液体温調装置及び温度制御システム

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。

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。

特開2006−38323号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

<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。

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。

(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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

(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。

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。

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。

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。

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。

(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。

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。

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。

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。

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。

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。

(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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

(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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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