專利名稱：冷卻加熱系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)的冷藏庫(kù)及自動(dòng)售貨機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用被壓縮機(jī)壓縮的制冷劑冷凝時(shí)產(chǎn)生的潛熱進(jìn)行冷卻及加熱的冷卻系統(tǒng)，以及使用該系統(tǒng)的冷藏庫(kù)、對(duì)罐裝飲料等商品加熱或冷卻后出售的自動(dòng)售貨機(jī)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)商品陳列柜等的冷藏、熱藏機(jī)器的耗電量的削減要求越來(lái)越高。為此，為了削減用加熱器加熱時(shí)的耗電量，人們提出了以與冷暖空調(diào)裝置同樣的方式將冷卻系統(tǒng)切換到熱泵用于加熱的技術(shù)。但是，在商品陳列柜等這樣的冷藏或冷凍條件下，特別是當(dāng)蒸發(fā)溫度低時(shí)，制冷劑中的水分結(jié)冰，有可能堵塞管道通路。因此，有必要使合成沸石等構(gòu)成的干燥劑與系統(tǒng)內(nèi)的液體制冷劑接觸，吸附并除去制冷劑中的水分。使干燥劑與液體制冷劑接觸的理由是當(dāng)要使干燥劑與制冷劑有效地接觸時(shí)，如果干燥劑與流速快的氣體制冷劑接觸的情況下，由于經(jīng)制粒的合成沸石粒子因振動(dòng)接觸而粉碎，所以要防止這樣的粒子粉碎之故。另外，在使用地球溫室效應(yīng)低的自然制冷劑、即碳?xì)浠衔镏评鋭┑那闆r下，由于水分飽和量少，因而，這一點(diǎn)更為重要。
以往，人們還提出了這樣的結(jié)構(gòu)方案在連接室內(nèi)熱交換器與室外熱交換器的管道通路內(nèi)，設(shè)置有干燥器，同時(shí)，在冷卻與加熱下分別使用膨脹機(jī)構(gòu)，使液體制冷劑始終與干燥劑接觸。這樣的結(jié)構(gòu)公開在例如，日本特開平11-304303號(hào)公報(bào)中。下面，參照附圖，說(shuō)明以往的冷卻加熱系統(tǒng)。
圖13是以往的冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖。以往的冷熱切換系統(tǒng)基本由壓縮機(jī)81、四通閥82、蓄能器83、室外熱交換器(以下稱交換器)84、及室內(nèi)熱交換器(以下稱交換器)85構(gòu)成。在冷卻室內(nèi)的情況下，用四通閥82設(shè)定流路，使從壓縮機(jī)81排出的制冷劑由交換器84供給交換器85。在這種情況下，制冷劑再次經(jīng)過(guò)四通閥82，從蓄能器83向壓縮機(jī)81回流。對(duì)室內(nèi)加熱的情況下，用四通閥82切換流路，使從壓縮機(jī)81排出的制冷劑由交換器85供給交換器84，再次經(jīng)過(guò)四通閥82，從蓄能器83向壓縮機(jī)81回流。
一般來(lái)說(shuō)，交換器85設(shè)置在容納灌裝飲料等冷卻加熱對(duì)象物的隔熱空間(未圖示，以下稱容納室)內(nèi)。另一方面，壓縮機(jī)81、四通閥82、蓄能器83、交換器84配置在容納室的外面。另外，壓縮機(jī)81、交換器84、85分別由獨(dú)立送風(fēng)風(fēng)扇(未圖示)根據(jù)需要送風(fēng)，以促進(jìn)空冷及熱交換。
在連接交換器84與交換器85的管道上，連接有加熱用毛細(xì)管(以下稱毛細(xì)管)86、冷卻用止回閥(以下稱閥)87、冷卻用毛細(xì)管(以下稱毛細(xì)管)88、加熱用止回閥(以下稱閥)89及干燥器90。毛細(xì)管86與閥87、以及毛細(xì)管88與閥89分別并聯(lián)連接。另外，在毛細(xì)管86與毛細(xì)管88夾持的位置連接有干燥器90。
下面，說(shuō)明以上結(jié)構(gòu)的以往的冷熱切換系統(tǒng)的動(dòng)作。在冷卻容納室內(nèi)的情況下，從壓縮機(jī)81排出的制冷劑由四通閥82切換流路供給交換器84，進(jìn)行冷凝液化。從交換器84排出的液體制冷劑經(jīng)過(guò)閥87供給干燥器90。然后，從干燥器90排出的液體制冷劑，通過(guò)毛細(xì)管88減壓，供給交換器85，進(jìn)行蒸發(fā)汽化，氣體制冷劑再次經(jīng)過(guò)四通閥82，從蓄能器83向壓縮機(jī)81回流。
在加熱容納室內(nèi)的情況下，從壓縮機(jī)81排出的制冷劑由四通閥82切換流路，供給交換器85，進(jìn)行冷凝液化。從交換器85排出的液體制冷劑經(jīng)過(guò)閥89供給干燥器90。然后，從干燥器90排出的液體制冷劑由毛細(xì)管86減壓供給交換器84，進(jìn)行蒸發(fā)汽化，氣體制冷劑再次經(jīng)過(guò)四通閥82，從蓄能器83向壓縮機(jī)81回流。
于是，在毛細(xì)管86與毛細(xì)管88夾持的位置連接有干燥器90，通過(guò)與各毛細(xì)管分別并聯(lián)連接的閥87、89，將液體制冷劑供給干燥器90。采用這種結(jié)構(gòu)，不論是冷卻時(shí)還是加熱時(shí)，都能有效地使制冷劑與干燥器90接觸，同時(shí)，通過(guò)流速快的氣體制冷劑，可防止經(jīng)制粒的合成沸石粒子因振動(dòng)接觸而導(dǎo)致粉碎的事情發(fā)生。
但是，在上述以往的結(jié)構(gòu)中，在將灌裝飲料等商品加熱到50～100℃的情況下，干燥器90與高溫液體制冷劑接觸。由此，降低合成沸石的水分吸附容量，結(jié)果，導(dǎo)致在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)的水分量增大。因此，促使了壓縮機(jī)81內(nèi)部的絕緣材料等的劣化而降低了壓縮機(jī)81的耐久性，同時(shí)，增大了因毛細(xì)管86中的水分結(jié)冰引起的管道通路堵塞的危險(xiǎn)性。特別是，當(dāng)將干燥器90配置在容納室內(nèi)或交換器85的附近時(shí)，由于接近交換器85的冷凝溫度的、更高溫度的液體制冷劑流入干燥器90中，會(huì)產(chǎn)生更嚴(yán)重的問(wèn)題。
另外，當(dāng)將干燥器90配置在容納室外或交換器84的附近并且在加熱時(shí)將過(guò)分冷卻的液體制冷劑供給干燥器90時(shí)，增大了從交換器85到干燥器90的距離。從而，增大了連接管道內(nèi)的液體制冷劑的滯留量，結(jié)果，增大了加熱時(shí)的必須的制冷劑量。特別是，在使用地球溫室效應(yīng)低的自然制冷劑、即碳?xì)浠衔镏评鋭┑那闆r下，增大了泄漏時(shí)燃燒的危險(xiǎn)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的冷卻加熱系統(tǒng)，膨脹機(jī)構(gòu)與室外熱交換器由并聯(lián)的多根管道連接。并且，在冷卻容納室內(nèi)的情況下，使制冷劑在通路內(nèi)設(shè)置有干燥器的管道中流動(dòng)。在加熱容納室內(nèi)的情況下，使制冷劑在通路內(nèi)設(shè)置有干燥器的管道以外的管道中流動(dòng)?；蛘撸景l(fā)明的冷卻加熱系統(tǒng)，使冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)共用壓縮機(jī)，并且使用三通閥來(lái)切換該冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)在通路內(nèi)設(shè)置有干燥器，對(duì)容納室內(nèi)進(jìn)行冷卻，加熱系統(tǒng)在通路內(nèi)不設(shè)置干燥器，對(duì)容納室內(nèi)進(jìn)行加熱。根據(jù)上述任一種方案，都能防止干燥器變?yōu)楦邷?，特別是在將灌裝飲料等商品加熱到50～100℃的高溫的情況下，可抑制吸附的水分的放出，防止系統(tǒng)內(nèi)水分濃度的增大。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施例1的冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖。
圖2是圖1所示冷卻加熱系統(tǒng)的控制方框圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1的另一冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的再一冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例1的又一冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖。
圖6是表示圖5所示冷卻加熱系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍圖。
圖7是本發(fā)明實(shí)施例2的冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖。
圖8是圖7所示冷卻加熱系統(tǒng)的控制方框圖。
圖9是本發(fā)明實(shí)施例3的冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖。
圖10是圖9所示冷卻加熱系統(tǒng)的控制方框圖。
圖11是圖9所示冷卻加熱系統(tǒng)的室外熱交換器的立體圖。
圖12是裝載有本發(fā)明實(shí)施例的冷藏庫(kù)的自動(dòng)售貨機(jī)的示意圖。
圖13是以往的冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖。
具體實(shí)施例方式
下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施例。另外，在各實(shí)施例中，對(duì)于與先前實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)成分，標(biāo)有同樣的符號(hào)而省略其詳細(xì)說(shuō)明。
實(shí)施例1圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖。本實(shí)施例的冷卻加熱系統(tǒng)，其基本上由壓縮機(jī)1、四通閥(以下稱閥)2、蓄能器3、室外熱交換器(以下稱交換器)4、室內(nèi)熱交換器(以下稱交換器)5及將這些連接成環(huán)狀的管道。冷藏庫(kù)由這樣的冷卻加熱系統(tǒng)及內(nèi)部配設(shè)有交換器5的容納室6構(gòu)成。換句話說(shuō)，容納室6是按交換器5進(jìn)行冷卻或加熱進(jìn)行劃分的。對(duì)容納室6的內(nèi)部進(jìn)行冷卻時(shí)，從壓縮機(jī)1排出的制冷劑由閥2切換流路，從交換器4供給交換器5。然后，再次經(jīng)過(guò)閥2，從蓄能器3向壓縮機(jī)1回流。對(duì)容納室6的內(nèi)部進(jìn)行加熱時(shí)，從壓縮機(jī)1排出的制冷劑由閥2切換流路，從交換器5供給交換器4。然后，再次經(jīng)過(guò)閥2，從蓄能器3向壓縮機(jī)1回流。換句話說(shuō)，閥2是用于選擇管道流路的切換閥。閥2采用旋轉(zhuǎn)式閥與步進(jìn)馬達(dá)的組合或電磁閥等構(gòu)成。
在這里，交換器5設(shè)置在容納有灌裝飲料等的冷卻加熱對(duì)象物的容納室6內(nèi)，同時(shí)，壓縮機(jī)1、閥2、蓄能器3、交換器4配置在容納室6的外面。另外，壓縮機(jī)1、交換器4、交換器5分別通過(guò)獨(dú)立的風(fēng)扇7、8、9根據(jù)需要送風(fēng)，促進(jìn)空冷及熱交換。
另外，交換器4與交換器5由兩根并聯(lián)的管道連接。在一根管道中，串聯(lián)連接有加熱用毛細(xì)管(以下稱毛細(xì)管)10和加熱用二通閥(以下稱閥)11。在另一根管道中，串聯(lián)連接有冷卻用毛細(xì)管(以下稱毛細(xì)管)12和冷卻用二通閥(以下稱閥)13及干燥器14。
換句話說(shuō)，作為膨脹機(jī)構(gòu)的毛細(xì)管10、12與交換器4之間通過(guò)兩根并聯(lián)的管道連接。閥11、13也是由旋轉(zhuǎn)式閥與步進(jìn)馬達(dá)的組合或電磁閥等構(gòu)成。干燥器14大致垂直地設(shè)置使其與閥13的連接口朝向上方，與交換器4的連接口朝向下方。
并且，不論是閥11、13還是干燥器14，都設(shè)置在交換器4附近，特別是，將加熱時(shí)變成低溫的毛細(xì)管10與交換器4的距離設(shè)計(jì)為最短。另外，將毛細(xì)管10、12與交換器5的距離也設(shè)計(jì)為最短。
圖2是圖1所示冷卻加熱系統(tǒng)的控制方框圖。指示單元15接受決定交換器5執(zhí)行冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)還是執(zhí)行加熱運(yùn)轉(zhuǎn)的來(lái)自用戶的輸入。指示單元15由開關(guān)等構(gòu)成?？刂茊卧?6基于來(lái)自指示單元15的輸入，切換閥2、11、13，另外，檢測(cè)壓縮機(jī)1的動(dòng)作狀態(tài)。檢測(cè)單元19配置在容納室6內(nèi)，用于檢測(cè)交換器5的調(diào)整溫度。
下面，說(shuō)明有關(guān)上述構(gòu)成的本結(jié)構(gòu)的冷熱切換系統(tǒng)的動(dòng)作。在冷卻容納室6的內(nèi)部的情況下，控制單元16打開閥13，關(guān)閉閥11，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1。從壓縮機(jī)1排出的制冷劑由閥2切換流路供給交換器4，進(jìn)行冷凝液化。從交換器4排出的液體制冷劑供給干燥器14。該液體制冷劑的溫度為與交換器4的冷凝溫度大致相同的30～40℃。這時(shí)，制冷劑滯留在干燥器14內(nèi)部，同時(shí)，液體制冷劑與設(shè)置在干燥器14內(nèi)部的合成沸石(未圖示)接觸，除去液體制冷劑的水分。
然后，從干燥器14排出的液體制冷劑，經(jīng)過(guò)閥13由毛細(xì)管12減壓后供給交換器5，進(jìn)行蒸發(fā)汽化，氣體制冷劑再次經(jīng)過(guò)閥2，從蓄能器3向壓縮機(jī)1回流。在這里，交換器5的蒸發(fā)溫度根據(jù)容納室6的設(shè)定溫度而產(chǎn)生大的變化。一般來(lái)說(shuō)，在冷卻灌裝飲料等的情況下，設(shè)定溫度為5～10℃，交換器5的蒸發(fā)溫度為-15～-5℃。
另外，在加熱容納室6的內(nèi)部的情況下，控制單元16關(guān)閉閥13，打開閥11，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1。從壓縮機(jī)1排出的制冷劑由閥2切換流路供給交換器5，進(jìn)行冷凝液化。該液體制冷劑的溫度根據(jù)容納室6的設(shè)定溫度而產(chǎn)生大的變化。一般來(lái)說(shuō)，在加熱灌裝飲料等的情況下，設(shè)定溫度為50～60℃，交換器5的冷凝溫度為70～80℃。如果干燥器14暴露在該溫度下，設(shè)置在內(nèi)部的合成沸石(未圖示)的水分吸附容量就會(huì)降低一半左右，就有可能將已吸附的水分放出來(lái)。
從交換器5排出的液體制冷劑，立即由毛細(xì)管10減壓后，經(jīng)過(guò)閥11供給交換器4，進(jìn)行蒸發(fā)汽化，氣體制冷劑再次經(jīng)過(guò)閥2，從蓄能器3向壓縮機(jī)1回流。這時(shí)，液體制冷劑幾乎不會(huì)停留在干燥器14的內(nèi)部，而是充滿與交換器4的蒸發(fā)溫度基本相同溫度的飽和氣體制冷劑。交換器4的蒸發(fā)溫度為5～15℃。
然后，在加熱中，當(dāng)容納室6的溫度上升到設(shè)定值時(shí)，檢測(cè)單元19對(duì)此作出檢測(cè)，控制單元16使壓縮機(jī)1停止的同時(shí)，進(jìn)行切換，打開閥13，關(guān)閉閥11。這時(shí)，液體制冷劑一邊從溫度、壓力高的交換器5緩緩地經(jīng)過(guò)毛細(xì)管12與閥13，慢慢地冷卻到室外部空氣體溫度左右，一邊向干燥器14與交換器4流動(dòng)，系統(tǒng)內(nèi)的壓力逐漸達(dá)到平衡。接著，當(dāng)液體制冷劑通過(guò)干燥器14的內(nèi)部時(shí)，設(shè)置在干燥器14內(nèi)部的合成沸石(未圖示)與液體制冷劑接觸，除去液體制冷劑中的水分。
于是，將毛細(xì)管10、12構(gòu)成的膨脹機(jī)構(gòu)與交換器4用并聯(lián)的管道連接在一起。而且，控制單元16控制閥2、11、13，冷卻容納室6內(nèi)的情況下，制冷劑流過(guò)在通路內(nèi)設(shè)有干燥器14的一根管道。另一方面，加熱容納室6內(nèi)的情況下，制冷劑流過(guò)除在通路內(nèi)設(shè)有干燥器14的管道之外的另一管道?？刂茊卧?6于是切換交換器5的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。采用這樣的結(jié)構(gòu)，特別是在蒸發(fā)溫度低的冷卻時(shí)，由于制冷劑始終流經(jīng)干燥器14，所以，可以避免因水分結(jié)冰導(dǎo)致的水分阻塞的危險(xiǎn)性。另外，加熱時(shí)，由于制冷劑不流經(jīng)干燥器14，因此，可防止干燥器14的高溫化，抑制吸附的水分的放出，從而可防止系統(tǒng)內(nèi)水分濃度的增大。
另外，在加熱容納室6內(nèi)的過(guò)程中，控制單元16使壓縮機(jī)1停止的情況下，控制單元16控制閥11、13，使制冷劑流過(guò)在通路內(nèi)設(shè)有干燥器14的管道。這樣一來(lái)，在加熱中壓縮機(jī)1停止、系統(tǒng)內(nèi)的壓力達(dá)到平衡的時(shí)候，滯留在交換器5中的液體制冷劑經(jīng)過(guò)干燥器14逐漸流動(dòng)到交換器4中，可除去制冷劑中的水分。另外，干燥器14最好配置在容納室6之外且位于并聯(lián)管道分支點(diǎn)的下方。采用這樣的結(jié)構(gòu)，在加熱容納室6內(nèi)的過(guò)程中并使壓縮機(jī)1停止的情況下，在系統(tǒng)內(nèi)的壓力達(dá)到平衡時(shí)，不需要切換并聯(lián)管道的流路。換句話說(shuō)，滯留在交換器5中的液體制冷劑一邊被分配到干燥器14與交換器4中，一邊緩緩地流動(dòng)以除去制冷劑中的水分。
另一方面，在加熱容納室6內(nèi)的過(guò)程中，控制單元16使壓縮機(jī)1開始運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，控制單元16控制閥11、13，使制冷劑流過(guò)除在通路內(nèi)設(shè)有干燥器14的管道之外的另一管道，制冷劑不流經(jīng)干燥器14。這樣一來(lái)，可以防止干燥器14高溫化，抑制吸附的水分的放出，從而可防止系統(tǒng)內(nèi)水分濃度的增大。
另外，由于將交換器5與毛細(xì)管10的連接管道設(shè)計(jì)為最短，因此，可抑制加熱時(shí)所需要的制冷劑量。另外，由于只有在冷卻時(shí)使液體制冷劑會(huì)滯留在干燥器14中，因而可緩和因冷卻時(shí)與加熱時(shí)的蒸發(fā)溫度的不同所產(chǎn)生的壓縮機(jī)1內(nèi)的制冷劑的滯留量之差。
下面，用圖3的冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖，說(shuō)明本實(shí)施例的不同結(jié)構(gòu)。圖3的結(jié)構(gòu)與圖1的結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)在于使用加熱用止回閥(以下稱閥)17替代閥11，以及使用冷卻用止回閥18代替閥13。閥17設(shè)置成以從毛細(xì)管10流到交換器4的方向?yàn)檎较?，而在從交換器4向毛細(xì)管10的反方向上不能流動(dòng)。另外，閥18設(shè)置成以從干燥器14流到毛細(xì)管12的方向?yàn)檎较?，而在從毛?xì)管12向干燥器14的反方向上不能流動(dòng)。另外，在這種情況下，控制單元16不需要控制閥17、18。除此之外的結(jié)構(gòu)與圖1相同。
采用這種結(jié)構(gòu)，在冷卻時(shí)、加熱時(shí)，制冷劑與上述同樣地流動(dòng)。并且，在加熱中，當(dāng)容納室6的溫度上升到設(shè)定值時(shí)，檢測(cè)單元19對(duì)此作出檢測(cè)，控制單元16使壓縮機(jī)1停止。這時(shí)，液體制冷劑一邊從溫度、壓力高的交換器5緩緩經(jīng)過(guò)毛細(xì)管10與閥17，慢慢地冷卻到室外部空氣體溫度左右，一邊向干燥器14與交換器4進(jìn)行分配，系統(tǒng)內(nèi)的壓力逐漸達(dá)到平衡。并且，當(dāng)液體制冷劑滯留干燥器14的內(nèi)部時(shí)，設(shè)置在干燥器14內(nèi)部的合成沸石(未圖示)與液體制冷劑接觸，可除去液體制冷劑中的水分。
于是，使用止回閥17、18，將毛細(xì)管10、12構(gòu)成的膨脹機(jī)構(gòu)與交換器4用并聯(lián)的管道連接在一起。而且，在冷卻容納室6內(nèi)的情況下，控制單元16切換閥2，制冷劑流過(guò)在通路內(nèi)設(shè)有干燥器14的一根管道。另一方面，在加熱容納室6內(nèi)的情況下，控制單元16使制冷劑流經(jīng)除此而外在通路內(nèi)設(shè)有干燥器14的管道之外的另一管道。采用這樣的結(jié)構(gòu)，特別是在蒸發(fā)溫度低的冷卻時(shí)，由于制冷劑始終流經(jīng)干燥器14，所以，可以避免因水分結(jié)冰引起的水分阻塞的危險(xiǎn)性。另外，加熱時(shí)，由于制冷劑不流經(jīng)干燥器14，因此，可防止干燥器14的高溫化，抑制吸附的水分的放出，從而可防止系統(tǒng)內(nèi)水分濃度的增大。由于使用止回閥切換并聯(lián)管道的流路，可實(shí)現(xiàn)廉價(jià)的機(jī)構(gòu)。
另外，在本實(shí)施例中，雖然使用了由毛細(xì)管10與毛細(xì)管12組成的膨脹機(jī)構(gòu)，但是，共用圖4所示的作為單一膨脹機(jī)構(gòu)的毛細(xì)管10A或電動(dòng)膨脹閥進(jìn)行冷卻、加熱，也能得到同樣的效果。在這種情況下，不需要設(shè)置調(diào)整冷卻時(shí)和加熱時(shí)的最佳節(jié)流量的機(jī)構(gòu)或者切換冷卻用毛細(xì)管和加熱用毛細(xì)管的機(jī)構(gòu)。因此，能低廉地實(shí)現(xiàn)最佳節(jié)流量的調(diào)整。另外，與圖1的結(jié)構(gòu)相同，也可以使用閥11、13代替閥17、18，由控制單元16控制。另外，使作為膨脹機(jī)構(gòu)的毛細(xì)管10、12或者毛細(xì)管10A和交換器5及閥2的連接管道一及閥2及壓縮機(jī)1的連接管道進(jìn)行熱交換，能更好地提高冷卻時(shí)的冷卻效果。
此外，在加熱中壓縮機(jī)1停止的情況下，為了使制冷劑易于滯留在干燥器14中，最好將交換器4設(shè)置在干燥器14的上方位置。若這樣，在冷卻中壓縮機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，液體制冷劑滯留在干燥器14中，承擔(dān)著接收器的功能。因此，可以降低或消除加熱時(shí)必要制冷劑量與冷卻時(shí)必要的制冷劑量之差。
例如，在使用自然制冷劑的R600a作為制冷劑時(shí)，為了抑制制冷劑的封入量，一般地，使用殼內(nèi)低壓式壓縮機(jī)與礦物油系冷凍機(jī)油。在這里，相對(duì)于對(duì)容納室6進(jìn)行冷凍或冷藏的冷卻時(shí)的蒸發(fā)溫度-30～-10℃，利用大氣的熱加熱時(shí)，蒸發(fā)溫度可提高為0～30℃。結(jié)果，加熱時(shí)貯留在壓縮機(jī)1內(nèi)部的冷凍機(jī)油中的制冷劑溶解量，也能增大5～20重量％。這是由于該制冷劑溶解量相對(duì)冷凍機(jī)油的重量200～400g變成10～80g，需要調(diào)整加熱時(shí)必要制冷劑量與冷卻時(shí)必要的制冷劑量之差。在本實(shí)施例中，如果將干燥器14的容量設(shè)計(jì)成符合系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件或各單元的容量，并使冷卻時(shí)制冷劑貯留10～80g，則加熱時(shí)由于制冷劑溶解于冷凍機(jī)油中，因而，能供給不足的制冷劑量。
另外，這樣的加熱時(shí)必要制冷劑量與冷卻時(shí)必要的制冷劑量之差，會(huì)因制冷劑或冷凍機(jī)油以及壓縮機(jī)1的形式不同而產(chǎn)生定量差。但是，與需要冷藏或冷凍的冷卻時(shí)相比，加熱時(shí)溶解到冷凍機(jī)油中的制冷劑量的增大并沒(méi)有改變。因此，如果將干燥器14的容量設(shè)計(jì)成符合系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)條件或各單元的容量，則能得到同樣的效果。
除圖4的冷卻加熱系統(tǒng)的更優(yōu)選的結(jié)構(gòu)及圖4冷卻加熱系統(tǒng)外，下面，對(duì)組合進(jìn)另外的系統(tǒng)的冷藏庫(kù)進(jìn)行說(shuō)明。另外，這些結(jié)構(gòu)也可以與圖1、圖3的結(jié)構(gòu)組合。
圖5是本發(fā)明實(shí)施例的另一冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖。圖6是表示圖5所示冷卻加熱系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍圖。
圖5所示的冷藏庫(kù)，具有由可進(jìn)行冷卻/加熱切換的容納室6、冷卻專用的容納室21、22組成的儲(chǔ)藏室。對(duì)容納室6進(jìn)行冷卻或加熱的冷卻加熱系統(tǒng)51與圖4所示的系統(tǒng)相同。另外，在圖5中，雖然未示出控制單元16等，但是，壓縮機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)等由圖2所示的控制單元16控制。其中，壓縮機(jī)1是以高沸點(diǎn)制冷劑R600a(CH(CH3)3)為制冷劑的高蒸發(fā)溫度用往復(fù)式壓縮機(jī)。圖5所示的冷卻加熱系統(tǒng)還具有冷卻系統(tǒng)52。冷卻系統(tǒng)52具有由低蒸發(fā)溫度用一定速度的壓縮機(jī)(以下稱壓縮機(jī))29、室外熱交換器25、蒸發(fā)器23、24、膨脹閥26、27及連接成環(huán)狀這些部件的管道構(gòu)成的冷卻循環(huán)，并對(duì)容納室21、22進(jìn)行冷卻。換句話說(shuō)，冷卻系統(tǒng)52冷卻與交換器5的冷卻加熱場(chǎng)所的容納室6不同場(chǎng)所的容納室21、22。
交換器5與交換器4是進(jìn)行制冷劑的冷凝或蒸發(fā)的翹片管熱交換器，設(shè)計(jì)成使其冷凝能力與結(jié)霜能力相平衡。例如，交換器5在冷凝溫度與吸入空氣溫度之差為10℃的條件下，具有150～200W的加熱能力，同時(shí)，在蒸發(fā)溫度與吸入空氣溫度之差為10℃的條件下，具有150～200W的冷卻能力。
另外，毛細(xì)管10A在加熱與冷卻兩種模式下使用，以降低通過(guò)的制冷劑壓力，調(diào)整蒸發(fā)壓力。在冷卻容納室6時(shí)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇7，始終冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)中的壓縮機(jī)1，同時(shí)，在加熱容納室6時(shí)，當(dāng)壓縮機(jī)1達(dá)到80℃以上的異常高溫時(shí)被驅(qū)動(dòng)，將壓縮機(jī)1冷卻到70℃以下的穩(wěn)定條件下。換句話說(shuō)，設(shè)計(jì)有冷卻壓縮機(jī)1的獨(dú)立的風(fēng)扇7，在冷卻容納室6的情況下，在壓縮機(jī)1運(yùn)轉(zhuǎn)中，使風(fēng)扇7工作。另外，在外部空氣為極端低溫的情況下等，也可以在給定的低外部空氣溫度條件的情況下，停止風(fēng)扇7。在加熱容納室6的情況下，壓縮機(jī)1為給定溫度以下時(shí)，停止風(fēng)扇7。借此，冷卻時(shí)使風(fēng)扇7運(yùn)轉(zhuǎn)，可降低壓縮機(jī)1的溫度，提高壓縮機(jī)效率，同時(shí)，通過(guò)加熱時(shí)停止風(fēng)扇7，從而可優(yōu)化斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)冷凝壓力上升到庫(kù)內(nèi)溫度相當(dāng)?shù)膲毫Φ奶匦?，隨著壓縮機(jī)1的斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，可減少加熱損失，實(shí)現(xiàn)高效率。
壓縮機(jī)29與室外熱交換器25、蒸發(fā)器23、24、膨脹閥26、27一起構(gòu)成冷卻循環(huán)，以冷卻容納室21、22。壓縮機(jī)29是以R600a為制冷劑的家庭用冰箱所使用的壓縮機(jī)。在冷凝溫度為54.4℃、蒸發(fā)溫度為-12.2℃的冷卻條件下，具有250W的冷凍能力。膨脹閥26、27降低分別通過(guò)其中的制冷劑壓力的同時(shí)，還具有關(guān)閉功能。風(fēng)扇30與冷卻加熱系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，對(duì)室外熱交換器25及壓縮機(jī)8進(jìn)行冷卻。
在這里，如圖6所示，加熱模式下的冷卻加熱系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍的區(qū)域31和冷卻模式下的運(yùn)轉(zhuǎn)范圍的區(qū)域32，與冷凝溫度及蒸發(fā)溫度相關(guān)左右大致相同。換句話說(shuō)，在與區(qū)域32相比冷凝溫度高的加熱模式下，由于冷卻加熱系統(tǒng)在與冷卻模式相比為高蒸發(fā)溫度的區(qū)域31中運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，固定阻力的毛細(xì)管10A可在加熱與冷卻兩種模式下使用。
此外，在圖6中，方向p1、p2表示壓縮機(jī)1能力可變時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化的方向，方向q1、q2表示冷凝溫度可變時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化的方向。也就是說(shuō)，即使使用固定阻力的毛細(xì)管10A，通過(guò)改變壓縮機(jī)1的能力，可在某種程度上控制蒸發(fā)溫度。例如，如果改變壓縮機(jī)1的能力，使加熱模式中蒸發(fā)溫度不會(huì)變?yōu)?℃以下，則可以避免作為蒸發(fā)器的交換器4中的結(jié)霜，從而減少結(jié)露。
下面，說(shuō)明以上結(jié)構(gòu)的冷藏庫(kù)的動(dòng)作。在冷卻容納室6的情況下，閥2切換到冷卻側(cè)，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1。從壓縮機(jī)1排出的制冷劑經(jīng)過(guò)閥2，由交換器4冷凝后，由毛細(xì)管10A減壓，供給交換器5。然后，由交換器5蒸發(fā)的制冷劑向壓縮機(jī)1回流。這時(shí)，當(dāng)容納室6接近給定溫度時(shí)，通過(guò)使壓縮機(jī)1減速，降低其能力，可使蒸發(fā)溫度上升，提高冷卻效率。例如，在外部空氣溫度為15℃的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，由于容納室6穩(wěn)定時(shí)的熱負(fù)荷為100～200W左右，因此，對(duì)壓縮機(jī)1進(jìn)行控制，使其在蒸發(fā)溫度為-20～-15℃，冷凝溫度為30～40℃的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，以58～72rps的高速旋轉(zhuǎn)下基本連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。之后，當(dāng)容納室6達(dá)到給定溫度時(shí)，停止壓縮機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，例如，在外部空氣溫度為15℃時(shí)，從電源接通時(shí)開始冷卻的情況下，由于容納室6的溫度高，所以，交換器5的蒸發(fā)溫度上升，增大了冷卻能力。也就是說(shuō)，能力的自動(dòng)調(diào)整功能發(fā)揮作用。因而，從電源接通時(shí)開始冷卻時(shí)，壓縮機(jī)1以高轉(zhuǎn)速連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，成為蒸發(fā)溫度為-10℃、冷凝溫度為50℃的高能力運(yùn)轉(zhuǎn)條件。之后，隨著容納室6的溫度的降低，向上述穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)條件自動(dòng)地過(guò)渡。
另一方面，在加熱容納室6的情況下，將閥2切換到加熱側(cè)，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1。從壓縮機(jī)1排出的制冷劑經(jīng)過(guò)閥2，由交換器5冷凝后，由毛細(xì)管10A減壓，供給交換器4。然后，由交換器4蒸發(fā)的制冷劑向壓縮機(jī)1回流。
這時(shí)，例如在外部空氣溫度為15℃時(shí)，容納室6穩(wěn)定時(shí)的熱負(fù)荷為100～200W左右。因此，對(duì)壓縮機(jī)1進(jìn)行控制，使其在蒸發(fā)溫度為5～10℃，冷凝溫度為55～65℃的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，以27～35rps的低轉(zhuǎn)速連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，當(dāng)以高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能力會(huì)過(guò)剩，交換器5的冷凝溫度超過(guò)壓縮機(jī)1的界限而上升，導(dǎo)致耐久性降低。另外，壓縮機(jī)1有必要進(jìn)行斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從停止?fàn)顟B(tài)到交換器5的溫度達(dá)到給定溫度之前產(chǎn)生無(wú)用的運(yùn)轉(zhuǎn)，整體上效率降低。
另外，例如，在外部空氣溫度為15℃時(shí)，從電源接通時(shí)開始加熱的情況下，容納室6通常有必要以400W程度左右進(jìn)行加熱。在這種情況下，對(duì)壓縮機(jī)1進(jìn)行控制，使其在蒸發(fā)溫度為+0～+5℃，冷凝溫度為70～75℃的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，以72rps的高轉(zhuǎn)速連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。在這里，重要之點(diǎn)在于冷卻情況下所觀察到的能力的自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)在加熱的情況下不起作用，壓縮機(jī)1的能力過(guò)剩過(guò)大時(shí)，交換器5的冷凝溫度會(huì)增高，加熱能力有進(jìn)一步增加的傾向。另外，當(dāng)容納室6的溫度降低時(shí)，冷凝溫度變低，相反，由于加熱能力有降低的傾向，因而，提高加熱能力的控制必不可少。在本實(shí)施例中，為了抑制壓縮機(jī)1表面的無(wú)用的放熱，停止風(fēng)扇7。進(jìn)而，希望對(duì)安裝于交換器5上的輔助加熱器39，從電源接通時(shí)開始的起動(dòng)初期通電，將冷凝溫度維持在70～75℃。
因此，在本結(jié)構(gòu)中，為了有效地實(shí)現(xiàn)容納室6的冷卻與加熱，在從電源接通時(shí)開始進(jìn)行冷卻之際，可以將壓縮機(jī)1的轉(zhuǎn)速維持在比較高的轉(zhuǎn)速。另一方面，在從電源接通時(shí)開始進(jìn)行加熱之際，隨著容納室6內(nèi)的溫度上升，有必要使壓縮機(jī)1的轉(zhuǎn)速逐漸降低到27～35rps以進(jìn)行能力調(diào)整。另外，在容納室6內(nèi)的溫度上升的過(guò)程中，為了不使冷凝溫度超過(guò)壓縮機(jī)1的界限，最好設(shè)置用于檢測(cè)交換器5的冷凝溫度的溫度傳感器，同時(shí)，當(dāng)交換器5的冷凝溫度超過(guò)給定值時(shí)進(jìn)行降低壓縮機(jī)1的轉(zhuǎn)速的控制。
另外，在本實(shí)施例中，估計(jì)15℃下的冷卻穩(wěn)定時(shí)的容納室6的冷卻負(fù)荷為100～200W左右，加熱穩(wěn)定時(shí)的容納室6的加熱負(fù)荷為100～200W左右。這是自動(dòng)售貨機(jī)中使用冷藏庫(kù)情況下的一般的重要條件。但是，在另外的自動(dòng)售貨機(jī)中，在15～25℃的常溫附近，也有冷卻負(fù)荷與加熱負(fù)荷基本相同，并且與加熱時(shí)相比，冷卻時(shí)的蒸發(fā)溫度更低的情況。因此，為了抑制加熱穩(wěn)定時(shí)的過(guò)剩的加熱能力，有必要降低壓縮機(jī)1的能力這一點(diǎn)并沒(méi)有改變。
下面，對(duì)本實(shí)施例中，從電源接通時(shí)開始加熱時(shí)，以輔助加熱器39和冷卻加熱系統(tǒng)兩者加熱容納室6的例子進(jìn)行說(shuō)明。但是，從電源接通時(shí)開始加熱時(shí)，只使用輔助加熱器39，在容納室6的溫度穩(wěn)定的時(shí)刻即使以冷卻加熱系統(tǒng)的加熱能力進(jìn)行保溫，也可以實(shí)現(xiàn)保溫時(shí)的加熱效率的改善。
此外，在本實(shí)施例中，作為冷卻加熱系統(tǒng)的固定阻力雖使用毛細(xì)管10A，但也可以使用電動(dòng)膨脹閥之類的可變阻力。在使用可變阻力的情況下，冷凝溫度很難上升，電源接通時(shí)開始加熱時(shí)，通過(guò)減小可變阻力，可改善冷卻加熱系統(tǒng)的電源接通時(shí)的加熱能力，同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)輔助加熱器39的低輸入化。另一方面，在冷卻容納室6時(shí)，不需要對(duì)阻力進(jìn)行微調(diào)整，如果使用毛細(xì)管，通過(guò)與壓縮機(jī)1的吸入管道進(jìn)行熱交換，就可以提高冷凍效果。
另外，在本實(shí)施例中，加熱容納室6時(shí)的交換器4的蒸發(fā)溫度可在0～10℃的范圍內(nèi)高效率地進(jìn)行任意的調(diào)整。特別是，在將帶有冷藏庫(kù)的自動(dòng)售貨機(jī)設(shè)置在室內(nèi)、而不能排出容納室6內(nèi)的結(jié)露水的情況下，希望僅在不結(jié)露的范圍內(nèi)使冷卻加熱系統(tǒng)工作。另外，在雨天等高濕度條件下，希望切換到只用輔助加熱器39進(jìn)行加熱。另外，可以在加熱容納室6的情況下的交換器4的入口管道上設(shè)置結(jié)露傳感器，以檢測(cè)這樣的狀況。
如上上述，圖5所示的冷藏庫(kù)，設(shè)有與容納室21、22用的冷卻系統(tǒng)52不同的用于對(duì)容納室6進(jìn)行冷卻/加熱的專用的冷卻加熱系統(tǒng)51。此外，冷卻加熱系統(tǒng)51具有以R600a為制冷劑的壓縮機(jī)1、交換器4、5、閥2及毛細(xì)管10A。該冷卻加熱系統(tǒng)通過(guò)以零部件數(shù)目少、低廉的結(jié)構(gòu)與室外大氣進(jìn)行熱交換，從而，可維持蒸發(fā)溫度為-10～10℃的高溫條件，可減小壓縮比。另外，通過(guò)使用以R600a為制冷劑的壓縮機(jī)1，因而可廣泛應(yīng)用能大量生產(chǎn)的、以高沸點(diǎn)制冷劑R134a(CH2FCF3)為制冷劑的低蒸發(fā)溫度用往復(fù)式壓縮機(jī)。并且，在蒸發(fā)溫度為-10～10℃、冷凝溫度為60～80℃的嚴(yán)酷加熱條件下，能很容易地確保壓縮機(jī)1的耐久性，并實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)1的高效率。
作為一個(gè)例子，對(duì)于冷凍機(jī)器中所使用的各種制冷劑，將蒸發(fā)溫度為-15℃/冷凝溫度為70℃條件下的低壓壓力、高壓壓力、壓縮比、排出氣體溫度及體積能力與理論效率的相對(duì)值表示在表1中。另外，將蒸發(fā)溫度為5℃/冷凝溫度為70℃條件下的低壓壓力、高壓壓力、壓縮比、排出氣體溫度及體積能力與理論效率的相對(duì)值表示在表2中。其中，表1和表2的值是在過(guò)冷卻0℃、吸入氣體溫度為32℃，在絕熱壓縮條件下的計(jì)算值。另外，表1和表2中的R407C(CH2F2、CHF2CF3及CH2FCF3為23∶25∶52的混合物)選定液相線和氣相線的平均溫度為規(guī)定溫度的低壓壓力和高壓壓力。
表1

如表1所示，在蒸發(fā)溫度為-15℃/冷凝溫度為70℃的條件下，使用高沸點(diǎn)制冷劑R134a或R600a時(shí)，壓縮比超過(guò)12。所以，在產(chǎn)生過(guò)壓縮的實(shí)際工作條件下，有排出氣體溫度異常地上升而降低壓縮機(jī)耐久性的擔(dān)心。另外，使用低沸點(diǎn)制冷劑R407C或R290(CH3CH2CH3)時(shí)，高壓壓力超過(guò)2.5MPa。因此，也擔(dān)心軸承部的耐負(fù)荷性不足而產(chǎn)生異常磨耗，降低壓縮機(jī)的耐久性。
表2

另一方面，如表2所示，蒸發(fā)溫度為5℃/冷凝溫度為70℃條件下，使用高沸點(diǎn)制冷劑R134a或R600a時(shí)，壓縮比小于9，在通常的可使用范圍內(nèi)。進(jìn)而，R600a與R134a相比，由于體積能力小且效率高，所以，適用于對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的以隔熱材料包圍的貯藏室進(jìn)行加熱的加熱系統(tǒng)的能力小且要求高效率的用途。此外，在該冷凝溫度條件下，使用低沸點(diǎn)制冷劑R407C或R290時(shí)，高壓壓力增大，壓縮機(jī)耐久性產(chǎn)生問(wèn)題方面沒(méi)有變化。
另外，通過(guò)使用能維持殼內(nèi)蒸發(fā)壓力的往復(fù)式壓縮機(jī)，可優(yōu)化斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)冷凝壓力上升到相當(dāng)庫(kù)內(nèi)溫度壓力的特性，能減少隨著壓縮機(jī)的斷續(xù)運(yùn)行的加熱消耗，實(shí)現(xiàn)高效率。
在對(duì)容納室6進(jìn)行冷卻/加熱的情況下，最好是，在蒸發(fā)溫度比較低且吸入氣體密度比較小的冷卻運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在蒸發(fā)溫度比較高且吸入氣體密度比較大的加熱運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行低速運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，在各自的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，可以得到基本相同的冷卻能力和加熱能力，作為冷卻加熱系統(tǒng)的壓縮機(jī)，可實(shí)現(xiàn)不會(huì)過(guò)于不足的能力。特別是，在冷凝溫度高、隨著壓縮機(jī)1的斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的加熱損失增大的加熱時(shí)，由于實(shí)質(zhì)上的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，可進(jìn)一步提高效率。
在冷卻容納室21、22的情況下，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)29。從壓縮機(jī)29排出的制冷劑，由熱交換器25冷凝后，由膨脹閥26、27減壓，分別供給蒸發(fā)器23、24。然后，由蒸發(fā)器23、24蒸發(fā)的制冷劑，向壓縮機(jī)29回流。
當(dāng)容納室21、22達(dá)到給定溫度時(shí)，關(guān)閉膨脹閥26或膨脹閥27，當(dāng)容納室21、22都達(dá)到給定溫度時(shí)，停止壓縮機(jī)29的運(yùn)轉(zhuǎn)。些控制既可以由控制單元16執(zhí)行，也可以另外設(shè)置控制單元。例如，在外部空氣溫度為15℃下，由于容納室21、22穩(wěn)定時(shí)的熱負(fù)荷為100～300W左右，因此，在蒸發(fā)溫度為-25～15℃，冷凝溫度為30～40℃的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，壓縮機(jī)29斷續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。
如特開2002-174478號(hào)公報(bào)所公開的那樣，在以往的結(jié)構(gòu)中，以低沸點(diǎn)制冷劑R407C作為制冷劑，在冷凝溫度為54.4℃、蒸發(fā)溫度為-12.5℃的冷卻條件下，由具有400～600W冷凍能力的壓縮機(jī)冷卻、加熱。與此相比，在本實(shí)施例中，用壓縮機(jī)1進(jìn)行容納室6的冷卻，用壓縮機(jī)29進(jìn)行容納室21、22的冷卻。因此，能分別將效率高的高沸點(diǎn)制冷劑R600a作為制冷劑使用，可以使用能力雖小但用于家庭用冰箱是廉價(jià)的、壓縮機(jī)效率高的壓縮機(jī)。因此，在冷卻時(shí)，也能進(jìn)一步提高效率。
從電源接通時(shí)開始冷卻容納室21、22的情況下，與冷卻容納室6時(shí)同樣，由于能力的自動(dòng)調(diào)整功能發(fā)揮作用，所以，沒(méi)有必要對(duì)膨脹閥26或膨脹閥27進(jìn)行細(xì)致的調(diào)整。另外，在只對(duì)容納室21、22的單方進(jìn)行冷卻的狀態(tài)下，由于可關(guān)閉一個(gè)膨脹閥，降低循環(huán)量，所以，可進(jìn)行能力的調(diào)整使蒸發(fā)溫度下降到-20℃以下，。
實(shí)施例2圖7是本發(fā)明實(shí)施例2的冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖。本實(shí)施例的冷藏庫(kù)，具有容納室6、壓縮機(jī)1、蒸發(fā)器5B與冷凝器5A、蒸發(fā)器4A與冷凝器4B、三通切換閥(以下稱閥)2A、二通閥(以下稱閥)11、13及干燥器14。壓縮機(jī)1、冷凝器4B、干燥器14、閥13、毛細(xì)管12及蒸發(fā)器5B通過(guò)閥2A依上述的順序由第1管道連接成環(huán)狀。另外，壓縮機(jī)1、冷凝器5A、毛細(xì)管10、閥11以及蒸發(fā)器4A，通過(guò)閥2A依上述的順序由第2管道連接成環(huán)狀。蒸發(fā)器5B與冷凝器5A設(shè)置在容納室6內(nèi)，蒸發(fā)器4A與冷凝器4B設(shè)置在容納室6之外。閥2A、11、13切換冷卻時(shí)和加熱時(shí)的制冷劑流路。閥2A是用于選擇第1管道1和第2管道中的任何一個(gè)的切換閥。
冷凝器5A、蒸發(fā)器5B的任何一個(gè)都是翹片管熱交換器。在不用考慮結(jié)霜、高冷凝能力優(yōu)先的前提下，將冷凝器5A設(shè)計(jì)成管連接從而使翹片間隔及管間隔比較窄，同時(shí)，使制冷劑與空氣的流動(dòng)為對(duì)向流動(dòng)。結(jié)果，在冷凝溫度與吸入空氣溫度之差為10℃時(shí)，具有200～300W的加熱能力。另一方面，蒸發(fā)器4A與蒸發(fā)器5B同樣地進(jìn)行設(shè)計(jì)，但考慮在低外部空氣溫度下的結(jié)霜。
這里的壓縮機(jī)1是將以R134a為制冷劑的家庭用冰箱中所使用的低蒸發(fā)溫度用往復(fù)式壓縮機(jī)的制冷劑與冷凍機(jī)油進(jìn)行更換，而將制冷劑R600a與礦物油系冷凍機(jī)油封入其中。這種低蒸發(fā)溫度用往復(fù)式壓縮機(jī)，由DC變壓器驅(qū)動(dòng)，換算成標(biāo)準(zhǔn)條件下的冷凝溫度為54.4℃、蒸發(fā)溫度為-23.3℃的冷凍能力，其能力可在100～250W范圍內(nèi)改變。同樣地，封入了制冷劑R600a與礦物油系冷凍機(jī)油的壓縮機(jī)1，在冷凝溫度為54.4℃、蒸發(fā)溫度為-12.2℃的冷卻條件下，具有70～180W的冷凍能力。另外，在冷凝溫度為70℃、蒸發(fā)溫度為5℃的加熱條件下，具有150～400W的加熱能力。
圖8是圖7所示冷卻加熱系統(tǒng)的控制方框圖。這種結(jié)構(gòu)由于僅僅用閥2A置換實(shí)施例1中用圖2說(shuō)明的結(jié)構(gòu)中的閥2，因此，其詳細(xì)說(shuō)明省略。
下面，說(shuō)明以上結(jié)構(gòu)的冷藏庫(kù)的動(dòng)作。在冷卻容納室6的情況下，控制單元16將閥2A切換到冷卻側(cè)，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1。從壓縮機(jī)1排出的制冷劑經(jīng)過(guò)閥2A，由冷凝器4B冷凝后，由毛細(xì)管12減壓，供給蒸發(fā)器5B。然后，由蒸發(fā)器5B蒸發(fā)的制冷劑，向壓縮機(jī)1回流。這時(shí)，將向冷凝器4B供給的冷凝液化的液體制冷劑供給干燥器14。
當(dāng)容納室6接近給定溫度時(shí)，檢測(cè)單元19對(duì)此進(jìn)行檢測(cè)，控制單元16通過(guò)使壓縮機(jī)1減速，降低其能力，由此，可使蒸發(fā)溫度上升，提高冷卻效率。例如，在外部空氣溫度為15℃下，容納室6穩(wěn)定時(shí)的熱負(fù)荷為100～200W左右。因此，對(duì)壓縮機(jī)1進(jìn)行控制，使其在蒸發(fā)溫度為-20～-15℃，冷凝溫度為30～40℃的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，以58～72rps的高轉(zhuǎn)速基本連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。然后，當(dāng)容納室6達(dá)到給定溫度時(shí)，控制單元16停止壓縮機(jī)1的運(yùn)轉(zhuǎn)。
另外，例如，在外部空氣溫度為15℃下，從電源接通時(shí)開始加熱的情況下，由于容納室6的溫度高，所以，蒸發(fā)器5B的蒸發(fā)溫度上升，冷卻能力增大。也就是說(shuō)，能力的自動(dòng)調(diào)整功能發(fā)揮作用。因而，不需要對(duì)壓縮機(jī)1的能力進(jìn)行細(xì)致的控制，就能使該能力與穩(wěn)定時(shí)相符合并固定。
另一方面，在加熱容納室6的情況下，控制單元16將閥2切換到加熱側(cè)，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)1。從壓縮機(jī)1排出的制冷劑經(jīng)過(guò)閥2A，由冷凝器5A冷凝后，由毛細(xì)管10減壓，供給蒸發(fā)器4A。然后，由蒸發(fā)器4A蒸發(fā)的制冷劑，向壓縮機(jī)1回流。這時(shí)，干燥器14的內(nèi)部幾乎沒(méi)有液體制冷劑滯留，而是充滿與蒸發(fā)器4A的蒸發(fā)溫度大致相同的飽和氣體制冷劑。于是，在本結(jié)構(gòu)中，也能獲得與例如，在外部空氣溫度為15℃下，容納室6穩(wěn)定時(shí)的熱負(fù)荷為100～200W左右。因此，對(duì)壓縮機(jī)1進(jìn)行控制，使其在蒸發(fā)溫度為5～10℃，冷凝溫度為55～65℃的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，以27～35rps的低轉(zhuǎn)速連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。由此，當(dāng)以高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能力會(huì)過(guò)剩，冷凝器5A的冷凝溫度超過(guò)壓縮機(jī)1的界限而上升，導(dǎo)致耐久性降低。另外，因能力過(guò)剩，有必要使壓縮機(jī)1進(jìn)行斷續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，在冷凝器5A的溫度從停止?fàn)顟B(tài)達(dá)到給定溫度之前就形成無(wú)用的運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致整體效率降低。
另外，例如，在外部空氣溫度為15℃下，從電源接通時(shí)開始加熱的情況下，通常必須以400W程度對(duì)容納室6進(jìn)行加熱。在這種情況下，對(duì)壓縮機(jī)1進(jìn)行控制，使其在蒸發(fā)溫度為+0～+5℃，冷凝溫度為70～75℃的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，以72rps的高轉(zhuǎn)速連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。在這里，重要之點(diǎn)在于冷卻情況下所觀察到的能力的自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)在加熱情況下不起作用，另外，當(dāng)容納室6內(nèi)的溫度降低時(shí)冷凝溫度變低，相反，由于加熱能力有降低的傾向，因而，進(jìn)行提高加熱能力的控制是必不可少的。例如，最好加大閥11的開度，使壓縮機(jī)1以高轉(zhuǎn)速連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)，為了抑制壓縮機(jī)1表面的無(wú)用的放熱，使風(fēng)扇7停止。
因此，在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中，為了更有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)容納室6的冷卻與加熱，在從電源接通時(shí)開始進(jìn)行冷卻之際，可以將壓縮機(jī)1的轉(zhuǎn)速維持在比較高的轉(zhuǎn)速下。另一方面，在從電源接通時(shí)開始進(jìn)行加熱之際，隨著容納室6內(nèi)的溫度上升，壓縮機(jī)1的轉(zhuǎn)速逐漸降低到27～35rps，有必要進(jìn)行能力調(diào)整。另外，在容納室6內(nèi)的溫度上升的過(guò)程中，為了使冷凝溫度不超過(guò)壓縮機(jī)1的界限，最好設(shè)置用于檢測(cè)冷凝器5A的冷凝溫度的溫度傳感器，同時(shí)，當(dāng)冷凝器5A的冷凝溫度超過(guò)給定值時(shí)進(jìn)行控制，以使壓縮機(jī)1的轉(zhuǎn)速下降。
此外，如果與實(shí)施例1同樣地另外設(shè)置容納室21、22及其冷卻系統(tǒng)，也可以實(shí)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)的小能力化，結(jié)果，可使用能提高理論效率的高沸點(diǎn)制冷劑R600a。
此外，與實(shí)施例1同樣，也可以設(shè)置輔助加熱器39。而且，雖使用毛細(xì)管10、12作為冷卻加熱系統(tǒng)的固定阻力，但是，也可以使用電動(dòng)膨脹閥之類的可變阻力并兼用閥11、13?；蛘撸瑢?duì)于閥11、13來(lái)說(shuō)，與圖3的結(jié)構(gòu)同樣，也可以使用止回閥。
如上上述，本實(shí)施例也能獲得與實(shí)施例1同樣的效果。
實(shí)施例3圖9是本發(fā)明實(shí)施例3的冷卻加熱系統(tǒng)的制冷劑回路圖。圖11是該實(shí)施例的室外熱交換器的立體圖。
本實(shí)施例的冷卻加熱系統(tǒng)包括冷卻加熱系統(tǒng)51與冷卻系統(tǒng)52。冷卻加熱系統(tǒng)51的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的圖3的結(jié)構(gòu)相同。另外，冷卻系統(tǒng)52的基本結(jié)構(gòu)與圖5所示的冷卻系統(tǒng)相同。壓縮機(jī)1設(shè)置在未圖示的隔熱蓋內(nèi)，由風(fēng)扇7冷卻的同時(shí)，還分別在室內(nèi)熱交換器(以下稱交換器)5、蒸發(fā)器23、蒸發(fā)器24、室外熱交換器(以下稱交換器)61上，獨(dú)立地設(shè)置有風(fēng)扇8、41、42、62。
本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與圖5所示的結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)在于交換器61。交換器61由2個(gè)通路的翹片管熱交換器構(gòu)成。一個(gè)通路與冷卻加熱系統(tǒng)51連接，容納室6在加熱時(shí)用作蒸發(fā)器，在冷卻時(shí)用作冷凝器。另一個(gè)通路與冷卻系統(tǒng)52連接，用作冷凝器。
與冷卻加熱系統(tǒng)51連接的制冷劑管道最好設(shè)置在冷卻系統(tǒng)52的制冷劑管道的下游側(cè)。進(jìn)而，冷卻系統(tǒng)52的制冷劑，如圖11的虛線箭頭所示，從配置在3列中央下段的入口管道53流入，朝向上段流動(dòng)后，經(jīng)過(guò)上游側(cè)的列從上段流向下段，從配置在上游側(cè)下段的出口管道54流出。另一方面，冷卻加熱系統(tǒng)52加熱時(shí)的制冷劑，如實(shí)線箭頭所示，從配置在下游側(cè)上段的入口管道55流入，朝向下段流動(dòng)，從配置在下游側(cè)下段的出口管道56流出。另外，冷卻時(shí)，制冷劑在反方向流動(dòng)。優(yōu)選如上所述的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，優(yōu)選將出口管道56與入口管道53鄰近地配置。另外，在入口管道55上安裝有結(jié)露傳感器57。
圖10是圖9所示的冷卻加熱系統(tǒng)的控制方框圖?？刂茊卧?6根據(jù)來(lái)自輸入單元15、檢測(cè)單元19、及結(jié)露傳感器57的輸入，或者壓縮機(jī)1、29的工作狀態(tài)，控制膨脹閥26、27、風(fēng)扇26、四通切換閥(以下稱閥)2、壓縮機(jī)1、29、輔助加熱器39等的運(yùn)轉(zhuǎn)。
下面，說(shuō)明如上結(jié)構(gòu)的冷卻加熱系統(tǒng)的動(dòng)作和作用。
首先，在冷卻容納室6的情況下，如圖9的虛線箭頭所示，從壓縮機(jī)1排出的制冷劑利用閥2切換流路，供給交換器61后冷凝液化。從交換器61排出的制冷劑供給干燥器14。該制冷劑的溫度為與交換器61大致相同的30～40℃。這時(shí)，液體制冷劑滯留在干燥器14內(nèi)部，同時(shí)，除去液體制冷劑中的水分。
然后，從干燥器14排出的制冷劑經(jīng)過(guò)止回閥18，由冷卻用毛細(xì)管12減壓后，供給交換器5后蒸發(fā)汽化。氣體制冷劑再次經(jīng)過(guò)閥2，向壓縮機(jī)1回流。交換器5的蒸發(fā)溫度根據(jù)容納室6的設(shè)定溫度有大的變化。一般地，在冷卻灌裝飲料等的情況下，設(shè)定溫度為5～10℃，交換器5的蒸發(fā)溫度為-15～-5℃。
另外，最好設(shè)置成使冷卻用毛細(xì)管12與交換器5的冷卻時(shí)的出口管道接觸，借助于熱交換，得到大的過(guò)冷卻以提高冷卻能力。
此外，在加熱容納室6的情況下，如圖9的實(shí)線箭頭所示，從壓縮機(jī)1排出的制冷劑利用閥2切換流路，供給交換器5后冷凝液化。該制冷劑的溫度根據(jù)容納室6的設(shè)定溫度有大的變化。一般地，在加熱灌裝飲料的情況下，設(shè)定溫度為50～60℃，交換器5的冷凝溫度為60～80℃。
此外，從壓縮機(jī)1向交換器5的加熱用制冷劑管道最好用隔熱材料覆蓋，通過(guò)防止從加熱用制冷劑管道放熱，能提高加熱能力和加熱效率。
從交換器5排出的制冷劑，立即經(jīng)過(guò)加熱用毛細(xì)管10減壓后，經(jīng)過(guò)止回閥17供給交換器61后蒸發(fā)汽化，氣體制冷劑再次經(jīng)過(guò)閥2，向壓縮機(jī)1回流。一般地，外部空氣溫度低時(shí)，有必要降低交換器61的蒸發(fā)溫度，特別是，外部空氣溫度為5℃以下時(shí)，蒸發(fā)溫度必須在0℃以下，會(huì)在交換器61上結(jié)霜。另外，當(dāng)外部空氣溫度高濕度大的情況下，交換器61的管表面溫度或翹片溫度下降到露點(diǎn)溫度時(shí)，則產(chǎn)生結(jié)露。
然而，本實(shí)施例的交換器61，當(dāng)冷卻系統(tǒng)52工作時(shí)，與冷卻系統(tǒng)52連接的通路發(fā)揮冷凝器的作用，通路周邊的翹片溫度增高。因此，在冷卻加熱系統(tǒng)51與冷卻系統(tǒng)52同時(shí)工作的情況下，通過(guò)翹片可進(jìn)行瀑布式蒸發(fā)器熱交換。另外，可將被冷凝器加熱變暖的大氣吸入蒸發(fā)器中，能以0～10℃的高溫蒸發(fā)溫度使冷卻加熱系統(tǒng)51工作。這樣，即使在冷凝溫度為60～80℃的嚴(yán)酷加熱條件下也能降低壓縮比，提高壓縮機(jī)1的效率。另外，通過(guò)降低冷卻系統(tǒng)52中的冷凝溫度也能實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)8效率的提高。
進(jìn)而，通過(guò)使冷卻加熱系統(tǒng)51的蒸發(fā)溫度為0℃以上，也能防止交換器61結(jié)霜。另外，即使在外部空氣溫度高濕度大的情況下，交換器61的翹片溫度也很難使露點(diǎn)溫度下降，可有效地抑制結(jié)露的發(fā)生。
另外，在交換器61中，如果采用使出口管道56與入口管道53接近的結(jié)構(gòu)，則能增大冷卻加熱系統(tǒng)51的過(guò)熱度，從而可提高加熱能力與加熱效率。
此外，本實(shí)施例中，將冷卻加熱系統(tǒng)51的制冷劑管道設(shè)置在冷卻系統(tǒng)52的制冷劑管道的下游。在使用3列熱交換器的情況下，可以采用以冷卻系統(tǒng)52的制冷劑管道夾持著冷卻加熱系統(tǒng)51的制冷劑管道的結(jié)構(gòu)。
并且，如果將結(jié)露傳感器57安裝在冷卻加熱系統(tǒng)51的加熱時(shí)的入口管道31上，當(dāng)一定時(shí)間檢測(cè)到結(jié)露時(shí)，可停止冷卻加熱系統(tǒng)51，切換到利用加熱器39加熱。這樣，不用停止加熱功能，就能防止結(jié)露水漏到冷藏庫(kù)之外。另外，本實(shí)施例中，將入口管道55配置在上部，由此，即使在發(fā)生結(jié)露的情況下，結(jié)露水在到達(dá)交換器61下面之前就能蒸發(fā)掉。
另外，在冷卻系統(tǒng)52的冷卻和冷卻加熱系統(tǒng)51的加熱同時(shí)工作的情況下，與分別獨(dú)立地工作的情況相比，增加了交換器61的熱交換能力。由此，各自的冷卻能力、加熱能力急劇地增加，因此，引起頻繁地起動(dòng)停止的同時(shí)，降低了同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)率。因此，最好通過(guò)降低風(fēng)扇62的風(fēng)量進(jìn)行調(diào)整，從而使交換器61與空氣的熱交換器量降低，而不會(huì)急劇增加冷卻系統(tǒng)52和冷卻加熱系統(tǒng)51的能力。這樣，在增加冷卻系統(tǒng)52和冷卻加熱系統(tǒng)51的同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)率的同時(shí)，也降低了隨著起動(dòng)停止的冷卻損失、加熱損失，進(jìn)而降低了風(fēng)扇62的耗電量。此外，還可以測(cè)定交換器61的溫度，根據(jù)需要停止風(fēng)扇38。
如上上述，本實(shí)施例中，設(shè)置有與冷卻容納室21、22用的冷卻系統(tǒng)52不同的、對(duì)容納室6進(jìn)行冷卻加熱的專用冷卻加熱系統(tǒng)51。并且，作為冷卻加熱系統(tǒng)51具有實(shí)施例1或2的系統(tǒng)。因此，可以將加熱時(shí)的蒸發(fā)溫度設(shè)定得較高，同時(shí)，利用冷卻系統(tǒng)52的廢熱，將冷卻加熱系統(tǒng)51加熱時(shí)的蒸發(fā)溫度維持在0～10℃的高溫條件下，則能降低壓縮比。這樣，可實(shí)現(xiàn)壓縮機(jī)1效率的提高，可提高冷卻加熱系統(tǒng)51的加熱效率。因此，與電加熱器等的加熱效率為1左右的加熱器相比，可以很容易地實(shí)現(xiàn)2倍左右的加熱效率。如果將這種冷藏庫(kù)應(yīng)用于自動(dòng)售貨機(jī)中，則能大幅度地削減消耗電量。
本實(shí)施例的瀑布式蒸發(fā)器熱交換器61，由具有連接到冷卻系統(tǒng)52上的制冷劑管道和連接到冷卻加熱系統(tǒng)51上的制冷劑管道的、2通路的翹片管熱交換器構(gòu)成。而且，通過(guò)使冷卻加熱系統(tǒng)51的加熱時(shí)的出口管道56與冷卻系統(tǒng)52的入口管道54接近，可增大冷卻加熱系統(tǒng)51的過(guò)熱度。因此，提高了加熱能力和加熱效率。
另外，當(dāng)將結(jié)露傳感器57安裝在交換器61的冷卻加熱系統(tǒng)51的加熱時(shí)的入口管道55上，在一定時(shí)間檢測(cè)到結(jié)露時(shí)，則停止冷卻加熱系統(tǒng)51，切換到利用輔助加熱器39加熱。這樣，不用停止對(duì)商品的加熱，能防止因結(jié)露而漏水。
另外，本實(shí)施例中，在冷卻系統(tǒng)52的冷卻和冷卻加熱系統(tǒng)51的加熱同時(shí)工作時(shí)，使風(fēng)扇62的風(fēng)量降低。這樣，能防止急劇增加冷卻系統(tǒng)52和冷卻加熱系統(tǒng)51的能力，同時(shí)降低風(fēng)扇62的耗電量。
再者，由于能使冷卻加熱系統(tǒng)51與冷卻系統(tǒng)52獨(dú)立地工作，因而，即使冷卻系統(tǒng)52和冷卻加熱系統(tǒng)51中的一個(gè)停止的情況下，另外一個(gè)依舊照常繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。另外，由于交換器61與室外大氣進(jìn)行熱交換，所以，不必將蒸發(fā)溫度設(shè)定在-10℃以下。
圖9中，雖將圖3所示的冷卻加熱系統(tǒng)用作冷卻加熱系統(tǒng)51，但是，也可以采用圖1、圖4所示的冷卻加熱系統(tǒng)。
如上上述，本實(shí)施例的冷卻加熱系統(tǒng)，將冷卻系統(tǒng)52的廢熱利用于冷卻加熱系統(tǒng)51的加熱，能提高加熱效率。該系統(tǒng)也能適于杯式自動(dòng)售貨機(jī)等的加熱及冷卻時(shí)要求節(jié)省能源的用途，這種杯式自動(dòng)售貨機(jī)對(duì)熱飲料與冷飲進(jìn)行切換及保存的商品陳列或供給少量的開水圖12是裝載有圖9所示的冷藏庫(kù)的自動(dòng)售貨機(jī)的示意圖。并且，圖12中，沒(méi)有示出冷卻加熱系統(tǒng)51和冷卻系統(tǒng)52。自動(dòng)售貨機(jī)，也可以裝載圖1、圖3、圖4、圖5及圖7所示的任何一個(gè)冷藏庫(kù)，以替代圖9所示的冷藏庫(kù)。在自動(dòng)售貨機(jī)的前面，設(shè)置有用于收取對(duì)儲(chǔ)藏在容納室6(或者容納室21、22)內(nèi)的物品73、例如灌裝果汁等價(jià)款的收款部71。收款部71所收取的等價(jià)款既可以是現(xiàn)金，也可以是信用卡或移動(dòng)電話等的無(wú)線機(jī)的信號(hào)。收款部71收取等價(jià)款后，控制搬取單元72，將物品73從容納室6中搬出。然后，將物品73通過(guò)通路74供給到自動(dòng)售貨機(jī)之外。收款部71、搬取單元72由于可采用公知的技術(shù)，所以省略其詳細(xì)說(shuō)明。另外，也可以設(shè)置與收款部71不同的其他控制單元75來(lái)控制它們的動(dòng)作。
如上上述，本發(fā)明的冷卻加熱系統(tǒng)，對(duì)于設(shè)置在膨脹機(jī)構(gòu)與室外熱交換器之間的干燥器的制冷劑回路進(jìn)行開閉。因此，特別是在將灌裝飲料等商品加熱到50～100℃的高溫的情況下，能抑制系統(tǒng)內(nèi)的水分量的上升，同時(shí)，能將必要的制冷劑量抑制到最小。因此，可用于提高切換商品陳列櫥或食品保管庫(kù)、自動(dòng)售貨機(jī)等的冷卻與加熱用的冷卻加熱系統(tǒng)的可靠性的目的。
另外，使用各圖說(shuō)明的特有結(jié)構(gòu)，即使與有關(guān)干燥器14的結(jié)構(gòu)分布單獨(dú)地實(shí)施，也能得到各自的效果。
權(quán)利要求
1.一種冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，包括第一熱交換器；第二熱交換器；膨脹機(jī)構(gòu)；壓縮機(jī)；將上述壓縮機(jī)、上述膨脹機(jī)構(gòu)、上述第一熱交換器及上述第二熱交換器連接成環(huán)狀的管道；用于選擇上述管道形成的流路為哪一種的切換閥；上述管道形成的流路的一種是從上述壓縮機(jī)依次經(jīng)過(guò)上述第二熱交換器、上述膨脹機(jī)構(gòu)及上述第一熱交換器后返回上述壓縮機(jī)形成的循環(huán)；或者另一種是從上述壓縮機(jī)依次經(jīng)過(guò)上述第一熱交換器、上述膨脹機(jī)構(gòu)及上述第二熱交換器后返回上述壓縮機(jī)返回上述壓縮機(jī)形成的循環(huán)；并列連接在上述膨脹機(jī)構(gòu)與上述第二熱交換器之間的第一、第二并聯(lián)管道；設(shè)置在上述第一并聯(lián)管道中的干燥器；用于控制并分別設(shè)置在上述第一、第二并聯(lián)管道上的第一、第二閥；通過(guò)控制，在上述第一熱交換器以冷卻方式工作的情況下，使制冷劑流過(guò)上述第一并聯(lián)管道；在上述第一熱交換器以加熱方式工作的情況下，使制冷劑流過(guò)上述第二并聯(lián)管道；以及至少控制上述切換閥，切換上述第一熱交換器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，上述第一閥和上述第二閥是二通閥，上述控制單元控制上述第一閥和上述第二閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，上述控制單元按照下述方式控制上述第一、上述第二閥在上述第一熱交換器以加熱方式工作中使上述壓縮機(jī)停止的情況下，使制冷劑流過(guò)上述第一并聯(lián)管道；在上述第一熱交換器以加熱方式工作中使上述壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，使制冷劑流過(guò)上述第二并聯(lián)管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，上述干燥器配置在上述第一熱交換器進(jìn)行冷卻、加熱所劃分的區(qū)域之外，且位于上述第一、第二并聯(lián)管道的分支點(diǎn)的下方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，上述膨脹機(jī)構(gòu)配置在上述干燥器的上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，上述第一、第二閥是多個(gè)止回閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，上述膨脹機(jī)構(gòu)是與上述第一并聯(lián)管道及上述第二并聯(lián)管道雙方連接的毛細(xì)管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，上述膨脹機(jī)構(gòu)包括配置在與上述第一并聯(lián)管道相同的通路上的第一毛細(xì)管，及配置在與上述第二并聯(lián)管道相同的通路上的第二毛細(xì)管；上述控制單元通過(guò)上述第一、第二閥的控制，進(jìn)行上述第一、第二毛細(xì)管的切換。
9.根據(jù)權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，在上述冷卻加熱系統(tǒng)中循環(huán)的制冷劑包括R600a，上述壓縮機(jī)是高溫用往復(fù)式壓縮機(jī)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，上述壓縮機(jī)是能力可變的，上述控制單元在第一熱交換器以加熱方式工作的情況下，使室內(nèi)溫度穩(wěn)定的同時(shí)，降低上述壓縮機(jī)的能力，基本上連續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，還包括用于冷卻上述壓縮機(jī)的風(fēng)扇，上述控制單元在上述第一熱交換器以冷卻方式工作的情況下，在上述壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中使上述風(fēng)扇工作，并且，在上述第一熱交換器以加熱方式工作的情況下，在上述壓縮為給定溫度以下時(shí)，使上述風(fēng)扇停止。
12.根據(jù)權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，還包括用于冷卻與上述第一熱交換器不同的場(chǎng)所的冷卻系統(tǒng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，上述冷卻系統(tǒng)具有蒸發(fā)器，冷凝器，第二壓縮機(jī)，第二膨脹機(jī)構(gòu)，以及將上述第二壓縮機(jī)、上述第二膨脹機(jī)構(gòu)、上述蒸發(fā)器及上述冷凝器連接成環(huán)狀的管道；上述第二熱交換器與上述冷凝器做成一體。
14.根據(jù)權(quán)利要求13記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，上述冷凝器的制冷劑管道和上述第二熱交換器的制冷劑管道構(gòu)成具有2個(gè)通路的翹片管的瀑布式蒸發(fā)器熱交換器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，上述第一熱交換器加熱時(shí)的、上述第二熱交換器的出口管道與上述冷卻系統(tǒng)的入口管道接近。
16.根據(jù)權(quán)利要求13記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，還包括對(duì)上述第二熱交換器和上述冷凝器送風(fēng)的風(fēng)扇；上述控制單元在使上述冷卻系統(tǒng)的冷卻與上述第一熱交換器的加熱同時(shí)工作時(shí)，使上述風(fēng)扇的風(fēng)量降低。
17.根據(jù)權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，還包括用于加熱上述第一熱交換器的輔助加熱器，并且在上述第一熱交換器加熱時(shí)的、上述第二熱交換器的入口管道處還具有結(jié)露傳感器；上述控制單元在上述結(jié)露傳感器在一定時(shí)間檢測(cè)到結(jié)露時(shí)，停止上述壓縮機(jī)，切換到由上述輔助加熱器進(jìn)行加熱。
18.一種冷藏庫(kù)，其特征是，包括權(quán)利要求1記載的冷卻加熱系統(tǒng)；及內(nèi)部設(shè)有上述第一熱交換器的第一容納室。
19.根據(jù)權(quán)利要求18記載的冷藏庫(kù)，其特征是，還包括第二容納室及用于冷卻上述第二容納室的冷卻系統(tǒng)。
20.一種自動(dòng)售貨機(jī)，其特征是，包括權(quán)利要求18記載的冷藏庫(kù)；收取相對(duì)儲(chǔ)藏在上述容納室中的物品為等價(jià)款的收款部；及根據(jù)來(lái)自上述收款部的指示，將儲(chǔ)藏在上述容納室中的物品搬出到上述容納室外的搬出部。
21.一種冷卻加熱系統(tǒng)，其特征是，包括第一冷凝器；第一蒸發(fā)器；第一膨脹機(jī)構(gòu)；設(shè)置在上述第一蒸發(fā)器與上述第一膨脹機(jī)構(gòu)之間的干燥器；第一閥；壓縮機(jī)；將上述壓縮機(jī)、上述第一冷凝器、上述干燥器、上述第一閥、上述第一膨脹機(jī)構(gòu)及上述第一蒸發(fā)器依上述次序連接成環(huán)狀的第一管道；第二冷凝器；第二膨脹機(jī)構(gòu)；第二閥；第二蒸發(fā)器；將上述壓縮機(jī)、上述第二冷凝器、上述第二膨脹機(jī)構(gòu)、上述第二閥及上述第二蒸發(fā)器依上述次序連接成環(huán)狀的第二管道；用于選擇上述第一管道與上述第二管道的任何一個(gè)的切換閥；及至少控制上述切換閥，切換上述第一蒸發(fā)器與上述第二冷凝器的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的控制單元。
22.一種冷藏庫(kù)，其特征是，包括權(quán)利要求21記載的冷卻加熱系統(tǒng)；及內(nèi)部設(shè)有上述第一蒸發(fā)器和上述第二冷凝器的第一容納室。
23.根據(jù)權(quán)利要求22記載的冷藏庫(kù)，其特征是，還包括第二容納室及用于冷卻上述第二容納室的冷卻系統(tǒng)。
24.一種自動(dòng)售貨機(jī)，其特征是，包括權(quán)利要求22記載的冷藏庫(kù)；收取相對(duì)儲(chǔ)藏在上述容納室中的物品為等價(jià)款的收款部；及根據(jù)來(lái)自上述收款部的指示，將儲(chǔ)藏在上述容納室中的物品搬出到上述容納室外的搬出部。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用被壓縮機(jī)壓縮的制冷劑冷凝時(shí)產(chǎn)生的潛熱進(jìn)行冷卻及加熱的冷卻系統(tǒng)，以及使用該系統(tǒng)的冷藏庫(kù)、對(duì)罐裝飲料等商品加熱或冷卻后出售的自動(dòng)售貨機(jī)。本發(fā)明用并聯(lián)的多根管道將膨脹機(jī)構(gòu)與室外熱交換器連接在一起。并且，在冷卻容納室的情況下，使制冷劑流經(jīng)通路內(nèi)設(shè)置有干燥器的管道。在加熱容納室的情況下，使制冷劑流經(jīng)通路內(nèi)設(shè)置有干燥器的管道以外的管道。或者，在共用壓縮機(jī)的情況下，利用三通閥在通路內(nèi)設(shè)有干燥器、冷卻容納室內(nèi)的冷卻系統(tǒng)和在通路內(nèi)未設(shè)有干燥器、加熱容納室內(nèi)的加熱系統(tǒng)之間進(jìn)行切換使用。
文檔編號(hào)F25B41/04GK1715810SQ20051000217
公開日2006年1月4日 申請(qǐng)日期2005年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月1日
發(fā)明者境壽和, 金城賢治, 龜井正治, 平井剛樹 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社