JP2010007955A - Temperature controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は温度調整装置に関する。 The present invention relates to a temperature control device.
通常、半導体装置の製造工程等の精密加工分野では、その殆どが温度及び湿度が制御されたクリーンルーム内に設置されている。
しかし、近年、精密加工分野でも、従来よりも更に加工精度の高い精密加工等が要求される工程が出現しつつある。
かかる高い精密加工等が要求される工程では、通常、クリーンルームの温度変化よりも更に小さな温度変化の環境であることが要求される。このため、高い精密加工等が要求される工程は、精密な温度管理がなされている空間ユニット内に設けられる。
Usually, in the precision processing field such as the manufacturing process of semiconductor devices, most of them are installed in a clean room in which temperature and humidity are controlled.
However, in recent years, in the precision processing field, processes requiring precision processing with higher processing accuracy than before have been emerging.
In a process that requires such high precision processing, it is usually required that the temperature change environment is smaller than that of a clean room. For this reason, a process requiring high precision processing or the like is provided in a space unit in which precise temperature management is performed.
このような空間ユニットの温度調整に用いられる温度調整装置としては、図10に示すような温度調整装置が開示されている(例えば、特許文献1参照)。
図10に示す温度調整装置には、圧縮機100、三方弁102、凝縮器104、膨張弁106、冷却器108及び加熱器110が設けられており、冷却器108を具備する冷却流路と加熱器110を具備する加熱流路とが設けられている。
かかる冷却器108と加熱器110とによって、ファン112から吹き出す温度調整対象の空気流の温度が調整される。
As a temperature adjustment device used for temperature adjustment of such a space unit, a temperature adjustment device as shown in FIG. 10 is disclosed (for example, refer to Patent Document 1).
The temperature control apparatus shown in FIG. 10 includes a
The cooler 108 and the
この図10に示す温度調整装置では、圧縮機100で圧縮された高温の熱媒体を三方弁102によって、冷却流路と加熱流路とに分配する。冷却流路側に分配された高温の熱媒体は、凝縮器104で冷却される。この冷却された熱媒体は、膨張弁106によって断熱的に膨張されて冷却され、冷却器108に供給される。冷却器108では、ファン112から吹き出す温度調整対象の空気流を冷却しつつ吸熱して昇温された熱媒体は圧縮機100に供給される。
In the temperature adjusting device shown in FIG. 10, the high-temperature heat medium compressed by the
一方、加熱流路側に分配された高温の熱媒体は加熱器110に供給され、冷却器108で冷却された温度調整対象の空気流を加熱して所望の温度に調整する。この様に、加熱器110において、温度調整対象の空気流を加熱しつつ放熱して降温された熱媒体は、膨張弁106及び冷却器108を通過して圧縮機100に供給される。
On the other hand, the high-temperature heat medium distributed to the heating flow path side is supplied to the
図10に示す温度調整装置において、圧縮機100で圧縮された高温の熱媒体の全量が膨張弁106を通過して断熱的に膨張されて冷却され、冷却器108に供給されるため、ファン112から吹き出す温度調整対象の空気流を冷却する冷却エネルギー量は一定である。
一方、三方弁102によって加熱流路側に分配する高温の熱媒体の流量を調整することによって、冷却器108で冷却された温度調整対象の空気流に対する加熱器110での加熱量を調整できる。
In the temperature adjusting device shown in FIG. 10, the entire amount of the high-temperature heat medium compressed by the
On the other hand, by adjusting the flow rate of the high-temperature heat medium distributed to the heating flow path side by the three-
したがって、冷却器108及び加熱器110を通過する温度調整対象の空気流の温度を調整でき、空間ユニット内の温度管理を狭い温度範囲で行うことは可能である。
しかし、図10に示す温度調整装置では、圧縮機100で圧縮された高温の熱媒体の全量が膨張弁106を通過して断熱的に膨張されて冷却され、冷却器108に供給されるため、ファン112から吹き出す温度調整対象の空気流に対する温度調整は、専ら加熱器110に供給する圧縮機100で圧縮された高温の熱媒体の再加熱によって行われる。
Therefore, it is possible to adjust the temperature of the air flow to be temperature adjusted that passes through the cooler 108 and the
However, in the temperature control apparatus shown in FIG. 10, the entire amount of the high-temperature heat medium compressed by the
このように、図10に示す温度調整装置で採用された温度制御方式では、加熱に使用した熱媒体も冷却流路に流すため、加熱できる熱量は圧縮機の動力による熱量のみとなり、冷却器108及び加熱器110に対する負荷変動への対応が困難である。
このため、冷却器108及び加熱器110を通過する温度調整対象の空気流の設定温度を大幅に高くする場合、温度調整対象の空気流の温度が設定温度に到達しなかったり、設定温度に到達するまでに著しく時間がかかることがある。
As described above, in the temperature control method employed in the temperature adjustment apparatus shown in FIG. 10, the heat medium used for heating also flows through the cooling flow path, so the amount of heat that can be heated is only the amount of heat generated by the power of the compressor, and the cooler 108 And it is difficult to cope with load fluctuations on the
For this reason, when the set temperature of the air flow subject to temperature adjustment passing through the cooler 108 and the
発明者等は、加熱流路において加熱器を通過した熱媒体を、膨張弁で断熱膨張させた後に、蒸発器に流入させて蒸発させる構成について想到した。かかる場合、蒸発器に流入した熱媒体は、外部熱媒体から吸熱し、その後圧縮機に入力される。 The inventors have conceived a configuration in which the heat medium that has passed through the heater in the heating channel is adiabatically expanded by an expansion valve, and then flows into the evaporator to be evaporated. In such a case, the heat medium flowing into the evaporator absorbs heat from the external heat medium and is then input to the compressor.
このように、加熱流路に蒸発器を設けた場合、熱媒体は水や空気等の外部熱媒体と熱交換して温度を上昇させるが、蒸発器を室外に設置して外気と熱媒体とが熱交換をする構成も考えられる。
かかる場合にあっては、外気温度が低下したとき、蒸発器には霜が付着してしまうという課題がある。蒸発器に霜が付着してしまうと、熱交換効率が悪くなって精密な温度調整ができなくなってしまう。
Thus, when an evaporator is provided in the heating flow path, the heat medium exchanges heat with an external heat medium such as water or air to raise the temperature. A configuration is also conceivable in which heat exchange is performed.
In such a case, there is a problem that frost adheres to the evaporator when the outside air temperature decreases. If frost adheres to the evaporator, the heat exchange efficiency deteriorates and precise temperature adjustment cannot be performed.
霜取り(デフロスト)を行う場合、霜が付着した蒸発器へ、温調された空気を当ててデフロストを行ったり、また蒸発器にヒータを設けて強制的にデフロストを行うことが考えられる。
しかし、このような方法でデフロストを行いつつ圧縮機を運転させて温度調整を継続すると、温度制御が大きく乱れてしまうという課題がある。
また温度調整装置を一旦停止させて、作業者が手で霜を落とす方法や、あるいは霜の自然解凍を待つ方法も考えられる。しかし、装置を一旦停止させてしまうと、デフロスト後に運転を開始して再度安定した所定温度にまで調整するまでに時間がかかってしまうという課題がある。
When performing defrosting (defrosting), it is conceivable to perform defrosting by applying temperature-controlled air to the evaporator to which frost has adhered, or forcibly performing defrosting by providing a heater in the evaporator.
However, there is a problem in that temperature control is greatly disturbed when the compressor is operated while defrosting in this way and temperature adjustment is continued.
Further, a method in which the temperature adjusting device is temporarily stopped and a worker removes frost by hand, or a method of waiting for natural frost to be thawed is also conceivable. However, once the apparatus is stopped, there is a problem that it takes time to start operation after defrosting and adjust the temperature again to a stable predetermined temperature.
そこで、本発明は、上記課題を解決すべくなされ、その目的とするところは、蒸発器に付着したデフロストを、運転停止をせずに実行可能とし、精密な温度調整を図ることができる温度調整装置を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and the object of the present invention is to adjust the temperature so that defrosting attached to the evaporator can be executed without stopping the operation and precise temperature adjustment can be achieved. To provide an apparatus.
本発明にかかる温度調整装置によれば、圧縮機で圧縮されて送り出される熱媒体が分配器によって分配され、加熱器(凝縮器)、膨張弁、外部熱源である外部熱媒体から吸熱する蒸発器、圧縮機の順に循環される加熱回路と、前記分配器によって加熱回路側に分配された熱媒体の残余部が分配され、外部熱源である外部熱媒体へ熱を放出する凝縮器、膨張弁、冷却器(蒸発器)、圧縮機の順に循環される冷却回路とを具備し、前記加熱器及び前記冷却器を通過する流体を所定温度に調整する温度調整装置において、前記加熱回路の蒸発器を前記冷却回路の凝縮器として機能させ、前記冷却回路の凝縮器を前記加熱回路の蒸発器として機能させるように、互いの機能を切り換える切換手段が設けられていることを特徴としている。
この構成を採用することによって、霜が付着してしまった場合、蒸発器として使用していた熱交換器を冷却回路の凝縮器として用い、凝縮器として使用していた熱交換器を加熱回路の蒸発器として用いる。このため、運転を停止しなくても霜が付いた蒸発器には比較的高温の冷却回路の熱媒体が流入し、デフロストを実行できる。また、いままで凝縮器として使用されて比較的高温となっている熱交換器が蒸発器として用いられるので、霜の付着を防止できる。
また、加熱回路において加熱器を通過した熱媒体を、膨張弁で断熱膨張させた後に、蒸発器に流入させて蒸発させる構成とし、蒸発器に流入した熱媒体は、外部熱媒体から吸熱し、その後圧縮機に入力されるため、電気ヒータなどを用いることなく高い加熱能力を得ることができる。したがって、デフロスト時における霜の除去を効率よく省電力で行うことができる。
According to the temperature adjusting device of the present invention, the heat medium compressed and sent out by the compressor is distributed by the distributor, and the evaporator absorbs heat from the heater (condenser), the expansion valve, and the external heat medium as the external heat source. A heating circuit that is circulated in the order of the compressor, and a condenser that discharges heat to an external heat medium that is an external heat source, an expansion valve that distributes the remaining heat medium distributed to the heating circuit side by the distributor, A temperature adjusting device that adjusts a fluid passing through the heater and the cooler to a predetermined temperature, and includes an evaporator of the heating circuit. Switching means is provided for switching the functions of the cooling circuit so that it functions as a condenser of the cooling circuit and the condenser of the cooling circuit functions as an evaporator of the heating circuit.
By adopting this configuration, when frost has adhered, the heat exchanger used as the evaporator is used as the condenser of the cooling circuit, and the heat exchanger used as the condenser is used as the heating circuit. Used as an evaporator. For this reason, even if the operation is not stopped, the heat medium of the relatively high-temperature cooling circuit flows into the evaporator with frost, and defrosting can be executed. In addition, since the heat exchanger that has been used as a condenser and has a relatively high temperature is used as an evaporator, it is possible to prevent frost from adhering.
In addition, after the heat medium that has passed through the heater in the heating circuit is adiabatically expanded by the expansion valve, the heat medium flows into the evaporator and evaporates, and the heat medium that flows into the evaporator absorbs heat from the external heat medium, Since it is then input to the compressor, a high heating capacity can be obtained without using an electric heater or the like. Therefore, frost removal at the time of defrosting can be efficiently performed with power saving.
また、前記切換手段は、前記加熱回路の蒸発器の上流側または下流側のいずれか一方で分岐し、前記冷却回路の凝縮器の上流側または下流側のいずれか一方に連結された第1の分岐路と、前記冷却回路の凝縮器の上流側または下流側のいずれか他方で分岐し、前記加熱回路の蒸発器の上流側または下流側のいずれか他方側と連結された第2の分岐路とによって、前記加熱回路の蒸発器へ流れる熱媒体を前記冷却回路の凝縮器に流入させて冷却回路の凝縮器を加熱回路の蒸発器として機能させ、前記冷却回路の凝縮器の上流側または下流側のいずれか一方で分岐し、前記加熱回路の蒸発器の上流側または下流側のいずれか一方に連結された第3の分岐路と、前記加熱回路の凝縮器の上流側または下流側のいずれか他方で分岐し、前記冷却回路の凝縮器の上流側または下流側のいずれか他方側と連結された第4の分岐路とによって、前記冷却回路の凝縮器へ流れる熱媒体を前記加熱回路の蒸発器に流入させて加熱回路の蒸発器を冷却回路の凝縮器として機能させることを特徴としている。 In addition, the switching means branches first on either the upstream side or the downstream side of the evaporator of the heating circuit, and is connected to either the upstream side or the downstream side of the condenser of the cooling circuit. A second branch path branched from either the upstream side or the downstream side of the condenser of the cooling circuit and connected to either the upstream side or the downstream side of the evaporator of the heating circuit; To cause the heat medium flowing to the evaporator of the heating circuit to flow into the condenser of the cooling circuit so that the condenser of the cooling circuit functions as an evaporator of the heating circuit, and upstream or downstream of the condenser of the cooling circuit. A third branch path branched to one of the upstream side and connected to either the upstream side or the downstream side of the evaporator of the heating circuit, and either the upstream side or the downstream side of the condenser of the heating circuit Branch off at the other end of the cooling circuit. The heating medium flowing to the condenser of the cooling circuit is caused to flow into the evaporator of the heating circuit by evaporating the heating circuit by the fourth branch path connected to either the upstream side or the downstream side of the condenser. It functions as a condenser of the cooling circuit.
さらに、前記加熱回路の蒸発器の下流側に温度センサが設けられ、該温度センサが検出した温度が所定温度以下となった場合には、前記加熱回路の蒸発器と前記冷却回路の凝縮器とを切り換えるように制御する制御手段が、前記切換手段に設けられていることを特徴としてもよい。 Further, a temperature sensor is provided downstream of the evaporator of the heating circuit, and when the temperature detected by the temperature sensor is equal to or lower than a predetermined temperature, the evaporator of the heating circuit and the condenser of the cooling circuit are The switching means may be provided with control means for controlling so as to switch.
また、前記圧縮機の上流側には熱媒体の圧力を検出する圧力センサが設けられ、前記制御手段は、前記圧力センサが検出した圧力が所定圧力以下となった場合には、前記加熱回路の蒸発器と前記冷却回路の凝縮器とを切り換えるように制御することを特徴としてもよい。 Further, a pressure sensor for detecting the pressure of the heat medium is provided on the upstream side of the compressor, and when the pressure detected by the pressure sensor falls below a predetermined pressure, the control means Control may be made so that the evaporator and the condenser of the cooling circuit are switched.
なお、前記加熱回路の蒸発器および前記冷却回路の凝縮器は室外に設置され、前記外部熱源は、外気であることを特徴としてもよい。 The evaporator of the heating circuit and the condenser of the cooling circuit may be installed outside the room, and the external heat source may be outside air.
また、前記加熱器及び前記冷却器の間に、水を噴霧する加湿器を設け、該加湿器の噴霧量を制御することによって、前記加熱器及び前記冷却器を通過する流体を所定湿度に調整する湿度制御手段を設けたことを特徴としてもよい。 In addition, a humidifier for spraying water is provided between the heater and the cooler, and the fluid passing through the heater and the cooler is adjusted to a predetermined humidity by controlling the spray amount of the humidifier. It is also possible to provide a humidity control means.
本発明の温度調整装置では、蒸発器に付着した霜のデフロストを、運転を停止せずに実行することができる。 In the temperature adjusting device of the present invention, defrosting of frost adhering to the evaporator can be executed without stopping the operation.
本発明に係る温度調整装置の一例を説明する概略図を図1に示す。
図1に示す温度調整装置52には、温度及び湿度が調整されたクリーンルーム内に設置された空間ユニット10内に、ファン12によって吸込んだ気体としての空気の温度及び湿度を調整する加熱器14および冷却器16が設けられている。なお、空間ユニット10内に吸引される空気流の入口側に加熱器14が、その下流に冷却器16が配設されている。
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example of the temperature adjusting device according to the present invention.
The
加熱回路は、圧縮機18から送り出される熱媒体の一部が分配器20により分配され、加熱器(凝縮器)14、膨張弁34、蒸発器(吸熱器)32、圧縮機18の順に熱媒体が循環されるように構成される。
加熱回路の蒸発器32は、室外(屋外も含む)に設置され、ファン33が設けられている。蒸発器32は、ファン33によって外気と熱媒体とが熱交換するように設けられており、外気から熱媒体が熱を吸収している。
In the heating circuit, a part of the heat medium sent out from the
The
冷却回路は、加熱回路と圧縮機18が共通に用いられており、圧縮機18から送り出される熱媒体の加熱回路へ分配された分の残余部が分配器20により分配され、凝縮器26、膨張弁28、冷却器(蒸発器)16、圧縮機18の順に循環されるように構成される。
冷却回路の凝縮器26も、室外(屋外も含む)に設置され、ファン27が設けられている。凝縮器26は、ファン27によって外気と熱媒体とが熱交換するように設けられており、外気へ熱媒体が熱を放出している。
In the cooling circuit, the heating circuit and the
The
加熱回路および冷却回路を流通する熱媒体としては、例えばプロパン、イソブタンやシクロペンタン等の炭化水素、フロン類、アンモニア、炭酸ガスがある。 Examples of the heat medium that flows through the heating circuit and the cooling circuit include hydrocarbons such as propane, isobutane, and cyclopentane, chlorofluorocarbons, ammonia, and carbon dioxide.
また、本実施形態における分配器20は比例三方弁が採用されている。
熱媒体は、分配器としての比例三方弁20によって、加熱器14が設けられた加熱回路側と冷却器16が設けられた冷却回路側とに分配される。
この比例三方弁20では、加熱回路側に分配する高温の熱媒体と冷却回路側に分配する高温の熱媒体との合計量が圧縮機18から吐出された高温の熱媒体量と等しくなるように分配する。
Further, the
The heat medium is distributed to the heating circuit side provided with the
In this proportional three-
また、加熱回路の蒸発器32と冷却回路の凝縮器26とは切り換えて使用可能に設けられている。
具体的には、加熱回路の膨張弁34と蒸発器32の上流側との間と、冷却回路の膨張弁28と凝縮器26の下流側との間とを接続する第1の分岐管54を設ける。そして、冷却回路の凝縮器26の上流側と加熱回路の蒸発器32の下流側との間を接続する第2の分岐管56を設ける。
また、冷却回路の膨張弁28と凝縮器26の下流側との間と、加熱回路の蒸発器32の下流側とを接続する第3の分岐管60を設ける。そして、加熱回路の膨張弁34と蒸発器32の上流側との間と冷却回路の凝縮器26の上流側との間とを接続する第4の分岐管62を設ける。
Further, the
Specifically, the
Further, a
加熱回路の第1の分岐管54と第4の分岐管62の間には、第1の制御弁58が設けられている。加熱回路の第3の分岐管60と第2の分岐管56の間には、第2の制御弁59が設けられている。
また、冷却回路の第1の分岐管54と第3の分岐管60の間には、第3の制御弁64が設けられている。冷却回路の第2の分岐管56と第4の分岐管62の間には、第4の制御弁65が設けられている。
A first control valve 58 is provided between the
A
さらに、各分岐管にも、分岐管を開閉する制御弁が設けられている。第1の分岐管54には第5の制御弁66が設けられており、第2の分岐管56には第6の制御弁67が設けられており、第3の分岐管60には第7の制御弁68が設けられており、第4の分岐管62には第8の制御弁69が設けられている。
Further, each branch pipe is provided with a control valve for opening and closing the branch pipe. The
上述した第1〜第8の制御弁の開閉を制御することで、加熱回路の蒸発器32と冷却回路の凝縮器26との切り換えが可能となる。本実施形態では、上述した第1〜第8の制御弁および第1〜第4の分岐管が特許請求の範囲でいう切換手段に該当する。
すなわち、加熱回路側では第1の制御弁58と第2の制御弁59を開とし、また冷却回路側では第3の制御弁64と第4の制御弁65を開とし、さらに、第5の制御弁66、第6の制御弁67、第7の制御弁68および第8の制御弁69を閉とすることで、加熱回路の熱媒体は蒸発器32へ流れ、冷却回路の熱媒体は凝縮器26に流れる。
By controlling the opening and closing of the first to eighth control valves described above, switching between the
That is, the first control valve 58 and the
デフロスト時には、加熱回路側では第1の制御弁58と第2の制御弁59を閉とし、また冷却回路側では第3の制御弁64と第4の制御弁65を閉とし、さらに、第5の制御弁66、第6の制御弁67、第7の制御弁68および第8の制御弁69を開とすることで、加熱回路の熱媒体は第1の分岐管54と第2の分岐管56を介して凝縮器26へ流れ、冷却回路の熱媒体は第4の分岐管62と第3の分岐管60を介して蒸発器32へ流れる。
At the time of defrosting, the first control valve 58 and the
比例三方弁20は、温度制御部22によって制御されている。この温度制御部22では、空間ユニット10の空気吹出口に設けられた温度センサ24によって測定された測定温度と設定された設定温度(操作者が図示しない入力スイッチを操作することによって温度制御部22に入力された温度)とを比較し、測定温度が設定温度と一致するように、加熱回路側と冷却回路側とに分配する高温の熱媒体の分配比率を実質的に連続して変更し、空間ユニット10内に吸込まれた空気を所定温度に調整する。
この「実質的に連続して変更」とは、比例三方弁20をステップ制御で駆動するとき、微視的には比例三方弁20がステップ的に駆動されているものの、全体的には連続して駆動されている場合を含む意味である。
The proportional three-
This “substantially continuously changing” means that when the proportional three-
温度制御部22に設定する設定温度は、上述したように任意に設定できるようにしてもよいし、予め温度制御部22内の記憶手段に記憶させておいてもよい。更に、図1に示す温度センサ24は、空気流の吹出口側に設置されているが、ファン12の吸入側に設置してもよく、吹出口側及び吸入側の両方に設けてもよい。
The set temperature set in the
以下、加熱回路の加熱サイクルと冷却回路の冷却サイクルについて説明する。
比例三方弁20によって加熱回路側に分配された高温の熱媒体は、加熱器14に直接供給され、空間ユニット10内に吸引されて冷却器16で冷却された空気流を加熱して所定温度に調整する。その際に、高温の熱媒体は放熱して冷却されて凝縮液を含む熱媒体となる。
Hereinafter, the heating cycle of the heating circuit and the cooling cycle of the cooling circuit will be described.
The high-temperature heat medium distributed to the heating circuit side by the proportional three-
一方、冷却回路側に分配された高温の熱媒体は、凝縮器26によって冷却されてから膨張弁28によって断熱的に膨張して更に冷却(例えば、10℃に冷却)される。冷却された熱媒体は、冷却器16に供給され、空間ユニット10内に吸込まれた空気流を冷却する。
On the other hand, the high-temperature heat medium distributed to the cooling circuit side is cooled by the
このような冷却回路の凝縮器26は、室外機として室外に配置され、ファン27によって外部熱媒体としての外気が供給されている。かかる外気は、凝縮器26内で70℃程度の熱媒体から放熱され30℃程度に加熱される。
The
加熱回路の蒸発器32は、室外機として室外に配置され、ファン33によって外部熱媒体としての外気が供給されている。かかる外気は、蒸発器32で10℃程度の熱媒体へ熱を供給する。このように、蒸発器32では、熱媒体が外気から吸熱できる。なお、外気温度が0℃〜マイナスである場合、蒸発器32に霜が付着してしまう。
The
吸熱器32で外気から吸熱して昇温された熱媒体は、アキュームレータ36を経由して圧縮機18に供給される。このアキュームレータ36には、冷却器16に供給されて空間ユニット10内に吸込まれた空気流から吸熱した熱媒体も供給される。かかるアキュームレータ36は、液体成分を貯めてガス成分のみを圧縮機18に再供給できるタイプのアキュームレータであるため、確実に熱媒体のガス成分のみを圧縮機18に供給できる。
The heat medium heated by absorbing heat from the outside air by the
このアキュームレータ36としては、蓄圧器用タイプのアキュームレータを用いることができる。
尚、アキュームレータ36を設置しなくても、吸熱器32で空気流から吸熱して昇温された熱媒体と、冷却器16に供給されて空間ユニット10内に吸込まれた気体から吸熱した熱媒体とを合流して、圧縮機18に再供給できればよい。
As this
Even if the
なお、蒸発器32の下流側の配管には、蒸発器32から吐出された熱媒体の温度を測定する温度センサ70が設けられている。この温度センサ70で測定された温度は、上述した温度制御部22へ入力される。
そして、温度制御部22では、入力された温度に基づいて、各制御弁の開閉制御を行い、デフロストを実行することができる。
Note that a
And the
例えば、温度センサで検出された温度が、マイナスであった場合には、温度制御部22は、加熱回路側では第1の制御弁58と第2の制御弁59を閉とし、冷却回路側では第3の制御弁64と第4の制御弁65を閉とし、且つ第5の制御弁66、第6の制御弁67、第7の制御弁68および第8の制御弁69を開とすることで、蒸発器32と凝縮器26との機能を切り換え、霜が付いた蒸発器32を冷却回路の凝縮器として用い、凝縮器26を加熱回路の蒸発器32として用いる。このようにすることで、運転を停止することなく、デフロストを容易に実行できる。
For example, when the temperature detected by the temperature sensor is negative, the
なお、温度センサの設置位置は、上述したような蒸発器32の下流側配管に設けることには限定されず、単に外気温を測定するように設けられていてもよい(図示せず)。
外気温を測定する温度センサは、測定した外気温を温度制御部22へ入力させ、温度制御部22は、外気温が所定の温度以下になったときに蒸発器32と凝縮器26との切り換えを実行する。
In addition, the installation position of a temperature sensor is not limited to providing in the downstream piping of the
The temperature sensor that measures the outside air temperature inputs the measured outside air temperature to the
また、圧縮機18の上流側に、圧縮機18に流入される熱媒体の圧力を測定する圧力センサ84を設け、圧力センサ84で測定した圧力値が温度制御部22に入力されるように構成してもよい。温度制御部22では、測定された圧力値が予め設定された閾値以下の場合には、蒸発器32と凝縮器26とを切り換えるように上述した各制御弁を制御し、デフロストを実行する。
すなわち、蒸発器32から吐出された熱媒体が所定の圧力以下である場合とは、熱媒体が蒸発器32で蒸発することができず液体のままの状態であることが考えられる。これは、蒸発器32に霜が付着して熱交換機能がはたらかなかったためである。そこで、圧縮機18の上流側(つまり蒸発器32の下流側)における熱媒体の圧力を測定することで、デフロストを実行するタイミングを計ることができる。
Further, a
That is, the case where the heat medium discharged from the
なお、デフロストの実行のための蒸発器32と凝縮器26との切り換えは、上述したような温度センサの温度検出に基づく切り換え、または圧力センサによる圧力検出に基づく切り換えのいずれを採用してもよい。
さらに、温度センサの温度検出に基づく切り換え、および圧力センサによる圧力検出に基づく切り換えの双方を併用してもよい。
Note that the switching between the evaporator 32 and the
Furthermore, both switching based on temperature detection of the temperature sensor and switching based on pressure detection by the pressure sensor may be used in combination.
上述してきたように、温度調整装置52では、比例三方弁20によって加熱回路側に分配する高温の熱媒体と冷却回路側に分配する高温の熱媒体との分配比率を、空間ユニット10内の温度に応じて実質的に連続して変更できる。
このため、温度調整装置52では、加熱回路及び冷却回路に高温の熱媒体が常時供給されており、加熱回路の加熱器14と冷却回路の冷却器16とを通過する温湿度調整対象の空気流の微小な負荷変動は、加熱回路と冷却回路とに分配する高温の熱媒体の分配比率を比例三方弁20によって直ちに微小調整することによって迅速に対応でき、応答性を向上できる。
As described above, in the
For this reason, in the
このような冷却回路の凝縮器26には、外気がファン27によって供給されている。かかる外気は、凝縮器26内で70℃程度の熱媒体によって30℃程度に加熱されて吐出される。凝縮器26から吐出される外気は、ヒートポンプの吸熱手段としての蒸発器(吸熱器)32に加熱源として供給されてもよい。
Outside air is supplied to the
ところで、加熱器14で放熱した熱媒体は、膨張弁34によって断熱的に膨張して冷却されているが、膨張弁34での断熱膨張による冷却では、熱媒体と外部との間での熱のやり取りはない。このため、断熱的に冷却された熱媒体は、外部から凝縮器26を経由して吸熱器32に供給された外部熱媒体としての外気から吸熱できる。
By the way, the heat medium radiated by the
従って、圧縮機18から吐出される高温の熱媒体には、圧縮機18による圧縮動力エネルギーに、ヒートポンプとしての吸熱器32によって外部から供給された外気より吸熱したエネルギーを加えることができる。
Therefore, energy absorbed from the outside air supplied from the outside by the
この様に、図1に示す温度調整装置では、その加熱回路の加熱能力をヒートポンプの設置によって向上でき、且つ比例三方弁20によって加熱回路側に分配する高温の熱媒体と冷却回路側に分配する高温の熱媒体との分配比率を、空間ユニット10内の温度に応じて実質的に連続して変更できる。
As described above, in the temperature adjusting device shown in FIG. 1, the heating capacity of the heating circuit can be improved by installing a heat pump, and the proportional three-
(第2の実施形態)
次に、上述した第1の実施形態に湿度調整機能を加えた実施形態について、図2に基づいて説明する。なお、上述した実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
本実施形態では、加熱器14と冷却器16との間に、水を噴霧する噴霧ノズル80を設け、噴霧ノズル80の噴霧量を制御することで湿度調整を行う湿度制御部82とを具備している。
(Second Embodiment)
Next, an embodiment in which a humidity adjustment function is added to the above-described first embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as embodiment mentioned above, and description may be abbreviate | omitted.
In the present embodiment, a
湿度制御部82では、空間ユニット10の空気吹出口に設けられた湿度センサ29によって測定された測定湿度と設定された設定湿度(操作者が図示しない入力スイッチを操作することによって湿度制御部82に入力された湿度)とを比較し、測定湿度が設定湿度と一致するように水量制御弁23を調整し、噴霧ノズル80へ供給する水分量を調整することによって、空間ユニット10内に吸込まれた空気を所定湿度に調整する。
In the humidity controller 82, the measured humidity measured by the
噴霧ノズル80には、水タンク120に貯留されている純水がポンプ122および水供給配管124に設けられた上記水量制御弁23を経由して供給される。噴霧ノズル80は圧縮空気によって水を霧状にして噴霧する2流体ノズルで形成され、この圧縮空気は配管128を経由して噴霧ノズル80に供給される。
水タンク120には、通常水を純水器130に供給して得た純水が貯留されている。この水タンク120の純水の貯留量は、純水供給配管132に設けられた制御弁134によって一定に保持されている。
Pure water stored in the
The
上記噴霧ノズル80、水量制御弁23等によって加湿器が構成される。
なお、加湿器の噴霧ノズル80は、2流体ノズルでなく、超音波によって水を噴霧するノズル(超音波加湿器)であってもよく、あるいは場合によっては工場排熱等による水蒸気そのものを噴出するノズル(蒸気加湿器)であってもよい。
The
Note that the
なお、湿度制御部82に設定する設定湿度は、上述したように任意に設定できるようにしてもよいし、予め湿度制御部82の記憶手段に記憶させておいてもよい。更に、湿度センサ29は、空気流の吹出口側に設置されているが、ファン12の吸入側に設置してもよく、吹出口側及び吸入側の両方に設けてもよい。
Note that the set humidity set in the humidity control unit 82 may be arbitrarily set as described above, or may be stored in advance in the storage unit of the humidity control unit 82. Furthermore, although the
なお、本実施形態の凝縮器26と、蒸発器32とは、デフロストのために切り換え可能に配管されている。デフロストの実行のための蒸発器32と凝縮器26との切り換えは、上述した第1の実施形態のように、温度センサの温度検出に基づく切り換え、または圧力センサによる圧力検出に基づく切り換えのいずれを採用してもよい。さらに、温度センサの温度検出に基づく切り換え、および圧力センサによる圧力検出に基づく切り換えの双方を併用してもよい。
In addition, the
(第3の実施形態)
また、温度調整装置52に用いた分配手段としての比例三方弁20に代えて、図3に示す様に、2個の二方弁としての二方弁38a,38bを用いることができる。2個の二方弁38a,38bの各々は、温度制御部22によって制御されている。かかる温度制御部22によって、二方弁38a,38bの各々の開度を調整し、圧縮機18で圧縮・加熱された気体状の高温の熱媒体を加熱回路と冷却回路とに分配する分配比率を実質的に連続して調整し、加熱器14と冷却器16とを通過する空気流を所定温度に制御する。
その際に、加熱器14側に分配する高温の熱媒体量と冷却器16側に分配する高温の熱媒体量との合計量が、圧縮機18から吐出された高温の熱媒体量と等しくなるように、二方弁38a,38bの開度を調整して連続的に比例分配される。
(Third embodiment)
Further, in place of the proportional three-
At that time, the total amount of the high-temperature heat medium distributed to the
図4に示す様に、二方弁38a,38bの各々におけるバルブ開度と流量との関係は直線状でない。このため、温度制御部22では、図4に示す二方弁38a,38bの各々についての流量特性データを保持し、温度制御部22からは、二方弁38a,38bの各流量特性に基づいて各二方弁38a,38bへの開度信号を発信する。
As shown in FIG. 4, the relationship between the valve opening and the flow rate in each of the two-way valves 38a and 38b is not linear. Therefore, the
(第4の実施形態)
上述してきた温度調整装置における加熱器14と冷却器16とによる温度調整対象としての空気流の温度調整では、例えば、温度調整対象の空気流に対して冷却側にある場合、空気温度が安定する運転状態では、図5(a)に示す様に、冷却器16で冷却した空気流を加熱器14で加熱している。このような運転状態では、空気流を冷却するに要するエネルギーAに比較して、加熱器14で加熱するエネルギーが大きくなる場合がある。この場合、図5(b)に示す様に、冷却器14と加熱器16との重複するエネルギーを可及的に少なくできれば、省エネルギーを図ることができる。
(Fourth embodiment)
In the temperature adjustment of the air flow as the temperature adjustment target by the
一方、温度調整対象の空気流に対して加熱側にある場合、空気流の温度が安定する運転状態では、図6(a)に示す様に、加熱器14で加熱した空気を冷却器16で冷却している。図6(a)に示す運転状態では、空気流を加熱するに要するエネルギーBに比較して、冷却器16で冷却するエネルギーが大きくなる場合がある。この場合、図6(b)に示す様に、冷却器16と加熱器14との重複するエネルギーを少なくできれば、省エネルギーを図ることができる。
但し、互いに打ち消し合う熱量分をゼロとすべく、加熱器14と冷却器16とに高温の熱媒体の供給をON−OFF制御すると、温度調整装置52の運転が不安定となり、空気流を所定温度で安定するまで時間が掛かる。このため、温度調整装置52を安定運転できる程度には、加熱器14に加えられる加熱量と冷却器16に加えられる冷却量のうち、互いに打ち消し合う熱量分を最小限存在させることが必要である。
尚、この必要最小限の互いに打ち消し合う熱量分は、温度調整装置によって多少異なるため、実験的に求めておくことが好ましい。
On the other hand, when it is on the heating side with respect to the air flow to be adjusted, in the operation state where the temperature of the air flow is stable, the air heated by the
However, if the supply of the high-temperature heat medium to the
The minimum necessary amount of heat that cancels each other is somewhat different depending on the temperature adjusting device, and is preferably obtained experimentally.
この様に、冷却器16と加熱器14との重複するエネルギーを少なくできるように、図7に示す温度調整装置では、加熱器14に加えられる加熱量と冷却器16に加えられる冷却量のうち、互いに打ち消し合う熱量分を可及的に少なくするように、圧縮機18の回転数をインバータ19を介して第2制御部22bによって制御している。
尚、図7に示す温度調整装置を構成する構成部材のうち、図1に示す温度調整装置の構成部材と同一部材は、図1の符号と同一番号を付して、詳細な説明を省略する。
As described above, in the temperature adjustment device shown in FIG. 7, the heating amount applied to the
Of the constituent members constituting the temperature adjusting device shown in FIG. 7, the same members as those of the temperature adjusting device shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals as those in FIG. .
第2制御部22bは、比例三方弁20を制御する第1制御部22aと協働して、加熱器14に加えられる加熱量と冷却器16に加えられる冷却量のうち、互いに打ち消し合う熱量分を可及的に少なくしつつ、空気流の精密温度制御を行う。
第1制御部22aによる比例三方弁20の制御と第2制御部22bによる圧縮機18の回転数の制御とを図8のフローチャートに示す。
The second control unit 22b cooperates with the first control unit 22a that controls the proportional three-
The control of the proportional three-
図7に示す温度調整装置を試運転したところ、空気流に対して冷却側で運転する場合は、加熱器14に加えられる加熱量として、比例三方弁20による加熱器14側への高温の第1熱媒体の分配率を5〜15%(比例三方弁20による冷却器16側への高温の第1熱媒体の分配率を95〜85%)とすることが安定運転上から好ましいことが判明した。
他方、空気流に対して加熱側で運転する場合は、加熱器14側に加えられる加熱量として、比例三方弁20による加熱器14側への高温の第1熱媒体の分配率を95〜85%(比例三方弁20による冷却器16側への高温の第1熱媒体の分配率を5〜15%)とすることが安定運転上から好ましいことが判明した。
When the temperature adjusting device shown in FIG. 7 was trial run, when operating on the cooling side with respect to the air flow, as the amount of heating applied to the
On the other hand, when operating on the heating side with respect to the air flow, the distribution ratio of the high-temperature first heat medium to the
このため、図8のフローチャートに示す制御では、加熱器14側に加えられる加熱量、具体的には比例三方弁20による加熱器14側への高温の第1熱媒体の分配率を、空気流に対して冷却側で運転する場合は、5〜15%となるように圧縮機18の回転数を制御し、空気流に対して加熱側で運転する場合は、95〜85%の分配率となるように圧縮機18の回転数を制御することにした。
For this reason, in the control shown in the flowchart of FIG. 8, the amount of heating applied to the
図8に示すフローチャートでは、ステップS10で圧縮機18を起動した後、ステップS12で空気流を所定温度とするように、空間ユニット10内に設けられた温度センサ24によって測定された温度信号に基づいて、比例三方弁20による加熱器14側と冷却器16側とに分配する高温の熱媒体の分配比率を連続的に変更し、空間ユニット10内に吸込まれた空気流を所定温度に調整する。
In the flowchart shown in FIG. 8, after starting the
かかる空気流が所定温度に到達して安定しているかをステップS14で判断し、空気流の温度が安定していない場合は、ステップS12に戻り、比例三方弁20による加熱器14側と冷却器16側とに分配する高温熱媒体の分配比率を連続的に変更する。かかるステップS12及びステップS14は第1制御部22aで行う。
In step S14, it is determined whether the air flow reaches a predetermined temperature and is stable. If the temperature of the air flow is not stable, the process returns to step S12 and the
一方、空間ユニット10内の空気流が所定温度に到達して安定している場合は、ステップS16〜S22で加熱器14側に分配される高温の熱媒体の分配比率が所定の範囲内であるか否か判断する。このステップS16〜S22は第2制御部22bで行う。
尚、図8に示す高温の第1熱媒体の平均分配率とは、加熱器14側に分配される高温の熱媒体の分配比率にはばらつきがあるため、所定時間内の熱媒体の分配率の平均をとった値であって、以下、単に熱媒体の平均分配率と称することがある。
On the other hand, when the air flow in the
The average distribution rate of the high temperature first heat medium shown in FIG. 8 is not uniform because the distribution ratio of the high temperature heat medium distributed to the
先ず、ステップS16とステップS18とでは、空気流に対して冷却側にあると仮定したとき、加熱器14側への熱媒体の平均分配率が5〜15%内にあるか否か判断する。
ここで、加熱器14側への熱媒体の平均分配率が5〜15%内にある場合は、空気流に対して冷却側にあり、且つ温度調整装置の運転が安定する範囲内であるため、ステップS16を通過しステップS18からステップS16に戻る。
First, in step S16 and step S18, when it is assumed that the air flow is on the cooling side, it is determined whether the average distribution ratio of the heat medium to the
Here, when the average distribution ratio of the heat medium to the
一方、加熱器14側への熱媒体の平均分配率が5%未満である場合には、加熱器14側への熱媒体の平均分配率が低過ぎるため、温度調整装置の運転が不安定となり易い。このため、加熱器14側への熱媒体の平均分配率を増加すべく、ステップS16からステップS24に移行し、圧縮機18の回転数を増加する。ステップS24では、第2制御部22bからインバータ18に向けて、インバータ18に設定されている圧縮機18の回転数を最小変化量で増加する増加信号を発信する。圧縮機18の回転数を最小変化量で増加することによって、温度調整装置を安定して運転できるからである。
On the other hand, when the average distribution ratio of the heat medium to the
尚、圧縮機18の回転数を変化させる最小変化量は、温度調整装置によって異なるため、実験的に求めておくことが好ましいが、圧縮機18の回転数が2000〜5000rpmのとき、最小変化量を3〜10%の範囲とすることが好ましい。
また、加熱器14側への熱媒体の平均分配率が15%を越えている場合には、ステップS16とステップS18とを通過して、空気流が冷却側にないと判断し、ステップS20とステップS22とに移行する。ステップS20とステップS22とでは、空気流が加熱側にあると仮定したとき、加熱器14側への熱媒体の平均分配率が95〜85%内にあるか否か判断する。
ここで、加熱器14側への熱媒体の平均分配率が85〜95%内にある場合は、空気流が加熱側にあり、且つ温度調整装置の運転が安定する範囲内であるため、ステップS20を通過しステップS22からステップS16に戻る。
Since the minimum change amount for changing the rotation speed of the
Further, when the average distribution ratio of the heat medium to the
Here, when the average distribution ratio of the heat medium to the
一方、加熱器14側への熱媒体の平均分配率が95%を超えている場合には、加熱器14側への熱媒体の平均分配率が高過ぎ、温度調整装置の運転が不安定となり易い。このため、加熱器14側への熱媒体の平均分配率を減少すべく、ステップS20からステップS24に移行し、圧縮機18の回転数を増加する。ステップS24では、第2制御部22bからインバータ18に向けて、インバータ18に設定されている圧縮機18の回転数を最小変化量で増加する増加信号を発信する。
On the other hand, when the average distribution ratio of the heat medium to the
また、加熱器14側への熱媒体の平均分配率が85%未満の場合には、ステップS22において、空気流は加熱側でもなく且つ冷却側でもない状態、すなわち加熱器14に加えられる加熱量と冷却器44に加えられる冷却量のうち、互いに打ち消し合う熱量が多い状態と判断される。このため、ステップS26に移行し、圧縮機18の回転数を低下する。ステップS26では、第2制御部22bからインバータ18に向けて、インバータ18に設定されている圧縮機18の回転数を最小変化量で低下する低下信号を発信する。圧縮機18の回転数を最小変化量で低下し、空気流を加熱側又は冷却側に移行させるためである。
When the average distribution ratio of the heat medium to the
次いで、ステップS24又はステップS26を通過してステップS28に移行し、圧縮機18が運転中か否か判断して、圧縮機18が運転中であれば、ステップS14に戻る。ステップS14では、ステップS24又はステップS26において、圧縮機18の回転数を最小変化量で増加又は低下した状態で、空間ユニット10内の空気流が所定温度に到達して安定しているかを判断する。空間ユニット10内の空気流が所定温度に到達して安定している場合には、ステップS16〜S26によって、再度、加熱器14側への熱媒体の平均分配率が所定範囲内に在るか否か判断する。
Next, the process proceeds to step S28 after passing through step S24 or step S26, and it is determined whether or not the
一方、ステップS14において、空間ユニット10内の空気流の温度が安定していないと判断した場合は、ステップS12に戻り、比例三方弁20による加熱器14側と冷却器16側とに分配する熱媒体の分配比率を連続的に変更する。空間ユニット10内の空気流が所定温度に到達して安定してからステップS16〜S26に移行する。
尚、ステップS28において、圧縮機18が運転状態にない場合には、第1制御部22a及び第2制御部22bによる制御は停止する。
以上、説明してきた図8に示すフローチャートでは、第1制御部22aでは、加熱器14側への熱媒体の平均分配率に注目して制御しているが、冷却器16側への熱媒体の平均分配率に注目して制御してもよい。
On the other hand, if it is determined in step S14 that the temperature of the air flow in the
In step S28, when the
As described above, in the flowchart shown in FIG. 8 described above, the first control unit 22a performs control while paying attention to the average distribution ratio of the heat medium to the
なお、本実施形態の凝縮器26と、蒸発器32とは、デフロストのために切り換え可能に配管されている。デフロストの実行のための蒸発器32と凝縮器26との切り換えは、上述した第1の実施形態のように、温度センサの温度検出に基づく切り換え、または圧力センサによる圧力検出に基づく切り換えのいずれを採用してもよい。さらに、温度センサの温度検出に基づく切り換え、および圧力センサによる圧力検出に基づく切り換えの双方を併用してもよい。
In addition, the
(第5の実施形態)
上述してきた温度調整装置では、温度調整対象が空気流であったが、工作機械等に用いられる冷却液を温度調整対象とする温度調整装置にも適用できる。かかる温度調整対象としての冷却液の温度調整装置の一例を図9に示す。なお、上述した実施形態の構成要素と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する場合もある。
(Fifth embodiment)
In the temperature adjusting apparatus described above, the temperature adjustment target is an air flow, but the present invention can also be applied to a temperature adjustment apparatus that uses a coolant used in a machine tool or the like as a temperature adjustment target. An example of a temperature adjustment device for the coolant as the temperature adjustment target is shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the component same as the component of embodiment mentioned above, and description may be abbreviate | omitted.
図9に示す冷却液の温度調整装置では、インバータ19によって所定回転数で回転するように制御されている圧縮機18で圧縮された高温の熱媒体は分配手段としての比例三方弁20によって加熱回路と冷却回路とに分配される。
かかる比例三方弁20は、加熱回路側に分配する高温の熱媒体量と冷却回路側に分配する高温の熱媒体量との合計量が圧縮機から吐出された高温の熱媒体量と等しくなるように、圧縮機18で圧縮された高温の熱媒体を比例分配する。この比例三方弁20は、温度制御部22で制御されており、後述する様に、温度調整装置52の出口の冷却液の温度を測定する温度センサ42からの信号に基づいて、加熱回路と冷却回路とに分配する高温の熱媒体の分配率を連続的に変更して、冷却液を所定温度に調整する。
In the temperature control apparatus for the coolant shown in FIG. 9, the high-temperature heat medium compressed by the
The proportional three-
圧縮機18から吐出された高温の熱媒体の一部が分配された冷却回路には、分配された高温の熱媒体を冷却する冷却手段として、高温の熱媒体を凝縮する凝縮器26と、凝縮器26によって凝縮された熱媒体を断熱的に膨張して更に冷却する膨張手段としての膨張弁28と、この冷却された熱媒体が供給される冷却器44とが設けられている。この冷却器44には、貯留槽46に貯留されているUSERから戻った温度調整対象の冷却液がポンプ47によって供給されて冷却される。冷却器44で吸熱して昇温された熱媒体は、アキュームレータ36に戻り圧縮機18に供給される。
In the cooling circuit in which a part of the high-temperature heat medium discharged from the
また、加熱回路には、高温の熱媒体が供給される加熱手段としての加熱器48が設けられている。この加熱器48には、冷却器44で冷却された温度調整対象の冷却液が供給され、供給された高温の熱媒体によって所定温度に調整されてUSERに送液される。
かかる加熱回路には、ヒートポンプ手段の蒸発器(吸熱器)32が設けられている。この吸熱器32には、加熱器48で放熱して凝縮した熱媒体を膨張手段としての膨張弁34で断熱的に膨張して更に冷却して供給される。外気から吸熱した熱媒体はアキュームレータ36に戻り圧縮機18に供給される。
The heating circuit is provided with a heater 48 as a heating means to which a high-temperature heat medium is supplied. The heater 48 is supplied with the temperature adjustment target cooling liquid cooled by the cooler 44, adjusted to a predetermined temperature by the supplied high-temperature heat medium, and sent to the USER.
Such a heating circuit is provided with an evaporator (heat absorber) 32 of heat pump means. The
なお、本実施形態の凝縮器26と、蒸発器32とは、デフロストのために切り換え可能に配管されている。デフロストの実行のための蒸発器32と凝縮器26との切り換えは、上述した第1の実施形態のように、温度センサの温度検出に基づく切り換え、または圧力センサによる圧力検出に基づく切り換えのいずれを採用してもよい。さらに、温度センサの温度検出に基づく切り換え、および圧力センサによる圧力検出に基づく切り換えの双方を併用してもよい。
In addition, the
図9に示す冷却液の温度調整装置でも、比例三方弁20に代えて、図3に示す様に、2個の二方弁としてのゲートバルブ38a,38bを用いることができる。
In the coolant temperature adjusting device shown in FIG. 9, two gate valves 38a and 38b as two two-way valves can be used instead of the proportional three-
以上、説明した図9に示す温度調整装置にも、冷却器44と加熱器46との重複するエネルギーを少なくできるように、図7に示す温度調整装置と同様に、第2制御部22bを設けて圧縮機18を制御するインバータ19を介して圧縮機18の回転数を制御するようにしてもよい。この場合も、第1制御部22aと協働して図8に示すフローチャートに従って加熱器48に加えられる加熱量と冷却器44に加えられた冷却量のうち、互いに打ち消し合う熱量分を可及的に少なくしつつ、温度調整対象の冷却液の精密温度制御を行う。
As described above, the temperature control device shown in FIG. 9 is also provided with the second control unit 22b in the same manner as the temperature control device shown in FIG. 7 so that the overlapping energy between the cooler 44 and the heater 46 can be reduced. The rotational speed of the
また、図1〜図9に示す温度調整装置で用いた加熱器14,48、冷却器14,44、凝縮器26、吸熱器32は、温度差を有する二つの流体が向流又は並流として流れる公知の熱交換器を用いることができる。例えば、二重管、フィン付き管或いはプレート式熱交換器等を好適に用いることができる。
熱効率が要求される吸熱器32としては、複数枚のプレート状のフィンを積層した積層体に複数本の伝熱管を挿通したプレート式熱交換器を好適に用いることができる。
Moreover, the
As the
なお、上述した各実施形態では、蒸発器32と凝縮器26との間に、4本の分岐管と8個の制御弁を用いて圧縮機18の運転を停止させずに蒸発器32へ流入するはずの熱媒体を凝縮器26へ流入させ、凝縮器26へ流入するはずの熱媒体を蒸発器32へ流入させることによって蒸発器32と凝縮器26とを切り換えてデフロストを行った。
しかし、本発明としては、8個の制御弁を用いなくとも、四方弁を用いて圧縮機18の運転を停止させずに蒸発器32へ流入するはずの熱媒体を凝縮器26へ流入させ、凝縮器26へ流入するはずの熱媒体を蒸発器32へ流入させることによって蒸発器32と凝縮器26とを切り換えてもよい(図示せず)。
In each of the above-described embodiments, four branch pipes and eight control valves are used between the evaporator 32 and the
However, according to the present invention, the heat medium that should flow into the
また、上述した8個の制御弁の切り換え制御は、一旦全部(8個)の制御弁を全開状態とし、その後徐々に所望の状態となるように各制御弁を切り換えていくようにしてもよい。
このようにすることで、熱媒体の流れの急激な変化を緩和することができ、よりスムーズな切り換えが可能となる。
In the above-described switching control of the eight control valves, all (eight) control valves may be once fully opened, and then each control valve may be switched gradually to a desired state. .
By doing so, a rapid change in the flow of the heat medium can be mitigated, and smoother switching can be achieved.
また、デフロスト実行時の8個の制御弁の切り換え制御において、8個の制御弁の切り換え時に、一定期間圧縮機の回転数を増加させて、加熱回路の加熱能力がデフロスト実行の影響で低下しないように制御してもよい。 Further, in the switching control of the eight control valves at the time of defrost execution, when the eight control valves are switched, the rotation speed of the compressor is increased for a certain period, and the heating capacity of the heating circuit does not decrease due to the influence of the defrost execution. You may control as follows.
さらに、上述した各実施形態では、蒸発器および凝縮器が外気と熱交換する空冷タイプの温度調整装置においてデフロストする場合について説明してきた。しかし、水冷タイプの温度調整装置においても、寒冷地などで冷却水が凍結するおそれがある場合が考えられる。このような状況で、その凍結を除去する場合においても、本発明の切換手段によって加熱回路の蒸発器と冷却回路の凝縮器とを切り換えるようにしてもよい。 Furthermore, in each embodiment mentioned above, the case where defrosting was carried out in the air-cooling type temperature control apparatus with which an evaporator and a condenser heat-exchange with external air has been demonstrated. However, even in a water cooling type temperature control device, there is a possibility that the cooling water may freeze in a cold district or the like. In such a situation, even when the freezing is removed, the evaporator of the heating circuit and the condenser of the cooling circuit may be switched by the switching means of the present invention.
10 空間ユニット
12 ファン
14,48 加熱器
16,44 冷却器
18 圧縮機
20 分配器
22 温度制御部
23 水量制御弁
24 温度センサ
26 凝縮器
27 ファン
28 膨張弁
29 湿度センサ
32 吸熱器
32 蒸発器
33 ファン
34 膨張弁
36 アキュームレータ
38a,38b 二方弁
42 温度センサ
46 貯水槽
47 ポンプ
52 温度調整装置
54,56,60,62 分岐管
58,59,64,65,66,67,68,69 制御弁
70 温度センサ
80 噴霧ノズル
82 湿度制御部
84 圧力センサ
120 水タンク
122 ポンプ
124 水供給配管
128 配管
130 純水器
132 純水供給配管
134 制御弁
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記分配器によって加熱回路側に分配された熱媒体の残余部が分配され、外部熱源である外部熱媒体へ熱を放出する凝縮器、膨張弁、冷却器(蒸発器)、圧縮機の順に循環される冷却回路とを具備し、
前記加熱器及び前記冷却器を通過する流体を所定温度に調整する温度調整装置において、
前記加熱回路の蒸発器を前記冷却回路の凝縮器として機能させ、前記冷却回路の凝縮器を前記加熱回路の蒸発器として機能させるように、互いの機能を切り換える切換手段が設けられていることを特徴とする温度調整装置。 A heating medium that is compressed by the compressor and sent out is distributed by a distributor, a heating circuit (condenser), an expansion valve, an evaporator that absorbs heat from an external heat medium that is an external heat source, and a heating circuit that is circulated in the order of the compressor; ,
The remainder of the heat medium distributed to the heating circuit side is distributed by the distributor, and the condenser, the expansion valve, the cooler (evaporator), and the compressor are circulated in this order to release heat to the external heat medium that is an external heat source. A cooling circuit,
In a temperature adjustment device that adjusts the fluid passing through the heater and the cooler to a predetermined temperature,
Switching means for switching between the functions is provided so that the evaporator of the heating circuit functions as a condenser of the cooling circuit, and the condenser of the cooling circuit functions as an evaporator of the heating circuit. A characteristic temperature control device.
前記加熱回路の蒸発器の上流側または下流側のいずれか一方で分岐し、前記冷却回路の凝縮器の上流側または下流側のいずれか一方に連結された第1の分岐路と、前記冷却回路の凝縮器の上流側または下流側のいずれか他方で分岐し、前記加熱回路の蒸発器の上流側または下流側のいずれか他方側と連結された第2の分岐路とによって、前記加熱回路の蒸発器へ流れる熱媒体を前記冷却回路の凝縮器に流入させて冷却回路の凝縮器を加熱回路の蒸発器として機能させ、
前記冷却回路の凝縮器の上流側または下流側のいずれか一方で分岐し、前記加熱回路の蒸発器の上流側または下流側のいずれか一方に連結された第3の分岐路と、前記加熱回路の凝縮器の上流側または下流側のいずれか他方で分岐し、前記冷却回路の凝縮器の上流側または下流側のいずれか他方側と連結された第4の分岐路とによって、前記冷却回路の凝縮器へ流れる熱媒体を前記加熱回路の蒸発器に流入させて加熱回路の蒸発器を冷却回路の凝縮器として機能させることを特徴とする請求項1記載の温度調整装置。 The switching means is
A first branch that branches on either the upstream side or the downstream side of the evaporator of the heating circuit and is connected to either the upstream side or the downstream side of the condenser of the cooling circuit; and the cooling circuit Branching on either the upstream side or the downstream side of the condenser, and a second branch path connected to either the upstream side or the downstream side of the evaporator of the heating circuit. The heat medium flowing to the evaporator is caused to flow into the condenser of the cooling circuit so that the condenser of the cooling circuit functions as an evaporator of the heating circuit,
A third branch branched from either the upstream side or the downstream side of the condenser of the cooling circuit and connected to either the upstream side or the downstream side of the evaporator of the heating circuit; and the heating circuit A fourth branch path that branches from either the upstream side or the downstream side of the condenser of the cooling circuit and is connected to either the upstream side or the downstream side of the condenser of the cooling circuit. 2. The temperature adjusting device according to claim 1, wherein the heat medium flowing to the condenser is caused to flow into the evaporator of the heating circuit so that the evaporator of the heating circuit functions as a condenser of the cooling circuit.
該温度センサが検出した温度が所定温度以下となった場合には、前記加熱回路の蒸発器と前記冷却回路の凝縮器とを切り換えるように制御する制御手段が、前記切換手段に設けられていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の温度調整装置。 A temperature sensor is provided downstream of the evaporator of the heating circuit;
Control means for controlling the switching of the evaporator of the heating circuit and the condenser of the cooling circuit when the temperature detected by the temperature sensor falls below a predetermined temperature is provided in the switching means. The temperature adjusting device according to claim 1 or 2, wherein
前記制御手段は、前記圧力センサが検出した圧力が所定圧力以下となった場合には、前記加熱回路の蒸発器と前記冷却回路の凝縮器とを切り換えるように制御することを特徴とする請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項記載の温度調整装置。 A pressure sensor for detecting the pressure of the heat medium is provided on the upstream side of the compressor,
The control means controls to switch between an evaporator of the heating circuit and a condenser of the cooling circuit when the pressure detected by the pressure sensor becomes a predetermined pressure or less. The temperature control apparatus of any one of Claims 1-3.
前記外部熱源は、外気であることを特徴とする請求項1〜請求項4のうちのいずれか1項記載の温度調整装置。 The evaporator of the heating circuit and the condenser of the cooling circuit are installed outdoors,
The temperature adjusting device according to any one of claims 1 to 4, wherein the external heat source is outside air.
該加湿器の噴霧量を制御することによって、前記加熱器及び前記冷却器を通過する流体を所定湿度に調整する湿度制御手段を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項5のうちのいずれか1項記載の温度調整装置。 A humidifier for spraying water is provided between the heater and the cooler,
The humidity control means for adjusting the fluid passing through the heater and the cooler to a predetermined humidity by controlling the spray amount of the humidifier is provided. The temperature control apparatus of any one of Claims.
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JP2012209404A (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-25 | Toppan Printing Co Ltd | Reflective mask |
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CN112781263A (en) * | 2019-11-08 | 2021-05-11 | Ckd株式会社 | Temperature control system and comprehensive temperature control system |
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- 2008-06-26 JP JP2008167891A patent/JP2010007955A/en active Pending
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