JP2010007957A - Temperature controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は温度調整装置に関し、更に詳細には加熱手段と冷却手段とを通過する温度調整対象の流体を所定温度に調整する温度調整装置に関する。 The present invention relates to a temperature adjustment device, and more particularly to a temperature adjustment device that adjusts a temperature adjustment target fluid that passes through a heating means and a cooling means to a predetermined temperature.
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。
この様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、例えば下記特許文献1に図10に示す温度調整装置が記載されている。
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及び膨張弁106及び冷却器108から成る冷却回路と、圧縮機100、三方弁102、加熱器110及び膨張弁106から成る加熱回路とが設けられている。
冷却器108と加熱器110とによって、ファン112により送風される温度調整対象の空気流の温度が調整される。
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.
As a temperature adjusting device used for adjusting the temperature of such a space unit, for example, the temperature adjusting device shown in FIG.
10 includes a cooling circuit including a
The
かかる温度調整装置では、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、冷却回路と加熱回路とに分配する。冷却回路側に分配された高温の熱媒体は、凝縮器104で冷却・凝縮される。この冷却・凝縮された熱媒体は、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により送風される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。
一方、加熱回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、冷却器108で冷却された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 circuit side is supplied to the
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により送風される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によって加熱回路側に分配する高温熱媒体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。
従って、図10に示す温度調整装置は、比較的小型であるため、予め温度調整が成されているクリーンルーム等の比較的狭い場所で、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、精密な温度管理がなされている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により送風される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で圧縮された高温熱媒体の再加熱によって行われる。
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 amount of the high-temperature heat medium distributed to the heating circuit side by the three-
Therefore, since the temperature adjustment apparatus shown in FIG. 10 is relatively small, the temperature adjustment target air passing through the
However, in the temperature control apparatus shown in FIG. 10, the entire amount of the high-temperature heat medium compressed by the
従って、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回路に流すため、加熱できる熱量は圧縮機の動力の熱量のみとなり、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となっている。
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。
この様な、図10に示す温度調整装置の加熱量不足を補うべく、図11に示す様に、補助電気ヒータ114を設けることが考えられるが、エネルギー的に無駄である。
そこで、本発明では、温度調整対象の流体に対する加熱能力が不足し、補助電気ヒータ等の補助加熱手段を設けることを必要とする従来の温度調整装置の課題を解決し、温度調整対象の流体に対する加熱能力を向上できると共に、省エネルギーを図ることができる小型化可能の温度調整装置を提供することにある。
Therefore, in the temperature control method employed in the temperature control apparatus shown in FIG. 10, the heat medium used for heating also flows through the cooling circuit, so the amount of heat that can be heated is only the amount of heat of the compressor power, and the
For this reason, when the set temperature of the air flow subject to temperature adjustment passing through the
In order to compensate for such a shortage of heating amount of the temperature adjusting device shown in FIG. 10, it may be possible to provide the auxiliary electric heater 114 as shown in FIG. 11, but this is wasteful in terms of energy.
Therefore, the present invention solves the problem of the conventional temperature adjusting device that has insufficient heating capability for the temperature adjustment target fluid and needs to be provided with auxiliary heating means such as an auxiliary electric heater, and is suitable for the temperature adjustment target fluid. An object of the present invention is to provide a temperature-adjustable device that can improve the heating capacity and can save energy, and can be miniaturized.
本発明者等は、前記課題を解決すべく、図12に示す温度調整装置を試みた。図12に示す温度調整装置は、圧縮機18で圧縮されて加熱された高温の第1熱媒体の一部が加熱器14に供給される加熱回路と、高温の第1熱媒体の残余部が凝縮器26で冷却されてから第1膨張弁28で断熱的に膨張して更に冷却されて冷却器16に供給される冷却回路とが設けられ、加熱器14と冷却器16とを通過する温度調整対象の空気を所定温度に調整するように、高温の第1熱媒体が加熱回路と冷却回路とに分配され、且つ加熱回路と冷却回路との各々を通過した第1熱媒体がアキュームレータ36で合流して圧縮機18に再供給される温度調整装置である。
かかる温度調整装置には、圧縮機18から吐出された高温の第1熱媒体の一部を加熱回路側に分配すると共に、高温の第1熱媒体の残余部を冷却回路側に分配し、且つ加熱回路と冷却回路とに分配される高温の第1熱媒体の分配比率を変更可能な分配手段としての比例三方弁20と、加熱回路の加熱能力が向上するように、加熱器14で熱を放出して冷却されてから第2膨張弁34で断熱的に膨張されて更に冷却された第1熱媒体が、外部熱原としての第2熱媒体である水から吸熱する吸熱器32を具備するヒートポンプ手段と、比例三方弁20を制御し、加熱回路と冷却回路とに分配される高温の第1熱媒体の分配比率を調整して、加熱器14と冷却器16とを通過する温度調整対象の空気を所定温度に制御する制御部22とが具備されている。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors tried a temperature adjusting device shown in FIG. 12 includes a heating circuit in which a part of the high-temperature first heat medium compressed and heated by the
In such a temperature adjusting device, a part of the high temperature first heat medium discharged from the
図12に示す温度調整装置によれば、加熱回路側に設けたヒートポンプ手段によって、加熱器14の加熱能力を向上でき、図11に示す温度調整装置の如く、補助電気ヒータ114を設けることを要しないため、エネルギー的に極めて有利である。
更に、比例三方弁20によって、加熱回路と冷却回路とに分配する高温の第1熱媒体の分配比率を変更して、加熱器14と冷却器16とを通過する温度調整対象の空気に対する加熱量と冷却量とを容易に調整でき、温度調整対象の空気を精密に温度調整できる。
しかしながら、図12に示す温度調整装置では、吸熱器26と凝縮器26として、別体の熱交換器を用いているため、熱交換器の各々に第1熱媒体の給排配管と水の給排配管との接続を行うことを要し、配管が複雑化して、吸熱器26と凝縮器26として、別体の熱交換器を用いていることと相俟って、装置が大型化することが判明した。
このため、本発明者等は、更に検討を重ね、吸熱器26に用いる吸熱用熱交換配管と凝縮器26に用いる凝縮用熱交換器配管とを同一の容器内に収容した熱交換器を用いることによって、配管を簡易化でき装置の小型化を図れることを知り、本発明に到達した。
According to the temperature adjustment device shown in FIG. 12, the heating capacity of the
Further, the proportional three-
However, in the temperature control apparatus shown in FIG. 12, separate heat exchangers are used as the heat absorber 26 and the
For this reason, the present inventors have further studied and use a heat exchanger in which the heat exchange heat exchange pipe used for the heat absorber 26 and the heat exchanger pipe for condensation used for the
すなわち、本発明は、圧縮機で圧縮されて加熱された高温の第1熱媒体の一部が加熱手段に供給される加熱回路と、前記高温の第1熱媒体の残余部が凝縮器で冷却されてから第1膨張手段で断熱的に膨張して更に冷却されて冷却手段に供給される冷却回路とが設けられ、前記加熱手段と冷却手段とを通過する温度調整対象の流体を所定温度に調整するように、前記高温の第1熱媒体が加熱回路と冷却回路とに分配され、且つ前記加熱回路と冷却回路との各々を通過した第1熱媒体が合流して圧縮機に再供給される温度調整装置であって、前記圧縮機から吐出された高温の第1熱媒体の一部を前記加熱回路側に分配すると共に、前記高温の第1熱媒体の残余部を冷却回路側に分配し、且つ前記加熱回路と冷却回路とに分配される高温の第1熱媒体の分配比率を変更可能な分配手段と、前記加熱回路の加熱能力が向上するように、前記加熱手段で熱を放出して冷却されてから第2膨張手段で断熱的に膨張されて更に冷却された第1熱媒体が、外部熱原としての第2熱媒体から吸熱する吸熱器を具備するヒートポンプ手段と、前記分配手段を制御し、前記加熱回路と冷却回路とに分配される高温の第1熱媒体の分配比率を調整して、前記加熱手段と冷却手段とを通過する温度調整対象の流体を所定温度に制御する制御部とを具備し、前記凝縮器と吸熱器として、前記冷却回路側に分配された高温の第1熱媒体が供給される凝縮用熱交換配管と前記第2膨張弁を通過して冷却された第1熱媒体が供給される吸熱用熱交換配管とが同一容器内に収容された熱交換器が用いられ、前記凝縮用熱交換配管に供給された高温の第1熱媒体が冷却されて凝縮されると共に、前記吸熱用熱交換配管に供給された第1熱媒体が吸熱して加温されるように、前記容器内に第2熱媒体としての水を供給する水供給配管が設けられていることを特徴とする温度調整装置にある。 That is, the present invention provides a heating circuit in which a part of the high-temperature first heat medium compressed and heated by the compressor is supplied to the heating means, and the remainder of the high-temperature first heat medium is cooled by the condenser. And a cooling circuit that is adiabatically expanded by the first expansion means and further cooled and supplied to the cooling means, and the temperature adjustment target fluid that passes through the heating means and the cooling means is brought to a predetermined temperature. The hot first heat medium is distributed to a heating circuit and a cooling circuit, and the first heat medium that has passed through each of the heating circuit and the cooling circuit is joined and re-supplied to the compressor. And a part of the high temperature first heat medium discharged from the compressor is distributed to the heating circuit side, and a remaining part of the high temperature first heat medium is distributed to the cooling circuit side. And a high temperature first heat medium distributed to the heating circuit and the cooling circuit. The distribution means that can change the distribution ratio of the heating circuit, and the heating circuit releases the heat by the heating means and cools it, and then adiabatically expands by the second expansion means and further cools. The first heat medium is a heat pump means including a heat absorber that absorbs heat from the second heat medium as an external heat source, and the distribution means is controlled, and the first high temperature heat distributed to the heating circuit and the cooling circuit. A control unit that adjusts a distribution ratio of the heat medium and controls a fluid to be temperature-adjusted that passes through the heating unit and the cooling unit to a predetermined temperature, and serves as the condenser and the heat absorber as the cooling circuit side. The heat exchange pipe for condensation supplied with the high-temperature first heat medium distributed to the heat exchange pipe for heat absorption supplied with the first heat medium cooled through the second expansion valve is in the same container. The heat exchanger housed in the The high-temperature first heat medium supplied to the pipe is cooled and condensed, and the first heat medium supplied to the heat-absorbing heat exchange pipe absorbs heat and is heated in the container. 2. A temperature adjusting device characterized in that a water supply pipe for supplying water as a heat medium is provided.
かかる本発明において、容器内に、凝縮用熱交換用配管を前記容器の水供給口側に収容し、且つ吸熱用熱交換配管を前記容器の水排出口側に収容することによって、吸熱用熱交換配管で除熱した熱を吸熱用熱交配管に供給された第1熱媒体の吸熱に利用でき、省エネルギー的に有利である。
この凝縮用熱交換配管及び吸熱用熱交換配管としては、コイル状熱交換配管を好適に用いることができる。
更に、容器への水供給配管には、圧縮機の吐出圧力が一定となるように、前記容器内に供給される水量を制御する制御手段を設けることによって、温度調整対象の流体の温度調整を容易に行うことができる。
また、温度調整対象の流体を液体とし、高温の第1熱媒体が供給されて前記液体を加熱する加熱用熱交換配管と、第1膨張弁を通過して冷却された第1熱媒体が供給されて前記液体を冷却する冷却用熱交換配管とが同一容器内に収容された熱交換器を用い、前記容器に温度調整対象の液体を供給する供給配管と前記容器から温度調整された液体を排出する排出配管とが設けることによって、温度調整対象の液体を温度調整する熱交換器の簡易化を図ることができ、温度調整装置の更なる小型化を図ることができる。
かかる加熱用熱交換配管と冷却用熱交換配管として、コイル状熱交換配管を好適に用いることができる。
In the present invention, in the container, the heat exchange pipe for condensing is accommodated on the water supply port side of the container, and the heat exchange pipe for heat absorption is accommodated on the water discharge port side of the container. The heat removed by the exchange pipe can be used for the heat absorption of the first heat medium supplied to the heat absorption heat exchange pipe, which is advantageous in terms of energy saving.
As the condensation heat exchange pipe and the endothermic heat exchange pipe, a coiled heat exchange pipe can be suitably used.
Further, the water supply pipe to the container is provided with a control means for controlling the amount of water supplied into the container so that the discharge pressure of the compressor is constant, thereby adjusting the temperature of the temperature adjustment target fluid. It can be done easily.
Further, the fluid whose temperature is to be adjusted is a liquid, a high-temperature first heat medium is supplied to heat the heat exchange pipe for heating the liquid, and a first heat medium cooled by passing through the first expansion valve is supplied. A heat exchange pipe for cooling the liquid to be cooled and housed in the same container, a supply pipe for supplying the liquid to be temperature-adjusted to the container, and a temperature-adjusted liquid from the container. By providing the discharge pipe for discharging, it is possible to simplify the heat exchanger for adjusting the temperature of the temperature adjustment target liquid, and to further reduce the size of the temperature adjustment device.
A coiled heat exchange pipe can be suitably used as the heat exchange pipe for heating and the heat exchange pipe for cooling.
本発明に係る温度調整装置では、加熱回路側に設けたヒートポンプ手段によって、加熱手段の加熱能力を向上でき、補助電気ヒータを設けることを要しないため、エネルギー的に極めて有利である。
更に、分配手段によって、加熱回路と冷却回路とに分配する高温の第1熱媒体の分配比率を変更して、加熱器手段と冷却器手段とを通過する温度調整対象の流体に対する加熱量と冷却量とを容易に調整でき、温度調整対象の流体を精密に温度調整できる。
また、凝縮器と吸熱器として、凝縮用熱交換配管と吸熱用熱交換配管とを同一容器内に収容した熱交換器を用いるため、第2熱媒体としての水の給排配管を熱交換器の容器に接続することで足りる。
その結果、本発明に係る温度調整装置では、凝縮器と吸熱器とを個別に設け、この凝縮器と吸熱器との各々に水の給排配管を接続した温度調整装置に比較して、配管を簡易化できることと相俟って、装置の小型化及び製造コストの低減を図ることができる。
In the temperature control apparatus according to the present invention, the heating capability of the heating means can be improved by the heat pump means provided on the heating circuit side, and it is not necessary to provide an auxiliary electric heater, which is extremely advantageous in terms of energy.
Further, the distribution means changes the distribution ratio of the high-temperature first heat medium distributed to the heating circuit and the cooling circuit, and the heating amount and the cooling for the temperature adjustment target fluid passing through the heater means and the cooler means are changed. The volume can be easily adjusted, and the temperature of the fluid to be temperature adjusted can be precisely adjusted.
Moreover, since the heat exchanger which accommodated the heat exchange pipe | tube for condensation and the heat exchange pipe | tube for heat absorption in the same container is used as a condenser and a heat absorber, the water supply / discharge pipe | tube as a 2nd heat carrier is used as a heat exchanger. It is enough to connect to the container.
As a result, in the temperature adjustment device according to the present invention, compared to a temperature adjustment device in which a condenser and a heat absorber are separately provided, and a water supply / discharge pipe is connected to each of the condenser and the heat absorber. Combined with the fact that the device can be simplified, the device can be reduced in size and the manufacturing cost can be reduced.
本発明に係る温度調整装置の一例を図1に示す。図1には、温度調整が成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によって吸込んだ流体としてのクリーンルーム内の温度及び湿度が調整された空気を更に精密に温度調整する加熱回路と冷却回路とが設けられている。
かかる加熱回路を構成する加熱手段としての加熱器14と冷却回路を構成する冷却手段としての冷却器16とが設けられ、空間ユニット10内にファン12によって吸引されたクリーンルーム内の空気を冷却した後、加熱して精密に温度調整する。この冷却器16と加熱器14との空気流に対する配置によれば、加熱器14及び冷却器16を通過する空気流の除湿を更に向上できる。
かかる加熱器14及び冷却器16には、第1熱媒体として、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、炭酸ガスが供給され、第1熱媒体の気化・液化によってクリーンルーム内の空気を加熱・冷却して所定の温度に調整する。
この様な第1熱媒体は、圧縮機18によって圧縮・加熱されて高温(例えば70℃)の気体状となって吐出される。圧縮機18から吐出された高温の第1熱媒体を、分配手段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する。
この比例三方弁20では、加熱回路側に分配する高温の第1熱媒体と冷却回路側に分配する高温の第1熱媒体との合計量が圧縮機18から吐出された高温の第1熱媒体量と等しくなるように分配する。
かかる比例三方弁20は、制御部22によって制御されている。この制御部22では、空間ユニット10内に設けられた温度センサー24によって測定された温度信号に基づいて、加熱回路側と冷却回路側とに分配する高温の第1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内に吸込まれた流体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。
かかる制御部22に設定する設定温度は、任意に設定できるようにしてもよい。また、図1に示す温度センサー24は、ファン12の吐出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、ファン12の吐出側及び吸入側に設けてもよい。
An example of the temperature control apparatus according to the present invention is shown in FIG. FIG. 1 shows heating in which the temperature and humidity of the air in the clean room as the fluid sucked in by the
A
The
Such a first heat medium is compressed and heated by the
In this proportional three-
The proportional three-
This “substantially continuously changing” means that when the proportional three-
The set temperature set in the
加熱回路側に分配された高温の第1熱媒体は、加熱器14に直接供給され、空間ユニット10内に、ファン12によって吸引されて冷却器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、高温の第1熱媒体は、加熱器14で放熱して冷却されて凝縮液を含む第1熱媒体となる。
加熱器14で放熱した第1熱媒体は、第2膨張手段としての膨張弁34によって断熱的に膨張され、外部雰囲気温度よりも低温(10℃程度)に冷却される。冷却された第1熱媒体は、熱交換器40の吸熱用熱交換配管44に供給される。
かかる熱交換器40は、筒状の容器42内の上部側に、冷却された第1熱媒体が供給されるコイル状の吸熱用熱交換配管44が収容されていると共に、容器42内の下部側に、後述する高温の第1熱媒体が供給されるコイル状の凝縮用熱交換配管46が収容されて成る熱交換器である。
更に、容器42の底部側には、外部熱原としての第2熱媒体である水を容器42内に供給する水供給配管37が接続されており、容器の42の上部側には、容器42内の水を排出する水排出配管39が接続されている。
このため、容器42の底部側に供給された水は、容器42の上部側に流れ、容器42の水供給口側に配設された凝縮用熱交換配管46で除去した熱を、容器42の水排出口側に配設された吸熱用熱交換配管44で利用でき、省エネルギー的には有利である。
従って、凝縮用熱交換配管46と吸熱用熱交換配管44と近接して配設することが好ましい。
The high-temperature first heat medium distributed to the heating circuit side is directly supplied to the
The first heat medium radiated by the
In the
Further, a
For this reason, the water supplied to the bottom side of the container 42 flows to the upper side of the container 42, and the heat removed by the condensation
Therefore, it is preferable that the
かかる熱交換器40の吸熱用熱交換配管44に供給された、膨張弁34によって断熱的に膨張されて冷却された第1熱媒体は、容器42内に供給された水との温度差に基づいて吸熱できる。
一方、冷却回路側に分配された高温の第1熱媒体は、熱交換器40の凝縮用熱交換配管46に供給されて水によって冷却されてから第1膨張手段としての膨張弁28によって断熱的に膨張され、外部雰囲気温度よりも低温に冷却される(例えば、10℃に冷却)。冷却された第1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し、その際に、冷却器16に供給された第1熱媒体は空気流から吸熱して昇温される。
この様に、吸熱器32と冷却器16とで吸熱した熱媒体は、合流してアキュームレータ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内に吸込まれた流体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、蓄圧器用タイプのアキュームレータを用いた。
アキュームレータ36としては、確実に熱媒体のガス成分のみを圧縮機18に供給すべく、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と冷却器16とを通過した熱媒体を合流して、圧縮機18に再供給できればよい。
The first heat medium that is supplied to the heat-absorbing
On the other hand, the high temperature first heat medium distributed to the cooling circuit side is supplied to the
In this way, the heat medium absorbed by the
As the
Even if the
図1に示す温度調整装置では、加熱器14で放熱した第1熱媒体を、膨張弁34によって断熱的に膨張して冷却しているが、膨張弁34での断熱膨張による冷却では、第1熱媒体と外部雰囲気との間での熱の遣り取りはない。このため、断熱的に冷却された第1熱媒体は、熱交換器40内に外部から供給された水より吸熱できる。
従って、圧縮機18から吐出される高温の第1熱媒体には、圧縮機18による圧縮動力エネルギーに、ヒートポンプ手段によって外部から供給された水より吸熱したエネルギーを加えることができる。その結果、補助ヒータ等の他の加熱手段を用いることを要しない。
In the temperature adjusting device shown in FIG. 1, the first heat medium radiated by the
Therefore, the energy absorbed from the water supplied from the outside by the heat pump means can be added to the compression power energy 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向上でき、比例三方弁20によって加熱回路側に分配する高温の第1熱媒体と冷却回路側に分配する高温の第1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変更できる。
このため、図1に示す温度調整装置では、加熱回路及び冷却回路に高温の第1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第1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。
従って、加熱回路の加熱器14と冷却回路の冷却器16とを通過する温度調整対象の空気流の温度を設定温度に対して±0.1℃以下の精度で制御でき、図1に示す温度調整装置が設置された空間ユニット10の温度変化をクリーンルームの温度変化よりも小さくでき、精密加工が要求される工程を設置できる。
1 can improve the heating capacity of the heating circuit, and the high-temperature first heat medium distributed to the heating circuit side by the proportional three-
For this reason, in the temperature adjustment apparatus shown in FIG. 1, the high temperature 1st heat medium is always supplied to a heating circuit and a cooling circuit, and the temperature adjustment which passes the
Accordingly, it is possible to control the temperature of the air flow subject to temperature adjustment passing through the
また、図1に示す温度調整装置では、凝縮用熱交換配管46と吸熱用熱交換配管44とが筒状の容器42内に収容されている一台の熱交換器40を用いている。このため、容器42に水供給配管37と水排出配管39とを接続することによって足り、図12に示す温度調整装置の様に、別個に設けた凝縮器26と吸熱器32との各々に水の供給配管と排出配管を接続する場合に比較して、配管本数を少なくできる。更に、図1に示す温度調整装置では、熱交換器40の一台を設置することで足り、図12に示す温度調整装置の様に、二台の熱交換器を設置する場合に比較して、配管本数の減少と相俟って、装置の小型化及び製造コストの低減を図ることができる。
図1に示す熱交換器40の容器42は、断面円筒形や流線形等の任意の形状を採用してもよいが、内部に配設される凝縮用熱交換配管46と吸熱用熱交換配管44との形状に合せて、水の流れがスムーズに流れる形状とすることが好ましい。この容器42の材質としては、ステンレスや樹脂等の耐食性や強度等を考慮して適宜選択できる。
また、図1に示す熱交換器40では、凝縮用熱交換配管46の上方に冷却用熱交換配管44を配設しているが、冷却用熱交換配管44の上方に凝縮用熱交換配管46を配設して、容器42内の水に自然対流を発生させてもよい。
尚、図1の熱交換器40では、凝縮用熱交換配管46と吸熱用熱交換配管44とを一の容器42内に併設しているが、温度調整対象の空気流の温度調整の精度には問題なかった。
Further, in the temperature adjusting device shown in FIG. 1, one
The container 42 of the
In the
In the
図1に示す温度調整装置には、水供給配管37の途中に、圧縮機18の吐出圧力を一定に制御する制御手段としての制水弁48が設けられている。この制水弁48は、熱交換器40に供給する水量を制御する。
かかる制水弁48は、図2に示す様に、水の供給通路48aの開口面積を調整する弁体48bが形成された棒状部材48cと、供給通路48aが弁体48bによって閉塞される方向に棒状部材48cを付勢する付勢部材としてのバネ48dと、圧縮機18の吐出圧力によってバネ48dの付勢力に抗して棒状部材48cを押圧し、弁体48bで閉塞した供給通路48aを圧縮機18の吐出圧力に応じて開放する押圧部材としてのベローズ48eとから成る。
The temperature control apparatus shown in FIG. 1 is provided with a water control valve 48 as a control means for controlling the discharge pressure of the
As shown in FIG. 2, the water control valve 48 includes a rod-shaped member 48c formed with a valve body 48b for adjusting the opening area of the water supply passage 48a, and a direction in which the supply passage 48a is closed by the valve body 48b. A spring 48d as an urging member for urging the rod-shaped member 48c and the supply passage 48a closed by the valve body 48b are compressed by pressing the rod-shaped member 48c against the urging force of the spring 48d by the discharge pressure of the
この制水弁48によれば、圧縮機18の吐出圧がバネ48cの付勢力以上となったとき、ベローズ48eによって弁体48bが供給通路48aを開放する方向に移動し、熱交換器40に供給される水量が増加して、凝縮用熱交換配管46の冷却能力が向上される。このため、圧縮機18の吐出圧が低下する。
他方、圧縮機18の吐出圧がバネ48dの付勢力以下となったとき、弁体48bが供給通路48aを閉じる方向に移動し、熱交換器40に供給される水量が減少して、凝縮用熱交換配管46の冷却能力が低下する。このため、圧縮機18の吐出圧が高くなる。
この様に、圧縮機18の吐出圧を一定に保持することによって、温度調整装置を安定して運転できる。また、熱交換器40に水が必要以上に供給され、系外に排出されないように調整できる。
According to this water control valve 48, when the discharge pressure of the
On the other hand, when the discharge pressure of the
In this way, the temperature adjusting device can be stably operated by keeping the discharge pressure of the
ここで、温度調整対象の空気流の調整温度の設定を変更し、高温の第1熱媒体の分配率が加熱回路側に大幅に偏ったとき、圧縮機18の吐出圧が低下する場合がある。この場合、制水弁48は閉まる方向となり、熱交換器40に供給する水量が不足し、吸熱用熱交換配管44が凍結するおそれがある。
このため、図1に示す温度調整装置では、制水弁48をバイパスするバイパス配管53に、制御部22によって開閉が制御されている制御弁51が設けられている。この制御弁51は、高温の第1熱媒体の分配率が加熱回路側に大幅に偏って、圧縮機18の吐出圧が低下するおそれがあると制御部22が判断したとき、制御部22からの信号によって開き、水を容器42内に導入して吸熱用熱交換配管44が凍結するおそれを解消できる。
Here, when the setting of the adjustment temperature of the air flow to be temperature-adjusted is changed and the distribution ratio of the high-temperature first heat medium is significantly biased toward the heating circuit, the discharge pressure of the
For this reason, in the temperature control apparatus shown in FIG. 1, a control valve 51 whose opening and closing is controlled by the
図1に示す温度調整装置では、比例三方弁20が用いられているが、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。2個のゲートバルブ38a,38bの各々は、制御部22によって制御されている。かかる制御部22によって、ゲートバルブ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第1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第1熱媒体の量と冷却器16側に分配する高温の第1熱媒体の量との合計量が、圧縮機18から吐出された高温の第1熱媒体の量と等しくなるように、ゲートバルブ38a,38bの開度を調整して連続的に比例分配される。
その際に、ゲートバルブ38a,38bの各々は、図4示す様に、バルブ開度と流量との関係は直線状でない。このため、制御部22では、図4に示すゲートバルブ38a,38bの各々についての流量特性データを保持し、制御部22からは、ゲートバルブ38a,38bの各流量特性に基づいて各ゲートバルブ38a,38bへの開度信号を発信する。
ここで、「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」或いは「分配比率を実質的に連続して調整」するとは、ゲートバルブ38a,38bをステップ制御によって駆動し、加熱回路と冷却回路との分配比率を調整する際に、ゲートバルブ38a,38bの開度が、微視的にはステップ的に駆動されて調整されているものの、全体として連続して駆動されて調整されている場合を含むことを意味する。
1, the proportional three-
At that time, as shown in FIG. 4, each of the gate valves 38a and 38b has a non-linear relationship between the valve opening and the flow rate. Therefore, the
Here, “to adjust the distribution ratio distributed to the heating circuit and the cooling circuit substantially continuously” or “to adjust the distribution ratio substantially continuously” is to drive the gate valves 38a and 38b by step control. However, when adjusting the distribution ratio between the heating circuit and the cooling circuit, the opening degree of the gate valves 38a and 38b is microscopically driven and adjusted, but is continuously driven as a whole. Is meant to include being adjusted.
図1に示す温度調整装置では、温度調整対象が空気流であったが、温度調整対象が液体の温度調整装置を図5に示す。図5に示す温度調整装置では、USERから戻ってきた液体を貯留するタンク60からポンプ62によって、温度調整対象の液体を熱交換器50に供給する。この熱交換器50の筒状の容器52内には、加熱回路側に分配された高温の第1熱媒体が供給するコイル状の加熱用熱交換配管54と、第1膨張手段としての膨張弁28で断熱的に膨張されて冷却された第1熱媒体が供給されるコイル状の冷却用熱交換配管56とが収容されている。
かかる容器52内に供給された温度調整対象の液体は、加熱用熱交換配管54で加熱されると共に、冷却用熱交換配管56によって冷却されて温度調整されて、USERに供給される。
図5に示す温度調整装置では、熱交換器50の出口配管に温度センサー24が設けられている。温度センサー24で測定された液体温度は制御部22に送信されて、制御部22は、設定温度との温度差に基づいて比例三方弁20による高温の第1熱媒体の配分比率を決定する。
尚、図5に示す温度調整装置において、図1に示す温度調整装置と同一構成の構成部材については、図1と同一番号を付して詳細な説明を省略した。
In the temperature adjustment apparatus shown in FIG. 1, the temperature adjustment target is an air flow, but FIG. 5 shows a temperature adjustment apparatus in which the temperature adjustment target is a liquid. In the temperature adjustment device shown in FIG. 5, the liquid to be temperature adjusted is supplied to the
The temperature adjustment target liquid supplied into the container 52 is heated by the heating heat exchange pipe 54, cooled by the cooling
In the temperature adjusting device shown in FIG. 5, a
In the temperature adjustment device shown in FIG. 5, the same components as those in the temperature adjustment device shown in FIG.
図5に示す温度調整装置では、筒状の容器52内に加熱用熱交換配管54と冷却用熱交換配管56とを併設した熱交換器50を用いたが、温度調整対象の液体の温度調整の精度には問題なかった。
この様に、筒状の容器52内に加熱用熱交換配管54と冷却用熱交換配管56とを併設した熱交換器50を用いることによって、個別に冷却器と加熱器とを配設した場合に比較して、配管を簡素化でき、温度調整装置の小型化を図ることができる。
また、図5に示す温度調整装置では、凝縮用熱交換配管46と吸熱用熱交換配管44とを容器42内に併設した熱交換器40を採用しているため、熱交換器50の採用と相俟って、温度調整装置の更なる小型化を図ることができる。
尚、図5に示す温度調整装置でも、比例三方弁20に代えて、図3及び図4に示すゲートバルブ38a,38bを用いることができることは勿論である。
In the temperature adjustment apparatus shown in FIG. 5, the
As described above, when the
5 employs the
In the temperature adjusting device shown in FIG. 5, the gate valves 38 a and 38 b shown in FIGS. 3 and 4 can be used instead of the proportional three-
図1に示す温度調整装置では、例えば、温度調整対象の空気が冷却側にある場合、空気温度が安定する所期運転状態では、図6(a)に示す様に、冷却器16を含む冷却側部で冷却した空気を加熱器14を含む加熱側部で加熱している。図6(a)に示す運転状態では、空気を冷却するに要するエネルギーAに比較して、加熱側部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6(b)に示す様に、冷却側部と加熱側部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。
一方、温度調整対象の空気が加熱側にある場合、空気温度が安定する所期運転状態では、図7(a)に示す様に、加熱器14を含む加熱側部で加熱した空気を冷却器16を含む冷却側部で冷却している。図6(a)に示す運転状態では、空気を加熱するに要するエネルギーBに比較して、冷却側部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3(b)に示す様に、冷却側部と加熱側部との重複するエネルギーを削減できれば、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負荷分をゼロとすべく、加熱器14と冷却器16とをON−OFF制御すると、温度調整装置の運転が不安定となり、空間ユニット10内を所定温度で安定するまで時間が掛かる。このため、温度調整装置を安定運転できる程度には、加熱器14と冷却器16との各々に加えられる熱負荷のうち、互いに打ち消し合う熱負荷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負荷分は、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。
In the temperature adjusting device shown in FIG. 1, for example, when the air to be temperature adjusted is on the cooling side, in an expected operation state where the air temperature is stable, as shown in FIG. The air cooled at the side is heated at the heating side including the
On the other hand, when the temperature adjustment target air is on the heating side, the air heated on the heating side including the
However, if the
Note that the minimum necessary heat loads that cancel each other are somewhat different depending on the temperature adjusting device, and are preferably obtained experimentally.
この様に、冷却側部と加熱側部との重複するエネルギーを削減でるき温度調整装置を図8に示す。図8に示す温度調整装置では、加熱手段としての加熱器14と冷却手段としての冷却器16とに分配する高温の第1熱媒体の分配比率を連続的に変更して、加熱器14と冷却器16とを通過する温度調整対象の流体である空気を所定温度に調整するように分配手段としての比例三方弁20を制御する第1制御部22aと、加熱器14と冷却器16との各々に加えられる熱負荷のうち、互いに打ち消し合う熱負荷分を削減できる高温の第1熱媒体の分配比率となるように、圧縮機18の回転数を制御する回転数制御手段であるインバータ19を介して圧縮機18の回転数を変更する第2制御部22bとから成る制御部22が設けられている。この第2制御部22aには、圧縮機18の回転数を変更する変更量が予め設定されている。
尚、図8に示す温度調整装置において、図1に示す温度調整装置と同一構成の構成部材については、図1と同一番号を付して詳細な説明を省略した。
Thus, FIG. 8 shows a temperature adjusting device that can reduce the overlapping energy between the cooling side portion and the heating side portion. In the temperature adjustment apparatus shown in FIG. 8, the distribution ratio of the high-temperature first heat medium distributed to the
In the temperature adjustment device shown in FIG. 8, the same components as those in the temperature adjustment device shown in FIG.
かかる第2制御部22bは、比例三方弁20を制御する第1制御部22aと共に制御部22を構成している。この第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9のフローチャートに示す。
図8に示す温度調整装置を試運転したところ、温度調整対象の空気を冷却側で運転する場合は、加熱器14に加えられる熱負荷として、比例三方弁20による加熱器14側への高温の第1熱媒体(図9では、「高温熱媒体」と記載している)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、温度調整対象の空気を加熱側で運転する場合は、加熱器14側に加えられる熱負荷として、比例三方弁20による加熱器14側への高温熱媒体の分配率を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。
このため、図9のフローチャートに示す制御では、加熱器14側に加えられる熱負荷、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、温度調整対象の空気を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、温度調整対象の空気を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。
The second control unit 22b constitutes the
When the temperature adjustment device shown in FIG. 8 is trial run, when the temperature adjustment target air is operated on the cooling side, the heat load applied to the
For this reason, in the control shown in the flowchart of FIG. 9, the heat load applied to the
図9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で空間ユニット10内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第1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を所定温度に調整する。
かかる空間ユニット10内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、空間ユニット10内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の第1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。
ここで、ステップS14において、予め設定時間内(例えば、数分間)で測定した空間ユニット10内の温度が所定温度にあるとき、空間ユニット10内の温度が安定していると判断する。
一方、空間ユニット10内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第1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9に示す平均高温熱媒体分配率とは、加熱器14側に分配される高温の第1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分配率の平均をとった値である。
In the flowchart shown in FIG. 9, after starting the
In step S14, it is determined whether the
Here, in step S14, when the temperature in the
On the other hand, if the
Note that the average high-temperature heat medium distribution rate shown in FIG. 9 varies in the distribution ratio of the high-temperature first heat medium distributed to the
先ず、ステップS16とステップS18とでは、温度調整対象の空気が冷却側にあると仮定したとき、加熱器14側への平均高温熱媒体分配率が5〜15%内にあるか否か判断する。
ここで、加熱器14側への平均高温熱媒体分配率が5〜15%内にある場合は、加熱器14と冷却器44との各々に加えられる熱負荷のうち、互いに打ち消し合う熱負荷分が少なく、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S28に移行する。ステップS28では、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14に戻る。
一方、加熱器14側への平均高温熱媒体分配率が5%未満である場合には、加熱器14側への平均高温熱媒体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側への平均高温熱媒体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。
ここで、圧縮機18の回転数を変化させる変化量は、予め第2制御部22bに設定されている。この変化量は、圧縮機18の回転数の最小回転数とすることが好ましい。かかる最小回転数は、温度調整装置によって異なり、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。
First, in step S16 and step S18, when it is assumed that the temperature adjustment target air is on the cooling side, it is determined whether or not the average high-temperature heat medium distribution ratio to the
Here, when the average high-temperature heat medium distribution ratio to the
On the other hand, when the average high-temperature heat medium distribution ratio to the
Here, the amount of change for changing the rotational speed of the
また、加熱器14側への平均高温熱媒体分配率が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、温度調整対象の空気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、温度調整対象の空気が加熱側にあると仮定したとき、加熱器14側への平均高温熱媒体分配率が95〜85%内にあるか否か判断する。
ここで、加熱器14側への平均高温熱媒体分配率が85〜95%内にある場合は、加熱器14と冷却器44との各々に加えられる熱負荷のうち、互いに打ち消し合う熱負荷分が少なく、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S28に移行する。ステップS28では、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14に戻る。
一方、加熱器14側への平均高温熱媒体分配率が95%を超えている場合には、加熱器14側への平均高温熱媒体分配率が高過ぎ、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側への平均高温熱媒体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、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。
Further, when the average high temperature heat medium distribution ratio to the
Here, when the average high-temperature heat medium distribution ratio to the
On the other hand, when the average high temperature heat medium distribution ratio to the
また、加熱器14側への平均高温熱媒体分配率が85%未満の場合には、ステップS22において、加熱器14と冷却器44との各々に加えられる熱負荷のうち、互いに打ち消し合う熱負荷分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、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、加熱器14と冷却器44との各々に加えられる熱負荷のうち、互いに打ち消し合う熱負荷分を削減するためである。
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側への平均高温熱媒体分配率が所定範囲内に在るか否か判断する。
一方、ステップS14において、空間ユニット10内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側とに分配する高温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、制御部22による制御は停止する。
Further, when the average high-temperature heat medium distribution ratio to the
Next, the process proceeds to step S28 through step S24 or step S26. If the
On the other hand, if it is determined in step S14 that the temperature in the
In step S28, when the
以上、説明してきた図9に示すフローチャートでは、第1制御部22aでは、加熱器14側への平均高温熱媒体分配率に注目して制御しているが、冷却器16側への平均高温熱媒体分配率に注目して制御してもよい。
図8では、温度調整対象が空気の温度調整装置を例示したが、図5に示す温度調整装置の様に、温度調整対象が液体の温度調整装置にも、加熱手段としての加熱器44と冷却手段としての冷却器46とに分配する高温の第1熱媒体の分配比率を連続的に変更して、加熱器44と冷却器46とを通過する温度調整対象としての流体である液体を所定温度に調整するように分配手段としての比例三方弁20を制御する第1制御部22aと、加熱器14と冷却器16との各々に加えられる熱負荷のうち、互いに打ち消し合う熱負荷分を削減し得る高温の第1熱媒体の分配比率となるように、圧縮機18の回転数を制御する回転数制御手段としてのインバータ19を介して圧縮機18の回転数を変更する第2制御部22bとから成る制御部22を設けてよいことは勿論のことである。
In the flowchart shown in FIG. 9 described above, the first control unit 22a performs control while paying attention to the average high-temperature heat medium distribution ratio toward the
In FIG. 8, the temperature adjustment device is illustrated as an air temperature adjustment device. However, like the temperature adjustment device shown in FIG. 5, the temperature adjustment device is a liquid temperature adjustment device, and the
10 空間ユニット
12 ファン
14 加熱器
16 冷却器
18 圧縮機
20 比例三方弁
22 制御部
22a 第1制御部
22b 第2制御部
24 温度センサー
28 膨張弁(第1膨張手段)
32 吸熱器
32 凝縮器
34 膨張弁(第2膨張手段)
36 アキュームレータ
37 水供給配管
38a,38b ゲートバルブ
39 水排出配管
40 熱交換器
42 容器
44 吸熱用熱交換配管
46 凝縮用熱交換配管
48 制水弁
50 熱交換器
51 制御弁
52 容器
54 加熱用熱交換配管
56 冷却用熱交換配管
60 タンク
62 ポンプ
DESCRIPTION OF
32
36
Claims (6)
前記圧縮機から吐出された高温の第1熱媒体の一部を前記加熱回路側に分配すると共に、前記高温の第1熱媒体の残余部を冷却回路側に分配し、且つ前記加熱回路と冷却回路とに分配される高温の第1熱媒体の分配比率を変更可能な分配手段と、
前記加熱回路の加熱能力が向上するように、前記加熱手段で熱を放出して冷却されてから第2膨張手段で断熱的に膨張されて更に冷却された第1熱媒体が、外部熱原としての第2熱媒体から吸熱する吸熱器を具備するヒートポンプ手段と、
前記分配手段を制御し、前記加熱回路と冷却回路とに分配される高温の第1熱媒体の分配比率を調整して、前記加熱手段と冷却手段とを通過する温度調整対象の流体を所定温度に制御する制御部とを具備し、
前記凝縮器と吸熱器として、前記冷却回路側に分配された高温の第1熱媒体が供給される凝縮用熱交換配管と前記第2膨張弁を通過して冷却された第1熱媒体が供給される吸熱用熱交換配管とが同一容器内に収容された熱交換器が用いられ、前記凝縮用熱交換配管に供給された高温の第1熱媒体が冷却されて凝縮されると共に、前記吸熱用熱交換配管に供給された第1熱媒体が吸熱して加温されるように、前記容器内に第2熱媒体としての水を供給する水供給配管が設けられていることを特徴とする温度調整装置。 A heating circuit in which a part of the high-temperature first heat medium compressed and heated by the compressor is supplied to the heating means, and the first expansion after the remainder of the high-temperature first heat medium is cooled by the condenser A cooling circuit that is adiabatically expanded by the means, further cooled and supplied to the cooling means, and adjusts the temperature adjustment target fluid that passes through the heating means and the cooling means to a predetermined temperature. A temperature adjusting device in which a high-temperature first heat medium is distributed to a heating circuit and a cooling circuit, and the first heat medium that has passed through each of the heating circuit and the cooling circuit merges and is re-supplied to the compressor. And
A part of the high temperature first heat medium discharged from the compressor is distributed to the heating circuit side, and the remaining part of the high temperature first heat medium is distributed to the cooling circuit side, and the heating circuit and the cooling circuit are cooled. Distribution means capable of changing a distribution ratio of the high-temperature first heat medium distributed to the circuit;
In order to improve the heating capacity of the heating circuit, the first heat medium that is cooled by releasing heat by the heating means and then adiabatically expanded by the second expansion means and further cooled is used as an external heat source. Heat pump means comprising a heat absorber that absorbs heat from the second heat medium;
The distribution means is controlled to adjust the distribution ratio of the high-temperature first heat medium distributed to the heating circuit and the cooling circuit, so that the temperature adjustment target fluid that passes through the heating means and the cooling means has a predetermined temperature. And a control unit for controlling
As the condenser and heat absorber, a heat exchange pipe for condensation to which a high-temperature first heat medium distributed to the cooling circuit side is supplied and a first heat medium cooled through the second expansion valve are supplied. A heat exchanger in which the heat-absorbing heat exchange pipe is housed in the same container is used, and the high-temperature first heat medium supplied to the condensation heat-exchange pipe is cooled and condensed, and the heat absorption A water supply pipe for supplying water as the second heat medium is provided in the container so that the first heat medium supplied to the heat exchange pipe for heat is absorbed and heated. Temperature control device.
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