KR20190046587A - 액체 온조 장치 및 온도 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

[과제] 제조 코스트 및 에너지 코스트를 억제하면서, 온도 제어된 액체를 복수의 온도 제어 대상물에 공급한다.
[해결 수단] 본 발명에 관한 액체 온조 장치(1)는, 압축기(11), 응축기(12), 팽창 밸브(13) 및 복수의 냉각용 열교환기(14A, 14B)를 포함하는 냉각 유닛과, 압축기(11)로부터 응축기(12)를 향해서 유출하는 열매체의 일부를 분기시켜 가열용 열교환기(21) 및 가열량 조절 밸브(22)를 매개로 하여 압축기(11)의 하류측에서 응축기(12)에 유입하도록 되돌리는 가열 유닛을 가지는 열매체 순환 장치(10)와, 액체 통류 장치(100)를 구비한다. 액체 통류 장치(100)의 제1 액체 통유로(104A)는, 제1 냉각용 열교환기(14A)에 접속됨과 아울러, 가열용 열교환기(21)에 접속된다. 제2 액체 통유로(104B)는, 제2 냉각용 열교환기(14B)에 접속된다. 또 제2 액체 통유로(104B)에는, 통류시키는 액체를 가열하기 위한 전기 히터(111)가 마련되어 있다.

Description

액체 온조 장치 및 온도 제어 시스템
본 발명은, 온도 제어 대상물을 액체에 의해 온도 제어하기 위한 액체 온조(溫調, 온도 조절) 장치, 및 그것을 구비하는 온도 제어 시스템에 관한 것이다.
압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기를 가지는 냉각 장치와, 브라인(brine)등의 액체를 순환시키는 순환 장치를 구비하며, 냉각 장치의 증발기에 의해서 순환 장치의 액체를 냉각하는 액체 온조 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 이러한 액체 온조 장치에서는, 통상, 순환 장치가, 액체를 가열하기 위한 히터를 가진다. 이것에 의해, 액체의 냉각 및 가열이 가능하게 되고, 액체의 온도를 소망의 온도로 정밀도 좋게 제어할 수 있다.
특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2006－38323호 공보
상술한 바와 같은 액체 온조 장치에서는, 순환 장치의 액체를 복수의 온도 제어 대상물에 공급하는 것이 원해지는 경우가 있다. 이 경우, 냉각 장치에서 복수의 증발기를 병렬로 마련함과 아울러, 증발기에 대응하는 수(數)의 순환 장치를 마련해도 된다. 이러한 형태는, 복수의 냉각 장치에 대해서 복수의 순환 장치를 마련하는 경우에 비교하여, 냉각 장치의 사이즈를 억제할 수 있기 때문에, 냉각 장치의 설치 스페이스를 억제할 수 있는 점에서 유용하다.
그렇지만, 상술의 형태에서는, 순환 장치의 제조 코스트의 억제나 장치 구성의 간소화를 충분히 달성하기까지는 이르지 않는다. 특히, 순환 장치의 각각에 히터를 마련하는 경우에는, 제조 코스트 및 에너지 코스트가 원치 않게 증가할 수 있다. 구체적으로, 순환 장치에서는, 일반적으로, 히터가 전기 히터이며, 고정밀도로 액체를 가열하는 것이 가능하도록 되어 있지만, 액체를 복수의 온도 제어 대상물에 공급하는 경우에서는, 고정밀도로 온도 제어된 액체를 반드시 모든 온도 제어 대상물에 공급할 필요가 없는 상황이 있다. 이러한 상황에서는, 냉각 장치에서 복수의 증발기를 마련하고 또한 각 증발기에 대응하여 복수의 전기 히터를 마련하는 형태가, 원치 않게 제조 코스트를 증가시킴과 아울러, 원치 않게 에너지 코스트를 증가시킨다.
본 발명은, 이러한 실정을 고려하여 이루어진 것이며, 제조 코스트 및 에너지 코스트를 억제하면서, 온도 제어된 액체를 복수의 온도 제어 대상물에 공급할 수 있는 액체 온조 장치 및 온도 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 압축기, 응축기, 팽창 밸브, 및 복수의 냉각용 열교환기가 열매체(熱妹體)를 순환시키도록 당해 순서로 배관에 의해 접속된 냉각 유닛과, 상기 압축기로부터 상기 응축기를 향해서 유출되는 상기 열매체의 일부를 분기시키고, 가열용 열교환기 및 가열량 조절 밸브를 매개로 하여 상기 압축기의 하류측에서 상기 응축기에 유입하도록 되돌리는 가열 유닛을 가지는 열매체 순환 장치와, 액체를 통류(通流)시키는 복수의 액체 통유로(通流路)를 가지는 액체 통류 장치를 구비하며, 상기 복수의 액체 통유로 중 제1 액체 통유로는, 통류시키는 상기 액체와 상기 복수의 냉각용 열교환기 중 제1 냉각용 열교환기를 통류하는 상기 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 상기 제1 냉각용 열교환기에 접속됨과 아울러, 통류시키는 상기 액체와 상기 가열용 열교환기를 통류하는 상기 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 상기 가열용 열교환기에 접속되고, 상기 복수의 액체 통유로 중 제2 액체 통유로는, 통류시키는 상기 액체와 상기 복수의 냉각용 열교환기 중 제2 냉각용 열교환기를 통류하는 상기 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 상기 제2 냉각용 열교환기에 접속되며, 상기 제2 액체 통유로에는, 통류시키는 상기 액체를 가열하기 위한 전기 히터가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 온조 장치이다.
본 발명에 관한 액체 온조 장치에 의하면, 제1 액체 통유로와 제2 액체 통유로로부터 다른 온도 제어 대상물에 액체를 공급할 수 있다. 제2 액체 통유로를 통류하는 액체에 대한 냉각은, 액체와 냉각 유닛의 제2 냉각용 열교환기를 통류하는 열매체와의 사이의 열교환에 의해서 행하여지고, 가열은, 전기 히터에 의해서 행하여진다. 또, 제1 액체 통유로를 통류하는 액체에 대한 냉각은, 액체와 냉각 유닛의 제1 냉각용 열교환기를 통류하는 열매체와의 사이의 열교환에 의해서 행하여지고, 가열은, 액체와, 가열 유닛의 가열용 열교환기를 통류하는, 냉각 유닛의 압축기에서 고온의 상태가 된 열매체의 일부와의 사이의 열교환에 의해서 행하여진다. 이 때의 가열용 열교환기에서의 가열 능력은 가열량 조절 밸브에 의해 조절할 수 있다. 이 구성에서는, 가열용 열교환기가, 전용의 전원 공급 회로에 접속되지 않고, 냉각 유닛에서 생긴 열량을 이용하여 가열을 행하기 때문에, 그 제조 코스트 및 에너지 코스트가 억제된다. 이것에 의해, 제조 코스트 및 에너지 코스트를 억제하면서, 온도 제어된 액체를 복수의 온도 제어 대상물에 공급할 수 있다.
특히, 본 발명에 관한 액체 온조 장치에서는, 제1 액체 통유로를 통류하는 액체에 대한 가열이, 냉각 유닛의 열매체의 일부를 이용하는 것에 의해서 행하여진다. 또, 제2 액체 통유로를 통류하는 액체에 대한 가열은, 전기 히터에 의해서 행하여진다. 이것에 의해, 예를 들면, 고정밀도로 온도 제어된 액체의 공급이 요구되는 온도 제어 대상물에 대해서는, 제2 액체 통유로로부터 액체를 공급하는 등의 사용 형태를, 선택할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면, 고정밀도로 온도 제어된 액체를 반드시 모든 온도 제어 대상물에 공급할 필요가 없는 상황에 적용되는 경우에, 본 발명에 관한 액체 온조 장치는, 특히 유효하게 제조 코스트 및 에너지 코스트를 억제할 수 있다.
상기 제2 액체 통유로는, 그 상류단과 하류단과의 사이에 상기 제2 냉각용 열교환기와의 접속 부분을 포함하는 제2 주유로(主流路)와, 상기 제2 주유로의 하류단으로부터 분기하는 복수의 제2 분기 유로를 가지며, 상기 복수의 제2 분기 유로의 각각에, 상기 전기 히터가 마련되어 있어도 괜찮다.
이 경우, 복수의 제2 분기 유로로부터 복수의 온도 제어 대상물에 액체를 공급하는 것이 가능하게 되어, 액체 온조 장치의 적용 범위를 확대시킬 수 있다.
또, 상기 제1 액체 통유로는, 그 상류단과 하류단과의 사이에 상기 제1 냉각용 열교환기 및 상기 가열용 열교환기와의 접속 부분을 포함하는 제1 주유로와, 상기 제1 주유로의 하류단으로부터 분기하는 복수의 제1 분기 유로를 가지고 있어도 괜찮다.
이 경우, 복수의 제1 분기 유로로부터 복수의 온도 제어 대상물에 액체를 공급하는 것이 가능하게 되어, 액체 온조 장치의 적용 범위를 확대시킬 수 있다.
또, 상기 가열 유닛은, 상기 압축기로부터 상기 응축기를 향해서 유출하는 상기 열매체의 일부를 분기시키는 복수의 유로를 가지며, 상기 가열용 열교환기 및 상기 가열량 조절 밸브는, 상기 복수의 유로의 각각에 마련되어 있어도 괜찮다.
이 경우, 복수의 가열용 열교환기 및 가열량 조절 밸브에 의해서, 액체를 온도 제어하는 것이 가능하게 되어, 액체의 온도 제어 패턴을 증가시킬 수 있다.
또, 본 발명에 관한 액체 온조 장치는, 적어도 상기 전기 히터를 제어하는 제어 장치를 더 구비하며, 상기 제어 장치는, 솔리드 스테이트 릴레이(solid state relay)를 매개로 하여 상기 전기 히터를 제어하도록 되어 있어도 괜찮다.
이 경우, 솔리드 스테이트 릴레이의 이용에 의해 전기 히터의 제어가 안정됨으로써, 제2 액체 통유로를 통류하는 액체를 고정밀도로 온도 제어할 수 있다.
또, 상기 냉각 유닛에서의 상기 팽창 밸브는, 상기 복수의 냉각용 열교환기의 각각의 상류측에 마련되어 있어도 괜찮다.
이 경우, 복수의 냉각용 열교환기의 각각에 대응하는 팽창 밸브를 개별로 제어함으로써, 복수의 냉각용 열교환기의 냉동 능력을 개별로 조절하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 각 냉각용 열교환기에 대응하는 온도 제어 대상물이 요구하는 액체의 온도에 따라 각 냉각용 열교환기의 냉동 능력을 개별로 조절함으로써, 효율적인 온도 제어를 실시할 수 있다.
본 발명에 의하면, 제조 코스트 및 에너지 코스트를 억제하면서, 온도 제어된 액체를 복수의 온도 제어 대상물에 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액체 온조 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 액체 온조 장치의 개략도이다.
도 3은 제1 또는 제2 실시 형태에 관한 액체 온조 장치와, 공기 조화 장치를 가지는 온도 제어 시스템의 측면도이다.
이하에, 첨부의 도면을 참조하여, 본 발명의 각 실시 형태를 상세하게 설명한다.
＜제1 실시 형태＞
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 액체 온조 장치(1)의 개략도이다. 도 1에 나타내는 액체 온조 장치(1)는, 열매체(熱妹體) 순환 장치(10)와, 액체 통류(通流) 장치(100)와, 제어 장치(200)를 구비하고 있다. 열매체 순환 장치(10)는, 그 내부를 순환하는 열매체에 의해서, 액체 통류 장치(100)가 통류시키는 액체를 온도 제어하고, 액체 통류 장치(100)는, 열매체 순환 장치(10)에 의해서 온도 제어된 액체를 온도 제어 대상물로 공급한다. 액체 통류 장치(100)를 통류하는 액체는, 제어 장치(200)의 열매체 순환 장치(10) 및 액체 통류 장치(100)에 대한 제어에 의해, 소망의 온도로 조절되도록 되어 있다.
액체 온조 장치(1)는, 온도 제어된 액체를 액체 통류 장치(100)로부터 복수의 온도 제어 대상물에 대해서 공급하는 것이 가능하도록 되어 있다. 액체를 공급하는 복수의 온도 제어 대상물은, 예를 들면, 반도체 제조 설비에 포함되는 복수의 처리 장치라도 좋다. 또 반도체 제조 설비에 포함되는 처리 장치는, 예를 들면, 포토레지스트(photoresist)의 도포 장치, 포토레지스트의 현상(現像)을 행하는 현상 장치 등이라도 좋다. 이하에서는, 액체 온조 장치(1)의 각 부에 대해서 설명한다.
(열매체 순환 장치)
먼저, 열매체 순환 장치(10)에 대해 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 열매체 순환 장치(10)는, 압축기(11), 응축기(12), 팽창 밸브(13), 및 복수의 냉각용 열교환기(14)가 열매체를 순환시키도록 당해 순서로 배관(15)에 의해 접속된 냉각 유닛(CU)과, 압축기(11)로부터 응축기(12)를 향해서 유출하는 열매체의 일부를 분기시키고, 가열용 열교환기(21) 및 그 하류측에 마련된 가열량 조절 밸브(22)를 매개로 하여 압축기(11)의 하류측에서 응축기(12)에 유입하도록 되돌리는 가열 유닛(HU)을 가지고 있다.
냉각 유닛(CU)에서, 압축기(11)는, 복수의 냉각용 열교환기(14)로부터 유출된 저온 또한 저압의 기체 상태의 열매체를 압축하고, 고온(예를 들면 80℃) 또한 고압의 기체의 상태로 하여, 응축기(12)에 공급하도록 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 압축기(11)가, 가변 운전 주파수로 운전되어 운전 주파수에 따라 회전수를 조절할 수 있는 인버터 압축기로 되어 있다. 그 때문에, 압축기(11)에서는, 운전 주파수가 높을수록, 보다 많은 열매체가 응축기(12)에 공급되도록 되어 있다. 압축기(11)로서는, 인버터와 모터를 일체로 가지는 스크롤형 압축기가 채용되는 것이 바람직하다. 또, 본 실시 형태에서의 압축기(11)는, 회전수를 조절할 수 있지만, 압축기(11)는, 고정 운전 주파수에서 일정한 회전수로 운전되는 구성이라도 좋다.
응축기(12)는, 압축기(11)에서 압축된 열매체를 냉각수에 의해서 냉각함과 아울러 응축하고, 소정의 냉각 온도(예를 들면, 40℃)의 고압의 액체의 상태로 하여, 팽창 밸브(13)에 공급하도록 되어 있다. 응축기(12)의 냉각수에는, 물이 이용되어도 좋고, 그 외의 냉매가 이용되어도 괜찮다. 또, 도면 중의 부호 16은, 응축기(12)에 냉각수를 공급하는 냉각수 배관을 나타내고 있다. 또, 팽창 밸브(13)는, 응축기(12)로부터 공급된 열매체를 팽창시키는 것에 의해 감압시켜, 저온(예를 들면, 2℃) 또한 저압의 기액(氣液) 혼합 상태로 하여, 복수의 냉각용 열교환기(14)에 공급하도록 되어 있다.
본 실시 형태에서는, 복수의 냉각용 열교환기(14)가 병렬로 배치되고, 각 냉각용 열교환기(14)가, 팽창 밸브(13)로부터 공급된 열매체를 통류시키도록 되어 있다. 상세하게는, 배관(15)이, 응축기(12)의 하류측에서 복수, 본 예에서는 두 갈래로 분기하고, 그 후, 서로 합류(合流)하는 제1 분기부(15A) 및 제2 분기부(15B)를 가지고 있으며, 이 중의 제1 분기부(15A)에, 복수의 냉각용 열교환기(14) 중 제1 냉각용 열교환기(14A)가 접속되고, 제2 분기부(15B)에, 복수의 냉각용 열교환기(14) 중 제2 냉각용 열교환기(14B)가 접속되어 있다. 즉, 복수의 분기부(15A, 15B)의 각각에, 하나의 냉각용 열교환기(14)가 접속되어 있다. 또 팽창 밸브(13)는, 제1 팽창 밸브(13A)와 제2 팽창 밸브(13B)를 포함하며, 제1 팽창 밸브(13A)는, 제1 냉각용 열교환기(14A)의 상류측에서 제1 분기부(15A)에 마련되고, 제2 팽창 밸브(13B)는, 제2 냉각용 열교환기(14B)의 상류측에서 제2 분기부(15B)에 마련되어 있다.
상세는 후술하지만, 복수의 냉각용 열교환기(14)는 각각, 대응하는 팽창 밸브(13)로부터 공급된 열매체를, 액체 통류 장치(100)의 액체와 열교환시킨다. 여기서, 액체와 열교환한 열매체는, 저온 또한 저압의 기체 상태가 되어 각 냉각용 열교환기(14)로부터 유출하여 다시 압축기(11)에서 압축되도록 되어 있다. 이러한 냉각 유닛(CU)에서는, 압축기(11)의 운전 주파수를 변화시켜 회전수를 조절하는 것에 의해, 응축기(12)에 공급되는 열매체의 공급량을 조절 가능함과 아울러, 팽창 밸브(13)의 개도를 조절 가능함으로써 냉각용 열교환기(14)에 공급되는 열매체의 공급량을 조절 가능하도록 되어 있다. 이러한 조절에 의해 냉각 능력이 가변으로 되어 있다.
한편으로, 가열 유닛(HU)은, 배관(15)에서의 압축기(11)와 응축기(12)와의 사이에 위치하는 부분의 상류측과 하류측에 걸치도록 접속된 리턴 배관(23)을 가지고 있다. 상술한 가열용 열교환기(21)는, 이 리턴 배관(23)에 접속되어 있다. 또 가열량 조절 밸브(22)는, 가열용 열교환기(21)의 하류측에서, 리턴 배관(23)에 마련되어 있다. 이것에 의해, 가열 유닛(HU)은, 압축기(11)로부터 응축기(12)를 향해서 유출하는 열매체의 일부를 분기시키고, 가열용 열교환기(21) 및 가열량 조절 밸브(22)를 매개로 하여 응축기(12)에 유입하도록 되돌리는 것이 가능하도록 되어 있다.
이 가열 유닛(HU)에서는, 압축기(11)에 의해서 압축된 고온 또한 고압의 기체의 상태의 열매체가 가열용 열교환기(21)에 공급된다. 상세는 후술하지만, 가열용 열교환기(21)는, 공급된 열매체를 액체 통류 장치(100)의 액체와 열교환시키고, 액체를 가열하도록 되어 있다. 여기서, 가열량 조절 밸브(22)가, 가열용 열교환기(21)로부터 배관(15)으로의 열매체의 되돌림량을 조절하는 것에 의해, 가열용 열교환기(21)에서의 가열 능력을 변경하는 것이 가능하다. 이 가열 능력은, 열매체의 되돌림량이 많을수록, 증가하도록 되어 있다.
(액체 통류 장치)
다음으로 액체 통류 장치(100)에 대해 설명한다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 액체 통류 장치(100)는, 액체를 저류(貯留)하는 탱크(101)와, 탱크(101)에 접속되고 또한 액체를 통류시키기 위한 펌프(103)를 가지는 공통 유로(102)와, 공통 유로(102)의 하류단으로부터 분기하는 복수의 액체 통유로(104)를 가지고 있다. 탱크(101)에 저류(貯留)되는 액체는, 물이라도 좋고, 브라인(brine)이라도 좋다. 도시하지 않지만, 본 실시 형태에서의 탱크(101)는, 액체 통유로(104)를 매개로 하여 액체가 공급된 온도 제어 대상물로부터 유출되는 액체를 탱크(101)에 되돌리기 위한 배관이 접속되도록 되어 있다. 또, 펌프(103)은, 그 구동에 의해서, 탱크(101) 내의 액체를 공통 유로(102)측으로 끌어 들인다. 이것에 의해, 탱크(101)의 액체가 복수의 액체 통유로(104)에 분배되어 공급되도록 되어 있다.
본 실시 형태에서는, 복수의 액체 통유로(104)에, 제1 액체 통유로(104A) 및 제2 액체 통유로(104B)가 포함되어 있다. 이 중의 제1 액체 통유로(104A)는, 통류시키는 액체와 제1 냉각용 열교환기(14A)를 통류하는 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 제1 냉각용 열교환기(14A)에 접속되어 있다. 또 제1 액체 통유로(104A)는, 통류시키는 액체와 가열용 열교환기(21)를 통류하는 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 가열용 열교환기(21)에 접속되어 있다. 도시한 예에서는, 제1 액체 통유로(104A)에서의 제1 냉각용 열교환기(14A)와의 접속 부분이, 가열용 열교환기(21)와의 접속 부분 보다도 상류측에 위치하고 있다.
본 실시 형태에서는, 액체 통유로(104)가, 그 상류단과 하류단과의 사이에 제1 냉각용 열교환기(14A) 및 가열용 열교환기(21)와의 접속 부분을 포함하는 제1 주유로(104A1)와, 제1 주유로(104A1)의 하류단으로부터 분기하는 복수의 제1 분기 유로(104A2~104A4)를 가지고 있다. 이것에 의해, 제1 냉각용 열교환기(14A) 및 가열용 열교환기(21)에 의해서 온도 제어된 액체를, 복수의 온도 제어 대상물에 공급하는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 제1 주유로(104A1)에서의 제1 냉각용 열교환기(14A)의 하류측이고 또한 가열용 열교환기(21)의 상류측의 부분에는, 제1 상류측 온도 센서(31)가 마련되어 있다. 제1 주유로(104A1)에서의 가열용 열교환기(21)의 하류측의 부분에는, 제1 하류측 온도 센서(32)가 마련되어 있다. 이들 제 1 상류측 온도 센서(31) 및 제1 하류측 온도 센서(32)는, 검출한 액체의 온도 정보를 제어 장치(200)에 출력하도록 되어 있다.
한편으로, 제2 액체 통유로(104B)는, 통류시키는 액체와 제2 냉각용 열교환기(14B)를 통류하는 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 제2 냉각용 열교환기(14B)에 접속되어 있다. 또 제2 액체 통유로(104B)에는, 통류시키는 액체를 가열하기 위한 전기 히터(111)가 마련되어 있다. 상세하게는, 본 실시 형태에서의 제2 액체 통유로(104B)는, 그 상류단과 하류단과의 사이에 제2 냉각용 열교환기(14B)와의 접속 부분을 포함하는 제2 주유로(104B1)와, 제2 주유로(104B1)의 하류단으로부터 분기하는 복수의 제2 분기 유로(104B2~104B4)를 가지고 있다. 또 전기 히터(111)가, 제1 전기 히터(112), 제2 전기 히터(113), 및 제3 전기 히터(114)로 구성되어 있다. 그리고 제1 전기 히터(112)가 제2 분기 유로(104B2)에 마련되고, 제2 전기 히터(113)가 제2 분기 유로(104B3)에 마련되며, 제3 전기 히터(114)가 제2 분기 유로(104B4)에 마련되어 있다. 이것에 의해, 제2 냉각용 열교환기(14B) 및 각 전기 히터(112~114)에 의해서 온도 제어된 액체를, 복수의 온도 제어 대상물에 공급하는 것이 가능하도록 되어 있다. 전기 히터(111)의 형식은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 제어의 안정성과 코스트를 고려하면, 저항 가열을 이용하는 타입인 것이 바람직하다.
또, 제2 주유로(104B1)에서의 제2 냉각용 열교환기(14B)의 하류측의 부분에는, 제2 상류측 온도 센서(33)가 마련되어 있다. 제2 분기 유로(104B2~104B4)에서의 각 전기 히터(112~114)의 각각의 하류측의 부분에는, 제2 하류측 온도 센서(34)가 마련되어 있다. 이들 제2 상류측 온도 센서(33) 및 각 제2 하류측 온도 센서(34)는, 검출한 액체의 온도 정보를 제어 장치(200)에 출력하도록 되어 있다.
(제어 장치)
다음으로 제어 장치(200)에 대해 설명한다. 제어 장치(200)는, 열매체 순환 장치(10)에서의 압축기(11), 제1 팽창 밸브(13A), 제2 팽창 밸브(13B), 및 가열량 조절 밸브(22)를 제어함과 아울러, 액체 통류 장치(100)에서의 제1 ~ 제3 전기 히터(112~114)를 제어한다. 또 제어 장치(200)는, 제1 상류측 온도 센서(31), 제1 하류측 온도 센서(32), 제2 상류측 온도 센서(33), 및 제2 하류측 온도 센서(34)의 각각과 전기적으로 접속하고 있다.
제어 장치(200)는, 압축기(11)의 운전 주파수를 조절하는 것에 의해서, 압축기(11)의 회전수를 조절하는 것이 가능하도록 되어 있다. 제어 장치(200)에 의해서 압축기(11)의 운전 주파수가 올려진 경우에는, 압축기(11)의 회전수가 증가함으로써, 제1 냉각용 열교환기(14A) 및 제2 냉각용 열교환기(14B)에 공급되는 열매체의 공급량을 증가시킬 수 있다. 이것에 의해, 냉동 능력을 증가시키는 것이 가능하게 된다. 또, 제어 장치(200)에 의해서 압축기(11)의 운전 주파수기 내려진 경우에는, 압축기(11)의 회전수가 저하됨으로써, 제1 냉각용 열교환기(14A) 및 제2 냉각용 열교환기(14B)에 공급되는 열매체의 공급량을 저하시킬 수 있다. 이것에 의해, 냉동 능력을 저하시키는 것이 가능하게 된다. 또, 본 실시 형태에서는, 압축기(11)가 일정한 회전수로 운전된다. 이 경우, 냉동 능력의 변동이 억제되는 것에 의해, 온도 제어를 안정시킬 수 있다.
또 제어 장치(200)는, 제1 팽창 밸브(13A)의 개도 및 제2 팽창 밸브(13B)의 개도를 조절하는 것이 가능하게 되어 있다. 제어 장치(200)는, 제1 냉각용 열교환기(14A) 및 제2 냉각용 열교환기(14B)로부터 유출되는 열매체의 압력을 소망의 값으로 유지하기 위해, 또는, 제1 냉각용 열교환기(14A)의 냉동 능력 및 제2 냉각용 열교환기(14B)의 냉동 능력을 소망의 값으로 제어하기 위해서, 제1 팽창 밸브(13A)의 개도 및 제2 팽창 밸브(13B)의 개도의 조절을 행할 수 있다. 제1 냉각용 열교환기(14A)의 냉동 능력 및 제2 냉각용 열교환기(14B)의 냉동 능력을 소망의 값으로 제어하는 경우, 제어 장치(200)는, 제1 상류측 온도 센서(31)로부터의 온도 정보에 근거하여 제1 팽창 밸브(13A)의 개도를 조정하고, 제2 상류측 온도 센서(33)로부터의 온도 정보에 근거하여 제2 팽창 밸브(13B)의 개도를 조절해도 괜찮다.
또 본 실시 형태에서는, 제어 장치(200)가, 제1 펄스 컨버터(201)를 매개로 하여 제1 팽창 밸브(13A)를 제어하고, 제2 펄스 컨버터(202)를 매개로 하여 제2 팽창 밸브(13B)를 제어한다. 제1 펄스 컨버터(201) 및 제2 펄스 컨버터(202)는 각각, 제어 장치(200)가 연산한 조작량이 입력되고, 입력된 조작량을 펄스 신호로 변환하여, 제1 팽창 밸브(13A) 및 제2 팽창 밸브(13B)에 출력하도록 되어 있다.
또 제어 장치(200)는, 가열량 조절 밸브(22)의 개도를 조절하는 것이 가능하게 되어 있다. 제어 장치(200)에 의해서 가열량 조절 밸브(22)의 개도를 크게 한 경우에는, 가열용 열교환기(21)로의 열매체의 공급량이 증가함으로써, 가열 능력을 증가시키는 것이 가능하게 된다. 또, 제어 장치(200)에 의해서 가열량 조절 밸브(22)의 개도를 작게 한 경우에는, 가열용 열교환기(21)로의 열매체의 공급량이 저하됨으로써, 가열 능력을 저하시키는 것이 가능하게 된다. 제어 장치(200)는, 제1 하류측 온도 센서(32)로부터의 온도 정보에 근거하여 가열량 조절 밸브(22)의 개도를 조절해도 괜찮다. 또 본 실시 형태에서는, 제어 장치(200)가, 제3 펄스 컨버터(203)를 매개로 하여 가열량 조절 밸브(22)를 제어한다. 제3 펄스 컨버터(203)는, 제어 장치(200)가 연산한 조작량이 입력되고, 입력된 조작량을 펄스 신호로 변환하여, 가열량 조절 밸브(22)에 출력하도록 되어 있다.
또 제어 장치(200)는, 제1 ~ 제3 전기 히터(112~114)의 가열량을 개별적으로 조절하는 것이 가능하게 되어 있다. 본 실시 형태에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(200)가, 제1 솔리드 스테이트 릴레이(solid state relay)(211)를 매개로 하여 제1 전기 히터(112)를 제어하고, 제2 솔리드 스테이트 릴레이(212)를 매개로 하여 제2 전기 히터(113)를 제어하며, 제3 솔리드 스테이트 릴레이(213)를 매개로 하여 제3 전기 히터(114)를 제어하도록 되어 있다.
(동작)
다음으로 액체 온조 장치(1)의 동작에 대해 설명한다. 액체 온조 장치(1)를 동작시킬 때에는, 먼저, 액체 통류 장치(100)에서의 제1 분기 유로(104A2~104A4) 및 제2 분기 유로(104B2~104B4)의 각각이, 예를 들면, 도시하지 않은 배관을 매개로 하여 소망의 온도 제어 대상물에 접속된다. 또, 각 온도 제어 대상물을 통과하는 액체를 탱크(101)로 되돌리기 위한 배관이 탱크(101)에 접속된다. 그 후에, 액체 통류 장치(100)에서의 펌프(103)를 구동하여, 액체를 통류시킨다. 또, 열매체 순환 장치(10)에서의 압축기(11)를 구동하여, 열매체를 순환시킨다.
압축기(11)로부터 토출되는 열매체는, 응축기(12)에서 응축된 후, 팽창 밸브(13A, 13B)를 매개로 하여 제1 냉각용 열교환기(14A) 및 제2 냉각용 열교환기(14B)의 각각에 유입된다. 이 때, 압축기(11)로부터 토출되는 열매체의 일부는, 가열용 열교환기(21)에 유입된 후, 응축기(12)의 하류측으로 되돌아온다. 그리고, 제1 냉각용 열교환기(14A) 및 제2 냉각용 열교환기(14B)에 유입된 열매체는, 액체 통류 장치(100)의 액체와 열교환한 후에 합류하여, 압축기(11)에 유입된다. 압축기(11)에 유입된 열매체는, 재차, 압축되어 토출되게 된다.
또 액체 통류 장치(100)에서는, 펌프(103)의 구동에 의해서, 탱크(101)로부터의 액체가, 제1 액체 통유로(104A) 및 제2 액체 통유로(104B)의 각각을 통류한다. 제1 액체 통유로(104A)를 통류하는 액체는, 제1 냉각용 열교환기(14A)를 통류하는 열매체와 열교환하여 냉각된다. 그 후, 이 액체는, 가열용 열교환기(21)를 통류하는 열매체와 열교환하여 가열된다. 이 때, 액체는, 제1 냉각용 열교환기(14A)의 냉동 능력이 소망의 값으로 조절되고, 또한 가열용 열교환기(21)의 가열 능력이 소망의 값으로 조절됨으로써, 소망의 온도로 온도 제어된다. 그리고, 액체는, 제1 주유로(104A1)의 하류단으로부터, 제1 분기 유로(104A2~104A4)의 각각으로 흘러, 대응하는 온도 제어 대상물로 공급된다.
또, 제2 액체 통유로(104B)를 통류하는 액체는, 제2 냉각용 열교환기(14B)를 통류하는 열매체와 열교환하여 냉각된다. 그 후, 이 액체는, 제2 분기 유로(104B2~104B4)의 각각으로 흘러, 대응하는 제1 ~ 제3 전기 히터(112~114)에 의해서 가열된다. 그 후, 제2 분기 유로(104B2~104B4)를 통류하는 액체는, 대응하는 온도 제어 대상물로 공급된다. 이 때, 액체는, 제2 냉각용 열교환기(14B)의 냉동 능력이 소망의 값으로 조절되고, 또한 제1 ~ 제3 전기 히터(112~114)의 가열 능력이 각각 소망의 값으로 조절됨으로써, 소망의 온도로 온도 제어된다.
이상으로 설명한 본 실시 형태에 관한 액체 온조 장치(1)에서는, 제1 액체 통유로(104A)와 제2 액체 통유로(104B)로부터 다른 온도 제어 대상물에 액체를 공급할 수 있다. 제2 액체 통유로(104B)를 통류하는 액체에 대한 냉각은, 액체와 냉각 유닛(CU)의 제2 냉각용 열교환기(14B)를 통류하는 열매체와의 사이의 열교환에 의해서 행하여지고, 가열은, 전기 히터(112~114)에 의해서 행하여진다. 또, 제1 액체 통유로(104A)를 통류하는 액체에 대한 냉각은, 액체와 냉각 유닛(CU)의 제1 냉각용 열교환기(14A)를 통류하는 열매체와의 사이의 열교환에 의해서 행하여지며, 가열은, 액체와, 가열 유닛(HU)의 가열용 열교환기(21)를 통류하는, 냉각 유닛(CU)의 압축기(11)에서 고온의 상태가 된 열매체의 일부와의 사이의 열교환에 의해서 행하여진다. 이 때의 가열용 열교환기(21)에서의 가열 능력은 가열량 조절 밸브(22)에 의해 조절할 수 있다. 이 구성에서는, 가열용 열교환기(21)가, 전용의 전원 공급 회로에 접속되지 않고, 냉각 유닛(CU)에서 생긴 열량을 이용하여 가열을 행하기 때문에, 그 제조 코스트 및 에너지 코스트가 억제된다. 이것에 의해, 제조 코스트 및 에너지 코스트를 억제하면서, 온도 제어된 액체를 복수의 온도 제어 대상물에 공급할 수 있다.
특히, 본 실시 형태에 관한 액체 온조 장치(1)에서는, 제1 액체 통유로(104A)를 통류하는 액체에 대한 가열이, 냉각 유닛(CU)의 열매체의 일부를 이용하는 것에 의해서 행하여진다. 또, 제2 액체 통유로(104B)를 통류하는 액체에 대한 가열은, 전기 히터(112~114)에 의해서 행하여진다. 이것에 의해, 예를 들면, 고정밀도로 온도 제어된 액체의 공급이 요구되는 온도 제어 대상물에 대해서는, 제2 액체 통유로(104B)로부터 액체를 공급하는 등의 사용 형태를, 선택할 수 있다. 그 때문에, 예를 들면, 고정밀도로 온도 제어된 액체를 반드시 모든 온도 제어 대상물에 공급할 필요가 없는 상황에 적용되는 경우에, 본 실시 형태에 관한 액체 온조 장치(1)는, 특히 유효하게 제조 코스트 및 에너지 코스트를 억제할 수 있다.
또, 제2 액체 통유로(104B)는, 제2 냉각용 열교환기(14B)와의 접속 부분을 포함하는 제2 주유로(主流路)(104B1)와, 제2 주유로(104B1)의 하류단으로부터 분기하는 복수의 제2 분기 유로(104B2~104B4)를 가지며, 복수의 제2 분기 유로(104B2~104B4)의 각각에, 전기 히터(112~114)가 마련되어 있다. 이것에 의해, 복수의 제2 분기 유로(104B2~104B4)로부터 복수의 온도 제어 대상물에 액체를 공급하는 것이 가능하게 되어, 액체 온조 장치(1)의 적용 범위를 확대시킬 수 있다.
또, 제1 액체 통유로(104A)는, 제1 냉각용 열교환기(14A) 및 가열용 열교환기(21)와의 접속 부분을 포함하는 제1 주유로(104A1)와, 제1 주유로(104A1)의 하류단으로부터 분기하는 복수의 제1 분기 유로(104A2~104A4)를 가진다. 이것에 의해, 복수의 제1 분기 유로(104A2~104A4)로부터 복수의 온도 제어 대상물에 액체를 공급하는 것이 가능하게 되어, 액체 온조 장치(1)의 적용 범위를 확대시킬 수 있다.
또, 제어 장치(200)는, 솔리드 스테이트 릴레이(211~213)를 매개로 하여 전기 히터(112~114)를 제어한다. 이 경우, 솔리드 스테이트 릴레이(211~213)의 이용에 의해 전기 히터(112~114)의 제어가 안정됨으로써, 제2 액체 통유로(104B)를 통류하는 액체를 고정밀도로 온도 제어할 수 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 제어 장치(200)가 전기 히터(112~114)를 솔리드 스테이트 릴레이(211~213)를 이용하여 제어하지만, 제어 장치(200)는, 유접점(有接点)의 릴레이 회로에 의해 전기 히터(112~114)를 제어해도 괜찮다.
또, 냉각 유닛(CU)에서의 제1 팽창 밸브(13A)는, 제1 냉각용 열교환기(14A)의 상류측에 마련되고, 제2 팽창 밸브(13B)는, 제2 냉각용 열교환기(14B)의 상류측에 마련되어 있다. 이 경우, 제1 냉각용 열교환기(14A) 및 제2 냉각용 열교환기(14B)의 각각에 대응하는 팽창 밸브(13A, 13B)를 개별로 제어함으로써, 제1 냉각용 열교환기(14A) 및 제2 냉각용 열교환기(14B)의 냉동 능력을 개별로 조절하는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 제1 냉각용 열교환기(14A) 및 제2 냉각용 열교환기(14B)에 대응하는 온도 제어 대상물이 요구하는 액체의 온도에 따라서, 제1 냉각용 열교환기(14A) 및 제2 냉각용 열교환기(14B)의 냉동 능력을 개별로 조절함으로써, 효율적인 온도 제어를 실시할 수 있다.
(제2 실시 형태)
다음으로, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 도 2를 참조하면서 설명한다. 본 실시 형태에서의 구성 부분 중 제1 실시 형태의 구성 부분과 동일한 것에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 설명을 생략한다.
도 2에 나타내는 바와 같이, 제2 실시 형태에서는, 배관(15)에서의 압축기(11)와 응축기(12)와의 사이에 위치하는 부분에 접속되는 리턴 배관(23)이, 압축기(11)와 응축기(12)와의 사이에 위치하는 부분의 상류측으로부터 연장되는 주유로(23A)와, 주유로(23A)의 하류단으로부터 분기하고, 배관(15)에서의 압축기(11)와 응축기(12)와의 사이에 위치하는 부분에서의 주유로(23A)의 접속 위치의 하류측 부분에 접속하는 제1 부(副)유로(23B1) 및 제2 부유로(23B2)를 가지고 있다. 가열용 열교환기(21)는, 제1 가열용 열교환기(21A)와, 제2 가열용 열교환기(21B)를 포함하며, 가열량 조절 밸브(22)는, 제1 가열량 조절 밸브(22A)와, 제2 가열량 조절 밸브(22B)를 포함하고 있다. 그리고, 제1 부유로(23B1)에, 제1 가열용 열교환기(21A)가 접속되고, 제2 부유로(23B2)에, 제2 가열용 열교환기(21B)가 접속되어 있다. 제1 가열량 조절 밸브(22A)는, 제1 가열용 열교환기(21A)에 대응하여 마련되며, 제2 가열량 조절 밸브(22B)는, 제2 가열용 열교환기(21B)에 대응하여 마련되어 있다.
또, 배관(15)이, 응축기(12)의 하류측에서 세 갈래로 분기하고, 그 후, 서로 합류하는 제1 분기부(15A), 제2 분기부(15B) 및 제3 분기부(15C)를 가지고 있다. 이 중의 제1 분기부(15A)에, 제1 냉각용 열교환기(14A)가 접속되고, 제2 분기부(15B)에, 제2 냉각용 열교환기(14B)가 접속되며, 제3 분기부(15C)에, 제3 냉각용 열교환기(14C)가 접속되어 있다. 또, 팽창 밸브(13)는, 제1 팽창 밸브(13A)와, 제2 팽창 밸브(13B)와, 제3 팽창 밸브(13C)를 포함한다. 이 중, 제1 팽창 밸브(13A)는, 제1 냉각용 열교환기(14A)의 상류측에서 제1 분기부(15A)에 마련되고, 제2 팽창 밸브(13B)는, 제2 냉각용 열교환기(14B)의 상류측에서 제2 분기부(15B)에 마련되며, 제3 팽창 밸브(13C)는, 제3 냉각용 열교환기(14C)의 상류측에서 제3 분기부(15C)에 마련되어 있다.
한편으로, 본 실시 형태에서는, 복수의 액체 통유로(104)에, 제1 액체 통유로(104A), 제2 액체 통유로(104B) 및 제3 액체 통유로(104C)가 포함되어 있다. 이 중, 제1 액체 통유로(104A)는, 통류시키는 액체와 제1 냉각용 열교환기(14A)를 통류하는 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 제1 냉각용 열교환기(14A)에 접속됨과 아울러, 통류시키는 액체와 제1 가열용 열교환기(21A)를 통류하는 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 제1 가열용 열교환기(21A)에 접속되어 있다.
제2 액체 통유로(104B)는, 통류시키는 액체와 제2 냉각용 열교환기(14B)를 통류하는 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 제2 냉각용 열교환기(14B)에 접속되어 있다. 또 제2 액체 통유로(104B)에는, 통류시키는 액체를 가열하기 위한 전기 히터(111)(제1 ~ 제3 전기 히터(112~114))가 마련되어 있다. 또 제3 액체 통유로(104C)는, 통류시키는 액체와 제3 냉각용 열교환기(14C)를 통류하는 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 제3 냉각용 열교환기(14C)에 접속됨과 아울러, 통류시키는 액체와 제2 가열용 열교환기(21B)를 통류하는 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 제2 가열용 열교환기(21B)에 접속되어 있다.
이상으로 설명한 제2 실시 형태에서는, 복수의 가열용 열교환기(21A, 21B) 및 가열량 조절 밸브(22A, 22B)에 의해서, 액체를 온도 제어하는 것이 가능하게 되어, 액체의 온도 제어 패턴을 증가시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 각 실시 형태를 설명했지만, 본 발명은, 상술의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 냉각용 열교환기(14)의 수, 가열용 열교환기(21)의 수는, 상술의 각 실시 형태의 형태에 한정되는 것은 아니다.
또, 이상의 각 실시 형태에 관한 액체 온조 장치(1)는, 단체(團體)로 이용되어도 괜찮고, 공기 조화 장치와 일체화되어서 이용되어도 괜찮다. 도 3은, 제1 또는 제2 실시 형태에 관한 액체 온조 장치(1)를, 공기 조화 장치(300)와 일체화한 온도 제어 시스템의 측면도이다. 도 3에 나타내는 공기 조화 장치(300)는, 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기(301A)가 열매체를 순환시키도록 당해 순서로 배관에 의해 접속된 냉각 회로(301)와, 가열기(302)와, 가습기(303)와, 냉각 회로(301)의 증발기(301A), 가열기(302) 및 가습기(303)를 수용한 공기 통유로(304)와, 송풍기(305)를 가지고 있다.
공기 통유로(304)는, 상하 방향으로 연장되는 제1 유로(304A)와, 제1 유로(304A)의 상부로 연통하고 당해 상부로부터 수평 방향으로 연장되는 제2 유로(304B)를 가지고 있다. 제1 유로(304A)에는 공기의 취입구(取入口)가 마련되고, 또한 제1 유로(304A)의 하측에 냉각 회로(301)의 증발기(301A)가 배치되며, 제1 유로(304A)의 상측에 가열기(302)가 배치되어 있다. 또 제2 유로(304B) 내에 가습기(303)가 배치되어 있다. 또, 송풍기(305)는, 수평 방향으로 제2 유로(304B)의 하류측 단부에 서로 이웃하도록 배치되어 있다.
제1 유로(304A)가 상하 방향으로 연장되고, 제1 유로(304A)의 상부로부터 제2 유로(304B)가 수평 방향으로 연장되는 것에 의해, 제1 유로(304A)의 측부이고 또한 제2 유로(304B)의 하부에 공간이 형성된다. 이 공간에, 냉각 회로(301)의 압축기나 응축기 등이 배치된다. 그리고 액체 온조 장치(1)는, 송풍기(305)의 하부에서, 냉각 회로(301)의 압축기나 응축기 등에 서로 이웃하는 상태로 배치된다. 이러한 온도 제어 시스템에서는, 공기 조화 장치(300) 및 액체 온조 장치(1)를 효율적으로 배치할 수 있기 때문에, 전체의 사이즈의 대형화를 억제할 수 있다. 또, 이 온도 제어 시스템에서는, 가열기(302)가, 액체 온조 장치(1)의 가열 유닛(HU)과 마찬가지로, 압축기로부터 응축기를 향해서 유출하는 열매체의 일부를 이용하는 구성을 가지고 있어도 괜찮고, 전기 히터라도 좋다.
1 … 액체 온조 장치 10 … 열매체 순환 장치
11 … 압축기 12 … 응축기
13 … 팽창 밸브 13A … 제1 팽창 밸브
13B … 제2 팽창 밸브 14 … 냉각용 열교환기
14A … 제1 냉각용 열교환기 14B … 제2 냉각용 열교환기
14C … 제3 냉각용 열교환기 15 … 배관
15A … 제1 분기부 15B … 제2 분기부
15C … 제3 분기부 21 … 가열용 열교환기
21A … 제1 가열용 열교환기 21B … 제2 가열용 열교환기
22 … 가열량 조절 밸브 22A … 제1 가열량 조절 밸브
22B … 제2 가열량 조절 밸브 23 … 리턴 배관
23A … 주유로 23B1 … 제1 부유로
23B2 … 제2 부유로 CU … 냉각 유닛
HU … 가열 유닛 100 … 액체 통류 장치
104 … 액체 통유로 104A … 제1 액체 통유로
104A1 … 제1 주유로 104A2~104A4 … 제1 분기 유로
104B … 제2 액체 통유로 104B1 … 제2 주유로
104B2~104B4 … 제2 분기 유로 104C … 제3 액체 통유로
111 … 전기 히터 112 … 제1 전기 히터
113 … 제2 전기 히터 114 … 제3 전기 히터
200 … 제어 장치 211 … 제1 솔리드 스테이트 릴레이
212 … 제2 솔리드 스테이트 릴레이
213 … 제3 솔리드 스테이트 릴레이
300 … 공기 조화 장치 400 … 온도 제어 시스템

Claims (7)

  1. 압축기, 응축기, 팽창 밸브, 및 복수의 냉각용 열교환기가 열매체(熱妹體)를 순환시키도록 당해 순서로 배관에 의해 접속된 냉각 유닛과, 상기 압축기로부터 상기 응축기를 향해서 유출되는 상기 열매체의 일부를 분기시키고, 가열용 열교환기 및 가열량 조절 밸브를 매개로 하여 상기 압축기의 하류측에서 상기 응축기에 유입하도록 되돌리는 가열 유닛을 가지는, 열매체 순환 장치와,
    액체를 통류(通流)시키는 복수의 액체 통유로(通流路)를 가지는 액체 통류 장치를 구비하며,
    상기 복수의 액체 통유로 중 제1 액체 통유로는, 통류시키는 상기 액체와 상기 복수의 냉각용 열교환기 중 제1 냉각용 열교환기를 통류하는 상기 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 상기 제1 냉각용 열교환기에 접속됨과 아울러, 통류시키는 상기 액체와 상기 가열용 열교환기를 통류하는 상기 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 상기 가열용 열교환기에 접속되고,
    상기 복수의 액체 통유로 중 제2 액체 통유로는, 통류시키는 상기 액체와 상기 복수의 냉각용 열교환기 중 제2 냉각용 열교환기를 통류하는 상기 열매체가 열교환 가능하게 되도록, 상기 제2 냉각용 열교환기에 접속되며,
    상기 제2 액체 통유로에는, 통류시키는 상기 액체를 가열하기 위한 전기 히터가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 온조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 액체 통유로는, 그 상류단과 하류단과의 사이에 상기 제2 냉각용 열교환기와의 접속 부분을 포함하는 제2 주유로(主流路)와, 상기 제2 주유로의 하류단으로부터 분기하는 복수의 제2 분기 유로를 가지며,
    상기 복수의 제2 분기 유로의 각각에, 상기 전기 히터가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 온조 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 액체 통유로는, 그 상류단과 하류단과의 사이에 상기 제1 냉각용 열교환기 및 상기 가열용 열교환기와의 접속 부분을 포함하는 제1 주유로와, 상기 제1 주유로의 하류단으로부터 분기하는 복수의 제1 분기 유로를 가지는 것을 특징으로 하는 액체 온조 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나에 있어서,
    상기 가열 유닛은, 상기 압축기로부터 상기 응축기를 향해서 유출하는 상기 열매체의 일부를 분기시키는 복수의 유로를 가지며,
    상기 가열용 열교환기 및 상기 가열량 조절 밸브는, 상기 복수의 유로의 각각에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 온조 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나에 있어서,
    적어도 상기 전기 히터를 제어하는 제어 장치를 더 구비하며,
    상기 제어 장치는, 솔리드 스테이트 릴레이(solid state relay)를 매개로 하여 상기 전기 히터를 제어하는 것을 특징으로 하는 액체 온조 장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 하나에 있어서,
    상기 냉각 유닛에서의 상기 팽창 밸브는, 상기 복수의 냉각용 열교환기의 각각의 상류측에 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 액체 온조 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 하나에 기재된 액체 온조 장치와, 공기 조화 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 시스템.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113196199B (zh) * 2019-01-10 2023-09-22 株式会社Kelk 温度控制系统以及温度控制方法
JP7430905B2 (ja) 2020-05-12 2024-02-14 伸和コントロールズ株式会社 空気調和装置及びその構成ユニット、並びに複合型空気調和システム
CN112594980A (zh) * 2020-12-18 2021-04-02 北京京仪自动化装备技术有限公司 制冷系统及温控系统
WO2022254500A1 (ja) * 2021-05-31 2022-12-08 伸和コントロールズ株式会社 空気調和装置及びその構成ユニット、並びに複合型空気調和システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004198001A (ja) * 2002-12-17 2004-07-15 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2006038323A (ja) 2004-07-26 2006-02-09 Daikin Ind Ltd 冷却装置
JP2009092251A (ja) * 2007-10-03 2009-04-30 Yutaka Takahashi 冷暖房・給湯ヒートポンプシステム
WO2013141805A1 (en) * 2012-03-20 2013-09-26 Energihuset Försäljnings Ab Hardy Hollingworth Heat cycle for transfer of heat between media and for generation of electricity
WO2015136768A1 (ja) * 2014-03-12 2015-09-17 カルソニックカンセイ株式会社 車載温調装置、車両用空調装置及びバッテリ温調装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4850201A (en) * 1986-04-25 1989-07-25 Advantage Engineering Incorporated Precision-controlled water chiller
JP3343575B2 (ja) * 1993-11-30 2002-11-11 オリオン機械株式会社 液体冷却装置の液温制御装置
US5727393A (en) * 1996-04-12 1998-03-17 Hussmann Corporation Multi-stage cooling system for commerical refrigeration
CN2497240Y (zh) * 2001-09-06 2002-06-26 徐生恒 家用中央空调系统
CN2636142Y (zh) * 2003-07-01 2004-08-25 王贵粉 空调热水器
JP2008075920A (ja) * 2006-09-20 2008-04-03 Apisute:Kk チラー装置
CN101738036B (zh) * 2009-12-28 2011-03-16 哈尔滨工业大学 一种具有自我防冻功能的冷水机组
DE102012204404B4 (de) * 2011-03-25 2022-09-08 Denso Corporation Wärmeaustauschsystem und Fahrzeugkältekreislaufsystem
CN102607120B (zh) * 2012-03-27 2014-07-02 北京工业大学 一种复叠机械制冷的液泵驱动热管装置及运行方法
JP6075058B2 (ja) * 2012-12-25 2017-02-08 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
EP3059519B1 (en) * 2013-10-17 2021-03-03 Mitsubishi Electric Corporation Refrigeration cycle device
JP2015210028A (ja) * 2014-04-25 2015-11-24 ダイキン工業株式会社 蓄熱システム及び空調システム
CN104602485B (zh) * 2014-12-09 2017-05-03 中国电子科技集团公司第十六研究所 一种宽温区高效液冷循环温控装置及其控制方法
JP6445366B2 (ja) * 2015-03-27 2018-12-26 オリオン機械株式会社 温度調整装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004198001A (ja) * 2002-12-17 2004-07-15 Daikin Ind Ltd 冷凍装置
JP2006038323A (ja) 2004-07-26 2006-02-09 Daikin Ind Ltd 冷却装置
JP2009092251A (ja) * 2007-10-03 2009-04-30 Yutaka Takahashi 冷暖房・給湯ヒートポンプシステム
WO2013141805A1 (en) * 2012-03-20 2013-09-26 Energihuset Försäljnings Ab Hardy Hollingworth Heat cycle for transfer of heat between media and for generation of electricity
WO2015136768A1 (ja) * 2014-03-12 2015-09-17 カルソニックカンセイ株式会社 車載温調装置、車両用空調装置及びバッテリ温調装置

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