JP2009063195A

JP2009063195A - 温度調節方法及びその装置

Info

Publication number: JP2009063195A
Application number: JP2007230095A
Authority: JP
Inventors: Kenji Izumi; 憲司泉
Original assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Nihon Spindle Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2007-09-05
Filing date: 2007-09-05
Publication date: 2009-03-26

Abstract

【課題】複数の温度調節対象の気体又は液体に対して、精密温度調節を行う場合でも、設備を全体が大型化することなく省エネルギで温度調節を行うことができる温度調節方法を提供すること。
【解決手段】複数の温度調節対象Ａ〜Ｅの気体又は液体に対して圧縮機２から送出する循環冷媒によって温度調節を行う温度調節方法において、圧縮機２から送出する冷媒を凝縮器３で冷却する２次冷媒と凝縮器３に送らない１次冷媒とに分岐させ、前記２次冷媒を、温度調節対象Ａ〜Ｅの気体又は液体と熱交換を行う複数の蒸発器４ａ〜４ｅに分配して送出するとともに、前記１次冷媒を調節温度に合わせて前記各蒸発器４ａ〜４ｅに送出し、各温度調節対象Ａ〜Ｅの気体又は液体の温度を調節する。
【選択図】図１

Description

本発明は、温度調節方法及びその装置に関し、特に、複数の温度調節対象の気体又は液体の精密温度調節を行う温度調節方法に関するものである。

一般に、温度調節が必要な気体又は液体の温度調節の方法としては、汎用の冷凍機を用いる方法が採用されている。
この冷凍機を用いる方法では、圧縮機から送出する循環冷媒を凝縮器において冷却水と熱交換を行うことで温度を低下させ、蒸発器において温度調節対象の気体又は液体と熱交換を行うようにしている（例えば、特許文献１参照）。

そして、温度調節対象の気体又は液体が複数ある場合、特に、温度調節対象となる液体が精密加工機械の作動油やクーラント液等である場合、図２に示すように、各温度調節対象の気体又は液体毎に冷凍サイクル１０ａ〜１０ｅを設け、各冷凍サイクル１０ａ〜１０ｅ内において、圧縮機２ａ〜２ｅから送出する循環冷媒によって温度調節を行うようにしている。
この場合、各冷凍サイクル１０ａ〜１０ｅ内に圧縮機２ａ〜２ｅ及び凝縮器３ａ〜３ｅを備え、各凝縮器３ａ〜３ｅに対して冷却水タンクＴａ〜Ｔｅ等の冷却水供給機構を配設し、凝縮器３ａ〜３ｅによって冷却された冷媒を膨張弁５ａ〜５ｅによって更に冷却し、各温度調節対象Ａ〜Ｅの気体又は液体と蒸発器４ａ〜４ｅで熱交換を行い、ヒータＨａ〜Ｈｅによって所定温度に調整するもので、各温度調節対象Ａ〜Ｅの温度を計測し、計測値に応じて制御機構１１によりヒータＨａ〜Ｈｅの加温を制御して、各温度調節対象Ａ〜Ｅの温度調節を行うようにしている。

特許第３６４４３６０号公報

ところで、この温度調節方法では、図２に示すように、各温度調節対象Ａ〜Ｅの気体又は液体毎に冷凍サイクル１０ａ〜１０ｅを設けることから、各冷凍サイクル１０ａ〜１０ｅ毎に圧縮機２と凝縮器３とが必要になるとともに、各凝縮器３に対して、冷却水供給機構としての冷却水タンクＴａ〜Ｔｅを設け、冷却水配管を接続する必要があり機器全体が大型となり、イニシャルコストが嵩むという問題があった。
また、冷凍サイクルで調節された気体又は液体を精密に温度調節するために、蒸発器４による熱交換では過冷却状態とし、その後、気体又は液体をヒータＨａ〜Ｈｅによる加温によって調節するようにしており、圧縮機２及びヒータＨａ〜Ｈｅのトータル電気容量が非常に大きなものとなり、ランニングコストが嵩むという問題もあった。

本発明は、上記従来の温度調節方法の有する問題点に鑑み、複数の温度調節対象の気体又は液体に対して、精密温度調節を行う場合でも、設備を全体が大型化することなく省エネルギで温度調節を行うことができる温度調節方法及びその装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の温度調節方法は、複数の温度調節対象の気体又は液体に対して圧縮機から送出する循環冷媒によって温度調節を行う温度調節方法において、圧縮機から送出する冷媒を凝縮器で冷却する２次冷媒と凝縮器に送らない１次冷媒とに分岐させ、前記２次冷媒を、温度調節対象の気体又は液体と熱交換を行う複数の蒸発器に分配して送出するとともに、前記１次冷媒を調節温度に合わせて前記各蒸発器に送出し、各温度調節対象の気体又は液体の温度を調節するようにしたことを特徴とする。

また、同じ目的を達成するため本第２発明は、上記温度調節方法を実施する装置に係わり、複数の温度調節対象の気体又は液体と熱交換を行う複数の蒸発器と、１台の圧縮機及び凝縮器と、圧縮機から送出される冷媒の回路が、凝縮器によって冷却された後に分岐して各蒸発器に冷媒を送出する冷却回路と、凝縮器の手前で分岐して各蒸発器に冷媒を送出する冷媒レヒート回路とからなることを特徴とする。

本発明の温度調節方法及び装置によれば、圧縮機から送出する冷媒を凝縮器で冷却する２次冷媒と凝縮器に送らない１次冷媒とに分岐させ、前記２次冷媒を、温度調節対象の気体又は液体と熱交換を行う複数の蒸発器に分配して送出するとともに、前記１次冷媒を調節温度に合わせて前記各蒸発器に送出し、各温度調節対象の気体又は液体の温度を調節するようにしたから、複数の温度調節対象の気体又は液体に対して、１台の冷凍サイクルで温度調節を行うことができ、圧縮機及び凝縮器の設置が１台で済み設備全体の省スペース化を図ることができる。
また、各温度調節対象の気体又は液体に合わせて冷媒レヒート回路から１次冷媒を２次冷媒に合流させることにより、蒸発器での熱交換の際に過冷却を防止し、各ヒータ容量を小型化することができるから、設備のランニングコストを低廉化することができる温度調節方法及びその装置を提供することができる。

以下、本発明の温度調節方法及びその装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。なお、従来装置と同様の構造については同一の符号、一連の符号を付し説明を省略する。

図１に、本発明の温度調節方法及びその装置の１実施例を示す。

この温度調節方法及びその装置は、圧縮機２から送出する循環冷媒によって温度調節を行うもので、温度調節装置１（冷凍サイクル）内に、１台の圧縮機２及び凝縮器３を備え、凝縮器３に対して１台の冷却水タンクＴ等の冷却水供給機構を配設し、凝縮器３によって冷却された冷媒を膨張弁５ａ〜５ｅによって更に冷却し、温度調節対象の気体又は液体と蒸発器４ａ〜４ｅで熱交換を行い、ヒータＨａ〜Ｈｅによって所定温度に調整するもので、本発明の温度調節方法では、圧縮機２から送出する冷媒を凝縮器３で冷却する２次冷媒と凝縮器３に送らない１次冷媒とに分岐させ、前記２次冷媒を、各温度調節対象Ａ〜Ｅの気体又は液体と熱交換を行う各蒸発器４ａ〜４ｅに分配して送出するとともに、前記１次冷媒を調節温度に合わせて前記各蒸発器４ａ〜４ｅに送出し、各温度調節対象Ａ〜Ｅの気体又は液体の温度を調節するようにしている。

以下、室内Ａに設置された精密加工機の作動油、静圧油、クーラント液等の各種液体Ｂ〜Ｅ及び室内Ａの温度調節方法について説明する。

冷媒回路７によって循環する冷媒は、圧縮機２から送出されるとき、概ね８０〜９０℃であり、係る冷媒を凝縮器３によって冷却水タンクＴから送られる冷却水と熱交換を行い３０〜４０℃程度まで冷却する。
この場合、冷却水タンクＴとしては、例えば、冷却塔を用いることができる。

そして、冷却した２次冷媒を各温度調節対象Ａ〜Ｅの気体又は液体と熱交換を行う回路に分配する。
この際、各蒸発器４ａ〜４ｅの手前で膨張弁５ａ〜５ｅによって２次冷媒を概ね０℃まで冷却し、各蒸発器４ａ〜４ｅで各温度調節対象Ａ〜Ｅの気体又は液体を熱交換により冷却する。
これにより、各温度調節対象Ａ〜Ｅの気体又は液体は過冷却状態となり、各温度調節対象Ａ〜Ｅへ返還する前に各ヒータＨａ〜Ｈｅによって所定温度に加温され各温度調節対象Ａ〜Ｅに返還される。

このとき、膨張弁５ａ〜５ｅによって冷却された２次冷媒をそのままの温度で各蒸発器４ａ〜４ｅに送出すると過冷却された各温度調節対象Ａ〜Ｅへ送出する気体又は液体を加温する各ヒータＨａ〜Ｈｅでの加温量が大きくなり、各ヒータＨａ〜Ｈｅの容量が増大するため、本発明の温度調節方法では、圧縮機２から送出された冷媒を冷媒レヒート回路８に分岐し、１次冷媒として各蒸発器４ａ〜４ｅの手前で２次冷媒と合流させるようにしている。

各蒸発器４ａ〜４ｅに対する１次冷媒の送出量は、各温度調節対象Ａ〜Ｅの温度を計測し、計測値に応じた送出量となるように制御機構９によって、各制御弁６ａ〜６ｅの開度を調整するようにしている。
また、制御機構９は、各ヒータＨａ〜Ｈｅによる各温度調節対象Ａ〜Ｅの気体又は液体の調整温度の制御も行うようにしている。

これによって、各蒸発器４ａ〜４ｅに送られる冷媒の温度は、約０℃の２次冷媒と流量を制御機構９によって制御された８０〜９０℃程度の１次冷媒とが合流した温度となり、各温度調節対象Ａ〜Ｅに応じた最適の熱交換を各蒸発器４ａ〜４ｅによって行うことができ、各ヒータＨａ〜Ｈｅによる加温量を最小限に抑えることができる。

以上、本発明の温度調節方法及びその装置について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、蒸発器によって熱交換された冷媒を加熱するヒータを並列して配列することによって、１つの蒸発器で複数の温度調節対象の温度調節を行うようにする等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。

本発明の温度調節方法及びその装置は、複数の温度調節対象の気体又は液体の温度調節を行う際に、設備全体の設置スペースを小さくして、かつ、省エネルギで高精度な温度調節をすることができるという特性を有していることから、複数の温度調節対象の気体又は液体の精密な温度調節の用途に好適に用いることができる。

本発明の温度調節方法を用いたシステム図である。従来の温度調節方法を用いたシステム図である。

符号の説明

１温度調節装置
２圧縮機
３凝縮器
４蒸発器
７冷媒回路
８冷媒レヒート回路
Ａ〜Ｅ温度調節対象

Claims

複数の温度調節対象の気体又は液体に対して圧縮機から送出する循環冷媒によって温度調節を行う温度調節方法において、圧縮機から送出する冷媒を凝縮器で冷却する２次冷媒と凝縮器に送らない１次冷媒とに分岐させ、前記２次冷媒を、温度調節対象の気体又は液体と熱交換を行う複数の蒸発器に分配して送出するとともに、前記１次冷媒を調節温度に合わせて前記各蒸発器に送出し、各温度調節対象の気体又は液体の温度を調節するようにしたことを特徴とする温度調節方法。
複数の温度調節対象の気体又は液体と熱交換を行う複数の蒸発器と、１台の圧縮機及び凝縮器と、圧縮機から送出される冷媒の回路が、凝縮器によって冷却された後に分岐して各蒸発器に冷媒を送出する冷却回路と、凝縮器の手前で分岐して各蒸発器に冷媒を送出する冷媒レヒート回路とからなることを特徴とする温度調節装置。