JP5488260B2 - 冷媒回路装置 - Google Patents

Description

本発明は、冷媒回路装置に関し、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媒回路装置に関する。

従来、ヒートポンプ機能を有する冷媒回路を備えた冷媒回路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、庫外熱交換器及び電子膨張弁が冷媒配管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。電子膨張弁は、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、凝縮した冷媒が電子膨張弁で断熱膨張され、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、加熱側熱交換器に供給するものである。これにより加熱側熱交換器では、通過する冷媒が周囲空気と熱交換を行って放熱することになる。

戻経路は、加熱側熱交換器で放熱した冷媒を導入して、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、電子膨張弁で断熱膨張して所定の庫内熱交換器を通過した後、圧縮機に吸引されることになる。

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（いわゆるＣＣＣ運転を行う場合）には、主経路のみに冷媒を循環させ、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（いわゆるＨＣＣ運転、あるいはＨＨＣ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、戻経路及び主経路の順に循環させている。

そして、ＣＣＣ運転を行う場合とＨＣＣ運転を行う場合とでは、また、ＨＣＣ運転を行う場合とＨＨＣ運転を行う場合とでも、冷媒回路における冷媒が高圧状態で流れる配管内容積が異なるために必要冷媒量が異なるという問題があり、かかる問題を解決すべく、上述した冷媒回路装置では、冷媒回路上に冷媒を必要に応じて貯留するための冷媒貯留手段が設けてある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−６６８７８号公報

ところで、上記ＣＣＣ運転やＨＣＣ運転、ＨＨＣ運転においては、ＨＨＣ運転を行う場合が、冷媒が高圧状態で流れる配管内容積が大きいために必要冷媒量が多くなる。そこで、冷媒回路に封入する冷媒量をＨＨＣ運転を行う場合に必要な量に等しくすると、ＣＣＣ運転等を行う場合には、過剰な冷媒をすべて冷媒貯留手段に貯留することになるが、それでは冷媒貯留手段の容量を十分に確保しなければならず、冷媒回路の設置スペースの大型化を招来することとなる。

そのため、元々設置スペースに制限のある自動販売機等には当該冷媒回路装置を適用することは困難になってしまう虞れがあった。

そこで、冷媒回路に封入する冷媒量を、最も多くの冷媒量を必要とする運転に合わせるのではなく、例えばＨＣＣ運転のように中程度の冷媒量を必要とする運転に合わせることが考えられる。

しかしながら、それでは最も多くの冷媒量を必要とするＨＨＣ運転を行う場合には、冷媒量が不足して庫内熱交換器での凝縮温度が低下してしまい、圧縮機の駆動時間の長大化を招来し、消費電力量が増大してしまう。

本発明は、上記実情に鑑みて、設置スペースの大型化を招来することなく、消費電力量の低減化を図りながら冷却加熱運転を良好に行う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。

上記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、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配管で順次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、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を備えた冷媒回路装置において、前記高圧冷媒導入経路を通じて各庫内熱交換器を通過する冷媒の量が冷媒量検出手段を通じて不足と判断された場合に、予め決められた一の庫内熱交換器に対応する導入バルブを開成維持して該一の庫内熱交換器に冷媒が通過することを許容する一方、他の庫内熱交換器に対応する導入バルブを閉成させて該他の庫内熱交換器に冷媒が通過することを規制する制御手段を備えたことを特徴とする。

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、前記制御手段は、前記一の庫内熱交換器に冷媒が通過することを許容する場合に、前記圧縮機の駆動回転数を減少させることを特徴とする。

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又は請求項２において、前記冷媒量検出手段は、前記庫内熱交換器の入口近傍において該庫内熱交換器に進入する冷媒の温度を検出するものであることを特徴とする。

本発明の冷媒回路装置によれば、制御手段が、高圧冷媒導入経路を通じて各庫内熱交換器を通過する冷媒の量が冷媒量検出手段を通じて不足と判断された場合に、予め決められた一の庫内熱交換器に対応する導入バルブを開成維持して該一の庫内熱交換器に冷媒が通過することを許容する一方、他の庫内熱交換器に対応する導入バルブを閉成させて該他の庫内熱交換器に冷媒が通過することを規制するので、冷媒回路に封入された冷媒量が不足していてもいずれかの商品収容庫の内部雰囲気を良好に加熱することができ、圧縮機の駆動時間の長大化を抑制できる。しかも従来のように冷媒貯留手段を必要としないので、設置スペースの大型化を招来しない。従って、設置スペースの大型化を招来することなく、消費電力量の低減化を図りながら冷却加熱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媒回路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媒回路装置を概念的に示す概念図である。 図４は、図３に示した冷媒回路装置の制御系を模式的に示すブロック図である。 図５は、図３に示した冷媒回路装置においてＨＨＣ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５に示したＨＨＣ運転において、一の高圧導入バルブを閉成させた場合の冷媒の流れを示す概念図である。 図７は、図５に示したＨＨＣ運転において、他の高圧導入バルブを閉成させた場合の冷媒の流れを示す概念図である。

以下に添付図面を参照して、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。

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媒回路装置を概念的に示す概念図であり、図４は、図３に示した冷媒回路装置の制御系を模式的に示すブロック図である。ここで例示する冷媒回路装置は、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を冷媒配管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とを接続する冷媒配管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とを接続する冷媒配管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、この冷媒配管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配管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に至る冷媒配管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の入口側の冷媒配管２５に、他方が左庫内熱交換器２４ｃの入口側の冷媒配管２５にそれぞれ合流する高圧冷媒導入配管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。

上記高圧冷媒導入配管３１においては、分岐個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配管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戻配管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。

このような第１戻経路４０を構成する第１戻配管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配管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戻配管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戻配管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戻配管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配管４６により構成されるものであり、この分岐配管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を構成する冷媒配管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との間の冷媒配管２５の第３合流点Ｐ４に接続する第２戻配管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戻配管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戻配管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との間の冷媒配管２５の途中の合流点に合流する態様で設けられた第１バイパス配管６１により構成してある。このような第１バイパス配管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に至る冷媒配管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に至る冷媒配管２５の途中の合流点に合流する態様で設けられた第２バイパス配管７１により構成してある。このような第２バイパス配管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、上記冷媒回路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媒回路装置では、凝縮温度センサＳ１及びコントローラ８０を備えている。

凝縮温度センサＳ１は、加熱対象となる商品収容庫３（中庫３ｂ及び左庫３ｃ）に配設された庫内熱交換器２４（中庫内熱交換器２４ｂ、左庫内熱交換器２４ｃ）の入口側近傍の高圧冷媒導入配管３１に配設してある。かかる凝縮温度センサＳ１は、当該庫内熱交換器２４に進入する冷媒温度を検出するものであり、検出した冷媒温度は、凝縮冷媒温度信号としてコントローラ８０に送出するものである。

コントローラ８０は、図示せぬ内蔵メモリに記憶されるデータやプログラムにしたがって、圧縮機２１や各種バルブ（各膨張機構２３１〜２３３，４７も含む）、庫内送風ファンＦ１等の駆動を制御するものである。

以上のような構成を有する冷媒回路装置は、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。

ここではＨＨＣ運転（中庫３ｂ及び左庫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。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２３２，２３３を全閉にして出口側低圧電磁弁２６２ｂ，２６２ｃ、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の開度を所望の大きさにして高圧導入バルブ３２１，３２２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配管３１に流入し、該高圧冷媒導入配管３１を通過して中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃに至る。中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃに至った冷媒は、該庫内熱交換器２４ｂ，２４ｃを通過中に、中庫３ｂ及び左庫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。これにより中庫３ｂ及び左庫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、中庫３ｂ及び左庫３ｃのそれぞれの内部を循環し、これにより中庫３ｂ及び左庫３ｃに収容された商品は、循環する内部空気に加熱される。

中庫内熱交換器２４ｂ及び左庫内熱交換器２４ｃのそれぞれで凝縮した冷媒は、第１戻経路４０を構成する第１戻配管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戻配管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を通過して更に断熱膨張する。かかる膨張機構２３１を通過した冷媒は、右庫内熱交換器２４ａに至り、この右庫内熱交換器２４ａ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Ｆ１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。右庫内熱交換器２４ａ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。

このようなＨＨＣ運転を行う場合に、コントローラ８０は、定期的に凝縮温度センサＳ１より凝縮温度信号を入力する。入力した信号に含まれる凝縮温度がメモリに予め記憶された閾値である基準温度を下回る場合には、コントローラ８０は、当該凝縮温度が検出された庫内熱交換器２４への冷媒量が不足しているものと判断する。

そして、冷媒量が不足しているものと判断した場合、コントローラ８０は、予め決められた一方の高圧導入バルブ（ここでは３２２）のみ開成を維持させ、他方の高圧導入バルブ３２１を閉成させる。またこれと同時に、コントローラ８０は、圧縮機２１の駆動回転数を低減させる。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配管３１に流入し、該高圧冷媒導入配管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Ｆ１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。

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戻配管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戻配管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を通過して更に断熱膨張する。かかる膨張機構２３１を通過した冷媒は、右庫内熱交換器２４ａに至り、この右庫内熱交換器２４ａ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Ｆ１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。右庫内熱交換器２４ａ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。

その後、図示せぬ庫内温度センサにより検出された左庫３ｃの庫内温度が予め決められた設定温度に達した場合、コントローラ８０は、圧縮機２１の駆動回転数を維持したまま、高圧導入バルブ３２１を開成させ、高圧導入バルブ３２２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７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配管３１に流入し、該高圧冷媒導入配管３１を通過して中庫内熱交換器２４ｂに至る。中庫内熱交換器２４ｂに至った冷媒は、該熱交換器２４ｂを通過中に、中庫３ｂ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Ｆ１の駆動により、中庫３ｂの内部を循環し、これにより左庫３ｂに収容された商品は、循環する内部空気に加熱される。

中庫内熱交換器２４ｂで凝縮した冷媒は、第１戻経路４０を構成する第１戻配管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戻配管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を通過して更に断熱膨張する。かかる膨張機構２３１を通過した冷媒は、右庫内熱交換器２４ａに至り、この右庫内熱交換器２４ａ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Ｆ１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。右庫内熱交換器２４ａ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。

このように本実施の形態である冷媒回路装置においては、コントローラ８０が、高圧冷媒導入経路３０を通じて各庫内熱交換器２４ｂ，２４ｃを通過する冷媒の量が凝縮温度センサＳ１を通じて不足と判断された場合に、予め決められた左庫内熱交換器２４ｃに対応する高圧導入バルブ３２２を開成維持して該左庫内熱交換器２４ｃに冷媒が通過することを許容する一方、中庫内熱交換器２４ｂに対応する高圧導入バルブ３２１を閉成させて該中庫内熱交換器２４ｂに冷媒が通過することを規制するので、冷媒回路１０に封入された冷媒量が例えばＨＣＣ運転に応じた量であっても、いずれかの商品収容庫３（中庫３ｂ、あるいは左庫３ｃ）の内部空気を良好に加熱することができ、圧縮機２１の駆動時間の長大化を抑制する。しかも従来のように冷媒貯留手段を必要としないので、設置スペースの大型化を招来しない。

従って、本実施の形態である冷媒回路装置によれば、設置スペースの大型化を招来することなく、消費電力量の低減化を図りながら冷却加熱運転を良好に行うことができる。

特に本実施の形態においては、左庫３ｃの内部空気を所望の温度に加熱した後に、高圧導入バルブ３２１，３２２の開閉を制御して中庫３ｂの内部空気を所望の温度に加熱する交互運転を行うので、加熱対象となっている複数の商品収容庫３を良好に加熱することができる。

また、上記冷媒回路装置によれば、コントローラ８０が圧縮機２１の駆動回転数を低減させるので、これによっても消費電力量を低下させることができる。

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、冷媒量が不足と判断した場合に、左庫内熱交換器２４ｃにのみ冷媒を通過させ、中庫内熱交換器２４ｂに冷媒が通過することを規制していたが、本発明においては、中庫３ｂに予め設置された図示せぬ加熱手段（例えばヒータ等）を駆動させて該中庫３ｂの内部空気を加熱するようにしてもよい。つまり、加熱対象となる室が複数あってもいずれか一方の庫内熱交換器にしか冷媒を流すことができない場合には、他方の室では庫内熱交換器とは別個の加熱手段を利用して該室の内部空気を加熱するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、凝縮温度センサＳ１が冷媒量検出手段を構成していたが、本発明では、各庫内熱交換器の上流側及び下流側の冷媒流量を検出する流量検出手段、あるいは冷媒回路１０の高圧域及び低圧域の圧力を検出する圧力検出手段を冷媒量検出手段として用いてもよい。

また、上述した実施の形態では、第２戻配管５１にキャピラリーチューブ５２を設けてかかるキャピラリーチューブ５２で断熱膨張させていたが、本発明においては、戻配管のキャピラリーチューブは必須の構成要素ではなく、各庫内熱交換器の上流側に設けた膨張機構で断熱膨張させるようにしてもよい。

また、上述した実施の形態では、内部熱交換器２８を設けてあったが、本発明では内部熱交換器はなくても構わない。

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等の商品を販売する自動販売機に有用である。

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
２４ａ 右庫内熱交換器
２４ｂ 中庫内熱交換器
２４ｃ 左庫内熱交換器
２５ 冷媒配管
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 高圧冷媒導入配管
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戻配管
４２ 加熱側熱交換器
４４ 戻バルブ
４５ 分岐経路
４６ 分岐配管
４７ 膨張機構
５０ 第２戻経路
５１ 第２戻配管
５２ キャピラリーチューブ
６０ 第１バイパス経路
６１ 第１バイパス配管
６２ 第１バイパスバルブ
７０ 第２バイパス経路
７１ 第２バイパス配管
７２ 第２バイパスバルブ
８０ コントローラ
Ｓ１ 凝縮温度センサ

Claims (3)

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配管で順次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、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
   を備えた冷媒回路装置において、
   前記高圧冷媒導入経路を通じて各庫内熱交換器を通過する冷媒の量が冷媒量検出手段を通じて不足と判断された場合に、予め決められた一の庫内熱交換器に対応する導入バルブを開成維持して該一の庫内熱交換器に冷媒が通過することを許容する一方、他の庫内熱交換器に対応する導入バルブを閉成させて該他の庫内熱交換器に冷媒が通過することを規制する制御手段を備えたことを特徴とする冷媒回路装置。
2. 前記制御手段は、前記一の庫内熱交換器に冷媒が通過することを許容する場合に、前記圧縮機の駆動回転数を減少させることを特徴とする請求項１に記載の冷媒回路装置。
3. 前記冷媒量検出手段は、前記庫内熱交換器の入口近傍において該庫内熱交換器に進入する冷媒の温度を検出するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の冷媒回路装置。

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