CN1654904A - 加热/冷却*** - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种在可以进行“热/冷”切换使用的加热/冷却***中可以降低消耗电力并能提高性能的加热/冷却***。在具有可以进行“热/冷”切换使用的收容室的加热/冷却***中，具有致冷剂回路、散热器和鼓风机。该致冷剂回路由压缩机、气体冷却器、减压装置和蒸发器等所构成，并封入二氧化碳作为致冷剂，同时其高压侧为超临界压力。该散热器中流有从气体冷却器中流出的、进入到减压装置之前的致冷剂。而该鼓风机向气体冷却器鼓风。并且，由散热器对收容室内进行加热，而由蒸发器对收容室内进行冷却，同时，在由散热器对收容室内进行加热时，停止鼓风机的工作。

Description

加热/冷却***
技术领域
本发明涉及一种具有可以进行“热/冷”切换使用的收容室的加热/冷却***。
背景技术
历来，如图17所示，这种加热/冷却***的构成为：由绝热壁而被分隔成冷却室102和加热室103的贮藏室101；以及，被配设在贮藏室101的下侧的机械室109。而且，在机械室109中，收容着压缩机111、气体冷却器112、作为减压装置的毛细管116等，它们与蒸发器(evaporator)117一起构成致冷剂回路110。另外，在加热室103中，设置有电加热器180；并通过由风扇128将由该电加热器180所加热的空气鼓风到加热室103内，而对加热室103进行加热。
这里，根据图17，对现有的加热/冷却***400的工作进行说明。当由图中未示的控制装置，使风扇128开始工作，并对电加热器180供给电力时，由电加热器180所加热的空气就由风扇128而在加热室103内进行循环。由此，使加热室103内得到加热。
此外，由控制装置，使风扇127开始工作，同时，驱动压缩机111的图中未示的驱动单元。由此，在压缩机111的图中未示的压缩单元的缸体内，就会吸入低压的致冷剂气体，并使之压缩而成为高温高压的致冷剂气体，然后，被排出到气体冷却器112中。
然后，当致冷剂气体在气体冷却器112中放热后，经过内部热交换器145，而进入到毛细管116中，在这里压力降低，然后流入到蒸发器117内。因此，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇127的工作，而使因在蒸发器117中的致冷剂的蒸发而受到冷却的空气在冷却室102内循环，对冷却室102内进行冷却。这样，在现有的加热/冷却***中，由电加热器180对加热室103内进行加热，而由致冷剂回路110的蒸发器117对冷却室102进行冷却(例如，参见特开平6-18156号公报)。
这里，近年来，还开发了一种可以进行下述的“热/冷”切换使用的加热/冷却***：在一个收容室中同时设置有电加热器等发热体和蒸发器；在对该收容室进行加热时，使电加热器工作，从而对收容室进行加热；而在对收容室进行冷却时，停止电加热器的工作，同时，使压缩机开始工作，由蒸发器使致冷剂蒸发，从而对收容室进行冷却。但是，如上所述，在对该收容室进行加热时，由于是用电加热器等发热体进行加热的，所以存在消耗电力显著增大这一问题。
发明内容
本发明就是为了解决这样的技术课题而进行的，其目的是：在可以进行“热/冷”切换使用的加热/冷却***中，降低消耗电力，并提高性能。
在本发明的加热/冷却***中，具有可以进行“热/冷”切换使用的收容室。该加热/冷却***具有致冷剂回路、散热器、和鼓风机：该致冷剂回路由压缩机、气体冷却器、减压装置、和蒸发器等构成，并封入二氧化碳作为致冷剂，同时其高压侧为超临界压力；该散热器中流动着从气体冷却器中流出的、并进入到减压装置之前的致冷剂；而该鼓风机对气体冷却器进行鼓风。并且，在该加热/冷却***中，由散热器对收容室内进行加热、而由蒸发器对收容室内进行冷却、同时在由散热器对收容室内进行加热时，停止鼓风机的工作。
依据本发明的加热/冷却***，通过使用加热特性良好的二氧化碳作为致冷剂，在对收容室内进行冷却时，可以由蒸发器进行冷却；而在对收容室内进行加热时，可以由经过气体冷却器的高压侧的致冷剂对收容室内进行加热。由此，由于可以不使用电加热器等发热体而对收容室内进行加热，所以，与使用电加热器进行加热的情况相比，可以降低电力的消耗。
特别是，在由散热器对收容室内进行加热时，由于使鼓风机停止工作，所以，在气体冷却器中不会使致冷剂放热，而是可以将热量输送到散热器中，从而可以提高收容室内的加热能力。
另外，在本发明的加热/冷却***中，在上述发明中：其压缩机具有第1和第2压缩单元，并由第2压缩单元对由第1压缩单元所压缩的致冷剂进行压缩；同时，具有中间冷却回路，该中间冷却回路具有在对由第1压缩单元所压缩的致冷剂进行冷却后，将致冷剂吸入到第2压缩单元中的热交换器；将热交换器与气体冷却器形成为一体。
依据本发明，在上述发明的基础上，在使用具有所谓的中间冷却回路的二段压缩式的压缩机的情况下，则当对收容室内进行加热时，可以使在中间冷却回路的热交换器中的放热为无效，将热量输送到散热器中。
此外，在本发明的加热/冷却***中，在上述各发明中：该加热/冷却***具有在从气体冷却器中流出的致冷剂和从蒸发器中流出的致冷剂之间进行热交换的内部热交换器；并且，在散热器中流通着到达内部热交换器之前的致冷剂。
依据本发明，在上述各发明的基础上，在具有在从气体冷却器中流出的致冷剂和从蒸发器中流出的致冷剂之间进行热交换的内部热交换器时，由于在散热器中流通着到达内部热交换器之前的致冷剂，所以，可以由因内部热交换器而降温之前的致冷剂对收容室内进行加热。
此外，在本发明的加热/冷却***中，在上述各发明中：具有对向着散热器和蒸发器的致冷剂的流通进行控制的流路控制装置；并且，当在散热器中流通着致冷剂、但切断致冷剂向着蒸发器的流通时，另外设有使致冷剂蒸发的蒸发器。
依据本发明，在上述各发明的基础上，在对收容室内进行加热时，由于由流路控制装置，切断向着蒸发器的致冷剂的流通，而由另外设置的蒸发器使致冷剂蒸发，所以，即使在将对收容室内进行加热/冷却的散热器和蒸发器设置于该收容室内时，也可以毫无妨碍地对收容室进行加热/冷却。
另外，在本发明的加热/冷却***中，具有可以进行“热/冷”切换使用的收容室。在该加热/冷却***中：具有致冷剂回路，该致冷剂回路由压缩机、散热器、减压装置、和蒸发器等所构成，并封入二氧化碳作为致冷剂，同时其高压侧为超临界压力；由散热器对收容室内进行加热，而由蒸发器对收容室内进行冷却，同时具有可以对收容室进行绝热分隔的分隔部件；并且，在由该分隔部件对收容室进行了分隔的情况下，可以由散热器对其一方进行加热，而由蒸发器对其另一方进行冷却。
依据本发明的加热/冷却***，通过使用加热特性良好的二氧化碳作为致冷剂，可以由散热器对收容室内进行加热，而由蒸发器对收容室内进行冷却。由此，能够在不需要设置电加热器等发热体的情况下，对收容室内进行加热。另外，即使在使用了电加热器等发热体的情况下，由于可以减小该发热体的容量，所以也可以降低电力的消耗。
而且，通过由分隔部件对收容室进行分隔，可以对由散热器对收容室内进行加热时的加热区域和由蒸发器进行冷却时的冷却区域之间的比例进行变更。
另外，在本发明的加热/冷却***中，在上述发明中：将使致冷剂放热的气体冷却器、和使致冷剂蒸发的蒸发器分别设置；并且，具有对分别向着散热器、气体冷却器、和两个蒸发器的致冷剂的流通进行控制的流路控制装置。
依据本发明，在上述发明的基础上，通过对流路控制装置进行控制，当在气体冷却器中使致冷剂放热、并由对收容室进行冷却的蒸发器使致冷剂蒸发时，就可以对全部收容室进行冷却。
另外，通过对流路控制装置进行控制，当在散热器中使致冷剂放热，并由在与对收容室进行冷却的蒸发器为不同的另一部位上设置着的蒸发器而使致冷剂蒸发时，就可以对全部收容室进行加热。
由此，可以对全部收容室进行加热或冷却，从而可以提高加热/冷却***的便利性。
另外，在本发明的加热/冷却***中，在上述各发明中：其压缩机具有第1和第2压缩单元，并具有中间冷却回路，由该中间冷却回路，在对由压缩机的第1压缩单元所压缩的致冷剂进行冷却后、将致冷剂吸入到第2压缩单元中；在由散热器对收容室进行加热时，使在中间冷却回路中的致冷剂的冷却作用实际上为无效。
依据本发明，在上述各发明的基础上，由于在由中间冷却回路对由第1压缩单元所压缩的致冷剂进行冷却后，将致冷剂吸入到第2压缩单元中，所以，可以降低从压缩机的第2压缩单元中排出的致冷剂气体的温度。由此，可以提高冷却能力。
而且，在由散热器对收容室内进行加热时，由于使在中间冷却回路中的对致冷剂的冷却作用实际上为无效，所以，可以将从压缩机的第2压缩单元中排出的致冷剂气体的温度维持在高温，从而可以改善散热器的加热能力。
附图说明
图1为本发明的一实施例的加热/冷却***的致冷剂回路图(实施例1)。
图2为在将图1的收容室3作为冷却室使用的模式时，显示了致冷剂的流动的致冷剂回路图。
图3为在将图1的收容室3作为加热室使用的模式时，显示了致冷剂的流动的致冷剂回路图。
图4为本发明的又一实施例的加热/冷却***的致冷剂回路图(实施例2)。
图5为在将图4的室3和室4作为冷却室使用的模式时，显示了致冷剂的流动的致冷剂回路图。
图6为在将图4的室3作为冷却室、而将室4作为加热室使用的模式时，显示了致冷剂的流动的致冷剂回路图。
图7为在将图4的室3和室4作为加热室使用的模式时，显示了致冷剂的流动的致冷剂回路图。
图8为本发明的又一个实施例的加热/冷却***的致冷剂回路图(实施例3)。
图9为在将图8的加热/冷却***的室3和室4作为冷却室使用的模式时，显示了致冷剂的流动的致冷剂回路图。
图10为在将图8的加热/冷却***的室3作为冷却室、而将室4作为加热室使用的模式时，显示了致冷剂的流动的致冷剂回路图。
图11为在将图8的加热/冷却***的室3和室4作为加热室使用的模式时，显示了致冷剂的流动的致冷剂回路图。
图12为本发明的又一个实施例的敞开式陈列箱的致冷剂回路图(实施例4)。
图13为在将图12的敞开式陈列箱的收容室270、271、272、和室273作为冷却室使用的模式时，显示了其动作的纵断侧面图。
图14为在将图12的敞开式陈列箱的收容室270、271作为加热室、而将收容室272和室273作为冷却室使用的模式时，显示了其动作的纵断侧面图。
图15为在将图12的敞开式陈列箱的收容室270、271、272作为加热室、而将室273作为冷却室使用的模式时，显示了其动作的纵断侧面图。
图16为显示将图12的敞开式陈列箱的收容室270、271、272和室273作为加热室使用的模式的纵断侧面图。
图17为现有的加热/冷却***的内部构成图。
具体实施方式
以下，根据图面，对本发明的实施形态进行详细地说明。
(实施例1)
图1为应用了本发明的一实施例的加热/冷却***100的概略构成图。本发明的加热/冷却***可以被应用在陈列箱、自动售货机、空调、或冷热储藏库等上。
在图1中，1为加热/冷却***100的贮藏室；该贮藏室1由绝热部件所围绕。在该贮藏室1内，由绝热壁7所分隔，并将其一方(在图1中，为绝热壁7的左侧)作为冷却室2，而将其另一方(在图1中，为绝热壁7的右侧)作为收容室3。
在上述冷却室2中，设置有使致冷剂蒸发的蒸发器17、和在冷却室2中对与该蒸发器17之间进行了热交换的空气进行鼓风(循环)的风扇27。将蒸发器17设置在与后述的蒸发器18为不同的另一部位上。由该蒸发器17，即使在切断向着蒸发器18的致冷剂的流通时，也可以在蒸发器17中使致冷剂蒸发。
另外，在收容室3中，设置有：散热器14、电加热器80、上述蒸发器18、以及风扇28；这里，该风扇28的作用是，向室4内对与散热器14或蒸发器18之间进行了热交换的空气、或者由电加热器80加热的空气进行鼓风(循环)。而且，由散热器14对收容室3内进行加热，而由蒸发器18对收容室3内进行冷却。电加热器80是用于对收容室3内进行加热的，并由该电加热器80，对由上述散热器14所加热的收容室3内进行补充加热。
另一方面，在图1中，10为致冷剂回路，其构成为：压缩机11、气体冷却器12、上述散热器14、作为减压装置的膨胀阀16、蒸发器17、和蒸发器18等。
即，压缩机11的致冷剂排出管34与气体冷却器12的入口相连接。这里，本实施例的压缩机11是内部中压型的二段压缩式旋转压缩机，它具有设置在密闭容器11A内的图中未示的驱动单元、和由该驱动单元所驱动的图中未示的第1和第2旋转压缩单元；并且，由第2旋转压缩单元，对由第1旋转压缩单元所压缩的致冷剂进行压缩。
图中30是将致冷剂导入到压缩机11的上述第1旋转压缩单元中的致冷剂导入管；该致冷剂导入管30的一端与第1旋转压缩单元的缸体相连通。该致冷剂导入管30的另一端与后述的内部热交换器45的出口相连接。
图中32是将由第1旋转压缩单元所压缩的致冷剂导入到第2旋转压缩单元中的致冷剂导入管。该致冷剂导入管32通过压缩机11的外部的中间冷却回路150。这里，上述中间冷却回路150是具有热交换器152的致冷剂回路，其作用是：在对由第1旋转压缩单元所压缩的致冷剂进行冷却后，将致冷剂吸入到第2旋转压缩单元中。即，使由第1旋转压缩单元所压缩的致冷剂从致冷剂导入管32流入到压缩机11的外部的中间冷却回路150中，并在通过热交换器152的过程中对其进行冷却，然后，再将该致冷剂吸入到第2旋转压缩单元中。另外，上述热交换器152与气体冷却器12形成为一体，并作为鼓风机22对该气体冷却器12进行通风。
上述致冷剂排出管34是将由第2旋转压缩单元所压缩的致冷剂排出到气体冷却器12中的致冷剂配管。
与气体冷却器12的出口相连接的致冷剂配管36与上述内部热交换器45相连接。内部热交换器45是使来自气体冷却器12的高压侧的致冷剂、和来自蒸发器17或蒸发器18的低压侧的致冷剂之间进行热交换的装置。与内部热交换器45的出口相连接的致冷剂配管37经膨胀阀16后与冷却室2的蒸发器17的入口相连接。
这里，在致冷剂配管36的途中部上，分支连接着第1旁通回路140。该第1旁通回路140通过设置在收容室3中的散热器14；由该第1旁通回路140，就可以在散热器14中流过从气体冷却器12中流出的、并在进入膨胀阀16之前且在到达内部热交换器45之前的致冷剂。
此外，在内部热交换器45的入口侧，从散热器14中导出的第1旁通回路140与后述的电磁阀170的出口侧的致冷剂配管36相连接。在致冷剂配管36的上述第1旁通回路140的分支的下游侧、和第1旁通回路140的上述散热器14的入口侧的配管上，设置有作为对朝着散热器14的致冷剂的流通进行控制的流路控制装置的上述电磁阀170和电磁阀172。由图中未示的控制装置，对电磁阀170和电磁阀172进行开闭控制。对于向着散热器14的致冷剂的流通，并不只限于分别由电磁阀170和电磁阀172进行控制，而是例如也可以使用三通阀，并通过对该三通阀进行切换，从而对向着散热器14的致冷剂的流通进行控制。
另外，在从膨胀阀16中导出的致冷剂配管37的途中部上，分支连接着第2旁通回路42。该第2旁通回路42在通过设置在收容室3中的上述蒸发器18后，与从蒸发器17中导出的致冷剂配管38相合流；并且，在蒸发器18的入口侧的配管上，设置有作为对朝着该蒸发器18的致冷剂的流通进行控制的流路控制装置的电磁阀65。
这里，在致冷剂回路10中，作为致冷剂，充入对地球环境影响温和的、并考虑了可燃性和毒性等的、作为自然致冷剂的二氧化碳(CO2)；并且，其高压侧为超临界压力。
此外，对上述各电磁阀65、170、172，分别由图中未示的控制装置进行阀的开闭控制。而且，上述控制装置是对加热/冷却***100进行控制的控制装置，除了对上述各电磁阀65、170、172进行控制外，也对压缩机11的工作、和鼓风机22、风扇27、28的工作等进行控制。
(1)将收容室3作为冷却室使用的模式
下面，用以上的构成，对本发明的加热/冷却***100的工作进行说明。首先，根据图2，对将收容室3作为冷却物品的冷却室而使用的模式进行说明。图2为显示了在该模式时的致冷剂的流动的致冷剂回路图。
由图中未示的控制装置，将电磁阀170打开，并将电磁阀172关闭，使第1旁通回路140闭塞。由此，由于向着散热器14的致冷剂的流通被切断，所以，从气体冷却器12中流出的致冷剂就不会流入到散热器14中，而是按原样流入到内部热交换器45中。此外，由控制装置，将电磁阀65打开，开放第2旁通回路42。由此，来自膨胀阀16的致冷剂就流入到蒸发器18中。以下，在图2和图3中，分别用白色电磁阀显示了由控制装置将阀打开的状态，而用黑色电磁阀显示了由控制装置将阀关闭的状态。
另外，由控制装置，使鼓风机22和风扇27、28开始工作，并驱动压缩机11的驱动单元。由此，就将低压的致冷剂吸入到压缩机11的第1旋转压缩单元中，并受到压缩而成为中压；然后，被排出到密闭容器11A内。在将被排出到密闭容器11A内的致冷剂从致冷剂导入管32中排出到气体冷却器12的外部之后，使其进入到中间冷却回路150中。而且，在通过热交换器152的过程中，致冷剂受到由气体冷却器12的鼓风机22所产生的通风的作用，而进行放热。
这样，通过在由热交换器152对在第1旋转压缩单元中受到压缩的致冷剂进行冷却后，将其吸入到第2旋转压缩单元中，从而可以降低从压缩机11的第2旋转压缩单元中排出的致冷剂气体的温度。由此，由于降低了各蒸发器17、18中的致冷剂的蒸发温度，所以，可以将冷却室2和收容室3冷却到较低的温度。因此，可以提高各蒸发器17、18对冷却室2和收容室3的冷却能力。
然后，致冷剂被吸入到第2旋转压缩单元中，并受到压缩而成为高温高压的致冷剂气体；之后，从致冷剂排出管34排出到压缩机11的外部。这时，致冷剂被压缩到适当的超临界压力。从压缩机11中排出的致冷剂气体从致冷剂排出管34流入到气体冷却器12中。
这里，在压缩机11中受到压缩的高温高压的致冷剂不会产生冷凝，而是在超临界状态下工作。该高温高压的致冷剂气体在气体冷却器12中放热后，从气体冷却器12中流出，并进入到致冷剂配管36中。由于如上所述，电磁阀170被打开，而电磁阀172被关闭，所以，进入到致冷剂配管36中的致冷剂不会流入到第1旁通回路140中，而是按原样通过内部热交换器45。在这里，致冷剂的热由从蒸发器17、18中流出的低压侧的致冷剂所吸取，而进一步受到冷却。由于因该内部热交换器45的存在，从气体冷却器12中流出的、并通过内部热交换器45的致冷剂的热由低压侧的致冷剂所吸取，所以，可以使该致冷剂的过冷度增大。因此，可以提高各蒸发器17、18的冷却能力。
在该内部热交换器45中受到冷却的高压侧的致冷剂到达膨胀阀16。在膨胀阀16的入口，致冷剂还处于超临界的状态。由于在膨胀阀16中压力降低，所以致冷剂成为气体/液体的二相混合状态。然后，成为二相混合状态的致冷剂流入到设置在冷却室2中的蒸发器17内。在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇27的工作，使因蒸发器17中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气在冷却室2内进行循环，并对冷却室2内进行冷却。
如上所述，由于由热交换器152对在第1旋转压缩单元中受到压缩的致冷剂进行冷却的效果、和使从气体冷却器12中排出的高压侧的致冷剂通过内部热交换器45时所受到冷却的效果，可以在蒸发器17中使致冷剂在较低的温度下蒸发。由此，可以将冷却室2冷却到较低的温度，从而可以提高冷却能力。而且，在蒸发器17中蒸发的致冷剂随后从蒸发器17中流出，并进入到致冷剂配管38中。
另一方面，由于如上所述，电磁阀65被打开，所以，在膨胀阀16中被减压的致冷剂的一部分会从第2旁通回路42流入到设置在收容室3内的蒸发器18中。在这里，致冷剂进行蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇28的工作，使因该蒸发器18中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气在收容室3内进行循环，并对收容室3进行冷却。
此外，如上所述，由于由热交换器152对在第1旋转压缩单元中受到压缩的致冷剂进行冷却的效果、和使从气体冷却器12中排出的高压侧的致冷剂通过内部热交换器45时所受到冷却的效果，可以在蒸发器18中使致冷剂在较低的温度下进行蒸发。由此，可以将收容室3内冷却到较低的温度，从而可以提高冷却能力。
之后，从蒸发器18中流出的致冷剂与在致冷剂配管38中流动着的、来自蒸发器17的致冷剂相合流，并到达内部热交换器45。
因此，从上述高压侧的致冷剂中吸取热量，而受到加热作用。这里，由于在各蒸发器17、18中进行蒸发而成为低温的、从各蒸发器17、18中流出的致冷剂不是成为完全的气体状态，而是有可能成为与液体共存的状态。但是，由于使其通过内部热交换器45，并与高压侧的高温致冷剂产生热交换，所以致冷剂会过热；这时，由于确保了致冷剂的过热度，所以会成为完全的气体状态。
由此，由于可以确实地使从各蒸发器17、18中流出的致冷剂气化，所以，不需要在低压侧设置储液器等，就可以确实地防止在压缩机11中吸入液体致冷剂的液体倒流的现象，从而可以避免出现压缩机11因进行液体压缩而受到损伤的不利情况。因此，可以提高加热/冷却***100的可靠性。
在内部热交换器45中加热的致冷剂反复进行下述循环：从致冷剂导入管30中被吸入到压缩机11的第1旋转压缩单元内。
这样，通过使鼓风机22工作，由气体冷却器12使致冷剂放热，同时，通过关闭电磁阀172，以切断向着散热器14的致冷剂的流通，于是，即使在将对收容室3内进行加热/冷却的散热器14和蒸发器18设置在该收容室3内，也可以毫无妨碍地对收容室3内进行冷却。
(2)将收容室3作为加热室使用的模式
下面，根据图3，对将收容室3作为加热物品的加热室而使用的模式进行说明。图3为显示了在该模式时的致冷剂的流动的致冷剂回路图。
由图中未示的控制装置，将电磁阀170关闭，并将电磁阀172打开，使第1旁通回路140开放。由此，从气体冷却器12中流出的致冷剂不会按原样流入到内部热交换器45中，而是全部从致冷剂配管36的途中部流入到第1旁通回路140中。
另外，由控制装置，将电磁阀65关闭，以闭塞第2旁通回路42。由此，从膨胀阀16中流出的致冷剂就全部流入到蒸发器17中。并且，由控制装置，使风扇27、28开始工作。这时，气体冷却器12的鼓风机22不工作。
而且，当由控制装置，驱动压缩机11的驱动单元时，就从致冷剂导入管30中将低压的致冷剂气体吸入到压缩机11的图中未示的第1旋转压缩单元中，并受到压缩而成为中压；然后，被排出到密闭容器11A内。在将被排出到密闭容器11A内的致冷剂从致冷剂导入管32中排出到密闭容器11A的外部之后，使其进入到中间冷却回路150中，并通过热交换器152。如上所述，由于在本模式中鼓风机22并不工作，所以，在热交换器152中的致冷剂的放热很少，或者是几乎没有。这样，通过停止鼓风机22的工作，使在中间冷却回路150的热交换器152中的对致冷剂的放热作用实际上为无效，就可以将吸入到第2旋转压缩单元中的致冷剂的温度保持在高温。因此，还可以将从压缩机11中排出的致冷剂的温度保持在高温，向散热器14中输入热量。由此，可以确保散热器14的加热能力。
之后，致冷剂被吸入到第2旋转压缩单元中，并受到压缩而成为高温高压的致冷剂气体；然后，从致冷剂排出管34排出到压缩机11的外部。这时，致冷剂被压缩到适当的超临界压力。从压缩机11中排出的致冷剂气体通过气体冷却器12。另外，如上所述，由于鼓风机22并不工作，所以在气体冷却器12中的致冷剂的放热很少，或者是几乎没有。
由于如上所述，电磁阀170被关闭，而电磁阀172被打开，所以，从气体冷却器12中流出的致冷剂会从致冷剂配管36进入到第1旁通回路140中，并流入到设置在收容室3中的散热器14内。这里，在压缩机11中压缩的高温高压的致冷剂不会产生冷凝，而是在超临界状态下工作。然后，该高温高压的致冷剂气体在散热器14中放热。由于风扇28的工作，使因散热器14中的致冷剂的放热而被加热的空气在收容室3内产生循环，并对收容室3内进行加热。另外，在本发明中，作为致冷剂，由于使用了二氧化碳，从而在散热器14中致冷剂不会产生冷凝，所以，散热器14的热交换能力很高，可以将收容室3内的空气加热到高温。
另外，如上所述，由于使鼓风机22停止工作，所以，在中间冷却回路150的热交换器152和气体冷却器12中致冷剂几乎不会放热，而是可以使该维持着高温的致冷剂在散热器14中放热。这样，由于可以向散热器14中输入热量，所以可以充分地确保散热器14的加热能力。
而且，由于使到达内部热交换器45之前的致冷剂流入到散热器14中，所以，可以用因内部热交换器45而降低温度之前的致冷剂对收容室3内进行加热。由此，可以提高对收容室3内的加热能力。
之后，致冷剂从第1旁通回路140流入到电磁阀170的出口侧的致冷剂配管36中，并通过内部热交换器45。在这里，致冷剂的热由从蒸发器17中流出的低压侧的致冷剂所吸取，而进一步受到冷却。而且，在该内部热交换器45中受到冷却的高压侧的致冷剂气体到达膨胀阀16。在膨胀阀16的入口，致冷剂气体还处于超临界的状态。由于在膨胀阀16中压力降低，所以致冷剂成为气体/液体的二相混合状态。而且，如上所述，由于电磁阀65被关闭，所以从膨胀阀16中流出的致冷剂不会流入到第2旁通回路42中，而是全部流入到设置在冷却室2中的蒸发器17内。
在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇27的工作，使因在蒸发器17中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气在冷却室2内进行循环，并对冷却室2内进行冷却。之后，致冷剂从蒸发器17中流出，进入到致冷剂配管38，并通过内部热交换器45。
在这里，该致冷剂反复进行下述循环：从上述高压侧的致冷剂中吸取热量，受到加热而成为完全的气体状态；然后，从致冷剂导入管30被吸入到压缩机11的第1旋转压缩单元中。
这样，通过关闭电磁阀65，切断向蒸发器18的致冷剂的流通，并在蒸发器17中使致冷剂蒸发，于是，即使将对收容室3内进行加热/冷却的散热器14和蒸发器18设置在该收容室3内，也可以毫无妨碍地对收容室3进行加热。
如以上所述，通过将加热特性良好的二氧化碳作为致冷剂来使用，在对收容室3内进行冷却时，就可以由蒸发器18进行冷却，而在对收容室3内进行加热时，则可以由经过气体冷却器12的高压侧的致冷剂对收容室3内进行加热。由此，由于能够在不需要设置电加热器等发热体的情况下对收容室3内进行加热，所以，与由电加热器进行加热的情况相比，可以降低电力的消耗。
特别是，在由散热器14对收容室3内进行加热时，由于使鼓风机22停止工作，可以在使致冷剂不会在气体冷却器12中放热的情况下，向散热器14输入热量，所以，可以提高对收容室3内的加热能力。
而且，在由散热器14对收容室3内进行加热时，由于在中间冷却回路150的热交换器152中不存在对致冷剂的放热作用，所以，可以相应地将热量输入到散热器14中，从而可以进一步提高加热能力。
此外，通过对各电磁阀170、172、65的开闭、和鼓风机22的工作进行控制，可以自由地对收容室3内的加热/冷却进行切换。由此，可以提高加热/冷却***100的便利性。而且，如在本实施例中所述，即使将对收容室3内进行加热/冷却的散热器14和蒸发器18设置在该收容室3内，也可以毫无妨碍地对收容室3进行加热/冷却。
另外，如在本实施例中所述，通过将气体冷却器12和热交换器152形成为一体，可以缩小设置空间。而且，依据这样的构成，由于可以同时将气体冷却器12的鼓风机22用于热交换器152，所以可以降低生产成本。
在上述实施例中，在将收容室3作为加热物品的加热室而使用的模式时，也可以使设置在收容室3中的电加热器80工作，在由散热器14进行加热的基础上，再用电加热器80进行辅助加热。这时，就可以预先避免由于在冬季等的低气温时的加热能力不足而引起的不能对收容室3充分进行加热的不利情况。另外，由于电加热器80是对由散热器14的加热进行辅助加热的，所以可以减小该电加热器80的容量；于是，与只使用电加热器进行加热的情况相比，可以降低电力的消耗。
此外，在本实施例中，将可以进行“热/冷”切换使用的收容室设置为1个室；但不只限于这种情况，也可以设置2个室以上的多个收容室，并通过设置对各收容室进行加热/冷却的散热器和蒸发器、和对朝着这些散热器和蒸发器的致冷剂的流通进行控制的流路控制装置，并对该流路控制装置进行控制，从而对各收容室进行加热/冷却的切换。
而且，在本实施例中，是在收容室3中设置散热器14和蒸发器18的。但本发明不只限于这种情况，而是也可以例如，通过在收容室外设置导管，并在该导管中设置散热器和蒸发器，由鼓风机进行鼓风切换等，从而将热风或冷风送到收容室中，从而进行加热/冷却的切换。
在本实施例中，是使用内部中压型的二段压缩式旋转压缩机的。但是，可以应用在本发明中的压缩机不只限于这种压缩机，其压缩形式和段数等可以是任何的方式。
(实施例2)
接着，图4是又一个应用了本发明的实施例的加热/冷却***100的概略构成图。本发明的加热/冷却***也是可以被用于陈列箱、自动售货机、空调、或冷热储藏库等的加热/冷却***。
在图4中，1为加热/冷却***100的贮藏室；该贮藏室1由绝热部件所围绕。在该贮藏室1内，设置有冷却室2和收容室5；并且，收容室5可以由作为分隔部件的绝热材料7而进行绝热分隔。
上述绝热材料7是可以对收容室5进行绝热分隔的分隔部件，并且为一种可以移动的构成。而且，如图4所示，通过由绝热材料7对收容室5进行分隔，则由绝热材料7所分隔的一方的收容室5(在图4中，为绝热材料7的左侧)成为室3，而其另一方(在图4中，为绝热材料7的右侧)则成为室4。这时，冷却室2和室3为相连通的构造。即，如后所述，在没有用绝热材料7对冷却室2和室3进行分隔时，就不会对冷却室2和室3进行绝热分隔，而是使室3与冷却室2相连通。由此，对室3的冷却作业，是通过由后述的设置在冷却室2中的风扇27对由蒸发器17而冷却的冷风进行鼓风，该冷却作业与冷却室2内的冷却相同。
另一方面，如图7所示，在用绝热材料7，不是对收容室5进行分隔，而是对冷却室2和收容室5之间进行分隔时，在收容室5内，因为是由后述的风扇29将由散热器15而受到加热的空气、或由蒸发器19而受到冷却的空气鼓风到收容室5内，所以，可以由散热器15或蒸发器19，对收容室5内的全部空间(室3和室4)进行加热或冷却。
在上述冷却室2中，设置有使致冷剂蒸发的上述蒸发器17、和在冷却室2中对与该蒸发器17之间进行了热交换的空气进行鼓风(循环)的风扇27。将蒸发器17设置在与后述的蒸发器19为不同的另一部位上。
另外，在由上述绝热材料7对收容室5进行了分隔时，在作为与冷却室2不连通的一侧的室的室4中，设置有：对该室4内进行加热的散热器15、作为对室4进行加热的辅助加热器的电加热器81、对室4内进行冷却的蒸发器19、以及风扇29；该风扇29的作用是，在室4内，对与散热器15或蒸发器19之间进行了热交换的空气、或者由电加热器81加热的空气进行鼓风(循环)。
另一方面，在图4中，10为致冷剂回路，该致冷剂回路10是通过将下列各部分按顺序用配管进行环状连接而构成的：压缩机11、气体冷却器12、作为减压装置的膨胀阀16、和蒸发器17等。
即，压缩机11的致冷剂排出管34与气体冷却器12的入口相连接。这里，本实施例的压缩机11是内部中压型的二段压缩式旋转压缩机，其构成为：设置在密闭容器11A内的图中未示的驱动单元、和由该驱动单元所驱动的图中未示的第1和第2旋转压缩单元。
图中30是将致冷剂导入到压缩机11的上述第1旋转压缩单元中的致冷剂导入管；该致冷剂导入管30的一端与第1旋转压缩单元的缸体相连通。该致冷剂导入管30的另一端与后述的内部热交换器45的出口相连接。
图中32是将由第1旋转压缩单元所压缩的致冷剂导入到第2旋转压缩单元中的致冷剂导入管。上述致冷剂排出管34是将由第2旋转压缩单元所压缩的致冷剂排出到气体冷却器12中的致冷剂配管。
与气体冷却器12的出口侧相连接的致冷剂配管36与上述内部热交换器45相连接。内部热交换器45是使高压侧的致冷剂和低压侧的致冷剂之间进行热交换的装置。与内部热交换器45的出口相连接的致冷剂配管37经过膨胀阀16后，与冷却室2的蒸发器17的入口相连接。
这里，在致冷剂排出管34的途中部上，分支连接着第1旁通回路40。该第1旁通回路40在通过设置在室4中的散热器15后，与致冷剂配管36相连接。而且，在第1旁通回路40和致冷剂排出管34上，设置有作为分别对朝气体冷却器12和散热器15的致冷剂的流通进行控制的流路控制装置的电磁阀70、72。对于向着气体冷却器12和散热器15的致冷剂的流通，并不只限于分别由电磁阀70和电磁阀72进行控制，也可以使用例如三通阀，并通过对该三通阀进行切换，而对朝气体冷却器12和散热器15的致冷剂的流通进行控制。
另外，在从膨胀阀16中导出的致冷剂配管37的途中部上，分支连接着第2旁通回路42。该第2旁通回路42在通过设置在室4中的上述蒸发器19后，与从蒸发器17中导出的致冷剂配管38相合流；并且，在蒸发器19的入口侧的配管上，设置有作为对朝该蒸发器19的致冷剂的流通进行控制的流路控制装置的电磁阀65。
这里，在致冷剂回路10中，作为致冷剂，充入对地球环境影响温和、并考虑了可燃性和毒性等的、作为自然致冷剂的二氧化碳(CO2)。
另外，对上述各电磁阀65、70、72，分别由图中未示的控制装置进行阀的开闭控制。上述控制装置是对加热/冷却***100进行控制的控制装置，除了对上述各电磁阀65、70、72进行控制外，也对压缩机11的工作、和各风扇22、27、29的工作等进行控制。
(1)将室3和室4作为冷却室使用的模式
下面，用以上的构成，对本发明的加热/冷却***100的工作进行说明。首先，根据图5，对将室3和室4作为冷却物品的冷却室而使用的模式进行说明。图5为显示了在该模式时的致冷剂的流动的致冷剂回路图。当由工作人员将绝热材料7安装在收容室5中时，收容室5内就被分隔，并在绝热材料7的右侧形成室4，而在左侧形成室3。这时，如上所述，室3为与冷却室2相连通的构造。
而且，由图中未示的控制装置，将电磁阀70打开，并将电磁阀72关闭，使第1旁通回路40闭塞。由此，从压缩机11中排出的致冷剂就全部从致冷剂排出管34流入到气体冷却器12中。另外，由控制装置，将电磁阀65打开，使第2旁通回路42开放。由此，来自膨胀阀16的致冷剂就流入到蒸发器19中。以下，在图5至图7中，分别用白色电磁阀显示了由控制装置将阀打开的状态，而用黑色电磁阀显示了由控制装置将阀关闭的状态。
另外，由控制装置，使风扇22、27、29开始工作，并驱动压缩机11的驱动单元。由此，低压的致冷剂被吸入到压缩机11的第1旋转压缩单元中，并受到压缩而成为中压；然后，被排出到密闭容器11A内。在将被排出到密闭容器11A内的致冷剂从致冷剂导入管32中排出到密闭容器11A的外部之后，将其吸入到第2旋转压缩单元中，并进行压缩。然后，致冷剂成为高温高压的致冷剂气体，并从致冷剂排出管34被排出到压缩机11的外部。这时，致冷剂被压缩到最适当的超临界压力。
如上所述，由于电磁阀70被打开，而电磁阀72被关闭，所以，从压缩机11中排出的致冷剂气体从致冷剂排出管34流入到气体冷却器12中。这里，由压缩机11所压缩的高温高压的致冷剂不会产生冷凝，而是在超临界状态下工作。然后，该高温高压的致冷剂气体在气体冷却器12中进行放热后，通过内部热交换器45。在这里，致冷剂的热由从蒸发器17、19中流出的低压侧的致冷剂所吸取，而进一步被冷却。由于该内部热交换器45的存在，从气体冷却器12中流出的、并通过内部热交换器45的致冷剂的热由低压侧的致冷剂所吸取，所以，可以使该致冷剂的过冷度增大。因此，可以提高各蒸发器17、19的冷却能力。
在该内部热交换器45中冷却的高压侧的致冷剂气体到达膨胀阀16。在膨胀阀16的入口，致冷剂气体还处于超临界的状态。由于在膨胀阀16中压力降低，所以致冷剂成为气体/液体的二相混合状态。而且，成为二相混合状态的致冷剂流入到设置在冷却室2中的蒸发器17内。在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇27的工作，使因蒸发器17中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气在冷却室2内、和与该冷却室2相连通的室3内循环，对冷却室2内和室3内进行冷却。
另一方面，由于如上所述，电磁阀65被打开，所以，由膨胀阀1 6所减压的致冷剂的一部分会进入到从致冷剂配管37的途中部分支连接着的第2旁通回路42中。致冷剂从这里流入到设置在室4内的蒸发器19中；在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇29的工作，使因该蒸发器19中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气在室4内循环，对室4内进行冷却。
之后，从蒸发器19中流出的致冷剂与在致冷剂配管38中流动着的、来自蒸发器17的致冷剂相合流，并到达内部热交换器45。在这里，致冷剂从上述高压侧的致冷剂中吸取热量，而受到加热作用。这里，由于由各蒸发器17、19而蒸发并成为低温的、从各蒸发器17、19中流出的致冷剂不是成为完全的气体状态，而是有可能成为与液体共存的状态。但是，由于通过内部热交换器45，并与高压侧的高温致冷剂产生热交换，所以，致冷剂会产生过热；这时，由于确保了致冷剂的过热度，所以会成为完全的气体状态。
由此，由于可以确实地使从各蒸发器17、19中流出的致冷剂气化，所以，不需要在低压侧设置储液器等，就可以确实地防止在压缩机11中吸入液体致冷剂的液体倒流的现象，从而可以避免出现压缩机11因进行液体压缩而受到损伤的不利情况。因此，可以提高加热/冷却***100的可靠性。
由内部热交换器45加热的致冷剂反复进行下述循环：从致冷剂导入管30中被吸入到压缩机11的第1旋转压缩单元中。
这样，通过由绝热材料7对收容室5内进行分隔，并使由此而形成的室3与冷却室2相连通，从而可以由设置在冷却室2中的蒸发器17对室3内进行冷却。另外，通过在与对室4进行加热的散热器15为不同的另一部位上设置气体冷却器12，并在该气体冷却器12中使致冷剂放热，从而可以将室4作为冷却物品的冷却室而使用。因此，可以对室3和室4进行冷却。
(2)将室3作为冷却室、而将室4作为加热室而使用的模式
下面，根据图6，在将室3作为冷却物品的冷却室、并将室4作为加热物品的加热室而使用的模式时，对加热/冷却***100的工作进行说明。图6为显示了在该模式时的致冷剂的流动的致冷剂回路图。
在本模式中，与上述模式同样地，也由绝热材料7对收容室5内进行分隔。因此，与上述同样地，使室3如上所述地与冷却室2相连通。由图中未示的控制装置，将电磁阀70关闭，并将电磁阀72打开，使第1旁通回路40开放。由此，从压缩机11中排出的致冷剂不会流入到气体冷却器12中，而是全部从致冷剂排出管34的途中部流入到第1旁通回路40中。
而且，由控制装置，将电磁阀65关闭，闭塞第2旁通回路42。由此，从膨胀阀16中流出的致冷剂就全部流入到蒸发器17中。另外，由控制装置，使风扇22、27、29开始工作，并驱动压缩机11的驱动单元。由此，将低压的致冷剂吸入到压缩机11的第1旋转压缩单元中，并受到压缩而成为中压；然后，被排出到密闭容器11A内。在将被排出到密闭容器11A内的致冷剂从致冷剂导入管32中排出到密闭容器11A的外部之后，将其吸入到第2旋转压缩单元中，并进行压缩。然后，致冷剂成为高温高压的致冷剂气体，并从致冷剂排出管34被排出到压缩机11的外部。这时，致冷剂被压缩到最适当的超临界压力。
如上所述，由于电磁阀70被关闭，而电磁阀72被打开，所以，从压缩机11中排出的致冷剂气体就从致冷剂排出管34进入到第1旁通回路40中，并流入到设置在室4内的散热器15中。这里，由压缩机11所压缩的高温高压的致冷剂不会产生冷凝，而是在超临界状态下工作。然后，该高温高压的致冷剂气体在散热器15中进行放热。由于风扇29的工作，使因散热器1 5中的致冷剂的放热而被加热的空气在室4内循环，对室4内进行加热。另外，在本发明中，作为致冷剂，由于使用了二氧化碳，从而在散热器15中致冷剂不会产生冷凝，所以在散热器15中的热交换能力很高，可以充分地将室4内的空气加热到高温。
然后，致冷剂从第1旁通回路40进入到致冷剂配管36，并通过内部热交换器45。在这里，致冷剂的热由从蒸发器17中流出的低压侧的致冷剂所吸取，并被进一步地冷却。而且，在该内部热交换器45中被冷却的高压侧的致冷剂气体到达膨胀阀16。在膨胀阀16的入口，致冷剂气体还处于超临界的状态。由于在膨胀阀16中压力降低，所以致冷剂成为气体/液体的二相混合状态，并流入到设置在冷却室2中的蒸发器17内。
在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇27的工作，使因蒸发器17中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气在冷却室2、和与该冷却室2相连通的室3内进行循环，并对冷却室2和室3内进行冷却。然后，致冷剂从蒸发器17中流出，进入到致冷剂配管38，并通过内部热交换器45。
这里，致冷剂反复进行下述循环：从上述高压侧的致冷剂中吸取热量，受到加热而成为完全的气体状态；然后，从致冷剂导入管30被吸入到压缩机11的第1旋转压缩单元中。
这样，通过由绝热材料7对收容室5内进行分隔，并将由此所形成的一方(室3)与冷却室2相连通，则可以由设置在冷却室2中的蒸发器17对该室3进行冷却，而由散热器15对另一方的室(室4)进行加热。
(3)将室3和室4作为加热室使用的模式
下面，根据图7，在将室3和室4作为对物品进行加热的加热室使用的模式时，对加热/冷却***100的工作进行说明。图7为显示了在该模式时的致冷剂的流动的致冷剂回路图。
由工作人员将对收容室5进行分隔的绝热材料7去除，并将绝热材料7安装在冷却室2和收容室5之间。由此，对冷却室2和收容室5之间进行绝热分隔。另外，室3和室4相连通，成为一个收容室5。
而且，由图中未示的控制装置，将电磁阀70关闭，并将电磁阀72打开，使第1旁通回路40开放。由此，从压缩机11中排出的致冷剂不会流到气体冷却器12中，而是全部从致冷剂排出管34的途中部流入到第1旁通回路40中。
由控制装置，将电磁阀65关闭，闭塞第2旁通回路42。由此，从膨胀阀16中流出的致冷剂就全部流入到蒸发器17中。此外，由控制装置，使风扇22、27、29开始工作，并驱动压缩机11的驱动单元。由此，将低压的致冷剂吸入到压缩机11的第1旋转压缩单元中，并受到压缩而成为中压；然后，被排出到密闭容器11A内。在将被排出到密闭容器11A内的致冷剂从致冷剂导入管32中排出到密闭容器11A的外部之后，将其吸入到第2旋转压缩单元中，并进行压缩。然后，致冷剂成为高温高压的致冷剂气体，并从致冷剂排出管34被排出到压缩机11的外部。这时，致冷剂被压缩到最适当的超临界压力。
如上所述，由于电磁阀70被关闭，而电磁阀72被打开，所以，从压缩机11中排出的致冷剂气体就从致冷剂排出管34进入到第1旁通回路40，并流入到散热器15中。这里，在压缩机11中压缩的高温高压的致冷剂不会产生冷凝，而是在超临界状态下工作。然后，该高温高压的致冷剂气体在散热器15中进行放热。由于风扇29的工作，使因散热器15中的致冷剂的放热而被加热的空气在收容室5内循环，对收容室5内的全部空间进行加热。另外，在本发明中，作为致冷剂，由于使用了二氧化碳，从而在散热器15中致冷剂不会产生冷凝，所以在散热器15中的热交换能力很高，可以充分地将收容室5内的空气加热到高温。
然后，致冷剂从第1旁通回路40进入到致冷剂配管36，并通过内部热交换器45。在这里，致冷剂的热由从蒸发器17中流出的低压侧的致冷剂所吸取，而被进一步地冷却。而且，在该内部热交换器45中被冷却的高压侧的致冷剂气体到达膨胀阀16。在膨胀阀16的入口，致冷剂气体还处于超临界的状态。由于膨胀阀16中压力降低，所以致冷剂成为气体/液体的二相混合状态，并流入到设置在冷却室2中的蒸发器17内。
在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇27的工作，使因蒸发器17中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气在冷却室2内进行循环，对冷却室2内进行冷却。然后，致冷剂从蒸发器17中流出，进入到致冷剂配管38，并通过内部热交换器45。
这里，致冷剂反复进行下述循环：从上述高压侧的致冷剂中吸取热量，受到加热而成为完全的气体状态；然后，从致冷剂导入管30被吸入到压缩机11的第1旋转压缩单元中。
这样，通过由绝热材料7对冷却室2和收容室5之间进行分隔，就可以由散热器15对收容室5内的全部空间进行加热。
如以上所述，通过使用加热特性良好的二氧化碳作为致冷剂，对收容室5内，就可以由散热器15进行加热，而由蒸发器19进行冷却。由此，由致冷剂回路10，能够在不需要设置电加热器等发热体、或特别的加热装置的情况下，对收容室5进行加热。由此，可以显著地降低加热/冷却***100的电力消耗。
另外，如在以上的各模式中所述，由于通过各电磁阀65、70、72对致冷剂的流通进行控制，可以将收容室5切换成“热/冷”状态而使用，所以，根据使用情况，通过对各电磁阀的开闭进行切换，就可以自由地控制收容室5的“热/冷”状态。
而且，如在以上的各模式中所示，由绝热材料7，可以将收容室5分隔成室3和室4，或对冷却室2和收容室5之间进行分隔。即，由于由绝热材料7，可以对由散热器14而加热的加热区域和由蒸发器19而冷却的冷却区域之间的比例进行变更，所以可以提高该加热/冷却***100的便利性。
此外，在将绝热材料7安装在收容室5中时，由于室3与冷却室2相连通，所以可以由蒸发器17进行冷却；而在将绝热材料7安装在冷却室2和收容室5之间时，可以由散热器15或蒸发器19进行加热或冷却，所以，在该室3内不需要设置散热器和蒸发器，可以仅仅通过移动绝热材料7，就能够自由地进行加热/冷却的切换。由此，可以降低加热/冷却***100的生产成本。
(实施例3)
下面，根据图8至图11，对本发明的加热/冷却***的又一个实施例进行说明。图8为本实施例的加热/冷却***300的概略构成图。与图4至图7中使用了同一符号的部分与其具有同样或类似的效果。
在图8中，310为本实施例的致冷剂回路，是通过将下列各部分按顺序用配管进行环状连接而构成的：压缩机11、气体冷却器12、作为减压装置的膨胀阀16、和蒸发器17等。
在图中，150是具有热交换器152的中间冷却回路，其作用是：在对由压缩机11的第1旋转压缩单元所压缩的致冷剂进行冷却后，将致冷剂吸入到第2旋转压缩单元中。该热交换器152与气体冷却器12形成为一体；并且，在热交换器152和气体冷却器12的附近，设置有对该热交换器152和气体冷却器12进行通风、使致冷剂放热的风扇22。
另外，图中140为第1旁通回路，该第1旁通回路140从与气体冷却器12的出口相连接的致冷剂配管36的途中部而分支连接着；该第1旁通回路140在通过设置在室4内的散热器15后，与后述的电磁阀170的出口侧的致冷剂配管36相连接。
在致冷剂配管36的上述第1旁通回路140的分支的下游侧、和第1旁通回路140的上述散热器15的入口侧的配管上，设置有作为对朝散热器15的致冷剂的流通进行控制的流路控制装置的上述电磁阀170和电磁阀172。由图中未示的控制装置，对电磁阀170和电磁阀172进行开闭控制。即，当由控制装置，将电磁阀170打开，并将电磁阀172关闭，使第1旁通回路140闭塞时，在气体冷却器12中进行了放热的致冷剂就不会流入到第1旁通回路140中，而是按原样通过内部热交换器45。另一方面，当由控制装置，将电磁阀170关闭，并将电磁阀172打开，使第1旁通回路140开放时，在气体冷却器12中进行了放热的致冷剂就会从第1旁通回路140流入到散热器15中。
(1)将室3和室4作为冷却室使用的模式
下面，用以上的构成，对本发明的加热/冷却***300的工作进行说明。首先，根据图9，对将室3和室4作为冷却物品的冷却室使用的模式进行说明。图9为显示了在该模式时的致冷剂的流动的致冷剂回路图。当由工作人员将绝热材料7安装在收容室5中时，收容室5内就被分隔，并在绝热材料7的右侧形成室4，而在左侧形成室3。这时，如上所述，室3为与冷却室2相连通的构造。
而且，由图中未示的控制装置，将电磁阀170打开，并将电磁阀172关闭，使第1旁通回路140闭塞。由此，从气体冷却器12中排出的致冷剂就不会流入到第1旁通回路140中，而是按原样通过内部热交换器45。另外，由控制装置，将电磁阀65打开，使第2旁通回路42开放。由此，来自膨胀阀16的致冷剂就流入到蒸发器19中。以下，在图9至图11中，分别用白色电磁阀显示了由控制装置将阀打开的状态，而用黑色电磁阀显示了由控制装置将阀关闭的状态。
而且，由控制装置，使风扇22、27、29开始工作，并驱动压缩机11的驱动单元。由此，将低压的致冷剂气体从致冷剂导入管30吸入到压缩机11的图中未示的第1旋转压缩单元中，并受到压缩而成为中压；然后，被排出到密闭容器11A内。当被排出到密闭容器11A内的致冷剂从致冷剂导入管32中排出到密闭容器11A的外部之后，进入中间冷却回路150，并通过热交换器152。在这里，致冷剂受到由风扇22的鼓风作用，从而进行放热。
这样，通过由热交换器152对在第1旋转压缩单元中受到压缩的致冷剂进行冷却后、将其吸入到第2旋转压缩单元中，就可以降低从压缩机11的第2旋转压缩单元中排出的致冷剂气体的温度。由此，由于降低了在各蒸发器17、19中的致冷剂的蒸发温度，所以，可以将冷却室2和各室3、4冷却到较低的温度。因此，可以提高由各蒸发器17、19所产生的对冷却室2和室3、4的冷却能力。
然后，致冷剂被吸入到第2旋转压缩单元中，并受到压缩而成为高温高压的致冷剂气体；之后，从致冷剂排出管34被排出到压缩机11的外部。这时，致冷剂被压缩到适当的超临界压力。从压缩机11中排出的致冷剂气体流入到气体冷却器12中。这里，致冷剂不会产生冷凝，而是在保持超临界的状态下进行放热。
然后，由于如上所述，电磁阀170被打开，而电磁阀172被关闭，所以，在气体冷却器12中进行了放热的致冷剂会按原样通过内部热交换器45。在这里，致冷剂的热由从蒸发器17、19中流出的低压侧的致冷剂所吸取，而被进一步地冷却。由于因该内部热交换器45的存在，从气体冷却器12中流出的、并通过内部热交换器45的致冷剂的热由低压侧的致冷剂所吸取，所以，可以使该致冷剂的过冷度增大。因此，可以提高各蒸发器17、19的冷却能力。
在该内部热交换器45中被冷却的高压侧的致冷剂气体到达膨胀阀16。在膨胀阀16的入口，致冷剂气体还处于超临界的状态。由于膨胀阀16中压力降低，所以致冷剂成为气体/液体的二相混合状态。然后，成为二相混合状态的致冷剂流入到设置在冷却室2中的蒸发器17内。在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇27的工作，使因蒸发器17中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气在冷却室2和与该冷却室2相连通的室3内进行循环，对冷却室2和室3内进行冷却。
此外，如上所述，由热交换器152对在第1旋转压缩单元中受到压缩的致冷剂进行冷却的效果、和使从气体冷却器12中排出的高压侧的致冷剂通过内部热交换器45而被冷却的效果，从而可以在蒸发器17中使致冷剂在较低的温度下蒸发。由此，可以将冷却室2和室3内冷却到较低的温度，从而可以提高冷却能力。而且，在蒸发器17中蒸发的致冷剂随后从蒸发器17中流出，并进入到致冷剂配管38中。
另一方面，由于如上所述，电磁阀65被打开，所以，在膨胀阀16中被减压的致冷剂的一部分会从第2旁通回路42流入到设置在室4内的蒸发器19中。在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇29的工作，使因该蒸发器19中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气在室4内进行循环，对室4进行冷却。
此外，如上所述，由热交换器152对在第1旋转压缩单元中受到压缩的致冷剂进行冷却的效果、和使从气体冷却器12中排出的高压侧的致冷剂通过内部热交换器45而被冷却的效果，从而可以在蒸发器19中使致冷剂在较低的温度下进行蒸发。由此，可以将室4内冷却到较低的温度，从而可以提高冷却能力。
之后，从蒸发器19中流出的致冷剂与在致冷剂配管38中流动着的、来自蒸发器17的致冷剂相合流，并到达内部热交换器45。
在这里，致冷剂从上述高压侧的致冷剂中吸取热量，而受到加热作用。这里，由于在各蒸发器17、19中进行蒸发而成为低温的、从各蒸发器17、19中流出的致冷剂不是成为完全的气体状态，而是有可能成为与液体共存的状态。但是，由于使其通过内部热交换器45，并与高压侧的高温致冷剂产生热交换，所以致冷剂会产生过热，这时，由于确保了致冷剂的过热度，所以会成为完全的气体状态。
由此，由于可以确实地使从各蒸发器17、19中流出的致冷剂气化，所以，不需要在低压侧设置储液器等，就可以确实地防止在压缩机11中吸入液体致冷剂的液体倒流的现象，从而可以避免出现压缩机11因进行液体压缩而受到损伤的不利情况。因此，可以提高加热/冷却***300的可靠性。
由内部热交换器45加热的致冷剂反复进行下述循环：从致冷剂导入管30中被吸入到压缩机11的第1旋转压缩单元内。
这样，通过由绝热材料7对收容室5内进行分隔，并将由此所形成的室3与冷却室2相连通，从而可以由设置在冷却室2内的蒸发器17对室3内进行冷却。另外，通过在与对室4进行加热的散热器15为不同的另一部位上设置气体冷却器12，并由该气体冷却器12使致冷剂放热，就可以使室4作为冷却物品的冷却室而使用。
(2)将室3作为冷却室、而将室4作为加热室使用的模式
下面，在将室3作为冷却物品的冷却室、并将室4作为加热物品的加热室而使用的模式时，根据图10，对加热/冷却***300的工作进行说明。图10为显示了在该模式时的致冷剂的流动的致冷剂回路图。
在本模式中，与上述模式同样地，由绝热材料7对收容室5内进行分隔。因此，与上述同样地，使室3如上所述地与冷却室2相连通。由图中未示的控制装置，将电磁阀170关闭，并将电磁阀172打开，使第1旁通回路140开放。由此，从气体冷却器12中排出的致冷剂就全部从致冷剂配管36的途中部流入到第1旁通回路140中。
而且，由控制装置，将电磁阀65关闭，闭塞第2旁通回路42。由此，从膨胀阀16中流出的致冷剂就全部流入到蒸发器17中。另外，由控制装置，使风扇27、29开始工作，并驱动压缩机11的驱动单元。由此，将低压的致冷剂气体从致冷剂导入管30吸入到压缩机11的图中未示的第1旋转压缩单元中，并受到压缩而成为中压；然后，被排出到密闭容器11A内。当被排出到密闭容器11A内的致冷剂从致冷剂导入管32中排出到密闭容器11A的外部之后，进入中间冷却回路150，并通过热交换器152。由于在本模式中，风扇22并不工作，所以，在热交换器152中的致冷剂的放热很少，或者是几乎没有。由此，可以将吸入到第2旋转压缩单元中的致冷剂的温度保持在高温。因此，由于还可以将从压缩机11中排出的致冷剂的温度保持在高温，并在散热器15中将周围的空气加热到高温，所以可以确保散热器15的加热能力。
之后，致冷剂被吸入到第2旋转压缩单元中，并受到压缩而成为高温高压的致冷剂气体；然后，从致冷剂排出管34排出到压缩机11的外部。这时，致冷剂被压缩到适当的超临界压力。从压缩机11中排出的致冷剂气体通过气体冷却器12。另外，如上所述，由于风扇22并不工作，所以在气体冷却器12中的致冷剂的放热很少，或者是几乎没有。
由于如上所述，电磁阀170被关闭，而电磁阀172被打开，所以，从气体冷却器12中流出的致冷剂从致冷剂配管36进入到第1旁通回路140中，并流入到设置在室4的散热器15中。这里，由压缩机11压缩的高温高压的致冷剂不会产生冷凝，而是在超临界状态下工作。然后，该高温高压的致冷剂气体在散热器15中进行放热。由于风扇29的工作，使因散热器15中的致冷剂的放热而被加热的空气在室4内循环，对室4内进行加热。另外，在本发明中，作为致冷剂，由于使用了二氧化碳，从而在散热器15中致冷剂不会产生冷凝，所以，散热器15的热交换能力很高，可以将室4内的空气加热到高温。
此外，如上所述，由于使风扇22停止工作，所以，在中间冷却回路150的热交换器152和气体冷却器12中致冷剂几乎不会放热，并且，可以使该维持着高温的致冷剂在散热器15中进行放热。由此，可以充分地确保散热器15中的加热能力。
之后，致冷剂从第1旁通回路140流入到电磁阀170的出口侧的致冷剂配管36中，并通过内部热交换器45。在这里，致冷剂的热由从蒸发器17中流出的低压侧的致冷剂所吸取，而被进一步地冷却。而且，在该内部热交换器45中被冷却的高压侧的致冷剂气体到达膨胀阀16。在膨胀阀16的入口，致冷剂气体还处于超临界的状态。由于膨胀阀16中压力降低，所以致冷剂成为气体/液体的二相混合状态，并流入到设置在冷却室2中的蒸发器17内。
在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇27的工作，使因蒸发器17中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气在冷却室2、和与该冷却室2相连通的室3内进行循环，对冷却室2和室3内进行冷却。之后，致冷剂从蒸发器17中流出，进入到致冷剂配管38，并通过内部热交换器45。
在这里，该致冷剂反复进行下述循环：从上述高压侧的致冷剂中吸取热量，受到加热而成为完全的气体状态；然后，从致冷剂导入管30被吸入到压缩机11的第1旋转压缩单元中。
这样，通过由绝热材料7对收容室5内进行分隔，并使由绝热材料7的分隔所形成的一方(室3)与冷却室2相连通，就可以由设置在冷却室2中的蒸发器17对室3进行冷却；而对另一方(室4)，则可以由散热器15进行加热。
(3)将室3和室4作为加热室使用的模式
下面，根据图11，在将室3和室4作为加热物品的加热室而使用的模式时，对加热/冷却***300的工作进行说明。图11为显示了在该模式时的致冷剂的流动的致冷剂回路图。
由工作人员将对收容室5进行分隔的绝热材料7去除，并将绝热材料7安装在冷却室2和收容室5之间。由此，对冷却室2和收容室5之间进行绝热分隔。另外，室3和室4相连通，成为一个收容室5。
而且，由图中未示的控制装置，将电磁阀170关闭，并将电磁阀172打开，使第1旁通回路140开放。由此，从气体冷却器12中排出的致冷剂就全部从致冷剂配管36的途中部流入到第1旁通回路140中。
由控制装置，将电磁阀65关闭，闭塞第2旁通回路42。由此，从膨胀阀16中流出的致冷剂就全部流入到蒸发器17中。另外，由控制装置，使风扇27、29开始工作，并驱动压缩机11的驱动单元。由此，将低压的致冷剂气体从致冷剂导入管30吸入到压缩机11的图中未示的第1旋转压缩单元中，并受到压缩而成为中压；然后，被排出到密闭容器11A内。当被排出到密闭容器11A内的致冷剂从致冷剂导入管32中排出到密闭容器11A的外部之后，进入中间冷却回路150，并通过热交换器152。由于在本模式中，风扇22并不工作，所以，在热交换器152中的致冷剂的放热很少，或者是几乎没有。由此，可以将吸入到第2旋转压缩单元中的致冷剂的温度保持在高温。因此，由于可以将从压缩机11中排出的致冷剂的温度保持在高温，并在散热器15将周围的空气加热到高温，所以可以确保散热器15中的加热能力。
之后，致冷剂被吸入到第2旋转压缩单元中，并受到压缩而成为高温高压的致冷剂气体；然后，从致冷剂排出管34被排出到压缩机11的外部。这时，致冷剂被压缩到适当的超临界压力。从压缩机11中排出的致冷剂气体通过气体冷却器12。另外，如上所述，由于风扇22并不工作，所以在气体冷却器12中的致冷剂的放热很少，或者是几乎没有。
而且，由于如上所述，电磁阀170被关闭，而电磁阀172被打开，所以，从气体冷却器12中流出的致冷剂从致冷剂配管36进入到第1旁通回路140，并流入到散热器15中。这里，由压缩机11压缩的高温高压的致冷剂不会产生冷凝，而是在超临界状态下工作。然后，该高温高压的致冷剂气体在散热器15中进行放热。由于风扇29的工作，使因散热器15中的致冷剂的放热而被加热的空气在收容室5内循环，对收容室5内进行加热。另外，在本发明中，作为致冷剂，由于使用了二氧化碳，从而在散热器15中致冷剂不会产生冷凝，所以，散热器15的热交换能力很高，可以将收容室5内的空气加热到高温。
另外，如上所述，由于使鼓风机22停止工作，所以，在中间冷却回路150的热交换器152和气体冷却器12中致冷剂几乎不会放热，并且，可以使该维持着高温的致冷剂在散热器15中进行放热。由此，可以充分地确保散热器15的加热能力。
之后，致冷剂从第1旁通回路140流入到电磁阀170的出口侧的致冷剂配管36中，并通过内部热交换器45。在这里，致冷剂的热由从蒸发器17中流出的低压侧的致冷剂所吸取，而被进一步地冷却。而且，在该内部热交换器45中被冷却的高压侧的致冷剂气体到达膨胀阀16。在膨胀阀16的入口，致冷剂气体还处于超临界的状态。由于膨胀阀16中压力降低，所以致冷剂成为气体/液体的二相混合状态，并流入到设置在冷却室2中的蒸发器17内。
在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇27的工作，使因蒸发器17中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气在冷却室2内进行循环，对冷却室2内进行冷却。之后，致冷剂从蒸发器17中流出，进入到致冷剂配管38，并通过内部热交换器45。
在这里，该致冷剂反复进行下述循环：从上述高压侧的致冷剂中吸取热量，受到加热而成为完全的气体状态；然后，从致冷剂导入管30被吸入到压缩机11的第1旋转压缩单元中。
这样，通过由绝热材料7对冷却室2和收容室5之间进行分隔，就可以由散热器15对收容室5内的全部空间进行加热。
如以上所述，在本实施例中，如上述实施例所示，对收容室5内，可以由散热器15进行加热，而由蒸发器19进行冷却。由此，可以显著地降低加热/冷却***300的电力消耗。
而且，在本实施例中，设置有：中间冷却回路150，在该中间冷却回路150中的、对由第1旋转压缩单元所压缩的致冷剂进行放热的热交换器152，和对该热交换器152和气体冷却器12进行通风的风扇22；并且，如在上述各模式中所述，通过对风扇22的工作进行控制，可以提高冷却能力和维持加热能力。由此，可以进一步提高该加热/冷却***300的性能。
另外，如本实施例所示，通过将气体冷却器12和热交换器152形成为一体，可以缩小设置空间。而且，由于可以兼用同一个风扇22，所以还可以降低生产成本。
在本实施例中，如上所述，将气体冷却器12和热交换器152形成为一体，并兼用同一个风扇22。但是，不只限于这种情况，而是也可以分别设置气体冷却器12和热交换器152，并在各自的附近设置风扇。
在将上述各实施例的室4或收容室5的全体作为加热物品的加热室而使用的模式时，也可以使设置在室4中的电加热器81工作，在由散热器15进行加热的基础上，再用电加热器81进行辅助加热。这时，就可以预先避免由于在冬季等时所产生的加热能力不足而不能对室4或收容室5进行充分地加热的不利情况。另外，由于电加热器81是对由散热器15的加热进行辅助加热的，所以可以减小该电加热器81的容量；于是，与只使用电加热器进行加热的情况相比，可以降低电力的消耗。
此外，在上述各实施例中，通过由绝热材料7对一个收容室5进行分隔，而形成2个可以进行“热/冷”切换使用的室(室3、4)。但是，不只限于这种情况，而是也可以设置例如3个室以上的收容室；并且，通过在除了其中的至少一个收容室之外的其它的收容室中，分别设置散热器和蒸发器，同时使没有设置散热器和蒸发器的收容室与其它的收容室之间以可以进行分隔的方式相连通，而进行“热/冷”切换使用。
(实施例4)
下面，对本发明的加热/冷却***的又一个其它实施例进行说明。图12为将本发明的加热/冷却***应用在敞开式陈列箱200上时的致冷剂回路图。图13至图16分别显示了敞开式陈列箱200的纵断侧面图。在图12至图16中，与图4至图11中使用同一符号的部分与其具有同样或类似的效果。
本实施例中的敞开式陈列箱200是设置在超市等店铺内的纵型的敞开式陈列箱，其构成为：断面大致为“コ”字状的绝热壁211、和安装在绝热壁的两侧的图中未示的侧板。在绝热壁211的内侧，安置着分隔板212；在绝热壁211和分隔板212之间，形成有导管213；并且，将分隔板212的内侧作为贮藏室1。
在该贮藏室1内，架设着多层(在本实施例中为4层)的作为分隔部件的架子，并且，将各架子214、215、216、217上方的空间作为收容物品的收容室270、271、272、和室273。又，在各架子214、215、216、217上，安装着分别对各收容室270、271、272、和室273进行加热的电加热器80、81、82、83。设置各电加热器80、81、82的目的是：在由后述的散热器14所进行的加热为不足时，对该不足的能力部分进行补充。设置电加热器83的目的是：对室273进行加热。
在贮藏室1的前面开口的上缘和下缘上，分别形成有吸入口230、232(图12中未示)；并且，吸入口230与后述的上部导管220、而吸入口232则与后述的底部导管219分别相连通。
另一方面，在贮藏室1的底部安装有图中未示的底盘；将该底盘的下方作为与上述的导管213相连通的上述底部导管219；并且，在该底部导管219内，设置有对各收容室270、271、272和室273进行冷却的蒸发器17、和风扇27。另外，在底盘上，形成有使室273和底部导管219为上下贯通的孔234、234；从这里，由风扇27，将与蒸发器17进行了热交换的空气鼓风到室273内。
此外，在贮藏室1的上部，同样地，形成有与导管213相连通的上部导管220；在该上部导管220内，设置有对各收容室270、271、272进行加热的散热器14和风扇24。而且，形成有使收容室270和上部导管220为上下贯通的孔236；从该孔236、236，由风扇24，将与散热器14进行了热交换的空气鼓风到收容室270内。
而且，在分隔板212上，分别形成有使导管213内与各收容室270、271、272、室273之间相连通的连通孔237、238、239、240；从各连通路237、238、239、240，由各风扇27、24，将与蒸发器17或散热器14之间进行了热交换的空气经导管213后鼓风到各收容室270、271、272和室273内。
这里，上述架子214、215、216与导管213内相贯通，并可以对该导管213沿上下进行绝热分隔。即，在架子214、215、216的背面(在图13至图16中，为导管213侧)上，形成有可以将各架子214、215、216***到导管213内的图中未示的孔；并通过从孔中将架子214、架子215、或架子216***到导管213内，而可以分别阻断导管213内的空气的流动。因此，可以由散热器14对由架子214、215、或216所分隔的一方(上侧)进行加热，而由蒸发器17对另一方(下侧)进行冷却。
另一方面，在上述底部导管219的下方形成有机械室280；在该机械室280内，收容着构成后述的致冷剂回路210的一部分的、压缩机11、气体冷却器12、内部热交换器45、和作为减压装置的膨胀阀16等。在本实施例中所使用的压缩机11是二段压缩式的压缩机，并由驱动单元、和由该驱动单元所驱动的第1和第2压缩单元所构成。另外，气体冷却器12的作用是使从压缩机11中排出的高温高压的致冷剂放热；并且，在该气体冷却器12的附近设置有风扇22。
这里，用图12，对上述致冷剂回路210进行说明。该致冷剂回路210是通过将下列各部分用配管进行环状连接而构成的：压缩机11、气体冷却器12、膨胀阀16和蒸发器17等。即，压缩机11的致冷剂排出管34与气体冷却器12的入口相连接。与气体冷却器12的出口侧相连接的致冷剂配管36通过内部热交换器45。内部热交换器45的作用是，使高压侧的致冷剂和低压侧的致冷剂之间进行热交换。经膨胀阀16后，与内部热交换器45的出口相连接的致冷剂配管37被连接到设置在底部导管219内的蒸发器17的入口。另外，从蒸发器17中导出的致冷剂配管38通过内部热交换器45，与致冷剂导入管30相连接。致冷剂导入管30与压缩机11的第1压缩单元相连接，并从这里将低压致冷剂吸入到压缩机11内。
另外，在图12中，32为将由压缩机11的第1压缩单元所压缩的致冷剂导入到第2压缩单元中的致冷剂导入管32；并且，该致冷剂导入管32通过设置在密闭容器外的中间冷却回路150。在该中间冷却回路150中，设置有对由第1压缩单元所压缩的致冷剂进行冷却的热交换器152；并且，该热交换器152与上述气体冷却器12形成为一体。
这里，在上述致冷剂排出管34的途中部，分支有第1旁通回路40；该第1旁通回路40的出口与致冷剂配管36的途中部相连接。该第1旁通回路40通过设置在上部导管220内的散热器14。另外，在第1旁通回路40的散热器14的入口侧和致冷剂排出管34上，设置有作为流路控制装置的电磁阀70、72；由该电磁阀70、72，对由压缩机11的第2压缩单元压缩的高压侧的致冷剂的流动进行控制，使其从致冷剂排出管34流入到气体冷却器12中、或流入到第1旁通回路40中；并且，由图中未示的控制装置，对该电磁阀70、72进行开闭控制。
在致冷剂回路210中，充入二氧化碳作为致冷剂；并且，该致冷剂回路210的高压侧为超临界压力。
(1)将收容室270、271、272和室273作为冷却室使用的模式
下面，用以上的构成，对敞开式陈列箱200的工作进行说明。首先，根据图13，对在将收容室270、271、272和室273作为冷却物品的冷却室而使用的模式时的工作进行说明。
在该模式时，没有将架子214、215、或架子216***到导管213内。由图中未示的控制装置，将电磁阀70打开，并将电磁阀72关闭，使第1旁通回路40闭塞。由此，从压缩机11中排出的致冷剂不会流到第1旁通回路40中，而是全部从致冷剂排出管34流入到气体冷却器12内。以下，在图13至图16中，分别用白色电磁阀显示了由控制装置将阀打开的状态，而用黑色电磁阀显示了由控制装置将阀关闭的状态。
此外，由控制装置，使收容在机械室280、底部导管219和上部导管220中的风扇22、风扇27、和风扇24开始工作，同时，驱动压缩机11的驱动单元。由此，从致冷剂导入管30将低压的致冷剂气体吸入到压缩机11的图中未示的第1压缩单元中，并受到压缩而成为中压；在从致冷剂导入管32中排出到密闭容器外后，进入中间冷却回路150，并通过在此处设置的热交换器152。而且，在通过热交换器152的过程中，致冷剂受到由风扇22所产生的通风的作用，而进行放热；之后，被吸入到第2压缩单元中，并受到压缩而成为高温高压的致冷剂气体；然后，从致冷剂排出管34排出到压缩机11的外部。这时，致冷剂被压缩到适当的超临界压力。
如上所述，由于电磁阀70被打开，而电磁阀72被关闭，所以，从压缩机11中排出的致冷剂气体从致冷剂排出管34流入到气体冷却器12内。这里，由压缩机11压缩的高温高压的致冷剂不会产生冷凝，而是在超临界状态下工作。然后，该高温高压的致冷剂气体在气体冷却器12中受到由风扇22所产生的通风的作用，而进行放热。另外，在本发明中，作为致冷剂，由于使用了二氧化碳，所以，在气体冷却器12中致冷剂不会产生冷凝，而是在保持超临界的状态下从气体冷却器1 2中流出，并进入到致冷剂配管36中，然后通过内部热交换器45。
在这里，致冷剂的热由从蒸发器17中流出的低压侧的致冷剂所吸取，而被进一步地冷却。由于该内部热交换器45的存在，从气体冷却器12中流出的、并通过内部热交换器45的致冷剂的热由低压侧的致冷剂所吸取，所以，可以使该致冷剂的过冷度增大。因此，可以提高蒸发器17的冷却能力。
由该内部热交换器45冷却的高压侧的致冷剂气体到达膨胀阀1 6。在膨胀阀16的入口，致冷剂气体还处于超临界的状态。由于膨胀阀16中压力降低，所以致冷剂成为气体/液体的二相混合状态。而且，成为二相混合状态的致冷剂流入到设置在底部导管219中的蒸发器17内。在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇27的工作，使因蒸发器17中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气从孔234、234进入到室273中，对该室273内进行冷却。而且，由风扇27的工作，使由蒸发器17而被冷却的空气进入到导管213和上部导管220中，并从各连通孔237、238、239、240和孔236、236被鼓风到收容室270、271、272和室273中，从而对各收容室270、271、272和室273进行冷却。
此外，如上所述，由于由热交换器152对由第1压缩单元压缩的致冷剂进行冷却的效果、和使从气体冷却器12中排出的高压侧的致冷剂通过内部热交换器45而冷却的效果，从而可以在蒸发器17中使致冷剂在较低的温度下进行蒸发。由此，可以将收容室270、271、272和室273内冷却到较低的温度，从而可以提高冷却能力。
被鼓风到各收容室270、271、272和室273中的空气(冷风)反复进行下述循环：在对各收容室270、271、272和室273进行冷却后，从吸入口232被吸入到底部导管219内，并再一次由蒸发器17所冷却。
另一方面，由蒸发器17所蒸发的致冷剂从蒸发器17中流出，进入到致冷剂配管38中，然后通过内部热交换器45。这里，致冷剂反复进行下述循环：从上述高压侧的致冷剂中吸取热，受到加热而成为完全的气体状态；然后，从致冷剂导入管30被吸入到压缩机11的第1压缩单元中。
(2)将收容室270、271作为加热室、而将收容室272和室273作为冷却室使用的模式
下面，根据图14，对在将收容室270和收容室271作为加热物品的加热室、并将收容室272和室273作为冷却物品的冷却室而使用的模式时的工作进行说明。
当由工作人员将上述架子215***到导管213内时(这时，架子214、216处于未被***到导管213内的状态)，由架子215将导管213内沿上下进行了分隔。由此，可以由散热器14对位于架子215的一方(上侧)的收容室270和收容室271进行加热，而由蒸发器17对位于架子215的另一方(下侧)的收容室272和室273进行冷却。
另外，由图中未示的控制装置，将电磁阀70关闭，并将电磁阀72打开，使第1旁通回路40开放。由此，从压缩机11中排出的致冷剂不会流到气体冷却器12中，而是全部从致冷剂排出管34流入到第1旁通回路40中。
而且，由上述控制装置，使设置在收容室270、271的架子214、215上的电加热器80、81开始工作。由此，收容室270和收容室271受到加热。另外，由控制装置，使风扇27和风扇24开始工作。这时，风扇22为不工作的状态。而且，由控制装置，驱动压缩机11的驱动单元。由此，从致冷剂导入管30将低压的致冷剂气体吸入到压缩机11的图中未示的第1压缩单元中，并受到压缩而成为中压；在从致冷剂导入管32排出到密闭容器外之后，进入到中间冷却回路150中。而且，在通过热交换器152的过程中，致冷剂虽然会进行放热，但在本模式中，由于风扇22并不工作，所以，在热交换器152中的致冷剂的放热很少，或者是几乎没有。由此，可以将吸入到第2压缩单元中的致冷剂的温度保持在高温。因此，由于从压缩机11中排出的致冷剂的温度还被保持在高温，并在散热器14中可以将周围的空气加热到高温，所以可以维持散热器14中的加热能力。
之后，致冷剂被吸入到第2压缩单元中，并受到压缩而成为高温高压的致冷剂气体；然后，从致冷剂排出管34被排出到压缩机11的外部。这时，致冷剂被压缩到适当的超临界压力。
如上所述，由于电磁阀70被关闭，而电磁阀72被打开，所以，从压缩机11中排出的致冷剂气体就从致冷剂排出管34的途中部经第1旁通回路40后，进入到设置在上部导管220中的散热器14内。这里，由压缩机11压缩的高温高压的致冷剂不会产生冷凝，而是在超临界状态下工作。然后，该高温高压的致冷剂气体在散热器14中进行放热。由于风扇24的工作，使因散热器14中的致冷剂的放热而被加热的周围的空气从孔236、236进入到收容室270内，对收容室270进行加热。而且，由于风扇24的工作，使由散热器14而被加热的空气经导管213后从连通孔237和连通孔238进入到收容室270和收容室271中，对该收容室270、271内进行加热。另外，在本发明中，作为致冷剂，由于使用了二氧化碳，从而在散热器14中致冷剂不会产生冷凝，所以散热器14中的热交换能力很高，可以充分地将收容室270、271内的空气加热到高温。
此外，由于如上所述，由架子215将导管213内进行分隔，所以，由风扇24所鼓风的空气(热风)不会被鼓风到架子215的下侧。由此，可以对作为架子215的上侧的室的收容室270和收容室271进行加热。
另一方面，被鼓风到收容室270、271中的空气(热风)反复进行下述循环：在对该收容室270、271进行加热后，从吸入口230被吸入到上部导管220内，并再一次由散热器14加热。
另一方面，在散热器14中放热了的致冷剂从第1旁通回路40进入到致冷剂配管36中，然后通过内部热交换器45。在这里，致冷剂的热由从蒸发器17中流出的低压侧的致冷剂所吸取，而被进一步地冷却。由于该内部热交换器45的存在，从散热器14中流出的、并通过内部热交换器45的致冷剂的热由低压侧的致冷剂所吸取，所以，可以使该致冷剂的过冷度增大。因此，可以提高蒸发器17的冷却能力。
由该内部热交换器45冷却的高压侧的致冷剂气体到达膨胀阀16。在膨胀阀16的入口，致冷剂气体还处于超临界的状态。由于膨胀阀16中压力降低，所以致冷剂成为气体/液体的二相混合状态。而且，成为二相混合状态的致冷剂流入到设置在底部导管219中的蒸发器17内。在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。由风扇27的工作，使因蒸发器17中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气从孔234、234进入到室273中，对该室273内进行冷却。而且，由风扇27的工作，使由蒸发器17而被冷却的空气进入到导管213中，并从连通孔239和连通孔240被鼓风到收容室272和室273中，从而对该收容室272和室273内进行冷却。
这里，如上所述，由于由架子215将导管213内进行分隔，所以，由风扇27所鼓风的空气(冷风)不会被鼓风到架子215的上侧。由此，可以对作为架子215的下侧的室的收容室272和室273进行冷却。
被鼓风到收容室272和室273中的空气(冷风)反复进行下述循环：在对该收容室272和室273进行冷却后，从吸入口232被吸入到底部导管219内，并再一次由蒸发器17冷却。
另一方面，在蒸发器17中蒸发的致冷剂从蒸发器17中流出，进入到致冷剂配管38，然后通过内部热交换器45。这里，致冷剂反复进行下述循环：从上述高压侧的致冷剂中吸取热，受到加热而成为完全的气体状态；然后，从致冷剂导入管30被吸入到压缩机11的第1压缩单元中。
(3)将收容室270、271、272作为加热室、并将室273作为冷却室使用的模式
下面，根据图15，对在将收容室270、271、272作为加热物品的加热室、并将室273作为冷却物品的冷却室而使用的模式时的工作进行说明。
当由工作人员将上述架子216***到导管213内时(这时，架子214、215处于没有被***到导管213内的状态)，就由架子216将导管213内沿上下进行分隔。由此，可以由散热器14对位于架子216的一方(上侧)的收容室270、271、272进行加热，而由蒸发器17对位于架子216的另一方(下侧)的室273进行冷却。
另外，由图中未示的控制装置，将电磁阀70关闭，并将电磁阀72打开，使第1旁通回路40开放。由此，从压缩机11中排出的致冷剂不会流到气体冷却器12中，而是全部从致冷剂排出管34流入到第1旁通回路40中。
而且，由上述控制装置，使设置在收容室270、271、272的架子214、215、216上的电加热器80、81、82开始工作。由此，收容室270、271、272被加热。另外，由控制装置，使收容在底部导管219和上部导管220中的风扇27和风扇24开始工作。这时，风扇22为不工作的状态。而且，由控制装置，驱动压缩机11的驱动单元。由此，从致冷剂导入管30将低压的致冷剂气体吸入到压缩机11的图中未示的第1压缩单元中，并受到压缩而成为中压；在从致冷剂导入管32中排出到密闭容器外之后，进入中间冷却回路150中。而且，在通过热交换器152的过程中，虽然致冷剂会进行放热，但在本模式中，由于与上述模式同样地、使风扇22不工作，所以，热交换器152中的致冷剂的放热很少，或者是几乎没有。
由此，可以将吸入到第2压缩单元中的致冷剂的温度保持在高温。因此，由于从压缩机11中排出的致冷剂的温度还被保持在高温，并在散热器14中可以将周围的空气加热到高温，所以可以维持在散热器14中的加热能力。
之后，致冷剂被吸入到第2压缩单元中，并受到压缩而成为高温高压的致冷剂气体；然后，从致冷剂排出管34被排出到压缩机11的外部。这时，致冷剂被压缩到适当的超临界压力。
如上所述，由于电磁阀70被关闭，而电磁阀72被打开，所以，从压缩机11中排出的致冷剂气体就从致冷剂排出管34的途中部、经第1旁通回路40后，进入到设置在上部导管220中的散热器14内。这里，由压缩机11压缩的高温高压的致冷剂不会产生冷凝，而是在超临界状态下工作。然后，该高温高压的致冷剂气体在散热器14中进行放热。由于风扇24的工作，使因散热器14中的致冷剂的放热而被加热的周围的空气从孔236、236进入到收容室270内，对收容室270内进行加热。而且，由于风扇24的工作，由散热器14而被加热的空气经导管213后从各连通孔237、238、239进入到收容室270、271、272中，对各收容室270、271、272内进行加热。另外，在本发明中，作为致冷剂，由于使用了二氧化碳，从而在散热器14中致冷剂不会产生冷凝，所以散热器14中的热交换能力很高，可以充分地将收容室270、271、272内的空气加热到高温。
此外，如上所述，由于由架子216将导管213内进行分隔，所以，由风扇24所鼓风的空气(热风)不会被鼓风到架子216的下侧。由此，可以对作为架子216的上侧的室的收容室270、271、272进行加热。
另一方面，被鼓风到收容室270、271、272中的空气(热风)反复进行下述循环：在对该收容室270、271、272进行加热后，从吸入口230被吸入到上部导管220内，并再一次由散热器14加热。
另一方面，在散热器14中放热的致冷剂从第1旁通回路40进入到致冷剂配管36中，然后通过内部热交换器45。在这里，致冷剂的热由从蒸发器17中流出的低压侧的致冷剂所吸取，而被进一步地冷却。由于该内部热交换器45的存在，从散热器14中流出的、并通过内部热交换器45的致冷剂的热由低压侧的致冷剂所吸取，所以，可以使该致冷剂的过冷度增大。因此，可以提高蒸发器17的冷却能力。
该内部热交换器45冷却的高压侧的致冷剂气体到达膨胀阀16。在膨胀阀16的入口，致冷剂气体还处于超临界的状态。由于膨胀阀16中压力降低，所以致冷剂成为气体/液体的二相混合状态。而且，成为二相混合状态的致冷剂流入到设置在底部导管219中的蒸发器17内。在这里，致冷剂蒸发，并通过从周围的空气中吸取热量而发挥冷却作用。又，由风扇27的工作，使因蒸发器17中的致冷剂的蒸发而被冷却的空气经孔234、234、或经导管213后从连通孔240进入到室273中，从而对该室273内进行冷却。
这里，如上所述，由于由架子216将导管213内进行分隔，所以，由风扇27所鼓风的空气(冷风)不会被鼓风到架子216的上侧。由此，可以只对作为架子216的下侧的室的室273进行冷却。
被鼓风到室273中的空气(冷风)反复进行下述循环：在对该室273进行冷却后，从吸入口232被吸入到底部导管219内，并再一次由蒸发器17冷却。
另一方面，在蒸发器17中蒸发的致冷剂从蒸发器17中流出，进入到致冷剂配管38，然后通过内部热交换器45。这里，致冷剂反复进行下述循环：从上述高压侧的致冷剂中吸取热，受到加热而成为完全的气体状态；然后，从致冷剂导入管30被吸入到压缩机11的第1压缩单元中。
(4)将收容室270、271、272和室273作为加热室而使用的模式
最后，对将收容室270、271、272和室273作为加热物品加的加热室而使用的模式进行说明。由图中未示的控制装置，在使压缩机11停止工作的状态下，使设置在各架子214、215、216、217上的各电加热器80、81、82、83开始工作，从而对各收容室270、271、272和室273进行加热。由此，可以对各收容室270、271、272和室273进行加热。
如上所述，在本实施例中也同样地，在收容室270、271、272、和室273的外部，设置有散热器14、蒸发器17、以及对与该散热器14和蒸发器17间产生了热交换的空气进行鼓风的风扇24、27，从而可以对各收容室进行加热/冷却的切换。
另外，通过在由散热器14进行加热的基础上，再用电加热器进行加热，就可以对收容室270、271、272进行充分地加热。这样，通过使用电加热器对由散热器14的加热进行辅助加热，就可以降低电力的消耗。
另外，在本实施例中，在将全部的室(收容室270、271、272和室273)作为加热室使用的模式时，是在使压缩机11停止工作的状态下、仅仅由各电加热器80、81、82、83而对全部的室270、271、272、273进行加热的。但也可以是下述这样的构造：在致冷剂回路210中，在与蒸发器17不同的另一部位上设置使致冷剂蒸发的蒸发器，并在两个蒸发器的入口侧的配管上设置对致冷剂的流通进行控制的流路控制装置；并且，由该流路控制装置，使致冷剂不是流入到蒸发器17中，而是流过设置在另一部位上的蒸发器中，并进行蒸发；这样，就可以由散热器14而对全部的室270、271、272、273进行加热。

Claims (7)

1.一种加热/冷却***，具有可以进行“热/冷”切换使用的收容室，
其特征是：具有致冷剂回路、散热器和鼓风机；
该致冷剂回路由压缩机、气体冷却器、减压装置和蒸发器等所构成，并封入二氧化碳作为致冷剂，同时其高压侧为超临界压力；该散热器中流有从上述气体冷却器中流出的、进入到上述减压装置之前的致冷剂；该鼓风机向上述气体冷却器鼓风；
由上述散热器对上述收容室内进行加热，而由上述蒸发器对上述收容室内进行冷却，同时，在由上述散热器对上述收容室内进行加热时，停止上述鼓风机的工作。
2.如权利要求1所述的加热/冷却***，其特征是：上述压缩机具有第1和第2压缩单元，并由上述第2压缩单元对由上述第1压缩单元所压缩的致冷剂进行压缩，同时，还具有中间冷却回路，该中间冷却回路具有在对由上述第1压缩单元所压缩的致冷剂进行冷却后、将致冷剂吸入到上述第2压缩单元中的热交换器；并且，将上述热交换器与上述气体冷却器形成为一体。
3.如权利要求1或2所述的加热/冷却***，其特征是：具有使从上述气体冷却器中流出的致冷剂和从上述蒸发器中流出的致冷剂之间进行热交换的内部热交换器；并且，在上述散热器中，流有到达上述内部热交换器之前的致冷剂。
4.如权利要求1、2、或3所述的加热/冷却***，其特征是：具有对朝上述散热器和蒸发器的致冷剂的流通进行控制的流路控制装置；并且，具有当在上述散热器中流有致冷剂、并切断朝上述蒸发器的致冷剂的流通时，使致冷剂蒸发的、另外设置的蒸发器。
5.一种加热/冷却***，具有可以进行“热/冷”切换使用的收容室，其特征是：
具有致冷剂回路，该致冷剂回路由压缩机、散热器、减压装置和蒸发器等所构成，并封入二氧化碳作为致冷剂，同时其高压侧为超临界压力；
由上述散热器对上述收容室内进行加热，而由上述蒸发器对上述收容室内进行冷却，同时，具有可以对上述收容室进行绝热分隔的分隔部件；
在由该分隔部件对收容室进行分隔时，可以由上述散热器对其一方进行加热，而由上述蒸发器对其另一方进行冷却。
6.如权利要求5所述的加热/冷却***，其特征是：另设有使致冷剂放热的气体冷却器、和使致冷剂蒸发的蒸发器；并且，具有对分别朝上述散热器、上述气体冷却器、和两个蒸发器的致冷剂的流通进行控制的流路控制装置。
7.如权利要求5或6所述的加热/冷却***，其特征是：上述压缩机具有第1和第2压缩单元；同时，具有中间冷却回路，由该中间冷却回路，在对由上述压缩机的上述第1压缩单元所压缩的致冷剂进行冷却后，将致冷剂吸入到上述第2压缩单元中；而且，在由上述散热器对上述收容室内进行加热时，使上述中间冷却回路中的对致冷剂的冷却作用实际上为无效。
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