JP3095377B2

JP3095377B2 - チラー装置

Info

Publication number: JP3095377B2
Application number: JP09366417A
Authority: JP
Inventors: 一喜岩元
Original assignee: イノテック株式会社
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 2000-10-03
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: US6148626A; JPH11183005A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体製造装置
など、冷却が必要な負荷を冷却するためのチラー装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図４に示すチラー装置は、冷却器１によ
って、一次側回路２を循環する冷媒を冷却し、この一次
側回路２の冷媒と熱交換した負荷側回路２９の冷媒によ
って、製造装置などの負荷Ａを冷却するものである。一
次側回路２には、ポンプＰ₁と一次バッファタンク４が
設けられ、一次側回路２の冷媒は矢印２’のように循環
している。負荷側回路２９にも、ポンプＰ₂とバッファ
タンク６が設けられ、熱交換器３を介して冷却された負
荷側回路２９の冷媒は、矢印２９’のように循環してい
る。

【０００３】なお、上記のように負荷側回路２９にもバ
ッファタンク６を設けたのは、このタンク容量分だけ負
荷側回路２９の冷媒の総量を多くして、負荷Ａの温度変
化（温度上昇）を吸収しやすくするためである。また、
負荷Ａの温度は、一次側回路２の冷却器１へフィードバ
ックされる。冷却器１は、負荷Ａの温度が設定温度以上
に上昇すると、運転を開始するかパワーをアップする
が、冷却器１が高パワー運転を開始すれば、一次側回路
２の冷媒→負荷側回路２９の冷媒→負荷Ａの順に冷却さ
れる。

【０００４】次に、負荷Ａの温度が変化した場合の上記
チラー装置の作用を説明する。図５は、負荷Ａの温度Ｔ
₁と、負荷側回路２９の冷媒温度Ｔ₂と、一次側回路２の
冷媒温度Ｔ₃の変化を示すグラフである。この負荷Ａの
制御目標温度はＸ₀で、初めは、負荷温度Ｔ₁、負荷側回
路２９の冷媒温度Ｔ₂、一次側回路２の冷媒温度Ｔ₃とも
にＸ₀で平衡状態を保っている。この状態から、グラフ
に示すように、時刻ｔ₁において負荷温度Ｔ₁が急上昇す
ると、それにともなって、負荷側回路２９の冷媒温度Ｔ
₂も上昇する。ただし、負荷側回路２９には、バッファ
タンク６を備えて、その冷媒総量を多くしているので、
負荷側回路２９の冷媒は、負荷温度Ｔ₁のようには上昇
しない。また、負荷温度Ｔ₁が、冷却器１にフィードバ
ックされ、冷却器１は、負荷温度Ｔ₁の上昇を検知する
とパワーをアップする。冷却器１がパワーをアップする
と一次側回路２の冷媒温度Ｔ₃が下がり、これと熱交換
する負荷側回路２９の冷媒温度Ｔ₂も下がる。負荷側回
路２９の冷媒温度Ｔ₂が下がれば、負荷温度Ｔ₁が下が
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように冷却器１の
運転により、一次側回路２の冷媒温度Ｔ₃→負荷側回路
２９の冷媒温度Ｔ₂→負荷温度Ｔ₁の順に温度が下がる。
そのため、冷却器１が運転を開始してから、負荷温度Ｔ
₁を目標温度に戻すまでには、時間がかかる。特に、上
記従来の装置では、負荷Ａの多少の温度変化をすぐに吸
収できるようにするために、バッファタンク６を設け
て、負荷側回路２９の冷媒総量を多くしているので、そ
の温度を下げるのに時間がかかる。そのため、大きな温
度変化（温度上昇）に対しては、温度制御の応答性が悪
くなる。

【０００６】このように、温度制御の応答性が悪いと、
負荷Ａの温度を高精度で制御することはできない。とこ
ろが、負荷Ａを高精度で制御しなければならないことも
ある。例えば、負荷Ａが半導体製造装置の場合である。
特に、ＣＶＤやＰＶＤなどの製膜工程においては、膜質
を均一に保つために、基盤温度を±５℃以内で制御する
ことが要求される。しかし、この従来の装置では、上記
のように応答性が悪いので、例えば、±５℃の範囲で温
度制御しようとしても、その許容温度範囲を超えたり、
またその許容温度範囲を超えてから、その範囲になかな
か戻らなかったりすることがあった。もし、許容温度範
囲を長い時間超えたままだと、当然のこととして、膜質
が均一に保てなくなってしまう。

【０００７】そこで、温度制御の応答性を上げるため
に、冷却器１をフルパワーで運転し、急激に冷媒温度を
下げて、負荷を冷却することも考えられる。しかし、こ
の従来の装置では、負荷側回路２９の冷媒総量が多いの
で、急激に冷媒温度を下げようとすれば、冷却器１に大
きな負担をかけるか、それを大型化しなければならな
い。冷却器の負担が大きければ、その分、冷却器の寿命
が短くなるし、冷却器を大型化すると、その設置場所が
制限される上に、設備コストも極端に高くなってしま
う。また、一次側回路２と負荷側回路２９の冷媒温度を
急激に下げた場合、負荷温度は、これら冷媒温度から遅
れて下がるので、負荷温度Ｔ₁が制御目標温度Ｘ₀になっ
た時には、負荷側回路２９の冷媒温度Ｔ₂が下がり過ぎ
てしまっていることがある。この場合、負荷温度Ｔ
₁も、負荷側回路２９の冷媒温度Ｔ₂に続いて、制御目標
温度Ｘ₀を下回ることになるが、このとき上記許容範囲
±５℃を超えてしまえば、半導体製造装置の製膜工程で
は、膜質が変化してしまい、均一な膜を形成することが
できない。そして、下がり過ぎた負荷温度を戻すために
は、冷却器１を停止するか、パワーを落として、温度が
上昇するのを待つ。

【０００８】例えば、図５に示すように、熱平衡状態を
維持しながら、負荷を運転しているとき、時刻ｔ₁の時
点で、負荷温度Ｔ₁が急激に上昇したとする。この負荷
温度Ｔ₁の上昇は、即座に冷却器１に伝達される。そし
て、この温度上昇にともなって、冷却器１のパワーもア
ップされる。したがって、一次側回路２の冷媒温度Ｔ₃
を下げるが、図５において冷媒温度Ｔ₃がある時点から
横バイになっている。これは冷却器１のフルパワー運転
時の能力の限界を示している。上記のように一次側回路
２の冷媒温度Ｔ₃が下がっても、負荷側回路２９の冷媒
温度Ｔ₂が急には下がらない。一次側回路２の冷媒温度
Ｔ₃がある程度下がってから負荷側回路２９の冷媒温度
Ｔ₂が下がり始める。また、この冷媒温度Ｔ₂が下がり始
めて少し経ってから、負荷温度Ｔ₁も下がり始める。

【０００９】いずれにしても、一次側回路２の冷媒温度
Ｔ₃が下がって、次に負荷側回路２９の冷媒温度Ｔ₂が下
がり、最後に負荷温度Ｔ₁が下がるというように、その
下がり方にタイミングのズレが生じる。このようにタイ
ミングのズレが生じる上に、負荷温度Ｔ₁を基準に冷却
器１を動作せるようにしているので、負荷Ａを冷やし過
ぎることがあった。負荷Ａを冷やし過ぎたからといっ
て、冷却器１を急に止めても、冷媒総量が多い負荷側回
路２９では、応答性が悪いので、すぐには制御目標温度
に戻らない。また、冷却器１を必要時間以上そのパワー
を落としてしまうと、今度は、負荷温度Ｔ₁が上昇し過
ぎてしまう。したがって、冷却器１をかなり正確に操作
しなければ、図５に示すように、温度制御の収束性が悪
くなることがあった。

【００１０】この発明の第１の目的は、大型冷却器を用
いないで、温度制御の精度を向上させ、特に、負荷側の
温度変動が大きな場合にも迅速に対応できるチラー装置
を提供することである。また、第２の目的は、装置全体
を小型化して、設置条件の自由度を増すことである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】第１の発明のチラー装置
は、冷却器と、冷媒を循環するポンプとを備えた一次側
回路と、一次側回路の冷媒と熱交換する冷媒を循環する
ポンプを備えた二次側回路と、二次側回路に設けたバッ
ファタンクと、負荷を冷却する負荷側の冷媒を循環する
ポンプを備えた負荷側回路と、上記二次側回路と負荷側
回路との間を接続する連絡流路とからなり、連絡流路に
は、この連絡流路を流れる冷媒の流量を制御するバルブ
を設け、負荷には温度検出機構を設け、この温度検出機
構からの負荷温度信号に応じて上記バルブ開度を調整
し、負荷温度を制御する温度制御機構を設けたことを特
徴とする。なお、上記バルブには、連絡流路を流れる冷
媒流量を連続的に変化させる流量制御バルブだけでな
く、上記連絡流路の開閉だけを行ない、冷媒流量をゼロ
または最大にする開閉バルブも含まれる。

【００１２】第２の発明は、二次側回路の冷媒温度を検
出する温度検出機構を設け、この温度検出機構からの二
次側回路の冷媒温度信号を一次側回路の冷却器の運転制
御にフィードバックするとともに、二次側回路の冷媒温
度を負荷の制御目標温度より常に低く保つことを特徴と
する。第３の発明は、負荷側回路の冷媒温度を検出する
温度検出機構を設け、この温度検出機構からの負荷側の
冷媒温度信号に応じて、温度制御機構がバルブの開度を
制御することを特徴とする。第４の発明は、第３の発明
を前提とし、温度制御機構が、負荷温度の変化量に対応
する負荷側の冷媒温度変化量をテーブル値として記憶
し、負荷温度が変化したときには、このテーブル値に基
づいて、バルブ開度を調整することにより、負荷側の冷
媒温度を制御することを特徴とする。第５の発明は、上
記第１〜第４の発明を前提とし、連絡流路がバッファタ
ンクに接続していることを特徴とする。第６の発明は、
上記第１〜５発明を前提とし、負荷側回路に、ヒーター
を設けたことを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１に示す第１実施例は、冷却器
１によって、冷却された一次側回路２の冷媒がポンプＰ
₁によって循環する、従来例と同様の一次側回路２を備
えている。また、熱交換器３を介して、上記一次側回路
２の冷媒と熱交換する冷媒が循環する二次側回路５と、
負荷Ａを直接冷却する冷媒が循環する負荷側回路７とを
備えている。上記二次側回路５には、ポンプＰ₂とバッ
ファタンク６を設けるとともに、他の部分に比べて流路
抵抗の大きな抵抗部１６を設けている。そして、上記バ
ッファタンク６内の冷媒温度Ｔ₂は、常に負荷Ａの制御
目標温度より１０〜５０℃低く保たれるように、冷却器
１を運転している。負荷側回路７にも、冷媒を循環する
ためのポンプＰ₃と、他の部分に比べて流路抵抗の大き
な抵抗部１７を設けている。また、ヒーター１５を設け
て、負荷側回路７の冷媒温度が下がり過ぎたり、負荷Ａ
を室温より高い温度にしたりする場合に、負荷側の冷媒
を加熱することができる。

【００１４】さらに、二次側回路５と負荷側回路７との
間には、必要に応じて、両流路間を連通することができ
る連絡流路１２、１３を設けている。上記連絡流路１２
は、二次側回路５の抵抗部１６の一端側の分岐点８と、
負荷側回路７の抵抗部１７の一端側の分岐点９とを接続
した流路で、途中に流量制御バルブＶ₁を取り付けてい
る。上記連絡流路１３は、抵抗部１６の他端側の分岐点
１０と、抵抗部１７の他端側の分岐点１１とを接続した
流路である。そして、上記バルブＶ₁が閉じているとき
には、連絡流路１２が遮断されているので、二次側回路
５と負荷側回路７は、どちらも閉鎖系となる。冷媒は、
各流路５、７内でそれぞれ矢印５’と７’のように循環
し、連絡流路１２、１３には流れが発生しない。

【００１５】一方、上記バルブＶ₁が開くと、二次側回
路５の二次側回路５の冷媒が連絡流路１２を介して、負
荷側回路７へ流れ込む。そして、この連絡流路１２を流
れた冷媒と同じ量の冷媒が、連絡流路１３から二次側回
路５へ戻る。このとき、連絡流路１２、１３を流れる冷
媒の流量は上記バルブＶ₁の開度に応じて決まる。ま
た、この発明の温度調整機構である温度調節器１４を設
け、この温度調節器１４が、負荷Ａの温度に応じて、上
記バルブＶ₁の開度を制御したり、上記ヒーター１５を
制御したりする。なお、この装置では、負荷側回路７と
二次側回路５とを分離して、二次側回路５の冷媒温度を
低くしている。そして、負荷側回路７の冷媒は、二次側
回路５の冷媒を混合することで、冷却するようにしてい
るので、負荷側回路７の冷媒は、循環するだけの少ない
量で良い。なぜなら、負荷側回路７の冷媒だけで、負荷
の温度上昇を吸収しなくてもよいからである。

【００１６】上記装置を用いて、負荷Ａの温度制御を行
なう場合を説明する。バルブＶ₁が閉じているときに
は、上記のように、二次側回路５の冷媒と、負荷側回路
７の冷媒とは、混ざり合わずに、それぞれ別々に循環し
ている。この状態で、負荷Ａの温度が上昇して、温度制
御装置１４が負荷温度の上昇を検知すると、バルブＶ₁
を開けて、連絡流路１２を連通させる。バルブＶ₁が開
くと、二次側回路５の冷媒が、分岐点８→連絡流路１２
→分岐点９を介して、負荷側回路７へ流れ込み、負荷側
回路７の冷媒と混合する。そして、連絡流路１２から流
れ込んだ分の流量は、負荷側回路７の分岐点１１から、
連絡流路１３→分岐点１０を介して、二次側回路５へ戻
る。

【００１７】負荷側回路７に混合される二次側回路５の
冷媒温度は、常に、負荷Ａの制御目標温度より１０〜５
０℃低く保たれている。そのうえ、負荷を直接冷却する
負荷側回路７は、二次側回路５から分離されていて、そ
こを循環する冷媒量は少ない。そのため、負荷側回路７
に混合する二次側回路５の冷媒量が少量でも、負荷側の
冷媒温度を急速に下げることができる。すなわち、負荷
温度を速やかに下げることができる。なお、連絡流路１
２を流れる冷媒量は、バルブＶ₁の開度に応じて決ま
る。そこで、負荷温度の上昇が大きい場合には、バルブ
Ｖ₁の開度を大きくして、連絡流路１２を介して混合す
る二次側回路５の冷媒量を多くすれば、急速に冷却する
ことができる。反対に、負荷温度の上昇が小さい場合に
は、バルブＶ₁の開度を小さくして、混合する二次側回
路５の冷媒量を少なくすれば、冷却し過ぎることもな
い。このように、バルブによって、連絡流路１２を流れ
る冷媒量を調整すれば、負荷側回路７の冷媒温度を精度
良く調整することができる。

【００１８】また、冷却を中止したい場合には、バルブ
Ｖ₁を閉じて、連絡流路１２を遮断すれば、負荷Ａは自
然に上昇する。急速に温度を上げたい場合や、次の工程
のために負荷Ａを室温以上にしたい場合には、ヒーター
１５によって、負荷側の冷媒を加熱すればよい。この場
合にも、温度制御装置１４が負荷温度に応じて、ヒータ
ー１５のスイッチを制御する。このように、室温に放置
したり、ヒーター１５を用いたりするときには、バルブ
Ｖ₁を閉じているので、負荷側回路７を循環する少量の
冷媒だけを暖めれば良い。したがって、暖める場合も、
制御応答性が良い。また、二次側回路５の冷媒は、ヒー
ター１５によって暖められることがなく閉鎖系で循環
し、その温度Ｔ₂は、常に、負荷Ａの制御目標温度より
１０〜５０℃低く保たれている。そのため、次に冷却し
なければならなくなった場合にも、ただちに対応するこ
とができる。

【００１９】なお、二次側回路５に設けた抵抗部１６
は、バルブＶ₁を開けた時に、二次側回路５を循環して
いた冷媒が、連絡流路１２を介して負荷側回路７へ流れ
易くするために設けている。二次側回路５の循環回路の
方が、連絡流路１２へ流出する回路より抵抗が小さい
と、上記バルブＶ₁を開けても、二次側回路５の冷媒
が、矢印５’のように、循環したままで、負荷側の冷媒
と混合することができないからである。負荷側回路７に
設けた抵抗部１７も、同様の機能を持ち、二次側回路５
と負荷側の冷媒を交流させるためのものである。ただ
し、他の部分にも流路抵抗が有るので、それら流路抵抗
のバランスによって、バルブＶ₁を開けたときに、上記
冷媒が混合されるようになっていれば、特別な抵抗部を
設ける必要は無い。

【００２０】上記チラー装置では、バッファタンク６を
備えた二次側回路５の冷媒が、負荷を直接冷却しないの
で、二次側回路５の冷媒温度を一次側回路２の冷却器１
によって、負荷の制御目標温度より低く保つことができ
る。従来例では、負荷側回路２９の冷媒が、直接、一次
側回路２の冷媒と熱交換するようにしていたので、冷却
器１を運転して、負荷側回路２９の冷媒温度を負荷の制
御目標温度より、やたらに下げることはできなかった。
そのうえ、上記第１実施例では、負荷側流路７の冷媒量
が少ないので、低温の二次側回路５の冷媒を混合するこ
とで、応答性良く負荷を冷却できる。

【００２１】また、二次側回路５の冷媒は、温度を低く
することで、その総量を少なくすることができる。負荷
側回路７に混入して、負荷側回路７の冷媒温度を同じだ
け下げる場合にも、冷媒温度が低ければ低いほど、混入
させる冷媒量は少なくてよいからである。そのため、従
来例と比べて、バッファタンク６を小さくすることがで
きる。さらに、冷却器１は、負荷の温度上昇に関係なく
運転して、あらかじめ二次側回路５の冷媒温度を下げて
おくことができる。そこで、負荷温度が上昇してから、
急速に冷却する従来例のように、急速冷却ができるよう
な大型冷却器がいらない。

【００２２】このように、バファタンク６や、冷却器１
を小さくできると、それだけで、コストを下げられると
ともに、装置全体を小型化できる。特に、半導体製造装
置の冷却に用いる場合に、全設備をクリーンルームに設
置しなければならないことがある。その場合にも、装置
が小型になれば、クリーンルームを小さくすることがで
き、コスト的に有利である。

【００２３】図２に示す第２実施例は、負荷Ａの温度を
制御する負荷側回路７と、負荷Ｂの温度を制御する負荷
側回路１８を設けて、負荷Ａと負荷Ｂの両方の温度を制
御するものである。図２の中で符号２１は、負荷側回路
１８の抵抗部であり、この負荷側回路１８は、連絡路１
９と２０を介して、二次側回路５の分岐点８と１０に接
続している。また、連絡流路１２と１９には、開閉バル
ブＶ₂とＶ₃を設けている。その他の構成は、第１実施例
と同様である。

【００２４】上記両負荷側回路７、１８は、同じ構成を
しているので、一方の負荷側回路７について説明する。
負荷側回路７には、冷媒を循環するポンプＰ₃と、ヒー
ター１５と、冷媒温度Ｔ₀を検出する温度計２２を設け
ている。そして、この冷媒温度Ｔ₀と、負荷温度Ｔ₁と
を、温度調節器１４に入力するようにしている。上記温
度調節器１４は、負荷温度Ｔ₁が上昇した場合、その変
化量ΔＴ₁に対して、下げなければならない負荷側回路
７の冷媒温度Ｔ₀の変化量ΔＴ₀を示したテーブルを記憶
している。そして、このテーブル値にしたがって、バル
ブＶ₂を開閉するようにしている。

【００２５】例えば、負荷温度がΔＴ₁上昇した場合に
は、バルブＶ₂を開けて、二次側回路５の冷媒を、連絡
流路１２を介して、負荷側回路７の冷媒と混合する。こ
のとき、連絡流路１２を流れる冷媒流量は、バルブＶ₂
を開けることで決まる一定量であり、その量の冷媒が、
連絡流路１３を介して、二次側回路５へ戻される。二次
側回路５の冷媒の混合により、負荷側回路７の冷媒温度
Ｔ₀が下がる。この冷媒温度Ｔ₀が上記テーブルにより決
まるΔＴ₀だけ下がったら、温度調節器１４は、バルブ
Ｖ₂を閉じて、連絡流路１２を遮断する。このようにし
て、負荷Ａの温度を制御目標温度に保つようにする。

【００２６】もう一方の負荷側回路１８に設けた温度調
節器１４も、同様にして、負荷Ｂの温度を制御すること
ができる。このように、テーブル値を用いた定型的な制
御をするようにすれば、温度調節器１４の機構を単純な
ものにできる。なお、ここでは、負荷ＡとＢを冷却する
負荷側回路７と１８を備えたが、バッファタンク６を備
えた二次側回路５を共通にして負荷側回路を備え、もっ
と多くの負荷を冷却することもできる。しかも、各負荷
側回路に温度調節器１４を設けたので、負荷に応じて別
々の温度制御ができる。したがって、従来例のようにバ
ッファタンク６を含む負荷側回路２９と一次側回路２と
を負荷の数だけ必要とする場合と比べて、設備全体を小
さくすることができる。

【００２７】この第２実施例において、連絡流路１２、
１９に設けた開閉バルブＶ₂、Ｖ₃は、開度を調整して流
量を制御するものではないので、負荷温度の変化量に応
じて、バルブを開けている時間が変化する。なお、上記
開閉バルブＶ₁、Ｖ₂を第１実施例で用いた流量調整バル
ブＶ₁に置き換えることもできる。また、二次側回路５
の冷媒温度Ｔ₀を検出せずに、負荷温度Ｔ₁に基づいて、
バルブＶ₂、Ｖ₃の開閉を制御するようにしてもかまわな
い。ただし、二次側回路５の冷媒温度Ｔ₀も検出すれ
ば、冷媒温度Ｔ₀に少し遅れて変化する負荷温度Ｔ₁を予
測して、よりきめの細かい制御をすることができる。こ
の第２実施例も、負荷の制御目標温度より常に低く保っ
た二次側回路５の冷媒によって、応答性良く負荷温度を
制御することができる。

【００２８】図３に示す第３実施例は、二次側回路５の
バッファタンク６に連絡流路２４と２５を接続して、こ
れら連絡流路２４、２５を介して負荷Ａを冷却する負荷
側回路２３を設けた点が第１実施例と異なる。また、負
荷側回路２３と同様にして、負荷Ｂを冷却する負荷側回
路２６を、連絡流路２７、２８を介して、バッファタン
ク６に接続している。そして、上記連絡流路２４、２８
には、それぞれ流量制御バルブＶ₄とＶ₅が設けられ、温
度調節器１４、１４によって、その開度を調整されるよ
うになっている。この流量制御バルブＶ₄とＶ₅の開度に
応じて、連絡流路２４、２８を介して負荷側へ混入する
二次側回路５の冷媒量を制御することができる。

【００２９】この第３実施例も、共通の二次側回路５を
用いて、複数の負荷の温度制御を行なうことができる。
また、制御応答性が良い点や、装置を小型化できる点
も、他の実施例と同じである。ただし、この第３実施例
は、バッファタンク６に連絡流路を接続するようにして
いるので、多数の連絡流路を配管同士で接続する場合と
比べて、接続部分の配管の構成が簡単になる。なお、上
記第１〜第３実施例において、バルブＶ₁〜Ｖ₅は、二次
側回路５の冷媒を負荷側回路に供給する方の連絡流路に
設けているが、これらのバルブは、冷媒の戻り側の連絡
流路に設けてもかまわないし、両方に設けてもかまわな
い。

【００３０】

【発明の効果】第１〜第６の発明のチラー装置では、二
次側回路と負荷側回路とをバルブによって分離すること
ができるため、負荷側回路の温度変動に関係なく、あら
かじめ二次側回路の冷媒を十分に冷却して低温に保って
おくことができる。そのうえ、負荷側回路は、循環する
冷媒量を少なくできるので、低温の冷媒を混合すること
によって、負荷側回路の冷媒を速やかに冷却できる。し
たがって、負荷温度を応答性良く制御できる。また、二
次側回路でも冷媒の温度を低くするほど、冷媒総量を少
なくできる。負荷側回路７に混入して、負荷側回路７の
冷媒温度を同じ温度だけ下げる場合にも、冷媒温度が低
ければ低いほど、混入させる冷媒量は少なくてよいから
である。そのため、従来例と比べて、バッファタンクを
小さくすることができる。

【００３１】さらに、冷却器は、負荷の温度上昇に関係
なく運転して、あらかじめ二次側回路の冷媒温度を下げ
ておくことができる。従来例のように、負荷温度が上昇
してから冷媒を冷却するのではないので、急速冷却がで
きる大型冷却器がいらない。この種の装置では、冷却器
のコストが一番大きいので、冷却器を小型化できること
で、大きなコスト低減になる。また、複数の負荷を冷却
する負荷側回路に対して、バッファタンクを設けた二次
側回路を共通化できるので、従来例のように、負荷の数
だけ、バッファタンクを含む負荷側回路と一次側回路と
を設けなくても良い。その分、装置全体を小型化できる
とともに、そのコスト低減もできる。このように装置全
体を小型化できるため、設置条件の自由度が増す。特
に、半導体製造装置の冷却に用いて、全設備をクリーン
ルームに設置する場合に、クリーンルームを小さくする
ことができ、コスト低減になる。

【００３２】第２の発明では、二次側回路の冷媒温度を
負荷の制御目標温度より常に低く保つことによって、負
荷の大幅な温度上昇にも速やかに対応できる。第３、第
４の発明によれば、負荷温度と負荷側回路の冷媒温度と
に基づいて、より精度の高い温度制御が可能になる。ま
た、第４の発明では、あらかじめ記憶したテーブル値に
基づいた定型的な制御を行なうことで、温度制御機構を
単純にできる。第５の発明では、複数の負荷側回路のた
めの連絡流路を接続する場合に、バッファタンクが分岐
点となる。そのため、多数の連絡流路を接続しても、配
管同士を接続する場合のように、配管の接続部の構成が
複雑にならない。第６の発明によれば、ヒーターを用い
て、負荷側回路の冷媒温度を上げることができる。その
ため、冷やし過ぎたような場合にも、自然に温度が上昇
するのを待つよりも、速く制御目標温度にすることがで
きる。また、バルブを閉めることにより、負荷側回路を
循環する少量の冷媒だけを加熱すればよいので、より速
やかに冷媒温度を上昇させることができる。しかも、二
次側回路の冷媒を加熱することもないので、ヒーターを
用いた後でも、冷却能力が落ちてしまうことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のチラー装置の回路図である。

【図２】第２実施例のチラー装置の回路図である。

【図３】第３実施例のチラー装置の回路図である。

【図４】従来例のチラー装置の回路図である。

【図５】従来例の温度変化を表わすグラフである。

【符号の説明】

１冷却器２一次側回路３熱交換器５二次側回路６バッファタンク７負荷側回路１２、１３連絡流路１４温度調節器１８負荷側回路１９、２０連絡流路２２温度計２３負荷側回路２４、２５連絡流路２６負荷側回路２７、２８連絡流路Ｐ₁〜Ｐ ₃ ポンプＶ₁〜Ｖ₅ バルブＡ、Ｂ負荷

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F25D 9/00 F25D 17/00 303 G05D 23/00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】冷却器と、冷媒を循環するポンプとを備
えた一次側回路と、一次側回路の冷媒と熱交換する冷媒
を循環するポンプを備えた二次側回路と、二次側回路に
設けたバッファタンクと、負荷を冷却する負荷側の冷媒
を循環するポンプを備えた負荷側回路と、上記二次側回
路と負荷側回路との間を接続する連絡流路とからなり、
連絡流路には、この連絡流路を流れる冷媒の流量を制御
するバルブを設け、負荷には温度検出機構を設け、この
温度検出機構からの負荷温度信号に応じて上記バルブ開
度を調整し、負荷温度を制御する温度制御機構を設けた
ことを特徴とするチラー装置。
【請求項２】二次側回路の冷媒温度を検出する温度検
出機構を設け、この温度検出機構からの二次側回路の冷
媒温度信号を一次側回路の冷却器の運転制御にフィード
バックするとともに、二次側回路の冷媒温度を負荷の制
御目標温度より常に低く保つことを特徴とする請求項１
に記載のチラー装置。
【請求項３】負荷側回路の冷媒温度を検出する温度検
出機構を設け、この温度検出機構からの負荷側の冷媒温
度信号に応じて、温度制御機構がバルブの開度を制御す
ることを特徴とする請求項１または２に記載のチラー装
置。
【請求項４】温度制御機構が、負荷温度の変化量に対
応する負荷側の冷媒温度変化量をテーブル値として記憶
し、負荷温度が変化したときには、このテーブル値に基
づいて、バルブ開度を調整することにより、負荷側の冷
媒温度を制御することを特徴とする請求項３に記載のチ
ラー装置。
【請求項５】連絡流路がバッファタンクに接続してい
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載の
チラー装置。
【請求項６】負荷側回路に、ヒーターを設けたことを
特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のチラー装
置。