KR100455259B1 - 항온액 순환장치 - Google Patents

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KR100455259B1
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와타나베미쯔히로
수에오카요시아키
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에스엠시 가부시키가이샤
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Abstract

에너지가 절약되고, 목표온도로의 도달시간이 짧고, 외란에 대해서도 제어성이 좋고, 장치를 소형으로 할 수 있는 항온액 순환장치를 제공한다.
항온액 회로부(4)와, 냉동회로부(3)와, 제어부(5)를 구비한 항온액 순환장치 (1)에 있어서, 상기 냉동회로부(3)는, 인버터 전원으로 회전수 제어되는 압축기 (7), 응축기(8), 전자팽창밸브(56), 증발기(10)로 이루어지는 메인회로부(50)와, 상기 증발기(8)를 바이패스하고 전자팽창밸브(59)를 갖는 고온가스 회로부(58)를 구비하고, 상기 항온액 회로부(4)는, 열교환기(25)와, 온도센서(37)와, 순환수단 (28)을 구비하고, 상기 제어부(5)는, 온도센서(37)로부터의 신호에 의해 전자팽창밸브(56, 59)의 개방도 및 압축기(7)의 회전수를 제어하여, 부하에 공급하는 항온액의 온도를 소정의 온도로 제어한다.

Description

항온액 순환장치{CONSTANT-TEMPERATURE LIQUID CIRCULATING APPARATUS}
본 발명은, 부하에 항온액을 공급하여 순환시키는 항온액 순환장치에 관한 것이다.
도 3은, 이미 제안된 항온액 순환장치의 일예를 나타내고, 이 항온액 순환장치(101)는, 부하(2)에 있어서 온도가 상승한 항온액을 냉각하기 위한 냉동회로부 (103)와, 이 냉동회로부(103)의 냉매에 의해서 냉각된 상기 항온액을 소정의 온도로 조정한 후, 부하(2)에 공급하여 순환시키는 항온액 회로부(104)와, 부하(2)에 공급하는 항온액의 온도를 제어하는 제어부(105)를 구비하고 있다.
상기 냉동회로부(3)는, 적당한 냉매를 압축하여 고온고압의 냉매가스로 만드는 압축기(7)와, 상기 냉매가스를 냉각응축하여 고압의 액냉매로 만드는 응축기(8)와, 이 액냉매를 감압하여 저온화하는 감압기(9)와, 감압기(9)로 감압한 액냉매를 증발시키는 증발기(10)를 순차 직렬로 접속한 것으로서 구성되어 있다.
상기 항온액 순환장치(104)는, 항온액의 탱크(24)와, 부하(2)에 있어서 온도가 상승한 항온액을 냉각하는 열교환기(25)와, 열교환기(25)에 있어서 냉각된 항온액을 소정의 온도로 가열하는 히터(27)를 갖는 히터유닛(26)과, 히터(27)에 의해서 소정의 온도로 조정된 탱크(24) 내의 항온액을 부하(2)에 공급하여 순환시키는 펌프(28)와, 탱크(24) 내의 항온액의 수위를 검출하는 레벨스위치(29)를 구비하고, 열교환기(25), 히터유닛(26) 및 펌프(28)는, 모두 탱크(24)에 맞붙여져 있다. 또한, 히터(27)의 외주에는, 이것을 둘러싸는 바닥이 있는 통형상으로 상부가 개구하는 히터커버(30)가 설치되어 있다.
상기 제어부(105)는, 장치전체를 제어하는 것이므로, 온도센서(37)의 온도신호에 따라서 필요한 신호를 출력하는 온도컨트롤러(42)와, 탱크(24) 내의 레벨스위치(29)와 저압 차단스위치(29) 및 냉매 고압 차단스위치(20)의 신호에 따라서 필요한 신호를 출력하는 프로그래머 로직 컨트롤러(이하, PLC라고 약칭한다)(43)와, 온도컨트롤러(42)와 PLC(43)가 출력하는 신호에 의해서 압축기(7)와 펌프(28)의 운전, 히터(27)로의 통전, 분사밸브(16)를 제어하는 전자접촉기ㆍ전자개폐기(44), 및 필요한 표시를 행하는 조작표시패널(45)를 구비하고 있다.
상기 항온액 순환장치(101)는, 부하(2)에 의해서 온도가 상승한 항온액을 열교환기(25)에 의해 냉각하고, 이 항온액을 히터(27)로 가열하여 소정의 온도의 항온액으로 만드는 것이므로, 항온액의 온도조정이 용이한 것이다.
그러나, 상기 항온액 순환장치(101)는, 열교환기(25)에 있어서 냉각한 항온액을 히터(27)로 가열하기 때문에, 운전에 필요한 전력량이 많게 되고, 특히, 순환장치(101)의 운전상태에 의해서는, 압축기(7), 펌프(28) 및 히터(27)에 동시에 통전되는 것이 있지만, 이것에 대응하기 위해서는 순환장치(101)로의 통전허용량을 많게 할 필요가 있고, 통전을 위한 설비비용도 크게 된다.
이와 같은 문제를 해결한 것으로서, 도 4에 나타내는 항온액 순환장치가 있다.
도 4에 나타내는 항온액 순환장치(91)는, 부하(2)로부터 환류하는 항온액을 소정의 온도로 냉각하여 부하(2)에 공급하는 항온액 회로부(93)와, 상기 항온액을 냉각하기 위한 냉동회로부(29)와, 상기 부하(2)에 공급하는 항온액의 온도를 제어하기 위한 제어부(94)를 구비하고 있다.
상기 냉동회로부(92)는, 압축기(7), 응축기(8), 제1전자팽창밸브(56), 증발기(10), 및 이들을 직렬로 접속하는 배관으로 이루어지는 메인회로부(50)와, 이 메인회로부(50)에 설치된 압력센서(61) 및 온도센서(62)와, 상기 응축기(8) 및 제1전자팽창밸브(56)를 바이패스하여 상기 압축기(7)로부터 토출되는 고온의 냉매의 일부를 증발기(10)에 공급하는 제2전자팽창밸브(59)를 갖는 고온가스 회로부(58)와, 전자팽창밸브(57)를 갖는 환류회로(12)를 구비하고 있다.
상기 항온액 회로부(93)는, 항온액의 탱크(24)와, 이 탱크(24) 내의 오버플로탱크(64)와, 부하(2)로부터 환류하는 항온액을 상기 증발기(10)에서 냉각하는 열교환기(25)와, 항온액의 온도를 검출하는 온도센서(37)와, 레벨스위치(29)와, 소정의 온도로 조정된 항온액을 부하(2)에 공급하여 순환시키는 펌프(28)를 구비하고 있다.
상기 제어부(94)는, PLC(43), 전자접촉기ㆍ전자개폐기(67), 조작표시패널 (45) 및 팽창밸브 컨트롤러(96)를 구비하고, 이 팽창밸브 컨트롤러(96)는, 상기 온도센서(37, 62) 및 압력센서(61)의 신호에 의해서, 상기 전자팽창밸브(56, 57, 59)의 개방도를 개별적으로 제어하여 항온액을 소정의 온도로 조정하고 있다.
또한, 도 4에 나타내는 항온액 순환장치(91)는, 제어부(94)에 의해 제1 및 제2전자팽창밸브(56, 59)의 개방도를 제어하여 냉동회로부(92)의 냉동능력을 제어하고, 부하(2)에 공급하는 항온액의 온도를 정확하게 제어할 수 있기 때문에, 도 3에 나타내는 항온액 순환장치(1)에 있어서의, 소정의 온도의 항온액으로 하기 위한 히터(27)가 필요없게 된다.
또한, 도 4에 나타내는 항온액 순환장치(91)는, 제1 및 제2전자팽창밸브(56, 59)의 개방도를 제어하는 것만으로 냉동회로부(92)의 냉동능력을 제어하고 있기 때문에, 목표온도로의 도달시간이 짧다라고는 말하지 않으며, 외란(항온액유량의 변화, 외부의 열부하의 변화, 응축기의 냉각수 온도의 변화 등)에 대해서도 제어성이 좋다라고는 말하지 않는다.
본 발명이 해결하고자 하는 문제는, 에너지가 절약되고, 목표온도로의 도달시간이 짧고, 외란에 대해서도 제어성이 좋고, 장치를 소형으로 할 수 있는 항온액 순환장치를 제공하는 것에 있다.
도 1은, 본 발명에 관한 항온액 순환장치의 일실시예를 나타내는 구성도이다.
도 2는, 도 1의 별도의 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 3은, 이미 제안된 항온액 순환장치의 구성도이다.
도 4는, 도 3의 별도의 장치의 구성도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 … 항온액 순환장치 3 … 냉동회로부
4 … 항온액 회로부 5 … 제어부
7 … 압축기 8 … 응축기
10 … 증발기 24 … 탱크
25 … 열교환기 28 … 펌프
50 … 메인회로부 56, 59 … 전자팽창밸브
58 … 고온가스 회로부 37 … 온도센서
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 항온액 순환장치는, 부하로부터 환류하는 항온액을 소정의 온도로 냉각 또는 가열하여 부하에 공급하는 항온액 회로부와, 상기 항온액을 냉각 또는 가열하기 위한 냉동회로부와, 제어부를 구비한 항온액 순환장치에 있어서, 상기 냉동회로부는, 인버터 전원으로 회전수가 제어되는 압축기와, 응축기와, 제1전자팽창밸브와, 증발기와, 이들을 직렬로 접속하는 배관으로 이루어지는 메인회로부와, 상기 응축기 및 제1전자팽창밸브를 바이패스하여 상기 압축기로부터 토출되는 고온의 냉매의 일부를 증발기에 공급하는 제2전자팽창밸브를 갖는 고온가스 회로부를 구비하고, 상기 항온액 회로부는, 항온액의 탱크와, 부하로부터 환류하는 항온액을 상기 증발기로 냉각 또는 가열하는 열교환기와, 항온액의 온도를 검출하는 1개이상의 온도센서와, 소정의 온도로 조정한 항온액을부하에 공급하여 순환시키는 순환수단을 구비하고, 상기 제어부가, 상기 온도센서로부터의 신호에 의해 상기 제1 및 제2전자팽창밸브의 개방도 및 상기 압축기의 회전수를 제어하여, 부하에 공급하는 항온액의 온도를 소정의 온도로 제어하는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 항온액 순환장치는, 상기 냉동회로부는 냉매의 온도 또는 압력을 검출하는 1개이상의 온도센서 또는 압력센서를 갖고, 상기 제어부가, 상기 항온액 온도센서로부터의 신호를 대신해서, 또는 상기 항온액 온도센서로부터의 신호와 아울러, 상기 냉동회로부의 온도센서 또는 압력센서로부터의 신호에 의해 상기 제1전자팽창밸브의 개방도를 제어하는 것이 적절하고, 상기 냉동회로부의 온도센서 또는 압력센서가 상기 메인회로부의 증발기의 유입측 및 유출측에 각각 설치되고, 상기 제어부가, 상기 증발기의 유입측 및 유출측에 설치된 온도센서 또는 압력센서로부터의 신호에 기초하는 편차신호에 의해 상기 제1전자팽창밸브의 개방도를 제어하고, 상기 항온액 온도센서로부터의 신호에 의해 상기 제2전자팽창밸브의 개방도를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 항온액 순환장치는, 부하로부터 환류하는 항온액을 소정의 온도로 냉각 또는 가열하여 부하에 공급하는 항온액 회로부와, 상기 항온액을 냉각 또는 가열하기 위한 냉동회로부와, 제어부를 구비한 항온액 순환장치에 있어서, 상기 냉동회로부가, 인버터 전원으로 회전수가 제어되는 압축기와, 응축기와, 제1전자팽창밸브와, 증발기와, 이들을 직렬로 접속하는 배관으로 이루어지는 메인회로부와, 상기 응축기 및 제1전자팽창밸브를 바이패스하여 상기 압축기로부터 토출되는 고온의냉매의 일부를 증발부에 공급하는 제2전자팽창밸브를 갖는 고온가스 회로부를 구비하고, 상기 항온액 회로부가, 항온액의 탱크와, 부하로부터 환류하는 항온액을 상기 증발기로 냉각 또는 가열하는 열교환기와, 항온액의 온도를 검출하는 1개이상의 온도센서와, 소저의 온도로 조정한 항온액을 부하에 공급하여 순환시키는 순환수단을 구비하고, 상기 제어부가, 상기 온도센서로부터의 신호에 의해 상기 제1 및 제2전자팽창밸브의 개방도 및 상기 압축기의 회전수를 제어하여, 부하에 공급하는 항온액의 온도를 소정의 온도로 제어하기 위하여, 상기 냉동회로부의 냉동능력은, 상기 제1 및 제2전자팽창밸브에 의한 제어에다가, 상기 압축기의 회전수를 제어함으로써도 제어된다.
즉, 상기 제어부는, 상기 압축기의 인버터 전원의 주파수를 제어함으로서, 상기 압축기의 회전수를 제어하여 고온가스의 온도나 압력을 제어하고, 상기 고온가스를 상기 제1 및 제2전자팽창밸브의 제어와 관련시키면서 상기 증발기에 공급하기 때문에, 상기 냉동회로부의 냉동능력을 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명의 항온액 순환장치는, 상기 제1 및 제2전자팽창밸브에 의한 제어뿐만 아니라, 상기 압축기의 회전수를 제어함으로써도 상기 냉동회로부의 냉동능력을 제어하고 있기 때문에, 부하에 공급하는 항온액을 소정의 온도로 정확하게 제어할 수 있음과 아울러, 목표온도로의 도달시간이 현격하게 빠르게 되고, 외란에 대해서도 제어성이 좋다.
또한, 상기 압축기는 고주파수에서 운전시킴으로서 소형의 압축기에서도 냉매순환량을 종래의 것과 동등하게 할 수 있기 때문에, 장치를 소형으로 할 수 있고, 냉매순환량이 적더라도 좋을 때에는 저주파수로 운전시킴으로써 회전수를 감소시킬 수 있기 때문에, 압축기의 소음을 억제할 수 있음과 아울러, 소비전력도 적게 끝난다.
또한, 본 발명의 항온액 순환장치는, 부하에 공급하는 항온액을 소정의 온도로 정확하게 제어할 수 있기 때문에, 항온액을 가열하기 위한 히터를 필요로 하지 않는다.
따라서, 본 발명의 항온액 순환장치는, 에너지절약을 달성할 수 있음과 아울러, 장치를 소형으로 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 항온액 순환장치의 일실시예를 나타낸다. 이 항온액 순환장치(1)는, 부하(2)로부터 환류하는 항온액을 소정의 온도로 냉각 또는 가열하여 부하에 공급하는 항온액 회로부(4)와, 상기 항온액을 냉각 또는 가열하기 위한 냉동회로부(3)와, 상기 부하(2)에 공급하는 항온액의 온도를 제어하기 위한 제어부 (5)를 구비하고 있다.
상기 냉동회로부(3)는, 적당한 냉매를 압축하여 고온고압의 냉매가스로 만드는 인버터 전원으로 회전수 제어되는 압축기(7)와, 이 냉매가스를 냉각 응축하여 고압의 액냉매로 만드는 응축기(도시의 예는 수냉식 응축기)(8)와, 이 액냉매를 감압하여 저온저압의 냉매로 만드는, 밸브개방도가 조정가능한 전자팽창밸브(56)로 이루어지는 감압기와, 전자팽창밸브(56)에서 감압한 저온저압의 냉매를 증발시키는 증발기(10)와, 이들을 직렬로 접속하는 배관으로 이루어지는 메인회로부(50)와, 상기 응축기 (8) 및 전자팽창밸브(56)를 바이패스하여 상기 압축기(7)로부터 토출되는 고온의 냉매의 일부를 증발기(10)에 공급하는 밸브개당도가 조정가능한 전자팽창밸브(59)를 갖는 고온가스 회로부(58)를 구비하고 있다.
또한, 상기 냉동회로부(3)는, 증발기(10)의 출구온도가 높을 때에, 응축기 (8)에서 응축된 냉매를, 응축기(8)와 전자팽창밸브(56) 사이의 유로로부터 압축기 (7)의 입구측에 환류시키는 환류회로(12)와, 이 환류회로(12) 중의 냉매순환량이 조정가능한 팽창밸브(도시의 예는 전자팽창밸브)(57)를 구비하고 있다. 또한, 이들 전자팽창밸브(56, 57, 59)는, 모두 제어부(5)에 의해서 제어된다.
또한, 증발기(10)의 출구측과 환류회로(12)의 교차부 간의 유로에는, 이 유로를 흐르는 냉매가스의 압력을 검출하는 압력센서(61)가 설치되어 있고, 상기 교차부와 압축기(7)의 입구측 사이의 유로에는, 압축기(7)에 환류하는 냉매가스의 온도를 검출하여 신호를 출력하는 온도센서(62)가 설치되어 있다.
또한, 상기 압력센서(61) 및 온도센서(62)는, 상기 제어부(5)에 신호를 출력하는 것으로서 구성되어 있다.
또한, 상기 압축기(7)에는 그 회로수를 검출하여 신호를 출력하는 회전수 검출기(65)가 설치되어 있고, 이 회전수 검출기(65)로부터의 신호는 상기 제어부(5)에 출력된다.
또한, 상기 압력센서(61) 및 온도센서(62)를 대신하여, 온도센서(60) 및 안력센서(49)를 각각 이용하는 것도 가능하다.
냉동회로부(3)에 있어서, 압축기(7)와 응축기(8) 사이의 유로에는, 고온고압의 냉매가스의 압력을 검출하는 고압냉매압력계(19)와, 이 압력계의 압력이 소정의압력이상으로 상승하였을 때에 신호를 출력하는 고압냉매 차단스위치(20)가 설치되어 있고, 압축기(7)에 있어서의 냉매가스의 입구(환류)측에는, 저압의 냉매가스의 압력을 검출하는 저압냉매압력계(21)가 설치되어 있다. 또한, 응축기(8)에는, 공급되는 냉각수의 유량을 조절하는 압력 물제어밸브(22)가 설치되어 있다.
상기 항온액 회로부(4)는, 항온액의 탱크(24)와, 부하(2)로부터 환류하는 항온액을 상기 증발기(10)에서 냉각 또는 가열하는 열교환기(25)와, 항온액의 온도를 검출하는 온도센서(37)와, 소정의 온도로 냉각된 항온액을 부하(2)에 공급하여 환류시키는 펌프(28)를 구비하고 있다.
또한, 상기 항온액 회로부(4)는, 탱크(24) 내의 항온액의 수위를 검출하는 레벨스위치(29)와, 탱크(24) 내의 오버플로탱크(64)를 구비하고, 냉동회로부(3)의 증발기(10)가 짜넣어진 상기 열교환기(25)는, 입구에 부하(2)로부터 환류하는 항온액의 복귀관(32)이, 출구에 오버플로탱크(64)의 하부에 연통하는 배관(30)이, 각각 연결되어 있다.
상기 온도센서(37)는 펌프(28)의 토출구에 연결된 공급관(36) 내에 설치되어 있고, 그 하류에, 항온액의 출구측 압력을 검출하는 압력계(38)와, 이 압력계(38)가 검출한 압력이 소정의 압력이하로 되면 신호를 출력하는 저압 차단스위치(39)가 설치되어 있다.
또한, 탱크(24)의 바닥벽에는, 상기 탱크(24) 내의 항온액을 배출하기 위한 배수관(40)이 설치되어 있다.
상기 제어부(5)는, 온도센서(37, 62), 압력센서(61) 및 회전수 검출기(65)로부터 보내져 오는 입력신호를 처리하여 상기 전자팽창밸브(56, 57, 59)의 개방도를 개별적으로 제어함과 아울러, 상기 전자팽창밸브(56, 57, 59)의 제어와 관련시켜서 상기 압축기(7)의 회전수를 제어하고 있다.
상기 제어부(5)는, 항온액의 온도를 검출하는 온도센서(37)로부터의 신호에 의해 상기 전자팽창밸브(56, 57, 59)의 개방도를 개별적으로 제어하고 있지만, 상기 온도센서(37)로부터의 신호를 대신하여, 또는 상기 온도센서(37)로부터의 신호와 아울러, 냉매가스의 온도와 압력을 개별적으로 검출하는 상기 온도센서(62)(또는 압력센서(49)), 또는 압력센서(61)(또는 온도센서(60))로부터의 신호에 의해 상기 전자팽창밸브(56, 57, 59)의 개방도를 개별적으로 제어하여도 좋다.
상기 압축기(7)는 인버터 전원으로 회전수가 제어되는 압축기이기 때문에, 인버터 전원의 주파수를 바꿈으로써 냉매가스를 압축하는 압축기(7)의 회전수를 정확하게 제어할 수 있고, 이 압축기(7)에서 압축되는 냉매가스의 온도와 압력은, 압축기(7)의 회전수가 증가되면 증가하고, 압축기(7)의 회전수가 감소하면 감소한다.
또한, 상기 제어부(5)는, 온도센서(37, 60, 62), 압력센서(61) 및 회전수 검출기(65)로부터 보내져 오는 입력신호를 처리하여, 상기 전자팽창밸브(56, 57, 59)의 개방도를 개별적으로 제어함과 아울러 상기 압축기(7)의 회전수를 제어하고, 이 압축기(7)에서 발생하는 고온가스를 상기 전자팽창밸브(56, 57, 59)의 제어와 관련시키면서 증발기(10)에 공급하면서, 상기 냉동회로부(3)의 냉동능력을 제어할 수 있다.
따라서, 본 발명의 항온액 순환장치(1)는, 전자팽창밸브(56, 59)에 의한 제어뿐만 아니라, 압축기(7)의 회전수를 제어함으로써도 냉동회로부(3)의 냉동능력을 제어하고 있기 때문에, 부하(2)에 공급하는 항온액을 소정의 온도로 정확하게 제어할 수 있음과 아울러, 목표온도로의 도달시간이 현격하게 빠르게 되고, 외란에 대해서도 제어성이 좋다.
또한, 상기 항온액 순환장치(1)는, 상기 압축기(7)를 고주파수로 운전시킴으로써 소형의 압축기에서도 냉매순환량을 종래의 것과 동등하게 할 수 있기 때문에, 장치를 소형화할 수 있고, 냉매순환량이 적더라도 좋을 때에는 저주파수로 운전시킴으로써 회전수를 감소시킬 수 있기 때문에, 압축기의 소음을 억제할 수 있음과 아울러 소비전력도 적게 끝나고, 부하에 공급하는 항온액을 소정의 온도로 정확하게 제어할 수 있기 때문에, 항온액을 가열하기 위한 히터를 필요로 하지 않는다.
따라서, 상기 항온액 순환장치(1)는, 에너지절약을 달성할 수 있음과 아울러, 장치를 소형으로 할 수 있다.
또한, 상기 제어부(5)는, 그 내부에 PLC(도시않함), 조작표시패널(도시않함) 및 전자접촉기ㆍ전자개폐기(도시않함)를 갖고, 제어부(5)에 레벨스위치(29)나 저압 차단스위치(39)나 냉매고압 차단스위치(2)로부터의 신호가 입력되면, PLC는 전자접촉기ㆍ전자개폐기에 신호를 출력하고, 전자접촉기ㆍ전자개폐는 이 신호에 의해서 압축기(7)와 펌프(28)의 운전을 제어한다.
도 2는 본 발명에 관한 항온액 순환장치의 별도의 실시예를 나타내고, 항온액 회로부(4)가, 탱크(24) 내의 오버플로탱크(64)를 생략함으로써 탱크(24)를 소형으로 함과 아울러, 열교환기(25)의 유출측 부근에 항온액의 온도를 검출하는 온도센서(46)를 설치하고, 냉동회로부(3)가, 증발기(10)의 유입측 및 유출측에 냉매가스의 온도를 검출하는 온도센서(47) 및 (60)를 각각 설치하고 있는 점에서 도 1의 장치와 구성상 다르고, 그외의 구조는 도 1의 장치와 마찬가지이다.
또한, 상기 온도센서(37, 46, 47, 60)는 상기 제어부(5)에 신호를 출력하고, 이 제어부(5)는, 증발기(10)의 유입측 및 유출측에 설치한 온도센서(47, 60)에서 각각 검출한 냉매가스의 온도의 차에 기초하는 편차신호에 의해 전자팽창밸브(56)의 개방도를 제어하고, 온도센서(37)로부터의 신호에 의해 상기 압축기(7)의 회전수를 제어하고, 온도센서(46)로부터의 신호에 의해 전자팽창밸브(59)의 개방도를 제어하고 있다.
또한, 상기 온도센서(47, 60)에 대신하여 압력센서(48, 61)를 이용하는 것도 가능하고, 상기 온도센서(47, 60)로부터의 신호에 기초하는 편파신호를 대신하여, 증발기(10)의 유입측 및 유출측에 설치한 압력센서(48, 61)에서 각각 검출한 냉매가스의 압력의 차에 기초하는 편차신호를 이용하여 전자팽창밸브(56)의 개방도를 제어하여도 좋다.
도 2에 나타내는 장치를 이용한 제어의 일예를 나타낸다.
(가). 항온액의 목표온도(설정온도)에 대해서 온도센서(37) 또는 온도센서 (46)에서 검출한 항온액의 온도가 높게 되면, 온도센서(47, 60)에서 각각 검출한 냉매가스의 온도의 차, 또는 압력센서(48, 61)에서 각각 검출한 냉매가스의 압력의 차가 크게 되는 것 때문에, 상기 제어부(5)는, 온도센서(47, 60)로부터의 신호에 기초하는 편차신호 또는 압력센서(48, 61)로부터의 신호에 기초하는 편차신호에 의해 전자팽창밸브(56)를 여는 방향으로 제어한다.
또한, 상기 제어부(5)는, 온도센서(46)로부터의 신호에 의해 전자팽창밸브 (59)를 닫는 방향으로 제어함과 아울러 압축기(7)의 회전수를 올리도록 제어한다.
또한, 이들 동작이 동시에 일어나서, 증발기(10)에서 냉각되는 항온액은 목표온도에 가깝다.
(나). 항온액의 목표온도에 대해서 온도센서(37) 또는 온도센서(46)에서 검출한 항온액의 온도가 낮게 되면, 온도센서(47, 60)에서 각각 검출한 냉매가스의 온도의 차, 또는 압력센서(48, 61)에서 각각 검출한 냉매가스의 압력의 차가 작게 되는 것때문에, 상기 제어부(5)는, 온도센서(47, 60)로부터의 신호에 기초하는 편차신호 또는 압력센서(48, 61)로부터의 신호체 기초하는 편차신호에 의해 전자팽창밸브(56)를 닫는 방향으로 제어한다.
또한, 상기 제어부(5)는, 온도센서(46)로부터의 신호에 의해 전자팽창밸브 (59)를 여는 방향으로 제어함과 아울러 압축기(7)의 회전수를 내리도록 제어한다.
또한, 이들 동작이 동시에 일어나서, 항온액은 목표온도에 가깝다.
(다). 항온액의 목표온도(설정온도)가 온도센서(37) 또는 온도센서(46)에서 검출한 항온액의 온도보다 상당히 높은 경우는, 상기 제어부(5)는, 설정온도가 온도센서(37, 46)에서 검출한 온도보다도 미리 설정된 기준치 이상으로 높이는 것을 판단함으로써, 전자팽창밸브(56)를 닫고, 전자팽창밸브(59)를 열고, 압축기(7)의 회전수를 올리도록 제어한다.
따라서, 증발기(10)는, 전자팽창밸브(56)가 닫음으로써 냉열의 공급이 차단됨과 아울러, 압축기(7)의 고온가스가 고온가스 회로부(58)를 통해서 공급되기 때문에, 항온액은 증발기(10)에서 가열되어서 급속하게 목표온도에 가깝다.
항온액의 온도가 목표온도에 가까우면, 상기 (나)의 상태의 제어로 이동한다.
도 2에 나타내는 실시예에서는, 증발기(10)의 유입측 및 유출측에 설치한 온도센서(47, 60)로부터의 편차신호, 또는 증발기(10)의 유입측 및 유출측에 설치한 압력센서(48, 61)로부터의 편차신호에 의해 전자팽창밸브(56)의 개방도를 제어하고 있기 때문에, 냉동회로부(3)에 있어서의 전자팽창밸브(56)의 제어가 단순화된다라는 효과를 갖는다.
또한, 열교환기(25)의 유출측 부근의 항온액의 온도를 검출한 온도센서(46)로부터의 신호에 의해 전자팽창밸브(59)의 개방도를 제어하고, 온도센서(37)로부터의 신호에 의해 압축기(7)의 회전수의 제어를 하고 있으므로, 온도센서(37)로부터의 신호만큼 전자팽창밸브(59)의 개방도 및 압축기(7)의 회전수의 제어를 제어하는 경우에 비해서, 열부하의 변동에 대한 추종성이 더욱 좋게 된다.
본 발명의 항온액 순환장치는, 반듯이 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 예컨대 도 2에 나타내는 실시예에서는, 냉동회로부(3)의 증발기(10)의 유입측 및 유출측에 냉매가스의 온도와 압력을 개별적으로 검출하는 온도센서(47, 60)와 압력센서(48, 61)의 2종류의 센서를 설치하고 있지만, 온도센서(47, 60) 또는 압력센서 (48, 61) 중 어느 한종류의 센서를 설치하는 것만으로도 좋고, 센서의 수, 센서가 배치되는 개소, 센서의 종류, 센서로부터의 신호에 의한 제어대상은, 필요에 따라서 적당 변경할 수 있다.
본 발명의 항온액 순환장치(1), 전자팽창밸브(56, 59)에 의한 제어에다가, 압축기(7)의 회전수를 제어함으로써도 냉동회로부(3)의 냉동능력을 제어하고 있기 때문에, 부하(2)에 공급하는 항온액을 소정의 온도로 정확하게 제어할 수 있음과 아울러, 목표온도로의 도달시간이 현격하게 빠르게 되고, 외란에 대해서도 제어성이 좋고, 항온액을 가열하기 위한 히터가 필요없고, 에너지절약을 달성할 수 있음과 아울러 장치를 소형으로 할 수 있다.
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 에너지가 절약되고, 목표온도로의 도달시간이 짧고, 외란에 대해서도 제어성이 좋고, 장치를 소형으로 할 수 있는 항온액 순환장치를 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 부하로부터 환류하는 항온액을 소정의 온도로 냉각 또는 가열하여 부하에 공급하는 항온액 회로부와, 상기 항온액을 냉각 또는 가열하기 위한 냉동회로부와, 제어부를 구비한 항온액 순환장치에 있어서,
    상기 냉동회로부는, 인버터 전원으로 회전수가 제어되는 압축기와, 응축기와, 제1전자팽창밸브와, 증발기와, 이들을 직렬로 접속하는 배관으로 이루어지는 메인회로부와, 상기 응축기 및 제1전자팽창밸브를 바이패스하여 상기 압축기로부터 토출되는 고온의 냉매의 일부를 증발기에 공급하는 제2전자팽창밸브를 갖는 고온가스 회로부를 구비하고,
    상기 항온액 회로부는, 항온액의 탱크와, 부하로부터 환류하는 항온액을 상기 증발기로 냉각 또는 가열하는 열교환기와, 항온액의 온도를 검출하는 1개이상의 온도센서와, 소정의 온도로 조정한 항온액을 부하에 공급하여 순환시키는 순환수단을 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 온도센서로부터의 신호에 의해 상기 제1 및 제2전자팽창밸브의 개방도 및 상기 압축기의 회전수를 제어하여, 부하에 공급하는 항온액의 온도를 소정의 온도로 제어하는 것을 특징으로 하는 항온액 순환장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉동회로부는 냉매의 온도 또는 압력을 검출하는 1개이상의 온도센서 또는 압력센서를 갖고,
    상기 제어부는, 상기 항온액 온도센서로부터의 신호를 대신해서, 또는 상기 항온액 온도센서로부터의 신호와 아울러, 상기 냉동회로부의 온도센서 또는 압력센서로부터의 신호에 의해 상기 제1전자팽창밸브의 개방도를 제어하는 것을 특징으로 하는 항온액 순환장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 냉동회로부의 온도센서 또는 압력센서는 상기 메인회로부의 증발기의 유입측 및 유출측에 각각 설치되고,
    상기 제어부는, 상기 증발기의 유입측 및 유출측에 설치된 온도센서 또는 압력센서로부터의 신호에 기초하는 편차신호에 의해 상기 제1전자팽창밸브의 개방도를 제어하고, 상기 항온액 온도센서로부터의 신호에 의해 상기 제2전자팽창밸브의 개방도를 제어하는 것을 특징으로 하는 항온액 순환장치.
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