CN104279782A - 恒温液循环装置及其运转方法 - Google Patents

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Abstract

恒温液循环装置及其运转方法，即使在冷冻回路内的制冷剂压力变高的情况下，也不用使压缩机停止就能使制冷剂压力降低，由此，不用使冷冻回路或者恒温液循环装置整体停止，就能继续地进行恒温液的温度控制。在压缩机(25)起动后，由压力传感器(43)测定的制冷剂压力没有达到基准压力区域的情况下，不起动风扇(34a)或起动后维持最小转速，如果上述制冷剂压力达到上述基准压力区域，则通过对上述风扇(34a)的转速进行变换器控制来控制上述制冷剂压力，在该风扇(34a)的转速达到了最大转速后，上述制冷剂压力也继续进一步上升并超过上限值的情况下，将上述风扇(34a)的转速维持在最大转速不变，进行使上述压缩机(25)的转速从作为正常运转时的转速的高转速减小的控制。

Description

恒温液循环装置及其运转方法
技术领域
本发明涉及通过向负荷供给被进行了温度调整的恒温液来冷却或者加热该负荷的恒温液循环装置及其运转方法。
背景技术
通过向负荷供给被进行了温度调整的恒温液来冷却或者加热该负荷的恒温液循环装置，例如，如在专利文献1中公开了其一例的那样，已经是众所周知。此种恒温液循环装置，通常，具有如在图3中概要地表示的那样的结构，具有向负荷50循环地供给被进行了温度调整的恒温液的恒温液回路51和对上述恒温液进行温度调整的冷冻回路52。
上述恒温液回路51，具有收容上述恒温液的容器53；向负荷50供给该容器53内的恒温液的泵54；和将通过冷却负荷50进行了升温的恒温液在热交换器55中通过与制冷剂的热交换进行冷却，并返回上述容器53的冷却管56。
另外，上述冷冻回路52，具有将气体状制冷剂压缩成为高温高压的气体状制冷剂的压缩机57；将从该压缩机57输送的高温高压的气体状制冷剂冷却成为高压的液状制冷剂的空冷式的冷凝器58；使冷却风向该冷凝器58流动的风扇59；使从上述冷凝器58输送的高压的液状制冷剂膨胀成为低温低压的液状制冷剂的膨胀阀60；和使从该膨胀阀60输送的低温低压的液状制冷剂在上述热交换器55中通过与上述恒温液的热交换蒸发，成为低压的气体状制冷剂而向上述压缩机57输送的蒸发器61。
上述冷冻回路52的内部，被分成制冷剂压力高的高压侧部分和制冷剂压力低的低压侧部分。上述高压侧部分，是从上述压缩机57经上述冷凝器58到上述膨胀阀60的部分，另一方面，上述低压侧部分，是从上述膨胀阀60经上述蒸发器61到上述压缩机57的部分。
在此，上述高压侧部分的制冷剂压力，依存于作为在上述冷凝器58内气体状制冷剂液化时的温度的冷凝温度，如果此冷凝温度高，则制冷剂压力变高，如果冷凝温度低，则制冷剂压力变低。
另外，在上述冷凝器58为空冷式的情况下，上述高压侧部分的制冷剂压力，依存于恒温液循环装置的周围温度(特别是外气温度)、由上述风扇59流向冷凝器58的冷却风的通风量和从上述压缩机57输出的制冷剂的流量。即，如果上述周围温度上升则上述冷凝温度上升，制冷剂压力也上升，如果周围温度下降则上述冷凝温度下降，制冷剂压力也降低。另外，如果上述风扇59的转速增加，冷却风的通风量增加，则上述冷凝温度下降，制冷剂压力降低，如果上述风扇59的转速减小，冷却风的通风量减小，则上述冷凝温度上升，制冷剂压力上升。进而，如果从上述压缩机57输出的制冷剂的流量减小，则上述冷凝温度下降，制冷剂压力降低，如果从上述压缩机57输出的制冷剂的流量增加，则上述冷凝温度上升，制冷剂压力也上升。
在上述高压侧部分的制冷剂压力变得过高的情况下，超过配管、使用零件的耐压限度而成为危险的状态。因此，在以往的恒温液循环装置中，在上述高压侧部分的制冷剂压力变高的情况下，使上述风扇59的转速增加而使冷却风的风量增大。但是，由于周围温度的影响等，所以即使使上述风扇59的转速成为最大转速，也存在制冷剂压力的上升继续的情况，在这样的情况下，使上述压缩机57停止来防止配管、使用零件的破损。
但是，因为如果使压缩机57停止，则冷冻回路丧失功能，或者不得不使恒温液循环装置整体的运转停止，所以存在着不能进行恒温液的温度调整的问题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-22337号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于，即使在冷冻回路内的制冷剂压力变高的情况下，不用使压缩机停止地也能使制冷剂压力降低，由此，不用使冷冻回路停止或者不用使恒温液循环装置整体停止，就能继续地进行恒温液的温度控制。
为了解决课题的手段
为了达到上述目的，本发明的恒温液循环装置，具有将被进行了温度调整的恒温液向负荷供给的恒温液回路；通过该恒温液与制冷剂的热交换调整上述恒温液的温度的冷冻回路；和控制装置整体的控制部，其特征在于，上述冷冻回路，具有将气体状制冷剂压缩成为高温高压的气体状制冷剂的压缩机；将从该压缩机输送的高温高压的气体状制冷剂冷却成为高压的液状制冷剂的空冷式的冷凝器；使冷却风向该冷凝器流动的风扇；使从上述冷凝器输送的高压的液状制冷剂膨胀成为低温低压的液状制冷剂的膨胀阀；通过与上述恒温液的热交换使从该膨胀阀输送的低温低压的液状制冷剂蒸发成为低压的气体状制冷剂，将此低压的气体状制冷剂向上述压缩机输送的蒸发器；和测定上述膨胀阀的入口侧的制冷剂压力的压力传感器，上述控制部，在上述压缩机起动后由上述压力传感器测定的制冷剂压力没有达到基准压力区域的情况下，不起动上述风扇或者起动后维持最小转速，如果上述制冷剂压力达到上述基准压力区域，则通过对上述风扇的转速进行变换器控制来控制上述制冷剂压力，在该风扇的转速达到了最大转速后上述制冷剂压力也继续进一步上升并超过上限值的情况下，将上述风扇的转速维持在最大转速不变，进行使上述压缩机的转速从作为正常运转时的转速的高转速减小的控制。
另外，本发明的恒温液循环装置的运转方法，是用于运转恒温液循环装置的方法，上述恒温液循环装置，具有将被进行了温度调整的恒温液向负荷供给的恒温液回路；和通过该恒温液和制冷剂的热交换调整上述恒温液的温度的冷冻回路，上述冷冻回路，具有将气体状制冷剂压缩成为高温高压的气体状制冷剂的压缩机；将从该压缩机输送的高温高压的气体状制冷剂冷却成为高压的液状制冷剂的空冷式的冷凝器；使冷却风向该冷凝器流动的风扇；使从上述冷凝器输送的高压的液状制冷剂膨胀成为低温低压的液状制冷剂的膨胀阀；通过与上述恒温液的热交换使从该膨胀阀输送的低温低压的液状制冷剂蒸发成为低压的气体状制冷剂，将此低压的气体状制冷剂向上述压缩机输送的蒸发器；和测定上述膨胀阀的入口侧的制冷剂压力的压力传感器，该恒温液循环装置的运转方法的特征在于，在上述压缩机起动后由上述压力传感器测定的制冷剂压力没有达到基准压力区域的情况下，不起动上述风扇或者起动后维持最小转速，如果上述制冷剂压力达到上述基准压力区域，则通过对上述风扇的转速进行变换器控制来控制上述制冷剂压力，在该风扇的转速达到了最大转速后上述制冷剂压力也继续进一步上升并超过上限值的情况下，将上述风扇的转速维持在最大转速不变，进行使上述压缩机的转速从作为正常运转时的转速的高转速减小的控制。
在本发明中，在上述制冷剂压力达到了上限值时，以使上述压缩机的转速从上述高转速减小到在上述上限值附近制冷剂压力成为一定的低转速的方式进行控制。
发明的效果
根据本发明，通过与冷冻回路中的制冷剂压力相应地对压缩机的转速和空冷式冷凝器的风扇的转速进行变换器控制，不用使压缩机停止就能使制冷剂压力降低，此结果，能继续进行冷冻回路的运转，继续地进行恒温液的温度控制。
附图说明
图1是表示本发明的恒温液循环装置的一实施方式的结构图。
图2是图1的恒温液循环装置的动作时机流程图。
图3是以往的恒温液循环装置的结构图。
具体实施方式
为了实施发明的方式
图1是表示本发明的恒温液循环装置的一实施方式的图。此恒温液循环装置，具有向负荷4循环地供给被进行了温度调整的恒温液L来冷却或者加热该负荷4的恒温液回路1；将上述恒温液L通过与制冷剂的热交换将温度调整到设定的温度的冷冻回路2；和控制装置整体的控制部3。上述恒温液回路1和冷冻回路2被收容在外壳5中，在形成于该外壳5上的供给侧的连接口6a和返回侧的连接口6b上连接上述负荷4。
上述恒温液回路1，被构成为将收容在容器9内的上述恒温液L由泵10向热交换器11内的温调管12输送，在此热交换器11中与上述冷冻回路2的制冷剂进行热交换而调整到设定温度后，向上述负荷4供给。因此，上述泵10的输出口10a和上述温调管12的入口12a由第一供给管13连接，上述温调管12的出口12b和形成在上述外壳5上的供给侧的连接口6a由第二供给管14连接，上述容器9和上述返回侧的连接口6b由返回管15连接，在上述供给侧的连接口6a及返回侧的连接口6b上连接了上述负荷4的入口侧配管4a和出口侧配管4b。
在上述容器9内，设置了测定恒温液L的液位的浮球塞式的液位计16和水平开关17，另外，在上述外壳5上，设置了由溢出管18与上述容器9连通的溢出口18a；由供液管19与上述容器9连通的自动供液口19a；和由排水管20与上述容器9连通的排水口20a。而且，在上述容器9内的恒温液L的液位异常上升的情况下，恒温液从上述溢出口18a溢出，在上述液位计16检测到恒温液L的液位降低了的情况下，从与上述自动供液口19a连接的未图示的供液装置向容器9内供给恒温液，在上述水平开关17检测到恒温液L的液位的异常降低的情况下，发出警报。
另外，在上述第二供给管14上，连接了恒温液供给侧的压力传感器21和恒温液供给侧的第一温度传感器22，在上述返回管15上连接了恒温液返回侧的第二温度传感器23，基于这些压力传感器21及温度传感器22，23的测定结果，由上述控制部3进行装置整体的控制。
因此，上述液位计16、水平开关17、压力传感器21、温度传感器22、23，与上述控制部3电气性地连接，但其连接状态的图示被省略了。
另一方面，上述冷冻回路2，是通过将下列部件顺序串联且呈循环回路状地连结构成的：将气体状制冷剂压缩成为高温高压的气体状制冷剂的压缩机25；将从该压缩机25通过第一制冷剂管26输送的高温高压的气体状制冷剂冷却，成为高压的液状制冷剂的冷凝器27；使从该冷凝器27通过第二制冷剂管28输送的高压的液状制冷剂膨胀，成为低温低压的液状制冷剂的第一膨胀阀29；和使从该第一膨胀阀29通过第三制冷剂管30输送的低温低压的液状制冷剂通过与上述恒温液L的热交换蒸发，成为低压的气体状制冷剂，将此低压的气体状制冷剂通过第四制冷剂管31向上述压缩机25输送的蒸发器32。图中，33是干燥器。
上述冷凝器27是依靠由电动马达34b驱动的风扇34a冷却制冷剂的空冷式的冷凝器，上述风扇34a被配设在形成在上述外壳5的上面上的风扇收容部5a内，在该风扇收容部5a上设置了朝向上方排出冷却风A的排气口35。另外，在上述外壳5的侧面的与上述冷凝器27面对的位置，设置了将外气作为冷却风A吸入的吸入口36，从该吸入口36吸入的冷却风A在通过上述冷凝器27时冷却制冷剂，然后从上述排气口35向外壳5的外部排出。
上述压缩机25及风扇34a与上述控制部3电气性地连接，通过由该控制部3进行变换器控制，其各自的转速被控制。
在上述第一制冷剂管26和第三制冷剂管30上，连接了旁路制冷剂管37的一端和另一端，在该旁路制冷剂管37上连接了第二膨胀阀38，该第二膨胀阀38，与上述第一膨胀阀29一起与上述控制部3电气性地连接，由该控制部3控制开度。
上述第一膨胀阀29及第二膨胀阀38，希望是由步进马达调整开度的结构的电子膨胀阀。
在上述第一制冷剂管26上，连接了测定从上述压缩机25输出的制冷剂的温度的第一温度传感器41，在上述第四制冷剂管31上，连接了测定被吸入上述压缩机25的制冷剂的温度的第二温度传感器42，在上述第二制冷剂管28上，连接了测定向上述第一膨胀阀29输送的制冷剂的压力的第一压力传感器43，在上述第四制冷剂管31上，连接了测定被吸入上述压缩机25的制冷剂的压力的第二压力传感器44。上述温度传感器41、42及压力传感器43、44，与上述控制部3电气性地连接，基于它们的测定结果，由上述控制部3进行装置整体的控制。
另外，在上述冷冻回路2中，从上述压缩机25的出口25a经上述冷凝器27到上述第一膨胀阀29的入口29a的部分，是制冷剂压力高的高压侧部分，另一方面，从上述第一膨胀阀29的出口29b经上述蒸发器32到上述压缩机25的入口25b的部分，是制冷剂压力低的低压侧部分。
在图2中，表示了与运转上述恒温液循环装置时的上述压缩机25及风扇34a的控制的一例有关的时机流程。此控制例，是由恒温液冷却发热的负荷4的情况，下面，根据此时机流程对上述恒温液循环装置的运转方法进行说明。
首先，在时刻t0，恒温液回路1的泵10被驱动而开始对负荷4的恒温液L的供给，与此同时，如果经过一定时间后，开始冷冻回路2中的上述压缩机25的运转，则该压缩机25的转速通过变换器控制来进行控制，朝向作为正常运转时的转速的高转速逐渐地上升。
这时，上述冷凝器27的风扇34a，在上述压缩机25被起动后暂时不被起动，或者在起动后以接近最小转速旋转。
另外，通过上述压缩机25的起动及转速的上升，在上述冷冻回路2中，由上述第一压力传感器43测定的高压侧部分的制冷剂压力逐渐地上升。
而且，如果上述高压侧部分的制冷剂压力在时刻t1达到基准压力区域，则上述风扇的转速因变换器控制而增大。由此，因为冷却风A相对于上述冷凝器27的风量增大，所以该冷凝器27中的制冷剂的冷凝温度的上升变得缓慢，与此相伴上述制冷剂压力的上升也同样地变得缓慢。此制冷剂压力，其上升度因上述风扇34a的转速(冷却风A的风量)、冷却风A的温度等而不同，根据情况进行降低等，进行增减变化。
这时，上述风扇的转速，在与上述制冷剂压力的上升度、增减等相应地在最大转速以下的范围内通过变换器控制进行增减控制，但如果上述制冷剂压力在上述基准压力区域附近表示进一步上升倾向，则上述风扇的转速逐渐上升，以便能抑制进一步的压力上升而维持该基准压力区域附近或该基准压力区域以下的制冷剂压力。另一方面，上述压缩机25的转速，在需要冷却负荷的情况下，最终达到作为正常运转时的转速的上述高转速，并在该转速附近被控制。
而且，在上述制冷剂压力超过上述基准压力区域而继续进一步上升的情况下，上述风扇34a的转速上升到最大转速。此状态是上述风扇34a和冷凝器27全部工作的状态，通常，在此状态下上述制冷剂压力的上升变得更缓慢或者其上升停止，恒温液循环装置稳定运转。
但是，尽管上述风扇34a和冷凝器27全部工作，但在由于周围温度的影响等上述制冷剂压力的上升继续，在时刻t2该制冷剂压力达到了上限值的情况下，也将上述风扇34a的转速维持在最大转速不变，上述压缩机25的转速通过变换器控制从上述高转速减小。由此，因为从上述压缩机25输出的制冷剂流量减小，所以上述冷凝器27中的冷凝温度下降，上述高压侧部分中的制冷剂压力的上升被抑制。在此情况下，如图2所示，通过进行使上述压缩机25的转速降低到制冷剂压力被维持在上限值的那样的低转速的控制，该制冷剂压力在上限值附近变得大致一定。
此结果，由冷冻回路2冷却恒温液L的能力降低，但该恒温液L的温度控制能继续地进行，不需要停止冷冻回路，或者停止恒温液循环装置整体的运转。
这样，在上述恒温液循环装置中，通过与冷冻回路2中的高压侧部分的制冷剂压力相应地对压缩机25的转速和空冷式冷凝器27的风扇34a的转速进行变换器控制，不用停止上述压缩机25就能使上述制冷剂压力降低，此结果，不用停止装置整体就能继续地进行恒温液的温度控制。
通过与上述压缩机25及风扇34a的转速的控制并行地也进行上述第一膨胀阀29及第二膨胀阀38的开度的控制，并调整流过上述蒸发器32的制冷剂的流量、温度等，能进行上述恒温液L的温度调整。
另外，与冷冻回路2的旁路制冷剂管37连接的上述第二膨胀阀38，是通过将从压缩机25输出的高温高压的制冷剂气体的一部分向第一膨胀阀29和蒸发器32之间的低温低压的第四制冷剂配管内供给，起到提高流过该第四制冷剂配管内的制冷剂的温度而调整热交换器11的冷却能力，实现调整冷冻回路2的高压侧部分的制冷剂压力等作用的膨胀阀。
符号的说明：
1：恒温液回路
2：冷冻回路
3：控制部
4：负荷
25：压缩机
27：冷凝器
29：膨胀阀
32：蒸发器
34a：风扇
L：恒温液
A：冷却风。

Claims (4)

1.一种恒温液循环装置，具有将被进行了温度调整的恒温液向负荷供给的恒温液回路；通过该恒温液与制冷剂的热交换调整上述恒温液的温度的冷冻回路；和控制装置整体的控制部，其特征在于，
上述冷冻回路，具有将气体状制冷剂压缩成为高温高压的气体状制冷剂的压缩机；将从该压缩机输送的高温高压的气体状制冷剂冷却成为高压的液状制冷剂的空冷式的冷凝器；使冷却风向该冷凝器流动的风扇；使从上述冷凝器输送的高压的液状制冷剂膨胀成为低温低压的液状制冷剂的膨胀阀；通过与上述恒温液的热交换使从该膨胀阀输送的低温低压的液状制冷剂蒸发成为低压的气体状制冷剂，将此低压的气体状制冷剂向上述压缩机输送的蒸发器；和测定上述膨胀阀的入口侧的制冷剂压力的压力传感器，
上述控制部，在上述压缩机起动后由上述压力传感器测定的制冷剂压力没有达到基准压力区域的情况下，不起动上述风扇或者起动后维持最小转速，如果上述制冷剂压力达到上述基准压力区域，则通过对上述风扇的转速进行变换器控制来控制上述制冷剂压力，在该风扇的转速达到了最大转速后上述制冷剂压力也继续进一步上升并超过上限值的情况下，将上述风扇的转速维持在最大转速不变，进行使上述压缩机的转速从作为正常运转时的转速的高转速减小的控制。
2.如权利要求1记载的恒温液循环装置，其特征在于，
上述控制部，在上述制冷剂压力达到了上限值时，使上述压缩机的转速从上述高转速减小到在上述上限值附近制冷剂压力成为一定的低转速。
3.一种恒温液循环装置的运转方法，是用于运转恒温液循环装置的方法，上述恒温液循环装置，具有将被进行了温度调整的恒温液向负荷供给的恒温液回路；和通过该恒温液和制冷剂的热交换调整上述恒温液的温度的冷冻回路，上述冷冻回路，具有将气体状制冷剂压缩成为高温高压的气体状制冷剂的压缩机；将从该压缩机输送的高温高压的气体状制冷剂冷却成为高压的液状制冷剂的空冷式的冷凝器；使冷却风向该冷凝器流动的风扇；使从上述冷凝器输送的高压的液状制冷剂膨胀成为低温低压的液状制冷剂的膨胀阀；通过与上述恒温液的热交换使从该膨胀阀输送的低温低压的液状制冷剂蒸发成为低压的气体状制冷剂，将此低压的气体状制冷剂向上述压缩机输送的蒸发器；和测定上述膨胀阀的入口侧的制冷剂压力的压力传感器，该恒温液循环装置的运转方法的特征在于，
在上述压缩机起动后由上述压力传感器测定的制冷剂压力没有达到基准压力区域的情况下，不起动上述风扇或者起动后维持最小转速，如果上述制冷剂压力达到上述基准压力区域，则通过对上述风扇的转速进行变换器控制来控制上述制冷剂压力，在该风扇的转速达到了最大转速后上述制冷剂压力也继续进一步上升并超过上限值的情况下，将上述风扇的转速维持在最大转速不变，进行使上述压缩机的转速从作为正常运转时的转速的高转速减小的控制。
4.如权利要求3记载的恒温液循环装置的运转方法，其特征在于，
在上述制冷剂压力达到了上限值时，使上述压缩机的转速从上述高转速减小到在上述上限值附近制冷剂压力成为一定的低转速。
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