JP2010175119A - Cooling and heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷却加熱装置に関し、より詳細には、例えば自動販売機等に適用され、自動販売機本体に画成された商品収容庫の内部雰囲気を冷却、あるいは加熱するための冷却加熱装置に関するものである。 The present invention relates to a cooling and heating device, and more particularly, to a cooling and heating device that is applied to, for example, a vending machine and that cools or heats the internal atmosphere of a product container defined in a vending machine body. Is.
従来、例えば自動販売機等に適用される冷却加熱装置として、冷媒回路を備えたものが知られている。かかる冷媒回路としては、冷却経路と加熱経路とを備えているのが一般的である。冷却経路は、蒸発器、圧縮機、凝縮器及び膨張機構を冷媒配管にて順次接続して構成されたものである。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a cooling and heating device applied to, for example, a vending machine, a device provided with a refrigerant circuit is known. As such a refrigerant circuit, a cooling path and a heating path are generally provided. The cooling path is configured by sequentially connecting an evaporator, a compressor, a condenser, and an expansion mechanism through a refrigerant pipe.
蒸発器は、自動販売機の商品収容庫の内部に配設されている。この蒸発器は、供給された冷媒が所定の流路を通過して蒸発することにより、商品収容庫の内部空気(内部雰囲気)を冷却するものである。圧縮機は、自動販売機本体内であって商品収容庫の外部となる機械室に配設されており、蒸発器で蒸発した冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態にして吐出するものである。凝縮器は、圧縮機と同様に機械室に配設されており、冷媒配管を通じて圧縮機で圧縮された冷媒を導入し、導入した冷媒が凝縮することにより、周囲空気を加熱、すなわち周囲空気に放熱するものである。膨張機構は、圧縮機及び凝縮器と同様に機械室に配設されており、凝縮器で凝縮した冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。 The evaporator is disposed inside the commodity storage of the vending machine. This evaporator cools the internal air (internal atmosphere) of the product storage box by the supplied refrigerant passing through a predetermined flow path and evaporating. The compressor is disposed in the machine room inside the vending machine main body and outside the product container. The compressor sucks the refrigerant evaporated by the evaporator and compresses the sucked refrigerant into a high temperature and high pressure state. Are discharged. The condenser is disposed in the machine room in the same manner as the compressor, introduces the refrigerant compressed by the compressor through the refrigerant pipe, and heats the ambient air by condensing the introduced refrigerant, that is, into the ambient air. It dissipates heat. The expansion mechanism is disposed in the machine room in the same manner as the compressor and the condenser, and decompresses the refrigerant condensed in the condenser and adiabatically expands the refrigerant.
加熱経路は、庫内熱交換器を有してなる経路である。庫内熱交換器は、商品収容庫の内部に配設されている。より詳細には、加熱対象となる商品を収容する商品収容庫の内部に配設されている。この庫内熱交換器は、冷却経路を構成する圧縮機と凝縮器とを接続する冷媒配管から分岐した分岐配管に入口側が接続されているとともに、凝縮器と膨張機構とを接続する冷媒配管に合流する態様で設けられた戻り配管に出口側が接続されている。かかる庫内熱交換器は、分岐配管を通じて圧縮機で圧縮された冷媒を導入し、導入した冷媒が凝縮することにより、自身が配設された商品収容庫の内部空気を加熱するものである。 The heating path is a path having an internal heat exchanger. The internal heat exchanger is disposed inside the commodity storage. In more detail, it is arrange | positioned inside the goods storage container which accommodates the goods used as the heating object. This internal heat exchanger has an inlet side connected to a branch pipe branched from a refrigerant pipe connecting a compressor and a condenser constituting a cooling path, and a refrigerant pipe connecting a condenser and an expansion mechanism. An outlet side is connected to a return pipe provided in a mode of joining. Such an in-compartment heat exchanger heats the internal air of the product storage container in which the refrigerant is compressed by introducing the refrigerant compressed by the compressor through the branch pipe and condensing the introduced refrigerant.
このような冷媒回路において、圧縮機から凝縮器に至る冷媒配管、並びに圧縮機から庫内熱交換器に至る分岐配管には、冷却電磁弁及び加熱電磁弁がそれぞれ設けられている。冷却電磁弁は、蒸発器が設けられたすべての商品収容庫の内部雰囲気を冷却する冷却運転を行う場合に開成して、圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮器に流れることを許容する一方、その他の運転の場合には閉成して、圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮器に流れることを規制するものである。一方、加熱電磁弁は、庫内熱交換器が設けられた商品収容庫のいずれかの内部雰囲気を加熱し、その他の商品収容庫の内部雰囲気を冷却するヒートポンプ運転を行う場合に開成して、圧縮機で圧縮された冷媒が庫内熱交換器に流れることを許容する一方、その他の運転の場合には閉成して、圧縮機で圧縮された冷媒が庫内熱交換器に流れることを規制するものである。 In such a refrigerant circuit, a cooling electromagnetic valve and a heating electromagnetic valve are provided in the refrigerant piping from the compressor to the condenser and the branch piping from the compressor to the internal heat exchanger, respectively. While the cooling solenoid valve opens when performing a cooling operation to cool the internal atmosphere of all the commodity containers provided with the evaporator, while allowing the refrigerant compressed by the compressor to flow to the condenser, In the case of other operations, the operation is closed to restrict the refrigerant compressed by the compressor from flowing to the condenser. On the other hand, the heating solenoid valve is opened when performing a heat pump operation that heats the internal atmosphere of any of the product storage units provided with the internal heat exchanger and cools the internal atmosphere of the other product storage units, While the refrigerant compressed by the compressor is allowed to flow to the internal heat exchanger, it is closed in other operations and the refrigerant compressed by the compressor is allowed to flow to the internal heat exchanger. It is something to regulate.
そして、冷却運転を行う場合には、冷却経路のみに冷媒が流れることとし、ヒートポンプ運転を行う場合には、加熱経路と、冷却経路の一部とに冷媒が流れることとする考えのもと、冷却経路における凝縮器の下流側、並びに加熱経路における庫内熱交換器の下流側にそれぞれ逆止弁が設けられている冷却加熱装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。 And, when performing the cooling operation, the refrigerant flows only in the cooling path, and when performing the heat pump operation, based on the idea that the refrigerant flows through the heating path and a part of the cooling path, There is known a cooling and heating device in which check valves are provided on the downstream side of the condenser in the cooling path and on the downstream side of the internal heat exchanger in the heating path (see, for example, Patent Document 1).
ところが、上述したような特許文献1に提案されている冷却加熱装置においては、凝縮器の下流側及び庫内熱交換器の下流側にそれぞれ逆止弁が設けられていたために、冷却運転を行う場合における冷媒回路での高圧冷媒が流れる容積と、ヒートポンプ運転を行う場合における冷媒回路での高圧冷媒が流れる容積とが異なる。このような高圧冷媒が流れる容積(以下、高圧側容積ともいう)の相違は、冷却運転における高圧冷媒の圧力と、ヒートポンプ運転における高圧冷媒の圧力と相違となり、これにより電子膨張弁のような高価な絞り調整機構を膨張機構として採用しなければならず、コストの増大化を招来していた。 However, in the cooling and heating apparatus proposed in Patent Document 1 as described above, since the check valves are provided on the downstream side of the condenser and the downstream side of the internal heat exchanger, the cooling operation is performed. The volume in which the high-pressure refrigerant flows in the refrigerant circuit in the case differs from the volume in which the high-pressure refrigerant flows in the refrigerant circuit in the case where the heat pump operation is performed. The difference in the volume (hereinafter also referred to as the high-pressure side volume) through which such a high-pressure refrigerant flows is different from the pressure of the high-pressure refrigerant in the cooling operation and the pressure of the high-pressure refrigerant in the heat pump operation. Therefore, it has been necessary to employ a simple diaphragm adjusting mechanism as the expansion mechanism, which has led to an increase in cost.
本発明は、上記実情に鑑みて、コストの低減化を図りながら、冷却運転及びヒートポンプ運転を良好に行うことができる冷却加熱装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the cooling heating apparatus which can perform a cooling operation and a heat pump operation | work favorably, aiming at the reduction of cost in view of the said situation.
上記目的を達成するために、本発明の請求項1に係る冷却加熱装置は、冷媒を圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を凝縮させる凝縮器と、前記凝縮器で凝縮した冷媒を断熱膨張させる膨張機構と、前記膨張機構で断熱膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器とを順次接続して構成した冷却経路と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を導入して凝縮させる庫内熱交換器を有し、前記庫内熱交換器で凝縮した冷媒を前記膨張機構に送出するように構成した加熱経路と、冷却運転を行う場合には、前記圧縮機で圧縮された冷媒が前記凝縮器に流れることを許容し、かつ前記庫内熱交換器に流れることを規制する一方、ヒートポンプ運転を行う場合には、前記圧縮機で圧縮された冷媒が前記凝縮器に流れることを規制し、かつ前記庫内熱交換器に流れることを許容するバルブユニットとを備えた冷却加熱装置において、前記冷却運転を行う場合には、前記凝縮器を通過した冷媒が前記庫内熱交換器を流れることを許容する一方、ヒートポンプ運転を行う場合には、前記庫内熱交換器を通過した冷媒が前記凝縮器に流れることを許容することにより、高圧冷媒が流れる容積を一定にしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a cooling and heating apparatus according to claim 1 of the present invention includes a compressor that compresses a refrigerant, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor, and a condenser that condenses the refrigerant. A cooling path configured by sequentially connecting an expansion mechanism for adiabatic expansion of the refrigerant and an evaporator for evaporating the refrigerant adiabatically expanded by the expansion mechanism, and an interior for introducing and condensing the refrigerant compressed by the compressor A heating path having a heat exchanger and configured to send the refrigerant condensed in the internal heat exchanger to the expansion mechanism, and when performing a cooling operation, the refrigerant compressed by the compressor is While permitting the flow to the condenser and restricting the flow to the internal heat exchanger, when performing the heat pump operation, the refrigerant compressed by the compressor is restricted from flowing to the condenser. And flow to the internal heat exchanger When the cooling operation is performed in a cooling and heating device including a valve unit that allows the refrigerant to pass, the refrigerant that has passed through the condenser is allowed to flow through the internal heat exchanger, while the heat pump operation is performed. When performing, the capacity | capacitance through which a high voltage | pressure refrigerant | coolant flows is made constant by accept | permitting that the refrigerant | coolant which passed the said internal heat exchanger flows into the said condenser.
本発明の冷却加熱装置によれば、冷却運転を行う場合には、凝縮器を通過した冷媒が庫内熱交換器を流れることを許容する一方、ヒートポンプ運転を行う場合には、庫内熱交換器を通過した冷媒が凝縮器に流れることを許容することにより、高圧冷媒が流れる容積を一定にしたので、冷却運転を行う場合の高圧冷媒の圧力と、ヒートポンプ運転を行う場合の高圧冷媒の圧力とに大きな差異がなく、共通のキャピラリーチューブで十分に断熱膨張させることができ、従来のように電子膨張弁のような絞り調整機構を有する膨張機構を採用する必要がない。従って、コストの低減化を図りながら、冷却運転及びヒートポンプ運転を良好に行うことができるという効果を奏する。 According to the cooling and heating apparatus of the present invention, when performing the cooling operation, the refrigerant that has passed through the condenser is allowed to flow through the internal heat exchanger, while when performing the heat pump operation, the internal heat exchange is performed. Since the volume of the high-pressure refrigerant flowing is made constant by allowing the refrigerant that has passed through the condenser to flow to the condenser, the pressure of the high-pressure refrigerant when performing the cooling operation and the pressure of the high-pressure refrigerant when performing the heat pump operation Therefore, it is possible to sufficiently adiabatically expand with a common capillary tube, and there is no need to employ an expansion mechanism having a throttle adjustment mechanism such as an electronic expansion valve as in the prior art. Therefore, the cooling operation and the heat pump operation can be performed satisfactorily while reducing the cost.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る冷却加熱装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a cooling and heating apparatus according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の実施の形態である冷却加熱装置が適用された自動販売機の内部構造を正面から見た場合を示す断面図である。ここで例示する自動販売機は、本体キャビネット1を備えている。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a case where an internal structure of a vending machine to which a cooling and heating apparatus according to an embodiment of the present invention is applied is viewed from the front. The vending machine illustrated here includes a main body cabinet 1.
本体キャビネット1は、前面が開口した直方状の形態を成すものである。この本体キャビネット1には、その内部に例えば2つの断熱仕切板2によって仕切られた3つの独立した商品収容庫3が左右に並んだ態様で設けてある。この商品収容庫3は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのもので、断熱構造を有している。
The main body cabinet 1 has a rectangular shape with an open front surface. The main body cabinet 1 is provided with three
図2は、図1に示した自動販売機の内部構造を示すものであり、右側の商品収容庫3の断面側面図である。尚、ここでは右側の商品収容庫3(以下、適宜右庫3aとも称する)の内部構造について示すが、中央の商品収容庫3(以下、適宜中庫3bとも称する)及び左側の商品収容庫3(以下、適宜左庫3cとも称する)の内部構造も右庫3aと略同じような構成である。尚、本明細書における右側とは、自動販売機を正面から見た場合の右方を示し、左側とは、自動販売機を正面から見た場合の左方を示す。
FIG. 2 shows the internal structure of the vending machine shown in FIG. 1 and is a cross-sectional side view of the right
かかる図2に示すように、本体キャビネット1の前面には、外扉4及び内扉5が設けてある。外扉4は、本体キャビネット1の前面開口を開閉するためのものであり、内扉5は、商品収容庫3の前面を開閉するためのものである。この内扉5は、上下に分割してあり、上側の扉5aは商品を補充する際に開閉するものである。
As shown in FIG. 2, an outer door 4 and an
上記商品収容庫3には、商品収納ラック6、搬出機構7及び搬出シュータ8が設けてある。商品収納ラック6は、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納するためのものである。搬出機構7は、商品収納ラック6の下部に設けてあり、この商品収納ラック6に収納された商品群の最下位にある商品を1つずつ搬出するためのものである。搬出シュータ8は、搬出機構7から搬出された商品を外扉4に設けられた4aに導くためのものである。
The
図3は、本発明の実施の形態である冷却加熱装置を概念的に示す概念図である。ここで例示する冷却加熱装置は、冷却経路20及び加熱経路30からなり、内部に冷媒(二酸化炭素)が封入された冷媒回路10を備えて構成してある。
FIG. 3 is a conceptual diagram conceptually showing the cooling and heating apparatus according to the embodiment of the present invention. The cooling and heating apparatus exemplified here includes a
冷却経路20は、圧縮機21、凝縮器22、キャピラリーチューブ23及び蒸発器24を冷媒配管25にて順次接続して構成してある。
The
圧縮機21は、図2にも示すように機械室9に配設してある。機械室9は、本体キャビネット1の内部であって商品収容庫3と区画され、かつ商品収容庫3の下方側の室である。この圧縮機21は、吸引口を通じて冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態(高温高圧冷媒)にして吐出口より吐出するものである。
The
凝縮器22は、図2にも示すように圧縮機21と同様に機械室9に配設してある。この凝縮器22は、通過する冷媒を凝縮させるものである。より詳細に説明すると、圧縮機21で圧縮され、かつ吐出口から吐出されて冷媒配管25を通じて送出された冷媒を周囲空気と熱交換させて凝縮させるものである。この凝縮器22の近傍には、庫外送風ファンF1が設けてある。
As shown in FIG. 2, the
キャピラリーチューブ23は、図2にも示すように圧縮機21及び凝縮器22と同様に機械室9に配設してある。このキャピラリーチューブ23は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。
As shown in FIG. 2, the
蒸発器24は、複数(図示の例では3つ)設けてあり、各商品収容庫3の内部低域であって、背面ダクトD(図2参照)の前面側に配設してある。これら蒸発器24とキャピラリーチューブ23とを接続する冷媒配管25は、その途中に配設された分配器26により3つに分岐され、右庫3aに配設された蒸発器24(以下、右蒸発器24aとも称する)の入口側に、中庫3bに配設された蒸発器24(以下、中蒸発器24bとも称する)の入口側に、左庫3cの内部に配設された蒸発器24(以下、左蒸発器24cとも称する)の入口側にそれぞれ接続してある。上記蒸発器24は、通過する冷媒を蒸発させて商品収容庫3の内部空気(内部雰囲気)を冷却するものである。
A plurality (three in the illustrated example) of the
また、この冷媒配管25においては、分配器26から右蒸発器24a、中蒸発器24b及び左蒸発器24cのそれぞれに至る途中に低圧側電磁弁271,272,273及び膨張機構281,282,283がそれぞれ設けてある。低圧側電磁弁271,272,273は、開閉可能な弁体であり、図示せぬ制御部から開指令が与えられた場合には開成して冷媒の通過を許容する一方、閉指令が与えられた場合には閉成して冷媒の通過を規制するものである。膨張機構281,282,283は、例えばキャピラリーチューブのようなものであり、通過する冷媒を断熱膨張するためのものである。
Further, in the
中蒸発器24b及び左蒸発器24cの出口側に接続された冷媒配管25は、途中の第1合流点P1で合流し、更に右蒸発器24aの出口側に接続された冷媒配管25は、第2合流点P2で合流して圧縮機21に接続している。
The
加熱経路30は、庫内熱交換器31及びガスクーラ32を有し、これらを放熱配管34で接続するとともに、上記冷却経路20に分岐配管33及び戻り配管35で接続して構成したものである。
The
庫内熱交換器31は、左庫3cに配設され、その入口側が分岐配管33に接続されている。分岐配管33は、圧縮機21と凝縮器22との経路の途中の高圧側分岐点P3から分岐し、庫内熱交換器31の入口に連通するものである。この庫内熱交換器31は、通過する冷媒を凝縮させて、左庫3cの内部空気を加熱するためのものである。
The in-
ガスクーラ32は、放熱配管34を通じて庫内熱交換器31に接続され、その入口が放熱配管34を通じて庫内熱交換器31の出口に連通している。このガスクーラ32は、冷却経路20を構成する凝縮器22の近傍に配設してあり、通過する冷媒と周囲空気との間で熱交換させて、該冷媒に放熱させるものである。このガスクーラ32の出口側には、戻り配管35が接続してある。戻り配管35は、ガスクーラ32に接続され、かつ冷却経路20を構成する冷媒配管25、すなわち凝縮器22とキャピラリーチューブ23との間の冷媒配管25の第3合流点P4に接続するものである。
The
以上のような構成を有する冷媒回路10においては、更に内部熱交換器36及びバルブユニット40が設けてある。内部熱交換器36は、第3合流点P4を通過してキャピラリーチューブ23に向けて流れる冷媒と、蒸発器24を通過して圧縮機21に向けて流れる冷媒との間で熱交換させるものである。
In the
バルブユニット40は、冷却切替バルブ41と加熱切替バルブ42とを有している。冷却切替バルブ41は、冷却経路20を構成する冷媒配管25、すなわち高圧側分岐点P3から凝縮器22に至る冷媒配管25に設けてある。冷却切替バルブ41は、開閉可能な弁体であり、制御部から開指令が与えられた場合には開成して冷媒の通過を許容する一方、閉指令が与えられた場合には閉成して冷媒の通過を規制するものである。
The
加熱切替バルブ42は、加熱経路30を構成する分岐配管33、すなわち高圧側分岐点P3から庫内熱交換器31に至る配管に設けてある。加熱切替バルブ42は、開閉可能な弁体であり、制御部から開指令が与えられた場合には開成して冷媒の通過を許容する一方、閉指令が与えられた場合には閉成して冷媒の通過を規制するものである。
The
これら冷却切替バルブ41及び加熱切替バルブ42は、一方が開成している場合には他方が閉成する関係にある。つまり、冷却切替バルブ41が開成する場合には、加熱切替バルブ42が閉成する一方、加熱切替バルブ42が開成する場合には、冷却切替バルブ41が閉成する。
When one of the
以上のような構成を有する冷却加熱装置は、次のようにして商品収容庫3に収容された商品を冷却、あるいは加熱する。
The cooling and heating device having the above-described configuration cools or heats the product stored in the
まず、冷却運転(本実施の形態ではすべての商品収容庫3の内部空気を冷却する運転)を行う場合について説明する。この場合、冷却切替バルブ41及び低圧側電磁弁271,272,273を開成させる一方、加熱切替バルブ42を閉成させる。これにより圧縮機21で圧縮された冷媒は、図4に示すように循環する。
First, the case of performing a cooling operation (in this embodiment, an operation for cooling the internal air of all the commodity containers 3) will be described. In this case, the
すなわち、圧縮機21で圧縮された冷媒は、開成する冷却切替バルブ41を通過して凝縮器22に至る。凝縮器22に至った冷媒は、該凝縮器22を通過中に、周囲空気(外気)に放熱して凝縮する。凝縮器22で凝縮した冷媒は、内部熱交換器36を通過後にキャピラリーチューブ23で断熱膨張する。
That is, the refrigerant compressed by the
キャピラリーチューブ23で断熱膨張して気化した冷媒は、分配器26で3つに分岐され、各膨張機構281,282,283で更に断熱膨張して右蒸発器24a、中蒸発器24b及び左蒸発器24cに至り、各蒸発器24で蒸発して商品収容庫3の内部空気から熱を奪い、該内部空気を冷却する。冷却された内部空気は、各庫内送風ファンF2の駆動により内部を循環し、これにより各商品収容庫3に収容された商品は、循環する内部空気に冷却される。各蒸発器24で蒸発した冷媒は、内部熱交換器36を通過した後、圧縮機21に吸引され、圧縮機21に圧縮されて上述した循環を繰り返す。
The refrigerant vaporized by adiabatic expansion in the
次に、ヒートポンプ運転(本実施の形態では、左庫3cの内部空気を加熱し、かつ右庫3a及び中庫3bの内部空気を冷却する運転)を行う場合について説明する。この場合、冷却切替バルブ41及び低圧側電磁弁273を閉成させ、加熱切替バルブ42及び低圧側電磁弁271,272を開成させる。これにより圧縮機21で圧縮された冷媒は、図5に示すように循環する。
Next, the case where the heat pump operation (in this embodiment, the operation of heating the internal air of the
すなわち、圧縮機21で圧縮された冷媒は、高圧側分岐点P3から分岐配管33に進入し、開成する加熱切替バルブ42を通過して庫内熱交換器31に至る。庫内熱交換器31に至った冷媒は、該熱交換器を通過中に、左庫3cの内部空気とそれぞれ熱交換し、該内部空気に放熱して凝縮する。これにより、左庫3cの内部空気を加熱する。加熱された内部空気は、庫内送風ファンF2の駆動により、左庫3cのそれぞれの内部を循環し、これにより左庫3cに収容された商品は、循環する内部空気に加熱される。
That is, the refrigerant compressed by the
庫内熱交換器31で凝縮した冷媒は、放熱配管34を通過してガスクーラ32に至り、該ガスクーラ32で周囲空気に放熱する。ガスクーラ32で放熱した冷媒は、戻り配管35を通過した後に第3合流点P4に至る。かかる第3合流点P4で冷却経路20に進入した冷媒は、内部熱交換器36を通過した後にキャピラリーチューブ23に至り、キャピラリーチューブ23で断熱膨張する。
The refrigerant condensed in the
キャピラリーチューブ23で断熱膨張して気化した冷媒は、分配器26を経由して開成する低圧側電磁弁271,272を通過して右蒸発器24a及び中蒸発器24bに至り、これら右蒸発器24a及び中蒸発器24bでそれぞれ蒸発して右庫3a及び中庫3bの内部空気から熱を奪い、該内部空気を冷却する。冷却された内部空気は、庫内送風ファンF2の駆動により右庫3a及び中庫3bのそれぞれの内部を循環し、これにより右庫3a及び中庫3bのそれぞれに収容された商品は冷却される。右蒸発器24a及び中蒸発器24bで蒸発した冷媒は、内部熱交換器36を通過した後、圧縮機21に吸引され、圧縮機21に圧縮されて上述した循環を繰り返す。
The refrigerant vaporized by adiabatic expansion in the
ところで、そのような冷媒回路10においては、第3合流点P4の上流側、すなわち凝縮器22の下流側やガスクーラ32の下流側に逆止弁等が設けられていない。そのため、冷却運転を行う場合には、凝縮器22を通過した冷媒(高圧冷媒)の一部が第3合流点P4から加熱経路30に進入し、戻り配管35、ガスクーラ32、放熱配管34、庫内熱交換器31及び分岐配管33に進入することになる。進入した冷媒は、加熱経路30で滞留することになる。つまり、冷却運転を行う場合において、冷媒の一部は加熱経路30に滞留した状態で、図4に示すように冷媒が循環することになる。
By the way, in such a
一方、ヒートポンプ運転を行う場合には、ガスクーラ32を通過した冷媒(高圧冷媒)の一部が第3合流点P4から冷却経路20の上流側、すなわち冷媒配管25及び凝縮器22に進入することになる。進入した冷媒は、凝縮器22や冷媒配管25で滞留することになる。つまり、ヒートポンプ運転を行う場合において、冷媒の一部は凝縮器22や冷媒配管25に滞留した状態で、図5に示すように冷媒が循環することになる。
On the other hand, when the heat pump operation is performed, part of the refrigerant (high-pressure refrigerant) that has passed through the
このように冷却運転を行う場合には、凝縮器22を通過した冷媒が庫内熱交換器31を流れることを許容する一方、ヒートポンプ運転を行う場合には、庫内熱交換器31を通過した冷媒が凝縮器22に流れることを許容することにより、いずれの運転を行う場合にも冷媒回路10における高圧側容積(高圧冷媒が流れる容積)を一定にしてある。
When the cooling operation is performed in this way, the refrigerant that has passed through the
冷却運転及びヒートポンプ運転を行う場合にも冷媒回路10における高圧側容積を一定にしてあることにより、冷却運転を行う場合の高圧冷媒の圧力と、ヒートポンプ運転を行う場合の高圧冷媒の圧力とに大きな差異がなく、共通のキャピラリーチューブ23で十分に断熱膨張させることができ、従来のように電子膨張弁のような絞り調整機構を有する膨張機構を採用する必要がない。
Even when the cooling operation and the heat pump operation are performed, the high-pressure side volume in the
従って、本実施の形態による冷却加熱装置によれば、冷却運転及びヒートポンプ運転を行う場合にも冷媒回路10における高圧側容積を一定にしてあるので、コストの低減化を図りながら、冷却運転及びヒートポンプ運転を良好に行うことができる。特に、冷却運転やヒートポンプ運転において滞留する冷媒量を考慮して冷媒回路10に封入する冷媒量を増大しておけば、冷却能力及び加熱能力を向上させることができる。
Therefore, according to the cooling and heating apparatus according to the present embodiment, the high-pressure side volume in the
また、上記冷却加熱装置によれば、冷却運転を行う場合に加熱経路30も利用し、かつヒートポンプ運転を行う場合には、冷却経路20の上流側(第3合流点P4より上流側)を利用するので、高圧側容積を拡大させることができ、これにより冷媒回路10の高圧側部分の圧力上昇を抑制することが可能になり、圧縮機21の負荷を低減させることができ、これにより消費電力量の低減化を図ることができる。
Further, according to the cooling and heating apparatus, when the cooling operation is performed, the
更に、上記冷却加熱装置においては、冷媒回路10における蒸発器24及び庫内熱交換器31の大きさを、冷却要求を優先させた大きさに調整すればよい。つまり、各蒸発器24を各商品収容庫3の内部空気を必要十分に冷却することができる大きさにし、庫内熱交換器31の大きさをこれら蒸発器24との熱バランスにより決定すればよい。そうすることにより、庫内熱交換器31の大きさを小型化させることが可能になり、コストの低減化を更に図ることができる。特に、冷却回路における蒸発器24及び庫内熱交換器31の大きさを、加熱要求を優先させて決定すると、庫内熱交換器31を十分に大きなものとしなければならず、そのため各蒸発器24で商品収容庫3の内部空気を十分に冷却する場合には、膨張機構等における負荷が過大となり、結果的に冷媒回路の構成に多大なコストを要することになる。尚、庫内熱交換器31のみでは左庫3cの内部空気を十分に加熱できない場合には、ヒータ等の補助加熱手段を駆動させて加熱することにより左庫3cの内部空気を十分に加熱することができる。
Furthermore, in the cooling heating apparatus, the size of the
以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made.
上述した実施の形態では、左庫3cにのみ庫内熱交換器31を配設していたが、本発明はこれに限定されず、中庫3b及び左庫3cの内部に庫内熱交換器31を配設し、中庫3b及び左庫3cを冷却加熱庫として利用しても構わない。この場合には、加熱経路30の容積が大きくなり、冷媒回路10の高圧側容積を更に拡大させることができる。
In the above-described embodiment, the
10 冷媒回路
20 冷却経路
21 圧縮機
22 凝縮器
23 キャピラリーチューブ
24 蒸発器
25 冷媒配管
30 加熱経路
31 庫内熱交換器
32 ガスクーラ
33 分岐配管
34 放熱配管
35 戻り配管
40 バルブユニット
41 冷却切替バルブ
42 加熱切替バルブ
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記圧縮機で圧縮された冷媒を導入して凝縮させる庫内熱交換器を有し、前記庫内熱交換器で凝縮した冷媒を前記膨張機構に送出するように構成した加熱経路と、
冷却運転を行う場合には、前記圧縮機で圧縮された冷媒が前記凝縮器に流れることを許容し、かつ前記庫内熱交換器に流れることを規制する一方、ヒートポンプ運転を行う場合には、前記圧縮機で圧縮された冷媒が前記凝縮器に流れることを規制し、かつ前記庫内熱交換器に流れることを許容するバルブユニットと
を備えた冷却加熱装置において、
前記冷却運転を行う場合には、前記凝縮器を通過した冷媒が前記庫内熱交換器を流れることを許容する一方、ヒートポンプ運転を行う場合には、前記庫内熱交換器を通過した冷媒が前記凝縮器に流れることを許容することにより、高圧冷媒が流れる容積を一定にしたことを特徴とする冷却加熱装置。 A compressor that compresses the refrigerant; a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor; an expansion mechanism that adiabatically expands the refrigerant condensed by the condenser; and an evaporation that evaporates the refrigerant adiabatically expanded by the expansion mechanism A cooling path configured by sequentially connecting the devices,
A heating path having an internal heat exchanger for introducing and condensing the refrigerant compressed by the compressor, and configured to send the refrigerant condensed by the internal heat exchanger to the expansion mechanism;
When performing the cooling operation, the refrigerant compressed by the compressor is allowed to flow to the condenser and is restricted from flowing to the internal heat exchanger, while when the heat pump operation is performed, A cooling and heating device comprising: a valve unit that restricts the refrigerant compressed by the compressor from flowing to the condenser and allows the refrigerant to flow to the internal heat exchanger;
When performing the cooling operation, the refrigerant that has passed through the condenser is allowed to flow through the internal heat exchanger, while when performing the heat pump operation, the refrigerant that has passed through the internal heat exchanger is A cooling and heating apparatus characterized in that the flow volume of the high-pressure refrigerant is made constant by allowing it to flow to the condenser.
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