JP4385538B2 - Vending machine controller - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、缶飲料などの商品を冷却又は加温して販売する自動販売機の冷却制御を行う自動販売機制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図9は、自動販売機の内部構造図である。図9において、1は圧縮機、2は外部熱交換器、3〜5は内部熱交換器、11〜14はファン、28は電気ヒータ、29は漏電遮断器、30は商品ラック、31は搬出シュート、32は断熱区画壁、33は外断熱壁、34は前面扉、35は商品取出口である。
【0003】
外断熱壁33と断熱性の前面扉34で囲まれた庫内は、断熱区画壁32,32によって3個の庫室A,B,Cに区画されており、それぞれの庫室A,B,Cを個別に冷却したり加温したりして冷たい飲料と温かい飲料の両方を販売していた。そして、冷却用庫室は、圧縮機1,外部熱交換器2,内部熱交換器3〜5等よりなる周知の冷凍サイクルによって冷却し、加温用庫室は電気ヒータ28によって加温するようにしていた。
【0004】
そのような、従来の自動販売機では、冷却用庫室を冷却する冷凍サイクルで発生した排熱は、外部熱交換器2を介して外部に放出させる一方、加温用庫室の加温手段としては、電気ヒータ28を使用しており、効率が良くなかった。そこで、本出願人は、特願平11-255466号として、ヒートポンプ式の冷却・加温装置を採用した自動販売機を提案した。
【0005】
図1は、ヒートポンプ式の冷却・加温装置を採用した自動販売機の冷媒回路図である。符号は、図9のものに対応しており、6〜9は電動膨張弁、10は気液分離器、15A〜17Bは電磁弁、18A〜20Bは各庫室A〜Cの庫内温度及び内部熱交換器3〜5の温度を検知するための温度センサ、21は外部熱交換器2に設けられていて外気温度を検知するための温度センサである。電磁弁15A〜17Bを切り換えることにより、内部熱交換器3〜5を蒸発器として使ってそれが設けられた庫室内を冷却したり、凝縮器として使って、その排熱を利用して庫室内を加温したりする。その結果、従来は外部に捨てていた冷凍サイクルの排熱を有効活用できて、自動販売機の電力消費を大幅に低減させることができる。
【0006】
この自動販売機の圧縮機1は、インバータ電源により駆動され、電源周波数に応じた回転数で運転される。そして、起動時は、まず各庫室のファン12〜14を起動した後、圧縮機を起動し、各庫室の冷却あるいは加温を開始することになる。その後、各庫室の庫内温度が設定温度に達するまで圧縮機をフル運転させる。
【0007】
各庫室の庫内温度が設定温度に達した後の庫内温度の制御は、圧縮機1の電源周波数を変化させたり、各庫室のファン12〜14の回転速度を変化させたり、電動膨張弁7〜9の開度を調整したりすることにより行うようにした。
【0008】
すなわち、冷却用庫室の庫内温度が設定範囲より高くなったり、加温用庫室の庫内温度が設定範囲より低くなったりしたら、インバータ電源の周波数を高くして圧縮機1の能力を上げ、逆に、冷却用庫室の庫内温度が設定範囲より低くなったり、加温用庫室の庫内温度が設定範囲より高くなったりしたら、インバータ電源の周波数を低くして圧縮機1の能力を下げる。また、それぞれの庫室毎の庫内温度は、ファン12〜14の回転速度を変化させたり、電動膨張弁7〜9の開度を調整したりすることにより調節する。
【0009】
本出願人が提案したヒートポンプ式の冷却・加温装置を採用した自動販売機では、そのようにして各庫室の庫内温度が設定範囲に入るようにした。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような制御方法では、加温用庫室において、前記電気ヒータ式のものに比べて改善されたとはいえ、起動後、内部熱交換器の温度が設定温度まで上昇するのに時間がかかるという問題点があった。
【0011】
本発明は、そのような問題点を解決すること、すなわち、加温用庫室において、起動後、内部熱交換器の温度が設定温度まで上昇する時間をできるだけ短くすることを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、請求項1に記載の自動販売機制御装置は、断熱性の壁で区画された複数の庫室を有し、各庫室にはそれぞれ電動膨張弁付きの内部熱交換器及びファンが設けられ、それらの電動膨張弁と内部熱交換器は、庫室外に設けられた圧縮機と外部熱交換器に接続され、電磁弁で冷媒の流れ方向を切り換えることにより前記それぞれの内部熱交換器を蒸発器として作用させて庫室内を冷却したり、凝縮器として作用させて庫室内を加温したりできるようにした自動販売機を制御する自動販売機制御装置であって、起動後、加温用庫室の庫内温度が所定値に上昇するまで外部熱交換器の凝縮機能を停止させるとともに、加温用庫室の内部熱交換器の温度が所定値に上昇するまで、加温用庫室のファンを停止させることを特徴とする。このようにすると、加温用庫室において、起動後、内部熱交換器の温度が設定温度まで上昇するのが早くなる上、温度上昇中に、まだ温度が低くなっている庫内空気との熱交換が少なくなって、内部熱交換器の温度が設定温度まで上昇するのがさらに早くなる。
【0014】
また、請求項2に記載の自動販売機制御装置は、起動後、加温用庫室の庫内温度が所定値に上昇するまで、冷却用庫室のファンをフル運転させることを特徴とする。このようにすると、冷却用庫室の内部熱交換器における蒸発温度が高くなり、その結果、加温用庫室の内部熱交換器の凝縮温度を高めることができて、内部熱交換器の温度がさらに早く設定温度まで上昇するようになる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。冷媒回路は、図1のものを用いる。そして、図2は、本発明の自動販売機制御装置の制御ブロック図である。符号は、図1のものに対応している。主制御部22は、販売制御部23,入力制御部24,接客制御部25,硬貨処理制御部26等の自動販売機各部を個別に制御する端末制御部を統括して制御する。
【0016】
販売制御部23は、自動販売機内の各庫室の冷却,加温を制御したり、商品搬出装置27を制御したりする。入力制御部24は、リモコン式の入力装置と主制御部22との間のデータ入出力を制御する。接客制御部25は、自動販売機前面に設けられた商品選択ボタン(図示せず)の動作監視や、売切表示ランプ,投入金額表示器等の表示制御などを行う。硬貨処理制御部26は、硬貨投入口から投入された硬貨の識別やつり銭の払出し等を行う。各制御部は、マイコンによって構成される。
【0017】
販売制御部23には、各庫室の冷却,加温を制御するため、前述の圧縮機1,電動膨張弁6〜9,ファン11〜14,電磁弁15A〜17B,温度センサ18A〜20B,21が接続されている。
【0018】
ここで、まず、図1及び図2に基づいて冷媒回路の動作を説明する。図1は、庫室A,Bを冷却し、庫室Cだけを加温する場合を示している。この運転モードを、冷却Coolの「C」と加温Hotの「H」をとり、庫室A,Bを冷却し、庫室Cだけを加温するという意味で、「CCH運転」と表示することとする。また、この実施形態の自動販売機では、各熱交換器の容量は、内部熱交換器4の容量を1としたとき、内部熱交換器5の容量が2、内部熱交換器3の容量が3、そして、外部熱交換器2の容量が6となるように設計されているものとする。
【0019】
販売制御部23は、外部熱交換器2の電磁弁15Aを開き、他方の電磁弁15Bを閉じる。また、内部熱交換器4,5の電磁弁16A,17Bを閉じ、他方の電磁弁16B,17Aを開く。そしてまた、外部熱交換器2の電動膨張弁6と内部熱交換器5の電動膨張弁9は全開とし、内部熱交換器3,4の電動膨張弁7,8は、各庫室A,Bの温度に応じて開度が調整される。
【0020】
その状態で、圧縮機1から吐出された冷媒は、電磁弁15Aと電磁弁17Aに分流され、外部熱交換器2と内部熱交換器5へと流れ、それらで凝縮液化された後、電動膨張弁7,8に分配されてそこで減圧されてから内部熱交換器3,4に流入する。内部熱交換器3,4に流入した冷媒は、内部熱交換器3,4内部で気化した後、気液分離器10を経て圧縮機1に戻る。
【0021】
このようにして、図1のものでは、外部熱交換器2と内部熱交換器5は凝縮器として作用し、内部熱交換器3,4は、蒸発器として作用する。その結果、二つの庫室A,Bは冷却され、残りの庫室Cは加温される。その際、内部熱交換器3の容量が3、内部熱交換器4の容量が1であり、内部熱交換器5の容量が2であるので、外部熱交換器2の必要容量は2となる。そこで、販売制御部23は、外部熱交換器2のファン11の回転数を下げて、冷媒圧力がアンバランスにならないように調整する。
【0022】
次に、庫室A,Cを冷却し、庫室Bだけを加温する場合、すなわち、CHC運転の場合を説明する。図3は、CHC運転時の冷媒回路図である。販売制御部23は、外部熱交換器2の電磁弁15Aを開き、他方の電磁弁15Bを閉じる。また、内部熱交換器4,5の電磁弁16A,17Bを開き、他方の電磁弁16B,17Aを閉じる。そしてまた、外部熱交換器2の電動膨張弁6と内部熱交換器5の電動膨張弁8は全開とし、内部熱交換器3,5の電動膨張弁7,9は、庫室A,Cの温度に応じて開度が調整される。
【0023】
その状態で、圧縮機1から吐出された冷媒は、電磁弁15Aと電磁弁16Aに分流され、外部熱交換器2と内部熱交換器4へと流れ、それらで凝縮液化された後、電動膨張弁7,9に分配される。そこで減圧されてから内部熱交換器3,5に流入する。内部熱交換器3,5に流入した冷媒は、内部熱交換器3,5内部で気化した後、気液分離器10を経て圧縮機1に戻る。
【0024】
このようにして、図3のものでは、外部熱交換器2と内部熱交換器4は凝縮器として作用し、内部熱交換器3,5は、蒸発器として作用する。その結果、二つの庫室A,Cは冷却され、残りの庫室Bは加温される。その際、内部熱交換器3の容量が3、内部熱交換器5の容量が2であり、内部熱交換器4の容量が1である。そこで、販売制御部23は、外部熱交換器2のファン11の回転数を下げて、冷媒圧力がアンバランスにならないように調整する。
【0025】
次に、庫室Aだけを冷却し、庫室B,Cを加温する場合、すなわち、CHH運転の場合を説明する。図4は、CHH運転時の冷媒回路図である。販売制御部23は、外部熱交換器2の電磁弁15A,15Bは両方とも閉じる。また、内部熱交換器4,5の電磁弁16A,17Aを開き、他方の電磁弁16B,17Bを閉じる。そしてまた、外部熱交換器2の電動膨張弁6と内部熱交換器4,5の電動膨張弁8,9は全開とし、内部熱交換器3の電動膨張弁7は、庫室Aの温度に応じて開度が調整される。
【0026】
その状態で、圧縮機1から吐出された冷媒は、電磁弁16Aと電磁弁17Aに分流され、内部熱交換器4,5へと流れ、それらで凝縮液化された後、電動膨張弁7に流入する。そこで減圧されてから内部熱交換器3に流入する。内部熱交換器3に流入した冷媒は、内部熱交換器3内部で気化した後、気液分離器10を経て圧縮機1に戻る。
【0027】
このようにして、図4のものでは、内部熱交換器4,5は凝縮器として作用し、内部熱交換器3は、蒸発器として作用する。その結果、庫室Aは冷却され、残りの二つの庫室B,Cは加温される。その際、内部熱交換器3の容量が3、内部熱交換器4の容量が1であり、内部熱交換器5の容量が2であるので、それらだけでバランスし、外部熱交換器2は不要となる。
【0028】
次に、三つの庫室A,B,Cを共に冷却する場合、すなわち、CCC運転の場合を説明する。図5は、CCC運転時の冷媒回路図である。販売制御部23は、外部熱交換器2の電磁弁15Aを開き、他方の電磁弁15Bを閉じる。また、内部熱交換器4,5の電磁弁16A,17Aを閉じ、他方の電磁弁16B,17Bを開く。そしてまた、外部熱交換器2の電動膨張弁6は全開とし、内部熱交換器3〜5の電動膨張弁7〜9は、各庫室の温度に応じて開度が調整される。
【0029】
その状態で、圧縮機1から吐出された冷媒は、電磁弁15Aから外部熱交換器2へと流れ、凝縮液化された後、電動膨張弁7〜9に分配されてそこで減圧されてから内部熱交換器3〜5に流入する。内部熱交換器3〜5に流入した冷媒は、内部熱交換器3〜5内部で気化した後、気液分離器10を経て圧縮機1に戻る。
【0030】
このようにして、図5のものでは、外部熱交換器2は凝縮器として作用し、内部熱交換器3〜5は、蒸発器として作用する。その結果、三つの庫室A,B,Cは、全てが冷却される。
【0031】
以上の運転モードの内、本発明は、図1及び図3に示す例のように、いずれかの庫室の内部熱交換器と外部熱交換器とを凝縮器として作用させて、前記一つの庫室を加温し、残りの庫室を冷却する場合に適用するものである。そして、起動後、加温用庫室の庫内温度が設定温度に達するまでは、内部熱交換器5の凝縮を優先させて早く温度が上昇するように、電磁弁15Aを閉じ、電磁弁15Bを開け、電動膨張弁6を全閉の状態にして外部熱交換器2を実質的に凝縮器として機能させないようにする。なお、電磁弁15Bを開けるのは、庫外のファン11が圧縮機1の冷却を兼ねており、ファン11を完全に止めることができず、それにより外部熱交換器2が少なからず熱交換を行ってしまうため、熱交換した冷媒を冷媒回路側に回収するためである。
【0032】
そのように冷媒回路を設定した後、庫外のファン11を最低速度である40%運転させ、冷却用庫室のファン12,13をフル運転させ、加温用庫室のファン14は止めたままにして圧縮機1を起動する。冷却用庫室のファン12,13をフル運転させ、加温用庫室のファン14を止めたままにするのは、冷却用庫室の冷却を犠牲にして内部熱交換器3,4の蒸発温度を高めにし、加温用の内部熱交換器5の凝縮温度を高くするためである。電気ヒータにより加温する方式の従来の自動販売機では、加温用庫室のファンを止めたままヒータを加熱するとヒータが焼き付いて損傷するため、そのようなことはできなかったが、内部熱交換器を凝縮器として作用させて、その庫室を加温するヒートポンプ式の自動販売機では、それが可能になる。
【0033】
そして、圧縮機1を起動する際、圧縮機1に負担をかけないように、最初、圧縮機を低速(例えば、電源周波数50Hz)で起動し、定常速度より高い所定速度(例えば、電源周波数80Hz)まで徐々に加速していく(例えば、電源周波数を5Hz/5minずつ上げていく)。なお、圧縮機はインバータにより駆動され,電源周波数に応じた回転数で運転される。そのようにして圧縮機1を運転すると、冷却用庫室の庫内温度は徐々に低下していき、加温用庫室の庫内温度は徐々に上昇していく。
【0034】
すなわち、加温用庫室の庫内温度は、図6に実線で示すように、時点t0で圧縮機1を起動すると、常温TJから徐々に上昇していくが、ファン14が停止されたままであるので、温度上昇は非常に緩やかになり、その庫室の内部熱交換器の温度だけが上昇する。そして、その内部熱交換器の温度が所定の温度に達した時点t1でファン14を低速で起動する。その後、庫内温度がある程度上昇した時点t2で、ファン14の回転速度を増加させる。そして、庫内温度がさらに高くなった時点t3でファン14をフル運転させる。その結果、庫内温度は、段階的に上昇していき、時点t4で設定温度TSに達する。
【0035】
その時点t0から時点t4までの期間をプルアップ期間といい、その長さは、8〜12時間程度要する。ここで、上記庫内温度の上昇を、図6に点線で示す、ファンを最初から回転させた場合の上昇と比較すると、上昇速度が緩やかになっていることが分かる。その分、プルアップ期間の庫外温度との温度差が小さくなり、熱リークが小さくなる。その結果、エネルギー効率が良くなって、図6にΔtで示す時間だけ、プルアップ期間が短くなる。
【0036】
次に、フローチャートを使ってプルアップの制御手順について説明する。
図7は、本発明の自動販売機制御装置のプルアップ制御手順を示すフローチャートである。
ステップ1…圧縮機に負担をかけないように、圧縮機を低速(例えば、電源周波数50Hz)で起動し、定常速度より高い所定速度(例えば、電源周波数80Hz)まで徐々に加速していく(例えば、電源周波数を5Hz/5minずつ上げていく)。なお、圧縮機はインバータにより駆動され,電源周波数に応じた回転数で運転される。
【0037】
ステップ2…加温用庫室の内部熱交換器に設けられた温度センサから内部熱交換器温度TEVを取得する。
ステップ3…内部熱交換器温度TEVが所定の温度、例えば、70℃に達したか否かを判別する。
ステップ4…達したら、その庫室のファンを40%の回転速度で回転させる。なお、ファンは、DCモータで駆動され、回転速度を多段階で調整できるようにしている。
【0038】
ステップ5…10分が経過したか否かを判別する。
ステップ6…経過したら、その庫室に収納された次販商品の温度を、一定期間、例えば、5分間の平均温度T1として取得する。5分間平均温度T1としては、次販商品に近接して設けられた温度センサから、例えば、30秒毎に温度データを10回取得し、その平均をとる。
【0039】
ステップ7…その5分間平均温度T1と、前回の5分間平均温度T0との差をとり、その差が2℃を超えているか否かを判別する。なお、それが最初の5分間である場合は、前回の5分間平均温度T0として、起動時の温度センサ出力等、適当な値を用いる。その結果、差が2℃を超えていたら、40%運転のファンでまだ十分効いているとみて、ステップ5に戻す。
【0040】
ステップ8…ステップ7で差が2℃以下になっていたら、ファンを70%の回転速度に切り換えて、ファンの能力を上げる。
ステップ9…10分が経過したか否かを判別する。
ステップ10…経過したら、その庫室に収納された次販商品の温度を、一定期間、例えば、5分間の平均温度T1として取得する。
【0041】
ステップ11…その5分間平均温度T1と、前回の5分間平均温度T0との差をとり、その差が2℃を超えているか否かを判別する。その結果、差が2℃を超えていたら、70%運転のファンでまだ十分効いているとみて、ステップ9に戻す。
ステップ12…差が2℃以下になっていたら、ファンを100%の回転速度に切り換えて、ファンの能力をさらに上げる。
ステップ13…10分が経過したか否かを判別する。
【0042】
ステップ14…10分経過したら、温度センサから次販商品の温度TCを取得する。
ステップ15…次販商品の温度TCが設定温度、例えば、60℃に達したか否かを判別する。
【0043】
ステップ16…設定温度に達したら、庫内空気の対流による熱リークを防ぐため加温用庫室のファンを停止させる。なお、ファンを完全に停止させると内部熱交換器に近い次販商品はよいが、内部熱交換器から離れた商品の温度が低下する。そこで、ある程度の商品本数を温蔵する仕様の自動販売機では、ファンを低速(例えば、40%の速度)で運転し、ラックの中段あるいは上段まで温風を回すようにしてもよい。
【0044】
ステップ17…内部熱交換器に設けられた温度センサから内部熱交換器温度TEVを取得する。
ステップ18…内部熱交換器温度TEVが所定の温度、例えば、60℃まで低下したか否かを判別し、低下したら、圧縮機の運転速度を定常速度(例えば、電源周波数50Hz)まで低減させて、定常運転に入る。
【0045】
一方、冷却用庫室では、加温用庫室の次販商品の温度TCが設定温度に達した後、定常状態の運転に入る前に、フル運転していたファンの速度を低下させる。次に、プルアップ直後の冷却用庫室のファン制御について説明する。
【0046】
図8は、プルアップ直後の冷却用庫室のファン制御手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、庫室Aのファン制御を示しており、庫室Bにおいても同様な処理が行われる。
【0047】
ステップ1…二つの冷却用庫室A,Bの内部熱交換器に設けられた温度センサ18B,19Bから内部熱交換器温度TA,TBを取得し、庫室Aの内部熱交換器温度TAが庫室Bの内部熱交換器温度TBより大きいか否かを判別する。
ステップ2…庫室Aの内部熱交換器温度TAが大きかったら、庫室Aのファン12を70%運転に落とす。
【0048】
ステップ3…10分が経過したか否かを判別する。
ステップ4…経過したら、庫室Aの内部熱交換器温度を、一定期間、例えば、5分間の平均温度TA1として取得する。5分間平均温度TA1としては、内部熱交換器3に設けられた温度センサ18Bから、例えば、温度データを30秒毎に10回取得し、その平均をとる。
【0049】
ステップ5…前回の5分間平均温度TA0と、その5分間平均温度TA1との差をとり、その差が2℃を超えているか否かを判別する。なお、それが最初の5分間である場合は、前回の5分間平均温度TA0として、起動時の温度センサ出力等、適当な値を用いる。その結果、差が2℃を超えていたら、70%運転のファンでまだ十分効いているとみて、ステップ3に戻す。
ステップ6…差が2℃以下であったら、庫室Aのファン12を40%運転に落とす。
【0050】
ステップ7…10分が経過したか否かを判別する。
ステップ8…経過したら、庫室Aの内部熱交換器温度の5分間の平均温度TA1を取得する。
ステップ9…前回の5分間平均温度TA0と、その5分間平均温度TA1との差をとり、その差が2℃を超えているか否かを判別する。その結果、差が2℃を超えていたら、40%運転のファンでまだ十分効いているとみて、ステップ7に戻す。
【0051】
ステップ10…差が2℃以下であったら、庫室Aのファン12を停止させる。ステップ11…ステップ1で庫室Bの内部熱交換器温度TBでより大きくなかったら、庫室Bのファン13が停止したか否かを判別し、庫室Bのファン13が停止してから、ステップ2以下を実行する。
【0052】
定常状態の運転に入るに当たって、まず、外部熱交換器2の電磁弁15Aを開き、電磁弁15Bを閉じて、さらに、電動膨張弁6を全開にして、外部熱交換器2による凝縮を開始させる。それと同時に、圧縮機1の回転を落として、それ以上加温用庫室の庫内温度が上昇しないようにする。その後は、各部の温度センサの出力に基づいて庫内温度を所定の範囲内に維持させる。
【0053】
その際に、凝縮器側の温度データとしては、外部熱交換器2の温度と、内部熱交換器5の温度とがあり、本来は、両者が同じ温度になるはずであるが、熱交換器の容積の差,熱交換器周囲の温度の差,配管圧損の差等が原因となって、両者の温度に差が出る。そこで、商品の近くにある内部熱交換器5の温度を凝縮器側の温度データとして用いることとし、外部熱交換器2の温度は無視する。
【0054】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、次に記載するような効果を奏する。
すなわち、請求項1に記載の自動販売機制御装置は、ヒートポンプ式の自動販売機の起動後、加温用庫室の庫内温度が所定値に上昇するまで外部熱交換器の凝縮機能を停止させるとともに、加温用庫室の内部熱交換器の温度が所定値に上昇するまで、加温用庫室のファンを停止させるようにしたので、加温用庫室において、起動後、内部熱交換器の温度を早く設定温度まで上昇させることができ、また、温度上昇中に、まだ温度が低くなっている庫内空気との熱交換が少なくなって、内部熱交換器の温度が設定温度まで上昇するのがさらに早くなる。
【0056】
また、請求項2に記載の自動販売機制御装置は、起動後、加温用庫室の庫内温度が所定値に上昇するまで、冷却用庫室のファンをフル運転させるようにしたので、冷却用庫室の内部熱交換器における蒸発温度が高くなり、その結果、加温用庫室の内部熱交換器の凝縮温度を高めることができて、内部熱交換器の温度がさらに早く設定温度まで上昇するようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する自動販売機の冷媒回路図である。
【図2】本発明の自動販売機制御装置の制御ブロック図である。
【図3】CHC運転時の冷媒回路図である。
【図4】CHH運転時の冷媒回路図である。
【図5】CCC運転時の冷媒回路図である。
【図6】プルアップ時の庫内温度の変化図である。
【図7】本発明の自動販売機制御装置のプルアップ制御手順を示すフローチャートである。
【図8】プルアップ直後の冷却用庫室のファン制御手順を示すフローチャートである。
【図9】自動販売機の内部構造図である。
【符号の説明】
1…圧縮機
2…外部熱交換器
3〜5…内部熱交換器
6〜9…電動膨張弁
11〜14…ファン
15A〜17B…電磁弁
18A〜21…温度センサ
28…電気ヒータ
29…漏電遮断器
30…商品ラック
31…搬出シュート
32…断熱区画壁
33…外断熱壁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a vending machine control apparatus that performs cooling control of a vending machine that sells products such as canned beverages after cooling or heating.
[0002]
[Prior art]
FIG. 9 is an internal structure diagram of the vending machine. 9, 1 is a compressor, 2 is an external heat exchanger, 3 to 5 are internal heat exchangers, 11 to 14 are fans, 28 is an electric heater, 29 is a leakage breaker, 30 is a product rack, and 31 is a carry-out. A chute, 32 is a heat insulating partition wall, 33 is an outer heat insulating wall, 34 is a front door, and 35 is a commodity outlet.
[0003]
The interior surrounded by the outer
[0004]
In such a conventional vending machine, the exhaust heat generated in the refrigeration cycle for cooling the cooling chamber is released to the outside via the
[0005]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a vending machine employing a heat pump type cooling / heating device. The reference numerals correspond to those in FIG. 9, 6 to 9 are electric expansion valves, 10 is a gas-liquid separator, 15A to 17B are electromagnetic valves, 18A to 20B are the chamber temperatures of the chambers A to C, and
[0006]
The
[0007]
Control of the internal temperature after the internal temperature of each storage room reaches the set temperature is performed by changing the power supply frequency of the
[0008]
That is, if the internal temperature of the cooling chamber becomes higher than the set range or the internal temperature of the heating chamber becomes lower than the set range, the frequency of the inverter power supply is increased to increase the capacity of the
[0009]
In the vending machine adopting the heat pump type cooling / heating device proposed by the present applicant, the internal temperature of each storage room is made to fall within the set range.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a control method, although the heating chamber is improved as compared with the electric heater type, it takes time for the temperature of the internal heat exchanger to rise to the set temperature after startup. There was a problem that it took.
[0011]
The object of the present invention is to solve such problems, that is, to shorten the time during which the temperature of the internal heat exchanger rises to a set temperature as much as possible after startup in the heating chamber. is there.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the vending machine control device according to
[0014]
In addition, the vending machine control apparatus according to
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The refrigerant circuit shown in FIG. 1 is used. FIG. 2 is a control block diagram of the vending machine control apparatus of the present invention. The reference numerals correspond to those in FIG. The
[0016]
The
[0017]
In order to control the cooling and heating of each storage room, the
[0018]
Here, first, the operation of the refrigerant circuit will be described based on FIG. 1 and FIG. FIG. 1 shows a case where the storage rooms A and B are cooled and only the storage room C is heated. This operation mode is displayed as “CCH operation” in the sense that “C” of cooling Cool and “H” of heating hot are taken, the storage rooms A and B are cooled, and only the storage room C is heated. I will do it. In the vending machine of this embodiment, the capacity of each heat exchanger is 2 when the capacity of the
[0019]
The
[0020]
In this state, the refrigerant discharged from the
[0021]
Thus, in the thing of FIG. 1, the
[0022]
Next, the case where the storage rooms A and C are cooled and only the storage room B is heated, that is, the case of CHC operation will be described. FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram during CHC operation. The
[0023]
In this state, the refrigerant discharged from the
[0024]
Thus, in the thing of FIG. 3, the
[0025]
Next, the case where only the storage room A is cooled and the storage rooms B and C are heated, that is, the case of CHH operation will be described. FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram during CHH operation.
[0026]
In this state, the refrigerant discharged from the
[0027]
Thus, in the thing of FIG. 4, the
[0028]
Next, a case where the three chambers A, B, and C are cooled together, that is, a case of CCC operation will be described. FIG. 5 is a refrigerant circuit diagram during CCC operation. The
[0029]
In this state, the refrigerant discharged from the
[0030]
Thus, in the thing of FIG. 5, the
[0031]
Among the above operation modes, as in the example shown in FIGS. 1 and 3, the present invention allows the internal heat exchanger and external heat exchanger of any one of the storage rooms to act as a condenser, and This is applied when the storage room is heated and the remaining storage room is cooled. Then, after the start-up, until the inside temperature of the heating chamber reaches the set temperature, the
[0032]
After setting the refrigerant circuit in such a manner, the
[0033]
Then, when starting the
[0034]
That is, as shown by the solid line in FIG. 6, the internal temperature of the heating chamber is gradually increased from room temperature T J when the compressor 1 is started at time t 0 , but the
[0035]
The period from the time point t 0 to the time point t 4 is called a pull-up period, and its length takes about 8 to 12 hours. Here, when the rise in the internal temperature is shown by a dotted line in FIG. 6 and compared with the rise when the fan is rotated from the beginning, it can be seen that the rise speed is moderate. Accordingly, the temperature difference from the outside temperature during the pull-up period is reduced, and the heat leak is reduced. As a result, energy efficiency is improved, and the pull-up period is shortened by the time indicated by Δt in FIG.
[0036]
Next, a pull-up control procedure will be described using a flowchart.
FIG. 7 is a flowchart showing a pull-up control procedure of the vending machine control apparatus of the present invention.
[0037]
Step 2: The internal heat exchanger temperature TEV is acquired from a temperature sensor provided in the internal heat exchanger of the heating chamber.
[0038]
Step 5: It is determined whether or not 10 minutes have elapsed.
[0039]
Step 7: The difference between the 5-minute average temperature T 1 and the previous 5-minute average temperature T 0 is taken, and it is determined whether or not the difference exceeds 2 ° C. If this is the first 5 minutes, an appropriate value such as the temperature sensor output at the time of startup is used as the previous 5-minute average temperature T 0 . As a result, if the difference exceeds 2 ° C., it is considered that the fan is still sufficiently effective with the 40% operation fan, and the process returns to step 5.
[0040]
Step 8... If the difference is 2 ° C. or less in
Step 9: It is determined whether or not 10 minutes have passed.
[0041]
Step 11: The difference between the 5-minute average temperature T 1 and the previous 5-minute average temperature T 0 is taken, and it is determined whether or not the difference exceeds 2 ° C. As a result, if the difference exceeds 2 ° C., it is assumed that the fan is still sufficiently effective with the 70% operation fan, and the process returns to step 9.
Step 12: If the difference is 2 ° C. or less, switch the fan to 100% rotation speed to further increase the fan capacity.
Step 13: It is determined whether or not 10 minutes have elapsed.
[0042]
Step 14: When 10 minutes have elapsed, the temperature T C of the next sale product is acquired from the temperature sensor.
Step 15: It is determined whether or not the temperature T C of the next sale product has reached a set temperature, for example, 60 ° C.
[0043]
Step 16: When the set temperature is reached, the heating chamber fan is stopped to prevent heat leakage due to convection of the internal air. If the fan is completely stopped, the next sale product close to the internal heat exchanger is good, but the temperature of the product away from the internal heat exchanger decreases. Therefore, in a vending machine having a specification for storing a certain number of products, the fan may be operated at a low speed (for example, a speed of 40%) and the hot air may be turned to the middle or upper stage of the rack.
[0044]
Step 17: An internal heat exchanger temperature TEV is acquired from a temperature sensor provided in the internal heat exchanger.
Step 18: It is determined whether or not the internal heat exchanger temperature T EV has decreased to a predetermined temperature, for example, 60 ° C., and if it has decreased, the operating speed of the compressor is reduced to a steady speed (for example, power supply frequency 50 Hz). Then, steady operation is started.
[0045]
On the other hand, in the cooling chamber, after the temperature T C of the next sale product in the heating chamber reaches the set temperature, the speed of the fan that has been operating at full speed is reduced before entering the steady state operation. Next, the fan control of the cooling chamber immediately after the pull-up will be described.
[0046]
FIG. 8 is a flowchart showing a fan control procedure of the cooling chamber immediately after the pull-up. This flowchart shows the fan control of the storage room A, and the same process is performed in the storage room B.
[0047]
[0048]
[0049]
Step 5: The difference between the previous 5-minute average temperature T A0 and the 5-minute average temperature T A1 is taken, and it is determined whether or not the difference exceeds 2 ° C. If this is the first 5 minutes, an appropriate value such as the temperature sensor output at the time of start-up is used as the previous 5-minute average temperature TA0 . As a result, if the difference exceeds 2 ° C., it is assumed that the 70% operation fan is still effective, and the process returns to step 3.
Step 6: If the difference is 2 ° C. or less, the
[0050]
Step 7: It is determined whether or not 10 minutes have passed.
Step 8... After that, the average temperature T A1 for 5 minutes of the internal heat exchanger temperature of the chamber A is acquired.
Step 9: The difference between the previous 5-minute average temperature T A0 and the 5-minute average temperature T A1 is taken, and it is determined whether or not the difference exceeds 2 ° C. As a result, if the difference exceeds 2 ° C., it is considered that the fan is still sufficiently effective with the 40% operation fan, and the process returns to step 7.
[0051]
Step 10: If the difference is 2 ° C. or less, the
[0052]
In entering the steady state operation, first, the
[0053]
At that time, the temperature data on the condenser side includes the temperature of the
[0054]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
That is, the vending machine control device according to
[0056]
In addition, since the vending machine control device according to
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of a vending machine to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a control block diagram of the vending machine control device of the present invention.
FIG. 3 is a refrigerant circuit diagram during CHC operation.
FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram during CHH operation.
FIG. 5 is a refrigerant circuit diagram during CCC operation.
FIG. 6 is a change diagram of the internal temperature at the time of pull-up.
FIG. 7 is a flowchart showing a pull-up control procedure of the vending machine control device of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart showing a fan control procedure for a cooling cabinet immediately after pull-up.
FIG. 9 is an internal structure diagram of the vending machine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
起動後、加温用庫室の庫内温度が所定値に上昇するまで外部熱交換器の凝縮機能を停止させるとともに、加温用庫室の内部熱交換器の温度が所定値に上昇するまで、加温用庫室のファンを停止させることを特徴とする自動販売機制御装置。It has a plurality of compartments partitioned by heat insulating walls, and each compartment is provided with an internal heat exchanger and a fan with an electric expansion valve, and the electric expansion valve and the internal heat exchanger are A compressor and an external heat exchanger provided outside are connected to each other, and by switching the flow direction of the refrigerant with a solenoid valve, each of the internal heat exchangers acts as an evaporator to cool the inside of the warehouse, or a condenser A vending machine control device for controlling a vending machine that can act as a warmer in the storage room,
After activation, the condensation function of the external heat exchanger is stopped until the internal temperature of the heating chamber increases to a predetermined value, and the temperature of the internal heat exchanger of the heating chamber increases to a predetermined value. The vending machine control device characterized by stopping the fan of the heating chamber .
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