(57)【要約】【課題】消費電力量の低減化を図りながら、着霜量が増大させずに運転効率を向上させ、しかも冷却能力の低下を抑制することができる冷媒回路装置を提供すること。【解決手段】庫内熱交換器３４、冷却加熱用圧縮機３１および庫外熱交換器３２を有し、庫内熱交換器３４が配設された右庫３ａを加熱する冷却加熱用冷媒回路３０と、蒸発器４４、冷却用圧縮機４１および凝縮器４２を有し、蒸発器４４が配設された商品収容庫３を冷却する冷却用冷媒回路４０とを備え、庫外熱交換器３２と凝縮器４２とが互いに熱交換可能となる態様で構成された冷媒回路装置２０において、凝縮器４２における冷媒の放熱量よりも庫外熱交換器３２における冷媒の冷熱排熱量が相対的に大きい場合に、冷却加熱用圧縮機３１の回転数を低減させる制御部５０を備えている。【選択図】        図３
2010032097.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象室の内部に配設された室内熱交換器と、前記対象室の外部に配設された第１圧縮機および室外熱交換器とを有してなり、前記第１圧縮機で圧縮させた冷媒を前記室内熱交換器で凝縮させ、かつ前記室外熱交換器で蒸発させる態様で循環させることにより前記対象室の内部雰囲気を加熱する第１冷媒回路と、
冷却室の内部に配設された蒸発器と、前記冷却室の外部に配設された第２圧縮機および凝縮器とを有してなり、前記第２圧縮機で圧縮させた冷媒を前記凝縮器で凝縮させ、かつ前記蒸発器で蒸発させる態様で循環させることにより前記冷却室の内部雰囲気を冷却する第２冷媒回路と
を備え、
前記室外熱交換器と前記凝縮器とが互いに熱交換可能となる態様で構成された冷媒回路装置において、
前記凝縮器における冷媒の放熱量よりも前記室外熱交換器における冷媒の冷熱排熱量が相対的に大きい場合に、前記第１圧縮機の回転数を低減させる制御手段を備えたことを特徴とする冷媒回路装置。
【請求項２】
前記室外熱交換器と前記凝縮器とが一体化した熱交換器として構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の冷媒回路装置。
【請求項３】
前記第１冷媒回路は、冷却運転の場合には、前記第１圧縮機で圧縮させた冷媒を前記室外熱交換器で凝縮させ、かつ前記室内熱交換器で蒸発させる態様で循環させることにより前記対象室の内部雰囲気を冷却することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の冷媒回路装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記凝縮器で凝縮する冷媒の凝縮温度が、前記凝縮器の放熱量と前記室外熱交換器の冷熱排熱量との相関関係の許容範囲を規定するものとして予め決められた基準情報に含まれる上限値を超える場合には、前記第１圧縮機の回転数を増大させる一方、前記凝縮温度が前記基準情報に含まれる下限値未満となる場合には、前記第１圧縮機の回転数を低減させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の冷媒回路装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記凝縮温度が前記基準情報に含まれる下限値未満となる場合において、前記第２圧縮機が駆動停止中のときには前記第１圧縮機の回転数を維持する一方、前記第２圧縮機が駆動中のときには前記第１圧縮機の回転数を低減させることを特徴とする請求項４に記載の冷媒回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒回路装置に関し、より詳細には、例えば自動販売機等に適用される冷媒回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動販売機等に適用される冷媒回路装置として、冷却加熱用冷媒回路と冷却用冷媒回路とを備えたものが知られている。冷却加熱用冷媒回路は、庫内熱交換器、膨張機構、庫外熱交換器および冷却加熱用圧縮機が冷媒配管で順次接続されて環状に構成されたものであり、冷媒が封入されている。
【０００３】
庫内熱交換器は、自動販売機の商品収容庫の内部に配設されている。ここで商品収容庫は、商品を所望の温度状態に保持して収容するためのものであり、断熱構造を有している。上記庫内熱交換器は、通過する冷媒と商品収容庫の内部空気とを熱交換させるものである。
【０００４】
膨張機構は、自動販売機本体内であって商品収容庫の外部となる個所、例えば機械室に配設されており、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるためのものである。庫外熱交換器は、膨張機構と同様に自動販売機本体内であって商品収容庫の外部となる個所（機械室等）に配設されている。この庫外熱交換器は、通過する冷媒と周囲空気とを熱交換させるものである。冷却加熱用圧縮機は、膨張機構および庫外熱交換器と同様に自動販売機本体内であって商品収容庫の外部となる個所（機械室等）に配設されている。この冷却加熱用圧縮機は、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。
【０００５】
また、上記冷却加熱用冷媒回路においては、四方弁が設けられている。四方弁は、冷却加熱用圧縮機で圧縮された冷媒を庫外熱交換器に送出するか、庫内熱交換器に送出するかを択一的に選択するものである。この四方弁により冷却加熱用圧縮機で圧縮された冷媒を庫外熱交換器に送出した場合には、冷媒は庫外熱交換器で凝縮し、膨張機構で断熱膨張した後に、庫内熱交換器で蒸発して冷却加熱用圧縮機に吸引される。これにより庫内熱交換器が配設された商品収容庫の内部空気は冷却されることになる。
【０００６】
一方、この四方弁により冷却加熱用圧縮機で圧縮された冷媒を庫内熱交換器に送出した場合には、冷媒は庫内熱交換器で凝縮し、膨張機構で断熱膨張した後に、庫外熱交換器で蒸発して冷却加熱用圧縮機に吸引される。これにより庫内熱交換器が配設された商品収容庫の内部空気は加熱されることになる。
【０００７】
このように冷却加熱用冷媒回路は、四方弁により冷却加熱用圧縮機で圧縮された冷媒の送出先を切り替えることにより、庫内熱交換器が配設された商品収容庫の内部空気を冷却、あるいは加熱することができる。
【０００８】
冷却用冷媒回路は、蒸発器、冷却用圧縮機、凝縮器および膨張機構が冷媒配管で順次接続されて環状に構成されたものであり、冷媒が封入されている。
【０００９】
蒸発器は、自動販売機の商品収容庫の内部に配設されている。より詳細には、上記庫内熱交換器が配設された商品収容庫とは別個の商品収容庫の内部に配設されている。この蒸発器は、通過する冷媒が蒸発することにより、商品収容庫の内部空気を冷却するものである。
【００１０】
冷却用圧縮機は、自動販売機本体内であって商品収容庫の外部となる個所、例えば機械室に配設されており、蒸発器で蒸発した冷媒を吸引し、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。
【００１１】
凝縮器は、冷却用圧縮機と同様に自動販売機本体内であって商品収容庫の外部となる個所（機械室等）に配設されている。この凝縮器は、通過する冷媒が凝縮することにより、周囲空気を加熱、すなわち周囲空気に放熱するものである。膨張機構は、冷却用圧縮機および凝縮器と同様に自動販売機本体内であって商品収容庫の外部となる個所（機械室等）に配設されている。この膨張機構は、凝縮器で凝縮した冷媒を減圧して断熱膨張させるためのものである。
【００１２】
このような冷却用冷媒回路においては、冷却用圧縮機で圧縮された冷媒が凝縮器で凝縮し、凝縮した冷媒が膨張機構で断熱膨張され、蒸発器で蒸発する。この蒸発器で蒸発した冷媒は、冷却用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。これにより蒸発器が配設された商品収容庫の内部空気は冷却されることになる。
【００１３】
以上のような構成を有する冷媒回路装置では、消費電力量の低減を図るために、冷却加熱用冷媒回路の庫外熱交換器と、冷却用冷媒回路の凝縮器とが一体化した熱交換器として構成されたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１４】
【特許文献１】特開２００６−０４８６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、上述したような冷媒回路装置では、冷却加熱用冷媒回路の庫外熱交換器と、冷却用冷媒回路の凝縮器とが一体化した熱交換器として構成されているので、庫外熱交換器を通過する冷媒は、凝縮器からの放熱を得て蒸発する一方、凝縮器を通過する冷媒は、庫外熱交換器からの冷熱排熱を得て凝縮することになる。
【００１６】
しかしながら、凝縮器における冷媒の放熱量よりも庫外熱交換器における冷媒の冷熱排熱量の方が相対的に大きいと、庫外熱交換器での冷媒の蒸発温度が低下してしまう問題があった。このように蒸発温度が低下してしまうと、着霜量が増大するだけでなく、運転効率が低下してしまうことになる。また、蒸発温度の低下は、凝縮器での冷媒の凝縮温度の低下を招き、これにより凝縮器内においていわゆる液溜まりという現象が生じて凝縮器内における冷媒量が増加し、蒸発器に向けて流れる冷媒量が低下するために、冷却能力が低下してしまうことになる。
【００１７】
本発明は、上記実情に鑑みて、消費電力量の低減化を図りながら、着霜量が増大させずに運転効率を向上させ、しかも冷却能力の低下を抑制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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る冷媒回路装置は、対象室の内部に配設された室内熱交換器と、前記対象室の外部に配設された第１圧縮機および室外熱交換器とを有してなり、前記第１圧縮機で圧縮させた冷媒を前記室内熱交換器で凝縮させ、かつ前記室外熱交換器で蒸発させる態様で循環させることにより前記対象室の内部雰囲気を加熱する第１冷媒回路と、冷却室の内部に配設された蒸発器と、前記冷却室の外部に配設された第２圧縮機および凝縮器とを有してなり、前記第２圧縮機で圧縮させた冷媒を前記凝縮器で凝縮させ、かつ前記蒸発器で蒸発させる態様で循環させることにより前記冷却室の内部雰囲気を冷却する第２冷媒回路とを備え、前記室外熱交換器と前記凝縮器とが互いに熱交換可能となる態様で構成された冷媒回路装置において、前記凝縮器における冷媒の放熱量よりも前記室外熱交換器における冷媒の冷熱排熱量が相対的に大きい場合に、前記第１圧縮機の回転数を低減させる制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の請求項２に係る冷媒回路装置は、上述した請求項１において、前記室外熱交換器と前記凝縮器とが一体化した熱交換器として構成されたものであることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の請求項３に係る冷媒回路装置は、上述した請求項１または請求項２において、前記第１冷媒回路は、冷却運転の場合には、前記第１圧縮機で圧縮させた冷媒を前記室外熱交換器で凝縮させ、かつ前記室内熱交換器で蒸発させる態様で循環させることにより前記対象室の内部雰囲気を冷却することを特徴とする。
【００２１】
また、本発明の請求項４に係る冷媒回路装置は、上述した請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記制御手段は、前記凝縮器で凝縮する冷媒の凝縮温度が、前記凝縮器の放熱量と前記室外熱交換器の冷熱排熱量との相関関係の許容範囲を規定するものとして予め決められた基準情報に含まれる上限値を超える場合には、前記第１圧縮機の回転数を増大させる一方、前記凝縮温度が前記基準情報に含まれる下限値未満となる場合には、前記第１圧縮機の回転数を低減させることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明の請求項５に係る冷媒回路装置は、上述した請求項４において、前記制御手段は、前記凝縮温度が前記基準情報に含まれる下限値未満となる場合において、前記第２圧縮機が駆動停止中のときには前記第１圧縮機の回転数を維持する一方、前記第２圧縮機が駆動中のときには前記第１圧縮機の回転数を低減させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の冷媒回路装置によれば、第１冷媒回路の室外熱交換器と、第２冷媒回路の凝縮器とを一体化した熱交換器として構成してあるので、凝縮器での放熱を有効活用することにより、第１圧縮機の運転効率を向上させて消費電力量の低減化を図ることができる。特に室外熱交換器が蒸発器として作用する場合に顕著である。しかも、制御手段が、凝縮器における冷媒の放熱量よりも室外熱交換器における冷媒の冷熱排熱量が相対的に大きい場合には、第１圧縮機の回転数を低減させるので、室外熱交換器での冷媒の蒸発温度を上昇させることができる。このように蒸発温度を上昇させることができるので、着霜量が増大する虞れがなく、ドレイン量が多くなることによる水漏れの発生等を回避することができ、しかも運転効率の向上を図ることができる。また、蒸発温度を上昇させることにより、凝縮器での冷媒の凝縮温度を上昇させることができ、これにより凝縮器内においていわゆる液溜まりという現象が生じて凝縮器内における冷媒量が増加する虞れもなく、蒸発器に向けて流れる冷媒量が適正なものとして、冷却能力が低下することを回避できる。従って、消費電力量の低減化を図りながら、着霜量が増大させずに運転効率を向上させ、しかも冷却能力の低下を抑制することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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断面図である。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。
【００２６】
本体キャビネット１は、前面が開口した直方状の形態をなすものである。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てある。
【００２７】
この商品収容庫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ためのもので、断熱構造を有している。以下においては、右側の商品収容庫３を右庫３ａ、中央の商品収容庫３を中庫３ｂ、左側の商品収容庫３を左庫３ｃとも称する。ここで右側とは、自動販売機を正面から見た場合の右方、左側とは、自動販売機を正面から見た場合の左方を指すものとする。
【００２８】
図２〜図４は、それぞれ図１に示した自動販売機の断面側面図であり、図２は右庫３ａ、図３は中庫３ｂ、図４は左庫３ｃの内部構造を示している。これら図２〜図４に示すように、本体キャビネット１の前面には、外扉４および内扉５が設けてある。外扉４は、本体キャビネット１の前面開口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。
【００２９】
上記商品収容庫３、すなわち右庫３ａ、中庫３ｂ、左庫３ｃには、図２〜図４に示すように、それぞれ商品収納ラック６、搬出機構７および搬出シュータ８が設けてある。商品収納ラック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。搬出機構７は、商品収納ラック６の下部に設けてあり、この商品収納ラック６に収納された商品群の最下位にある商品を１つずつ搬出するためのものである。搬出シュータ８は、搬出機構７から搬出された商品を外扉４に設けられた商品取出口４ａに導くためのものである。
【００３０】
上記本体キャビネット１の内部には、冷媒回路装置２０が配設してある。図５は、図１に示した自動販売機に適用された冷媒回路装置２０を概念的に示す概念図である。ここで例示する冷媒回路装置２０は、冷却加熱用冷媒回路（第１冷媒回路）３０および冷却用冷媒回路（第２冷媒回路）４０を備えてなるものである。
【００３１】
冷却加熱用冷媒回路３０は、冷却加熱用圧縮機（第１圧縮機）３１、庫外熱交換器（室外熱交換器）３２、膨張機構３３および庫内熱交換器（室内熱交換器）３４を冷媒配管３５にて順次接続して構成してあり、内部に冷媒が封入してある。
【００３２】
冷却加熱用圧縮機３１は、図２にも示すように、本体キャビネット１の内部であって、商品収容庫３（右庫３ａ、中庫３ｂおよび左庫３ｃ）の下方側に画成された機械室９に配設してある。この冷却加熱用圧縮機３１は、冷媒を吸引し、吸引した冷媒を圧縮して高温高圧の状態（高温高圧冷媒）にするものである。また、本実施の形態においては、冷却加熱用圧縮機３１としては、回転数の増減が可能なインバータ式のものを適用している。
【００３３】
庫外熱交換器３２は、図２にも示すように冷却加熱用圧縮機３１と同様に機械室９に配設してある。この庫外熱交換器３２は、通過する冷媒を周囲空気との間で熱交換、すなわち通過する空気と周囲空気（例えば外気）とを熱交換させるものである。
【００３４】
また、このような庫外熱交換器３２の近傍には庫外送風ファンＦ１が設けてある。庫外送風ファンＦ１は、駆動することにより庫外熱交換器３２の周囲を通過する外気の送風量を増減させるものである。
【００３５】
膨張機構３３は、図２にも示すように冷却加熱用圧縮機３１および庫外熱交換器３２と同様に機械室９に配設してある。この膨張機構３３は、通過する冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。
【００３６】
庫内熱交換器３４は、図２にも示すように右庫３ａの下方部に配設してある。この庫内熱交換器３４は、通過する冷媒を右庫３ａの内部空気（内部雰囲気）との間で熱交換、すなわち通過する冷媒と右庫３ａの内部空気とを熱交換させるものである。このような庫内熱交換器３４が配設してある右庫３ａには、庫内熱交換器３４の前方域に右庫内送風ファンＦ２が配設してある。右庫内送風ファンＦ２は、庫内熱交換器３４を通じて冷媒と熱交換した内部空気を右庫３ａの前方下部より吹き出し、背面ダクト１０を通じて循環させるものである。
【００３７】
このような冷却加熱用冷媒回路３０には、冷却加熱用圧縮機３１と庫外熱交換器３２とを接続する冷媒配管３５、並びに冷却加熱用圧縮機３１と庫内熱交換器３４とを接続する冷媒配管３５に共通の四方弁３６が設けてある。より詳細に説明すると、四方弁３６は、１つの専用入口３６１、１つの専用出口３６２および２つの出入口３６３，３６４を備えてなる弁体である。専用入口３６１は、冷却加熱用圧縮機３１の吐出口に冷媒配管３５を通じて連通してあり、専用出口３６２は冷却加熱用圧縮機３１の吸引口に冷媒配管３５を通じて連通してある。２つの出入口３６３，３６４のうち一方は、庫外熱交換器３２に冷媒配管３５を通じて連通してあり、他方は、庫内熱交換器３４に冷媒配管３５を通じて連通してある。
【００３８】
このような四方弁３６は、常態においては、図６に示すように、専用入口３６１から流入した冷媒、すなわち冷却加熱用圧縮機３１で圧縮された冷媒を一の出入口３６３より流出させて庫内熱交換器３４に送出し、庫外熱交換器３２から吐出された冷媒を他の出入口３６４より流入させて専用出口３６２から流出させて冷却加熱用圧縮機３１に送出するものである一方、切替指令が与えられた場合には、図７に示すように、専用入口３６１から流入した冷媒（冷却加熱用圧縮機３１で圧縮された冷媒）を他の出入口３６４より流出させて庫外熱交換器３２に送出し、庫内熱交換器３４から吐出された冷媒を一の出入口３６３より流入させて専用出口３６２から流出させて冷却加熱用圧縮機３１に送出するものである。つまり、四方弁３６は、冷却加熱用圧縮機３１で圧縮させた冷媒を庫外熱交換器３２に送出するか、庫内熱交換器３４に送出するかを択一的に選択するものである。
【００３９】
かかる四方弁３６が図６に示すように冷却加熱用圧縮機３１で圧縮させた冷媒を庫内熱交換器３４に送出した場合、冷媒は、庫内熱交換器３４、膨張機構３３、庫外熱交換器３２の順に通過し、その後に冷却加熱用圧縮機３１により吸引されることになる。より詳細に説明すると、庫内熱交換器３４に送出された冷媒は、庫内熱交換器３４の流路を通過しながら放熱して凝縮することになる。この結果、当該庫内熱交換器３４が配設された右庫３ａの内部空気は加熱される。加熱された空気は、右庫内送風ファンＦ２の駆動により右庫３ａの前方下部より吹き出されて商品と熱交換が行うことになり、これにより右庫３ａに収容された商品は加熱される。商品と熱交換を行った空気は、背面ダクト１０に進入し、かかる背面ダクト１０を通じて庫内熱交換器３４まで送出される。
【００４０】
庫内熱交換器３４で凝縮した冷媒は、膨張機構３３で減圧されて断熱膨張し、その後に庫外熱交換器３２の流路を通過しながら蒸発することになる。庫外熱交換器３２で蒸発した冷媒は、冷却加熱用圧縮機３１により四方弁３６を通じて吸引される。
【００４１】
一方、上記四方弁３６が図７に示すように冷却加熱用圧縮機３１で圧縮された冷媒を庫外熱交換器３２に送出した場合、冷媒は、庫外熱交換器３２、膨張機構３３、庫内熱交換器３４の順に通過し、その後に冷却加熱用圧縮機３１により吸引されることになる。より詳細に説明すると、庫外熱交換器３２に送出された冷媒は、庫外熱交換器３２の流路を通過しながら放熱して凝縮することになる。庫外熱交換器３２で凝縮した冷媒は、膨張機構３３で減圧されて断熱膨張し、その後に庫内熱交換器３４の流路を通過しながら蒸発することになる。この結果、当該庫内熱交換器３４が配設された右庫３ａの内部空気は、庫内熱交換器３４を通過する冷媒に熱を奪われて冷却される。冷却された空気は、右庫内送風ファンＦ２の駆動により右庫３ａの前方下部より吹き出されて商品と熱交換が行うことになり、これにより右庫３ａに収容された商品は冷却される。商品と熱交換を行った空気は、背面ダクト１０に進入し、かかる背面ダクト１０を通じて庫内熱交換器３４まで送出される。庫内熱交換器３４で蒸発した冷媒は、冷却加熱用圧縮機３１により四方弁３６を通じて吸引される。
【００４２】
以上説明したように、冷却加熱用冷媒回路３０では、四方弁３６により冷却加熱用圧縮機３１で圧縮させた冷媒の送出先を択一的に選択する結果、右庫３ａの内部空気を加熱もしくは冷却することができる。つまり、右庫３ａは、収容する商品を冷却、あるいは加熱する冷却加熱庫としての役割を有している。
【００４３】
冷却用冷媒回路４０は、冷却用圧縮機（第２圧縮機）４１、凝縮器４２、膨張機構４３および蒸発器４４を冷媒配管４５にて順次接続して構成してあり、内部に冷媒が封入してある。
【００４４】
冷却用圧縮機４１は、図３にも示すように機械室９に配設してある。この冷却用圧縮機４１は、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（高温高圧冷媒）にして吐出口より吐出するものである。
【００４５】
凝縮器４２は、図３にも示すように、冷却用圧縮機４１と同様に機械室９に配設してある。この凝縮器４２は、通過する冷媒を凝縮させるものである。より詳細に説明すると、冷却用圧縮機４１で圧縮され、かつ吐出口から吐出されて冷媒配管４５を通じて送出された冷媒を周囲空気と熱交換させて凝縮させるものである。
【００４６】
また、この凝縮器４２は、上記冷却加熱用冷媒回路３０を構成する庫外熱交換器３２と一体化した熱交換器として構成してある。つまり、凝縮器４２と庫外熱交換器３２とは、互いに熱交換可能となる態様で構成してある。そのため、凝縮器４２を通過する冷媒（冷却用冷媒回路４０に封入された冷媒）と、庫外熱交換器３２を通過する冷媒（冷却加熱用冷媒回路３０に封入された冷媒）とが互いに熱交換可能となっている。
【００４７】
膨張機構４３は、図３にも示すように冷却用圧縮機４１および凝縮器４２と同様に機械室９に配設してある。この膨張機構４３は、凝縮器４２で凝縮した冷媒を減圧して断熱膨張させるものである。
【００４８】
蒸発器４４は、複数（図示の例では２つ）設けてあり、一方が中庫３ｂの内部、他方が左庫３ｃの内部に配設してある。ここで、これら蒸発器４４と膨張機構４３とを接続する冷媒配管４５は、その途中の分岐点４５１で２つに分岐して一方が中庫３ｂの内部に配設された蒸発器４４（以下、第１蒸発器４４ａとも称する）の入口側に、他方が左庫３ｃの内部に配設された蒸発器４４（以下、第２蒸発器４４ｂとも称する）の入口側に接続してある。また、この冷媒配管４５においては、分岐点４５１から第１蒸発器４４ａおよび第２蒸発器４４ｂに至る途中に電磁弁４６が設けてある。電磁弁４６は、開閉可能な弁体であり、常態においては開成して冷媒の通過を許容する一方、駆動指令が与えられた場合には閉成して冷媒の通過を規制するものである。これら蒸発器４４の出口側に接続された冷媒配管４５は、途中の合流点４５２で合流し、吸引口を介して冷却用圧縮機４１に接続している。
【００４９】
このような蒸発器４４（第１蒸発器４４ａおよび第２蒸発器４４ｂ）は、通過する冷媒を蒸発させることにより周囲空気、すなわち商品収容庫３（中庫３ｂおよび左庫３ｃ）の内部空気（内部雰囲気）から熱を奪って冷却するものである。
【００５０】
図３に示すように、このような第１蒸発器４４ａが配設してある中庫３ｂには第１蒸発器４４ａの前方域にヒータＨおよび中庫内送風ファンＦ３が配設してある。ヒータＨは、通電状態となる場合に中庫３ｂの内部空気を加熱するものである。中庫内送風ファンＦ３は、第１蒸発器４４ａで冷却された内部空気、あるいはヒータＨで加熱された内部空気を中庫３ｂの前方下部より吹き出し、背面ダクト１０を通じて循環させるものである。尚、ヒータＨが通電状態となる場合には、第１蒸発器４４ａの上流側の電磁弁４６は閉成しており、第１蒸発器４４ａには冷媒が通過しない状態となっている。
【００５１】
図４に示すように、このような第２蒸発器４４ｂが配設してある左庫３ｃには第２蒸発器４４ｂの前方域に左庫内送風ファンＦ４が配設してある。左庫内送風ファンＦ４は、第２蒸発器４４ｂで冷却された内部空気を左庫３ｃの前方下部より吹き出し、背面ダクト１０を通じて循環させるものである。
【００５２】
上記冷却用冷媒回路４０において、中庫３ｂおよび左庫３ｃの内部空気を冷却、すなわち中庫３ｂおよび左庫３ｃの内部に収容された商品を冷却する場合には、両電磁弁４６を開成させ、冷却用圧縮機４１を駆動させる。このとき中庫３ｂのヒータＨは非通電状態となっている。図６および図７に示すように、冷却用圧縮機４１で圧縮された冷媒は、凝縮器４２、膨張機構４３、蒸発器４４（第１蒸発器４４ａおよび第２蒸発器４４ｂ）の順に通過し、その後に冷却用圧縮機４１により吸引されることになる。より詳細に説明すると、凝縮器４２に送出された冷媒は、凝縮器４２の流路を通過しながら凝縮することになる。凝縮器４２で凝縮した冷媒は、膨張機構４３で減圧されて断熱膨張し、その後に分岐して第１蒸発器４４ａおよび第２蒸発器４４ｂのそれぞれの流路を通過しながら蒸発することになる。この結果、第１蒸発器４４ａが配設された中庫３ｂの内部空気、並びに第２蒸発器４４ｂが配設された左庫３ｃの内部空気は、各蒸発器４４を通過する冷媒に熱を奪われて冷却される。冷却された内部空気は、中庫内送風ファンＦ３および左庫内送風ファンＦ４の駆動により中庫３ｂおよび左庫３ｃの前方下部より吹き出されて商品と熱交換が行うことになり、これにより中庫３ｂおよび左庫３ｃに収容された商品は冷却される。商品と熱交換を行った空気は、背面ダクト１０に進入し、かかる背面ダクト１０を通じて各蒸発器４４まで送出される。各蒸発器４４で蒸発した冷媒は、冷却用圧縮機４１により吸引される。
【００５３】
一方、上記冷却用冷媒回路４０において、左庫３ｃのみの内部空気を冷却、すなわち左庫３ｃの内部に収容された商品のみを冷却する場合には、第１蒸発器４４ａの上流側にある電磁弁４６に駆動指令を与えて閉成させ、第２蒸発器４４ｂの上流側にある電磁弁４６を開成させ、冷却用圧縮機４１を駆動させる。これにより冷却用圧縮機４１で圧縮された冷媒は、凝縮器４２、膨張機構４３、第２蒸発器４４ｂの順に通過し、その後に冷却用圧縮機４１により吸引されることになる。より詳細に説明すると、凝縮器４２に送出された冷媒は、凝縮器４２の流路を通過しながら凝縮することになる。凝縮器４２で凝縮した冷媒は、膨張機構４３で減圧されて断熱膨張し、その後に第２蒸発器４４ｂの流路を通過しながら蒸発することになる。この結果、第２蒸発器４４ｂが配設された左庫３ｃの内部空気は、第２蒸発器４４ｂを通過する冷媒に熱を奪われて冷却される。冷却された内部空気は、左庫内送風ファンＦ４の駆動により左庫３ｃの前方下部より吹き出されて商品と熱交換が行うことになり、これにより左庫３ｃに収容された商品は冷却される。商品と熱交換を行った空気は、背面ダクト１０に進入し、かかる背面ダクト１０を通じて第２蒸発器４４ｂまで送出される。第２蒸発器４４ｂで蒸発した冷媒は、冷却用圧縮機４１により吸引される。
【００５４】
ところで、中庫３ｂでは、ヒータＨが通電状態となって中庫３ｂの内部空気を加熱する。加熱された内部空気は、中庫内送風ファンＦ３の駆動により中庫３ｂの前方下部より吹き出されて商品と熱交換が行うことになり、これにより中庫３ｂに収容された商品は加熱される。商品と熱交換を行った空気は、背面ダクト１０に進入し、かかる背面ダクト１０を通じてヒータＨの近傍まで送出される。
【００５５】
このように冷却用冷媒回路４０は、両電磁弁４６が開成している場合には、中庫３ｂおよび左庫３ｃの内部空気を冷却することができる一方、第１蒸発器４４ａの上流側にある電磁弁４６が閉成し、かつ第２蒸発器４４ｂの上流側にある電磁弁４６が開成している場合には、左庫３ｃの内部空気のみを冷却することができる。つまり、中庫３ｂは、収容する商品を冷却、あるいは加熱する冷却加熱庫としての役割を有し、左庫３ｃは、収容する商品を冷却する冷却専用庫としての役割を有している。
【００５６】
図８は、上記冷媒回路装置２０の制御系の要部を模式的に示すブロック図である。この図８に示すように、冷媒回路装置２０は、凝縮温度センサＳ１および制御部５０を備えている。
【００５７】
凝縮温度センサＳ１は、図５〜図７に示すように、冷却用冷媒回路４０のうち凝縮器４２の内部の冷媒流路に配設してある。この凝縮温度センサＳ１は、凝縮器４２で凝縮する冷媒の温度、すなわち凝縮温度を検出する凝縮温度検出手段である。
【００５８】
制御部５０は、設定記憶部５１、入力処理部５２、比較判断部５３、圧縮機駆動判定部５４および回転数駆動処理部５５を備えて構成してある。尚、この制御部５０は、冷媒回路装置２０が適用される自動販売機の販売動作等を制御する制御回路に組み込まれたものであっても構わないし、かかる制御回路とは独立して構成されたものであっても構わない。尚、制御部５０としては、本発明の特徴的な構成のみを例示し、その他の構成要素については図示およびその説明を割愛する。
【００５９】
設定記憶部５１は、制御部５０が後述する回転数制御処理を行うのに必要なデータやプログラムを予め設定し記憶してあるとともに、その他動作に必要なプログラム等を記憶するものである。特に、本発明の実施の形態において特徴的なものとして、設定記憶部５１は、基準情報を記憶している。基準情報は、庫外熱交換器３２の冷熱排熱量と、凝縮器４２の放熱量とにおける相関関係の許容範囲を規定するものであり、より詳細には、上記冷熱排熱量と上記放熱量との相関関係の適正範囲を規定するものであり、かかる範囲の上限値および下限値が決められている。つまり、上記基準情報は、凝縮温度が当該範囲外であれば、冷熱排熱量と放熱量とのうちいずれか一方が他方に対して相対的に大きいものとなる判断基準である。
【００６０】
入力処理部５２は、凝縮温度センサＳ１からの温度信号を入力するもの、すなわち凝縮温度センサＳ１を通じて検出された凝縮温度を入力するものである。
【００６１】
比較判断部５３は、入力処理部５２を通じて入力された温度信号に含まれる凝縮温度（検出温度）と、設定記憶部５１から読み出した基準情報に含まれる許容範囲の下限値、あるいは該許容範囲の上限値とを比較し、凝縮温度が下限値以上であるか否か、あるいは庫内温度が上限値以下であるか否かを判断するものである。
【００６２】
圧縮機駆動判定部５４は、冷却用圧縮機４１が駆動しているか否かを判定するものである。より詳細に説明すると、冷却用圧縮機４１は、凝縮器４２を通過する冷媒の温度がかなり低いことが検出されると、通常駆動停止するように設定されている。そこで、圧縮機駆動判定部５４は、入力処理部５２を通じて入力された凝縮温度（検出温度）が予め決められた閾値未満であると、冷却用圧縮機４１は駆動停止しているものと判定するものである。尚、圧縮機駆動判定部５４は、入力処理部５２を通じて入力された凝縮温度が上記閾値以上の場合には、冷却用圧縮機４１は駆動しているものと判定する。回転数駆動処理部５５は、冷却加熱用圧縮機３１の回転数を増減させるものである。ここで、閾値は、基準情報に含まれる下限値よりも小さい値である。
【００６３】
以上のような構成を有する冷媒回路装置２０が適用された自動販売機においては、次のようにして商品収容庫３（右庫３ａ、中庫３ｂおよび左庫３ｃ）に収容された商品を冷却、あるいは加熱する。
【００６４】
まず、右庫３ａに収容された商品を加熱、中庫３ｂおよび左庫３ｃに収容された商品を冷却する場合について説明する。この場合、冷却加熱用冷媒回路３０においては、四方弁３６を常態にして冷却加熱用圧縮機３１で圧縮された冷媒を庫内熱交換器３４に送出させる。これにより冷却加熱用圧縮機３１で圧縮させた冷媒を、庫内熱交換器３４、膨張機構３３、庫外熱交換器３２の順に通過させて循環させる（図６参照）。これにより、庫内熱交換器３４に送出された冷媒は、庫内熱交換器３４の流路を通過しながら放熱して凝縮し、右庫３ａの内部空気を加熱する。加熱された内部空気は、右庫内送風ファンＦ２の駆動により右庫３ａの前方下部より吹き出されて商品と熱交換が行うことになり、これにより右庫３ａに収容された商品を加熱する。
【００６５】
一方、冷却用冷媒回路４０においては、両電磁弁４６を開成させ、冷却用圧縮機４１で圧縮させた冷媒を、凝縮器４２、膨張機構４３、蒸発器４４（第１蒸発器４４ａおよび第２蒸発器４４ｂ）の順に通過させて循環させる。これにより、冷却用圧縮機４１で圧縮させた冷媒は、凝縮器４２で凝縮し、膨張機構４３で断熱膨張し、その後に分岐して第１蒸発器４４ａおよび第２蒸発器４４ｂのそれぞれの流路を通過しながら蒸発し、中庫３ｂおよび左庫３ｃの内部空気を冷却する。冷却された内部空気は、中庫内送風ファンＦ３および左庫内送風ファンＦ４の駆動により中庫３ｂおよび左庫３ｃの前方下部より吹き出されて商品と熱交換が行うことになり、これにより中庫３ｂおよび左庫３ｃに収容された商品を冷却する。
【００６６】
尚、左庫３ｃに収容された商品のみを冷却する場合には、第１蒸発器４４ａの上流側にある電磁弁４６を閉成させれば、冷却加熱用圧縮機３１で圧縮させた冷媒を、凝縮器４２、膨張機構４３、第２蒸発器４４ｂの順に通過させて循環させればよい。この場合、中庫３ｂの内部に配設されたヒータＨを通電状態にして内部空気を加熱することにより、収容された商品を加熱することができる。
【００６７】
このように右庫３ａに収容された商品を加熱、中庫３ｂおよび左庫３ｃの少なくとも一方に収容された商品を冷却する場合、冷却用冷媒回路４０を構成する凝縮器４２と一体化した熱交換器として構成された庫外熱交換器３２は通過する冷媒を蒸発させる蒸発器として作用する。この場合、凝縮器４２を通過する冷媒（冷却用冷媒回路４０の冷媒）が放出する熱を有効に活用することができ、冷却加熱用圧縮機３１の運転効率の向上を図ることができる結果、消費電力量を低減させることができる。
【００６８】
次に、すべての商品収容庫３に収容された商品を冷却する場合について説明する。尚、この場合における冷却用冷媒回路４０における冷媒の循環は、中庫３ｂおよび左庫３ｃを冷却する場合と同じなので、その説明については割愛する。
【００６９】
かかる場合、冷却加熱用冷媒回路３０においては、四方弁３６に切替指令を与えて冷却加熱用圧縮機３１で圧縮された冷媒を庫外熱交換器３２に送出させる。これにより冷却加熱用圧縮機３１で圧縮させた冷媒を、庫外熱交換器３２、膨張機構３３、庫内熱交換器３４の順に通過させて循環させる（図７参照）。これにより、冷却加熱用圧縮機３１で圧縮させた冷媒は、庫外熱交換器３２で凝縮し、膨張機構３３で断熱膨張し、その後に庫内熱交換器３４の流路を通過しながら蒸発し、右庫３ａの内部空気を冷却する。冷却された内部空気は、右庫内送風ファンＦ２の駆動により右庫３ａの前方下部より吹き出されて商品と熱交換が行うことになり、これにより右庫３ａに収容された商品を冷却する。
【００７０】
このようにすべての商品収容庫３に収容された商品を冷却する場合、冷却用冷媒回路４０を構成する凝縮器４２と一体化した熱交換器として構成された庫外熱交換器３２は通過する冷媒を凝縮させる凝縮器として作用する。この場合、凝縮器４２を通過する冷媒（冷却用冷媒回路４０の冷媒）、並びに庫外熱交換器３２を通過する冷媒（冷却加熱用冷媒回路３０の冷媒）は、周囲空気に放熱することになる。
【００７１】
図９は、図８に示した制御部５０が実施する回転数制御処理の処理内容を示すフローチャートである。かかる回転数制御処理について説明することにより、上記冷媒回路装置２０の動作について更に説明する。尚、本実施の形態における回転数制御処理については、所定のタイムスケジュール（サンプリングタイム）に従って冷却加熱用圧縮機３１に対して行うものとし、右庫３ａに収容された商品を加熱、中庫３ｂおよび左庫３ｃに収容された商品を冷却するものとして説明する。
【００７２】
回転数制御処理における制御部５０は、入力処理部５２を通じて凝縮温度センサＳ１より温度信号を入力した場合（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）、比較判断部５３を通じて設定記憶部５１より基準情報を読み出す（ステップＳ１０２）。
【００７３】
そして、比較判断部５３を通じて、ステップＳ１０１で入力した凝縮温度（検出温度）がステップＳ１０２で読み出した基準情報に含まれる許容範囲の下限値未満であるか否かを判断する（ステップＳ１０３）。
【００７４】
凝縮温度が下限値未満である場合（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、すなわち凝縮器４２における冷媒の放熱量よりも庫外熱交換器３２における冷媒の冷熱排熱量が相対的に大きい場合、制御部５０は、圧縮機駆動判定部５４を通じて冷却用圧縮機４１が駆動しているか否かを判定する（ステップＳ１０４）。冷却用圧縮機４１が駆動しているものと判定した場合（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、すなわちステップＳ１０１で入力した凝縮温度が上記閾値以上であった場合、制御部５０は、回転数駆動処理部５５を通じて冷却加熱用圧縮機３１の回転数を所定量だけ低減させ（ステップＳ１０５）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。
【００７５】
このように冷却加熱用圧縮機３１の回転数を所定量だけ低減させることにより、庫外熱交換器３２での冷媒の蒸発温度は上昇することになる。
【００７６】
一方、ステップＳ１０４において冷却用圧縮機４１が駆動停止しているものと判定した場合（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、すなわちステップＳ１０１で入力した凝縮温度が上記閾値未満であった場合や、ステップＳ１０１で入力した凝縮温度がステップＳ１０２で読み出した基準情報の許容範囲内にある場合、すなわち凝縮温度が下限値以上であって上限値以下の場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ，ステップＳ１０６：Ｎｏ）には、制御部５０は、冷却加熱用圧縮機３１の駆動を現状維持し（ステップＳ１０７）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。
【００７７】
ところで、ステップＳ１０１で入力した凝縮温度がステップＳ１０２で読み出した基準情報の許容範囲の上限値を超える場合（ステップＳ１０３：Ｎｏ，ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、すなわち庫外熱交換器３２における冷媒の冷熱排熱量よりも凝縮器４２における冷媒の放熱量が相対的に大きい場合、制御部５０は、回転数駆動処理部５５を通じて冷却加熱用圧縮機３１の回転数を所定量だけ増大させ（ステップＳ１０８）、その後に手順をリターンさせて今回の処理を終了する。
【００７８】
このように冷却加熱用圧縮機３１の回転数を所定量だけ増大させることにより、庫外熱交換器３２での冷媒の蒸発温度は低下することになる。
【００７９】
以上説明したように本発明の実施の形態の冷媒回路装置２０によれば、冷却加熱用冷媒回路３０の庫外熱交換器３２と、冷却用冷媒回路４０の凝縮器４２とを一体化した熱交換器として構成してあるので、凝縮器４２での放熱を有効活用することにより、冷却加熱用圧縮機３１の運転効率を向上させて消費電力量の低減化を図ることができる。特に庫外熱交換器３２が蒸発器として作用する場合に顕著である。しかも、制御部５０が、凝縮温度センサＳ１により検出された凝縮温度が予め決められた基準情報に含まれる下限値未満の場合、すなわち凝縮器４２における冷媒の放熱量よりも庫外熱交換器３２における冷媒の冷熱排熱量が相対的に大きい場合には、冷却加熱用圧縮機３１の回転数を低減させるので、庫外熱交換器３２での冷媒の蒸発温度を上昇させることができる。このように蒸発温度を上昇させることができるので、着霜量が増大する虞れがなく、ドレイン量が多くなることによる水漏れの発生等を回避することができ、しかも運転効率の向上を図ることができる。また、蒸発温度を上昇させることにより、凝縮器４２での冷媒の凝縮温度を上昇させることができ、これにより凝縮器４２内においていわゆる液溜まりという現象が生じて凝縮器４２内における冷媒量が増加する虞れもなく、蒸発器４４に向けて流れる冷媒量が適正なものとして、冷却能力が低下することを回避できる。従って、消費電力量の低減化を図りながら、着霜量が増大させずに運転効率を向上させ、しかも冷却能力の低下を抑制することができる。
【００８０】
また、上記冷媒回路装置２０では、制御部５０が、凝縮温度センサＳ１により検出された凝縮温度が予め決められた基準情報に含まれる上限値を超える場合、すなわち庫外熱交換器３２における冷媒の冷熱排熱量よりも凝縮器４２における冷媒の放熱量が相対的に大きい場合には、冷却加熱用圧縮機３１の回転数を増大させるので、庫外熱交換器３２での冷媒の蒸発温度を低下させることができる。このように蒸発温度を低下させることができるので、冷熱排熱量と放熱量との相関関係を適正なものとすることができ、高い運転効率を実現することができる。
【００８１】
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。
【００８２】
上述した実施の形態では、凝縮器４２で凝縮する冷媒の凝縮温度を基準にして放熱量と冷熱排熱量との相対的な関係を判断していたが、本発明では、冷却用冷媒回路の高圧側圧力、凝縮器の中央付近の冷媒温度と凝縮器の出口付近の冷媒温度との温度差、上記高圧側圧力と凝縮器の出口付近の冷媒温度との差、並びに凝縮器の中央付近の冷媒温度と庫外熱交換器の入口の冷媒温度との差のいずれかを用いて判断を行っても構わない。
【００８３】
また、上述した実施の形態では、凝縮器で凝縮する冷媒の凝縮温度を基準にして冷却用圧縮機４１が駆動しているか否かを判定したが、本発明では、冷却用冷媒回路の高圧側圧力、冷却用圧縮機の運転時間、並びに蒸発器で蒸発する冷媒の蒸発温度のいずれかを用いて判定を行っても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】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断面図である。
【図２】図１に示した自動販売機の断面側面図であり、右庫の内部構造を示すものである。
【図３】図１に示した自動販売機の断面側面図であり、中庫の内部構造を示すものである。
【図４】図１に示した自動販売機の断面側面図であり、左庫の内部構造を示すものである。
【図５】図１に示した自動販売機に適用された冷媒回路装置を概念的に示す概念図である。
【図６】図１に示した自動販売機に適用された冷媒回路装置を概念的に示す概念図である。
【図７】図１に示した自動販売機に適用された冷媒回路装置を概念的に示す概念図である。
【図８】冷媒回路装置の制御系の要部を模式的に示すブロック図である。
【図９】図８に示した制御部が実施する回転数制御処理の処理内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８５】
１      本体キャビネット
３      商品収容庫
２０      冷媒回路装置
３０      冷却加熱用冷媒回路
３１      冷却加熱用圧縮機
３２      庫外熱交換器
３３      膨張機構
３４      庫内熱交換器
３６      四方弁
４０      冷却用冷媒回路
４１      冷却用圧縮機
４２      凝縮器
４３      膨張機構
４４      蒸発器
４６      電磁弁
５０      制御部
５１      設定記憶部
５２      入力処理部
５３      比較判断部
５４      圧縮機駆動判定部
５５      回転数駆動処理部
Ｓ１      凝縮温度センサ
【図１】
2010032097.tif 000003
【図２】
2010032097.tif 000004
【図３】
2010032097.tif 000005
【図４】
2010032097.tif 000006
【図５】
2010032097.tif 000007
【図６】
2010032097.tif 000008
【図７】
2010032097.tif 000009
【図８】
2010032097.tif 000010
【図９】
2010032097.tif 000011