JP2005106404A - 加熱冷却システム - Google Patents

加熱冷却システム Download PDF

Info

Publication number
JP2005106404A
JP2005106404A JP2003341460A JP2003341460A JP2005106404A JP 2005106404 A JP2005106404 A JP 2005106404A JP 2003341460 A JP2003341460 A JP 2003341460A JP 2003341460 A JP2003341460 A JP 2003341460A JP 2005106404 A JP2005106404 A JP 2005106404A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
storage chamber
refrigerant
heating
heated
gas cooler
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2003341460A
Other languages
English (en)
Inventor
Haruhisa Yamazaki
晴久 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2003341460A priority Critical patent/JP2005106404A/ja
Priority to TW093120847A priority patent/TWI324241B/zh
Priority to CNA2004100686826A priority patent/CN1603717A/zh
Priority to AT04255564T priority patent/ATE420327T1/de
Priority to EP04255564A priority patent/EP1521045B1/en
Priority to ES04255564T priority patent/ES2320886T3/es
Priority to DE602004018884T priority patent/DE602004018884D1/de
Priority to US10/944,411 priority patent/US7487823B2/en
Priority to KR1020040077718A priority patent/KR20050031981A/ko
Publication of JP2005106404A publication Critical patent/JP2005106404A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D13/00—Stationary devices, e.g. cold-rooms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B1/00—Compression machines, plants or systems with non-reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/003—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the compression type system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
    • F25B2309/06—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide
    • F25B2309/061—Compression machines, plants or systems characterised by the refrigerant being carbon dioxide with cycle highest pressure above the supercritical pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/19—Pressures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2116—Temperatures of a condenser
    • F25B2700/21161—Temperatures of a condenser of the fluid heated by the condenser
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator
    • F25B2700/21171—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator
    • F25B2700/21173—Temperatures of an evaporator of the fluid cooled by the evaporator at the outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B40/00—Subcoolers, desuperheaters or superheaters

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
  • Defrosting Systems (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

【課題】 消費電力の低減を図ることができる加熱冷却システムを提供する。
【解決手段】 被加熱物を収容する第１の収容室５と被冷却物を収容する第２の収容室７とを備えた加熱冷却システム１００であって、コンプレッサ１０、ガスクーラ１２、減圧手段としてのキャピラリチューブ１４及びエバポレータ（蒸発器）１６等を順次環状に配管接続して成り、二酸化炭素を冷媒として用いる冷媒回路２０を備え、ガスクーラ１２により第１の収容室５内を加熱すると共に、エバポレータ１６により第２の収容室７内を冷却する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被加熱物を収容する第１の収容室と被冷却物を収容する第２の収容室とを備えた加熱冷却システムに関するものである。
従来この種加熱冷却システムは、図５に示すように断熱壁２０３にて冷却室２０７と加熱室２０５とに区画された貯蔵室２０１と、貯蔵室２０１の下側に配設された機械室２０９にて構成されている。そして、機械室２０９にはコンプレッサ２１０、ガスクーラ２１２、減圧手段としてのキャピラリチューブ２１４等が収容され、エバポレータ（蒸発器）２１６と共に冷媒回路２２０を構成している。また、加熱室２０５には電気ヒータ２４５が設置されており、当該電気ヒータ２４５にて加熱された空気をファン２５０により加熱室２０５内に送風することにより、加熱室２０５及び加熱室２０５内に収容された被加熱物を加熱する構成とされている。
ここで、図５を参照して従来の加熱冷却システム４００の動作を説明する。図示しない制御装置によりファン２５０の運転が開始され、電気ヒータ２４５に電力が供給されると、電気ヒータ２４５にて加熱された空気がファン２５０にて加熱室２０５内に循環される。これにより、加熱室２０５と当該加熱室２０５内に収容された被加熱物が加熱される。
また、制御装置はファン２１８及びファン２１９の運転を開始すると共に、コンプレッサ１０の図示しない駆動要素を起動する。これにより、コンプレッサ２１０の図示しない圧縮要素のシリンダ内に低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、ガスクーラ２１２に吐出される。
そして、冷媒ガスはガスクーラ２１２で放熱した後、内部熱交換器２３０、ストレーナ２３２を経てキャピラリチューブ２１４に入り、ここで圧力が低下され、エバポレータ２１６内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。尚、エバポレータ２１６における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン２１９の運転により、冷却室２０７内に循環され、冷却室２０７及び当該冷却室２０７内に収容された被冷却物を冷却する（特許文献１参照）。
特開平６−１８１５６号公報
上述の如く、従来の加熱冷却システムでは電気ヒータにて加熱室を加熱し、冷媒回路のエバポレータにて冷却室を冷却するものとされていたが、加熱室を電気ヒータのみで加熱した場合、消費電力が大きくなるため問題となっていた。
また、係る従来の加熱冷却システムでは冷媒回路のガスクーラと熱交換した空気は当該加熱冷却システムの外部に排気されていた。
請求項１の発明の加熱冷却システムでは、被加熱物を収容する第１の収容室と被冷却物を収容する第２の収容室とを備えたものであって、コンプレッサ、ガスクーラ、減圧手段及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成り、二酸化炭素を冷媒として用いる冷媒回路を備え、ガスクーラにより第１の収容室内を加熱すると共に、蒸発器により第２の収容室内を冷却するものである。
請求項２の発明の加熱冷却システムでは、被加熱物を収容する第１の収容室と被冷却物を収容する第２の収容室とを備えたものであって、コンプレッサ、ガスクーラ、減圧手段及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成り、二酸化炭素を冷媒として用いる冷媒回路と、第１の収容室内と交熱的に設けられたダクトと、ガスクーラと熱交換した空気をダクト内に送風するための第１の送風手段と、蒸発器と熱交換した空気を第２の収容室内に送風するための第２の送風手段とを備えたものである。
請求項１の発明によれば、加熱特性の良好な二酸化炭素を冷媒とし、ガスクーラにより第１の収容室内を加熱すると共に、蒸発器により第２の収容室内を冷却するので、第１の収容室内を充分に加熱することができるようになる。
これにより、第１の収容室を電気ヒータ等の発熱体を用いた場合にも、係る発熱体の容量を小さくすることができるので、消費電力の低減を図ることができるようになる。
請求項２の発明によれば、加熱特性の良好な二酸化炭素を冷媒とし、ガスクーラにより第１の収容室内を加熱すると共に、蒸発器により第２の収容室内を冷却するので、第１の収容室内を充分に加熱することができるようになる。
これにより、第１の収容室を電気ヒータ等の発熱体を用いた場合にも、係る発熱体の容量を小さくすることができるので、消費電力の低減を図ることができるようになる。
また、ガスクーラと熱交換した空気をダクト内に送風して加熱し、このダクトの輻射熱にて第１の収容室を加熱することで、冷媒回路の高圧側の配管が破損した場合であっても第１の収容室が汚染される不都合を回避することができるようになる。これにより、加熱冷却システムの信頼性の改善を図ることができるようになる。
本発明は、係る従来技術を解決するために、消費電力の低減を図ることができる加熱冷却システムを提供することを目的とする。以下に図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。
図１は本発明を適用した一実施例の加熱冷却システム１００の内部構成図である。尚、本発明の加熱冷却システムはショーケースや自動販売機、エアコン又は冷温蔵庫等に使用可能なものである。
図１において、１は加熱冷却システム１００の貯蔵室であり、この貯蔵室１は断熱部材にて囲繞さている。この貯蔵室１は断熱壁３にて区画されており、一方（図１では断熱壁３の左側の空間）には被加熱物を収容するための第１の収容室５が形成され、他方（図では断熱壁３の右側の空間）には被冷却物を収容するための第２の収容室７が形成されている。また、貯蔵室１の下部には後述する冷媒回路２０の一部を構成するコンプレッサ１０、減圧手段としてのキャピラリチューブ１４等が収容された機械室９が設けられている。
第１の収容室５には後述する冷媒回路２０のガスクーラ１２と、当該ガスクーラ１２と熱交換した空気を第１の収容室５内に送風（循環）するための第１の送風手段としてのファン１８が設置されている。
また、第２の収容室７には冷媒回路２０のエバポレータ（蒸発器）１６と、当該エバポレータ１６と熱交換した空気を第２の収容室７内に送風（循環）するための第２の送風手段としてのファン１９が設置されている。
一方、図１において２０は前述した冷媒回路であり、この冷媒回路２０は、コンプレッサ１０、前記ガスクーラ１２、減圧手段としてのキャピラリチューブ１４及びエバポレータ１６等を順次環状に配管接続することにより構成されている。
即ち、コンプレッサ１０の冷媒吐出管２４は第１の収容室５に設置されたガスクーラ１２の入口に接続されている。ここで、実施例のコンプレッサ１０は二酸化炭素（ＣＯ2）を冷媒として使用するコンプレッサであり、このコンプレッサ１０は図示しない密閉容器内に設けられて駆動要素とこの駆動要素により駆動される圧縮要素にて構成されている。
図中２２はコンプレッサ１０の図示しない圧縮要素のシリンダ内に冷媒を導入するための冷媒導入管であり、この冷媒導入管２２の一端は図示しない圧縮要素のシリンダと連通している。この冷媒導入管２２は後述する内部熱交換器３０を通過し、他端は第２の収容室７に設置されたエバポレータ１６の出口に接続されている。
また、前記冷媒吐出管２４は前記第２の回転圧縮要素で圧縮された冷媒をガスクーラ１２に吐出させるための冷媒配管である。
ガスクーラ１２を出た冷媒配管２６は前記内部熱交換器３０を通過する。尚、前述した内部熱交換器３０は第１の収容室５のガスクーラ１２から出たコンプレッサ１０からの高圧側の冷媒と第２の収容室７のエバポレータ１６から出た低圧側の冷媒とを熱交換させるためのものである。
そして、内部熱交換器３０を通過した高圧側の冷媒配管２６は、ストレーナ３２の一端に接続されている。このストレーナ３２は冷媒回路２０内を循環する冷媒ガスに混入した塵埃や切削屑などの異物を確保して濾過するためのものであり、ストレーナ３２の一端側に形成された開口部とこの開口部からストレーナ３２の他端側に向けて細くなる略円錐形状を呈した図示しないフィルターを備えて構成されている。このフィルターの開口部はストレーナ３２の一端に接続された冷媒配管２６に密着した状態で装着されている。
ストレーナ３２の他端に接続された冷媒配管２８はキャピラリチューブ１４を経て前記第２の収容室７のエバポレータ１６の入口に接続されている。
前記冷媒配管２６には冷媒回路２０の高圧側の冷媒ガスの圧力を検出するための高圧スイッチ３４が設けられており、これは図示しない制御装置に接続されている。当該制御装置は加熱冷却システム１００の制御を司る制御装置であり、係る高圧スイッチ３４等からの出力に基づきコンプレッサ１０やファン１８及びファン１９の運転をそれぞれ制御している。
以上の構成で次に本発明の加熱冷却システム１００の動作を説明する。図示しない制御装置は第１の収容室５に設置されたファン１８及び第２の収容室７に収容されたファン７の運転を開始すると共に、コンプレッサ１０の駆動要素を起動する。これにより、冷媒導入管２２からコンプレッサ１０の図示しない圧縮要素のシリンダ内に低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管２４からコンプレッサ１０の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されており、この冷媒吐出管２４から吐出された冷媒ガスは第１の収容室５内に設置されたガスクーラ１２に流入する。
ここで、コンプレッサ１０で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮せず、超臨界状態で運転される。そして、係る高温高圧の冷媒ガスはガスクーラ１２で放熱する。尚、前記ファン１８の運転により、ガスクーラ１２における高温高圧の冷媒の放熱によって加熱され、高温となった空気は第１の収容室５内に循環され、第１の収容室５及び当該第１の収容室５内に収容された被加熱物を加熱する。
また、本発明では冷媒として二酸化炭素を使用しているため、上述の如くガスクーラ１２にて冷媒が凝縮しないので、ガスクーラ１２での熱交換能力が著しく高く、第１の収容室５内の空気を充分に高温にすることができる。これにより、従来のように電気ヒータを使用することなく、第１の収容室５及び第１の収容室５内に収容された被加熱物を高温に加熱することができるようになる。
一方、ガスクーラ１２を出た冷媒は、次に、内部熱交換器３０を通過する。冷媒はそこでエバポレータ１６から出た低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。この内部熱交換器３０の存在により、ガスクーラ１２を出て、内部熱交換器３０を通過する冷媒は、低圧側の冷媒に熱を奪われるので、この分、当該冷媒の過冷却度が大きくなる。そのため、エバポレータ１６における冷却能力が向上する。
係る内部熱交換器３０で冷却された高圧側の冷媒ガスはストレーナ３２を経てキャピラリチューブ１４に至る。尚、キャピラリチューブ１４の入口では冷媒ガスはまだ超臨界の状態である。冷媒はキャピラリチューブ１４における圧力低下により、気体／液体の二相混合体とされ、その状態で第２の収容室７に設置されたエバポレータ１６内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。尚、エバポレータ１６における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン１９の運転により、第２の収容室７内に循環され、第２の収容室７及び当該第２の収容室７に収容された被冷却物を冷却する。
そして、冷媒はエバポレータ１６から流出して、冷媒導入管２２に入り内部熱交換器３０に至る。そこで前述の高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受ける。ここで、エバポレータ１６で蒸発して低温となり、エバポレータ１６を出た冷媒は、完全に気体の状態ではなく液体が混在した状態となる場合もあるが、内部熱交換器３０を通過させて高圧側の高温冷媒と熱交換させることで、冷媒が加熱される。この時点で、冷媒の過熱度が確保され、完全に気体となる。
これにより、エバポレータ１６から出た冷媒を確実にガス化させることができるようになるので、低圧側にアキュムレータなどを設けること無く、コンプレッサ１０に液冷媒が吸い込まれる液バックを確実に防止し、コンプレッサ１０が液圧縮にて損傷を受ける不都合を回避することができるようになる。従って、加熱冷却システム１００の信頼性の向上を図ることができるようになる。
尚、内部熱交換器３０で加熱された冷媒は、冷媒導入管２２からコンプレッサ１０の圧縮要素に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
このように、冷媒回路２０のガスクーラ１２と熱交換した空気をファン１８にて第１の収容室５内に循環することで第１の収容室５内に収容された被加熱物を加熱することができるようになる。また、当該冷媒回路２０内のエバポレータ１２と熱交換した空気をファン１９にて第２の収容室７内に循環することで第２の収容室７内に収容された被冷却物を冷却することができるようになる。
特に、前述の如く加熱特性の良好な二酸化炭素を冷媒として使用することで、従来外部に排気されていたガスクーラ１２と熱交換した空気を利用して第１の収容室５を加熱することができるようになるので、電気ヒータ等の発熱体や格別な加熱装置を設置することなく、第１の収容室５及び当該第１の収容室５に収容された被加熱物を加熱することができるようになる。これにより、加熱冷却システム１００の消費電力を著しく低減することができるようになる。
次に、図２を参照して本発明の加熱冷却システムの他の実施例について説明する。図２はこの場合の加熱冷却システム２００の内部構成図を示している。尚、図２において図１と同一の符号が付されているものは同一、若しくは、同様の効果を奏するものとする。
図２において、４０は第１の収容室５と交熱的に設けられたダクトであり、このダクト４０の一端は機械室９に設置されたガスクーラ１２にて開口している。また、ダクト４０の他端は貯蔵室１の上方にて開口し、加熱冷却システム２００の外部と連通している。そして、ファン１８によりガスクーラ１２と熱交換した空気をダクト４０内に送風する構成とされている。
一方、第１の収容室５内には、当該第１の収容室５内を加熱するための電気ヒータ４５と、この電気ヒータ４５にて加熱された空気を第１の収容室５内に循環するためのファン４７が設けられている。
次に、この場合の加熱冷却システム２００の動作を説明する。図示しない制御装置は機械室９内に設置されたファン１８、第２の収容室７に設置されたファン１９及び第１の収容室５内に設置されたファン４７の運転を開始すると共に、コンプレッサ１０の駆動要素を起動する。また、制御装置は電気ヒータ４５への電力供給を開始する。そして、前記ファン４７により、電気ヒータ４５にて加熱された空気が第１の収容室５内を循環し、第１の収容室５及び当該第１の収容室５内に収容された被加熱物を加熱する。また、前記駆動要素の起動により、冷媒導入管２２からコンプレッサ１０の図示しない圧縮要素のシリンダ内に低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管２４からコンプレッサ１０の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されており、この冷媒吐出管２４から吐出された冷媒ガスは機械室９内に設置されたガスクーラ１２に流入する。
ここで、コンプレッサ１０で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮せず、超臨界状態で運転される。そして、係る高温高圧の冷媒ガスはガスクーラ１２で放熱する。尚、前記ファン１８の運転により、ガスクーラ１２における高温高圧の冷媒の放熱によって加熱され、高温となった空気はダクト４０内に送風される。これにより、ダクト４０内が加熱される。係るダクト４０は第１の収容室５と交熱的に設けられているため、当該ダクト４０の輻射熱により第１の収容室５が加熱される。これにより、第１の収容室５及び第１の収容室５内に収容された被加熱物も加熱することができるようになる。
従って、第１の収容室５及び第１の収容室５内に収容された被加熱物を当該ダクト４０からの輻射熱と、電気ヒータ４５にて加熱されファン４７にて循環される空気の両方にて加熱することができるようになる。このように、ダクト４０からの輻射熱にて第１の収容室５を加熱することで、電気ヒータ４５の容量を大きくすること無く、第１の収容室５を充分に加熱することができるようになるので、消費電力の低減を図ることができるようになる。
更に、二酸化炭素のような高圧側の冷媒圧力が非常に高くなる冷媒を使用した場合、係る高圧により冷媒回路２０の高圧側の冷媒配管が破損する恐れがあるが、本実施例ではガスクーラ１２を機械室９に設置し、当該ガスクーラ１２と熱交換した空気をファン１８によりダクト４０内に送風し、ダクト４０からの輻射熱にて第１の収容室５を加熱するものとしたので、万が一、冷媒回路２０の高圧側の配管が損傷した場合であっても、第１の収容室５内が汚染される不都合を防ぐことができる。これにより、高圧側の冷媒回路の破損による被害を最小限に抑えることができるようになり、二酸化炭素冷媒を使用した冷媒回路２０を備えた加熱冷却システム２００の信頼性の改善を図ることができるようになる。
一方、ガスクーラ１２を出た冷媒は、次に、内部熱交換器３０を通過する。冷媒はそこでエバポレータ１６から出た低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却され、ストレーナ３２を経てキャピラリチューブ１４に至る。そして、キャピラリチューブ１４における圧力低下で冷媒は気体／液体の二相混合体とされ、その状態で第２の収容室７に設置されたエバポレータ１６内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。尚、エバポレータ１６における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン１９の運転により、第２の収容室７内に循環され、第２の収容室７及び当該第２の収容室７に収容された被冷却物を冷却する。
そして、冷媒はエバポレータ１６から流出して、冷媒導入管２２に入り前述の如く内部熱交換器３０を通過する過程で高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受けた後、冷媒導入管２２からコンプレッサ１０の圧縮要素に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
次に、図３及び図４を参照して本発明の加熱冷却システムのもう一つの他の実施例について説明する。図３及び図４はこの場合の加熱冷却システム３００の内部構成図を示している。また、図３及び図４において図１又は図２と同一の符号が付されているものは同一、若しくは、同様の効果を奏するものとする。
図３及び図４において、３６はガスクーラ１２と熱交換した後の空気の温度を検出するための検出手段としての温度センサであり、当該温度センサ３６は後述する制御装置１１０に接続されている。また、３７は第１の収容室５内の空気温度を検出するための温度センサであり、温度センサ３７は制御装置１１０に接続されている。また、３８は第２の収容室７内の空気温度を検出するための温度センサであり、当該温度センサ３８も上記温度センサ３６及び温度センサ３７と同様に制御装置１１０に接続されている。
一方、ダクト４０の一端の開口付近には、加熱冷却システム３００の外部と連通された連通孔５０が形成されており、この連通孔５０は切替板５５にて開閉可能とされている。この切替板５５はファン１８によりガスクーラ１２と熱交換した空気をダクト４０内に送風するか、連通孔５０から外部に排出するかを切り換えるためのものであり、当該切替板５５の切り換えは制御装置１１０にて制御されるモータやソレノイドによって行われる。
ここで、制御装置１１０は加熱冷却システム１００の制御を司る制御装置であり、制御装置１１０の入力には前記高圧スイッチ３４、温度センサ３６、温度センサ３７、温度センサ３８が接続されている。そして、これらの入力に基づいて、出力に接続されたコンプレッサ１０やファン１８、第２の収容室７のファン１９及び第１の収容室５のファン４７が制御される。更に、制御装置１１０は温度センサ３６にて検出されるガスクーラ１２と熱交換した後の空気温度と温度センサ３７にて検出される第１の収容室５内の空気温度により前記切替板５５を制御している。
即ち、温度センサ３７にて検出される第１の収容室５内の温度より温度センサ３６にて検出されるガスクーラ１２と熱交換した後の空気が高い場合、制御装置１１０は、図３に示す如くダクト４０を開放し、連通孔５０を閉塞して、ファン１８によりガスクーラ１２と熱交換した空気がダクト４０内に流れるようする。一方、温度センサ３７にて検出される第１の収容室５内の温度よりも温度センサ３６にて検出されるガスクーラ１２と熱交換した後の空気が低い場合、制御装置１１０はガスクーラ１２による第１の収容室５内の加熱を禁止するものとして、図４に示す如く連通孔５０を開放し、前記切替板５５によりダクト４０を閉塞して、ガスクーラ１２からの空気がダクト４０内に流れないようにする。
以上の構成でこの場合の加熱冷却システム３００の動作を説明する。制御装置１１０は機械室９内に設置されたファン１８、第２の収容室７に設置されたファン１９及び第１の収容室５内に設置されたファン４７の運転を開始すると共に、コンプレッサ１０の駆動要素を起動する。また、制御装置１１０は電気ヒータ４５への電力供給を開始する。これにより、上記実施例の如くファン４７により、電気ヒータ４５にて加熱された空気が第１の収容室５内を循環し、第１の収容室５及び当該第１の収容室５内に収容された被加熱物を加熱する。
また、前記駆動要素の起動により、冷媒導入管２２からコンプレッサ１０の図示しない圧縮要素のシリンダ内に低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管２４からコンプレッサ１０の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されており、この冷媒吐出管２４から吐出された冷媒ガスは機械室９内に設置されたガスクーラ１２に流入し、放熱する。
ここで、上述の如く温度センサ３７にて検出される第１の収容室５内の温度より温度センサ３６にて検出されるガスクーラ１２と熱交換した後の空気が高い場合、制御装置１１０は、図３に示す如くダクト４０を開放し、連通孔５０を閉塞する。
これにより、ガスクーラ１２における高温高圧の冷媒の放熱によって加熱され、高温となった空気は前記ファン１８の運転により、ダクト４０内に送風され、ダクト４０内が加熱される。係るダクト４０は第１の収容室５と交熱的に設けられているため、当該ダクト４０の輻射熱により第１の収容室５が加熱される。これにより、第１の収容室５内に収容された被加熱物も加熱することができるようになる。
従って、上記実施例と同様に第１の収容室５及び第１の収容室５内に収容された被加熱物は当該ダクト４０からの輻射熱と、電気ヒータ４５にて加熱されファン４７にて循環される空気の両方にて加熱することができるようになる。これにより、第１の収容室５の加熱効率が向上する。このように、ダクト４０からの輻射熱にて第１の収容室５を加熱することで、電気ヒータ４５の容量を大きくすること無く、第１の収容室５を充分に加熱することができるようになるので、消費電力の低減を図ることができるようになる。
他方、温度センサ３７にて検出される第１の収容室５内の温度よりも温度センサ３６にて検出されるガスクーラ１２と熱交換した後の空気が低い場合、制御装置１１０はガスクーラ１２による第１の収容室５内の加熱を禁止するものとして、図４に示す如く連通孔５０を開放し、前記切替板５５によりダクト４０を閉塞する。
これにより、ガスクーラ１２と熱交換した空気はダクト４０内に送風されること無く、ファン１８により連通孔５０から加熱冷却システム３００の外部に排出される。従って、第１の収容室５が当該第１の収容室５内の温度より低いガスクーラ１２と熱交換した空気にて冷却される不都合を未然に回避することができるようになる。
このように、温度センサ３７にて検出される第１の収容室５内の温度より温度センサ３７にて検出されるガスクーラ１２と熱交換した後の空気の温度が高い場合には、前述の如く制御装置１１０によりダクト４０内にガスクーラ１２と熱交換した空気が送風され、第１の収容室５内に設置された電気ヒータ４５と当該ダクト４０からの輻射熱にて第１の収容室５を加熱することができるようになる。これにより、第１の収容室５の加熱効率を向上させることができる。
更に、温度センサ３７にて検出される第１の収容室５内の温度よりも温度センサ３７にて検出されるガスクーラ１２と熱交換した後の空気の温度が低い場合には、制御装置１１０によりダクト４０内にガスクーラ１２と熱交換した空気が送風されないため、第１の収容室５が冷却される不都合を未然に回避することができるようになる。
総じて、加熱冷却システム３００における第１の収容室５の加熱効率を改善しながら、消費電力の低減を図ることができるようになる。
他方、ガスクーラ１２を出た冷媒は、次に、内部熱交換器３０を通過する。冷媒はそこでエバポレータ１６から出た低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却され、ストレーナ３２を経てキャピラリチューブ１４に至る。そして、キャピラリチューブ１４における圧力低下で冷媒は気体／液体の二相混合体とされ、その状態で第２の収容室７に設置されたエバポレータ１６内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。尚、エバポレータ１６における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン１９の運転により、第２の収容室７内に循環され、第２の収容室７及び当該第２の収容室７に収容された被冷却物を冷却する。
そして、冷媒はエバポレータ１６から流出して、冷媒導入管２２に入り前述の如く内部熱交換器３０を通過する過程で高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受けた後、冷媒導入管２２からコンプレッサ１０の圧縮要素に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
本発明の一実施例の加熱冷却システムの内部構成図である。 本発明の実施例２の加熱冷却システムの内部構成図である。 本発明の実施例３の加熱冷却システムの内部構成図である。 図３の加熱冷却システムのダクトが閉塞され、連通孔が開放された内部構成図である。 従来の加熱冷却システムの内部構成図である。
符号の説明
１ 貯蔵室
３ 断熱壁
５ 第１の収容室
７ 第２の収容室
９ 機械室
１０ コンプレッサ
１２ ガスクーラ
１４ キャピラリチューブ
１６ エバポレータ
１８、１９、４７ ファン
２０ 冷媒回路
２２ 冷媒導入管
２４ 冷媒吐出管
２６、２８ 冷媒配管
３０ 内部熱交換器
３２ ストレーナ
３４ 高圧スイッチ
３６、３７、３８ 温度センサ
４０ ダクト
４５ 電気ヒータ
５０ 連通孔
５５ 切替板
１００、２００、３００ 加熱冷却システム
１１０ 制御装置

Claims (2)

  1. 被加熱物を収容する第１の収容室と被冷却物を収容する第２の収容室とを備えた加熱冷却システムであって、
    コンプレッサ、ガスクーラ、減圧手段及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成り、二酸化炭素を冷媒として用いる冷媒回路を備え、
    前記ガスクーラにより前記第１の収容室内を加熱すると共に、前記蒸発器により前記第２の収容室内を冷却することを特徴とする加熱冷却システム。
  2. 被加熱物を収容する第１の収容室と被冷却物を収容する第２の収容室とを備えた加熱冷却システムであって、
    コンプレッサ、ガスクーラ、減圧手段及び蒸発器等を順次環状に配管接続して成り、二酸化炭素を冷媒として用いる冷媒回路と、
    前記第１の収容室内と交熱的に設けられたダクトと、
    前記ガスクーラと熱交換した空気を前記ダクト内に送風するための第１の送風手段と、
    前記蒸発器と熱交換した空気を前記第２の収容室内に送風するための第２の送風手段とを備えたことを特徴とする加熱冷却システム。
JP2003341460A 2003-09-30 2003-09-30 加熱冷却システム Pending JP2005106404A (ja)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003341460A JP2005106404A (ja) 2003-09-30 2003-09-30 加熱冷却システム
TW093120847A TWI324241B (en) 2003-09-30 2004-07-13 Heating and cooling system
CNA2004100686826A CN1603717A (zh) 2003-09-30 2004-09-02 加热冷却系统
AT04255564T ATE420327T1 (de) 2003-09-30 2004-09-14 Heiz- und kühlsystem
EP04255564A EP1521045B1 (en) 2003-09-30 2004-09-14 Heating and cooling system
ES04255564T ES2320886T3 (es) 2003-09-30 2004-09-14 Sistema de calefaccion y refrigeracion.
DE602004018884T DE602004018884D1 (de) 2003-09-30 2004-09-14 Heiz- und Kühlsystem
US10/944,411 US7487823B2 (en) 2003-09-30 2004-09-20 Heating and cooling system
KR1020040077718A KR20050031981A (ko) 2003-09-30 2004-09-30 가열 냉각 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003341460A JP2005106404A (ja) 2003-09-30 2003-09-30 加熱冷却システム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005106404A true JP2005106404A (ja) 2005-04-21

Family

ID=34309067

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003341460A Pending JP2005106404A (ja) 2003-09-30 2003-09-30 加熱冷却システム

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7487823B2 (ja)
EP (1) EP1521045B1 (ja)
JP (1) JP2005106404A (ja)
KR (1) KR20050031981A (ja)
CN (1) CN1603717A (ja)
AT (1) ATE420327T1 (ja)
DE (1) DE602004018884D1 (ja)
ES (1) ES2320886T3 (ja)
TW (1) TWI324241B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101045188B1 (ko) 2011-04-22 2011-06-28 상 욱 김 초저온 해동 기계장치
CN103615829A (zh) * 2013-10-29 2014-03-05 大连葆光节能空调设备厂 二氧化碳热泵余热回收系统

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2158434A1 (de) * 2007-05-22 2010-03-03 INSTITUT FÜR LUFT- UND KÄLTETECHNIK GEMEINNÜTZIGE GESELLSCHAFT mbH Rückwandverflüssiger für haushaltskältegeräte
US20110042054A1 (en) * 2008-04-17 2011-02-24 Rajendra Vithal Ladkat Hot and cold storage
JP5183804B2 (ja) 2009-05-29 2013-04-17 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置、空気調和装置
CN104075488A (zh) * 2014-07-03 2014-10-01 安徽康佳同创电器有限公司 一种冰暖箱

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3590911A (en) * 1969-09-10 1971-07-06 Gen Electric Combination refrigerator including convertible compartment
US4014751A (en) * 1975-06-13 1977-03-29 Mccord James W Vapor generating and recovering apparatus
US4003798A (en) * 1975-06-13 1977-01-18 Mccord James W Vapor generating and recovering apparatus
DE3015525C2 (de) * 1980-04-23 1982-07-01 Langbein-Pfanhauser Werke Ag, 4040 Neuss Anlage zum Destillieren von Flüssigkeiten mit einer Wärmepumpe
US4556457A (en) * 1981-08-08 1985-12-03 Mccord James W Safety control device for vapor generating and recovering apparatus
US4572767A (en) * 1982-09-28 1986-02-25 Mccord James W Vapor generating and recovery apparatus
US4512157A (en) * 1983-02-07 1985-04-23 Wetzel Enterprises, Inc. Solar powered fluid heating system
US4697434A (en) * 1985-10-17 1987-10-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Prime mover driven air-conditioning and hot-water supplying system
JPH02185821A (ja) * 1989-01-12 1990-07-20 Diesel Kiki Co Ltd 自動車用空調装置
US5069273A (en) * 1990-10-12 1991-12-03 Duke Manufacturing Co. Food server
KR0140503B1 (ko) * 1993-02-25 1997-06-10 김광호 구획실의 기능을 변경할 수 있는 냉장고 및 그 제어방법
EP0848800B1 (fr) * 1995-09-08 2000-12-13 René Grandi Chariot mobile distributeur de plateaux-repas chauds et froids a remise en temperature et refrigeration a reserve autonome de frigories et ...
US5971290A (en) * 1997-04-30 1999-10-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Heat exchange system for electric vehicle
JP2000065444A (ja) * 1998-08-18 2000-03-03 Maeda Corp 冷蔵庫の廃熱の利用方法および冷蔵庫
US6073547A (en) * 1999-09-13 2000-06-13 Standex International Corporation Food temperature maintenance apparatus
US6272867B1 (en) * 1999-09-22 2001-08-14 The Coca-Cola Company Apparatus using stirling cooler system and methods of use
US6315039B1 (en) * 1999-11-09 2001-11-13 Standex International Corporation Bedside rethermalization unit
KR100357989B1 (ko) * 2000-05-24 2002-10-25 진금수 히트 펌프 시스템
JP2002090051A (ja) * 2000-09-19 2002-03-27 Tsugio Saito 冷温蔵庫
NO20005974D0 (no) 2000-11-24 2000-11-24 Sinvent As Kjöle- eller varmepumpesystem med varmeavgivelse ved endring i temperatur
US6550255B2 (en) * 2001-03-21 2003-04-22 The Coca-Cola Company Stirling refrigeration system with a thermosiphon heat exchanger
JP2003121015A (ja) * 2001-10-11 2003-04-23 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP4179927B2 (ja) * 2003-06-04 2008-11-12 三洋電機株式会社 冷却装置の冷媒封入量設定方法
US7025121B2 (en) * 2003-08-06 2006-04-11 Aladdin Temp-Rite, Llc Refrigeration/rethermalization food delivery system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101045188B1 (ko) 2011-04-22 2011-06-28 상 욱 김 초저온 해동 기계장치
CN103615829A (zh) * 2013-10-29 2014-03-05 大连葆光节能空调设备厂 二氧化碳热泵余热回收系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050031981A (ko) 2005-04-06
TW200517625A (en) 2005-06-01
US7487823B2 (en) 2009-02-10
EP1521045A3 (en) 2006-05-24
CN1603717A (zh) 2005-04-06
EP1521045A2 (en) 2005-04-06
US20050087334A1 (en) 2005-04-28
TWI324241B (en) 2010-05-01
ATE420327T1 (de) 2009-01-15
ES2320886T3 (es) 2009-05-29
EP1521045B1 (en) 2009-01-07
DE602004018884D1 (de) 2009-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5274184B2 (ja) ヒートポンプ式乾燥機
KR20050077761A (ko) 가열/냉각 시스템
JP2007218459A (ja) 冷凍サイクル装置および保冷庫
JP6057871B2 (ja) ヒートポンプシステム、及び、ヒートポンプ式給湯器
JP2004177067A (ja) ヒートポンプ式空気調和機
JP2005214558A (ja) 加熱／冷却システム
JP2008025901A (ja) 空気調和装置
JP2005106404A (ja) 加熱冷却システム
JP6159579B2 (ja) 水加熱装置
JP2006194526A (ja) 空気調和装置
JP2010014384A (ja) 冷却加熱装置
JP4075844B2 (ja) ヒートポンプ給湯装置
JPH10160271A (ja) 空気調和機
JP2005226912A (ja) 加熱／冷却システム
JP5274185B2 (ja) ヒートポンプ式乾燥機
JP2004184047A (ja) 空気調和機の室外機
JP2006194537A (ja) ヒートポンプ装置
JP5375333B2 (ja) 自動販売機
JP2005214557A (ja) 加熱冷却システム
KR20090070000A (ko) 공기조화기의 과부하 방지 장치
JP3900838B2 (ja) 冷凍装置
JP2016114319A (ja) 暖房システム
JP5481824B2 (ja) 自動販売機
JP2005214556A (ja) 加熱／冷却システム
JP2005214559A (ja) 加熱／冷却システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060621

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20081219

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081224

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090218

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090414

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090818