JP4557010B2 - 自動販売機 - Google Patents
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Description
しかしながら、この自動販売機は、庫内側の熱交換器を冷却時には蒸発器として使用し、加温時には凝縮器として使用するため、自動販売機の冷却加熱の運転モードによって、冷媒の流し方を変更させる必要がある結果、冷凍回路の配管が複雑になりコスト高を招来するという問題がある。
また、CO2冷媒を使用して、製造コストを低減させるために1つの商品収納庫に冷却用熱交換器と加熱用熱交換器を2つの配管回路を設けて冷媒回路を構成することが知られている(例えば、特許文献2参照)。
1)加熱運転の休止中に閉鎖している電磁弁から冷媒が漏洩すると漏洩冷媒は加熱熱交換器に流入する。このとき、商品収納庫は冷却雰囲気にあるので、加熱熱交換器に流入した漏洩冷媒は凝縮して液となるので、循環している冷媒量が減少し、冷却加熱能力が低下する。
2)特に3室運転で2室を加熱する運転モードを変更するとき、商品収納庫内の加熱熱交換器で熱交換能力が不足するので、冷媒温度が十分に下がらない。その結果、冷却能力が不足し、消費電力が増加する。
3)冷却と加熱の運転モードを変えると、冷却側と加熱側の使用する熱交換器の割合が変わるため、運転モードで適正な冷媒量が異なる。このため、各運転モードで最適化ができないので、全体としての消費電力が増加する。
本発明は、上記実情に鑑みて、1)の課題を解決して、効率的にヒートポンプ運転を行い、消費電力の少ない自動販売機を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、1)の課題を解決するとともに、2)、3)の課題を解決して、さらに効率的にヒートポンプ運転を行い、消費電力の少ない自動販売機を提供することを目的とする。
また、本発明の請求項2に係る自動販売機は、請求項1において、前記減圧管路は、前記加熱熱交換器の入口側と前記膨張手段出口側とを第2の電磁弁を介して接続したバイパス管路であることを特徴とする。
また、本発明の請求項3に係る自動販売機は、請求項1において、前記減圧管路は、第3の電磁弁を介して前記加熱熱交換器出口側管路と前記膨張手段出口側との間に接続したバイパス管路であることを特徴とする。
また、本発明の請求項5に係る自動販売機は、請求項4において、前記庫外熱交換器は、前記凝縮器と一体の構造であることを特徴とする。
また、本発明の請求項6に係る自動販売機は、請求項5において、前記庫外熱交換器は、前記凝縮器より風上側に配置したことを特徴とする。
また、本発明の請求項7に係る自動販売機は、請求項4において、凝縮器と庫外熱交換器の下流側に第4または/かつ第5の電磁弁と、当該電磁弁の開閉を制御する制御手段を有し、当該制御手段は、前記第4または/かつ第5の電磁弁の開閉により冷媒循環量を制御することを特徴とする。
また、本発明の請求項8に係る自動販売機は、請求項7において、前記第2の膨張手段が電子膨張弁であって、前記制御手段は、加熱冷却同時運転の始動時、または、冷却単独運転から加熱冷却同時運転への切換時、または、加熱冷却同時運転中の一定時間運転後に、前記電子膨張弁を所定の開度に設定をし、前記加熱熱交換器の入口側の第1の電磁弁を開けて、その後、凝縮器入口の電磁弁を閉成するようにして冷媒循環量を制御することを特徴とする。
また、本発明の請求項10に係る自動販売機は、請求項7において、前記加熱熱交換器の凝縮温度を検出する凝縮温検出手段を設け、前記制御手段は、前記凝縮温検出手段が検知した凝縮温度により、前記第4または/かつ第5の電磁弁の開閉により冷媒循環量を制御することを特徴とする。
また、本発明の請求項11に係る自動販売機は、請求項10において、前記制御手段は、前記凝縮温検出手段が検知した凝縮温度が所定の温度により高い場合には、前記第4の電磁弁の閉成し、前回の操作時間以下の時間で前記凝縮器入口側の電磁弁を開成することにより冷媒循環量を制御することを特徴とする。
また、本発明の請求項12に係る自動販売機は、請求項10において、前記制御手段は、前記凝縮温検出手段が検知した凝縮温度が所定の温度により低い場合には、前記第4の電磁弁を所定時間の開成することにより冷媒循環量を制御することを特徴とする。
本発明に係る請求項4の自動販売機は、請求項1において、商品収納庫の外に庫外熱交換器を設け、前記減圧管路は、前記庫外熱交換器を介して前記加熱熱交換器出口側管路と前記膨張手段出口側との間に接続した管路である構成であるので、上記の効果の他に、庫外熱交換器が冷凍サイクルの加熱放熱量を補間する結果、冷却能力が低下することを抑制する。
本発明に係る請求項7の自動販売機は、請求項4において、凝縮器と庫外熱交換器の下流側に第4または/かつ第5の電磁弁と、当該電磁弁の開閉を制御する制御手段を有し、当該制御手段は、前記第4または/かつ第5の電磁弁の開閉により冷媒循環量を制御することにより、各運転モードにおいて、冷媒の循環量を適正に調整することが出来るので、高効率で冷却・加熱運転をすることができる。
本発明に係る請求項8−9の自動販売機は、請求項7において、前記第2の膨張手段が電子膨張弁であって、前記制御手段は、加熱冷却同時運転の始動時、または、冷却単独運転から加熱冷却同時運転への切換時、または、加熱冷却同時運転中の一定時間運転後に、前記電子膨張弁を所定の開度に設定をし、前記加熱熱交換器の入口側の第1の電磁弁を開けて、その後、凝縮器入口の電磁弁を閉成するようにして冷媒循環量を制御する、また、前記第2の膨張手段が電子膨張弁であって、前記制御手段は、冷却単独運転の開始時、または、加熱冷却同時運転中から冷却単独運転への切換時、または、冷却単独運転中の一定時間運転後に、前記凝縮器入口側の電磁弁を開成し、その後、前記加熱熱交換器の入口側の第1の電磁弁を閉成し、第4の電磁弁を閉成し、前記電子膨張弁を全開にして冷媒循環量を制御する。このことにより、冷却単独運転中に凝縮器62、蒸発器65a、65b、65cに貯留されていた冷媒を加熱熱交換器66b、66c側に供給し、または、冷却単独運転中に寝込み回収漏れになった冷媒を回収するとともに、冷却単独運転に必要な冷媒循環量を確保するので、冷却加熱同時運転、冷却単独運転など各運転モードで適正な冷媒循環量が得られ、冷却・加熱運転を高効率で行うことができる。
本発明に係る請求項11−12の自動販売機は、請求項10において、制御手段は、凝縮温検出手段が検知した凝縮温度が所定の温度により高い場合には、第4の電磁弁を閉成し、前回の操作時間以下の時間で凝縮器の入口側の電磁弁68を開成することにより冷媒循環量を制御し、また、凝縮温検出手段が検知した凝縮温度が所定の温度により低い場合には、第4の電磁弁を所定時間の閉成することにより冷媒循環量を微量増加させて制御する。このことにより、運転モード切替後においても、冷媒循環量を微調整して、冷却・加熱運転を高効率で行うことができる。
(実施例1)
まず、本発明の実施例1に係る自動販売機について説明する。なお、図1は本発明の実施例1に係る自動販売機を示す斜視図、図2は、図1に示した自動販売機の断面図であり、図3は、本発明の実施例1に係る冷媒回路図である。図4は制御装置のブロック図を示し、図5は、図3の冷媒回路図における冷媒の流れを示し、(a)は運転モードCCCの冷媒の流れを示す回路図であり、(b)は運転モードCCHの冷媒の流れを示す回路図であり、(c)は運転モードCHHの冷媒の流れを示す回路図である。
これら図において、自動販売機は、前面が開口した直方状の断熱体として形成された本体キャビネット10と、その前面に設けられた外扉20および内扉30と、本体キャビネット10の内部を上下2段に底板11にて区画形成し、上部を例えば2つの断熱仕切板40wによって仕切られた3つの独立した商品収納庫40a、40b、40cと、下部に商品収納庫40a、40b、40cを冷却もしくは加熱する冷却/加熱ユニット60を収納する機械室50と、外扉20の内側に配設され、商品収納庫40a、40b、40c内の温度センサTにより自動販売機の冷却、加熱運転などを制御する制御手段90と、を有して構成されている。
内扉30は、商品収納庫40a、40b、40cの前面を開閉し、内部の商品を保温するものであり、上下2段に分割され内部に断熱体を有する箱型形状の構造体である。上側の内扉30aは、一端を外扉20に枢軸し、他端を外扉20に係着して、外扉20の開放と同時に上側の内扉30aを開放させて、商品の補充を容易にするものである。下側の内扉30bは、一端を本体キャビネット10に枢軸し、他端を本体キャビネット10に不図示の掛金にて掛着して、外扉20を開放したときには、閉止した状態であり、商品収納庫40a、40b、40c内の冷気もしくは暖気が流出することを防ぎ、メンテナンス時など必要に応じて開放できるものである。
商品収納庫40a、40、40は、缶入り飲料やペットボトル入り飲料等の商品を所望の温度に維持した状態で収容するためのものであり、その収納庫の容量は商品収納庫40a、40c、40bの順番に大きな態様で配分されている。本実施例は、商品収納庫40aを冷却専用とし、商品収納庫40c、40bを冷却加熱兼用としている。その商品収納庫40a、40b、40cには、それぞれ、商品を上下方向に沿って並ぶ態様で収納し、販売信号により1個ずつ商品を排出するための商品搬出機構を備えた商品収納ラックR、排出された商品Sを内扉30bに取設された搬出扉31を介して外扉の販売口21へ搬出する商品搬出シュート42を有している。
凝縮器62の後部にはファン62fが取設され、ファン62fは機械室50の前面開口部より空気を吸入し、凝縮器62による凝縮熱を吸入するとともに、圧縮機61の排熱を吸収して、機械室50の背面開口部へ排気するためのものである。
蒸発器65a、65b、65cは、商品収納庫40a、40b、40cを冷却するためのものであり、各商品収納庫の下部に取設されている。また、加熱熱交換器66b、66cは、蒸発器65b、65cの前に取設され、商品収納庫40b、40cを加熱するためのものである。蒸発器65a、65b、65c、加熱熱交換器66b、66cは、各商品収納庫40a、40b、40cにおいて、風胴67で囲繞され、その前方にファン65fが取設され、後方にはダクト67dが取設されている。商品収納庫内の冷却/加熱は、蒸発器65a、65b、65c、加熱熱交換器66b、66cにより冷却もしくは加熱された空気を商品収納庫内の商品Sに送風し、ダクト67dより回収することで行われる。
一方、圧縮機61から出た配管は第1の電磁弁68b、68cを介して加熱熱交換器66b、66cに接続され、加熱熱交換器66b、66cを出た配管は、逆止弁71、71を介して集合し、電磁弁68に接続されている。また、電磁弁68から出た配管は、電磁弁74を介して凝縮器62と並列となるバイパス管70に接続されている。
また、第1の電磁弁68b、68cと加熱熱交換器66b、66cとを接続する配管からバイパス管75b、75cが接続され、第2の電磁弁73b、73cを介して集合し、第2の膨張弁72(第2の膨張手段)を介して膨張弁63と分流器64との間の配管に接続されている。なお、このバイパス管75b,75cと、第2の電磁弁73b、73cおよび、第2の膨張弁72(第2の膨張手段)からなるバイパス管路が減圧管路を構成している。
制御手段90は、商品収納庫40a、40b、40cの運転モードにより冷却もしくは加熱を制御するものであり、内部にCPU、メモリを有し、運転モード設定SW91の設定により冷媒回路の電磁弁開閉の制御を行う。
かかる構成で運転モードを商品収納庫40a、40b、40cがすべて冷却するモード(以下、CCCモードという)に設定すると、制御手段90は、電磁弁68、69、70a、70b、70c、73b、73cを開成し、電磁弁68b、68c、74を閉成する。図5(a)で示すように圧縮機61で圧縮された高温冷媒は、凝縮器62に凝縮され液冷媒となり、膨張弁63で膨張して低温の気液2相流となり、分流器64で3方に分流され蒸発器65a、65b、65cで蒸発し、商品収納庫40a、40b、40cが冷却される。気体となった冷媒は、圧縮機61に戻り冷凍サイクルが適温となるまで運転される。
一方、第1の電磁弁68b、68cは閉成されているけれども、圧縮機61の吐出圧により若干の高温の冷媒は漏洩する場合がある。この漏洩冷媒は、第1の電磁弁68b、68cからバイパス回路75b、75cより第2の電磁弁73b、73cを介して、膨張弁72に流入する。流入した漏洩冷媒は、膨張弁72の出口側の圧力が低いので、第2の膨張弁72により膨張され、分流器64より蒸発器65a、65b、65c流入して蒸発し低温の気体冷媒となる。このように、漏洩冷媒は、加熱熱交換器66b、66cに滞留することなく、循環する冷媒として回収されるので、回路の冷媒循環量が低減することなく、冷却能力が高効率で維持される。
ところで、閉成された第1の電磁弁68bから漏洩する冷媒は、前述のようにバイパス回路75bより第2の電磁弁73bを介して、第2の膨張弁72に流入し、膨張されたのち蒸発器65a、65bに流入して蒸発して回収されるので、回路の冷媒循環量が低減することなく、冷却能力が高効率で維持される。
次に、運転モードを商品収納庫40a、40b、40cが冷却、加熱、加熱するモード(以下、CHHモードという)に設定すると、制御手段90は、電磁弁68b、68c、70a、74を開成し、電磁弁68、69、70b、70c、73b、73cを閉成する。図5(c)で示すように圧縮機61で圧縮された高温冷媒は、第1の電磁弁68b、68cを介して加熱熱交換器66b、66cに流入して凝縮され、商品収納庫40b、40cを加熱する。凝縮された液冷媒は、電磁弁74、バイパス回路70を経由して膨張弁63で膨張して低温の気液2相流となり、分流器64より蒸発器65aで蒸発し、商品収納庫40aが冷却される。
(実施例2)
本発明の実施例2に係る自動販売機について図6を用いて説明する。図6は、本発明の実施例2に係る冷媒回路図であり、運転モードCCC時の冷媒の流れを示す。実施例1と相違する点は、バイパス管75b、75c、第2の電磁弁73b、73cの代わりに加熱熱交換器66b、66cの出口を結合した配管からバイパス管75を、第3の電磁弁73と第3の膨張弁(膨張手段)72を介して分配器64の入口部と接続したことである。また、電磁弁68とバイパス管75入口との間に電磁弁79を設けている。その他の構成は、実施例1と実質的に同一であるので、その説明を省略する。なお、バイパス管75、第3の電磁弁73および第3の膨張弁(膨張手段)72からなるバイパス管路が減圧管路を構成している。
かかる構成において、CCCの運転モードで運転をするときには、制御手段90は、電磁弁68、69、70a、70b、70c、73を開成し、電磁弁68b、68c、74、79を閉成する。このとき、電磁弁68b、68cより漏洩する冷媒は、加熱熱交換器66b、66cを経由してバイパス回路75より、第3の電磁弁73、第3の膨張弁72を経由して膨張して分流器64に流れ込むので、回路の冷媒循環量が低減し、冷却能力が低下することがない。
本発明の実施例3に係る自動販売機について説明する。なお、図7は、本発明の実施例3に係る冷媒回路図を示し、図8は、図7の冷媒回路図における冷媒の流れを示し、(a)は運転モードCCCの冷媒の流れを示す回路図であり、(b)は運転モードCCHの冷媒の流れを示す回路図であり、(c)は運転モードCHHの冷媒の流れを示す回路図である。
実施例1と相違する点は、バイパス管75b、75c、第2の電磁弁73b、73cの代わりに加熱熱交換器66b、66cの出口を結合した配管から、商品収納庫の外に設けた庫外熱交換器76を介して冷媒配管77aを接続し、さらに、第3の膨張弁72aを介して分配器64の入口部に冷媒配管77bを接続したことである。また、圧縮機61に入口側配管に冷媒の気液を分離するアキュムレータ78を設けている。その他の構成は、実施例1と実質的に同一であるので、その説明を省略する。なお、加熱熱交換器66b、66cの出口に接続した庫外熱交換器76および第3の膨張弁72aからなるバイパス管路が減圧管路を構成している。
かかる構成で運転モードをCCCモードに設定すると、制御手段90は、電磁弁68、70a、70b、70cを開成し、電磁弁68b、68cを閉成する。図8(a)で示すように圧縮機61で圧縮された高温冷媒は、凝縮器62に凝縮され液冷媒となり、膨張弁63で膨張して低温の気液2相流となり、分流器64で3方に分流され蒸発器65a、65b、65cで蒸発し、商品収納庫40a、40b、40cが冷却される。気体となった冷媒は、アキュムレータ78を介して圧縮機61に戻り冷凍サイクルが適温となるまで運転される。
次に、運転モードをCCHモードに設定すると、制御手段90は、電磁弁68c、70a、70bを開成し、電磁弁68、68b、70cを閉成する。図8(b)で示すように圧縮機61で圧縮された高温冷媒は、加熱熱交換器66cに流入して凝縮され、商品収納庫40cを加熱する。加熱熱交換器66cで凝縮され高温冷媒は、さらに庫外熱交換器76で凝縮され、冷媒配管77aを経由して第3の膨張弁72aで膨張される。第3の膨張弁72aで膨張された冷媒は、低温の気液2相流となり、分流器64で分流され蒸発器65a、65bで蒸発し、商品収納庫40a、40bが冷却される。蒸発器65a、65bで気体となった冷媒は、圧縮機61に戻り冷凍サイクルが適温となるまで運転される。
ところで、閉成された第1の電磁弁68bから漏洩する冷媒は、前述のように加熱熱交換器66bを経由して、庫外熱交換器76に入り凝縮され、第3の膨張弁72aで膨張され、蒸発器65a、65b流入して蒸発して回収されるので、回路の冷媒循環量が低減することなく、冷却能力が高効率で維持される。
次に、運転モードをCHHモードに設定すると、制御手段90は、電磁弁68b、68c、70aを開成し、電磁弁68、70b、70cを閉成する。図8(c)で示すように圧縮機61で圧縮された高温冷媒は、加熱熱交換器66b、66cに流入して凝縮され、商品収納庫40b、40cを加熱する。加熱熱交換器66b、66cで凝縮され高温冷媒は、さらに庫外熱交換器76で凝縮され、冷媒配管77aを経由して第3の膨張弁72aで膨張される。第3の膨張弁72aで膨張された冷媒は、低温の気液2相流となり、分流器64を経由して蒸発器65aで蒸発し、商品収納庫40aが冷却される。蒸発器65aで気体となった冷媒は、圧縮機61に戻り冷凍サイクルが適温となるまで運転される。
なお、CHHモードの場合には、第1の電磁弁68b、68cが常に開成しているので、漏洩により冷却加熱性能が低下をするという問題はない。
また、冷凍サイクルにおいて、凝縮する熱交換器は、加熱熱交換器66b、66cと庫外熱交換器76であり、蒸発する熱交換器は、蒸発器65aとなるので、凝縮する熱交換器の容量が十分に大きい状態で運転される結果、冷却能力が低下することを抑制する。
(実施例4)
本発明の実施例4に係る自動販売機について説明する。なお、図9は、本発明の実施例4に係る冷媒回路図を示し、図10は凝縮器の配管構成を示す模式図であり、(a)は平面図、(b)は正面図である。
凝縮器82は、それぞれ独立した2個の配管として、図10(a)の白抜き矢印でファン62fの風の流れを示すように風上側に1段で、図10(b)に示すように上部位置に3ピッチの庫外熱交換配管82bおよびその配管以外の配管である凝縮配管82aとを有し、これらの配管を共通の放熱フィン82cと熱結合して構成されている。したがって、風上側に配設された庫外熱交換配管82bは凝縮配管82aよりも効率よく熱交換されることになる。また、図8の運転モードに示すように冷却同時運転であるCCCモードと冷却加熱同時運転(ヒートポンプ運転ともいう)であるCCHモード、CHHモードなどでは、凝縮器62と庫外熱交換器76には同時に冷媒が流れることはない。よって、凝縮器82は、庫外熱交換配管82b、および凝縮配管82aに共通の放熱フィン82cを有しているので、放熱フィン82cの面積に対応して冷媒の放熱効率が向上することになる。
かかる構成で、自販機の運転を行うと、凝縮器82は、冷却単独運転時に凝縮配管82aに冷媒が流れる場合にも、冷却加熱同時運転時に庫外熱交換配管82bに冷媒が流れる場合にも、それぞれ共通の放熱フィン82cにより凝縮熱は放熱をされるので、凝縮器62と庫外熱交換器76を別個に設けた場合を比較して効率よく熱交換される。
また、庫外熱交換配管82bが凝縮器82の風上側に配設されているので、凝縮配管82aの後流の影響を受けることがないので、冷却・加熱運転の性能が向上する。
(実施例5)
本発明の実施例5に係る自動販売機について説明する。なお、図11は、本発明の実施例5に係る冷媒回路図を示し、図12は、図11の冷媒回路図における冷媒の流れを示し、(a)は冷媒の循環量を調整するときの冷媒の流れを示す回路図であり、(b)は別の冷媒の循環量を調整するときの冷媒の流れを示す回路図である。
ここでは、運転モードに適した冷媒循環量の調整について説明をする。運転モードにおいて、CCCモード、CCHモード、CHHモードの順に冷媒循環量を少なくすることが高効率で冷却/加熱運転をすることになる。冷媒循環量を少なくするには、使用をしていない熱交換器に冷媒を滞留させれば良い。
CCCモードで運転をして、CCHモードに運転を切り替えるときに、図12(a)で示すように冷媒回路の電磁弁を設定して冷媒循環量を少なくする。具体的には、制御手段90は、電磁弁68c、70a、70b、80、81を開成し、電磁弁68、68b、70cを閉成する。圧縮機61で圧縮された冷媒は、加熱熱交換器66c、庫外熱交換器76で凝縮され、第3の膨張弁72aで膨張され、蒸発器65a、65bで蒸発し圧縮機61に戻る冷凍サイクルで循環をする。一方、CCCモードで運転中に凝縮器62に滞留していた冷媒は、第3の膨張弁72aによる低圧で吸引されて膨張弁63を介して蒸発器65a、65bに流入するので、適正な滞留量になったところで、第4の電磁弁80を閉成することにより冷媒循環量を少なくすることが出来る。
なお、CCHモードからCCCモードに運転を切り替えて、冷媒循環量を増加させる場合には、単にしてCCCモード運転における電子弁の設定で良い。また、CHHモードへの変更も同様である。
上述のように第4、5の電磁弁80、81の開閉を制御することにより、各運転モードにおいて、冷媒の循環量を適正に調整することが出来る結果、高効率で冷却/加熱運転をすることができる。
(実施例6)
本発明の実施例6に係る自動販売機について図13〜17を参照して説明する。図13は、本発明の実施例6に係る冷媒回路図を示し、図14は、図13の制御ブロック図を示す。図15は、本発明の実施例6に係る自動販売機の冷媒循環量を調整する制御を示すフローチャートであり、図16は、各運転条件における電磁弁、電子膨張弁の動作図である。図17は、図15のステップ時における冷媒の流れを示す回路図で、(a)は冷媒を加熱熱交換器に供給する時の回路図、(b)は凝縮器に冷媒を回収する時の回路図を示す。
本発明の実施例6は、各運転モードにおいて、冷却加熱同時運転を開始する場合、1または2の室の庫内温度が所定の設定温度に達して冷却単独の運転となった場合、またはその逆で冷却単独の運転から冷却加熱同時運転となった場合、運転時間が累積で一定時間を経過したときなど、運転中もしくは停止中に加熱熱交換器65b、65c内に寝込んだ冷媒を循環回路に戻し、冷媒循環量を適正に調整するため運転制御に関するものである。
この制御が行われるイベントは、図16の動作図に示されている。図16の第1列は番号(No.)、第2列は運転モード、第3列はイベント、第4列は制御パターン、第5列以降は電磁弁68、68c、68b、70a、70b、70c、80、電子膨張弁79の動作を示している。図16中、「○」は電磁弁の開成、「×」は閉成を示す。「☆1」は、電磁弁80を閉成後数十秒から数分後に開成することを示し、「☆2」は、電子膨張弁79を所定の開度から数十秒から数分後に全開することを示し、「★」は、電子膨張弁79を庫内温度に応じた所定開度とすることを示す。また、「☆1」、「☆2」「★」のあるモードは、所定時間毎にその開閉動作を行う。そして、イベントによる制御は、全室冷却運転モード(CCCモード)の場合には、運転開始時(図16中No1)、冷却・加熱運転モード(CCHモード、CHCモード、CHHモード)の場合には、運転開始時(図16中No3、7、11)、冷却加熱同時運転から冷却単独運転(加熱室が適温になり冷却室のみ運転)になった時(図16中No4、8、12)、または、その逆に冷却単独運転から冷却加熱同時運転なった時(図16中No6、10、14)に行われ、運転時間が累積で一定時間(たとえば2時間)を経過した時にも行われる。運転を停止するときは、すべての電磁弁68、68c、68b、70a、70b、70c、80、電子膨張弁79が閉成される。制御パターンは、加熱熱交換器66b、66cに冷媒を供給する場合を1で示し、凝縮器62に冷媒を回収する場合を2で示し、運転を停止する場合を0で示している。
例として、CCHモードのときで冷却単独運転から冷却加熱同時運転なった(図16中No6)の場合を説明する。まず始めに庫内温度センサTa、Tb、Tcより庫内温度を読み(S11)、各室の冷却、加熱の運転状態を判断する(S12)。冷却加熱同時運転中または冷却加熱同時運転に切替時であれば(S13/Yes)、次のステップで圧縮機61が運転開始時、または冷却単独運転から冷却加熱同時運転に切り替わる時、または運転時間が累積で一定時間を経過した時であるかを判定する(S14)。この条件でなければ(S14/No)、最初のステップS11に戻り、この条件であれば(S14/Yes)、以下の冷媒調整を行う。まず、庫外熱交換器76の出口側の電子膨張弁79を所定の開度に設定する(S15)。次に加熱熱交換器66cの入口側の第1の電磁弁68cが開成され(S17)、一定時間経過後(S18)、凝縮器62の入口側の電磁弁68が閉成される(S19)。この時、図17(a)に示すように冷媒が凝縮器62および、蒸発器65a、65b、65cから圧縮機61により第1の電磁弁68cを介して加熱熱交換器66cおよび庫外熱交換器76に供給される。しかる後に、第4の電磁弁80を閉成し通常運転を行う(S21)。このように、冷却単独運転中に凝縮器62および、蒸発器65a、65b、65cに貯留されていた冷媒を加熱熱交換器66c側に供給するので、適正な冷媒循環量が得られ、冷却・加熱運転を高効率で行うことができる。
次に、CCHモードのときで冷却加熱同時運転から冷却単独運転に切り替わる時(図16中No.4)を例として説明する。図15のフローチャートでステップS11〜13に進み、ステップS13ではこの場合Noの分岐となるので、ステップS33に進む。このステップでは圧縮機61が運転開始時、または冷却加熱同時運転から冷却単独運転に切り替わる時、または運転時間が累積で一定時間を経過した時であるかを判定する(S34)。この条件でなければ(S34/No)、最初のステップ(S11)に戻り、この条件であれば(S34/Yes)、以下の冷媒調整を行う。説明例の場合は、冷却加熱同時運転から冷却単独運転に切替わるので(S34/Yes)、まず、凝縮器62の入口側の第1の電磁弁68が開成され(S35)、一定時間経過後(S36)、加熱熱交換器66cの入口側の電磁弁68cが閉成され(S37)、そして一定時間経過後(S38)、凝縮器62の出口側の第4の電磁弁80を閉成する(S39)。一定時間経過後(S40)、庫外熱交換器76の出口側の電子膨張弁79を全開にする(S41)。このことにより、図17(b)に示すように凝縮器62の出口側が遮断され、加熱熱交換器66b、66cおよび、庫外熱交換器76に貯留されている冷媒が凝縮器62に回収される。回収後、電子膨張弁79の開度を所定の位置に戻し、通常の冷却運転を行う(S42)。このように、冷却単独運転中に第1の電磁弁68bから漏れた冷媒が加熱熱交換器66b内で寝込み電子膨張弁79を介して回収できない分も含めて、加熱熱交換器66cおよび、庫外熱交換器76に貯留されていた冷媒を凝縮器62に供給するので、適正な冷媒循環量が得られ、冷却運転が高効率で行うことができる。
(実施例7)
本発明の実施例7に係る自動販売機について図18〜20を参照して説明する。図18は、本発明の実施例7に係る冷媒回路図を示し、図19は、制御ブロック図を示す。図20は運転モード切替時における冷媒循環量を調整するフローチャートである。
実施例7は、凝縮温度により冷媒循環量を制御するものであり、実施例5と相違する点は、加熱熱交換器66c、66bの出口側に凝縮温度を検知する第1の温度センサ84を設け、凝縮器62の出口側に凝縮温度を検知する第2の温度センサ85を設けたことである。また、図11では図示を省略した、凝縮器62と庫外熱交換器76用のファン62f、および、庫内温度センサTa、Tb、Tcを図示している。また、図19に示すように制御手段90bには、第1の温度センサ84および第2の温度センサ85が接続されている。また、運転モードの動作も実施例5と実質的に同一であるので、その説明を省略する。
まず、加熱熱交換器66b、66c側の第1の電磁弁68b、68cを開成し、電磁弁68を閉成し(S51)、庫内温度センサTa、Tb、Tc、第1の温度センサ84および第2の温度センサ85より温度データを読み込む(S52)。制御手段90bは、温度データにより電子膨張弁72a、ファン62fを調整する(S53)。第1の温度センサ84で検知した凝縮温度が異常判定値(たとえば、80℃)以上であれば(S54/Yes)、凝縮器62の出口側の第4の電磁弁80を閉成し(S55)、一定時間(たとえば1分間)後に電磁弁68を所定時間(たとえば2分間)開成をする(S56)。この操作により加熱熱交換器66b、66cを循環している冷媒が凝縮器62に回収され、冷媒循環量が低減する。そして、庫内温度センサTa.Tb、Tcの検知した温度が目標値(たとえば冷却なら−2〜8℃、加熱なら50〜65℃)を満足していれば(S57/Yes)、圧縮機61の運転を停止する(S58)。また、庫内温度センサTa.Tb、Tcの検知した温度が目標値を満足していなければ(S57/No)、電子膨張弁72a、ファン62fを調整するステップS53に戻る。また、ステップS54にて凝縮温度が異常判定値以下であれば(S54/No)、庫内温度センサTa.Tb、Tcの検知した温度が目標値を満足する(S57)まで電子膨張弁72a、ファン62fの調整、および凝縮器62内に滞留している冷媒の調整を行う。
(実施例8)
本発明の実施例8に係る自動販売機は、冷却加熱同時運転(ヒートポンプ運転)後に、冷媒の循環量を凝縮温度により微調整する制御に関するものであり、図21のフローチャートを参照して説明する。なお、図21は運転中における冷媒循環量を微調整するフローチャートであり、また、冷媒回路図、制御ブロック図は、実施例7と実質的に同一であるので、その説明を省略する。例としてHHC運転モードにて運転中の場合について説明する。
まず、加熱熱交換器66b、66c側の第1の電磁弁68b、68cを開成し、電磁弁68を閉成し(S61)、庫内温度センサTa.Tb、Tc、第1の温度センサ84および第2の温度センサ85より温度データを読み込む(S62)。温度データにより制御手段90bは、電子膨張弁72a、ファン62fを調整する(S63)。第1の温度センサ84で検知した凝縮温度が下限値T1と上限値T2以外であれば(S64/No)、まず凝縮温度が上限値T2であるかを判定し(S65)、凝縮温度が上限値T2以上であれば(S65/Yes)、凝縮器62の出口側に位置する第4の電磁弁80を閉成し(S66)、前回の操作時間以下の時間で凝縮器62の入口側の第1の電磁弁68を開成する(S67)。この操作により加熱熱交換器66b、66cを循環している冷媒が凝縮器62に回収され、冷媒循環量が低減して、適正な冷媒循環量に微調整できる。そして、庫内温度センサTa.Tb、Tcの検知した温度が目標値(たとえば冷却なら−2〜8℃、加熱なら50〜65℃)を満足していれば(S68/Yes)、圧縮機61の運転を停止する(S71)。また、庫内温度センサTa.Tb、Tcの検知した温度が目標値を満足していなければ(S68/No)、電子膨張弁72a、ファン62fを調製するステップS63に戻る。
また、ステップS64にて第1の温度センサ84で検知した凝縮温度が下限値T1と上限値T2の間であれば(S64/Yes)、冷媒循環量を調整することなくステップS68に進み、庫内温度センサTa.Tb、Tcの検知した温度が目標値を満足するまで、上述の制御が継続される。
このように、制御手段90bは、凝縮温検出手段が検知した凝縮温度が所定の温度により高い場合には、第4の電磁弁80を閉成し、前回の操作時間以下の時間で凝縮器62の入口側の電磁弁68を開成することにより冷媒循環量を制御する。また、制御手段90bは、凝縮温検出手段が検知した凝縮温度が所定の温度により低い場合には、第4の電磁弁80を所定時間の開成することにより冷媒循環量を微量増加させて制御する。このことにより、運転モード切替後においても、冷媒循環量を微調整して、冷却・加熱運転を高効率で行うことができる。
20 外扉
30 内扉
40a、40b、40c 商品収納庫
60 冷却/加熱ユニット
61 圧縮機
62 凝縮器
63 膨張弁(膨張手段)
65a、65b、65c 蒸発器
68b、68c 第1の電磁弁
72 第2の膨張弁
72a 第3の膨張弁
73 第3の電磁弁
73b、73c 第2の電磁弁
80 第4の電磁弁
81 第5の電磁弁
83 電子膨張弁
84 第1の温度センサ(凝縮温検出手段)
85 第2の温度センサ
90 制御装置
91 運転モード選択SW
Claims (12)
- 複数の商品収納庫を有し、運転モードにより商品収納庫を冷却もしくは加熱するための自動販売機であって、
冷媒を圧縮する圧縮機と、庫外に設け冷媒を凝縮する凝縮器と、冷媒を膨張させる膨張手段と、膨張手段より膨張した冷媒を分配する分配器と、庫内に設け冷媒を蒸発する複数の蒸発器と、にて冷凍サイクルを構成し、
前記圧縮機の入口と前記凝縮器の入口との間で接続され、庫内に設けて冷媒を凝縮する加熱熱交換器と、前記圧縮機と前記加熱熱交換器との間に第1の電磁弁と、を有する自動販売機において、
前記加熱熱交換器と前記膨張手段出口側管路との間を第2の膨張手段を介して接続する減圧管路を有することを特徴とする自動販売機。 - 前記減圧管路は、前記加熱熱交換器の入口側と前記膨張手段出口側とを第2の電磁弁を介して接続したバイパス管路であることを特徴とする請求項1に記載の自動販売機。
- 前記減圧管路は、第3の電磁弁を介して前記加熱熱交換器出口側管路と前記膨張手段出口側との間に接続したバイパス管路であることを特徴とする請求項1に記載の自動販売機。
- 商品収納庫の外に庫外熱交換器を設け、
前記減圧管路は、前記庫外熱交換器を介して前記加熱熱交換器出口側管路と前記膨張手段出口側との間に接続した管路であることを特徴とする請求項1に記載の自動販売機。 - 前記庫外熱交換器は、前記凝縮器と一体の構造であることを特徴とする請求項4に記載の自動販売機。
- 前記庫外熱交換器は、前記凝縮器より風上側に配置したことを特徴とする請求項5に記載の自動販売機。
- 凝縮器と庫外熱交換器の下流側に第4または/かつ第5の電磁弁と、当該電磁弁の開閉を制御する制御手段を有し、当該制御手段は、前記第4または/かつ第5の電磁弁の開閉により冷媒循環量を制御することを特徴とする請求項4に記載の自動販売機。
- 前記第2の膨張手段が電子膨張弁であって、
前記制御手段は、加熱冷却同時運転の始動時、または、冷却単独運転から加熱冷却同時運転への切換時、または、加熱冷却同時運転中の一定時間運転後に、前記電子膨張弁を所定の開度に設定をし、前記加熱熱交換器の入口側の第1の電磁弁を開けて、その後、凝縮器入口の電磁弁を閉成するようにして冷媒循環量を制御することを特徴とする請求項7記載の自動販売機。 - 前記第2の膨張手段が電子膨張弁であって、
前記制御手段は、冷却単独運転の開始時、または、加熱冷却同時運転中から冷却単独運転への切換時、または、冷却単独運転中の一定時間運転後に、前記凝縮器入口側の電磁弁を開成し、その後、前記加熱熱交換器の入口側の第1の電磁弁を閉成し、第4の電磁弁を閉成し、前記電子膨張弁を全開にして冷媒循環量を制御することを特徴とする請求項7記載の自動販売機。 - 前記加熱熱交換器の凝縮温度を検出する凝縮温検出手段を設け、
前記制御手段は、前記凝縮温検出手段が検知した凝縮温度により、前記第4または/かつ第5の電磁弁の開閉により冷媒循環量を制御することを特徴とする請求項7に記載の自動販売機。 - 前記制御手段は、前記凝縮温検出手段が検知した凝縮温度が所定の温度により高い場合には、前記第4の電磁弁の閉成し、前回の操作時間以下の時間で前記凝縮器入口側の電磁弁を開成することにより冷媒循環量を制御することを特徴とする請求項10に記載の自動販売機。
- 前記制御手段は、前記凝縮温検出手段が検知した凝縮温度が所定の温度により低い場合には、前記第4の電磁弁を所定時間の開成することにより冷媒循環量を制御することを特徴とする請求項10に記載の自動販売機。
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