(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２、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１３、放熱器１４、放熱器１５、膨張弁１６、蒸発器１７、放熱器１８、放熱器１９、補助蒸発器５５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１３、放熱器１４及び放熱器１５により収容室２、収容室３及び収容室４内をそれぞれ加熱し、蒸発器１７、蒸発器１８及び蒸発器１９により収容室２、収容室３及び収容室４内をそれぞれ冷却すると共に、各放熱器１３、１４、１５、各蒸発器１７、１８、１９、ガスクーラ１２及び補助蒸発器５５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。【選択図】      図１
2005214557.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と共に、
前記冷媒回路は、前記放熱器とは別途設けられ、冷媒を放熱させるためのガスクーラと、前記蒸発器とは別途設けられ、冷媒を蒸発させるための補助蒸発器と、前記放熱器、前記蒸発器、前記ガスクーラ及び前記補助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又は冷却するための複数の前記放熱器及び蒸発器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】
前記補助蒸発器を、前記ガスクーラに対して風下側に配置した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。
【請求項４】
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、請求項２又は請求項３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１９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１９を参照して従来の加熱冷却システム４００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と共に、冷媒回路は、放熱器とは別途設けられ、冷媒を放熱させるためのガスクーラと、蒸発器とは別途設けられ、冷媒を蒸発させるための補助蒸発器と、放熱器、蒸発器、ガスクーラ及び補助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。
【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又は冷却するための複数の放熱器及び蒸発器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補助蒸発器を、ガスクーラに対して風下側に配置したものである。
【００１１】
請求項４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たものである。
【発明の効果】
【００１２】
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。これにより、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であっても、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】
更に、収容室を加熱する放熱器とは別途、冷媒を放熱させるためのガスクーラを設けると共に、収容室を冷却する蒸発器とは別途、冷媒を蒸発させるための補助蒸発器を設けて、流路制御手段により放熱器、蒸発器、ガスクーラ及び補助蒸発器に対する冷媒流通を制御することで、収容室加熱時において放熱器により継続的な加熱運転及び収容室冷却運転時において蒸発器により継続的な冷却運転を実現することが可能となる。
【００１５】
これにより、加熱／冷却システムの信頼性及び利便性の向上を図ることができるようになる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、上記発明に加えて複数の収容室を自在に温／冷切換使用することができるようになる。また、上記発明の流路制御手段により、ガスクーラに冷媒を流して、当該ガスクーラにて冷媒を放熱させるものとすれば、全ての収容室を冷却することが可能となる。
【００１７】
更に、流路制御手段により、補助蒸発器に冷媒を流して、当該補助蒸発器にて冷媒を蒸発させるものとすれば、全ての収容室を加熱することが可能となる。
【００１８】
これにより、加熱／冷却システムの利便性をより一層向上させることができるようになる。
【００１９】
また、請求項３の如く補助蒸発器を、ガスクーラに対して風下側に配置すれば、ガスクーラにて冷媒と熱交換して加熱された空気を補助蒸発器に送風することができ、補助蒸発器における冷媒の蒸発を効果的に行うことができるようになる。
【００２０】
更に、ガスクーラからの熱により補助蒸発器にて蒸発する冷媒を充分に加熱して、冷媒の過熱度を確保することができるようになるので、コンプレッサに液冷媒が吸い込まれる液バックを回避することができるようになる。
【００２１】
請求項４の発明によれば、上記各発明において、低外気温時等により放熱器による加熱のみでは収容室を充分に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可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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】
【００２３】
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の概略構成図である。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。
【００２４】
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、収容室２、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。
【００２５】
前記収容室２には当該収容室２を加熱するための放熱器１３と、補助ヒータとしての電気ヒータ７９と、収容室２を冷却するための蒸発器１７と、放熱器１３若しくは蒸発器１７と熱交換した空気、又は、電気ヒータ７９にて加熱された空気を収容室２に送風（循環）するためのファン２７が設置されている。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、各放熱器１３、１４、１５、減圧装置としての膨張弁１６及び各蒸発器１７、１８、１９等により構成されている。尚、ガスクーラ１２は各収容室２、３、４に設置された各放熱器１３、１４、１５とは別途設けられ、冷媒を放熱させるためのものである。
【００２９】
即ち、コンプレッサ１１の冷媒吐出管３４はガスクーラ１２に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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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を経て収容室２の蒸発器１７の入口に接続されている。
【００３４】
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５０、配管５２、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には第１のバイパス回路４０及びガスクーラ１２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７０、７２が設けられている。
【００３５】
そして、配管５０は、収容室２に設置された放熱器１３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５０には、当該放熱器１４に対する冷媒流通を制御するための流路制御手段としての電磁弁６０が設置されている。
【００３６】
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ための流路制御手段としての電磁弁６２が設置されている。
【００３７】
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ための流路制御手段としての電磁弁６４が設置されている。
【００３８】
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。
【００３９】
前記配管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ための流路制御手段としての電磁弁６３が設置されている。
【００４０】
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ための流路制御手段としての電磁弁６５が設置されている。
【００４１】
そして、蒸発器１７の入口側の前記第２のバイパス回路４２が接続された冷媒配管３７の下流側には、当該蒸発器１７に対する冷媒流通を制御するための流路制御手段としての電磁弁６１が設置されている。
【００４２】
更にまた、膨張弁１６の出口側であり、前記第２のバイパス回路４２の分岐より上流側の冷媒配管３７には第３のパイパス回路４４が分岐接続されている。この第３のバイパスは補助蒸発器５５を通過するように設置されており、補助蒸発器５５を出た配管は、蒸発器１７から出た冷媒配管３８と合流する構成とされている。第３のバイパス回路４４の前記補助蒸発器５５の入口側には当該補助蒸発器５５への冷媒流通を制御するための流路制御手段としての電磁弁５９が設置されている。尚、補助蒸発器５５は、前記各収容室２、３、４に設置された蒸発器１７、１８、１９とは別途設けられ、冷媒を蒸発させるためのものである。
【００４３】
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。
【００４４】
上述する各電磁弁５９、６０、６１、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５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、７０及び７２により冷媒流通を制御して、収容室２、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等の運転も制御している。
【００４５】
（１）収容室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
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２、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が閉塞される。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に流れるようになる。
【００４６】
更に、制御装置は電磁弁６０、電磁弁６２及び電磁弁６４を閉じて、冷媒配管５０、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。また、制御装置は電磁弁６１を開いて膨張弁１６からの冷媒が蒸発器１７に流れるようにすると共に、電磁弁５９を閉じて第３のバイパス回路４４を閉塞する。尚、図２乃至図６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。
【００４７】
また、制御装置は収容室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の運転を開始し、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。
【００４８】
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。
【００４９】
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、前述の如く電磁弁６１が開かれているので、膨張弁１６にて二相混合状態とされた冷媒は、収容室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、収容室２内に循環され、収容室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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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１２の第１の圧縮要素に吸い込まれるサイクルを繰り返す。
【００５５】
このように、各収容室２、３、４を加熱する放熱器１３、１４、１５とは別途ガスクーラ１２を設けて、当該ガスクーラ１２にて冷媒を放熱させることで、全ての収容室２、３、４を物品を冷却するための冷却室とすることができるようになる。
【００５６】
（２）収容室２を冷却室・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２を物品を冷却するための冷却室、収容室３を物品を加熱するための加熱室、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。
【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】
また、制御装置は電磁弁６０及び電磁弁６４を閉じて冷媒配管５０及び冷媒配管５４を閉塞すると共に、電磁弁６２を開いて冷媒配管５２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５２に流れるようになる。更に、制御装置は電磁弁６３を閉じて配管５６を閉鎖するとと共に、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。更にまた、制御装置は電磁弁５９を閉じて第３のバイパス回路４４を閉塞し、電磁弁６１を開いて膨張弁１６からの冷媒が収容室２に設置された蒸発器１７に流れるようにする。
【００５９】
また、制御装置は収容室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。
【００６１】
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、収容室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、収容室２内に循環され、収容室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。
【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】
（３）収容室２及び収容室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２及び収容室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。
【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。
【００６７】
更に、制御装置は電磁弁６０及び電磁弁６２を閉じて、冷媒配管５０及び冷媒配管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、制御装置は電磁弁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。更に、制御装置は電磁弁６１を開いて膨張弁１６からの冷媒が蒸発器１７に流れるようにすると共に、電磁弁５９を閉じて第３のバイパス回路４４を閉塞する。
【００６８】
また、制御装置は収容室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の運転を開始し、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。
【００７０】
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、収容室２に設置された蒸発器１７内に流入する。
【００７１】
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、収容室２内に循環され、収容室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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
（４）収容室２を冷却室・収容室３及び収容室４を加熱室として使用するモード
次に、収容室２を物品を冷却するための冷却室として使用し、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。
【００７５】
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。
【００７６】
更に、制御装置は電磁弁６０を閉じて、冷媒配管５０を閉塞すると共に、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６１及び電磁弁５９を開くと共に、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からの冷媒は第２のバイパス回路４２に流れること無く、収容室２に設置された蒸発器１７と第３のバイパス回路４４とに流入する。
【００７７】
また、制御装置は収容室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の運転を開始し、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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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及び補助蒸発器５５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、収容室２に設置された蒸発器１７内に流入する。
【００８１】
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、収容室２内に循環され、収容室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。
【００８２】
一方、膨張弁１６で減圧した冷媒の一部は、前述の如く電磁弁５９が開かれているため、第３のバイパス回路４４に入り、そこに設けられた補助蒸発器５５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した後、冷媒配管３８を流れる前記蒸発器１７からの冷媒と合流し、内部熱交換器４５を通過する。
【００８３】
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。
【００８４】
このように、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した場合であっても、蒸発器１７に加えて、補助蒸発器５５にて冷媒を蒸発させることで、収容室３及び収容室４を充分に加熱することができるようになる。
【００８５】
（５）収容室２、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２、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ついて図６を用いて説明する。図６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。
【００８６】
更に、制御装置は電磁弁６０、電磁弁６２及び電磁弁６４を開いて冷媒配管５０、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５０と冷媒配管５２と冷媒配管５４とに分岐して流入するようになる。また、制御装置は電磁弁６１を閉じて、蒸発器１７への冷媒流通を停止すると共に、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。更に、制御装置は電磁弁５９を開いて、第３のバイパス回路４４を開放する。これにより、膨張弁１６からの冷媒は第２のバイパス回路４２や、蒸発器１７に流れることなく、全て第３のバイパス回路４４に流入するようになる。
【００８７】
また、制御装置は収容室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の運転を開始し、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。
【００８８】
そして、前述の如く電磁弁６０、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５０と冷媒配管５２と冷媒配管５４とに分かれて入る。そして、冷媒配管５０に入った冷媒は、収容室２に設置された放熱器１３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１３における冷媒の放熱によって加熱された空気はファン２７の運転により、収容室２内に循環され、収容室２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１３において冷媒が凝縮しないので、放熱器１３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。
【００８９】
一方、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。
【００９０】
他方、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。  
【００９１】
その後、放熱器１３、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。冷媒はそこで補助蒸発器５５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る。
【００９２】
膨張弁１６にて二相混合状態とされた冷媒は前述の如く電磁弁５９が開かれているため、第３のバイパス回路４４に入り、そこに設けられた補助蒸発器５５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した後、冷媒配管３８に入り、内部熱交換器４５を通過する。
【００９３】
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。
【００９４】
このように、各収容室２、３、４を冷却する蒸発器１７、１８、１９とは別途補助蒸発器５５を設けて、当該補助蒸発器５５にて冷媒を蒸発させることで、全収容室２、３、４を物品を加熱する加熱室として使用することができるようになる。これにより、全収容室２、３、４を加熱室として使用した場合であっても、補助蒸発器５５にて冷媒を蒸発させることが可能となり、冷媒回路１０を用いた継続的な加熱運転を実現することができるようになる。従って、当該加熱／冷却システム１００の信頼性を向上させることができるようにになる。
【００９５】
以上詳述する如く、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２、３、４内をそれぞれ放熱器１３、１４、１５により加熱し、蒸発器１７、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、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２、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。
【００９６】
更に、上記各モードの如く各電磁弁５９、６０、６１、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２、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２、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。
【００９７】
尚、収容室２、及び／又は、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２、３、４に設置された電気ヒータ７９、８０、８１を運転して、放熱器１３、放熱器１４及び放熱器１５による加熱に加えて電気ヒータ７９、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おいて生じる加熱能力の不足により各収容室２、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７９、８０、８１は放熱器１３、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７９、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。
【実施例２】
【００９８】
尚、実施例１では、ガスクーラ１２と補助蒸発器５５とを冷媒回路１０内に別々に設置するものとしたが、これに限らず、ガスクーラと補助蒸発器とを一体に構成するものとしても構わない。図７はこの場合の加熱／冷却システム３００の概略構成図である。尚、図１乃至図６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である。
【００９９】
図７において、３１０は本実施例における冷媒回路であり、コンプレッサ１１、ガスクーラ１２、各放熱器１３、１４、１５、減圧装置としての膨張弁１６及び各蒸発器１７、１８、１９等により構成されている。
【０１００】
図中、３４４は第３のバイパス回路であり、冷媒配管３７の途中部から分岐接続している。この第３のバイパス回路３４４は補助蒸発器５５を通過するように設置されており、補助蒸発器５５から出た配管は、蒸発器１７から出た冷媒配管３８と合流するように構成されている。また、補助蒸発器５５は前記ガスクーラ１２と一体に構成されており、補助蒸発器５５をガスクーラ１２に対して風下側に配置している。即ち、ファン２２による通風に対して風上側にガスクーラ、風下側に補助蒸発器５５を設置している。また、補助蒸発器５５の入口側には当該補助蒸発器５５への冷媒流通を制御するための流路制御手段としての電磁弁５９が設置されている。
【０１０１】
尚、各収容室２、３、４を加熱／冷却する各モードにおける動作は上記実施例１の動作と同様であるが、図８乃至図１２を用いて各電磁弁５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、７０及び７２の開閉について簡単に説明する。図８乃至図１２において白の電磁弁は制御装置により弁が開かれた状態を、黒の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。尚、冷媒回路３１０に封入する冷媒は上記実施例と同様に二酸化炭素を使用するものとする。
【０１０２】
先ず、収容室２、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では、図８に示すように、電磁弁７０を開き、電磁弁７２を閉じて、第１のバイパス回路４０を閉塞し、コンプレッサ１１から吐出された冷媒が全てガスクーラ１２に流れるようにする。更に、電磁弁６０、電磁弁６２及び電磁弁６４を閉じて、冷媒配管５０、冷媒配管５２及び冷媒配管５４を閉塞すると共に、電磁弁６１、電磁弁６３及び電磁弁６５を開き、配管５６、５８を開放する。これにより、膨張弁１６にて減圧された冷媒が蒸発器１７、蒸発器１８及び蒸発器１９にて蒸発するようになり、収容室２、収容室３及び収容室４を冷却することができるようになる。
【０１０３】
次に、収容室２及び収容室４を物品を冷却するための冷却室とし、収容室３を物品を加熱するための加熱室として使用するモードでは、図９に示すように、電磁弁７０を閉じ、電磁弁７２を開いて、第１のバイパス回路４０を開放し、コンプレッサ１１から吐出された冷媒が全て第１のバイパス回路４０に流れるようにする。更に、電磁弁６０及び電磁弁６４を閉じて、冷媒配管５０及び冷媒配管５４を閉塞すると共に、電磁弁６２を開いて、冷媒配管５２を開放する。これにより、第１のバイパス回路４０からの冷媒が全て冷媒配管５２に入り、収容室３に設置された放熱器１４にて放熱するようになり、収容室３内を加熱することができるようになる。また、電磁弁６３を閉じて、配管５６を閉塞すると共に、電磁弁６１及び電磁弁６５を開き、配管５８を開放する。これにより、膨張弁１６にて減圧された冷媒が蒸発器１７、蒸発器１９にて蒸発するようになり、収容室２、収容室４を冷却することができるようになる。
【０１０４】
次に、収容室２及び収容室３を物品を冷却するための冷却室とし、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では、図１０に示すように、電磁弁７０を閉じ、電磁弁７２を開いて、第１のバイパス回路４０を開放し、コンプレッサ１１から吐出された冷媒が全て第１のバイパス回路４０に流れるようにする。更に、電磁弁６０及び電磁弁６２を閉じて、冷媒配管５０及び冷媒配管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からの冷媒が全て冷媒配管５４に入り、収容室４に設置された放熱器１５にて放熱するようになり、収容室４内を加熱することができるようになる。また、電磁弁６５を閉じて、配管５８を閉塞すると共に、電磁弁６１及び電磁弁６３を開き、配管５６を開放する。これにより、膨張弁１６にて減圧された冷媒が蒸発器１７、蒸発器１８にて蒸発するようになり、収容室２、収容室３を冷却することができるようになる。
【０１０５】
次に、収容室２を物品を冷却するための冷却室とし、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では、図１１に示すように、電磁弁７０を閉じ、電磁弁７２を開いて、第１のバイパス回路４０を開放し、コンプレッサ１１から吐出された冷媒が全て第１のバイパス回路４０に流れるようにする。更に、電磁弁６０を閉じて、冷媒配管５０を閉塞すると共に、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からの冷媒が冷媒配管５２と冷媒配管５４とに分かれて入り、放熱器１４、放熱器１５にて放熱して、収容室３及び収容室４内を加熱することができるようになる。また、電磁弁６１を開くと共に、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にて減圧された冷媒が蒸発器１７にて蒸発するようになり、収容室２を冷却することができるようになる。
【０１０６】
また、このとき、電磁弁５９を開いて、膨張弁１６にて減圧された冷媒を第３のバイパス回路３４４に流して、補助蒸発器５５にて蒸発させることで、蒸発器１７による冷媒の蒸発に加えて、補助蒸発器５５にて冷媒を充分に蒸発させることができるので、放熱器１４、１５における放熱能力を高く維持して、収容室３及び収容室４を充分に加熱することができるようになる。
【０１０７】
最後に、収容室２、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では、図１２に示すように、電磁弁７０を閉じ、電磁弁７２を開いて、第１のバイパス回路４０を開放し、コンプレッサ１１から吐出された冷媒が全て第１のバイパス回路４０に流れるようにする。更に、電磁弁６０、電磁弁６２及び電磁弁６４を開いて、冷媒配管５０、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からの冷媒は冷媒配管５０と、冷媒配管５２と、冷媒配管５４とに分かれて入り、放熱器１３、放熱器１４及び放熱器１５にてそれぞれ放熱し、収容室２、収容室３及び収容室４内をそれぞれ加熱することができる。また、電磁弁６１を閉じて蒸発器１７への冷媒流通を停止すると共に、電磁弁６３及び電磁弁６５を閉じて、配管５６、５８を閉塞する。
【０１０８】
また、このとき電磁弁５９を開いて、第３のバイパス回路３４４を開放して、膨張弁１６にて減圧された冷媒が全て第３のバイパス回路３４４に流れるようにする。これにより、第３のバイパス回路３４４に設置された補助蒸発器５５にて冷媒が蒸発するようになり、全収容室２、３、４を加熱室として使用した場合であっても、放熱器１３、１４、１５による継続的な加熱運転を実現することができるようになる。
【０１０９】
尚、本実施例の如く、ガスクーラ１２と補助蒸発器５５とを一体に構成することで、当該ガスクーラ１２及び補助蒸発器５５の設置スペースを縮小することができるようになり、加熱／冷却システム３００の省スペース化を図ることができるようになる。
【０１１０】
更に、ファン２２による通風に対して風上側にガスクーラ１２、風下側に補助蒸発器５５を配置することで、ガスクーラ１２における冷媒の放熱により加熱された空気を補助蒸発器５５に送風することができるので、補助蒸発器５５において冷媒を積極的に蒸発させることができるようになる。
【０１１１】
即ち、補助蒸発器５５にて冷媒を効果的に蒸発させることができるので、冷媒を蒸発させる能力が向上するため、その結果、冷媒の加熱能力も向上し、継続的な加熱運転を実現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３００の性能の向上を図ることができるようになる。
【０１１２】
また、上記各実施例では温／冷切換使用可能な収容室を３室（収容室２、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、４室以上の複数の収容室と、各収容室を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流路制御手段により各放熱器及び蒸発器への冷媒流通を制御することで、温／冷切換使用可能なものとしても良い。
【０１１３】
更にまた、上記各実施例では収容室２、収容室３及び収容室４にそれぞれ放熱器１３、放熱器１４及び放熱器１５と、蒸発器１７、蒸発器１８及び蒸発器１９を設置して各電磁弁５９、６０、６１、６２、６３、６４、６５、７０、７２の開閉により冷媒流通を制御して、収容室２、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、ファンの送風を切り換える等により、収容室に温風若しくは冷風を送風して、加熱若しくは冷却するものとしても構わない。
【実施例３】
【０１１４】
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に適応した場合の実施例について図１３乃至図１７を用いて説明する。図１３はオープンショーケース２００の冷媒回路図、図１４乃至図１７はオープンショーケース２００の縦断側面図をそれぞれ示している。尚、図１３乃至図１７において図１乃至図１２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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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、各棚２１４、２１５、２１６、２１７上の空間を物品を収容するための収容室２７０、２７１、２７２、２７３としている。また、各棚２１４、２１５、２１６、２１７上には各収容室２７０、２７１、２７２、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。各電気ヒータ８０、８１、８２、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設けられたものである。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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に連通した底部ダクト２１９とされ、この底部ダクト２１９内には、各収容室２７０、２７１、２７２、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、収容室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により収容室２７３内に送風される構成とされている。
【０１１９】
他方、貯蔵室１の上部には同様にダクト２１３と連通する上部ダクト２２０が形成され、この上部ダクト２２０内には、各収容室２７０、２７１、２７２、２７３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、収容室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により収容室２７０内に送風される構成とされている。
【０１２０】
更に、仕切板２１２にはダクト２１３内と各収容室２７０、２７１、２７２、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から各収容室２７０、２７１、２７２、２７３内に送風される構成とされている。
【０１２１】
ここで、前述した棚２１４、２１５、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２１４、２１５、２１６の背面（図１４乃至図１７ではダクト２１３側）には各棚２１４、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２１４、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内を上下に区画することができるようになる。
【０１２２】
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。
【０１２３】
ここで、前述した冷媒回路２１０を図１３を用いて説明する。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。
【０１２４】
また、図１３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であり、当該冷媒導入管３２は密閉容器外に設けられた中間冷却器２５を通過した後、第２の圧縮要素に吸い込まれる構成とされている。中間冷却器２５は第１の圧縮要素にて圧縮された冷媒を冷却するためのものであり、前記ガスクーラ１２と一体に構成されている。
【０１２５】
ここで、前記冷媒吐出管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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
（１）収容室２７０、２７１、２７２、２７３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２７０、２７１、２７２、２７３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１４を用いて説明する。
【０１２８】
尚、このモードでは棚２１４、２１５若しくは棚２１６はダクト２１３内に挿入しないものとする。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が閉塞される。これにより、コンプレッサ１１から吐出される冷媒は第１のバイパス回路４０に流れることなく、全て冷媒吐出管３４からガスクーラ１２内に流入することとなる。
【０１２９】
また、制御装置は機械室２８０、底部ダクト２１９及び上部ダクト２２０に収容されたファン２２、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から一旦密閉容器外に吐出され、中間冷却器２５を通過する。そして冷媒は中間冷却器２５を通過する過程でファン２２による通風を受けて放熱した後、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。
【０１３０】
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ガスクーラ１２にてファン２２による通風を受けて放熱する。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、ガスクーラ１２において冷媒が凝縮せずに、超臨界の状態のままガスクーラ１２を出て、冷媒配管３６に入り、内部熱交換器４５を通過する。
【０１３１】
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、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における冷却能力が向上する。
【０１３２】
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、当該収容室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及び上部ダクト２２０に入り、各連通孔２３７、２３８、２３９、２４０及び孔２３６、２３６から収容室２７０、２７１、２７２、２７３に送風され、各収容室２７０、２７１、２７２、２７３を冷却する。
【０１３３】
尚、各収容室２７０、２７１、２７２、２７３に送風された空気（冷風）は各収容室２７０、２７１、２７２、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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
（２）収容室２７０、２７１を加熱室・収容室２７２、２７３を冷却室とするモード
次に、収容室２７０及び収容室２７１を物品を加熱するための加熱室として使用し、収容室２７２及び収容室２７３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１５を用いて説明する。
【０１３６】
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２１４、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に流れるようになる。
【０１３７】
更に、前記制御装置は収容室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、収容室２７０及び収容室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。このとき、ファン２２は運転しないものとする。更に制御装置はコンプレッサ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から一旦密閉容器外に吐出され、中間冷却器２５を通過する。そして冷媒は中間冷却器２５を通過する過程で放熱するが、本モードでは、ファン２２を運転しないため、中間冷却器２５における冷媒の放熱は僅か、若しくは、殆ど起こらない。これにより、第２の圧縮要素に吸い込まれる冷媒温度を高温に保つことができる。従って、コンプレッサ１１から吐出される冷媒の温度も高温となり、放熱器１４において周囲の空気を高温に加熱することができるので、放熱器１４における加熱能力を維持することができるようになる。
【０１３８】
その後、冷媒は第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。
【０１３９】
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から収容室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から収容室２７０及び収容室２７１に入り、当該収容室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、収容室２７０、２７１内の空気を充分に高温にすることができる。
【０１４０】
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収容室２７０及び収容室２７１を加熱することができる。
【０１４１】
一方、収容室２７０、２７１に送風された空気（温風）は当該収容室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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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から収容室２７３に入り、当該収容室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及び収容室２７３に送風され、当該収容室２７２、２７３内を冷却する。
【０１４４】
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及び収容室２７３を冷却することができる。
【０１４５】
尚、収容室２７２、２７３に送風された空気（冷風）は当該収容室２７２、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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
（３）収容室２７０、２７１、２７２を加熱室・収容室２７３を冷却室とするモード
次に、収容室２７０、２７１、２７２を物品を加熱するための加熱室とし、収容室２７３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１６を用いて説明する。
【０１４８】
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２１４、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に流れるようになる。
【０１４９】
更に、前記制御装置は収容室２７０、２７１、２７２の棚２１４、２１５、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、収容室２７０、２７１、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。このとき、ファン２２は運転しないものとする。更に、制御装置はコンプレッサ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から一旦密閉容器外に吐出され、中間冷却器２５を通過する。そして冷媒は中間冷却器２５を通過する過程で放熱するが、本モードでは、ファン２２を運転しないため、中間冷却器２５における冷媒の放熱は僅か、若しくは、殆ど起こらない。
【０１５０】
これにより、第２の圧縮要素に吸い込まれる冷媒温度を高温に保つことができる。従って、コンプレッサ１１から吐出される冷媒の温度も高温となり、放熱器１４において周囲の空気を高温に加熱することができるので、放熱器１４における加熱能力を維持することができるようになる。
【０１５１】
その後、冷媒は第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。
【０１５２】
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から収容室２７０に入り、収容室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を経て各連通孔２３７、２３８、２３９から収容室２７０、２７１、２７２に入り、各収容室２７０、２７１、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、収容室２７０、２７１、２７２内の空気を充分に高温にすることができる。
【０１５３】
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収容室２７０、２７１、２７２を加熱することができる。
【０１５４】
一方、収容室２７０、２７１、２７２に送風された空気（温風）は当該収容室２７０、２７１、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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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若しくはダクト２１３を経て連通孔２４０から収容室２７３に入り、当該収容室２７３内を冷却する。
【０１５７】
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収容室２７３のみを冷却することができる。
【０１５８】
尚、収容室２７３に送風された空気（冷風）は当該収容室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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
（４）収容室２７０、２７１、２７２、２７３を加熱室として使用するモード
最後に、収容室２７０、２７１、２７２、２７３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ついて説明する。図示しない制御装置により、コンプレッサ１１の運転を停止した状態で、各棚２１４、２１５、２１６、２１７上に設置された各電気ヒータ８０、８１、８２、８３の運転を開始し、各収容室２７０、２７１、２７２、２７３を加熱する。これにより、各収容室２７０、２７１、２７２、２７３を加熱することができる。
【０１６１】
以上のように本実施例の場合においても、収容室２７０、２７１、２７２、２７３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、各収容室２７０、２７１、２７２、２７３の加熱／冷却を切り換えることが可能となる。
【０１６２】
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、収容室２７０、２７１、２７２、２７３を充分に加熱することができるようになる。このように、電気ヒータを放熱器１４の加熱に加えて、補足的に使用するものとすれば、消費電力を低減することができるようになる。
【０１６３】
また、本実施例では全収容室２７０、２７１、２７２、２７３を加熱室として使用するモードでは、コンプレッサ１１の運転を停止して、各電気ヒータ８０、８１、８２、８３のみにて全収容室２７０、２７１、２７２、２７３を加熱するものとしたが、図１８に示すように冷媒回路２１０に、蒸発器１７とは別途、冷媒の蒸発させるための補助蒸発器５５を設置すると共に、蒸発器１７及び補助蒸発器５５の入口側の配管に冷媒流通を制御する流路制御手段としての電磁弁６１、５９を設置して、当該電磁弁６１を閉じて、蒸発器１７に冷媒を流さずに、電磁弁５９を開いて、補助蒸発器５５に冷媒を流し、当該補助蒸発器５５にて冷媒を蒸発させるものとすれば、放熱器１４により全収容室２７０、２７１、２７２、２７３を加熱することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【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２及び収容室４を冷却室、収容室３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４】収容室２及び収容室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２を冷却室、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】収容室２、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７】本発明の実施例２の加熱／冷却システムの冷媒回路図である。
【図８】実施例２の加熱／冷却システムの収容室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９】実施例２の加熱／冷却システムの収容室２及び収容室４を冷却室、収容室３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１０】実施例２の加熱／冷却システムの収容室２及び収容室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１１】実施例２の加熱／冷却システムの収容室２を冷却室、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１２】実施例２の加熱／冷却システムの収容室２、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１３】実施例３のオープンショーケースの冷媒回路図である。
【図１４】実施例３のオープンショーケースの各収容室２７０、２７１、２７２、２７３を冷却室として使用するモードにおける動作を示す縦断側面図である。
【図１５】実施例３のオープンショーケースの収容室２７０、２７１を加熱室、収容室２７２、２７３を冷却室として使用するモードにおける動作を示す縦断側面図である。
【図１６】実施例３のオープンショーケースの収容室２７０、２７１、２７２を加熱室、収容室２７３を冷却室として使用するモードにおける動作を示す縦断側面図である。
【図１７】実施例３のオープンショーケースの各収容室２７０、２７１、２７２、２７３を加熱室として使用するモードを示す縦断側面図である。
【図１８】実施例３のオープンショーケースの各収容室２７０、２７１、２７２、２７３を冷却室として使用するもう１つの冷媒回路図である。
【図１９】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】
【０１６５】
１  貯蔵室
２、３、４、２７０、２７１、２７２、２７３  収容室
１０、２１０、３１０  冷媒回路
１１  コンプレッサ
１２  ガスクーラ
１３、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、５０、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
４４、３４４  第３のバイパス回路
４５  内部熱交換器
５５  補助蒸発器
５９、６０、６１、６２、６３、７０、７２  電磁弁
７９、８０、８１、８２、８３  電気ヒータ
１００、３００  加熱／冷却システム
２００  オープンショーケース
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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