(57)【要約】【課題】製造コスト及びエネルギーコストを抑制しつつ、温度制御された液体を複数の温度制御対象物に供給する。【解決手段】本発明にかかる液体温調装置１は、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３及び複数の冷却用熱交換器１４Ａ，１４Ｂを含む冷却ユニットと、圧縮機１１から凝縮器１２に向けて流出する熱媒体の一部を分岐させ加熱用熱交換器２１及び加熱量調節弁２２を介して圧縮機１１の下流側において凝縮器１２に流入するように戻す加熱ユニットと、を有する熱媒体循環装置１０と、液体通流装置１００と、を備える。液体通流装置１００の第１液体通流路１０４Ａは、第１冷却用熱交換器１４Ａに接続されるとともに、加熱用熱交換器２１に接続される。第２液体通流路１０４Ｂは、第２冷却用熱交換器１４Ｂに接続される。また第２液体通流路１０４Ｂには、通流させる液体を加熱するための電気ヒータ１１１が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び複数の冷却用熱交換器が熱媒体を循環させるように当該順序で配管により接続された冷却ユニットと、前記圧縮機から前記凝縮器に向けて流出する前記熱媒体の一部を分岐させ、加熱用熱交換器及び加熱量調節弁を介して前記圧縮機の下流側において前記凝縮器に流入するように戻す加熱ユニットと、を有する、熱媒体循環装置と、
液体を通流させる複数の液体通流路を有する液体通流装置と、を備え、
前記複数の液体通流路のうちの第１液体通流路は、通流させる前記液体と前記複数の冷却用熱交換器のうちの第１冷却用熱交換器を通流する前記熱媒体とが熱交換可能となるように、前記第１冷却用熱交換器に接続されるとともに、通流させる前記液体と前記加熱用熱交換器を通流する前記熱媒体とが熱交換可能となるように、前記加熱用熱交換器に接続され、
前記複数の液体通流路のうちの第２液体通流路は、通流させる前記液体と前記複数の冷却用熱交換器のうちの第２冷却用熱交換器を通流する前記熱媒体とが熱交換可能となるように、前記第２冷却用熱交換器に接続され、
前記第２液体通流路には、通流させる前記液体を加熱するための電気ヒータが設けられている、ことを特徴とする、液体温調装置。
【請求項２】
前記第２液体通流路は、その上流端と下流端との間に前記第２冷却用熱交換器との接続部分を含む第２主流路と、前記第２主流路の下流端から分岐する複数の第２分岐流路と、を有し、
前記複数の第２分岐流路のそれぞれに、前記電気ヒータが設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の液体温調装置。
【請求項３】
前記第１液体通流路は、その上流端と下流端との間に前記第１冷却用熱交換器及び前記加熱用熱交換器との接続部分を含む第１主流路と、前記第１主流路の下流端から分岐する複数の第１分岐流路と、を有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体温調装置。
【請求項４】
前記加熱ユニットは、前記圧縮機から前記凝縮器に向けて流出する前記熱媒体の一部を分岐させる複数の流路を有し、
前記加熱用熱交換器及び前記加熱量調節弁は、前記複数の流路のそれぞれに設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の液体温調装置。
【請求項５】
少なくとも前記電気ヒータを制御する制御装置をさらに備え、
前記制御装置は、ソリッドステートリレーを介して前記電気ヒータを制御する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の液体温調装置。
【請求項６】
前記冷却ユニットにおける前記膨張弁は、前記複数の冷却用熱交換器のそれぞれの上流側に設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の液体温調装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の液体温調装置と、空気調和装置と、を備えることを特徴とする温度制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度制御対象物を液体により温度制御するための液体温調装置、及びそれを備える温度制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器を有する冷却装置と、ブライン等の液体を循環させる循環装置と、を備え、冷却装置の蒸発器によって循環装置の液体を冷却する液体温調装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような液体温調装置では、通常、循環装置が、液体を加熱するためのヒータを有する。これにより、液体の冷却及び加熱が可能となり、液体の温度を所望の温度に精度良く制御することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３８３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような液体温調装置では、循環装置の液体を複数の温度制御対象物に供給することが求められる場合がある。この場合、冷却装置において複数の蒸発器を並列に設けるとともに、蒸発器に対応する数の循環装置を設けてもよい。このような態様は、複数の冷却装置に対して複数の循環装置を設ける場合に比較して、冷却装置のサイズを抑制できるため、冷却装置の設置スペースを抑制することができる点で有用である。
【０００５】
しかしながら、上述の態様では、循環装置の製造コストの抑制や装置構成の簡素化を十分に達成するまでには至らない。特に、循環装置の各々にヒータを設ける場合には、製造コスト及びエネルギーコストが不所望に増加し得る。具体的に、循環装置では、一般に、ヒータが電気ヒータであり、高精度に液体を加熱することが可能となっているが、液体を複数の温度制御対象物に供給する場合においては、高精度に温度制御された液体を必ずしも全ての温度制御対象物に供給する必要が無い状況がある。このような状況では、冷却装置において複数の蒸発器を設け且つ各蒸発器に対応して複数の電気ヒータを設ける態様が、不所望に製造コストを増加させるとともに、不所望にエネルギーコストを増加させる。
【０００６】
本発明は、このような実情を考慮してなされたものであり、製造コスト及びエネルギーコストを抑制しつつ、温度制御された液体を複数の温度制御対象物に供給することができる液体温調装置及び温度制御システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、圧縮機、凝縮器、膨張弁、及び複数の冷却用熱交換器が熱媒体を循環させるように当該順序で配管により接続された冷却ユニットと、前記圧縮機から前記凝縮器に向けて流出する前記熱媒体の一部を分岐させ、加熱用熱交換器及び加熱量調節弁を介して前記圧縮機の下流側において前記凝縮器に流入するように戻す加熱ユニットと、を有する、熱媒体循環装置と、液体を通流させる複数の液体通流路を有する液体通流装置と、を備え、前記複数の液体通流路のうちの第１液体通流路は、通流させる前記液体と前記複数の冷却用熱交換器のうちの第１冷却用熱交換器を通流する前記熱媒体とが熱交換可能となるように、前記第１冷却用熱交換器に接続されるとともに、通流させる前記液体と前記加熱用熱交換器を通流する前記熱媒体とが熱交換可能となるように、前記加熱用熱交換器に接続され、前記複数の液体通流路のうちの第２液体通流路は、通流させる前記液体と前記複数の冷却用熱交換器のうちの第２冷却用熱交換器を通流する前記熱媒体とが熱交換可能となるように、前記第２冷却用熱交換器に接続され、前記第２液体通流路には、通流させる前記液体を加熱するための電気ヒータが設けられている、ことを特徴とする、液体温調装置、である。
【０００８】
本発明にかかる液体温調装置によれば、第１液体通流路と第２液体通流路とから異なる温度制御対象物に液体を供給できる。第２液体通流路を通流する液体に対する冷却は、液体と冷却ユニットの第２冷却用熱交換器を通流する熱媒体との間の熱交換によって行われ、加熱は、電気ヒータによって行われる。また、第１液体通流路を通流する液体に対する冷却は、液体と冷却ユニットの第１冷却用熱交換器を通流する熱媒体との間の熱交換によって行われ、加熱は、液体と、加熱ユニットの加熱用熱交換器を通流する、冷却ユニットの圧縮機で高温の状態とされた熱媒体の一部との間の熱交換によって行われる。この際の加熱用熱交換器における加熱能力は加熱量調節弁で調節することができる。この構成においては、加熱用熱交換器が、専用の電源供給回路に接続されることなく、冷却ユニットで生じた熱量を利用して加熱を行うため、その製造コスト及びエネルギーコストが抑制される。これにより、製造コスト及びエネルギーコストを抑制しつつ、温度制御された液体を複数の温度制御対象物に供給することができる。
【０００９】
とりわけ、本発明にかかる液体温調装置では、第１液体通流路を通流する液体に対する加熱が、冷却ユニットの熱媒体の一部を利用することによって行われる。また、第２液体通流路を通流する液体に対する加熱は、電気ヒータによって行われる。これにより、例えば、高精度に温度制御された液体の供給が求められる温度制御対象物に対しては、第２液体通流路から液体を供給する等の使用態様を、選択することができる。そのため、例えば、高精度に温度制御された液体を必ずしも全ての温度制御対象物に供給する必要が無い状況に適用される場合に、本発明にかかる液体温調装置は、特に有効に製造コスト及びエネルギーコストを抑制することができる。
【００１０】
前記第２液体通流路は、その上流端と下流端との間に前記第２冷却用熱交換器との接続部分を含む第２主流路と、前記第２主流路の下流端から分岐する複数の第２分岐流路と、を有し、前記複数の第２分岐流路のそれぞれに、前記電気ヒータが設けられていてもよい。
この場合、複数の第２分岐流路から複数の温度制御対象物に液体を供給することが可能となり、液体温調装置の適用範囲を拡大させることができる。
【００１１】
また、前記第１液体通流路は、その上流端と下流端との間に前記第１冷却用熱交換器及び前記加熱用熱交換器との接続部分を含む第１主流路と、前記第１主流路の下流端から分岐する複数の第１分岐流路と、を有していてもよい。
この場合、複数の第１分岐流路から複数の温度制御対象物に液体を供給することが可能となり、液体温調装置の適用範囲を拡大させることができる。
【００１２】
また、前記加熱ユニットは、前記圧縮機から前記凝縮器に向けて流出する前記熱媒体の一部を分岐させる複数の流路を有し、前記加熱用熱交換器及び前記加熱量調節弁は、前記複数の流路のそれぞれに設けられていてもよい。
この場合、複数の加熱用熱交換器及び加熱量調節弁によって、液体を温度制御することが可能となり、液体の温度制御パターンを増加させることができる。
【００１３】
また、本発明にかかる液体温調装置は、少なくとも前記電気ヒータを制御する制御装置をさらに備え、前記制御装置は、ソリッドステートリレーを介して前記電気ヒータを制御するようになっていてもよい。
この場合、ソリッドステートリレーの利用により電気ヒータの制御が安定することで、第２液体通流路を通流する液体を高精度に温度制御することができる。
【００１４】
また、前記冷却ユニットにおける前記膨張弁は、前記複数の冷却用熱交換器のそれぞれの上流側に設けられていてもよい。
この場合、複数の冷却用熱交換器のそれぞれに対応する膨張弁を個別に制御することで、複数の冷却用熱交換器の冷凍能力を個別に調節することが可能となる。これにより、各冷却用熱交換器に対応する温度制御対象物が要求する液体の温度に応じて各冷却用熱交換器の冷凍能力を個別に調節することで、効率的な温度制御を実施することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、製造コスト及びエネルギーコストを抑制しつつ、温度制御された液体を複数の温度制御対象物に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る液体温調装置の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る液体温調装置の概略図である。
【図３】第１又は第２の実施の形態にかかる液体温調装置と、空気調和装置とを有する温度制御システムの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の各実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる液体温調装置１の概略図である。図１に示す液体温調装置１は、熱媒体循環装置１０と、液体通流装置１００と、制御装置２００と、を備えている。熱媒体循環装置１０は、その内部を循環する熱媒体によって、液体通流装置１００が通流させる液体を温度制御し、液体通流装置１００は、熱媒体循環装置１０によって温度制御された液体を温度制御対象物へ供給する。液体通流装置１００を通流する液体は、制御装置２００の熱媒体循環装置１０及び液体通流装置１００に対する制御により、所望の温度に調節されるようになっている。
【００１９】
液体温調装置１は、温度制御された液体を液体通流装置１００から複数の温度制御対象物に対して供給することが可能となっている。液体を供給する複数の温度制御対象物は、例えば、半導体製造設備に含まれる複数の処理装置であってもよい。また半導体製造設備に含まれる処理装置は、例えば、フォトレジストの塗布装置、フォトレジストの現像を行う現像装置等であってもよい。以下では、液体温調装置１の各部について説明する。
【００２０】
（熱媒体循環装置）
まず、熱媒体循環装置１０について説明する。図１に示すように、熱媒体循環装置１０は、圧縮機１１、凝縮器１２、膨張弁１３、及び複数の冷却用熱交換器１４が熱媒体を循環させるように当該順序で配管１５により接続された冷却ユニットＣＵと、圧縮機１１から凝縮器１２に向けて流出する熱媒体の一部を分岐させ、加熱用熱交換器２１及びその下流側に設けられた加熱量調節弁２２を介して圧縮機１１の下流側において凝縮器１２に流入するように戻す加熱ユニットＨＵと、を有している。
【００２１】
冷却ユニットＣＵにおいて、圧縮機１１は、複数の冷却用熱交換器１４から流出した低温かつ低圧の気体の状態の熱媒体を圧縮し、高温（例えば８０℃）かつ高圧の気体の状態として、凝縮器１２に供給するようになっている。本実施の形態では、圧縮機１１が、可変運転周波数で運転され運転周波数に応じて回転数を調節可能なインバータ圧縮機となっている。そのため、圧縮機１１では、運転周波数が高いほど、より多くの熱媒体が凝縮器１２に供給されるようになっている。圧縮機１１としては、インバータとモータとを一体に有するスクロール型圧縮機が採用されることが好ましい。なお、本実施の形態における圧縮機１１は、回転数を調節可能であるが、圧縮機１１は、固定運転周波数にて一定の回転数で運転される構成であってもよい。
【００２２】
凝縮器１２は、圧縮機１１で圧縮された熱媒体を冷却水によって冷却すると共に凝縮し、所定の冷却温度（例えば、４０℃）の高圧の液体の状態として、膨張弁１３に供給するようになっている。凝縮器１２の冷却水には、水が用いられてよいし、その他の冷媒が用いられてもよい。なお、図中の符号１６は、凝縮器１２に冷却水を供給する冷却水配管を示している。また、膨張弁１３は、凝縮器１２から供給された熱媒体を膨張させることにより減圧させて、低温（例えば、２℃）かつ低圧の気液混合状態として、複数の冷却用熱交換器１４に供給するようになっている。
【００２３】
本実施の形態では、複数の冷却用熱交換器１４が並列に配置され、各冷却用熱交換器１４が、膨張弁１３から供給された熱媒体を通流させるようになっている。詳しくは、配管１５が、凝縮器１２の下流側において複数、本例では二股に分岐し、その後、互いに合流する第１分岐部１５Ａ及び第２分岐部１５Ｂを有しており、このうちの第１分岐部１５Ａに、複数の冷却用熱交換器１４のうちの第１冷却用熱交換器１４Ａが接続され、第２分岐部１５Ｂに、複数の冷却用熱交換器１４のうちの第２冷却用熱交換器１４Ｂが接続されている。つまり、複数の分岐部１５Ａ，１５Ｂのそれぞれに、一つの冷却用熱交換器１４が接続されている。また膨張弁１３は、第１膨張弁１３Ａと第２膨張弁１３Ｂとを含み、第１膨張弁１３Ａは、第１冷却用熱交換器１４Ａの上流側で第１分岐部１５Ａに設けられ、第２膨張弁１３Ｂは、第２冷却用熱交換器１４Ｂの上流側で第２分岐部１５Ｂに設けられている。
【００２４】
詳細は後述するが、複数の冷却用熱交換器１４はそれぞれ、対応する膨張弁１３から供給された熱媒体を、液体通流装置１００の液体と熱交換させる。ここで、液体と熱交換した熱媒体は、低温かつ低圧の気体の状態となって各冷却用熱交換器１４から流出して再び圧縮機１１で圧縮されるようになっている。このような冷却ユニットＣＵでは、圧縮機１１の運転周波数を変化させ回転数を調節することにより、凝縮器１２に供給される熱媒体の供給量を調節可能であると共に、膨張弁１３の開度を調節可能であることで冷却用熱交換器１４に供給される熱媒体の供給量を調節可能となっている。このような調節により冷却能力が可変となっている。
【００２５】
一方で、加熱ユニットＨＵは、配管１５における圧縮機１１と凝縮器１２との間に位置する部分の上流側と下流側とに跨がるように接続されたリターン配管２３を有している。上述した加熱用熱交換器２１は、このリターン配管２３に接続されている。また加熱量調節弁２２は、加熱用熱交換器２１の下流側で、リターン配管２３に設けられている。これにより、加熱ユニットＨＵは、圧縮機１１から凝縮器１２に向けて流出する熱媒体の一部を分岐させ、加熱用熱交換器２１及び加熱量調節弁２２を介して凝縮器１２に流入するように戻すことが可能となっている。
【００２６】
この加熱ユニットＨＵでは、圧縮機１１によって圧縮された高温かつ高圧の気体の状態の熱媒体が加熱用熱交換器２１に供給される。詳細は後述するが、加熱用熱交換器２１は、供給された熱媒体を液体通流装置１００の液体と熱交換させて、液体を加熱するようになっている。ここで、加熱量調節弁２２が、加熱用熱交換器２１から配管１５への熱媒体の戻り量を調節することにより、加熱用熱交換器２１における加熱能力を変更することが可能である。この加熱能力は、熱媒体の戻し量が多いほど、増加するようになっている。
【００２７】
（液体通流装置）
次に液体通流装置１００について説明する。図１に示すように、液体通流装置１００は、液体を貯留するタンク１０１と、タンク１０１に接続され且つ液体を通流させるためのポンプ１０３を有する共通流路１０２と、共通流路１０２の下流端から分岐する複数の液体通流路１０４と、を有している。タンク１０１に貯留される液体は、水でもよいし、ブラインでもよい。図示しないが、本実施の形態におけるタンク１０１は、液体通流路１０４を介して液体を供給された温度制御対象物から流出する液体をタンク１０１に戻すための配管を接続されるようになっている。また、ポンプ１０３は、その駆動によって、タンク１０１内の液体を共通流路１０２側に引き込む。これにより、タンク１０１の液体が複数の液体通流路１０４に分配されて供給されるようになっている。
【００２８】
本実施の形態では、複数の液体通流路１０４に、第１液体通流路１０４Ａ及び第２液体通流路１０４Ｂが含まれている。このうちの第１液体通流路１０４Ａは、通流させる液体と第１冷却用熱交換器１４Ａを通流する熱媒体とが熱交換可能となるように、第１冷却用熱交換器１４Ａに接続されている。また第１液体通流路１０４Ａは、通流させる液体と加熱用熱交換器２１を通流する熱媒体とが熱交換可能となるように、加熱用熱交換器２１に接続されている。図示の例では、第１液体通流路１０４Ａにおける第１冷却用熱交換器１４Ａとの接続部分が、加熱用熱交換器２１との接続部分よりも上流側に位置している。
【００２９】
本実施の形態では、液体通流路１０４が、その上流端と下流端との間に第１冷却用熱交換器１４Ａ及び加熱用熱交換器２１との接続部分を含む第１主流路１０４Ａ１と、第１主流路１０４Ａ１の下流端から分岐する複数の第１分岐流路１０４Ａ２〜１０４Ａ４と、を有している。これにより、第１冷却用熱交換器１４Ａ及び加熱用熱交換器２１によって温度制御された液体を、複数の温度制御対象物に供給することが可能となっている。また、第１主流路１０４Ａ１における第１冷却用熱交換器１４Ａの下流側で且つ加熱用熱交換器２１の上流側の部分には、第１上流側温度センサ３１が設けられている。第１主流路１０４Ａ１における加熱用熱交換器２１の下流側の部分には、第１下流側温度センサ３２が設けられている。これら第１上流側温度センサ３１及び第１下流側温度センサ３２は、検出した液体の温度情報を制御装置２００に出力するようになっている。
【００３０】
一方で、第２液体通流路１０４Ｂは、通流させる液体と第２冷却用熱交換器１４Ｂを通流する熱媒体とが熱交換可能となるように、第２冷却用熱交換器１４Ｂに接続されている。また第２液体通流路１０４Ｂには、通流させる液体を加熱するための電気ヒータ１１１が設けられている。詳しくは、本実施の形態における第２液体通流路１０４Ｂは、その上流端と下流端との間に第２冷却用熱交換器１４Ｂとの接続部分を含む第２主流路１０４Ｂ１と、第２主流路１０４Ｂ１の下流端から分岐する複数の第２分岐流路１０４Ｂ２〜１０４Ｂ４と、を有している。また電気ヒータ１１１が、第１電気ヒータ１１２、第２電気ヒータ１１３、及び第３電気ヒータ１１４で構成されている。そして第１電気ヒータ１１２が第２分岐流路１０４Ｂ２に設けられ、第２電気ヒータ１１３が第２分岐流路１０４Ｂ３に設けられ、第３電気ヒータ１１４が第２分岐流路１０４Ｂ４に設けられている。これにより、第２冷却用熱交換器１４Ｂ及び各電気ヒータ１１２〜１１４によって温度制御された液体を、複数の温度制御対象物に供給することが可能となっている。電気ヒータ１１１の形式は、特に限られものではないが、制御の安定性とコストを考慮すると、抵抗加熱を利用するタイプであることが好ましい。
【００３１】
また、第２主流路１０４Ｂ１における第２冷却用熱交換器１４Ｂの下流側の部分には、第２上流側温度センサ３３が設けられている。第２分岐流路１０４Ｂ２〜１０４Ｂ４における各電気ヒータ１１２〜１１４のそれぞれの下流側の部分には、第２下流側温度センサ３４が設けられている。これら第２上流側温度センサ３３及び各第２下流側温度センサ３４は、検出した液体の温度情報を制御装置２００に出力するようになっている。
【００３２】
（制御装置）
次に制御装置２００について説明する。制御装置２００は、熱媒体循環装置１０における圧縮機１１、第１膨張弁１３Ａ、第２膨張弁１３Ｂ、及び加熱量調節弁２２を制御するとともに、液体通流装置１００における第１〜第３電気ヒータ１１２〜１１４を制御する。また制御装置２００は、第１上流側温度センサ３１、第１下流側温度センサ３２、第２上流側温度センサ３３、及び第２下流側温度センサ３４のそれぞれと電気的に接続している。
【００３３】
制御装置２００は、圧縮機１１の運転周波数を調節することによって、圧縮機１１の回転数を調節することが可能となっている。制御装置２００によって圧縮機１１の運転周波数が上げられた場合には、圧縮機１１の回転数が増加することで、第１冷却用熱交換器１４Ａ及び第２冷却用熱交換器１４Ｂに供給される熱媒体の供給量を増加させることができる。これにより、冷凍能力を増加させることが可能となる。また、制御装置２００によって圧縮機１１の運転周波数が下げられた場合には、圧縮機１１の回転数が低下することで、第１冷却用熱交換器１４Ａ及び第２冷却用熱交換器１４Ｂに供給される熱媒体の供給量を低下させることができる。これにより、冷凍能力を低下させることが可能となる。なお、本実施の形態では、圧縮機１１が一定の回転数で運転される。この場合、冷凍能力の変動が抑制されることにより、温度制御を安定させることができる。
【００３４】
また制御装置２００は、第１膨張弁１３Ａの開度及び第２膨張弁１３Ｂの開度を調節することが可能となっている。制御装置２００は、第１冷却用熱交換器１４Ａ及び第２冷却用熱交換器１４Ｂから流出する熱媒体の圧力を所望の値に維持するため、又は、第１冷却用熱交換器１４Ａの冷凍能力及び第２冷却用熱交換器１４Ｂの冷凍能力を所望の値に制御するために、第１膨張弁１３Ａの開度及び第２膨張弁１３Ｂの開度の調節を行うことができる。第１冷却用熱交換器１４Ａの冷凍能力及び第２冷却用熱交換器１４Ｂの冷凍能力を所望の値に制御する場合、制御装置２００は、第１上流側温度センサ３１からの温度情報に基づいて第１膨張弁１３Ａの開度を調整し、第２上流側温度センサ３３からの温度情報に基づいて第２膨張弁１３Ｂの開度を調節してもよい。
【００３５】
また本実施の形態では、制御装置２００が、第１パルスコンバータ２０１を介して第１膨張弁１３Ａを制御し、第２パルスコンバータ２０２を介して第２膨張弁１３Ｂを制御する。第１パルスコンバータ２０１及び第２パルスコンバータ２０２はそれぞれ、制御装置２００が演算した操作量を入力され、入力された操作量をパルス信号に変換して、第１膨張弁１３Ａ及び第２膨張弁１３Ｂに出力するようになっている。
【００３６】
また制御装置２００は、加熱量調節弁２２の開度を調節することが可能となっている。制御装置２００によって加熱量調節弁２２の開度を大きくした場合には、加熱用熱交換器２１への熱媒体の供給量が増加することで、加熱能力を増加させることが可能となる。また、制御装置２００によって加熱量調節弁２２の開度を小さくした場合には、加熱用熱交換器２１への熱媒体の供給量が低下することで、加熱能力を低下させることが可能となる。制御装置２００は、第１下流側温度センサ３２からの温度情報に基づいて加熱量調節弁２２の開度を調節してもよい。また本実施の形態では、制御装置２００が、第３パルスコンバータ２０３を介して加熱量調節弁２２を制御する。第３パルスコンバータ２０３は、制御装置２００が演算した操作量を入力され、入力された操作量をパルス信号に変換して、加熱量調節弁２２に出力するようになっている。
【００３７】
また制御装置２００は、第１〜第３電気ヒータ１１２〜１１４の加熱量を各別に調節することが可能となっている。本実施の形態では、図１に示すように、制御装置２００が、第１ソリッドステートリレー２１１を介して第１電気ヒータ１１２を制御し、第２ソリッドステートリレー２１２を介して第２電気ヒータ１１３を制御し、第３ソリッドステートリレー２１３を介して第３電気ヒータ１１４を制御するようになっている。
【００３８】
（動作）
次に液体温調装置１の動作について説明する。液体温調装置１を動作させる際には、まず、液体通流装置１００における第１分岐流路１０４Ａ２〜１０４Ａ４及び第２分岐流路１０４Ｂ２〜１０４Ｂ４のそれぞれが、例えば、図示しない配管を介して所望の温度制御対象物に接続される。また、各温度制御対象物を通過する液体をタンク１０１に戻すための配管がタンク１０１に接続される。その後に、液体通流装置１００におけるポンプ１０３を駆動して、液体を通流させる。また、熱媒体循環装置１０における圧縮機１１を駆動して、熱媒体を循環させる。
【００３９】
圧縮機１１から吐出される熱媒体は、凝縮器１２で凝縮された後、膨張弁１３Ａ，１３Ｂを介して第１冷却用熱交換器１４Ａ及び第２冷却用熱交換器１４Ｂのそれぞれに流入する。この際、圧縮機１１から吐出される熱媒体の一部は、加熱用熱交換器２１に流入した後、凝縮器１２の下流側に戻る。そして、第１冷却用熱交換器１４Ａ及び第２冷却用熱交換器１４Ｂに流入した熱媒体は、液体通流装置１００の液体と熱交換した後に合流して、圧縮機１１に流入する。圧縮機１１に流入した熱媒体は、再度、圧縮されて吐出されることになる。
【００４０】
また液体通流装置１００では、ポンプ１０３の駆動によって、タンク１０１からの液体が、第１液体通流路１０４Ａ及び第２液体通流路１０４Ｂのそれぞれを通流する。第１液体通流路１０４Ａを通流する液体は、第１冷却用熱交換器１４Ａを通流する熱媒体と熱交換して冷却される。その後、この液体は、加熱用熱交換器２１を通流する熱媒体と熱交換して加熱される。この際、液体は、第１冷却用熱交換器１４Ａの冷凍能力が所望の値に調節され、且つ加熱用熱交換器２１の加熱能力が所望の値に調節されることで、所望の温度に温度制御される。そして、液体は、第１主流路１０４Ａ１の下流端から、第１分岐流路１０４Ａ２〜１０４Ａ４のそれぞれに流れ、対応する温度制御対象物へ供給される。
【００４１】
また、第２液体通流路１０４Ｂを通流する液体は、第２冷却用熱交換器１４Ｂを通流する熱媒体と熱交換して冷却される。その後、この液体は、第２分岐流路１０４Ｂ２〜１０４Ｂ４のそれぞれに流れ、対応する第１〜第３電気ヒータ１１２〜１１４によって加熱される。その後、第２分岐流路１０４Ｂ２〜１０４Ｂ４を通流する液体は、対応する温度制御対象物へ供給される。この際、液体は、第２冷却用熱交換器１４Ｂの冷凍能力が所望の値に調節され、且つ第１〜第３電気ヒータ１１２〜１１４の加熱能力がそれぞれ所望の値に調節されることで、所望の温度に温度制御される。
【００４２】
以上に説明した本実施の形態にかかる液体温調装置１では、第１液体通流路１０４Ａと第２液体通流路１０４Ｂとから異なる温度制御対象物に液体を供給できる。第２液体通流路１０４Ｂを通流する液体に対する冷却は、液体と冷却ユニットＣＵの第２冷却用熱交換器１４Ｂを通流する熱媒体との間の熱交換によって行われ、加熱は、電気ヒータ１１２〜１１４によって行われる。また、第１液体通流路１０４Ａを通流する液体に対する冷却は、液体と冷却ユニットＣＵの第１冷却用熱交換器１４Ａを通流する熱媒体との間の熱交換によって行われ、加熱は、液体と、加熱ユニットＨＵの加熱用熱交換器２１を通流する、冷却ユニットＣＵの圧縮機１１で高温の状態とされた熱媒体の一部との間の熱交換によって行われる。この際の加熱用熱交換器２１における加熱能力は加熱量調節弁２２で調節することができる。この構成においては、加熱用熱交換器２１が、専用の電源供給回路に接続されることなく、冷却ユニットＣＵで生じた熱量を利用して加熱を行うため、その製造コスト及びエネルギーコストが抑制される。これにより、製造コスト及びエネルギーコストを抑制しつつ、温度制御された液体を複数の温度制御対象物に供給することができる。
【００４３】
とりわけ、本実施の形態にかかる液体温調装置１では、第１液体通流路１０４Ａを通流する液体に対する加熱が、冷却ユニットＣＵの熱媒体の一部を利用することによって行われる。また、第２液体通流路１０４Ｂを通流する液体に対する加熱は、電気ヒータ１１２〜１１４によって行われる。これにより、例えば、高精度に温度制御された液体の供給が求められる温度制御対象物に対しては、第２液体通流路１０４Ｂから液体を供給する等の使用態様を、選択することができる。そのため、例えば、高精度に温度制御された液体を必ずしも全ての温度制御対象物に供給する必要が無い状況に適用される場合に、本実施の形態にかかる液体温調装置１は、特に有効に製造コスト及びエネルギーコストを抑制することができる。
【００４４】
また、第２液体通流路１０４Ｂは、第２冷却用熱交換器１４Ｂとの接続部分を含む第２主流路１０４Ｂ１と、第２主流路１０４Ｂ１の下流端から分岐する複数の第２分岐流路１０４Ｂ２〜１０４Ｂ４と、を有し、複数の第２分岐流路１０４Ｂ２〜１０４Ｂ４のそれぞれに、電気ヒータ１１２〜１１４が設けられている。これにより、複数の第２分岐流路１０４Ｂ２〜１０４Ｂ４から複数の温度制御対象物に液体を供給することが可能となり、液体温調装置１の適用範囲を拡大させることができる。
【００４５】
また、第１液体通流路１０４Ａは、第１冷却用熱交換器１４Ａ及び加熱用熱交換器２１との接続部分を含む第１主流路１０４Ａ１と、第１主流路１０４Ａ１の下流端から分岐する複数の第１分岐流路１０４Ａ２〜１０４Ａ４と、を有する。これにより、複数の第１分岐流路１０４Ａ２〜１０４Ａ４から複数の温度制御対象物に液体を供給することが可能となり、液体温調装置１の適用範囲を拡大させることができる。
【００４６】
また、制御装置２００は、ソリッドステートリレー２１１〜２１３を介して電気ヒータ１１２〜１１４を制御する。この場合、ソリッドステートリレー２１１〜２１３の利用により電気ヒータ１１２〜１１４の制御が安定することで、第２液体通流路１０４Ｂを通流する液体を高精度に温度制御することができる。なお、本実施の形態では、制御装置２００が電気ヒータ１１２〜１１４をソリッドステートリレー２１１〜２１３を利用して制御するが、制御装置２００は、有接点のリレー回路により電気ヒータ１１２〜１１４を制御してもよい。
【００４７】
また、冷却ユニットＣＵにおける第１膨張弁１３Ａは、第１冷却用熱交換器１４Ａの上流側に設けられ、第２膨張弁１３Ｂは、第２冷却用熱交換器１４Ｂの上流側に設けられている。この場合、第１冷却用熱交換器１４Ａ及び第２冷却用熱交換器１４Ｂのそれぞれに対応する膨張弁１３Ａ，１３Ｂを個別に制御することで、第１冷却用熱交換器１４Ａ及び第２冷却用熱交換器１４Ｂの冷凍能力を個別に調節することが可能となる。これにより、第１冷却用熱交換器１４Ａ及び第２冷却用熱交換器１４Ｂに対応する温度制御対象物が要求する液体の温度に応じて、第１冷却用熱交換器１４Ａ及び第２冷却用熱交換器１４Ｂの冷凍能力を個別に調節することで、効率的な温度制御を実施することができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図２を参照しつつ説明する。本実施の形態における構成部分のうちの第１の実施の形態の構成部分と同様のものについては、同一の符号を付して、説明を省略する。
【００４９】
図２に示すように、第２の実施の形態では、配管１５における圧縮機１１と凝縮器１２との間に位置する部分に接続されるリターン配管２３が、圧縮機１１と凝縮器１２との間に位置する部分の上流側から延びる主流路２３Ａと、主流路２３Ａの下流端から分岐し、配管１５における圧縮機１１と凝縮器１２との間に位置する部分における主流路２３Ａの接続位置の下流側部分に接続する第１副流路２３Ｂ１及び第２副流路２３Ｂ２と、を有している。加熱用熱交換器２１は、第１加熱用熱交換器２１Ａと、第２加熱用熱交換器２１Ｂとを含み、加熱量調節弁２２は、第１加熱量調節弁２２Ａと、第２加熱量調節弁２２Ｂと、を含んでいる。そして、第１副流路２３Ｂ１に、第１加熱用熱交換器２１Ａが接続され、第２副流路２３Ｂ２に、第２加熱用熱交換器２１Ｂが接続されている。第１加熱量調節弁２２Ａは、第１加熱用熱交換器２１Ａに対応して設けられ、第２加熱量調節弁２２Ｂは、第２加熱用熱交換器２１Ｂに対応して設けられている。
【００５０】
また、配管１５が、凝縮器１２の下流側において三つ股に分岐し、その後、互いに合流する第１分岐部１５Ａ、第２分岐部１５Ｂ及び第３分岐部１５Ｃを有している。このうちの第１分岐部１５Ａに、第１冷却用熱交換器１４Ａが接続され、第２分岐部１５Ｂに、第２冷却用熱交換器１４Ｂが接続され、第３分岐部１５Ｃに、第３冷却用熱交換器１４Ｃが接続されている。また、膨張弁１３は、第１膨張弁１３Ａと、第２膨張弁１３Ｂと、第３膨張弁１３Ｃとを含む。このうち、第１膨張弁１３Ａは、第１冷却用熱交換器１４Ａの上流側で第１分岐部１５Ａに設けられ、第２膨張弁１３Ｂは、第２冷却用熱交換器１４Ｂの上流側で第２分岐部１５Ｂに設けられ、第３膨張弁１３Ｃは、第３冷却用熱交換器１４Ｃの上流側で第３分岐部１５Ｃに設けられている。
【００５１】
一方で、本実施の形態では、複数の液体通流路１０４に、第１液体通流路１０４Ａ、第２液体通流路１０４Ｂ及び第３液体通流路１０４Ｃが含まれている。このうち、第１液体通流路１０４Ａは、通流させる液体と第１冷却用熱交換器１４Ａを通流する熱媒体とが熱交換可能となるように、第１冷却用熱交換器１４Ａに接続されるとともに、通流させる液体と第１加熱用熱交換器２１Ａを通流する熱媒体とが熱交換可能となるように、第１加熱用熱交換器２１Ａに接続されている。
【００５２】
第２液体通流路１０４Ｂは、通流させる液体と第２冷却用熱交換器１４Ｂを通流する熱媒体とが熱交換可能となるように、第２冷却用熱交換器１４Ｂに接続されている。また第２液体通流路１０４Ｂには、通流させる液体を加熱するための電気ヒータ１１１（第１〜第３電気ヒータ１１２〜１１４）が設けられている。また第３液体通流路１０４Ｃは、通流させる液体と第３冷却用熱交換器１４Ｃを通流する熱媒体とが熱交換可能となるように、第３冷却用熱交換器１４Ｃに接続されるとともに、通流させる液体と第２加熱用熱交換器２１Ｂを通流する熱媒体とが熱交換可能となるように、第２加熱用熱交換器２１Ｂに接続されている。
【００５３】
以上に説明した第２の実施の形態では、複数の加熱用熱交換器２１Ａ，２１Ｂ及び加熱量調節弁２２Ａ，２２Ｂによって、液体を温度制御することが可能となり、液体の温度制御パターンを増加させることができる。
【００５４】
以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、冷却用熱交換器１４の数、加熱用熱交換器２１の数は、上述の各実施の形態の態様に限定されるものではない。
【００５５】
また、以上の各実施の形態にかかる液体温調装置１は、単体で用いられてもよいし、空気調和装置と一体化されて用いられてもよい。図３は、第１又は第２の実施の形態にかかる液体温調装置１を、空気調和装置３００と一体化した温度制御システムの側面図である。図３に示す空気調和装置３００は、圧縮機、凝縮器、膨張弁及び蒸発器３０１Ａが熱媒体を循環させるように当該順序で配管により接続された冷却回路３０１と、加熱器３０２と、加湿器３０３と、冷却回路３０１の蒸発器３０１Ａ、加熱器３０２及び加湿器３０３を収容した空気通流路３０４と、送風機３０５と、を有している。
【００５６】
空気通流路３０４は、上下方向に延在する第１流路３０４Ａと、第１流路３０４Ａの上部に連通し当該上部から水平方向に延在する第２流路３０４Ｂと、を有している。第１流路３０４Ａには空気の取込口が設けられ、且つ第１流路３０４Ａの下側に冷却回路３０１の蒸発器３０１Ａが配置され、第１流路３０４Ａの上側に加熱器３０２が配置されている。また第２流路３０４Ｂ内に加湿器３０３が配置されている。また、送風機３０５は、水平方向で第２流路３０４Ｂの下流側端部に隣り合うように配置されている。
【００５７】
第１流路３０４Ａが上下方向に延在し、第１流路３０４Ａの上部から第２流路３０４Ｂが水平方向に延在することにより、第１流路３０４Ａの側方で且つ第２流路３０４Ｂの下方に空間が形成される。この空間に、冷却回路３０１の圧縮機や凝縮器等が配置される。そして液体温調装置１は、送風機３０５の下方において、冷却回路３０１の圧縮機や凝縮器等に隣り合う状態で配置される。このような温度制御システムでは、空気調和装置３００及び液体温調装置１を効率的に配置できるため、全体のサイズの大型化を抑制することができる。なお、この温度制御システムにおいては、加熱器３０２が、液体温調装置１の加熱ユニットＨＵと同様に、圧縮機から凝縮器に向けて流出する熱媒体の一部を利用する構成を有していてもよいし、電気ヒータであってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…液体温調装置
１０…熱媒体循環装置
１１…圧縮機
１２…凝縮器
１３…膨張弁
１３Ａ…第１膨張弁
１３Ｂ…第２膨張弁
１４…冷却用熱交換器
１４Ａ…第１冷却用熱交換器
１４Ｂ…第２冷却用熱交換器
１４Ｃ…第３冷却用熱交換器
１５…配管
１５Ａ…第１分岐部
１５Ｂ…第２分岐部
１５Ｃ…第３分岐部
２１…加熱用熱交換器
２１Ａ…第１加熱用熱交換器
２１Ｂ…第２加熱用熱交換器
２２…加熱量調節弁
２２Ａ…第１加熱量調節弁
２２Ｂ…第２加熱量調節弁
２３…リターン配管
２３Ａ…主流路
２３Ｂ１…第１副流路
２３Ｂ２…第２副流路
ＣＵ…冷却ユニット
ＨＵ…加熱ユニット
１００…液体通流装置
１０４…液体通流路
１０４Ａ…第１液体通流路
１０４Ａ１…第１主流路
１０４Ａ２〜１０４Ａ４…第１分岐流路
１０４Ｂ…第２液体通流路
１０４Ｂ１…第２主流路
１０４Ｂ２〜１０４Ｂ４…第２分岐流路
１０４Ｃ…第３液体通流路
１１１…電気ヒータ
１１２…第１電気ヒータ
１１３…第２電気ヒータ
１１４…第３電気ヒータ
２００…制御装置
２１１…第１ソリッドステートリレー
２１２…第２ソリッドステートリレー
２１３…第３ソリッドステートリレー
３００…空気調和装置
４００…温度制御システム
【図１】
2018044716.tif 000003
【図２】
2018044716.tif 000004
【図３】
2018044716.tif 000005