JP2017059093A - Refrigerant circuit device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、冷媒回路装置に関し、より詳細には、例えば自動販売機などに適用され、かつヒートポンプ機能を有する冷媒回路を備えた冷媒回路装置に関する。 The present invention relates to a refrigerant circuit device, and more particularly to a refrigerant circuit device that is applied to, for example, a vending machine and includes a refrigerant circuit having a heat pump function.
従来、ヒートポンプ機能を有する冷媒回路を備えた冷媒回路装置として、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が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a refrigerant circuit device including a refrigerant circuit having a heat pump function has been known that includes a refrigerant circuit having a main path, a high-pressure refrigerant introduction path, a heat dissipation path, and a return path.
主経路は、庫内熱交換器、圧縮機、庫外熱交換器およ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と周囲空気とを熱交換させて該冷媒を放熱させるものである。膨張機構は、庫外熱交換器で放熱した冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。 The main path is configured in an annular shape by sequentially connecting an internal heat exchanger, a compressor, an external heat exchanger, and an expansion mechanism through a refrigerant pipe. The internal heat exchanger is disposed inside a target room. The compressor sucks the refrigerant that has passed through the internal heat exchanger, compresses the sucked refrigerant, and discharges it in a high-temperature and high-pressure state. The external heat exchanger heats the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant compressed by the compressor and the ambient air. The expansion mechanism depressurizes the refrigerant radiated by the external heat exchanger and adiabatically expands it.
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放熱し、放熱した冷媒が膨張機構で断熱膨張され、庫内熱交換器で室の内部空気と熱交換して蒸発する。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。 In such a main path, the refrigerant compressed by the compressor dissipates heat in the external heat exchanger, and the dissipated refrigerant is adiabatically expanded by the expansion mechanism, and exchanges heat with the internal air of the room by the internal heat exchanger. Evaporate. The refrigerant evaporated in the internal heat exchanger is sucked by the compressor, compressed again, and circulated. Thereby, the internal air of the chamber in which the internal heat exchanger is disposed is cooled.
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放熱させるものである。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。 The high-pressure refrigerant introduction path introduces the refrigerant compressed by the compressor, and supplies it to the one disposed in the chamber to be heated among the internal heat exchangers constituting the main path. The heat is dissipated in the refrigerant. Thereby, the internal air of the chamber in which the internal heat exchanger is disposed is heated.
放熱経路は、庫内熱交換器で放熱した冷媒を導入してガスクーラに供給するものである。これによりガスクーラでは、通過する冷媒が周囲空気と熱交換を行うことになる。 The heat dissipation path is for introducing the refrigerant radiated by the internal heat exchanger and supplying it to the gas cooler. Thereby, in the gas cooler, the refrigerant passing through exchanges heat with the surrounding air.
戻経路は、ガスクーラを通過した冷媒を導入して、主経路の膨張機構の上流側に戻すものである。これにより戻経路を通過した冷媒は、主経路に至り、その後に膨張機構で断熱膨張されて庫内熱交換器に送出されることになる。 The return path introduces the refrigerant that has passed through the gas cooler and returns it to the upstream side of the expansion mechanism of the main path. As a result, the refrigerant that has passed through the return path reaches the main path, and is then adiabatically expanded by the expansion mechanism and delivered to the internal heat exchanger.
このような構成を有する冷媒回路装置においては、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、いずれかの室の内部空気を加熱して他の室の内部空気を冷却する場合(冷却加熱運転を行う場合)には、加熱対象となる室の庫内熱交換器に対応した高圧冷媒導入経路の電磁弁を開成させて該庫内熱交換器に高圧冷媒を供給して放熱させ、その後に放熱経路および戻経路を経由して主経路に戻し、冷却対象となる室の庫内熱交換器に送出するように循環させればよい(例えば、特許文献1参照)。 In the refrigerant circuit device having such a configuration, when only cooling the internal air of a corresponding chamber (when performing a single cooling operation), the refrigerant may be circulated only in the main path. On the other hand, when the internal air of one of the chambers is heated to cool the internal air of the other chamber (when cooling and heating operation is performed), the high pressure corresponding to the internal heat exchanger of the chamber to be heated Open the solenoid valve of the refrigerant introduction path, supply high-pressure refrigerant to the internal heat exchanger to dissipate heat, and then return to the main path via the heat dissipation path and return path, and inside the chamber to be cooled What is necessary is just to circulate so that it may send out to a heat exchanger (for example, refer patent document 1).
そして、HHC運転(中庫および左庫の内部空気を加熱し、かつ右庫の内部空気を冷却する運転)を行う場合、圧縮機を駆動して圧縮された冷媒を中庫内熱交換器および左庫内熱交換器それぞれに送る。この中庫内熱交換器および左庫内熱交換器それぞれに送られた冷媒は、該熱交換器を通過中に、中庫および左庫の内部空気とそれぞれ熱交換を行い、該内部空気に放熱して凝縮する。これにより、中庫および左庫の内部空気を加熱する。加熱された内部空気は、庫内送風ファンの駆動により、中庫および左庫のそれぞれの内部を循環し、これにより中庫および左庫に収容された商品は、循環する内部空気により加熱される。 And when performing HHC operation (operation which heats the internal air of a center store | warehouse | chamber and left store | warehouse | chamber, and cools the internal air of a right store | warehouse | chamber), a compressor is driven and the refrigerant | coolant compressed in a store | warehouse | chamber interior and Send to each left-side heat exchanger. The refrigerant sent to the internal heat exchanger and the left internal heat exchanger respectively exchanges heat with the internal air of the central and left warehouses while passing through the heat exchanger, It dissipates heat and condenses. This heats the internal air of the center and left compartments. The heated internal air circulates in each of the central and left warehouses by driving the internal blower fan, whereby the products stored in the central and left warehouses are heated by the circulating internal air. .
中庫内熱交換器および左庫内熱交換器で凝縮した冷媒は、放熱経路を構成する放熱配管を通過してガスクーラに至り、該ガスクーラで周囲空気に放熱する。ガスクーラで放熱した冷媒は、キャピラリーチューブで断熱膨張する。 The refrigerant condensed in the heat exchanger in the inner compartment and the heat exchanger in the left compartment passes through the heat radiating pipe constituting the heat radiation path, reaches the gas cooler, and radiates heat to the ambient air by the gas cooler. The refrigerant radiated by the gas cooler is adiabatically expanded in the capillary tube.
キャピラリーチューブで断熱膨張して気化した冷媒は、右庫内熱交換器に送られ、この右庫内熱交換器で蒸発して右庫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、庫内送風ファンの駆動により右庫の内部を循環し、これにより右庫に収容された商品は循環する内部空気により冷却される。右庫内熱交換器で蒸発した冷媒は、圧縮機に吸引され、圧縮機に圧縮されて上述した循環を繰り返す。 The refrigerant adiabatically expanded and vaporized by the capillary tube is sent to the right-side heat exchanger, evaporates in this right-side heat exchanger, takes heat from the right-side internal air, and cools the internal air. The cooled internal air circulates in the right compartment by driving the internal blower fan, and thereby the product stored in the right compartment is cooled by the circulating internal air. The refrigerant evaporated in the right-side heat exchanger is sucked into the compressor, is compressed by the compressor, and repeats the above-described circulation.
ところで、上述したような冷媒回路装置においては、加熱対象となる室が複数(例えば、2室)ある場合、それぞれの加熱対象室の庫内温度に基づいてヒートポンプ加熱を行っていたため、圧縮機の運転率が高く、非効率的な運転となることで(図9参照)、消費電力が増大することが問題となっていた。 By the way, in the refrigerant circuit device as described above, when there are a plurality of chambers to be heated (for example, two chambers), heat pump heating is performed based on the internal temperature of each chamber to be heated. As the operation rate is high and the operation becomes inefficient (see FIG. 9), the problem is that the power consumption increases.
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、複数室ヒートポンプ運転の運転率を最大とし、圧縮機の運転率を低くして効率的な運転を行うことで、省エネを図ることができる冷媒回路装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and maximizes the operation rate of the multi-chamber heat pump operation and reduces the operation rate of the compressor to perform efficient operation, thereby saving energy. It aims at providing the refrigerant circuit device which can aim at.
上記の目的を達成するために、本発明の請求項1に係る冷媒回路装置は、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、前記室の外部に配設された庫外熱交換器と、前記庫外熱交換器を通過した冷媒を断熱膨張させる膨張機構とを冷媒管路にて順次接続して構成された主経路と、
前記圧縮機の吐出側の冷媒管路より分岐し、かつ該圧縮機で圧縮された冷媒を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第1加熱庫内熱交換器に供給する第1高圧冷媒管路と、前記圧縮機の吐出側の冷媒管路より分岐し、かつ前記第1加熱庫内熱交換器が配設された室とは異なる加熱対象となる室に配設された第2加熱庫内熱交換器に対して前記圧縮機で圧縮された冷媒を供給する第2高圧冷媒管路とを有する高圧冷媒導入経路と、
前記第1加熱庫内熱交換器および前記第2加熱庫内熱交換器の少なくとも一方を通過した冷媒を前記主経路における前記庫外熱交換器の上流側に供給する放熱経路と、
前記第1加熱庫内熱交換器および前記第2加熱庫内熱交換器が配設された室の内部空気を加熱する運転を行う場合には、前記圧縮機を駆動して圧縮された冷媒が前記第1高圧冷媒管路および第2高圧冷媒管路に導入されるように制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、いずれかの加熱対象となる室の室内温度が加熱開始同期上限温度以下となる場合において、室内温度が加熱開始同期上限温度と加熱開始同期下限温度との範囲内であるときには、加熱開始同期上限温度に達していない室が加熱開始同期上限温度に到達するまで前記加熱開始同期上限温度以下となっている室の加熱を待機し、前記加熱開始同期上限温度に達していない室が加熱開始同期上限温度に到達すると、それぞれの室の加熱を同期させて開始することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a refrigerant circuit device according to a first aspect of the present invention sucks in an internal heat exchanger disposed in a chamber and refrigerant that has passed through the internal heat exchanger. A compressor that compresses the refrigerant, an external heat exchanger that is disposed outside the chamber, and an expansion mechanism that adiabatically expands the refrigerant that has passed through the external heat exchanger are sequentially connected via a refrigerant pipe. A configured main route; and
A heat exchanger in the first heating chamber that is branched from the refrigerant pipe on the discharge side of the compressor and that is disposed in a chamber that is to be heated among the heat exchangers in the chamber that is compressed by the compressor. A first high-pressure refrigerant pipe that is supplied to the compressor and a refrigerant branch that is branched from the discharge pipe of the compressor, and a chamber that is to be heated is different from the chamber in which the first heat exchanger in the heating chamber is disposed A high-pressure refrigerant introduction path having a second high-pressure refrigerant pipe for supplying the refrigerant compressed by the compressor to the arranged second heat exchanger in the heating cabinet;
A heat dissipation path for supplying the refrigerant that has passed through at least one of the first heat exchanger in the heating chamber and the second heat exchanger in the heating chamber to the upstream side of the external heat exchanger in the main path;
When performing an operation of heating the internal air of the chamber in which the first heat exchanger in the heating chamber and the second heat exchanger in the heating chamber are disposed, the compressed refrigerant is driven by driving the compressor. Control means for controlling to be introduced into the first high-pressure refrigerant line and the second high-pressure refrigerant line,
When the room temperature of the room to be heated is equal to or lower than the heating start synchronization upper limit temperature, when the room temperature is within the range of the heating start synchronization upper limit temperature and the heating start synchronization lower limit temperature, The chamber that has not reached the heating start synchronization upper limit temperature waits for heating of the chamber that is equal to or lower than the heating start synchronization upper limit temperature until the chamber that has not reached the heating start synchronization upper limit temperature, and the chamber that has not reached the heating start synchronization upper limit temperature When the heating start synchronization upper limit temperature is reached, heating of each chamber is started in synchronization.
また、本発明の請求項2に係る冷媒回路装置は、上述した請求項1において、入口が前記圧縮機の出口側の冷媒管路に接続され、第1出口が前記庫外熱交換器の入口側の冷媒管路に接続され、第2出口が前記第1高圧冷媒管路に接続され、並びに第3出口が前記第2高圧冷媒管路に接続されてなり、前記入口と前記第1出口とを連通する第1送出状態、前記入口と前記第2出口とを連通する第2送出状態、前記入口と前記第3出口とを連通する第3送出状態、並びに前記入口と前記第2出口および前記第3出口とを連通する第4送出状態のいずれかに切替可能な四方弁を備え、
前記第1加熱庫内熱交換器および前記第2加熱庫内熱交換器が配設された室の内部空気を加熱するとともに他の庫内熱交換器が配設された室の内部空気を冷却する冷却加熱運転を行う場合には、前記四方弁を前記第4送出状態に調整して前記圧縮機を駆動して圧縮された冷媒が前記第1高圧冷媒管路および前記第2高圧冷媒管路に導入されるようにして前記庫外熱交換器を通過した冷媒が前記膨張機構で断熱膨張して庫内熱交換器に送出されるようにすることを特徴とする。
The refrigerant circuit device according to a second aspect of the present invention is the refrigerant circuit device according to the first aspect, wherein the inlet is connected to the refrigerant pipe on the outlet side of the compressor, and the first outlet is the inlet of the external heat exchanger. A second outlet is connected to the first high-pressure refrigerant pipe, and a third outlet is connected to the second high-pressure refrigerant pipe, and the inlet, the first outlet, A first delivery state communicating the inlet, the second delivery state communicating the inlet and the second outlet, a third delivery state communicating the inlet and the third outlet, and the inlet and the second outlet and A four-way valve switchable to any of the fourth delivery states communicating with the third outlet;
Heats the internal air of the chamber in which the first heat exchanger in the heating chamber and the second heat exchanger in the heating chamber are disposed, and cools the internal air of the chamber in which the other heat exchangers are disposed. When performing the cooling and heating operation, the refrigerant compressed by driving the compressor by adjusting the four-way valve to the fourth delivery state is the first high-pressure refrigerant line and the second high-pressure refrigerant line. The refrigerant that has passed through the external heat exchanger as introduced into the heat exchanger is adiabatically expanded by the expansion mechanism and is sent to the internal heat exchanger.
また、本発明の請求項3に係る冷媒回路装置は、上述した請求項1または請求項2において、前記庫外熱交換器を通過した冷媒を導入して前記圧縮機に戻すためのバイパス管路と、
前記バイパス管路に開閉可能に配設され、かつ開成する場合は該バイパス管路に冷媒が通過することを許容する一方、閉成する場合は該バイパス管路に冷媒が通過することを規制するバイパス電磁弁と、を備え、
前記制御手段は、前記第1加熱庫内熱交換器および前記第2加熱庫内熱交換器が配設された室の内部空気のみを加熱する加熱単独運転を行う場合には、前記四方弁を前記第4送出状態に調整して前記圧縮機を駆動して圧縮された冷媒が前記第1高圧冷媒管路および前記第2高圧冷媒管路に導入されるようにするとともに、前記バイパス電磁弁を開成させて前記庫外熱交換器を通過した冷媒が前記バイパス管路を通過するようにすることを特徴とする。
A refrigerant circuit device according to
When opened and opened in the bypass pipeline, the refrigerant is allowed to pass through the bypass pipeline, while when closed, the refrigerant is restricted from passing through the bypass pipeline. A bypass solenoid valve,
In the case where the control means performs a single heating operation for heating only the internal air of the chamber in which the first heat exchanger in the heating chamber and the second heat exchanger in the heating chamber are disposed, the four-way valve is The refrigerant adjusted to the fourth delivery state and driven by the compressor to be compressed is introduced into the first high-pressure refrigerant line and the second high-pressure refrigerant line, and the bypass solenoid valve is The refrigerant that has been opened and passed through the external heat exchanger passes through the bypass pipe.
請求項1の発明によれば、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、前記室の外部に配設された庫外熱交換器と、前記庫外熱交換器を通過した冷媒を断熱膨張させる膨張機構とを冷媒管路にて順次接続して構成された主経路と、前記圧縮機の吐出側の冷媒管路より分岐し、かつ該圧縮機で圧縮された冷媒を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第1加熱庫内熱交換器に供給する第1高圧冷媒管路と、前記圧縮機の吐出側の冷媒管路より分岐し、かつ前記第1加熱庫内熱交換器が配設された室とは異なる加熱対象となる室に配設された第2加熱庫内熱交換器に対して前記圧縮機で圧縮された冷媒を供給する第2高圧冷媒管路とを有する高圧冷媒導入経路と、前記第1加熱庫内熱交換器および前記第2加熱庫内熱交換器の少なくとも一方を通過した冷媒を前記主経路における前記庫外熱交換器の上流側に供給する放熱経路と、前記第1加熱庫内熱交換器および前記第2加熱庫内熱交換器が配設された室の内部空気を加熱する運転を行う場合には、前記圧縮機を駆動して圧縮された冷媒が前記第1高圧冷媒管路および第2高圧冷媒管路に導入されるように制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、いずれかの加熱対象となる室の室内温度が加熱開始同期上限温度以下となる場合において、室内温度が加熱開始同期上限温度と加熱開始同期下限温度との範囲内であるときには、加熱開始同期上限温度に達していない室が加熱開始同期上限温度に到達するまで前記加熱開始同期上限温度以下となっている室の加熱を待機し、前記加熱開始同期上限温度に達していない室が加熱開始同期上限温度に到達すると、それぞれの室の加熱を同期させて開始することにより、複数室ヒートポンプ運転の運転率を最大とし、圧縮機の運転率を低くして効率的な運転を行うことで、省エネを図ることができる冷媒回路装置を提供することが可能となる。 According to the first aspect of the present invention, the internal heat exchanger disposed inside the chamber, the compressor that sucks and compresses the refrigerant that has passed through the internal heat exchanger, and the outside of the chamber are arranged. A main path configured by sequentially connecting a built-in external heat exchanger and an expansion mechanism for adiabatically expanding the refrigerant that has passed through the external heat exchanger through a refrigerant pipe, and a discharge side of the compressor The first high pressure that supplies the refrigerant branched from the refrigerant line and compressed by the compressor to the first heat exchanger in the heating chamber disposed in the chamber to be heated among the heat exchangers in the refrigerator. A second refrigerant pipe and a second refrigerant pipe branched from the discharge-side refrigerant pipe of the compressor and disposed in a chamber to be heated, which is different from the chamber in which the first heat exchanger in the heating chamber is disposed. A high-pressure refrigerant introduction path having a second high-pressure refrigerant pipe for supplying the refrigerant compressed by the compressor to the heat exchanger in the heating chamber; A heat dissipation path for supplying the refrigerant that has passed through at least one of the heat exchanger in the heating chamber and the second heat exchanger in the second heating chamber to the upstream side of the external heat exchanger in the main path, and in the first heating chamber When performing an operation of heating the internal air of the chamber in which the heat exchanger and the second heat exchanger in the heating chamber are disposed, the refrigerant compressed by driving the compressor is the first high-pressure refrigerant pipe. And control means for controlling to be introduced into the passage and the second high-pressure refrigerant pipe, wherein the control means is provided when the room temperature of any of the heating target chambers is equal to or lower than the heating start synchronization upper limit temperature. When the room temperature is within the range between the heating start synchronization upper limit temperature and the heating start synchronization lower limit temperature, the heating start synchronization upper limit temperature or less until the room that has not reached the heating start synchronization upper limit temperature reaches the heating start synchronization upper limit temperature. The room Waiting for heating, when a chamber that has not reached the heating start synchronization upper limit temperature reaches the heating start synchronization upper limit temperature, the heating rate of each chamber is started in synchronization, thereby maximizing the operation rate of the multi-chamber heat pump operation. Thus, it is possible to provide a refrigerant circuit device that can save energy by reducing the operation rate of the compressor and performing efficient operation.
また、請求項2の発明によれば、入口が前記圧縮機の出口側の冷媒管路に接続され、第1出口が前記庫外熱交換器の入口側の冷媒管路に接続され、第2出口が前記第1高圧冷媒管路に接続され、並びに第3出口が前記第2高圧冷媒管路に接続されてなり、前記入口と前記第1出口とを連通する第1送出状態、前記入口と前記第2出口とを連通する第2送出状態、前記入口と前記第3出口とを連通する第3送出状態、並びに前記入口と前記第2出口および前記第3出口とを連通する第4送出状態のいずれかに切替可能な四方弁を備え、前記第1加熱庫内熱交換器および前記第2加熱庫内熱交換器が配設された室の内部空気を加熱するとともに他の庫内熱交換器が配設された室の内部空気を冷却する冷却加熱運転を行う場合には、前記四方弁を前記第4送出状態に調整して前記圧縮機を駆動して圧縮された冷媒が前記第1高圧冷媒管路および前記第2高圧冷媒管路に導入されるようにして前記庫外熱交換器を通過した冷媒が前記膨張機構で断熱膨張して庫内熱交換器に送出されるようにすることにより、部品点数を低減させて製造コストの低減化を図り、複数室ヒートポンプ運転の運転率を最大とし、圧縮機の運転率を低くして効率的な運転を行うことで、省エネを図ることができる冷媒回路装置を提供することが可能となる。
According to the invention of
また、請求項3の発明によれば、前記庫外熱交換器を通過した冷媒を導入して前記圧縮機に戻すためのバイパス管路と、前記バイパス管路に開閉可能に配設され、かつ開成する場合は該バイパス管路に冷媒が通過することを許容する一方、閉成する場合は該バイパス管路に冷媒が通過することを規制するバイパス電磁弁と、を備え、前記制御手段は、前記第1加熱庫内熱交換器および前記第2加熱庫内熱交換器が配設された室の内部空気のみを加熱する加熱単独運転を行う場合には、前記四方弁を前記第4送出状態に調整して前記圧縮機を駆動して圧縮された冷媒が前記第1高圧冷媒管路および前記第2高圧冷媒管路に導入されるようにするとともに、前記バイパス電磁弁を開成させて前記庫外熱交換器を通過した冷媒が前記バイパス管路を通過するようにすることにより、部品点数を低減させて製造コストの低減化を図り、複数室ヒートポンプ運転の運転率を最大とし、圧縮機の運転率を低くして効率的な運転を行うことで、省エネを図ることができる冷媒回路装置を提供することが可能となる。 According to a third aspect of the present invention, the bypass pipe for introducing the refrigerant that has passed through the external heat exchanger and returning it to the compressor, the bypass pipe being arranged to be openable and closable, and A bypass solenoid valve that, when opened, allows the refrigerant to pass through the bypass pipe, while restricting passage of the refrigerant through the bypass pipe when closed, the control means, In the case of performing a single heating operation for heating only the internal air of the chamber in which the first heat exchanger in the heating chamber and the second heat exchanger in the heating chamber are disposed, the four-way valve is set in the fourth delivery state. And the refrigerant compressed by driving the compressor is introduced into the first high-pressure refrigerant line and the second high-pressure refrigerant line, and the bypass solenoid valve is opened to The refrigerant that has passed through the external heat exchanger passes through the bypass line. By reducing the number of parts, the manufacturing cost can be reduced, the operation rate of the multi-chamber heat pump operation can be maximized, and the operation rate of the compressor can be lowered to perform efficient operation. It is possible to provide a refrigerant circuit device that can save energy.
以下、図面を参照しながら、本発明に係る冷媒回路装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。 Hereinafter, preferred embodiments of a refrigerant circuit device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
図1は、本発明の実施の形態である冷媒回路装置が適用された自動販売機の内部構造を示す斜視図である。ここで例示する自動販売機は、本体キャビネット1、冷媒回路装置10を備えている。
FIG. 1 is a perspective view showing an internal structure of a vending machine to which a refrigerant circuit device according to an embodiment of the present invention is applied. The vending machine exemplified here includes a main body cabinet 1 and a
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(室)3(3a、3b、3c)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などの商品を所望の温度に維持した状態で収容するための室で、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, for example, three independent commodity storages (chambers) 3 (3a, 3b, 3c) that are partitioned by two heat insulating
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3aの断面側面図である。尚、ここでは右側の商品収容庫3a(以下、適宜右庫3aとも称する)の内部構造について示しているが、中央の商品収容庫3b(以下、適宜中庫3bとも称する)および左側の商品収容庫3c(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り、右庫3aは冷却専用庫、中庫3b、左庫3cを冷却/加熱兼用庫としている。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
本体キャビネット1の前面には、外扉4および内扉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段に分割された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5aは、一端を外扉4に枢軸し、他端を外扉4に係着して、外扉4の開放と同時に商品収容庫3の前面上側を開放させて、商品の補充を容易にするものである。下側の内扉5bは、一端を本体キャビネット1に枢軸し、他端を本体キャビネット1に不図示の掛金にて掛着して、外扉4を開放したときには、閉止した状態であり、商品収納庫3内の冷気もしくは暖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。
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および搬出シュータ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内扉5bに配設された搬出扉5cを介して外扉4に設けられた商品取出口4aに導くためのものである。
The
図3は、図1および図2に示した自動販売機を構成する冷媒回路装置10を概念的に示す概念図である。ここで例示する冷媒回路装置10は、主経路20、高圧冷媒導入経路30、放熱経路40およびバイパス経路50を有する冷媒回路10aと、冷媒回路10aに設けられた各部を適宜制御する制御部(制御手段)90(図4参照)とを備えて構成されている。
FIG. 3 is a conceptual diagram conceptually showing the
主経路20は、圧縮機21、四方弁22、庫外熱交換器23、膨張機構24および庫内熱交換器25を冷媒管路26にて適宜接続して構成されており、内部に冷媒が封入されている。
The
圧縮機21は、図2にも示すように機械室9に配設されている。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)にして吐出するものである。
The
四方弁22は、1つの入口221と、3つの出口(第1出口222、第2出口223、第3出口224)とを有しており、制御部90から与えられる指令に応じて、入口221と第1出口222とを連通する第1送出状態、入口221と第2出口223とを連通する第2送出状態、入口221と第3出口224とを連通する第3送出状態、並びに入口221と第2出口223および第3出口224とを連通する第4送出状態のいずれかに切替可能な切替弁(バルブ)である。この四方弁22の入口221は、圧縮機21のディスチャージパイプ216に連結された冷媒管路26が接続されている。
The four-
庫外熱交換器23は、図2にも示すように圧縮機21と同様に機械室9に配設されている。この庫外熱交換器23は、通過する冷媒と周囲空気とを熱交換させるものである。かかる庫外熱交換器23の後方側近傍には庫外送風ファンF1が設けられている。この庫外熱交換器23の入口側に連結された冷媒管路26は、四方弁22の第1出口222に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
膨張機構24は、圧縮機21および庫外熱交換器23と同様に機械室9に配設されている。この膨張機構24は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるもので、第1電子膨張弁241、第2電子膨張弁242および第3電子膨張弁243を備えて構成されている。
The
これら第1電子膨張弁241、第2電子膨張弁242および第3電子膨張弁243は、庫外熱交換器23の出口側に連結された冷媒管路26に接続された分配器271により3つに分岐された冷媒管路26にそれぞれ配設されている。
The first
ここで膨張機構24を構成する第1電子膨張弁241、第2電子膨張弁242および第3電子膨張弁243は、制御部90から与えられる指令に応じてそれぞれの開度が調整される。
Here, the opening degree of each of the first
庫内熱交換器25は、複数(図示の例では3つ)設けられており、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)の前面側に配設されている。右庫3aに配設された庫内熱交換器25a(以下、右庫内熱交換器25aとも称する)は、第1電子膨張弁241の下流側に、中庫3bに配設された庫内熱交換器25b(以下、中庫内熱交換器25bとも称する)は、第2電子膨張弁242の下流側に、左庫3cの内部に配設された庫内熱交換器25c(以下、左庫内熱交換器25cとも称する)は、第3電子膨張弁243の下流側に位置する態様で冷媒管路26に接続されている。
A plurality of (3 in the illustrated example)
また、第1電子膨張弁241と右庫内熱交換器25aとの間、第2電子膨張弁242と中庫内熱交換器25bとの間、並びに第3電子膨張弁243と左庫内熱交換器25cとの間には、それぞれ第1キャピラリーチューブ272、第2キャピラリーチューブ273および第3キャピラリーチューブ274が設けられている。
In addition, between the first
更に、第2電子膨張弁242と第2キャピラリーチューブ273との間には第1逆止弁275が設けられ、第3電子膨張弁243と第3キャピラリーチューブ274との間には第2逆止弁276が設けられている。
Further, a
中庫内熱交換器25bおよび左庫内熱交換器25cの出口側に接続された冷媒管路26は、第1合流点P1で合流し、合流した冷媒管路26は、更に右庫内熱交換器25aの出口側に冷媒管路26と第2合流点P2で合流している。第2合流点P2で合流した冷媒管路26は、圧縮機21のサクションパイプ217に連結されている。
The
中庫内熱交換器25bの出口側に接続された冷媒管路26には、第1合流点P1の上流側に第1帰還用電磁弁277が配設されている。第1帰還用電磁弁277は、開閉可能な弁体であり、制御部90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。
In the
左庫内熱交換器25cの出口側に接続された冷媒管路26には、第1合流点P1の上流側に第2帰還用電磁弁278が配設されている。第2帰還用電磁弁278は、開閉可能な弁体であり、制御部90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。
A second
高圧冷媒導入経路30は、第1高圧冷媒管路31と第2高圧冷媒管路32とを有している。第1高圧冷媒管路31は、一端が四方弁22の第2出口223に接続され、かつ他端が中庫内熱交換器(第1加熱庫内熱交換器)25bの入口側の冷媒管路26の第3合流点P3に合流するものである。この第1高圧冷媒管路31は、四方弁22により冷媒の導入が許容される場合に、圧縮機21で圧縮された高圧冷媒を中庫内熱交換器25bに供給するものである。
The high pressure
第2高圧冷媒管路32は、一端が四方弁22の第3出口224に接続され、かつ他端が左庫内熱交換器(第2加熱庫内熱交換器)25cの入口側の冷媒管路26の第4合流点P4に合流するものである。この第2高圧冷媒管路32は、四方弁22により冷媒の導入が許容される場合に、圧縮機21で圧縮された高圧冷媒を左庫内熱交換器25cに供給するものである。
One end of the second high-pressure
放熱経路40は、第1放熱管路41および第2放熱管路42を備えて構成されている。第1放熱管路41は、中庫内熱交換器25bの出口側に接続された冷媒管路26の途中の第1分岐点P5で分岐され、四方弁22の第1出口222と庫外熱交換器23との間の冷媒管路26の第5合流点P6で合流する態様で該冷媒管路26に接続されている。
The
この第1放熱管路41の途中には、第3逆止弁431、第4電子膨張弁432、第4キャピラリーチューブ433が設けられている。第4電子膨張弁432は、制御部90から与えられる指令に応じて開度が調整されるもので、通過する冷媒を断熱膨張させるものである。第4キャピラリーチューブ433は、通過する冷媒を断熱膨張させるためのものである。
A
第2放熱管路42は、左庫内熱交換器25cの出口側に接続された冷媒管路26の途中の第2分岐点P7で分岐され、第1放熱管路41の第6合流点P8で合流する態様で該第1放熱管路41に接続されている。この第2放熱管路42の途中には、第4逆止弁434が設けられている。
The second
バイパス経路50は、バイパス管路51およびバイパス電磁弁52を備えて構成されている。バイパス管路51は、庫外熱交換器23から分配器271に至る冷媒管路26の途中の第3分岐点P9から分岐し、かつ圧縮機21のプロセスパイプ218に連結されている。
The
バイパス電磁弁52は、開閉可能な弁体であり、制御部90から開指令が与えられた場合には開成して冷媒がバイパス管路51を通過することを許容する一方、制御部90から閉指令が与えられた場合には閉成して冷媒がバイパス管路51を通過することを規制するものである。
The
図4は、冷媒回路装置10の制御ブロック図を示し、冷媒回路装置10での冷却加熱運転を制御する制御部(制御手段)90は、中央処理装置としてのCPU91、CPU91の制御プログラムを格納するROM(リード・オンリー・メモリ)92、CPU91の制御に必要な各種のプログラムやデータを随時記憶するRAM(ランダム・アクセス・メモリ)93、基準クロック発生部(図示せず)で発生するクロックをカウントして各種時刻を計時するタイマー94、冷媒回路装置10に備えられている各部に通電する電力回路を有する通電部95から構成されている。
FIG. 4 is a control block diagram of the
また、制御部90には、冷媒回路装置10の各種設定データを入力するキーボード96、右庫3aの内部空気温度(庫内温度)を測定した右庫3a庫内温度を制御部90に出力する右庫内温度センサ97a、中庫3bの内部空気温度(庫内温度)を測定した中庫3b庫内温度を制御部90に出力する中庫内温度センサ97b、左庫3cの内部空気温度(庫内温度)を測定した左庫3c庫内温度を制御部90に出力する左庫内温度センサ97cが接続されている。
Further, the
さらに、圧縮機21、四方弁22、第1電子膨張弁241、第2電子膨張弁242、第3電子膨張弁243、第4電子膨張弁432、第1帰還用電磁弁277、第2帰還用電磁弁278、バイパス電磁弁52などが接続されている。
Further, the
次に、上記冷媒回路装置10が商品収容庫3に収容された商品を冷却、あるいは加熱する場合について説明する。
Next, the case where the
まず冷却単独運転の一例として、CCC運転(全ての商品収容庫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。 First, as an example of a single cooling operation, a case where a CCC operation (an operation for cooling the internal air of all the commodity containers 3) is performed will be described.
この場合、制御部90は、四方弁22を第1送出状態(入口221と第1出口222とを連通する)に調整し、第1帰還用電磁弁277および第2帰還用電磁弁278を開成させる一方、バイパス電磁弁52を閉成させる。また制御部90は、膨張機構24を構成する第1電子膨張弁241、第2電子膨張弁242および第3電子膨張弁243の開度を所定の大きさに調整するとともに、第4電子膨張弁432を閉成させる。そして圧縮機21を駆動することにより、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。
In this case, the
圧縮機21で圧縮された冷媒は、ディスチャージパイプ216から吐出され、第1送出状態の四方弁22を通過して冷媒管路26を経由して庫外熱交換器23に至る。
The refrigerant compressed by the
庫外熱交換器23に至った冷媒は、該庫外熱交換器23を通過中に、周囲空気(外気)に放熱して凝縮する。庫外熱交換器23で凝縮した冷媒は、分配器271で分岐され、膨張機構24(第1電子膨張弁241、第2電子膨張弁242および第3電子膨張弁243)により断熱膨張して各庫内熱交換器25に至り、各庫内熱交換器25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、各庫内熱交換器25の近傍に配設された庫内送風ファン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。
The refrigerant that has reached the
各庫内熱交換器25で蒸発した冷媒は、第1合流点P1および第2合流点P2で合流した後にサクションパイプ217を通じて圧縮機21に吸引される。圧縮機21に吸引された冷媒は圧縮されて上述した循環を繰り返す。
The refrigerant evaporated in each
次に冷却加熱運転の一例として、HHC運転(中庫3bおよび左庫3cの内部空気を加熱し、かつ右庫3a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。
Next, as an example of the cooling and heating operation, a case will be described in which an HHC operation (an operation for heating the internal air of the
この場合、制御部90は、四方弁22を第4送出状態(入口221と第2出口223および第3出口224とを連通する)に調整し、第1帰還用電磁弁277、第2帰還用電磁弁278およびバイパス電磁弁52を閉成させる。また制御部90は、第2電子膨張弁242および第3電子膨張弁243を閉成させつつ、第1電子膨張弁241および第4電子膨張弁432の開度を所定の大きさに調整する。そして圧縮機21を駆動することにより、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。
In this case, the
圧縮機21で圧縮された冷媒は、ディスチャージパイプ216から吐出され、第4送出状態の四方弁22を介して第1高圧冷媒管路31および第2高圧冷媒管路32を通過する。
The refrigerant compressed by the
第1高圧冷媒管路31を通過した冷媒は、中庫内熱交換器25bに至る。中庫内熱交換器25bに至った冷媒は、該中庫内熱交換器25bを通過中に、中庫3b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、中庫3b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、中庫3bの内部を循環し、これにより中庫3bに収容された商品は、循環する内部空気に加熱される。
The refrigerant that has passed through the first high-
第2高圧冷媒管路32を通過した冷媒は、左庫内熱交換器25cに至る。左庫内熱交換器25cに至った冷媒は、該左庫内熱交換器25c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F2の駆動により、左庫3c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。
The refrigerant that has passed through the second high-
中庫内熱交換器25bで凝縮した冷媒は、第1放熱管路41に至り、左庫内熱交換器25cで凝縮した冷媒は、第2放熱管路42を経由して第1放熱管路41に至って、互いに合流する。合流した冷媒は、第1放熱管路41を通過して第4電子膨張弁432および第4キャピラリーチューブ433で断熱膨張し、その後に庫外熱交換器23に至り、該庫外熱交換器23で周囲空気と熱交換を行う。庫外熱交換器23を通過した冷媒は、分配器271を経由して第1電子膨張弁241および第1キャピラリーチューブ272で断熱膨張する。
The refrigerant condensed in the
第1電子膨張弁241および第1キャピラリーチューブ272で断熱膨張した冷媒は、右庫内熱交換器25aに至り、この右庫内熱交換器25aで蒸発して右庫3a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の内部を循環し、これにより右庫3aに収容された商品は冷却される。
The refrigerant adiabatically expanded by the first
右庫内熱交換器25aで蒸発した冷媒は、サクションパイプ217を通じて圧縮機21に吸引される。圧縮機21に吸引された冷媒は圧縮されて上述した循環を繰り返す。
The refrigerant evaporated in the right
ここで、図7を用いて、2室(複数室)同時加熱ヒートポンプ運転の運転率を最大とし、圧縮機21の運転率を低く(小さく)して効率的な運転を行うことで、省エネを図ることができる冷媒回路装置10の制御について説明する。
Here, by using FIG. 7, the operation rate of the two-chamber (multiple-chamber) simultaneous heating heat pump operation is maximized, and the operation rate of the
圧縮機21を駆動してHHC運転(中庫3bおよび左庫3cの内部空気を加熱し、かつ右庫3aの内部空気を冷却する運転)を行う場合、2室(中庫3bおよび左庫3c)が同時に加熱を始めることができるように加熱同期運転を行う。
When the
2室加熱同期運転を行うには、2室の加熱庫内の加熱開始/停止温度以外に、加熱開始同期上限温度と加熱開始同期下限温度とを定め、制御部90は、いずれかの加熱対象となる室の室内温度が加熱開始同期上限温度以下となる場合において、室内温度が加熱開始同期上限温度と加熱開始同期下限温度との範囲内であるときには、加熱開始同期上限温度に達していない室が加熱開始同期上限温度に到達するまで加熱開始同期上限温度以下となっている室の加熱を待機し、加熱開始同期上限温度に達していない室が加熱開始同期上限温度に到達すると、それぞれの室(中庫3bおよび左庫3c)の加熱開始を同期させ、同時に加熱を開始させるように制御する。
In order to perform the two-chamber heating synchronous operation, in addition to the heating start / stop temperature in the heating chamber of the two chambers, a heating start synchronization upper limit temperature and a heating start synchronization lower limit temperature are determined, and the
例えば、図7に示しているように、制御部90は、左庫内温度センサ97cが測定した左庫3c庫内温度が先に加熱開始温度に到達しても、中庫内温度センサ97bが測定した中庫3b庫内温度が加熱開始温度に到達するまで左庫3cの加熱開始を待ち、加熱開始温度に到達していなかった中庫3b庫内温度が加熱開始温度に到達すると、圧縮機21を駆動して2室(中庫3bおよび左庫3c)同時に加熱を開始するように制御を行う。
For example, as shown in FIG. 7, the
このように制御部90が制御を行うことで、複数室ヒートポンプ運転の運転率を最大とし、圧縮機21の運転率を低くして効率的な運転を行うことで、省エネを図ることができる冷媒回路装置10を提供することが可能となる。
Thus, the
尚、冷却加熱運転の一例としてHHC運転について説明したが、上記冷媒回路装置10においては、CHC運転(中庫3bの内部空気を加熱し、かつ右庫3aおよび左庫3cの内部空気を冷却する運転)、HCC運転(左庫3cの内部空気を加熱し、かつ右庫3aおよび中庫3bの内部空気を冷却する運転)を冷却加熱運転として行うことができる。
The HHC operation has been described as an example of the cooling and heating operation. However, in the
CHC運転を行う場合、制御部90は、四方弁22を第2送出状態(入口221と第2出口223とを連通する)に調整し、第2帰還用電磁弁278を開成させる一方、第2電子膨張弁242、第1帰還用電磁弁277およびバイパス電磁弁52を閉成させる。また制御部90は、第1電子膨張弁241、第3電子膨張弁243および第4電子膨張弁432の開度を所定の大きさに調整する。そして圧縮機21を駆動することにより、圧縮機21で圧縮された冷媒は、次のように循環する。
When performing the CHC operation, the
圧縮機21で圧縮された冷媒は、ディスチャージパイプ216から吐出され、第2送出状態の四方弁22を介して第1高圧冷媒管路31を通過する。
The refrigerant compressed by the
第1高圧冷媒管路31を通過した冷媒は、中庫内熱交換器25bに至る。中庫内熱交換器25bに至った冷媒は、該中庫内熱交換器25bを通過中に、中庫3b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、中庫3b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、中庫3bの内部を循環し、これにより中庫3bに収容された商品は、循環する内部空気に加熱される。
The refrigerant that has passed through the first high-
中庫内熱交換器25bで凝縮した冷媒は、第1放熱管路41に至り、第1放熱管路41を通過して第4電子膨張弁432および第4キャピラリーチューブ433で断熱膨張し、その後に庫外熱交換器23に至り、該庫外熱交換器23で周囲空気と熱交換を行う。庫外熱交換器23を通過した冷媒は、分配器271を経由して第1電子膨張弁241、第1キャピラリーチューブ272および第3電子膨張弁243、第3キャピラリーチューブ274で断熱膨張する。
The refrigerant condensed in the
第1電子膨張弁241および第1キャピラリーチューブ272で断熱膨張した冷媒は、右庫内熱交換器25aに至り、この右庫内熱交換器25aで蒸発して右庫3a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の内部を循環し、これにより右庫3aに収容された商品は冷却される。
The refrigerant adiabatically expanded by the first
第3電子膨張弁243および第3キャピラリーチューブ274で断熱膨張した冷媒は、左庫内熱交換器25cに至り、この左庫内熱交換器25cで蒸発して左庫3c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の駆動により左庫3cの内部を循環し、これにより左庫3cに収容された商品は冷却される。
The refrigerant adiabatically expanded by the third
右庫内熱交換器25aおよび左庫内熱交換器25cで蒸発した冷媒は、第2合流点P2で合流した後にサクションパイプ217を通じて圧縮機21に吸引される。圧縮機21に吸引された冷媒は圧縮されて上述した循環を繰り返す。
The refrigerant evaporated in the right-
HCC運転を行う場合、制御部90は、四方弁22を第3送出状態(入口221と第3出口224とを連通する)に調整し、第1帰還用電磁弁277を開成させる一方、第3電子膨張弁243、第2帰還用電磁弁278およびバイパス電磁弁52を閉成させる。また制御部90は、第1電子膨張弁241、第2電子膨張弁242および第4電子膨張弁432の開度を所定の大きさに調整する。そして圧縮機21を駆動することにより、圧縮機21で圧縮された冷媒は、次のように循環する。
When performing the HCC operation, the
圧縮機21で圧縮された冷媒は、ディスチャージパイプ216から吐出され、第3送出状態の四方弁22を介して第2高圧冷媒管路32を通過する。
The refrigerant compressed by the
第2高圧冷媒管路32を通過した冷媒は、左庫内熱交換器25cに至る。左庫内熱交換器25cに至った冷媒は、該左庫内熱交換器25c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F2の駆動により、左庫3c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。
The refrigerant that has passed through the second high-
左庫内熱交換器25cで凝縮した冷媒は、第2放熱管路42を経由して第1放熱管路41に至り、第1放熱管路41を通過して第4電子膨張弁432および第4キャピラリーチューブ433で断熱膨張し、その後に庫外熱交換器23に至り、該庫外熱交換器23で周囲空気と熱交換を行う。庫外熱交換器23を通過した冷媒は、分配器271を経由して第1電子膨張弁241、第1キャピラリーチューブ272および第2電子膨張弁242、第2キャピラリーチューブ273で断熱膨張する。
The refrigerant condensed in the left-
第1電子膨張弁241および第1キャピラリーチューブ272で断熱膨張した冷媒は、右庫内熱交換器25aに至り、この右庫内熱交換器25aで蒸発して右庫3a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の内部を循環し、これにより右庫3aに収容された商品は冷却される。
The refrigerant adiabatically expanded by the first
第2電子膨張弁242および第2キャピラリーチューブ273で断熱膨張した冷媒は、中庫内熱交換器25bに至り、この中庫内熱交換器25bで蒸発して中庫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の駆動により中庫3bの内部を循環し、これにより中庫3bに収容された商品は冷却される。
The refrigerant adiabatically expanded by the second
右庫内熱交換器25aおよび中庫内熱交換器25bで蒸発した冷媒は、第2合流点P2で合流した後にサクションパイプ217を通じて圧縮機21に吸引される。圧縮機21に吸引された冷媒は圧縮されて上述した循環を繰り返す。
The refrigerant evaporated in the right
更に加熱単独運転の一例として、中庫3bおよび左庫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。
Furthermore, the case where the operation | movement which heats the internal air of only the inner store | warehouse |
この場合、制御部90は、四方弁22を第4送出状態(入口221と第2出口223および第3出口224とを連通する)に調整し、バイパス電磁弁52を開成させる一方、第1電子膨張弁241、第2電子膨張弁242、第3電子膨張弁243、第1帰還用電磁弁277および第2帰還用電磁弁278を閉成させる。また制御部90は、第4電子膨張弁432の開度を所定の大きさに調整する。そして圧縮機21を駆動することにより、圧縮機21で圧縮された冷媒は、図8に示すように循環する。
In this case, the
圧縮機21で圧縮された冷媒は、ディスチャージパイプ216から吐出され、第4送出状態の四方弁22を介して第1高圧冷媒管路31および第2高圧冷媒管路32を通過する。
The refrigerant compressed by the
第1高圧冷媒管路31を通過した冷媒は、中庫内熱交換器25bに至る。中庫内熱交換器25bに至った冷媒は、該中庫内熱交換器25bを通過中に、中庫3b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、中庫3b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、中庫3bの内部を循環し、これにより中庫3bに収容された商品は、循環する内部空気に加熱される。
The refrigerant that has passed through the first high-
第2高圧冷媒管路32を通過した冷媒は、左庫内熱交換器25cに至る。左庫内熱交換器25cに至った冷媒は、該左庫内熱交換器25c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F2の駆動により、左庫3c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。
The refrigerant that has passed through the second high-
中庫内熱交換器25bで凝縮した冷媒は、第1放熱管路41に至り、左庫内熱交換器25cで凝縮した冷媒は、第2放熱管路42を経由して第1放熱管路41に至って、互いに合流する。合流した冷媒は、第1放熱管路41を通過して第4電子膨張弁432および第4キャピラリーチューブ433で断熱膨張し、その後に庫外熱交換器23に至り、該庫外熱交換器23で周囲空気と熱交換を行う。
The refrigerant condensed in the
庫外熱交換器23を通過した冷媒は、バイパス管路51を通過し、プロセスパイプ218を通じて圧縮機21に吸引される。圧縮機21に吸引された冷媒は圧縮されて上述した循環を繰り返す。
The refrigerant that has passed through the
中庫3bおよび左庫3cのみの内部空気を加熱する加熱単独運転を行う場合にも、HHC運転を行う場合と同様に2室加熱同期運転を行うことが可能である。
Even in the case of performing the heating single operation for heating the internal air of only the
2室加熱同期運転を行うには、2室の加熱庫内の加熱開始/停止温度以外に、加熱開始同期上限温度と加熱開始同期下限温度とを定め、制御部90は、いずれかの加熱対象となる室の室内温度が加熱開始同期上限温度以下となる場合において、室内温度が加熱開始同期上限温度と加熱開始同期下限温度との範囲内であるときには、加熱開始同期上限温度に達していない室が加熱開始同期上限温度に到達するまで加熱開始同期上限温度以下となっている室の加熱を待機し、加熱開始同期上限温度に達していない室が加熱開始同期上限温度に到達すると、それぞれの室(中庫3bおよび左庫3c)の加熱開始を同期させ、同時に加熱を開始させるように制御する。
In order to perform the two-chamber heating synchronous operation, in addition to the heating start / stop temperature in the heating chamber of the two chambers, a heating start synchronization upper limit temperature and a heating start synchronization lower limit temperature are determined, and the
例えば、図7に示しているように、制御部90は、左庫内温度センサ97cが測定した左庫3c庫内温度が先に加熱開始温度に到達しても、中庫内温度センサ97bが測定した中庫3b庫内温度が加熱開始温度に到達するまで左庫3cの加熱開始を待ち、加熱開始温度に到達していなかった中庫3b庫内温度が加熱開始温度に到達すると、圧縮機21を駆動して2室(中庫3bおよび左庫3c)同時に加熱を開始するように制御を行う。
For example, as shown in FIG. 7, the
このように制御部90が制御を行うことで、複数室ヒートポンプ運転の運転率を最大とし、圧縮機21の運転率を低くして効率的な運転を行うことで、省エネを図ることができる冷媒回路装置10を提供することが可能となる。
Thus, the
尚、ここでは加熱単独運転の一例として中庫3bおよび左庫3cのみの内部空気を加熱する運転について説明したが、上記冷媒回路装置10においては、中庫3bのみの内部空気を加熱する運転、左庫3cのみの内部空気を加熱する運転を加熱単独運転として行うことができる。
In addition, although the operation | movement which heats only the internal air of only the store | warehouse |
中庫3bのみの内部空気を加熱する運転を行う場合、制御部90は、四方弁22を第2送出状態(入口221と第2出口223とを連通する)に調整し、バイパス電磁弁52を開成させる一方、第1電子膨張弁241、第2電子膨張弁242、第3電子膨張弁243、第1帰還用電磁弁277および第2帰還用電磁弁278を閉成させる。また制御部90は、第4電子膨張弁432の開度を所定の大きさに調整する。そして圧縮機21を駆動することにより、圧縮機21で圧縮された冷媒は、次のように循環する。
When performing the operation of heating the internal air of only the
圧縮機21で圧縮された冷媒は、ディスチャージパイプ216から吐出され、第2送出状態の四方弁22を介して第1高圧冷媒管路31を通過する。
The refrigerant compressed by the
第1高圧冷媒管路31を通過した冷媒は、中庫内熱交換器25bに至る。中庫内熱交換器25bに至った冷媒は、該中庫内熱交換器25bを通過中に、中庫3b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、中庫3b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、中庫3bの内部を循環し、これにより中庫3bに収容された商品は、循環する内部空気に加熱される。
The refrigerant that has passed through the first high-
中庫内熱交換器25bで凝縮した冷媒は、第1放熱管路41に至り、第1放熱管路41を通過して第4電子膨張弁432および第4キャピラリーチューブ433で断熱膨張し、その後に庫外熱交換器23に至り、該庫外熱交換器23で周囲空気と熱交換を行う。
The refrigerant condensed in the
庫外熱交換器23を通過した冷媒は、バイパス管路51を通過し、プロセスパイプ218を通じて圧縮機21に吸引される。圧縮機21に吸引された冷媒は圧縮されて上述した循環を繰り返す。
The refrigerant that has passed through the
左庫3cのみの内部空気を加熱する運転を行う場合、制御部90は、四方弁22を第3送出状態(入口221と第3出口224とを連通する)に調整し、バイパス電磁弁52を開成させる一方、第1電子膨張弁241、第2電子膨張弁242、第3電子膨張弁243、第1帰還用電磁弁277および第2帰還用電磁弁278を閉成させる。また制御部90は、第4電子膨張弁432の開度を所定の大きさに調整する。そして圧縮機21を駆動することにより、圧縮機21で圧縮された冷媒は、次のように循環する。
When performing the operation of heating the internal air of only the
圧縮機21で圧縮された冷媒は、ディスチャージパイプ216から吐出され、第3送出状態の四方弁22を介して第2高圧冷媒管路32を通過する。
The refrigerant compressed by the
第2高圧冷媒管路32を通過した冷媒は、左庫内熱交換器25cに至る。左庫内熱交換器25cに至った冷媒は、該左庫内熱交換器25c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F2の駆動により、左庫3c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。
The refrigerant that has passed through the second high-
左庫内熱交換器25cで凝縮した冷媒は、第2放熱管路42を経由して第1放熱管路41に至り、第1放熱管路41を通過して第4電子膨張弁432および第4キャピラリーチューブ433で断熱膨張し、その後に庫外熱交換器23に至り、該庫外熱交換器23で周囲空気と熱交換を行う。
The refrigerant condensed in the left-
庫外熱交換器23を通過した冷媒は、バイパス管路51を通過し、プロセスパイプ218を通じて圧縮機21に吸引される。圧縮機21に吸引された冷媒は圧縮されて上述した循環を繰り返す。
The refrigerant that has passed through the
以上説明したように本発明によれば、商品収容庫(室)3の内部に配設された庫内熱交換器25と、庫内熱交換器25を通過した冷媒を吸引して圧縮する圧縮機21と、商品収容庫3の外部に配設された庫外熱交換器23と、庫外熱交換器23を通過した冷媒を断熱膨張させる膨張機構24とを冷媒管路26にて順次接続して構成された主経路20と、圧縮機21の吐出側の冷媒管路26より分岐し、かつ圧縮機21で圧縮された冷媒を庫内熱交換器25のうち加熱対象となる中庫3bに配設された中庫内熱交換器(第1加熱庫内熱交換器)25bに供給する第1高圧冷媒管路31と、圧縮機21の吐出側の冷媒管路26より分岐し、かつ中庫内熱交換器25bが配設された中庫3bとは異なる加熱対象となる左庫3cに配設された左庫内熱交換器(第2加熱庫内熱交換器)25cに対して圧縮機21で圧縮された冷媒を供給する第2高圧冷媒管路32とを有する高圧冷媒導入経路30と、中庫内熱交換器25bおよび左庫内熱交換器25cの少なくとも一方を通過した冷媒を主経路20における庫外熱交換器23の上流側に供給する放熱経路40と、中庫内熱交換器25bおよび左庫内熱交換器25cが配設された中庫3bおよび左庫3cの内部空気を加熱する運転を行う場合には、圧縮機21を駆動して圧縮された冷媒が第1高圧冷媒管路31および第2高圧冷媒管路32に導入されるように制御する制御部(制御手段)90と、を備え、制御部90は、いずれかの加熱対象となる中庫3bおよび左庫3cの室内温度が加熱開始同期上限温度以下となる場合において、室内温度が加熱開始同期上限温度と加熱開始同期下限温度との範囲内であるときには、加熱開始同期上限温度に達していない中庫3bおよび左庫3cのいずれかが加熱開始同期上限温度に到達するまで加熱開始同期上限温度以下となっている中庫3bおよび左庫3cのいずれかの加熱を待機し、加熱開始同期上限温度に達していない中庫3bおよび左庫3cのいずれかが加熱開始同期上限温度に到達すると、中庫3bおよび左庫3cそれぞれの加熱を同期させて開始することにより、複数室ヒートポンプ運転の運転率を最大とし、圧縮機21の運転率を低くして効率的な運転を行うことで、省エネを図ることができる冷媒回路装置10を提供することが可能となる。
As described above, according to the present invention, the in-
また、入口221が圧縮機21のディスチャージパイプ(出口側)216の冷媒管路26に接続され、第1出口222が庫外熱交換器23の入口側の冷媒管路26に接続され、第2出口223が第1高圧冷媒管路31に接続され、並びに第3出口224が第2高圧冷媒管路32に接続されてなり、入口221と第1出口222とを連通する第1送出状態、入口221と第2出口223とを連通する第2送出状態、入口221と第3出口224とを連通する第3送出状態、並びに入口221と第2出口223および第3出口224とを連通する第4送出状態のいずれかに切替可能な四方弁22を備え、中庫内熱交換器(第1加熱庫内熱交換器)25bおよび左庫内熱交換器(第2加熱庫内熱交換器)25cが配設された中庫3bおよび左庫3cの内部空気を加熱するとともに右庫内熱交換器(他の庫内熱交換器)25aが配設された右庫3aの内部空気を冷却する冷却加熱運転を行う場合には、四方弁22を第4送出状態に調整して圧縮機21を駆動して圧縮された冷媒が第1高圧冷媒管路31および第2高圧冷媒管路32に導入されるようにして庫外熱交換器23を通過した冷媒が第1電子膨張弁(膨張機構)241で断熱膨張して右庫内熱交換器25aに送出されるようにすることにより、部品点数を低減させて製造コストの低減化を図り、複数室ヒートポンプ運転の運転率を最大とし、圧縮機21の運転率を低くして効率的な運転を行うことで、省エネを図ることができる冷媒回路装置10を提供することが可能となる。
Further, the
また、庫外熱交換器23を通過した冷媒を導入して圧縮機21に戻すためのバイパス管路51と、バイパス管路51に開閉可能に配設され、かつ開成する場合はバイパス管路51に冷媒が通過することを許容する一方、閉成する場合はバイパス管路51に冷媒が通過することを規制するバイパス電磁弁52と、を備え、制御部90は、中庫内熱交換器(第1加熱庫内熱交換器)25bおよび左庫内熱交換器(第2加熱庫内熱交換器)25cが配設された中庫3bおよび左庫3cの内部空気のみを加熱する加熱単独運転を行う場合には、四方弁22を第4送出状態に調整して圧縮機21を駆動して圧縮された冷媒が第1高圧冷媒管路31および第2高圧冷媒管路32に導入されるようにするとともに、バイパス電磁弁52を開成させて庫外熱交換器23を通過した冷媒がバイパス管路51を通過するようにすることにより、部品点数を低減させて製造コストの低減化を図り、複数室ヒートポンプ運転の運転率を最大とし、圧縮機21の運転率を低くして効率的な運転を行うことで、省エネを図ることができる冷媒回路装置10を提供することが可能となる。
In addition, a
以上のように、本発明に係る冷媒回路装置は、例えば缶入り飲料やペットボトル入り飲料などの商品を販売する自動販売機に有用である。 As described above, the refrigerant circuit device according to the present invention is useful for vending machines that sell products such as canned beverages and beverages containing plastic bottles.
3 商品収容庫(室)
3a 右庫(室)
3b 中庫(室)
3c 左庫(室)
10 冷媒回路装置
10a 冷媒回路
20 主経路
21 圧縮機
22 四方弁
23 庫外熱交換器
24 膨張機構
241 第1電子膨張弁(膨張機構)
242 第2電子膨張弁(膨張機構)
243 第3電子膨張弁(膨張機構)
25 庫内熱交換器
25a 右庫内熱交換器
25b 中庫内熱交換器(第1加熱庫内熱交換器)
25c 左庫内熱交換器(第2加熱庫内熱交換器)
26 冷媒管路
30 高圧冷媒導入経路
31 第1高圧冷媒管路
32 第2高圧冷媒管路
40 放熱経路
41 第1放熱管路
42 第2放熱管路
50 バイパス経路
51 バイパス管路
52 バイパス電磁弁
90 制御部(制御手段)
3 product storage (room)
3a Right warehouse (room)
3b Nakago (room)
3c Left warehouse (room)
DESCRIPTION OF
242 Second electronic expansion valve (expansion mechanism)
243 Third electronic expansion valve (expansion mechanism)
25
25c Heat exchanger in left warehouse (heat exchanger in second heating compartment)
26
Claims (3)
前記圧縮機の吐出側の冷媒管路より分岐し、かつ該圧縮機で圧縮された冷媒を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第1加熱庫内熱交換器に供給する第1高圧冷媒管路と、前記圧縮機の吐出側の冷媒管路より分岐し、かつ前記第1加熱庫内熱交換器が配設された室とは異なる加熱対象となる室に配設された第2加熱庫内熱交換器に対して前記圧縮機で圧縮された冷媒を供給する第2高圧冷媒管路とを有する高圧冷媒導入経路と、
前記第1加熱庫内熱交換器および前記第2加熱庫内熱交換器の少なくとも一方を通過した冷媒を前記主経路における前記庫外熱交換器の上流側に供給する放熱経路と、
前記第1加熱庫内熱交換器および前記第2加熱庫内熱交換器が配設された室の内部空気を加熱する運転を行う場合には、前記圧縮機を駆動して圧縮された冷媒が前記第1高圧冷媒管路および第2高圧冷媒管路に導入されるように制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、いずれかの加熱対象となる室の室内温度が加熱開始同期上限温度以下となる場合において、室内温度が加熱開始同期上限温度と加熱開始同期下限温度との範囲内であるときには、加熱開始同期上限温度に達していない室が加熱開始同期上限温度に到達するまで前記加熱開始同期上限温度以下となっている室の加熱を待機し、前記加熱開始同期上限温度に達していない室が加熱開始同期上限温度に到達すると、それぞれの室の加熱を同期させて開始することを特徴とする冷媒回路装置。 An internal heat exchanger disposed inside the chamber, a compressor that sucks and compresses the refrigerant that has passed through the internal heat exchanger, and an external heat exchanger disposed outside the chamber, A main path configured by sequentially connecting an expansion mechanism that adiabatically expands the refrigerant that has passed through the external heat exchanger through a refrigerant line;
A heat exchanger in the first heating chamber that is branched from the refrigerant pipe on the discharge side of the compressor and that is disposed in a chamber that is to be heated among the heat exchangers in the chamber that is compressed by the compressor. A first high-pressure refrigerant pipe that is supplied to the compressor and a refrigerant branch that is branched from the discharge pipe of the compressor, and a chamber that is to be heated is different from the chamber in which the first heat exchanger in the heating chamber is disposed A high-pressure refrigerant introduction path having a second high-pressure refrigerant pipe for supplying the refrigerant compressed by the compressor to the arranged second heat exchanger in the heating cabinet;
A heat dissipation path for supplying the refrigerant that has passed through at least one of the first heat exchanger in the heating chamber and the second heat exchanger in the heating chamber to the upstream side of the external heat exchanger in the main path;
When performing an operation of heating the internal air of the chamber in which the first heat exchanger in the heating chamber and the second heat exchanger in the heating chamber are disposed, the compressed refrigerant is driven by driving the compressor. Control means for controlling to be introduced into the first high-pressure refrigerant line and the second high-pressure refrigerant line,
When the room temperature of the room to be heated is equal to or lower than the heating start synchronization upper limit temperature, when the room temperature is within the range of the heating start synchronization upper limit temperature and the heating start synchronization lower limit temperature, The chamber that has not reached the heating start synchronization upper limit temperature waits for heating of the chamber that is equal to or lower than the heating start synchronization upper limit temperature until the chamber that has not reached the heating start synchronization upper limit temperature, and the chamber that has not reached the heating start synchronization upper limit temperature When the heating start synchronization upper limit temperature is reached, heating of each chamber is started in synchronization with each other.
前記第1加熱庫内熱交換器および前記第2加熱庫内熱交換器が配設された室の内部空気を加熱するとともに他の庫内熱交換器が配設された室の内部空気を冷却する冷却加熱運転を行う場合には、前記四方弁を前記第4送出状態に調整して前記圧縮機を駆動して圧縮された冷媒が前記第1高圧冷媒管路および前記第2高圧冷媒管路に導入されるようにして前記庫外熱交換器を通過した冷媒が前記膨張機構で断熱膨張して庫内熱交換器に送出されるようにすることを特徴とする請求項1に記載の冷媒回路装置。 The inlet is connected to the refrigerant line on the outlet side of the compressor, the first outlet is connected to the refrigerant line on the inlet side of the external heat exchanger, and the second outlet is connected to the first high-pressure refrigerant line. And a third outlet is connected to the second high-pressure refrigerant line, a first delivery state in which the inlet and the first outlet are communicated, and a second delivery in which the inlet and the second outlet are communicated. A four-way valve that can be switched to any one of a state, a third delivery state in which the inlet communicates with the third outlet, and a fourth delivery state in which the inlet communicates with the second outlet and the third outlet. ,
Heats the internal air of the chamber in which the first heat exchanger in the heating chamber and the second heat exchanger in the heating chamber are disposed, and cools the internal air of the chamber in which the other heat exchangers are disposed. When performing the cooling and heating operation, the refrigerant compressed by driving the compressor by adjusting the four-way valve to the fourth delivery state is the first high-pressure refrigerant line and the second high-pressure refrigerant line. 2. The refrigerant according to claim 1, wherein the refrigerant that has passed through the outside heat exchanger as introduced into the inside is adiabatically expanded by the expansion mechanism and is sent to the inside heat exchanger. Circuit device.
前記バイパス管路に開閉可能に配設され、かつ開成する場合は該バイパス管路に冷媒が通過することを許容する一方、閉成する場合は該バイパス管路に冷媒が通過することを規制するバイパス電磁弁と、を備え、
前記制御手段は、前記第1加熱庫内熱交換器および前記第2加熱庫内熱交換器が配設された室の内部空気のみを加熱する加熱単独運転を行う場合には、前記四方弁を前記第4送出状態に調整して前記圧縮機を駆動して圧縮された冷媒が前記第1高圧冷媒管路および前記第2高圧冷媒管路に導入されるようにするとともに、前記バイパス電磁弁を開成させて前記庫外熱交換器を通過した冷媒が前記バイパス管路を通過するようにすることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の冷媒回路装置。
A bypass line for introducing the refrigerant that has passed through the external heat exchanger and returning it to the compressor;
When opened and opened in the bypass pipeline, the refrigerant is allowed to pass through the bypass pipeline, while when closed, the refrigerant is restricted from passing through the bypass pipeline. A bypass solenoid valve,
In the case where the control means performs a single heating operation for heating only the internal air of the chamber in which the first heat exchanger in the heating chamber and the second heat exchanger in the heating chamber are disposed, the four-way valve is The refrigerant adjusted to the fourth delivery state and driven by the compressor to be compressed is introduced into the first high-pressure refrigerant line and the second high-pressure refrigerant line, and the bypass solenoid valve is The refrigerant circuit device according to claim 1 or 2, wherein the refrigerant that has been opened and has passed through the external heat exchanger passes through the bypass pipe.
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