即热即冷式跨临界循环自动售货装置及其供货方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动售货装置，特别涉及即热即冷式跨临界循环自动售货装置及其供货方法。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高，人口流动速度的加快，自动售货机这种方便快捷的售货方式受到了消费者与零售商的欢迎，需求量不断增加。虽然单个自动售货机能耗并不高，但是由于其数量庞大，整体能耗仍然比较显著。此外以往的自动售货机大多都只提供冷冻商品，没有加热功能，不能满足人群广泛的需求。因此有必要从节能和满足人群需求角度对自动售货机做出改进。
[0003]传统的自动售货机采用类似于冰箱的结构。即所有的货物都存在一个保温箱体中，通过制冷系统提供冷量，将其中的所有货物保持在一个较低的温度。在商品出售时，从箱体中取出商品。因为每天都只有一部分商品可以售出，这样的系统大部分的能耗在于整个箱体的保温。由于箱体比较大，整体需要大量的高质量的保温材料，同时对制冷循环的制冷量和制冷功率都有比较高的要求。
[0004]中国专利文献CN203179154 U给出了一种只对即将出售饮料加热或制冷的装置，它仅仅对排在靠近出口的饮料进行加热或制冷，这样可以降低对整体空间加热或制冷的能耗。然而这种方式不能很好地应对收获量变化的时段，在售货量很大时，这种方式明显无法满足提供冷饮的需求；在售货量小的时候，其保温能耗同样比较高。此外，由于靠进出口部分和其余部分不能充分隔开，其保温能耗的降低并不理想。
[0005]传统自动售货机仅仅利用了制冷循环蒸发器侧产生的冷量，冷凝端的热量直接排除。这种做法不仅仅是对能量的浪费，同时对环境也会造成不利的影响。为了提高能量的利用率，中国专利文献CN101285034A提供了一种能够同时利用制冷循环中蒸发器中冷量和冷凝器中热量的方法。但是其采用的普通制冷剂，冷凝端温度只能达到20?35°C，这样的温度加热商品是远远不够的，或者加热的时间会很长，不能满足消费者的需要。
[0006]以上两个专利还存在一个共同的缺陷，即对大量食品进行热保存，将食品长时间保存在热环境中，很容易发生变质，不利于长期保存，因此有必要对其进行综合改进。
【发明内容】
[0007]本发明提供了一种即热即冷式跨临界循环自动售货装置，仅在用户需要货品时，对货品制冷或加热，间歇工作，并且通过跨临界循环来进行制冷和制冷，有效减少能耗。
[0008]—种即热即冷式跨临界循环自动售货装置，包括箱体，所述箱体内设有储存区域以及跨临界循环单元，所述跨临界循环单元包括通过制冷剂循环连接的压缩机、作为制热器的冷凝器、节流元件、作为制冷器的蒸发器以及将来自冷凝器和蒸发器的制冷剂进行换热的回热器，所述储存区域包括向制热器和制冷器提供货品的常温储存单元，接收来自制冷器的冷货品的第一保温箱以及接收来自制热器的热货品的第二保温箱，所述第一保温箱和第二保温箱分别设有带盖的出料口，所述箱体的货品出口与第一保温箱的出料口以及第二保温箱的出料口连通。
[0009]本发明装置可以根据用户的需要即时加工冷、热货品，在制冷货品的同一制冷剂循环中同时制热货品，在制热货品的同一制冷剂循环中同时制冷货品，能源得到充分的利用；本发明装置只有在货品需求时，制冷制热循环单元才工作，这与现有技术的自动售货装置长时间开启制冷制热循环不同，起到节能的效果；并且设置保温箱储存当前客户不需要的冷货品或热货品，由于量较小，保温箱体积较小，在自动售货机体积有限的情况下，保温结构可以设置的较厚，保温效果得到保证。
[0010]本发明的制冷剂循环过程为:制冷剂在压缩机吸气口处为低温低压气体，经过压缩过程后在压缩机排气口处为高温高压气体。经过冷凝器后在冷凝器出口处为高压饱和液体或过冷液体，制冷剂进入回热器，温度进一步降低实现过冷；经过回热器后制冷剂进入储液罐，储液罐打开经过节流元件后，制冷剂变为低压气液混合物进入蒸发器，在蒸发器中液相吸热蒸发后变为低温低压的气相制冷剂(可能有液相残余)，通过回热器使制冷剂全部变为气相，进入压缩机完成整个循环。
[0011]所述回热器将冷凝器出口流出的制冷剂与蒸发器出口流出的制冷剂作热交换。冷凝器出口制冷剂经过回热器后温度进一步减低进入过冷状态，有效提高系统C0P，蒸发器出口制冷剂液相成分全部蒸发进入全气相状态，防止压缩机内发生“液击”现象。
[0012]其中所述节流元件为节流阀、膨胀阀、毛细管或U形管。所述的制热器为冷凝器的管路围绕成的加热空间，所述的制冷器为蒸发器的管路围绕成的制冷空间。
[0013]为了提高制冷效果，同时减少环境污染，优选的，所述制冷剂为二氧化碳、R290和R32的混合物或一氧化二氮。上述制冷剂即冷效果好，可以快速实现货品的即冷即热。
[0014]优选的，所述储液罐的入口设置在储液罐的上部，出口设置在储液罐的下部，从而实现储液罐对自气液两相制冷剂的分离，使出口流出的制冷剂状态为液相。
[0015]本发明还提供了一种即热即冷式跨临界循环自动售货装置的供货方法，针对用户需求对货品进行加热或者制冷，间歇工作，减少能耗，有效节省能量。
[0016]—种即热即冷式跨临界循环自动售货装置的供货方法，使用上述的即热即冷式跨临界循环自动售货装置，包括以下步骤:
[0017]当需要冷货品时:
[0018]如果第一保温箱内有冷货品，则第一保温箱的出料口打开，向货品出口提供冷货品;
[0019]如果第一保温箱内没有冷货品，常温储存单元同时向制冷器和制热器提供货品，所述跨临界循环单元工作，待完成制冷后，向货品出口提供冷货品，制热器加热的热货品进入第二保温箱保温储存；
[0020]当需要热货品时:
[0021]如果第二保温箱内有热货品，则第二保温箱的出料口打开，向货品出口提供热货品;
[0022]如果第二保温箱内没有热货品，常温储存单元同时向制冷器和制热器提供货品，所述跨临界循环单元工作，待完成制热后，向货品出口提供热货品，制冷器制冷的冷货品进入第一保温箱保温储存。
[0023]本发明方法根据用户的需要即时加工冷、热货品，在制冷货品的同一制冷剂循环中同时制热货品，在制热货品的同一制冷剂循环中同时制冷货品，能源得到充分的利用，制冷制热循环单元只有在有货品需求才工作，这与现有技术的自动售货装置长时间开启制冷制热循环不同，起到节能的效果，并且设置保温箱储存不需要的冷货品或热货品，以便下次需求时提供冷或热货品。
[0024]本发明还提供了一种即热即冷式跨临界循环自动售货装置，仅在用户需要货品时，对货品制冷或加热，储存相应生成的热能或冷能，间歇工作，减少能耗，有效节省能量。
[0025]—种即热即冷式跨临界循环自动售货装置，包括箱体，所述箱体内设有储存区域以及跨临界循环单元，所述跨临界循环单元包括通过制冷剂循环连接的压缩机、冷凝单元、储液罐、节流元件、蒸发单元以及将来自冷凝单元和蒸发单元的制冷剂进行换热的回热器，所述冷凝单元包括并联的制热器和热端储能器，所述蒸发单元包括并联的制冷器和冷端储能器，所述箱体的货品出口与制热器的出料口以及制冷器的出料口连通。
[0026]日常食品加热一般在50?65°C左右，优选的，所述热端储能器的储能材料采用石蜡或共晶盐。所述冷端储能器的储能材料采用石蜡或共晶盐。
[0027]为了提高制冷效果，同时减少环境污染，优选的，所述制冷剂为二氧化碳、R290和R32的混合物或一氧化二氮。上述制冷剂即冷效果好，可以快速实现货品的即冷即热。
[0028]优选的，所述热端储能器的出料口与所述制热器的进料口连通，所述冷端储能器的出料口与所述制冷器的进料口连通。
[0029]为了充分利用热端储能器和冷端储能器所储存的能量，优选的，所述热端储能器的出料口与所述制热器的进料口连通，所述冷端储能器的出料口与所述制冷器的进料口连通。当热端储能器和冷端储能器无法完成需要的制冷或制热时，将提供的货品先进入热端储能器和冷端储能器进行预热或者预冷，再送入制热器或制冷器进行制热或制冷，提高能源利用率。
[0030]本发明还提供了一种即热即冷式跨临界循环自动售货装置的供货方法，针对用户需求对货品进行加热或者制冷，间歇工作，减少能耗，有效节省能量。
[0031]—种即热即冷式跨临界循环自动售货装置的供货方法，使用上述的即热即冷式跨临界循环自动售货装置，包括以下步骤:
[0032]当需要冷