JP2017043070A

JP2017043070A - 温度調節システム

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Publication number: JP2017043070A
Application number: JP2015169641A
Authority: JP
Inventors: 繁夫有元; Shigeo Arimoto; 尚之中田; Naoyuki Nakada
Original assignee: THERMOTEC KK
Current assignee: THERMOTEC KK
Priority date: 2015-08-28
Filing date: 2015-08-28
Publication date: 2017-03-02
Anticipated expiration: 2035-08-28
Also published as: JP6127099B2

Abstract

【課題】より省エネルギー化を図ることができる温度調節システムを提供すること。【解決手段】水（冷水）を貯留する冷水タンク５と、冷水タンク５内の冷水温度Ｔ１を測定する冷水温度センサ３２と、冷水タンク５内の水を成形金型Ｍに供給する冷水供給ライン６と、成形金型Ｍを冷却した水を冷水タンク５に戻す冷水戻しライン７と、冷水戻しライン７内の水を冷却する冷却ユニット３および熱交換器８と、熱交換器８に、外部から冷却水を供給する冷却水ライン４と、冷却水ライン４内の冷却水温度Ｔ２を測定する冷却水温度センサ３３とを備える冷却システム１において、冷却水温度Ｔ２が冷水温度Ｔ１よりも低く、かつ、冷水温度Ｔ１と冷却水温度Ｔ２との差が所定の停止設定値Δｔを超過している場合に、冷却ユニット３の動作を停止させる。【選択図】図３

Description

本発明は、対象物の温度を調節するための温度調節システム、詳しくは、射出成形に利用される金型などの対象物の温度を調節するための温度調節システムに関する。

従来、射出成形の金型を水などの冷却媒体で冷却し、その冷却媒体をチラーで冷却する構成が知られている。

例えば、射出成形の金型を冷却する低温媒体を貯留する貯留部と、貯留部内の低温媒体を冷却する複数の冷却ユニットとを備え、複数の冷却ユニットの冷却能力が金型における冷却負荷よりも過剰である場合に、冷却ユニットの稼働台数を減少させる冷却装置が提案されている（たとえば、下記特許文献１参照。）。

特開２０１４−７８６号公報

しかるに、上記特許文献１に記載されるような冷却装置において、さらなる省エネルギー化を図ることが検討される。

そこで、本発明の目的は、より省エネルギー化を図ることができる温度調節システムを提供することにある。

［１］本発明は、第１冷却媒体を貯留する貯留部と、前記貯留部内の前記第１冷却媒体の温度である第１温度を測定する第１温度検知手段と、前記貯留部内の前記第１冷却媒体を対象物に供給する第１供給ラインと、前記対象物を冷却した前記第１冷却媒体を前記貯留部に戻す戻しラインと、前記貯留部内の前記第１冷却媒体、または、前記戻しライン内の前記第１冷却媒体を冷却する冷却ユニットおよび熱交換器と、前記熱交換器に、前記第１冷却媒体を冷却するための第２冷却媒体を供給する第２供給ラインと、前記第２供給ライン内の前記第２冷却媒体の温度である第２温度を測定する第２温度検知手段と、前記冷却ユニットの動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第２温度が前記第１温度よりも低く、かつ、前記第１温度と前記第２温度との差が所定値を超過している場合に、前記冷却ユニットの動作を停止させる、温度調節システムである。

このような構成によれば、貯留部内の第１冷却媒体、または、戻しライン内の第１冷却媒体を冷却するための第２冷却媒体の温度（第２温度）が、第１冷却媒体の温度（第１温度）よりも低く、かつ、第１温度と第２温度との差が所定値を超過している場合に、冷却ユニットの動作を停止させる。

これにより、第２冷却媒体の温度（第２温度）が、第１冷却媒体の温度（第１温度）に対して十分に低いときに、熱交換器のみで、貯留部内の第１冷却媒体、または、戻しライン内の第１冷却媒体を冷却できる。

その結果、第１冷却媒体を冷却ユニットで冷却する場合と比べて、より省エネルギー化を図ることができる。
［２］本発明は、前記冷却ユニットおよび前記熱交換器が、前記戻しライン内の前記第１冷却媒体を冷却し、前記熱交換器が、前記第１冷却媒体が流通する高温側流路と、前記第２冷却媒体が流通する低温側流路とを備え、前記戻しラインが、前記高温側流路に接続される冷却ラインと、前記熱交換器を迂回するバイパスラインと、前記冷却ラインを開放し、前記バイパスラインを閉鎖する第１位置と、前記バイパスラインを開放し、前記冷却ラインを閉鎖する第２位置との間を移動可能な切替手段とを備え、前記制御部が、前記第２温度が前記第１温度よりも低く、かつ、前記第１温度と前記第２温度との差が所定値以下である場合に、前記冷却ユニットを動作させるとともに、前記切替手段を前記第１位置に位置させる、上記［１］に記載の温度調節システムを含む。

このような構成によれば、第２冷却媒体の温度（第２温度）が第１冷却媒体の温度（第１温度）よりも低く、かつ、第１温度と第２温度との差が所定値以下である場合、切替手段を第１位置に位置させて、第１冷却媒体を冷却ラインに導入する。

これにより、冷却ユニットと熱交換器とを併用して、戻しライン内の第１冷却媒体を冷却できる。

その結果、戻しライン内の第１冷却媒体を短時間で冷却することができる。
［３］本発明は、前記貯留部内の前記第１冷却媒体を前記第１供給ラインに供給する第３供給ラインをさらに備え、前記冷却ユニットおよび前記熱交換器が、前記第３供給ライン内の第１冷却媒体を冷却することにより、前記貯留部内の前記第１冷却媒体を冷却し、前記熱交換器が、前記第１冷却媒体が流通する高温側流路と、前記第２冷却媒体が流通する低温側流路とを備え、前記第３供給ラインが、前記高温側流路に接続される冷却ラインと、前記熱交換器を迂回するバイパスラインと、前記冷却ラインを開放し、前記バイパスラインを閉鎖する第１位置と、前記バイパスラインを開放し、前記冷却ラインを閉鎖する第２位置との間を移動可能な切替手段とを備え、前記制御部が、前記第２温度が前記第１温度よりも低く、かつ、前記第１温度と前記第２温度との差が所定値以下である場合に、前記冷却ユニットを動作させるとともに、前記切替手段を前記第１位置に位置させる、上記［１］に記載の温度調節システムを含む。

これにより、冷却ユニットと熱交換器とを併用して、第３供給ライン内の第１冷却媒体を冷却できる。

その結果、第３供給ライン内の第１冷却媒体を短時間で冷却することができる。
［４］本発明は、前記制御部が、前記第２温度が前記第１温度以上である場合に、前記冷却ユニットを動作させるとともに、前記切替手段を前記第２位置に位置させる、上記［２］または［３］に記載の温度調節システムを含む。

このような構成によれば、第２冷却媒体の温度（第２温度）が第１冷却媒体の温度（第１温度）以上である場合、切替手段を第２位置に位置させて、第１冷却媒体をバイパスラインに導入する。

これにより、第１冷却媒体を、熱交換器を迂回して流すことができる。

その結果、熱交換器に供給される第２冷却媒体の温度が高い場合には、熱交換器を使用せず、冷却ユニットによって、第１冷却媒体を冷却することができる。
［５］本発明は、前記制御部が、前記冷却ユニットの動作が停止している状態で、前記切替手段を、ＰＩＤ制御に基づいて、前記第１位置と前記第２位置との間で移動させる、上記［２］〜［４］のいずれか１つに記載の温度調節システムを含む。

このような構成によれば、冷却ユニットの動作が停止している状態で、ＰＩＤ制御に基づいて、切替手段を第１位置と第２位置との間で移動させ、冷却ラインに導入される第１冷却媒体の量を調節する。

これにより、冷却ユニットの動作が停止しているときに、熱交換器を用いて、効率よく第１冷却媒体を冷却できる。
［６］本発明は、前記熱交換器が、液体と液体との間で熱交換する熱交換器であり、前記第２冷却媒体が、外部から供給される水である、上記［１］〜［５］のいずれか１つに記載の温度調節システムを含む。

このような構成によれば、外部から供給される水の温度が、第１冷却媒体の温度に対して十分に低いときに、その水を用いて、第１冷却媒体を冷却できる。

その結果、より一層、省エネルギー化を図ることができる。

本発明は、第１冷却媒体を冷却ユニットで冷却する場合と比べて、より省エネルギー化を図ることができる。

図１は、本発明の温度調節システムの第１実施形態としての冷却システムを示す概略構成図である。図２は、図１に示す冷却システムの制御ブロック図である。図３は、図１に示す冷却システムの冷水温度制御のフロー図である。図４は、本発明の温度調節システムの第２実施形態を示す概略構成図である。図５は、本発明の温度調節システムの変形例の冷水温度制御を示すフロー図である。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の温度調節システムの第１実施形態としての冷却システムを示す概略構成図である。

温度調節システムの一例としての冷却システム１は、図１に示すように、対象物の一例としての成形金型Ｍを冷却する冷却システムである。冷却システム１は、循環ユニット２と、冷却ユニット３と、第２供給ラインの一例としての冷却水ライン４と、制御部３１（図２参照）とを備える。

循環ユニット２は、貯留部の一例としての冷水タンク５と、第１供給ラインの一例としての冷水供給ライン６と、戻しラインの一例としての冷水戻しライン７と、熱交換器８とを備える。

冷水タンク５は、第１冷却媒体の一例としての水を貯留するタンクである。冷水タンク５は、給水管５Ａと、フロートスイッチ５Ｂと、第１温度検知手段の一例としての冷水温度センサ３２とを備える。

給水管５Ａは、冷水タンク５に外部から給水するための配管である。給水管５Ａの下流端部（水の流れ方向における下流端部。以下の説明において同じ。）は、冷水タンク５の上端部に接続される。なお、給水管５Ａの上流端部（水の流れ方向における上流端部。以下の説明において同じ。）は、図示しない工業用水などの水源に接続される。

フロートスイッチ５Ｂは、給水管５Ａの下流端部に接続される。フロートスイッチ５Ｂは、冷水タンク５内の水位が所定の水位未満になるとオンされる。これにより、給水管５Ａから冷水タンク５に給水される。また、フロートスイッチ５Ｂは、冷水タンク５の水位が所定の水位以上になるとオフされる。これにより、給水管５Ａから冷水タンク５への給水は停止される。

冷水温度センサ３２は、プローブの先端が冷水タンク５内に臨むように、冷水タンク５の壁に配置されている。冷水温度センサ３２は、冷水タンク５内の水の温度（第１温度の一例としての冷水温度Ｔ_１）を測定する。冷水温度センサ３２は、後述する冷水温度表示器３５（図２参照）に電気的に接続されている。

冷水供給ライン６は、冷水タンク５内の水を成形金型Ｍに供給するための配管である。冷水供給ライン６の上流端部は、冷水タンク５に接続されている。また、冷水供給ライン６の下流端部は、成形金型Ｍの入口Ｍ１に接続されている。冷水供給ライン６は、ポンプ９を備える。

ポンプ９は、冷水供給ライン６の途中に介在されている。ポンプ９は、冷水タンク５内の水を成形金型Ｍに送る。

冷水戻しライン７は、成形金型Ｍを冷却した水を、冷却ユニット３を経由して、冷水タンク５に戻すための配管である。冷水戻しライン７の上流端部は、成形金型Ｍの出口Ｍ２に接続されている。また、冷水戻しライン７の下流端部は、冷水タンク５に接続されている。冷水戻しライン７は、冷却ユニット３よりも上流側に配置される上流側ライン１０と、冷却ユニット３よりも下流側に配置される下流側ライン１１とを備える。

上流側ライン１０は、成形金型Ｍを冷却した水を、冷却ユニット３の蒸発器２１（後述）に送るための配管である。上流側ライン１０の上流端部は、成形金型Ｍの出口Ｍ２に接続されている。また、上流側ライン１０の下流端部は、冷却ユニット３の蒸発器２１の被冷却側の入口２１Ａに接続されている。

下流側ライン１１は、冷却ユニット３の蒸発器２１を通過した水を、冷水タンク５に送るための配管である。下流側ライン１１の上流端部は、冷却ユニット３の蒸発器２１の被冷却側の出口２１Ｂに接続されている。また、下流側ライン１１の下流端部は、冷水タンク５に接続されている。下流側ライン１１は、冷却ライン１２と、バイパスライン１３と、切替手段の一例としての三方弁１４とを備える。下流側ライン１１は、途中で、冷却ライン１２とバイパスライン１３とに分岐される。冷却ライン１２およびバイパスライン１３は、三方弁１４を介して合流する。

冷却ライン１２は、下流側ライン１１内の水を熱交換器８に導入するための配管である。冷却ライン１２は、熱交換器８の上流側に配置される上流部分１２Ａと、熱交換器８の下流側に配置される下流部分１２Ｂとを備える。

上流部分１２Ａの上流端部は、冷却ライン１２とバイパスライン１３との分岐部分に接続されている。上流部分１２Ａの下流端部は、熱交換器８の被冷却側流路８Ｅ（後述）の入口８Ａに接続されている。

下流部分１２Ｂの上流端部は、熱交換器８の被冷却側流路８Ｅの出口８Ｂに接続されている。下流部分１２Ｂの下流端部は、三方弁１４に接続されている。

バイパスライン１３は、下流側ライン１１内の水を、熱交換器８を迂回して冷水タンク５に供給するための配管である。バイパスライン１３の上流端部は、冷却ライン１２とバイパスライン１３との分岐部分に接続されている。バイパスライン１３の下流端部は、三方弁１４に接続されている。

三方弁１４は、冷却ライン１２とバイパスライン１３との合流部分に配置されている。三方弁１４は、後述する冷水温度表示器３５（図２参照）に電気的に接続されている。三方弁１４は、冷却ライン１２を開放し、バイパスライン１３を閉鎖する第１位置の一例としての冷却位置と、バイパスライン１３を開放し、冷却ライン１２を閉鎖する第２位置の一例としてのバイパス位置との間を移動可能である。

熱交換器８は、冷却ライン１２の途中に介在されている。熱交換器８は、例えば、対向流型の熱交換器である。詳しくは、熱交換器８は、下流側ライン１１内の水が流通する高温側流路の一例としての被冷却側流路８Ｅと、外部からの冷却水が流通する低温側流路の一例としての冷却側流路８Ｆとを備える。熱交換器８は、被冷却側流路８Ｅ内を流れる水と、冷却側流路８Ｆ内を流れる水とが、互いに反対方向に流れるように構成されており、被冷却側流路８Ｅ内を流れる水と、冷却側流路８Ｆ内を流れる水との間で熱交換されるように構成されている。熱交換器８の冷却能力は、例えば、３０ｋＷ以上であり、例えば、５０ｋＷ以下である。また、熱交換器８の冷却能力は、冷却ユニット３の冷却能力を１００％としたときに、例えば、１００％以上であり、例えば、１０５％以下である。

冷却ユニット３は、熱交換器８よりも上流側において、冷水戻しライン７の途中に介在されている。冷却ユニット３は、例えば、公知の冷水機（チラー）であり、循環ライン２３と、蒸発器２１と、凝縮器２２と、バイパスライン２４とを備える。

循環ライン２３は、例えば、ハイドロフルオロカーボンなどの冷媒を、蒸発器２１の冷却側と、凝縮器２２の被冷却側との間で循環させる配管である。循環ライン２３は、圧縮機２５と、膨張弁２６とを備える。

圧縮機２５は、冷媒の流れ方向において、蒸発器２１の下流側、かつ、凝縮器２２の上流側に配置されている。圧縮機２５は、蒸発器２１において気化された冷媒（気体）を、圧縮して、凝縮器２２へ送る。

膨張弁２６は、冷媒の流れ方向において、凝縮器２２の下流側、かつ、蒸発器２１の上流側に配置されている。膨張弁２６は、凝縮器２２において液化された冷媒（液体）を、減圧する。

蒸発器２１は、膨張弁２６によって減圧された冷媒（液体）を気化させることにより、冷水戻しライン７内の水を冷却する。

凝縮器２２は、圧縮機２５によって圧縮された冷媒（気体）を、後述する冷却水ライン４内の冷却水で冷却することにより、凝縮する。

バイパスライン２４は、蒸発器２１を通過した冷媒を、凝縮器２２を迂回して循環させるための配管である。

冷却水ライン４は、第２冷却媒体の一例としての冷却水を、熱交換器８の冷却側、および、凝縮器２２の冷却側に導入する配管である。冷却水ライン４は、供給部４ａと、接続部４ｂと、排出部４ｃとを備える。

供給部４ａの上流端部は、図示しない工業用水などの水源に接続されている。供給部４ａの下流端部は、熱交換器８の冷却側流路８Ｆの入口８Ｃに接続されている。供給部４ａは、第２温度検知手段の一例としての冷却水温度センサ３３とを備える。

冷却水温度センサ３３は、供給部４ａの途中において、熱交換器８の入口８Ｃの近傍に配置されている。冷却水温度センサ３３は、供給部４ａ内の冷却水の温度（第２温度の一例としての冷却水温度Ｔ_２）を測定する。冷却水温度センサ３３は、後述する冷却水温度表示器３４（図２参照）に電気的に接続されている。

接続部４ｂの上流端部は、熱交換器８の冷却側流路８Ｆの出口８Ｄに接続されている。接続部４ｂの下流端部は、凝縮器２２の冷却側の入口２２Ａに接続されている。

排出部４ｃの上流端部は、凝縮器２２の冷却側の出口２２Ｂに接続されている。排出部４ｃの下流端部は、例えば、図示しない排水設備などに接続されている。

図２は、図１に示す冷却システムの制御部のブロック図である。

制御部３１は、冷却ユニット３の圧縮機２５、循環ユニット２のポンプ９および三方弁１４の動作を制御する。図２に示すように、冷水温度表示器３５と、冷却水温度表示器３４と、制御基板３６と、シーケンス回路３７とを備える。

冷水温度表示器３５は、冷水タンク５の近傍に配置されている。冷水温度表示器３５は、冷水温度センサ３２、制御基板３６および三方弁１４に電気的に接続されている。冷水温度表示器３５は、冷水温度センサ３２で測定された冷水温度Ｔ_１を表示するとともに、その温度を制御基板３６に送信する。また、冷水温度表示器３５には、作業者の操作により、任意の設定値（冷水温度設定値Ｔ_０）を入力することができる。冷水温度表示器３５は、入力された設定値も制御基板３６に送信する。

冷却水温度表示器３４は、冷却水ライン４の供給部４ａの近傍に配置されている。冷却水温度表示器３４は、冷却水温度センサ３３および制御基板３６に電気的に接続されている。冷却水温度表示器３４は、冷却水温度センサ３３で測定された冷却水温度Ｔ_２を表示するとともに、その温度を制御基板３６に送信する。

制御基板３６は、例えば、ＲＡＭやＲＯＭなどのメモリや、ＣＰＵなどを備える回路基盤として構成される。例えば、ＲＡＭには、冷水温度Ｔ_１、冷水温度設定値Ｔ_０、冷却水温度Ｔ_２が一時的に記憶される。ＲＯＭには、冷水温度Ｔ_１を制御するための温度制御プログラムが格納される。ＣＰＵは、温度制御プログラムを実行する。

シーケンス回路３７は、冷水温度表示器３５および制御基板３６に電気的に接続されている。シーケンス回路３７は、リレースイッチなどを備え、冷水温度表示器３５を介して、三方弁１４を駆動させる。

図３は、図１に示す冷却システムの冷水温度制御のフロー図である。

次いで、図１〜図３を参照して、冷却システム１の冷水温度制御について説明する。なお、以下の説明において、冷水温度設定値Ｔ_０は、例えば、５℃とする。冷却システム１は、冷水タンク５内の冷水温度Ｔ_１が冷水温度設定値Ｔ_０になるように調整する。

冷却システム１が作動されると、制御基板３６のＲＯＭに格納されている温度制御プログラムが、制御基板３６のＣＰＵにより実行される。

すると、冷却水温度Ｔ_２が冷水温度Ｔ_１よりも低く、かつ、冷水温度Ｔ_１と冷却水温度Ｔ_２との差が所定の設定値（停止設定値Δｔ）以下である場合（Ｓ１：ＮＯ、Ｓ２：ＮＯ）、三方弁１４は、シーケンス回路３７により、冷却ユニット３の圧縮機２５が運転中である（Ｓ３：ＹＥＳ）と判断された場合に、冷却位置に位置される（Ｓ４）。

停止設定値Δｔは、例えば、５℃以上、好ましくは、１０℃以上、例えば、１５℃以下に設定される。

より具体的には、停止設定値Δｔが１０℃と設定されており、冷水温度Ｔ_１が、例えば、１０℃であり、冷却水温度Ｔ_２が、例えば、３℃である場合、冷却ユニット３の圧縮機２５が運転している状態で、三方弁１４が冷却位置に位置される。

また、冷却システム１が作動されると、冷却ユニット３の圧縮機２５、および、循環ユニット２のポンプ９が作動される。なお、この説明では、冷却水ライン４内には、外部からの冷却水が常に流されているものとする。外部からの冷却水は、供給部４ａを介して熱交換器８の冷却側に供給された後、接続部４ｂを介して、冷却ユニット３の凝縮器２２の冷却側に供給される。

冷却ユニット３の圧縮機２５が作動されると、冷却ユニット３の冷媒が、循環ライン２３内を循環する。

また、循環ユニット２のポンプ９が作動されると、冷水タンク５内の水は、ポンプ９により、冷水供給ライン６を介して、成形金型Ｍの入口Ｍ１に供給される。これにより、成形金型Ｍは、入口Ｍ１に供給された水によって冷却される。成形金型Ｍに供給された水の温度は、成形金型Ｍの温度にもよるが、例えば、１３℃まで上昇する。その後、成形金型Ｍを冷却した水は、成形金型Ｍの出口Ｍ２、および、冷水戻しライン７の上流側ライン１０を介して蒸発器２１の被冷却側の入口２１Ａに供給される。

すると、蒸発器２１の被冷却側の入口２１Ａに供給された水は、冷却ユニット３の冷媒との熱交換により冷却され、蒸発器２１の被冷却側の出口２１Ｂを介して、冷水戻しライン７の下流側ライン１１に排出される。冷水戻しライン７の下流側ライン１１に排出された水の温度は、例えば、１０℃である。

冷水戻しライン７の下流側ライン１１に排出された水は、三方弁１４が冷却位置に位置していることにより、冷却ライン１２の上流部分１２ａを介して、熱交換器８の被冷却側の入口８Ａに供給される。

すると、熱交換器８の被冷却側の入口８Ａに供給された水は、熱交換器８において冷却水との熱交換により冷却され、熱交換器８の被冷却側の出口８Ｂを介して、冷却ライン１２の下流部分１２ｂに排出される。冷却ライン１２の下流部分１２ｂに排出された水の温度は、例えば、７℃である。冷却ライン１２の下流部分１２ｂに排出された水は、冷水戻しライン７の下流側ライン１１を介して、冷水タンク５に戻される。

なお、冷却水温度Ｔ_２が冷水温度Ｔ_１よりも高い場合（Ｓ１：ＮＯ、Ｓ２：ＹＥＳ）、三方弁１４は、シーケンス回路３７により、バイパス位置に位置される（Ｓ５）。

具体的には、冷水温度Ｔ_１が、例えば、１０℃であり、冷却水温度Ｔ_２が、例えば、１５℃である場合、冷却ユニット３の圧縮機２５が運転している状態で、三方弁１４がバイパス位置に位置される。

この場合、冷水戻しライン７の下流側ライン１１に排出された水は、バイパスライン１３、および、冷水戻しライン７の下流側ライン１１を介して、熱交換器８を迂回し、冷水タンク５に戻される。

また、冷却水温度Ｔ_２が冷水温度Ｔ_１よりも停止設定値Δｔを超過して低い場合、すなわち、冷却水温度Ｔ_２が冷水温度Ｔ_１よりも低く、かつ、冷水温度Ｔ_１と冷却水温度Ｔ_２との差が停止設定値Δｔを超過している場合（Ｓ１：ＹＥＳ、Ｓ２：ＮＯ）、冷却ユニット３の圧縮機２５が停止される（Ｓ６）。

具体的には、停止設定値Δｔが１０℃と設定されており、冷水温度Ｔ_１が、例えば、１５℃であり、冷却水温度Ｔ_２が、例えば、３℃である場合、冷却ユニット３の圧縮機２５が停止される。

すると、三方弁１４は、冷却ユニット３の圧縮機２５が停止中である（Ｓ３：ＮＯ）と判断され、循環ユニット２のポンプ９が運転中である（Ｓ７：ＹＥＳ）と判断された場合に、シーケンス回路３７によるＰＩＤ制御に基づいて、冷却位置とバイパス位置との間で移動される（Ｓ８）。

この場合、冷却ユニット３の圧縮機２５が停止されているので、循環ライン２３内における冷媒の循環が停止している。そのため、蒸発器２１の被冷却側の入口２１Ａに供給された水は、蒸発器２１では冷却されない。

そして、蒸発器２１で冷却されずに冷水戻しライン７の下流側ライン１１に排出された水は、三方弁１４の移動により、一部が、冷却ライン１２の上流部分１２ａを介して、熱交換器８の被冷却側の入口８Ａに供給され、残部が、バイパスライン１３、および、冷水戻しライン７の下流側ライン１１を介して、熱交換器８を迂回して、冷水タンク５に戻される。

熱交換器８の被冷却側の入口８Ａに供給された一部の水は、熱交換器８において冷却水との熱交換により冷却され、冷却ライン１２の下流部分１２ｂ、および、冷水戻しライン７の下流側ライン１１を介して、冷水タンク５に戻される。

つまり、ＰＩＤ制御によって三方弁１４の位置を調整することにより、熱交換器８に供給される水の量を調整し、熱交換器８における水の冷却度合いを調整する。

この冷却システム１によれば、図３に示すように、冷水戻しライン７内の水を冷却するための熱交換器８に供給される冷却水の温度（冷却水温度Ｔ_２）が、冷水タンク５内の水の温度（冷水温度Ｔ_１）よりも低く、かつ、冷水温度Ｔ_１と冷却水温度Ｔ_２との差が停止設定値Δｔを超過している場合（Ｓ１：ＹＥＳ）に、冷却ユニット３の動作を停止させる（Ｓ６）。

これにより、冷却水温度Ｔ_２が、冷水温度Ｔ_１に対して十分に低いときに、熱交換器８のみで、冷水戻しライン７内の水を冷却できる。

その結果、冷水戻しライン７内の水を冷却ユニット３で冷却する場合と比べて、より省エネルギー化を図ることができる。

また、この冷却システム１によれば、図３に示すように、冷却水温度Ｔ_２が冷水温度Ｔ_１よりも低く、かつ、冷水温度Ｔ_１と冷却水温度Ｔ_２との差が停止設定値Δｔ以下である場合（Ｓ１：ＮＯ、Ｓ２：ＮＯ）、三方弁１４を冷却位置に位置させて（Ｓ４）、蒸発器２１から排出された水を冷却ライン１２に導入する。

これにより、冷却ユニット３と熱交換器８とを併用して、冷水戻しライン７内の水を冷却できる。

その結果、冷水戻しライン７内の水を短時間で冷却することができる。

また、この冷却システム１によれば、図３に示すように、冷却水温度Ｔ_２が冷水温度Ｔ_１以上である場合（Ｓ１：ＮＯ、Ｓ２：ＹＥＳ）、三方弁１４をバイパス位置に位置させて（Ｓ５）、蒸発器２１から排出された水をバイパスライン１３に導入する。

これにより、蒸発器２１から排出された水を、熱交換器８を迂回して流すことができる。

その結果、熱交換器８に供給される冷却水の温度（冷却水温度Ｔ_２）が高い場合には、熱交換器８を使用せず、冷却ユニット３によって、水を冷却することができる。

また、この冷却システム１によれば、図３に示すように、冷却ユニット３の動作が停止している状態（Ｓ３：ＮＯ）で、ＰＩＤ制御に基づいて、三方弁１４を冷却位置とバイパス位置との間で移動させ（Ｓ８）、冷却ライン１２に導入される水の量を調節する。

これにより、冷却ユニット３の動作が停止しているときに、熱交換器８を用いて、効率よく水を冷却できる。

また、この冷却システム１によれば、熱交換器８が、液体と液体との間で熱交換する熱交換器であり、冷却水が、外部から供給される水である。

そのため、外部から供給される冷却水の温度（冷却水温度Ｔ_２）が、冷水タンク５内の水の温度（冷水温度Ｔ_１）に対して十分に低いときに、その冷却水を用いて、冷水戻しライン７内の水を冷却できる。

その結果、より一層、省エネルギー化を図ることができる。
＜第２実施形態＞
図４は、本発明の温度調節システムの第２実施形態を示す概略構成図である。

第２実施形態において、第１実施形態と同様の構成には同様の符号を付し、その説明を省略する。

第１実施形態では、冷却システム１は、対象物の一例としての成形金型Ｍを冷却する機能のみを有している。

対して、第２実施形態では、温度調節システム４１は、対象物の一例としての成形金型Ｍを冷却する機能に加えて、成形金型Ｍを加熱する機能を有する。

第２実施形態の温度調節システム４１は、図４に示すように、第１循環ユニット４２と、第２循環ユニット４３と、冷却ユニット３と、熱交換器８と、冷却水ライン４とを備える。

第１循環ユニット４２は、貯留部の一例としての冷水タンク５と、供給上流ライン４４と、戻し下流ライン４５と、冷却上流ライン４６と、冷却下流ライン４７とを備える。

冷水タンク５は、第１実施形態の冷水タンク５と同様に構成されている。

供給上流ライン４４は、冷水タンク５内の水を第２循環ユニット４３の循環タンク４９（後述）に供給するための配管である。供給上流ライン４４の上流端部は、冷水タンク５に接続されている。また、供給上流ライン４４の下流端部は、循環タンク４９の上下方向略中央に接続されている。

戻し下流ライン４５は、第２循環ユニット４３のバッファタンク５０（後述）内の水を、冷水タンク５に戻すための配管である。戻し下流ライン４５の上流端部は、バッファタンク５０の上端部に接続されている。また、戻し下流ライン４５の下流端部は、冷水タンク５に接続されている。

冷却上流ライン４６は、冷水タンク５内の水を、冷却ユニット３の蒸発器２１に供給するための配管である。冷却上流ライン４６の上流端部は、冷水タンク５に接続されている。また、冷却上流ライン４６の下流端部は、蒸発器２１の被冷却側の入口２１Ａに接続されている。冷却上流ライン４６は、ポンプ４８を備える。

ポンプ４８は、冷水上流ライン４６の途中に介在されている。ポンプ４８は、冷水タンク５内の水を蒸発器２１に送る。

冷却下流ライン４７は、蒸発器２１を通過した水を、供給上流ライン４４に供給するための配管である。冷却下流ライン４７の上流端部は、蒸発器２１の被冷却側の出口２１Ｂに接続されている。また、冷却下流ライン４７の下流端部は、供給上流ライン４４の途中に接続されている。冷却下流ライン４７は、冷却上流ライン４６とともに第３供給ラインを構成する。冷却下流ライン４７は、第１実施形態の下流側ライン１１と同様に、冷却ライン１２と、バイパスライン１３と、切替手段の一例としての三方弁１４とを備える。

第２循環ユニット４３は、循環タンク４９と、バッファタンク５０と、供給下流ライン５１と、戻し上流ライン５２とを備える。

循環タンク４９は、冷水タンク５から供給される水を貯留するタンクである。循環タンク４９は、ヒータ５４を備える。

ヒータ５４は、循環タンク４９内に配置されている。ヒータ５４は、成形金型Ｍを加熱する場合に作動し、循環タンク４９内の水を加熱する。

バッファタンク５０は、循環タンク４９の上端部に接続されている。バッファタンク５０は、循環タンク４９内の水の一部を貯留する。

供給下流ライン５１は、循環タンク４９内の水を成形金型Ｍに供給するための配管である。供給下流ライン５１の上流端部は、循環タンク４９に接続されている。また、供給下流ライン５１の下流端部は、成形金型Ｍの入口Ｍ１に接続されている。供給下流ライン５１は、供給上流ライン４４とともに、第１供給ラインを構成する。供給下流ライン５１は、ポンプ５３を備える。

ポンプ５３は、供給下流ライン５１の途中に介在されている。ポンプ５３は、循環タンク４９内の水を成形金型Ｍに送る。

戻し上流ライン５２は、成形金型Ｍを冷却した水を、循環タンク４９に戻すための配管である。戻し上流ライン５２の上流端部は、成形金型Ｍの出口Ｍ２に接続されている。また、戻し上流ライン５２の下流端部は、循環タンク４９に接続されている。戻し上流ライン５２は、戻し下流ライン４５とともに、戻しラインを構成する。

冷却ユニット３は、第１実施形態の冷却ユニット３と同様に構成されている。

熱交換器８は、第１実施形態の熱交換器８と同様に構成され、冷却下流ライン４７の冷却ライン１２の途中に介在されている。

冷却水ライン４は、第１実施形態の冷却水ライン４と同様に構成され、冷却水を熱交換器８の冷却側、および、凝縮器２２の冷却側に導入する。

次いで、図３および図４を参照して、第２実施形態の温度調節システム４１の冷水温度制御について説明する。なお、以下の説明において、冷水温度設定値Ｔ_０および停止設定値Δｔは、第１実施形態と同じである。また、第２実施形態では、制御部３１は、冷却ユニット３の圧縮機２５、第１循環ユニット４２のポンプ４８および三方弁１４、第２循環ユニット４３のポンプ５３およびヒータ５４の動作を制御する。

温度調節システム４１で成形金型Ｍを冷却する場合、第２循環ユニット４３のヒータ５４は、停止されている。

そして、第１実施形態の冷却システム１と同様に、制御基板３６のＲＯＭに格納されている温度制御プログラムが、制御基板３６のＣＰＵにより実行される（図２参照）。

すると、冷却水温度Ｔ_２が冷水温度Ｔ_１よりも低く、かつ、冷水温度Ｔ_１と冷却水温度Ｔ_２との差が停止設定値Δｔ以下である場合（Ｓ１：ＮＯ、Ｓ２：ＮＯ）、三方弁１４は、シーケンス回路３７により、冷却ユニット３の圧縮機２５が運転中である（Ｓ３：ＹＥＳ）と判断された場合に、冷却位置に位置される（Ｓ４）。

そして、第１循環ユニット４２のポンプ４８が作動されると、冷水タンク５内の水は、ポンプ４８により、冷却上流ライン４６を介して、蒸発器２１の被冷却側の入口２１Ａに供給される。

すると、蒸発器２１の被冷却側の入口２１Ａに供給された水は、冷却ユニット３の冷媒との熱交換により冷却され、蒸発器２１の被冷却側の出口２１Ｂを介して、冷却下流ライン４７に排出される。

冷却下流ライン４７に排出された水は、三方弁１４が冷却位置に位置していることにより、冷却ライン１２の上流部分１２ａを介して、熱交換器８の被冷却側流路８Ｅの入口８Ａに供給される。

すると、熱交換器８の被冷却側流路８Ｅに供給された水は、熱交換器８において冷却水との熱交換により冷却され、熱交換器８の被冷却側流路８Ｅの出口８Ｂを介して、冷却ライン１２の下流部分１２ｂに排出される。すなわち、冷却ユニット３および熱交換器８は、冷却上流ライン４６および冷却下流ライン４７内の水を冷却することにより、冷水タンク５内の水を冷却する。冷却ライン１２の下流部分１２ｂに排出された水は、供給上流ライン４４の途中に供給され、一部が冷水タンク５に戻されるとともに、残部が循環タンク４９に供給される。すなわち、冷却上流ライン４６および冷却下流ライン４７は、冷水タンク５内の水を供給上流ライン４４に供給する。

この場合、冷却下流ライン４７に排出された水は、バイパスライン１３を介して、熱交換器８を迂回し、供給上流ライン４４の途中に供給される。

この場合、冷水タンク５内の水は、第１実施形態と同様に、蒸発器２１では冷却されず、熱交換器８のみによって冷却される。

そして、循環タンク４９内の水は、第２循環ユニット４３のポンプ５３が作動されることにより、供給下流ライン５１を介して、成形金型Ｍの入口Ｍ１に供給される。これにより、成形金型Ｍは、入口Ｍ１に供給された水によって冷却される。その後、成形金型Ｍを冷却した水は、成形金型Ｍの出口Ｍ２、および、戻し上流ライン５２を介して、循環タンク４９に戻される。

なお、循環タンク４９内の水は、一部が、バッファタンク５０および戻し下流ライン４５を介して冷水タンク５に戻され、残部が、成形金型Ｍと循環タンク４９との間で循環される。

また、温度調節システム４１で成形金型Ｍを加熱する場合には、循環タンク４９内の水は、ヒータ５４で加熱されて、加熱媒体として、成形金型Ｍと循環タンク４９との間で循環される。

第２実施形態の温度調節システム４１においても、図３に示すように、冷却水温度Ｔ_２が冷水温度Ｔ_１よりも低く、かつ、冷水温度Ｔ_１と冷却水温度Ｔ_２との差が停止設定値Δｔ以下である場合、三方弁１４を冷却位置に位置させて、水を冷却ライン１２に導入する。

これにより、冷却ユニット３と熱交換器８とを併用して、冷却上流ライン４６および冷却下流ライン４７内の水を冷却できる。

その結果、冷却上流ライン４６および冷却下流ライン４７内の水を短時間で冷却することができる。

また、第２実施形態の温度調節システム４１においても、上記した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
＜変形例＞
上記した第１実施形態および第２実施形態では、冷水温度センサ３２によって測定された、冷水タンク５内の水の温度、すなわち冷水温度Ｔ_１を基準として、三方弁１４および圧縮機２５の動作を制御している（図３、Ｓ１およびＳ２参照。）。

対して、変形例では、図５に示すように、作業者の操作により冷水温度表示器３５に入力される任意の設定値、すなわち冷水温度設定値Ｔ_０を基準として、三方弁１４および圧縮機２５の動作を制御することもできる（Ｓ１０、Ｓ１１）。この場合、冷水温度設定値Ｔ_０は、第１温度の一例である。

この変形例によれば、変動する冷水温度Ｔ_１を基準とする場合と比べて、一定の冷水温度設定値Ｔ_０に基づいて制御するので、温度調節システムの動作制御の簡略化を図ることができる。

１冷却システム
３冷却ユニット
４冷却水ライン
５冷水タンク
６冷水供給ライン
７冷水戻しライン
８熱交換器
８Ｅ被冷却側流路
８Ｆ冷却側流路
１２冷却ライン
１３バイパスライン
１４三方弁
３１制御部
３２冷水温度センサ
３３冷却水温度センサ
４１温度調節システム
４４第１供給ライン
４５第１戻しライン
４６冷却上流ライン
４７冷却下流ライン
５１第２供給ライン
５２第２戻しライン
Ｍ成形金型

Claims

第１冷却媒体を貯留する貯留部と、
前記貯留部内の前記第１冷却媒体の温度である第１温度を測定する第１温度検知手段と、
前記貯留部内の前記第１冷却媒体を対象物に供給する第１供給ラインと、
前記対象物を冷却した前記第１冷却媒体を前記貯留部に戻す戻しラインと、
前記貯留部内の前記第１冷却媒体、または、前記戻しライン内の前記第１冷却媒体を冷却する冷却ユニットおよび熱交換器と、
前記熱交換器に、前記第１冷却媒体を冷却するための第２冷却媒体を供給する第２供給ラインと、
前記第２供給ライン内の前記第２冷却媒体の温度である第２温度を測定する第２温度検知手段と、
前記冷却ユニットの動作を制御する制御部と
を備え、
前記制御部は、前記第２温度が前記第１温度よりも低く、かつ、前記第１温度と前記第２温度との差が所定値を超過している場合に、前記冷却ユニットの動作を停止させることを特徴とする、温度調節システム。
前記冷却ユニットおよび前記熱交換器は、前記戻しライン内の前記第１冷却媒体を冷却し、
前記熱交換器は、前記第１冷却媒体が流通する高温側流路と、前記第２冷却媒体が流通する低温側流路とを備え、
前記戻しラインは、
前記高温側流路に接続される冷却ラインと、
前記熱交換器を迂回するバイパスラインと、
前記冷却ラインを開放し、前記バイパスラインを閉鎖する第１位置と、前記バイパスラインを開放し、前記冷却ラインを閉鎖する第２位置との間を移動可能な切替手段と
を備え、
前記制御部は、前記第２温度が前記第１温度よりも低く、かつ、前記第１温度と前記第２温度との差が所定値以下である場合に、前記冷却ユニットを動作させるとともに、前記切替手段を前記第１位置に位置させることを特徴とする、請求項１に記載の温度調節システム。
前記貯留部内の前記第１冷却媒体を前記第１供給ラインに供給する第３供給ラインをさらに備え、
前記冷却ユニットおよび前記熱交換器は、前記第３供給ライン内の第１冷却媒体を冷却することにより、前記貯留部内の前記第１冷却媒体を冷却し、
前記熱交換器は、前記第１冷却媒体が流通する高温側流路と、前記第２冷却媒体が流通する低温側流路とを備え、
前記第３供給ラインは、
前記高温側流路に接続される冷却ラインと、
前記熱交換器を迂回するバイパスラインと、
前記冷却ラインを開放し、前記バイパスラインを閉鎖する第１位置と、前記バイパスラインを開放し、前記冷却ラインを閉鎖する第２位置との間を移動可能な切替手段と
を備え、
前記制御部は、前記第２温度が前記第１温度よりも低く、かつ、前記第１温度と前記第２温度との差が所定値以下である場合に、前記冷却ユニットを動作させるとともに、前記切替手段を前記第１位置に位置させることを特徴とする、請求項１に記載の温度調節システム。
前記制御部は、前記第２温度が前記第１温度以上である場合に、前記冷却ユニットを動作させるとともに、前記切替手段を前記第２位置に位置させることを特徴とする、請求項２または３に記載の温度調節システム。
前記制御部は、前記冷却ユニットの動作が停止している状態で、前記切替手段を、ＰＩＤ制御に基づいて、前記第１位置と前記第２位置との間で移動させることを特徴とする、請求項２〜４のいずれか一項に記載の温度調節システム。
前記熱交換器は、液体と液体との間で熱交換する熱交換器であり、
前記第２冷却媒体は、外部から供給される水であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の温度調節システム。