(57)【要約】【課題】ヒートポンプ装置を効率良く排熱利用を行う事が出来、加温運転時の消費電力を抑制する事が出来る自動販売機を提供することを目的とする。【解決手段】圧縮機１０と凝縮器１１と熱交換器７、８、９と膨張機構１２、１３、１４とを備え、商品を加温／冷却する収納室を冷却する際に、排出される排熱を利用して加温を行うヒートポンプ装置１０１とヒータ１９とで加温するもので、温度検知手段２０、２１、２２とタイマー２４と設定手段２５とを備え、ヒータＯＮ時にヒートポンプ装置１０１を動作する場合、入力した時間だけ遅延させてヒータＯＦＦ時にヒートポンプ装置１０１を動作することにより、室内熱交換器の凝縮温度と熱交換を行う雰囲気温度の差が大きくなり、且つ室内熱交換器の温度が低い状態でヒートポンプ装置を運転する事が出来、効率良く排熱利用を行う事が出来る。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商品を加温／冷却する事が出来る収納室と、圧縮機と凝縮器と熱交換器と膨張機構を備えて前記収納室を冷却する際に排出される排熱を利用して加温を行うヒートポンプ装置と、前記ヒートポンプ装置と併用して加温を行う為のヒータと、前記収納室の雰囲気温度を検知する為の温度検知手段と、タイマーと、前記タイマーに時間を設定する為の設定手段とを備え、ヒータＯＮ時にヒートポンプ装置を動作する場合、入力した時間だけ遅延させてヒータＯＦＦ時にヒートポンプ装置を動作することを特徴とする自動販売機。
【請求項２】
商品を加温／冷却する事が出来る収納室と、圧縮機と凝縮器と熱交換器と膨張機構を備えて前記収納室を冷却する際に排出される排熱を利用して加温を行うヒートポンプ装置と、前記ヒートポンプ装置と併用して加温を行う為のヒータと、前記収納室の雰囲気温度を検知する為の温度検知手段とを備え、前記ヒータがＯＦＦ時で、かつ加温する収納室が目標温度以下になるタイミングでヒートポンプ装置を動作させることを特徴とする自動販売機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はヒートポンプ装置を備えた自動販売機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の自動販売機としては、例えば特許文献１のものがある。
【０００３】
以下、図面を参照しながら上記従来の自動販売機について説明する。
【０００４】
図４に示すように、自動販売機のヒートポンプ装置１は、収納室２、収納室３、収納室４に区画された自動販売機本体５の下部に形成されている。各収納室には収納室の空気を循環させる為のファン６が、ヒートポンプ装置の一部である熱交換器７、熱交換器８、熱交換器９がそれぞれ設置されている。また収納室２にはヒートポンプ運転と併用して使われるヒータ１９が設置されている。
【０００５】
ヒートポンプ装置１は、圧縮機１０と凝縮器１１と各収納室に設置された熱交換器７、８、９が配管により接続され、冷媒が流れる冷凍サイクルが形成されている。各熱交換器前には膨張機構１２、１３、１４が形成されており、開閉弁１５により各収納室の熱交換器に冷媒が流れるようになっている。
【０００６】
凝縮器１１と開閉弁１５の間にはバイパス弁１６及びバイパス路１７が設けられており、熱交換器７に高圧冷媒が導かれるようになっている。また、熱交換器７の出口には戻り路切替え弁１８が設けられており、バイパス弁１６と開閉弁１５の間に高圧冷媒を戻すように形成されている。
【０００７】
以上のように構成された自動販売機について、以下その動作を説明する。
【０００８】
収納室２が加温運転、収納室３及び４が冷却運転を行う場合、バイパス弁１６をバイパス路１７に高圧冷媒が流れるように切り替える。戻り路切替え弁１８はバイパス弁１６―開閉弁１５間に戻すように切り替える。開閉弁１５は熱交換器８及び９に流れるように切り替える。その結果、冷媒の流れる経路は、圧縮機１０→凝縮器１１→バイパス弁１６→バイパス路１７→熱交換器７→戻り路切替え弁１８→開閉弁１５→膨張機構１３及び１４→熱交換器８及び９→圧縮機１０となり、収納室２の加温と収納室３及び４の冷却を同時に運転する事が出来る。
【０００９】
しかしながら低外気温においては加温である収納室２に必要とされる熱量と収納室３及び４の冷却による排熱量に大きな差が出来てしまい（加温必要熱量＞冷却排熱量）、ヒートポンプ運転だけでは収納室２を適正温度まで加温する事が出来ない。よってヒータ１９とヒートポンプを併用して使用する事になるが、ヒートポンプ運転は収納室３及び４を適正温度で冷却する必要があり、圧縮機運転条件として、収納室２及び３の室内温度のみによってコントロールされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００６−２８４０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら上記従来の自動販売機のヒートポンプ装置では、加温側の収納室の室温やヒータ通電有無に関わらずヒートポンプ装置を動作させる為、効率の良い排熱利用が行えていないという課題があった。
【００１２】
すなわち、商品を適正温度（例えば５５℃）で保持する場合、ヒータをＯＮ／ＯＦＦさせて室内雰囲気温度を適正温度中心に上下変動させて保持する。ヒータＯＮ時で室内雰囲気温度が上昇した場合にヒートポンプ装置を動作させても、室内熱交換器の凝縮温度と室内雰囲気温度との温度差が小さく（もしくは凝縮温度よりも室内雰囲気温度の方が高くなり）、また室内熱交換器の温度が高くなる為、ＣＯＰは悪くなり効率良く排熱利用が行えず加温時の消費電力を抑制できないという課題を有していた。
【００１３】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、効率良く排熱利用を行う事が出来、加温運転時の消費電力を抑制する事が出来る自動販売機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】
【００１４】
上記従来の課題を解決するために、本発明の自動販売機は、商品を加温／冷却する事が出来る収納室と、圧縮機と凝縮器と熱交換器と膨張機構を備えて前記収納室を冷却する際に排出される排熱を利用して加温を行うヒートポンプ装置と、前記ヒートポンプ装置と併用して加温を行う為のヒータと、前記収納室の雰囲気温度を検知する為の温度検知手段と、タイマーと、前記タイマーに時間を設定する為の設定手段とを備え、ヒータＯＮ時にヒートポンプ装置を動作する場合、入力した時間だけ遅延させてヒータＯＦＦ時にヒートポンプ装置を動作するものである。
【００１５】
また、商品を加温／冷却する事が出来る収納室と、圧縮機と凝縮器と熱交換器と膨張機構を備えて前記収納室を冷却する際に排出される排熱を利用して加温を行うヒートポンプ装置と、前記ヒートポンプ装置と併用して加温を行う為のヒータと、前記収納室の雰囲気温度を検知する為の温度検知手段とを備え、前記ヒータがＯＦＦ時で、かつ加温する収納室が目標温度以下になるタイミングでヒートポンプ装置を動作させるものである。
【００１６】
これにより、加温する室内熱交換器の凝縮温度と熱交換を行う雰囲気温度の差が大きくなり、且つ室内熱交換器の温度が低い状態でヒートポンプ装置を運転する事が出来る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の自動販売機は、ヒータのＯＮ／ＯＦＦ運転におけるヒータのＯＦＦ時、もしくは雰囲気温度を検知出来る温度検知手段を用いて、雰囲気温度が目標温度（商品温度）より下がったタイミングでヒートポンプ装置を動作することにより、室内熱交換器の凝縮温度と熱交換を行う雰囲気温度の差が大きくなり、且つ室内熱交換器の温度が低い状態でヒートポンプ装置を運転する事が出来る為、効率良く排熱利用を行う事が出来、またヒータのＯＦＦ時間が延長される為、ヒータ通電率が下がることで加温運転時の消費電力を抑制する事が出来、省エネを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１における自動販売機のヒートポンプ装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における自動販売機の加温収納室の温度変化および各制御タイミングを示した図
【図３】本発明の実施の形態２における自動販売機の加温収納室の温度変化および各制御タイミングを示した図
【図４】従来の自動販売機のヒートポンプ装置の構成図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
請求項１に記載の発明は、商品を加温／冷却する事が出来る収納室と、圧縮機と凝縮器と熱交換器と膨張機構を備えて前記収納室を冷却する際に排出される排熱を利用して加温を行うヒートポンプ装置と、前記ヒートポンプ装置と併用して加温を行う為のヒータと、前記収納室の雰囲気温度を検知する為の温度検知手段と、タイマーと、前記タイマーに時間を設定する為の設定手段とを備え、ヒータＯＮ時にヒートポンプ装置を動作する場合、入力した時間だけ遅延させてヒータＯＦＦ時にヒートポンプ装置を動作することにより、室内熱交換器の凝縮温度と熱交換を行う雰囲気温度の差が大きくなり、且つ室内熱交換器の温度が低い状態でヒートポンプ装置を運転する事が出来る為、効率良く排熱利用を行う事が出来、またヒータのＯＦＦ時間が延長される為、ヒータ通電率が下がることで加温運転時の消費電力を抑制する事が出来、省エネを図ることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、商品を加温／冷却する事が出来る収納室と、圧縮機と凝縮器と熱交換器と膨張機構を備えて前記収納室を冷却する際に排出される排熱を利用して加温を行うヒートポンプ装置と、前記ヒートポンプ装置と併用して加温を行う為のヒータと、前記収納室の雰囲気温度を検知する為の温度検知手段とを備え、前記ヒータがＯＦＦ時で、かつ加温する収納室が目標温度以下になるタイミングでヒートポンプ装置を動作させることにより、室内熱交換器の凝縮温度と熱交換を行う雰囲気温度の差が大きくなり、且つ室内熱交換器の温度が低い状態でヒートポンプ装置を運転する事が出来る為、効率良く排熱利用を行う事が出来、またヒータのＯＦＦ時間が延長される為、ヒータ通電率が下がることで加温運転時の消費電力を抑制する事が出来、省エネを図ることができる。
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における自動販売機のヒートポンプ装置の構成図である。図２は本発明の実施の形態１における自動販売機の加温収納室の温度変化および各制御タイミングを示した図である。
【００２３】
図１において、ヒートポンプ装置１０１は、収納室２、収納室３、収納室４に区画された自動販売機本体５の下部に配置されている。各収納室には収納室の空気を循環させる為のファン６と、ヒートポンプ装置１０１の一部である熱交換器７、熱交換器８、熱交換器９とがそれぞれ設置されている。また、収納室２にはヒートポンプ運転と併用して使われるヒータ１９が設置されている。
【００２４】
ヒートポンプ装置１０１は、圧縮機１０と凝縮器１１と各収納室に設置された熱交換器７、８、９とを配管により接続され、冷媒が流れる冷凍サイクルが形成されている。熱交換器７、８、９の上流には膨張機構１２、１３、１４が形成されており、開閉弁１５により各収納室の熱交換器７、８、９に冷媒が流れるようになっている。圧縮機１０と凝縮器１１の間には開閉弁２６及び２７が設置されており、熱交換器７に高圧冷媒を導けるようになっている。
【００２５】
収納室２には室内温度を検知出来る温度検知手段２０が、収納室３には室内温度を検知出来る温度検知手段２１が、収納室４には室内温度を検知出来る温度検知手段２２が設けられている。また、ヒータ１９及び圧縮機１０を制御する為の制御装置２３が設けられており、圧縮機１０の遅延動作を行う為のタイマー２４と、タイマー２４の遅延時間を設定する為の設定手段２５とが設けられている。
【００２６】
以上のように構成された自動販売機のヒートポンプ装置について、以下その動作を説明する。
【００２７】
収納室２が加温運転、収納室３及び４が冷却運転を行う場合、開閉弁２６を開、開閉弁２７を閉として熱交換器７に高圧冷媒が流れるように切り替える。
【００２８】
結果、冷媒の流れる経路は、圧縮機１０→開閉弁２６→熱交換器７→凝縮器１１→開閉弁１５→膨張機構１３、１４→熱交換器８、９→圧縮機１０となり、収納室２の加温と収納室３及び４の冷却を同時に運転する事が出来る。
【００２９】
図２において、自動販売機のヒートポンプ装置の運転動作を説明する。収納室２は加温であり、ヒータ１９のＯＮ／ＯＦＦのノッチ運転により適正温度に保たれている。ヒータ１９は温度検知手段２０からの温度値の入力により制御装置２３にて制御されている。収納室３及び４は冷却でありヒートポンプ装置１０１のＯＮ／ＯＦＦのノッチ運転により適正温度に保たれている。
【００３０】
ヒートポンプ装置１０１は温度検知手段２１及び温度検知手段２２からの温度値の入力により制御装置２３にて制御されている。
【００３１】
収納室２の加温適正温度がＡ℃（仮に５５℃）の場合、温度検知手段２０の温度がＡ１℃（仮に５３℃）にてヒータ１９がＯＮとなり、温度検知手段２０の温度がＡ２℃（仮に５７℃）にてヒータ１９がＯＦＦとなりノッチ運転を行っている。
【００３２】
また収納室３及び４の冷却適正温度がＢ℃（仮に３℃）の場合、温度検知手段２１及び温度検知手段２２の温度がＢ１℃（仮に５℃）にてヒートポンプ装置１がＯＮとなり、温度検知手段２１及び温度検知手段２２の温度がＢ２℃（仮に１℃）にてヒートポンプ装置１０１がＯＦＦとなりノッチ運転を行っている。
【００３３】
ヒートポンプ装置１０１を運転する事により、冷却収納室から奪った熱量は、排熱として加温収納室に放熱されている。
【００３４】
ここで、ヒータ１９がＯＮにて収納室２雰囲気温度が上昇した際にヒートポンプ装置１０１が入った場合、熱交換器７の温度（凝縮温度）が上昇してしまう為、ＣＯＰは悪くなってしまう。また場合によってはヒータ１９の熱量により熱交換器７の温度（凝縮温度）よりも収納室２雰囲気温度の方が高くなる場合もあり効率は悪くなる。その為、ヒータ１９がＯＮ時にヒートポンプ装置１０１がＯＮしないようにヒートポンプ装置１０１の運転の遅延を行う。
【００３５】
まず設定手段２５に時間Ｃ（ヒータ１９通電時間以上）を入力する。ヒータ１９がＯＮしている時にヒートポンプ装置１０１がＯＮするタイミング（Ｂ１以上）になった場合、時間Ｃだけタイマー２４を作動させてヒートポンプ装置１０１の遅延を行う。時間Ｃはヒータ１９通電時間以上の為、Ｃ時間後のヒートポンプ装置１０１動作時は既にヒータがＯＦＦされており雰囲気温度が降下している最中である。これにより熱交換器７の温度（凝縮温度）を下げて運転する事が出来る為ＣＯＰは良化する。また雰囲気温度が低い時にヒートポンプを動作させる為、熱交換器７の凝縮温度と収納室２雰囲気温度との温度差が大きく、且つ収納室２雰囲気温度が熱交換器７よりも高くなる事が無くなる為、効率は良くなる。結果としてヒータ１９のＯＦＦ時間が長くなり、ヒータ１９の運転率が下がり加温の消費電力の抑制になる。
【００３６】
（実施の形態２）
図３は本発明の実施の形態２における自動販売機の加温収納室の温度変化および各制御タイミングを示した図である。なお、実施の形態１と同一構成については、同一符号を付
して詳細な説明を省略する。
【００３７】
図３において、タイマー２４の代わりに収納室２に設置された温度検知手段２０の値を考慮してヒートポンプ装置１０１の動作を行う。
【００３８】
収納室２雰囲気温度を検知している温度検知手段２０の値はヒータ１９のＯＮ／ＯＦＦのノッチ運転により上下している。ヒートポンプ装置１を動作するタイミングをＢ１℃以上、且つヒータ１９ＯＦＦ時、且つ温度検知手段２０の値が加温適正温度Ａ℃以下の時にヒートポンプ装置１を動作する。これによりタイマー２４を使用する事無く、ヒータ１９の運転率が下がり加温の消費電力の抑制になる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
以上のように本発明にかかる発明は、ヒータとヒートポンプ装置を併用して、庫内の加温／冷却を同時に行う機器の加温運転時の消費電力を抑制する事ができるものであり、ヒートポンプ装置を備えたショーケース等の用途にも適用出来る。
【符号の説明】
【００４０】
２、３、４  収納室
５  自動販売機本体
６  ファン
７、８、９  熱交換器
１０  圧縮機
１１  凝縮器
１２、１３、１４  膨張機構
１９  ヒータ
２０、２１、２２  温度検知手段
２４  タイマー
２５  設定手段
１０１  ヒートポンプ装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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