JP7192273B2

JP7192273B2 - 冷媒回路装置

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Publication number: JP7192273B2
Application number: JP2018127783A
Authority: JP
Inventors: 克之大澤
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2018-07-04
Filing date: 2018-07-04
Publication date: 2022-12-20
Anticipated expiration: 2038-07-04
Also published as: JP2020008194A; CN110686421A

Description

本発明は、冷媒回路装置に関し、より詳細には、例えば自動販売機等に適用される冷媒回路装置の改良に関するものである。

従来、自動販売機等に適用される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、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、商品収容庫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。

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、庫内熱交換器で商品収容庫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商品収容庫の内部空気は冷却されることになる。

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商品収容庫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商品収容庫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。

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。

このような構成を有する冷媒回路装置においては、該当する商品収容庫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、いずれかの商品収容庫の内部空気を加熱して他の商品収容庫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、加熱対象となる商品収容庫の庫内熱交換器に対応した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、その後に放熱経路及び戻経路を経由して主経路に戻し、冷却対象となる商品収容庫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）。

特許第５４８２５０１号公報

ところで、上述したような冷媒回路装置においては、庫内熱交換器に付着した霜を除去する場合、圧縮機の駆動を停止させて冷媒回路で冷媒が循環することを規制し、該庫内熱交換器の近傍に設置されたヒータを通電させたり、該庫内熱交換器が配設された商品収容庫の庫内送風ファンを駆動させたりして、除霜運転を行うようにしていた。

ところで、近年、商品収容庫の内部空気を従来の冷却よりも更に低温（例えば氷点下）に冷却するような自動販売機が知られている。そのような商品収容庫に配設された庫内熱交換器の除霜を行う場合、付着する霜の量も過大となるため、ヒータを通電させたり、庫内送風ファンを駆動させたりするだけでは、除霜運転に要する時間の長大化を招来し、商品販売の機会を低減させていた。

本発明は、上記実情に鑑みて、除霜運転に要する時間の短縮化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。

上記目的を達成するために、本発明に係る冷媒回路装置は、商品収容庫の内部に配設され、自身を通過する冷媒と該商品収容庫の内部空気とを熱交換させる庫内熱交換器と、吸引した冷媒を圧縮する圧縮機と、前記商品収容庫の外部に配設され、自身を通過する冷媒と周囲空気とを熱交換させる庫外熱交換器と、供給された冷媒を断熱膨張させる膨張機構とを冷媒管路で順次接続して構成された循環経路と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を前記庫内熱交換器に導入させるための導入経路と、前記導入経路を通じて前記庫内熱交換器に導入された冷媒を前記庫外熱交換器に導出させるための導出経路と、前記導出経路を通じて前記庫外熱交換器に導出された冷媒を前記圧縮機に帰還させるための帰還経路とを備えた冷媒回路を有する冷媒回路装置であって、前記庫内熱交換器に対する除霜指令が与えられた場合に、前記圧縮機で圧縮された冷媒を、導入経路、庫内熱交換器、導出経路、庫外熱交換器及び帰還経路の順に循環流通させて除霜運転を行う制御手段を備えたことを特徴とする。

また本発明は、上記冷媒回路装置において、前記導入経路は、前記圧縮機と前記庫外熱交換器とを接続する冷媒管路から分岐して前記膨張機構と前記庫内熱交換器とを接続する冷媒管路に合流する態様で設けられ、前記導出経路は、前記庫内熱交換器と前記圧縮機とを接続する冷媒管路から分岐して前記圧縮機と前記庫外熱交換器とを接続する冷媒管路に合流する態様で設けられ、前記帰還経路は、前記庫外熱交換器と前記膨張機構とを接続する冷媒管路から分岐して前記圧縮機の吸引部分に接続する態様で設けられたことを特徴とする。

また本発明は、上記冷媒回路装置において、前記制御手段は、前記庫内熱交換器における冷媒流路の出口を通過する冷媒の温度が予め設定された基準温度以上となる場合に、前記除霜運転を終了させることを特徴とする。

本発明によれば、制御手段が、庫内熱交換器に対する除霜指令が与えられた場合に、圧縮機で圧縮された冷媒を、導入経路、庫内熱交換器、導出経路、庫外熱交換器及び帰還経路の順に循環流通させて除霜運転を行うので、除霜対象となる庫内熱交換器が配設された商品収容庫が例えば氷点下以下に冷却されることで該庫内熱交換器に多量の霜が付着していても、圧縮機で圧縮された高温高圧の冷媒をいわゆるホットガスとして流通させることで、従来のように庫内送風ファンを駆動させたり、ヒータを通電させたりするのに比して、霜を比較的短時間で良好に除去することができる。従って、除霜運転に要する時間の短縮化を図る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に示した自動販売機を構成する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冷媒の流れを模式的に示す説明図である。図５は、図３に示した冷媒回路装置の冷媒の流れを模式的に示す説明図である。図６は、図３に示した冷媒回路装置の冷媒の流れを模式的に示す説明図である。図７は、図３に示した冷媒回路装置の冷媒の流れを模式的に示す説明図である。

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自動販売機本体である。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られている。この商品収容庫３は、缶やペットボトル等の容器に入れられた飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容する室で、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が設けられている。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、上下に分割されており、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が設けられている。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の下部に設けられており、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に示した自動販売機を構成する冷媒回路装置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、循環経路２０、導入経路３０、導出経路４０及び帰還経路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）１０ｂとを備えて構成されている。

循環経路２０は、圧縮機２１、四方弁２２、庫外熱交換器２３、膨張機構２４及び庫内熱交換器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。

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。この圧縮機２１は、制御部１０ｂから与えられる指令に応じて駆動するもので、吸引部（後述する第１吸引部及び第２吸引部）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。ここで機械室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。

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１０ｂ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及び第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バルブである。この四方弁２２の入口２２１は、圧縮機２１の吐出部に連結された冷媒管路２６が接続されている。

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。

膨張機構２４は、図２にも示すように圧縮機２１及び庫外熱交換器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及び第３電子膨張弁２４３を備えて構成されている。

これら第１電子膨張弁２４１、第２電子膨張弁２４２及び第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。

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及び第３電子膨張弁２４３は、制御部１０ｂ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。

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２５（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２５（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２５（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。

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及び第３キャピラリーチューブ２７４が設けられている。

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。

中庫内熱交換器２５ｂ及び左庫内熱交換器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の第１吸引部に連結されている。

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出口用電磁弁２７７が配設されている。第１出口用電磁弁２７７は、開閉可能な弁体であり、制御部１０ｂ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。

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出口用電磁弁２７８が配設されている。第２出口用電磁弁２７８は、開閉可能な弁体であり、制御部１０ｂ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。

導入経路３０は、第１導入管路３１と第２導入管路３２とを有している。第１導入管路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導入管路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。

第２導入管路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導入管路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。

導出経路４０は、第１導出管路４１及び第２導出管路４２を備えて構成されている。第１導出管路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。

この第１導出管路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１０ｂ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。

第２導出管路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導出管路４１の第６合流点Ｐ８で合流する態様で該第１導出管路４１に接続されている。この第２導出管路４２の途中には、第４逆止弁４３４が設けられている。

帰還経路５０は、帰還管路５１及び帰還バルブ５２を備えて構成されている。帰還管路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の第２吸引部（吸引部分）に連結されている。

帰還バルブ５２は、開閉可能な弁体であり、制御部１０ｂから開指令が与えられた場合には開成して冷媒が帰還管路５１を通過することを許容する一方、制御部１０ｂから閉指令が与えられた場合には閉成して冷媒が帰還管路５１を通過することを規制するものである。

制御部１０ｂは、図示せぬメモリに記憶されたプログラムやデータに従って、冷媒回路装置１０の動作を統括的に制御するものである。尚、制御部１０ｂは、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等の処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、ＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェア及びハードウェアを併用して実現してもよい。

かかる制御部１０ｂは、上述した圧縮機２１等に接続されているとともに、出口冷媒温度センサＳに接続されている。出口冷媒温度センサＳは、中庫内熱交換器２５ｂの出口に設けられており、該出口を通過する冷媒の温度を検出する温度検出手段である。この出口冷媒温度センサＳは、検出した温度を温度信号として制御部１０ｂに与えるものである。

以上のような構成を有する冷媒回路装置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。

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。

この場合、制御部１０ｂは、四方弁２２を第１送出状態に調整し、第１出口用電磁弁２７７及び第２出口用電磁弁２７８を開成させる一方、帰還バルブ５２を閉成させる。また制御部１０ｂ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及び第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。これにより圧縮機２１で圧縮された冷媒は、図４に示すように循環する。

圧縮機２１で圧縮された冷媒は、吐出部から吐出され、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。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及び第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。

各庫内熱交換器２５で蒸発した冷媒は、第１合流点Ｐ１及び第２合流点Ｐ２で合流した後に第１吸引部を通じて圧縮機２１に吸引され、その後に圧縮されて上述した循環を繰り返す。

次に冷却加熱運転の一例として、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、制御部１０ｂは、四方弁２２を第４送出状態に調整し、第１出口用電磁弁２７７、第２出口用電磁弁２７８及び帰還バルブ５２を閉成させる。また制御部１０ｂは、第２電子膨張弁２４２及び第３電子膨張弁２４３を閉成させつつ、第１電子膨張弁２４１及び第４電子膨張弁４３２の開度を所定の大きさに調整する。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。

圧縮機２１で圧縮された冷媒は、吐出部から吐出され、第４送出状態の四方弁２２を介して第１導入管路３１及び第２導入管路３２を通過する。第１導入管路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。

第２導入管路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。

中庫内熱交換器２５ｂで凝縮した冷媒は、第１導出管路４１に至り、左庫内熱交換器２５ｃで凝縮した冷媒は、第２導出管路４２を経由して第１導出管路４１に至って、互いに合流する。合流した冷媒は、第１導出管路４１を通過して第４電子膨張弁４３２及び第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で断熱膨張する。

第１電子膨張弁２４１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。

右庫内熱交換器２５ａで蒸発した冷媒は、第１吸引部を通じて圧縮機２１に吸引される。圧縮機２１に吸引された冷媒は、その後に圧縮されて上述した循環を繰り返す。

更に加熱単独運転の一例として、中庫３ｂ及び左庫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。

この場合、制御部１０ｂは、四方弁２２を第４送出状態に調整し、帰還バルブ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出口用電磁弁２７７及び第２出口用電磁弁２７８を閉成させる。また制御部１０ｂは、第４電子膨張弁４３２の開度を所定の大きさに調整する。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。

中庫内熱交換器２５ｂで凝縮した冷媒は、第１導出管路４１に至り、左庫内熱交換器２５ｃで凝縮した冷媒は、第２導出管路４２を経由して第１導出管路４１に至って、互いに合流する。合流した冷媒は、第１導出管路４１を通過して第４電子膨張弁４３２及び第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、帰還管路５１を通過し、第２吸引部を通じて圧縮機２１に吸引される。圧縮機２１に吸引された冷媒は、その後に圧縮されて上述した循環を繰り返す。

そのような冷媒回路装置１０においては、制御部１０ｂが、自動販売機の動作を統括的に制御する自販機制御部（図示せず）から除霜指令が与えられた場合、次のようにして除霜運転を行う。尚、以下においては、中庫内熱交換器２５ｂに付着した霜を除去する除霜運転について説明する。

中庫内熱交換器２５ｂの除霜運転を行う場合、制御部１０ｂは、四方弁２２を第２送出状態に調整し、帰還バルブ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出口用電磁弁２７７及び第２出口用電磁弁２７８を閉成させる。また制御部１０ｂは、第４電子膨張弁４３２の開度を所定の大きさに調整する。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。

圧縮機２１で圧縮された冷媒は、吐出部から吐出され、第２送出状態の四方弁２２を介して第１導入管路３１を通過する。第１導入管路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に至った冷媒が該中庫内熱交換器２５ｂの流路を通過して放熱することで、該中庫内熱交換器２５ｂに付着した霜を融解させる。このとき、中庫内熱交換器２５ｂの冷媒の通過方向は、冷却単独運転等を行う場合の冷媒の通過方向と同じであり、冷媒は放熱することで凝縮する。

中庫内熱交換器２５ｂで凝縮した冷媒は、第１導出管路４１に至り、第１導出管路４１を通過して第４電子膨張弁４３２及び第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、帰還管路５１を通過し、第２吸引部を通じて圧縮機２１に吸引される。圧縮機２１に吸引された冷媒は、その後に圧縮されて上述した循環を繰り返す。

つまり、制御部１０ｂは、除霜指令が与えられた場合に、圧縮機２１で圧縮された冷媒を、導入経路３０、中庫内熱交換器２５ｂ（庫内熱交換器２５）、導出経路４０、庫外熱交換器２３及び帰還経路５０の順に循環流通させて除霜運転を行う。

そして、制御部１０ｂは、出口冷媒温度センサＳから与えられる検出温度が、予め決められた基準温度以上となるまで冷媒の循環を繰り返し、検出温度が基準温度以上となる場合に、圧縮機２１等の駆動を停止させて今回の除霜運転を終了する。

以上説明したように、本発明の実施の形態である冷媒回路装置１０によれば、制御部１０ｂが、庫内熱交換器２５に対する除霜指令が与えられた場合に、圧縮機２１で圧縮された冷媒を、導入経路３０、庫内熱交換器２５、導出経路４０、庫外熱交換器２３及び帰還経路５０の順に循環流通させて除霜運転を行うので、除霜対象となる庫内熱交換器２５が配設された商品収容庫３が例えば氷点下以下に冷却されることで該庫内熱交換器２５に多量の霜が付着していても、圧縮機２１で圧縮された高温高圧の冷媒をいわゆるホットガスとして流通させることで、従来のように庫内送風ファンを駆動させたり、ヒータを通電させたりするのに比して、霜を比較的短時間で良好に除去することができる。従って、除霜運転に要する時間の短縮化を図ることができる。

上記冷媒回路装置１０によれば、導入経路３０が、圧縮機２１と庫外熱交換器２３とを接続する冷媒管路２６から分岐して膨張機構２４と庫内熱交換器２５とを接続する冷媒管路２６に合流する態様で設けられ、導出経路４０は、庫内熱交換器２５と圧縮機２１とを接続する冷媒管路２６から分岐して圧縮機２１と庫外熱交換器２３とを接続する冷媒管路２６に合流する態様で設けられ、帰還経路５０が、庫外熱交換器２３と膨張機構２４とを接続する冷媒管路２６から分岐して圧縮機２１の第２吸引部に接続する態様で設けられているので、庫内熱交換器２５の除霜運転を行う場合に、圧縮機２１で圧縮された高温高圧状態の冷媒を、通常の冷却運転にて低温低圧状態の冷媒が通過する方向と同じ方向で庫内熱交換器２５を通過させることができる。これにより、最も霜が付着する冷媒流路の入口に対して最も高温状態となる冷媒を通過させることができ、除霜運転に要する時間を低減させることができる。

上記冷媒回路装置１０によれば、制御部１０ｂが、出口冷媒温度センサＳから与えられる検出温度が、予め決められた基準温度以上となるまで冷媒の循環を繰り返し、検出温度が基準温度以上となる場合に、圧縮機２１等の駆動を停止させて除霜運転を終了させるので、庫内熱交換器２５にて霜の除去のために放熱した冷媒の温度に基づき除霜運転の終了を早期に判断することができ、これによっても除霜運転に要する時間の短縮化を図ることができる。

上記の実施の形態で図示した各構成は機能概略的なものであり、必ずしも物理的に図示の構成をされていることを要しない。すなわち、各回路の形態は図示のｆｓものに限られず、使用状況等に応じて適宜変更して構成することができる。

１０冷媒回路装置
１０ａ冷媒回路
１０ｂ制御部
２０循環経路
２１圧縮機
２２四方弁
２３庫外熱交換器
２４膨張機構
２５庫内熱交換器
２６冷媒管路
３０導入経路
３１第１導入管路
３２第２導入管路
４０導出経路
４１第１導出管路
４２第２導出管路
５０帰還経路
５１帰還管路
５２帰還バルブ
Ｆ１庫外送風ファン
Ｆ２庫内送風ファン
Ｓ出口冷媒温度センサ

Claims

商品収容庫の内部に配設され、自身を通過する冷媒と該商品収容庫の内部空気とを熱交換させる庫内熱交換器と、吸引した冷媒を圧縮する圧縮機と、前記商品収容庫の外部に配設され、自身を通過する冷媒と周囲空気とを熱交換させる庫外熱交換器と、供給された冷媒を断熱膨張させる膨張機構とを冷媒管路で順次接続して構成された循環経路と、
前記圧縮機で圧縮された冷媒を前記庫内熱交換器に導入させるための導入経路と、
前記導入経路を通じて前記庫内熱交換器に導入された冷媒を前記庫外熱交換器に導出させるための導出経路と、
前記導出経路を通じて前記庫外熱交換器に導出された冷媒を前記圧縮機に帰還させるための帰還経路と
を備えた冷媒回路を有する冷媒回路装置であって、
前記導入経路は、前記圧縮機と前記庫外熱交換器とを接続する冷媒管路から分岐して、前記膨張機構と前記庫内熱交換器とを接続する冷媒管路に合流する態様で設けられ、
前記導出経路は、前記庫内熱交換器と前記圧縮機とを接続する冷媒管路から分岐して、前記圧縮機と前記庫外熱交換器とを接続する冷媒管路に合流する態様で設けられ、
前記帰還経路は、前記庫外熱交換器と前記膨張機構とを接続する冷媒管路から分岐して、前記圧縮機の吸引部分に接続する態様で設けられ、
前記庫内熱交換器に対する除霜指令が与えられた場合に、前記圧縮機で圧縮された冷媒を、導入経路、庫内熱交換器、導出経路、庫外熱交換器及び帰還経路の順に循環流通させて除霜運転を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、前記庫内熱交換器における冷媒流路の出口を通過する冷媒の温度が予め設定された基準温度以上となる場合に、前記除霜運転を終了させることを特徴とする冷媒回路装置。