JPH0629653Y2 - 熱交換システム - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は空調用ヒートポンプサイクルと冷凍サイクルと
の間で熱交換を行う熱交換システムに関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、この種の熱交換システムを適用したオープンショ
ーケースとして第２図に示すものが知られている。すな
わち、店舗１内に設置されたオープンショーケース本体
（以下、単にケース本体と称す）２の背面及び上面にダ
クト３を設けるとともに、該ケース本体２の上面に空調
用ヒートポンプサイクルの室内熱交換器４及び送風機５
を設け、該ケース本体２内に庫内冷却用の蒸発器６を設
けたものである。

また、オープンショーケースの冷凍サイクル１０と空調
用ヒートポンプサイクルとの熱交換システムは、第３図
に示すように、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３、
前記蒸発器６及びアーキュムレータ１４を順次連結して
なるとともに、該圧縮機１１の吐出側と該凝縮器１２と
の間の冷媒管路の途中に該冷媒管路と並列にバイパス管
路１５が挿入されている。このバイパス管路１５には前
記室内熱交換器４及び逆止弁１６が設けられている。ま
た、切替え弁１７を介して該圧縮機１１の冷媒を室内熱
交換器４及び凝縮器１２に流したり、或いは、凝縮器１
２にのみ流すようになっている。

このような冷凍サイクル１０において、切替え弁１７を
介して室内熱交換器４側に冷媒を流通させるときは、該
室内熱交換器４にて排熱作用が行なわれる。そこで、前
記送風機５を駆動するときは、店舗１の上部に滞留する
暖気はダクト３内に流通し、室内熱交換器４にて再度加
温され、ケース本体２の下部から吹出される。これによ
り、ケース本体２の前側下部に有するコールドアイル
（ケース本体２の前面から洩れた冷気の通路）Ａの冷気
が吹き飛ばされたり或いは加温され、コールドアイルＡ
が解消される。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような熱交換システムでは冬期にお
いて外気温度が低くなり、オープンショーケースの冷却
負荷が低くなり、オープンショーケースの冷却負荷が小
さくなるときは、これに伴い前記室内熱交換器４の排熱
作用も低下し、コールドアイルＡを十分に解消すること
ができないという問題点を有していた。

本考案の目的は前記従来の問題点に鑑み、排熱を有効に
利用するとともに、温度の低下する冬期等においてもコ
ールドアイルを十分に解消することができる熱交換シス
テムを提供することにある。

（問題点を解決するための手段） 本考案は前記問題点を解決するため、店舗内の冷暖房を
行う空調用ヒートポンプサイクルと、オープンショーケ
ースのケース本体内を冷却する冷凍サイクルとを備え、
該空調用ヒートポンプサイクルと該冷凍サイクルとの間
で熱交換を行う熱交換システムにおいて、前記ケース本
体の周側面には上端が該ケース本体の上方に臨み、下端
が該ケース本体の下部前方に臨むダクトを設置し、前記
冷凍サイクルはその圧縮機の吐出側と凝縮器との間の冷
媒管路の途中に、排熱器を有するバイパス管路を該冷媒
管路と並列に挿入するとともに、該バイパス管路への冷
媒流通を開閉制御する第１の弁機構を設け、前記空調用
ヒートポンプサイクルはその室内側に前記ダクト内に設
置された室内熱交換器を有するとともに、該ダクト内に
は該ケース本体の上方近傍の空気を該室内熱交換器を通
して該ケース本体の下部前方に送風、或いは、該ケース
本体の下部前方の空気を該室内熱交換器に通して該ケー
ス本体の上方に送風する送風機を設置し、前記空調用ヒ
ートポンプサイクルはその室外側に、前記排熱器の排熱
と熱交換する第１の室外熱交換器と、屋外空気と熱交換
する第２の室外熱交換器とを設けるとともに、該各室外
熱交換器に冷媒を流通・停止させる第２の弁機構をそれ
ぞれ設けたことを特徴とする。

（作用） 本考案によれば、冷凍サイクルを駆動して第１の弁機構
を介して排熱器に冷媒を循環させるときは該排熱器にて
排熱が行なわれる。さらに、空調用ヒートポンプサイク
ルを駆動して室内熱交換器を凝縮器として機能させ、第
２の弁機構を介して第１の室外熱交換器を蒸発器として
機能させるときは、前記排熱器の排熱が第１の室外熱交
換器に伝導し、更に室内熱交換器に熱移動しこの室内熱
交換器で排熱される。

また、前記第１の室外熱交換器の代りに第２の室外熱交
換器を蒸発器とし機能させるときは、該第２の室外熱交
換器にて吸収された熱が室内熱交換器で排熱される。

このように室内熱交換器で排出された熱は、送風機の駆
動によりダクトを介してケース本体の下部前方に送風さ
れたり、或いは、ケース本体の上方に送風される。

（実施例） 第１図及び第４図（ａ）（ｂ）は本考案の第１の実施例
を示すもので、従来例と同一構成部分は同一符号をもっ
て表わす。即ち、１は店舗、２はオープンショーケース
のケース本体、３はダクト、４は室内熱交換器、５は可
逆転駆動の送風機、６は蒸発器、１０はケース本体２の
庫内を冷却する冷凍サイクル、１１は圧縮機、１２は凝
縮器、１３は膨張弁、１４はアキュームレータ、１５は
バイパス管路、１６は逆止弁、１７は切替え弁である。
１８は該バイパス管１５に設けられた排熱器で、該切替
え弁１７の切替えにより該圧縮機１１からの冷媒が流通
し、冷媒の排熱作用が行なわれる。

２０は店舗１内の冷暖房を行う空調用ヒートポンプサイ
クルを示すもので、圧縮機２１と、四方弁２２と、前記
室内熱交換器４と、膨張弁２３と、第１及び第２の室外
熱交換器２４，２５と、アキュムレータ２６と、２個の
常閉電磁弁２７ａ，２７ｂと、逆止弁２８と、各送風機
５，２９とから構成している。四方弁２２の第１流通口
２２ａは圧縮機２１の吐出側に、第２流通口２２ｂはア
キュムレータ２６を介して該圧縮機２１の吸入側に接続
している。該四方弁２２の第３流通口２２ｃと膨張弁２
３との間には前記室内熱交換器４を接続し、第４流通口
２２ｄと膨張弁２３との間には各室外熱交換器２４，２
５が並列に接続している。また、第１の室外熱交換器２
４は前記排熱器１８と熱的に結合した冷媒・冷媒熱交換
器にて構成され、第２の室外熱交換器２５は屋外空気と
熱交換を行なう空気・冷媒熱交換器にて構成されてい
る。前記電磁弁２７ａは第１の室外熱交換器２４への冷
媒流通を、前記電磁弁２７ｂは第２の室外熱交換器２５
への冷媒流通を開閉制御し、前記逆止弁２８は前記第４
流通口２２ｄから第１の室外熱交換器２４への冷媒流通
を規制している。

次に、冷凍サイクル１０と空調ヒートポンプサイクル２
０との熱交換システムにおける冷媒及び空気の流れを各
季節毎に説明する。

春・秋の中間期は冷凍サイクル１０において圧縮機１１
からの冷媒を切替え弁１７により第１図実線矢印に示す
ように循環させ、排熱器１８に冷媒を流通させる。ま
た、空調用ヒートポンプサイクル２０においては電磁弁
２７ａを開となし、電磁弁２７ｂを閉となす。これによ
り、圧縮機２１からの冷媒は第１図一点鎖線矢印に示す
ように、第１の室外熱交換器２４（蒸発器）に流通して
該排熱器１８の排熱を吸熱し、更に室内熱交換器４にて
これを排熱する。この排熱は第４図（ａ）実線矢印に示
す如くダクト３内に吸入されたケース本体２の上方の空
気を加温し、該ケース本体２の下部から前方に吹出され
る。従って、オープンショーケースの排熱を利用してコ
ールドアイルＡを解消している。

冬期の冷凍サイクル１０においては、第１図破線矢印に
示すように切替え弁１７を介して凝縮器１２にのみ冷媒
を流通させる。また、空調用ヒートポンプサイクル２０
においては電磁弁２７ａを閉となし、電磁弁２７ｂを開
となす。これにより、圧縮機２１の冷媒は第１図二点鎖
線矢印に示すように、第２の室外熱交換器２５に流通し
て外気から吸熱し、室内熱交換器４にて排熱する。即
ち、この場合はオープンショーケースの排熱を利用する
ことなく屋外空気から吸熱しコールドアイルＡを解消す
る。

このように冬期においてオープンショーケースの排熱を
利用しないとするのは、次ぎの理由によるものである。

即ち、冬期においては外気温度が低いため、店舗１内に
設置されているオープンショーケースの雰囲気温度も低
下している。従って、冬期においては、この雰囲気温度
とオープンショーケースの設定温度との差が小さく、そ
の分オープンショーケースの冷却負荷が小さくなってい
る。このようなことから、ケース本体２内を冷却する冷
凍サイクル１０は冬期においては低出力で運転される。
この低出力運転に伴い、排熱器１８の排熱量が少なくな
り、室内熱交換器４の放熱量も少なくなるため、コール
ドアイルＡを解消することができない。他方、屋外空気
の温度も低くなっているが、その熱容量が大きいことか
ら、第２の室外熱交換器２５にて屋外空気から十分に吸
熱され、室内熱交換器４において所望の放熱量が得られ
ることを考慮したものである。尚、空気の流れは中間期
の場合と同様である。

夏期の冷凍サイクル１０においては前記冬期と同様に動
作させる。また、空調用ヒートポンプサイクル２０にお
いては、冬期と同様に各電磁弁２７ａ，２７ｂを動作さ
せ、更に、室内熱交換器４を蒸発器として、第２の室外
熱交換器２５を凝縮器としてそれぞれ動作させる。即
ち、圧縮機２１の冷媒を第１図三点鎖線矢印に示すよう
に循環させ、かつ、前記送風機５を逆転させる。これに
より、第４図（ｂ）実線矢印に示すようにコールドアイ
ルＡの冷気がダクト３内に吸込まれ、更に室内熱交換器
４にて冷却され店舗１内に吹出され、店舗１内の除湿又
は冷房を行なう。

第５図は本考案の第２の実施例を示すもので、前記各室
外熱交換器２４，２５を四方弁２２と膨張弁２３との間
に直列に配列したものである。また、各電磁弁２７ａ，
２７ｂを該室外熱交換器２４，２５と並列に配列し、各
室外熱交換器２４，２５間と各電磁弁２７ａ，２７ｂ間
とを接続している。本実施例によれば、該電磁弁２７ａ
を閉と、該電磁弁２７ｂを開とするときは第１の室外熱
交換器２４に冷媒が流通し、これとは逆に該電磁弁２７
ａを開と、該電磁弁２７ｂを閉とするときは第２の室外
熱交換器２５に冷媒が流通する。尚、その他の構成、効
果は前記第１の実施例と同様である。

（考案の効果） 以上説明したように、本考案によれば、春・秋の中間期
は各弁機構により排熱器及び第１の室外熱交換器に冷媒
を循環させ、この排熱器と第１の室外熱交換器との熱交
換により、オープンショーケースの排熱が室内熱交換器
に熱移動し、コールドアイルの解消に有効に利用される
という利点を有する。

また、冬期の如く排熱器の排熱量が少ないときは第２の
室外熱交換器にて屋外空気と熱交換させ、この屋外空気
から吸収した熱によりコールドアイルを確実に解消する
ことができるという利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第４図（ａ）（ｂ）は本考案の第１の実施例
を示すもので、第１図は熱交換システムの冷媒回路図、
第２図及び第３図は従来例を示すもので、第２図はオー
プンショーケースの空気の流れを示す概略図、第３図は
熱交換システムの冷媒回路図、第４図（ａ）は中間期及
び冬期における空気の流れを示す概略図、第４図（ｂ）
は夏期における空気の流れを示す概略図、第５図は本考
案の第２の実施例に係る熱交換システムの冷媒回路図で
ある。 図中、２…ケース本体、３…ダクト、４…室内熱交換
器、５…送風機、１０…冷凍サイクル、１５…バイパス
管路、１７…切替え弁、１８…排熱器、２０…空調用ヒ
ートポンプサイクル、２４…第１の室外熱交換器、２５
…第２の室外熱交換器、２７ａ，２７ｂ…電磁弁。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】店舗内の冷暖房を行う空調用ヒートポンプ
   サイクルと、オープンショーケースのケース本体内を冷
   却する冷凍サイクルとを備え、該空調用ヒートポンプサ
   イクルと該冷凍サイクルとの間で熱交換を行う熱交換シ
   ステムにおいて、 前記ケース本体の周側面には上端が該ケース本体の上方
   に臨み、下端が該ケース本体の下部前方に臨むダクトを
   設置し、 前記冷凍サイクルはその圧縮機の吐出側と凝縮器との間
   の冷媒管路の途中に、排熱器を有するバイパス管路を該
   冷媒管路と並列に挿入するとともに、該バイパス管路へ
   の冷媒流通を開閉制御する第１の弁機構を設け、 前記空調用ヒートポンプサイクルはその室内側に前記ダ
   クト内に設置された室内熱交換器を有するとともに、該
   ダクト内には該ケース本体の上方近傍の空気を該室内熱
   交換器を通して該ケース本体の下部前方に送風、或い
   は、該ケース本体の下部前方の空気を該室内熱交換器に
   通して該ケース本体の上方に送風する送風機を設置し、 前記空調用ヒートポンプサイクルはその室外側に、前記
   排熱器の排熱と熱交換する第１の室外熱交換器と、屋外
   空気と熱交換する第２の室外熱交換器とを設けるととも
   に、該各室外熱交換器に冷媒を流通・停止させる第２の
   弁機構をそれぞれ設けた ことを特徴とする熱交換システム。
2. 【請求項２】前記第１の室外熱交換器及び前記第２の室
   外熱交換器を前記空調用ヒートポンプサイクル中に並列
   に接続した ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   熱交換システム。
3. 【請求項３】前記第１の室外熱交換器及び前記第２の室
   外熱交換器を前記空調用ヒートポンプサイクル中に直列
   に接続した ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   熱交換システム。