JP5099843B2 - Temperature and humidity control device - Google Patents

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Description

本発明は温湿度調整装置に関する。   The present invention relates to a temperature and humidity adjusting device.

通常、半導体装置の製造工程等の精密加工分野では、その殆どが温度およ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 a manufacturing process of a semiconductor device, 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に示すような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、膨張弁106、冷却器108および加熱器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 adjusting device used for adjusting the temperature of such a space unit, for example, a temperature adjusting device as shown in FIG.
The temperature control apparatus shown in FIG. 10 includes a compressor 100, a three-way valve 102, a condenser 104, an expansion valve 106, a cooler 108 and a heater 110. And a heating channel provided with a vessel 110.
The cooler 108 and the heater 110 adjust the temperature of the air flow to be adjusted from the fan 112.

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 compressor 100 is distributed to the cooling channel and the heating channel by the three-way valve 102. The high-temperature heat medium distributed to the cooling channel side is cooled by the condenser 104. The cooled heat medium is adiabatically expanded and cooled by the expansion valve 106, and is supplied to the cooler 108. In the cooler 108, the heat medium that has been heated to absorb the temperature while cooling the air flow to be temperature-adjusted blown from the fan 112 is supplied to the compressor 100.

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。このように、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および冷却器108を通過して圧縮機100に供給される。
特開昭51−97048号公報
On the other hand, the high-temperature heat medium distributed to the heating flow path side is supplied to the heater 110, and the air flow to be temperature-adjusted cooled by the cooler 108 is heated and adjusted to a desired temperature. As described above, the heating medium that is radiated and cooled while heating the air flow to be temperature adjusted in the heater 110 passes through the expansion valve 106 and the cooler 108 and is supplied to the compressor 100.
JP-A 51-97048

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 adjustment apparatus shown in FIG. 10, the entire amount of the high-temperature heat medium compressed by the compressor 100 passes through the expansion valve 106, is adiabatically expanded and cooled, and is supplied to the cooler 108. The amount of cooling energy for cooling the air stream to be temperature-adjusted blown out from the air is constant.
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-way valve 102, the heating amount in the heater 110 with respect to the air flow to be temperature-adjusted cooled by the cooler 108 can be adjusted.

したがって、冷却器108および加熱器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 heater 110, and to manage the temperature in the space unit in a narrow temperature range.
However, in the temperature control apparatus shown in FIG. 10, the entire amount of the high-temperature heat medium compressed by the compressor 100 passes through the expansion valve 106, is adiabatically expanded and cooled, and is supplied to the cooler 108. The temperature adjustment for the air flow to be adjusted from the fan 112 is performed by reheating the high-temperature heat medium compressed by the compressor 100 supplied to the heater 110 exclusively.

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および加熱器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および加熱器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。
さらに、図10に示す温度調整装置では、冷却器108および加熱器110を通過する温度調整対象の空気流の湿度を調整する湿度調整機能が設けられておらず、空気流に湿度調整を施すことはできない。
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. In addition, it is difficult to cope with load fluctuations on the heater 110.
For this reason, when the set temperature of the air flow to be adjusted through the cooler 108 and the heater 110 is significantly increased, the temperature of the air flow to be adjusted does not reach the set temperature or reaches the set temperature. It may take a long time to complete.
Furthermore, in the temperature adjustment device shown in FIG. 10, there is no humidity adjustment function for adjusting the humidity of the air flow to be temperature adjusted that passes through the cooler 108 and the heater 110, and humidity adjustment is performed on the air flow. I can't.

このような、図10に示す温度調整装置の加熱量不足を補うと共に、空気流に湿度調整を施すべく、図11に示す温湿度調整装置のように、加熱器110の出口側に複数の加熱水蒸気を噴霧する噴霧ノズル114、114、・・・を設け、噴霧ノズル114の各々に加熱水蒸気を供給する加熱蒸気発生装置を設けることが考えられる。   In order to compensate for the shortage of the heating amount of the temperature adjusting device shown in FIG. 10 and to adjust the humidity of the air flow, a plurality of heating is performed on the outlet side of the heater 110 as in the temperature and humidity adjusting device shown in FIG. It is conceivable to provide spray nozzles 114, 114,... For spraying steam, and to provide a heating steam generator for supplying heated steam to each of the spray nozzles 114.

しかし、図11に示す温湿度調整装置では、加熱水蒸気を発生するためのエネルギーがエネルギー的に無駄である。
しかも、図11の温湿度調整装置の加熱量不足を補うことのできる量の加熱水蒸気を噴霧ノズル114、114、・・・から噴出すると、空気流の湿度調整が困難となる場合がある。
他方、空気流の湿度調整を行うことのできる量の加熱水蒸気を、噴霧ノズル114、114、・・・から噴出しても、温湿度調整装置の加熱量不足を補うことができない場合がある。
したがって、図11に示す温湿度調整装置によって、空気流の温度および湿度を同時に調整できる範囲はさらに一層狭くなる。
However, in the temperature / humidity adjusting apparatus shown in FIG. 11, the energy for generating heated steam is wasteful in terms of energy.
Moreover, if the amount of heated water vapor that can compensate for the insufficient heating amount of the temperature / humidity adjusting device of FIG. 11 is ejected from the spray nozzles 114, 114,..., It may be difficult to adjust the humidity of the airflow.
On the other hand, even if the amount of heated water vapor that can adjust the humidity of the air flow is ejected from the spray nozzles 114, 114,...
Therefore, the range in which the temperature and humidity of the air flow can be adjusted simultaneously by the temperature and humidity adjusting device shown in FIG. 11 is further narrowed.

そこで、本発明は、上記課題を解決し、空気流の温度調整と湿度調整とを同時に好適に行え、かつ省エネルギーを図ることのできる温湿度調整装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a temperature / humidity adjusting device that solves the above-described problems and that can suitably perform temperature adjustment and humidity adjustment of an air flow at the same time and can save energy.

本発明に係る温湿度調整装置は、
A:圧縮機から送り出される熱媒体の一部が第1分配器により分配され、空間ユニット内に配設された加熱器(凝縮器)、膨張弁、蒸発器、前記圧縮機の順に循環されるヒートポンプ回路と、前記圧縮機から送り出される熱媒体が前記第1分配器により分配され、凝縮器、膨張弁、前記空間ユニット内に配設された冷却器(蒸発器)、前記圧縮機の順に循環される冷却回路とを具備する温度調整装置;
B:前記加熱器からの熱媒体の一部が第2分配器により分配され、該分配された熱媒体が膨張弁、前記空間ユニット内に配設された調湿用冷却器(蒸発器)、前記圧縮機の順に循環されるる調湿回路と、前記空間ユニット内に配設され通過する空気に加湿するための水を噴霧する噴霧ノズルと、該噴霧ノズルから噴出される水の量を調整する水量制御弁とを具備する加減湿装置;
C:前記冷却器、前記加熱器、前記調湿用冷却器、前記噴霧ノズルを通過した空気の温度を検出する温度センサ;
D:前記冷却器、前記加熱器、前記調湿用冷却器、前記噴霧ノズルを通過した空気の湿度を検出する湿度センサ;
E:前記温度センサにより検出される出口空気の温度と設定温度とを比較し、該出口空気の温度が設定温度となるように、前記第1分配器を制御し、前記ヒートポンプ回路と前記冷却回路とに分配される熱媒体の分配比率を調整する第1制御部;
F:前記湿度センサにより検出される出口空気の湿度と設定湿度とを比較し、該出口空気の湿度が設定湿度となるように、前記第2分配器を制御し、前記第2分配器により分配される熱媒体の分配比率を調整すると共に、前記水量制御弁を制御して前記噴霧ノズルから噴霧される水量を調整する第2制御部とを具備することを特徴とする。
The temperature and humidity adjustment device according to the present invention is:
A: A part of the heat medium sent out from the compressor is distributed by the first distributor, and is circulated in the order of a heater (condenser), an expansion valve, an evaporator, and the compressor arranged in the space unit. A heat pump circuit and a heat medium sent out from the compressor are distributed by the first distributor, and are circulated in the order of a condenser, an expansion valve, a cooler (evaporator) disposed in the space unit, and the compressor. A temperature control device comprising a cooling circuit to be operated;
B: Part of the heat medium from the heater is distributed by the second distributor, and the distributed heat medium is an expansion valve, a humidity control cooler (evaporator) disposed in the space unit, A humidity control circuit that is circulated in the order of the compressor, a spray nozzle that sprays water for humidifying air passing through the space unit, and an amount of water ejected from the spray nozzle are adjusted. A humidifying / dehumidifying device comprising a water control valve;
C: a temperature sensor that detects the temperature of the air that has passed through the cooler, the heater, the humidity control cooler, and the spray nozzle;
D: a humidity sensor that detects humidity of the air that has passed through the cooler, the heater, the humidity control cooler, and the spray nozzle;
E: The temperature of the outlet air detected by the temperature sensor is compared with a set temperature, the first distributor is controlled so that the temperature of the outlet air becomes the set temperature, and the heat pump circuit and the cooling circuit A first control unit for adjusting a distribution ratio of the heat medium distributed to
F: Comparing the humidity of the outlet air detected by the humidity sensor with the set humidity, controlling the second distributor so that the humidity of the outlet air becomes the set humidity, and distributing by the second distributor And a second control unit that adjusts the distribution ratio of the heat medium to be performed and controls the water amount control valve to adjust the amount of water sprayed from the spray nozzle.

また、前記出口空気の湿度が設定湿度となるように、前記第2分配器による熱媒体の分流を連続的に行うことを特徴とする。
また、前記冷却回路の凝縮器で放熱される熱が前記ヒートポンプ回路の蒸発器で吸熱され利用されることを特徴とする。
前記第1分配器が、加熱器側に分配する熱媒体と冷却器側に分配する熱媒体との合計量が圧縮機から吐出された熱媒体量と等しくなるように、熱媒体を比例分配する比例三方弁であることを特徴とする。
あるいは、第1分配器および第2分配器の少なくとも一方を二方弁で構成することができる。
Further, the heat medium is continuously divided by the second distributor so that the humidity of the outlet air becomes a set humidity.
The heat dissipated by the condenser of the cooling circuit is absorbed and used by the evaporator of the heat pump circuit.
The first distributor proportionally distributes the heat medium so that the total amount of the heat medium distributed to the heater side and the heat medium distributed to the cooler side is equal to the amount of the heat medium discharged from the compressor. It is a proportional three-way valve.
Alternatively, at least one of the first distributor and the second distributor can be constituted by a two-way valve.

本発明の温湿度調整装置では、温度調整装置に、加熱器としてヒートポンプ回路を採用して、外部熱源を有効に利用している。したがって、温度調節用の電気ヒータや加湿用の電気ヒータを用いる従来方式に比べて大幅な省エネを図ることができる。また加湿器としての噴霧ノズルを設け、さらに、加熱器から熱媒体を分流して、除湿機としての調湿用冷却器を設けたので、簡単な構造によって、加湿、減湿の両調整が良好に行える。また、本発明による温湿度調整装置では、前記温度調整装置と前記加減湿装置とに熱媒体を圧送する圧縮機が共用されているため、一台の圧縮機のみで駆動することができる。そのため、別々の圧縮機とする場合に比較して、小型で安価な構成とすることができる。   In the temperature / humidity adjusting device of the present invention, a heat pump circuit is employed as a heater in the temperature adjusting device, and an external heat source is effectively used. Therefore, significant energy saving can be achieved as compared with the conventional method using an electric heater for temperature adjustment or an electric heater for humidification. In addition, a spray nozzle is provided as a humidifier, and a heat medium is diverted from the heater, and a humidity control cooler is provided as a dehumidifier, making it easy to adjust both humidification and dehumidification with a simple structure. Can be done. Moreover, in the temperature / humidity adjusting device according to the present invention, the compressor for pressure-feeding the heat medium is shared by the temperature adjusting device and the humidifying / dehumidifying device, so that it can be driven by only one compressor. Therefore, compared with the case where it is set as a separate compressor, it can be set as a small and cheap structure.

以下本発明に係る温湿度調整装置54(図8)の好適な実施の形態を添付図面を参照して詳細に説明する。
まず、温湿度調整装置54のうち、基本的な構成となる温度調整装置50について、図1〜図7により説明する。
図1は温度調整装置50の概略図である。
温度調整装置50の概略は次のとおりである。すなわち、圧縮機18から送り出される熱媒体の一部が第1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の順に循環されるヒートポンプ回路と、圧縮機18から送り出される熱媒体の残余部が前記第1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の順に循環される冷却回路とを具備する。
また、22aは第1制御部であり、前記第1分配器20を制御し、ヒートポンプ回路と冷却回路とに分配される高温の熱媒体の分配比率を調整して、加熱器14と冷却器16とを通過する温湿度調整対象の空気を設定温度に制御する。24は出口空気の温度を検出する温度センサである。
第1制御部22aは、温度センサ24により測定される出口空気の温度と設定温度とを比較し、第1分配器20を制御し、第1分配器20により加熱器14側(ヒートポンプ回路)と冷却器16(冷却回路)とに分配される熱媒体の分配比率を調整し、出口空気の温度が設定温度となるように制御する。
Hereinafter, a preferred embodiment of the temperature and humidity adjusting device 54 (FIG. 8) according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
First, a temperature adjustment device 50 having a basic configuration in the temperature and humidity adjustment device 54 will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a schematic view of a temperature adjustment device 50.
The outline of the temperature adjusting device 50 is as follows. That is, a part of the heat medium sent out from the compressor 18 is distributed by the first distributor 20 and is circulated in the order of the heater (condenser) 14, the expansion valve 34, the evaporator (heat absorber) 32, and the compressor 18. The heat pump circuit and the remaining portion of the heat medium sent out from the compressor 18 are distributed by the first distributor 20 and circulated in the order of the condenser 26, the expansion valve 28, the cooler (evaporator) 16, and the compressor 18. And a cooling circuit.
Reference numeral 22a denotes a first control unit that controls the first distributor 20 and adjusts the distribution ratio of the high-temperature heat medium distributed to the heat pump circuit and the cooling circuit to thereby adjust the heater 14 and the cooler 16. The temperature and humidity adjustment target air that passes through and is controlled to a set temperature. A temperature sensor 24 detects the temperature of the outlet air.
The first control unit 22a compares the temperature of the outlet air measured by the temperature sensor 24 with the set temperature, controls the first distributor 20, and the first distributor 20 controls the heater 14 side (heat pump circuit). The distribution ratio of the heat medium distributed to the cooler 16 (cooling circuit) is adjusted and controlled so that the temperature of the outlet air becomes the set temperature.

以下、温度調整装置50をさらに詳細に説明する。
図1に示す温度調整装置50には、空間ユニット10内に、ファン12によって吸込んだ空気を温度調整する、上記ヒートポンプ回路の加熱器(凝縮器)14と、上記冷却回路の冷却器(蒸発器)16とを備える。
Hereinafter, the temperature adjusting device 50 will be described in more detail.
1 includes a heater (condenser) 14 of the heat pump circuit that adjusts the temperature of air sucked by the fan 12 in the space unit 10 and a cooler (evaporator) of the cooling circuit. 16).

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。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および冷却器16を通過する空気流の除湿を向上できる。
かかる加熱器14および冷却器16には、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る。
A heater 14 is disposed on the inlet side of the air flow sucked into the space unit 10, and a cooler 16 is disposed downstream thereof. According to the arrangement of the cooler 16 and the heater 14 with respect to the air flow, dehumidification of the air flow passing through the heater 14 and the cooler 16 can be improved.
For example, hydrocarbons such as propane, isobutane, and cyclopentane, chlorofluorocarbons, ammonia, and carbon dioxide gas are supplied to the heater 14 and the cooler 16 as a heat medium.

このような熱媒体は、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熱媒体を、第1分配器としての比例三方弁20によって、加熱器14が設けられたヒートポンプ回路側と冷却器16が設けられた冷却回路側とに分配する。   Such a heat medium is compressed and heated by the compressor 18 and discharged in the form of a gas at a high temperature (for example, 70 ° C.). The high-temperature heat medium discharged from the compressor 18 is distributed to the heat pump circuit side provided with the heater 14 and the cooling circuit side provided with the cooler 16 by the proportional three-way valve 20 as the first distributor. .

この比例三方弁20では、ヒートポンプ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。
かかる比例三方弁20は、第1制御部22aによって制御されている。この第1制御部22aでは、空間ユニット10内に設けられた出口側の温度センサ24によって測定された測定温度と設定された設定温度と比較し、測定温度が設定温度と一致するように、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。
In this proportional three-way valve 20, the total amount of the high-temperature heat medium distributed to the heat pump circuit side and the high-temperature heat medium distributed to the cooling circuit side is equal to the high-temperature heat medium amount discharged from the compressor 18. Distribute.
The proportional three-way valve 20 is controlled by the first controller 22a. The first control unit 22a compares the measured temperature measured by the outlet side temperature sensor 24 provided in the space unit 10 with the set temperature, and heats the measured temperature so as to match the set temperature. The distribution ratio of the high-temperature heat medium distributed to the cooler 14 side and the cooler 16 side is changed substantially continuously to adjust the air sucked into the space unit 10 to a predetermined temperature.

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。
かかる第1制御部22a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の吐出側および吸入側に設けてもよい。
This “substantially continuously changing” means that when the proportional three-way valve 20 is driven by step control, the proportional three-way valve 20 is microscopically driven stepwise, but is continuously continuous as a whole. This includes the case where it is driven.
The set temperature set in the first control unit 22a may be arbitrarily set. Further, the temperature sensor 24 shown in FIG. 1 is installed on the discharge side of the fan 12, but may be installed on the suction side of the fan 12, or may be provided on the discharge side and suction side of the fan 12.

ヒートポンプ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。   The high-temperature heat medium distributed to the heat pump circuit side is directly supplied to the heater 14, and the air flow sucked into the space unit 10 is heated and adjusted to a predetermined temperature. At that time, the high-temperature heat medium is dissipated and cooled to become a heat medium containing condensate.

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内に吸込まれて加熱器14によって加熱された空気流を冷却して所定温度に調整する。その際に、冷却器16に供給された熱媒体は空気流から吸熱して昇温される。このように、加熱器14に吹き付けられて昇温された空気流を冷却器16に吹き付けることによって、空気流の温度調整の精度を向上できる。   On the other hand, the high-temperature heat medium distributed to the cooling circuit side is cooled by the condenser 26 and then adiabatically expanded by the expansion valve 28 and further cooled (for example, cooled to 10 ° C.). The cooled heat medium is supplied to the cooler 16, sucked into the space unit 10, cools the air flow heated by the heater 14, and adjusts it to a predetermined temperature. At that time, the heat medium supplied to the cooler 16 is heated by absorbing heat from the air flow. In this way, by blowing the air flow that has been blown to the heater 14 and raised in temperature to the cooler 16, the accuracy of temperature adjustment of the air flow can be improved.

かかる凝縮器26には、加熱器14側に分配された高温の熱媒体を冷却する冷却用として配管30を経由して、冷却水が供給されている。かかる冷却水は、凝縮器26内で70℃程度の熱媒体によって30℃程度に加熱されて配管31から吐出される。この配管31から吐出される冷却水は、吸熱手段としての吸熱器(蒸発器)32に加熱源として供給される。   The condenser 26 is supplied with cooling water via a pipe 30 for cooling the high-temperature heat medium distributed to the heater 14 side. Such cooling water is heated to about 30 ° C. by a heat medium of about 70 ° C. in the condenser 26 and discharged from the pipe 31. The cooling water discharged from the pipe 31 is supplied as a heat source to a heat absorber (evaporator) 32 as a heat absorbing means.

この吸熱器32には、加熱器14で放熱した熱媒体を、膨張弁34によって断熱的に膨張して更に冷却した10℃程度の熱媒体が供給されている。このため、吸熱器32では、凝縮器26で吸熱して30℃程度に昇温された冷却水と10℃程度に冷却された熱媒体との温度差に基づいて、熱媒体が冷却水から吸熱できる。すなわち、冷却回路の凝縮器26で放熱された熱により、吸熱器32でヒートポンプ回路側の熱媒体を加温するので、熱の有効利用が図れる。   The heat absorber 32 is supplied with a heat medium having a temperature of about 10 ° C. which is further cooled by adiabatic expansion of the heat medium radiated by the heater 14 by the expansion valve 34. Therefore, in the heat absorber 32, the heat medium absorbs heat from the cooling water based on the temperature difference between the cooling water that has absorbed heat by the condenser 26 and has been heated to about 30 ° C. and the heat medium that has been cooled to about 10 ° C. it can. That is, since the heat medium on the heat pump circuit side is heated by the heat absorber 32 by the heat radiated from the condenser 26 of the cooling circuit, the heat can be effectively used.

吸熱器32で冷却水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 whose temperature has been increased by absorbing heat from the cooling water by the heat absorber 32 is supplied to the compressor 18 via the accumulator 36. The accumulator 36 is also supplied with a heat medium that absorbs heat from the air flow supplied to the cooler 16 and sucked into the space unit 10. Since the accumulator 36 is a type of accumulator that can store a liquid component and re-supply only the gas component to the compressor 18, it can reliably supply only the gas component of the heat medium to the compressor 18.

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。
なお、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内に吸込まれた空気流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 accumulator 36, an accumulator type accumulator can be used.
Even if the accumulator 36 is not installed, the heat medium that has been heated from the air flow by the heat absorber 32 and the heat that has been absorbed from the air flow that is supplied to the cooler 16 and sucked into the space unit 10 are absorbed. It is sufficient that the medium is merged and re-supplied to the compressor 18.

ところで、加熱器14で放熱した熱媒体を、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、熱媒体と外部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に供給された冷却水から吸熱できる。   By the way, although the heat medium radiated by the heater 14 is adiabatically expanded and cooled by the expansion valve 34, in the cooling by the adiabatic expansion in the expansion valve 34, the heat between the heat medium and the outside is cooled. There is no exchange. For this reason, the heat medium cooled adiabatically can absorb heat from the cooling water supplied to the heat absorber 32 via the condenser 26 from the outside.

したがって、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、吸熱器32によって外部から供給された冷却水より吸熱したエネルギーを加えることができる。更に、図1に示す温度調整装置50では、外部から供給された冷却水が凝縮器26を経由して吸熱器32に供給されており、凝縮器26で除去した高温の熱媒体から除去したエネルギーの一部も、圧縮機18から吐出される高温の熱媒体に加えることができ、加熱流路の加熱能力を向上できる。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。   Therefore, energy absorbed from the cooling water supplied from the outside by the heat absorber 32 can be added to the compression power energy by the compressor 18 to the high-temperature heat medium discharged from the compressor 18. Further, in the temperature adjusting device 50 shown in FIG. 1, the cooling water supplied from the outside is supplied to the heat absorber 32 via the condenser 26, and the energy removed from the high-temperature heat medium removed by the condenser 26. A part of can also be added to the high-temperature heat medium discharged from the compressor 18, and the heating capacity of the heating channel can be improved. As a result, it is not necessary to use other heating means such as an auxiliary heater.

このように、図1に示す温度調整装置50では、その加熱器14の加熱能力をヒートポンプ回路の設置によって向上でき、かつ比例三方弁20によってヒートポンプ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 50 shown in FIG. 1, the heating capacity of the heater 14 can be improved by installing the heat pump circuit, and the high-temperature heat medium distributed to the heat pump circuit side by the proportional three-way valve 20 and the cooling circuit side The distribution ratio with the high-temperature heat medium distributed to the space unit 10 can be changed substantially continuously according to the temperature in the space unit 10.

このため、図1に示す温度調整装置50では、ヒートポンプ回路および冷却回路に高温の熱媒体が常時供給されており、加熱器14と冷却器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、加熱流路と冷却流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。   For this reason, in the temperature adjusting device 50 shown in FIG. 1, a high-temperature heat medium is constantly supplied to the heat pump circuit and the cooling circuit, and the air flow of the temperature adjustment target passing through the heater 14 and the cooler 16 is minute. Load fluctuations can be quickly dealt with by quickly finely adjusting the distribution ratio of the high-temperature heat medium distributed between the heating flow path and the cooling flow path using the proportional three-way valve 20, and the response can be improved.

その結果、加熱器14と冷却器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、例えば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。   As a result, the temperature of the air flow subject to temperature adjustment passing through the heater 14 and the cooler 16 can be controlled with an accuracy of ± 0.1 ° C. or less with respect to the set temperature, and the temperature adjusting device shown in FIG. 1 is installed. For example, the temperature change of the space unit 10 can be made smaller than the temperature change of the clean room, and a process requiring precision machining can be installed.

また、図1に示す温度調整装置50では、上述した様に、ヒートポンプ回路の加熱器14の加熱能力が向上され、かつ加熱流路と冷却手段とを含む流路のうち、第1分配器としての比例三方弁20から冷却器16および吸熱器32の各々を通過した熱媒体がアキュームレータ36で合流されるまでの加熱流路を含む流路と冷却流路を含む流路との各々が、流路的に独立して設けられている。   Further, in the temperature adjusting device 50 shown in FIG. 1, as described above, the heating capacity of the heater 14 of the heat pump circuit is improved, and the first distributor among the channels including the heating channel and the cooling means is used. Each of the flow path including the heating flow path and the flow path including the cooling flow path until the heat medium that has passed through each of the cooler 16 and the heat absorber 32 from the proportional three-way valve 20 is merged by the accumulator 36 flows. It is provided independently on the road.

このため、加熱器14と冷却器16と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でも、比例三方弁20によって高温の熱媒体の分配比率を冷却流路よりも加熱流路に分配する分配比率を大幅に高くして、温度調整対象の空気流を所定温度に迅速に調整できる。
その結果、例えば、図10に示す温度調整装置では、その温度設定範囲が20〜26℃程度であるが、図1に示す温度調整装置50では、その温度設定範囲を18〜35℃と大幅に拡大できる。
For this reason, even when the set temperature of the air flow to be temperature adjusted passing through the heater 14 and the cooler 16 is significantly increased, the proportional three-way valve 20 heats the distribution ratio of the high-temperature heat medium more than the cooling flow path. The distribution ratio distributed to the flow path can be significantly increased, and the air flow to be temperature adjusted can be quickly adjusted to a predetermined temperature.
As a result, for example, in the temperature adjusting device shown in FIG. 10, the temperature setting range is about 20 to 26 ° C., but in the temperature adjusting device 50 shown in FIG. 1, the temperature setting range is greatly increased to 18 to 35 ° C. Can be expanded.

更に、図1に示す温度調整装置50では、加熱流路の加熱能力が向上され、補助ヒータ等の他の加熱手段を用いることを要しないため、図10に示す補助ヒータ114を設けた温度調整装置に比較して、大幅な省エネルギーを図ることができる。
例えば、図10に示す補助ヒータ114を設けた温度調整装置では、全消費エネルギーの内訳は、圧縮機100が18%、補助ヒータ114が69%、および送風機112が13%である。この点、図1に示す温度調整装置50では、補助ヒータ114の消費エネルギーをカットできる。
このため、吐出量が20m3/min程度の水冷式空調機に、図10に示す温度調整装置の方式を適用した場合には、最大消費電力が11.7KWであったが、図1に示す温度調整装置50の方式を適用すると、最大消費電力を2.4KW程度とすることができる。
Furthermore, in the temperature adjusting device 50 shown in FIG. 1, the heating capacity of the heating channel is improved and it is not necessary to use other heating means such as an auxiliary heater. Therefore, the temperature adjustment provided with the auxiliary heater 114 shown in FIG. Compared to the device, significant energy saving can be achieved.
For example, in the temperature adjustment apparatus provided with the auxiliary heater 114 shown in FIG. 10, the breakdown of the total energy consumption is 18% for the compressor 100, 69% for the auxiliary heater 114, and 13% for the blower 112. In this regard, the temperature adjustment device 50 shown in FIG. 1 can cut the energy consumption of the auxiliary heater 114.
For this reason, when the system of the temperature control apparatus shown in FIG. 10 is applied to a water-cooled air conditioner with a discharge rate of about 20 m 3 / min, the maximum power consumption was 11.7 KW, but the temperature shown in FIG. When the method of the adjusting device 50 is applied, the maximum power consumption can be reduced to about 2.4 KW.

以上、説明してきた図1に示す温度調整装置50では、凝縮器26に冷却水を供給する配管30に、冷媒制御手段としての制御弁40が設けられている。この制御弁40は、圧縮機18の吐出圧が一定となるように制御されている。かかる制御弁40は、図2に示す様に、冷却水の流路内に設けられた弁部40aの開口部を開閉する弁体40bを具備する棒状部が設けられている。この棒状部は、その先端面が当接するバネ40cによって弁体40bが弁部40aの開口部を開放する方向に付勢されている。また、棒状部の他端面は、第1圧縮器18から吐出された熱媒体の圧力が供給されるベローズ40dに当接し、棒状部をバネ40cの付勢力に抗して弁部40aの開口部を閉じる方向に弁体40bを付勢している。   As described above, in the temperature adjusting device 50 shown in FIG. 1 described above, the control valve 40 as the refrigerant control means is provided in the pipe 30 that supplies the cooling water to the condenser 26. The control valve 40 is controlled so that the discharge pressure of the compressor 18 is constant. As shown in FIG. 2, the control valve 40 is provided with a rod-like portion including a valve body 40 b that opens and closes an opening of a valve portion 40 a provided in the cooling water flow path. The rod-like portion is biased in a direction in which the valve body 40b opens the opening of the valve portion 40a by a spring 40c with which the tip end surface abuts. The other end surface of the rod-shaped portion abuts on a bellows 40d to which the pressure of the heat medium discharged from the first compressor 18 is supplied, and the rod-shaped portion is opened against the urging force of the spring 40c. The valve body 40b is urged in the closing direction.

このため、圧縮機18の吐出圧がバネ40cの付勢力以上となったとき、ベローズ40dによって弁体40bが弁部40aの開口部を開放する方向に移動し、凝縮器26に供給される冷却水量が増加して、凝縮器26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40cの付勢力以下となったとき、弁体40bが弁部40aの開口部を閉じる方向に移動し、凝縮器26に供給される冷却水量が減少して、凝縮器26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。
このように、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、凝縮器26に冷却水量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。
For this reason, when the discharge pressure of the compressor 18 becomes equal to or greater than the urging force of the spring 40c, the valve body 40b is moved by the bellows 40d in a direction to open the opening of the valve portion 40a, and the cooling supplied to the condenser 26 The amount of water increases and the cooling capacity of the condenser 26 is improved. For this reason, the discharge pressure of the compressor 18 decreases.
On the other hand, when the discharge pressure of the compressor 18 becomes equal to or less than the urging force of the spring 40c, the valve body 40b moves in the direction of closing the opening of the valve portion 40a, and the amount of cooling water supplied to the condenser 26 decreases. The cooling capacity of the condenser 26 is reduced. For this reason, the discharge pressure of the compressor 18 becomes high.
Thus, by keeping the discharge pressure of the compressor 18 constant, the temperature adjusting device can be stably operated. Moreover, it can adjust so that the amount of cooling water may be supplied to the condenser 26 more than needed, and it may not discharge | emit out of the system.

ところで、加熱器14および冷却器16を通過する空気流の温度設定を大幅に昇温した場合、第1制御部22aでは、比例三方弁20の冷却流路側の吐出口の開度を全閉状態又は全閉状態に近い状態とすると共に、加熱流路側の吐出口を全開状態又は全開状態に近い状態とする。
また、温度調整対象の空気流の温度が低温である場合、加熱流路の加熱器14に供給された高温の熱媒体は、加熱器14で低温の空気流によって凝縮され、圧縮機18の吐出圧が所定圧よりも低圧となるため、制御弁40が閉じて凝縮器26に冷却水が供給されなくなる。
By the way, when the temperature setting of the air flow passing through the heater 14 and the cooler 16 is significantly increased, the first control unit 22a fully closes the opening degree of the discharge port on the cooling flow path side of the proportional three-way valve 20. Or while making it the state close | similar to a fully closed state, let the discharge port by the side of a heating flow path be a fully open state or a state close to a fully open state.
When the temperature of the air flow to be adjusted is low, the high-temperature heat medium supplied to the heater 14 in the heating flow path is condensed by the low-temperature air flow in the heater 14 and discharged from the compressor 18. Since the pressure is lower than the predetermined pressure, the control valve 40 is closed and the cooling water is not supplied to the condenser 26.

このように、凝縮器26に冷却水が供給されなくなると、凝縮器26から吸熱器32に供給される冷却水も供給されなくなる。このため、吸熱器32が稼働停止状態となって、ヒートポンプとして機能しなくなる。
しかも、加熱器14で放熱して凝縮した熱媒体を膨張弁34で断熱的に膨張して冷却した熱媒体と冷却水との熱交換が行われず、吸熱器32が凍結するおそれがある。
As described above, when the cooling water is not supplied to the condenser 26, the cooling water supplied from the condenser 26 to the heat absorber 32 is also not supplied. For this reason, the heat absorber 32 becomes an operation stop state, and it does not function as a heat pump.
Moreover, heat exchange between the heat medium that has been radiated and condensed by the heater 14 by adiabatic expansion and cooling by the expansion valve 34 is not performed, and the heat absorber 32 may freeze.

このため、図3に示す温度調整装置のように、吸熱器32への冷却水の供給手段として、制御弁40のバイパス配管42に制御弁44を設けている。この制御弁44は、比例三方弁20の冷却流路側の吐出口の開度が全閉状態又は全閉状態に近い状態となり、加熱流路側の吐出口が全開状態又は全開状態に近い状態となったとき、第1制御部22aからの信号によって開き、強制的に冷却水を凝縮器26に供給し、吸熱器32を稼働状態としている。   For this reason, a control valve 44 is provided in the bypass pipe 42 of the control valve 40 as means for supplying cooling water to the heat absorber 32 as in the temperature adjusting device shown in FIG. In the control valve 44, the opening degree of the discharge port on the cooling channel side of the proportional three-way valve 20 is in a fully closed state or a state close to a fully closed state, and the discharge port on the heating channel side is in a fully open state or a state close to a fully open state. When this occurs, it opens by a signal from the first control unit 22a, forcibly supplies cooling water to the condenser 26, and the heat absorber 32 is in an operating state.

このため、加熱器14および冷却器16を通過する空気流の温度設定を大幅に昇温した場合や加熱器14および冷却器16を通過する空気流が低温の場合の様に、冷却流路側に分配される高温の熱媒体の分配率がゼロ又はその近傍となったときでも、吸熱器32に所定量の冷却水を供給でき、吸熱器32の凍結を防止しかつヒートポンプとしての機能を発揮させることができる。
圧縮機18の吐出圧が上昇し所定圧近傍に到達したとき、制御弁44を第1制御部22aからの信号によって閉じる。その後は、制御弁40によって圧縮機18の吐出側の圧力が一定に保持されるように、凝縮器26に供給される冷却水の供給量を制御する。
Therefore, when the temperature setting of the air flow passing through the heater 14 and the cooler 16 is significantly increased, or when the air flow passing through the heater 14 and the cooler 16 is low temperature, Even when the distribution ratio of the high-temperature heat medium to be distributed becomes zero or in the vicinity thereof, a predetermined amount of cooling water can be supplied to the heat absorber 32 to prevent the heat absorber 32 from freezing and to function as a heat pump. be able to.
When the discharge pressure of the compressor 18 increases and reaches a predetermined pressure, the control valve 44 is closed by a signal from the first control unit 22a. Thereafter, the supply amount of the cooling water supplied to the condenser 26 is controlled so that the pressure on the discharge side of the compressor 18 is kept constant by the control valve 40.

図3に示す温度調整装置では、冷却器16に吹き付けられて冷却された空気流を加熱器14に吹き付けている。このように、最初に空気流を冷却器16に吹き付けることによって、空気流中の水分を凝縮して除湿を行うことができる。
なお、図3に示す温度調整装置では、その構成部材が図1に示す温度調整装置の構成部材と同一部材である場合には、図1の構成部材と同一番号を付し、詳細な説明を省略した。
図4は、図3に示す温度調整装置50のブロック図である。
図4に示すように、第1制御部22aは、温度センサ24により測定される出口空気の温度と設定温度とを比較し、第1分配器20と制御弁(バイパス弁)44とを制御し、第1分配器20により加熱器14側(ヒートポンプ回路)と冷却器16(冷却回路)とに分配される熱媒体の分配比率を調整し、出口空気の温度が設定温度となるように制御する。
In the temperature adjusting device shown in FIG. 3, the air flow blown to the cooler 16 and cooled is blown to the heater 14. Thus, by first blowing an air flow to the cooler 16, moisture in the air flow can be condensed and dehumidified.
In the temperature adjusting device shown in FIG. 3, when the constituent members are the same as the constituent members of the temperature adjusting device shown in FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. Omitted.
FIG. 4 is a block diagram of the temperature adjusting device 50 shown in FIG.
As shown in FIG. 4, the first control unit 22 a compares the temperature of the outlet air measured by the temperature sensor 24 with the set temperature, and controls the first distributor 20 and the control valve (bypass valve) 44. The distribution ratio of the heat medium distributed to the heater 14 side (heat pump circuit) and the cooler 16 (cooling circuit) is adjusted by the first distributor 20 and controlled so that the temperature of the outlet air becomes the set temperature. .

図1〜図3に示す温度調整装置では、凝縮器26および吸熱器32に供給する熱媒体として冷却水を用いていたが、図5に示す様に、凝縮器26およびヒートポンプ手段の吸熱器32に供給する熱媒体としてファン46による空気流を用いることができる。
図5に示す温度調整装置では、加熱器14で放熱した熱媒体が膨張弁34によって断熱膨張して更に冷却されて供給されている吸熱器32に、ファン46によって凝縮器26に吹き付けられて加熱された空気流が吹き付けられる。このため、吸熱器32では、加熱器14で放熱・凝縮し断熱膨張して更に冷却した熱媒体が空気流から吸熱して昇温される。
なお、図5に示す温度調整装置では、その構成部材が図1に示す温度調整装置の構成部材と同一部材である場合には、図1の構成部材と同一番号を付し、詳細な説明を省略した。
1 to 3, the cooling water is used as the heat medium supplied to the condenser 26 and the heat absorber 32. However, as shown in FIG. 5, the condenser 26 and the heat absorber 32 of the heat pump means are used. An air flow by the fan 46 can be used as a heat medium supplied to the fan.
In the temperature control apparatus shown in FIG. 5, the heat medium radiated by the heater 14 is adiabatically expanded by the expansion valve 34 and further cooled and supplied to the heat absorber 32 supplied to the condenser 26 by the fan 46 and heated. Airflow is blown. For this reason, in the heat absorber 32, the heat medium radiated and condensed by the heater 14, adiabatically expanded, and further cooled, absorbs heat from the air flow and is heated.
In the temperature adjusting device shown in FIG. 5, when the constituent members are the same as the constituent members of the temperature adjusting device shown in FIG. 1, the same reference numerals as those in FIG. Omitted.

また、図1〜図5に示す温度調整装置に用いた第1分配器としての比例三方弁20に代えて、図6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、第1制御部22aによって制御されている。かかる第1制御部22a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流路(ヒートポンプ回路)と冷却流路(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、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7に示す様に、バルブ開度と流量との関係は直線状でない。このため、第1制御部22aでは、図7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、第1制御部22a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。
Further, in place of the proportional three-way valve 20 as the first distributor used in the temperature adjusting device shown in FIGS. 1 to 5, as shown in FIG. 6, two two-way valves 38a and 38b are provided. Can be used. Each of the two gate valves 38a and 38b is controlled by the first controller 22a. The opening degree of each of the two-way valves 38a and 38b is adjusted by the first control unit 22a, and the gaseous high-temperature heat medium compressed and heated by the compressor 18 and the cooling flow path (heat pump circuit) The distribution ratio distributed to the passage (cooling circuit) is adjusted substantially continuously, and the air flow passing through the heater 14 and the cooler 16 is controlled to a predetermined temperature. At that time, the total amount of the high-temperature heat medium distributed to the heater 14 and the high-temperature heat medium distributed to the cooler 16 becomes equal to the high-temperature heat medium discharged from the compressor 18. As described above, the opening degree of the gate valves 38a and 38b is adjusted so that the proportional distribution is continuously performed.
At that time, as shown in FIG. 7, the relationship between the valve opening and the flow rate of each of the gate valves 38a and 38b is not linear. Therefore, the first control unit 22a holds the flow rate characteristic data for each of the gate valves 38a and 38b shown in FIG. 7, and the first control unit 22a receives the flow rate characteristic data for the gate valves 38a and 38b. An opening signal is transmitted to each gate valve 38a, 38b.

次に、図8に、上記温度調整装置50と、加減湿装置52とを組み合わせた、本発明に係る温湿度調整装置54の一実施形態を示す。上記と同一の部材は同一符号をもって示し、説明を省略する。
加減湿装置52は次の構成を有する。
すなわち、加熱器14からの熱媒体が第2分配器60によりさらに分配され、該分配された熱媒体が膨張弁62、空間ユニット10内に配設された調湿用冷却器(蒸発器)64、アキュムレータ36、圧縮機18の順に循環される調湿回路と、空間ユニット10内に配設され通過する空気に加湿するための水を噴霧する噴霧ノズル66と、噴霧ノズル66から噴出される水の量を調整する水量制御弁68とを具備する。
Next, FIG. 8 shows an embodiment of the temperature / humidity adjusting device 54 according to the present invention, in which the temperature adjusting device 50 and the humidifying / dehumidifying device 52 are combined. The same members as those described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
The humidifying / dehumidifying device 52 has the following configuration.
That is, the heat medium from the heater 14 is further distributed by the second distributor 60, and the distributed heat medium is a humidity control cooler (evaporator) 64 disposed in the expansion valve 62 and the space unit 10. , An accumulator 36 and a compressor 18 are circulated in this order, a spray nozzle 66 that sprays water for humidifying the air passing through the space unit 10, and water ejected from the spray nozzle 66 And a water amount control valve 68 for adjusting the amount of water.

第2分配器60は、加熱器14と膨張弁34との間に配設されている。この第2分配器60も第1分配器20と同様に比例三方弁を用いてもよいし、図6に示すのと同様な2個の二方弁で構成してもよい。
この第2分配器60では、膨張弁34側に分配する熱媒体と膨張弁62側に分配する熱媒体との合計量が加熱器14から吐出された熱媒体量と等しくなるように分配する。
かかる第2分配器60は、第2制御部70によって制御される。この第2制御部70には、空間ユニット10内に設けられた湿度センサ72によって測定された出口側空気の測定湿度に対応する信号が入力される。また、第2制御部70には、あらかじめ設定湿度が入力されている。
The second distributor 60 is disposed between the heater 14 and the expansion valve 34. The second distributor 60 may use a proportional three-way valve similarly to the first distributor 20, or may be composed of two two-way valves similar to those shown in FIG.
In the second distributor 60, the total amount of the heat medium distributed to the expansion valve 34 side and the heat medium distributed to the expansion valve 62 side is distributed so as to be equal to the heat medium amount discharged from the heater 14.
The second distributor 60 is controlled by the second controller 70. A signal corresponding to the measured humidity of the outlet side air measured by the humidity sensor 72 provided in the space unit 10 is input to the second control unit 70. The set humidity is input to the second control unit 70 in advance.

また、第2制御部70は、水量制御弁68の開度も制御しうるようになっていて、噴霧ノズル66から空間ユニット10内に噴出される水の量を調整可能になっている。
調湿用冷却器64は、空間ユニット10内において冷却器16と加熱器14との間に位置して配設され、噴霧ノズル66は調湿用冷却器64と加熱器14との間に位置して配設されている。噴霧ノズル66は複数のノズルから構成され、調湿用冷却器64を通過した空気に均一に水(純水)を噴霧できるようになっている。
なお、空間ユニット10内での、冷却器16、調湿用冷却器64、噴霧ノズル66、加熱器14の配設順は必ずしも上記に限定されるものではない。
The second control unit 70 can also control the opening degree of the water amount control valve 68 and can adjust the amount of water ejected from the spray nozzle 66 into the space unit 10.
The humidity control cooler 64 is disposed between the cooler 16 and the heater 14 in the space unit 10, and the spray nozzle 66 is positioned between the humidity control cooler 64 and the heater 14. Arranged. The spray nozzle 66 includes a plurality of nozzles, and can uniformly spray water (pure water) onto the air that has passed through the humidity control cooler 64.
In addition, the arrangement | positioning order of the cooler 16, the cooler 64 for humidity control, the spray nozzle 66, and the heater 14 in the space unit 10 is not necessarily limited above.

本実施の形態に係る温湿度調整装置54は上記のように構成されている。
噴霧ノズル66は加湿器として、一方調湿用冷却器64は除湿機として機能する。
冷却器16も除湿機能を有するが、冷却器16と加熱器14とは第1制御部22aの制御のもとに温度優先で制御されるものであるので、冷却器16の除湿機能は限定されたものとなり、僅かなものである。そのため、もし、調湿用冷却器64が無いとすれば、冷却器16の除湿機能は僅かであるので、湿度調整、特に湿度を減じる方向の調整は困難である。
The temperature / humidity adjusting apparatus 54 according to the present embodiment is configured as described above.
The spray nozzle 66 functions as a humidifier, while the humidity control cooler 64 functions as a dehumidifier.
Although the cooler 16 also has a dehumidifying function, the dehumidifying function of the cooler 16 is limited because the cooler 16 and the heater 14 are controlled with temperature priority under the control of the first control unit 22a. There are few things. Therefore, if the humidity control cooler 64 is not provided, the dehumidifying function of the cooler 16 is very small, so that it is difficult to adjust the humidity, particularly in the direction of reducing the humidity.

本実施の形態では、上記のように加湿器としての噴霧ノズルと、除湿機としての調湿用冷却器64とを設けた。
これにより、加湿、減湿の両調整が良好に行えるようになった。
図9は、第2制御部70による制御ブロック図である。
図9に示すように、第2制御部70により、湿度センサ72により測定される出口空気の湿度と設定湿度とを比較し、第2分配器60を制御し、第2分配器60により吸熱器32と冷却器64とに分配される熱媒体の分配比率を調整すると共に、水量制御弁68を制御し、噴霧ノズル66から噴霧される水量を調整して、出口空気の湿度が設定湿度となるようにするのである。この場合、湿度センサ72での出口空気の湿度の検出結果を第2制御部70にフィードバックし、第2制御部70により第2分配器60による熱媒体の分流を連続的に行うことにより、出口空気の湿度が設定温度となるように精密に制御することができる。
In the present embodiment, as described above, the spray nozzle as the humidifier and the humidity control cooler 64 as the dehumidifier are provided.
As a result, both adjustment of humidification and dehumidification can be performed satisfactorily.
FIG. 9 is a control block diagram of the second control unit 70.
As shown in FIG. 9, the second controller 70 compares the humidity of the outlet air measured by the humidity sensor 72 with the set humidity, controls the second distributor 60, and the second distributor 60 controls the heat absorber. The distribution ratio of the heat medium distributed to 32 and the cooler 64 is adjusted, the water amount control valve 68 is controlled, the amount of water sprayed from the spray nozzle 66 is adjusted, and the humidity of the outlet air becomes the set humidity. To do so. In this case, the detection result of the humidity of the outlet air by the humidity sensor 72 is fed back to the second control unit 70, and the second control unit 70 continuously diverts the heat medium by the second distributor 60. It can be precisely controlled so that the humidity of the air becomes the set temperature.

また、出口空気の温度は、前記のように、第1制御部22a、冷却器16、加熱器14等によって制御される。
なお、本実施の形態では、加熱器14から出た熱媒体の一部を第2分配器60により調湿用冷却器64側に分配している。そのため、ヒートポンプ回路のヒートポンプ機能が多少減殺され、加熱器14の加熱能力が多少減退する。しかしながら、あらかじめ温湿度調整がある程度なされているクリーンルーム内の温湿度をさらに精密に、かつ安定して温湿度管理するような、温度調整範囲が狭い温湿度管理には好適である。
Further, as described above, the temperature of the outlet air is controlled by the first control unit 22a, the cooler 16, the heater 14, and the like.
In the present embodiment, a part of the heat medium output from the heater 14 is distributed to the humidity control cooler 64 side by the second distributor 60. Therefore, the heat pump function of the heat pump circuit is somewhat diminished, and the heating capacity of the heater 14 is somewhat diminished. However, it is suitable for temperature / humidity management with a narrow temperature adjustment range in which the temperature / humidity in a clean room where temperature / humidity adjustment has been made to some extent is more precisely and stably managed.

本発明における温湿度調整装置の温度調整装置の一例を説明する概略図である。It is the schematic explaining an example of the temperature adjustment apparatus of the temperature / humidity adjustment apparatus in this invention. 図1に示す温度調整装置に用いる制御弁の内部構造を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the internal structure of the control valve used for the temperature control apparatus shown in FIG. 温度調整装置の他の例を説明する概略図である。It is the schematic explaining the other example of a temperature control apparatus. 図3に示す温度調整装置のブロック図である。It is a block diagram of the temperature control apparatus shown in FIG. 温度調整装置のさらに他の例を説明する概略図である。It is the schematic explaining the further another example of a temperature control apparatus. 図1〜図5に示す温度調整装置で用いることのできる他の分配器を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the other divider | distributor which can be used with the temperature control apparatus shown in FIGS. 図6に示す分配器で用いるゲートバルブの流量特性を示すグラフである。It is a graph which shows the flow volume characteristic of the gate valve used with the divider | distributor shown in FIG. 本発明に係る温湿度調整装置の一例を説明する概略図である。It is the schematic explaining an example of the temperature / humidity adjustment apparatus which concerns on this invention. 第2制御部による制御ブロック図である。It is a control block diagram by a 2nd control part. 従来の温度調整装置を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the conventional temperature control apparatus. 従来の温度調整装置を温湿度調整装置に改良した改良例を説明する概略図である。It is the schematic explaining the example of improvement which improved the conventional temperature adjustment apparatus to the temperature / humidity adjustment apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10 空間ユニット
12 ファン
14 加熱器
16 冷却器
18 圧縮機
20 第1分配器(三方弁)
22a 第1制御部
24 温度センサ
26 凝縮器
28 膨張弁
30 配管
31 配管
32 吸熱器
34 膨張弁
36 アキュームレータ
38a、38b 二方弁
40 制御弁
44 制御弁
50 温度調整装置
52 加減湿装置
54 温湿度調整装置
60 第2分配器
62 膨張弁
64 調湿用冷却器
66 噴霧ノズル
68 水量制御弁
70 第2制御部
72 湿度センサ
10 Spatial unit 12 Fan 14 Heater 16 Cooler 18 Compressor 20 First distributor (three-way valve)
22a 1st control part 24 temperature sensor 26 condenser 28 expansion valve 30 piping 31 piping 32 heat sink 34 expansion valve 36 accumulator 38a, 38b two-way valve 40 control valve 44 control valve 50 temperature adjustment device 52 humidification / dehumidification device 54 temperature / humidity adjustment Device 60 Second distributor 62 Expansion valve 64 Humidity control cooler 66 Spray nozzle 68 Water amount control valve 70 Second controller 72 Humidity sensor

Claims (5)

A:圧縮機から送り出される熱媒体の一部が第1分配器により分配され、空間ユニット内に配設された加熱器(凝縮器)、膨張弁、蒸発器、前記圧縮機の順に循環されるヒートポンプ回路と、前記圧縮機から送り出される熱媒体が前記第1分配器により分配され、凝縮器、膨張弁、前記空間ユニット内に配設された冷却器(蒸発器)、前記圧縮機の順に循環される冷却回路とを具備する温度調整装置;
B:前記加熱器からの熱媒体の一部が第2分配器により分配され、該分配された熱媒体が膨張弁、前記空間ユニット内に配設された調湿用冷却器(蒸発器)、前記圧縮機の順に循環される調湿回路と、前記空間ユニット内に配設され通過する空気に加湿するための水を噴霧する噴霧ノズルと、該噴霧ノズルから噴出される水の量を調整する水量制御弁とを具備する加減湿装置;
C:前記冷却器、前記加熱器、前記調湿用冷却器、前記噴霧ノズルを通過した空気の温度を検出する温度センサ;
D:前記冷却器、前記加熱器、前記調湿用冷却器、前記噴霧ノズルを通過した空気の湿度を検出する湿度センサ;
E:前記温度センサにより検出される出口空気の温度と設定温度とを比較し、該出口空気の温度が設定温度となるように、前記第1分配器を制御し、前記ヒートポンプ回路と前記冷却回路とに分配される熱媒体の分配比率を調整する第1制御部;
F:前記湿度センサにより検出される出口空気の湿度と設定湿度とを比較し、該出口空気の湿度が設定湿度となるように、前記第2分配器を制御し、前記第2分配器により分配される熱媒体の分配比率を調整すると共に、前記水量制御弁を制御して前記噴霧ノズルから噴霧される水量を調整する第2制御部とを具備することを特徴とする温湿度調整装置。
A: A part of the heat medium sent out from the compressor is distributed by the first distributor, and is circulated in the order of a heater (condenser), an expansion valve, an evaporator, and the compressor arranged in the space unit. A heat pump circuit and a heat medium sent out from the compressor are distributed by the first distributor, and are circulated in the order of a condenser, an expansion valve, a cooler (evaporator) disposed in the space unit, and the compressor. A temperature control device comprising a cooling circuit to be operated;
B: Part of the heat medium from the heater is distributed by the second distributor, and the distributed heat medium is an expansion valve, a humidity control cooler (evaporator) disposed in the space unit, A humidity control circuit that is circulated in the order of the compressor, a spray nozzle that sprays water for humidifying air passing through the space unit, and an amount of water ejected from the spray nozzle are adjusted. A humidifying / dehumidifying device comprising a water control valve;
C: a temperature sensor that detects the temperature of the air that has passed through the cooler, the heater, the humidity control cooler, and the spray nozzle;
D: a humidity sensor that detects humidity of the air that has passed through the cooler, the heater, the humidity control cooler, and the spray nozzle;
E: The temperature of the outlet air detected by the temperature sensor is compared with a set temperature, the first distributor is controlled so that the temperature of the outlet air becomes the set temperature, and the heat pump circuit and the cooling circuit A first control unit for adjusting a distribution ratio of the heat medium distributed to
F: Comparing the humidity of the outlet air detected by the humidity sensor with the set humidity, controlling the second distributor so that the humidity of the outlet air becomes the set humidity, and distributing by the second distributor A temperature / humidity adjusting apparatus comprising: a second control unit that adjusts a distribution ratio of the heat medium to be performed and controls the water amount control valve to adjust the amount of water sprayed from the spray nozzle.
前記出口空気の湿度が設定湿度となるように、前記第2分配器による熱媒体の分流を連続的に行うことを特徴とする請求項1記載の温湿度調整装置。   The temperature / humidity adjusting device according to claim 1, wherein the heat medium is continuously divided by the second distributor so that the humidity of the outlet air becomes a set humidity. 前記冷却回路の凝縮器で放熱される熱が前記ヒートポンプ回路の蒸発器で吸熱され利用されることを特徴とする請求項1または2記載の温湿度調整装置。   The temperature / humidity adjusting device according to claim 1 or 2, wherein the heat radiated by the condenser of the cooling circuit is absorbed and used by the evaporator of the heat pump circuit. 前記第1分配器が、加熱器側に分配する熱媒体と冷却器側に分配する熱媒体との合計量が圧縮機から吐出された熱媒体量と等しくなるように、熱媒体を比例分配する比例三方弁であることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の温湿度調整装置。   The first distributor proportionally distributes the heat medium so that the total amount of the heat medium distributed to the heater side and the heat medium distributed to the cooler side is equal to the amount of the heat medium discharged from the compressor. The temperature / humidity adjusting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the temperature / humidity adjusting device is a proportional three-way valve. 第1分配器および第2分配器の少なくとも一方が二方弁であることを特徴とする請求項1〜3いずれか1項記載の温湿度調整装置。   The temperature / humidity adjusting device according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the first distributor and the second distributor is a two-way valve.
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