JP2015166652A - 冷却加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外気温度に関係なく加熱単独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。
【解決手段】加熱単独運転を行う場合に、戻バルブ４４を閉成させるとともにバイパスバルブ６２を開成させることにより、戻経路４０の加熱側熱交換器４２を通過した冷媒をバイパス経路６０を経由して圧縮機２１に送出させるコントローラを備えた冷却加熱装置において、正転駆動する場合には、外気を加熱側熱交換器４２の周囲に送出する一方、逆転駆動する場合には、圧縮機２１の周囲空気を加熱側熱交換器４２の周囲に送出する庫外送風ファンＦ２を備え、コントローラは、加熱単独運転を行う場合において、外気温度の値が予め決められた閾値を上回るときには、庫外送風ファンＦ２を正転駆動させる一方、外気温度の値が閾値以下となるときには、庫外送風ファンＦ２を逆転駆動させるものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、冷却加熱装置に関し、より詳細には、ヒートポンプ機能を有する冷媒回路を備えた冷却加熱装置に関する。

従来、ヒートポンプ機能を有する冷媒回路を備えた冷却加熱装置として次のようなものが知られている。すなわち、主経路と、高圧冷媒導入経路と、放熱経路と、戻経路とを有する冷媒回路を備えたものである。

主経路は、庫内熱交換器、圧縮機、庫外熱交換器及び膨張機構が冷媒管路で順次接続されて環状に構成されている。庫内熱交換器は、対象となる室の内部に配設されている。圧縮機は、庫内熱交換器を通過した冷媒を吸引し、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。庫外熱交換器は、圧縮機で圧縮した冷媒を導入して凝縮させるものである。膨張機構は、庫外熱交換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。

このような主経路においては、圧縮機で圧縮された冷媒が庫外熱交換器で凝縮し、凝縮した冷媒が膨張機構で断熱膨張され、庫内熱交換器で蒸発する。この庫内熱交換器で蒸発した冷媒は、圧縮機により吸引されて再び圧縮されて循環することになる。これにより庫内熱交換器が配設された室の内部空気は冷却されることになる。

高圧冷媒導入経路は、圧縮機で圧縮した冷媒を導入し、主経路を構成する庫内熱交換器のうち加熱対象となる室に配設されたものに供給することにより該庫内熱交換器で冷媒を凝縮させるものである。これにより該庫内熱交換器が配設された室の内部空気は加熱されることになる。

放熱経路は、庫内熱交換器で凝縮した冷媒を導入して庫外熱交換器に供給するものである。これにより庫外熱交換器では、通過する冷媒が周囲空気と熱交換を行って蒸発することになる。

戻経路は、庫外熱交換器で蒸発した冷媒を導入して、圧縮機に送出させる態様で主経路に戻すものである。これにより戻経路を通過した冷媒は、主経路に至り、その後に圧縮機に送出されることになる。

このような構成を有する冷却加熱装置においては、該当する室の内部空気の冷却のみを行う場合（冷却単独運転を行う場合）には、主経路のみに冷媒を循環させればよい。その一方、一の室の内部空気を冷却して他の室の内部空気を加熱する場合（冷却加熱運転を行う場合）には、主経路に圧縮機で圧縮した冷媒の一部を循環し、かつ他の一部の冷媒を高圧冷媒導入経路、放熱経路及び戻経路の順に循環させればよい。更に、該当する室の内部空気の加熱のみを行う場合（加熱単独運転を行う場合）には、圧縮機で圧縮した冷媒を、高圧冷媒導入経路、放熱経路及び戻経路の順に通過させて圧縮機に戻すよう循環させればよい（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−３０４３９７号公報

ところで、上述したような冷却加熱装置においては、加熱単独運転を行う場合、庫外熱交換器を蒸発器として利用することとなる。庫外熱交換器を蒸発器として利用するには、庫外熱交換器の周空気の温度が十分に高いことが必要となる。

しかしながら、対象となる室の内部空気を加熱する場合は、外気温度が低い環境下にあるのが一般的であり、これにより庫外熱交換器で冷媒を十分に蒸発させることができず、この結果、庫内熱交換器で冷媒を良好に凝縮させることが困難になる虞れがあり、加熱単独運転を良好に行うことができないことがあった。

本発明は、上記実情に鑑みて、外気温度に関係なく加熱単独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。

上記目的を達成するために、本発明に係る冷却加熱装置は、対象室の内部に配設された庫内熱交換器と、前記庫内熱交換器を通過した冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮した冷媒を凝縮させる庫外熱交換器とを冷媒管路で接続して構成した主経路と、自身に設けられた導入バルブが開成することにより前記圧縮機で圧縮した冷媒を導入し、かつ前記庫内熱交換器のうち加熱対象となる室に配設されたものに供給することにより、該庫内熱交換器で冷媒を凝縮させる高圧冷媒導入経路と、前記庫内熱交換器で凝縮した冷媒を加熱側熱交換器を経て前記主経路の庫内熱交換器の上流側に戻す戻経路と、前記主経路における前記庫内熱交換器の上流側に配設され、かつ該庫内熱交換器に向けて流れる冷媒を断熱膨張させる膨張機構と、前記圧縮機で圧縮した冷媒を前記庫外熱交換器へ送出する第１送出状態と、前記圧縮機で圧縮した冷媒を前記高圧冷媒導入経路へ送出する第２送出状態との間で択一的に切り換え可能な切換手段と、自身に設けられたバイパスバルブが開成して前記加熱側熱交換器を通過した冷媒を導入し、前記圧縮機の上流側に供給するバイパス経路と、加熱単独運転を行う場合に、前記切換手段を第２送出状態にして前記バイパスバルブを開成させることにより、前記加熱側熱交換器を通過した冷媒を前記バイパス経路を経由して前記圧縮機に送出させる制御手段とを備えた冷却加熱装置において、正転駆動する場合には、外気を前記加熱側熱交換器の周囲に送出する一方、逆転駆動する場合には、前記圧縮機の周囲空気を前記加熱側熱交換器の周囲に送出する送風手段を備え、前記制御手段は、前記加熱単独運転を行う場合において、外気温度の値が予め決められた閾値を上回るときには、前記送風手段を正転駆動させる一方、前記外気温度の値が前記閾値以下となるときには、前記送風手段を逆転駆動させることを特徴とする。

また本発明は、上記冷却加熱装置において、前記制御手段は、前記送風手段を逆転駆動させている際に前記加熱単独運転の停止指令が与えられた場合、前記送風手段を正転駆動させることを特徴とする。

本発明によれば、制御手段が、加熱単独運転を行う場合において、外気温度の値が予め決められた閾値を上回るときには、送風手段を正転駆動させて外気を加熱側熱交換器の周囲に送出する一方、外気温度の値が閾値以下となるときには、送風手段を逆転駆動させて圧縮機の周囲空気を加熱側熱交換器の周囲に送出するので、外気温度が十分に高い場合には、外気を加熱側熱交換器の周囲に送出して加熱側熱交換器での熱交換を良好に行わせることができ、外気温度が低い場合には、比較的高温となる圧縮機の周囲空気を加熱側熱交換器の周囲に送出して加熱側熱交換器での熱交換を良好に行わせることができる。従って、外気温度に関係なく加熱単独運転を良好に行うことができるという効果を奏する。

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。 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、右側の商品収容庫の断面側面図である。 図３は、図１及び図２に示した自動販売機に適用された冷却加熱装置を概念的に示す概念図である。 図４は、図３に示した冷却加熱装置の特徴的な制御系を模式的に示すブロック図である。 図５は、図３に示した冷却加熱装置において冷却加熱運転（ＨＣＣ運転）を行う場合の冷媒の流れを示す概念図である。 図６は、図３に示した冷却加熱装置において加熱単独運転を行う場合の冷媒の流れを示す概念図である。 図７は、図６に示す加熱単独運転においてコントローラが実行するファン駆動処理の処理内容を示すフローチャートである。 図８は、図７に示したファン逆転駆動停止処理の処理内容を示すフローチャートである。

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。

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。

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。

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。

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。

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に設けられた商品取出口４ａに導くためのものである。

図３は、図１及び図２に示した自動販売機に適用された冷却加熱装置を概念的に示す概念図であり、図４は、図３に示した冷却加熱装置の特徴的な制御系を模式的に示すブロック図である。ここで例示する冷却加熱装置は、主経路２０、高圧冷媒導入経路３０、第１戻経路４０及び第２戻経路５０を有する冷媒回路１０を備えて構成してある。冷媒回路１０は、内部に冷媒（例えばＲ１３４ａ）が封入されている。

主経路２０は、圧縮機２１、庫外熱交換器２２及び庫内熱交換器２４を冷媒管路２５にて順次接続して構成してある。

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。

庫外熱交換器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。この庫外熱交換器２２は、圧縮機２１で圧縮された冷媒が通過する場合には、該冷媒を凝縮させるものである。

この庫外熱交換器２２と圧縮機２１とを接続する冷媒管路２５には、三方弁２６１が設けてある。かかる三方弁２６１については後述する。

庫内熱交換器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。これら庫内熱交換器２４と庫外熱交換器２２とを接続する冷媒管路２５は、その途中の第１分岐点Ｐ１で分岐して、右庫３ａに配設された庫内熱交換器２４（以下、右庫内熱交換器２４ａとも称する）の入口側に、中庫３ｂに配設された庫内熱交換器２４（以下、中庫内熱交換器２４ｂとも称する）の入口側に、左庫３ｃの内部に配設された庫内熱交換器２４（以下、左庫内熱交換器２４ｃとも称する）の入口側にそれぞれ接続してある。

また、この冷媒管路２５においては、第１分岐点Ｐ１から右庫内熱交換器２４ａ、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃのそれぞれに至る途中に膨張機構２３１，２３２，２３３が設けてある。膨張機構２３１，２３２，２３３は、コントローラ８０から与えられる指令に応じて開度を調整することができる流量可変のものであり、全閉状態となることも可能である。かかる膨張機構２３１，２３２，２３３は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。

上記庫内熱交換器２４の出口側に接続された冷媒管路２５は、途中の第１合流点Ｐ２で合流し、アキュムレータ２７を介して圧縮機２１に接続している。ここでアキュムレータ２７は、通過する冷媒が気液混合冷媒である場合に、液相冷媒を貯留して気相冷媒を通過させる気液分離手段である。尚、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃの出口側から第１合流点Ｐ２に至る冷媒管路２５の途中には出口側低圧電磁弁２６２ｂ，２６２ｃが配設してある。かかる出口側低圧電磁弁２６２ｂ，２６２ｃは、開閉可能な弁体であり、コントローラ８０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。

このような主経路２０において、図３中の符号２８は、内部熱交換器である。内部熱交換器２８は、高圧冷媒と低圧冷媒との間で熱交換させるものである。

高圧冷媒導入経路３０は、三方弁２６１に連結され、その途中で分岐して、一方が中庫内熱交換器２４ｂの入口側の冷媒管路２５に、他方が左庫内熱交換器２４ｃの入口側の冷媒管路２５にそれぞれ合流する高圧冷媒導入管路３１により構成された経路である。この高圧冷媒導入経路３０は、圧縮機２１で圧縮された冷媒（高圧冷媒）を導入する経路である。

ここで三方弁２６１は、圧縮機２１で圧縮した冷媒を庫外熱交換器２２へ送出する第１送出状態と、圧縮機２１で圧縮した冷媒を高圧冷媒導入経路３０へ送出する第２送出状態との間で択一的に切り換え可能な切換バルブである。かかる三方弁２６１の切換動作は、コントローラ８０から与えられる指令に応じて行われる。

上記高圧冷媒導入管路３１においては、分岐箇所の下流側にそれぞれ高圧導入バルブ３２１，３２２が設けてある。高圧導入バルブ３２１，３２２は、開閉可能な弁体であり、コントローラ８０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。

つまり、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃは、高圧冷媒導入経路３０を通じて圧縮機２１で圧縮された冷媒が供給された場合には、通過する冷媒を凝縮させて対象となる商品収容庫３（中庫３ｂ、左庫３ｃ）の内部空気を加熱するものである。

第１戻経路４０は、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃの出口側に接続された冷媒管路２５のそれぞれの途中で分岐され、第２合流点Ｐ３で合流し、庫外熱交換器２２に隣接する態様で配設された加熱側熱交換器４２の入口側に接続された第１戻管路４１により構成された経路である。この第１戻経路４０は、中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃの少なくとも一方で凝縮した冷媒を加熱側熱交換器４２に供給するためのものである。

加熱側熱交換器４２は、上記庫外熱交換器２２に隣接する態様で配設してあり、自身を通過する冷媒と周囲空気との間で熱交換させるものである。すなわち、第１戻経路４０は、庫内熱交換器２４で凝縮した冷媒を導入して加熱側熱交換器４２に供給するものである。

かかる加熱側熱交換器４２の近傍、すなわち機械室９における庫外熱交換器２２及び加熱側熱交換器４２の近傍には庫外送風ファン（送風手段）Ｆ２が配設してある。庫外送風ファンＦ２は、正逆回転可能（正逆駆動可能）なものであり、コントローラ８０から与えられる指令に応じて正転駆動、あるいは逆転駆動するものである。

この庫外送風ファンＦ２は、正転駆動する場合には、外気を機械室９に導入して加熱側熱交換器４２の周囲に送出するものである。その一方、逆転駆動する場合には、圧縮機２１の周囲空気を加熱側熱交換器４２の周囲に送出するものである。

このような第１戻経路４０を構成する第１戻管路４１の途中、すなわち中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃの出口側に接続された冷媒管路２５との分岐点から第２合流点Ｐ３に至る途中に、それぞれ逆止弁４３１，４３２が設けてある。

そして、上記第１戻経路４０には、戻バルブ４４及び分岐経路４５が配設してある。戻バルブ４４は、第１戻管路４１の途中に設けてある。かかる戻バルブ４４は、開閉可能な弁体であり、コントローラ８０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。

分岐経路４５は、第１戻管路４１における戻バルブ４４よりも上流側の分岐点から分岐し、かつこの第１戻管路４１における戻バルブ４４よりも下流側の合流点で合流する態様で接続された分岐管路４６により構成されるものであり、この分岐管路４６には分岐膨張機構４７が配設してある。

分岐膨張機構４７は、コントローラ８０から与えられる指令に応じて開度を調整することができるものであり、全閉状態となることも可能である。かかる分岐膨張機構４７は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。

第２戻経路５０は、加熱側熱交換器４２の出口側に接続され、かつ主経路２０を構成する冷媒管路２５、すなわち庫外熱交換器２２（図示の例では内部熱交換器２８）と第１分岐点Ｐ１との間の冷媒管路２５の第３合流点Ｐ４に接続する第２戻管路５１により構成されたものである。この第２戻経路５０は、加熱側熱交換器４２を通過した冷媒を導入し、主経路２０の庫内熱交換器２４の上流側に戻すためのものであり、その途中にキャピラリーチューブ５２が配設してある。このキャピラリーチューブ５２は、第２戻管路５１を通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。

以上のような構成を有する冷媒回路１０においては、上記構成の他に、第１バイパス経路６０及び第２バイパス経路７０を備えている。

第１バイパス経路６０は、加熱側熱交換器４２からキャピラリーチューブ５２に至る第２戻管路５１の途中の分岐点から分岐し、内部熱交換器２８とアキュムレータ２７との間の冷媒管路２５の途中の合流点に合流する態様で設けられた第１バイパス管路６１により構成してある。このような第１バイパス管路６１には、第１バイパスバルブ６２が設けてある。第１バイパスバルブ６２は、開閉可能な弁体であり、コントローラ８０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。

第２バイパス経路７０は、庫外熱交換器２２から内部熱交換器２８に至る冷媒管路２５の途中の分岐点から分岐し、第１合流点Ｐ２から内部熱交換器２８に至る冷媒管路２５の途中の合流点に合流する態様で設けられた第２バイパス管路７１により構成してある。このような第２バイパス管路７１には、第２バイパスバルブ７２が設けてある。第２バイパスバルブ７２は、開閉可能な弁体であり、コントローラ８０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。

次に、上記冷却加熱装置の制御系について説明する。図４に示すように、本実施の形態である冷却加熱装置では、外気温度センサＳ１、自販機制御部１００及びコントローラ８０を備えている。

外気温度センサＳ１は、自動販売機の本体キャビネット１の外部に配設してある。かかる外気温度センサＳ１は、自動販売機の周囲温度（外気温度）を検出するものであり、検出した外気温度は、外気温度信号としてコントローラ８０に送出するものである。

自販機制御部１００は、冷却加熱装置が適用される自動販売機の動作を統括的に制御するものである。

コントローラ８０は、メモリ９０に記憶されるデータやプログラムに従って、圧縮機２１や各種バルブ（各膨張機構２３１等も含む）、庫内送風ファンＦ１等の駆動を制御するものであり、本実施の形態の特徴的なものとして送風制御部８１を備えている。送風制御部８１は、庫外送風ファンＦ２の駆動を制御するもので、入力処理部８１ａ、比較部８１ｂ及び出力処理部８１ｃを備えている。

入力処理部８１ａは、外気温度センサＳ１から与えられる外気温度信号や、自販機制御部１００からの指令を入力するものである。

比較部８１ｂは、メモリ９０から基準情報を読み出して該基準情報に含まれる閾値となる基準温度と、外気温度とを比較するものである。ここで基準温度は、任意に決めることができるものであるが、より詳細には、加熱単独運転を行う場合において外気温度が加熱側熱交換器４２での熱交換を良好に行うことができる値を有しているか否かを判断するための温度である。つまり、外気温度が基準温度を上回る場合には、外気を加熱側熱交換器４２の周囲に送出することで加熱側熱交換器４２での熱交換が良好に行われることになる。その一方、外気温度が基準温度以下の場合には、外気を加熱側熱交換器４２の周囲に送出しても外気が十分に冷えていることから加熱側熱交換器４２での熱交換が行われにくいものとなる。

出力処理部８１ｃは、庫外送風ファンＦ２に駆動指令（正転駆動指令、逆転駆動指令）、あるいは駆動停止指令を与えて庫外送風ファンＦ２の駆動処理を行うものである。

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。

まず、ＨＣＣ運転（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冷却加熱運転）を行う場合について説明する。

この場合、コントローラ８０は、三方弁２６１を第２送出状態にさせ、膨張機構２３３を全閉にして出口側低圧電磁弁２６２ｃ、高圧導入バルブ３２１、第１バイパスバルブ６２及び第２バイパスバルブ７２を閉成させ、また膨張機構２３１，２３２の開度を所望の大きさにして出口側低圧電磁弁２６２ｂ、高圧導入バルブ３２２及び戻バルブ４４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。

すなわち、圧縮機２１で圧縮された冷媒は、第２送出状態にある三方弁２６１を経由して高圧冷媒導入管路３１に流入し、該高圧冷媒導入管路３１を通過して左庫内熱交換器２４ｃに至る。左庫内熱交換器２４ｃ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Ｆ１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。

左庫内熱交換器２４ｃで凝縮した冷媒は、第１戻経路４０を構成する第１戻管路４１を通過して開成する戻バルブ４４を経由して加熱側熱交換器４２に至る。

加熱側熱交換器４２を通過した冷媒は、第２戻管路５１を通過してキャピラリーチューブ５２で断熱膨張して第３合流点Ｐ４より主経路２０に流入し、開度が所望の大きさに調整された膨張機構２３１，２３２を通過して更に断熱膨張する。かかる膨張機構２３１，２３２を通過した冷媒は、右庫内熱交換器２４ａ及び中庫内熱交換器２４ｂに至り、これら右庫内熱交換器２４ａ及び中庫内熱交換器２４ｂでそれぞれ蒸発して各商品収容庫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Ｆ１の駆動により各商品収容庫３の内部を循環し、これにより各商品収容庫３（右庫３ａ及び中庫３ｂ）に収容された商品は冷却される。右庫内熱交換器２４ａ及び中庫内熱交換器２４ｂで蒸発した冷媒は、アキュムレータ２７を介して圧縮機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。

次に、加熱単独運転（ここでは左庫３ｃのみの内部空気を加熱する運転）を行う場合について説明する。

この場合、コントローラ８０は、三方弁２６１を第２送出状態にさせ、膨張機構２３１，２３２，２３３を全閉にして出口側低圧電磁弁２６２ｂ，２６２ｃ、高圧導入バルブ３２１、戻バルブ４４及び第２バイパスバルブ７２を閉成させ、また高圧導入バルブ３２２、分岐膨張機構４７及び第１バイパスバルブ６２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６に示すように循環する。

すなわち、圧縮機２１で圧縮された冷媒は、第２送出状態にある三方弁２６１を経由して高圧冷媒導入管路３１に流入し、該高圧冷媒導入管路３１を通過して左庫内熱交換器２４ｃに至る。左庫内熱交換器２４ｃに至った冷媒は、該左庫内熱交換器２４ｃを通過中に、左庫３ｃの内部空気と熱交換し、該内部空気に放熱して凝縮し、液冷媒となる。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Ｆ１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。

左庫内熱交換器２４ｃで凝縮した冷媒は、第１戻経路４０を構成する第１戻管路４１を通過して分岐管路４６に至る。分岐管路４６を通過する冷媒は、分岐膨張機構４７で断熱膨張する。断熱膨張した冷媒は、加熱側熱交換器４２に流入する。

加熱側熱交換器４２を通過した冷媒は、第２戻管路５１を経由して第１バイパス管路６１を通過することになるが、かかる通過中に外気と熱交換を行って徐々に蒸発していき気液２相状態から気相状態に向けて変化する。そして、アキュムレータ２７で気液分離され、気相冷媒が圧縮機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。

図７は、図６に示す加熱単独運転においてコントローラ８０が実行するファン駆動処理の処理内容を示すフローチャートである。

コントローラ８０の送風制御部８１は、入力処理部８１ａを通じて外気温度センサＳ１より検出温度である外気温度を入力した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、比較部８１ｂを通じてメモリ９０から基準情報を読み出す（ステップＳ１０２）。

基準情報を読み出した送風制御部８１は、比較部８１ｂを通じて外気温度が基準情報に含まれる基準温度以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。

外気温度が基準温度を上回る場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、送風制御部８１は、出力処理部８１ｃを通じて庫外送風ファンＦ２に正転駆動指令を与えて庫外送風ファンＦ２を正転駆動させ（ステップＳ１０４）、その後に手順をリターンさせて今回のファン駆動処理を終了する。

これによれば、外気が機械室９の内部に導入され、加熱側熱交換器４２の周囲に送出される。この結果、加熱側熱交換器４２では、内部を通過する冷媒と周囲の外気との間で熱交換が行われることになる。

その一方、外気温度が基準温度以下である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、送風制御部８１は、出力処理部８１ｃを通じて庫外送風ファンＦ２に逆転駆動指令を与えて庫外送風ファンＦ２を逆転駆動させる（ステップＳ１０５）。

これにより、機械室９における圧縮機２１の周囲空気が加熱側熱交換器４２に送出される。この結果、加熱側熱交換器４２では、内部を通過する冷媒と周囲の外気との間で熱交換が行われることになる。

このようにして庫外送風ファンＦ２を逆転駆動させたコントローラ８０の送風制御部８１は、ファン逆転駆動停止処理を実施する（ステップＳ２００）。

図８は、図７に示したファン逆転駆動停止処理の処理内容を示すフローチャートである。

送風制御部８１は、庫外送風ファンＦ２が逆転駆動中である場合において（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、自販機制御部１００からの加熱単独運転停止指令待ちとなる（ステップＳ２０２）。

そして、入力処理部８１ａを通じて加熱単独運転停止指令を入力した場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、送風制御部８１は、出力処理部８１ｃを通じて庫外送風ファンＦ２に正転駆動指令を与えて庫外送風ファンＦ２を正転駆動させ（ステップＳ２０３）、その後に手順をリターンさせて今回のファン逆転駆動停止処理を終了する。このようにしてファン逆転駆動停止処理を実施した送風制御部８１は、その後に手順をリターンさせて今回のファン駆動処理を終了する。

以上説明したような本実施の形態である冷却加熱装置によれば、コントローラ８０の送風制御部８１が、加熱単独運転を行う場合において、外気温度が基準温度を上回るときには、庫外送付ファンを正転駆動させて外気を加熱側熱交換器４２の周囲に送出する一方、外気温度が基準温度以下となるときには、庫外送風ファンＦ２を逆転駆動させて圧縮機２１の周囲空気を加熱側熱交換器４２の周囲に送出するので、外気温度が十分に高い場合には、外気を加熱側熱交換器４２の周囲に送出して加熱側熱交換器４２での熱交換を良好に行わせることができ、外気温度が低い場合には、比較的高温となる圧縮機２１の周囲空気を加熱側熱交換器４２の周囲に送出して加熱側熱交換器４２での熱交換を良好に行わせることができる。これにより、外気温度に関係なく加熱単独運転を良好に行うことができる。

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。

上述した実施の形態では、加熱単独運転を行う場合にファン駆動処理を実施していたが、本発明においては、加熱単独運転を行う際にファン駆動処理を実施するか否かは設定により任意に定めることができる。

上述した実施の形態では、ファン逆転駆動停止処理において自販機制御部１００から加熱単独運転停止指令が与えられた場合に庫外送風ファンＦ２を正転駆動に戻していたが、本発明においては、かかる加熱単独運転停止指令が与えられる場合に限られず、任意の設定で送風手段（庫外送風ファンＦ２）の逆転駆動を正転駆動に戻すようにしてもよい。

本発明においては、上述した実施の形態に示したような冷媒回路１０に限られず、加熱単独運転が可能な冷媒回路に適用されても構わない。

１ 本体キャビネット
１０ 冷媒回路
２０ 主経路
２１ 圧縮機
２２ 庫外熱交換器
２３１ 膨張機構
２３２ 膨張機構
２３３ 膨張機構
２４ 庫内熱交換器
２５ 冷媒管路
２６１ 三方弁
２６２ｂ 出口側低圧電磁弁
２６２ｃ 出口側低圧電磁弁
３０ 高圧冷媒導入経路
３１ 高圧冷媒導入管路
３２１ 高圧導入バルブ
３２２ 高圧導入バルブ
４０ 第１戻経路
４１ 第１戻管路
４２ 加熱側熱交換器
４４ 戻バルブ
４５ 分岐経路
４６ 分岐管路
５０ 第２戻経路
５１ 第２戻管路
５２ キャピラリーチューブ
６０ 第１バイパス経路
６１ 第１バイパス管路
６２ 第１バイパスバルブ
７０ 第２バイパス経路
７１ 第２バイパス管路
７２ 第２バイパスバルブ
８０ コントローラ
８１ 送風制御部
８１ａ 入力処理部
８１ｂ 比較部
８１ｃ 出力処理部
９０ メモリ
１００ 自販機制御部
Ｆ１ 庫内送風ファン
Ｆ２ 庫外送風ファン
Ｓ１ 外気温度センサ

Claims (2)

1. 対象室の内部に配設された庫内熱交換器と、前記庫内熱交換器を通過した冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮した冷媒を凝縮させる庫外熱交換器とを冷媒管路で接続して構成した主経路と、
   自身に設けられた導入バルブが開成することにより前記圧縮機で圧縮した冷媒を導入し、かつ前記庫内熱交換器のうち加熱対象となる室に配設されたものに供給することにより、該庫内熱交換器で冷媒を凝縮させる高圧冷媒導入経路と、
   前記庫内熱交換器で凝縮した冷媒を加熱側熱交換器を経て前記主経路の庫内熱交換器の上流側に戻す戻経路と、
   前記主経路における前記庫内熱交換器の上流側に配設され、かつ該庫内熱交換器に向けて流れる冷媒を断熱膨張させる膨張機構と、
   前記圧縮機で圧縮した冷媒を前記庫外熱交換器へ送出する第１送出状態と、前記圧縮機で圧縮した冷媒を前記高圧冷媒導入経路へ送出する第２送出状態との間で択一的に切り換え可能な切換手段と、
   自身に設けられたバイパスバルブが開成して前記加熱側熱交換器を通過した冷媒を導入し、前記圧縮機の上流側に供給するバイパス経路と、
   加熱単独運転を行う場合に、前記切換手段を第２送出状態にして前記バイパスバルブを開成させることにより、前記加熱側熱交換器を通過した冷媒を前記バイパス経路を経由して前記圧縮機に送出させる制御手段と
   を備えた冷却加熱装置において、
   正転駆動する場合には、外気を前記加熱側熱交換器の周囲に送出する一方、逆転駆動する場合には、前記圧縮機の周囲空気を前記加熱側熱交換器の周囲に送出する送風手段を備え、
   前記制御手段は、前記加熱単独運転を行う場合において、外気温度の値が予め決められた閾値を上回るときには、前記送風手段を正転駆動させる一方、前記外気温度の値が前記閾値以下となるときには、前記送風手段を逆転駆動させることを特徴とする冷却加熱装置。
2. 前記制御手段は、前記送風手段を逆転駆動させている際に前記加熱単独運転の停止指令が与えられた場合、前記送風手段を正転駆動させることを特徴とする請求項１に記載の冷却加熱装置。

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