JP2005115824A - Warming system and vending machine using same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、炭化水素冷媒を使用した加温システムとそれを用いた自動販売機に関するものである。 The present invention relates to a heating system using a hydrocarbon refrigerant and a vending machine using the same.
近年、自動販売機に対する消費電力量削減の要求が高まってきており、消費電力量削減手段の一つとして、冷却によって生じる廃熱を利用した冷却加温システムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, demands for reducing power consumption for vending machines have increased, and a cooling and heating system using waste heat generated by cooling has been proposed as one of the means for reducing power consumption (for example, patent documents). 1).
以下、図面を参照しながら上記従来の自動販売機の冷却加温システムを説明する。 Hereinafter, the cooling and heating system of the conventional vending machine will be described with reference to the drawings.
図3は、従来の自動販売機の冷却加温システムの冷媒回路図である。図3に示すように、圧縮機10と熱源側熱交換器20を有する熱源側ユニット22と、利用側熱交換器30、32、34を有する利用側ユニット36、38、40からなり、熱源側熱交換器20が圧縮機10の冷媒吐出管50と冷媒吸込管52に切替弁54、56を介して分岐接続されている。冷媒吐出管50と分岐接続された高圧ガス管60、冷媒吸込管52と分岐接続された低圧ガス管62および熱源側熱交換器20と接続された液管64が設けられている。利用側熱交換器32、34がそれぞれ高圧ガス管60と低圧ガス管62に切替弁70、72、74、76を介して分岐接続され、利用側ユニット36、38、40がそれぞれ自動販売機の各庫内に配設されている。
FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram of a cooling and heating system of a conventional vending machine. As shown in FIG. 3, the heat
以上のように構成された自動販売機の冷却加温システムについて、以下その動作を説明する。 The operation of the vending machine cooling and heating system configured as described above will be described below.
まず、すべての庫内を冷却する場合には、切替弁54、72、76を開き、切替弁56、70、74を閉じることにより、圧縮機10から吐出された冷媒は、冷媒吐出管50を経て凝縮器として作用する熱源側熱交換器20を流れた後、液管64を経て蒸発器として作用する各利用側熱交換器30、32、34に分配されて流れ、再び低圧ガス管62で合流し、冷媒吸込管52を経て圧縮機10に吸い込まれる。これにより、すべての庫内が冷却される。次に、利用側ユニット36、38が配設された庫内を冷却し、利用側ユニット40が配設された庫内を加温する場合には、切替弁54、72、74を開き、切替弁56、70、76を閉じることによって、圧縮機10から吐出された冷媒の一部は冷媒吐出管50を経て凝縮器として作用する熱源側熱交換器20を流れるとともに、残りの冷媒は高圧ガス管60を経て凝縮器として作用する利用側熱交換器34を流れ、各熱交換器で凝縮した冷媒は、液管64を経て蒸発器として作用する利用側熱交換器30、32に流れ、再び低圧ガス管62で合流し、冷媒吸込管52を経て圧縮機10に吸い込まれる。これにより、利用側ユニット36、38が配設された庫内は冷却され、利用側ユニット40が配設された庫内は加温される。
しかしながら、上記従来の構成は、利用側熱交換器を冷却時には着霜しながら蒸発温度で利用する一方、加温時には凝縮温度よりも高い加熱蒸気の温度で使用するため、熱交換器の最適設計が困難であるとともに、圧縮機の能力と熱交換器の能力をバランスさせることが困難であり、システム効率が低下するという課題があった。 However, the above conventional configuration uses the heat exchanger at the evaporating temperature while frosting at the time of cooling, while using it at the heating steam temperature higher than the condensing temperature at the time of heating, so the optimum design of the heat exchanger However, it is difficult to balance the capacity of the compressor and the capacity of the heat exchanger, and there is a problem that the system efficiency is lowered.
本発明は、従来の課題を解決するもので、システム効率が高く、消費電力量が削減できる加温システムとそれを用いた自動販売機を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to solve the conventional problems, and to provide a heating system with high system efficiency and reduced power consumption and a vending machine using the heating system.
上記従来の課題を解決するために、本発明の加温システムとそれを用いた自動販売機は、 商品収納庫内を冷却可能に配置した冷却システムと、少なくとも一つの前記商品収納庫内を加温可能に配置した加温システムとを有し、冷媒として炭化水素冷媒を用いたものであり、入口と出口が近接するように構成された凝縮器を備えた加温システムである。 In order to solve the above conventional problems, the heating system of the present invention and a vending machine using the heating system are as follows: A cooling system arranged to cool the inside of the product storage; and a heating system arranged to heat the inside of the at least one of the product storages, using a hydrocarbon refrigerant as a refrigerant; And a condenser configured to be close to the outlet.
これによって、加温システムに最適な熱交換器を設計することが可能となり、熱交換効率を高めることができるとともに、冷媒として炭化水素冷媒を用いることにより、高いシステム効率が得られ、消費電力量が削減でき、かつ、入口と出口が近接するように構成された凝縮器を備えることにより、入口側の凝縮温度よりも高い加熱蒸気と、出口側の液冷媒との間で熱交換されるため、少ない冷媒量で効果的に凝縮することができ、可燃性である炭化水素冷媒のシステム封入量を削減することが可能となり、システムの安全性を高めることができる。 This makes it possible to design an optimal heat exchanger for the heating system, increase the heat exchange efficiency, and by using a hydrocarbon refrigerant as the refrigerant, high system efficiency can be obtained and the amount of power consumption By providing a condenser configured so that the inlet and the outlet are close to each other, heat is exchanged between the heating steam higher than the condensation temperature on the inlet side and the liquid refrigerant on the outlet side. Therefore, it is possible to condense effectively with a small amount of refrigerant, and it is possible to reduce the amount of flammable hydrocarbon refrigerant enclosed in the system, thereby improving the safety of the system.
本発明の加温システムとそれを用いた自動販売機は、熱交換器の熱交換効率を高めることができるとともに、炭化水素冷媒を使用することにより高いシステム効率が得られ、消費電力量が削減できる。 The heating system of the present invention and the vending machine using the heating system can increase the heat exchange efficiency of the heat exchanger, and can achieve high system efficiency and reduce power consumption by using a hydrocarbon refrigerant. it can.
請求項1に記載の発明は、複数の商品収納庫を有し、前記商品収納庫内に投入された商品を冷却若しくは加温し、販売口より販売する自動販売機において、前記商品収納庫内を冷却可能に配置した冷却システムと、少なくとも一つの前記商品収納庫内を加温可能に配置した加温システムとを有し、加温システムに最適な熱交換器を設計することが可能となり、熱交換効率を高めることができるとともに、冷媒として炭化水素冷媒を用いることにより、高いシステム効率が得られ、消費電力量が削減でき、かつ、入口と出口が近接するように構成された凝縮器を備えることにより、入口側の凝縮温度よりも高い加熱蒸気と、出口側の液冷媒との間で熱交換されるため、少ない冷媒量で効果的に凝縮することができ、可燃性である炭化水素冷媒のシステム封入量を削減することが可能となり、システムの安全性を高めることができる。 The invention according to claim 1 is a vending machine that has a plurality of product storages, cools or heats the products put in the product storages, and sells them from a sales outlet. It is possible to design a heat exchanger that is optimal for the heating system, including a cooling system that can be cooled, and a heating system that is arranged to be able to heat at least one of the product storages. It is possible to increase the heat exchange efficiency, and by using a hydrocarbon refrigerant as the refrigerant, a high system efficiency can be obtained, the power consumption can be reduced, and a condenser configured so that the inlet and the outlet are close to each other. By providing the heat exchange between the heating steam higher than the condensation temperature on the inlet side and the liquid refrigerant on the outlet side, it is possible to condense effectively with a small amount of refrigerant, and a flammable hydrocarbon Refrigerant It can be reduced stem enclosed amount and will, it is possible to enhance the security of the system.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明の加温システムとそれを用いた自動販売機において、冷媒滞留量を調節する手段を備えることにより、庫内温度の上昇に伴い低下する熱交換器能力に合わせて冷媒滞留量を減らすことができ、凝縮器出口の乾き度を安定させることが可能となり、システム効率が向上し、消費電力量を削減することができる。 The invention according to claim 2 is the heating system of the invention according to claim 1 and the vending machine using the heating system, and is provided with means for adjusting the refrigerant retention amount, so that it decreases as the internal temperature rises. The amount of refrigerant stagnation can be reduced in accordance with the capacity of the heat exchanger to be performed, the dryness of the condenser outlet can be stabilized, the system efficiency can be improved, and the power consumption can be reduced.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の発明の加温システムとそれを用いた自動販売機において、圧縮機が運転周波数変換手段を備えたインバータ圧縮機であることにより、庫内温度の上昇に伴い低下する熱交換器能力に合わせて運転周波数を低下させ、冷媒循環量を減少させることにより、凝縮器出口の乾き度を安定させることが可能となり、システム効率が向上し、消費電力量を削減することができる。 The invention according to claim 3 is the heating system of the invention according to claim 1 or 2 and the vending machine using the same, wherein the compressor is an inverter compressor provided with operating frequency conversion means. By reducing the operating frequency in accordance with the heat exchanger capacity that decreases as the internal temperature rises and reducing the amount of refrigerant circulation, it is possible to stabilize the dryness of the condenser outlet and improve system efficiency. , Power consumption can be reduced.
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の発明の自動販売機において、庫内を冷却可能に配置された冷却システムの凝縮器と加温システムの蒸発器を近接させて配置したことにより、冷却システムの廃熱を利用し、加温システムの蒸発温度を上げることが可能となり、システム効率を向上させ、消費電力量を削減することができる。 The invention according to claim 4 is the vending machine according to any one of claims 1 to 3, wherein the condenser of the cooling system and the evaporator of the heating system are arranged so that the inside of the refrigerator can be cooled. By arranging them close to each other, it becomes possible to use the waste heat of the cooling system to raise the evaporation temperature of the heating system, improve the system efficiency, and reduce the power consumption.
請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれか一項に記載の発明の加温システムとそれを用いた自動販売機において、炭化水素冷媒を、R600a若しくはR600aを主成分とする混合冷媒のいずれかとすることにより、高凝縮温度、高蒸発温度の条件下で運転することが可能となり、システム効率を向上させ、消費電力量を削減することができる。 The invention according to claim 5 is the heating system according to any one of claims 1 to 4 and the vending machine using the heating system, wherein the hydrocarbon refrigerant is mainly composed of R600a or R600a. By using any one of the mixed refrigerants, it is possible to operate under conditions of high condensation temperature and high evaporation temperature, thereby improving system efficiency and reducing power consumption.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態における加温システムとそれを用いた自動販売機の概略構成図である。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a heating system and a vending machine using the same in an embodiment of the present invention.
図2は、同実施の形態における加温システムの凝縮器の配管パターン図である。 FIG. 2 is a piping pattern diagram of the condenser of the heating system in the same embodiment.
図1において、自動販売機110は、上部左側に冷却専用の商品収納庫120と上部の真ん中と右側に冷却と加温が切替可能な商品収納庫122、124と、下部に機械室126を有している。各商品収納庫120、122、124は断熱壁130によって、外部および機械室126から断熱されており、同じく断熱壁132、134によって各商品収納庫120、122、124間が断熱され所望の温度空間となる。各商品収納庫120、122、124には缶ビン飲料などの販売商品140が収納されている。
In FIG. 1, the
また、冷却システム150は、圧縮機152、凝縮器154、流路の開閉が可能な電磁弁160、162、164、減圧手段としてのキャピラリ伝熱管170、172、174、各商品収納庫内120、122、124に配設された蒸発器180、182、184を配管で環状回路に接続し、冷却サイクルを構成している。凝縮器154と各蒸発器180、182、184の側には送風ファン190、192、194、196を設けている。
The
さらに、加温システム200は、インバータ圧縮機210、凝縮器220、冷媒滞留量を調節可能なレシーバタンク230、減圧手段としてのキャピラリ伝熱管240、蒸発器250を配管で環状回路に接続し、R600aを封入して加温サイクルを構成している。
Further, the
また、商品収納庫122内下部には、ヒーター260が設置されている。
A
さらに、凝縮器154と蒸発器250は近接して配置されている。
Further, the
また、図2に示すように、凝縮器220は入口と出口が近接するように構成されている。
Further, as shown in FIG. 2, the
以上のように構成された加温システムとそれを用いた自動販売機について、以下その動作、作用を説明する。 About the heating system comprised as mentioned above and the vending machine using the same, the operation | movement and an effect | action are demonstrated below.
まず、商品収納庫120を冷却する場合には、電磁弁160を開き、電磁弁162、164を閉じることにより、圧縮機152より吐出した冷媒は矢印のように流れ、凝縮器154に流入し、ファン190により送風された外気と間接的に熱交換して自らは液化し、さらに開いている電磁弁160を通過してキャピラリ伝熱管170により減圧し、蒸発器180に流入する。
First, when cooling the
ここでは、ファン192により送風された商品収納庫120内の空間にある空気と間接的に熱交換し、自らは気化して、再び圧縮機152に帰還するサイクルを繰り返す。
Here, the heat is indirectly exchanged with the air in the space in the
このようにして商品収納庫120内の空間にある空気は徐々に冷却され、その冷却空気と接触する販売商品140も徐々に冷却され所望の温度に到達する。
In this way, the air in the space in the
なお、商品収納庫122、124の冷却時にも同様な動作が行われるため、ここでは説明は省略する。 In addition, since the same operation | movement is performed also at the time of cooling of goods storage 122,124, description is abbreviate | omitted here.
一方、商品収納庫124を加温する場合には、圧縮機210より吐出した冷媒は矢印のように流れ、凝縮器220に流入し、送風ファン196により送風された商品収納庫124内の空気と間接的に熱交換し、自らは液化し、キャピラリ電熱管240により減圧され、蒸発器250に流入する。ここでは、送風ファン190により送風された外気と熱交換し、自らは気化し、再び圧縮機210に帰還するサイクルを繰り返す。
On the other hand, when the
このようにして商品収納庫124内の空間にある空気は徐々に加温され、その加温空気と接触する販売商品140も徐々に加温され所望の温度に到達する。
In this way, the air in the space in the
ここで、商品収納庫124内の空気温度が上昇すると凝縮器220の熱交換能力が低下し、冷媒は完全に液化しきれなくなる。そのため、レシーバタンク230によって、余剰冷媒を貯留することにより、加温システム200内の冷媒滞留量を減少させ、凝縮器220で完全に液化できるようになる。
Here, when the air temperature in the
また、商品収納庫122の加温時には、ヒーター260により商品収納庫122内の空間にある空気が加温されることにより、同様の効果を得る。
Further, when the
以上のように、本実施の形態においては、冷却と加温をそれぞれ独立したシステムにより行うことで、それぞれの熱交換器形状を最適に設計することが可能になり、熱交換器能力の高めることができ、システム効率の向上が図れる。 As described above, in the present embodiment, by performing cooling and heating by independent systems, it becomes possible to optimally design each heat exchanger shape and increase the heat exchanger capacity. System efficiency can be improved.
また、本実施の形態において、加温システム200の冷媒に使用したR600aは、家庭用冷蔵庫で広く使用されているR134aと比較して同一温度における圧力が約半分になるという特性を有していることから、R134a用圧縮機とR600aの組み合わせで加温システム200を構成することにより、高凝縮温度、高蒸発温度での運転が可能となり、低能力、高効率の加温システムを実現できるとともに、高い吹出し空気温度を得ることができ、販売商品140を十分に加温することができる。
Moreover, in this Embodiment, R600a used for the refrigerant | coolant of the
さらに、本実施の形態では、加温システム200の凝縮器220の入口と出口を近接させて構成することにより、入口側の凝縮温度よりも高い加熱蒸気と、出口側の液冷媒との間で熱交換されるため、少ない冷媒量で効果的に凝縮することができ、可燃性冷媒であるR600aの封入量を低減することが可能となり、漏洩した場合においても爆発しない冷媒封入量とすることにより、安全性を高めることができる。
Further, in the present embodiment, by configuring the inlet and the outlet of the
また、本実施の形態において、冷却システム150の凝縮器154と加温システムの蒸発器250を近接させて配置したことにより、冷却システム150の廃熱を利用して、加温システム200の蒸発温度を上げることができ、システム効率を向上することができるとともに、蒸発器250の除霜も効果的に行うことができるようになる。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態において、加温システム200に冷媒滞留量を調節可能なレシーバタンク230を備えたことにより、商品収納庫124内の温度が上昇して凝縮器220の熱交換能力が低下した場合に、冷媒滞留量を減少させ、凝縮器220出口の乾き度を安定させることができ、システム効率を向上することができる。
In the present embodiment, the
さらに、本実施の形態では、圧縮機210を運転周波数変換手段を持ったインバータ圧縮機としたことにより、商品収納庫124内の温度が上昇して凝縮器220の熱交換能力が低下した場合に、運転周波数を低下させ、冷媒循環量を減少させることで、凝縮器220出口の乾き度を安定させることができ、システム効率を向上することができる。
Furthermore, in the present embodiment, when the
以上のように、本発明にかかる加温システムとそれを用いた自動販売機は、冷却と加温のそれぞれに最適な熱交換器形状が選択できるとともに、システム効率が高く、高い吹き出し空気温度が得られるので、ホット飲料とコールド飲料を同時に保存するショーケースなどの用途にも適用できる。 As described above, the heating system according to the present invention and the vending machine using the heating system can select an optimum heat exchanger shape for each of cooling and heating, have high system efficiency, and have a high blown air temperature. Since it is obtained, it can be applied to uses such as a showcase for storing a hot beverage and a cold beverage at the same time.
110 自動販売機
120、122、124 商品収納庫
150 冷却システム
154 凝縮器
200 加温システム
210 インバータ圧縮機
220 凝縮器
230 レシーバタンク
250 蒸発器
110
Claims (5)
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