KR101453924B1

KR101453924B1 - Device for precise temperature control

Info

Publication number: KR101453924B1
Application number: KR1020097009012A
Authority: KR
Inventors: 쇼이치 고바야시; 마스오 요시오카
Original assignee: 오리온 기까이 가부시끼가이샤
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2007-12-06
Publication date: 2014-10-23
Also published as: JP2010043855A; JPWO2008078525A1; JP4435278B2; KR20090106452A; JP2009300077A; CN101558270A; JP4875714B2; TW200827639A; WO2008078525A1; TWI387716B; CN101558270B

Abstract

온도 조정 대상의 유체에 대한 가열 능력이 부족하여 보조 전기 히터 등의 보조 가열 수단을 필요로 하는 종래의 온도 조정 장치의 과제를 해결한 온도 조정 장치를 제공한다.Provided is a temperature adjusting device which solves the problems of a conventional temperature adjusting device which requires an auxiliary heating means such as an auxiliary electric heater because of insufficient heating capability for fluid to be subjected to temperature adjustment.

가열 유로의 가열기(14)와 냉각 유로의 냉각기(16)를 통과하는 온도 조정 대상의 유체를 온도 조정하도록, 압축기(18)로부터 토출한 고온의 제1 열매체의 일부를 가열기(14)에 공급함과 아울러, 냉각 유로에 공급된 고온의 제1 열매체의 잔여부를 냉각하고 나서 단열 팽창시키고 추가로 냉각하여 냉각기(16)에 공급하는 비례 삼방밸브(20)와, 가열기(14)에서 냉각하고 나서 단열적으로 팽창시키고 추가로 냉각한 제1 열매체가 외부로부터 공급된 냉각수로부터 흡열하여, 가열 유로의 가열 능력을 향상시키는 히트 펌프 수단의 흡열기(32)와, 냉각기(16)와 흡열기(32)의 각각을 통과한 제1 열매체를 합류하여 압축기(18)에 재공급하는 어큐물레이터(36)와, 가열 유로와 냉각 유로에 분배하는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 연속적으로 변경하여, 온도 조정 대상의 유체를 소정 온도로 조정하도록, 비례 삼방밸브(20)를 제어하는 제1 제어부(22a)가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.A part of the high-temperature first heat medium discharged from the compressor 18 is supplied to the heater 14 so as to adjust the temperature of the fluid to be subjected to temperature regulation which passes through the heater 14 of the heating passage and the cooler 16 of the cooling passage A proportional three-way valve 20 for cooling the remainder of the high-temperature first heat medium supplied to the cooling channel, expanding it adiabatically, further cooling it and supplying it to the cooler 16, (32) of the heat pump means for enhancing the heating ability of the heating flow path by absorbing heat from the cooling water supplied from the outside and the first heat medium which is further cooled by the heat exchanger An accumulator 36 for joining the first heat medium having passed through each of them and re-supplying the first heat medium to the compressor 18, and a controller for continuously changing the distribution ratio of the first heat medium to be distributed to the heat path and the cooling path, Subject oil A, it characterized in that the first controller (22a) for controlling the three-way proportional valve 20 is provided so as to adjust to a desired temperature.

압축기, 열매체, 가열 유로, 응축 수단, 팽창 수단, 냉각 수단, 냉각 유로, 가열 수단, 온도 조정 대상, 정밀 온도 조정 장치, 분배 수단, 흡열 수단, 히트 펌프 수단, 제어부 A heat pump, a heat pump, a heating medium, a heating flow path, a condensing means, an expansion means, a cooling means, a cooling flow path, a heating means,

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a precision temperature control device,

본 발명은 정밀 온도 조정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가열 수단과 냉각 수단을 통과하는 온도 조정 대상의 유체를 소정 온도로 조정하는 정밀 온도 조정 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a precision temperature adjusting apparatus, and more particularly, to a precision temperature adjusting apparatus for adjusting a temperature of a fluid to be subjected to temperature control through a heating means and a cooling means to a predetermined temperature.

통상적으로 반도체 장치의 제조 공정 등의 정밀 가공 분야에서는 그 대부분이 온도 및 습도가 제어된 클린룸 내에 설치되어 있다.Generally, most of the precision processing fields such as the manufacturing process of a semiconductor device are installed in a clean room in which temperature and humidity are controlled.

그러나 최근 정밀 가공 분야에서도 종래보다 더욱 가공 정밀도가 높은 정밀 가공 등이 요구되는 공정이 출현하고 있다.Recently, however, in the field of precision machining, a process requiring precision machining with higher machining accuracy than before is emerging.

이러한 높은 정밀 가공 등이 요구되는 공정에서는 통상적으로 클린룸의 온도 변화보다 더욱 작은 온도 변화의 환경인 것이 요구된다. 이 때문에 높은 정밀 가공 등이 요구되는 공정은 정밀한 온도 관리가 이루어지고 있는 공간 유닛 내에 설치된다.In such a process requiring high precision machining, etc., it is generally required that the environment of the temperature change is smaller than the temperature change of the clean room. Therefore, a process requiring high precision machining and the like is installed in a space unit in which precise temperature control is performed.

이와 같은 공간 유닛의 온도 조정에 사용되는 온도 조정 장치로서는, 예를 들어 하기 특허문헌 1에 도 13에 도시한 온도 조정 장치가 기재되어 있다.As a temperature control device used for temperature control of such a space unit, for example, a temperature control device shown in Fig. 13 is described in Patent Document 1 below.

도 13에 도시한 온도 조정 장치에는 압축기(100), 삼방밸브(102), 응축기(104), 팽창 밸브(106), 냉각기(108) 및 가열기(110)가 설치되어 있고, 냉각 기(108)를 구비하는 냉각 유로와 가열기(110)를 구비하는 가열 유로가 설치되어 있다.13 includes a compressor 100, a three-way valve 102, a condenser 104, an expansion valve 106, a cooler 108, and a heater 110. The cooler 108, And a heating channel provided with a heater 110 are provided.

이러한 냉각기(108)와 가열기(110)에 의해, 팬(112)으로부터 불어나오는 온도 조정 대상의 공기류의 온도가 조정된다.By the cooler 108 and the heater 110, the temperature of the air flow to be temperature-controlled to be blown out from the fan 112 is adjusted.

이 도 13에 도시한 온도 조정 장치에서는 압축기(100)에서 압축된 고온의 열매체를 삼방밸브(102)에 의해 냉각 유로와 가열 유로에 분배한다. 냉각 유로측에 분배된 고온의 열매체는 응축기(104)에서 냉각된다. 이 냉각된 열매체는 팽창 밸브(106)에 의해 단열적으로 팽창되고 냉각되어 냉각기(108)에 공급된다. 냉각기(108)에서는 팬(112)으로부터 불어나오는 온도 조정 대상의 공기류를 냉각하면서 흡열하고 승온된 열매체는 압축기(100)에 공급된다.In the temperature adjusting apparatus shown in Fig. 13, the high-temperature heating medium compressed by the compressor 100 is distributed to the cooling flow path and the heating flow path by the three-way valve 102. [ The high-temperature heating medium distributed to the cooling flow path side is cooled in the condenser 104. The cooled heating medium is adiabatically expanded by the expansion valve 106, cooled, and supplied to the cooler 108. In the cooler (108), the heat medium, which is the temperature of the object to be temperature controlled, which is blown out of the fan (112) is cooled while being heated and the heated medium is supplied to the compressor (100).

한편, 가열 유로측에 분배된 고온의 열매체는 가열기(110)에 공급되고, 냉각기(108)에서 냉각된 온도 조정 대상의 공기류를 가열하여 원하는 온도로 조정한다. 이와 같이 가열기(110)에 있어서, 온도 조정 대상의 공기류를 가열하면서 방열하여 강온된 열매체는 팽창 밸브(106) 및 냉각기(108)를 통과하여 압축기(100)에 공급된다.On the other hand, the high-temperature heating medium distributed to the heating flow path side is supplied to the heater 110, and the air flow of the temperature adjustment object cooled by the cooling device 108 is heated to a desired temperature. In this way, in the heater 110, the heat medium which is radiated while heating the air flow to be subjected to the temperature adjustment is supplied to the compressor 100 through the expansion valve 106 and the cooler 108.

[특허문헌 1] : 일본 특허 공개 소 51-97048호 공보Patent Document 1: JP-A-51-97048

(발명의 개시)(Disclosure of the Invention)

도 13에 도시한 온도 조정 장치에서는 압축기(100)에서 압축된 고온의 열매체의 전체량이 팽창 밸브(106)를 통과하여 단열적으로 팽창되고 냉각되어 냉각기(108)에 공급되기 때문에, 팬(112)으로부터 불어나오는 온도 조정 대상의 공기류를 냉각하는 냉각 에너지량은 일정하다.13, the total amount of the high-temperature heat medium compressed by the compressor 100 is expanded adiabatically through the expansion valve 106, cooled, and supplied to the cooler 108, The amount of cooling energy for cooling the air flow of the object to be temperature-controlled to be blown out is constant.

한편, 삼방밸브(102)에 의해 가열 유로측에 분배하는 고온의 열매체의 유량을 조정함으로써, 냉각기(108)에서 냉각된 온도 조정 대상의 공기류에 대한 가열기(110)에서의 가열량을 조정할 수 있다.On the other hand, by adjusting the flow rate of the high-temperature heating medium distributed to the heating flow path side by the three-way valve 102, it is possible to adjust the amount of heating in the heater 110 with respect to the air flow, have.

따라서 냉각기(108) 및 가열기(110)를 통과하는 온도 조정 대상의 공기류의 온도를 조정할 수 있고, 공간 유닛 내의 온도 관리를 좁은 온도 범위에서 행하는 것은 가능하다.Therefore, it is possible to adjust the temperature of the air flow through the cooler 108 and the heater 110, and it is possible to perform the temperature management within the space unit in a narrow temperature range.

그러나 도 13에 도시한 온도 조정 장치에서는 압축기(100)에서 압축된 고온의 열매체의 전체량이 팽창 밸브(106)를 통과하여 단열적으로 팽창되고 냉각되어 냉각기(108)에 공급되기 때문에, 팬(112)으로부터 불어나오는 온도 조정 대상의 공기류에 대한 온도 조정은 오로지 가열기(110)에 공급하는 압축기(100)에서 압축된 고온의 열매체의 재가열에 의해 행해진다.13, the total amount of the high-temperature heat medium compressed by the compressor 100 is expanded adiabatically through the expansion valve 106, cooled, and supplied to the cooler 108, ) Is performed by reheating the high-temperature heat medium compressed by the compressor 100 that supplies the heater 110 to the heater 110 only.

따라서, 도 13에 도시한 온도 조정 장치에서 채용된 온도 제어 방식에서는 가열에 사용한 열매체도 냉각 유로에 흘리기 때문에, 가열할 수 있는 열량은 압축기의 동력에 의한 열량만이 되고, 냉각기(108) 및 가열기(110)에 대한 부하 변동에 대한 대응이 곤란하게 되어 있다.Therefore, in the temperature control system employed in the temperature control apparatus shown in Fig. 13, the heating medium used for heating also flows into the cooling flow path, so that the amount of heat that can be heated is only the heat amount by the power of the compressor, It is difficult to cope with the load fluctuation of the motor 110.

이 때문에, 냉각기(108) 및 가열기(110)를 통과하는 온도 조정 대상의 공기류의 설정 온도를 큰 폭으로 높게 하는 경우, 온도 조정 대상의 공기류의 온도가 설정 온도에 도달하지 않거나, 설정 온도에 도달할 때까지 현저히 시간이 걸리는 경우가 있다.Therefore, in the case where the set temperature of the air flow to be temperature-adjusted to be passed through the cooler 108 and the heater 110 is made to be significantly increased, the temperature of the air flow to be subjected to the temperature adjustment does not reach the set temperature, It may take a considerable amount of time to reach "

이와 같이, 도 13에 도시한 온도 조정 장치의 가열량 부족을 보충하기 위해, 도 14에 도시한 바와 같이 보조 전기 히터(114)를 설치하는 것이 생각되는데 에너지적으로 낭비이다.As described above, in order to compensate for the insufficient amount of heating of the temperature regulating device shown in Fig. 13, it is envisioned to install the auxiliary electric heater 114 as shown in Fig. 14, which is energetically wasteful.

그래서, 본 발명에서는 온도 조정 대상의 유체에 대한 가열 능력이 부족하여 보조 전기 히터 등의 보조 가열 수단을 설치하는 것을 필요로 하는 종래의 온도 조정 장치의 과제를 해결하고, 온도 조정 대상의 유체에 대한 가열 능력을 향상시킬 수 있음과 아울러, 에너지 절약을 도모할 수 있는 정밀 온도 조정 장치를 제공하는 것에 있다.Therefore, the present invention solves the problem of the conventional temperature adjusting device which requires the auxiliary heating means such as the auxiliary electric heater to be installed because the heating ability of the fluid to be subjected to the temperature adjustment is insufficient, And to provide a precision temperature adjusting device capable of improving the heating ability and saving energy.

본 발명자들은 상기 과제를 달성하기 위해서는 냉각 유로와 가열 유로를 설치하는 것, 냉각 유로의 냉각 수단 및 가열 유로의 가열 수단을 통과하는 온도 조정 대상의 유체에 대한 냉각량과 가열량을 변경 가능한 분배 수단을 설치하는 것 및 가열 유로의 가열 능력을 향상시키기 위해 저온의 부분으로부터 온도가 높은 부분으로 열을 이동할 수 있는 히트 펌프 수단을 설치하는 것이 유효하다고 생각하여 검토한 결과 본 발명에 도달했다.In order to achieve the above-described object, the inventors of the present invention have found that it is necessary to provide a cooling channel and a heating channel, a cooling channel cooling means and a heating channel heating means, It is effective to provide heat pump means capable of moving heat from a low temperature portion to a high temperature portion in order to improve the heating ability of the heating passage.

즉, 본 발명은 압축기에서 압축되어 가열된 고온의 제1 열매체의 일부가 가열 수단에 공급되는 가열 유로와, 상기 고온의 제1 열매체의 잔여부가 응축 수단에서 냉각되고 나서 제1 팽창 수단에서 단열적으로 팽창되고 추가로 냉각되어 냉각 수단에 공급되는 냉각 유로가 설치되고, 상기 가열 수단과 냉각 수단을 통과하는 온도 조정 대상의 유체를 소정 온도로 조정하도록, 상기 고온의 제1 열매체가 가열 유로와 냉각 유로에 분배되고 또한 상기 가열 유로와 냉각 유로의 각각을 통과한 제1 열매체가 압축기에 재공급되는 정밀 온도 조정 장치로서, 상기 압축기로부터 토출된 고온의 제1 열매체의 일부를 상기 가열 유로측에 분배함과 아울러, 상기 고온의 제1 열매체의 잔여부를 냉각 유로측에 분배하고 또한 상기 가열 유로와 냉각 유로에 분배되는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 변경 가능한 분배 수단과, 상기 가열 유로의 가열 능력이 향상되도록, 상기 가열 수단에서 열을 방출하여 냉각되고 나서 제2 팽창 수단에서 단열적으로 팽창되고 추가로 냉각된 제1 열매체가 외부 열원인 제2 열매체로부터 흡열하는 흡열 수단을 구비하는 히트 펌프 수단과, 상기 분배 수단을 제어하고, 상기 가열 유로와 냉각 유로에 분배되는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 조정하여, 상기 가열 수단과 냉각 수단을 통과하는 온도 조정 대상의 유체를 소정 온도로 제어하는 제1 제어부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 정밀 온도 조정 장치에 있다.That is, the present invention relates to a heat exchanger, comprising: a heating channel in which a part of a high-temperature first heating medium, which is compressed and heated by a compressor, is supplied to a heating means; and a heating channel in which the remaining portion of the high-temperature first heating medium is cooled in condensing means, And the cooling medium is further cooled and supplied to the cooling means, and the high-temperature first heating medium is cooled by the heating flow path and cooled And a first heat medium which is distributed to the flow path and which has passed through each of the heating path and the cooling path is re-supplied to the compressor, wherein a part of the high temperature first heat medium discharged from the compressor is distributed And the high-temperature first heat medium is divided into a plurality of cooling passages, A first distributing means capable of changing the distribution ratio of the first heating medium; and a second distributing means capable of changing the distribution ratio of the first heating medium, A heat pump means including heat absorbing means for absorbing heat from a second heat medium that is a heat medium as an external heat source; and a control means for controlling the distribution means to adjust the distribution ratio of the high temperature first heat medium, And a first control section for controlling the temperature of the fluid to be subjected to temperature control which passes through the heating means and the cooling means to a predetermined temperature.

이러한 본 발명에 있어서, 냉각 유로의 응축 수단에 공급되어 고열의 제1 열매체를 냉각하는 냉각 매체와 히트 펌프 수단의 흡열 수단에 공급되는 제2 열매체를 동일 열매체로 하고, 상기 응축 수단에 공급되고 나서 상기 흡열 수단에 공급함으로써, 응축 수단에서 제거된 고온의 제1 열매체의 열을 유효 이용할 수 있어 바람직하다.In the present invention, the cooling medium supplied to the condensing means of the cooling passage to cool the first heat medium of high heat and the second heat medium to be supplied to the heat absorbing means of the heat pump means are used as the same heat medium, It is preferable that the heat of the first heat medium removed from the condensing means can be effectively utilized by supplying the heat to the heat absorbing means.

이 제2 열매체로서, 외부로부터 가열 또는 냉각되지 않고 공급된 제2 열매체를 사용하는 것이 에너지 절약의 관점에서 바람직하다.As the second heating medium, it is preferable from the viewpoint of energy saving to use the second heating medium supplied from the outside without being heated or cooled.

또 본 발명에 있어서, 압축기의 회전수를 제어하는 회전수 제어 수단을 설치하고, 제1 제어부에 의해 제어되는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을, 가열 수단에 의해 온도 조정 대상의 유체에 가해지는 가열량과 냉각 수단에 의해 온도 조정 대상의 유체에 가해지는 냉각량 중, 서로 상쇄하는 열량분을 적게 할 수 있는 분배 비율이 되도록, 상기 회전수 제어 수단을 통하여 압축기의 회전수를 변경하는 제2 제어부를 설치함으로써, 가열 수단과 냉각 수단의 각각에 가해지는 열량 중 서로 상쇄하는 열량을 적게 할 수 있기 때문에 히트 펌프 수단을 설치한 것과 더불어 한층 더 에너지 절약을 도모할 수 있다.In the present invention, it is also possible to provide a rotation number control means for controlling the number of revolutions of the compressor, and to set the distribution ratio of the high-temperature first heat medium controlled by the first control portion to a temperature The second number of rotations of the compressor through the rotation number control means is changed so that the heat amount and the cooling amount applied to the fluid to be subjected to the temperature adjustment by the cooling means become a distribution ratio at which the amount of heat to cancel each other can be reduced, By providing the control unit, it is possible to reduce the amount of heat that is canceled out among the amounts of heat applied to the heating means and the cooling means, respectively, so that the energy saving can be further achieved in addition to the provision of the heat pump means.

이러한 제2 제어부에서는 고온의 제1 열매체의 분배 비율이, 온도 조정 대상의 유체에 대해서 가열측의 경우, 고온의 제1 열매체의 95~85%가 가열 수단에 분배되고 또한 잔여 고온의 제1 열매체의 5~15%가 냉각 수단에 분배되는 범위가 되도록, 한편 상기 온도 조정 대상의 유체에 대해서 냉각측의 경우, 고온의 제1 열매체의 95~85%가 냉각 수단에 분배되고 또한 잔여 고온의 제1 열매체의 5~15%가 가열 수단에 분배되는 범위가 되도록, 회전수 제어 수단을 통하여 압축기의 회전수를 제어함으로써, 정말 온도 조정 장치의 에너지 절약을 도모하면서 정밀 온도 조정 장치를 안정적으로 운전할 수 있다. 이 회전수 제어 수단으로서는 인버터를 적합하게 사용할 수 있다.In this second control section, when the distribution ratio of the first heat medium at a high temperature is the heating side with respect to the fluid to be temperature-controlled, 95 to 85% of the first heat medium at a high temperature is distributed to the heating means, To 95% of the high-temperature first heat medium is distributed to the cooling means, and in the case of the cooling side, 95% to 85% of the high-temperature first heat medium is distributed to the cooling means, By controlling the number of rotations of the compressor through the rotation number control means so that 5 to 15% of the heat medium is distributed to the heating means, it is possible to operate the precision temperature adjustment device stably while realizing energy saving of the temperature adjustment device have. The inverter can be suitably used as the revolution speed control means.

또한, 본 발명에서는 가열 유로와 냉각 유로의 각각을 통과한 제1 열매체를 합류하여 압축기에 재공급하는 제1 열매체의 유로 중, 분배 수단으로부터 상기 제1 열매체가 합류될 때까지의 가열 유로를 포함하는 유로와 냉각 유로를 포함하는 유로를 유로적으로 독립하여 설치함으로써, 온도 조정 대상의 유체의 온도 조정폭을 넓힐 수 있다.Further, in the present invention, among the flow paths of the first heat medium which are joined to the first heat medium which have passed through the heating flow path and the cooling flow path and are re-supplied to the compressor, the heating flow path from the distributing means until the first heat medium is joined And the flow path including the cooling flow path are independently provided in the flow path, so that the temperature adjustment width of the fluid to be temperature-controlled can be widened.

여기서, 냉각 수단 및 히트 펌프 수단에서 흡열된 제1 열매체를 어큐물레이터를 경유하여 압축기에 재공급함으로써, 압축기에 공급하는 제1 열매체의 상태를 안정시킬 수 있다.Here, the state of the first heat medium to be supplied to the compressor can be stabilized by supplying the first heat medium, which has been absorbed in the cooling means and the heat pump means, to the compressor via the accumulator.

이 가열 유로와 냉각 유로에 고온의 제1 열매체를 분배하는 분배 수단으로서는, 가열 유로와 냉각 유로에 분배하는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 실질적으로 연속하여 변경 가능한 분배 수단을 사용함으로써, 온도 조정 대상의 유체의 온도 조정을 한층 더 정밀 조정할 수 있다.As the distributing means for distributing the high-temperature first heat medium to the heating channel and the cooling channel, a distribution means capable of substantially continuously changing the distribution ratio of the high-temperature first heat medium to be distributed to the heating channel and the cooling channel is used, The temperature adjustment of the fluid of the object can be further precisely adjusted.

이러한 가열 유로와 냉각 유로에 고온의 제1 열매체를 분배하는 분배 수단으로서는, 가열 유로와 냉각 유로에 분배하는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 실질적으로 연속하여 변경 가능한 분배 수단을 사용함으로써, 온도 조정 대상의 유체의 온도 조정을 한층 더 정밀 조정할 수 있다.As the distributing means for distributing the high-temperature first heat medium to the heating channel and the cooling channel, a distribution means capable of substantially continuously changing the distribution ratio of the high-temperature first heat medium to be distributed to the heating channel and the cooling channel is used, The temperature adjustment of the fluid of the object can be further precisely adjusted.

이 「실질적으로 연속하여 변경 가능한 분배 수단」은 분배 수단으로서 이방밸브 또는 비례 삼방밸브를 사용하고, 이방밸브 또는 비례 삼방밸브가 스텝 제어로 구동이 제어되어 있을 때, 이방밸브 또는 비례 삼방밸브는 미시적으로는 스텝적으로 구동되고 있지만, 전체적으로는 연속적으로 구동되고 있는 경우를 포함하는 것을 의미한다.This " substantially continuously changeable dispensing means " uses an anisotropic valve or a proportional three-way valve as the dispensing means, and when the atmospheric valve or the proportional three-way valve is driven by step control, But it includes a case where the driving is continuously performed as a whole.

본 발명에서 사용하는 분배 수단으로서, 가열 유로측에 분배하는 고온의 제1 열매체와 냉각 유로측에 분배하는 고온의 제1 열매체의 합계량이 압축기로부터 토출된 고온의 제1 열매체량과 동일하게 되도록, 상기 고온의 제1 열매체를 비례 분배하는 비례 삼방밸브를 사용함으로써, 압축기로부터 토출된 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 순조롭게 변경할 수 있다.The distribution means used in the present invention is such that the total amount of the high temperature first heat medium to be distributed to the heating flow path side and the high temperature first heat medium to be distributed to the cooling flow path side is equal to the high temperature first heat medium amount discharged from the compressor, By using the proportional three-way valve that proportionally distributes the high-temperature first heat medium, the distribution ratio of the high-temperature first heat medium discharged from the compressor can be smoothly changed.

또 분배 수단으로서, 고온의 제1 열매체를 가열 유로측과 냉각 유로측으로 분기되는 분기 배관의 각각에 설치한 이방밸브로 하고, 제1 제어부로서, 상기 가열 유로와 냉각 유로에 분배되는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 조정하여, 가열 수단과 냉각 수단을 통과하는 온도 조정 대상의 유체를 소정 온도로 제어함과 아울러, 상기 가열 유로측에 분배되는 고온의 제1 열매체와 냉각 유로측에 분배되는 고온의 제1 열매체의 합계량이 압축기로부터 토출된 고온의 제1 열매체량과 동일하게 되도록, 상기 이방밸브의 각각의 개도를 조정하는 제1 제어부로 함으로써, 압축기로부터 토출된 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 순조롭게 변경할 수 있다.As a distribution means, the first heating medium is an anisotropic valve provided in each of the branch pipes branched from the heating flow path side and the cooling flow path side, and as the first control section, a first high temperature first The temperature of the fluid to be subjected to the temperature adjustment which passes through the heating means and the cooling means is controlled to a predetermined temperature by adjusting the distribution ratio of the heating medium and the high temperature first heating medium distributed to the heating flow path side and the high temperature The first control unit adjusts the opening degree of each of the anisotropic valves so that the total amount of the first heat transfer medium discharged from the compressor becomes equal to the amount of the first heat transfer medium discharged from the compressor, Can be smoothly changed.

본 발명에 있어서, 냉각 유로의 응축 수단에 공급되는 냉각 매체로서 액상 매체를 사용하고, 압축기의 토출측의 압력을 일정하게 유지하도록, 상기 응축 수단에 공급하는 상기 액상 매체의 공급량을 제어하는 냉매 제어 수단을 설치함으로써, 응축 수단에 쓸데없이 냉각 매체를 흘리는 것을 방지할 수 있다.In the present invention, the liquid medium is used as the cooling medium to be supplied to the condensing means of the cooling passage, and the refrigerant control means for controlling the supply amount of the liquid medium to be supplied to the condensing means so as to keep the pressure on the discharge side of the compressor constant. It is possible to prevent the cooling medium from flowing to the condensing means unnecessarily.

또 온도 조정 대상의 유체가 공기류인 경우, 냉각 수단에 내뿜어져 저습도화된 공기류가 가열 수단에 내뿜어지도록 상기 냉각 수단과 가열 수단을 배열 설치함으로써, 온도 조정 대상의 공기류의 제습도 함께 행할 수 있다.When the fluid to be temperature-controlled is an air flow, the cooling means and the heating means are arranged so as to blow out the low-humidified airflow blown to the cooling means to the heating means, so that the air flow to be subjected to the temperature adjustment can be dehumidified have.

한편, 이 경우 가열 수단에 내뿜어져 승온된 공기류를 냉각 수단에 내뿜어지도록 상기 가열 수단과 냉각 수단을 배열 설치함으로써, 공기류의 온도 조정의 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.On the other hand, in this case, since the heating means and the cooling means are arranged so as to blow out the air flow which is blown up by the heating means and heated up to the cooling means, the accuracy of the temperature adjustment of the airflow can be further improved.

(발명의 효과)(Effects of the Invention)

본 발명의 정밀 온도 조정 장치에서는 가열 유로의 가열 수단과 냉각 유로의 냉각 수단의 각각에 압축기로부터 토출된 고온의 제1 열매체가 공급된다. 또한 분배 수단에 의해, 가열 유로와 냉각 유로에 분배하는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 변경하여, 가열 수단과 냉각 수단을 통과하는 온도 조정 대상의 유체에 대한 가열량과 냉각량을 용이하게 조정할 수 있다.In the precise temperature control apparatus of the present invention, the first heating medium of high temperature discharged from the compressor is supplied to each of the heating means for the heating passage and the cooling means for the cooling passage. Further, the distribution means changes the distribution ratio of the high-temperature first heat medium to be distributed to the heating flow path and the cooling flow path, and easily adjusts the heating amount and the cooling amount for the fluid to be temperature-adjusted to pass through the heating means and the cooling means .

게다가, 본 발명의 정밀 온도 조정 장치에서는 히트 펌프 수단을 설치하고 있다. 이 히트 펌프 수단은 저온의 부분으로부터 온도가 높은 부분으로 열을 이동할 수 있는 수단이기 때문에, 압축기에 의해 압축되어 가열된 고온의 제1 열매체(온도가 높은 부분) 중, 가열 유로의 가열 수단에서 열을 방출하여 냉각하고 나서 제2 팽창 수단에서 단열적으로 팽창시키고 추가로 냉각한 제1 열매체를, 히트 펌프 수단을 구성하는 흡열 수단에 의해 외부 열원인 제2 열매체(온도가 낮은 부분)로부터 흡열하고 승온시켜 압축기에 되돌릴 수 있다.In addition, in the precise temperature control device of the present invention, a heat pump means is provided. Since the heat pump means is a means capable of moving heat from a low temperature portion to a high temperature portion, of the high temperature first heating medium (high temperature portion) compressed and heated by the compressor, The first heat medium which is expanded by the second expansion means adiabatically and further cooled is absorbed by the heat medium means constituting the heat pump means from the second heat medium (low temperature portion) which is the external heat source The temperature can be raised and returned to the compressor.

이 때문에, 본 발명의 정밀 온도 조정 장치에서는 압축기로부터 토출되는 고온의 제1 열매체(온도가 높은 부분)에는 압축기에 의한 압축 동력 에너지에 히트 펌프 수단에 의해 외부 열원인 제2 열매체(온도가 낮은 부분)로부터 흡열된 에너지를 가할 수 있어, 고온의 제1 열매체가 공급되는 가열 수단의 가열 능력을 향상시킬 수 있다.Therefore, in the precision temperature adjusting apparatus of the present invention, the high-temperature first heat medium (high temperature portion) discharged from the compressor is supplied with the compressive power energy by the compressor by the heat pump means, ), So that the heating ability of the heating means to which the first heat medium of high temperature is supplied can be improved.

따라서 본 발명의 정밀 온도 조정 장치에서는 가열 수단과 냉각 수단을 통과하는 온도 조정 대상의 유체의 미소한 부하 변동은 가열 유로와 냉각 유로에 분배하는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 미소 조정함으로써 신속히 대응할 수 있고, 온도 조정 대상의 유체에 대해서 정밀한 온도 조정을 도모할 수 있다.Therefore, in the precision temperature control apparatus of the present invention, the minute load fluctuation of the fluid to be temperature-adjusted through the heating means and the cooling means can be promptly dealt with by finely adjusting the distribution ratio of the high temperature first heat medium, And the temperature can be precisely adjusted with respect to the fluid to be subjected to the temperature adjustment.

또, 가열 수단과 냉각 수단을 통과하는 온도 조정 대상의 유체의 설정 온도를 큰 폭으로 높게 하는 경우에도, 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 냉각 유로보다 가열 유로에 분배하는 분배 비율을 큰 폭으로 높게 함으로써, 온도 조정 대상의 유체를 소정 온도로 조정할 수 있다.In addition, even when the set temperature of the fluid to be temperature-adjusted to pass through the heating means and the cooling means is increased to a large extent, the distribution ratio of distributing the distribution ratio of the high-temperature first heat medium to the heating flow path The fluid to be subjected to the temperature adjustment can be adjusted to a predetermined temperature.

이와 같이, 본 발명의 정밀 온도 조정 장치에서는 보조 전기 히터 등의 보조 히터의 불필요화 또는 소형화를 도모해도 온도 조정 대상의 유체를 소정 온도로 정밀하게 조정할 수 있고 또한 에너지 절약을 도모할 수 있다.As described above, in the precision temperature adjusting apparatus of the present invention, even if the auxiliary heater such as the auxiliary electric heater is unnecessary or downsized, the fluid to be temperature-controlled can be precisely adjusted to a predetermined temperature and energy can be saved.

도 1은 본 발명에 따른 정밀 온도 조정 장치의 일례를 설명하는 개략도이다.1 is a schematic view for explaining an example of a precision temperature adjusting apparatus according to the present invention.

도 2는 도 1에 도시한 정밀 온도 조정 장치에 사용하는 제어 밸브(40)의 내부 구조를 설명하는 설명도이다.2 is an explanatory view for explaining the internal structure of the control valve 40 used in the precision temperature adjusting apparatus shown in Fig.

도 3은 본 발명에 따른 정밀 온도 조정 장치의 다른 예를 설명하는 개략도이다.3 is a schematic view for explaining another example of the precision temperature adjusting apparatus according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 정밀 온도 조정 장치의 다른 예를 설명하는 개략도이다.4 is a schematic view for explaining another example of the precision temperature adjusting device according to the present invention.

도 5는 도 1~도 4에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서 사용할 수 있는 다른 분배 수단을 설명하는 설명도이다.Fig. 5 is an explanatory view for explaining another dispensing means usable in the precision temperature regulating apparatus shown in Figs. 1 to 4. Fig.

도 6은 도 5에 도시한 분배 수단에서 사용하는 게이트 밸브의 유량 특성을 도시한 그래프이다.6 is a graph showing the flow characteristics of the gate valve used in the distributing means shown in Fig.

도 7A, 7B는 도 1에 도시한 정밀 온도 조정 장치에 있어서, 냉각측에 있는 경우의 에너지 절약의 원리를 설명하는 설명도이다.7A and 7B are explanatory diagrams for explaining the principle of energy saving when the precision temperature adjusting apparatus shown in Fig. 1 is on the cooling side.

도 8A, 8B는 도 1에 도시한 정밀 온도 조정 장치에 있어서, 가열측에 있는 경우의 에너지 절약의 원리를 설명하는 설명도이다.8A and 8B are explanatory diagrams for explaining the principle of energy saving when the apparatus is on the heating side in the precision temperature adjusting apparatus shown in Fig.

도 9는 본 발명에 따른 정밀 온도 조정 장치의 다른 예를 설명하는 개략도이다.9 is a schematic view for explaining another example of the precision temperature adjusting device according to the present invention.

도 10은 도 9에 도시한 온도 조정 장치의 제1 제어부(22a)와 제2 제어부(22b)에 의한 제어 순서를 설명하기 위한 플로차트이다.Fig. 10 is a flowchart for explaining the control procedure by the first control section 22a and the second control section 22b of the temperature adjusting apparatus shown in Fig.

도 11은 본 발명에 따른 정밀 온도 조정 장치의 다른 예를 설명하는 개략도이다.11 is a schematic view for explaining another example of the precision temperature adjusting device according to the present invention.

도 12는 본 발명에 따른 정밀 온도 조정 장치의 다른 예를 설명하는 개략도이다.12 is a schematic view for explaining another example of the precision temperature adjusting device according to the present invention.

도 13은 종래의 온도 조정 장치를 설명하는 개략도이다.13 is a schematic view for explaining a conventional temperature adjusting apparatus.

도 14는 종래의 온도 조정 장치의 개량예를 설명하는 개략도이다.14 is a schematic view for explaining an improvement example of a conventional temperature adjusting device.

(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)(Best Mode for Carrying Out the Invention)

본 발명에 따른 정밀 온도 조정 장치 일례를 설명하는 개략도를 도 1에 도시한다. 도 1에 도시한 정밀 온도 조정 장치에는 온도 조정이 이루어진 클린룸 내에 설치된 공간 유닛(10) 내에, 팬(12)에 의해 흡입한 유체로서의 클린룸 내의 온도 및 습도가 조정된 공기를 더욱 정밀하게 온도 조정하는 가열 유로와 냉각 유로가 설치되어 있다.1 is a schematic view for explaining an example of a precision temperature adjusting apparatus according to the present invention. 1, the temperature and humidity-adjusted air in the clean room as the fluid sucked in by the fan 12 is supplied to the space unit 10 provided in the clean room where the temperature is adjusted more precisely And a heating channel and a cooling channel are provided.

이러한 가열 유로를 구성하는 가열 수단으로서의 가열기(14)와 냉각 유로를 구성하는 냉각 수단으로서의 냉각기(16)가 설치되어, 공간 유닛(10) 내에 흡인한 클린룸 내의 공기를 냉각한 후, 가열하여 정밀하게 온도 조정한다. 이 냉각기(16)와 가열기(14)의 공기류에 대한 배치에 의하면, 가열기(14) 및 냉각기(16)를 통과하는 공기류의 제습을 더욱 향상시킬 수 있다.A heater 14 as a heating means constituting the heating flow path and a cooler 16 as a cooling means constituting a cooling flow path are provided to cool the air in the clean room sucked into the space unit 10, Adjust the temperature. The arrangement of the cooler 16 and the heater 14 in the air flow can further improve the dehumidification of the airflow passing through the heater 14 and the cooler 16.

이러한 가열기(14) 및 냉각기(16)에는, 제1 열매체로서, 예를 들어 프로판, 이소부탄이나 시클로펜탄 등의 탄화수소, 프론류, 암모니아, 탄산 가스가 공급되고, 제1 열매체의 기화·액화에 의해 클린룸 내의 공기를 가열·냉각하여 소정의 온도로 조정한다.Hydrocarbons such as propane, isobutane, and cyclopentane, furon, ammonia, and carbon dioxide gas are supplied to the heater 14 and the cooler 16 as the first heat medium, and the vaporized and liquefied The air in the clean room is heated and cooled to a predetermined temperature.

이와 같은 제1 열매체는, 압축기(18)에 의해 압축·가열되어 고온(예를 들어 70℃)의 기체상태가 되어 토출된다. 압축기(18)로부터 토출된 고온의 제1 열매체를 분배 수단으로서의 비례 삼방밸브(20)에 의해 가열기(14)가 설치된 가열 유로측과 냉각기(16)가 설치된 냉각 유로측에 분배한다.The first heating medium is compressed and heated by the compressor 18, and is discharged at a high temperature (for example, 70 DEG C). The high temperature first heating medium discharged from the compressor 18 is distributed to the heating flow path side provided with the heater 14 and the cooling flow path side provided with the cooler 16 by the proportional three-way valve 20 serving as the distributing means.

이 비례 삼방밸브(20)에서는 가열 유로측에 분배하는 고온의 제1 열매체와 냉각 유로측에 분배하는 고온의 제1 열매체의 합계량이 압축기(18)로부터 토출된 고온의 제1 열매체량과 동일하게 되도록 분배한다.In this proportional three-way valve 20, the total amount of the high-temperature first heat medium to be distributed to the heating flow path side and the high-temperature first heat medium to be distributed to the cooling flow path side is equal to the first high heat heat transfer medium amount discharged from the compressor 18 .

이러한 비례 삼방밸브(20)는 제1 제어부(22a)에 의해 제어되어 있다. 이 제1 제어부(22a)에서는 공간 유닛(10) 내에 설치된 온도 센서(24)에 의해 측정된 측 정 온도와 설정된 설정 온도와 비교하여, 측정 온도가 설정 온도와 일치하도록, 가열 유로측과 냉각 유로측에 분배하는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 실질적으로 연속하여 변경하고, 공간 유닛(10) 내에 흡입된 유체를 소정 온도로 조정한다.The proportional three-way valve 20 is controlled by the first control section 22a. The first control unit 22a compares the measured temperature measured by the temperature sensor 24 provided in the space unit 10 with the set temperature set so that the measured temperature coincides with the set temperature, And the fluid sucked into the space unit 10 is adjusted to a predetermined temperature.

이 「실질적으로 연속하여 변경」은, 비례 삼방밸브(20)를 스텝 제어로 구동할 때, 미시적으로는 비례 삼방밸브(20)가 스텝적으로 구동되고 있지만, 전체적으로는 연속하여 구동되고 있는 경우를 포함하는 의미이다.This " substantially continuously changing " means that when the proportional three-way valve 20 is driven stepwise while microscopically driving the proportional three-way valve 20, the case in which the proportional three- It is meant to include.

이러한 제1 제어부(22a)에 설정하는 설정 온도는 임의로 설정할 수 있도록 해도 된다. 또 도 1에 도시한 온도 센서(24)는 팬(12)의 토출측에 설치되어 있지만, 팬(12)의 흡입측에 설치해도 되고, 팬(12)의 토출측 및 흡입측에 설치해도 된다.The set temperature to be set in the first control section 22a may be set arbitrarily. The temperature sensor 24 shown in Fig. 1 is provided on the discharge side of the fan 12, but may be provided on the suction side of the fan 12 or on the discharge side and the suction side of the fan 12.

가열 유로측에 분배된 고온의 제1 열매체는 가열기(14)에 직접 공급되어, 공간 유닛(10) 내에 흡인된 공기류를 가열하여 소정 온도로 조정한다. 그 때에 고온의 제1 열매체는 방열하여 냉각되고 응축액을 포함하는 제1 열매체가 된다.The first heating medium at a high temperature distributed to the heating flow path side is directly supplied to the heater 14 to heat the air flow sucked into the space unit 10 and adjust it to a predetermined temperature. At that time, the first heat medium having a high temperature is cooled by heat radiation, and becomes a first heat medium including a condensate.

한편, 냉각 유로측에 분배된 고온의 제1 열매체는 응축 수단으로서의 응축기(26)에 의해 냉각되고 나서 팽창 수단으로서의 팽창 밸브(28)에 의해 단열적으로 팽창되고 추가로 냉각(예를 들어 10℃로 냉각)된다. 냉각된 제1 열매체는 냉각기(16)에 공급되고, 공간 유닛(10) 내에 흡입되어 가열기(14)에 의해 가열된 공기류를 냉각하여 소정 온도로 조정한다. 그 때에 냉각기(16)에 공급된 제1 열매체는 공기류로부터 흡열하여 승온된다. 이와 같이 가열기(14)에 내뿜어져 승온된 공기류를 냉각기(16)에 내뿜음으로써, 공기류의 온도 조정의 정밀도를 향상시킬 수 있 다.On the other hand, the high-temperature first heating medium distributed to the cooling flow passage side is cooled by the condenser 26 as the condensing means, expanded adiabatically by the expansion valve 28 as the expansion means, and further cooled (for example, . The cooled first heating medium is supplied to the cooler 16 and is sucked into the space unit 10 to cool the air flow heated by the heater 14 and adjust it to a predetermined temperature. At this time, the first heat medium supplied to the cooler 16 absorbs heat from the air flow and is heated. The air flow that is blown to the heater 14 and thus raised in temperature is sprayed to the cooler 16, so that the accuracy of temperature adjustment of the air flow can be improved.

이러한 응축기(26)에는, 가열기(14)측에 분배된 고온의 제1 열매체를 냉각하는 냉각용으로서 배관(30)을 경유하여, 외부로부터 가열 또는 냉각되지 않고 공급된 제2 열매체로서 냉각수가 공급되어 있다. 이러한 냉각수는 응축기(26) 내에서 70℃정도의 제1 열매체에 의해 30℃정도로 가열되어 배관(31)로부터 토출된다. 이 배관(31)으로부터 토출되는 냉각수는 히트 펌프 수단의 흡열 수단으로서의 흡열기(32)에 가열원으로서 공급된다.The condenser 26 is supplied with cooling water as a second heat medium supplied from the outside without being heated or cooled via the pipe 30 for cooling the high temperature first heat medium distributed to the heater 14 side . This cooling water is heated to about 30 占 폚 by the first heating medium at about 70 占 폚 in the condenser 26 and is discharged from the pipe 31. [ The cooling water discharged from the pipe 31 is supplied as a heat source to the heat absorber 32 as heat absorbing means of the heat pump means.

이 흡열기(32)에는 가열기(14)에서 방열한 제1 열매체를 팽창 밸브(34)에 의해 단열적으로 팽창시키고 추가로 냉각한 10℃정도의 제1 열매체가 공급되어 있다. 이 때문에 흡열기(32)에서는 응축기(26)에서 흡열하여 30℃정도로 승온된 냉각수와 10℃정도로 냉각된 제1 열매체의 온도차에 기초하여 제1 열매체가 냉각수로부터 흡열할 수 있다.In this heat absorber 32, the first heat medium, which has been radiated by the heater 14, is adiabatically expanded by the expansion valve 34, and the first heat medium, which is further cooled, is supplied. Therefore, in the heat absorber 32, the first heat medium can be absorbed from the cooling water on the basis of the temperature difference between the cooling water which is heat absorbed in the condenser 26 and heated to about 30 ° C and the first heat medium cooled to about 10 ° C.

흡열기(32)에서 냉각수로부터 흡열하여 승온된 제1 열매체는 어큐물레이터(36)를 경유하여 압축기(18)에 공급된다. 이 어큐물레이터(36)에는 냉각기(16)에 공급되어 공간 유닛(10) 내에 흡입된 공기류로부터 흡열한 제1 열매체도 공급된다. 이러한 어큐물레이터(36)는 액체 성분을 모으고 가스 성분만을 압축기(18)에 재공급할 수 있는 타입의 어큐물레이터이기 때문에, 확실히 제1 열매체의 가스 성분만을 압축기(18)에 공급할 수 있다.The first heat medium, which has been heated by the heat absorbing heat from the cooling water, is supplied to the compressor (18) via the accumulator (36). The first heat medium, which is supplied to the cooler 16 and absorbed from the air flow sucked into the space unit 10, is also supplied to the accumulator 36. Since this accumulator 36 is a type of accumulator capable of collecting the liquid component and re-supplying only the gas component to the compressor 18, it is possible to reliably supply only the gas component of the first heat medium to the compressor 18. [

이 어큐물레이터(36)로서는 축압기용 타입의 어큐물레이터를 사용할 수 있다.As the accumulator 36, an accumulator of the axial pressure type can be used.

또한, 어큐물레이터(36)를 설치하지 않아도, 흡열기(32)에서 공기류로부터 흡열하여 승온된 열매체와, 냉각기(16)에 공급되어 공간 유닛(10) 내에 흡입된 유체로부터 흡열한 열매체를 합류하여, 압축기(18)에 재공급할 수 있으면 된다.Even if the accumulator 36 is not provided, the heat medium that has been heated by heat absorption from the air current in the heat absorber 32 and the heat medium that is supplied to the cooler 16 and absorbed from the fluid sucked into the space unit 10 So that the refrigerant can be supplied to the compressor 18 again.

그런데, 가열기(14)에서 방열한 제1 열매체를 팽창 밸브(34)에 의해 단열적으로 팽창하여 냉각하고 있는데, 팽창 밸브(34)에서의 단열 팽창에 의한 냉각에서는 제1 열매체와 외부 사이에서의 열의 주고받음은 없다. 이 때문에 단열적으로 냉각된 제1 열매체는 외부로부터 응축기(26)를 경유하여 흡열기(32)에 공급된 제2 열매체로서의 냉각수로부터 흡열할 수 있다.However, in the cooling by the adiabatic expansion in the expansion valve 34, the first heat medium that has been radiated by the heater 14 is expanded and adiabatically expanded by the expansion valve 34. However, There is no heat exchange. Therefore, the first heat medium that has been adiabatically cooled can absorb heat from the cooling water as the second heat medium supplied from the outside through the condenser 26 to the heat absorber 32.

따라서, 압축기(18)로부터 토출되는 고온의 제1 열매체에는 압축기(18)에 의한 압축 동력 에너지에 히트 펌프 수단의 흡열기(32)에 의해 외부로부터 공급된 냉각수로부터 흡열한 에너지를 가할 수 있다. 또한, 도 1에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 외부로부터 공급된 냉각수가 응축기(26)를 경유하여 흡열기(32)에 공급되어 있고, 응축기(26)에서 제거한 고온의 제1 열매체로부터 제거한 에너지의 일부도 압축기(18)로부터 토출되는 고온의 제1 열매체에 가할 수 있어, 가열 유로의 가열 능력을 향상시킬 수 있다. 그 결과 보조 히터 등의 다른 가열 수단을 사용하는 것을 필요로 하지 않는다.Therefore, energy absorbed from the cooling water supplied from outside by the heat absorber 32 of the heat pump means can be applied to the compressive power energy of the compressor 18 to the high-temperature first heat medium discharged from the compressor 18. 1, the cooling water supplied from the outside is supplied to the heat absorber 32 via the condenser 26, and the energy of the energy removed from the high-temperature first heat medium removed from the condenser 26 Part of the refrigerant can be added to the high-temperature first heating medium discharged from the compressor 18, and the heating ability of the heating channel can be improved. As a result, it is not necessary to use other heating means such as an auxiliary heater.

이와 같이, 도 1에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 그 가열 유로의 가열 능력을 히트 펌프 수단의 설치에 의해 향상시킬 수 있고 또한 비례 삼방밸브(20)에 의해 가열 유로측에 분배하는 고온의 제1 열매체와 냉각 유로측에 분배하는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 공간 유닛(10) 내의 온도에 따라 실질적으로 연속하여 변경할 수 있다.1, the heating capacity of the heating channel can be improved by the provision of the heat pump means, and the high-temperature first The distribution ratio of the heat medium and the first heat medium at a high temperature distributed to the cooling flow passage side can be changed substantially continuously in accordance with the temperature in the space unit 10. [

이 때문에, 도 1에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 가열 유로 및 냉각 유로에 고온의 제1 열매체가 상시 공급되어 있고, 가열 유로의 가열기(14)와 냉각 유로의 냉각기(16)를 통과하는 온도 조정 대상의 공기류의 미소한 부하 변동은 가열 유로와 냉각 유로에 분배하는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 비례 삼방밸브(20)에 의해 즉시 미소 조정함으로써 신속히 대응할 수 있어, 응답성을 향상시킬 수 있다.1, a high-temperature first heating medium is constantly supplied to the heating flow path and the cooling flow path, and the temperature of the heat transfer medium passing through the heater 14 of the heating flow path and the cooler 16 of the cooling flow path The minute load fluctuation of the air flow of the object can be promptly responded to by quickly adjusting the distribution ratio of the high temperature first heating medium distributed to the heating flow path and the cooling flow path by the proportional three-way valve 20, have.

그 결과, 가열 유로의 가열기(14)와 냉각 유로의 냉각기(16)를 통과하는 온도 조정 대상의 공기류의 온도를 설정 온도에 대해서 ±0.1℃ 이하의 정밀도로 제어할 수 있고, 도 1에 도시한 온도 조정 장치가 설치된 공간 유닛(10)의 온도 변화를 클린룸의 온도 변화보다 작게 할 수 있어, 정밀 가공이 요구되는 공정을 설치할 수 있다.As a result, it is possible to control the temperature of the air stream to be temperature-adjusted, which passes through the heater 14 of the heating passage and the cooler 16 of the cooling passage, at a precision of +/- 0.1 DEG C or less with respect to the set temperature, The temperature change of the space unit 10 provided with a temperature adjusting device can be made smaller than the temperature change of the clean room, so that a process requiring precision machining can be provided.

또, 도 1에 도시한 온도 조정 장치에서는 상기 서술한 바와 같이, 가열 유로의 가열 능력이 향상되고, 또한 가열 유로와 냉각 수단을 포함하는 유로 중, 분배 수단으로서의 비례 삼방밸브(20)로부터 냉각기(16) 및 흡열기(32)의 각각을 통과한 제1 열매체가 어큐물레이터(36)에서 합류될 때까지의 가열 유로를 포함하는 유로와 냉각 유로를 포함하는 유로의 각각이 유로적으로 독립하여 설치되어 있다. 이 때문에 가열기(14)와 냉각기(16)를 통과하는 온도 조정 대상의 공기류의 설정 온도를 큰 폭으로 높게 하는 경우에도, 비례 삼방밸브(20)에 의해 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 냉각 유로보다 가열 유로에 분배하는 분배 비율을 큰 폭으로 높게 하여, 온도 조정 대상의 공기류를 소정 온도로 신속히 조정할 수 있다.1, the heating capacity of the heating channel is improved and the temperature of the cooler (not shown) is increased from the proportional three-way valve 20 serving as the distributing means among the channels including the heating channel and the cooling channel 16 and the heat absorber 32 are merged in the accumulator 36 and the flow path including the cooling flow path are independent of the flow paths Is installed. Therefore, even when the set temperature of the air flow which is the object of temperature adjustment to be passed through the heater 14 and the cooler 16 is increased to a large extent, the proportional three-way valve 20 cools the distribution ratio of the high- It is possible to make the distribution ratio of distributing to the heating flow path much larger than the flow path, and to quickly adjust the air flow of the temperature adjustment target to a predetermined temperature.

그 결과, 예를 들어 도 13에 도시한 온도 조정 장치에서는 그 온도 설정 범위가 20~26℃정도이지만, 도 1에 도시한 온도 조정 장치에서는 그 온도 설정 범위를 18~35℃로 큰 폭으로 확대할 수 있다.As a result, for example, in the temperature adjusting apparatus shown in FIG. 13, the temperature setting range is about 20 to 26 DEG C, but in the temperature adjusting apparatus shown in FIG. 1, the temperature setting range is greatly enlarged to 18 to 35 DEG C can do.

또한, 도 1에 도시한 온도 조정 장치에서는 가열 유로의 가열 능력이 향상되어, 보조 히터 등의 다른 가열 수단을 사용하는 것을 필요로 하지 않기 때문에, 도 14에 도시한 보조 히터(114)를 설치한 온도 조정 장치에 비교하여, 큰 폭의 에너지 절약을 도모할 수 있다.Further, in the temperature adjusting apparatus shown in Fig. 1, the heating ability of the heating channel is improved, and it is not necessary to use another heating means such as an auxiliary heater. Therefore, the auxiliary heater 114 shown in Fig. 14 It is possible to save a large amount of energy as compared with the temperature adjusting device.

예를 들어, 도 14에 도시한 보조 히터(114)를 설치한 온도 조정 장치에서는 전체 소비 에너지의 내역은 압축기(100)가 18%, 보조 히터(114)가 69% 및 팬(112)이 13%이다. 이 점에서 도 1에 도시한 온도 조정 장치에서는 보조 히터(114)의 소비 에너지를 커트할 수 있다.For example, in the temperature adjusting device provided with the auxiliary heater 114 shown in Fig. 14, the total consumption energy is 18% for the compressor 100, 69% for the auxiliary heater 114, and 13% for the fan 112 %to be. In this regard, in the temperature adjusting apparatus shown in Fig. 1, the consumption energy of the auxiliary heater 114 can be cut.

이 때문에, 토출량이 20m³/min정도의 수냉식 공조기에 도 14에 도시한 온도 조정 장치의 방식을 적용한 경우에는 최대 소비 전력이 11.7KW였지만, 도 1에 도시한 온도 조정 장치의 방식을 적용하면 최대 소비 전력을 2.4KW정도로 할 수 있다.Therefore, when the discharge amount is applied to the method of 20m ³ / min amount of the case of applying the method of the temperature adjustment device shown in FIG. 14 has a water-cooled air conditioners, but the maximum power consumption 11.7KW, also the temperature adjustment device shown in Figure 1 up to The power consumption can be reduced to about 2.4 KW.

이상에서 설명한 도 1에 도시한 온도 조정 장치에서는 응축기(26)에 냉각수를 공급하는 배관(30)에 냉매 제어 수단으로서의 제어 밸브(40)가 설치되어 있다. 이 제어 밸브(40)는 압축기(18)의 토출압이 일정하게 되도록 제어되어 있다. 이러한 제어 밸브(40)는 도 2에 도시한 바와 같이 냉각수의 유로 내에 설치된 밸브부(40a)의 개구부를 개폐하는 밸브체(40b)를 구비하는 봉형상부가 설치되어 있다. 이 봉형상부는 그 선단면이 맞닿는 스프링(40c)에 의해 밸브체(40b)가 밸브부(40a)의 개구부를 폐색하는 방향으로 부세(付勢)되어 있다. 또 봉형상부의 타단면은 압축기(18)로부터 토출된 제1 열매체의 압력이 공급되는 벨로우즈(40d)에 맞닿고, 봉형상부를 스프링(40c)의 부세력에 저항하여 밸브부(40a)의 개구부를 개방하는 방향으로 밸브체(40b)를 부세하고 있다.1, the control valve 40 as the refrigerant control means is provided in the pipe 30 for supplying the cooling water to the condenser 26. As shown in Fig. The control valve 40 is controlled so that the discharge pressure of the compressor 18 becomes constant. As shown in Fig. 2, the control valve 40 is provided with a rod-shaped portion having a valve body 40b for opening and closing an opening of the valve portion 40a provided in the flow path of the cooling water. The bar-shaped upper portion is biased in the direction in which the valve body 40b closes the opening of the valve portion 40a by the spring 40c abutting on its end face. The other end face of the rod-shaped upper portion is in contact with the bellows 40d to which the pressure of the first heat medium discharged from the compressor 18 is supplied and the rod-shaped portion is pressed against the opening of the valve portion 40a against the urging force of the spring 40c. The valve body 40b is urged in the direction to open the valve body 40b.

이 때문에 압축기(18)의 토출압이 스프링(40c)의 부세력 이상이 되었을 때, 벨로우즈(40d)에 의해 밸브체(40b)가 밸브부(40a)의 개구부를 개방하는 방향으로 이동하고, 응축기(26)에 공급되는 냉각수량이 증가하여, 응축기(26)의 냉각 능력이 향상된다. 이 때문에 압축기(18)의 토출압이 저하된다.Therefore, when the discharge pressure of the compressor 18 becomes greater than the urging force of the spring 40c, the valve element 40b moves in the direction of opening the valve portion 40a by the bellows 40d, The cooling water supplied to the condenser 26 increases, and the cooling capacity of the condenser 26 is improved. As a result, the discharge pressure of the compressor (18) drops.

한편, 압축기(18)의 토출압이 스프링(40c)의 부세력 이하가 되었을 때, 밸브체(40b)가 밸브부(40a)의 개구부를 닫는 방향으로 이동하고, 응축기(26)에 공급되는 냉각수량이 감소하여, 응축기(26)의 냉각 능력이 저하된다. 이 때문에 압축기(18)의 토출압이 높아진다.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 closing direction of the opening of the valve portion 40a, The cooling capacity of the condenser 26 is lowered. Therefore, the discharge pressure of the compressor 18 is increased.

이와 같이, 압축기(18)의 토출압을 일정하게 유지함으로써, 정밀 온도 조정 장치를 안정적으로 운전할 수 있다. 또 응축기(26)에 냉각수량이 필요 이상으로 공급되어, 계외로 배출되지 않도록 조정할 수 있다.Thus, by maintaining the discharge pressure of the compressor 18 constant, the precision temperature regulating apparatus can be stably operated. Further, the cooling water is supplied to the condenser 26 more than necessary and can be adjusted so as not to be discharged to the outside of the system.

그런데, 가열기(14) 및 냉각기(16)를 통과하는 공기류의 온도 설정을 큰 폭으로 승온한 경우, 제1 제어부(22a)에서는 비례 삼방밸브(20)의 냉각 유로측의 토출구의 개도를 전폐 상태 또는 전폐 상태에 가까운 상태로 함과 아울러, 가열 유로 측의 토출구를 전개 상태 또는 전개 상태에 가까운 상태로 한다.However, 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 controls the opening degree of the discharge port on the cooling flow path side of the proportional three- State close to the fully closed state, and brings the discharge port on the side of the heating flow path close to the unfolded or expanded state.

또, 온도 조정 대상의 공기류의 온도가 저온인 경우, 가열 유로의 가열기(14)에 공급된 고온의 제1 열매체는 가열기(14)에서 저온의 공기류에 의해 응축되고, 압축기(18)의 토출압이 소정압보다 저압이 되기 때문에, 제어 밸브(40)가 닫혀서 응축기(26)에 냉각수가 공급되지 않게 된다.When the temperature of the air stream to be subjected to the temperature adjustment is low, the high temperature first heating medium supplied to the heater 14 of the heating flow path is condensed by the low temperature air flow in the heater 14, The control valve 40 is closed and the cooling water is not supplied to the condenser 26 because the discharge pressure becomes lower than the predetermined pressure.

이와 같이, 응축기(26)에 냉각수가 공급되지 않게 되면, 응축기(26)로부터 히트 펌프 수단의 흡열기(32)에 공급되는 냉각수도 공급되지 않게 된다. 이 때문에 흡열기(32)가 가동 정지 상태가 되어 히트 펌프 수단이 기능하지 않게 된다.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 of the heat pump means is also not supplied. As a result, the heat absorber 32 is brought into a stopped state and the heat pump means does not function.

게다가, 가열기(14)에서 방열하여 응축한 제1 열매체를 팽창 밸브(34)에서 단열적으로 팽창시키고 냉각한 제1 열매체와 냉각수의 열교환이 행해지지 않아, 흡열기(32)가 동결할 우려가 있다.In addition, heat exchange between the first heat medium condensed by radiating heat from the heater 14 and the first heat medium cooled by the expansion valve 34 by the expansion valve 34 is not performed, and there is a fear that the heat sink 32 freezes have.

이 때문에, 도 3에 도시한 정밀 온도 조정 장치와 같이, 흡열기(32)로의 냉각수의 공급 수단으로서, 제어 밸브(40)의 바이패스 배관(42)에 제어 밸브(44)를 설치하고 있다. 이 제어 밸브(44)는 비례 삼방밸브(20)의 냉각 유로측의 토출구의 개도가 전폐 상태 또는 전폐 상태에 가까운 상태가 되고, 가열 유로측의 토출구가 전개 상태 또는 전개 상태에 가까운 상태가 되었을 때, 제1 제어부(22a)로부터의 신호에 의해 열려, 강제적으로 냉각수를 응축기(26)에 공급하고, 흡열기(32)를 가동 상태로 하고 있다.3, the control valve 44 is provided in the bypass pipe 42 of the control valve 40 as the means for supplying the cooling water to the heat absorber 32. As shown in Fig. The control valve 44 is configured such that when the opening degree of the discharge port on the cooling flow path side of the proportional three-way valve 20 becomes close to the fully closed state or the fully closed state and the discharge port on the side of the heating flow path approaches a fully opened state or a fully opened state , And is opened by a signal from the first control section 22a to forcibly supply the cooling water to the condenser 26 to bring the heat absorber 32 into an active state.

이 때문에, 가열기(14) 및 냉각기(16)를 통과하는 공기류의 온도 설정을 큰 폭으로 승온한 경우나 가열기(14) 및 냉각기(16)를 통과하는 공기류가 저온인 경우 와 같이, 냉각 유로측에 분배되는 고온의 제1 열매체의 분배율이 제로 또는 그 근방이 되었을 때에도, 흡열기(32)에 소정량의 냉각수를 공급할 수 있고, 흡열기(32)의 동결을 방지하고 또한 히트 펌프 수단의 기능을 발휘시킬 수 있다.Therefore, as in the case where the temperature setting of the air flow passing through the heater 14 and the cooler 16 is greatly increased, or when the air flow passing through the heater 14 and the cooler 16 is low, It is possible to supply a predetermined amount of cooling water to the heat absorber 32 even when the distribution ratio of the high-temperature first heat medium to be distributed to the flow path side is zero or in the vicinity thereof, thereby preventing freezing of the heat absorber 32, Can be exerted.

압축기(18)의 토출압이 상승하여 소정압 근방에 도달했을 때, 제어 밸브(44)를 제1 제어부(22a)로부터의 신호에 의해 닫는다. 그 후는 제어 밸브(40)에 의해 압축기(18)의 토출측의 압력이 일정하게 유지되도록, 응축기(26)에 공급되는 냉각수의 공급량을 제어한다.When the discharge pressure of the compressor 18 rises and reaches the vicinity of a predetermined pressure, the control valve 44 is closed by a signal from the first control section 22a. The supply amount of the cooling water supplied to the condenser 26 is controlled by the control valve 40 so that the pressure on the discharge side of the compressor 18 is kept constant.

도 3에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 냉각기(16)에 내뿜어져 냉각된 공기류를 가열기(14)에 내뿜고 있다. 이와 같이 가장 먼저 공기류를 냉각기(16)에 내뿜음으로써, 공기류 중의 수분을 응축하여 제습을 행할 수 있다.In the precision temperature adjusting apparatus shown in Fig. 3, the air stream blown out by the cooler 16 and cooled is blown out to the heater 14. [ Thus, by first blowing the air flow to the cooler 16, moisture in the air flow can be condensed and dehumidified.

또한 도 3에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는, 그 구성 부재가 도 1에 도시한 정밀 온도 조정 장치의 구성 부재와 동일 부재인 경우에는, 도 1의 구성 부재와 동일 번호를 붙이고, 상세한 설명을 생략했다.In the precision temperature regulating apparatus shown in Fig. 3, when the constituent members are the same members as the constituent members of the precision temperature regulating apparatus shown in Fig. 1, the constituent members are denoted by the same reference numerals as those in Fig. 1, did.

도 1~도 3에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는, 응축기(26) 및 히트 펌프 수단의 흡열기(32)에 공급하는 제2 열매체로서 냉각수를 사용하고 있었지만, 도 4에 도시한 바와 같이, 응축기(26) 및 히트 펌프 수단의 흡열기(32)에 공급하는 제2 열매체로서 팬(46)에 의한 공기류를 사용할 수 있다.1 to 3, the cooling water is used as the second heat medium to be supplied to the condenser 26 and the heat absorber 32 of the heat pump means. However, as shown in Fig. 4, The air flow by the fan 46 may be used as the second heat medium to be supplied to the heat absorber 32 of the heat pump means and the heat absorber 32 of the heat pump means.

도 4에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 가열기(14)에서 방열한 제1 열매체가 팽창 밸브(34)에 의해 단열 팽창되고 추가로 냉각되어 공급되어 있는 흡열기(32)에 팬(46)에 의해 응축기(26)에 내뿜어져 가열된 공기류가 내뿜어진다. 이 때문에 흡열기(32)에서는 가열기(14)에서 방열·응축되고 단열 팽창되며 추가로 냉각한 제1 열매체가 공기류로부터 흡열하여 승온된다.4, the first heat medium, which has been radiated from the heater 14, is adiabatically expanded by the expansion valve 34 and further cooled and supplied to the heat absorber 32 by the fan 46 The heated air stream is blown out to the condenser 26. Therefore, in the heat absorber 32, the first heat medium, which is heat-expanded and condensed in the heater 14, is adiabatically expanded, and the temperature of the first heat medium, which is cooled further,

또한 도 4에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 그 구성 부재가 도 1에 도시한 정밀 온도 조정 장치의 구성 부재와 동일 부재인 경우에는, 도 1의 구성 부재와 동일 번호를 붙이고, 상세한 설명을 생략했다.In the precision temperature regulating apparatus shown in Fig. 4, when the constituent members are the same members as the constituent members of the precision temperature regulating apparatus shown in Fig. 1, the constituent members are denoted by the same reference numerals as those in Fig. 1, .

또 도 1~도 4에 도시한 온도 조정 장치에 사용한 분배 수단으로서의 비례 삼방밸브(20) 대신에, 도 5에 도시한 바와 같이, 2개의 이방밸브로서의 게이트 밸브(38a, 38b)를 사용할 수 있다. 2개의 게이트 밸브(38a, 38b)의 각각은 제1 제어부(22a)에 의해 제어되어 있다. 이러한 제1 제어부(22a)에 의해, 게이트 밸브(38a, 38b)의 각각의 개도를 조정하고, 압축기(18)에서 압축·가열된 기체상태의 고온의 제1 열매체를 가열 유로와 냉각 유로에 분배하는 분배 비율을 실질적으로 연속하여 조정하여, 가열기(14)와 냉각기(16)를 통과하는 공기류를 소정 온도로 제어한다. 그 때에 가열기(14)측에 분배하는 고온의 제1 열매체량과 냉각기(16)측에 분배하는 고온의 제1 열매체량의 합계량이 압축기(18)로부터 토출된 고온의 제1 열매체량과 동일하게 되도록, 게이트 밸브(38a, 38b)의 개도를 조정하여 연속적으로 비례 분배된다.In place of the proportional three-way valve 20 serving as the distributing means used in the temperature adjusting apparatus shown in Figs. 1 to 4, two gate valves 38a and 38b as anisotropic valves can be used as shown in Fig. 5 . Each of the two gate valves 38a and 38b is controlled by the first control section 22a. The opening degree of each of the gate valves 38a and 38b is adjusted by the first control unit 22a and the first heating medium in a gaseous state compressed and heated by the compressor 18 is distributed to the heating channel and the cooling channel And the air flow passing through the heater 14 and the cooler 16 is controlled to a predetermined temperature. The total amount of the high-temperature first heat medium amount distributed to the heater 14 at that time and the high-temperature first heat medium amount distributed to the cooler 16 side is equal to the high-temperature first heat medium amount discharged from the compressor 18 The opening degree of the gate valves 38a, 38b is adjusted so as to be proportionally distributed continuously.

그 때에, 게이트 밸브(38a, 38b)의 각각은 도 6에 도시한 바와 같이, 밸브 개도와 유량의 관계는 직선형상이 아니다. 이 때문에 제1 제어부(22a)에서는 도 6에 도시한 게이트 밸브(38a, 38b)의 각각에 대한 유량 특성 데이터를 유지하고, 제1 제어부(22a)로부터는 게이트 밸브(38a, 38b)의 각 유량 특성에 기초하여 각 게이 트 밸브(38a, 38b)로의 개도 신호를 발신한다.At this time, as shown in Fig. 6, each of the gate valves 38a and 38b has a linear relationship between the valve opening and the flow rate. Therefore, the first control unit 22a holds the flow rate characteristic data for each of the gate valves 38a and 38b shown in FIG. 6, and the first control unit 22a controls the flow rates of the gate valves 38a and 38b And opens an opening signal to each gate valve 38a, 38b based on the characteristic.

여기서, 「가열 유로와 냉각 유로에 분배하는 분배 비율을 실질적으로 연속하여 조정」 또는 「분배 비율을 실질적으로 연속하여 조정」한다는 것은 게이트 밸브(38a, 38b)를 스텝 제어에 의해 구동하고, 가열 유로와 냉각 유로의 분배 비율을 조정할 때에, 게이트 밸브(38a, 38b)의 개도가 미시적으로는 스텝적으로 구동되어 조정되고 있지만, 전체적으로 연속하여 구동되어 조정되고 있는 경우를 포함하는 것을 의미한다.Here, the phrase " substantially continuously adjusting the distribution ratio for distributing to the heating channel and the cooling channel " or " substantially continuously adjusting the distribution ratio " means that the gate valves 38a and 38b are driven by step control, The opening degree of the gate valves 38a and 38b is microscopically driven and adjusted in a stepwise manner when adjusting the distribution ratio of the cooling flow path and the cooling flow path.

도 1~도 5에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는, 가열기(14)와 냉각기(16)에 의한 온도 조정 대상으로서의 공기류의 온도 조정에서는, 예를 들어 온도 조정 대상의 공기류에 대해서 냉각측에 있는 경우, 공기 온도가 안정적인 운전 상태에서는, 도 7A에 도시한 바와 같이, 냉각기(16)에서 냉각한 공기류를 가열기(14)에서 가열하고 있다. 도 7A에 도시한 운전 상태에서는, 공기류를 냉각하는데 필요로 하는 에너지 A에 비교하여, 가열기(14)에서 가열하는 에너지가 커지는 경우가 있다. 이 경우, 도 7B에 도시한 바와 같이, 냉각기(14)와 가열기(16)의 중복되는 에너지를 가급적으로 적게 할 수 있으면 에너지 절약을 도모할 수 있다.In the precision temperature adjusting apparatus shown in Figs. 1 to 5, in the temperature adjustment of the air flow as the temperature adjustment object by the heater 14 and the cooler 16, for example, 7A, the air stream cooled by the cooler 16 is heated by the heater 14 when the air temperature is stable. In the operating state shown in Fig. 7A, the energy to be heated by the heater 14 may be larger than the energy A required to cool the air flow. In this case, as shown in FIG. 7B, if the overlapping energy of the cooler 14 and the heater 16 can be reduced as much as possible, energy can be saved.

한편, 온도 조정 대상의 공기류에 대해서 가열측에 있는 경우, 공기류의 온도가 안정적인 운전 상태에서는, 도 8A에 도시한 바와 같이, 가열기(14)에서 가열한 공기를 냉각기(16)에서 냉각하고 있다. 도 8A에 도시한 운전 상태에서는, 공기류를 가열하는데 필요로 하는 에너지 B에 비교하여, 냉각기(16)에서 냉각하는 에너지가 커지는 경우가 있다. 이 경우, 도 8B에 도시한 바와 같이, 냉각기(16)와 가 열기(14)의 중복되는 에너지를 적게 할 수 있으면 에너지 절약을 도모할 수 있다.On the other hand, when the air flow to be subjected to the temperature adjustment is on the heating side and the temperature of the airflow is stable, as shown in Fig. 8A, the air heated by the heater 14 is cooled by the cooler 16 have. In the operating state shown in Fig. 8A, the energy to be cooled by the cooler 16 may be larger than the energy B required to heat the air flow. In this case, as shown in FIG. 8B, energy can be saved if the overlapping energy between the cooler 16 and the heater 14 can be reduced.

단, 서로 상쇄하는 열량분을 제로로 하기 위해, 가열기(14)와 냉각기(16)에 고온의 제1 열매체의 공급을 ON-OFF 제어하면 정밀 온도 조정 장치의 운전이 불안정하게 되고, 공기류를 소정 온도로 안정시킬 때까지 시간이 걸린다. 이 때문에 정밀 온도 조정 장치를 안정 운전할 수 있을 정도로는, 가열기(14)에 가해지는 가열량과 냉각기(16)에 가해지는 냉각량 중, 서로 상쇄하는 열량분을 최소한 존재시키는 것이 필요하다.However, when ON-OFF control of the supply of the high-temperature first heating medium to the heater 14 and the cooler 16 is performed to make the amount of heat to cancel each other to zero, the operation of the precision temperature adjusting device becomes unstable, It takes time to stabilize at a predetermined temperature. Therefore, it is necessary to minimize the amount of heat that can cancel each other out of the amount of heating applied to the heater 14 and the amount of cooling applied to the cooler 16, so long as the precision temperature control device can be stably operated.

또한, 이 필요 최소한의 서로 상쇄하는 열량분은 정밀 온도 조정 장치에 따라 다소 상이하기 때문에 실험적으로 구해 두는 것이 바람직하다.In addition, it is desirable to experimentally obtain these minimum amounts of heat that cancel each other due to a slight difference depending on the precision temperature regulating apparatus.

이와 같이, 냉각기(16)와 가열기(14)의 중복되는 에너지를 적게 할 수 있도록, 도 9에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 가열기(14)에 가해지는 가열량과 냉각기(16)에 가해지는 냉각량 중, 서로 상쇄하는 열량분을 가급적으로 적게 하도록, 압축기(18)의 회전수를 인버터(19)를 통하여 제2 제어부(22b)에 의해 제어하고 있다.9, in order to reduce the overlapping energy between the cooler 16 and the heater 14, the amount of heating applied to the heater 14 and the amount of heat applied to the cooler 16 The number of revolutions of the compressor 18 is controlled by the second control unit 22b through the inverter 19 so as to reduce the amount of heat that is canceled out as much as possible.

또한, 도 9에 도시한 정밀 온도 조정 장치를 구성하는 구성 부재 중, 도 1에 도시한 정밀 온도 조정 장치의 구성 부재와 동일 부재는 도 1의 부호와 동일 번호를 붙이고, 상세한 설명을 생략한다.Among the constituent members constituting the precision temperature regulating apparatus shown in Fig. 9, the same members as the constituent members of the precision temperature regulating apparatus shown in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals as those in Fig. 1, and detailed description thereof is omitted.

이러한 제2 제어부(22b)는, 비례 삼방밸브(20)를 제어하는 제1 제어부(22a)와 협동하여, 가열기(14)에 가해지는 가열량과 냉각기(16)에 가해지는 냉각량 중, 서로 상쇄하는 열량분을 가급적으로 적게 하면서 공기류의 정밀 온도 제어를 행한 다.The second control unit 22b controls the amount of heat applied to the heater 14 and the amount of cooling applied to the cooler 16 in cooperation with the first control unit 22a for controlling the proportional three- The precise temperature control of the air flow is carried out while minimizing the amount of heat that is canceled.

제1 제어부(22a)에 의한 비례 삼방밸브(20)의 제어와 제2 제어부(22b)에 의한 압축기(18)의 회전수의 제어를 도 10의 플로차트에 도시한다.Control of the proportional three-way valve 20 by the first control section 22a and control of the number of revolutions of the compressor 18 by the second control section 22b are shown in the flowchart of FIG.

도 9에 도시한 온도 조정 장치를 시운전했더니, 공기류에 대해서 냉각측에서 운전하는 경우는, 가열기(14)에 가해지는 가열량으로서, 비례 삼방밸브(20)에 의한 가열기(14)측으로의 고온의 제1 열매체의 분배율을 5~15%(비례 삼방밸브(20)에 의한 냉각기(16)측으로의 고온의 제1 열매체의 분배율을 95~85%)로 하는 것이 안정 운전상 바람직한 것이 판명되었다.9, when the operation is performed on the cooling side with respect to the air flow, the heating amount to be applied to the heater 14 is set to be the heating amount to the heater 14 side by the proportional three-way valve 20 It is preferable to set the distribution ratio of the first heating medium of the first three-way valve 20 to 5 to 15% (the distribution ratio of the first high-temperature heating medium to the cooler 16 side by the proportional three-way valve 95 to 95 to 85%).

한편, 공기류에 대해서 가열측에서 운전하는 경우는, 가열기(14)측에 가해지는 가열량으로서, 비례 삼방밸브(20)에 의한 가열기(14)측으로의 고온의 제1 열매체의 분배율을 95~85%(비례 삼방밸브(20)에 의한 냉각기(16)측으로의 고온의 제1 열매체의 분배율을 5~15%)로 하는 것이 안정 운전상 바람직한 것이 판명되었다.On the other hand, when operating on the heating side with respect to the air flow, the heating rate of the first heating medium to the heater 14 side by the proportional three-way valve 20 is 95 - It has been found that it is preferable to set the distribution ratio of the first heat medium to 85% (the proportion of the high-temperature first heat medium to the cooler 16 side by the proportional three-way valve 20 to 5 to 15%).

이 때문에, 도 10의 플로차트에 도시한 제어에서는, 가열기(14)측에 가해지는 가열량, 구체적으로는 비례 삼방밸브(20)에 의한 가열기(14)측으로의 고온의 제1 열매체의 분배율을, 공기류에 대해서 냉각측에서 운전하는 경우는 5~15%가 되도록 압축기(18)의 회전수를 제어하고, 공기류에 대해서 가열측에서 운전하는 경우는 95~85%의 분배율이 되도록 압축기(18)의 회전수를 제어하는 것으로 했다.Therefore, in the control shown in the flowchart of FIG. 10, the amount of heating applied to the heater 14 side, specifically, the distribution ratio of the high-temperature first heat medium to the heater 14 side by the proportional three- The number of revolutions of the compressor 18 is controlled so as to be 5 to 15% in the case of operating the air flow on the cooling side and the number of rotations of the compressor 18 is controlled to be 95 to 85% ) Is controlled.

도 10에 도시한 플로차트에서는, 스텝 S10에서 압축기(18)를 기동한 후, 스텝 S12에서 공기류를 소정 온도로 하도록, 공간 유닛(10) 내에 설치된 온도 센서(24)에 의해 측정된 온도 신호에 기초하여 비례 삼방밸브(20)에 의한 가열기(14) 측과 냉각기(16)측에 분배하는 고온의 제1 열매체의 분배 비율을 연속적으로 변경하여, 공간 유닛(10) 내에 흡입된 공기류를 소정 온도로 조정한다.In the flowchart shown in Fig. 10, after the compressor 18 is started in step S10, the temperature signal measured by the temperature sensor 24 provided in the space unit 10 is set to a predetermined temperature The distribution ratio of the high-temperature first heat medium to be distributed to the heater 14 side and the cooler 16 side by the proportional three-way valve 20 is continuously changed on the basis of the flow rate of air flowing in the space unit 10, Adjust to temperature.

이러한 공기류가 소정 온도에 도달하여 안정되어 있는지를 스텝 S14에서 판단하고, 공기류의 온도가 안정되어 있지 않은 경우에는, 스텝 S12에 되돌아가, 비례 삼방밸브(20)에 의한 가열기(14)측과 냉각기(16)측에 분배하는 고온 열매체의 분배 비율을 연속적으로 변경한다. 이러한 스텝 S12 및 스텝 S14는 제1 제어부(22a)에서 행한다.In step S14, it is determined whether or not the air flow reaches a predetermined temperature and is stable. If the air flow temperature is not stable, the process returns to step S12 to determine whether the air flow is stabilized by the proportional three- And the distribution ratio of the high-temperature heat medium to be distributed to the cooler 16 side is continuously changed. The steps S12 and S14 are performed by the first control unit 22a.

한편, 공간 유닛(10) 내의 공기류가 소정 온도에 도달하여 안정되어 있는 경우는, 스텝 S16~S22에서 가열기(14)측에 분배되는 고온의 제1 열매체의 분배 비율이 소정의 범위 내인지 여부를 판단한다. 이 스텝 S16~S22는 제2 제어부(22b)에서 행한다.On the other hand, when the air flow in the space unit 10 reaches a predetermined temperature and is stable, it is determined whether or not the distribution ratio of the high-temperature first heat medium distributed to the heater 14 side in steps S16 to S22 is within a predetermined range . The steps S16 to S22 are performed by the second control unit 22b.

또한, 도 10에 도시한 고온의 제1 열매체의 평균 분배율은, 가열기(14)측에 분배되는 고온의 제1 열매체의 분배 비율은 불균일하기 때문에, 소정 시간 내의 제1 열매체의 분배율의 평균을 취한 값이며, 이하 간단히 제1 열매체의 평균 분배율이라고 하는 경우가 있다.The average distribution ratio of the high-temperature first heating medium shown in Fig. 10 is obtained by taking an average of the distribution ratios of the first heating medium within a predetermined time because the distribution ratio of the high-temperature first heating medium distributed to the heater 14 side is uneven Value, hereinafter simply referred to as the average distribution ratio of the first heat medium.

우선, 스텝 S16과 스텝 S18에서는 공기류에 대해서 냉각측에 있다고 가정했을 때, 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율이 5~15% 내에 있는지 여부를 판단한다.First, in steps S16 and S18, it is judged whether or not the average distribution ratio of the first heat medium to the heater 14 is within the range of 5 to 15% on the assumption that the air flow is on the cooling side.

여기서, 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율이 5~15% 내에 있는 경우는, 공기류에 대해서 냉각측에 있고 또한 정밀 온도 조정 장치의 운전이 안정 된 범위 내이기 때문에, 스텝 S16을 통과하여 스텝 S18로부터 스텝 S16으로 되돌아간다.Here, when the average distribution ratio of the first heat medium to the heater 14 is within the range of 5 to 15%, since it is on the cooling side with respect to the air flow and the operation of the precision temperature adjusting device is within the stable range, And the process returns from step S18 to step S16.

한편, 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율이 5% 미만인 경우에는, 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율이 너무 낮기 때문에, 정밀 온도 조정 장치의 운전이 불안정하게 되기 쉽다. 이 때문에, 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율을 증가시키기 위해, 스텝 S16으로부터 스텝 S24로 이행하여, 압축기(18)의 회전수를 증가시킨다. 스텝 S24에서는 제2 제어부(22b)로부터 인버터(18)를 향하여, 인버터(18)에 설정되어 있는 압축기(18)의 회전수를 최소 변화량으로 증가시키는 증가 신호를 발신한다. 압축기(18)의 회전수를 최소 변화량으로 증가시킴으로써, 정밀 온도 조정 장치를 안정적으로 운전할 수 있기 때문이다.On the other hand, when the average distribution ratio of the first heating medium to the heater 14 is less than 5%, the average distribution ratio of the first heating medium to the heater 14 is too low, so that the operation of the precision temperature adjusting apparatus tends to become unstable. Therefore, in order to increase the average distribution ratio of the first heat medium to the heater 14, the flow advances from step S16 to step S24 to increase the number of revolutions of the compressor 18. [ In step S24, the second control unit 22b sends an increasing signal to the inverter 18 so as to increase the number of revolutions of the compressor 18 set in the inverter 18 to the minimum change amount. This is because the precision temperature regulating device can be stably operated by increasing the number of revolutions of the compressor 18 to the minimum change amount.

또한 압축기(18)의 회전수를 변화시키는 최소 변화량은 정밀 온도 조정 장치에 따라 상이하기 때문에, 실험적으로 구해 두는 것이 바람직한데, 압축기(18)의 회전수가 2000~5000rpm일 때, 최소 변화량을 3~10%의 범위로 하는 것이 바람직하다.Further, it is preferable to experimentally obtain the minimum change amount for varying the number of revolutions of the compressor 18 depending on the precision temperature regulator. When the number of revolutions of the compressor 18 is 2000 to 5000 rpm, 10%. &Lt; / RTI >

또, 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율이 15%를 넘고 있는 경우에는 스텝 S16과 스텝 S18을 통과하여, 공기류가 냉각측에 없다고 판단하고, 스텝 S20과 스텝 S22로 이행한다. 스텝 S20과 스텝 S22에서는 공기류가 가열측에 있다고 가정했을 때, 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율이 95~85% 내에 있는지 여부를 판단한다.If the average distribution ratio of the first heat medium to the heater 14 exceeds 15%, the flow proceeds to step S16 and step S18, where it is determined that the air flow is not on the cooling side, and the flow advances to step S20 and step S22. In step S20 and step S22, it is determined whether or not the average distribution ratio of the first heat medium to the heater 14 is within 95 to 85%, on the assumption that the air flow is on the heating side.

여기서, 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율이 85~95% 내에 있는 경우는 공기류가 가열측에 있고 또한 정밀 온도 조정 장치의 운전이 안정적인 범위 내이기 때문에, 스텝 S20을 통과하여 스텝 S22로부터 스텝 S16으로 되돌아간다.Here, when the average distribution ratio of the first heating medium to the heater 14 is within the range of 85 to 95%, since the air flow is on the heating side and the operation of the precision temperature adjusting apparatus is within the stable range, The process returns from step S22 to step S16.

한편, 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율이 95%를 넘고 있는 경우에는, 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율이 지나치게 높아, 정밀 온도 조정 장치의 운전이 불안정하게 되기 쉽다. 이 때문에 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율을 감소시키기 위해, 스텝 S20으로부터 스텝 S24로 이행하여, 압축기(18)의 회전수를 증가시킨다. 스텝 S24에서는 제2 제어부(22b)로부터 인버터(18)를 향하여, 인버터(18)에 설정되어 있는 압축기(18)의 회전수를 최소 변화량으로 증가시키는 증가 신호를 발신한다.On the other hand, when the average distribution ratio of the first heating medium to the heater 14 exceeds 95%, the average distribution ratio of the first heating medium to the heater 14 is excessively high, and the operation of the precision temperature adjusting apparatus tends to become unstable . Therefore, in order to reduce the average distribution ratio of the first heat medium to the heater 14, the process proceeds from step S20 to step S24, where the number of revolutions of the compressor 18 is increased. In step S24, the second control unit 22b sends an increasing signal to the inverter 18 so as to increase the number of revolutions of the compressor 18 set in the inverter 18 to the minimum change amount.

또 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율이 85% 미만인 경우에는, 스텝 S22에 있어서, 공기류는 가열측도 아니고 또한 냉각측도 아닌 상태, 즉 가열기(14)에 가해지는 가열량과 냉각기(44)에 가해지는 냉각량 중, 서로 상쇄하는 열량이 많은 상태라고 판단된다. 이 때문에 스텝 S26으로 이행하여, 압축기(18)의 회전수를 저하시킨다. 스텝 S26에서는 제2 제어부(22b)로부터 인버터(18)를 향하여, 인버터(18)에 설정되어 있는 압축기(18)의 회전수를 최소 변화량으로 저하시키는 저하 신호를 발신한다. 압축기(18)의 회전수를 최소 변화량으로 저하시키고, 공기류를 가열측 또는 냉각측으로 이행시키기 위해서이다.When the average distribution ratio of the first heat medium to the heater 14 is less than 85%, the air flow is not in the heating side nor in the cooling side, that is, in the step S22, 44, it is judged that there is a large amount of heat that is canceled out from each other. Therefore, the routine proceeds to step S26, where the number of rotations of the compressor 18 is reduced. In step S26, the second control unit 22b sends a decrease signal to the inverter 18 to lower the revolution number of the compressor 18 set in the inverter 18 to the minimum change amount. This is for reducing the number of revolutions of the compressor 18 to the minimum change amount and shifting the air flow to the heating side or the cooling side.

그 다음에, 스텝 S24 또는 스텝 S26을 통과하여 스텝 S28로 이행하여, 압축기(18)가 운전중인지 여부를 판단하고, 압축기(18)가 운전중이면 스텝 S14로 되돌아간다. 스텝 S14에서는 스텝 S24 또는 스텝 S26에 있어서, 압축기(18)의 회전수 를 최소 변화량으로 증가 또는 저하시킨 상태에서, 공간 유닛(10) 내의 공기류가 소정 온도에 도달하여 안정되어 있는지를 판단한다. 공간 유닛(10) 내의 공기류가 소정 온도에 도달하여 안정되어 있는 경우에는 스텝 S16~S26에 의해, 재차 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율이 소정 범위 내에 있는지 여부를 판단한다.Then, the program goes through step S24 or step S26 to step S28, where it is determined whether or not the compressor 18 is in operation. If the compressor 18 is in operation, the process returns to step S14. In step S14, in step S24 or step S26, it is determined whether or not the air flow in the space unit 10 reaches the predetermined temperature and is stable, with the rotation number of the compressor 18 being increased or decreased to the minimum change amount. When the air flow in the space unit 10 reaches a predetermined temperature and is stable, steps S16 to S26 determine whether the average distribution ratio of the first heat medium to the heater 14 is within a predetermined range.

한편, 스텝 S14에 있어서, 공간 유닛(10) 내의 공기류의 온도가 안정되어 있지 않다고 판단한 경우는, 스텝 S12로 되돌아가서, 비례 삼방밸브(20)에 의한 가열기(14)측과 냉각기(16)측에 분배하는 제1 열매체의 분배 비율을 연속적으로 변경한다. 공간 유닛(10) 내의 공기류가 소정 온도에 도달하여 안정되고 나서 스텝 S16~S26으로 이행한다.On the other hand, when it is determined in step S14 that the temperature of the airflow in the space unit 10 is not stable, the process returns to step S12 to move the heater 14 side of the proportional three- The distribution ratio of the first heat medium to be distributed to the first heat medium is continuously changed. After the air flow in the space unit 10 reaches the predetermined temperature and stabilizes, the flow advances to steps S16 to S26.

또한, 스텝 S28에 있어서, 압축기(18)가 운전 상태에 없는 경우에는, 제1 제어부(22a) 및 제2 제어부(22b)에 의한 제어는 정지한다.In step S28, when the compressor 18 is not in the operating state, the control by the first control section 22a and the second control section 22b is stopped.

이상에서 설명한 도 10에 도시한 플로차트에서는, 제1 제어부(22a)에서는 가열기(14)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율에 주목하여 제어하고 있지만, 냉각기(16)측으로의 제1 열매체의 평균 분배율에 주목하여 제어해도 된다.In the flowchart shown in Fig. 10 described above, the first control section 22a controls the average distribution ratio of the first heat medium to the heater 14 side. However, the average distribution ratio of the first heat medium to the cooler 16 Or may be controlled by attention.

도 1~도 10에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는, 온도 조정 대상이 공기류였지만, 공작기계 등에 사용되는 냉각액을 온도 조정 대상으로 하는 정밀 온도 조정 장치에도 적용할 수 있다. 이러한 온도 조정 대상으로서의 냉각액의 정밀 온도 조정 장치의 일례를 도 11에 도시한다.In the precision temperature adjusting apparatuses shown in Figs. 1 to 10, although the object of temperature adjustment is the air flow, it is also applicable to a precision temperature adjusting apparatus which subjects the cooling liquid used for a machine tool or the like to temperature adjustment. FIG. 11 shows an example of a precise temperature control device for a cooling liquid as an object of temperature control.

도 11에 도시한 냉각액의 정밀 온도 조정 장치에서는 인버터(51)에 의해 소 정 회전수로 회전하도록 제어되어 있는 압축기(50)에서 압축된 고온의 제1 열매체는 분배 수단으로서의 비례 삼방밸브(52)에 의해 가열 유로와 냉각 유로에 분배된다.11, the high-temperature first heat medium compressed by the compressor 50, which is controlled to rotate at a predetermined rotation speed by the inverter 51, is supplied to the proportional three-way valve 52 serving as the distributing means, To the heating channel and the cooling channel.

이러한 비례 삼방밸브(52)는 가열 유로측에 분배하는 고온의 제1 열매체량과 냉각 유로측에 분배하는 고온의 제1 열매체량의 합계량이 압축기로부터 토출된 고온의 제1 열매체량과 동일하게 되도록, 압축기(50)에서 압축된 고온의 제1 열매체를 비례 분배한다. 이 비례 삼방밸브(52)는 제1 제어부(55a)로 제어되어 있고, 후술하는 바와 같이 정밀 온도 조정 장치의 출구의 냉각액의 온도를 측정하는 온도 센서(62)로부터의 신호에 기초하여 가열 유로와 냉각 유로에 분배하는 고온의 제1 열매체의 분배율을 연속적으로 변경하여, 냉각액을 소정 온도로 조정한다.The proportional three-way valve (52) ensures that the total amount of the high-temperature first heat medium to be distributed to the heating flow path side and the high-temperature first heat medium amount to be distributed to the cooling flow path side becomes equal to the high-temperature first heat medium amount discharged from the compressor , The high-temperature first heat medium compressed by the compressor (50) is proportionally distributed. The proportional three-way valve 52 is controlled by the first control unit 55a and is controlled by the control unit 55a based on a signal from the temperature sensor 62 for measuring the temperature of the coolant at the outlet of the precision temperature control apparatus, The distribution ratio of the high-temperature first heat medium to be distributed to the cooling flow path is continuously changed to adjust the cooling liquid to a predetermined temperature.

압축기(50)로부터 토출된 고온의 제1 열매체의 일부가 분배된 냉각 유로에는, 분배된 고온의 제1 열매체를 냉각하는 냉각 수단으로서 고온의 제1 열매체를 응축하는 응축기(56)와, 응축기(56)에 의해 응축된 제1 열매체를 단열적으로 팽창시키고 추가로 냉각하는 제1 팽창 수단으로서의 팽창 밸브(58)와, 이 냉각된 제1 열매체가 공급되는 냉각기(60)가 설치되어 있다. 이 냉각기(60)에는 저류조(64)에 저류되어 있는 USER로부터 되돌아간 온도 조정 대상의 냉각액이 펌프(66)에 의해 공급되어 냉각된다. 냉각기(60)에서 흡열하여 승온된 제1 열매체는 어큐물레이터(71)에 되돌아가 압축기(50)에 공급된다.A condenser 56 for condensing the high-temperature first heat medium as cooling means for cooling the first high-temperature heat medium, and a condenser 56 for condensing the high-temperature first heat medium, An expansion valve 58 as a first expansion means for adiabatically expanding and further cooling the first heat medium condensed by the first heat medium 56, and a cooler 60 for supplying the cooled first heat medium are provided. In the cooler 60, the cooling liquid to be subjected to the temperature adjustment, which is returned from the USER stored in the storage tank 64, is supplied by the pump 66 and cooled. The first heat medium, which has been heated by the cooler (60), is returned to the accumulator (71) and supplied to the compressor (50).

또, 가열 유로에는 고온의 제1 열매체가 공급되는 가열 수단으로서의 가열기(54)가 설치되어 있다. 이 가열기(54)에는 냉각기(60)에서 냉각된 온도 조정 대 상의 냉각액이 공급되고, 공급된 고온의 제1 열매체에 의해 소정 온도로 조정되어 USER에 송액(送液)된다.A heater 54 as a heating means for supplying the first heat medium with a high temperature is provided in the heating flow path. The cooler on the temperature control table cooled by the cooler 60 is supplied to the heater 54, and the coolant is adjusted to a predetermined temperature by the supplied high-temperature first heat medium and fed to the USER.

이러한 가열 유로 및 냉각 유로에는 히트 펌프 수단의 흡열기(68)가 설치되어 있다. 이 흡열기(68)에는 가열기(54)에서 방열하여 응축한 제1 열매체를 제2 팽창 수단으로서의 팽창 밸브(70)에서 단열적으로 팽창시키고 추가로 냉각하여 공급하고 또한 냉각 유로에 설치된 응축기(56)에서 고온 열매체의 열을 흡열하여 승온된 제2 열매체로서의 냉각수가 공급되며, 승온된 냉각수로부터 흡열한 제1 열매체는 어큐물레이터(71)에 되돌아가 압축기(50)에 공급된다.The heat exchanger 68 of the heat pump means is provided in the heating channel and the cooling channel. In the heat absorber 68, a first heat medium that is condensed by radiating heat in the heater 54 is expanded adiabatically by an expansion valve 70 as a second expansion means, and further cooled and supplied to a condenser 56 The first heat medium absorbed by the heated cooling water is returned to the accumulator 71 and is supplied to the compressor 50. The heat medium that has been heat-absorbed by the heat-

이러한 도 11에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 응축기(56)에 공급되는 제2 열매체로서의 냉각수의 배관 도중에 압축기(50)의 토출측의 압력이 일정하게 유지되도록, 응축기(56)에 공급되는 냉각수의 공급량을 제어하는 냉각 매체 제어 수단으로서의 제어 밸브(72)가 설치되어 있다. 이 제어 밸브(72)는 도 2에 도시한 제어 밸브(40)와 동일 구조이며, 압축기(50)의 토출압이 일정하게 되도록 제어한다.11, the supply amount of the cooling water supplied to the condenser 56 is adjusted so that the pressure on the discharge side of the compressor 50 is kept constant during the piping of the cooling water serving as the second heat medium to be supplied to the condenser 56 A control valve 72 as a cooling medium control means for controlling the cooling medium is provided. The control valve 72 has the same structure as that of the control valve 40 shown in Fig. 2, and controls the discharge pressure of the compressor 50 to be constant.

즉, 압축기(50)의 토출압이 소정압 이상이 되었을 때, 제어 밸브(72)의 냉각 유로 내에 설치된 밸브부의 개구부의 개도가 커지고, 응축기(56)에 공급되는 냉각수량이 증가하여, 응축기(56)의 냉각 능력이 향상된다. 이 때문에 압축기(50)의 토출압이 저하된다. 한편, 압축기(50)의 토출압이 소정압 이하가 되었을 때, 제어 밸브(72)의 냉각 유로 내에 설치된 밸브부의 개구부의 개도가 작아지고, 응축기(56)에 공급되는 냉각수량이 감소하여, 응축기(56)의 냉각 능력이 저하된다. 이 때문에 압축기(50)의 토출압이 높아진다.That is, when the discharge pressure of the compressor 50 becomes equal to or higher than a predetermined pressure, the opening of the valve portion provided in the cooling passage of the control valve 72 becomes larger, the cooling water supplied to the condenser 56 increases, 56 is improved. Therefore, the discharge pressure of the compressor (50) drops. On the other hand, when the discharge pressure of the compressor 50 becomes equal to or lower than a predetermined pressure, the opening of the valve portion provided in the cooling passage of the control valve 72 becomes smaller and the cooling water supplied to the condenser 56 decreases, The cooling capacity of the cooling fan 56 is lowered. This increases the discharge pressure of the compressor (50).

이와 같이, 압축기(50)의 토출압을 일정하게 유지함으로써, 정밀 온도 조정 장치를 안정적으로 운전할 수 있다. 또 응축기(56)에 냉각수량이 필요 이상으로 공급되어, 계외로 배출되지 않도록 조정할 수 있다.Thus, by maintaining the discharge pressure of the compressor 50 at a constant level, the precision temperature regulating apparatus can be stably operated. Further, the cooling water can be supplied to the condenser 56 more than necessary and can be adjusted so as not to be discharged to the outside of the system.

그런데, 냉각액의 온도 설정을 큰 폭으로 승온한 경우, 제1 제어부(55a)에서는 비례 삼방밸브(52)의 냉각 유로측의 토출구를 전폐 상태 또는 전폐 상태에 가까운 상태로 함과 아울러, 가열 유로측의 토출구를 전개 상태 또는 전개 상태에 가까운 상태로 하고, 가열 유로측에 대부분의 고온의 제1 열매체를 분배한다.In the case where the temperature of the cooling liquid is increased significantly, the first control unit 55a sets the discharge port on the side of the cooling flow path of the proportional three-way valve 52 close to the fully closed state or the fully closed state, And the first heat medium of the most high temperature is distributed to the side of the heating flow path.

또, 저류조(64)의 냉각액이 저온인 경우, 가열 유로의 가열기(54)에 공급된 고온의 제1 열매체는 가열기(54)에서 저온의 냉각액으로 응축되고, 압축기(50)의 토출압이 소정압보다 저압이 되기 때문에, 제어 밸브(72)가 닫혀 응축기(56)에 냉각수가 공급되지 않게 된다.When the cooling fluid of the storage tank 64 is low temperature, the high-temperature first heating medium supplied to the heater 54 of the heating flow path is condensed into the low-temperature cooling fluid in the heater 54, The control valve 72 is closed and the cooling water is not supplied to the condenser 56. As a result,

이와 같이, 응축기(56)에 냉각수가 공급되지 않게 되면, 응축기(56)로부터 히트 펌프 수단을 구성하는 흡열기(68)에 공급되는 냉각수도 공급되지 않게 된다. 이 때문에 흡열기(68)가 가동 정지 상태가 되어 히트 펌프 수단이 기능하지 않게 된다.As described above, when the cooling water is not supplied to the condenser 56, the cooling water supplied from the condenser 56 to the heat absorber 68 constituting the heat pump means is also not supplied. As a result, the heat absorber 68 is brought into an operation stop state, and the heat pump means does not function.

게다가, 가열기(54)에서 방열하여 응축한 제1 열매체를 팽창 밸브(70)에서 단열적으로 팽창시키고 추가로 냉각된 제1 열매체와 냉각수의 열교환이 행해지지 않아 흡열기(68)가 동결할 우려가 있다.In addition, since the first heat medium, which has been condensed by radiating heat in the heater 54, is adiabatically expanded in the expansion valve 70 and heat exchange between the cooled first heat medium and the cooling water is not performed, .

이 점에서 도 11에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 흡열기(68)로의 냉각 수의 공급 수단으로서, 제어 밸브(72)의 바이패스 배관(74)에 제어 밸브(76)를 설치하고 있다. 이 제어 밸브(76)는 비례 삼방밸브(52)의 가열 유로측의 토출구가 전개 상태 또는 전개 상태에 가까운 상태(또는 냉각 유로측의 토출구를 전폐 상태 또는 전폐 상태에 가까운 상태)가 되었을 때, 제1 제어부(55a)로부터의 신호에 의해 열려, 강제적으로 냉각수를 응축기(56)에 공급하고, 흡열기(68)를 가동 상태로 하고 있다.In this respect, in the precision temperature adjusting apparatus shown in Fig. 11, the control valve 76 is provided in the bypass pipe 74 of the control valve 72 as a means for supplying cooling water to the heat absorber 68. When the discharge port on the heating flow path side of the proportional three-way valve 52 is close to the deployed state or the expanded state (or the discharge port on the cooling flow path side is close to the fully closed state or fully closed state) 1 control unit 55a so that the cooling water is forcibly supplied to the condenser 56 and the heat absorber 68 is brought into an active state.

이 때문에, 냉각액의 온도 설정을 큰 폭으로 승온한 경우와 같이, 냉각 유로측에 분배되는 고온의 제1 열매체의 분배율이 제로 또는 그 근방이 되었을 때에도, 흡열기(68)에 소정량의 냉각수를 공급할 수 있고, 흡열기(68)의 동결을 방지하고 또한 히트 펌프 수단의 기능을 발휘시킬 수 있다.Therefore, even when the distribution ratio of the high-temperature first heat medium distributed to the cooling flow passage side becomes zero or close to zero, as in the case where the temperature setting of the cooling liquid is largely increased, a predetermined amount of cooling water is supplied to the heat absorber 68 So that it is possible to prevent freezing of the heat absorber 68 and to exert the function of the heat pump means.

압축기(50)의 토출압이 상승하여 소정압 근방에 도달했을 때, 제어 밸브(76)를 제1 제어부(55a)로부터의 신호에 의해 닫는다. 그 후는 제어 밸브(72)에 의해 압축기(50)의 토출측의 압력이 일정하게 유지되도록, 응축기(56)에 공급되는 냉각수의 공급량을 제어한다.When the discharge pressure of the compressor 50 rises and reaches the vicinity of a predetermined pressure, the control valve 76 is closed by a signal from the first control section 55a. The supply amount of the cooling water supplied to the condenser 56 is controlled so that the pressure on the discharge side of the compressor 50 is kept constant by the control valve 72. [

도 11에 도시한 냉각액의 정밀 온도 조정 장치에서도 비례 삼방밸브(52) 대신에 도 5에 도시한 바와 같이, 2개의 이방밸브로서의 게이트 밸브(38a, 38b)를 사용할 수 있다.The precise temperature regulating device for the cooling liquid shown in Fig. 11 can use gate valves 38a and 38b as two anisotropic valves as shown in Fig. 5 instead of the proportional three-way valve 52. Fig.

또, 도 11에 도시한 냉각액의 정밀 온도 조정 장치에서는 응축기(56) 및 히트 펌프 수단의 흡열기(68)에 공급하는 제2 열매체로서 냉각수를 사용하고 있었지만, 도 12에 도시한 바와 같이, 응축기(56) 및 히트 펌프 수단의 흡열기(68)에 공 급하는 제2 열매체로서 팬(78)에 의한 공기류를 사용할 수 있다. 도 12에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 가열기(54)에서 방열한 제1 열매체를 제2 팽창 수단으로서의 팽창 밸브(70)에 의해 단열 팽창시키고 추가로 냉각하여 공급하고 있는 흡열기(68)에 팬(78)에 의해 응축기(56)에 내뿜어져 가열된 공기류가 내뿜어진다. 이 때문에 흡열기(68)에서는 가열기(54)에서 방열·응축되고 팽창 밸브(70)에서 단열 팽창되어 냉각한 제1 열매체가 공기류로부터 흡열할 수 있다.11, the cooling water is used as the second heat medium to be supplied to the condenser 56 and the heat absorber 68 of the heat pump means. However, as shown in Fig. 12, The air flow by the fan 78 can be used as the second heat medium to be supplied to the heat absorber 68 of the heat pump means and the heat exchanger 56 of the heat pump means. 12, the first heat medium, which has been discharged from the heater 54, is adiabatically expanded by the expansion valve 70 as the second expansion means, and further cooled and supplied to the heat absorber 68, (78) to the condenser (56), and the heated air flow is blown out. Therefore, in the heat absorber 68, the first heat medium, which is heat-expanded and condensed in the heater 54 and expanded adiabatically by the expansion valve 70, can be absorbed from the air flow.

또한, 도 12에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 그 구성 부재가 도 11에 도시한 정밀 온도 조정 장치의 구성 부재와 동일 부재인 경우에는 도 11의 구성 부재와 동일 번호를 붙이고, 상세한 설명을 생략했다.In the precision temperature regulating apparatus shown in Fig. 12, when the constituent members are the same members as the constituent members of the precision temperature regulating apparatus shown in Fig. 11, the constituent members are denoted by the same reference numerals as those of Fig. 11, .

이상에서 설명한 도 11 및 도 12에 도시한 정밀 온도 조정 장치에도 냉각기(60)와 가열기(54)의 중복되는 에너지를 적게 할 수 있도록, 도 9에 도시한 정밀 온도 조정 장치와 마찬가지로, 제2 제어부를 설치하여 압축기(50)를 제어하는 인버터(51)를 통하여 압축기(50)의 회전수를 제어하도록 해도 된다. 이 경우도 제1 제어부(55a)와 협동하여 도 10에 도시한 플로차트에 따라서 가열기(54)에 가해지는 가열량과 냉각기(60)에 가해지는 냉각량 중, 서로 상쇄하는 열량분을 가급적으로 적게 하면서, 온도 조정 대상의 냉각액의 정밀 온도 제어를 행한다.In order to reduce the overlapping energy between the cooler 60 and the heater 54 in the above-described precision temperature adjusting apparatuses shown in Figs. 11 and 12, similarly to the precision temperature adjusting apparatus shown in Fig. 9, And the number of revolutions of the compressor 50 may be controlled through the inverter 51 that controls the compressor 50. [ In this case also, in cooperation with the first control unit 55a, as much as possible, the amount of heat that is canceled out from each other among the heating amount applied to the heater 54 and the cooling amount applied to the cooler 60 in accordance with the flowchart shown in Fig. 10 The precise temperature control of the cooling liquid to be subjected to the temperature adjustment is performed.

또, 도 1~도 12에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서 사용한 가열기(14, 54), 냉각기(16, 60), 응축기(26, 56), 흡열기(32, 68)는 온도차를 가지는 두가지의 유체가 향류 또는 병류로서 흐르는 공지된 열교환기를 사용할 수 있다. 예를 들어 이중관, 핀이 부착된 관 또는 플레이트식 열교환기 등을 적합하게 사용할 수 있다.The heaters 14 and 54, the coolers 16 and 60, the condensers 26 and 56 and the heat absorbers 32 and 68 used in the precision temperature adjusting apparatus shown in FIGS. A known heat exchanger in which the fluid flows countercurrently or in parallel can be used. For example, a double pipe, a pipe with a fin, or a plate type heat exchanger may be suitably used.

특히, 응축기(26, 56)에 제2 열매체로서 냉각수가 공급되는 경우는 그 사용 온도가 스케일이 발생하기 쉬운 온도대이기 때문에, 비교적 막힘이 발생하기 어려운, 이중관의 내관과 외관에 상이한 온도의 유체를 흘려서 열교환을 행하는 이중관식 열교환기를 적합하게 사용할 수 있다.Particularly, when cooling water is supplied as the second heat medium to the condensers 26 and 56, since the use temperature is a temperature range at which scaling is likely to occur, a fluid having a temperature different from that of the inner pipe and the outer pipe of the double pipe, A double-tube heat exchanger that performs heat exchange by flowing the refrigerant can be suitably used.

한편, 열효율이 요구되는 흡열기(32, 68)로서는 복수매의 플레이트형상의 핀을 적층한 적층체에 복수개의 전열관을 삽입 통과시킨 플레이트식 열교환기를 적합하게 사용할 수 있다.On the other hand, as the heat absorbers 32 and 68 requiring thermal efficiency, a plate heat exchanger in which a plurality of heat transfer tubes are inserted into a laminated body in which a plurality of plate-shaped fins are laminated can be suitably used.

또한, 도 1~도 12에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 응축기(26, 56)와 흡열기(32, 68)에 공급되는 제2 열매체로서 냉각수 또는 공기류였지만, 응축기(26, 56)와 흡열기(32, 68)의 일방에 냉각수를 공급하고, 타방에 공기류를 공급해도 된다.In the precision temperature adjusting apparatus shown in Figs. 1 to 12, cooling water or air flow is supplied as the second heat medium to be supplied to the condensers 26 and 56 and the heat absorbers 32 and 68, The cooling water may be supplied to one of the heaters 32 and 68 and the air flow may be supplied to the other.

또, 도 1~도 12에 도시한 정밀 온도 조정 장치에서는 응축기(26, 56)에서 고온의 제1 열매체로부터 제거한 열량의 일부를 회수하기 위해, 제2 열매체를 응축기(26, 56)를 경유하여 흡열기(32, 68)에 공급하고 있다. 그러나 제2 열매체의 유속 등에 따라서는, 그 회수를 거의 기대할 수 없는 경우가 있다. 이 경우, 응축기(26, 56)와 흡열기(32, 68)의 각각에 개별적으로 제2 열매체를 공급하도록 해도 된다. 구체적으로는 응축기(26, 56)와 흡열기(32, 68)에 각각에 개별적으로 냉각수를 공급하거나, 응축기(26, 56)와 흡열기(32, 68)의 각각에 개별적으로 냉각 팬을 설치하여 개별적으로 공기류를 공급해도 된다.1 to 12, in order to recover a part of the heat removed from the high-temperature first heat medium in the condensers 26 and 56, the second heat medium is passed through the condensers 26 and 56 And is supplied to the heat absorbers 32 and 68. However, depending on the flow rate or the like of the second heat medium, the number of times of recovery can hardly be expected. In this case, the second heat medium may be separately supplied to the condensers 26 and 56 and the heat absorbers 32 and 68, respectively. Concretely, cooling water is individually supplied to each of the condensers 26 and 56 and the heat absorbers 32 and 68 or the cooling fan is separately installed to each of the condensers 26 and 56 and the heat absorbers 32 and 68 And air streams may be separately supplied.

또한, 본 발명에서 적용할 수 있는 온도 조정 대상의 유체 및 제2 열매체는 공기 또는 물에 한정되지 않고, 오일이나 기액 혼합체여도 된다.Further, the fluid and the second heat medium to be subjected to the temperature adjustment that can be applied in the present invention are not limited to air or water, and may be an oil or a gas-liquid mixture.

Claims

A heating channel in which a part of a high-temperature first heating medium heated by the compressor is supplied to the heater, and a heating channel in which the remaining portion of the high-temperature first heating medium is cooled in the condensing means, adiabatically expanded in the first expansion means, The first heating medium is distributed to the heating flow path and the cooling flow path so that the temperature of the fluid to be temperature-adjusted to pass through the heater and the cooler is adjusted to a predetermined temperature, Wherein the first heat medium having passed through each of the cooling passages is supplied to the compressor again,

And a high-temperature first high-temperature heat medium discharged from the compressor is distributed to the side of the heating flow path, and the remaining portion of the high-temperature first heat medium is distributed to the side of the cooling flow path, A distributing means capable of changing a distribution ratio of the first heat medium,

And a heat absorbing unit that absorbs heat from the second heat medium which is externally expanded by the second expansion means after the heat is released from the heater and the first heat medium which is further cooled is an external heat source so as to improve the heating ability of the heating passage A heat pump means,

A first control unit for controlling the distribution unit and controlling the distribution ratio of the high temperature first heating medium to be distributed to the heating flow path and the cooling flow path to control the temperature of the fluid to be temperature controlled to pass through the heater and the cooler to a predetermined temperature Wherein the temperature control unit is provided with a temperature control unit.

The heat exchanger according to claim 1, wherein the cooling medium for cooling the first heat medium of high heat supplied to the condensing means of the cooling passage and the second heat medium to be supplied to the heat absorber of the heat pump means are the same heat medium, And then supplied to the heat absorber.

The control apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a rotation speed control means for controlling the rotation speed of the compressor, wherein a distribution ratio of the high temperature first heat medium controlled by the first control portion And a control unit for controlling the number of rotations of the compressor through the rotation speed control means so that the ratio of the amount of heat that is canceled out from each other among the amount of heating applied and the amount of cooling applied to the fluid to be temperature- 2 < / RTI >

The method according to claim 3, wherein, in the second control section, when the distribution ratio of the high-temperature first heating medium is the heating side on which the temperature of the fluid to be temperature-regulated is heated, 95 to 85% of the high-temperature first heating medium is distributed to the heater And 95% to 85% of the high-temperature first heat medium is distributed to the cooler in the case of the cooling side where the fluid to be temperature-controlled is cooled so that 5 to 15% of the first high temperature heat medium is distributed to the cooler, Wherein the number of revolutions of the compressor is controlled through the number of revolutions control means so that 5 to 15% of the remaining first high temperature heat medium is distributed to the heater.

The precision temperature regulating device according to claim 3, wherein the rotational speed control means is an inverter.

The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the first heat medium having passed through each of the heating passage and the cooling passage merges and is supplied again to the compressor until the first heat medium is merged from the distributing means Wherein the heating flow path and the cooling flow path of the heat exchanger are respectively provided independently of the flow path.

The precision temperature regulating device according to claim 1 or 2, wherein the first heat medium absorbed by the cooler and the heat pump means is supplied again to the compressor via the accumulator.

The precision temperature regulating device according to claim 1 or 2, wherein the distributing means is a distributing means capable of substantially continuously changing the distribution ratio of the high-temperature first heat medium to be distributed to the heating channel and the cooling channel.

The apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the distributing means is arranged so that the total amount of the high-temperature first heating medium distributed to the heating flow path side and the high-temperature first heating medium distributed to the cooling flow path side, Is a proportional three-way valve for proportionally distributing the high-temperature first heat medium.

3. An anisotropic valve according to claim 1 or 2, wherein the distributing means is an anisotropic valve provided in each of the branch pipes for branching the high-temperature first heat medium to the heating flow path side and the cooling flow path side,

The first control unit adjusts the distribution ratio of the high-temperature first heat medium to be distributed to the heating flow path and the cooling flow path to control the temperature of the fluid to be temperature-adjusted to pass through the heater and the cooler to a predetermined temperature, Characterized in that the opening degree of each of the anisotropic valves is adjusted so that the total amount of the high-temperature first heat medium to be distributed and the high-temperature first heat medium to be distributed to the cooling flow passage side becomes equal to the high- Precision temperature control device.

3. The apparatus according to claim 1 or 2, wherein the cooling medium supplied to the condensing means of the cooling passage is a liquid medium, and the supply amount of the liquid medium supplied to the condensing means is controlled so that the pressure on the discharge side of the compressor is kept constant And a refrigerant control means is provided in the refrigerant circuit.

The refrigerator according to claim 1 or 2, wherein the cooler and the heater are arranged in such a manner that the air to be subjected to temperature regulation is an air flow, Adjusting device.

The precision temperature adjusting method according to claim 1 or 2, wherein the heater and the cooler are arranged so that the air to be subjected to temperature adjustment is an air flow, Device.

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