(57)【要約】【課題】  消費電力の低減を図ることができる加熱冷却システムを提供する。【解決手段】  温／冷切換使用可能とされた収容室３及び収容室４を有する加熱／冷却システム１００において、コンプレッサ１１、ガスクーラ１２、放熱器１４、放熱器１５、膨張弁１６、蒸発器１７、放熱器１８及び放熱器１９等から構成され、冷媒として二酸化炭素が封入されると共に、高圧側が超臨界圧力となる冷媒回路１０を備え、放熱器１４及び放熱器１５により収容室３及び収容室４内をそれぞれ加熱し、蒸発器１８及び蒸発器１９により収容室３及び収容室４内をそれぞれ冷却する。【選択図】      図１
2005214556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温／冷切換使用可能とされた収容室を有する加熱／冷却システムにおいて、
コンプレッサ、放熱器、減圧装置及び蒸発器等から構成され、冷媒として二酸化炭素が封入されると共に、高圧側が超臨界圧力となる冷媒回路を備え、
前記放熱器により前記収容室内を加熱し、前記蒸発器により前記収容室内を冷却することを特徴とする加熱／冷却システム。
【請求項２】
複数の前記収容室と、各収容室をそれぞれ加熱若しくは冷却するための複数の前記放熱器及び蒸発器と、前記各放熱器及び蒸発器のそれぞれに対する冷媒流通を制御する流路制御手段とを備えることを特徴とする請求項１の加熱／冷却システム。
【請求項３】
前記収容室内を加熱する電気ヒータを備えることを特徴とする請求項１又は請求項２の加熱／冷却システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温／冷切換使用可能とされた収容室を有する加熱／冷却システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種加熱冷却システムは、図８に示すように断熱壁にて冷却室１０２と加熱室１０３とに区画された貯蔵室１０１と、貯蔵室１０１の下側に配設された機械室１０９にて構成されている。そして、機械室１０９にはコンプレッサ１１１、ガスクーラ１１２、減圧手段としてのキャピラリチューブ１１６等が収容され、エバポレータ（蒸発器）１１７と共に冷媒回路１１０を構成している。また、加熱室１０３には電気ヒータ１８０が設置されており、当該電気ヒータ１８０にて加熱された空気をファン１２８により加熱室１０３内に送風することにより、加熱室１０３を加熱する構成とされている。
【０００３】
ここで、図８を参照して従来の加熱冷却システム３００の動作を説明する。図示しない制御装置によりファン１２８の運転が開始され、電気ヒータ１８０に電力が供給されると、電気ヒータ１８０にて加熱された空気がファン１２８にて加熱室１０３内に循環される。これにより、加熱室１０３内が加熱される。
【０００４】
また、制御装置はファン１２７の運転を開始すると共に、コンプレッサ１１１の図示しない駆動要素を起動する。これにより、コンプレッサ１１１の図示しない圧縮要素のシリンダ内に低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、ガスクーラ１１２に吐出される。
【０００５】
そして、冷媒ガスはガスクーラ１１２で放熱した後、内部熱交換器１４５を経てキャピラリチューブ１１６に入り、ここで圧力が低下され、エバポレータ１１７内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。尚、エバポレータ１１７における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン１２７の運転により、冷却室１０２内に循環され、冷却室１０２内を冷却する。このように、従来の加熱冷却システムでは電気ヒータ１８０にて加熱室１０３内を加熱し、冷媒回路１１０のエバポレータ１１７にて冷却室１０２を冷却するものとされていた（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平６−１８１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、近年一つの収容室に電気ヒータ等の発熱体と蒸発器の両方を設けて、当該収容室を加熱する場合にはヒータを運転して収容室を加熱し、収容室を冷却する場合には電気ヒータの運転を停止すると共に、コンプレッサの運転を開始して、蒸発器で冷媒を蒸発させて収容室を冷却するという温／冷切換使用可能な加熱／冷却システムも開発されている。しかしながら、上記の如く当該収容室の加熱は、電気ヒータ等の発熱体での加熱となるため、消費電力が著しく増大するという問題が生じていた。
【０００７】
本発明は、係る技術的課題を解決するために、温／冷切換使用可能な加熱／冷却システムにおける消費電力の低減を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明の加熱／冷却システムでは、温／冷切換使用可能とされた収容室を有するものであって、コンプレッサ、放熱器、減圧装置及び蒸発器等から構成され、冷媒として二酸化炭素が封入されると共に、高圧側が超臨界圧力となる冷媒回路を備え、放熱器により収容室内を加熱し、蒸発器により収容室内を冷却することを特徴とするものである。
【０００９】
請求項２の発明の加熱／冷却システムでは、上記発明において、複数の収容室と、各収容室をそれぞれ加熱若しくは冷却するための複数の放熱器及び蒸発器と、各放熱器及び蒸発器のそれぞれに対する冷媒流通を制御する流路制御手段とを備えるものである。
【００１０】
請求項３の発明の加熱／冷却システムでは、上記各発明において収容室内を加熱する電気ヒータを備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明の加熱／冷却システムによれば、加熱特性の良好な二酸化炭素を冷媒として使用することで放熱器により収容室内を加熱し、蒸発器により収容室内を冷却することができるようになる。
【００１２】
これにより、冷媒回路により収容室の温／冷が可能となると共に、電気ヒータ等の発熱体を用いることなく収容室内を加熱することができるようになる。
【００１３】
また、電気ヒータ等の発熱体を使用した場合にも、係る発熱体の容量を小さくすることができるので、消費電力の低減を図ることができるようになる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、上記発明において流路制御手段にて各放熱器及び蒸発器のそれぞれに対する冷媒流通を制御することで複数の収容室を温／冷切換使用可能とすることができるようになる。
【００１５】
また、流路制御手段にて各収容室の温／冷を自在に切り換えることができるので、加熱／冷却システムの利便性の向上を図ることができるようになる。
【００１６】
請求項３の発明によれば、低外気温時等において放熱器による加熱のみでは充分に収容室を加熱できない場合であっても、放熱器による加熱に加えて、電気ヒータにて収容室を加熱することができるようになる。これにより、収容室を効果的に加熱することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に図面に基づき本発明の実施形態を詳述する。
【実施例１】
【００１８】
図１は本発明を適用した一実施例の加熱／冷却システム１００の冷媒回路図である。尚、本発明の加熱／冷却システムはショーケースや自動販売機、エアコン又は冷温蔵庫等に使用可能なものである。
【００１９】
図１において、１は加熱／冷却システム１００の貯蔵室であり、この貯蔵室１内には、物品を冷却するための冷却室２と、収容室３及び収容室４が設けられており、それぞれ断熱部材にて囲繞されている。
【００２０】
前記冷却室２には蒸発器１７と、当該蒸発器１７と熱交換した空気を冷却室２に送風（循環）するためのファン２７が設置されている。
【００２１】
また、収容室３には当該収容室３を加熱するための放熱器１４と補助ヒータとしての電気ヒータ８０と、収容室３を冷却するための蒸発器１８と、放熱器１４若しくは蒸発器１８と熱交換した空気、又は、電気ヒータ８０にて加熱された空気を収容室３に送風（循環）するためのファン２８が設置されている。
【００２２】
同様に、収容室４には当該収容室４を加熱するための放熱器１５と補助ヒータとしての電気ヒータ８１と、収容室４を冷却するための蒸発器１９と、放熱器１５若しくは蒸発器１９と熱交換した空気、又は、電気ヒータ８１にて加熱された空気を収容室４に送風（循環）するためのファン２９が設置されている。
【００２３】
一方、図１において１０は冷媒回路であり、コンプレッサ１１、ガスクーラ１２、放熱器１４、放熱器１５、減圧装置としての膨張弁１６、蒸発器１７、蒸発器１８及び蒸発器１９等を順次環状に配管接続することにより構成されている。尚、ガスクーラ１２は当該ガスクーラ１２において冷媒を放熱させるためのものである。
【００２４】
そして、コンプレッサ１１の冷媒吐出管３４はガスクーラ１２の入口に接続されている。ここで、実施例のコンプレッサ１１は２段圧縮式のコンプレッサであり、密閉容器１１Ａ内に設けられた駆動要素とこの駆動要素により駆動される第１及び第２の圧縮要素にて構成されている。
【００２５】
図中３０はコンプレッサ１１の図示しない第１の圧縮要素のシリンダ内に冷媒を導入するための冷媒導入管であり、この冷媒導入管３０の一端は図示しない第１の圧縮要素のシリンダと連通している。この冷媒導入管３０の他端は後述する内部熱交換器４５の出口に接続されている。
【００２６】
また、冷媒導入管３２は第１の圧縮要素で圧縮された冷媒を第２の圧縮要素に導入するための冷媒配管である。前記冷媒吐出管３４は前記第２の圧縮要素で圧縮された冷媒をガスクーラ１２に吐出させるための冷媒配管である。
【００２７】
ガスクーラ１２の出口側に接続された冷媒配管３６は前記内部熱交換器４５を通過する。尚、内部熱交換器４５は高圧側の冷媒と低圧側の冷媒とを熱交換させるためのものである。
【００２８】
内部熱交換器４５の出口に接続された冷媒配管３７は、膨張弁１６を経て冷却室２の蒸発器１７の入口に接続されている。
【００２９】
ここで、冷媒吐出管３４の途中部には第１のバイパス回路４０が分岐接続されている。この第１のバイパス回路４０は、更に配管５２と配管５４に分岐した後、合流して、冷媒配管３６に接続される。この第１のバイパス回路４０及び冷媒吐出管３４にはコンプレッサ１１の第２の圧縮要素で圧縮された高温高圧の冷媒を冷媒吐出管３４からガスクーラ１２に流すか、第１のバイパス回路４０に流すかを制御する流路制御手段としての電磁弁７０、７２が設けられている。
【００３０】
前記配管５２は、収容室３に設置された放熱器１４を通過するように設けられており、放熱器１４の入口側の配管５２には、当該放熱器１４に対する冷媒流通を制御する流路制御手段としての電磁弁６２が設置されている。
【００３１】
また、配管５４は、収容室４に設置された放熱器１５を通過するように設けられており、放熱器１５の入口側の配管５４には、当該放熱器１５に対する冷媒流通を制御する流路制御手段としての電磁弁６４が設置されている。
【００３２】
更に、膨張弁１６から出た冷媒配管３７の途中部からは第２のバイパス回路４２が分岐接続されている。この第２のバイパス回路４２は、更に配管５６と配管５８に分岐した後、それぞれ蒸発器１７から出た配管３８に合流する。
【００３３】
この配管５６は、収容室３に設置された蒸発器１８を通過するように設けられており、蒸発器１８の入口側の配管５６には、当該蒸発器１８に対する冷媒流通を制御する流路制御手段としての電磁弁６３が設置されている。
【００３４】
また、配管５８は、収容室４に設置された蒸発器１９を通過するように設けられており、蒸発器１９の入口側の配管５８には、当該放蒸発器５８に対する冷媒流通を制御する流路制御手段としての電磁弁６５が設置されている。
【００３５】
ここで、冷媒回路１０に封入する冷媒としては地球環境にやさしく、可燃性及び毒性等を考慮して自然冷媒である二酸化炭素（ＣＯ2）を使用する。
【００３６】
上述する各電磁弁６２、６３、６４、６５及び電磁弁７０、７２はそれぞれ図示しない制御装置により弁の開閉が制御されている。そして、制御装置はこれら電磁弁６２、６３、６４、６５、７０及び７２により冷媒流通を制御して、収容室３及び収容室４の温／冷を切換可能としている。尚、上記制御装置は加熱／冷却システム１００の制御を司る制御手段であり、コンプレッサ１１の運転及び各ファン２７、２８、２９の運転等も制御している。
【００３７】
（１）収容室３及び収容室４を冷却室として使用するモード
以上の構成で次に本発明の加熱／冷却システム１００の動作を説明する。先ず、収容室３及び収容室４を物品を冷却するための冷却室として使用するモードについて図２を用いて説明する。図２はこのモードにおける冷媒の流れを示す冷媒回路図である。図示しない制御装置により電磁弁７０が開かれ、電磁弁７２が閉じられて、第１のバイパス回路４０が全閉される。これにより、コンプレッサ１１から吐出される冷媒が全て冷媒吐出管３４からガスクーラ１２に流れるになる。
【００３８】
更に、制御装置は電磁弁６２及び電磁弁６４を閉じて、冷媒配管５２及び冷媒配管５４を閉塞すると共に、電磁弁６３及び電磁弁６５を開いて、配管５６、５８を開放する。これにより、第２のバイパス回路４２からの冷媒が配管５６及び配管５８を流れるようになる。尚、以下の図面において白い電磁弁は制御装置により弁が開かれた状態を、黒い電磁弁は制御装置により弁が閉じられた状態をそれぞれ示したものである。
【００３９】
また、制御装置は冷却室２、収容室３及び収容室４に収容されたファン２７、２８及び２９の運転を開始すると共に、コンプレッサ１１の駆動要素を駆動する。これにより、冷媒導入管３０からコンプレッサ１１の図示しない第１の圧縮要素に低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮されて中間圧となり、冷媒導入管３２から一旦密閉容器１１Ａ外に吐出された後、第２の圧縮要素に吸い込まれて圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管３４からコンプレッサ１１の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。コンプレッサ１１から吐出された冷媒ガスは、前述の如く電磁弁７０が開かれ、電磁弁７２が閉じられているため、冷媒吐出管３４からガスクーラ１２に流入する。
【００４０】
ここで、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮せず、超臨界状態で運転される。そして、係る高温高圧の冷媒ガスはガスクーラ１２で放熱した後、内部熱交換器４５を通過する。冷媒はそこで蒸発器１７、１８及び１９から出た低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。この内部熱交換器４５の存在により、ガスクーラ１２を出て、内部熱交換器４５を通過する冷媒は、低圧側の冷媒に熱を奪われるので、この分、当該冷媒の過冷却度が大きくなる。そのため、蒸発器１７、蒸発器１８及び蒸発器１９における冷却能力が向上する。
【００４１】
係る内部熱交換器４５で冷却された高圧側の冷媒ガスは膨張弁１６に至る。尚、膨張弁１６の入口では冷媒ガスはまだ超臨界の状態である。冷媒は膨張弁１６における圧力低下により、気体／液体の二相混合状態とされる。そして、二相混合状態とされた冷媒は、冷却室２に設置された蒸発器１７内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。尚、蒸発器１７における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン２７の運転により、冷却室２内に循環され、冷却室２内を冷却する。そして、冷媒は蒸発器１７から流出して、冷媒配管３８に入る。
【００４２】
一方、膨張弁１６で減圧された冷媒の一部は、前述の如く電磁弁６３及び電磁弁６５が開かれているため、冷媒配管３７の途中部から分岐接続された第２のバイパス回路４２に入り、そこから更に分岐して配管５６及び配管５８に分かれる。そして、配管５６に入った冷媒は収容室３に設置された蒸発器１８に流入し、そこで蒸発して、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。この蒸発器１８における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン２８の運転により、収容室３内に循環され、収容室３を冷却する。そして、冷媒は蒸発器１８から流出して、冷媒配管３８を流れる蒸発器１７からの冷媒と合流する。
【００４３】
他方、配管５８に入った冷媒は収容室４に設置された蒸発器１９に流入し、そこで蒸発して周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。係る蒸発器１９における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン２９の運転により、収容室４内に循環され、収容室４を冷却する。そして、蒸発器１９を出た冷媒は、冷媒配管３８を流れる蒸発器１７及び蒸発器１８からの冷媒と合流し、内部熱交換器４５に至る。
【００４４】
そこで前述の高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受ける。ここで、各蒸発器１７、１８及び１９で蒸発して低温となり、各蒸発器１７、１８、１９を出た冷媒は、完全に気体の状態でなく液体が混在した状態となる場合もあるが、内部熱交換器４５を通過させて高圧側の高温冷媒と熱交換させることで、冷媒が過熱され、この時点で冷媒の過熱度が確保され、完全に気体となる。
【００４５】
これにより、各蒸発器１７、１８、１９から出た冷媒を確実にガス化させることができるようになるので、低圧側にアキュムレータなどを設けることなく、コンプレッサ１１に液冷媒が吸い込まれる液バックを確実に防止し、コンプレッサ１１が液圧縮にて損傷を受ける不都合を回避することができるようになる。従って、加熱／冷却システム１００の信頼性の向上を図ることができるようになる。
【００４６】
尚、内部熱交換器４５で加熱された冷媒は、冷媒導入管３０からコンプレッサ１１の第１の圧縮要素に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００４７】
（２）収容室３を加熱室・収容室４を冷却室として使用するモード
次に、収容室３を物品を加熱するための加熱室として使用し、収容室４を物品を冷却するための冷却室として使用するモードにおける加熱／冷却システム１００の動作について図３を用いて説明する。図３はこのモードの冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【００４８】
図示しない制御装置により電磁弁７０が閉じられ、電磁弁７２が開かれて、第１のバイパス回路４０が開放される。これより、コンプレッサ１１から吐出される冷媒はガスクーラ１２に流れることなく、全て冷媒吐出管３４の途中部から第１のバイパス回路４０に流入することとなる。
【００４９】
更に、制御装置は電磁弁６２を開いて、冷媒配管５２を開放すると共に、電磁弁６４を閉じて冷媒配管５４を閉塞する。これにより、第１のバイパス回路４０からの冷媒が冷媒配管５２に流れるようになる。また、制御装置は電磁弁６３を閉じて配管５６を閉塞すると共に、電磁弁６５を開いて配管５８を開放する。これにより、第２のバイパス回路４２からの冷媒が配管５８に流れるようになる。
【００５０】
また、制御装置は冷却室２、収容室３及び収容室４に収容されたファン２７、２８及び２９の運転を開始すると共に、コンプレッサ１１の駆動要素を駆動する。これにより、冷媒導入管３０からコンプレッサ１１の図示しない第１の圧縮要素に低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮され、中間圧となり、冷媒導入管３２から一旦密閉容器１１Ａ外に吐出された後、第２の圧縮要素に吸い込まれて圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管３４からコンプレッサ１１の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。コンプレッサ１１から吐出された冷媒ガスは、前述の如く電磁弁７０が閉じられ、電磁弁７２が開かれているため、冷媒吐出管３４の途中部から第１のバイパス回路４０に流入する。
【００５１】
そして、前述の如く電磁弁６２が開かれ、電磁弁６４が閉じられているため、冷媒は第１のバイパス回路４０から冷媒配管５２に入り、収容室３に設置された放熱器１４に流入する。ここで、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮せず、超臨界状態で運転される。そして、係る高温高圧の冷媒ガスは放熱器１４で放熱する。尚、放熱器１４における冷媒の放熱によって加熱された空気はファン２８の運転により、収容室３内に循環され、収容室３内を加熱する。また、本発明では冷媒として二酸化炭素を使用しているため、放熱器１４において冷媒が凝縮しないので、放熱器１４での熱交換能力が著しく高く、収容室３内の空気を充分に高温にすることができる。
【００５２】
その後、冷媒は第１のバイパス回路４０から冷媒配管３６に入り、内部熱交換器４５を通過する。冷媒はそこで蒸発器１７及び蒸発器１９から出た低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。そして、係る内部熱交換器４５で冷却された高圧側の冷媒ガスは膨張弁１６に至る。尚、膨張弁１６の入口では冷媒ガスはまだ超臨界の状態である。冷媒は膨張弁１６における圧力低下により、気体／液体の二相混合状態とされ、冷却室２に設置された蒸発器１７内に流入する。
【００５３】
そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。尚、蒸発器１７における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン２７の運転により、冷却室２内に循環され、冷却室２内を冷却する。そして、冷媒は蒸発器１７から流出して、冷媒配管３８に入る。
【００５４】
一方、膨張弁１６で減圧された冷媒の一部は、前述の如く電磁弁６５が開かれているため、冷媒配管３７の途中部から第２のバイパス回路４２を経て、配管５８に入る。そして、配管５８に入った冷媒は収容室４に設置された蒸発器１９に流入し、そこで蒸発して、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。この蒸発器１９における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン２９の運転により、収容室４内に循環され、収容室４を冷却する。そして、冷媒は蒸発器１９から流出して、冷媒配管３８を流れる蒸発器１７からの冷媒と合流する。
【００５５】
冷媒配管３８にて合流した冷媒は、内部熱交換器４５を通過し、そこで前述の高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受けて、完全に気体の状態となり、冷媒導入管３０からコンプレッサ１１の第１の圧縮要素に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００５６】
（３）収容室３を冷却室・収容室４を加熱室として使用するモード
次に、収容室３を物品を冷却するための冷却室として使用し、収容室４を物品を加熱するための加熱室として使用するモードにおける加熱／冷却システム１００の動作について図４を用いて説明する。図４はこのモードの冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【００５７】
図示しない制御装置により電磁弁７０が閉じられ、電磁弁７２が開かれて、第１のバイパス回路４０が開放される。これにより、コンプレッサ１１から吐出される冷媒はガスクーラ１２に流れることなく、全て冷媒吐出管３４の途中部から第１のバイパス回路４０に流入することとなる。
【００５８】
更に、制御装置は電磁弁６２を閉じて、冷媒配管５２を閉塞すると共に、電磁弁６４を開いて冷媒配管５４を開放する。これにより、第１のバイパス回路４０からの冷媒が冷媒配管５４に流れるようになる。また、電磁弁６３を開いて配管５６を開放すると共に、電磁弁６５を閉じて配管５８を閉塞する。これにより、第２のバイパス回路４２からの冷媒が配管５６に流れるようになる。
【００５９】
また、制御装置は冷却室２、収容室３及び収容室４に収容されたファン２７、２８及び２９の運転を開始すると共に、コンプレッサ１１の駆動要素を駆動する。これにより、冷媒導入管３０からコンプレッサ１１の図示しない第１の圧縮要素に低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮され、中間圧となり、冷媒導入管３２から一旦密閉容器１１Ａ外に吐出された後、第２の圧縮要素に吸い込まれて圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管３４からコンプレッサ１１の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。コンプレッサ１１から吐出された冷媒ガスは、前述の如く電磁弁７０が閉じられ、電磁弁７２が開かれているため、冷媒吐出管３４の途中部から第１のバイパス回路４０に流入する。
【００６０】
そして、前述の如く電磁弁６２が閉じられ、電磁弁６４が開かれているため、冷媒は第１のバイパス回路４０から冷媒配管５４に入り、収容室４に設置された放熱器１５に流入する。ここで、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮せず、超臨界状態で運転される。そして、係る高温高圧の冷媒ガスは放熱器１５で放熱する。尚、放熱器１５における冷媒の放熱によって加熱された空気はファン２９の運転により、収容室４内に循環され、収容室４内を加熱する。また、本発明では冷媒として二酸化炭素を使用しているため、放熱器１５において冷媒が凝縮しないので、放熱器１５での熱交換能力が著しく高く、収容室４内の空気を充分に高温にすることができる。
【００６１】
その後、冷媒は冷媒配管３６に入り、内部熱交換器４５を通過する。冷媒はそこで蒸発器１７及び蒸発器１８から出た低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。そして、係る内部熱交換器４５で冷却された高圧側の冷媒ガスは膨張弁１６に至る。尚、膨張弁１６の入口では冷媒ガスはまだ超臨界の状態である。冷媒は膨張弁１６における圧力低下により、気体／液体の二相混合状態とされ、冷却室２に設置された蒸発器１７内に流入する。
【００６２】
そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。尚、蒸発器１７における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン２７の運転により、冷却室２内に循環され、冷却室２内を冷却する。そして、冷媒は蒸発器１７から流出して、冷媒配管３８に入る。
【００６３】
一方、膨張弁１６で減圧された冷媒の一部は、前述の如く電磁弁６３が開かれているため、冷媒配管３７の途中部から第２のバイパス回路４２を経て、配管５６に入る。そして、配管５６に入った冷媒は収容室３に設置された蒸発器１８に流入し、そこで蒸発して、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。この蒸発器１８における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン２８の運転により、収容室３内に循環され、収容室３を冷却する。そして、冷媒は蒸発器１８から流出して、冷媒配管３８を流れる蒸発器１７からの冷媒と合流する。
【００６４】
冷媒配管３８にて合流した冷媒は、内部熱交換器４５を通過し、そこで前述の高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受けて、完全に気体の状態となり、冷媒導入管３０からコンプレッサ１１の第１の圧縮要素に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００６５】
（４）収容室３及び収容室４を加熱室として使用するモード
最後に、収容室３及び収容室４を物品を加熱するための加熱室として使用するモードにおける加熱／冷却システム１００の動作について、図５を用いて説明する。図５はこのモードの冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【００６６】
図示しない制御装置により電磁弁７０が閉じられ、電磁弁７２が開かれて、第１のバイパス回路４０が開放される。これより、コンプレッサ１１から吐出される冷媒はガスクーラ１２に流れることなく、全て冷媒吐出管３４の途中部から第１のバイパス回路４０に流入することとなる。
【００６７】
更に、制御装置は電磁弁６２及び電磁弁６４を開いて、冷媒配管５２及び冷媒配管５４を開放する。これにより、第１のバイパス回路４０からの冷媒はそれぞれ冷媒配管５２と冷媒配管５４に分岐して流入するようになる。また、制御装置は電磁弁６３及び電磁弁６５を閉じて配管５６及び配管５８を閉塞する。これにより、膨張弁１６で減圧された冷媒は第２のバイパス回路４２に流れること無く、全て冷却室２に設置された蒸発器１７に流入する。
【００６８】
また、制御装置は冷却室２、収容室３及び収容室４に収容されたファン２７、２８及び２９の運転を開始すると共に、コンプレッサ１１の駆動要素を駆動する。これにより、冷媒導入管３０からコンプレッサ１１の図示しない第１の圧縮要素に低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮され、中間圧となり、冷媒導入管３２から一旦密閉容器１１Ａ外に吐出された後、第２の圧縮要素に吸い込まれて圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管３４からコンプレッサ１１の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。コンプレッサ１１から吐出された冷媒ガスは、前述の如く電磁弁７０が閉じられ、電磁弁７２が開かれているため、冷媒吐出管３４の途中部から第１のバイパス回路４０に流入する。
【００６９】
そして、前述の如く電磁弁６２及び電磁弁６４が開かれているため、冷媒は第１のバイパス回路４０からそれぞれ冷媒配管５２と冷媒配管５４とに分かれて入る。そして、冷媒配管５２に入った冷媒は、収容室３に設置された放熱器１４に流入し、そこで放熱する。ここで、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮することなく、超臨界の状態のまま放熱する。尚、放熱器１４における冷媒の放熱によって加熱された空気はファン２８の運転により、収容室３内に循環され、収容室３内を加熱する。また、本発明では冷媒として二酸化炭素を使用しているため、放熱器１４において冷媒が凝縮しないので、放熱器１４での熱交換能力が著しく高く、収容室３内の空気を充分に高温にすることができる。
【００７０】
一方、冷媒配管５４に入った冷媒は、収容室４に設置された放熱器１５に流入する。そこで、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮することなく、超臨界の状態のまま放熱する。尚、放熱器１５における冷媒の放熱によって加熱された空気はファン２９の運転により、収容室４内に循環され、収容室４内を加熱する。また、本発明では冷媒として二酸化炭素を使用しているため、放熱器１５において冷媒が凝縮しないので、放熱器１５での熱交換能力が著しく高く、収容室４内の空気を充分に高温にすることができる。
【００７１】
その後、放熱器１４又は放熱器１５から出た冷媒は合流し、第１のバイパス回路４０から冷媒配管３６に入り、内部熱交換器４５を通過を通過する。冷媒はそこで蒸発器１７から出た低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。そして、係る内部熱交換器４５で冷却された高圧側の冷媒ガスは膨張弁１６に至る。尚、膨張弁１６の入口では冷媒ガスはまだ超臨界の状態である。冷媒は膨張弁１６における圧力低下により、気体／液体の二相混合状態とされ、冷却室２に設置された蒸発器１７内に流入する。
【００７２】
そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。尚、蒸発器１７における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン２７の運転により、冷却室２内に循環され、冷却室２内を冷却する。そして、冷媒は蒸発器１７から流出して、冷媒配管３８に入り、内部熱交換器４５に至る。
【００７３】
係る蒸発器１７からの低圧側の冷媒は前述の高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受けて完全に気体の状態となり、冷媒導入管３０からコンプレッサ１１の第１の圧縮要素に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００７４】
以上の如く、加熱特性の良好な二酸化炭素を冷媒として使用することで、各収容室３、４内をそれぞれ放熱器１４、１５により加熱し、蒸発器１８、１９により冷却することができるようになる。これにより、冷媒回路１０によって、収容室３及び収容室４の温／冷が可能となり、電気ヒータ等の発熱体や格別な加熱装置を設置することなく、各収容室３、４を加熱することができるようになる。これにより、加熱／冷却システム１００の消費電力を著しく低減することができるようになる。
【００７５】
更に、上記各モードの如く各電磁弁６２、６３、６４、６５、７０及び７２により冷媒流通を制御することで収容室３及び収容室４が温／冷切換使用可能となるので、使用状況により各電磁弁の開閉を切り換えることで、収容室３及び収容室４の温／冷を自在に制御することが可能となる。
【００７６】
尚、収容室３、及び／又は、収容室４を物品を加熱するための加熱室として使用するモードの場合、各収容室３、４に設置された電気ヒータ８０、８１を運転して、放熱器１４及び放熱器１５による加熱に加えて電気ヒータ８０、８１による加熱を補足的に実行するものとしても構わない。この場合、冬場などの低外気温時に生じる加熱能力の不足により各収容室３、４を充分に加熱できなくなる不都合を未然に回避することができるようになる。また、電気ヒータ８０、８１は放熱器１４、１５による加熱の補足的に行うものとするため、係る電気ヒータ８０、８１の容量を小さくすることができるので、電気ヒータのみでの加熱の場合と比べて、消費電力を低減することができるようになる。
【００７７】
また、本実施例では温／冷切換使用可能な収容室を２室（収容室３及び収容室４）設けるものとしたが、これに限らず、３室以上の複数の収容室と各収容室をそれぞれ加熱若しくは冷却するための複数の放熱器及び蒸発器を設けて、各放熱器及び蒸発器のそれぞれに対する冷媒流通を流路制御手段により制御することで、温／冷切換使用可能なものとしても良い。
【００７８】
更に、本実施例では収容室３及び収容室４にそれぞれ放熱器１４及び放熱器１５と、蒸発器１８及び蒸発器１９を設置して各電磁弁６２、６３、６４、６５、７０、７２の開閉により冷媒流通を制御して、収容室３及び収容室４の加熱／冷却を制御するものとしたが、これに限らず、例えば、収容室の外部に放熱器と蒸発器とファンとを設置して係るファンの送風を切り換えたりすることで収容室３及び収容室４に温風若しくは冷風を送風して、収容室３及び収容室４を加熱若しくは冷却するものとしても構わない。
【実施例２】
【００７９】
次に、本発明の加熱／冷却システムをオープンショーケース２００に適応した場合についての実施例を図６及び図７を用いて説明する。図６及び図７はオープンショーケース２００の縦断側面図である。尚、図６及び図７において図１乃至図５と同一の符号が付されているものは同様、若しくは、類似の効果を奏するものとする。
【００８０】
本実施例のオープンショーケース２００はスーパーマーケットなどの店舗内に設置される縦型のオープンショーケースであり、断面略コ字状の断熱壁２１１と、断熱壁の両側に取り付けられる図示しない側板とから構成されている。断熱壁２１１の内側には仕切板２１２が取り付けられており、断熱壁２１１と仕切板２１２の間にはダクト２１３が形成され、仕切板２１２の内側が貯蔵室１とされている。
【００８１】
この貯蔵室１内には複数段（実施例では４段）の棚が架設され、棚２１４及び棚２１５上の空間を物品を加熱するための加熱室２７０及び加熱室２７１、棚２１６上の空間を物品を収容するための収容室２７２、棚２１７上の空間を物品を冷却するための冷却室２７３としている。また、各棚２１４、２１５、２１６及び２１７上には加熱室２７０、２７１、収容室２７２及び冷却室２７３をそれぞれ加熱するための補助ヒータとしての電気ヒータ８０、８１、８２、８３が取り付けられている。この電気ヒータ８０、８１、８２及び８３は後述する放熱器１４による加熱で不足した能力を補うためにもうけられたものである。
【００８２】
貯蔵室１の前面開口の上縁及び下縁にはそれぞれ吸込口２３０、２３２が形成されており、吸込口２３０は後述する上部ダクト２２０に、吸込口２３２は後述する底部ダクト２１９にそれぞれ連通している。
【００８３】
一方、貯蔵室１の底部にはデックパン２１８が取り付けられ、このデックパン２１８の下方は前記ダクト２１３に連通した前述した底部ダクト２１９とされ、この底部ダクト２１９内には、前記収容室２７２及び冷却室２７３を冷却するための蒸発器１７と、ファン２７とが設置される。また、デックパン２１８には、冷却室２７３と底部ダクト２１９とを上下に貫通する孔２３４、２３４が形成されており、ここから、蒸発器１７と熱交換した空気がファン２７により冷却室２７３内に送風される構成とされている。
【００８４】
他方、貯蔵室１の上部には同様にダクト２１３と連通する前述した上部ダクト２２０が形成され、この上部ダクト２２０内には、加熱室２７０、２７１及び収容室２７２を加熱するための放熱器１４と、ファン２４とが設置されている。また、加熱室２７０と上部ダクト２２０とは上下に貫通する孔２３６が形成されており、この孔２３６、２３６から、放熱器１４と熱交換した空気がファン２４により加熱室２７０内に送風される構成とされている。
【００８５】
更に、仕切板２１２にはダクト２１３内と各室（加熱室２７０、２７１、収容室２７２及び冷却室２７３）とを連通する連通孔２３７、２３８、２３９、２４０がそれぞれ形成されており、ここから、蒸発器１７若しくは放熱器１４と熱交換した空気が各ファン２７、２４によりダクト２１３を経て各連通路２３７、２３８、２３９、２４０から各室内に送風される構成とされている。
【００８６】
ここで、前述した棚２１５及び棚２１６はダクト２１３内に貫通し、当該ダクト２１３を上下に仕切ることができる。即ち、棚２１５、２１６の背面（図６及び図７ではダクト２１３側）には各棚２１５、２１６をダクト２１３内に挿入可能な図示しない孔が形成されており、孔から棚２１５若しくは棚２１６をダクト２１３内に挿入することで、ダクト２１３内の空気の流れを各々遮断することが可能となり、ダクト２１３を上下に区画することができるようになる。
【００８７】
一方、前記底部ダクト２１９の下方には機械室２８０が形成され、この機械室２８０内には後述する冷媒回路２１０の一部を構成するコンプレッサ１１と、ガスクーラ１２、内部熱交換器４５、減圧装置としての膨張弁１６及等が収容されている。尚、本実施例で使用するコンプレッサ１１は２段圧縮式のコンプレッサであり、駆動要素とこの駆動要素にて駆動される第１及び第２の圧縮要素にて構成されている。また、ガスクーラ１２はコンプレッサ１１から吐出された高温高圧の冷媒を放熱させるためのものであり、当該ガスクーラ１２の近傍にはファン２２が設置されている。
【００８８】
前述した冷媒回路２１０はコンプレッサ１１、ガスクーラ１２、放熱器１４、膨張弁１６及び蒸発器１７等により構成されている。即ち、コンプレッサ１１の冷媒吐出管３４はガスクーラ１２の入口に接続されている。ガスクーラ１２の出口側に接続された冷媒配管３６は内部熱交換器４５を通過する。尚、内部熱交換器４５は高圧側の冷媒と低圧側の冷媒とを熱交換させるためのものである。内部熱交換器４５の出口に接続された冷媒配管３７は、膨張弁１６を経て底部ダクト２１９内の設置された蒸発器１７の入口に接続されている。また、蒸発器１７を出た冷媒配管３８は内部熱交換器４５を通過し、冷媒導入管３０に接続される。尚、冷媒導入管３０はコンプレッサ１１の第１の圧縮要素に接続され、ここからコンプレッサ１１内に低圧冷媒が吸い込まれる。
【００８９】
また、図６及び図７において３２はコンプレッサ１１の第１の圧縮要素にて圧縮された冷媒を第２の圧縮要素に導入するための冷媒導入管３２である。
【００９０】
ここで、冷媒吐出管３４の途中部には第１のバイパス回路４０が分岐接続されており、この第１のバイパス回路４０の出口は冷媒配管３６の途中部に接続されている。当該第１のバイパス回路４０は上部ダクト２２０内に設置された放熱器１４を通過するように設けられている。また、第１のバイパス回路４０の放熱器１４の入口側及び冷媒吐出管３４にはコンプレッサ１１の第２の圧縮要素で圧縮された高圧側の冷媒を冷媒吐出管３４からガスクーラ１２に流すか、第１のバイパス回路４０に流すかを制御する流路制御手段としての電磁弁７０、７２が設けられており、図示しない制御装置にて開閉が制御されている。
【００９１】
尚、冷媒回路２１０には冷媒として二酸化炭素が封入されており、当該冷媒回路２１０の高圧側は超臨界圧力となる。
【００９２】
（１）収容室２７２を冷却室とするモード
以上の構成で次にオープンショーケース２００の動作について説明する。先ず、収容室２７２を物品を冷却するための冷却室として使用するモードの動作について図６を用いて説明する。
【００９３】
作業者により前記棚２１５がダクト２１３内に挿入されると（このとき、棚２１６はダクト２１３内に挿入されていない状態）、棚２１５にてダクト２１３内が上下に区画される。また、図示しない制御装置により電磁弁７０が閉じられ、電磁弁７２が開かれて、第１のバイパス回路４０が開放される。これにより、コンプレッサ１１から吐出される冷媒はガスクーラ１２に流れることなく、全て冷媒吐出管３４から第１のバイパス回路４０に流れる。
【００９４】
更に、前記制御装置は加熱室２７０、２７１の棚２１４、２１５上に設置された電気ヒータ８０、８１の運転を開始する。これにより、加熱室２７０及び加熱室２７１が加熱される。また、制御装置は底部ダクト２１９及び上部ダクト２２０に収容されたファン２７及びファン２４の運転を開始すると共に、コンプレッサ１１の駆動要素を駆動する。これにより、冷媒導入管３０からコンプレッサ１１の図示しない第１の圧縮要素に低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮されて中間圧となり、冷媒導入管３２から密閉容器外に吐出された後、第２の圧縮要素に吸い込まれる。そして第２の圧縮要素に吸い込まれた冷媒は圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管３４からコンプレッサ１１の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。
【００９５】
コンプレッサ１１から吐出された冷媒ガスは、前述の如く電磁弁７０が閉じられ、電磁弁７２が開かれているため、冷媒吐出管３４の途中部から第１のバイパス回路４０を経て上部ダクト２２０に設置された放熱器１４内に流入する。ここで、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮せず、超臨界状態で運転される。そして、係る高温高圧の冷媒ガスは放熱器１４で放熱する。尚、放熱器１４における冷媒の放熱によって加熱された周囲の空気はファン２４の運転により、孔２３６、２３６から加熱室２７０内に入り、加熱室２７０を加熱する。更に、放熱器１４により加熱された空気は、ファン２４によりダクト２１３を経て連通孔２３７及び連通孔２３８から加熱室２７０及び加熱室２７１に入り、当該加熱室２７０、２７１内を加熱する。また、本発明では冷媒として二酸化炭素を使用しているため、放熱器１４において冷媒が凝縮しないので、放熱器１４での熱交換能力が著しく高く、加熱室２７０、２７１内を充分に高温にすることができる。
【００９６】
また、ファン２４にて送風される空気（温風）は、前述の如く棚２１５にてダクト２１３内が区画されているため、棚２１５より下側に送風されることはない。これにより、棚２１５より上側の室である加熱室２７０及び加熱室２７１を加熱することができる。
【００９７】
一方、加熱室２７０、２７１に送風された空気（温風）は当該加熱室２７０、２７１を加熱した後、吸込口２３０から上部ダクト２２０内に吸い込まれ、再び放熱器１４にて加熱されるサイクルを繰り返す。
【００９８】
他方、放熱器１４にて放熱した冷媒は第１のバイパス回路４０から冷媒配管３６に入り、内部熱交換器４５を通過する。冷媒はそこで蒸発器１７から出た低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。この内部熱交換器４５の存在により、放熱器１４を出て内部熱交換器４５を通過する冷媒は、低圧側の冷媒に熱を奪われるので、この分、当該冷媒の過冷却度が大きくなる。そのため、蒸発器１７における冷却能力が向上する。
【００９９】
係る内部熱交換器４５で冷却された高圧側の冷媒ガスは膨張弁１６に至る。尚、膨張弁１６の入口では冷媒ガスはまだ超臨界の状態である。冷媒は膨張弁１６における圧力低下により、気体／液体の二相混合状態とされる。そして、二相混合状態とされた冷媒は、底部ダクト２１９に設置された蒸発器１７内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。尚、蒸発器１７における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン２７の運転により、孔２３４、２３４から冷却室２７３に入り、当該冷却室２７３内を冷却する。更に、蒸発器１７にて冷却された空気はファン２７の運転により、ダクト２１３に入り、連通孔２３９及び連通孔２４０から収容室２７２及び冷却室２７３に送風され、当該収容室２７２及び冷却室２７３内を冷却する。
【０１００】
ここで、ファン２７にて送風される空気（冷風）は、前述の如く棚２１５にてダクト２１３内が区画されているため、棚２１５より上側に送風されることはない。これにより、棚２１５より下側の室である収容室２７２及び冷却室２７３を冷却することができる。
【０１０１】
尚、収容室２７２及び冷却室２７３に送風された空気（冷風）は当該収容室２７２及び冷却室２７３を冷却した後、吸込口２３２から底部ダクト２１９内に吸い込まれ、再び蒸発器１７にて冷却されるサイクルを繰り返す。
【０１０２】
一方、蒸発器１７にて蒸発した冷媒は蒸発器１７から流出して、冷媒配管３８に入り、内部熱交換器４５を通過する。そこで冷媒は前述の高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受けて完全に気体の状態となり、冷媒導入管３０からコンプレッサ１１の第１の圧縮要素に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【０１０３】
（２）収容室２７２を加熱室とするモード
次に、収容室２７２を物品を加熱するための加熱室として使用するモードの動作について図７を用いて説明する。
【０１０４】
作業者により前記棚２１６がダクト２１３内に挿入されると（このとき、棚２１５はダクト２１３内に挿入されていない状態）、棚２１６にてダクト２１３内が上下に区画される。また、図示しない制御装置により電磁弁７０が閉じられ、電磁弁７２が開かれて、第１のバイパス回路４０が開放される。これにより、コンプレッサ１１から吐出される冷媒はガスクーラ１２に流れることなく、全て冷媒吐出管３４から第１のバイパス回路４０に流れる。
【０１０５】
更に、前記制御装置は加熱室２７０、２７１及び収容室２７２の棚２１４、２１５及び２１６上に設置された電気ヒータ８０、８１、８２の運転を開始する。これにより、加熱室２７０、２７１及び収容室２７２が加熱される。また、制御装置は底部ダクト２１９及び上部ダクト２２０に収容されたファン２７及びファン２４の運転を開始すると共に、コンプレッサ１１の駆動要素を駆動する。これにより、冷媒導入管３０からコンプレッサ１１の図示しない第１の圧縮要素に低圧の冷媒ガスが吸い込まれて圧縮されて中間圧となり、冷媒導入管３２から密閉容器外に吐出された後、第２の圧縮要素に吸い込まれる。そして、第２の圧縮要素に吸い込まれた冷媒は圧縮され、高温高圧の冷媒ガスとなり、冷媒吐出管３４からコンプレッサ１１の外部に吐出される。このとき、冷媒は適切な超臨界圧力まで圧縮されている。
【０１０６】
コンプレッサ１１から吐出された冷媒ガスは、前述の如く電磁弁７０が閉じられ、電磁弁７２が開かれているため、冷媒吐出管３４の途中部から第１のバイパス回路４０を経て上部ダクト２２０に設置された放熱器１４内に流入する。ここで、コンプレッサ１１で圧縮された高温高圧の冷媒は凝縮せず、超臨界状態で運転される。そして、係る高温高圧の冷媒ガスは放熱器１４で放熱する。尚、放熱器１４における冷媒の放熱によって加熱された周囲の空気はファン２４の運転により、孔２３６、２３６から加熱室２７０に入り、加熱室２７０内を加熱する。更に、放熱器１４により加熱された空気は、ファン２４によりダクト２１３を経て連通孔２３７、２３８及び２３９から加熱室２７０、２７１及び収容室２７２に入り、当該加熱室２７０、２７１及び収容室２７２内を加熱する。また、本発明では冷媒として二酸化炭素を使用しているため、放熱器１４において冷媒が凝縮しないので、放熱器１４での熱交換能力が著しく高く、加熱室２７０、２７１及び収容室２７２内の空気を充分に高温にすることができる。
【０１０７】
また、ファン２４にて送風される空気（温風）は、前述の如く棚２１６にてダクト２１３内が区画されているため、棚２１６より下側に送風されることはない。これにより、棚２１６より上側の室である加熱室２７０、２７１及び収容室２７２を加熱することができる。
【０１０８】
一方、加熱室２７０、２７１及び収容室２７２に送風された空気（温風）は当該加熱室２７０、２７１及び収容室２７２を加熱した後、吸込口２３０から上部ダクト２２０内に吸い込まれ、再び放熱器１４にて加熱されるサイクルを繰り返す。
【０１０９】
他方、放熱器１４にて放熱した冷媒は第１のバイパス回路４０から冷媒配管３６に入り、内部熱交換器４５を通過する。冷媒はそこで蒸発器１７から出た低圧側の冷媒に熱を奪われて更に冷却される。この内部熱交換器４５の存在により、放熱器１４を出て内部熱交換器４５を通過する冷媒は、低圧側の冷媒に熱を奪われるので、この分、当該冷媒の過冷却度が大きくなる。そのため、蒸発器１７における冷却能力が向上する。
【０１１０】
係る内部熱交換器４５で冷却された高圧側の冷媒ガスは膨張弁１６に至る。尚、膨張弁１６の入口では冷媒ガスはまだ超臨界の状態である。冷媒は膨張弁１６における圧力低下により、気体／液体の二相混合状態とされる。そして、二相混合状態とされた冷媒は、底部ダクト２１９に設置された蒸発器１７内に流入する。そこで冷媒は蒸発し、周囲の空気から吸熱することにより冷却作用を発揮する。尚、蒸発器１７における冷媒の蒸発によって冷却された空気はファン２７の運転により、孔２３４、２３４から冷却室２７３に入り、当該冷却室２７３内を冷却する。更に、蒸発器１７にて冷却された空気はファン２７の運転により、ダクト２１３に入り、連通孔２４０から冷却室２７３に送風され、当該冷却室２７３内を冷却する。
【０１１１】
ここで、ファン２７にて送風される空気（冷風）は、前述の如く棚２１６にてダクト２１３内が区画されているため、棚２１６より上側に送風されることはない。これにより、棚２１６より下側の室である冷却室２７３のみを冷却することができる。
【０１１２】
尚、冷却室２７３に送風された空気（冷風）は当該冷却室２７３を冷却した後、吸込口２３２から底部ダクト２１９内に吸い込まれ、再び蒸発器１７にて冷却されるサイクルを繰り返す。
【０１１３】
他方、蒸発器１７にて蒸発した冷媒は蒸発器１７から流出して、冷媒配管３８に入り、内部熱交換器４５を通過する。そこで冷媒は前述の高圧側の冷媒から熱を奪い、加熱作用を受けて完全に気体の状態となり、冷媒導入管３０からコンプレッサ１１の第１の圧縮要素に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【０１１４】
以上のように本実施例の場合にも、収容室２７２の外部に放熱器１４と蒸発器１７と当該放熱器１４及び蒸発器１７と熱交換した空気を送風するためのファン２４、２７とを設置して棚２１５若しくは棚２１６にてダクト２１３内を区画することで、収容室２７２の加熱／冷却を切り換えることが可能となる。
【０１１５】
また、放熱器１４による加熱に加えて、電気ヒータを用いることで、加熱室２７０、２７１及び収容室２７２を充分に加熱することができるようになる。尚、この場合、電気ヒータは放熱器１４の加熱に加えて、補足的に使用するものであるため電気ヒータのみにて各室を加熱する場合と比べて、電気ヒータの容量を小さくすることができるので、消費電力の低減を図ることができるようになる。
【０１１６】
また、本実施例では温／冷切り換え使用可能な収容室は収容室２７２のみとしたが、これに限らず、例えば、棚２１４をダクト２１３内に挿入可能な構造として、棚２１４にてダクト２１３内を上下に区画するものとすれば、加熱室２７１も冷却室としてしようすることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の一実施例の加熱／冷却システムの冷媒回路図である。
【図２】収容室３及び収容室４を冷却室として使用するモードにおける冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図３】収容室３を加熱室、収容室４を冷却室として使用するモードにおける冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図４】収容室３を冷却室、収容室４を加熱室として使用するモードにおける冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図５】収容室３及び収容室４を加熱室として使用するモードにおける冷媒の流れを示す冷媒回路図である。
【図６】本発明の実施例２の加熱／冷却システムの内部構成図である。
【図７】本発明の実施例２の加熱／冷却システムの内部構成図である。
【図８】従来の加熱冷却システムの内部構成図である。
【符号の説明】
【０１１８】
１  貯蔵室
２、２７３  冷却室
３、４、２７２  収容室
１０  冷媒回路
１１  コンプレッサ
１２  ガスクーラ
１４、１５  放熱器
１６  膨張弁
１７、１８、１９  蒸発器
２２、２４、２７、２８、２９  ファン
３０、３２  冷媒導入管
３４  冷媒吐出管
３６、３７、３８、５２、５４、５６、５８  冷媒配管
４０  第１のバイパス回路
４２  第２のバイパス回路
４５  内部熱交換器
６２、６３、６４、６５、７０、７２  電磁弁
８０、８１、８２、８３  電気ヒータ
１００  加熱／冷却システム
２００  オープンショーケース
２１０  冷媒回路
２１１  断熱壁
２１２  仕切板
２１３  ダクト
２１４、２１５、２１６、２１７  棚
２１８  デックパン
２１９  底部ダクト
２２０  上部ダクト
２３０、２３２  吸込口
２３４、２３６  孔
２３７、２３８、２３９、２４０  連通孔
２７０、２７１  加熱室
２８０  機械室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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