となるように、制御部２０に設けた記憶部２０ａの各テーブル値に基づき、庫外ファン９が制御される。ここで、運転率とは、例えばパルス信号で断続運転全体におけるＯＮ時間の比率を称するが、必ずしもパルス信号でなくてもかまわない。なお、各庫内室２Ａ、２Ｂにおける庫内ファン４は、各熱交換器３を機能させる際に、一定の運転率で駆動される。
【００３０】
また、制御部２０は、少なくとも１つの庫内室２Ａの温度が冷却室上限温度（例えば１０℃）以上である場合には圧縮機７を駆動させ、両方の庫内室２Ａの温度が冷却室下限温度（例えば５℃）以下である場合に圧縮機７を停止させるように制御する。また、冷却／加温切換の庫内室２Ｂが冷却室として使用される場合も同様に運転する。
【００３１】
また、図５に示すように、制御部２０は、冷却／加温切換の庫内室２Ｂが加温室として使用される際には、庫内温度センサ１４による温度検知を行い、検知温度が加温室下限温度（例えば５５℃）以下である場合に加温指示を行う。そして、加温指示があった際には、圧縮機７が稼動されているかどうかを判定し、圧縮機７が稼動されている場合には、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３が凝縮器として機能されて加温するため、ヒータ１に通電しない。一方、圧縮機７が稼動されていない場合には、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３が凝縮器として機能していないため、ヒータ１を通電させて、庫内室２Ｂ内を加温する。この後、加温室上限温度（例えば６０℃）に達するとヒータ１の通電を止めるように制御する。
【００３２】
上記構成において、外気温が１０℃である状態において、少なくとも１つの庫内室２Ａが冷却されつつあって圧縮機７が駆動されている状態で、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度が加温室下限温度である５５℃以下となったことが検知されると、ヒータ１が通電されることなく、図３に示すように、第３、第５の電磁弁１２ｃ、１２ｅについては閉じられた状態が維持されるが、第１、第２の電磁弁１２ａ、１２ｂが開けられて、庫内室２Ｂの熱交換器３が凝縮器として機能し、熱交換器３から発熱される（ヒートポンプ運転）。
【００３３】
この場合に、庫外ファン９の運転率が低い値（７％）で運転されるため、その運転率が低い分だけ庫外６の凝縮器８の凝縮能力が低くなって、凝縮器８から排出される冷媒の凝縮温度が高くなり、この結果、庫内室２Ｂの熱交換器３からの排熱温度を高めることができ、庫内室２Ｂの温度を５５℃に良好に維持できた。
【００３４】
これに対して、実験的に、庫外ファン９の運転率を高い値（１０％）で運転させると、その運転率が高い分だけ庫外６の凝縮器８の凝縮能力が高くなって、凝縮器８から排出される冷媒の凝縮温度が低くなり、この結果、庫内室２Ｂの熱交換器３からの排熱温度が低めとなって、庫内室２Ｂの庫内温度が５３℃に低下してしまった。
【００３５】
上記のことから、庫外ファン９の運転率を低い値（７％）で運転させることで、庫内室２Ｂの温度を良好に維持できることがわかる。また、この際に、冷却専用の庫内室２Ａの熱交換器３は蒸発器として機能しており、庫外ファン９の運転率が低い値であるため、庫外６の凝縮器８の凝縮能力が低めとなり、蒸発器として機能している蒸発器の冷却能力は若干低下するが、外気温が低いため、冷却専用の庫内室２Ａの商品は支障なく冷却される。
【００３６】
なお、冷却専用の庫内室２Ａが所定温度まで冷却されて、圧縮機７が停止された際に、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度がまだ５５℃に達していない場合には、ヒータ１が通電されて、このヒータ１により庫内室２Ｂ内が加温される。
【００３７】
ここで、［表１］に、外気温に対する庫外ファン９の運転率、ならびに省エネルギー率、商品温度（庫内温度）、判定結果を示す。
【００３８】
【表１】
外気温が１０℃である状態において、庫外ファン９の運転率を低い値（７％）で駆動した場合には、庫外ファン９の運転率を高い値（１０％）で駆動した場合と比較して、ヒータ１や庫外ファン９の運転率が低めとなり、これらによる電力使用量が減少するが、冷媒の温度を上げて凝縮性能を低下させた分だけ、圧縮機７による圧縮率を上げなければならず、圧縮機７の稼働時間が若干増加してこの圧縮機７での電力使用量が若干増加する。したがって、この外気温（１０℃）状態では、冷却／加温切換の庫内室２Ｂにおける熱交換器３を凝縮器として機能させずにヒータ１のみで加温する場合を基準（１００％）とし、熱交換器３を凝縮器としても機能させ、庫外ファン９の運転率を低い値（７％）とした場合と、運転率を高い値（１０％）とした場合との何れの場合においても、これらの省エネルギー率は１０％であった。
【００３９】
また、外気温が２０℃である状態において、少なくとも１つの庫内室２Ａが冷却されつつあって圧縮機７が駆動されている状態で、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度が５５℃以下となったことが検知された場合にも、ヒータ１が通電されることなく、庫内室２Ｂの熱交換器３が凝縮器として機能し、熱交換器３から発熱される。また、この際に、冷却専用の庫内室２Ａの熱交換器３は蒸発器として機能しているが、庫外ファン９の運転率が高い値であるため、庫外６の凝縮器８の凝縮能力が高めとなり、外気温が２０℃と、高めであっても、冷却専用の庫内室２Ａの熱交換器３により、冷却専用の庫内室２Ａの商品は良好に冷却される。
【００４０】
この場合に、上記のように外気温が２０℃と比較的高い状態で、庫内室２Ｂの熱交換器３が凝縮器として機能して発熱することで、庫外ファン９の運転率を高め（１０％）に設定した場合でも、庫内室２Ｂの熱交換器３からの放熱温度が高いため、ヒータ１の運転率（ＯＮ時間）を効果的に低減させることができ、この結果、全体としての省エネルギー率は、［表１］に示すように、１１％となって、良好に省エネルギー化することができる。
【００４１】
ここで、ヒータ１のＯＮ時間についてだけ考えると、庫外ファン９の運転率を低い値（７％）に抑えた方が、庫内室２Ｂの熱交換器３からの放熱温度が高くなって、さらにヒータ１のＯＮ時間を減少させることができる。しかしながら、冷媒の温度を上げて凝縮性能を低下させた分だけ、圧縮機７による圧縮率を上げなければならず、外気温が２０℃と比較的高い状態では、圧縮機７の稼働時間が比較的大きく増加してこの圧縮機７での電力使用量が増加し、この結果、全体としての省エネルギー率は、［表１］に示すように、９％となって低下してしまい、省エネルギー化の観点からは適さないことがわかる。
【００４２】
なお、上記実施の形態においては、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度が５５℃以下である際に、圧縮機７を稼動していない場合に限ってヒータ１に通電していたが、これに限るものではなく、庫内室２Ｂの温度が５５℃以下である場合に、圧縮機７を稼動している時でも庫内室２Ｂの熱交換器３から放熱させると同時にヒータ１に通電して、両者により加温してもよい。この構成によれば、省エネルギー率は若干下がるが、庫内室２Ｂを素早く加温することができる。
【００４３】
また、上記実施の形態においては、少なくとも１つの庫内室２Ａが冷却されつつあって圧縮機７が駆動されている状態で、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度が５５℃以下となったことが検知された場合に、庫内室２Ｂの熱交換器３を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行わせるように構成した場合を述べたが、これに限るものではなく、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度が加温室下限温度である５５℃に近い温度（ただし、加温室下限温度よりも所定温度だけ高い温度、例えば５６℃）まで下がった場合に、このように加熱指示（加熱要求）がまだない状態でも、少なくとも１つの庫内室２Ａの温度が冷却室上限温度（１０℃）以上となって冷却指示があった時点で、ヒートポンプ運転を行わせてもよい。この場合には、ヒートポンプ運転による庫内室２Ｂの加温割合が増加して、ヒータ１の使用時間をさらに減少させることができるため、さらに、省エネルギー率を向上できる。
【００４４】
また、上記実施の形態においては、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度が加温室下限温度である５５℃よりも低くなって加温要求（加温指示）があった場合でも、少なくとも１つの冷却専用の庫内室２Ａの温度が冷却室上限温度である１０℃よりも高くならない限りは、ヒートポンプ運転を行わせないように構成した場合を述べたが、これに限るものではなく、加温要求（加温指示）があった場合において、少なくとも１つの冷却専用の庫内室２Ａの温度が冷却室上限温度である１０℃に近い温度（ただし、冷却室上限温度よりも所定温度だけ低い温度、例えば９℃）まで上がった時点で、ヒートポンプ運転を行わせてもよい。この場合にも、ヒートポンプ運転による庫内室２Ｂの加温割合が増加して、ヒータ１の使用時間をさらに減少させることができるため、さらに、省エネルギー率を向上できる。
【００４５】
また、上記実施の形態においては、外気温が１５℃以下の場合と、外気温が１５℃を越えた場合との２段階で庫外ファン９の運転率を切り替えるように構成した場合を述べたが、これに限るものではなく、外気温に応じて運転率を３段階以上に切り換えてもよいことはもちろんである。
【００４６】
さらに、上記実施の形態においては、外気温に応じて庫外ファン９の運転率を所定割合で運転させた場合を述べたが、これに限るものではなく、外気温の代わりに、加温室として使用されている庫内室２Ｂの熱交換器３における出口温度を用いてもよい。すなわち、庫内室２Ｂの商品を加熱する温度と庫内室２Ｂの熱交換器３の出口温度とは密接な関係にあるので、庫内室２Ｂの熱交換器３の出口温度を測定する熱交換器出口温度センサ２４を設けて（図６参照）、ヒートポンプ運転開始時には庫外ファン９の運転率を２０％と高いテーブル値で運転し始める。しかし、このままの高い運転率で庫外ファン９を回転すると、商品加熱温度が不足する場合があるので、熱交換器出口温度が例えば５３℃以下になると庫外ファン９の運転率を１０％に下げ、それでも、所定時間内に５３℃に達しない場合には、さらに庫外ファン９の運転率を７％に下げる。
【００４７】
この構成によれば、省エネルギー率の向上を最大限に得ることができると同時に、商品の温度を良好に維持することができる。
また、外気温の代わりに、庫外６の凝縮器８の出口温度を用いてもよい。すなわち、外気温が低くても、庫外６の凝縮器８に冷媒の目詰まりが発生すると、凝縮器８の出口温度が上昇し、この凝縮器８の出口温度と庫内室２Ｂの商品を加熱する温度とが密接な関係にあるので、庫外６の凝縮器８の出口温度を測定する凝縮器出口温度センサ２５を設けて（図７参照）、例えば、凝縮器出口温度が３８℃である場合には、庫外ファン９の運転率を７％とし、凝縮器出口温度が４６℃である場合には、庫外ファン９の運転率を１０％とし、これに準じて凝縮器出口温度に対応する最適な運転率を予め設定しておく。
【００４８】
この構成によれば、凝縮器出口温度毎に適した運転率を記憶テーブルとして有しておかなければならないとともに制御処理も若干煩雑となるけれども、庫内室２Ｂの商品を加熱する温度を特に的確に制御することができる利点がある。
【００４９】
さらに、上記実施の形態においては、外気温や、加温室として使用されている庫内室２Ｂの熱交換器出口、庫外６の凝縮器８の出口温度に基づいて庫外ファン９の運転率を調節した場合を述べたが、これに限るものではなく、温度変化に基づいて庫外ファン９の断続運転の運転率を調整してもよい。例えば、所定時間内において外気温が急激に下がった場合には、庫外ファン９の運転率を１０％から７％などと、小さくなるように制御し、外気温が下降する変化割合が小さかったり、外気温が上昇している場合には、庫外ファン９の運転率を高めに維持したりしてもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態においては、１室だけがヒータ１を有する場合を述べたが、複数の庫内室がヒータ１を有する場合にも適用できることはもちろんである。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外気温検出手段で検出した外気温が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、外気温が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成したり、冷却／加温室内の熱交換器の出口温度が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、前記検出温度が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成したり、冷凍サイクルの凝縮器の出口温度が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、前記検出温度が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成したりすることにより、加温すべき庫内室の温度がかえって低くなるようなことを防止できると同時に、庫外の凝縮器の凝縮能力が不足することを最小限に抑えることができ、他の冷却すべき庫内室の商品温度が上昇することを防止でき、しかも、冷却すべき庫内室を良好に冷却することができ、これらにより信頼性が向上する。また、この構成を採用することにより、圧縮機の入力（消費電力）は４〜２０％増加するものの、ヒータの消費電力を良好に減少させることができて、全体としては１０％前後の省エネルギー化を達成することができる。
【００５２】
また、冷凍サイクルの圧縮機が停止され、かつ冷却／加温室の加熱要求があった際にヒータに通電制御することで、冷却／加温室の加熱要求があった際でも、冷凍サイクルの圧縮機が駆動されている場合にはヒータが通電されないため、省エネルギー化を最大限に図ることができる。
【００５３】
また、冷凍サイクルの圧縮機の駆動状態にかかわらず、冷却／加温室の加熱要求があった際にヒータに通電制御することで、省エネルギー化率は若干低下するものの、冷却／加温室が加温室として用いられる際にはヒータにより良好に加温される。
【００５４】
また、冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷却／加温室の温度が、加熱を停止させる温度よりも所定値だけ高い温度以下であった場合に、加温指示がない場合でも、冷却室の冷却指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行わせたり、冷却室の温度が、冷却を開始させる温度よりも所定値だけ低い温度以下であった場合に、冷却指示がない場合でも、冷却／加温室の加温指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行わせたりすることで、ヒートポンプ運転が行われる割合が大きくなって、省エネルギー化を最大限に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる自動販売機の断面図である。
【図２】同自動販売機の冷却加温装置における冷凍サイクルを示す図で、冷却用運転時の冷媒の流れを示している。
【図３】同自動販売機の冷却加温装置における冷凍サイクルを示す図で、ヒートポンプ運転時の冷媒の流れを示している。
【図４】同自動販売機の冷却加温装置のブロック図である。
【図５】同自動販売機の冷却加温装置における加温時の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る自動販売機の冷却加温装置のブロック図である。
【図７】本発明のその他の実施の形態に係る自動販売機の冷却加温装置のブロック図である。
【図８】従来の自動販売機の断面図である。
【図９】同従来の自動販売機の冷却加温装置における冷凍サイクルを示す図である。
【図１０】その他の従来の自動販売機の冷却加温装置における冷凍サイクルを示す図である。
【符号の説明】１ ヒータ
２ 庫内
２Ａ，２Ｂ 庫内室
３ 熱交換器
４ 庫内ファン
５ キャピラリチューブ
６ 庫外
７ 圧縮機
８ 凝縮器
９ 庫外ファン
１０ 内箱
１２、１２ａ〜１２ｇ 電磁弁
１４ 庫内温度センサ
２０ 制御部
２１ バイパス回路
２２ バイパス戻し回路
２３ 外気温センサ
２４ 熱交換器出口温度センサ
２５ 凝縮器出口温度センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は自動販売機の冷却加温装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８に示すように、加温した商品（いわゆるホット商品）や冷却した商品（いわゆるコールド商品）を販売する自動販売機においては、一般にヒータ１や冷凍サイクルが備えられている。冷凍サイクルは、断熱構造の内箱１０内である庫内２に配設された熱交換器３やキャピラリチューブ５などと、自動販売機外部との空気の流通があって断熱構造とはなっていない庫外６に配設された圧縮機７、凝縮器８などとが冷媒回路で接続された構成とされている。また、庫内２には、冷却または加温された空気を循環させるための庫内ファン４が配設され、庫外６には、凝縮器８などを冷却する庫外ファン９が配設されている。なお、図８における１４は庫内２の温度を検知する庫内温度センサである。
【０００３】
また、この種の自動販売機においては、内箱１０内が断熱壁１１により複数（例えば２つ）に仕切られて、一部の庫内室２Ａは冷却専用とされる一方、残りの庫内室２Ｂは冷却／加温に切換自在とされたものがある。このような自動販売機においては、図９に示すように、冷却／加温切換の庫内室２Ｂだけにヒータ１が配設され、また、各庫内２（２Ａ、２Ｂ）にそれぞれ熱交換器３と庫内ファン４が配設されている。そして、複数の電磁弁１２を切り替えることで、全ての庫内２（２Ａ、２Ｂ）が冷却モードで使用される場合には、各庫内室２Ａ、２Ｂの熱交換器３に並列的に冷媒が流されて各熱交換器３が蒸発器として使用され、一部の庫内室２Ａだけが冷却モードで使用される場合には、庫内室２Ａの熱交換器３だけに冷媒が流されて蒸発器として使用されるように構成されている。すなわち、一般の自動販売機では、庫内２の熱交換器３は蒸発器としてのみ使用され、庫内２を冷却するためだけに使用されている。なお、図９における１３はアキュムレータである。
【０００４】
これに対して、特開平５−２３３９４１号公報には、図１０に簡略的に示すように、冷却専用の庫内室２Ａと冷却／加温切換の庫内室２Ｂとを有し、庫内室２Ｂの商品を加温して使用する際に、この庫内室２Ｂの熱交換器３に高温の冷媒を通して凝縮器としても機能させ、この熱交換器３からの熱を利用して商品を加温するように図った構成が開示されている。なお、図１０における実線の矢印は、冷却／加温切換の庫内室２Ｂを冷却室として使用する場合の冷媒の流れ方向を示し、点線の矢印は、冷却／加温切換の庫内室２Ｂを加温室として使用する場合の冷媒の流れ方向を示す。
【０００５】
また、冷却／加温切換の庫内室２Ｂを加温して使用する際に、庫内温度が低い場合に、庫外ファン９を停止させることで凝縮器８の凝縮能力を低め、熱交換器３での凝縮温度を高めて熱交換器３からの排熱温度を高めるように構成されている。
【０００６】
この構成によれば、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３からの熱が庫内室２Ｂの加温用として用いられるので、庫外６の凝縮器８からの排熱量を減少させることができるとともに、ヒータ１の発熱量を小さめのもので済ますことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平５−２３３９４１号公報の構成によれば、一般的な気温である１５℃（日本の平均気温）で運転すると、加温する庫内室２Ｂでの熱交換器３の温度は４０℃程度までしか上昇しない。つまり、ヒータ１を用いて商品温度が５５℃前後となるように設定している場合には、庫内室２Ｂの空気の温度もほぼ同じ温度であるため、熱交換器３を凝縮器として機能させると、凝縮器として用いる熱交換器３の発熱温度が４０℃であるため、かえって庫内室２Ｂおよび庫内室２Ｂの商品が冷却されてしまうこととなる。
【０００８】
また、庫内室２Ｂを加温する設定において庫内温度が低い場合に、庫外ファン９を停止させると、庫外６の凝縮器８の凝縮能力が不足してしまい、加温する庫内室２Ｂの熱交換器３での加熱熱量は得ることができる一方で、他の冷却すべき庫内室２Ａの熱交換器３の蒸発器としての機能が低下して、この庫内室２Ａの商品温度が上昇する課題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するもので、庫外の凝縮器からの排熱量を減少させたり、ヒータの発熱量を小さめのもので済ますことができたりしながら、加温設定の庫内室の熱交換器によってその庫内の空気や商品が冷却されるようなことを防止でき、しかも、冷却すべき庫内室の熱交換器の蒸発器としての機能が低下することを最小限に抑えることができる自動販売機の冷却加温装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、庫内が、冷却専用の冷却室と冷却と加温とに切換可能な冷却／加温室とに複数分割され、各室に熱交換器が配設され、圧縮機および凝縮器を有する１つの冷凍サイクルに前記複数の熱交換器が並列に接続可能に構成され、庫外に、冷凍サイクルの凝縮器を冷却する庫外ファンが設けられ、冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷凍サイクルの圧縮機からの高温冷媒を前記冷却／加温室の熱交換器を介して冷凍サイクルの凝縮器に流すことを可能に構成した自動販売機の冷却加温装置であって、外気温検出手段を設け、この外気温検出手段で検出した外気温が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、外気温が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成したことを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、外気温が所定温度よりも低い場合には、庫外ファンを運転する際の運転率が小さくなるので、その運転率を低下させた分だけ凝縮器の凝縮能力が低くなり、熱交換器での凝縮温度を高めて熱交換器からの排熱温度を高めることができ、加温すべき庫内室の温度がかえって低くなるようなことを防止できる。また、この際でも、庫外ファンを停止することなく、運転しているので、庫外の凝縮器の凝縮能力が不足することを最小限に抑えることができ、他の冷却すべき庫内室の商品温度が上昇することを防止できる。また、外気温が所定温度よりも高い場合には、庫外ファンを高い運転率で運転するので、他の冷却すべき庫内室を良好に冷却することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、庫内が、冷却専用の冷却室と冷却と加温とに切換可能な冷却／加温室とに複数分割され、各室に熱交換器が配設され、圧縮機および凝縮器を有する１つの冷凍サイクルに前記複数の熱交換器が並列に接続可能に構成され、庫外に、冷凍サイクルの凝縮器を冷却する庫外ファンが設けられ、冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷凍サイクルの圧縮機からの高温冷媒を前記冷却／加温室の熱交換器を介して冷凍サイクルの凝縮器に流すことを可能に構成した自動販売機の冷却加温装置であって、冷却／加温室内の熱交換器の出口温度を検出する熱交換器出口温度検出手段を設け、この熱交換器出口温度検出手段での検出温度が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、前記検出温度が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成したことを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、冷却／加温室内の熱交換器の出口温度が所定温度よりも低い場合には、庫外ファンを運転する際の運転率が小さくなるので、その運転率を低下させた分だけ凝縮器の凝縮能力が低くなり、熱交換器での凝縮温度を高めて熱交換器からの排熱温度を高めることができ、加温すべき庫内室の温度がかえって低くなるようなことを防止できる。また、この際でも、庫外ファンを停止することなく、運転しているので、庫外の凝縮器の凝縮能力が不足することを最小限に抑えることができ、他の冷却すべき庫内室の商品温度が上昇することを防止できる。また、外気温が所定温度よりも高い場合には、庫外ファンを高い運転率で運転するので、他の冷却すべき庫内室を良好に冷却することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明は、庫内が、冷却専用の冷却室と冷却と加温とに切換可能な冷却／加温室とに複数分割され、各室に熱交換器が配設され、圧縮機および凝縮器を有する１つの冷凍サイクルに前記複数の熱交換器が並列に接続可能に構成され、庫外に、冷凍サイクルの凝縮器を冷却する庫外ファンが設けられ、冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷凍サイクルの圧縮機からの高温冷媒を前記冷却／加温室の熱交換器を介して冷凍サイクルの凝縮器に流すことを可能に構成した自動販売機の冷却加温装置であって、冷凍サイクルの凝縮器の出口温度を検出する凝縮器出口温度検出手段を設け、この凝縮器出口温度検出手段での検出温度が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、前記検出温度が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成したことを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、冷凍サイクルの凝縮器の出口温度が所定温度よりも低い場合には、庫外ファンを運転する際の運転率が小さくなるので、その運転率を低下させた分だけ凝縮器の凝縮能力が低くなり、熱交換器での凝縮温度を高めて熱交換器からの排熱温度を高めることができ、加温すべき庫内室の温度がかえって低くなるようなことを防止できる。また、この際でも、庫外ファンを停止することなく、運転しているので、庫外の凝縮器の凝縮能力が不足することを最小限に抑えることができ、他の冷却すべき庫内室の商品温度が上昇することを防止できる。また、外気温が所定温度よりも高い場合には、庫外ファンを高い運転率で運転するので、他の冷却すべき庫内室を良好に冷却することができる。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の自動販売機の冷却加温装置において、冷却／加温室に設けられた加温用のヒータを制御する制御手段が設けられ、前記制御手段は、冷凍サイクルの圧縮機が停止され、かつ冷却／加温室の加熱要求があった際にヒータを通電制御することを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、ヒータは、冷却／加温室の加熱要求があった際でも、冷凍サイクルの圧縮機が駆動されている場合には通電されないため、省エネルギー化を最大限に図ることができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載の自動販売機の冷却加温装置において、冷却／加温室に設けられた加温用のヒータを制御する制御手段が設けられ、前記制御手段は、冷凍サイクルの圧縮機の駆動状態にかかわらず、冷却／加温室の加熱要求があった際にヒータを通電制御することを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、冷凍サイクルの圧縮機の駆動状態にかかわらず、冷却／加温室の加熱要求があった際にはヒータが通電されるため、省エネルギー化率は若干低下するものの、冷却／加温室が加温室として用いられる際にはヒータにより良好に加温される。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項１〜５の何れかに記載の自動販売機の冷却加温装置において、自動販売機に制御手段が設けられ、前記制御手段は、冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷却／加温室の温度が、加熱を停止させる温度よりも所定値だけ高い温度以下であった場合に、加温指示がない場合でも、冷却室の冷却指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行わせることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、冷却／加温室を加温室として使用する際に、この加温室が極めて高い温度（加熱を停止させる温度よりも所定値だけ高い温度）でない限り、冷却室の冷却指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転が行われるため、前記ヒートポンプ運転が行われる割合が大きくなって、省エネルギー化を最大限に図ることができる。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項１〜６の何れかに記載の自動販売機の冷却加温装置において、自動販売機に制御手段が設けられ、前記制御手段は、冷却室の温度が、冷却を開始させる温度よりも所定値だけ低い温度以下であった場合に、冷却指示がない場合でも、冷却／加温室の加温指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行わせることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、冷却／加温室を加温室として使用する際に、この加温室が極めて高い温度（加熱を停止させる温度よりも所定値だけ高い温度）でない限り、冷却室の冷却指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転が行われるため、前記ヒートポンプ運転が行われる割合が大きくなって、省エネルギー化を最大限に図ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかる自動販売機の冷却加温装置を図面に基づき説明する。なお、従来の自動販売機と同様な機能の構成要素には同符号を付す。
【００２５】
図２および図３に示すように、この自動販売機は、内箱１０内である庫内２が、２つの断熱壁１１により３つに仕切られて、２つの庫内室２Ａは冷却専用とされる一方、残りの１つの庫内室２Ｂは冷却／加温に切換自在とされている。そして、冷却／加温切換の庫内室２Ｂだけにヒータ１が配設され、また、各庫内室２Ａ、２Ｂにそれぞれ熱交換器３と庫内ファン４が配設されている。また、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの商品を加温して使用する際には、この庫内室２Ｂの熱交換器３に高温の冷媒を通して凝縮器としても機能させ、この熱交換器３からの熱を利用して商品を加温するようになっている。
【００２６】
したがって、全ての庫内室２Ａ、２Ｂを冷却室として使用する際には、図２に示すように、圧縮機７からの高温冷媒を冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３に送るバイパス回路２１に設けられた第１電磁弁１２ａと、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３からの冷媒を庫外６の凝縮器８へ戻すバイパス戻し回路２２に設けられた第２電磁弁１２ｂとを常時閉じ、圧縮機７から凝縮器８への回路に設けられた第３電磁弁１２ｃと、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３からの冷媒を圧縮機７側へ戻す回路に設けられた第５電磁弁１２ｅとを常時開け、その他の第４、第６、第７電磁弁１２ｄ、１２ｆ、１２ｇを冷却指示（冷却要求）に応じて開けて、圧縮機７からの冷媒を、各庫内室２Ａ、２Ｂのキャピラリチューブ５を介して各熱交換器３に並列に送ることで、各熱交換器３が蒸発器として機能して各庫内室２Ａ、２Ｂの空気ならびに商品が冷却される。
【００２７】
一方、冷却専用の庫内室２Ａを冷却室として使用し、冷却／加温切換の庫内室２Ｂを加温室として使用する際には、図３に示すように（ただし、図３は、庫内室２Ｂの熱交換器３に高温の冷媒を通して凝縮器としても機能させているヒートポンプ運転時を示している）、凝縮器８から冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３への冷媒送り回路に設けられた第４電磁弁１２ｄと、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３からの冷媒を圧縮機７側へ戻す回路に設けられた第５電磁弁１２ｅとを常時閉じ、凝縮器８から冷却専用の庫内室２Ａの熱交換器３への冷媒送り回路の第６、第７電磁弁１２ｆ、１２ｇを冷却指示（冷却要求）に応じて開け、バイパス回路２１およびバイパス戻し回路２２に設けられた第１、第２電磁弁１２ａ、１２ｂを加温指示（加温要求）に応じて開け、圧縮機７から凝縮器８への回路に設けられた第３電磁弁１２ｃと、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３からの冷媒を圧縮機７側へ戻す回路に設けられた第５電磁弁１２ｅとを加温指示（加温要求）に応じて閉じる。そして、庫内室２Ｂの熱交換器３を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行う際には、圧縮機７からの高温冷媒を、まず、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３に送ってこの熱交換器３を凝縮器として機能させて発熱させ、次に庫外６の凝縮器８に送って凝縮させた後に、冷却専用の庫内室２Ａの熱交換器３に送ってこれらの熱交換器３を蒸発器として機能させて、これらの庫内室２Ａの空気ならびに商品を冷却するようになっている。
【００２８】
また、各庫内室２Ａ、２Ｂにおける商品収納部２６の商品払出部２６ａ近傍箇所には、商品払出部２６ａの温度を検知する庫内温度センサ１４（または払出部の商品に当接して商品温度を検知する商品温度センサを用いてもよい）がそれぞれ設けられている。
【００２９】
さらに特に、本発明の自動販売機においては、図１、図４に示すように、外気の温度を検出する外気温検出手段としての外気温センサ２３が設けられており、自動販売機の制御部２０は、圧縮機７の運転を指示する際（圧縮機７が運転される際に庫外ファン９も運転される）に、外気温センサ２３にて外気温を検出させ、外気温検出センサ２３で検出した外気温が所定温度（この実施の形態では１５℃）よりも低い場合の庫外ファン９の運転率を、外気温が前記所定温度よりも高いときの庫外ファン９の運転率よりも、小さくなるように制御する。この実施の形態では、外気温が１５℃以下の場合では庫外ファン９の運転率を７％、外気温が１５℃を越えた場合では庫外ファン９の運転率が１０％となるように、制御部２０に設けた記憶部２０ａの各テーブル値に基づき、庫外ファン９が制御される。ここで、運転率とは、例えばパルス信号で断続運転全体におけるＯＮ時間の比率を称するが、必ずしもパルス信号でなくてもかまわない。なお、各庫内室２Ａ、２Ｂにおける庫内ファン４は、各熱交換器３を機能させる際に、一定の運転率で駆動される。
【００３０】
また、制御部２０は、少なくとも１つの庫内室２Ａの温度が冷却室上限温度（例えば１０℃）以上である場合には圧縮機７を駆動させ、両方の庫内室２Ａの温度が冷却室下限温度（例えば５℃）以下である場合に圧縮機７を停止させるように制御する。また、冷却／加温切換の庫内室２Ｂが冷却室として使用される場合も同様に運転する。
【００３１】
また、図５に示すように、制御部２０は、冷却／加温切換の庫内室２Ｂが加温室として使用される際には、庫内温度センサ１４による温度検知を行い、検知温度が加温室下限温度（例えば５５℃）以下である場合に加温指示を行う。そして、加温指示があった際には、圧縮機７が稼動されているかどうかを判定し、圧縮機７が稼動されている場合には、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３が凝縮器として機能されて加温するため、ヒータ１に通電しない。一方、圧縮機７が稼動されていない場合には、冷却／加温切換の庫内室２Ｂの熱交換器３が凝縮器として機能していないため、ヒータ１を通電させて、庫内室２Ｂ内を加温する。この後、加温室上限温度（例えば６０℃）に達するとヒータ１の通電を止めるように制御する。
【００３２】
上記構成において、外気温が１０℃である状態において、少なくとも１つの庫内室２Ａが冷却されつつあって圧縮機７が駆動されている状態で、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度が加温室下限温度である５５℃以下となったことが検知されると、ヒータ１が通電されることなく、図３に示すように、第３、第５の電磁弁１２ｃ、１２ｅについては閉じられた状態が維持されるが、第１、第２の電磁弁１２ａ、１２ｂが開けられて、庫内室２Ｂの熱交換器３が凝縮器として機能し、熱交換器３から発熱される（ヒートポンプ運転）。
【００３３】
この場合に、庫外ファン９の運転率が低い値（７％）で運転されるため、その運転率が低い分だけ庫外６の凝縮器８の凝縮能力が低くなって、凝縮器８から排出される冷媒の凝縮温度が高くなり、この結果、庫内室２Ｂの熱交換器３からの排熱温度を高めることができ、庫内室２Ｂの温度を５５℃に良好に維持できた。
【００３４】
これに対して、実験的に、庫外ファン９の運転率を高い値（１０％）で運転させると、その運転率が高い分だけ庫外６の凝縮器８の凝縮能力が高くなって、凝縮器８から排出される冷媒の凝縮温度が低くなり、この結果、庫内室２Ｂの熱交換器３からの排熱温度が低めとなって、庫内室２Ｂの庫内温度が５３℃に低下してしまった。
【００３５】
上記のことから、庫外ファン９の運転率を低い値（７％）で運転させることで、庫内室２Ｂの温度を良好に維持できることがわかる。また、この際に、冷却専用の庫内室２Ａの熱交換器３は蒸発器として機能しており、庫外ファン９の運転率が低い値であるため、庫外６の凝縮器８の凝縮能力が低めとなり、蒸発器として機能している蒸発器の冷却能力は若干低下するが、外気温が低いため、冷却専用の庫内室２Ａの商品は支障なく冷却される。
【００３６】
なお、冷却専用の庫内室２Ａが所定温度まで冷却されて、圧縮機７が停止された際に、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度がまだ５５℃に達していない場合には、ヒータ１が通電されて、このヒータ１により庫内室２Ｂ内が加温される。
【００３７】
ここで、［表１］に、外気温に対する庫外ファン９の運転率、ならびに省エネルギー率、商品温度（庫内温度）、判定結果を示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】
また、外気温が２０℃である状態において、少なくとも１つの庫内室２Ａが冷却されつつあって圧縮機７が駆動されている状態で、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度が５５℃以下となったことが検知された場合にも、ヒータ１が通電されることなく、庫内室２Ｂの熱交換器３が凝縮器として機能し、熱交換器３から発熱される。また、この際に、冷却専用の庫内室２Ａの熱交換器３は蒸発器として機能しているが、庫外ファン９の運転率が高い値であるため、庫外６の凝縮器８の凝縮能力が高めとなり、外気温が２０℃と、高めであっても、冷却専用の庫内室２Ａの熱交換器３により、冷却専用の庫内室２Ａの商品は良好に冷却される。
【００４０】
この場合に、上記のように外気温が２０℃と比較的高い状態で、庫内室２Ｂの熱交換器３が凝縮器として機能して発熱することで、庫外ファン９の運転率を高め（１０％）に設定した場合でも、庫内室２Ｂの熱交換器３からの放熱温度が高いため、ヒータ１の運転率（ＯＮ時間）を効果的に低減させることができ、この結果、全体としての省エネルギー率は、［表１］に示すように、１１％となって、良好に省エネルギー化することができる。
【００４１】
ここで、ヒータ１のＯＮ時間についてだけ考えると、庫外ファン９の運転率を低い値（７％）に抑えた方が、庫内室２Ｂの熱交換器３からの放熱温度が高くなって、さらにヒータ１のＯＮ時間を減少させることができる。しかしながら、冷媒の温度を上げて凝縮性能を低下させた分だけ、圧縮機７による圧縮率を上げなければならず、外気温が２０℃と比較的高い状態では、圧縮機７の稼働時間が比較的大きく増加してこの圧縮機７での電力使用量が増加し、この結果、全体としての省エネルギー率は、［表１］に示すように、９％となって低下してしまい、省エネルギー化の観点からは適さないことがわかる。
【００４２】
なお、上記実施の形態においては、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度が５５℃以下である際に、圧縮機７を稼動していない場合に限ってヒータ１に通電していたが、これに限るものではなく、庫内室２Ｂの温度が５５℃以下である場合に、圧縮機７を稼動している時でも庫内室２Ｂの熱交換器３から放熱させると同時にヒータ１に通電して、両者により加温してもよい。この構成によれば、省エネルギー率は若干下がるが、庫内室２Ｂを素早く加温することができる。
【００４３】
また、上記実施の形態においては、少なくとも１つの庫内室２Ａが冷却されつつあって圧縮機７が駆動されている状態で、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度が５５℃以下となったことが検知された場合に、庫内室２Ｂの熱交換器３を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行わせるように構成した場合を述べたが、これに限るものではなく、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度が加温室下限温度である５５℃に近い温度（ただし、加温室下限温度よりも所定温度だけ高い温度、例えば５６℃）まで下がった場合に、このように加熱指示（加熱要求）がまだない状態でも、少なくとも１つの庫内室２Ａの温度が冷却室上限温度（１０℃）以上となって冷却指示があった時点で、ヒートポンプ運転を行わせてもよい。この場合には、ヒートポンプ運転による庫内室２Ｂの加温割合が増加して、ヒータ１の使用時間をさらに減少させることができるため、さらに、省エネルギー率を向上できる。
【００４４】
また、上記実施の形態においては、加温室として使用されている庫内室２Ｂの温度が加温室下限温度である５５℃よりも低くなって加温要求（加温指示）があった場合でも、少なくとも１つの冷却専用の庫内室２Ａの温度が冷却室上限温度である１０℃よりも高くならない限りは、ヒートポンプ運転を行わせないように構成した場合を述べたが、これに限るものではなく、加温要求（加温指示）があった場合において、少なくとも１つの冷却専用の庫内室２Ａの温度が冷却室上限温度である１０℃に近い温度（ただし、冷却室上限温度よりも所定温度だけ低い温度、例えば９℃）まで上がった時点で、ヒートポンプ運転を行わせてもよい。この場合にも、ヒートポンプ運転による庫内室２Ｂの加温割合が増加して、ヒータ１の使用時間をさらに減少させることができるため、さらに、省エネルギー率を向上できる。
【００４５】
また、上記実施の形態においては、外気温が１５℃以下の場合と、外気温が１５℃を越えた場合との２段階で庫外ファン９の運転率を切り替えるように構成した場合を述べたが、これに限るものではなく、外気温に応じて運転率を３段階以上に切り換えてもよいことはもちろんである。
【００４６】
さらに、上記実施の形態においては、外気温に応じて庫外ファン９の運転率を所定割合で運転させた場合を述べたが、これに限るものではなく、外気温の代わりに、加温室として使用されている庫内室２Ｂの熱交換器３における出口温度を用いてもよい。すなわち、庫内室２Ｂの商品を加熱する温度と庫内室２Ｂの熱交換器３の出口温度とは密接な関係にあるので、庫内室２Ｂの熱交換器３の出口温度を測定する熱交換器出口温度センサ２４を設けて（図６参照）、ヒートポンプ運転開始時には庫外ファン９の運転率を２０％と高いテーブル値で運転し始める。しかし、このままの高い運転率で庫外ファン９を回転すると、商品加熱温度が不足する場合があるので、熱交換器出口温度が例えば５３℃以下になると庫外ファン９の運転率を１０％に下げ、それでも、所定時間内に５３℃に達しない場合には、さらに庫外ファン９の運転率を７％に下げる。
【００４７】
この構成によれば、省エネルギー率の向上を最大限に得ることができると同時に、商品の温度を良好に維持することができる。
また、外気温の代わりに、庫外６の凝縮器８の出口温度を用いてもよい。すなわち、外気温が低くても、庫外６の凝縮器８に冷媒の目詰まりが発生すると、凝縮器８の出口温度が上昇し、この凝縮器８の出口温度と庫内室２Ｂの商品を加熱する温度とが密接な関係にあるので、庫外６の凝縮器８の出口温度を測定する凝縮器出口温度センサ２５を設けて（図７参照）、例えば、凝縮器出口温度が３８℃である場合には、庫外ファン９の運転率を７％とし、凝縮器出口温度が４６℃である場合には、庫外ファン９の運転率を１０％とし、これに準じて凝縮器出口温度に対応する最適な運転率を予め設定しておく。
【００４８】
この構成によれば、凝縮器出口温度毎に適した運転率を記憶テーブルとして有しておかなければならないとともに制御処理も若干煩雑となるけれども、庫内室２Ｂの商品を加熱する温度を特に的確に制御することができる利点がある。
【００４９】
さらに、上記実施の形態においては、外気温や、加温室として使用されている庫内室２Ｂの熱交換器出口、庫外６の凝縮器８の出口温度に基づいて庫外ファン９の運転率を調節した場合を述べたが、これに限るものではなく、温度変化に基づいて庫外ファン９の断続運転の運転率を調整してもよい。例えば、所定時間内において外気温が急激に下がった場合には、庫外ファン９の運転率を１０％から７％などと、小さくなるように制御し、外気温が下降する変化割合が小さかったり、外気温が上昇している場合には、庫外ファン９の運転率を高めに維持したりしてもよい。
【００５０】
また、上記実施の形態においては、１室だけがヒータ１を有する場合を述べたが、複数の庫内室がヒータ１を有する場合にも適用できることはもちろんである。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、外気温検出手段で検出した外気温が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、外気温が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成したり、冷却／加温室内の熱交換器の出口温度が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、前記検出温度が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成したり、冷凍サイクルの凝縮器の出口温度が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、前記検出温度が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成したりすることにより、加温すべき庫内室の温度がかえって低くなるようなことを防止できると同時に、庫外の凝縮器の凝縮能力が不足することを最小限に抑えることができ、他の冷却すべき庫内室の商品温度が上昇することを防止でき、しかも、冷却すべき庫内室を良好に冷却することができ、これらにより信頼性が向上する。また、この構成を採用することにより、圧縮機の入力（消費電力）は４〜２０％増加するものの、ヒータの消費電力を良好に減少させることができて、全体としては１０％前後の省エネルギー化を達成することができる。
【００５２】
また、冷凍サイクルの圧縮機が停止され、かつ冷却／加温室の加熱要求があった際にヒータに通電制御することで、冷却／加温室の加熱要求があった際でも、冷凍サイクルの圧縮機が駆動されている場合にはヒータが通電されないため、省エネルギー化を最大限に図ることができる。
【００５３】
また、冷凍サイクルの圧縮機の駆動状態にかかわらず、冷却／加温室の加熱要求があった際にヒータに通電制御することで、省エネルギー化率は若干低下するものの、冷却／加温室が加温室として用いられる際にはヒータにより良好に加温される。
【００５４】
また、冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷却／加温室の温度が、加熱を停止させる温度よりも所定値だけ高い温度以下であった場合に、加温指示がない場合でも、冷却室の冷却指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行わせたり、冷却室の温度が、冷却を開始させる温度よりも所定値だけ低い温度以下であった場合に、冷却指示がない場合でも、冷却／加温室の加温指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行わせたりすることで、ヒートポンプ運転が行われる割合が大きくなって、省エネルギー化を最大限に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる自動販売機の断面図である。
【図２】同自動販売機の冷却加温装置における冷凍サイクルを示す図で、冷却用運転時の冷媒の流れを示している。
【図３】同自動販売機の冷却加温装置における冷凍サイクルを示す図で、ヒートポンプ運転時の冷媒の流れを示している。
【図４】同自動販売機の冷却加温装置のブロック図である。
【図５】同自動販売機の冷却加温装置における加温時の制御動作を示すフローチャートである。
【図６】本発明の他の実施の形態に係る自動販売機の冷却加温装置のブロック図である。
【図７】本発明のその他の実施の形態に係る自動販売機の冷却加温装置のブロック図である。
【図８】従来の自動販売機の断面図である。
【図９】同従来の自動販売機の冷却加温装置における冷凍サイクルを示す図である。
【図１０】その他の従来の自動販売機の冷却加温装置における冷凍サイクルを示す図である。
【符号の説明】１ ヒータ
２ 庫内
２Ａ，２Ｂ 庫内室
３ 熱交換器
４ 庫内ファン
５ キャピラリチューブ
６ 庫外
７ 圧縮機
８ 凝縮器
９ 庫外ファン
１０ 内箱
１２、１２ａ〜１２ｇ 電磁弁
１４ 庫内温度センサ
２０ 制御部
２１ バイパス回路
２２ バイパス戻し回路
２３ 外気温センサ
２４ 熱交換器出口温度センサ
２５ 凝縮器出口温度センサ
Claims (7)
- 庫内が、冷却専用の冷却室と冷却と加温とに切換可能な冷却／加温室とに複数分割され、
各室に熱交換器が配設され、圧縮機および凝縮器を有する１つの冷凍サイクルに前記複数の熱交換器が並列に接続可能に構成され、
庫外に、冷凍サイクルの凝縮器を冷却する庫外ファンが設けられ、
冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷凍サイクルの圧縮機からの高温冷媒を前記冷却／加温室の熱交換器を介して冷凍サイクルの凝縮器に流すことを可能に構成した自動販売機の冷却加温装置であって、
外気温検出手段を設け、
この外気温検出手段で検出した外気温が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、外気温が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成した
ことを特徴とする自動販売機の冷却加温装置。 - 庫内が、冷却専用の冷却室と冷却と加温とに切換可能な冷却／加温室とに複数分割され、
各室に熱交換器が配設され、圧縮機および凝縮器を有する１つの冷凍サイクルに前記複数の熱交換器が並列に接続可能に構成され、
庫外に、冷凍サイクルの凝縮器を冷却する庫外ファンが設けられ、
冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷凍サイクルの圧縮機からの高温冷媒を前記冷却／加温室の熱交換器を介して冷凍サイクルの凝縮器に流すことを可能に構成した自動販売機の冷却加温装置であって、
冷却／加温室内の熱交換器の出口温度を検出する熱交換器出口温度検出手段を設け、
この熱交換器出口温度検出手段での検出温度が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、前記検出温度が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成した
ことを特徴とする自動販売機の冷却加温装置。 - 庫内が、冷却専用の冷却室と冷却と加温とに切換可能な冷却／加温室とに複数分割され、
各室に熱交換器が配設され、圧縮機および凝縮器を有する１つの冷凍サイクルに前記複数の熱交換器が並列に接続可能に構成され、
庫外に、冷凍サイクルの凝縮器を冷却する庫外ファンが設けられ、
冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷凍サイクルの圧縮機からの高温冷媒を前記冷却／加温室の熱交換器を介して冷凍サイクルの凝縮器に流すことを可能に構成した自動販売機の冷却加温装置であって、
冷凍サイクルの凝縮器の出口温度を検出する凝縮器出口温度検出手段を設け、
この凝縮器出口温度検出手段での検出温度が所定温度よりも低い場合の庫外ファンの運転率を、前記検出温度が所定温度よりも高いときの庫外ファンの運転率よりも、小さくなるように構成した
ことを特徴とする自動販売機の冷却加温装置。 - 冷却／加温室に設けられた加温用のヒータを制御する制御手段が設けられ、
前記制御手段は、冷凍サイクルの圧縮機が停止され、かつ冷却／加温室の加熱要求があった際にヒータを通電制御する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の自動販売機の冷却加温装置。 - 冷却／加温室に設けられた加温用のヒータを制御する制御手段が設けられ、
前記制御手段は、冷凍サイクルの圧縮機の駆動状態にかかわらず、冷却／加温室の加熱要求があった際にヒータを通電制御する
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の自動販売機の冷却加温装置。 - 自動販売機に制御手段が設けられ、
前記制御手段は、冷却／加温室を加温室として使用する際に、冷却／加温室の温度が、加熱を停止させる温度よりも所定値だけ高い温度以下であった場合に、加温指示がない場合でも、冷却室の冷却指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行わせる
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の自動販売機の冷却加温装置。 - 自動販売機に制御手段が設けられ、
前記制御手段は、冷却室の温度が、冷却を開始させる温度よりも所定値だけ低い温度以下であった場合に、冷却指示がない場合でも、冷却／加温室の加温指示があった場合には、冷却／加温室の熱交換器を凝縮器として機能させるヒートポンプ運転を行わせる
ことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の自動販売機の冷却加温装置。
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