CN113167507A - 制冷控制系统和冷却系统 - Google Patents

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Abstract

一种能够保持可用性的制冷控制系统和冷却系统。制冷控制系统用于控制流过与压缩单元20连接的第一循环通道61的第一制冷剂,制冷控制系统包括:一存储第一制冷剂的存储单元30;一连接到出口侧管62a的第一分管71a;一连接到入口侧管62b的第二分管71b;一第一开关阀72b,其是设置在第一分管71a中,并且能够切换是否使第一制冷剂在出口侧管62a中流动到存储单元30;一第二分管71b,并且能够切换是否使存储单元30中的第一制冷剂流到入口侧管62b;一开关控制单元,基于第二制冷剂的设定温度根据预定方法控制第一开关阀72a和第二开关阀72b的开关状态。

Description

制冷控制系统和冷却系统
技术领域
本发明是关于一种制冷控制系统和一种冷却系统。
背景技术
一般,已经提出一种用于冷却一冷却对象的装置。例如,专利文献1的装置包括通过管道连接高源侧压缩机、高源侧冷凝器、高源侧节流装置和高源侧蒸发器并使制冷剂循环的高源制冷循环,低源制冷通过管道连接低源侧压缩机、辅助散热器、低源侧冷凝器、低源侧节流装置、及低源侧蒸发器并循环制冷剂的循环,以及通过耦合高源侧获得的级联电容器蒸发器和低源侧冷凝器,以在分别通过它们的制冷剂之间进行热交换。
另外,由于低源制冷循环的配管中的低源侧压缩机的进气侧配管通过电磁阀与膨胀箱连接,经由打开电磁阀,可以调节低源制冷循环中的压力,使其不等于或高于设定压力,从而使低源制冷循环中的制冷剂流入膨胀箱。通过这种构造,可以在设置在低源制冷循环的低源侧蒸发器附近的冷却对象与低源制冷循环中的制冷剂之间进行热交换,并冷却该冷却对象。
引文清单:
专利文献1:国际公开第2014/181399号。
然而,在专利文献1的装置中,如上所述,由于膨胀箱与低源侧压缩机的进气侧管连接,因此低源制冷循环中的压力(制冷剂量)无法有效调节,例如,当冷却对象的温度范围较宽时,在低源制冷循环中所需的制冷剂量将发生很大变化。关于低源侧压缩机的进气侧管和膨胀箱中的制冷剂的流动,如上所述,低源侧压缩机的进气侧管中的制冷剂仅流向膨胀箱。因此,例如,当在低源侧压缩机的进气侧管中使用在室温下容易成为饱和蒸气的制冷剂、设置环境温度等时,饱和蒸气或冷凝水积存在膨胀箱中。导致人们对于低源制冷循环的功能可能恶化的担心。由上述可知,从设备的可用性的观点来看,尚存在改进的空间。
有鉴于上述问题而提出本发明,且本发明的目的是提供一种能够维持可用性的制冷控制系统和冷却系统。
发明内容
解决问题的手段:
为了解决上述问题并实现上述目的,如权利要求1的制冷控制系统,是一种用于控制流过与压缩件连接的循环通道的制冷剂,并使该制冷剂循环,以进行冷却对象与压缩件压缩后的制冷剂之间的热交换的制冷控制系统,其包括:一储存制冷剂的储存区;一与构成循环通道的出口侧管连接的第一管,其位于压缩件的出口侧,并且使出口侧管中的制冷剂通过第一管流向存储件;一连接到构成循环通道的入口侧管的第二管,其位于压缩件的入口侧,并且使存储件中的制冷剂通过第二管流到入口侧管;一第一开关阀,其设置在第一管中,并且能够切换是否使出口侧管中的制冷剂流向存储件;一第二开关阀,其设置在第二管中,并且能够切换是否使制冷剂在储存件中流动到入口侧管;及一开关控制件,基于根据预定方法设定的冷却对象的设定温度,来控制第一开关阀和第二开关阀的开关状态。
如权利要求2的制冷控制系统,是根据权利要求1的制冷控制系统,其中,当冷却对象的设定温度高于制冷剂的临界温度时,开关控制件打开第一开关阀并关闭第二开关阀;而当冷却对象的设定温度高于制冷剂的临界温度时,则关闭第一开关阀并打开第二开关阀。该冷却对象的设定温度低于制冷剂的临界温度。
如权利要求3的制冷控制系统,是根据权利要求2的制冷控制系统,其中在根据预定方法获取的压缩件的工作压力值大于阈值的情况,或者冷却对象的设定温度高于制冷剂的临界温度的情况中的任何一种情况下,该开关控制件打开第一开关阀并关闭第二开关阀;而在压缩件的工作压力值小于阈值的情况,或者冷却对象的设定温度低于制冷剂的临界温度的情况中的任一种情况下,该开关控制件关闭第一开关阀并打开第二开关阀。
如权利要求4的制冷控制系统,是根据权利要求1至3中任一项的制冷控制系统,还包括:一温度调节件,其调节存储件中的制冷剂的温度。
如权利要求5的制冷控制系统,是根据权利要求1至4中任一项的制冷控制系统,其中该制冷剂是二氧化碳。
如权利要求6的制冷控制系统,是根据权利要求1至5中任一项的制冷控制系统,其中该冷却对象是半导体制造系统的冷却制冷剂。
如权利要求7的用于使用制冷剂冷却一冷却对象的冷却系统,是一种用于使用制冷剂冷却一冷却对象的冷却系统,其包括一压缩制冷剂的压缩件;一连接至压缩件的循环通道,其包括位于冷却对象侧的冷却对象侧管,并且使制冷剂循环,从而在冷却对象与被压缩件压缩的制冷剂之间进行热交换;根据权利要求1至6中任一项的制冷控制系统;以及一热交换件,设置在冷却对象侧管中,并在冷却对象与冷却对象侧管中的制冷剂之间进行热交换。
如权利要求8的冷却系统,是根据权利要求7的冷却系统,其中热交换件包括一能够冷却该冷却对象的第一热交换件,和一能够加热由第一热交换件冷却的冷却对象的第二热交换件,其中冷却对象侧管包括一位于第一热交换件的侧面的第一冷却对象侧管,和一位于第二热交换件的侧面的第二冷却对象侧管,其中,冷却系统还包括:一检测件,其检测出口侧管中的温度或入口侧管中的温度;一第三管,其相对于第一冷却对象侧管中的第一热交换件连接到入口侧管和上游部分;及一第三开关阀,其设置在第三管中,并且能够调节存在于冷却对象侧管中并流向入口侧管的制冷剂的量,其中,开关控制件基于检测件的检测结果来控制第三开关阀的开度。
如权利要求9的冷却系统,是根据权利要求8的冷却系统,还包括:一第四开关阀,其设置在相对于第一冷却对象侧管中的第一热交换件设置的上游部分,并且能够调节存在于第一冷却对象侧管中的制冷剂的量并流动到第一热交换件;及一第五开关阀,其设置在相对于第二冷却对象侧管中的第二热交换件的下游部分,并且能够调节通过第二热进行热交换的制冷剂的量并流动到入口侧管,其中,开关控制件基于根据预定方法获取的冷却对象的温度来控制第四开关阀和第五开关阀的开度。
如权利要求10的制冷控制系统,是根据权利要求7至9中任一项的制冷控制系统,还包括:一制冷剂热交换件,其在相对于第一冷却对象侧管中的第一热交换件的上游部分的制冷剂与相对于第二冷却对象侧管中的第二热交换件的下游部分的制冷剂之间进行热交换。
如权利要求11的制冷控制系统,是根据权利要求7至10中任一项的制冷控制系统,还包括:一压缩控制件,其基于检测件的检测结果和根据预定方法获取的冷却对象的温度来控制压缩件。
发明优点:
如权利要求1所述的制冷控制系统与如权利要求7所述的冷却系统,由于设置第一管,该第一管连接到出口侧管,并且使出口侧管中的制冷剂经过第一管流到存储件,以及第二管,该第二管连接到入口侧管,并且使存储件分中的制冷剂通过第二管流到入口侧管,因此可以通过流向存储件的制冷剂的热,并且抑制流路内的制冷剂的热,将存储件的温度维持在制冷剂的临界温度(或过热蒸汽温度)之上。因此,当制冷剂在储存件中冷凝时,可以抑制循环通道中制冷剂的减少。特别地,由于第一管连接至出口侧管,因此与第一管连接至入口侧管的情况相比,能够以高压缩状态和高密度状态存储制冷剂。因此,当冷却对象的设定温度高时,可以防止循环通道中的压力过度升高或冷却能力过度升高。此外,由于储存件中的制冷剂可以流入入口侧管,并且入口侧管中的温度可以通过流动的制冷剂的热量而升高,因此可能可以抑制由于饱和蒸汽流向压缩件而导致的压缩件的功能劣化或故障。此外,由于设置一第一开关阀,其能够切换是否使制冷剂在出口侧管中流动到储存件中;一第二开关阀,其能够切换是否将储存件中的制冷剂流到入口侧管;以及一开关控制件,其根据预定方法设定的冷却对象的设定温度,来控制第一开关阀和第二开关阀的开关状态,因此可能透过基于冷却对象的设定温度的第一开关阀和第二开关阀的开闭控制,有效地进行制冷剂向贮藏件的流入和流出。根据以上特征,与现有技术相比,由于容易维持压缩件的功能、储存件的功能、及循环通道的功能(一种使低源制冷循环中的制冷剂简单地流入膨胀箱的简单技术),因此可以维持制冷控制系统(或冷却系统)的可用性。
如权利要求2所述的制冷控制系统,由于当冷却对象的设定温度高于制冷剂的临界温度时,开关控制件打开第一开关阀并关闭第二开关阀;并且当冷却对象的设定温度低于制冷剂的临界温度时,关闭第一开关阀并打开第二开关阀;当冷却对象的设定温度高于制冷剂的临界温度时,处于高压缩状态和高密度状态的制冷剂可以从出口侧管流到存储件。因此,在冷却对象的设定温度高的情况下,能够更有效地防止循环通道内的压力的过度上升或冷却能力的过度上升。此外,当冷却对象的设定温度低于制冷剂的临界温度时,存储件中的制冷剂可以流入入口侧管,并且循环通道的制冷剂量可以增加该量。据此,可以恢复随着冷却对象的设定温度的降低而降低的循环通道中的压力,并且可轻易地维持循环通道的功用。
如权利要求3所述的制冷控制系统,由于在压缩件的工作压力值高于阈值的情况和冷却对象的设定温度高于制冷剂的临界温度的情况中的任一种的情况下,开关控制件打开第一开关阀并关闭第二开关阀;而在压缩件的工作压力值低于阈值的情况以及冷却对象的设定温度低于制冷剂的临界温度的情况中的任一种的情况下,开关控制件关闭第一开关阀并打开第二开关阀,因此可以基于冷却对象的设定温度和压缩件的工作压力值来进行第一开关阀和第二开关阀的开闭控制。因此,经由流向储存件的制冷剂的热量,与仅基于冷却对象的设定温度进行第一开关阀和第二开关阀的开闭控制的情况相比,可以轻易地将储存件中的温度保持在制冷剂的临界温度(或过热蒸汽温度)之上,同时抑制循环通道中压力的过度升高。
如权利要求4所述的制冷控制系统,由于设置有温度调节件,该温度调节件用于调节储存件中的制冷剂的温度,因此可以调节储存件中的制冷剂的温度,因此,例如,当储存件中的制冷剂冷凝时,可能可以抑制循环通道中的制冷剂的减少。
如权利要求5所述的制冷控制系统,由于制冷剂是二氧化碳,因此即使与氟利昂气体相比制冷剂容易膨胀,也能够防止循环通道内的压力过度升高。
如权利要求6所述的制冷控制系统,由于冷却对象是半导体制造系统的冷却制冷剂,因此即使冷却对象的温度范围比较宽,能够防止循环通道的压力过度上升,并且当制冷剂在存储件分中冷凝时,也能防止制冷剂在循环通道中的流量降低。
如权利要求8所述的制冷控制系统,因为热交换件包括一能够冷却冷却对象的第一热交换件和一能够加热被第一热交换件冷却的冷却对象的第二热交换件,其中冷却对象侧管包括位于第一热交换件的侧面的第一冷却对象侧管和位于第二热交换件的侧面的第二冷却对象侧管,其中冷却系统还包括:一第三管,其连接到入口侧管和相对于第一冷却对象侧管中的第一热交换件的上游部分;及一第三开关阀,其能够调节存在于冷却对象侧管中并流向入口侧管的制冷剂的量。其中,开关控制件基于检测件的检测结果来控制第三开关阀的开度,从而能够根据制冷剂的温度来调整第三开关阀的开度,并有效地调节出口侧管中制冷剂的温度。
如权利要求9所述的制冷控制系统,由于该冷却系统包括:一第四开关阀,其能够调节存在于第一冷却对象侧管中并流向第一热交换件的制冷剂的量;及一第五开关阀,其能够调节通过第二热交换件进行热交换并流入到入口侧管的制冷剂量。其中,该开关控制件基于根据预定方法获取的冷却对象的温度来控制第四开关阀和第五开关阀的开度,因此,可以调节冷却对象侧管中制冷剂的温度,以使制冷剂的温度达到设定温度并有效地冷却制冷剂。
如权利要求10所述的制冷控制系统,由于该冷却系统还包括:一制冷剂热交换件,其相对于第一冷却对象侧管中的第一热交换件的上游部分的制冷剂和相对于第二冷却对象侧管中的第二热交换件的下游部分的制冷剂之间进行热交换,因此,相对于第二冷却对象侧管中的第二热交换件的下游部分中的制冷剂的温度可以升高,并且干燥的制冷剂可以流入压缩件。
如权利要求11所述的制冷控制系统,该冷却系统还包括:一压缩控制件,其基于检测件的检测结果和根据预定方法获取的冷却对象的温度来控制压缩件,因此,可以基于制冷剂的温度和冷却对象的温度来控制压缩件,并且可以有效地控制压缩件。
附图说明
图1是根据本发明的冷却系统的一种实施例的外形图。
图2是控制单元的电气配置方块图。
图3是根据一实施例的控制流程图。
图4是第一开关阀和第二开关阀开闭时的第一制冷剂的流动示图;图4(a)是第一开关阀和第二开关阀的开闭状态图示;图4(b)是第一开关阀关闭而第二开关阀打开的状态图示。
图5是第一温度调节流程的流程图。
图6是第二温度调节流程的流程图。
图7是冷却系统的修改示例图示。
图8是温度调节单元的安装状态图示。
图9是温度调节单元的安装状态图示。
图10是冷却系统的修改示例图示。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述根据本发明的制冷控制系统和冷却系统的实施例。首先,将说明[I]中本实施例的基本概念,在[II]中将描述本实施例的详细内容,并且在[III]中将描述本实施例的最终修改示例。本发明不限于此实施例。
[I]实施例的基本概念。
首先,将说明本实施例的基本概念。本实施例关于一种制冷控制系统,该制冷控制系统控制流过用于使制冷剂循环的循环通道的制冷剂,以使得被压缩件压缩的制冷剂可以与冷却对象进行热交换,并且关于一种冷却系统。在此,“制冷剂”是指用于冷却一冷却对象的介质,并且是例如包括气态制冷剂(例如二氧化碳、氯氟烃、空气等)、液态制冷剂(例如:水等),但在本实施例中,制冷剂被描述为二氧化碳。另外,“冷却对象”是指被冷却的对象,例如包括设备自身(或系统自身),设备的冷却制冷剂(例如,气体或液体冷却制冷剂)的概念(或系统)等,但在本实施例中,制冷剂将被描述为半导体制造系统的冷却制冷剂(具体来说,是液体冷却制冷剂)。
[II]实施例的详细内容。
接着,将描述实施例的详细内容。
(配置)
首先,将描述根据实施例的冷却系统的配置。图1是根据本发明的实施例的冷却系统的外形图。此外,在下面的描述中,图1的X方向将被称为冷却系统的左右方向(+X方向将称为冷却系统的左方向和-X方向将称为冷却系统的正确方向),图1的Y方向将称为冷却系统的前后方向(+Y方向将称为冷却系统的前方向,-Y方向将称为冷却系统的后方向),垂直于X方向和Y方向的方向称为上下方向(往图1前侧的方向称为冷却系统的向上方向,往图1后侧的方向称为冷却系统的向下方向)。
冷却系统1是利用第一制冷剂冷却第二制冷剂的系统,包括稍后描述的图2的第一冷却系统10、第二冷却系统100、第三冷却系统200、及控制单元300,如图1所示。在此,“第一制冷剂”用于冷却第二制冷剂,并由循环单元50循环,将在后面描述。此外,“第二制冷剂”被第一制冷剂冷却并由第二冷却系统100的输出道131输送,将在后面描述。此外,第一制冷剂对应于权利要求的“制冷剂”,第二制冷剂对应于权利要求的“冷却剂”。
(配置-第一冷却系统)
第一冷却系统10是一种用于在第一制冷剂与第二制冷剂和第三制冷剂之间进行热交换的系统,并且包括压缩单元20、存储单元30、第一至第六热交换单元41-46、去除单元47、及循环单元50,如图1所示。在此,“第三制冷剂”用于冷却第一制冷剂,并由稍后描述的第三冷却系统200的第一输出道201或第二输出道202输送。例如,第三制冷剂是包括气态制冷剂、液态制冷剂等的概念,但是在实施方式中,第三制冷剂称为工业用水。
(配置-第一冷却系统-压缩单元)
压缩单元20是一种用于压缩第一制冷剂的压缩件。所述压缩单元20,例如,经由使用已知的压缩机(例如具有变频器驱动电路的压缩机等频率控制运转型的双级压缩机)等来构成,并且包括一压缩单元主体21、一第一出口22、一第一入口23、一第二出口24及一第二入口25。
其中,压缩单元主体21是压缩单元20的基本结构并且是中空的。此外,第一出口22是开口,压缩单元主体21中的第一制冷剂通过该开口流向后述的第一循环通道61。此外,第一入口23是开口,稍后描述的第一循环通道61中的第一制冷剂通过该开口流到压缩单元主体21。此外,第二出口24是开口,压缩单元主体21中的第一制冷剂通过该开口流向第二循环通道81,将在后面描述。此外,第二入口25是开口,稍后将描述的第二循环通道81中的第一制冷剂通过该开口流到压缩单元主体21。
此外,压缩单元20的详细操作是任意的,但是如本实施例说明如下。即,首先,从第一循环通道61通过第一入口23流向压缩单元主体21的第一制冷剂被压缩,而压缩后的第一制冷剂通过第二出口24流向稍后描述的第二循环通道81(以下,称为“第一压缩操作”)。接着,对从后述的第二循环通道81,经由第二入口25流向压缩单元主体21的第一制冷剂进行压缩,压缩后的第一制冷剂通过第一出口22流向后述的第一循环通道61(以下,称为“第二压缩动作”)。然后,重复包括第一压缩操作和第二压缩操作的操作循环。通过这种操作,被压缩单元20压缩两次的第一制冷剂,可以流向稍后描述的第一循环通道61,因此,与仅进行一次压缩操作的情况相比,可以有效地压缩第一制冷剂。
(配置-第一冷却系统-存储单元)
存储单元30是用于存储第一制冷剂的存储件。通过使用例如已知的制冷剂储存容器(例如,具有第一制冷剂流过的具有入口和出口(图未示)的中空圆柱形膨胀箱)来构造存储单元30,并且安装在相对于压缩单元20的第二冷却系统100的侧面,如图1所示。
此外,存储单元30的详细尺寸(例如,直径和高度)是任意的,但是可以基于实验结果等来设置,因为希望该尺寸尽可能较小,例如,如可以存储所需量的第一制冷剂。
(配置-第一冷却系统-热交换单元)
第一热交换单元41用于稍后描述的第一循环通道61中的第一制冷剂和第二制冷剂之间进行热交换,并且是能够冷却第二制冷剂的第一热交换件。第一热交换单元41例如通过使用公知的热交换器(例如,蒸发器)等而构成,并且被安装在第二冷却系统100的附近(在图1中,输出道131的上游位置,稍后描述),如图1所示。
第二热交换单元42用于在第一循环通道61中的第一制冷剂和第二制冷剂之间进行热交换,其将在后面描述,并且是能够加热由第一热交换单元41冷却的第二制冷剂的第二热交换件。第二热交换单元42例如通过使用公知的热交换器(例如板式热交换器)等来构成,并且安装在第二冷却系统100附近的位置(在图1中,后述的输出道131的下游位置),如图1所示。由第一热交换单元41冷却的第二制冷剂可以由第二热交换单元42加热,并且稍后将描述的输出道131的下游部分的温度可以容易地保持在预定温度。此外,上述的“第一热交换单元41”和“第二热交换单元42”对应于权利要求的“热交换件”。
第三热交换单元43用于在第一循环通道61中的第一制冷剂和第三制冷剂之间进行热交换,稍后将对其进行描述,并且是能够冷却第一制冷剂的第三热交换件。第三热交换单元43通过使用例如已知的热交换器等来构造,并且安装在第三冷却系统200附近的位置,如图1所示。
第四热交换单元44用于在稍后描述的第二循环通道81中的第一制冷剂和第三制冷剂之间进行热交换,并且是一种能够冷却第一制冷剂的第四热交换件。第四热交换单元44经使用例如已知的热交换器等来构造,并且安装在第三冷却系统200附近的位置(在图1中,不同于第三热交换单元43的位置),如图1所示。
第五热交换单元45,用于在相对于第一冷却对象侧管63a(稍后描述)中的第一热交换单元41的上游位置的第一制冷剂和第四分管71d(稍后描述)中的第一制冷剂之间进行热交换,并且是一种能够冷却后述的第一冷却对象侧管63a中的第一制冷剂的第五热交换件。第五热交换单元45,例如,透过使用已知的热交换器等而构成,并安装在第二热交换单元42与第三热交换单元43之间。相对于后述的第一冷却对象侧管63a中的第一热交换单元41的上游侧的第一制冷剂,可以透过第五热交换单元45进行冷却(过冷)。与不设置第五热交换单元45的情况相比,能够在促进第二制冷剂的冷却的同时提高冷却系统1的冷却效率。
第六热交换单元46用于在相对于第一冷却对象侧管63a(稍后描述)中的第一热交换单元41的上游部分中的第一制冷剂,与在相对于第二冷却对象侧管63b(稍后描述)中的第二热交换单元42的下游部分的第一制冷剂之间进行热交换,并且是一种制冷剂热交换件,能够加热后述的第二冷却对象侧管63b中的第一制冷剂。第六热交换单元46,例如,通过使用已知的热交换器等来构造,并且被安装在存储单元30和第一热交换单元41(或第二热交换单元42)之间,如图1所示相对于后面描述的第二冷却对象侧管63b中的第二热交换单元42,下游侧的第一制冷剂的温度可以通过第六热交换单元46来提高,干燥的第一制冷剂可以流入压缩单元20。
(配置-第一冷却系统-去除单元)
去除单元47是一种去除件,用于去除后述的第一循环通道61的第一制冷剂中所含的异物(例如,尘、灰尘等)或水分,将在后面描述。去除单元47通过使用例如已知的制冷剂去除器(例如,过滤干燥器)等来构造,并且如图1所示被安装在第三热交换单元43和第五热交换单元45之间。
(配置-第一冷却系统-循环单元)
循环单元50是一种用于循环第一制冷剂的循环件,并且包括第一循环单元60和第二循环单元80,如图1所示。
(配置-第一冷却系统-循环单元-第一循环单元)
第一循环单元60用于使第一制冷剂向第二冷却系统100循环,并包括第一循环通道61、第一至第四分管71a-71d、第一至第六开关阀72a-72f、第一至第三温度检测单元73a-73c、及第一至第三压力检测单元74a-74c,如图1所示。
(配置-第一冷却系统-循环单元-第一循环单元-第一循环通道)
第一循环通道61是一种用于使第一制冷剂循环,以在被压缩单元20压缩的第一制冷剂和第二制冷剂之间进行热交换的通道。第一循环通道61例如通过使用已知的气密性循环通道而配置,并被安装成通过压缩单元20、存储单元30、第一至第六热交换单元41至46、及去除单元47,如图1所示。此外,如图1所示,该第一循环通道61包括压缩单元侧管62和冷却对象侧管63。
(配置-第一冷却系统-循环单元-第一循环单元-第一循环通道-压缩单元侧管)
压缩单元侧管62是一种配管,位于构成第一循环通道61的管中的压缩单元20侧边。压缩单元侧管62,例如,通过使用已知的制冷剂管等构成(另外,其他的管也一样),包括出口侧管62a和入口侧管62b,如图1所示。
其中,出口侧管62a是一种配管,位于压缩单元20的第一出口22侧,与压缩单元20的第一出口22和冷却对象侧管63的上游端部连接。具体而言,如图1所示,出口侧管被连接,使得出口侧管62a的一部分被容纳在存储单元30中。此外,入口侧管62b是位于压缩单元20的第一入口23侧的管,并且与压缩单元20的第一入口23和冷却对象侧管63的下游端部连接,如图1所示。
(配置-第一冷却系统-循环单元-第一循环单元-第一循环通道-冷却对象侧管)
冷却对象侧管63是一种配管,位于构成第一循环通道61的管道中的第二冷却系统100的侧面上,并且包括第一冷却对象侧管63a和第二冷却对象侧管63b,如图1所示。
其中,第一冷却对象侧管63a是一种配管,位于第一热交换单元41侧,并且连接至出口侧管62a的下游端部和入口侧管62b的下游端部。具体而言,如图1所示,第一冷却对象侧管被连接以依次通过第六热交换单元46、第三热交换单元43、去除单元47、第五热交换单元45、第一热交换单元41、及第六热交换单元46。另外,第二冷却对象侧管63b是位于第二热交换单元42侧的管,与出口侧管62a的下游端部和入口侧管62b的下游端部连接。具体而言,如图1所示,第二冷却对象侧管被连接以依次通过第二热交换单元42和第六热交换单元46。另外,在本实施方式中,如图1所示,第二冷却对象侧管63b的下游侧的部分(具体而言,是从第二冷却对象侧管63b的下游侧的端部到第六热交换单元46)与第一冷却对象侧管63a的下游部分一体形成,以用作第一冷却对象侧管63a的下游部分。
第一循环通道61中的第一制冷剂的流动说明如下。即,首先,被压缩单元20压缩的第一制冷剂的一部分,通过出口侧管62a流向第一冷却对象侧管63a。接着,流入第一冷却对象侧管63a的第一制冷剂被第三热交换单元43和第五热交换单元45冷却,并透过第一热交换单元41与第二制冷剂进行热交换(具体而言,进行热交换以冷却第二制冷剂)。随后,与第二制冷剂进行热交换的第一制冷剂被第六热交换单元46加热,并通过第一冷却对象侧管63a和入口侧管62b流到压缩单元20。此外,被压缩单元20压缩的第一制冷剂的另一部分,通过出口侧管62a流向第二冷却对象侧管63b。接着,流入第二冷却对象侧管63b的第一制冷剂通过第二热交换单元42与第二制冷剂进行热交换(具体而言,进行热交换以加热第二制冷剂)。随后,与第二制冷剂进行热交换的第一制冷剂被第六热交换单元46加热,并通过第二冷却对象侧管63b和入口侧管62b流到压缩单元20。
第一制冷剂可以由第一循环通道61循环,以便在第一循环通道61中的第一制冷剂和输出道131中的第二制冷剂之间进行热交换,将在后面描述。
(配置-第一冷却系统-循环单元-第一循环单元-分管)
第一分管71a是第一管,其允许出口侧管62a中的第一制冷剂通过第一分管71a流入存储单元30。第一分管71a连接到出口侧管62a。具体而言,如图1所示,第一分管71a的上游端部连接到相对于出口侧管62a中的存储单元30的上游部,而第一分管71a的下游端部容纳在存储单元30中。出口侧管62a中的第一制冷剂可以通过第一分管71a流到存储单元30,而可以防止第一循环通道61中的压力过大。尤其,由于第一分管71a连接至出口侧管62a,与第一分管71a连接至入口侧管62b的情况相比,可以有效地防止第一循环通道61中的压力过大。此外,由于第一制冷剂的流动到存储单元30的热,可以轻易地将存储单元30中的温度保持在第一制冷剂的临界温度以上(例如摄氏31度以上),因为存储单元30中的第一制冷剂的冷凝,因此可以抑制第一循环通道61中的制冷剂的减少。
第二分管71b是第二管,其允许存储单元30中的第一制冷剂通过第二分管71b流入入口侧管62b。第二分管71b连接到入口侧管62b。具体而言,如图1所示,第二分管71b的上游端部相对于入口侧管62b中的压缩单元20的上游部连接,第二分管71b的下游端部被收纳在存储单元30中。此外,在本实施例中,如图1所示,第二分管71b中的存储单元30侧的一部分与第一分管71a中的存储单元30侧的一部分一体形成,从而作为第一分管71a中的存储单元30一侧的一部分,然而本发明不限于此。例如,该部分可以与第一分管71a中的存储单元30侧的部分分开形成。由于存储单元30中的第一制冷剂(额外的第一制冷剂)可通过第二分管71b流入入口侧管62b,并且入口侧管62b中的温度可经由流动的第一制冷剂的热而升高,因此可能抑制由于饱和蒸汽流向压缩单元20而导致的压缩单元20的功能劣化或故障。
第三分管71c是第三管,其允许第一冷却对象侧管63a中的第一制冷剂流入入口侧管62b并连接至第一冷却对象侧管63a和入口侧管62b。具体而言,如图1所示,第三分管连接到相对于第一冷却对象侧管63a中的第一热交换单元41的上游部分和入口侧管62b的上游端部分。相对于第一冷却对象侧管63a中的第一热交换单元41的上游部分中的第一制冷剂,可以通过第三分管71c流到入口侧管62b,而第一循环通道61中的第一制冷剂的温度可以利用流动的第一制冷剂的热量调节。
第四分管71d是第四管,其位于第五热交换单元45一侧,并且连接到第二冷却对象侧管63b中的第五热交换单元45和去除单元47之间的部分以及第二循环通道81的下游端部分,稍后将对其进行描述,如图1所示。具体而言,第四分管被连接以穿过第五热交换单元45。因此可能透过第四分管71d在第四分管71d中的第一制冷剂与第一冷却对象侧管63a中的第一制冷剂之间进行热交换。
(配置-第一冷却系统-循环单元-第一循环单元-开关阀)
第一开关阀72a是能够切换是否使第一制冷剂在出口侧管62a中流动到存储单元30的阀。第一开关阀72a例如通过使用公知的电磁阀等构成(另外,其他的开关阀的结构也一样),并设置在第一分管71a中。具体而言,如图1所示,第一开关阀连接到第一分管71a中的压缩单元20侧的一部分。
第二开关阀72b是一种阀,能够使存储单元30中的第一制冷剂向入口侧管62b流动,其设置在第二分管71b中。具体而言,如图1所示,第二开关阀设置在第二分管71b中的压缩单元20侧的一部分。
第三开关阀72c是一种阀,能够调节存在于冷却对象侧管63中并流向入口侧管62b的第一制冷剂的量,其设置在第三分管71c中。具体而言,如图1所示,第三开关阀连接到第三分管71c的上游部分。
第四开关阀72d是一种阀,能够调节存在于第一冷却对象侧管63a中的第一制冷剂的量并流入第一热交换单元41,其设置在第一冷却对象侧管63a。具体而言,如图1所示,第四开关阀连接到第一冷却对象侧管63a中的第一热交换单元41和第五热交换单元45之间的部分。
第五开关阀72e是一种阀,能够调节通过第二热交换单元42与入口侧管62b进行热交换的第一制冷剂的量,并且设置在第二冷却对象侧管63b中。具体而言,如图1所示,第五开关阀连接到第二冷却对象侧管63b中相对于第一热交换单元41的下游部分。
第六开关阀72f是一种阀,能够将相对于第四分管71d中的第五热交换单元45的上游部分中的第一制冷剂的量,调整为相对于第四分管71d中的第五热交换单元45的下游部分,并且设置在第四分管71d中。具体而言,如图1所示,第六开关阀连接到第四分管71d的上游部分。
(配置-第一冷却系统-循环单元-第一循环单元-温度侦测单元)
第一温度检测单元73a是一用于检测出口侧管62a中的温度的检测件。第一温度检测单元73a,例如,通过使用已知的温度检测传感器等来构成(另外,其他温度检测单元的构成也相同),并设置在出口侧管62a中。具体而言,如图1所示,第一温度检测单元连接到出口侧管62a中的压缩单元20附近的一部分。
第二温度检测单元73b是用于检测入口侧管62b中的温度的检测件,并且设置在入口侧管62b中。具体而言,如图1所示,第二温度检测单元连接到入口侧管62b中的压缩单元20附近的一部分。
第三温度检测单元73c用于检测冷却对象侧管63中的温度,并设置在冷却对象侧管63中。具体而言,如图1所示,第三温度检测单元连接至第一冷却对象侧管63a中的第四开关阀72d与第五热交换单元45之间的一部分。
(配置-第一冷却系统-循环单元-第一循环单元-压力侦测单元)
第一压力检测单元74a用于检测出口侧管62a中的压力。第一压力检测单元74a通过使用例如已知的压力传感器或压力开关来构造,并且被设置在出口侧管62a的多个位置(在图1中为两个位置)。具体而言,如图1所示,第一压力检测单元连接到出口侧管62a中的压缩单元20附近的一部分。
第二压力检测单元74b用于检测入口侧管62b中的压力。第二压力检测单元74b例如通过使用公知的压力传感器等来构成(此外,第三压力检测单元74c、后述的压力检测单元83、及后述的输送压力侦测单元136亦同),并且设置在入口侧管62b中。具体而言,如图1所示,第二压力检测单元连接到入口侧管62b中的压缩单元20附近的一部分。
第三压力检测单元74c用于检测冷却对象侧管63中的压力,并且设置在第一冷却对象侧管63a中。具体而言,如图1所示,第三压力检测单元连接到第一冷却对象侧管63a中的第四开关阀72d和第五热交换单元45之间的一部分。
(配置-第一冷却系统-循环单元-第二循环单元)
第二循环单元80用于使第一制冷剂向第二冷却系统100循环,并且包括第二循环通道81,温度检测单元82和压力检测单元83,如图1所示。
(配置-第一冷却系统-循环单元-第二循环单元-第二循环通道)
第二循环通道81是用于使第一制冷剂循环,以在由压缩单元20压缩的第一制冷剂和第三制冷剂之间进行热交换的通道。第二循环通道81例如通过使用形成为管道的已知的气密循环通道来配置,并设置为穿过第四热交换单元44,如图1所示。第一制冷剂可以通过第二循环通道81循环,以在第二循环通道81中的第一制冷剂和第一输出道201中的第三制冷剂之间进行热交换,将在后面描述。
(配置-第一冷却系统-循环单元-第二循环单元-温度侦测单元,压力侦测单元)
温度检测单元82用于检测第二循环通道81中的温度,并且设置在第二循环通道81中。具体而言,如图1所示,温度检测单元连接到第二循环通道81的下游部分。
压力检测单元83用于检测第二循环通道81中的压力,并且设置在第二循环通道81中。具体而言,如图1所示,压力检测单元83连接到第二循环通道81的下游部分。
(配置-第二冷却系统)
第二冷却系统100是一用于在第二制冷剂和第一制冷剂之间进行热交换的系统,并且包括排气孔部110,存储单元120和输送单元130,如图1所示。
(配置-第二冷却系统-排气孔部)
排气孔部110用于排出积聚在输出道131中的空气,例如通过使用已知的排气单元(例如,排气箱)等而构成,并安装在第二热交换单元42的附近,如图1所示。
(配置-第二冷却系统-存储单元)
存储单元120用于存储第二制冷剂,例如通过使用已知的制冷剂存储件(例如,储罐)等来配置,并且安装在输出道131附近,如图1所示。
(配置-第二冷却系统-输送单元)
输送单元130是一用于向第二冷却系统10输送第二制冷剂的输送部,包括输出道131,第一至第四分送管132a-132d,第一至第四输送开关阀133a-133d,泵单元134,第一输送温度检测单元135a,第二输送温度检测单元135b,输送压力检测单元136和流量检测单元137,如图1所示。
(配置-第二冷却系统-输送单元-输出道)
输出道131是用于将第二制冷剂输送到第一冷却系统10的通道。输出道131,例如,通过使用公知的形成为管道的通道而构成(另外,其他的输出道的结构亦相同),其是设置以穿过第一流入部分(图未示),其中第二制冷剂通过该第一流入部分从外部流到输出道131、第一热交换单元41、第二热交换单元42、排气孔部110、及第一流出部分(图未示),其中第二制冷剂通过第一流出部分从输出道131流到外部,如图1所示。具体地,输出道131的上游端部连接至第一流入部,输出道131的下游端部连接至第一流出部。第二制冷剂可以由输出道131输送,以便在输出道131中的第二制冷剂和第一循环通道61中的第一制冷剂之间进行热交换。
(配置-第二冷却系统-输送单元-分送管)
第一分送管132a是一配管,允许排气孔部110中的第二制冷剂通过第一分送管132a流入存储单元120。如图1所示,第一分送管132a的上游端部连接至排气孔部110,第一分送管132a的下游端部连接至存储单元120。
第二分送管132b是一配管,允许存储单元120中的第二制冷剂通过第二分送管132b流入排气孔部110。如图1所示,第二分送管132b的上游端部连接至存储单元120,第二分送管132b的下游端部连接至排气孔部110。
第三分送管132c是一配管,允许输出道131的上游部分中的第二制冷剂,通过第三分送管132c流入输出道131的下游部分。如图1所示,第三分送管132c的上游端部连接至输出道131的上游部,第三分送管132c的下游端部连接至输出道131的下游部。
第四分送管132d是一配管,用于将排气孔部110内的第二制冷剂通过第四分送管132d排出至未图示的排出部。如图1所示,第四分送管132d的上游端部连接至排气孔部110,第四分送管132d的下游端部连接至排出部。
(配置-第二冷却系统-输送单元-输送开关阀)
第一输送开关阀133a是一种阀,能够切换是否使第二制冷剂从第一流入部流向输出道131。第一输送开关阀133a例如通过使用公知的开关阀(例如闸阀)等来构成(此外,第二输送开关阀133b的结构也相同),并且设置在输出道131的上游端部,如图1所示。
第二输送开关阀133b是一种阀,能够切换是否使第二制冷剂从输出道131流向第一流出部,设置在输出道131的下游端部,如图1所示。
第三输送开关阀133c是一种阀,能够切换是否使第三分送管132c中的第二制冷剂流向输出道131的下游侧。第三输送开关阀133c例如通过使用已知的开关阀(例如,球阀)等(此外,第四输送开关阀133d的结构)构成,并且设置在第三分送管132c中,如图1所示。
第四输送开关阀133d是一种阀,能够切换是否将第四分送管132d中的第二制冷剂排出到排出部,并且设置在第四分送管132d中,如图1所示。
(配置-第二冷却系统-输送单元-泵单元)
泵单元134用于将输出道131中的第二制冷剂,从第一流入部向第一流出部输送,例如使用公知的泵等构成,并设置在输出道131的下游部分,如图1所示。
(配置-第二冷却系统-输送单元-输送温度侦测单元)
第一输送温度检测单元135a用于检测输出道131中的温度,并且设置在输出道131的上游部分,如图1所示。
第二输送温度检测单元135b用于检测输出道131中的温度,并设置在输出道131的下游部分,如图1所示。
(配置-第二冷却系统-输送单元-输送压力侦测单元)
输送压力检测单元136用于检测输出道131中的压力,并设置在输出道131的下游部分,如图1所示。
(配置-第二冷却系统-输送单元-流量检测单元)
流量检测单元137用于检测第二制冷剂在输出道131中的流量,并设置在输出道131的下游部分,如图1所示。
(配置-第三冷却系统)
第三冷却系统200是用于在第三制冷剂和第一制冷剂之间进行热交换的系统,包括第一输出道201、第二输出道202、第一输送开关阀203、第二冷却系统、输送开关阀204以及输送温度检测单元205,如图1所示。
(配置-第三冷却系统-输出道)
第一输出道201是用于将第三制冷剂向第一冷却系统10输送的通道,并且设置成穿过第二流入部分(未示出),第二制冷剂从外部流入第一流入道201,第三热交换单元43和第二流出部分(未示出),经由第二流出部分,第三制冷剂从第一输出道201流到外部,如图1所示。具体而言,第一输出道201的上游端部与第二流入部连接,第一输出道201的下游端部与第二流出部连接。第三制冷剂可以通过第一输出道201输送,以便在第一输出道201中的第三制冷剂和第一循环通道61中的第一制冷剂之间进行热交换。
第二输出道202是用于将第三制冷剂朝着第一冷却系统10输送的通道,并且被设置为穿过第四热交换单元44,如图1所示。具体而言,第二输出道202的上游端部与第一输出道201的上游端部连接,第二输出道202的下游端部与第一输出道201的下游端部连接。第三制冷剂可以通过第二输出道202输送,以便在第二输出道202中的第三制冷剂和第二循环通道81中的第一制冷剂之间进行热交换。
(配置-第三冷却系统-输送开关阀)
第一输送开关阀203是一种阀,能够切换是否使第一输出道201中的第三制冷剂流向第二流出部。第一输送开关阀203例如通过使用公知的开关阀(例如球阀)等而构成,并设置在第一输出道201的下游侧,如图1所示。
第二输送开关阀204是一种阀,能够切换是否使第二输出道202中的第三制冷剂流向第二流出部。第二输送开关阀204例如通过使用公知的开关阀(例如电磁阀)等构成,并设置在第二输出道202的下游侧,如图1所示。
(配置-第三冷却系统-输送温度侦测单元)
输送温度检测单元205用于检测第一输出道201中的温度,并设置在第一输出道201的上游部分,如图1所示。
(配置-控制单元)
图2是显示控制单元300的电气配置的方块图。控制单元300是控制冷却系统1的每个组件的设备,设置在第一冷却系统10附近,并且包括操作单元310、通讯单元320、输出单元330、供电单元340、控制单元350、及存储单元360,如图2所示。此外,在本实施例中,将以控制单元300透过电线电连接至第一冷却系统10、第二冷却系统100、及第三冷却系统200的各个部件(例如,各种开关阀、各种检测器等)为前提进行说明。
(配置-控制单元-操作单元)
操作单元310是一接收针对各种信息的操作输入的操作件。操作单元310是透过使用例如包括触摸板的已知操作部分,诸如遥控器的远程操作部分或硬开关来配置。
(配置-控制单元-通讯单元)
通讯单元320是一种通信件,用于与第一冷却系统10、第二冷却系统100、及第三冷却系统200的每个电子组件或诸如管理服务器之类的外部设备进行通信,并且例如通过使用已知的通信部等来配置。
(配置-控制单元-输出单元)
输出单元330是一用于基于控制单元350的控制而输出各种信息的输出件,并且例如通过使用包括诸如液晶显示器或有机EL显示器之类的平板显示器的已知显示部分或诸如扬声器之类的声音输出部分来配置。
(配置-控制单元-供电单元)
供电单元340是一种电源件,其将从商用电源(未示出)提供的电力或存储在供电单元340中的电力提供给控制单元300的每个组件。
(配置-控制单元-控制单元)
控制单元350是一种控制着控制单元300的每个组件的控制件。具体而言,控制单元350是一种计算机,其包括中央处理器(CPU)、在操作系统(OS)上分析和执行的各种程序(诸如OS的基本控制程序或在OS上启动并实现特定功能的应用程序)、及内部存储器,例如用于存储程序或各种数据的随机存取存储器(RAM)。
此外,控制单元350在概念上包括开关控制单元351和压缩控制单元352,如图2所示。
开关控制单元351是一种开关控制件,基于第二制冷剂的设定温度根据预定方法控制第一开关阀72a和第二开关阀72b的开关状态。
压缩控制单元352是一种压缩控制件,其是根据预定方法基于第一温度检测单元73a或第二温度检测单元73b的检测结果,以及所获取的第二制冷剂的温度,来控制压缩单元20。另外,稍后将描述控制单元350执行的详细过程。
(配置-控制单元-储存单元)
储存单元360是一种记录件,其记录控制单元300的操作所需的程序和各种数据,并且例如透过使用用作外部记录装置的硬盘(图未示)来配置。在此,除了硬盘或与硬盘一起,可以使用其他可选的记录介质,包括已知的磁记录介质(例如磁盘)、光学记录媒介(例如DVD和蓝光盘)或已知的电记录媒介(例如磁盘)。
具有上述构造的冷却系统1,可以透过使用第一制冷剂有效地冷却第二制冷剂。另外,“存储单元30”、“第一分管71a”、“第二分管71b”、“第一开关阀72a”、“第二开关阀72b”、及“开关控制单元351”皆对应于各权利要求的“制冷控制系统”。
(控制流程)
接下来,将描述由冷却系统1以这种配置执行的控制流程。图3是根据实施例的控制流程图(在每个过程的以下描述中,步骤缩写为“S”)。图4是第一开关阀72a和第二开关阀72b打开或关闭时第一制冷剂的流动图示,图4(a)是第一制冷剂的状态图示,其中第一开关阀72a打开而第二开关阀72b关闭,图4(b)是第一开关阀72a关闭而第二开关阀72b打开的状态的图示。所述控制流程是用于控制冷却系统1。执行控制流程的定时是可选的,但是在本实施例中,将以在电力输入到冷却系统1之后启动控制流程来进行描述。
另外,在本实施例中,控制流程的前提如下。即,假设期望量的第一制冷剂被存储在压缩单元20中。关于冷却系统1的各种开关阀的开闭状态,第一开关阀72a、第三输送开关阀133c、及第四输送开关阀133d为关闭状态,而其他开关阀为打开状态。因此,第一制冷剂可通过第一循环通道61和第二循环通道81循环,从而第二制冷剂流经输出道131,第三制冷剂流经第一输出道201和第二输出道202。
当控制流程被启动,如图3所示,控制单元300的控制单元350设置第一制冷剂的设定温度(例如,大约+80℃至+90℃,此后,在SA1中称为“第一设定温度”)。设置第一制冷剂的设定温度的方法是可选的,但是在本实施例中,指示通过操作单元310输入的设置温度的信息,被设置为要设置的第一制冷剂的设定温度。在此,本发明不限于此,例如,可以将指示预先存储在储存单元360中的设定温度的信息或指示,通过通讯单元320从外部设备接收到的设定温度的信息,设置为要设置的第一制冷剂的设定温度(此外,同样适用于稍后将描述的设置SA2的第二设定温度的方法)。
在SA2中,控制单元300的控制单元350设置第二制冷剂的设定温度(例如,大约-20℃至+80℃,在下文称为“第二设定温度”)。
在SA3中,控制单元300的压缩控制单元352控制压缩单元20(具体而言,重复执行上述操作周期的控制)。此外,在本实施例中,连续进行SA3的流程,直到控制流程结束为止。
在此,压缩单元20的控制方法是可选的,但是在此实施例中,压缩单元20(具体来说,压缩单元20的工作频率)是根据SA3中的第一温度检测单元73a或第二温度检测单元73b的检测结果,以及第一输送温度检测单元135a的检测结果,或在SA3中第二输送温度探测单元135b来控制。例如,当从第一输送温度检测单元135a(或第二输送温度检测单元135b)获取的第二制冷剂的温度,高于在SA2中设置的第二设定温度时,通过增加压缩单元20的工作频率来增加流出压缩单元20的第一制冷剂的流量,以致从第一温度检测单元73a(或第二温度检测单元73b)获取的第一制冷剂的温度降低。此外,当从第一输送温度检测单元135a(或第二输送温度检测单元135b)获取的第二制冷剂的温度,低于SA2中设置的第二设定温度时,通过降低压缩单元20的工作频率来减少流出压缩单元20的第一制冷剂,以使从第一温度检测单元73a(或第二温度侦测单元73b)获取的第一制冷剂的温度降低。因此,可以基于第一制冷剂的温度和第二制冷剂的温度来控制压缩单元20,并且可以有效地控制压缩单元20。
在SA4中,控制单元300的开关控制单元351基于SA2中设定的第二设定温度,来控制第一开关阀72a和第二开关阀72b的开关状态。
在此,打开或关闭第一开关阀72a和第二开关阀72b的方法是可选的,但是在本实施例中,当第二设定温度高于第一制冷剂的临界温度(例如,预先存储在储存单元360的第一制冷剂中的第一制冷剂的临界温度)时,第一开关阀72a打开,第二开关阀72b关闭。据此,如图4(a)所示,出口侧管62a中的第一制冷剂流入存储单元30。另外,当第二设定温度低于第一制冷剂的临界温度时,则关闭第一开关阀72a并打开第二开关阀72b。因此,如图4(b)所示,存储单元30中的第一制冷剂流入入口侧管62b。
依此方式,通过第二设定温度的第一开关阀72a和第二开关阀72b的打开/关闭控制,即可有效地执行第一制冷剂在存储单元30中的流入和流出。特别,当第二设定温度高于第一制冷剂的临界温度时,处于高压缩状态和高密度状态的第一制冷剂可以从出口侧管62a流入存储单元30。因此,当第二设定温度高时,可以有效地防止第一循环通道61的压力过度升高或冷却能力过度升高。此外,当第二设定温度低于第一制冷剂的临界温度时,存储单元30中的第一制冷剂可以流入入口侧管62b,第一循环通道61的制冷剂量可以增加该数量。据此,可以恢复随着第二设定温度的降低而减小的第一循环通道61中的压力,并且可以容易地维持第一循环通道61的功能。因此,由于易于维护压缩单元20的功能,存储单元30的功能以及第一循环通道61的功能,因此可以维持冷却系统1的可用性。由于第一制冷剂是二氧化碳,因此即使与氟利昂气体相比制冷剂容易膨胀,也能够防止第一循环通道61的压力过度升高。此外,由于第二制冷剂是半导体制造系统的冷却制冷剂,因此即使第二制冷剂的温度范围相对较宽且第二制冷剂的温度范围较大,也能够防止第一循环通道61的压力过度上升。以防止当第一制冷剂在存储单元30中冷凝时第一制冷剂在第一循环通道61中的流速降低。
返回图3,在SA5中,控制单元300的开关控制单元351控制第六开关阀72f的开闭状态。此外,在本实施例中,SA5的流程连续进行直到控制流程结束。
这里,打开或关闭第六开关阀72f的方法是可选的,但是在实施例中,该方法是基于第二设定温度来执行的。例如,当第二设定温度低于预先存储在存储单元360中的阈值时,第六开关阀72f被打开至预定的开度。因此,由于相对于第四分管71d中的第五热交换单元45的上游部分中的第一制冷剂,流向相对于第四分管71d中的第五热交换单元45的下游部分,第一制冷剂的热交换由第五热交换单元45进行。此外,当第二设定温度高于阈值时,第六开关阀72f关闭。据此,由于相对于第四分管71d中的第五热交换单元45的上游部分中的第一制冷剂,不流向相对于第四分管中的第五热交换单元45的下游部分,第五制冷交换单元45不对第一制冷剂进行热交换。
通过上述流程,能够基于第二设定温度来调整第六开关阀72f的开度,并有效地调整第一冷却对象侧管63a中的第一制冷剂的温度。
在SA5流程之后,控制单元300的开关控制单元351启动第一温度调节流程(SA6)。
(控制流程-第一温度调节流程)
接着,将描述第一温度调节流程(SA6)。图5是第一温度调节的流程图。第一温度调节流程是用于调节冷却对象侧管63中的第一制冷剂的温度的流程。
当第一温度调节流程被启动时,控制单元300的开关控制单元351从SB1中的第一输送温度检测单元135a(或第二输送温度检测单元135b)获取第二制冷剂的温度,如图5所示。
在SB2中,控制单元300的开关控制单元351确定在SB1中获取的第二制冷剂的温度是否为第二设定温度。然后,当不确定第二制冷剂的温度为第二设定温度(SB2,否)时,控制单元300的开关控制单元351进入SB3。同时,当确定第二制冷剂的温度为第二设定温度(SB2,是)时,开关控制单元结束第一温度调节流程并返回图3的控制流程。
在SB3中,控制单元300的开关控制单元351基于在SB1中获取的第二制冷剂的温度,来控制第四开关阀72d和第五开关阀72e的开度。然后,控制单元300的开关控制单元351进行到SB1,并重复从SB1到SB3的过程,直到确定第二制冷剂的温度是SB2中的第二设定温度为止。
此外,控制第四开关阀72d和第五开关阀72e的开度的方法是可选的,但是例如,当在SB1中获取的第二制冷剂的温度高于在SA2设定的第二设定温度时,第四开关阀72d的开度被设定为比第一基准开度大,第五开关阀72e的开度被设定为比第一基准开度小。据此,由于当第一冷却对象侧管63a中存在并流向第一热交换单元41的第一制冷剂的量增加并且第一制冷剂的量减少时,第二热交换单元42的加热量减少,通过第二热交换单元42进行热交换并流入入口侧管62b的制冷剂减少,因此促进了第一制冷剂对第二制冷剂的冷却。此外,当在SB1中获取的第二制冷剂的温度低于在SA2中设置的第二设定温度时,将第四开关阀72d的开度设定为比第一基准开度小,而第五开关阀72e的开度被设定为比第一基准开度大。据此,由于当存在于第一冷却对象侧管63a中并流入第一热交换单元41的第一制冷剂的量减少时,第二热交换单元42的发热量增加,因此,通过第二热交换单元42进行热交换并流入入口侧管62b的第一制冷剂增加,第一制冷剂对第二制冷剂的冷却得到抑制。此外,“第一基准开度”是指例如第二制冷剂的温度等于第二设定温度时的开阀的开度。
通过上述流程,可以根据第二制冷剂的温度来调整第四开关阀72d和第五开关阀72e的开度,并且因应第二制冷剂的温度来有效地调节冷却对象侧管63中的第一制冷剂的温度。
通过第一温度调节流程,可以调节冷却对象侧管63中的第一制冷剂的温度,使得第二制冷剂的温度变为第二设定温度,并有效地冷却第二制冷剂。
返回图3,控制单元300的开关控制单元351在SA6的流程之后启动第二温度调节流程(SA7)。
(控制流程-第二温度调节流程)
接着,将描述第二温度调节流程(SA7)。图6是第二温度调节流程的流程图。第二温度调节流程是用于调节出口侧管62a中的第一制冷剂的温度的流程。
当第二温度调节流程被启动时,如图6所示,在SC1中,控制单元300的开关控制单元351从第一温度检测单元73a中获取第一制冷剂的温度(或第二温度侦测单元73b)。
在SC2中,控制单元300的开关控制单元351确定在SC1中获取的第一制冷剂的温度是否低于第一设定温度。然后,当不确定第一制冷剂的温度低于第一设定温度(SC2,否)时,控制单元300的开关控制单元351进入SC3。同时,当确定第一制冷剂的温度低于第一设定温度(SC2,是)时,开关控制单元结束第二温度调节流程并返回图3的控制流程。
在SC3中,控制单元300的开关控制单元351基于在SC1中获取的第一制冷剂的温度,来控制第三开关阀72c的开度。然后,控制单元300的开关控制单元351前进到SC1,并且重复从SC1到SC3的过程,直到确定第一制冷剂的温度低于SC2中的第一设定温度。
此外,控制第三开关阀72c的开度的方法是可选的,但是例如,当在SC1中获取的第一制冷剂的温度高于在SA1中设置的第一设定温度时,第三开关阀72c的“开度”被设定为比第二基准开度大。因此,由于存在于冷却对象侧管63中且流向入口侧管62b的第一制冷剂的量增加,因此能够降低出口侧管62a中的第一制冷剂的温度。此外,当在SC1中获取的第一制冷剂的温度等于在SA1中设置的第一设定温度时,第三开关阀72c的开度保持在第二基准开度。因此,由于维持了存在于冷却对象侧管63中并流入到入口侧管62b的第一制冷剂的量,因此能够抑制出口侧管62a中的第一制冷剂的温度上升。此外,“第二基准开度”是指例如第一制冷剂的温度等于第一设定温度时的开阀的开度。
通过上述流程,可以基于第一制冷剂的温度来调整第三开关阀72c的开度,并且有效地调整出口侧管62a中的第一制冷剂的温度。
通过第二温度调节流程,可以调节出口侧管62a中的第一制冷剂的温度,使得第一制冷剂的温度成为第一设定温度。因此,当出口侧管62a中的第一制冷剂通过第一分管71a流向存储单元30时,容易经由流动的第一制冷剂的热量将存储单元30中的温度维持在第一制冷剂的临界温度以上。
返回图3,在SA8中,控制单元300的控制单元350判断是否达到了结束控制流程的时刻(以下称为“结束时刻”)。确定是否已达到结束时间的方法是可选的。例如,可以基于是否通过操作单元310接收到预定操作来确定定时。在此,当接收到预定操作时确定结束定时,而当未接收到预定操作时确定结束定时。然后,当确定已经到达结束定时时(SA8,是),控制单元300的控制单元350结束控制流程。同时,当未确定已经到达结束定时时(SA8,否),例程进行到SA6,并且从SA6进行到SA8,直到在SA8中确定已经到达结束定时为止。
通过上述控制过程,可以在维持冷却系统1的可用性的同时,通过使用第一制冷剂来有效地冷却第二制冷剂。
(实施例的成效)
据此,根据本实施例,因为设置了第一分管71a,其连接到出口侧管62a并使出口侧管62a中的第一制冷剂,通过第一分管71a流动到存储单元30,和第二分管71b,其连接到入口侧管62b,并使存储单元30中的第一制冷剂通过第二分管71b流动到入口侧管62b,因此,通过流向存储单元30的第一制冷剂的热量,可以轻易地将存储单元30内的温度维持在第一制冷剂的临界温度(或过热蒸汽温度)之上,同时抑制第一循环通道61中压力的过度增加。因此,当第一制冷剂在存储单元30中冷凝时,可以抑制第一循环通道61中的第一制冷剂的量减少。特别地,由于第一分管71a连接至出口侧管62a,因此,与将第一分管71a连接到入口侧管62b的情况相比,可以以高压缩状态和高密度状态存储制冷剂。据此,当第二设定温度高时,可以防止第一循环通道61中的压力过度增加或冷却能力的过度增加。此外,由于存储单元30中的第一制冷剂可以流入入口侧管62b,并且可以通过流动的第一制冷剂的热量来提高入口侧管62b中的温度,因此,可以抑制由于饱和蒸汽流到压缩单元20而导致的压缩单元20的功能劣化或故障。此外,由于设置第一开关阀72a,其能够切换是否使第一制冷剂在出口侧管62a中流动到存储单元30,第二开关阀72b,其能够切换是否使存储单元30中的第一制冷剂流到入口侧管62b,以及开关控制单元351,其在根据预定方法设定的第二设定温度的基础上,控制第一开关阀72a和第二开关阀72b的开关状态,因此,可以通过基于第二设定温度的第一开关阀72a和第二开关阀72b的打开/关闭控制,有效地执行第一制冷剂在存储单元30中的流入和流出。如上所述,由于与现有技术相比,易于维护压缩单元20的功能,存储单元30的功能以及第一循环通道61的功能(一种简单地使低源制冷循环中的制冷剂流向膨胀箱的技术),因此,可以维持制冷控制系统(或冷却系统1)的可用性。
此外,由于当第二设定温度高于第一制冷剂的临界温度时,开关控制单元351打开第一开关阀72a并关闭第二开关阀72b,而且当第二设定温度低于第一制冷剂的临界温度时,关闭第一开关阀72a并打开第二开关阀72b,当第二设定温度高于第一制冷剂的临界温度时,处于高压缩状态和高密度状态的第一制冷剂可以从出口侧管62a流到存储单元30。因此,当第二设定温度高时,可以更有效地防止第一循环通道61中的压力过度增加或冷却能力的过度增加。此外,当第二设定温度低于第一制冷剂的临界温度时,存储单元30中的第一制冷剂可以流入入口侧管62b,第一循环通道61的制冷剂量可以增加该数量。因此,可以恢复随着第二设定温度的降低而减小的第一循环通道61中的压力,并且可以轻易地维持第一循环通道61的功能。
另外,由于第一制冷剂为二氧化碳,因此即使与氟利昂气体相比第一制冷剂容易膨胀,也能够防止第一循环通道61内的压力过度上升。
此外,由于第二制冷剂是半导体制造系统的冷却制冷剂,因此即使第二制冷剂的温度范围相对较宽且第二制冷剂的温度范围较大,也能够防止第一循环通道61内的压力过度上升。当第一制冷剂在存储单元30中冷凝时,抑制第一制冷剂在第一循环通道61中的流速降低。
另外,由于热交换件包括能够冷却第二制冷剂的第一热交换单元41和能够加热被第一热交换单元41冷却的第二制冷剂的第二热交换单元42;冷却对象侧管63包括位于第一热交换单元41一侧的第一冷却对象侧管63a和位于第二热交换单元42一侧的第二冷却对象侧管63b,并且设置了第三分管71c,其连接到入口侧管62b和相对于第一冷却对象侧管63a中的第一热交换单元41的上游部分;第三开关阀72c,其能够调节存在于冷却对象侧管63中并流向入口侧管62b的第一制冷剂的量,以及开关控制单元351,其基于第一温度检测单元73a(或第二温度检测单元73b)的检测结果来控制第三开关阀72c的开度,因此,可以基于第一制冷剂的温度来调节第三开关阀72c的开度,并且可以有效地调节出口侧管62a中的第一制冷剂的温度。
此外,由于设置第四开关阀72d,其能够调节存在于第一冷却对象侧管63a中并流向第一热交换单元41和第五开关阀的第一制冷剂的量,和第五开关阀72e,其能够调节通过第二热交换单元42进行热交换并流到入口侧管62b的第一制冷剂的量,开关控制单元351可根据预定方法获得的第二制冷剂的温度来控制第四开关阀72d和第五开关阀72e的开度,因此,可以调节冷却对象侧管63中的第一制冷剂的温度,使得第二制冷剂的温度变为第二设定温度,并有效地冷却第二制冷剂。
此外,由于设置第六热交换单元46,其在相对于第一冷却对象侧管63a中的第一热交换单元41的上游部分中的第一制冷剂与相对于第二冷却对象侧管63b中的第二热交换单元42的下游部分的第一制冷剂之间进行热交换,因此,相对于第二冷却对象侧管63b中的第二热交换单元42,可以增加下游部分中的第一制冷剂的温度并使干燥的第一制冷剂流到压缩单元20。
此外,由于设置压缩控制单元352,其根据第一温度检测单元73a(或第二温度检测单元73b)的检测结果和根据预定方法获取的第二制冷剂的温度来控制压缩单元20,因此,可以基于第一制冷剂的温度和第二制冷剂的温度来控制压缩单元20,并且可以有效地控制压缩单元20。
[III]实施方式的修改示例
尽管已经描述了本发明的实施例,但是可以在权利要求中描述的本发明的技术精神的范围内任意修改和改进本发明的详细配置和部分。在下文中,将描述修改示例。
(要解决的问题或发明的效果)
尤其,本发明要解决的问题或本发明的效果不限于上述内容。此外,本发明可以解决上述未解决的问题或获得上述未描述的效果。此外,只能解决上述问题的一部分,或者只能获得上述效果的一部分。
(分布或集成)
另外,上述每个电气部件在功能上是概念性的,并且不必如图中所示在实体上进行配置。即,各部件的分配或集成的详细形式不限于附图中所示的形式,并且可以响应于各种负载或使用状态而由任意单元在功能上或实体上对其全部或一部分进行分配或集成。此外,说明书中的“系统”不限于包括多个设备的一个,而是包括配置为单个设备的一个。此外,说明书中的“设备”不限于配置为单个设备的一个,而是包括多个设备的一个。此外,可以任意地修改实施例中描述的信息的各个数据结构。例如,控制单元300可以包括被分布以彼此通信的多个设备。此外,控制单元350可以设置在多个设备的一部分中,而存储单元360可以设置在多个设备的另一部分中。
(形状、数值、结构及时间序列)
关于实施例和附图中例示的部件,在本发明的技术精神范围内,可以任意地修改和改进多个部件的形状、数值、结构或相互之间的时序关系。
(第三制冷剂)
在上述实施例中,已描述第三制冷剂是工业用水,但是本发明不限于此。图7是表示冷却系统1的修改示例的图示。例如,第三制冷剂可以是空气。在这种情况下,如图7所示,第三冷却系统200可以包括第一输送单元401(例如,已知的鼓风机),该输送单元将第三制冷剂输送到第三热交换单元43,和第二输送单元402(例如,已知的鼓风机),其将第三制冷剂输送到第四热交换单元44。
(第一冷却系统)
在上述实施例中,已描述第一冷却系统10包括第五热交换单元45、第六热交换单元46、及去除单元47,但是本发明不限于此。例如,可以省略第五热交换单元45,第六热交换单元46和去除单元47中的至少一个。此外,当省略第五热交换单元45时,可以省略第四分管71d和第六开关阀72f。
此外,在上述实施例中,已描述第一冷却系统10包括第三开关阀72c、第四开关阀72d、第五开关阀72e、及第六开关阀72f,但本发明不限于此。例如,可以省略第三开关阀72c,第四开关阀72d,第五开关阀72e和第六开关阀72f中的至少一个。此外,当省略第三开关阀72c时,可以省略控制流程的SA7流程。另外,当省略第四开关阀72d和第五开关阀72e时,可以省略控制流程的SA6的流程。此外,当省略第六开关阀72f时,可以省略控制流程的SA5的流程。
此外,在上述实施例中,已描述使第一冷却系统10包括压缩单元20、存储单元30、第一至第六热交换单元41-46、移除单元47、及循环单元50,但是本发明不限于此。例如,除了这些部件之外,还可以设置温度调整单元410。图8和图9是温度调节单元410的安装状态的图示。在此,温度调节单元410是用于调节存储单元30中的第一制冷剂的温度的温度调节件,例如通过使用已知的温度控制器(例如,具有加热功能和冷却功能中的至少一种)等,并安装在存储单元30中。此外,安装温度调节单元410的方法是可选的,但是可以安装在存储单元30中,例如,如图8所示,或者,如图9所示,可以安装温度调整单元以使其围绕存储单元30外部的存储单元30。通过所述温度调节单元410,可以调节存储单元30中的制冷剂的温度并抑制第一循环通道61中的制冷剂的减少,例如,当存储单元30中的制冷剂冷凝时。
(存储单元)
在上述实施例中,已描述安装的存储单元30的数量为一个,但是本发明不限于此。例如,安装的存储单元30的数量可以是两个或更多。在此情况下,当在每个存储单元30中安装第一分管71a和第二分管71b时,可以在每个存储单元30中执行第一制冷剂的流入和流出。
此外,在上述实施例中,已描述使得出口侧管62a的一部分被存储在存储单元30中,但是本发明不限于此。例如,出口侧管62a可以不被存储在存储单元30中(即,如图8和图9所示,整个出口侧管62a可以被安装在与存储单元30分离的位置处),或者可以安装存储单元30以便在存储单元30外部包裹存储单元30。
(压缩单元)
在上述实施例中,已描述压缩单元20是一种操作频率控制操作型压缩机,但是本发明不限于此。例如,压缩单元可以是一种恒速运行型压缩机。
此外,在上述实施例中,已描述压缩单元20包括一双级压缩机,但是本发明不限于此。图10是示出冷却系统1的修改示例图示。例如,压缩单元20可以是单级压缩机。在这种情况下,与图1相比,冷却系统1可以省略图1的第四热交换单元44、第二循环单元80、第二输出道202、及第二输送开关阀204。
(第二冷却系统)
在上述实施例中,已描述第二冷却系统100包括排气孔部110、存储单元120、第一至第四分送管132a-132d、第一至第四输送开关阀133a-133d、泵单元134、第一输送温度检测单元135a、第二输送温度检测单元135b、输送压力检测单元136、及流量检测单元137,但是本发明不限于此。例如,可以省略排气孔部110、存储单元120、第一至第四分送管132a-132d、第一至第四输送开关阀133a-133d、泵单元134、第一输送温度检测单元135a、第二输送温度检测单元135b、输送压力检测单元136、及流量检测单元137中的至少一个。
(第三冷却系统)
在上述实施例中,已描述第三冷却系统200包括第一输送开关阀203、第二输送开关阀204、及输送温度检测单元205,但是本发明不限于此。例如,可以省略第一输送开关阀203、第二输送开关阀204、及输送温度检测单元205中的至少一个。
(控制流程)
在上述实施例中,已描述基于第一温度检测单元73a或第二温度检测单元73b的检测结果和第一温度检测单元73b的检测结果和SA3中的第一输送温度检测单元135a或第二输送温度检测单元135b来控制压缩单元20的工作频率,但是本发明不限于此。例如,可以将压缩单元20的操作频率控制为恒定频率。
此外,在上述实施例中,已描述当第二设定温度高于第一制冷剂的临界温度并且第一开关阀72a关闭时,第一开关阀72a打开并且第二开关阀72b关闭,而当SA4过程中第二设定温度低于第一制冷剂的临界温度时,第二开关阀72b打开,但是本发明不限于此。例如,在根据预定方法获取压缩单元20的操作压力值的任何一种情况下,第一开关阀72a可以打开而第二开关阀72b可以关闭(例如,从第一压力检测单元74a获取的压力值等)高于阈值,并且第二设定温度高于第一制冷剂的临界温度的情况。同时,在压缩单元20的操作压力值低于阈值的情况和第二设定温度低于第一制冷剂的临界温度的情况中的任何一种情况下,第一开关阀72a可以关闭,而第二开关阀72b可以打开。据此,可以基于第二设定温度和压缩单元20的工作压力值以及存储单元中的温度,来执行第一开关阀72a和第二开关阀72b的开闭控制。通过流向存储单元30的第一制冷剂的热,与仅基于第二设定温度执行第一开关阀72a和第二开关阀72b的打开/关闭控制的情况相比,可以轻易地将30保持在第一制冷剂的临界温度(或过热蒸汽温度)或更高温度,同时抑制第一循环通道61中压力的过度增加。
(注)
根据注1所述的制冷控制系统是一种制冷控制系统,用于控制流过与压缩件连接的循环通道的制冷剂并使制冷剂循环,从而在冷却对象与被压缩件压缩的制冷剂之间进行热交换,其包括;一储存制冷剂的储存件;一第一管,其与构成循环通道的出口侧管连接,并位于压缩件的出口侧,并且使出口侧管中的制冷剂通过第一管流向储存件;一第二管,其连接到构成循环通道的入口侧管,并位于压缩段入口的一侧,使储存件中的制冷剂通过第二管流到入口侧管;一第一开关阀,其设置在第一管中,并且能够切换是否使制冷剂在出口侧管中流向存储件;一第二开关阀,其设置在第二管中,并且能够切换是否使储存件中的制冷剂流到入口侧管;及一开关控制件,其基于根据预定方法设定的冷却对象的设定温度,来控制第一开关阀和第二开关阀的开关状态。
根据注2所述的制冷控制系统是根据注1的制冷控制系统,其中当冷却对象的设定温度高于制冷剂的临界温度时,开关控制件打开第一开关阀并关闭第二开关阀,而当冷却对象的设定温度低于制冷剂的临界温度时,关闭第一开关阀并打开第二开关阀。
根据注3所述的制冷控制系统是根据注2的制冷控制系统,其中在根据预定方法获取的压缩件的工作压力值大于阈值的情况,或者冷却对象的设定温度高于制冷剂的临界温度的情况中的任何一种情况下,开关控制件打开第一开关阀并关闭第二开关阀,而在压缩件的工作压力值小于阈值的情况,或者冷却对象的设定温度低于制冷剂的临界温度的情况中的任一种情况下,开关控制件关闭第一开关阀并打开第二开关阀。
根据注4所述的制冷控制系统是根据注1至3中任一者的制冷控制系统,还包括:一温度调节件,其调节存储件中的制冷剂的温度。
根据注5所述的制冷控制系统是根据注1至4中任一者的制冷控制系统,其中,制冷剂为二氧化碳。
根据注6所述的制冷控制系统是根据注1至5中任一者的制冷控制系统,其中,冷却对象是半导体制造系统的冷却制冷剂。
根据注7所述的使用制冷剂冷却一冷却对象的冷却系统是使用制冷剂冷却冷却对象的冷却系统,包括;一压缩制冷剂的压缩件;一连接至压缩件的循环通道,其包括位于冷却对象侧的冷却对象侧管,使制冷剂循环,从而在冷却对象与被压缩件压缩的制冷剂之间进行热交换;根据注1至6中任一项的制冷控制系统;及一热交换件,设置在冷却对象侧管中,该热交换件在冷却对象与冷却对象侧管中的制冷剂之间进行热交换。
根据注8的冷却系统是根据注7的冷却系统,其中该热交换件包括一能够冷却冷却对象的第一热交换件,和一能够加热通过第一热交换件冷却的冷却对象的第二热交换件,其中冷却对象侧管包括一位于第一热交换件的侧面的第一冷却对象侧管,和一位于第二热交换件的侧面的第二冷却对象侧管,其中该冷却系统还包括:一检测件,用于检测出口侧管中的温度或入口侧管中的温度;一第三管,其相对于第一冷却对象侧管中的第一热交换件连接到入口侧管和上游部分;及一第三开关阀,其设置在第三管中,并且能够调节存在于冷却对象侧管中并流向入口侧管的制冷剂的量,其中,开关控制件基于检测件的检测结果来控制第三开关阀的开度。
根据注9所述的冷却系统是根据注8的冷却系统,还包括:一第四开关阀,其设置在相对于第一冷却对象侧管中的第一热交换件上游,并且能够调节第一冷却对象侧管中存在的制冷剂的量并流动到第一热交换件;和一第五开关阀,其设置在相对于第二冷却对象侧管中的第二热交换件的下游部分中,并且能够调节通过第二热交换件进行热交换并流到入口侧管的制冷剂的量。其中所述开关控制件,基于根据预定方法获取的冷却对象的温度来控制所述第四开关阀和所述第五开关阀的开度。
根据注10所述的冷却系统是根据注7至9中任一者的冷却系统,还包括:一制冷剂热交换件,其在相对于第一冷却对象侧管中的第一热交换件的上游部分的制冷剂和相对于第二冷却对象侧中的第二热交换件的下游部分的制冷剂之间进行热交换。
根据注11所述的冷却系统是根据注7至10中任一者的冷却系统,还包括:一压缩控制件,其根据检测件的检测结果和根据预定方法获取的冷却对象的温度来控制压缩件。
(各注的优点)
根据注1所述的制冷控制系统和注7所述的冷却系统,由于设置了第一管和第二管,该第一管连接到出口侧管并使出口侧管中的制冷剂通过第一管流到存储件,第二管连接到入口侧管并使储存件中的制冷剂通过第二管流到入口侧管,通过流向储存件的制冷剂的热量,很容易将储存件中的温度保持在临界温度(或过热蒸汽温度)或更高,同时抑制循环通道中压力的过度增加。因此,当制冷剂在储存件中冷凝时,可以抑制循环通道中制冷剂的减少。特别地,由于第一管连接至出口侧管,因此与第一管连接至入口侧管的情况相比,能够以高压缩状态和高密度状态存储制冷剂。如此,当冷却对象的设定温度高时,可以防止循环通道中的压力过度升高或冷却能力过度升高。此外,由于储存件中的制冷剂可以流入入口侧管,并且入口侧管中的温度可以通过流动的制冷剂的热量而升高,因此,可以抑制由于饱和蒸汽流向压缩件而导致的压缩件的功能劣化或故障。此外,由于设置了第一开关阀,其能够切换是否使出口侧管中的制冷剂流向储存件,和第二开关阀,其能够切换是否使制冷剂中的制冷剂流向储存件,及一开关控制件,其根据预定方法根据冷却对象的设定温度来控制第一开关阀和第二开关阀的开关状态,通过冷却对象的设定温度的第一开关阀和第二开关阀的开闭控制,能够有效地进行制冷剂向贮藏件的流入和流出。根据以上特征,与现有技术相比,由于易于保持压缩件的功能,储存件的功能以及循环通道的功能(一种简单地使低源制冷循环中的制冷剂流向膨胀箱的技术),因此,可以维持制冷控制系统(或冷却系统)的可用性。
根据注2所述的制冷控制系统,由于当冷却对象的设定温度高于制冷剂的临界温度时,开关控制件打开第一开关阀并关闭第二开关阀,而当冷却对象的设定温度低于制冷剂的临界温度时,关闭第一开关阀并打开第二开关阀。因此,在冷却对象的设定温度高的情况下,能够更有效地防止循环通道内的压力的过度上升或冷却能力的过度上升。此外,当冷却对象的设定温度低于制冷剂的临界温度时,储存件中的制冷剂可以流入入口侧管,并且循环通道的制冷剂量可以增加该数量。据此,可以恢复随着冷却对象的设定温度的降低而降低的循环通道中的压力,并且可以轻易地维持循环通道的功能。
根据注3所述的制冷控制系统,由于在压缩件的工作压力值高于阈值的情况和冷却对象的设定温度高于制冷剂的临界温度的情况中的任一种的情况下,开关控制件打开第一开关阀和关闭第二开关阀,并且在压缩件的工作压力值低于阈值的情况以及冷却对象的设定温度低于制冷剂的临界温度的情况中的任一种的情况下,开关控制件关闭第一开关阀并打开第二开关阀,因此,可以基于冷却对象的设定温度和压缩件的工作压力值来进行第一开关阀和第二开关阀的开闭控制。据此,通过流向储存件的制冷剂的热量,可以轻易地将储存件中的温度保持在制冷剂的临界温度(或过热蒸汽温度)之上,同时与仅基于冷却对象的设定温度进行第一开关阀和第二开关阀的开闭控制的情况相比,抑制了循环通道中的压力的过度增加。
根据注4所述的制冷控制系统,由于设有温度调节件,该温度调节件用于调节储存件中的制冷剂的温度,因此可以调节储存件中的制冷剂的温度,因此,例如,当储存件中的制冷剂冷凝时,可以抑制循环通道中制冷剂的减少。
根据注5所述的制冷控制系统,由于制冷剂为二氧化碳,因此即使与氟利昂气体相比容易膨胀,也能够防止循环通道内的压力过度上升。
根据注6所述的制冷控制系统,由于冷却对象是半导体制造系统的冷却用制冷剂,因此即使在冷却对象的温度范围为100℃的情况下,也能够防止循环通道的压力过度上升。即使当制冷剂在储存件中冷凝时,制冷剂相对较宽并且防止循环通道中制冷剂的流量降低。
根据注8所述的冷却系统,因为热交换件包括一能够冷却冷却对象的第一热交换件,和一能够加热被第一冷却的冷却对象的第二热交换件,其中该冷却系统还包括:一第三管,其相对于第一冷却对象侧管中的第一热交换件连接到入口侧管和上游部分;和一第三开关阀,其能够调节存在于冷却对象侧管中并流向入口侧管的制冷剂的量,其中,所述开关控制件基于所述检测件的检测结果来控制所述第三开关阀的开度,因此,可以基于制冷剂的温度来调节第三开关阀的开度,并且可以有效地调节出口侧管中的制冷剂的温度。
根据注9所述的冷却系统,因为该冷却系统包括:一第四开关阀,其能够调节存在于第一冷却对象侧管中并流向第一热交换件的制冷剂的量;一第五开关阀,其能够调节通过第二热交换件进行热交换并流入到入口侧管的制冷剂量,其中,开关控制件基于根据预定方法获取的冷却对象的温度,来控制第四开关阀和第五开关阀的开度,因此,可以调节冷却对象侧管中制冷剂的温度,以使制冷剂的温度达到设定温度并有效地冷却制冷剂。
根据注10所述的冷却系统,由于该冷却系统还包括:一制冷剂热交换件,其在相对于第一冷却对象侧管中的第一热交换件的上游部分的制冷剂和相对于第二冷却对象侧中的第二热交换件的下游部分的制冷剂之间进行热交换,因此,相对于第二冷却对象侧管中的第二热交换件的下游部分中的制冷剂的温度可以升高,并且干燥的制冷剂可以流入压缩件。
根据注11所述的冷却系统,该冷却系统还包括:一压缩控制件,其基于检测件的检测结果和根据预定方法获取的冷却对象的温度来控制压缩件,因此,可以基于制冷剂的温度和冷却对象的温度来控制压缩件,并且可以有效地控制压缩件。
【符号说明】
1 冷却系统
10 第一冷却系统
20 压缩单元
21 压缩单元主体
22 第一出口
23 第一入口
24 第二出口
25 第二入口
30 存储单元
41 第一热交换单元
42 第二热交换单元
43 第三热交换单元
44 第四热交换单元
45 第五热交换单元
46 第六热交换单元
47 去除单元
50 循环单元
60 第一循环单元
61 第一循环通道
62 压缩单元侧管
62a 出口侧管
62b 入口侧管
63 冷却对象侧管
63a 第一冷却对象侧管
63b 第二冷却对象侧管
71a 第一分管
71b 第二分管
71c 第三分管
71d 第四分管
72a 第一开关阀
72b 第二开关阀
72c 第三开关阀
72d 第四开关阀
72e 第五开关阀
72f 第六开关阀
73a 第一温度侦测单元
73b 第二温度侦测单元
73c 第三温度侦测单元
74a 第一压力侦测单元
74b 第二压力侦测单元
74c 第三压力侦测单元
80 第二循环单元
81 第二循环通道
82 温度侦测单元
83 压力侦测单元
100 第二冷却系统
110 排气孔部
120 存储单元
130 输送单元
131 输出道
132a 第一分送管
132b 第二分送管
132c 第三分送管
132d 第四分送管
133a 第一输送开关阀
133b 第二输送开关阀
133c 第三输送开关阀
133d 第四输送开关阀
134 泵单元
135a 第一输送温度侦测单元
135b 第二输送温度侦测单元
136 输送压力侦测单元
137 流量检测单元
200 第三冷却系统
201 第一输出道
202 第二输出道
203 第一输送开关阀
204 第二输送开关阀
205 输送温度侦测单元
300 控制单元
310 操作单元
320 通讯单元
330 输出单元
340 供电单元
350 控制单元
351 开关控制单元
352 压缩控制单元
360 储存单元
401 第一输送单元
402 第二输送单元
410 温度调整单元

Claims (11)

1.一种制冷控制系统,用于控制流过与一压缩件相连的一循环通道的一制冷剂并使该制冷剂循环,从而在一冷却对象与被该压缩件压缩的该制冷剂之间进行热交换,该制冷控制系统包括:
一储存件,其储存该制冷剂;
一第一管,其与构成该循环通道的一出口侧管连接,并位于该压缩件的一出口侧,并且使该出口侧管中的该制冷剂通过该第一管流向该储存件;
一第二管,其连接到构成该循环通道的一入口侧管,并且位于该压缩件的一入口侧,并且使该储存件中的该制冷剂通过该第二管流到该入口侧管;
一第一开关阀,其设置在该第一管中,并且能够切换是否使该制冷剂在该出口侧管中流向该存储件;
一第二开关阀,其设置在该第二管中,并且能够切换是否使该储存件中的该制冷剂流到该入口侧管;及
一开关控制件,其基于根据一预定方法设定的该冷却对象的一设定温度来控制该第一开关阀和该第二开关阀的一开关状态。
2.如权利要求1所述的制冷控制系统,其中当该冷却对象的该设定温度高于该制冷剂的一临界温度时,该开关控制件打开该第一开关阀并关闭该第二开关阀;当该冷却对象的该设定温度低于该制冷剂的该临界温度时,该开关控制件关闭该第一开关阀并打开该第二开关阀。
3.如权利要求2所述的制冷控制系统,其中在根据该预定方法获取的该压缩件的一工作压力值大于一阈值的情况,或者该冷却对象的该设定温度高于该制冷剂的该临界温度的情况中的任何一种情况下,该开关控制件打开该第一开关阀并关闭该第二开关阀;并且在该压缩件的该工作压力值小于该阈值的情况,或者该冷却对象的该设定温度低于该制冷剂的该临界温度的情况中的任何一种情况下,该开关控制件关闭该第一开关阀并打开该第二开关阀。
4.如权利要求1至3中任一项所述的制冷控制系统,还包括:一温度调节件,用于调节该储存件中的该制冷剂的温度。
5.如权利要求1至4中任一项所述的制冷控制系统,其中该制冷剂是二氧化碳。
6.如权利要求1至5中任一项所述的制冷控制系统,其中该冷却对象是半导体制造系统的冷却制冷剂。
7.一种使用一制冷剂冷却一冷却对象的冷却系统,包括:
一压缩件,其压缩该制冷剂;
一循环通道,与该压缩件连接,包括一位于该冷却对象侧的一冷却对象侧管,并且使该制冷剂循环,从而在该冷却对象与被该压缩件压缩的该制冷剂之间进行热交换;
如权利要求1至6中任一项所述的一制冷控制系统;及
一热交换件,该热交换件设置在该冷却对象侧管中,并在该冷却对象和该冷却对象侧管中的该制冷剂之间进行热交换。
8.如权利要求7所述的冷却系统,其中该热交换件包括能够冷却该冷却对象的一第一热交换件,和能够加热被该第一热交换件冷却的该冷却对象的一第二热交换件,
其中,该冷却对象侧管包括位于该第一热交换件侧的一第一冷却对象侧管,和位于该第二热交换件侧的一第二冷却对象侧管,
其中该冷却系统还包括:
一检测件,其检测该出口侧管中的温度或该入口侧管中的温度;
一第三管,其相对于该第一冷却对象侧管中的该第一热交换件连接到该入口侧管和一上游部分;及
一第三开关阀,其设置在该第三管中,并且能够调节存在于该冷却对象侧管中并流向该入口侧管的该制冷剂的量,且
其中该开关控制件基于该检测件的一检测结果来控制该第三开关阀的一开度。
9.如权利要求8所述的冷却系统,还包括:
一第四开关阀,其设置在相对于该第一冷却对象侧管中的该第一热交换件的该上游部分,并且能够调节存在于该第一冷却对象侧管中的该制冷剂的量并流向该第一热交换件;及
一第五开关阀,其设置在相对于该第二冷却对象侧管中的该第二热交换件的一下游部分,并且能够调节通过该第二热交换件进行热交换并流到该入口侧管的该制冷剂的量,
其中,该开关控制件基于根据该预定方法获取的该冷却对象的该温度来控制该第四开关阀和该第五开关阀的一开度。
10.如权利要求7至9中任一项所述的冷却系统,还包括:
一制冷剂热交换件,其在相对于该第一冷却对象侧管中的该第一热交换件的该上游部分的该制冷剂与相对于该第二冷却对象侧管中的该第二热交换件的该下游部分的该制冷剂之间进行热交换。
11.如权利要求7至10中任一项所述的冷却系统,还包括:
一压缩控制件,其基于该检测件的检测结果和根据该预定方法获取的该冷却对象的该温度来控制该压缩件。
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