JP2011127848A - Refrigerant circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、缶、ビン、パック、ペットボトル等の容器に入れた飲料等の商品を冷却または加熱して販売に供する自動販売機等の冷媒回路に関する。 The present invention relates to a refrigerant circuit of a vending machine or the like that cools or heats a product such as a beverage placed in a container such as a can, a bottle, a pack, or a plastic bottle for sale.
近年の地球温暖化に対して二酸化炭素の排出量削減が課題となっており、自動販売機も省エネ型が開発されている。その1方式として従来は排熱していた凝縮器の熱を庫内の加熱に利用するヒートポンプ方式の自動販売機が注目されている(例えば、特許文献1参照)。 Reducing carbon dioxide emissions has become a challenge with recent global warming, and energy-saving vending machines have been developed. As one of the methods, a heat pump type vending machine that uses the heat of the condenser, which has been exhausted in the past, to heat the inside of the cabinet has attracted attention (for example, see Patent Document 1).
この方式での自動販売機では、庫内、庫外の各熱交換器に複数の電磁弁を設け、電磁弁を切り替えることにより、庫内の熱交換器を凝縮器として作用をさせてヒートポンプ運転を行う。例えば、2室を加熱、1室を冷却する場合には、庫外の熱交換器を休止させ、加熱する庫内の熱交換器を凝縮器として作用させ、冷却する庫内の熱交換器を蒸発器として作用させるように電磁弁を切り替えることでヒートポンプ運転を行う。 In this type of vending machine, a plurality of solenoid valves are installed in each heat exchanger inside and outside the warehouse, and by switching the solenoid valves, the heat exchanger in the warehouse acts as a condenser to operate the heat pump. I do. For example, when two rooms are heated and one room is cooled, the heat exchanger outside the chamber is paused, the heat exchanger inside the chamber to be heated acts as a condenser, and the heat exchanger inside the chamber to be cooled is Heat pump operation is performed by switching the solenoid valve so that it acts as an evaporator.
しかしながら、この種の自動販売機では、外気温が低いときには、凝縮器として作用させる庫内熱交換器の凝縮温度が低下するためにヒータを使用する。ヒータによる加熱はヒートポンプ運転による加熱と比較して熱効率が悪いので、ヒータを使用する割合が高くなれば、その分だけ消費電力が増加することになる。 However, in this type of vending machine, when the outside air temperature is low, a heater is used because the condensation temperature of the internal heat exchanger that acts as a condenser is lowered. Heating by the heater is inferior in thermal efficiency as compared with heating by heat pump operation. Therefore, if the ratio of using the heater is increased, the power consumption is correspondingly increased.
本発明は、上記実情に鑑みなされたもので、上記の課題を解決して、ヒータの使用を極力制限することにより、消費電力の少ない自動販売機等の冷媒回路を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a refrigerant circuit such as a vending machine with low power consumption by solving the above-described problems and limiting the use of a heater as much as possible. .
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1に係る冷媒回路は、
冷媒を圧縮する圧縮機と、冷媒を凝縮する室外の凝縮器と、冷媒を膨張させる第1の膨張手段と、冷媒を蒸発させて室内を冷却する第1の室内熱交換器とを配管接続し、前記第1の室内熱交換器より冷媒を戻す態様で前記圧縮機にリターンパイプを接続してなる冷却循環回路を構成するとともに、前記圧縮機と、冷媒を凝縮させて室内を加熱する第2の室内熱交換器と、冷媒を膨張させる第2の膨張手段と、冷媒を蒸発させて室内を冷却する前記第1の室内熱交換器とを配管接続し、前記第1の室内熱交換器より冷媒を戻す態様で前記圧縮機にリターンパイプを接続してなる加熱冷却循環回路を構成した冷媒循環回路において、前記圧縮機は、その内部に冷媒を圧縮するピストンシリンダ部と、該ピストンシリンダ部内から圧縮した冷媒を流出させる冷媒流出部と、圧縮機内部に開口部を有し圧縮する冷媒を流入される冷媒流入部とを有し、前記圧縮機の外部には、前記冷媒流出部と直結するディスチャージパイプと、前記冷媒流入部の開口部に連通する態様で、当該開口部の近傍位置に取設されたサクションパイプと、前記冷媒流入部の開口部に連通する態様で、前記サクションパイプよりも離隔した位置に取設されたプロセスパイプとを有し、前記リターンパイプからの配管を流入口に接続し、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプからの配管を流出口に接続して、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへ流出させる冷媒量を調整する分配調整手段を設けたことを特徴とする冷媒回路。
In order to achieve the above object, a refrigerant circuit according to claim 1 of the present invention includes:
A compressor that compresses the refrigerant, an outdoor condenser that condenses the refrigerant, a first expansion means that expands the refrigerant, and a first indoor heat exchanger that evaporates the refrigerant and cools the room are connected by piping. A cooling circulation circuit in which a return pipe is connected to the compressor in a manner in which the refrigerant is returned from the first indoor heat exchanger, and the compressor and the refrigerant are condensed to heat the interior of the second chamber The indoor heat exchanger, the second expansion means for expanding the refrigerant, and the first indoor heat exchanger for evaporating the refrigerant to cool the room are connected by piping, from the first indoor heat exchanger In a refrigerant circulation circuit that constitutes a heating / cooling circulation circuit in which a return pipe is connected to the compressor in a manner to return the refrigerant, the compressor includes a piston cylinder part that compresses the refrigerant therein, and an inside of the piston cylinder part Flowing compressed refrigerant A refrigerant outflow portion that has an opening inside the compressor and a refrigerant inflow portion into which the refrigerant to be compressed is introduced, a discharge pipe that is directly connected to the refrigerant outflow portion, and In a mode communicating with the opening of the refrigerant inflow portion, a suction pipe installed in the vicinity of the opening and in a mode communicating with the opening of the refrigerant inflow portion are installed at positions separated from the suction pipe. And a pipe from the return pipe is connected to the inlet, and a pipe from the process pipe and the suction pipe is connected to the outlet, and flows out to the process pipe and the suction pipe. A refrigerant circuit comprising a distribution adjusting means for adjusting the amount of refrigerant to be made.
本発明に係る請求項2の冷媒回路は、請求項1に記載の冷媒回路において、外気温度を検知する外気温度センサと、室内温度を検知する室内温度センサと、該室内温度センサにより冷却・加熱の運転を制御する制御手段を有し、当該制御手段は外気温度に基づいて分配調整手段の分配操作量を決めるとともに、冷却する室内の室内温度と加熱する室内の室内温度に基づいて前記分配量を補正して、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへの流出させる冷媒量を分配させることを特徴とする。 A refrigerant circuit according to a second aspect of the present invention is the refrigerant circuit according to the first aspect, wherein an outside temperature sensor that detects an outside temperature, an indoor temperature sensor that detects an indoor temperature, and cooling and heating by the indoor temperature sensor. The control means determines the distribution operation amount of the distribution adjustment means based on the outside air temperature, and the distribution amount based on the indoor temperature of the room to be cooled and the indoor temperature of the room to be heated. Is corrected, and the amount of refrigerant flowing out to the process pipe and the suction pipe is distributed.
本発明に係る請求項1の冷媒回路は、圧縮機の冷媒流入部の開口部の近傍位置に取設されたサクションパイプと、前記冷媒流入部の開口部に離隔した位置に取設されたプロセスパイプとを有し、リターンパイプからの配管を流入口に接続し、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプからの配管を流出口に接続して、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへ流出させる冷媒量を調整する分配調整手段を設けたことにより、前記プロセスパイプより流入する冷媒が圧縮機の圧縮工程前に吸入する前に圧縮機の内部にて昇温するので、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへの流入する冷媒の分配比を調整することにより、適切な過熱度、凝縮温度および蒸発温度が確保できる結果、ヒータの使用を制限でき、消費電力が低く抑えることができる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a refrigerant circuit comprising: a suction pipe installed at a position near an opening of a refrigerant inflow portion of a compressor; and a process installed at a position separated from the opening of the refrigerant inflow portion. The pipe from the return pipe is connected to the inlet, the pipe from the process pipe and the suction pipe is connected to the outlet, and the amount of refrigerant flowing out to the process pipe and the suction pipe is adjusted By providing the distribution adjusting means, the refrigerant flowing from the process pipe rises in temperature before being sucked before the compressor compression step, so that the refrigerant flows into the process pipe and the suction pipe. By adjusting the distribution ratio of the refrigerant to be used, it is possible to secure an appropriate degree of superheat, condensing temperature and evaporation temperature. It can be kept low.
本発明に係る請求項2の冷媒回路は、外気温度に基づいて分配調整手段の分配操作量を決めるとともに、冷却する室内の室内温度と加熱する室内の室内温度に基づいて前記分配量を補正して、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへの流出させる冷媒の分配比を調整することにより、さらにきめ細かく過熱度、凝縮温度および蒸発温度を調整できるので、冷却加熱効率を向上させることができる。 According to a second aspect of the present invention, the refrigerant circuit determines the distribution operation amount of the distribution adjusting means based on the outside air temperature, and corrects the distribution amount based on the indoor temperature of the room to be cooled and the indoor temperature of the room to be heated. By adjusting the distribution ratio of the refrigerant flowing out to the process pipe and the suction pipe, the superheat degree, the condensation temperature and the evaporation temperature can be adjusted more finely, so that the cooling and heating efficiency can be improved.
以下に添付図面を参照して、本発明に係る自動販売機における冷媒回路の好適な実施例1を詳細に説明する。なお、この実施例1によりこの発明が限定されるものではない。
図1の斜視図、図2の断面図、図3の冷媒回路図において、自動販売機は、前面が開口した直方状の断熱体として形成された本体キャビネット10と、その前面に設けられた外扉20および内扉30と、本体キャビネット10の内部を上下2段に底板11にて区画形成し、上部を例えば2つの断熱仕切板40wによって仕切られた3つの独立した商品収納庫40a、40b、40cと、下部に商品収納庫40a、40b、40cを冷却もしくは加熱する冷却/加熱ユニット60を収納する機械室50と、外扉20の内側に配設され、商品収納庫40a、40b、40c内の温度センサTa、Tb、Tcにより自動販売機の冷却、加熱運転などを制御する制御手段90と、を有して構成されている。
Exemplary embodiments of a refrigerant circuit in a vending machine according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is not limited to the first embodiment.
In the perspective view of FIG. 1, the cross-sectional view of FIG. 2, and the refrigerant circuit diagram of FIG. 3, the vending machine includes a
より詳細に説明すると、外扉20は、本体キャビネット10の前面開口を開閉するためのものであり、図には明示していないが、この外扉20の前面には、販売する商品の見本を展示する商品展示室、販売する商品を選択するための選択ボタン、貨幣を投入するための貨幣投入口、払い出された商品を取り出すための商品取出口21等々、商品の販売に必要となる構成が配置してある。なお、22は吸排気口である。
More specifically, the
内扉30は、商品収納庫40a、40b、40cの前面を開閉し、内部の商品を保温するものであり、上下2段に分割され内部に断熱体を有する箱型形状の構造体である。上側の内扉30aは、一端を外扉20に軸支し、他端を外扉20に係着して、外扉20の開放と同時に上側の内扉30aを開放させて、商品の補充を容易にするものである。下側の内扉30bは、一端を本体キャビネット10に軸支し、他端を本体キャビネット10に不図示の掛金にて掛着して、外扉20を開放したときには、閉止した状態であり、商品収納庫40a、40b、40c内の冷却もしくは加熱した空気が流出することを防ぎ、メンテナンス時など必要に応じて開放できるものである。
The
商品収納庫40a、40b、40c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あり、その収納庫の容量は商品収納庫40a、40c、40bの順番に大きな態様で配分されている。本実施例は、商品収納庫40aを冷却専用とし、商品収納庫40b、40cを冷却加熱兼用としている。その商品収納庫40a、40b、40cには、それぞれ、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納し、販売信号により1個ずつ商品を排出するための商品搬出機構を備えた商品収納ラックR、排出された商品Sを内扉30bに取設された搬出扉31を介して外扉の販売口21へ搬出する商品搬出シュート42を有している。
The
商品収納庫40a、40b、40c下部には庫内温度センサTa、Tb、Tcが取設され、庫内温度センサTa、Tb、Tcは商品収納庫40a、40b、40cの庫内温度を検知するためのものである。
In-product temperature sensors Ta, Tb, and Tc are installed below the
機械室50内部には外気温度センサToが取設され、外気温度センサToは外気の温度を検出するためのものである。
冷却/加熱ユニット60は、機械室50内に圧縮機61、凝縮器62、第1の膨張器(膨張手段)63、第2の膨張器(膨張手段)79、分流器64、アキュムレータ69、補助熱交換器76、リリーフ弁77、3方調整弁(分配調整手段)81を取設し、底板11を跨いで庫内に蒸発器(第1の室内熱交換器)65a、庫内熱交換器(第1、第2の室内熱交換器を兼用する)65b、65cの各機器を冷媒配管で接続されるとともに、電気通電により加熱するヒータ66b,66cを有して構成されている。冷却/加熱ユニット60は、冷却加熱の運転モードに応じて、庫内(室内)に冷却または加熱した空気を循環させて商品収納ラックR内の商品Sを冷却または加熱するものである。
An outside air temperature sensor To is installed inside the
The cooling /
冷却加熱用の圧縮機61は、冷媒を圧縮して回路内を循環させるためのもので、冷却運転時には、蒸発温度が約−10℃、凝縮温度が約40℃で使用され、加熱運転時には、蒸発温度が約−10℃、凝縮温度が約70℃で使用される。
The
また、圧縮機61は、図4の模式図で示されるように、厚肉鋳鉄で囲われた本体61fと、圧縮機61を固定する架台61aを有している。圧縮機内部61iには、冷媒を圧縮するピストンシリンダ部61pcと、ピストンを駆動させるモータ61mと、ピストンシリンダ部61pcから圧縮した冷媒を流出させるディスチャージポート(冷媒流出部)61dpと、圧縮機内部61iに開口部を有し圧縮する冷媒を流入されるサクションポート(冷媒流入部)61spを有し、本体61fの外周部には、冷媒を流入出させる3本の配管であるディスチャージパイプ61d、サクションパイプ61s、プロセスパイプ61pが溶接されている。
Further, as shown in the schematic diagram of FIG. 4, the
ディスチャージパイプ61dは、ピストンシリンダ部61pc内で圧縮された冷媒を冷媒回路内に吐出するための配管であり、圧縮機内部61iとは連通せずにピストンシリンダ部61pcと直結をしている。
The
サクションパイプ61sは冷媒回路より圧縮機61に戻る冷媒をサクションポート61spに吸引するための配管である。サクションパイプ61sは、サクションポート61spの開口部近傍の位置にその開口部61spoを圧縮機内部61iに向けて本体61fに接続されている。サクションパイプ61sより吸引された冷媒は、一度本体61f内の流入したのち、サクションポート61spに吸引され、ピストンシリンダ部61pc内で圧縮される。
The
プロセスパイプ61pは、圧縮機内部61iと連通して、本体61f内の真空引き、冷媒封入、冷媒引出しなどに使用される配管である。プロセスパイプ61pは、サクションパイプ61sと比較してサクションポート61spより離間してその開口部61poを圧縮機内部61iに向けて本体61fに接続されている。冷媒の吸引管にプロセスパイプ61pを使用することにより、圧縮機内部61iに流入する冷媒は、図4(d)の矢印で示す経路を通過するので、その間に加温されることになる。
The
凝縮器62は、フィンチューブ型の熱交換器であり、冷却運転時に不要な凝縮熱を排出するためのものである。凝縮器62の後部にはファン62fが取設され、ファン62fは機械室50の前面開口部より空気を吸入し、凝縮器62による凝縮熱を吸入するとともに、圧縮機61の排熱を吸収して、機械室50の背面開口部へ排気するためのものである。
The
第1の膨張器63は、冷却運転時に通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものであり、たとえばキャピラリ、温度膨張弁、電子膨張弁である。
分流器64は、膨張器63で断熱膨張させられた冷媒を蒸発器65a,庫内熱交換器65b、65cに分配するためのものである。
The
The
蒸発器65aは、商品収納庫40aを冷却するためのものであり、庫内熱交換器65b、65cは、商品収納庫40b、40cを冷却もしくは加熱するためのものである。また、蒸発器65a、庫内熱交換器65b、65cは、各商品収納庫の下部に取設され、風胴167で囲繞され、その後方にファン65fが取設され、その後方にダクト167dが取設されている。商品収納庫内の冷却と加熱は、蒸発器65a、庫内熱交換器65b、65cにより冷却もしくは加熱された空気を商品収納庫内の商品Sに送風し、図2中の矢印で示すようにダクト167dより循環回収することにより行われる。
The
ヒータ66b、66cは庫内熱交換器65b、65cの前方に取設され、商品収納庫40b、40cの加熱の補助を行うものであり、具体的には、庫内の温度が所定の温度以下の時に通電される。このヒータ66b、66cは従来よりも発熱容量が少ないものであり、仕様により省略も可能である。
The
凝縮器電磁弁68は、圧縮機61と凝縮器62間の冷媒通路を開閉するものであり、加熱器電磁弁68b、68cは、圧縮機61と庫内熱交換器65b、65c間の圧縮された冷媒の通路を開閉するものである。第1の冷却器入口電磁弁70a,第2の冷却器入口電磁弁70b,70cは分流器64と蒸発器65a、庫内熱交換器65b、65c間の膨張された冷媒の通路を開閉するものであり、冷却器出口電磁弁72b,72cは、庫内熱交換器65b、65cと圧縮機61と間の蒸発された冷媒の通路を開閉するものである。
The
アキュムレータ69は、蒸発器65a,庫内熱交換器65b、65cから蒸発された冷媒を流入し、気液分離させて液冷媒を貯留し、気体冷媒を圧縮機61に戻すための密閉した容器である。また、アキュムレータ69は、回路の冷媒循環に余った冷媒を貯留するための容器でもある。
The
補助熱交換器76は、フィンチューブ型の熱交換器であり、加熱運転時に不要な凝縮熱を排出するためのものである。
第2の膨張器79は、加熱運転時に通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものであり、たとえばキャピラリ、温度膨張弁、電子膨張弁である。
The
The
リリーフ弁77は、圧縮機61と凝縮器62との間に取設され、凝縮器電磁弁68、加熱器電磁弁68b、68cが故障をして圧縮機61が異常圧力を発生した時に、冷媒を凝縮器62に回避して、圧縮機61の破損を防ぐためのものである。
The
3方調整弁81は、一の入口配管811と二の出口配管A812、出口配管B813を有し、内部に取設された弁(不図示)を移動することにより出口配管A812、出口配管B813より吐出する冷媒量を調整するものであり、たとえば、電動式ボール調整弁である。なお、内部に取設された弁は、外部に取設されたモータ814により駆動される。
The three-
冷却/加熱ユニット60の冷媒回路構成について、図3を参照しつつ詳述する。冷媒回路は、庫内の冷却のみを行う冷却循環回路60Aと庫内の冷却加熱を同時に行う(ヒートポンプ運転を行う)加熱冷却循環回路60Bを有している。なお、図中の点線の囲いは、冷却専用の商品収納庫40aと、冷却加熱兼用の商品収納庫40b、40cを模式的に示している。
The refrigerant circuit configuration of the cooling /
冷却循環回路60Aは、圧縮機61のディスチャージパイプ61dより、凝縮器電磁弁68、凝縮器62、第1の膨張器63を経由して、分流器64に接続し、分流器64より一方は第1の冷却器入口電磁弁70a、蒸発器65aを経由して集合器67に接続し、また、分流器64より他方は第2の冷却器入口電磁弁70b、70c、庫内熱交換器65b、65c、冷却器出口電磁弁72b、72cを経由して集合器67に接続し、リターンパイプ80からの配管がアキュムレータ69を経由して3方調整弁81の入口配管811と接続し、3方調整弁81の出口配管A812がサクションパイプ61sに接続する配管と、出口配管B813がプロセスパイプ61pに接続する配管とに分岐をして圧縮機61に接続している
一方、加熱冷却循環回路60Bには、冷却循環回路60Aに加えて、圧縮機61と凝縮器電磁弁68との接続点より並列接続された加熱器電磁弁68b、68cを介して、第2の冷却器入口電磁弁70b、70cと庫内熱交換器65b、65c入口側との中間点(接続点)168b、168cとそれぞれ接続し、庫内熱交換器65b、65cの出口側からそれぞれ逆止弁71,71を介して結合した後、補助熱交換器76、第2の膨張器79を経由して分配器64へ接続する管路とが設けられている。
The
しかして、加熱冷却循環回路60Bは、圧縮機61のディスチャージパイプ61dから加熱器電磁弁68b、68cを介し庫内熱交換器65c、65bに接続され、庫内熱交換器65c、65bから逆止弁71、71を介して補助熱交換器76、第2の膨張器79を経由して分配器64に接続され、分流器64から第1の冷却器入口電磁弁70aを介して蒸発器65aに接続され、集合器67、リターンパイプ80、アキュムレータ69を経由して圧縮機61のプロセスパイプ61pに戻る回路である。
Thus, the heating /
上記の冷凍サイクルの運転状態を図5に示すモリエル線図にて、リターンパイプ80からサクションパイプ61sへ流れる場合とリターンパイプ80からプロセスパイプ61pへ流れる場合とを比較して模式的に説明する。
The operation state of the refrigeration cycle will be schematically described by comparing the case of flowing from the
リターンパイプ80からサクションパイプ61sへ流れる場合には、冷媒は図5中の点線で示された経路を循環する。すなわち、蒸発器65aの出口近傍点Q1で低温低圧の気相の状態に蒸発された冷媒は、リターンパイプ80、サクションパイプ61sを経由して圧縮機内部61iに入りサクションポート61spからピストンシリンダ部61pcの入口部Q2に入り、ピストンシリンダ部61pc内で圧縮され、ディスチャージポート61dpの出口部Q3にて高温高圧の状態で吐出する。吐出した冷媒は、庫内熱交換器65c,65bの入口部の近傍Q4より凝縮を開始し、庫内熱交換器65c,65bの出口部の近傍Q5にて凝縮を終了し、高温高圧の液相となる。この液相の冷媒は、第2の膨張器79の入口部から膨張をして第2の膨張器79の出口部Q6で低温低圧の気液二相状態となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器65a内で蒸発して気相の状態になり、蒸発器65aの出口近傍点Q1に戻る。
When flowing from the
一方、リターンパイプ80からプロセスパイプ61pへ流れる場合には、冷媒は図5中の実線で示された経路を循環する。すなわち、蒸発器65aの出口近傍点P1で低温低圧の気相状態に蒸発された冷媒は、リターンパイプ80、プロセスパイプ61pを経由して圧縮機内部61iに入り、加熱状態である圧縮機内部61iで温度が上昇をしてサクションポート61spからピストンシリンダ部61pcの入口部P2に入る。この時温度はQ2よりも高い状態を保持している。そして、高温度の冷媒がピストンシリンダ部61pc内で圧縮されて高温高圧の状態となるので、ディスチャージポート61dpの内部P3の冷媒はQ3と比較してさらに高温高圧の状態となる。すなわち、凝縮温度が高く保持できることになる。そして、庫内熱交換器65c,65bの入口部の近傍P4にて高い凝縮温度で凝縮を開始し、庫内熱交換器65c,65b内にて凝縮を終了して、高温高圧の液相となる。この液相の冷媒は、第2の膨張器79の入口部から膨張をして第2の膨張器79の出口部P6で低温低圧の気液二相状態となる。そして、気液二相状態の冷媒は、蒸発器65a内で蒸発して気相の状態になり、蒸発器65aの出口近傍点P1に戻る。
On the other hand, when flowing from the
したがって、3方調整弁81によりプロセスパイプ61pおよびサクションパイプ61sへ流出させる冷媒量を調整することにより、図5で示した実線と点線の冷凍サイクルとの中間で冷媒回路の運転ができるので、すなわち、実線と点線の冷凍サイクルで凝縮温度、蒸発温度、および過熱度(P2とP1との温度差、Q2とQ1との温度差)を制御することができる。具体的には、加熱を重点に制御をする場合は、プロセスパイプ61p側に冷媒の分配量を増やして、凝縮温度、過熱度を上げ、冷却を重点に制御をする場合は、サクションパイプ61s側に冷媒の分配量を増やして、蒸発温度、過熱度を下げて運転することにより、冷媒回路の効率が向上し、ヒータの使用を制限できる結果、消費電力が低く抑えることができる。
Therefore, by adjusting the amount of refrigerant flowing out to the
制御手段90は、商品収納庫40a、40b、40cを冷却加熱の運転モードにより冷却もしくは加熱の制御をするものである。図6に示すように内部にCPU、メモリを有し、運転モード設定SW91の設定により決まる冷却加熱の運転モードに応じて冷媒回路の圧縮機運転、電磁弁開閉などの制御を行う。運転モードは、商品収納庫40a、40b、40cの冷却もしくは加熱の運転をC、Hで示すものであり、商品収納庫の左側から(40a、40b、40c)順に、例えば、すべてが冷却の場合にはCCCモード、右の商品収納庫40cのみが加熱の場合にはCCHモードなどと記す。また、制御手段90は、メモリに記憶された冷却する庫内の上限温度Tcon、下限温度Tcoff、加熱する庫内の上限温度Thoff、下限温度Thon温度の範囲内になるように、温度庫内温度センサTa、Tb、Tcにより検知した温度により、圧縮機61、凝縮器電磁弁68、第1の冷却器入口電磁弁70a、第2の冷却器入口電磁弁70b、70c、冷却器出口電磁弁72b、72c、加熱器電磁弁68b、68cなどをON・OFF制御するサーモサイクル運転により庫内温度を適温に維持する。
The control means 90 controls the cooling or heating of the
また、制御手段90は、図7の制御の動作表に示すように外気温度Tにより3方調整弁81の弁開度を決め、さらに、図8の制御の動作表に示すように庫内温度により3方調整弁81の弁開度の補正を行う。
Further, the control means 90 determines the opening degree of the three-
具体的には、図7に示すように外気温度センサToよりの読み値(外気温度)Tが4℃以下のときは、出口配管A812に50%、出口配管B813に50%に冷媒が分配されるように3方調整弁81の弁開度を決める。また、外気温度センサToよりの読み値Tが4℃より高く20℃以下のときは、出口配管A812に60%、出口配管B813に40%に冷媒が分配されるように3方調整弁81の弁開度を決める。すなわち、外気温度が低いほどプロセスパイプ61pに流す冷媒を多くして、凝縮温度、過熱度を上げる。
Specifically, as shown in FIG. 7, when the reading value (outside air temperature) T from the outside air temperature sensor To is 4 ° C. or less, the refrigerant is distributed to 50% to the outlet pipe A812 and 50% to the outlet pipe B813. Thus, the valve opening degree of the three-
さらに、庫内温度により3方調整弁81の弁開度を補正する。具体的には、加熱する庫内の上限温度Thoff、加熱する庫内の庫内温度センサの温度T2、冷却する庫内の下限温度Tcoff、冷却する庫内の庫内温度センサの温度T1から次の補正温度△Tを求める。
Furthermore, the valve opening degree of the three-
△T=(Thoff−T2)−(T1−Tcoff)
なお、(Thoff−T2)は加熱する庫内の加熱負荷を示し、(T1−Tcoff)は冷却する庫内の冷却負荷を示している。
ΔT = (Toff−T2) − (T1−Tcoff)
Note that (Toff-T2) indicates the heating load in the chamber to be heated, and (T1-Tcoff) indicates the cooling load in the chamber to be cooled.
図8に示すように補正温度△Tが5℃より大きい場合には出口配管A812に−10%、出口配管B813に+10%の冷媒が増減するように3方調整弁81の弁開度を調整する。補正温度△Tが2℃より大きく5℃以下の場合には出口配管A812に−5%、出口配管B813に+5%に冷媒が増減するように3方調整弁81の弁開度を調整する。すなわち、庫内の加熱負荷が庫内の冷却負荷より大きい場合には、冷凍サイクルの過熱度を増加させるようにプロセスパイプ61pに流す冷媒を多くする。
As shown in FIG. 8, when the correction temperature ΔT is larger than 5 ° C., the opening degree of the three-
かかる構成で運転モード設定SW91の操作により運転モードをCCCモードに設定すると、制御手段90は凝縮器電磁弁68、第1の冷却器入口電磁弁70a、第2の冷却器入口電磁弁70b、70c、冷却器出口電磁弁72b、72cを開成し、加熱器電磁弁68b、68cを閉止し、3方調整弁81を100%出口配管A812に流出するように調整する。このとき、冷媒は図9の太線で示すように流れ、具体的には、圧縮機61のピストンシリンダ部61pcで圧縮された高温冷媒は、ディスチャージパイプ61dより吐出し、凝縮器62にて凝縮され液体となり、膨張器63で膨張して低温の気液二相流となり、分流器64で三方に分流された後に蒸発器65a、庫内熱交換器65b、65cに流入する。流入した冷媒は、蒸発器65a、庫内熱交換器65b、65cで蒸発して商品収納庫40a、40b、40cを冷却し、蒸発した冷媒は集合器67にて集合してリターンパイプ80より液冷媒を貯留するアキュムレータ69を介して気液分離されて、気相が3方調整弁81より圧縮機61のサクションパイプ61sに入り、圧縮機内体61iですぐにサクションポート61spからピストンシリンダ部61pcに入り、再びピストンシリンダ部61pcで圧縮され吐出する。
When the operation mode is set to the CCC mode by operating the operation
このとき、リターンパイプ80よりの戻り冷媒が100%サクションパイプ61sに入るので、図5中の点線の冷凍サイクルで運転されるので、蒸発温度が低く、過熱度が小さくなる結果、効率的な冷却運転が行われる。
At this time, since the return refrigerant from the
また、運転モード設定SW91の操作により運転モードをCHHモードに設定すると、制御手段90は、加熱器電磁弁68b、68c、第1の冷却器入口電磁弁70aを開成し、凝縮器電磁弁68、第2の冷却器入口電磁弁70b、70c、冷却器出口電磁弁72b、72cを閉止する。そして、制御手段90は、外気温度センサToにより図7に示すように3方調整弁81の操作量を決め、庫内温度センサTa,Tb,Tcにより図8に示すように3方調整弁81の操作量を補正する。このとき圧縮機61のピストンシリンダ部61pcで圧縮された高温冷媒は、図10の太線で示すようにディスチャージパイプ61dより加熱器電磁弁68b、68c、接続点168b、168cを経由して庫内熱交換器65b、65cに流入する。庫内熱交換器65b、65cに流入した冷媒は凝縮し、商品収納庫40b、40cを加熱し、逆止弁71,71を介して集合し、補助熱交換器76でさらに凝縮して第2の膨張器79に流入する。第2の膨張器79に流入した冷媒は、膨張して低温低圧の気液二相流となり分流器64、第1の冷却器入口電磁弁70aを経由して蒸発器65aに流入する。蒸発器65aに流入した冷媒は、蒸発して商品収納庫40aを冷却し、集合器67、リターンパイプ80、アキュムレータ69を経由して3方調整弁81に入る。3方調整弁81に流入した冷媒は、図7、図8で示される分配比にて圧縮機61のサクションパイプ61s、プロセスパイプ61pに入りサクションポート61spからピストンシリンダ部61pcに戻る。このとき、図5中に示す実線と点線の冷凍サイクルの間で冷媒回路の運転が行われる。
Further, when the operation mode is set to the CHH mode by operating the operation
上述のように、プロセスパイプ61pより流入する冷媒が圧縮機61の圧縮工程前に吸入する前に圧縮機の内部61iにて昇温して、圧縮機61の吐出温度が上昇をするので、プロセスパイプ61pおよびサクションパイプ61sへの流入する冷媒の分配比を調整することにより、適切な過熱度、凝縮温度および蒸発温度が確保できるので、ヒータの使用を制限できる結果、消費電力が低く抑えることができる。
As described above, the refrigerant flowing in from the
また、外気温度Toに基づいて3方調整弁81の分配操作量を決めるとともに、冷却する室内の室内温度と加熱する室内の室内温度に基づいて前記分配量を補正して、プロセスパイプ61pおよびサクションパイプ61sへの流入する冷媒の分配比を調整することにより、さらにきめ細かく過熱度、凝縮温度および蒸発温度を調整できるので、冷却加熱効率を向上させることができる。
The distribution operation amount of the three-
なお、上述の説明は、冷却加熱の運転モードをCHHモードで説明をしたが、加熱を1室の商品収納庫で行うCCHモード、CHCモードでも同様な効果が得られる。また、上述の説明は、2室の商品収納庫を冷却加熱兼用とした自動販売機で説明をしたが、1室のみの商品収納庫を冷却加熱兼用とした自動販売機でも同様な効果が得られる。 In the above description, the cooling and heating operation mode is described as the CHH mode. However, the same effect can be obtained in the CCH mode and the CHC mode in which heating is performed in a single product storage. In the above description, the vending machine has a two-room product storage and cooling / heating function. However, the same effect can be obtained with a vending machine that has a one-room product storage and cooling / heating function. It is done.
以上のように、本発明に係る冷媒回路は、缶、ビン、パック、ペットボトル等の容器に入れた飲料等の商品を冷却または加熱して販売する自動販売機の冷媒回路に適している。 As described above, the refrigerant circuit according to the present invention is suitable for a refrigerant circuit of a vending machine that sells a product such as a beverage in a container such as a can, a bottle, a pack, or a plastic bottle by cooling or heating it.
10 本体キャビネット
20 外扉
30 内扉
40a、40b、40c 商品収納庫
60 冷却/加熱ユニット
61 圧縮機
61d ディスチャージパイプ
61p プロセスパイプ
61sp サクションポート
62 凝縮器
63 第1の膨張器
64 分流器
65a 蒸発器
65b、65c 庫内熱交換器
68 凝縮器電磁弁
68a、68b 加熱器電磁弁
70a 第1の冷却器入口電磁弁
70b、70c 第2の冷却器入口電磁弁
72b、72c 冷却器出口電磁弁
79 第2の膨張器
80 リターンパイプ
90 制御装置
91 運転モード選択SW
81 3方調整弁(分配調整手段)
811 入口配管
812、813 出口配管A,B
814 モータ
DESCRIPTION OF
81 3-way adjusting valve (distribution adjusting means)
811 Inlet piping 812, 813 Outlet piping A, B
814 motor
Claims (2)
前記圧縮機と、冷媒を凝縮させて室内を加熱する第2の室内熱交換器と、冷媒を膨張させる第2の膨張手段と、冷媒を蒸発させて室内を冷却する前記第1の室内熱交換器とを配管接続し、前記第1の室内熱交換器より冷媒を戻す態様で前記圧縮機にリターンパイプを接続してなる加熱冷却循環回路を構成した冷媒循環回路において、
前記圧縮機は、その内部に冷媒を圧縮するピストンシリンダ部と、該ピストンシリンダ部内から圧縮した冷媒を流出させる冷媒流出部と、圧縮機内部に開口部を有し圧縮する冷媒を流入される冷媒流入部とを有し、
前記圧縮機の外部には、前記冷媒流出部と直結するディスチャージパイプと、前記冷媒流入部の開口部に連通する態様で、当該開口部の近傍位置に取設されたサクションパイプと、前記冷媒流入部の開口部に連通する態様で、前記サクションパイプよりも離隔した位置に取設されたプロセスパイプとを有し、
前記リターンパイプからの配管を流入口に接続し、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプからの配管を流出口に接続して、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへ流出させる冷媒量を調整する分配調整手段を設けたことを特徴とする冷媒回路。 A compressor that compresses the refrigerant, an outdoor condenser that condenses the refrigerant, a first expansion means that expands the refrigerant, and a first indoor heat exchanger that evaporates the refrigerant and cools the room are connected by piping. , Constituting a cooling circulation circuit formed by connecting a return pipe to the compressor in a manner to return the refrigerant from the first indoor heat exchanger,
The compressor, the second indoor heat exchanger for condensing the refrigerant to heat the room, the second expansion means for expanding the refrigerant, and the first indoor heat exchange for cooling the room by evaporating the refrigerant. In a refrigerant circulation circuit that constitutes a heating and cooling circulation circuit in which a return pipe is connected to the compressor in a mode in which the refrigerant is returned from the first indoor heat exchanger by connecting a pipe to the compressor,
The compressor includes a piston cylinder portion that compresses the refrigerant therein, a refrigerant outflow portion that causes the compressed refrigerant to flow out of the piston cylinder portion, and a refrigerant that has an opening inside the compressor and into which the refrigerant to be compressed is introduced. An inflow portion,
Outside the compressor, a discharge pipe directly connected to the refrigerant outflow portion, a suction pipe installed near the opening in a manner communicating with the opening of the refrigerant inflow portion, and the refrigerant inflow In a mode communicating with the opening of the part, having a process pipe installed at a position separated from the suction pipe,
Distribution adjusting means for adjusting the amount of refrigerant flowing out to the process pipe and the suction pipe by connecting the pipe from the return pipe to the inlet, and connecting the pipe from the process pipe and the suction pipe to the outlet A refrigerant circuit characterized by being provided.
当該制御手段は外気温度に基づいて分配調整手段の分配操作量を決めるとともに、冷却する室内の室内温度と加熱する室内の室内温度に基づいて前記分配量を補正して、前記プロセスパイプおよび前記サクションパイプへの流出させる冷媒量を分配させることを特徴とする請求項1に記載の冷媒回路。 An outside air temperature sensor for detecting the outside air temperature, an indoor temperature sensor for detecting the room temperature, and a control means for controlling the cooling / heating operation by the room temperature sensor,
The control means determines the distribution operation amount of the distribution adjustment means based on the outside air temperature, and corrects the distribution amount based on the indoor temperature of the room to be cooled and the indoor temperature of the room to be heated, so that the process pipe and the suction The refrigerant circuit according to claim 1, wherein an amount of refrigerant flowing out to the pipe is distributed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009287923A JP2011127848A (en) | 2009-12-18 | 2009-12-18 | Refrigerant circuit |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108120042A (en) * | 2016-11-29 | 2018-06-05 | 富士电机株式会社 | Refrigerant return device |
-
2009
- 2009-12-18 JP JP2009287923A patent/JP2011127848A/en active Pending
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