專利名稱：加熱/冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有可以進(jìn)行“熱/冷”切換使用的收容室的加熱/冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
歷來(lái)，如圖17所示，這種加熱/冷卻系統(tǒng)的構(gòu)成為由絕熱壁而被分隔成冷卻室102和加熱室103的貯藏室101；以及，被配設(shè)在貯藏室101的下側(cè)的機(jī)械室109。而且，在機(jī)械室109中，收容著壓縮機(jī)111、氣體冷卻器112、作為減壓裝置的毛細(xì)管116等，它們與蒸發(fā)器(evaporator)117一起構(gòu)成致冷劑回路110。另外，在加熱室103中，設(shè)置有電加熱器180；并通過(guò)由風(fēng)扇128將由該電加熱器180所加熱的空氣鼓風(fēng)到加熱室103內(nèi)，而對(duì)加熱室103進(jìn)行加熱。
這里，根據(jù)圖17，對(duì)現(xiàn)有的加熱/冷卻系統(tǒng)400的工作進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)由圖中未示的控制裝置，使風(fēng)扇128開始工作，并對(duì)電加熱器180供給電力時(shí)，由電加熱器180所加熱的空氣就由風(fēng)扇128而在加熱室103內(nèi)進(jìn)行循環(huán)。由此，使加熱室103內(nèi)得到加熱。
此外，由控制裝置，使風(fēng)扇127開始工作，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)111的圖中未示的驅(qū)動(dòng)單元。由此，在壓縮機(jī)111的圖中未示的壓縮單元的缸體內(nèi)，就會(huì)吸入低壓的致冷劑氣體，并使之壓縮而成為高溫高壓的致冷劑氣體，然后，被排出到氣體冷卻器112中。
然后，當(dāng)致冷劑氣體在氣體冷卻器112中放熱后，經(jīng)過(guò)內(nèi)部熱交換器145，而進(jìn)入到毛細(xì)管116中，在這里壓力降低，然后流入到蒸發(fā)器117內(nèi)。因此，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇127的工作，而使因在蒸發(fā)器117中的致冷劑的蒸發(fā)而受到冷卻的空氣在冷卻室102內(nèi)循環(huán)，對(duì)冷卻室102內(nèi)進(jìn)行冷卻。這樣，在現(xiàn)有的加熱/冷卻系統(tǒng)中，由電加熱器180對(duì)加熱室103內(nèi)進(jìn)行加熱，而由致冷劑回路110的蒸發(fā)器117對(duì)冷卻室102進(jìn)行冷卻(例如，參見特開平6-18156號(hào)公報(bào))。
這里，近年來(lái)，還開發(fā)了一種可以進(jìn)行下述的“熱/冷”切換使用的加熱/冷卻系統(tǒng)在一個(gè)收容室中同時(shí)設(shè)置有電加熱器等發(fā)熱體和蒸發(fā)器；在對(duì)該收容室進(jìn)行加熱時(shí)，使電加熱器工作，從而對(duì)收容室進(jìn)行加熱；而在對(duì)收容室進(jìn)行冷卻時(shí)，停止電加熱器的工作，同時(shí)，使壓縮機(jī)開始工作，由蒸發(fā)器使致冷劑蒸發(fā)，從而對(duì)收容室進(jìn)行冷卻。但是，如上所述，在對(duì)該收容室進(jìn)行加熱時(shí)，由于是用電加熱器等發(fā)熱體進(jìn)行加熱的，所以存在消耗電力顯著增大這一問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了解決這樣的技術(shù)課題而進(jìn)行的，其目的是在可以進(jìn)行“熱/冷”切換使用的加熱/冷卻系統(tǒng)中，降低消耗電力，并提高性能。
在本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)中，具有可以進(jìn)行“熱/冷”切換使用的收容室。該加熱/冷卻系統(tǒng)具有致冷劑回路、散熱器、和鼓風(fēng)機(jī)該致冷劑回路由壓縮機(jī)、氣體冷卻器、減壓裝置、和蒸發(fā)器等構(gòu)成，并封入二氧化碳作為致冷劑，同時(shí)其高壓側(cè)為超臨界壓力；該散熱器中流動(dòng)著從氣體冷卻器中流出的、并進(jìn)入到減壓裝置之前的致冷劑；而該鼓風(fēng)機(jī)對(duì)氣體冷卻器進(jìn)行鼓風(fēng)。并且，在該加熱/冷卻系統(tǒng)中，由散熱器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱、而由蒸發(fā)器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行冷卻、同時(shí)在由散熱器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，停止鼓風(fēng)機(jī)的工作。
依據(jù)本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)，通過(guò)使用加熱特性良好的二氧化碳作為致冷劑，在對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行冷卻時(shí)，可以由蒸發(fā)器進(jìn)行冷卻；而在對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，可以由經(jīng)過(guò)氣體冷卻器的高壓側(cè)的致冷劑對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱。由此，由于可以不使用電加熱器等發(fā)熱體而對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱，所以，與使用電加熱器進(jìn)行加熱的情況相比，可以降低電力的消耗。
特別是，在由散熱器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，由于使鼓風(fēng)機(jī)停止工作，所以，在氣體冷卻器中不會(huì)使致冷劑放熱，而是可以將熱量輸送到散熱器中，從而可以提高收容室內(nèi)的加熱能力。
另外，在本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)中，在上述發(fā)明中其壓縮機(jī)具有第1和第2壓縮單元，并由第2壓縮單元對(duì)由第1壓縮單元所壓縮的致冷劑進(jìn)行壓縮；同時(shí)，具有中間冷卻回路，該中間冷卻回路具有在對(duì)由第1壓縮單元所壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻后，將致冷劑吸入到第2壓縮單元中的熱交換器；將熱交換器與氣體冷卻器形成為一體。
依據(jù)本發(fā)明，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，在使用具有所謂的中間冷卻回路的二段壓縮式的壓縮機(jī)的情況下，則當(dāng)對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，可以使在中間冷卻回路的熱交換器中的放熱為無(wú)效，將熱量輸送到散熱器中。
此外，在本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)中，在上述各發(fā)明中該加熱/冷卻系統(tǒng)具有在從氣體冷卻器中流出的致冷劑和從蒸發(fā)器中流出的致冷劑之間進(jìn)行熱交換的內(nèi)部熱交換器；并且，在散熱器中流通著到達(dá)內(nèi)部熱交換器之前的致冷劑。
依據(jù)本發(fā)明，在上述各發(fā)明的基礎(chǔ)上，在具有在從氣體冷卻器中流出的致冷劑和從蒸發(fā)器中流出的致冷劑之間進(jìn)行熱交換的內(nèi)部熱交換器時(shí)，由于在散熱器中流通著到達(dá)內(nèi)部熱交換器之前的致冷劑，所以，可以由因內(nèi)部熱交換器而降溫之前的致冷劑對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱。
此外，在本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)中，在上述各發(fā)明中具有對(duì)向著散熱器和蒸發(fā)器的致冷劑的流通進(jìn)行控制的流路控制裝置；并且，當(dāng)在散熱器中流通著致冷劑、但切斷致冷劑向著蒸發(fā)器的流通時(shí)，另外設(shè)有使致冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器。
依據(jù)本發(fā)明，在上述各發(fā)明的基礎(chǔ)上，在對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，由于由流路控制裝置，切斷向著蒸發(fā)器的致冷劑的流通，而由另外設(shè)置的蒸發(fā)器使致冷劑蒸發(fā)，所以，即使在將對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱/冷卻的散熱器和蒸發(fā)器設(shè)置于該收容室內(nèi)時(shí)，也可以毫無(wú)妨礙地對(duì)收容室進(jìn)行加熱/冷卻。
另外，在本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)中，具有可以進(jìn)行“熱/冷”切換使用的收容室。在該加熱/冷卻系統(tǒng)中具有致冷劑回路，該致冷劑回路由壓縮機(jī)、散熱器、減壓裝置、和蒸發(fā)器等所構(gòu)成，并封入二氧化碳作為致冷劑，同時(shí)其高壓側(cè)為超臨界壓力；由散熱器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱，而由蒸發(fā)器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行冷卻，同時(shí)具有可以對(duì)收容室進(jìn)行絕熱分隔的分隔部件；并且，在由該分隔部件對(duì)收容室進(jìn)行了分隔的情況下，可以由散熱器對(duì)其一方進(jìn)行加熱，而由蒸發(fā)器對(duì)其另一方進(jìn)行冷卻。
依據(jù)本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)，通過(guò)使用加熱特性良好的二氧化碳作為致冷劑，可以由散熱器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱，而由蒸發(fā)器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行冷卻。由此，能夠在不需要設(shè)置電加熱器等發(fā)熱體的情況下，對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱。另外，即使在使用了電加熱器等發(fā)熱體的情況下，由于可以減小該發(fā)熱體的容量，所以也可以降低電力的消耗。
而且，通過(guò)由分隔部件對(duì)收容室進(jìn)行分隔，可以對(duì)由散熱器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)的加熱區(qū)域和由蒸發(fā)器進(jìn)行冷卻時(shí)的冷卻區(qū)域之間的比例進(jìn)行變更。
另外，在本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)中，在上述發(fā)明中將使致冷劑放熱的氣體冷卻器、和使致冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器分別設(shè)置；并且，具有對(duì)分別向著散熱器、氣體冷卻器、和兩個(gè)蒸發(fā)器的致冷劑的流通進(jìn)行控制的流路控制裝置。
依據(jù)本發(fā)明，在上述發(fā)明的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)流路控制裝置進(jìn)行控制，當(dāng)在氣體冷卻器中使致冷劑放熱、并由對(duì)收容室進(jìn)行冷卻的蒸發(fā)器使致冷劑蒸發(fā)時(shí)，就可以對(duì)全部收容室進(jìn)行冷卻。
另外，通過(guò)對(duì)流路控制裝置進(jìn)行控制，當(dāng)在散熱器中使致冷劑放熱，并由在與對(duì)收容室進(jìn)行冷卻的蒸發(fā)器為不同的另一部位上設(shè)置著的蒸發(fā)器而使致冷劑蒸發(fā)時(shí)，就可以對(duì)全部收容室進(jìn)行加熱。
由此，可以對(duì)全部收容室進(jìn)行加熱或冷卻，從而可以提高加熱/冷卻系統(tǒng)的便利性。
另外，在本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)中，在上述各發(fā)明中其壓縮機(jī)具有第1和第2壓縮單元，并具有中間冷卻回路，由該中間冷卻回路，在對(duì)由壓縮機(jī)的第1壓縮單元所壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻后、將致冷劑吸入到第2壓縮單元中；在由散熱器對(duì)收容室進(jìn)行加熱時(shí)，使在中間冷卻回路中的致冷劑的冷卻作用實(shí)際上為無(wú)效。
依據(jù)本發(fā)明，在上述各發(fā)明的基礎(chǔ)上，由于在由中間冷卻回路對(duì)由第1壓縮單元所壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻后，將致冷劑吸入到第2壓縮單元中，所以，可以降低從壓縮機(jī)的第2壓縮單元中排出的致冷劑氣體的溫度。由此，可以提高冷卻能力。
而且，在由散熱器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，由于使在中間冷卻回路中的對(duì)致冷劑的冷卻作用實(shí)際上為無(wú)效，所以，可以將從壓縮機(jī)的第2壓縮單元中排出的致冷劑氣體的溫度維持在高溫，從而可以改善散熱器的加熱能力。


圖1為本發(fā)明的一實(shí)施例的加熱/冷卻系統(tǒng)的致冷劑回路圖(實(shí)施例1)。
圖2為在將圖1的收容室3作為冷卻室使用的模式時(shí)，顯示了致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
圖3為在將圖1的收容室3作為加熱室使用的模式時(shí)，顯示了致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
圖4為本發(fā)明的又一實(shí)施例的加熱/冷卻系統(tǒng)的致冷劑回路圖(實(shí)施例2)。
圖5為在將圖4的室3和室4作為冷卻室使用的模式時(shí)，顯示了致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
圖6為在將圖4的室3作為冷卻室、而將室4作為加熱室使用的模式時(shí)，顯示了致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
圖7為在將圖4的室3和室4作為加熱室使用的模式時(shí)，顯示了致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
圖8為本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的加熱/冷卻系統(tǒng)的致冷劑回路圖(實(shí)施例3)。
圖9為在將圖8的加熱/冷卻系統(tǒng)的室3和室4作為冷卻室使用的模式時(shí)，顯示了致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
圖10為在將圖8的加熱/冷卻系統(tǒng)的室3作為冷卻室、而將室4作為加熱室使用的模式時(shí)，顯示了致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
圖11為在將圖8的加熱/冷卻系統(tǒng)的室3和室4作為加熱室使用的模式時(shí)，顯示了致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
圖12為本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例的敞開式陳列箱的致冷劑回路圖(實(shí)施例4)。
圖13為在將圖12的敞開式陳列箱的收容室270、271、272、和室273作為冷卻室使用的模式時(shí)，顯示了其動(dòng)作的縱斷側(cè)面圖。
圖14為在將圖12的敞開式陳列箱的收容室270、271作為加熱室、而將收容室272和室273作為冷卻室使用的模式時(shí)，顯示了其動(dòng)作的縱斷側(cè)面圖。
圖15為在將圖12的敞開式陳列箱的收容室270、271、272作為加熱室、而將室273作為冷卻室使用的模式時(shí)，顯示了其動(dòng)作的縱斷側(cè)面圖。
圖16為顯示將圖12的敞開式陳列箱的收容室270、271、272和室273作為加熱室使用的模式的縱斷側(cè)面圖。
圖17為現(xiàn)有的加熱/冷卻系統(tǒng)的內(nèi)部構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式
以下，根據(jù)圖面，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
(實(shí)施例1)圖1為應(yīng)用了本發(fā)明的一實(shí)施例的加熱/冷卻系統(tǒng)100的概略構(gòu)成圖。本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)可以被應(yīng)用在陳列箱、自動(dòng)售貨機(jī)、空調(diào)、或冷熱儲(chǔ)藏庫(kù)等上。
在圖1中，1為加熱/冷卻系統(tǒng)100的貯藏室；該貯藏室1由絕熱部件所圍繞。在該貯藏室1內(nèi)，由絕熱壁7所分隔，并將其一方(在圖1中，為絕熱壁7的左側(cè))作為冷卻室2，而將其另一方(在圖1中，為絕熱壁7的右側(cè))作為收容室3。
在上述冷卻室2中，設(shè)置有使致冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器17、和在冷卻室2中對(duì)與該蒸發(fā)器17之間進(jìn)行了熱交換的空氣進(jìn)行鼓風(fēng)(循環(huán))的風(fēng)扇27。將蒸發(fā)器17設(shè)置在與后述的蒸發(fā)器18為不同的另一部位上。由該蒸發(fā)器17，即使在切斷向著蒸發(fā)器18的致冷劑的流通時(shí)，也可以在蒸發(fā)器17中使致冷劑蒸發(fā)。
另外，在收容室3中，設(shè)置有散熱器14、電加熱器80、上述蒸發(fā)器18、以及風(fēng)扇28；這里，該風(fēng)扇28的作用是，向室4內(nèi)對(duì)與散熱器14或蒸發(fā)器18之間進(jìn)行了熱交換的空氣、或者由電加熱器80加熱的空氣進(jìn)行鼓風(fēng)(循環(huán))。而且，由散熱器14對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行加熱，而由蒸發(fā)器18對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行冷卻。電加熱器80是用于對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行加熱的，并由該電加熱器80，對(duì)由上述散熱器14所加熱的收容室3內(nèi)進(jìn)行補(bǔ)充加熱。
另一方面，在圖1中，10為致冷劑回路，其構(gòu)成為壓縮機(jī)11、氣體冷卻器12、上述散熱器14、作為減壓裝置的膨脹閥16、蒸發(fā)器17、和蒸發(fā)器18等。
即，壓縮機(jī)11的致冷劑排出管34與氣體冷卻器12的入口相連接。這里，本實(shí)施例的壓縮機(jī)11是內(nèi)部中壓型的二段壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，它具有設(shè)置在密閉容器11A內(nèi)的圖中未示的驅(qū)動(dòng)單元、和由該驅(qū)動(dòng)單元所驅(qū)動(dòng)的圖中未示的第1和第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元；并且，由第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元，對(duì)由第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元所壓縮的致冷劑進(jìn)行壓縮。
圖中30是將致冷劑導(dǎo)入到壓縮機(jī)11的上述第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中的致冷劑導(dǎo)入管；該致冷劑導(dǎo)入管30的一端與第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元的缸體相連通。該致冷劑導(dǎo)入管30的另一端與后述的內(nèi)部熱交換器45的出口相連接。
圖中32是將由第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元所壓縮的致冷劑導(dǎo)入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中的致冷劑導(dǎo)入管。該致冷劑導(dǎo)入管32通過(guò)壓縮機(jī)11的外部的中間冷卻回路150。這里，上述中間冷卻回路150是具有熱交換器152的致冷劑回路，其作用是在對(duì)由第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元所壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻后，將致冷劑吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中。即，使由第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元所壓縮的致冷劑從致冷劑導(dǎo)入管32流入到壓縮機(jī)11的外部的中間冷卻回路150中，并在通過(guò)熱交換器152的過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行冷卻，然后，再將該致冷劑吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中。另外，上述熱交換器152與氣體冷卻器12形成為一體，并作為鼓風(fēng)機(jī)22對(duì)該氣體冷卻器12進(jìn)行通風(fēng)。
上述致冷劑排出管34是將由第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元所壓縮的致冷劑排出到氣體冷卻器12中的致冷劑配管。
與氣體冷卻器12的出口相連接的致冷劑配管36與上述內(nèi)部熱交換器45相連接。內(nèi)部熱交換器45是使來(lái)自氣體冷卻器12的高壓側(cè)的致冷劑、和來(lái)自蒸發(fā)器17或蒸發(fā)器18的低壓側(cè)的致冷劑之間進(jìn)行熱交換的裝置。與內(nèi)部熱交換器45的出口相連接的致冷劑配管37經(jīng)膨脹閥16后與冷卻室2的蒸發(fā)器17的入口相連接。
這里，在致冷劑配管36的途中部上，分支連接著第1旁通回路140。該第1旁通回路140通過(guò)設(shè)置在收容室3中的散熱器14；由該第1旁通回路140，就可以在散熱器14中流過(guò)從氣體冷卻器12中流出的、并在進(jìn)入膨脹閥16之前且在到達(dá)內(nèi)部熱交換器45之前的致冷劑。
此外，在內(nèi)部熱交換器45的入口側(cè)，從散熱器14中導(dǎo)出的第1旁通回路140與后述的電磁閥170的出口側(cè)的致冷劑配管36相連接。在致冷劑配管36的上述第1旁通回路140的分支的下游側(cè)、和第1旁通回路140的上述散熱器14的入口側(cè)的配管上，設(shè)置有作為對(duì)朝著散熱器14的致冷劑的流通進(jìn)行控制的流路控制裝置的上述電磁閥170和電磁閥172。由圖中未示的控制裝置，對(duì)電磁閥170和電磁閥172進(jìn)行開閉控制。對(duì)于向著散熱器14的致冷劑的流通，并不只限于分別由電磁閥170和電磁閥172進(jìn)行控制，而是例如也可以使用三通閥，并通過(guò)對(duì)該三通閥進(jìn)行切換，從而對(duì)向著散熱器14的致冷劑的流通進(jìn)行控制。
另外，在從膨脹閥16中導(dǎo)出的致冷劑配管37的途中部上，分支連接著第2旁通回路42。該第2旁通回路42在通過(guò)設(shè)置在收容室3中的上述蒸發(fā)器18后，與從蒸發(fā)器17中導(dǎo)出的致冷劑配管38相合流；并且，在蒸發(fā)器18的入口側(cè)的配管上，設(shè)置有作為對(duì)朝著該蒸發(fā)器18的致冷劑的流通進(jìn)行控制的流路控制裝置的電磁閥65。
這里，在致冷劑回路10中，作為致冷劑，充入對(duì)地球環(huán)境影響溫和的、并考慮了可燃性和毒性等的、作為自然致冷劑的二氧化碳(CO2)；并且，其高壓側(cè)為超臨界壓力。
此外，對(duì)上述各電磁閥65、170、172，分別由圖中未示的控制裝置進(jìn)行閥的開閉控制。而且，上述控制裝置是對(duì)加熱/冷卻系統(tǒng)100進(jìn)行控制的控制裝置，除了對(duì)上述各電磁閥65、170、172進(jìn)行控制外，也對(duì)壓縮機(jī)11的工作、和鼓風(fēng)機(jī)22、風(fēng)扇27、28的工作等進(jìn)行控制。
(1)將收容室3作為冷卻室使用的模式下面，用以上的構(gòu)成，對(duì)本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)100的工作進(jìn)行說(shuō)明。首先，根據(jù)圖2，對(duì)將收容室3作為冷卻物品的冷卻室而使用的模式進(jìn)行說(shuō)明。圖2為顯示了在該模式時(shí)的致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
由圖中未示的控制裝置，將電磁閥170打開，并將電磁閥172關(guān)閉，使第1旁通回路140閉塞。由此，由于向著散熱器14的致冷劑的流通被切斷，所以，從氣體冷卻器12中流出的致冷劑就不會(huì)流入到散熱器14中，而是按原樣流入到內(nèi)部熱交換器45中。此外，由控制裝置，將電磁閥65打開，開放第2旁通回路42。由此，來(lái)自膨脹閥16的致冷劑就流入到蒸發(fā)器18中。以下，在圖2和圖3中，分別用白色電磁閥顯示了由控制裝置將閥打開的狀態(tài)，而用黑色電磁閥顯示了由控制裝置將閥關(guān)閉的狀態(tài)。
另外，由控制裝置，使鼓風(fēng)機(jī)22和風(fēng)扇27、28開始工作，并驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11的驅(qū)動(dòng)單元。由此，就將低壓的致冷劑吸入到壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為中壓；然后，被排出到密閉容器11A內(nèi)。在將被排出到密閉容器11A內(nèi)的致冷劑從致冷劑導(dǎo)入管32中排出到氣體冷卻器12的外部之后，使其進(jìn)入到中間冷卻回路150中。而且，在通過(guò)熱交換器152的過(guò)程中，致冷劑受到由氣體冷卻器12的鼓風(fēng)機(jī)22所產(chǎn)生的通風(fēng)的作用，而進(jìn)行放熱。
這樣，通過(guò)在由熱交換器152對(duì)在第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中受到壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻后，將其吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，從而可以降低從壓縮機(jī)11的第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中排出的致冷劑氣體的溫度。由此，由于降低了各蒸發(fā)器17、18中的致冷劑的蒸發(fā)溫度，所以，可以將冷卻室2和收容室3冷卻到較低的溫度。因此，可以提高各蒸發(fā)器17、18對(duì)冷卻室2和收容室3的冷卻能力。
然后，致冷劑被吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為高溫高壓的致冷劑氣體；之后，從致冷劑排出管34排出到壓縮機(jī)11的外部。這時(shí)，致冷劑被壓縮到適當(dāng)?shù)某R界壓力。從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑氣體從致冷劑排出管34流入到氣體冷卻器12中。
這里，在壓縮機(jī)11中受到壓縮的高溫高壓的致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，而是在超臨界狀態(tài)下工作。該高溫高壓的致冷劑氣體在氣體冷卻器12中放熱后，從氣體冷卻器12中流出，并進(jìn)入到致冷劑配管36中。由于如上所述，電磁閥170被打開，而電磁閥172被關(guān)閉，所以，進(jìn)入到致冷劑配管36中的致冷劑不會(huì)流入到第1旁通回路140中，而是按原樣通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。在這里，致冷劑的熱由從蒸發(fā)器17、18中流出的低壓側(cè)的致冷劑所吸取，而進(jìn)一步受到冷卻。由于因該內(nèi)部熱交換器45的存在，從氣體冷卻器12中流出的、并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45的致冷劑的熱由低壓側(cè)的致冷劑所吸取，所以，可以使該致冷劑的過(guò)冷度增大。因此，可以提高各蒸發(fā)器17、18的冷卻能力。
在該內(nèi)部熱交換器45中受到冷卻的高壓側(cè)的致冷劑到達(dá)膨脹閥16。在膨脹閥16的入口，致冷劑還處于超臨界的狀態(tài)。由于在膨脹閥16中壓力降低，所以致冷劑成為氣體/液體的二相混合狀態(tài)。然后，成為二相混合狀態(tài)的致冷劑流入到設(shè)置在冷卻室2中的蒸發(fā)器17內(nèi)。在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇27的工作，使因蒸發(fā)器17中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣在冷卻室2內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，并對(duì)冷卻室2內(nèi)進(jìn)行冷卻。
如上所述，由于由熱交換器152對(duì)在第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中受到壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻的效果、和使從氣體冷卻器12中排出的高壓側(cè)的致冷劑通過(guò)內(nèi)部熱交換器45時(shí)所受到冷卻的效果，可以在蒸發(fā)器17中使致冷劑在較低的溫度下蒸發(fā)。由此，可以將冷卻室2冷卻到較低的溫度，從而可以提高冷卻能力。而且，在蒸發(fā)器17中蒸發(fā)的致冷劑隨后從蒸發(fā)器17中流出，并進(jìn)入到致冷劑配管38中。
另一方面，由于如上所述，電磁閥65被打開，所以，在膨脹閥16中被減壓的致冷劑的一部分會(huì)從第2旁通回路42流入到設(shè)置在收容室3內(nèi)的蒸發(fā)器18中。在這里，致冷劑進(jìn)行蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇28的工作，使因該蒸發(fā)器18中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣在收容室3內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，并對(duì)收容室3進(jìn)行冷卻。
此外，如上所述，由于由熱交換器152對(duì)在第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中受到壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻的效果、和使從氣體冷卻器12中排出的高壓側(cè)的致冷劑通過(guò)內(nèi)部熱交換器45時(shí)所受到冷卻的效果，可以在蒸發(fā)器18中使致冷劑在較低的溫度下進(jìn)行蒸發(fā)。由此，可以將收容室3內(nèi)冷卻到較低的溫度，從而可以提高冷卻能力。
之后，從蒸發(fā)器18中流出的致冷劑與在致冷劑配管38中流動(dòng)著的、來(lái)自蒸發(fā)器17的致冷劑相合流，并到達(dá)內(nèi)部熱交換器45。
因此，從上述高壓側(cè)的致冷劑中吸取熱量，而受到加熱作用。這里，由于在各蒸發(fā)器17、18中進(jìn)行蒸發(fā)而成為低溫的、從各蒸發(fā)器17、18中流出的致冷劑不是成為完全的氣體狀態(tài)，而是有可能成為與液體共存的狀態(tài)。但是，由于使其通過(guò)內(nèi)部熱交換器45，并與高壓側(cè)的高溫致冷劑產(chǎn)生熱交換，所以致冷劑會(huì)過(guò)熱；這時(shí)，由于確保了致冷劑的過(guò)熱度，所以會(huì)成為完全的氣體狀態(tài)。
由此，由于可以確實(shí)地使從各蒸發(fā)器17、18中流出的致冷劑氣化，所以，不需要在低壓側(cè)設(shè)置儲(chǔ)液器等，就可以確實(shí)地防止在壓縮機(jī)11中吸入液體致冷劑的液體倒流的現(xiàn)象，從而可以避免出現(xiàn)壓縮機(jī)11因進(jìn)行液體壓縮而受到損傷的不利情況。因此，可以提高加熱/冷卻系統(tǒng)100的可靠性。
在內(nèi)部熱交換器45中加熱的致冷劑反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)從致冷劑導(dǎo)入管30中被吸入到壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元內(nèi)。
這樣，通過(guò)使鼓風(fēng)機(jī)22工作，由氣體冷卻器12使致冷劑放熱，同時(shí)，通過(guò)關(guān)閉電磁閥172，以切斷向著散熱器14的致冷劑的流通，于是，即使在將對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行加熱/冷卻的散熱器14和蒸發(fā)器18設(shè)置在該收容室3內(nèi)，也可以毫無(wú)妨礙地對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行冷卻。
(2)將收容室3作為加熱室使用的模式下面，根據(jù)圖3，對(duì)將收容室3作為加熱物品的加熱室而使用的模式進(jìn)行說(shuō)明。圖3為顯示了在該模式時(shí)的致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
由圖中未示的控制裝置，將電磁閥170關(guān)閉，并將電磁閥172打開，使第1旁通回路140開放。由此，從氣體冷卻器12中流出的致冷劑不會(huì)按原樣流入到內(nèi)部熱交換器45中，而是全部從致冷劑配管36的途中部流入到第1旁通回路140中。
另外，由控制裝置，將電磁閥65關(guān)閉，以閉塞第2旁通回路42。由此，從膨脹閥16中流出的致冷劑就全部流入到蒸發(fā)器17中。并且，由控制裝置，使風(fēng)扇27、28開始工作。這時(shí)，氣體冷卻器12的鼓風(fēng)機(jī)22不工作。
而且，當(dāng)由控制裝置，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11的驅(qū)動(dòng)單元時(shí)，就從致冷劑導(dǎo)入管30中將低壓的致冷劑氣體吸入到壓縮機(jī)11的圖中未示的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為中壓；然后，被排出到密閉容器11A內(nèi)。在將被排出到密閉容器11A內(nèi)的致冷劑從致冷劑導(dǎo)入管32中排出到密閉容器11A的外部之后，使其進(jìn)入到中間冷卻回路150中，并通過(guò)熱交換器152。如上所述，由于在本模式中鼓風(fēng)機(jī)22并不工作，所以，在熱交換器152中的致冷劑的放熱很少，或者是幾乎沒有。這樣，通過(guò)停止鼓風(fēng)機(jī)22的工作，使在中間冷卻回路150的熱交換器152中的對(duì)致冷劑的放熱作用實(shí)際上為無(wú)效，就可以將吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中的致冷劑的溫度保持在高溫。因此，還可以將從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑的溫度保持在高溫，向散熱器14中輸入熱量。由此，可以確保散熱器14的加熱能力。
之后，致冷劑被吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為高溫高壓的致冷劑氣體；然后，從致冷劑排出管34排出到壓縮機(jī)11的外部。這時(shí)，致冷劑被壓縮到適當(dāng)?shù)某R界壓力。從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑氣體通過(guò)氣體冷卻器12。另外，如上所述，由于鼓風(fēng)機(jī)22并不工作，所以在氣體冷卻器12中的致冷劑的放熱很少，或者是幾乎沒有。
由于如上所述，電磁閥170被關(guān)閉，而電磁閥172被打開，所以，從氣體冷卻器12中流出的致冷劑會(huì)從致冷劑配管36進(jìn)入到第1旁通回路140中，并流入到設(shè)置在收容室3中的散熱器14內(nèi)。這里，在壓縮機(jī)11中壓縮的高溫高壓的致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，而是在超臨界狀態(tài)下工作。然后，該高溫高壓的致冷劑氣體在散熱器14中放熱。由于風(fēng)扇28的工作，使因散熱器14中的致冷劑的放熱而被加熱的空氣在收容室3內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)，并對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行加熱。另外，在本發(fā)明中，作為致冷劑，由于使用了二氧化碳，從而在散熱器14中致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，所以，散熱器14的熱交換能力很高，可以將收容室3內(nèi)的空氣加熱到高溫。
另外，如上所述，由于使鼓風(fēng)機(jī)22停止工作，所以，在中間冷卻回路150的熱交換器152和氣體冷卻器12中致冷劑幾乎不會(huì)放熱，而是可以使該維持著高溫的致冷劑在散熱器14中放熱。這樣，由于可以向散熱器14中輸入熱量，所以可以充分地確保散熱器14的加熱能力。
而且，由于使到達(dá)內(nèi)部熱交換器45之前的致冷劑流入到散熱器14中，所以，可以用因內(nèi)部熱交換器45而降低溫度之前的致冷劑對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行加熱。由此，可以提高對(duì)收容室3內(nèi)的加熱能力。
之后，致冷劑從第1旁通回路140流入到電磁閥170的出口側(cè)的致冷劑配管36中，并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。在這里，致冷劑的熱由從蒸發(fā)器17中流出的低壓側(cè)的致冷劑所吸取，而進(jìn)一步受到冷卻。而且，在該內(nèi)部熱交換器45中受到冷卻的高壓側(cè)的致冷劑氣體到達(dá)膨脹閥16。在膨脹閥16的入口，致冷劑氣體還處于超臨界的狀態(tài)。由于在膨脹閥16中壓力降低，所以致冷劑成為氣體/液體的二相混合狀態(tài)。而且，如上所述，由于電磁閥65被關(guān)閉，所以從膨脹閥16中流出的致冷劑不會(huì)流入到第2旁通回路42中，而是全部流入到設(shè)置在冷卻室2中的蒸發(fā)器17內(nèi)。
在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇27的工作，使因在蒸發(fā)器17中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣在冷卻室2內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，并對(duì)冷卻室2內(nèi)進(jìn)行冷卻。之后，致冷劑從蒸發(fā)器17中流出，進(jìn)入到致冷劑配管38，并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。
在這里，該致冷劑反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)從上述高壓側(cè)的致冷劑中吸取熱量，受到加熱而成為完全的氣體狀態(tài)；然后，從致冷劑導(dǎo)入管30被吸入到壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中。
這樣，通過(guò)關(guān)閉電磁閥65，切斷向蒸發(fā)器18的致冷劑的流通，并在蒸發(fā)器17中使致冷劑蒸發(fā)，于是，即使將對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行加熱/冷卻的散熱器14和蒸發(fā)器18設(shè)置在該收容室3內(nèi)，也可以毫無(wú)妨礙地對(duì)收容室3進(jìn)行加熱。
如以上所述，通過(guò)將加熱特性良好的二氧化碳作為致冷劑來(lái)使用，在對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行冷卻時(shí)，就可以由蒸發(fā)器18進(jìn)行冷卻，而在對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，則可以由經(jīng)過(guò)氣體冷卻器12的高壓側(cè)的致冷劑對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行加熱。由此，由于能夠在不需要設(shè)置電加熱器等發(fā)熱體的情況下對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行加熱，所以，與由電加熱器進(jìn)行加熱的情況相比，可以降低電力的消耗。
特別是，在由散熱器14對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，由于使鼓風(fēng)機(jī)22停止工作，可以在使致冷劑不會(huì)在氣體冷卻器12中放熱的情況下，向散熱器14輸入熱量，所以，可以提高對(duì)收容室3內(nèi)的加熱能力。
而且，在由散熱器14對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，由于在中間冷卻回路150的熱交換器152中不存在對(duì)致冷劑的放熱作用，所以，可以相應(yīng)地將熱量輸入到散熱器14中，從而可以進(jìn)一步提高加熱能力。
此外，通過(guò)對(duì)各電磁閥170、172、65的開閉、和鼓風(fēng)機(jī)22的工作進(jìn)行控制，可以自由地對(duì)收容室3內(nèi)的加熱/冷卻進(jìn)行切換。由此，可以提高加熱/冷卻系統(tǒng)100的便利性。而且，如在本實(shí)施例中所述，即使將對(duì)收容室3內(nèi)進(jìn)行加熱/冷卻的散熱器14和蒸發(fā)器18設(shè)置在該收容室3內(nèi)，也可以毫無(wú)妨礙地對(duì)收容室3進(jìn)行加熱/冷卻。
另外，如在本實(shí)施例中所述，通過(guò)將氣體冷卻器12和熱交換器152形成為一體，可以縮小設(shè)置空間。而且，依據(jù)這樣的構(gòu)成，由于可以同時(shí)將氣體冷卻器12的鼓風(fēng)機(jī)22用于熱交換器152，所以可以降低生產(chǎn)成本。
在上述實(shí)施例中，在將收容室3作為加熱物品的加熱室而使用的模式時(shí)，也可以使設(shè)置在收容室3中的電加熱器80工作，在由散熱器14進(jìn)行加熱的基礎(chǔ)上，再用電加熱器80進(jìn)行輔助加熱。這時(shí)，就可以預(yù)先避免由于在冬季等的低氣溫時(shí)的加熱能力不足而引起的不能對(duì)收容室3充分進(jìn)行加熱的不利情況。另外，由于電加熱器80是對(duì)由散熱器14的加熱進(jìn)行輔助加熱的，所以可以減小該電加熱器80的容量；于是，與只使用電加熱器進(jìn)行加熱的情況相比，可以降低電力的消耗。
此外，在本實(shí)施例中，將可以進(jìn)行“熱/冷”切換使用的收容室設(shè)置為1個(gè)室；但不只限于這種情況，也可以設(shè)置2個(gè)室以上的多個(gè)收容室，并通過(guò)設(shè)置對(duì)各收容室進(jìn)行加熱/冷卻的散熱器和蒸發(fā)器、和對(duì)朝著這些散熱器和蒸發(fā)器的致冷劑的流通進(jìn)行控制的流路控制裝置，并對(duì)該流路控制裝置進(jìn)行控制，從而對(duì)各收容室進(jìn)行加熱/冷卻的切換。
而且，在本實(shí)施例中，是在收容室3中設(shè)置散熱器14和蒸發(fā)器18的。但本發(fā)明不只限于這種情況，而是也可以例如，通過(guò)在收容室外設(shè)置導(dǎo)管，并在該導(dǎo)管中設(shè)置散熱器和蒸發(fā)器，由鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)行鼓風(fēng)切換等，從而將熱風(fēng)或冷風(fēng)送到收容室中，從而進(jìn)行加熱/冷卻的切換。
在本實(shí)施例中，是使用內(nèi)部中壓型的二段壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)的。但是，可以應(yīng)用在本發(fā)明中的壓縮機(jī)不只限于這種壓縮機(jī)，其壓縮形式和段數(shù)等可以是任何的方式。
(實(shí)施例2)接著，圖4是又一個(gè)應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例的加熱/冷卻系統(tǒng)100的概略構(gòu)成圖。本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)也是可以被用于陳列箱、自動(dòng)售貨機(jī)、空調(diào)、或冷熱儲(chǔ)藏庫(kù)等的加熱/冷卻系統(tǒng)。
在圖4中，1為加熱/冷卻系統(tǒng)100的貯藏室；該貯藏室1由絕熱部件所圍繞。在該貯藏室1內(nèi)，設(shè)置有冷卻室2和收容室5；并且，收容室5可以由作為分隔部件的絕熱材料7而進(jìn)行絕熱分隔。
上述絕熱材料7是可以對(duì)收容室5進(jìn)行絕熱分隔的分隔部件，并且為一種可以移動(dòng)的構(gòu)成。而且，如圖4所示，通過(guò)由絕熱材料7對(duì)收容室5進(jìn)行分隔，則由絕熱材料7所分隔的一方的收容室5(在圖4中，為絕熱材料7的左側(cè))成為室3，而其另一方(在圖4中，為絕熱材料7的右側(cè))則成為室4。這時(shí)，冷卻室2和室3為相連通的構(gòu)造。即，如后所述，在沒有用絕熱材料7對(duì)冷卻室2和室3進(jìn)行分隔時(shí)，就不會(huì)對(duì)冷卻室2和室3進(jìn)行絕熱分隔，而是使室3與冷卻室2相連通。由此，對(duì)室3的冷卻作業(yè)，是通過(guò)由后述的設(shè)置在冷卻室2中的風(fēng)扇27對(duì)由蒸發(fā)器17而冷卻的冷風(fēng)進(jìn)行鼓風(fēng)，該冷卻作業(yè)與冷卻室2內(nèi)的冷卻相同。
另一方面，如圖7所示，在用絕熱材料7，不是對(duì)收容室5進(jìn)行分隔，而是對(duì)冷卻室2和收容室5之間進(jìn)行分隔時(shí)，在收容室5內(nèi)，因?yàn)槭怯珊笫龅娘L(fēng)扇29將由散熱器15而受到加熱的空氣、或由蒸發(fā)器19而受到冷卻的空氣鼓風(fēng)到收容室5內(nèi)，所以，可以由散熱器15或蒸發(fā)器19，對(duì)收容室5內(nèi)的全部空間(室3和室4)進(jìn)行加熱或冷卻。
在上述冷卻室2中，設(shè)置有使致冷劑蒸發(fā)的上述蒸發(fā)器17、和在冷卻室2中對(duì)與該蒸發(fā)器17之間進(jìn)行了熱交換的空氣進(jìn)行鼓風(fēng)(循環(huán))的風(fēng)扇27。將蒸發(fā)器17設(shè)置在與后述的蒸發(fā)器19為不同的另一部位上。
另外，在由上述絕熱材料7對(duì)收容室5進(jìn)行了分隔時(shí)，在作為與冷卻室2不連通的一側(cè)的室的室4中，設(shè)置有對(duì)該室4內(nèi)進(jìn)行加熱的散熱器15、作為對(duì)室4進(jìn)行加熱的輔助加熱器的電加熱器81、對(duì)室4內(nèi)進(jìn)行冷卻的蒸發(fā)器19、以及風(fēng)扇29；該風(fēng)扇29的作用是，在室4內(nèi)，對(duì)與散熱器15或蒸發(fā)器19之間進(jìn)行了熱交換的空氣、或者由電加熱器81加熱的空氣進(jìn)行鼓風(fēng)(循環(huán))。
另一方面，在圖4中，10為致冷劑回路，該致冷劑回路10是通過(guò)將下列各部分按順序用配管進(jìn)行環(huán)狀連接而構(gòu)成的壓縮機(jī)11、氣體冷卻器12、作為減壓裝置的膨脹閥16、和蒸發(fā)器17等。
即，壓縮機(jī)11的致冷劑排出管34與氣體冷卻器12的入口相連接。這里，本實(shí)施例的壓縮機(jī)11是內(nèi)部中壓型的二段壓縮式旋轉(zhuǎn)壓縮機(jī)，其構(gòu)成為設(shè)置在密閉容器11A內(nèi)的圖中未示的驅(qū)動(dòng)單元、和由該驅(qū)動(dòng)單元所驅(qū)動(dòng)的圖中未示的第1和第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元。
圖中30是將致冷劑導(dǎo)入到壓縮機(jī)11的上述第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中的致冷劑導(dǎo)入管；該致冷劑導(dǎo)入管30的一端與第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元的缸體相連通。該致冷劑導(dǎo)入管30的另一端與后述的內(nèi)部熱交換器45的出口相連接。
圖中32是將由第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元所壓縮的致冷劑導(dǎo)入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中的致冷劑導(dǎo)入管。上述致冷劑排出管34是將由第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元所壓縮的致冷劑排出到氣體冷卻器12中的致冷劑配管。
與氣體冷卻器12的出口側(cè)相連接的致冷劑配管36與上述內(nèi)部熱交換器45相連接。內(nèi)部熱交換器45是使高壓側(cè)的致冷劑和低壓側(cè)的致冷劑之間進(jìn)行熱交換的裝置。與內(nèi)部熱交換器45的出口相連接的致冷劑配管37經(jīng)過(guò)膨脹閥16后，與冷卻室2的蒸發(fā)器17的入口相連接。
這里，在致冷劑排出管34的途中部上，分支連接著第1旁通回路40。該第1旁通回路40在通過(guò)設(shè)置在室4中的散熱器15后，與致冷劑配管36相連接。而且，在第1旁通回路40和致冷劑排出管34上，設(shè)置有作為分別對(duì)朝氣體冷卻器12和散熱器15的致冷劑的流通進(jìn)行控制的流路控制裝置的電磁閥70、72。對(duì)于向著氣體冷卻器12和散熱器15的致冷劑的流通，并不只限于分別由電磁閥70和電磁閥72進(jìn)行控制，也可以使用例如三通閥，并通過(guò)對(duì)該三通閥進(jìn)行切換，而對(duì)朝氣體冷卻器12和散熱器15的致冷劑的流通進(jìn)行控制。
另外，在從膨脹閥16中導(dǎo)出的致冷劑配管37的途中部上，分支連接著第2旁通回路42。該第2旁通回路42在通過(guò)設(shè)置在室4中的上述蒸發(fā)器19后，與從蒸發(fā)器17中導(dǎo)出的致冷劑配管38相合流；并且，在蒸發(fā)器19的入口側(cè)的配管上，設(shè)置有作為對(duì)朝該蒸發(fā)器19的致冷劑的流通進(jìn)行控制的流路控制裝置的電磁閥65。
這里，在致冷劑回路10中，作為致冷劑，充入對(duì)地球環(huán)境影響溫和、并考慮了可燃性和毒性等的、作為自然致冷劑的二氧化碳(CO2)。
另外，對(duì)上述各電磁閥65、70、72，分別由圖中未示的控制裝置進(jìn)行閥的開閉控制。上述控制裝置是對(duì)加熱/冷卻系統(tǒng)100進(jìn)行控制的控制裝置，除了對(duì)上述各電磁閥65、70、72進(jìn)行控制外，也對(duì)壓縮機(jī)11的工作、和各風(fēng)扇22、27、29的工作等進(jìn)行控制。
(1)將室3和室4作為冷卻室使用的模式下面，用以上的構(gòu)成，對(duì)本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)100的工作進(jìn)行說(shuō)明。首先，根據(jù)圖5，對(duì)將室3和室4作為冷卻物品的冷卻室而使用的模式進(jìn)行說(shuō)明。圖5為顯示了在該模式時(shí)的致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。當(dāng)由工作人員將絕熱材料7安裝在收容室5中時(shí)，收容室5內(nèi)就被分隔，并在絕熱材料7的右側(cè)形成室4，而在左側(cè)形成室3。這時(shí)，如上所述，室3為與冷卻室2相連通的構(gòu)造。
而且，由圖中未示的控制裝置，將電磁閥70打開，并將電磁閥72關(guān)閉，使第1旁通回路40閉塞。由此，從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑就全部從致冷劑排出管34流入到氣體冷卻器12中。另外，由控制裝置，將電磁閥65打開，使第2旁通回路42開放。由此，來(lái)自膨脹閥16的致冷劑就流入到蒸發(fā)器19中。以下，在圖5至圖7中，分別用白色電磁閥顯示了由控制裝置將閥打開的狀態(tài)，而用黑色電磁閥顯示了由控制裝置將閥關(guān)閉的狀態(tài)。
另外，由控制裝置，使風(fēng)扇22、27、29開始工作，并驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11的驅(qū)動(dòng)單元。由此，低壓的致冷劑被吸入到壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為中壓；然后，被排出到密閉容器11A內(nèi)。在將被排出到密閉容器11A內(nèi)的致冷劑從致冷劑導(dǎo)入管32中排出到密閉容器11A的外部之后，將其吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并進(jìn)行壓縮。然后，致冷劑成為高溫高壓的致冷劑氣體，并從致冷劑排出管34被排出到壓縮機(jī)11的外部。這時(shí)，致冷劑被壓縮到最適當(dāng)?shù)某R界壓力。
如上所述，由于電磁閥70被打開，而電磁閥72被關(guān)閉，所以，從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑氣體從致冷劑排出管34流入到氣體冷卻器12中。這里，由壓縮機(jī)11所壓縮的高溫高壓的致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，而是在超臨界狀態(tài)下工作。然后，該高溫高壓的致冷劑氣體在氣體冷卻器12中進(jìn)行放熱后，通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。在這里，致冷劑的熱由從蒸發(fā)器17、19中流出的低壓側(cè)的致冷劑所吸取，而進(jìn)一步被冷卻。由于該內(nèi)部熱交換器45的存在，從氣體冷卻器12中流出的、并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45的致冷劑的熱由低壓側(cè)的致冷劑所吸取，所以，可以使該致冷劑的過(guò)冷度增大。因此，可以提高各蒸發(fā)器17、19的冷卻能力。
在該內(nèi)部熱交換器45中冷卻的高壓側(cè)的致冷劑氣體到達(dá)膨脹閥16。在膨脹閥16的入口，致冷劑氣體還處于超臨界的狀態(tài)。由于在膨脹閥16中壓力降低，所以致冷劑成為氣體/液體的二相混合狀態(tài)。而且，成為二相混合狀態(tài)的致冷劑流入到設(shè)置在冷卻室2中的蒸發(fā)器17內(nèi)。在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇27的工作，使因蒸發(fā)器17中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣在冷卻室2內(nèi)、和與該冷卻室2相連通的室3內(nèi)循環(huán)，對(duì)冷卻室2內(nèi)和室3內(nèi)進(jìn)行冷卻。
另一方面，由于如上所述，電磁閥65被打開，所以，由膨脹閥1 6所減壓的致冷劑的一部分會(huì)進(jìn)入到從致冷劑配管37的途中部分支連接著的第2旁通回路42中。致冷劑從這里流入到設(shè)置在室4內(nèi)的蒸發(fā)器19中；在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇29的工作，使因該蒸發(fā)器19中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣在室4內(nèi)循環(huán)，對(duì)室4內(nèi)進(jìn)行冷卻。
之后，從蒸發(fā)器19中流出的致冷劑與在致冷劑配管38中流動(dòng)著的、來(lái)自蒸發(fā)器17的致冷劑相合流，并到達(dá)內(nèi)部熱交換器45。在這里，致冷劑從上述高壓側(cè)的致冷劑中吸取熱量，而受到加熱作用。這里，由于由各蒸發(fā)器17、19而蒸發(fā)并成為低溫的、從各蒸發(fā)器17、19中流出的致冷劑不是成為完全的氣體狀態(tài)，而是有可能成為與液體共存的狀態(tài)。但是，由于通過(guò)內(nèi)部熱交換器45，并與高壓側(cè)的高溫致冷劑產(chǎn)生熱交換，所以，致冷劑會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱；這時(shí)，由于確保了致冷劑的過(guò)熱度，所以會(huì)成為完全的氣體狀態(tài)。
由此，由于可以確實(shí)地使從各蒸發(fā)器17、19中流出的致冷劑氣化，所以，不需要在低壓側(cè)設(shè)置儲(chǔ)液器等，就可以確實(shí)地防止在壓縮機(jī)11中吸入液體致冷劑的液體倒流的現(xiàn)象，從而可以避免出現(xiàn)壓縮機(jī)11因進(jìn)行液體壓縮而受到損傷的不利情況。因此，可以提高加熱/冷卻系統(tǒng)100的可靠性。
由內(nèi)部熱交換器45加熱的致冷劑反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)從致冷劑導(dǎo)入管30中被吸入到壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中。
這樣，通過(guò)由絕熱材料7對(duì)收容室5內(nèi)進(jìn)行分隔，并使由此而形成的室3與冷卻室2相連通，從而可以由設(shè)置在冷卻室2中的蒸發(fā)器17對(duì)室3內(nèi)進(jìn)行冷卻。另外，通過(guò)在與對(duì)室4進(jìn)行加熱的散熱器15為不同的另一部位上設(shè)置氣體冷卻器12，并在該氣體冷卻器12中使致冷劑放熱，從而可以將室4作為冷卻物品的冷卻室而使用。因此，可以對(duì)室3和室4進(jìn)行冷卻。
(2)將室3作為冷卻室、而將室4作為加熱室而使用的模式下面，根據(jù)圖6，在將室3作為冷卻物品的冷卻室、并將室4作為加熱物品的加熱室而使用的模式時(shí)，對(duì)加熱/冷卻系統(tǒng)100的工作進(jìn)行說(shuō)明。圖6為顯示了在該模式時(shí)的致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
在本模式中，與上述模式同樣地，也由絕熱材料7對(duì)收容室5內(nèi)進(jìn)行分隔。因此，與上述同樣地，使室3如上所述地與冷卻室2相連通。由圖中未示的控制裝置，將電磁閥70關(guān)閉，并將電磁閥72打開，使第1旁通回路40開放。由此，從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑不會(huì)流入到氣體冷卻器12中，而是全部從致冷劑排出管34的途中部流入到第1旁通回路40中。
而且，由控制裝置，將電磁閥65關(guān)閉，閉塞第2旁通回路42。由此，從膨脹閥16中流出的致冷劑就全部流入到蒸發(fā)器17中。另外，由控制裝置，使風(fēng)扇22、27、29開始工作，并驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11的驅(qū)動(dòng)單元。由此，將低壓的致冷劑吸入到壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為中壓；然后，被排出到密閉容器11A內(nèi)。在將被排出到密閉容器11A內(nèi)的致冷劑從致冷劑導(dǎo)入管32中排出到密閉容器11A的外部之后，將其吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并進(jìn)行壓縮。然后，致冷劑成為高溫高壓的致冷劑氣體，并從致冷劑排出管34被排出到壓縮機(jī)11的外部。這時(shí)，致冷劑被壓縮到最適當(dāng)?shù)某R界壓力。
如上所述，由于電磁閥70被關(guān)閉，而電磁閥72被打開，所以，從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑氣體就從致冷劑排出管34進(jìn)入到第1旁通回路40中，并流入到設(shè)置在室4內(nèi)的散熱器15中。這里，由壓縮機(jī)11所壓縮的高溫高壓的致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，而是在超臨界狀態(tài)下工作。然后，該高溫高壓的致冷劑氣體在散熱器15中進(jìn)行放熱。由于風(fēng)扇29的工作，使因散熱器1 5中的致冷劑的放熱而被加熱的空氣在室4內(nèi)循環(huán)，對(duì)室4內(nèi)進(jìn)行加熱。另外，在本發(fā)明中，作為致冷劑，由于使用了二氧化碳，從而在散熱器15中致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，所以在散熱器15中的熱交換能力很高，可以充分地將室4內(nèi)的空氣加熱到高溫。
然后，致冷劑從第1旁通回路40進(jìn)入到致冷劑配管36，并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。在這里，致冷劑的熱由從蒸發(fā)器17中流出的低壓側(cè)的致冷劑所吸取，并被進(jìn)一步地冷卻。而且，在該內(nèi)部熱交換器45中被冷卻的高壓側(cè)的致冷劑氣體到達(dá)膨脹閥16。在膨脹閥16的入口，致冷劑氣體還處于超臨界的狀態(tài)。由于在膨脹閥16中壓力降低，所以致冷劑成為氣體/液體的二相混合狀態(tài)，并流入到設(shè)置在冷卻室2中的蒸發(fā)器17內(nèi)。
在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇27的工作，使因蒸發(fā)器17中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣在冷卻室2、和與該冷卻室2相連通的室3內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，并對(duì)冷卻室2和室3內(nèi)進(jìn)行冷卻。然后，致冷劑從蒸發(fā)器17中流出，進(jìn)入到致冷劑配管38，并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。
這里，致冷劑反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)從上述高壓側(cè)的致冷劑中吸取熱量，受到加熱而成為完全的氣體狀態(tài)；然后，從致冷劑導(dǎo)入管30被吸入到壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中。
這樣，通過(guò)由絕熱材料7對(duì)收容室5內(nèi)進(jìn)行分隔，并將由此所形成的一方(室3)與冷卻室2相連通，則可以由設(shè)置在冷卻室2中的蒸發(fā)器17對(duì)該室3進(jìn)行冷卻，而由散熱器15對(duì)另一方的室(室4)進(jìn)行加熱。
(3)將室3和室4作為加熱室使用的模式下面，根據(jù)圖7，在將室3和室4作為對(duì)物品進(jìn)行加熱的加熱室使用的模式時(shí)，對(duì)加熱/冷卻系統(tǒng)100的工作進(jìn)行說(shuō)明。圖7為顯示了在該模式時(shí)的致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
由工作人員將對(duì)收容室5進(jìn)行分隔的絕熱材料7去除，并將絕熱材料7安裝在冷卻室2和收容室5之間。由此，對(duì)冷卻室2和收容室5之間進(jìn)行絕熱分隔。另外，室3和室4相連通，成為一個(gè)收容室5。
而且，由圖中未示的控制裝置，將電磁閥70關(guān)閉，并將電磁閥72打開，使第1旁通回路40開放。由此，從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑不會(huì)流到氣體冷卻器12中，而是全部從致冷劑排出管34的途中部流入到第1旁通回路40中。
由控制裝置，將電磁閥65關(guān)閉，閉塞第2旁通回路42。由此，從膨脹閥16中流出的致冷劑就全部流入到蒸發(fā)器17中。此外，由控制裝置，使風(fēng)扇22、27、29開始工作，并驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11的驅(qū)動(dòng)單元。由此，將低壓的致冷劑吸入到壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為中壓；然后，被排出到密閉容器11A內(nèi)。在將被排出到密閉容器11A內(nèi)的致冷劑從致冷劑導(dǎo)入管32中排出到密閉容器11A的外部之后，將其吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并進(jìn)行壓縮。然后，致冷劑成為高溫高壓的致冷劑氣體，并從致冷劑排出管34被排出到壓縮機(jī)11的外部。這時(shí)，致冷劑被壓縮到最適當(dāng)?shù)某R界壓力。
如上所述，由于電磁閥70被關(guān)閉，而電磁閥72被打開，所以，從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑氣體就從致冷劑排出管34進(jìn)入到第1旁通回路40，并流入到散熱器15中。這里，在壓縮機(jī)11中壓縮的高溫高壓的致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，而是在超臨界狀態(tài)下工作。然后，該高溫高壓的致冷劑氣體在散熱器15中進(jìn)行放熱。由于風(fēng)扇29的工作，使因散熱器15中的致冷劑的放熱而被加熱的空氣在收容室5內(nèi)循環(huán)，對(duì)收容室5內(nèi)的全部空間進(jìn)行加熱。另外，在本發(fā)明中，作為致冷劑，由于使用了二氧化碳，從而在散熱器15中致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，所以在散熱器15中的熱交換能力很高，可以充分地將收容室5內(nèi)的空氣加熱到高溫。
然后，致冷劑從第1旁通回路40進(jìn)入到致冷劑配管36，并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。在這里，致冷劑的熱由從蒸發(fā)器17中流出的低壓側(cè)的致冷劑所吸取，而被進(jìn)一步地冷卻。而且，在該內(nèi)部熱交換器45中被冷卻的高壓側(cè)的致冷劑氣體到達(dá)膨脹閥16。在膨脹閥16的入口，致冷劑氣體還處于超臨界的狀態(tài)。由于膨脹閥16中壓力降低，所以致冷劑成為氣體/液體的二相混合狀態(tài)，并流入到設(shè)置在冷卻室2中的蒸發(fā)器17內(nèi)。
在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇27的工作，使因蒸發(fā)器17中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣在冷卻室2內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，對(duì)冷卻室2內(nèi)進(jìn)行冷卻。然后，致冷劑從蒸發(fā)器17中流出，進(jìn)入到致冷劑配管38，并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。
這里，致冷劑反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)從上述高壓側(cè)的致冷劑中吸取熱量，受到加熱而成為完全的氣體狀態(tài)；然后，從致冷劑導(dǎo)入管30被吸入到壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中。
這樣，通過(guò)由絕熱材料7對(duì)冷卻室2和收容室5之間進(jìn)行分隔，就可以由散熱器15對(duì)收容室5內(nèi)的全部空間進(jìn)行加熱。
如以上所述，通過(guò)使用加熱特性良好的二氧化碳作為致冷劑，對(duì)收容室5內(nèi)，就可以由散熱器15進(jìn)行加熱，而由蒸發(fā)器19進(jìn)行冷卻。由此，由致冷劑回路10，能夠在不需要設(shè)置電加熱器等發(fā)熱體、或特別的加熱裝置的情況下，對(duì)收容室5進(jìn)行加熱。由此，可以顯著地降低加熱/冷卻系統(tǒng)100的電力消耗。
另外，如在以上的各模式中所述，由于通過(guò)各電磁閥65、70、72對(duì)致冷劑的流通進(jìn)行控制，可以將收容室5切換成“熱/冷”狀態(tài)而使用，所以，根據(jù)使用情況，通過(guò)對(duì)各電磁閥的開閉進(jìn)行切換，就可以自由地控制收容室5的“熱/冷”狀態(tài)。
而且，如在以上的各模式中所示，由絕熱材料7，可以將收容室5分隔成室3和室4，或?qū)鋮s室2和收容室5之間進(jìn)行分隔。即，由于由絕熱材料7，可以對(duì)由散熱器14而加熱的加熱區(qū)域和由蒸發(fā)器19而冷卻的冷卻區(qū)域之間的比例進(jìn)行變更，所以可以提高該加熱/冷卻系統(tǒng)100的便利性。
此外，在將絕熱材料7安裝在收容室5中時(shí)，由于室3與冷卻室2相連通，所以可以由蒸發(fā)器17進(jìn)行冷卻；而在將絕熱材料7安裝在冷卻室2和收容室5之間時(shí)，可以由散熱器15或蒸發(fā)器19進(jìn)行加熱或冷卻，所以，在該室3內(nèi)不需要設(shè)置散熱器和蒸發(fā)器，可以僅僅通過(guò)移動(dòng)絕熱材料7，就能夠自由地進(jìn)行加熱/冷卻的切換。由此，可以降低加熱/冷卻系統(tǒng)100的生產(chǎn)成本。
(實(shí)施例3)下面，根據(jù)圖8至圖11，對(duì)本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)的又一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖8為本實(shí)施例的加熱/冷卻系統(tǒng)300的概略構(gòu)成圖。與圖4至圖7中使用了同一符號(hào)的部分與其具有同樣或類似的效果。
在圖8中，310為本實(shí)施例的致冷劑回路，是通過(guò)將下列各部分按順序用配管進(jìn)行環(huán)狀連接而構(gòu)成的壓縮機(jī)11、氣體冷卻器12、作為減壓裝置的膨脹閥16、和蒸發(fā)器17等。
在圖中，150是具有熱交換器152的中間冷卻回路，其作用是在對(duì)由壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元所壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻后，將致冷劑吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中。該熱交換器152與氣體冷卻器12形成為一體；并且，在熱交換器152和氣體冷卻器12的附近，設(shè)置有對(duì)該熱交換器152和氣體冷卻器12進(jìn)行通風(fēng)、使致冷劑放熱的風(fēng)扇22。
另外，圖中140為第1旁通回路，該第1旁通回路140從與氣體冷卻器12的出口相連接的致冷劑配管36的途中部而分支連接著；該第1旁通回路140在通過(guò)設(shè)置在室4內(nèi)的散熱器15后，與后述的電磁閥170的出口側(cè)的致冷劑配管36相連接。
在致冷劑配管36的上述第1旁通回路140的分支的下游側(cè)、和第1旁通回路140的上述散熱器15的入口側(cè)的配管上，設(shè)置有作為對(duì)朝散熱器15的致冷劑的流通進(jìn)行控制的流路控制裝置的上述電磁閥170和電磁閥172。由圖中未示的控制裝置，對(duì)電磁閥170和電磁閥172進(jìn)行開閉控制。即，當(dāng)由控制裝置，將電磁閥170打開，并將電磁閥172關(guān)閉，使第1旁通回路140閉塞時(shí)，在氣體冷卻器12中進(jìn)行了放熱的致冷劑就不會(huì)流入到第1旁通回路140中，而是按原樣通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。另一方面，當(dāng)由控制裝置，將電磁閥170關(guān)閉，并將電磁閥172打開，使第1旁通回路140開放時(shí)，在氣體冷卻器12中進(jìn)行了放熱的致冷劑就會(huì)從第1旁通回路140流入到散熱器15中。
(1)將室3和室4作為冷卻室使用的模式下面，用以上的構(gòu)成，對(duì)本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)300的工作進(jìn)行說(shuō)明。首先，根據(jù)圖9，對(duì)將室3和室4作為冷卻物品的冷卻室使用的模式進(jìn)行說(shuō)明。圖9為顯示了在該模式時(shí)的致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。當(dāng)由工作人員將絕熱材料7安裝在收容室5中時(shí)，收容室5內(nèi)就被分隔，并在絕熱材料7的右側(cè)形成室4，而在左側(cè)形成室3。這時(shí)，如上所述，室3為與冷卻室2相連通的構(gòu)造。
而且，由圖中未示的控制裝置，將電磁閥170打開，并將電磁閥172關(guān)閉，使第1旁通回路140閉塞。由此，從氣體冷卻器12中排出的致冷劑就不會(huì)流入到第1旁通回路140中，而是按原樣通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。另外，由控制裝置，將電磁閥65打開，使第2旁通回路42開放。由此，來(lái)自膨脹閥16的致冷劑就流入到蒸發(fā)器19中。以下，在圖9至圖11中，分別用白色電磁閥顯示了由控制裝置將閥打開的狀態(tài)，而用黑色電磁閥顯示了由控制裝置將閥關(guān)閉的狀態(tài)。
而且，由控制裝置，使風(fēng)扇22、27、29開始工作，并驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11的驅(qū)動(dòng)單元。由此，將低壓的致冷劑氣體從致冷劑導(dǎo)入管30吸入到壓縮機(jī)11的圖中未示的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為中壓；然后，被排出到密閉容器11A內(nèi)。當(dāng)被排出到密閉容器11A內(nèi)的致冷劑從致冷劑導(dǎo)入管32中排出到密閉容器11A的外部之后，進(jìn)入中間冷卻回路150，并通過(guò)熱交換器152。在這里，致冷劑受到由風(fēng)扇22的鼓風(fēng)作用，從而進(jìn)行放熱。
這樣，通過(guò)由熱交換器152對(duì)在第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中受到壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻后、將其吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，就可以降低從壓縮機(jī)11的第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中排出的致冷劑氣體的溫度。由此，由于降低了在各蒸發(fā)器17、19中的致冷劑的蒸發(fā)溫度，所以，可以將冷卻室2和各室3、4冷卻到較低的溫度。因此，可以提高由各蒸發(fā)器17、19所產(chǎn)生的對(duì)冷卻室2和室3、4的冷卻能力。
然后，致冷劑被吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為高溫高壓的致冷劑氣體；之后，從致冷劑排出管34被排出到壓縮機(jī)11的外部。這時(shí)，致冷劑被壓縮到適當(dāng)?shù)某R界壓力。從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑氣體流入到氣體冷卻器12中。這里，致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，而是在保持超臨界的狀態(tài)下進(jìn)行放熱。
然后，由于如上所述，電磁閥170被打開，而電磁閥172被關(guān)閉，所以，在氣體冷卻器12中進(jìn)行了放熱的致冷劑會(huì)按原樣通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。在這里，致冷劑的熱由從蒸發(fā)器17、19中流出的低壓側(cè)的致冷劑所吸取，而被進(jìn)一步地冷卻。由于因該內(nèi)部熱交換器45的存在，從氣體冷卻器12中流出的、并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45的致冷劑的熱由低壓側(cè)的致冷劑所吸取，所以，可以使該致冷劑的過(guò)冷度增大。因此，可以提高各蒸發(fā)器17、19的冷卻能力。
在該內(nèi)部熱交換器45中被冷卻的高壓側(cè)的致冷劑氣體到達(dá)膨脹閥16。在膨脹閥16的入口，致冷劑氣體還處于超臨界的狀態(tài)。由于膨脹閥16中壓力降低，所以致冷劑成為氣體/液體的二相混合狀態(tài)。然后，成為二相混合狀態(tài)的致冷劑流入到設(shè)置在冷卻室2中的蒸發(fā)器17內(nèi)。在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇27的工作，使因蒸發(fā)器17中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣在冷卻室2和與該冷卻室2相連通的室3內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，對(duì)冷卻室2和室3內(nèi)進(jìn)行冷卻。
此外，如上所述，由熱交換器152對(duì)在第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中受到壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻的效果、和使從氣體冷卻器12中排出的高壓側(cè)的致冷劑通過(guò)內(nèi)部熱交換器45而被冷卻的效果，從而可以在蒸發(fā)器17中使致冷劑在較低的溫度下蒸發(fā)。由此，可以將冷卻室2和室3內(nèi)冷卻到較低的溫度，從而可以提高冷卻能力。而且，在蒸發(fā)器17中蒸發(fā)的致冷劑隨后從蒸發(fā)器17中流出，并進(jìn)入到致冷劑配管38中。
另一方面，由于如上所述，電磁閥65被打開，所以，在膨脹閥16中被減壓的致冷劑的一部分會(huì)從第2旁通回路42流入到設(shè)置在室4內(nèi)的蒸發(fā)器19中。在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇29的工作，使因該蒸發(fā)器19中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣在室4內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，對(duì)室4進(jìn)行冷卻。
此外，如上所述，由熱交換器152對(duì)在第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中受到壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻的效果、和使從氣體冷卻器12中排出的高壓側(cè)的致冷劑通過(guò)內(nèi)部熱交換器45而被冷卻的效果，從而可以在蒸發(fā)器19中使致冷劑在較低的溫度下進(jìn)行蒸發(fā)。由此，可以將室4內(nèi)冷卻到較低的溫度，從而可以提高冷卻能力。
之后，從蒸發(fā)器19中流出的致冷劑與在致冷劑配管38中流動(dòng)著的、來(lái)自蒸發(fā)器17的致冷劑相合流，并到達(dá)內(nèi)部熱交換器45。
在這里，致冷劑從上述高壓側(cè)的致冷劑中吸取熱量，而受到加熱作用。這里，由于在各蒸發(fā)器17、19中進(jìn)行蒸發(fā)而成為低溫的、從各蒸發(fā)器17、19中流出的致冷劑不是成為完全的氣體狀態(tài)，而是有可能成為與液體共存的狀態(tài)。但是，由于使其通過(guò)內(nèi)部熱交換器45，并與高壓側(cè)的高溫致冷劑產(chǎn)生熱交換，所以致冷劑會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱，這時(shí)，由于確保了致冷劑的過(guò)熱度，所以會(huì)成為完全的氣體狀態(tài)。
由此，由于可以確實(shí)地使從各蒸發(fā)器17、19中流出的致冷劑氣化，所以，不需要在低壓側(cè)設(shè)置儲(chǔ)液器等，就可以確實(shí)地防止在壓縮機(jī)11中吸入液體致冷劑的液體倒流的現(xiàn)象，從而可以避免出現(xiàn)壓縮機(jī)11因進(jìn)行液體壓縮而受到損傷的不利情況。因此，可以提高加熱/冷卻系統(tǒng)300的可靠性。
由內(nèi)部熱交換器45加熱的致冷劑反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)從致冷劑導(dǎo)入管30中被吸入到壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元內(nèi)。
這樣，通過(guò)由絕熱材料7對(duì)收容室5內(nèi)進(jìn)行分隔，并將由此所形成的室3與冷卻室2相連通，從而可以由設(shè)置在冷卻室2內(nèi)的蒸發(fā)器17對(duì)室3內(nèi)進(jìn)行冷卻。另外，通過(guò)在與對(duì)室4進(jìn)行加熱的散熱器15為不同的另一部位上設(shè)置氣體冷卻器12，并由該氣體冷卻器12使致冷劑放熱，就可以使室4作為冷卻物品的冷卻室而使用。
(2)將室3作為冷卻室、而將室4作為加熱室使用的模式下面，在將室3作為冷卻物品的冷卻室、并將室4作為加熱物品的加熱室而使用的模式時(shí)，根據(jù)圖10，對(duì)加熱/冷卻系統(tǒng)300的工作進(jìn)行說(shuō)明。圖10為顯示了在該模式時(shí)的致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
在本模式中，與上述模式同樣地，由絕熱材料7對(duì)收容室5內(nèi)進(jìn)行分隔。因此，與上述同樣地，使室3如上所述地與冷卻室2相連通。由圖中未示的控制裝置，將電磁閥170關(guān)閉，并將電磁閥172打開，使第1旁通回路140開放。由此，從氣體冷卻器12中排出的致冷劑就全部從致冷劑配管36的途中部流入到第1旁通回路140中。
而且，由控制裝置，將電磁閥65關(guān)閉，閉塞第2旁通回路42。由此，從膨脹閥16中流出的致冷劑就全部流入到蒸發(fā)器17中。另外，由控制裝置，使風(fēng)扇27、29開始工作，并驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11的驅(qū)動(dòng)單元。由此，將低壓的致冷劑氣體從致冷劑導(dǎo)入管30吸入到壓縮機(jī)11的圖中未示的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為中壓；然后，被排出到密閉容器11A內(nèi)。當(dāng)被排出到密閉容器11A內(nèi)的致冷劑從致冷劑導(dǎo)入管32中排出到密閉容器11A的外部之后，進(jìn)入中間冷卻回路150，并通過(guò)熱交換器152。由于在本模式中，風(fēng)扇22并不工作，所以，在熱交換器152中的致冷劑的放熱很少，或者是幾乎沒有。由此，可以將吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中的致冷劑的溫度保持在高溫。因此，由于還可以將從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑的溫度保持在高溫，并在散熱器15中將周圍的空氣加熱到高溫，所以可以確保散熱器15的加熱能力。
之后，致冷劑被吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為高溫高壓的致冷劑氣體；然后，從致冷劑排出管34排出到壓縮機(jī)11的外部。這時(shí)，致冷劑被壓縮到適當(dāng)?shù)某R界壓力。從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑氣體通過(guò)氣體冷卻器12。另外，如上所述，由于風(fēng)扇22并不工作，所以在氣體冷卻器12中的致冷劑的放熱很少，或者是幾乎沒有。
由于如上所述，電磁閥170被關(guān)閉，而電磁閥172被打開，所以，從氣體冷卻器12中流出的致冷劑從致冷劑配管36進(jìn)入到第1旁通回路140中，并流入到設(shè)置在室4的散熱器15中。這里，由壓縮機(jī)11壓縮的高溫高壓的致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，而是在超臨界狀態(tài)下工作。然后，該高溫高壓的致冷劑氣體在散熱器15中進(jìn)行放熱。由于風(fēng)扇29的工作，使因散熱器15中的致冷劑的放熱而被加熱的空氣在室4內(nèi)循環(huán)，對(duì)室4內(nèi)進(jìn)行加熱。另外，在本發(fā)明中，作為致冷劑，由于使用了二氧化碳，從而在散熱器15中致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，所以，散熱器15的熱交換能力很高，可以將室4內(nèi)的空氣加熱到高溫。
此外，如上所述，由于使風(fēng)扇22停止工作，所以，在中間冷卻回路150的熱交換器152和氣體冷卻器12中致冷劑幾乎不會(huì)放熱，并且，可以使該維持著高溫的致冷劑在散熱器15中進(jìn)行放熱。由此，可以充分地確保散熱器15中的加熱能力。
之后，致冷劑從第1旁通回路140流入到電磁閥170的出口側(cè)的致冷劑配管36中，并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。在這里，致冷劑的熱由從蒸發(fā)器17中流出的低壓側(cè)的致冷劑所吸取，而被進(jìn)一步地冷卻。而且，在該內(nèi)部熱交換器45中被冷卻的高壓側(cè)的致冷劑氣體到達(dá)膨脹閥16。在膨脹閥16的入口，致冷劑氣體還處于超臨界的狀態(tài)。由于膨脹閥16中壓力降低，所以致冷劑成為氣體/液體的二相混合狀態(tài)，并流入到設(shè)置在冷卻室2中的蒸發(fā)器17內(nèi)。
在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇27的工作，使因蒸發(fā)器17中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣在冷卻室2、和與該冷卻室2相連通的室3內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，對(duì)冷卻室2和室3內(nèi)進(jìn)行冷卻。之后，致冷劑從蒸發(fā)器17中流出，進(jìn)入到致冷劑配管38，并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。
在這里，該致冷劑反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)從上述高壓側(cè)的致冷劑中吸取熱量，受到加熱而成為完全的氣體狀態(tài)；然后，從致冷劑導(dǎo)入管30被吸入到壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中。
這樣，通過(guò)由絕熱材料7對(duì)收容室5內(nèi)進(jìn)行分隔，并使由絕熱材料7的分隔所形成的一方(室3)與冷卻室2相連通，就可以由設(shè)置在冷卻室2中的蒸發(fā)器17對(duì)室3進(jìn)行冷卻；而對(duì)另一方(室4)，則可以由散熱器15進(jìn)行加熱。
(3)將室3和室4作為加熱室使用的模式下面，根據(jù)圖11，在將室3和室4作為加熱物品的加熱室而使用的模式時(shí)，對(duì)加熱/冷卻系統(tǒng)300的工作進(jìn)行說(shuō)明。圖11為顯示了在該模式時(shí)的致冷劑的流動(dòng)的致冷劑回路圖。
由工作人員將對(duì)收容室5進(jìn)行分隔的絕熱材料7去除，并將絕熱材料7安裝在冷卻室2和收容室5之間。由此，對(duì)冷卻室2和收容室5之間進(jìn)行絕熱分隔。另外，室3和室4相連通，成為一個(gè)收容室5。
而且，由圖中未示的控制裝置，將電磁閥170關(guān)閉，并將電磁閥172打開，使第1旁通回路140開放。由此，從氣體冷卻器12中排出的致冷劑就全部從致冷劑配管36的途中部流入到第1旁通回路140中。
由控制裝置，將電磁閥65關(guān)閉，閉塞第2旁通回路42。由此，從膨脹閥16中流出的致冷劑就全部流入到蒸發(fā)器17中。另外，由控制裝置，使風(fēng)扇27、29開始工作，并驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11的驅(qū)動(dòng)單元。由此，將低壓的致冷劑氣體從致冷劑導(dǎo)入管30吸入到壓縮機(jī)11的圖中未示的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為中壓；然后，被排出到密閉容器11A內(nèi)。當(dāng)被排出到密閉容器11A內(nèi)的致冷劑從致冷劑導(dǎo)入管32中排出到密閉容器11A的外部之后，進(jìn)入中間冷卻回路150，并通過(guò)熱交換器152。由于在本模式中，風(fēng)扇22并不工作，所以，在熱交換器152中的致冷劑的放熱很少，或者是幾乎沒有。由此，可以將吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中的致冷劑的溫度保持在高溫。因此，由于可以將從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑的溫度保持在高溫，并在散熱器15將周圍的空氣加熱到高溫，所以可以確保散熱器15中的加熱能力。
之后，致冷劑被吸入到第2旋轉(zhuǎn)壓縮單元中，并受到壓縮而成為高溫高壓的致冷劑氣體；然后，從致冷劑排出管34被排出到壓縮機(jī)11的外部。這時(shí)，致冷劑被壓縮到適當(dāng)?shù)某R界壓力。從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑氣體通過(guò)氣體冷卻器12。另外，如上所述，由于風(fēng)扇22并不工作，所以在氣體冷卻器12中的致冷劑的放熱很少，或者是幾乎沒有。
而且，由于如上所述，電磁閥170被關(guān)閉，而電磁閥172被打開，所以，從氣體冷卻器12中流出的致冷劑從致冷劑配管36進(jìn)入到第1旁通回路140，并流入到散熱器15中。這里，由壓縮機(jī)11壓縮的高溫高壓的致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，而是在超臨界狀態(tài)下工作。然后，該高溫高壓的致冷劑氣體在散熱器15中進(jìn)行放熱。由于風(fēng)扇29的工作，使因散熱器15中的致冷劑的放熱而被加熱的空氣在收容室5內(nèi)循環(huán)，對(duì)收容室5內(nèi)進(jìn)行加熱。另外，在本發(fā)明中，作為致冷劑，由于使用了二氧化碳，從而在散熱器15中致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，所以，散熱器15的熱交換能力很高，可以將收容室5內(nèi)的空氣加熱到高溫。
另外，如上所述，由于使鼓風(fēng)機(jī)22停止工作，所以，在中間冷卻回路150的熱交換器152和氣體冷卻器12中致冷劑幾乎不會(huì)放熱，并且，可以使該維持著高溫的致冷劑在散熱器15中進(jìn)行放熱。由此，可以充分地確保散熱器15的加熱能力。
之后，致冷劑從第1旁通回路140流入到電磁閥170的出口側(cè)的致冷劑配管36中，并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。在這里，致冷劑的熱由從蒸發(fā)器17中流出的低壓側(cè)的致冷劑所吸取，而被進(jìn)一步地冷卻。而且，在該內(nèi)部熱交換器45中被冷卻的高壓側(cè)的致冷劑氣體到達(dá)膨脹閥16。在膨脹閥16的入口，致冷劑氣體還處于超臨界的狀態(tài)。由于膨脹閥16中壓力降低，所以致冷劑成為氣體/液體的二相混合狀態(tài)，并流入到設(shè)置在冷卻室2中的蒸發(fā)器17內(nèi)。
在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇27的工作，使因蒸發(fā)器17中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣在冷卻室2內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，對(duì)冷卻室2內(nèi)進(jìn)行冷卻。之后，致冷劑從蒸發(fā)器17中流出，進(jìn)入到致冷劑配管38，并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。
在這里，該致冷劑反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)從上述高壓側(cè)的致冷劑中吸取熱量，受到加熱而成為完全的氣體狀態(tài)；然后，從致冷劑導(dǎo)入管30被吸入到壓縮機(jī)11的第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元中。
這樣，通過(guò)由絕熱材料7對(duì)冷卻室2和收容室5之間進(jìn)行分隔，就可以由散熱器15對(duì)收容室5內(nèi)的全部空間進(jìn)行加熱。
如以上所述，在本實(shí)施例中，如上述實(shí)施例所示，對(duì)收容室5內(nèi)，可以由散熱器15進(jìn)行加熱，而由蒸發(fā)器19進(jìn)行冷卻。由此，可以顯著地降低加熱/冷卻系統(tǒng)300的電力消耗。
而且，在本實(shí)施例中，設(shè)置有中間冷卻回路150，在該中間冷卻回路150中的、對(duì)由第1旋轉(zhuǎn)壓縮單元所壓縮的致冷劑進(jìn)行放熱的熱交換器152，和對(duì)該熱交換器152和氣體冷卻器12進(jìn)行通風(fēng)的風(fēng)扇22；并且，如在上述各模式中所述，通過(guò)對(duì)風(fēng)扇22的工作進(jìn)行控制，可以提高冷卻能力和維持加熱能力。由此，可以進(jìn)一步提高該加熱/冷卻系統(tǒng)300的性能。
另外，如本實(shí)施例所示，通過(guò)將氣體冷卻器12和熱交換器152形成為一體，可以縮小設(shè)置空間。而且，由于可以兼用同一個(gè)風(fēng)扇22，所以還可以降低生產(chǎn)成本。
在本實(shí)施例中，如上所述，將氣體冷卻器12和熱交換器152形成為一體，并兼用同一個(gè)風(fēng)扇22。但是，不只限于這種情況，而是也可以分別設(shè)置氣體冷卻器12和熱交換器152，并在各自的附近設(shè)置風(fēng)扇。
在將上述各實(shí)施例的室4或收容室5的全體作為加熱物品的加熱室而使用的模式時(shí)，也可以使設(shè)置在室4中的電加熱器81工作，在由散熱器15進(jìn)行加熱的基礎(chǔ)上，再用電加熱器81進(jìn)行輔助加熱。這時(shí)，就可以預(yù)先避免由于在冬季等時(shí)所產(chǎn)生的加熱能力不足而不能對(duì)室4或收容室5進(jìn)行充分地加熱的不利情況。另外，由于電加熱器81是對(duì)由散熱器15的加熱進(jìn)行輔助加熱的，所以可以減小該電加熱器81的容量；于是，與只使用電加熱器進(jìn)行加熱的情況相比，可以降低電力的消耗。
此外，在上述各實(shí)施例中，通過(guò)由絕熱材料7對(duì)一個(gè)收容室5進(jìn)行分隔，而形成2個(gè)可以進(jìn)行“熱/冷”切換使用的室(室3、4)。但是，不只限于這種情況，而是也可以設(shè)置例如3個(gè)室以上的收容室；并且，通過(guò)在除了其中的至少一個(gè)收容室之外的其它的收容室中，分別設(shè)置散熱器和蒸發(fā)器，同時(shí)使沒有設(shè)置散熱器和蒸發(fā)器的收容室與其它的收容室之間以可以進(jìn)行分隔的方式相連通，而進(jìn)行“熱/冷”切換使用。
(實(shí)施例4)下面，對(duì)本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)的又一個(gè)其它實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖12為將本發(fā)明的加熱/冷卻系統(tǒng)應(yīng)用在敞開式陳列箱200上時(shí)的致冷劑回路圖。圖13至圖16分別顯示了敞開式陳列箱200的縱斷側(cè)面圖。在圖12至圖16中，與圖4至圖11中使用同一符號(hào)的部分與其具有同樣或類似的效果。
本實(shí)施例中的敞開式陳列箱200是設(shè)置在超市等店鋪內(nèi)的縱型的敞開式陳列箱，其構(gòu)成為斷面大致為“コ”字狀的絕熱壁211、和安裝在絕熱壁的兩側(cè)的圖中未示的側(cè)板。在絕熱壁211的內(nèi)側(cè)，安置著分隔板212；在絕熱壁211和分隔板212之間，形成有導(dǎo)管213；并且，將分隔板212的內(nèi)側(cè)作為貯藏室1。
在該貯藏室1內(nèi)，架設(shè)著多層(在本實(shí)施例中為4層)的作為分隔部件的架子，并且，將各架子214、215、216、217上方的空間作為收容物品的收容室270、271、272、和室273。又，在各架子214、215、216、217上，安裝著分別對(duì)各收容室270、271、272、和室273進(jìn)行加熱的電加熱器80、81、82、83。設(shè)置各電加熱器80、81、82的目的是在由后述的散熱器14所進(jìn)行的加熱為不足時(shí)，對(duì)該不足的能力部分進(jìn)行補(bǔ)充。設(shè)置電加熱器83的目的是對(duì)室273進(jìn)行加熱。
在貯藏室1的前面開口的上緣和下緣上，分別形成有吸入口230、232(圖12中未示)；并且，吸入口230與后述的上部導(dǎo)管220、而吸入口232則與后述的底部導(dǎo)管219分別相連通。
另一方面，在貯藏室1的底部安裝有圖中未示的底盤；將該底盤的下方作為與上述的導(dǎo)管213相連通的上述底部導(dǎo)管219；并且，在該底部導(dǎo)管219內(nèi)，設(shè)置有對(duì)各收容室270、271、272和室273進(jìn)行冷卻的蒸發(fā)器17、和風(fēng)扇27。另外，在底盤上，形成有使室273和底部導(dǎo)管219為上下貫通的孔234、234；從這里，由風(fēng)扇27，將與蒸發(fā)器17進(jìn)行了熱交換的空氣鼓風(fēng)到室273內(nèi)。
此外，在貯藏室1的上部，同樣地，形成有與導(dǎo)管213相連通的上部導(dǎo)管220；在該上部導(dǎo)管220內(nèi)，設(shè)置有對(duì)各收容室270、271、272進(jìn)行加熱的散熱器14和風(fēng)扇24。而且，形成有使收容室270和上部導(dǎo)管220為上下貫通的孔236；從該孔236、236，由風(fēng)扇24，將與散熱器14進(jìn)行了熱交換的空氣鼓風(fēng)到收容室270內(nèi)。
而且，在分隔板212上，分別形成有使導(dǎo)管213內(nèi)與各收容室270、271、272、室273之間相連通的連通孔237、238、239、240；從各連通路237、238、239、240，由各風(fēng)扇27、24，將與蒸發(fā)器17或散熱器14之間進(jìn)行了熱交換的空氣經(jīng)導(dǎo)管213后鼓風(fēng)到各收容室270、271、272和室273內(nèi)。
這里，上述架子214、215、216與導(dǎo)管213內(nèi)相貫通，并可以對(duì)該導(dǎo)管213沿上下進(jìn)行絕熱分隔。即，在架子214、215、216的背面(在圖13至圖16中，為導(dǎo)管213側(cè))上，形成有可以將各架子214、215、216插入到導(dǎo)管213內(nèi)的圖中未示的孔；并通過(guò)從孔中將架子214、架子215、或架子216插入到導(dǎo)管213內(nèi)，而可以分別阻斷導(dǎo)管213內(nèi)的空氣的流動(dòng)。因此，可以由散熱器14對(duì)由架子214、215、或216所分隔的一方(上側(cè))進(jìn)行加熱，而由蒸發(fā)器17對(duì)另一方(下側(cè))進(jìn)行冷卻。
另一方面，在上述底部導(dǎo)管219的下方形成有機(jī)械室280；在該機(jī)械室280內(nèi)，收容著構(gòu)成后述的致冷劑回路210的一部分的、壓縮機(jī)11、氣體冷卻器12、內(nèi)部熱交換器45、和作為減壓裝置的膨脹閥16等。在本實(shí)施例中所使用的壓縮機(jī)11是二段壓縮式的壓縮機(jī)，并由驅(qū)動(dòng)單元、和由該驅(qū)動(dòng)單元所驅(qū)動(dòng)的第1和第2壓縮單元所構(gòu)成。另外，氣體冷卻器12的作用是使從壓縮機(jī)11中排出的高溫高壓的致冷劑放熱；并且，在該氣體冷卻器12的附近設(shè)置有風(fēng)扇22。
這里，用圖12，對(duì)上述致冷劑回路210進(jìn)行說(shuō)明。該致冷劑回路210是通過(guò)將下列各部分用配管進(jìn)行環(huán)狀連接而構(gòu)成的壓縮機(jī)11、氣體冷卻器12、膨脹閥16和蒸發(fā)器17等。即，壓縮機(jī)11的致冷劑排出管34與氣體冷卻器12的入口相連接。與氣體冷卻器12的出口側(cè)相連接的致冷劑配管36通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。內(nèi)部熱交換器45的作用是，使高壓側(cè)的致冷劑和低壓側(cè)的致冷劑之間進(jìn)行熱交換。經(jīng)膨脹閥16后，與內(nèi)部熱交換器45的出口相連接的致冷劑配管37被連接到設(shè)置在底部導(dǎo)管219內(nèi)的蒸發(fā)器17的入口。另外，從蒸發(fā)器17中導(dǎo)出的致冷劑配管38通過(guò)內(nèi)部熱交換器45，與致冷劑導(dǎo)入管30相連接。致冷劑導(dǎo)入管30與壓縮機(jī)11的第1壓縮單元相連接，并從這里將低壓致冷劑吸入到壓縮機(jī)11內(nèi)。
另外，在圖12中，32為將由壓縮機(jī)11的第1壓縮單元所壓縮的致冷劑導(dǎo)入到第2壓縮單元中的致冷劑導(dǎo)入管32；并且，該致冷劑導(dǎo)入管32通過(guò)設(shè)置在密閉容器外的中間冷卻回路150。在該中間冷卻回路150中，設(shè)置有對(duì)由第1壓縮單元所壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻的熱交換器152；并且，該熱交換器152與上述氣體冷卻器12形成為一體。
這里，在上述致冷劑排出管34的途中部，分支有第1旁通回路40；該第1旁通回路40的出口與致冷劑配管36的途中部相連接。該第1旁通回路40通過(guò)設(shè)置在上部導(dǎo)管220內(nèi)的散熱器14。另外，在第1旁通回路40的散熱器14的入口側(cè)和致冷劑排出管34上，設(shè)置有作為流路控制裝置的電磁閥70、72；由該電磁閥70、72，對(duì)由壓縮機(jī)11的第2壓縮單元壓縮的高壓側(cè)的致冷劑的流動(dòng)進(jìn)行控制，使其從致冷劑排出管34流入到氣體冷卻器12中、或流入到第1旁通回路40中；并且，由圖中未示的控制裝置，對(duì)該電磁閥70、72進(jìn)行開閉控制。
在致冷劑回路210中，充入二氧化碳作為致冷劑；并且，該致冷劑回路210的高壓側(cè)為超臨界壓力。
(1)將收容室270、271、272和室273作為冷卻室使用的模式下面，用以上的構(gòu)成，對(duì)敞開式陳列箱200的工作進(jìn)行說(shuō)明。首先，根據(jù)圖13，對(duì)在將收容室270、271、272和室273作為冷卻物品的冷卻室而使用的模式時(shí)的工作進(jìn)行說(shuō)明。
在該模式時(shí)，沒有將架子214、215、或架子216插入到導(dǎo)管213內(nèi)。由圖中未示的控制裝置，將電磁閥70打開，并將電磁閥72關(guān)閉，使第1旁通回路40閉塞。由此，從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑不會(huì)流到第1旁通回路40中，而是全部從致冷劑排出管34流入到氣體冷卻器12內(nèi)。以下，在圖13至圖16中，分別用白色電磁閥顯示了由控制裝置將閥打開的狀態(tài)，而用黑色電磁閥顯示了由控制裝置將閥關(guān)閉的狀態(tài)。
此外，由控制裝置，使收容在機(jī)械室280、底部導(dǎo)管219和上部導(dǎo)管220中的風(fēng)扇22、風(fēng)扇27、和風(fēng)扇24開始工作，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11的驅(qū)動(dòng)單元。由此，從致冷劑導(dǎo)入管30將低壓的致冷劑氣體吸入到壓縮機(jī)11的圖中未示的第1壓縮單元中，并受到壓縮而成為中壓；在從致冷劑導(dǎo)入管32中排出到密閉容器外后，進(jìn)入中間冷卻回路150，并通過(guò)在此處設(shè)置的熱交換器152。而且，在通過(guò)熱交換器152的過(guò)程中，致冷劑受到由風(fēng)扇22所產(chǎn)生的通風(fēng)的作用，而進(jìn)行放熱；之后，被吸入到第2壓縮單元中，并受到壓縮而成為高溫高壓的致冷劑氣體；然后，從致冷劑排出管34排出到壓縮機(jī)11的外部。這時(shí)，致冷劑被壓縮到適當(dāng)?shù)某R界壓力。
如上所述，由于電磁閥70被打開，而電磁閥72被關(guān)閉，所以，從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑氣體從致冷劑排出管34流入到氣體冷卻器12內(nèi)。這里，由壓縮機(jī)11壓縮的高溫高壓的致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，而是在超臨界狀態(tài)下工作。然后，該高溫高壓的致冷劑氣體在氣體冷卻器12中受到由風(fēng)扇22所產(chǎn)生的通風(fēng)的作用，而進(jìn)行放熱。另外，在本發(fā)明中，作為致冷劑，由于使用了二氧化碳，所以，在氣體冷卻器12中致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，而是在保持超臨界的狀態(tài)下從氣體冷卻器1 2中流出，并進(jìn)入到致冷劑配管36中，然后通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。
在這里，致冷劑的熱由從蒸發(fā)器17中流出的低壓側(cè)的致冷劑所吸取，而被進(jìn)一步地冷卻。由于該內(nèi)部熱交換器45的存在，從氣體冷卻器12中流出的、并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45的致冷劑的熱由低壓側(cè)的致冷劑所吸取，所以，可以使該致冷劑的過(guò)冷度增大。因此，可以提高蒸發(fā)器17的冷卻能力。
由該內(nèi)部熱交換器45冷卻的高壓側(cè)的致冷劑氣體到達(dá)膨脹閥1 6。在膨脹閥16的入口，致冷劑氣體還處于超臨界的狀態(tài)。由于膨脹閥16中壓力降低，所以致冷劑成為氣體/液體的二相混合狀態(tài)。而且，成為二相混合狀態(tài)的致冷劑流入到設(shè)置在底部導(dǎo)管219中的蒸發(fā)器17內(nèi)。在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇27的工作，使因蒸發(fā)器17中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣從孔234、234進(jìn)入到室273中，對(duì)該室273內(nèi)進(jìn)行冷卻。而且，由風(fēng)扇27的工作，使由蒸發(fā)器17而被冷卻的空氣進(jìn)入到導(dǎo)管213和上部導(dǎo)管220中，并從各連通孔237、238、239、240和孔236、236被鼓風(fēng)到收容室270、271、272和室273中，從而對(duì)各收容室270、271、272和室273進(jìn)行冷卻。
此外，如上所述，由于由熱交換器152對(duì)由第1壓縮單元壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻的效果、和使從氣體冷卻器12中排出的高壓側(cè)的致冷劑通過(guò)內(nèi)部熱交換器45而冷卻的效果，從而可以在蒸發(fā)器17中使致冷劑在較低的溫度下進(jìn)行蒸發(fā)。由此，可以將收容室270、271、272和室273內(nèi)冷卻到較低的溫度，從而可以提高冷卻能力。
被鼓風(fēng)到各收容室270、271、272和室273中的空氣(冷風(fēng))反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)在對(duì)各收容室270、271、272和室273進(jìn)行冷卻后，從吸入口232被吸入到底部導(dǎo)管219內(nèi)，并再一次由蒸發(fā)器17所冷卻。
另一方面，由蒸發(fā)器17所蒸發(fā)的致冷劑從蒸發(fā)器17中流出，進(jìn)入到致冷劑配管38中，然后通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。這里，致冷劑反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)從上述高壓側(cè)的致冷劑中吸取熱，受到加熱而成為完全的氣體狀態(tài)；然后，從致冷劑導(dǎo)入管30被吸入到壓縮機(jī)11的第1壓縮單元中。
(2)將收容室270、271作為加熱室、而將收容室272和室273作為冷卻室使用的模式下面，根據(jù)圖14，對(duì)在將收容室270和收容室271作為加熱物品的加熱室、并將收容室272和室273作為冷卻物品的冷卻室而使用的模式時(shí)的工作進(jìn)行說(shuō)明。
當(dāng)由工作人員將上述架子215插入到導(dǎo)管213內(nèi)時(shí)(這時(shí)，架子214、216處于未被插入到導(dǎo)管213內(nèi)的狀態(tài))，由架子215將導(dǎo)管213內(nèi)沿上下進(jìn)行了分隔。由此，可以由散熱器14對(duì)位于架子215的一方(上側(cè))的收容室270和收容室271進(jìn)行加熱，而由蒸發(fā)器17對(duì)位于架子215的另一方(下側(cè))的收容室272和室273進(jìn)行冷卻。
另外，由圖中未示的控制裝置，將電磁閥70關(guān)閉，并將電磁閥72打開，使第1旁通回路40開放。由此，從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑不會(huì)流到氣體冷卻器12中，而是全部從致冷劑排出管34流入到第1旁通回路40中。
而且，由上述控制裝置，使設(shè)置在收容室270、271的架子214、215上的電加熱器80、81開始工作。由此，收容室270和收容室271受到加熱。另外，由控制裝置，使風(fēng)扇27和風(fēng)扇24開始工作。這時(shí)，風(fēng)扇22為不工作的狀態(tài)。而且，由控制裝置，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11的驅(qū)動(dòng)單元。由此，從致冷劑導(dǎo)入管30將低壓的致冷劑氣體吸入到壓縮機(jī)11的圖中未示的第1壓縮單元中，并受到壓縮而成為中壓；在從致冷劑導(dǎo)入管32排出到密閉容器外之后，進(jìn)入到中間冷卻回路150中。而且，在通過(guò)熱交換器152的過(guò)程中，致冷劑雖然會(huì)進(jìn)行放熱，但在本模式中，由于風(fēng)扇22并不工作，所以，在熱交換器152中的致冷劑的放熱很少，或者是幾乎沒有。由此，可以將吸入到第2壓縮單元中的致冷劑的溫度保持在高溫。因此，由于從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑的溫度還被保持在高溫，并在散熱器14中可以將周圍的空氣加熱到高溫，所以可以維持散熱器14中的加熱能力。
之后，致冷劑被吸入到第2壓縮單元中，并受到壓縮而成為高溫高壓的致冷劑氣體；然后，從致冷劑排出管34被排出到壓縮機(jī)11的外部。這時(shí)，致冷劑被壓縮到適當(dāng)?shù)某R界壓力。
如上所述，由于電磁閥70被關(guān)閉，而電磁閥72被打開，所以，從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑氣體就從致冷劑排出管34的途中部經(jīng)第1旁通回路40后，進(jìn)入到設(shè)置在上部導(dǎo)管220中的散熱器14內(nèi)。這里，由壓縮機(jī)11壓縮的高溫高壓的致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，而是在超臨界狀態(tài)下工作。然后，該高溫高壓的致冷劑氣體在散熱器14中進(jìn)行放熱。由于風(fēng)扇24的工作，使因散熱器14中的致冷劑的放熱而被加熱的周圍的空氣從孔236、236進(jìn)入到收容室270內(nèi)，對(duì)收容室270進(jìn)行加熱。而且，由于風(fēng)扇24的工作，使由散熱器14而被加熱的空氣經(jīng)導(dǎo)管213后從連通孔237和連通孔238進(jìn)入到收容室270和收容室271中，對(duì)該收容室270、271內(nèi)進(jìn)行加熱。另外，在本發(fā)明中，作為致冷劑，由于使用了二氧化碳，從而在散熱器14中致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，所以散熱器14中的熱交換能力很高，可以充分地將收容室270、271內(nèi)的空氣加熱到高溫。
此外，由于如上所述，由架子215將導(dǎo)管213內(nèi)進(jìn)行分隔，所以，由風(fēng)扇24所鼓風(fēng)的空氣(熱風(fēng))不會(huì)被鼓風(fēng)到架子215的下側(cè)。由此，可以對(duì)作為架子215的上側(cè)的室的收容室270和收容室271進(jìn)行加熱。
另一方面，被鼓風(fēng)到收容室270、271中的空氣(熱風(fēng))反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)在對(duì)該收容室270、271進(jìn)行加熱后，從吸入口230被吸入到上部導(dǎo)管220內(nèi)，并再一次由散熱器14加熱。
另一方面，在散熱器14中放熱了的致冷劑從第1旁通回路40進(jìn)入到致冷劑配管36中，然后通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。在這里，致冷劑的熱由從蒸發(fā)器17中流出的低壓側(cè)的致冷劑所吸取，而被進(jìn)一步地冷卻。由于該內(nèi)部熱交換器45的存在，從散熱器14中流出的、并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45的致冷劑的熱由低壓側(cè)的致冷劑所吸取，所以，可以使該致冷劑的過(guò)冷度增大。因此，可以提高蒸發(fā)器17的冷卻能力。
由該內(nèi)部熱交換器45冷卻的高壓側(cè)的致冷劑氣體到達(dá)膨脹閥16。在膨脹閥16的入口，致冷劑氣體還處于超臨界的狀態(tài)。由于膨脹閥16中壓力降低，所以致冷劑成為氣體/液體的二相混合狀態(tài)。而且，成為二相混合狀態(tài)的致冷劑流入到設(shè)置在底部導(dǎo)管219中的蒸發(fā)器17內(nèi)。在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。由風(fēng)扇27的工作，使因蒸發(fā)器17中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣從孔234、234進(jìn)入到室273中，對(duì)該室273內(nèi)進(jìn)行冷卻。而且，由風(fēng)扇27的工作，使由蒸發(fā)器17而被冷卻的空氣進(jìn)入到導(dǎo)管213中，并從連通孔239和連通孔240被鼓風(fēng)到收容室272和室273中，從而對(duì)該收容室272和室273內(nèi)進(jìn)行冷卻。
這里，如上所述，由于由架子215將導(dǎo)管213內(nèi)進(jìn)行分隔，所以，由風(fēng)扇27所鼓風(fēng)的空氣(冷風(fēng))不會(huì)被鼓風(fēng)到架子215的上側(cè)。由此，可以對(duì)作為架子215的下側(cè)的室的收容室272和室273進(jìn)行冷卻。
被鼓風(fēng)到收容室272和室273中的空氣(冷風(fēng))反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)在對(duì)該收容室272和室273進(jìn)行冷卻后，從吸入口232被吸入到底部導(dǎo)管219內(nèi)，并再一次由蒸發(fā)器17冷卻。
另一方面，在蒸發(fā)器17中蒸發(fā)的致冷劑從蒸發(fā)器17中流出，進(jìn)入到致冷劑配管38，然后通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。這里，致冷劑反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)從上述高壓側(cè)的致冷劑中吸取熱，受到加熱而成為完全的氣體狀態(tài)；然后，從致冷劑導(dǎo)入管30被吸入到壓縮機(jī)11的第1壓縮單元中。
(3)將收容室270、271、272作為加熱室、并將室273作為冷卻室使用的模式下面，根據(jù)圖15，對(duì)在將收容室270、271、272作為加熱物品的加熱室、并將室273作為冷卻物品的冷卻室而使用的模式時(shí)的工作進(jìn)行說(shuō)明。
當(dāng)由工作人員將上述架子216插入到導(dǎo)管213內(nèi)時(shí)(這時(shí)，架子214、215處于沒有被插入到導(dǎo)管213內(nèi)的狀態(tài))，就由架子216將導(dǎo)管213內(nèi)沿上下進(jìn)行分隔。由此，可以由散熱器14對(duì)位于架子216的一方(上側(cè))的收容室270、271、272進(jìn)行加熱，而由蒸發(fā)器17對(duì)位于架子216的另一方(下側(cè))的室273進(jìn)行冷卻。
另外，由圖中未示的控制裝置，將電磁閥70關(guān)閉，并將電磁閥72打開，使第1旁通回路40開放。由此，從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑不會(huì)流到氣體冷卻器12中，而是全部從致冷劑排出管34流入到第1旁通回路40中。
而且，由上述控制裝置，使設(shè)置在收容室270、271、272的架子214、215、216上的電加熱器80、81、82開始工作。由此，收容室270、271、272被加熱。另外，由控制裝置，使收容在底部導(dǎo)管219和上部導(dǎo)管220中的風(fēng)扇27和風(fēng)扇24開始工作。這時(shí)，風(fēng)扇22為不工作的狀態(tài)。而且，由控制裝置，驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)11的驅(qū)動(dòng)單元。由此，從致冷劑導(dǎo)入管30將低壓的致冷劑氣體吸入到壓縮機(jī)11的圖中未示的第1壓縮單元中，并受到壓縮而成為中壓；在從致冷劑導(dǎo)入管32中排出到密閉容器外之后，進(jìn)入中間冷卻回路150中。而且，在通過(guò)熱交換器152的過(guò)程中，雖然致冷劑會(huì)進(jìn)行放熱，但在本模式中，由于與上述模式同樣地、使風(fēng)扇22不工作，所以，熱交換器152中的致冷劑的放熱很少，或者是幾乎沒有。
由此，可以將吸入到第2壓縮單元中的致冷劑的溫度保持在高溫。因此，由于從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑的溫度還被保持在高溫，并在散熱器14中可以將周圍的空氣加熱到高溫，所以可以維持在散熱器14中的加熱能力。
之后，致冷劑被吸入到第2壓縮單元中，并受到壓縮而成為高溫高壓的致冷劑氣體；然后，從致冷劑排出管34被排出到壓縮機(jī)11的外部。這時(shí)，致冷劑被壓縮到適當(dāng)?shù)某R界壓力。
如上所述，由于電磁閥70被關(guān)閉，而電磁閥72被打開，所以，從壓縮機(jī)11中排出的致冷劑氣體就從致冷劑排出管34的途中部、經(jīng)第1旁通回路40后，進(jìn)入到設(shè)置在上部導(dǎo)管220中的散熱器14內(nèi)。這里，由壓縮機(jī)11壓縮的高溫高壓的致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，而是在超臨界狀態(tài)下工作。然后，該高溫高壓的致冷劑氣體在散熱器14中進(jìn)行放熱。由于風(fēng)扇24的工作，使因散熱器14中的致冷劑的放熱而被加熱的周圍的空氣從孔236、236進(jìn)入到收容室270內(nèi)，對(duì)收容室270內(nèi)進(jìn)行加熱。而且，由于風(fēng)扇24的工作，由散熱器14而被加熱的空氣經(jīng)導(dǎo)管213后從各連通孔237、238、239進(jìn)入到收容室270、271、272中，對(duì)各收容室270、271、272內(nèi)進(jìn)行加熱。另外，在本發(fā)明中，作為致冷劑，由于使用了二氧化碳，從而在散熱器14中致冷劑不會(huì)產(chǎn)生冷凝，所以散熱器14中的熱交換能力很高，可以充分地將收容室270、271、272內(nèi)的空氣加熱到高溫。
此外，如上所述，由于由架子216將導(dǎo)管213內(nèi)進(jìn)行分隔，所以，由風(fēng)扇24所鼓風(fēng)的空氣(熱風(fēng))不會(huì)被鼓風(fēng)到架子216的下側(cè)。由此，可以對(duì)作為架子216的上側(cè)的室的收容室270、271、272進(jìn)行加熱。
另一方面，被鼓風(fēng)到收容室270、271、272中的空氣(熱風(fēng))反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)在對(duì)該收容室270、271、272進(jìn)行加熱后，從吸入口230被吸入到上部導(dǎo)管220內(nèi)，并再一次由散熱器14加熱。
另一方面，在散熱器14中放熱的致冷劑從第1旁通回路40進(jìn)入到致冷劑配管36中，然后通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。在這里，致冷劑的熱由從蒸發(fā)器17中流出的低壓側(cè)的致冷劑所吸取，而被進(jìn)一步地冷卻。由于該內(nèi)部熱交換器45的存在，從散熱器14中流出的、并通過(guò)內(nèi)部熱交換器45的致冷劑的熱由低壓側(cè)的致冷劑所吸取，所以，可以使該致冷劑的過(guò)冷度增大。因此，可以提高蒸發(fā)器17的冷卻能力。
該內(nèi)部熱交換器45冷卻的高壓側(cè)的致冷劑氣體到達(dá)膨脹閥16。在膨脹閥16的入口，致冷劑氣體還處于超臨界的狀態(tài)。由于膨脹閥16中壓力降低，所以致冷劑成為氣體/液體的二相混合狀態(tài)。而且，成為二相混合狀態(tài)的致冷劑流入到設(shè)置在底部導(dǎo)管219中的蒸發(fā)器17內(nèi)。在這里，致冷劑蒸發(fā)，并通過(guò)從周圍的空氣中吸取熱量而發(fā)揮冷卻作用。又，由風(fēng)扇27的工作，使因蒸發(fā)器17中的致冷劑的蒸發(fā)而被冷卻的空氣經(jīng)孔234、234、或經(jīng)導(dǎo)管213后從連通孔240進(jìn)入到室273中，從而對(duì)該室273內(nèi)進(jìn)行冷卻。
這里，如上所述，由于由架子216將導(dǎo)管213內(nèi)進(jìn)行分隔，所以，由風(fēng)扇27所鼓風(fēng)的空氣(冷風(fēng))不會(huì)被鼓風(fēng)到架子216的上側(cè)。由此，可以只對(duì)作為架子216的下側(cè)的室的室273進(jìn)行冷卻。
被鼓風(fēng)到室273中的空氣(冷風(fēng))反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)在對(duì)該室273進(jìn)行冷卻后，從吸入口232被吸入到底部導(dǎo)管219內(nèi)，并再一次由蒸發(fā)器17冷卻。
另一方面，在蒸發(fā)器17中蒸發(fā)的致冷劑從蒸發(fā)器17中流出，進(jìn)入到致冷劑配管38，然后通過(guò)內(nèi)部熱交換器45。這里，致冷劑反復(fù)進(jìn)行下述循環(huán)從上述高壓側(cè)的致冷劑中吸取熱，受到加熱而成為完全的氣體狀態(tài)；然后，從致冷劑導(dǎo)入管30被吸入到壓縮機(jī)11的第1壓縮單元中。
(4)將收容室270、271、272和室273作為加熱室而使用的模式最后，對(duì)將收容室270、271、272和室273作為加熱物品加的加熱室而使用的模式進(jìn)行說(shuō)明。由圖中未示的控制裝置，在使壓縮機(jī)11停止工作的狀態(tài)下，使設(shè)置在各架子214、215、216、217上的各電加熱器80、81、82、83開始工作，從而對(duì)各收容室270、271、272和室273進(jìn)行加熱。由此，可以對(duì)各收容室270、271、272和室273進(jìn)行加熱。
如上所述，在本實(shí)施例中也同樣地，在收容室270、271、272、和室273的外部，設(shè)置有散熱器14、蒸發(fā)器17、以及對(duì)與該散熱器14和蒸發(fā)器17間產(chǎn)生了熱交換的空氣進(jìn)行鼓風(fēng)的風(fēng)扇24、27，從而可以對(duì)各收容室進(jìn)行加熱/冷卻的切換。
另外，通過(guò)在由散熱器14進(jìn)行加熱的基礎(chǔ)上，再用電加熱器進(jìn)行加熱，就可以對(duì)收容室270、271、272進(jìn)行充分地加熱。這樣，通過(guò)使用電加熱器對(duì)由散熱器14的加熱進(jìn)行輔助加熱，就可以降低電力的消耗。
另外，在本實(shí)施例中，在將全部的室(收容室270、271、272和室273)作為加熱室使用的模式時(shí)，是在使壓縮機(jī)11停止工作的狀態(tài)下、僅僅由各電加熱器80、81、82、83而對(duì)全部的室270、271、272、273進(jìn)行加熱的。但也可以是下述這樣的構(gòu)造在致冷劑回路210中，在與蒸發(fā)器17不同的另一部位上設(shè)置使致冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器，并在兩個(gè)蒸發(fā)器的入口側(cè)的配管上設(shè)置對(duì)致冷劑的流通進(jìn)行控制的流路控制裝置；并且，由該流路控制裝置，使致冷劑不是流入到蒸發(fā)器17中，而是流過(guò)設(shè)置在另一部位上的蒸發(fā)器中，并進(jìn)行蒸發(fā)；這樣，就可以由散熱器14而對(duì)全部的室270、271、272、273進(jìn)行加熱。
權(quán)利要求
1.一種加熱/冷卻系統(tǒng)，具有可以進(jìn)行“熱/冷”切換使用的收容室，其特征是具有致冷劑回路、散熱器和鼓風(fēng)機(jī)；該致冷劑回路由壓縮機(jī)、氣體冷卻器、減壓裝置和蒸發(fā)器等所構(gòu)成，并封入二氧化碳作為致冷劑，同時(shí)其高壓側(cè)為超臨界壓力；該散熱器中流有從上述氣體冷卻器中流出的、進(jìn)入到上述減壓裝置之前的致冷劑；該鼓風(fēng)機(jī)向上述氣體冷卻器鼓風(fēng)；由上述散熱器對(duì)上述收容室內(nèi)進(jìn)行加熱，而由上述蒸發(fā)器對(duì)上述收容室內(nèi)進(jìn)行冷卻，同時(shí)，在由上述散熱器對(duì)上述收容室內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，停止上述鼓風(fēng)機(jī)的工作。
2.如權(quán)利要求1所述的加熱/冷卻系統(tǒng)，其特征是上述壓縮機(jī)具有第1和第2壓縮單元，并由上述第2壓縮單元對(duì)由上述第1壓縮單元所壓縮的致冷劑進(jìn)行壓縮，同時(shí)，還具有中間冷卻回路，該中間冷卻回路具有在對(duì)由上述第1壓縮單元所壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻后、將致冷劑吸入到上述第2壓縮單元中的熱交換器；并且，將上述熱交換器與上述氣體冷卻器形成為一體。
3.如權(quán)利要求1或2所述的加熱/冷卻系統(tǒng)，其特征是具有使從上述氣體冷卻器中流出的致冷劑和從上述蒸發(fā)器中流出的致冷劑之間進(jìn)行熱交換的內(nèi)部熱交換器；并且，在上述散熱器中，流有到達(dá)上述內(nèi)部熱交換器之前的致冷劑。
4.如權(quán)利要求1、2、或3所述的加熱/冷卻系統(tǒng)，其特征是具有對(duì)朝上述散熱器和蒸發(fā)器的致冷劑的流通進(jìn)行控制的流路控制裝置；并且，具有當(dāng)在上述散熱器中流有致冷劑、并切斷朝上述蒸發(fā)器的致冷劑的流通時(shí)，使致冷劑蒸發(fā)的、另外設(shè)置的蒸發(fā)器。
5.一種加熱/冷卻系統(tǒng)，具有可以進(jìn)行“熱/冷”切換使用的收容室，其特征是具有致冷劑回路，該致冷劑回路由壓縮機(jī)、散熱器、減壓裝置和蒸發(fā)器等所構(gòu)成，并封入二氧化碳作為致冷劑，同時(shí)其高壓側(cè)為超臨界壓力；由上述散熱器對(duì)上述收容室內(nèi)進(jìn)行加熱，而由上述蒸發(fā)器對(duì)上述收容室內(nèi)進(jìn)行冷卻，同時(shí)，具有可以對(duì)上述收容室進(jìn)行絕熱分隔的分隔部件；在由該分隔部件對(duì)收容室進(jìn)行分隔時(shí)，可以由上述散熱器對(duì)其一方進(jìn)行加熱，而由上述蒸發(fā)器對(duì)其另一方進(jìn)行冷卻。
6.如權(quán)利要求5所述的加熱/冷卻系統(tǒng)，其特征是另設(shè)有使致冷劑放熱的氣體冷卻器、和使致冷劑蒸發(fā)的蒸發(fā)器；并且，具有對(duì)分別朝上述散熱器、上述氣體冷卻器、和兩個(gè)蒸發(fā)器的致冷劑的流通進(jìn)行控制的流路控制裝置。
7.如權(quán)利要求5或6所述的加熱/冷卻系統(tǒng)，其特征是上述壓縮機(jī)具有第1和第2壓縮單元；同時(shí)，具有中間冷卻回路，由該中間冷卻回路，在對(duì)由上述壓縮機(jī)的上述第1壓縮單元所壓縮的致冷劑進(jìn)行冷卻后，將致冷劑吸入到上述第2壓縮單元中；而且，在由上述散熱器對(duì)上述收容室內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，使上述中間冷卻回路中的對(duì)致冷劑的冷卻作用實(shí)際上為無(wú)效。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種在可以進(jìn)行“熱/冷”切換使用的加熱/冷卻系統(tǒng)中可以降低消耗電力并能提高性能的加熱/冷卻系統(tǒng)。在具有可以進(jìn)行“熱/冷”切換使用的收容室的加熱/冷卻系統(tǒng)中，具有致冷劑回路、散熱器和鼓風(fēng)機(jī)。該致冷劑回路由壓縮機(jī)、氣體冷卻器、減壓裝置和蒸發(fā)器等所構(gòu)成，并封入二氧化碳作為致冷劑，同時(shí)其高壓側(cè)為超臨界壓力。該散熱器中流有從氣體冷卻器中流出的、進(jìn)入到減壓裝置之前的致冷劑。而該鼓風(fēng)機(jī)向氣體冷卻器鼓風(fēng)。并且，由散熱器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱，而由蒸發(fā)器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行冷卻，同時(shí)，在由散熱器對(duì)收容室內(nèi)進(jìn)行加熱時(shí)，停止鼓風(fēng)機(jī)的工作。
文檔編號(hào)F25D11/02GK1654904SQ20051000797
公開日2005年8月17日 申請(qǐng)日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月12日
發(fā)明者松本兼三, 渡部由夫, 西川弘 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社