一种真空抽气的即热即冷式冷热两用自动售货装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动售货机技术领域，特别涉及一种真空抽气的即热即冷式冷热两用自动售货装置和方法。
【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CN203179154U给出了一种只对即将出售饮料加热或制冷的的装置。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。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35?40°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，即对食品热保存，将食品保存在热环境中，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]本发明提供了一种真空抽气的即热即冷式冷热两用自动售货装置，货品仅在用户点取时被制冷或加热，有效节省能量，同时保证货品质量安全。
[0008]—种真空抽气的即热即冷式冷热两用自动售货装置，包括箱体，所述箱体内设有货品储藏空间、货品制冷系统和货品制热系统，所述货品制冷系统包括货品冷却室，向货品冷却室供水冷却货品的冷水箱，冷却冷水箱的制冷单元，与货品冷却室连通的干燥单元，与干燥单元连通用于降低货品冷却室内气压的真空容器以及与真空容器连接的真空栗；
[0009]所述货品制热系统包括货品加热室，向货品加热室供水加热货品的热水箱，加热热水箱的加热单元；
[0010]所述货品储藏空间为常温储藏空间，用于向货品冷却室和货品加热室供应货品。
[0011]本发明描述的水是指具有储能功能并可以流动和气化的液体，为了减少杂质对装置的影响，方便维护、减少清洁周期，一般采用杂质少的蒸馏水。
[0012]本发明将货品常温储存，只有当客户需要时，通过冷水箱和热水箱供水即时对货品进行制冷或者制热，货品制冷系统通过设置真空容器气化货品冷却室内的冷却水，达到快速制冷的目的，满足即冷的要求；并且本发明不用长时间保持大量货品的冷状态和热状态，大大降低了能耗，同时还避免货品长时间和反复加热而导致的食品安全问题。
[0013]为了简化系统和充分利用能源，优选的，所述制冷单元包括通过制冷剂循环连接的压缩机、水冷冷凝器、节流元件和蒸发器，所述蒸发器用于冷却冷水箱，所述水冷冷凝器为加热热水箱的加热单元。所述制冷剂循环连接的压缩机、水冷冷凝器、节流元件和蒸发器构成制冷循环系统，本发明通过一套系统内的蒸发器和水冷冷凝器分别用于制冷和加热，充分利用能源。所述节流元件为节流阀、膨胀阀、毛细管或U形管。
[0014]为了防止热水箱的过加热，保证制冷循环的制冷效果，优选的，还包括与水冷冷凝器并联的空冷冷凝器，所述空冷冷凝器与环境换热。当热水箱温度大于设定值后，水冷冷凝器不工作，通过空冷冷凝器与环境换热对制冷剂进行降温冷凝。
[0015]为了降低能耗，同时提高加热效果，优选的，所述的加热单元还包括用于加热热水箱的电加热器。当冷水箱水温低于设定值后，即关闭压缩机，采用电加热器加热热水箱。电加热器加热水的方式很多，可以直接将电加热丝安装到热水箱内来实现。
[0016]为了实现自动控制，所述的压缩机、电加热器以及制冷剂循环可以通过控制系统进行控制和调节，优选的，所述冷水箱内设有控制压缩机工作的第一温度传感器。所述第一温度传感器采用热电偶，测量冷水箱温度并将信号反馈以控制压缩机工作。
[0017]为了实现自动控制加热单元，优选的，所述热水箱内设有在压缩机工作时控制空冷冷凝器或水冷冷凝器进行制冷剂循环以及控制电加热器工作的第二温度传感器。所述第二温度传感器采用热电偶，热水箱温度通过热电偶测量其温度并将信号反馈给控制系统。
[0018]为了简化结构，优选的，所述热水箱还向干燥单元供热。干燥单元需要加热再生，本发明通过热水箱的热水对干燥单元加热使干燥单元内物质再生。
[0019]本发明装置可以在蒸发器与压缩机间加装气液分离器，气液分离器入口处于气液分离器下部，出口处于气液分离器上部，利用重力对蒸发器出口处制冷剂的气液两相进行分离，使蒸发器入口处均为低温低压气相，避免压缩机内出现制冷剂液滴产生“液击”现象。
[0020]优选的，所述制冷工质为氟利昂，如四氯乙烷(R134A)、二氟一氯乙烷(R142B)、三氟二氯乙烷(R123)、二氟乙烷(R152A)、2，3，3，3-四氟丙烯(R1234YF) ,TRANS-1, 3，3，3-四氟丙烯(R1234ZE);环状有机物，如八氟环丁烷(R318);无机物，如水(R718)、氨(R717);混合制冷剂，如 R500、R502、R410A。
[0021]本发明公开了一种真空抽气的即热即冷式自动售货方法，使用上述装置进行供货，货品仅在用户点取时被制冷或加热，有效节省能量，同时保证货品质量安全。
[0022]一种真空抽气的即热即冷式自动售货方法，使用上述的真空抽气的即热即冷式冷热两用自动售货装置，包括以下步骤:
[0023]A、当客户选择需要制冷的货品时:
[0024]A_l、货品从货品储减空间进入货品冷却室；
[0025]A-2、冷水箱向货品冷却室提供冷却水；
[0026]A-3、启动真空栗降低真空容器内的气压，连通真空容器与货品冷却室，使货品冷却室内的冷却水迅速气化，吸收气化潜热使货品温度降低，达到冷却目的，同时干燥单元干燥货品冷却室内的水蒸气；
[0027]A-4、货品冷却完成后从货品出口投出给客户；
[0028]B、当客户选择需要加热的货品时:
[0029]B_1、货品从货品储减空间进入货品加热室；
[0030]B-2、热水箱向货品加热室提供热水，热水与货品加热室内的货品换热使货品温度升高；可以在货品加热室外安装外绕换热器，热水通入外绕换热器实现换热。
[0031]B-3、货品加热完成后从货品出口投出给客户；
[0032]C、制冷单元长时间保持冷水箱在冷却温度，加热单元长时间保持热水箱在加热温度。所述的冷却温度为可以完成对货品进行冷却的温度，可以根据需要进行设定，所述的加热温度为可以完成对货品进行加热的温度，也可以根据需要进行设定。
[0033]为了充分利用能源，优选的，步骤C中，制冷单元长时间保持冷水箱在冷却温度，加热单元长时间保持热水箱在加热温度的具体步骤包括:
[0034]C-1、当冷水箱温度超过设定值时，压缩机启动，蒸发器作为制冷单元工作，与冷水箱内的水进行换热，使冷水箱温度降低；
[0035]C-2、当热水箱温度低于设定值时，压缩机启动，水冷冷凝器与热水箱的水进行换热，使热水箱温度升高。
[0036]蒸发器和水冷冷凝器在同一制冷循环中，可以同时对冷水箱制冷和热水箱加热，使能源得到充分利用。
[0037]为了提高制冷效果和制热效果，使能源被合理利用，优选的，在步骤C-1中，如果热水箱内水温满足要求，则关闭水冷冷凝器，开启空冷冷凝器，压缩机出口的制冷剂气体通过空冷冷凝器与环境换热；当热水箱水温达到要求，即水温已经较高，不适合对制冷剂进行冷凝，因此关闭水冷冷凝器，开启空冷冷凝器对制冷剂进行冷凝。
[0038]如果热水箱内水温低于设定值，则开启水冷冷凝器，关闭空冷冷凝器，压缩机出口的