DE10028517A1

DE10028517A1 - Thermostatische Kühlflüssigkeitszirkuliervorrichtung

Info

Publication number: DE10028517A1
Application number: DE10028517A
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka Egara
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1999-07-08
Filing date: 2000-06-08
Publication date: 2001-02-08
Anticipated expiration: 2020-06-09
Also published as: US6386280B1; TW442641B; DE10028517B4; KR20010015175A; GB2351799B; JP3326141B2; GB0014997D0; GB2351799A; KR100340455B1; JP2001021177A

Abstract

Ein Kühlflüssigkeitskreislauf (21) für die zirkulierende Zufuhr einer Kühlflüssigkeit zu einer Last (20) weist einen Temperatursensor (35) auf, der die Temperatur der von einem Wärmetauscher (25) abgegebenen Kühlflüssigkeit misst. Ein Kühlmittelkreislauf (22), in dem die Kühlflüssigkeit, deren Temperatur durch Kühlen der Last (20) angehoben wird, in dem Wärmetauscher (25) durch Wärmetausch mit einem Kühlmittel abgekühlt wird, umfasst ein elektronisches Expansionsventil (52), das die Durchflussrate des dem Wärmetauscher (25) zugeführten Kühlmittels einstellen kann. Ein Steuerabschnitt (23) weist Schaltkreismittel zum Einstellen des Öffnungsgrades des elektronischen Expansionsventils (52) auf, so dass die von dem Temperatursensor (35) gemessene Temperatur der Kühlflüssigkeit eine eingestellte Temperatur ist.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine thermo statische Kühlflüssigkeitszirkuliervorrichtung, die eine thermostatische Kühlflüssigkeit zirkulierend einer Last zuführt.

Stand der Technik

Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer herkömmlichen thermostatischen Kühlflüssigkeitszirkuliervorrichtung mit einem Kühlflüssig keitskreislauf 2 zum zirkulierenden Zuführen einer thermo statischen Kühlflüssigkeit zu einer Last 1, einem Kühlkreis lauf 3 zum Kühlen der oben genannten Kühlflüssigkeit, deren Temperatur durch Kühlen der Last 1 erhöht wurde, und einem Steuerabschnitt 4 zur Steuerung dieser Kreisläufe 2, 3 auf.

Bei dem oben genannten Kühlflüssigkeitskreislauf 2 fließt die Kühlflüssigkeit, deren Temperatur durch Kühlen der Last 1 erhöht wurde, durch eine Rückführrohrleitung 6 in einen Wärmetauscher 7 zurück. Nachdem die Kühlflüssigkeit in diesem Wärmetauscher 7 durch Wärmetausch mit einem Kühlmittel, das durch einen Verdampfer 8 des oben genannten Kühlkreislaufs 3 fließt, unter eine festgelegte Temperatur abgekühlt wurde, fließt die Kühlflüssigkeit in einen Heizbehälter 9, um über eine Heizung 10 auf eine festgelegte Temperatur aufgeheizt zu werden, und läuft dann aus dem Heizbehälter 9 in einen Tank 11 über. Dann wird die Kühlflüssigkeit über ein Zufuhrrohr 13 mit Hilfe einer Pumpe 12 der oben genannten Last 1 zugeführt. Die Temperatur der Kühlflüssigkeit wird über einen Temperatur sensor 14 gemessen, der an einem Auslass des Tankes 11 angeordnet ist. Die oben genannte Heizung 10 wird durch den Steuerabschnitt 4 so gesteuert, dass die hier gemessene Temperatur als die festgelegte Temperatur verwendet wird.

Bei dem Kühlkreislauf 3 wird das durch Wärmetausch mit der Kühlflüssigkeit in dem oben genannten Verdampfer 8 verdampfte Kühlmittel durch einen Kompressor 15 zu einem Hochtemperatur/Hoch druckkühlmittelgas komprimiert. Dieses Kühlmittelgas wird durch einen Kondensator 16 gekühlt, so dass es zu einem flüssigen Kühlmittel mit hohem Druck kondensiert. Dann wird die Temperatur dieses flüssigen Kühlmittels verringert, indem der Druck mit Hilfe eines Konstantdruckexpansionsventiles 17 reduziert wird, um es dem oben genannten Verdampfer 8 zuzuführen. Die Durchflussrate des durch den Kreislauf zirkulierenden Kühlmittels wird durch das Konstantdruck expansionsventil 17 immer konstant gehalten. Daher ist die Kühlkapazität des Kühlkreislaufs 3 immer konstant, unabhängig davon, ob die thermische Last größer oder kleiner ist.

Somit wird bei der herkömmlichen Vorrichtung mit zirkulieren der Kühlflüssigkeit die Kühlflüssigkeit mit erhöhter Tempera tur zunächst durch den Kühlkreislauf unter die eingestellte Temperatur abgekühlt und dann durch die Heizung über die eingestellte Temperatur erwärmt, was die ständige Nutzung der Heizung erfordert und zu einem hohen Stromverbrauch führt. Insbesondere wird dann, wenn die Temperatur der Kühlflüssig keit aufgrund einer geringen Wärmemenge der Last nicht so stark ansteigt, die Kühlflüssigkeit stärker als notwendig auf eine exzessiv niedrige Temperatur abgekühlt. Um sie mit der Heizung auf die eingestellte Temperatur zu erwärmen, ist dann eine sehr große Wärmemenge erforderlich. Außerdem wird in dem Fall, in dem die Temperatur der Kühlflüssigkeit höher ist als die Temperatur der äußeren Umgebung, eine Temperaturerniedri gung durch Wärmedissipation nach außen hinzugefügt, so dass die Temperatur der Kühlflüssigkeit weiter verringert wird. Dies erfordert eine noch größere Wärmeenergie, um die Kühlflüssigkeit anschließend auf die eingestellte Temperatur zu erwärmen. Als Folge hieraus muss die Heizung notwendiger weise größer ausgelegt werden, die damit in zusammenhängende Ausrüstung wird größer und der maximale Betriebsstrom und der Stromverbrauch erhöhen sich, was zu einer Erhöhung der Verbrauchskosten, der Ausrüstungskosten etc. führt.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung mit zirkulierender thermostatischer Kühl flüssigkeit zu schaffen, die eine gute Betriebseffizienz erreicht und ökonomisch arbeitet, wobei eine Kühlflüssigkeit, die eine durch Kühlen einer Last erhöhte Temperatur aufweist, in einem Kühlkreislauf auf einer festgelegten Temperatur gehalten werden kann, indem die Kühleigenschaft des genannten Kühlkreislaufes entsprechend der Temperaturerhöhung der Kühlflüssigkeit einstellbar ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung einer Hilfsheizung zur Erhöhung der Temperatur der Kühlflüssigkeit in dem Fall, in dem die Temperaturerhöhung der Kühlflüssigkeit durch die Last gering ist, oder in dem Fall, in dem die Temperatur der Kühlflüssigkeit aufgrund der Wärmedissipation nach außen unter die eingestellte Temperatur fällt, um dadurch eine Größenreduzierung der Heizung und eine Verringerung der Ausrüstungskosten zum Heizen sowie der Verbrauchskosten zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgaben sieht die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor.

Hierbei weist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zirkulie ren einer Kühlflüssigkeit einen Kühlflüssigkeitskreislauf zur zirkulierenden Zufuhr einer Kühlflüssigkeit zu einer Last, und einen Kühlkreislauf auf, in dem die Kühlflüssigkeit, deren Temperatur durch das Kühlen der Last erhöht wurde, in einem Wärmetauscher durch Wärmetausch mit einem Kühlmittel abgekühlt wird und einen Steuerabschnitt zur Steuerung dieser Kreisläu fe.

Der Kühlkreislauf weist Ventilmittel auf, die in der Lage sind, eine Durchflussrate des von dem Wärmetauscher zugeführ ten Kühlmittels einzustellen. Der Kühlflüssigkeitkreislauf weist einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur der in dem Wärmetauscher gekühlten Kühlflüssigkeit auf. Der Steuer abschnitt weist Kreislaufmittel zur Einstellung eines Öffnungsgrades der oben genannten Ventilmittel ein, so dass die von dem Temperatursensor gemessene Temperatur der Kühlflüssigkeit eine eingestellte Temperatur ist.

Bei der Kühlflüssigkeitszirkuliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Kühlflüssigkeit, deren Temperatur durch Kühlen einer Last mit einer großen Wärmemenge erhöht wurde, durch den Wärmetauscher auf eine eingestellte Temperatur abgekühlt und erneut der Last zugeführt. Wenn die Temperatur der von dem Temperatursensor gemessenen Kühl flüssigkeit höher ist als die eingestellte Temperatur, wird hierbei der Öffnungsgrad der oben genannten Ventilmittel erhöht, um die Durchflussrate des in den Wärmetauscher fließenden Kühlmittels zu vergrößern, wodurch die Kühlfähig keit (Kühlkapazität) erhöht wird, um die Temperatur der Kühlflüssigkeit auf die eingestellte Temperatur abzusenken. Andererseits wird, wenn die gemessene Temperatur der Kühl flüssigkeit niedriger ist als die eingestellte Temperatur, der Öffnungsgrad der oben genannten Ventilmittel verringert, um die Durchflussrate des Kühlmittels zu verringern, wodurch die Kühlkapazität abnimmt, um eine exzessive Kühlung der Kühl flüssigkeit zu vermeiden, wobei deren Temperatur dennoch auf der eingestellten Temperatur gehalten wird.

Somit wird die Temperatur der Kühlflüssigkeit durch Einstellen der Kühlkapazität des Kühlkreislaufes entsprechend der Temperatur der Kühlflüssigkeit auf der eingestellten Tempera tur gehalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Kühlflüssigkeitskreislauf einen Tank zur Aufnahme der von dem Wärmetauscher ausgesandten Kühlflüssig keit, eine Heizung zum Heizen und Erhöhen der Temperatur der Kühlflüssigkeit und eine Pumpe für die Zufuhr der Kühlflüssig keit aus dem Tank zu der Last auf, wobei der Temperatursensor an einem Auslass des Wärmetauschers angeordnet ist, so dass er die Temperatur der Kühlflüssigkeit messen kann, bevor diese durch die Heizung aufgeheizt wird, und wobei der Steuer abschnitt dazu dient, die Heizung zu betätigen, wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit, die von dem Temperatursensor gemessen wird, um mehr als einen festgelegten Wert unterhalb die eingestellte Temperatur sinkt.

Dies ermöglicht es, die Kühlflüssigkeit auf der eingestellten Temperatur zu halten, wobei die Heizung nur bedarfsweise (hilfsweise) verwendet wird, auch wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit aufgrund der niedrigen Wärmemenge der Last lediglich in geringem Maße ansteigt, oder wenn die Flüssig keitstemperatur aufgrund von Wärmedissipation nach außen unterhalb die eingestellte Temperatur fällt.

Mit anderen Worten wird dann, wenn der Temperaturanstieg der Kühlflüssigkeit durch die Last gering ist oder wenn durch Wärmedissipation in einer externen Rohrleitung vor und hinter der Last eine Temperaturerniedrigung erfolgt, weil die Temperatur der Kühlflüssigkeit höher ist als die Außen temperatur der Umgebung, die Temperatur der Kühlflüssigkeit durch den Wärmetauscher unterhalb die eingestellte Temperatur gekühlt, auch wenn die Kühlkapazität des Kühlkreislaufes auf ein Minimum beschränkt ist. Der Steuerabschnitt betätigt die Heizung auf der Basis eines Messsignals von dem Temperatursen sor, um die Kühlflüssigkeit auf die eingestellte Temperatur aufzuheizen.

Die Verwendung der Heizung ist somit lediglich auf den Fall beschränkt, in dem die Temperaturerhöhung der Kühlflüssigkeit durch die Last gering ist, oder auf den Fall, in dem die Temperatur der Kühlflüssigkeit durch Wärmedissipation nach außen unterhalb die eingestellte Temperatur fällt. Dieser Abfall wird durch eine bedarfsweise Zuschaltung der Heizung kompensiert. Dies ermöglicht die Verwendung einer kleineren Heizung als bei einer herkömmlichen Vorrichtung, die die Heizung immer verwendet, so dass sowohl die Ausrüstungskosten als auch der maximale elektrische Verbrauchsstrom und damit der Stromverbrauch reduziert werden, um die Verbrauchskosten zu senken.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind bei dem Kühlkreislauf in dem Wärmetauscher ein Verdamp fer, ein Kompressor, der das Kühlmittel, das den Wärmetausch mit dem Kühlwasser unterworfen wird, in dem Verdampfer zu einem Hochtemperatur/Hochdruckkühlgas komprimiert, ein Kondensator, der das Kühlgas von dem Kompressor zu einem flüssigen Hochtemperaturkühlmittel kondensiert, und ein Expansionsventil vorgesehen, das die Temperatur der Kühl flüssigkeit von dem Kondensator verringert, indem sein Druck reduziert wird. Das Expansionsventil ist ein elektronisches Expansionsventil, das in der Lage ist, einen Öffnungsgrad durch ein elektrisches Signal von den oben genannten Schalt kreismitteln zu steuern und als Ventilmittel zur Einstellung der Durchflussrate des Kühlmittels dient.

Außerdem ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, dass der Steuerabschnitt in der Lage ist, die eingestellte Temperatur der Kühlflüssigkeit zu ändern.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei spiels und der Zeichnung näher beschrieben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 einen Aufbauplan einer Kühlflüssigkeitszirkulier vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und

Fig. 2 einen Aufbauplan einer bekannten Kühlflüssigkeits zirkuliervorrichtung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Eine in Fig. 1 gezeigte Kühlflüssigkeitszirkuliervorrichtung umfasst einen Kühlflüssigkeitskreislauf 21 für die zirkulie rende Zufuhr einer Kühlflüssigkeit zu einer Last 20, einen Kühlkreislauf 22, in dem die Kühlflüssigkeit, deren Temperatur durch Kühlen der Last 20 erhöht wurde, durch Wärmetausch mit einem Kühlmittel in einem Wärmetauscher 25 gekühlt wird und einen Steuerabschnitt 23, der die Kreisläufe 21, 22 steuert.

In dem Kühlflüssigkeitskreislauf 21 fließt die Kühlflüssig keit, deren Temperatur durch Kühlen der Last 20 erhöht wurde, durch eine Rückführleitung 26 in den Wärmetauscher 25 zurück. Nachdem die Kühlflüssigkeit in dem Wärmetauscher 25 durch Wärmetausch mit einem Kühlmittel, das durch einen Verdamp fer 28 des Kühlkreislaufes 22 fließt, gekühlt wurde, fließt die Kühlflüssigkeit durch ein Auslassrohr 31 in einen inneren Behälter 30, der in einem Tank 29 angeordnet ist und nach oben offen ist, und läuft dann aus dem inneren Behälter 30 in den Tank 29 über. Dann wird die Kühlflüssigkeit über eine Pumpe 32 zirkulierend durch ein Zufuhrrohr 33 aus dem Tank 29 zu der Last 20 geführt.

Im Inneren des inneren Behälters 30 ist in der Nähe einer Öffnung des Auslassrohres 31, das sich von dem Wärmetau scher 25 erstreckt, ein erster Temperatursensor 35 angeordnet, um die Temperatur der Kühlflüssigkeit unmittelbar nach der Kühlung durch den Wärmetauscher 25 zu messen. In der Nähe des Auslasses des Tanks 29 ist ein zweiter Temperatursensor 36 zum Messen der Temperatur der Kühlflüssigkeit, die von dem Tank 29 der Last 20 zugeführt wird, angeordnet. Die Temperatursen soren 35, 36 sind jeweils mit einem ersten Steuerschaltkreis 38 in dem Steuerabschnitt 23 verbunden. Außerdem ist im Inneren des inneren Behälters 30 eine Heizung 42 zum Heizen der Kühlflüssigkeit angeordnet. Die Heizung 42 ist mit einem zweiten Steuerschaltkreis 39 des Steuerabschnitts 23 verbun den.

Die Figur zeigt einen Niveauschalter 43, der das Flüssigkeits niveau der Kühlflüssigkeit in dem Tank 29 feststellt und ein Feststellsignal an einen dritten Steuerschaltkreis 40 des Steuerabschnitts 23 ausgibt, einen Niveauschalter 44, der das Flüssigkeitsniveau der Kühlflüssigkeit in dem inneren Behälter 30 feststellt, um in gleicher Weise ein Feststell signal an den dritten Steuerschaltkreis 40 auszugeben, einen Druckmesser 45, der den Druck der der Last 20 zugeführten Kühlflüssigkeit feststellt, einen Niederdruck-Abschaltschalter 46, der ein Signal zum Absperren der Kühlflüssigkeit an den dritten Steuerschaltkreis 40 ausgibt, wenn der von dem Druckmesser 45 festgestellte Druck unter einen festgelegten Wert abfällt, und ein Ablassrohr 47 zum Ablassen der Kühl flüssigkeit aus dem Tank 29.

Der Kühlkreislauf 22 ist so aufgebaut, dass das durch Wärmetausch mit der Kühlflüssigkeit in dem Verdampfer 28 verdampfte Kühlmittel durch einen Kompressor 50 zu einem Hochtemperatur/Hochdruckkühlgas komprimiert wird. Dieses Kühlgas wird dann durch einen Kondensator 51 zu einem flüssigen Hochdruckkühlmittel kondensiert. Dann wird die Temperatur des flüssigen Kühlmittels durch Druckreduzierung mit Hilfe eines elektronischen Expansionsventiles 52 redu ziert, um es dem Verdampfer 28 zuzuführen.

Das elektronische Expansionsventil 52 dient der Einstellung der Durchflussrate und der Reduzierung des Druckes des Kühlmittels und ist mit dem ersten Steuerschaltkreis 58 des Steuerabschnitts 23 verbunden. Sein Öffnungsgrad wird durch ein elektrisches Signal von dem ersten Steuerschaltkreis 28 entsprechend der Temperatur der Kühlflüssigkeit, die von dem ersten Temperatursensor 35 gemessen wird, gesteuert. Die Durchflussrate des in den Verdampfer 28 fließenden Kühlmittels wird durch die Steuerung des Öffnungsgrades eingestellt, um die Kühlkapazität des Wärmetauschers 25 zu erhöhen oder zu verringern. Wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit, die von dem ersten Temperatursensor 35 gemessen wird, höher ist als die in dem Steuerabschnitt 23 eingestellte festgelegte Temperatur, erhöht sich der Öffnungsgrad des elektronischen Expansionsventiles 52, um die Durchflussrate des in den Wärmetauscher 25 fließenden Kühlmittels zu vergrößern, wodurch die Kühlkapazität erhöht wird, um die Temperatur der Kühl flüssigkeit abzusenken. Wenn andererseits die gemessene Temperatur der Kühlflüssigkeit niedriger ist als die einge stellte Temperatur, wird der Öffnungsgrad des elektronischen Expansionsventiles 52 verringert, um die Durchflussrate des Kühlmittels zu reduzieren, wodurch die Kühlkapazität er niedrigt wird, um ein übermäßiges Abkühlen der Kühlflüssigkeit zu vermeiden. Deren Temperatur wird auf der eingestellten Temperatur gehalten. Als Folge hiervon wird auch dann, wenn der Temperaturanstieg der Kühlflüssigkeit entsprechend der Wärmemenge der Last 20 variiert, die Kühlkapazität des Kühlkreislaufes 22 entsprechend der Temperatur automatisch angepasst, wodurch die Kühlflüssigkeit abgekühlt wird, um die eingestellte Temperatur zuverlässig aufrecht zu erhalten.

Außerdem umfasst der Kühlkreislauf 22 einen Rückführkreis lauf 55, der einen Teil des durch den Kondensator 51 konden sierten Kühlmittels direkt zu der Einlassseite des Kom pressors 50 zurückführt, ohne es in das elektronische Expansionsventil 52 fließen zu lassen, wenn die Auslass temperatur des Verdampfers 28 höher ist als üblich, und ein temperaturbetätigtes Expansionsventil 56, das die Menge der Kühlmittelzirkulation in dem Rückführkreislauf 55 einstellen kann. Dieses temperaturbetätigte Expansionsventil 56 wird durch einen Temperatursensor 57 gesteuert, der die Temperatur des zu dem Kompressor 50 zurückgeführten Kühlmittels fest stellt und die Kühlmitteltemperatur absenkt, indem ein Öffnungsgrad des Expansionsventiles 56 erhöht wird, um es dem Kühlmittel von dem Kondensator 51 zu gestatten, durch den Rückführkreislauf 55 zu fließen, wenn die Temperatur des in dem Kompressor 50 eingesaugten Kühlmittels hoch wird.

In einer Verbindungsleitung zwischen dem Kompressor 50 und dem Kondensator 51 in dem Kühlkreislauf 22 ist ein Hochdruckkühl mitteldruckmesser 59, der den Druck des Hochtemperatur/Hoch druckkühlmittelgases feststellt, und ein Hochdruckkühl mittelabschaltschalter 60 angeordnet, der ein Absperrsignal an den dritten Steuerschaltkreis 40 ausgibt, wenn der Druck des Kühlmittelgases über einen festgelegten Druck ansteigt. Ein Niederdruckkühlmitteldruckmesser 61, der den Druck des Niederdruckkühlmittelgases feststellt, ist an der Kühl mittelgaseinlass/rückführseite des Kompressors 50 angeordnet. Außerdem ist in dem Kondensator 51 ein Druckwassersteuerven til 62 angeordnet, das die Durchflussrate des zugeführten Kühlwassers reguliert.

Der Steuerabschnitt 23 weist die oben beschriebenen ersten bis dritten Steuerabschnitte 38 bis 40 und einen Betriebsanzeige abschnitt 41 auf. Der Steuerschaltkreis 38 dient der Steuerung eines Öffnungsgrades des elektronischen Expansionsventils 52 auf der Basis des von dem ersten Temperatursensor 35 gemesse nen Temperatursignals. Der erste Steuerschaltkreis 38 hat aber außerdem den Zweck, die Betätigung der Heizung 42 entsprechend der Differenz zwischen der von dem ersten Temperatursensor 35 gemessenen Temperatur und der eingestellten Temperatur zu steuern. Wenn die Wärmemenge der Last 20 klein oder gar null ist, steigt die Temperatur der Kühlflüssigkeit lediglich in geringem Maße. Wenn die Temperatur höher ist als die äußere Umgebungstemperatur, kann die Temperatur der Kühlflüssigkeit durch Wärmedissipation zu der externen Umgebung in manchen Fällen unterhalb die eingestellte Temperatur fallen. In einem solchen Fall wird selbst dann, wenn die Kühlkapazität des Kühlkreislaufes 22 auf ein Minimum beschränkt ist, die Kühlflüssigkeit durch den Wärmetauscher 25 weiter abgekühlt. Daher wird der erste Steuerschaltkreis 38 betätigt, um ein Signal an den zweiten Steuerschaltkreis 39 zu senden, wenn die von dem ersten Temperatursensor 35 gemessene Temperatur um mehr als einen festgelegten Wert unterhalb die eingestellte Temperatur abfällt, und die Heizung 42 zu betätigen, um die Temperaturverringerung durch die Heizung 42 zu kompensieren und dadurch die Temperatur der Kühlflüssigkeit auf die eingestellte Temperatur anzuheben.

Der zweite Steuerschaltkreis 39 weist außerdem eine Vor richtung, wie einen elektromagnetischen Schaltschütz, einen elektromagnetischen Schalter oder ein Festkörperrelais auf und wird bei Empfang eines Signals von dem ersten Steuerschalt kreis 38 und dem dritten Steuerschaltkreis 40 betätigt, um den Kompressor 50, die Pumpe 32 und die Heizung 42 durch die oben genannte Vorrichtung zu steuern.

Der dritte Steuerschaltkreis 40 ist als programmierbare Steuerung (PLC) aufgebaut und gibt auf der Basis der Signale von dem Niveauschalter 43 in dem Tank 29, dem Niveauschalter 44 in dem inneren Behälter 30, dem Niederdruckabsperrschalter 46, dem Hochdruckkühlmittelabsperrschalter 60 und anderen ein Signal an den zweiten Steuerschaltkreis 39 und den Betriebs anzeigeabschnitt 41 ab.

Der Betriebsanzeigeabschnitt 41 ist so ausgestaltet, dass er die Temperatur der Kühlflüssigkeit, die der Last 20 zugeführt werden soll, einstellen kann. Die eingestellte Temperatur und die von dem zweiten Temperatursensor 36 gemessene Temperatur werden auf geeignete Weise angezeigt und zu dem ersten Steuerschaltkreis 38 und dem dritten Steuerschaltkreis 40 ausgegeben. Außerdem kann die eingestellte Temperatur durch Berühren eines Eingabefeldes geändert werden.

Bei der Kühlflüssigkeitszirkuliervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung steigt die Temperatur der Kühlflüssig keit, wenn eine Last 20 mit einer großen Wärmemenge gekühlt wird. Die Kühlflüssigkeit mit der erhöhten Temperatur wird durch Wärmetausch mit dem Kühlmittel in dem Kühlkreislauf in dem Wärmetauscher 25 auf die eingestellte Temperatur abgekühlt und über die Pumpe 32 erneut der Last 20 zugeführt, nachdem sie in dem Tank 29 aufgenommen war.

Die Temperatur der Kühlflüssigkeit wird durch den ersten Temperatursensor 35 an der Einlassseite des Tanks 29 gemessen und durch Steuerung des Öffnungsgrades des elektronischen Expansionsventils 52 entsprechend der Temperatur zur Ein stellung der Kühlkapazität des Kühlkreislaufes auf der eingestellten Temperatur gehalten. Mit anderen Worten, wird wenn die von dem ersten Temperatursensor 35 gemessene Temperatur der Kühlflüssigkeit höher ist als die eingestellte Temperatur, der Öffnungsgrad des elektronischen Expansions ventils 52 durch den ersten Steuerschaltkreis 38 vergrößert, um die Durchflussrate des in den Verdampfer 28 fließenden Kühlmittels zu erhöhen, wodurch die Kühlkapazität zunimmt, um die Temperatur der Kühlflüssigkeit auf die eingestellte Temperatur abzusenken. Andererseits wird, wenn die gemessene Temperatur der Kühlflüssigkeit niedriger ist als die einge stellte Temperatur, der Öffnungsgrad des elektronischen Expansionsventils 52 verringert, um die Durchflussrate des Kühlmittels abzusenken, wodurch die Kühlkapazität abnimmt, um ein übermäßiges Abkühlen der Kühlflüssigkeit zu vermeiden, so dass deren Temperatur auf der eingestellten Temperatur gehalten wird. Somit wird die Kühlflüssigkeit durch Anpassen der Kühlkapazität des Kühlkreislaufes 22 entsprechend der Temperatur der Kühlflüssigkeit auf der eingestellten Tempera tur gehalten.

Wenn die Wärmemenge der Last gering oder gleich null ist, steigt die Temperatur der Kühlflüssigkeit nicht an. Wenn die Kühlflüssigkeitstemperatur höher ist als eine externe Umgebungstemperatur, kann die Temperatur der Kühlflüssigkeit durch Wärmedissipation nach außen in manchen Fällen sogar unterhalb die eingestellte Temperatur abfallen. In einem solchen Fall wird die Kühlflüssigkeit selbst dann, wenn die Kühlkapazität des Kühlkreislaufes 22 auf ein Minimum be schränkt ist, durch den Wärmetauscher 25 gekühlt, so dass die Temperatur unterhalb die eingestellte Temperatur abfällt und es nicht möglich ist, die Kühlflüssigkeit durch bloßes Anpassen der Kühlkapazität des Kühlkreislaufes 22 auf der eingestellten Temperatur zu halten. Wenn die von dem ersten Temperatursensor 35 gemessene Temperatur um mehr als einen festgelegten Wert unterhalb die eingestellte Temperatur fällt, sendet daher der erste Steuerschaltkreis 38 ein Signal an den zweiten Steuerschaltkreis 39, um die Heizung 42 anzuschalten und durch die Heizung die oben genannte Temperaturabsenkung zu kompensieren, um die Temperatur der Kühlflüssigkeit auf die eingestellte Temperatur anzuheben. Die Heizung 42 wird nur bedarfsweise zum Zwecke der Kompensation der Temperaturer niedrung in dem oben beschriebenen Fall eingesetzt, so dass eine kleine Heizung mit geringem Stromverbrauch verwendet werden kann.

Claims

1. Thermostatische Kühlflüssigkeitszirkuliervorrichtung mit nem Kühlflüssigkeitskreislauf (21) für die zirkulierende Zufuhr einer Kühlflüssigkeit zu einer Last (20), einem Kühlkreislauf (22), in dem die Kühlflüssigkeit, deren Temperatur durch Kühlen der Last (20) angehoben wurde, in einem Wärmetauscher (25) durch Wärmetausch mit einem Kühl mittel abgekühlt wird, und einem Steuerabschnitt (23), der die Kreisläufe (21, 22) steuert, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf (22) Ventil mittel (52) aufweist, die in der Lage sind, die Kühlkapazität durch Einstellen einer Durchflussrate des dem Wärmetauscher (25) zugeführten Kühlmittels einzustellen,
dass der Kühlflüssigkeitskreislauf (21) einen Temperatursen sor (35) zum Messen der Temperatur der in dem Wärmetau scher (25) gekühlten Kühlflüssigkeit aufweist und
dass der Steuerabschnitt (23) Schaltkreismittel (38, 39, 40) zum Einstellen eines Öffnungsgrades der Ventilmittel (52) aufweist, so dass die von dem Temperatursensor (35) gemessene Temperatur der Kühlflüssigkeit auf eine eingestellte Tempera tur eingestellt wird.

2. Kühlflüssigkeitszirkuliervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlflüssigkeitskreis lauf (21) einen Tank (29) zur Aufnahme der von dem Wärmetau scher (25) abgegebenen Kühlflüssigkeit, eine Heizung (42) zum Heizen und Anheben der Temperatur der Kühlflüssigkeit und eine Pumpe (32) für die Zufuhr der Kühlflüssigkeit aus dem Tank (29) zu der Last (20) aufweist,
wobei der Temperatursensor (35) an einem Auslass des Wärmetau schers (25) angeordnet ist, so dass er die Temperatur der Kühlflüssigkeit messen kann, bevor diese durch die Hei zung (42) aufgeheizt wird, und
wobei der Steuerabschnitt (23) die Heizung (42) betätigen kann, wenn die Temperatur der Kühlflüssigkeit, die von dem Temperatursensor (35) gemessen wird, um mehr als einen festgelegten Wert unterhalb die eingestellte Temperatur abfällt.

3. Kühlflüssigkeitszirkuliervorrichtung nach Anspruchloder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkreislauf (22) einen Verdampfer (28), der in dem Wärmetauscher (25) angeordnet ist, einen Kompressor (50), der das Kühlmittel, das in dem Verdampfer (28) einem Wärmetausch mit der Kühlflüssigkeit unterworfen wird, zu einem Hochtemperatur/Hochdruckkühlgas komprimiert, einen Kondensator (51), der das Kühlgas von dem Kompressor (50) zu einem flüssigen Hochdruckkühlmittel kondensiert, und ein Expansionsventil (52) aufweist, das eine Temperatur der Kühlflüssigkeit von dem Kondensator (51) durch Druckreduzierung absenkt, und
dass das Expansionsventil ein elektronisches Expansionsventil (52) ist, das durch ein elektrisches Signal von den Schalt kreismitteln (38, 39, 40) einen Öffnungsgrad steuern kann und als Ventilmittel zum Einstellen der Durchflussrate des Kühlmittels dient.

4. Kühlflüssigkeitszirkuliervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerabschnitt (23) die eingestellte Temperatur der Kühl flüssigkeit ändern kann.