JP2018185069A - Coolant circuit arrangement - 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、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ものである。 The present invention relates to a refrigerant circuit device, and more particularly to a refrigerant circuit device provided with 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次のようなものが知られている。すなわち、主回路と、導入管路と、加熱器と、帰還管路とを有する冷媒回路を備えたものである。 Conventionally, the following is known as a refrigerant circuit device including a refrigerant circuit having a heat pump function. That is, a refrigerant circuit having a main circuit, an introduction line, a heater, and a return line is provided.
主回路は、冷却器、圧縮機、放熱器、補助放熱器及び膨張機構が冷媒管路で順次接続されて管状に構成されている。冷却器は、対象となる室に設置されている。圧縮機は、上記室の外部に設置されており、冷却器を通過した冷媒(例えば二酸化炭素)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。放熱器は、圧縮機と同様に室の外部に設置されており、圧縮機で圧縮した冷媒を周囲空気と熱交換させて放熱させるものである。補助放熱器は、放熱器の近傍に設置されており、放熱器で放熱した冷媒を周囲空気と熱交換させて放熱させるものである。膨張機構は、補助放熱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 circuit has a tubular shape in which a cooler, a compressor, a radiator, an auxiliary radiator, and an expansion mechanism are sequentially connected via a refrigerant pipe. The cooler is installed in the target room. The compressor is installed outside the chamber. The compressor sucks refrigerant (for example, carbon dioxide) that has passed through the cooler, compresses the sucked refrigerant, and discharges it in a high-temperature and high-pressure state. Like the compressor, the radiator is installed outside the chamber, and the refrigerant compressed by the compressor exchanges heat with ambient air to dissipate heat. The auxiliary radiator is installed in the vicinity of the radiator and radiates heat by exchanging heat of the refrigerant radiated by the radiator with ambient air. An expansion mechanism decompresses and thermally expands the refrigerant radiated by the auxiliary radiator.
このような主回路では、圧縮機で圧縮された冷媒が放熱器及び補助放熱器で放熱し、放熱した冷媒が膨張機構で断熱膨張され、冷却器で蒸発する。この冷却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。これにより冷却器が設置された室の内部空気が冷却される。 In such a main circuit, the refrigerant compressed by the compressor radiates heat by the radiator and the auxiliary radiator, and the radiated refrigerant is adiabatically expanded by the expansion mechanism and evaporated by the cooler. The refrigerant evaporated in the cooler is sucked by the compressor, compressed again, and circulated. Thereby, the internal air of the chamber in which the cooler is installed is cooled.
導入管路は、圧縮機の出口側の冷媒管路から分岐する態様で設けられた管路である。加熱器は、導入管路に接続されるとともに、上記冷却器が設置された室のうち加熱対象となる室に設置されている。この加熱器は、導入管路を通じて圧縮機で圧縮された冷媒が供給された場合に、該冷媒を放熱させて該室の内部空気を加熱するものである。 The introduction pipe is a pipe provided in a manner branched from the refrigerant pipe on the outlet side of the compressor. The heater is connected to the introduction pipe line and is installed in a chamber to be heated among the chambers in which the cooler is installed. When the refrigerant compressed by the compressor is supplied through the introduction pipe line, the heater dissipates the refrigerant and heats the internal air of the chamber.
帰還管路は、加熱器と補助放熱器の入口側の冷媒管路とを接続する態様で設けられている。この帰還管路は、加熱器で放熱した冷媒を主回路に送出するものである。 The return pipe is provided in such a manner that the heater and the refrigerant pipe on the inlet side of the auxiliary radiator are connected. This return pipe sends out the refrigerant radiated by the heater to the main circuit.
このような構成を有する冷媒回路装置においては、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、主回路のみに冷媒を循環させる。その一方、一の室の内部空気を冷却して他の室の内部空気を加熱する場合(ヒートポンプ運転を行う場合)には、圧縮機で圧縮させた冷媒を加熱器に送出し、加熱器を通過した冷媒を補助放熱器に送出し、その後に膨張機構及び冷却器を通過させる。これにより、加熱器が設置された室の内部空気を加熱し、冷却器が設置された室の内部空気を冷却することができる。 In the refrigerant circuit device having such a configuration, when only the cooling of the internal air of the chamber is performed (when the cooling single operation is performed), the refrigerant is circulated only in the main circuit. On the other hand, when the internal air of one chamber is cooled to heat the internal air of another chamber (when heat pump operation is performed), the refrigerant compressed by the compressor is sent to the heater, and the heater is The refrigerant that has passed is sent to the auxiliary radiator, and then passed through the expansion mechanism and the cooler. Thereby, the internal air of the room | chamber in which the heater was installed can be heated, and the internal air of the room | chamber in which the cooler was installed can be cooled.
そして、かかる冷媒回路装置では、ヒートポンプ運転を行う場合において、高圧となる冷媒の圧力を所定範囲に収めるために、補助放熱器の出口の冷媒温度に応じて放熱器及び補助放熱器に外気を送出する外気送風ファンの送風量を制御するようにしている(例えば、特許文献1参照)。 In such a refrigerant circuit device, when performing heat pump operation, outside air is sent to the radiator and the auxiliary radiator in accordance with the refrigerant temperature at the outlet of the auxiliary radiator in order to keep the pressure of the high-pressure refrigerant within a predetermined range. The air volume of the outside air blowing fan to be controlled is controlled (for example, see Patent Document 1).
ところが、上述した冷媒回路装置においては、補助放熱器の出口の冷媒温度に応じて放熱器及び補助放熱器に外気を送出する外気送風ファンの送風量を制御するようにしていたので、ヒートポンプ運転で冷凍能力が過剰となった場合に、圧縮機が液相状態の冷媒を吸引してしまういわゆる液バック現象の発生を検知することができず、結果的に液バック現象を回避することが困難であった。 However, in the above-described refrigerant circuit device, the amount of air sent from the outside air blower fan that sends outside air to the radiator and the auxiliary radiator is controlled in accordance with the refrigerant temperature at the outlet of the auxiliary radiator. When the refrigeration capacity becomes excessive, it is difficult to detect the so-called liquid back phenomenon in which the compressor sucks the liquid phase refrigerant, and as a result it is difficult to avoid the liquid back phenomenon. there were.
かかる液バック現象の発生を回避するために、圧縮機として回転数を可変することが可能なインバータ圧縮機を適用したり、膨張機構として開度を調整可能な電子膨張弁を適用したりすることで対応可能であるが、インバータ圧縮機や電子膨張弁は高価であり、結果的に製造コストの増大化を招来し、好ましくない。 In order to avoid the occurrence of such a liquid back phenomenon, an inverter compressor capable of changing the rotation speed is applied as a compressor, or an electronic expansion valve capable of adjusting the opening degree is applied as an expansion mechanism. However, the inverter compressor and the electronic expansion valve are expensive, resulting in an increase in manufacturing cost, which is not preferable.
本発明は、上記実情に鑑みて、冷凍能力を所望の大きさに調整しつつ液バック現象の発生を回避す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。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a refrigerant circuit device capable of avoiding the occurrence of a liquid back phenomenon while adjusting the refrigeration capacity to a desired size.
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、冷却器と、前記冷却器から冷媒を吸引して圧縮する圧縮機と、前記圧縮機で圧縮された冷媒を放熱させる放熱器と、前記放熱器の下流側において通過する冷媒を放熱させる補助放熱器と、前記補助放熱器で放熱し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、前記冷却器で冷媒を蒸発させて該冷却器が設置された室の内部空気を冷却する主回路と、前記圧縮機の出口側の冷媒管路から分岐する態様で設けられた導入管路に接続されるとともに加熱対象となる室に設置され、前記導入管路を通じて前記圧縮機で圧縮された冷媒が供給された場合に、該冷媒を放熱させて該室の内部空気を加熱する加熱器と、前記加熱器と前記補助放熱器の入口側の冷媒管路とを接続する態様で設けられ、前記加熱器で放熱した冷媒を前記主回路に送出する帰還管路とを備えた冷媒回路を有する冷媒回路装置において、前記放熱器の近傍に設置され、かつ駆動する場合に前記室の外部空気を前記放熱器及び前記補助放熱器に送出する外気送風手段と、前記圧縮機に吸引される冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、前記冷媒温度検出手段を通じて検出される冷媒温度の変化に応じて前記外気送風手段の送風量を増減させて前記冷却器での冷凍能力を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a refrigerant circuit device according to the present invention includes a cooler, a compressor that sucks and compresses the refrigerant from the cooler, and a radiator that dissipates heat from the refrigerant compressed by the compressor. An auxiliary radiator that radiates the refrigerant passing on the downstream side of the radiator and an expansion mechanism that adiabatically expands the refrigerant radiated by the auxiliary radiator are sequentially connected through a refrigerant pipe, and the cooler Connected to the main circuit for evaporating the refrigerant and cooling the internal air of the chamber in which the cooler is installed, and the inlet pipe provided in a manner branched from the refrigerant pipe on the outlet side of the compressor and heated A heater that is installed in a target chamber and is supplied with a refrigerant compressed by the compressor through the introduction pipe, and radiates the refrigerant to heat the internal air of the chamber; and A refrigerant pipe on the inlet side of the auxiliary radiator; In a refrigerant circuit device having a refrigerant circuit that is provided in a connected manner and has a return circuit that delivers a refrigerant radiated by the heater to the main circuit, and is installed in the vicinity of the radiator and is driven The outside air blowing means for sending the outside air of the chamber to the radiator and the auxiliary radiator, the refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant sucked by the compressor, and the refrigerant temperature detecting means. Control means for controlling the refrigerating capacity of the cooler by increasing or decreasing the amount of air blown by the outside air blowing means according to a change in refrigerant temperature.
また本発明は、上記冷媒回路装置において、前記主回路は、前記補助放熱器で放熱された冷媒と、前記冷却器で蒸発した冷媒とを熱交換させる内部熱交換器を備え、前記冷媒温度検出手段は、前記内部熱交換器を通過して前記圧縮機に吸引される冷媒の温度を検出することを特徴とする。 In the refrigerant circuit device according to the present invention, the main circuit includes an internal heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant radiated by the auxiliary radiator and the refrigerant evaporated by the cooler, and the refrigerant temperature detection The means detects the temperature of the refrigerant that passes through the internal heat exchanger and is sucked into the compressor.
また本発明は、上記冷媒回路装置において、前記加熱器は、前記冷却器が設置されたいずれかの室に設置されたことを特徴とする。 In the refrigerant circuit device according to the present invention, the heater is installed in any chamber in which the cooler is installed.
また本発明は、上記冷媒回路装置において、前記冷媒は、二酸化炭素であることを特徴とする。 In the refrigerant circuit device according to the present invention, the refrigerant is carbon dioxide.
本発明によれば、制御手段が、圧縮機に吸引される冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段により検出される冷媒温度の変化に応じて、室の外部空気を放熱器及び補助放熱器に送出する外気送風手段の送風量を増減させて冷却器での冷凍能力を制御するので、冷凍能力を所望の大きさに近似させることができる。しかも、制御手段が圧縮機に吸引される冷媒の温度を直接入手することができ、液相冷媒が圧縮機に吸引されることを抑制できる。従って、冷凍能力を所望の大きさに調整しつつ液バック現象の発生を回避することができるという効果を奏する。 According to the present invention, the control means converts the outside air of the chamber into the radiator and the auxiliary radiator according to the change in the refrigerant temperature detected by the refrigerant temperature detection means that detects the temperature of the refrigerant sucked into the compressor. Since the refrigerating capacity in the cooler is controlled by increasing / decreasing the air volume of the outside air blowing means to be sent out, the refrigerating capacity can be approximated to a desired size. In addition, the control means can directly obtain the temperature of the refrigerant sucked into the compressor, and the liquid phase refrigerant can be prevented from being sucked into the compressor. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of the liquid back phenomenon while adjusting the refrigeration capacity to a desired size.
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。 Exemplary embodiments of a refrigerant circuit device according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
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説明図である。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。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a case where an internal structure of a vending machine to which a refrigerant circuit device according to an embodiment of the present invention is applied is viewed from the front. The vending machine illustrated here includes a
本体キャビネット1は、前面に開口1a(図2参照)を有した直方状の筐体として形成されたものである。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られている。これら商品収容庫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室で、断熱構造を有している。
The
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。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。また、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 commodity storage. Here, the internal structure of the right product storage 3 (hereinafter also referred to as the
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の前面の開口1a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。
As shown in FIG. 2, an
上記商品収容庫3には、収納ラック6、払出機構7及びシュータ8が設けられている。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。払出機構7は、収納ラック6の下部に設けてあり、この収納ラック6に収納された商品群の最下位にある商品を1つずつ払い出すためのものである。シュータ8は、払出機構7から払い出された商品を内扉5の下側の扉5bに設けられた商品搬出口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、本発明の実施の形態である冷媒回路装置を概念的に示す概念図であり、図4は、本発明の実施の形態である冷媒回路装置の特徴的な制御系を模式的に示す模式図である。 FIG. 3 is a conceptual diagram conceptually showing a refrigerant circuit device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 schematically shows a characteristic control system of the refrigerant circuit device according to an embodiment of the present invention. It is a schematic diagram shown.
ここで例示する冷媒回路装置は、内部に例えば二酸化炭素等の冷媒が封入された冷媒回路20と、出口温度センサSと、庫外送風ファンF1と、制御部50とを備えている。冷媒回路20は、主回路30、導入管路45、加熱器46及び帰還管路47を備えて構成されている。
The refrigerant circuit device illustrated here includes a
主回路30は、圧縮機31、放熱器32、補助放熱器33及び冷却器34を冷媒管路35にて接続して構成されている。尚、冷媒管路35は、冷媒配管が適宜接続されて形成されたものである。
The
圧縮機31は、図2にも示すように機械室9に設置されている。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31は、制御部50から与えられる指令に応じて駆動するものであり、駆動する場合に、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(高圧冷媒)にして吐出口より吐出するものである。
The
放熱器32は、圧縮機31と同様に機械室9に設置されており、つまり室である商品収容庫3の外部に設置されている。この放熱器32は、圧縮機31で圧縮されて通過する冷媒と周囲空気とを熱交換させて冷媒を放熱させるものである。この放熱器32と圧縮機31とを接続する冷媒管路35には、三方弁36が設けられている。かかる三方弁36については後述する。
The
補助放熱器33は、放熱器32に隣接する態様で機械室9に設置されている。この補助放熱器33は、放熱器32よりも容量が小さいものであるが、放熱器32と同様に通過する冷媒と周囲空気とを熱交換させて冷媒を放熱させるものである。
The
冷却器34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10の前方側に配設されている。各冷却器34の近傍には、庫内送風ファンF2が配設されている。庫内送風ファンF2は、制御部50から与えられる指令に応じて駆動するものであり、駆動する場合に商品収容庫3の内部空気を循環させるものである。
A plurality of coolers 34 (three in the illustrated example) are provided, and are disposed in the lower internal area of each
これら冷却器34と補助放熱器33とを接続する冷媒管路35は、その途中に設けられた分配器37により3つに分岐され、右庫3aに設置された冷却器34(以下、右冷却器34aとも称する)、中庫3bに設置された冷却器34(以下、中冷却器34bとも称する)並びに左庫3cに設置された冷却器34(以下、左冷却器34cとも称する)の入口側にそれぞれ接続されている。
The
また、この冷媒管路35においては、補助放熱器33から分配器37に至る途中に第1キャピラリーチューブ38が設けられるとともに、分配器37から左冷却器34c、中冷却器34b及び右冷却器34aに至る途中に電磁弁39a,39b,39c及び第2キャピラリーチューブ40a,40b,40cが設けられている。
In the
第1キャピラリーチューブ38は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。電磁弁39a,39b,39cは、制御部50から与えられる指令に応じて開閉するバルブであり、開状態となる場合には、冷媒の通過を許容する一方、閉状態となる場合には、冷媒の通過を規制するものである。第2キャピラリーチューブ40a,40b,40cは、第1キャピラリーチューブ38と同様に、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。これら第1キャピラリーチューブ38及び第2キャピラリーチューブ40a,40b,40cは、補助放熱器33で放熱した冷媒を断熱膨張させる膨張機構を構成している。
The first
上記冷却器34の出口側に接続された冷媒管路35は、途中の第1合流点P1で合流して圧縮機31に接続している。
The
このような主回路30において、図3中の符号41は内部熱交換器である。内部熱交換器41は、補助放熱器33から第1キャピラリーチューブ38に向けて通過する冷媒(高圧冷媒)と、第1合流点P1から圧縮機31に向けて通過する冷媒(低圧冷媒)とを熱交換させるものである。
In such a
導入管路45は、一端が三方弁36に連結されている。つまり、導入管路45は、圧縮機31の出口側の冷媒管路35から分岐する態様で設けられている。尚、導入管路45は、冷媒管路35と同様に冷媒配管が適宜接続されて形成されたものである。
One end of the
上記三方弁36は、圧縮機31で圧縮された冷媒を放熱器32へ送出する第1送出状態と、圧縮機31で圧縮された冷媒を導入管路45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バルブである。かかる三方弁36の切換動作は、制御部50から与えられる指令に応じて行われる。
The three-
加熱器46は、導入管路45に接続されるとともに左庫3cに設置されている。この加熱器46は、導入管路45を通じて圧縮機31で圧縮された冷媒が供給された場合に、該冷媒を放熱させて左庫3cの内部空気を加熱するものである。尚、加熱器46は、左冷却器34cと一体的に形成されて設置されてもよいし、左冷却器34cと別個に設置されていてもよい。
The
帰還管路47は、一端が加熱器46の出口側に接続されており、他端が、放熱器32と補助放熱器33とを接続する冷媒管路35に第2合流点P2で合流する態様で接続されている。つまり、帰還管路47は、加熱器46で放熱した冷媒を主回路30に送出するものである。尚、導入管路45は、冷媒管路35や導入管路45と同様に冷媒配管が適宜接続されて形成されたものである。
The
出口温度センサSは、主回路30(冷媒回路20)における内部熱交換器41の低圧冷媒の出口付近に設けられている。この出口温度センサSは、内部熱交換器41を通過した冷媒(低圧冷媒)の温度、すなわち圧縮機31に吸引される冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段である。かかる出口温度センサSは、検出した冷媒の温度(以下、出口温度ともいう)を出口温度信号として制御部50に送出するものである。
The outlet temperature sensor S is provided in the vicinity of the low-pressure refrigerant outlet of the
庫外送風ファンF1は、機械室9における放熱器32の近傍に設置されている。この庫外送風ファンF1は、制御部50から与えられる指令に応じて駆動するものであり、駆動する場合に、商品収容庫3の外部空気である外気を放熱器32及び補助放熱器33に送出する外気送風手段である。
The outside blower fan F <b> 1 is installed near the
制御部50は、メモリ59に記憶されたプログラムやデータに従って各部の動作を統括的に制御するものである。この制御部50は、入力処理部51、判定処理部52、比較処理部53、設定処理部54及び駆動処理部55を備えている。尚、制御部50は、例えば、CPU(Central Processing Unit)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(Integrated Circuit)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。
The
入力処理部51は、出口温度センサSから与えられる出口温度信号や、自販機制御部100からの指令信号を受信して出口温度や指令を入力するものである。ここで自販機制御部100は、冷媒回路装置が適用される自動販売機の動作を統括的に制御するものである。尚、入力処理部51は、出口温度センサSより入力した出口温度を適宜メモリ59に記憶させる。
The
判定処理部52は、入力処理部51を通じて入力された出口温度が予め決められた送風量可変温度範囲T(T1<T<T2)にあるか否かを判定するものである。また判定処理部52は、入力処理部51を通じて入力された出口温度が予め設定された目標温度範囲U(T3≦U≦T4)であるか否かを判定するものである。ここで目標温度範囲Uの下限温度T3は送風量可変温度範囲Tを規定する温度T1よりも高く、目標温度範囲Uの上限温度T4は送風量可変温度範囲Tを規定する温度T2よりも低い。
The
比較処理部53は、後述する送風量可変制御において、入力処理部51を通じて入力された出口温度と、メモリ59に記憶された前回の出口温度とを比較するものである。
The
設定処理部54は、予め決められたテーブルに従って庫外送風ファンF1の送風量の割合(デューティ比)を設定するものである。
The setting
駆動処理部55は、庫外送風ファンF1に対して駆動指令又は駆動停止指令を送出して、庫外送風ファンF1を駆動又は駆動停止にさせるものである。
The
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及び加熱する。ここでは、HCC運転(左庫3cの内部空気を加熱し、右庫3a及び中庫3bの内部空気を冷却するヒートポンプ運転)を行う場合について説明する。
The refrigerant circuit device having the above-described configuration cools and heats the product stored in the
この場合、制御部50は、三方弁36を第2送出状態にさせるとともに電磁弁39cを閉成させ、更に電磁弁39a,39bを開成させる。これにより圧縮機31で圧縮された冷媒は、第2送出状態にある三方弁36を経由して導入管路45に流入し、該導入管路45を通過して加熱器46に至る。加熱器46に至った冷媒は、該加熱器46を通過中に、左庫3cの内部空気と熱交換して放熱する。これにより左庫3cの内部空気が加熱される。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より加熱される。
In this case, the
加熱器46で放熱した冷媒は、帰還管路47を流通し、第2合流点P2を経て補助放熱器33に至る。補助放熱器33に至った冷媒は、周囲空気と熱交換して更に放熱し、その後に内部熱交換器41を通過する。このようにして内部熱交換器41を通過した冷媒は、第1キャピラリーチューブ38で減圧されて断熱膨張し、分配器37で2つに分岐される。2つに分岐された冷媒は、第2キャピラリーチューブ40a,40bで減圧されて断熱膨張してから右冷却器34a及び中冷却器34bに至り、これら右冷却器34a及び中冷却器34bでそれぞれ蒸発して各商品収容庫3の内部空気から熱を奪い、該内部空気を冷却する。冷却された内部空気は、各庫内送風ファンF2の駆動により各商品収容庫3の内部を循環し、これにより各商品収容庫3(右庫3a及び中庫3b)に収容された商品は冷却される。右冷却器34a及び中冷却器34bで蒸発した冷媒は、第1合流点P1で合流した後に内部熱交換器41を通過して圧縮機31に吸引され、圧縮機31に圧縮されて上述した循環を繰り返す。
The refrigerant radiated by the
このような冷媒回路装置においては、制御部50が、入力処理部51を通じて自販機制御部100より与えられた制御指令を入力した場合、上記HCC運転と並行して庫外送風ファン駆動制御を実施する。
In such a refrigerant circuit device, when the
図5は、制御部が実施する庫外送風ファン駆動制御の処理内容を示すフローチャートである。 FIG. 5 is a flowchart showing the processing contents of the external fan driving control performed by the control unit.
この庫外送風ファン駆動制御において制御部50は、設定処理部54を通じて送風量を100%に設定する(ステップS110)。このように送風量を100%に設定した制御部50は、駆動処理部55を通じてかかる割合(100%)の送風量となるよう庫外送風ファンF1に駆動指令を送出し(ステップS140)、内蔵する時計を通じて所定時間(例えば10秒間)の経過待ちとなる(ステップS170)。つまり、制御部50は、庫外送風ファン駆動制御の実行においては、所定時間が経過するまで庫外送風ファンF1を送風量が100%で駆動させる。
In this external blower fan drive control, the
所定時間が経過した場合(ステップS170:Yes)、制御部50は、送風量可変制御を予め決められた時間(例えば15〜20秒間)毎に繰り返し実施する(ステップS200)。
When the predetermined time has elapsed (step S170: Yes), the
図6は、図5に示した送風量可変制御の処理内容を示すフローチャートである。この送風量可変制御において制御部50は、入力処理部51を通じて出口温度センサSより出口温度の入力待ちとなる(ステップS201)。そして、入力処理部51を通じて出口温度センサSより出口温度を入力した場合(ステップS201:Yes)、制御部50は、判定処理部52を通じて出口温度が送風量可変温度範囲Tにあるか否かを判定する(ステップS202,ステップS203)。
FIG. 6 is a flowchart showing the processing contents of the air flow variable control shown in FIG. In this air flow rate variable control, the
出口温度が送風量可変温度範囲Tを下回る最大温度T1以下である場合(ステップS202:Yes)、すなわち出口温度が送風量可変温度範囲Tを下回る場合、制御部50は、設定処理部54を通じて送風量を0%に設定し(ステップS204)、駆動処理部55を通じて庫外送風ファンF1に駆動停止指令を送出して(ステップS205)、その後に手順をリターンさせて今回の送風量可変制御を終了する。
When the outlet temperature is equal to or lower than the maximum temperature T1 that is lower than the air flow rate variable temperature range T (step S202: Yes), that is, when the outlet temperature is lower than the air flow rate variable temperature range T, the
これによれば、補助放熱器33での冷媒の放熱量が低下し、冷却器34(右冷却器34a及び中冷却器34b)での冷凍能力が低減する方向に推移させることができる。このことについてより詳細に説明すると、出口温度がT1以下である場合には、圧縮機31に吸引される冷媒の温度が非常に低温であり、冷却器34での冷凍能力が過剰となる。このように冷凍能力が過剰であると、冷却器34を通過した冷媒が液相状態で圧縮機31に吸引されてしまう液バック現象を発生させる虞れがある。そこで、庫外送風ファンF1の駆動を停止させることにより、補助放熱器33での冷媒の放熱量を低下させつつ冷却器34での冷凍能力を低減させ、液バック現象の発生を回避させることができる。
According to this, the heat radiation amount of the refrigerant in the
出口温度が送風量可変温度範囲Tを上回る最小温度T2以上である場合(ステップS202:No,ステップS203:Yes)、すなわち出口温度が送風量可変温度範囲Tを上回る場合、制御部50は、設定処理部54を通じて送風量を100%に設定し(ステップS206)、駆動処理部55を通じてかかる割合(100%)の送風量となるよう庫外送風ファンF1に駆動指令を送出して(ステップS207)、その後に手順をリターンさせて今回の送風量可変制御を終了する。
When the outlet temperature is equal to or higher than the minimum temperature T2 that exceeds the ventilation volume variable temperature range T (step S202: No, step S203: Yes), that is, when the outlet temperature exceeds the ventilation volume variable temperature range T, the
これによれば、補助放熱器33での冷媒の放熱量が増加し、冷却器34での冷凍能力が増大する方向に推移させることができる。このことについてより詳細に説明すると、出口温度がT2以上である場合には、圧縮機31に吸引される冷媒の温度が非常に高温であり、冷却器34での冷凍能力が不足するだけでなく冷媒回路20において冷媒が高圧となる領域(高圧領域)での冷媒圧力が過大なものとなる虞れがある。このように冷媒回路20における高圧領域での冷媒圧力が過大なものとなると、高圧異常として圧縮機31等が停止してしまい、結果的にHCC運転を行うことができなくなってしまう。そこで、送風量が100%となるよう庫外送風ファンF1を駆動させることにより、補助放熱器33での冷媒の放熱量を増加させつつ冷却器34での冷凍能力を増大させ、冷媒回路20での高圧となる冷媒の圧力を所定範囲に収めることができる。
According to this, the heat radiation amount of the refrigerant in the
ところで、出口温度が送風量可変温度範囲Tにある場合(ステップS202:No,ステップS203:No)、制御部50は、判定処理部52を通じて出口温度が目標温度範囲Uにあるか否かを判定する(ステップS208,ステップS209)。
By the way, when the outlet temperature is in the air flow rate variable temperature range T (step S202: No, step S203: No), the
すなわち、出口温度が目標温度範囲Uの下限温度T3以上であって、上限温度T4以下である場合(ステップS208:Yes,ステップS209:Yes)、制御部50は、設定処理部54を通じて送風量を維持設定し(ステップS210)、その後に手順をリターンさせて今回の送風量可変制御を終了する。
That is, when the outlet temperature is not less than the lower limit temperature T3 of the target temperature range U and not more than the upper limit temperature T4 (step S208: Yes, step S209: Yes), the
この結果、庫外送風ファンF1の送風量が維持され、出口温度を目標温度範囲Uに維持することができる。 As a result, the amount of air blown by the outside blower fan F1 is maintained, and the outlet temperature can be maintained within the target temperature range U.
一方、出口温度が目標温度範囲Uを逸脱する場合、すなわち、出口温度が下限温度T3未満である場合(ステップS208:No)や、出口温度が上限温度T4を超える場合(ステップS209:No)、制御部50は、送風量調整制御を実施する(ステップS220)。
On the other hand, when the outlet temperature deviates from the target temperature range U, that is, when the outlet temperature is lower than the lower limit temperature T3 (step S208: No), or when the outlet temperature exceeds the upper limit temperature T4 (step S209: No), The
図7は、図6に示した送風量調整制御の処理内容を示すフローチャートである。この送風量調整制御において制御部50は、直前の送風量可変制御でメモリ59に記憶された前回の出口温度(以下、前回温度ともいう)を、比較処理部53を通じてメモリ59から読み出し(ステップS221)、出口温度と前回温度との比較を行う(ステップS222,ステップS223)。
FIG. 7 is a flowchart showing the processing contents of the air flow rate adjustment control shown in FIG. In this air flow rate adjustment control, the
出口温度が前回温度を上回る場合(ステップS222:Yes)、制御部50は、設定処理部54を通じて送風量が予め決められた割合(例えば5%程度)だけ増大するよう設定する(ステップS224)。
When the outlet temperature is higher than the previous temperature (step S222: Yes), the
そして、制御部50は、駆動処理部55を通じてステップS224で設定した割合の送風量となるよう庫外送風ファンF1に駆動指令を送出して(ステップS225)、その後に手順をリターンさせて今回の送風量調整制御を終了することで、今回の送風量可変制御を終了する。
Then, the
この結果、庫外送風ファンF1の送風量が予め決められた割合だけ増大し、これにより補助放熱器33での放熱量が増大することで冷却器34での冷凍能力を増大させることができる。このことについてより詳細に説明する。
As a result, the amount of air blown by the outside blower fan F1 is increased by a predetermined ratio, whereby the amount of heat dissipated by the
図8は、本発明の実施の形態である冷媒回路装置における冷媒の状態変化を示すモリエル線図(P−h線図)である。 FIG. 8 is a Mollier diagram (Ph diagram) showing a change in state of the refrigerant in the refrigerant circuit device according to the embodiment of the present invention.
この図8において、Aは、冷媒回路装置が目標とする冷媒のサイクルである。かかるAのサイクルにおいて、冷却器34での蒸発工程中の飽和蒸気圧曲線Dと交差するまでの長さaが冷凍能力を示している。 In FIG. 8, A is a refrigerant cycle targeted by the refrigerant circuit device. In such a cycle A, the length a until it intersects with the saturated vapor pressure curve D during the evaporation process in the cooler 34 indicates the refrigerating capacity.
上述したようにステップS222において出口温度が前回温度を上回る場合、冷凍能力が前回よりも低減しているので、現時点での冷媒のサイクルは、目標の冷媒サイクルAの冷凍能力aよりも冷凍能力bが小さいBとなる。そして、庫外送風ファンF1の送風量が予め決められた割合だけ増大して補助放熱器33での放熱量を増大させることで、現時点での冷媒サイクルBを目標の冷媒サイクルAに近似させることができる。
As described above, when the outlet temperature exceeds the previous temperature in step S222, since the refrigerating capacity is lower than the previous temperature, the refrigerant cycle at the present time is higher than the refrigerating capacity a of the target refrigerant cycle A. Becomes a small B. Then, the current refrigerant cycle B is approximated to the target refrigerant cycle A by increasing the amount of air blown by the outside blower fan F1 by a predetermined ratio and increasing the amount of heat released by the
出口温度が前回温度を下回る場合(ステップS222:No,ステップS223:Yes)、制御部50は、設定処理部54を通じて送風量が予め決められた割合(例えば5%程度)だけ低減するよう設定する(ステップS226)。そして、制御部50は、駆動処理部55を通じてステップS226で設定した割合の送風量となるよう庫外送風ファンF1に駆動指令を送出して(ステップS227)、その後に手順をリターンさせて今回の送風量調整制御を終了することで、今回の送風量可変制御を終了する。
When the outlet temperature is lower than the previous temperature (step S222: No, step S223: Yes), the
この結果、庫外送風ファンF1の送風量が予め決められた割合だけ低減し、これにより補助放熱器33での放熱量が減少することで冷却器34での冷凍能力を低減させることができる。このことについてより詳細に説明する。
As a result, the amount of air blown by the outside blower fan F1 is reduced by a predetermined ratio, and thereby the amount of heat released by the
上述したようにステップS222及びステップS223において出口温度が前回温度を下回る場合、冷凍能力が前回よりも増大しているので、現時点での冷媒のサイクルは、目標の冷媒サイクルAの冷凍能力aよりも冷凍能力cが大きいCとなる。そして、庫外送風ファンF1の送風量が予め決められた割合だけ減少して補助放熱器33での放熱量を減少させることで、現時点での冷媒サイクルCを目標の冷媒サイクルAに近似させることができる。
As described above, when the outlet temperature is lower than the previous temperature in step S222 and step S223, since the refrigeration capacity is increased from the previous time, the refrigerant cycle at the present time is higher than the refrigeration capacity a of the target refrigerant cycle A. The refrigerating capacity c is C. And the refrigerant | coolant cycle C at the present time is approximated to the target refrigerant | coolant cycle A by reducing the radiating amount of the auxiliary |
出口温度が前回温度と一致する場合(ステップS222:No,ステップS223:No)、制御部50は、設定処理部54を通じて送風量を維持設定し(ステップS228)、その後に手順をリターンさせて今回の送風量調整制御を終了することで、今回の送風量可変制御を終了する。
When the outlet temperature matches the previous temperature (step S222: No, step S223: No), the
この結果、庫外送風ファンF1の送風量が維持され、これにより補助放熱器33での放熱量及び冷却器34での冷凍能力を維持させることができる。このことについてより詳細に説明する。
As a result, the amount of air blown by the outside blower fan F1 is maintained, so that the amount of heat released by the
上述したようにステップS222及びステップS223において出口温度が前回温度と一致する場合、現時点での冷凍サイクルが目標の冷凍サイクルAに一致している。そのため、補助放熱器33での放熱量及び冷却器34での冷凍能力を維持させることで、現時点の冷媒サイクルを目標の冷媒サイクルAに一致した状態に保持させることができる。
As described above, when the outlet temperature matches the previous temperature in step S222 and step S223, the current refrigeration cycle matches the target refrigeration cycle A. Therefore, the current refrigerant cycle can be maintained in a state consistent with the target refrigerant cycle A by maintaining the heat radiation amount in the
そのような送風量可変制御を所定時間毎に繰り返し実施した制御部50は、入力処理部51を通じて自販機制御部100より与えられた制御停止指令を入力した場合(ステップS230:Yes)、駆動処理部55を通じて庫外送風ファンF1に駆動停止指令を送出して(ステップS260)、その後に手順をリターンさせて今回の庫外送風ファン駆動制御を終了する。
When the
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によれば、制御部50が、出口温度センサSを通じて検出される出口温度の変化に応じて庫外送風ファンF1の送風量を増減させて冷却器34での冷凍能力を制御するので、冷凍能力を目標の冷凍能力に近似させることができる。しかも、制御部50が出口温度を入力するので、圧縮機31に吸引される冷媒の温度を直接入手することができ、液相冷媒が圧縮機31に吸引されることを抑制できる。従って、冷凍能力を所望の大きさに調整しつつ液バック現象の発生を回避することができる。
As described above, according to the refrigerant circuit device according to the embodiment of the present invention, the
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。 The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to this, and various modifications can be made.
上述した実施の形態では、出口温度センサSが内部熱交換器41の低圧冷媒の出口付近に設けられていたが、本発明においては、冷媒温度検出手段が圧縮機に吸引される冷媒の温度を検出することができれば、その配設個所は特に限定されるものではない。
In the embodiment described above, the outlet temperature sensor S is provided in the vicinity of the outlet of the low-pressure refrigerant of the
上述した実施の形態では、加熱器46が左庫3cに設置されていたが、本発明においては、加熱対象となる室は、冷却器が設置されていなくてもよい。
In the embodiment described above, the
1 本体キャビネット
3 商品収容庫
20 冷媒回路
30 主回路
31 圧縮機
32 放熱器
33 補助放熱器
34 冷却器
35 冷媒管路
38 第1キャピラリーチューブ
40a,40b,40c 第2キャピラリーチューブ
41 内部熱交換器
45 導入管路
46 加熱器
47 帰還管路
50 制御部
51 入力処理部
52 判定処理部
53 比較処理部
54 設定処理部
55 駆動処理部
59 メモリ
F1 庫外送風ファン
F2 庫内送風ファン
S 出口温度センサ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記圧縮機の出口側の冷媒管路から分岐する態様で設けられた導入管路に接続されるとともに加熱対象となる室に設置され、前記導入管路を通じて前記圧縮機で圧縮された冷媒が供給された場合に、該冷媒を放熱させて該室の内部空気を加熱する加熱器と、
前記加熱器と前記補助放熱器の入口側の冷媒管路とを接続する態様で設けられ、前記加熱器で放熱した冷媒を前記主回路に送出する帰還管路と
を備えた冷媒回路を有する冷媒回路装置において、
前記放熱器の近傍に設置され、かつ駆動する場合に前記室の外部空気を前記放熱器及び前記補助放熱器に送出する外気送風手段と、
前記圧縮機に吸引される冷媒の温度を検出する冷媒温度検出手段と、
前記冷媒温度検出手段を通じて検出される冷媒温度の変化に応じて前記外気送風手段の送風量を増減させて前記冷却器での冷凍能力を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする冷媒回路装置。 A cooler, a compressor that sucks and compresses the refrigerant from the cooler, a radiator that dissipates the refrigerant compressed by the compressor, and an auxiliary radiator that dissipates the refrigerant passing downstream of the radiator And an expansion mechanism for adiabatic expansion of the refrigerant radiated by the auxiliary radiator, and sequentially connecting the refrigerant pipes to evaporate the refrigerant in the cooler to change the air inside the chamber in which the cooler is installed. A main circuit for cooling;
The refrigerant is connected to an introduction pipe provided in a manner branched from the refrigerant pipe on the outlet side of the compressor and is installed in a chamber to be heated, and the refrigerant compressed by the compressor is supplied through the introduction pipe. A heater that radiates the refrigerant and heats the internal air of the chamber,
A refrigerant having a refrigerant circuit provided with a mode for connecting the heater and a refrigerant pipe on the inlet side of the auxiliary radiator, and having a return pipe for sending the refrigerant radiated by the heater to the main circuit In the circuit device,
Outside air blowing means for sending outside air to the radiator and the auxiliary radiator when installed and driven in the vicinity of the radiator,
Refrigerant temperature detecting means for detecting the temperature of the refrigerant sucked into the compressor;
A refrigerant circuit comprising: control means for controlling the refrigerating capacity of the cooler by increasing or decreasing the amount of air blown by the outside air blowing means in accordance with a change in refrigerant temperature detected through the refrigerant temperature detecting means. apparatus.
前記冷媒温度検出手段は、前記内部熱交換器を通過して前記圧縮機に吸引される冷媒の温度を検出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 main circuit includes an internal heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant radiated by the auxiliary radiator and the refrigerant evaporated by the cooler,
The refrigerant circuit device according to claim 1, wherein the refrigerant temperature detecting unit detects a temperature of the refrigerant that passes through the internal heat exchanger and is sucked into the compressor.
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