專利名稱：對溫度進行精密調(diào)整的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對溫度進行精密調(diào)整的裝置，尤其涉及將流過加熱裝置和 冷卻裝置的作為溫度調(diào)整對象的流體調(diào)整為規(guī)定溫度的對溫度進行精密調(diào)整 的裝置。
背景技術(shù)：
通常，在半導(dǎo)體裝置的制造工序等精密加工領(lǐng)域中，其大部分都設(shè)置在溫 度和濕度受到控制的無塵室內(nèi)。
但是，近年來，即使是精密加工領(lǐng)域，也在不斷出現(xiàn)要求進行加工精度比 以往更高的精密加工等的工序。
對于該要求高精密加工等的工序而言，通常要求溫度變化比無塵室的溫度 變化更小的環(huán)境。因此，將要求高精密加工等的工序設(shè)置在進行精密的溫度管 理的空間單元內(nèi)。
作為這樣的空間單元的溫度調(diào)整中使用的溫度調(diào)整裝置，例如在下述專利
文獻1中記載了圖13所示的溫度調(diào)整裝置。
在圖13所示的溫度調(diào)整裝置中設(shè)置有壓縮機100、三通閥102、冷凝器 104、膨脹閥106、冷卻器108和加熱器110，并設(shè)置有具有冷卻器108的冷卻 流路和具有加熱器110的加熱流路。
利用該冷卻器108和加熱器110來調(diào)整從風(fēng)扇112吹出的作為溫度調(diào)整對 象的氣流的溫度。
在該圖13所示的溫度調(diào)整裝置中，經(jīng)壓縮機100壓縮后的高溫?zé)峤橘|(zhì)利 用三通閥102分配給冷卻流路和加熱流路。分配給冷卻流路側(cè)的高溫?zé)峤橘|(zhì)在 冷凝器104中被冷卻。該被冷卻的熱介質(zhì)利用膨脹閥106以隔熱的方式膨脹而 被冷卻，然后朝冷卻器108供給。在冷卻器108中， 一邊冷卻從風(fēng)扇112吹出
5的作為溫度調(diào)整對象的氣流一邊吸熱升溫的熱介質(zhì)朝壓縮機100供給。
另一方面，分配給加熱流路側(cè)的高溫?zé)峤橘|(zhì)朝加熱器110供給，對經(jīng)冷卻 器108冷卻后的作為溫度調(diào)整對象的氣流進行加熱，從而將其調(diào)整成期望的溫 度。這樣，在加熱器110中， 一邊加熱作為溫度調(diào)整對象的氣流一邊散熱降溫
的熱介質(zhì)流過膨脹閥106和冷卻器108而朝壓縮機100供給。 專利文獻l:日本專利特開昭51 —97048號公報
在圖13所示的溫度調(diào)整裝置中，由于經(jīng)壓縮機100壓縮后的高溫?zé)峤橘|(zhì) 全部流過膨脹閥106以隔熱的方式膨脹而被冷卻，然后朝冷卻器108供給，因 此，冷卻從風(fēng)扇112吹出的作為溫度調(diào)整對象的氣流的冷卻能量是一定的。
另一方面，通過調(diào)整由三通閥102分配給加熱流路側(cè)的高溫?zé)峤橘|(zhì)的流 量，能調(diào)整加熱器110對經(jīng)冷卻器108冷卻后的作為溫度調(diào)整對象的氣流的加 執(zhí)量。
/ 、、、 :4二. O
因此，能調(diào)整流過冷卻器108和加熱器110的作為溫度調(diào)整對象的氣流的 溫度，能以較窄的溫度范圍來進行空間單元內(nèi)的溫度管理。
但是，在圖13所示的溫度調(diào)整裝置中，由于經(jīng)壓縮機100壓縮后的高溫 熱介質(zhì)全部流過膨脹閥106以隔熱的方式膨脹而被冷卻，然后朝冷卻器108供 給，因此，對從風(fēng)扇112吹出的作為溫度調(diào)整對象的氣流進行的溫度調(diào)整是通 過專門朝加熱器110供給的經(jīng)壓縮機100壓縮后的高溫?zé)峤橘|(zhì)的再次加熱來進 行的。
因此，在圖13所示的溫度調(diào)整裝置所采用的溫度控制方式中，加熱中使 用的熱介質(zhì)也流入冷卻流路，能加熱的熱量僅僅是壓縮機的動力產(chǎn)生的熱量， 很難應(yīng)對冷卻器108和加熱器110的負載變動。
因此，在大幅度提高流過冷卻器108和加熱器110的作為溫度調(diào)整對象的 氣流的設(shè)定溫度時，作為溫度調(diào)整對象的氣流的溫度有時達不到設(shè)定溫度，或 者達到設(shè)定溫度很耗費時間。
為了彌補這樣的、圖13所示的溫度調(diào)整裝置的加熱量不足，如圖14所示， 可考慮設(shè)置輔助電加熱器114，但很浪費能量。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種對溫度進行精密調(diào)整的裝置，采用該對 溫度進行精密調(diào)整的裝置時，能解決以往的溫度調(diào)整裝置中存在的對作為溫度 調(diào)整對象的流體的加熱能力不足、需要設(shè)置輔助電加熱器等輔助加熱裝置的問 題，提高對溫度調(diào)整對象的流體的加熱能力，并能實現(xiàn)節(jié)省能量。
為了解決上述問題，本發(fā)明人等認為設(shè)置冷卻流路和加熱流路、設(shè)置能對 流過冷卻流路的冷卻裝置和加熱流路的加熱裝置的作為溫度調(diào)整對象的流體 的冷卻量和加熱量進行變更的分配裝置、以及為提高加熱流路的加熱能力而設(shè) 置能從低溫的部分朝溫度較高的部分移動熱量的熱泵裝置是有效的，通過研 究，得到了本發(fā)明。
艮P，本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置設(shè)置有使經(jīng)壓縮機壓縮而被加 熱的高溫的第一熱介質(zhì)的一部分朝加熱裝置供給的加熱流路、以及使上述高溫 的第一熱介質(zhì)的剩余部分經(jīng)冷凝裝置冷卻后在第一膨脹裝置中以隔熱的方式 膨脹而進一步冷卻、然后朝冷卻裝置供給的冷卻流路，使上述高溫的第一熱介 質(zhì)分配給加熱流路和冷卻流路，由此將流過上述加熱裝置和冷卻裝置的作為溫 度調(diào)整對象的流體調(diào)整成規(guī)定溫度，并使分別流過上述加熱流路和冷卻流路后 的第一熱介質(zhì)再次朝壓縮機供給，上述對溫度進行精密調(diào)整的裝置的特征是， 設(shè)置有分配裝置，該分配裝置將從上述壓縮機排出的高溫的第一熱介質(zhì)的一 部分分配給上述加熱流路側(cè)，并將上述高溫的第一熱介質(zhì)的剩余部分分配給冷 卻流路側(cè)，并且，能變更分配給上述加熱流路和冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì) 的分配比率；具有吸熱裝置的熱泵裝置，上述吸熱裝置使在上述加熱裝置中釋 放熱量而被冷卻并在第二膨脹裝置中以隔熱的方式膨脹而被進一步冷卻的第 一熱介質(zhì)從作為外部熱源的第二熱介質(zhì)吸熱，以使上述加熱流路的加熱能力提 高；以及第一控制部，該第一控制部控制上述分配裝置，對分配給上述加熱流 路和冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率進行調(diào)整，從而將流過上述加熱 裝置和冷卻裝置的作為溫度調(diào)整對象的流體控制成規(guī)定溫度。
在本發(fā)明中，被供給到冷卻流路的冷凝裝置中來冷卻高溫的第一熱介質(zhì)的 冷卻介質(zhì)和朝熱泵裝置的吸熱裝置供給的第二熱介質(zhì)是同一熱介質(zhì)，由于被供
7給到上述冷凝裝置中后朝上述吸熱裝置供給，因此能有效利用在冷凝裝置中被 除去的高溫的第一熱介質(zhì)的熱量，較為理想。
作為該第二熱介質(zhì)，使用在未經(jīng)加熱或冷卻的情況下從外部供給來的第二 熱介質(zhì)，由于這樣能節(jié)省能量，因此較為理想。
另外，在本發(fā)明中，設(shè)置控制壓縮機的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速控制裝置，并設(shè)置第二 控制部，該第二控制部通過上述轉(zhuǎn)速控制裝置來變更壓縮機的轉(zhuǎn)速，以使被第 一控制部控制的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率成為能減少由加熱裝置提供給 作為溫度調(diào)整對象的流體的加熱量和由冷卻裝置提供給作為溫度調(diào)整對象的 流體的冷卻量中相互抵消的熱量的分配比率，由此，能減少分別提供給加熱裝 置和冷卻裝置的熱量中的相互抵消的熱量，因此，與設(shè)置熱泵裝置相輔，能進 一步節(jié)省能量。
該第二控制部通過轉(zhuǎn)速控制裝置來控制壓縮機的轉(zhuǎn)速，以便作為溫度調(diào)整 對象的流體處于加熱側(cè)時，使高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率處在高溫的第一熱
介質(zhì)的95 85%被分配給加熱裝置而剩余的高溫的第一熱介質(zhì)的5 15%被分配
給冷卻裝置的范圍內(nèi)，另一方面，上述溫度調(diào)整對象的流體處于冷卻側(cè)時，使
高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率處在高溫的第一熱介質(zhì)的95 85%被分配給冷卻 裝置而剩余的高溫的第一熱介質(zhì)的5 15%被分配給加熱裝置的范圍內(nèi)，由此， 在實現(xiàn)對溫度進行精密調(diào)整的裝置的節(jié)省能量的同時，能使對溫度進行精密調(diào) 整的裝置穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)。作為該轉(zhuǎn)速控制裝置，可理想地使用逆變器(inverter)。
另外，在本發(fā)明中，在使分別流過加熱流路和冷卻流路后的第一熱介質(zhì)在 合流后再次朝壓縮機供給的第一熱介質(zhì)的流路中，將從分配裝置到上述第一熱 介質(zhì)合流為止的包括加熱流路的流路和包括冷卻流路的流路以獨立流路的形 式設(shè)置，由此，能加大作為溫度調(diào)整對象的流體的溫度調(diào)整幅度。
此處，使在冷卻裝置和熱泵裝置中被吸收了熱量的第一熱介質(zhì)經(jīng)由儲罐而 再次朝壓縮機供給，由此，能使朝壓縮機供給的第一熱介質(zhì)的狀態(tài)變得穩(wěn)定。
作為朝該加熱流路和冷卻流路分配高溫的第一熱介質(zhì)的分配裝置，使用實 質(zhì)上能連續(xù)變更分配給加熱流路和冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率 的分配裝置，由此，能更精密地進行作為溫度調(diào)整對象的流體的溫度調(diào)整。作為朝該加熱流路和冷卻流路分配高溫的第一熱介質(zhì)的分配裝置，使用實 質(zhì)上能連續(xù)變更分配給加熱流路和冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率 的分配裝置，由此，能更精密地進行作為溫度調(diào)整對象的流體的溫度調(diào)整。
該所謂"實質(zhì)上能連續(xù)變更的分配裝置"，是指包括如下情況在使用雙 通閥或比例三通閥作為分配裝置、且雙通閥或比例三通閥的驅(qū)動由分步控制來 控制時，雙通閥或比例三通閥微觀上被分步驅(qū)動但整體上被連續(xù)驅(qū)動。
作為本發(fā)明中使用的分配裝置，使用比例三通閥，該比例三通閥按比例分
配上述高溫的第一熱介質(zhì)，以使分配給加熱流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)和分配 給冷卻流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的總量與從壓縮機排出的高溫的第一熱介 質(zhì)的量相等，由此，能順暢地變更從壓縮機排出的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比 率。
另外，作為分配裝置，采用分別設(shè)置在使高溫的第一熱介質(zhì)朝加熱流路側(cè) 和冷卻流路側(cè)分岔的分岔配管上的雙通閥，作為第一控制部，采用如下的第一 控制部，該第一控制部對上述雙通閥的各個開度進行調(diào)整，以對分配給上述加 熱流路和冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率進行調(diào)整，將流過加熱裝置 和冷卻裝置的作為溫度調(diào)整對象的流體控制成規(guī)定溫度，并使分配給上述加熱 流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)和分配給上述冷卻流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的 總量與從壓縮機排出的高溫的第一熱介質(zhì)的量相等，由此，也能順暢地變更從 壓縮機排出的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率。
在本發(fā)明中，作為朝冷卻流路的冷凝裝置供給的冷卻介質(zhì)，使用液狀介質(zhì)， 設(shè)置對朝上述冷凝裝置供給的上述液狀介質(zhì)的供給量進行控制、以使壓縮機的 排出側(cè)的壓力保持恒定的制冷劑控制裝置，由此，能防止冷卻介質(zhì)浪費地流過 冷凝裝置。
另外，在作為溫度調(diào)整對象的流體是氣流時，將上述冷卻裝置和加熱裝置 配設(shè)成使吹向冷卻裝置而降低了濕度后的氣流吹向加熱裝置，由此，可同時進 行作為溫度調(diào)整對象的氣流的除濕。
另一方面，這種情況下，通過將上述加熱裝置和冷卻裝置配設(shè)成使吹向加 熱裝置而升溫的氣流吹向冷卻裝置，能進一步提高氣流的溫度調(diào)整的精度。發(fā)明效果
在本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，從壓縮機排出的高溫的第一熱 介質(zhì)分別朝加熱流路的加熱裝置和冷卻流路的冷卻裝置供給。另外，利用分配 裝置來變更分配給加熱流路和冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率，能容 易地調(diào)整對流過加熱裝置和冷卻裝置的作為溫度調(diào)整對象的流體的加熱量和 冷卻量。
此外，在本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，設(shè)置有熱泵裝置。該熱 泵裝置是能從低溫的部分朝溫度較高的部分移動熱量的裝置，因此，在經(jīng)壓縮 機壓縮而被加熱的高溫的第一熱介質(zhì)(溫度較高的部分)中，在加熱流路的加熱 裝置中釋放熱量而冷卻后在第二膨脹裝置中以隔熱的方式膨脹而進一步冷卻 的第一熱介質(zhì)可利用構(gòu)成熱泵裝置的吸熱裝置從作為外部熱源的第二熱介質(zhì) (溫度較低的部分)吸熱并升溫，然后返回壓縮機。
因此，在本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，對于從壓縮機排出的高 溫的第一熱介質(zhì)(溫度較高的部分)而言，在壓縮機的壓縮動能的基礎(chǔ)上，能利 用熱泵裝置增加從外部熱源的第二熱介質(zhì)(溫度較低的部分)吸熱得到的能量， 能提高得到高溫的第一熱介質(zhì)供給的加熱裝置的加熱能力。
因此，在本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，對于流過加熱裝置和冷 卻裝置的作為溫度調(diào)整對象的流體的微小負載變動而言，能通過對分配給加熱 流路和冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率進行微調(diào)而迅速地應(yīng)對，能對 作為溫度調(diào)整對象的流體進行精密的溫度調(diào)整。
另外，即使在大幅度提高流過加熱裝置和冷卻裝置的作為溫度調(diào)整對象的 流體的設(shè)定溫度時，通過使分配給加熱流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率大 幅度高于分配給冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率，也能將作為溫度調(diào) 整對象的流體調(diào)整為規(guī)定溫度。
這樣，在本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，即使省去輔助電加熱器 等輔助加熱器或者進行小型化，也能將作為溫度調(diào)整對象的流體精密地調(diào)整為 規(guī)定溫度，并能實現(xiàn)節(jié)省能量。


圖1是說明本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置的一例的概略圖。 圖2是說明圖1所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中使用的控制閥40的 內(nèi)部構(gòu)造的說明圖。
圖3是說明本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置的另一例的概略圖。 圖4是說明本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置的另一例的概略圖。 圖5是說明能在圖] 圖4所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中使用的另
一分配裝置的說明圖。
圖6是表示圖5所示的分配裝置中使用的閘閥的流量特性的曲線圖。
圖7A、 7B是說明圖1所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置處于冷卻側(cè)時的
節(jié)能原理的說明圖。
圖8A、 8B是說明圖1所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置處于加熱側(cè)時的
節(jié)能原理的說明圖。
圖9是說明本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置的另一例的概略圖。
圖10是用于說明圖9所示的溫度調(diào)整裝置的第一控制部22a和第二控制
部22b的控制步驟的流程圖。
圖11是說明本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置的另一例的概略圖。 圖12是說明本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置的另一例的概略圖。 圖13是說明以往的溫度調(diào)整裝置的概略圖。 圖14是說明以往的溫度調(diào)整裝置的改進例的概略圖。
具體實施例方式
圖1表示說明本發(fā)明的對溫度進行精密調(diào)整的裝置的一例的概略圖。在圖 1所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，在經(jīng)溫度調(diào)整的無塵室內(nèi)設(shè)有的空間 單元10內(nèi)設(shè)置有加熱流路和冷卻流路，該加熱流路和冷卻流路對被風(fēng)扇12吸 入的作為流體的、無塵室內(nèi)的溫度和濕度得到調(diào)整的空氣進行更精密的溫度調(diào) 整。
設(shè)置有構(gòu)成該加熱流路的作為加熱裝置的加熱器14和構(gòu)成冷卻流路的作為冷卻裝置的冷卻器16，在將被吸引到空間單元10內(nèi)的無塵室內(nèi)的空氣冷卻
后進行加熱，精密地進行溫度調(diào)整。根據(jù)該冷卻器16和加熱器14相對于氣流 的配置，能進一步提高流過加熱器14和冷卻器16的氣流的除濕效果。
朝該加熱器14和冷卻器16供給例如丙垸、異丁烷和環(huán)戊垸等碳氫化合物、 氟利昂類、氨、二氧化碳作為第一熱介質(zhì)，通過第一熱介質(zhì)的氣化、液化，將 無塵室內(nèi)的空氣加熱、冷卻，從而將其調(diào)整為規(guī)定溫度。
這樣的第一熱介質(zhì)經(jīng)壓縮機18壓縮、加熱成高溫(例如7(TC)的氣態(tài)而排 出。利用作為分配裝置的比例三通閥20，將從壓縮機18排出的高溫的第一熱 介質(zhì)分配給設(shè)置有加熱器14的加熱流路側(cè)和設(shè)置有冷卻器16的冷卻流路側(cè)。
在該比例三通閥20中進行分配，以使分配給加熱流路側(cè)的高溫的第一熱 介質(zhì)和分配給冷卻流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的總量與從壓縮機18排出的高 溫的第一熱介質(zhì)的量相等。
該比例三通閥20由第一控制部22a來控制。在該第一控制部22a中，對 設(shè)置在空間單元10內(nèi)的溫度傳感器24測定得到的測定溫度與所設(shè)定的設(shè)定溫 度進行比較，實質(zhì)上連續(xù)地變更分配給加熱流路側(cè)和冷卻流路側(cè)的高溫的第一 熱介質(zhì)的分配比率，以使測定溫度與設(shè)定溫度一致，將被吸入空間單元10內(nèi) 的流體調(diào)整為規(guī)定溫度。
該所謂"實質(zhì)上連續(xù)地變更"，是指包括通過分步控制來驅(qū)動比例三通閥 20時比例三通閥20微觀上被分步驅(qū)動、但整體上被連續(xù)驅(qū)動的情況。
該第一控制部22a所設(shè)定的設(shè)定溫度也可任意設(shè)定。另外，圖l所示的溫 度傳感器24設(shè)置在風(fēng)扇12的排出側(cè)，但也可設(shè)置在風(fēng)扇12的吸入側(cè)，或者 設(shè)置在風(fēng)扇12的排出側(cè)和吸入側(cè)。
分配給加熱流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)直接朝加熱器14供給，將被吸引 到空間單元10內(nèi)的氣流加熱而調(diào)整為規(guī)定溫度。此時，高溫的第一熱介質(zhì)散 熱而被冷卻，成為包含冷凝液的第一熱介質(zhì)。
另一方面，分配給冷卻流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)經(jīng)作為冷凝裝置的冷凝 器26冷卻后，利用作為膨脹裝置的膨脹閥28以隔熱的方式膨脹而被進一步冷 卻(例如冷卻至l(TC)。被冷卻后的第一熱介質(zhì)朝冷卻器16供給，將被吸入空間單元10內(nèi)而被加熱器14加熱后的氣流冷卻并調(diào)整為規(guī)定溫度。此時，供給
到冷卻器16中的第一熱介質(zhì)從氣流吸熱而升溫。這樣，通過將吹向加熱器14 而升溫的氣流吹向冷卻器16，能提高氣流的溫度調(diào)整的精度。
為了將分配給加熱器14側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)冷卻，經(jīng)由配管30朝該冷 凝器26供給在未經(jīng)加熱或冷卻的情況下從外部供給來的作為第二熱介質(zhì)的冷 卻水。該冷卻水在冷凝器26內(nèi)被7(TC左右的第一熱介質(zhì)加熱到3CTC左右后， 從配管31排出。該從配管31排出的冷卻水作為加熱源朝作為熱泵裝置的吸熱 裝置的吸熱器32供給。
在加熱器14中散熱后的第一熱介質(zhì)利用膨脹閥34以隔熱的方式膨脹而進 一步冷卻，該1(TC左右的第一熱介質(zhì)朝該吸熱器32供給。因此，在吸熱器32 中，基于在冷凝器26中吸熱而升溫到3(TC左右的冷卻水與冷卻到l(TC左右的 第一熱介質(zhì)間的溫差，第一熱介質(zhì)能從冷卻水吸熱。
在吸熱器32中從冷卻水吸熱而升溫的第一熱介質(zhì)經(jīng)由儲罐36而朝壓縮機 18供給。供給到冷卻器16中而從被吸入空間單元10內(nèi)的氣流吸熱的第一熱介 質(zhì)也朝該儲罐36供給。由于該儲罐36是能儲藏液體成分而僅將氣體成分再次 朝壓縮機18供給的儲罐，因此能可靠地僅將第一熱介質(zhì)的氣體成分朝壓縮機 18供給。
作為該儲罐36，可使用蓄能器用類型的儲罐。
另外，只要能將在吸熱器32中從氣流吸熱而升溫的熱介質(zhì)與供給到冷卻 器16中而從被吸入空間單元10內(nèi)的流體吸熱的熱介質(zhì)合流后再次朝壓縮機18 供給，也可以不設(shè)置儲罐36。
然而，雖然在加熱器14中散熱后的第一熱介質(zhì)利用膨脹閥34以隔熱的方 式膨脹而冷卻，但在膨脹閥34中通過以隔熱的方式膨脹進行冷卻時，第一熱 介質(zhì)與外部之間不存在熱量交換。因此，被絕熱冷卻后的第一熱介質(zhì)能從經(jīng)由 冷凝器26從外部供給到吸熱器32中的作為第二熱介質(zhì)的冷卻水吸熱。
因此，對于從壓縮機18排出的高溫的第一熱介質(zhì)而言，在壓縮機18的壓 縮動能的基礎(chǔ)上，能增加利用熱泵裝置的吸熱器32從由外部供給來的冷卻水 吸熱得到的能量。另外，在圖l所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，從外部
13供給來的冷卻水經(jīng)由冷凝器26被供給到吸熱器32中，在冷凝器26中除去的 從高溫的第一熱介質(zhì)除去的能量的一部分也能增加給從壓縮機18排出的高溫 的第一熱介質(zhì)，能提高加熱流路的加熱能力。其結(jié)果是，不需要使用輔助加熱 器等其它加熱裝置。
這樣，在圖l所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，能通過設(shè)置熱泵裝置 來提高其加熱流路的加熱能力，并能根據(jù)空伺單元10內(nèi)的溫度在實質(zhì)上連續(xù) 地對利用比例三通閥20分配給加熱流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)和分配給冷卻 流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率進行變更。
因此，在圖l所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，高溫的第一熱介質(zhì)能 始終供給到加熱流路和冷卻流路中，對于流過加熱流路的加熱器14和冷卻流 路的冷卻器16的作為溫度調(diào)整對象的氣流的微小負載變動而言，能通過利用 比例三通閥20對分配給加熱流路和冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率 快速進行微調(diào)而迅速地應(yīng)對，能提高響應(yīng)性。
其結(jié)果是，相對于設(shè)定溫度，能以士o. rc以下的精度對流過加熱流路的
加熱器14和冷卻流路的冷卻器16的作為溫度調(diào)整對象的氣流的溫度進行控 制，能使設(shè)置有圖1所示的溫度調(diào)整裝置的空間單元10的溫度變化小于無塵 室的溫度變化，能設(shè)置需要進行精密加工的工序。
另外，在圖l所示的溫度調(diào)整裝置中，如上所述，可提高加熱流路的加熱 能力，并且，在包括加熱流路和冷卻裝置在內(nèi)的流路中，從作為分配裝置的比 例三通閥20到分別流過冷卻器16和吸熱器32后的第一熱介質(zhì)在儲罐36中合 流為止的、包括加熱流路的流路和包括冷卻流路的流路各自以獨立流路的形式 設(shè)置。因此，即使在大幅度提高流過加熱器14和冷卻器16的作為溫度調(diào)整對 象的氣流的設(shè)定溫度時，通過利用比例三通閥20使分配給加熱流路的高溫的 第一熱介質(zhì)的分配比率大幅度高于分配給冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分 配比率，也能將作為溫度調(diào)整對象的氣流迅速地調(diào)整為規(guī)定溫度。
其結(jié)果是，例如，圖13所示的溫度調(diào)整裝置的溫度設(shè)定范圍為20 26'C 左右，而圖1所示的溫度調(diào)整裝置的溫度設(shè)定范圍則為18 35°C，可大幅度擴 大。另外，在圖l所示的溫度調(diào)整裝置中，可提高加熱流路的加熱能力，不需 要使用輔助加熱器等其它加熱裝置，因此，與圖14所示的設(shè)置有輔助加熱器 114的溫度調(diào)整裝置相比，能大幅度節(jié)省能量。
例如，在圖14所示的設(shè)置有輔助加熱器114的溫度調(diào)整裝置中，總的消 耗能量細分為壓縮機100占18%、輔助加熱器114占69%、風(fēng)扇112占13%。這 點上，圖1所示的溫度調(diào)整裝置能減少輔助加熱器114的消耗能量。
因此，在排量為20raVmin左右的水冷式空調(diào)機中應(yīng)用圖14所示的溫度調(diào) 整裝置的方式時，最大耗電量為11.7KW，但若應(yīng)用圖l所示的溫度調(diào)整裝置的 方式，則能使最大耗電量成為2.4KW左右。
上面說明的圖1所示的溫度調(diào)整裝置中，在朝冷凝器26供給冷卻水的配 管30上設(shè)置有作為制冷劑控制裝置的控制閥40。該控制閥40被控制成使壓縮 機18的排出壓力恒定。如圖2所示，該控制閥40設(shè)置有具有閥芯40b的棒狀 部，閥芯40b對設(shè)置在冷卻水的流路內(nèi)的閥部40a的開口部進行開閉。該棒狀 部被與其前端面抵接的彈簧40c朝著使閥芯40b開放閥部40a的開口部的方向 施力。另外，棒狀部的另一端面與受到從壓縮器18排出的第一熱介質(zhì)的壓力 的波紋管40d抵接，克服彈簧40c的作用力，朝著關(guān)閉閥部40a的開口部的方 向?qū)Π魻畈康拈y芯40b施力。
因此，當(dāng)壓縮機18的排出壓力成為彈簧40c的作用力以上時，閥芯40d 通過波紋管40d的作用而朝幵放閥部40a的開口部的方向移動，使供給到冷凝 器26中的冷卻水量增加，提高冷凝器26的冷卻能力。因此，壓縮機18的排 出壓力下降。
另一方面，當(dāng)壓縮機18的排出壓力成為彈簧40c的作用力以下時，閥芯 40d朝關(guān)閉閥部40a的開口部的方向移動，供給到冷凝器26中的冷卻水量減少， 冷凝器26的冷卻能力下降。因此，壓縮機18的排出壓力升高。
這樣，通過將壓縮機18的排出壓力保持恒定，能使對溫度進行精密調(diào)整 的裝置穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)。另外，能朝冷凝器26供給必要量以上的冷卻水量，并能 控制成使其不朝系統(tǒng)外排出。
然而，在大幅度提高流過加熱器14和冷卻器16的氣流的設(shè)定溫度時，第一控制部22a在使比例三通闊20的冷卻流路側(cè)的排出口的開度成為全閉狀態(tài) 或接近全閉狀態(tài)的狀態(tài)的同時，也使加熱流路側(cè)的排出口成為全開狀態(tài)或接近 全開狀態(tài)的狀態(tài)。
另外，在作為溫度調(diào)整對象的氣流的溫度為低溫時，供給到加熱流路的加
熱器14中的高溫的第一熱介質(zhì)在加熱器14中會被低溫的氣流冷凝，使壓縮機
18的排出壓力成為低于規(guī)定壓力的壓力，因此，控制閥40關(guān)閉，冷凝器26
不再得到冷卻水的供給。
這樣， 一旦冷凝器26不再得到冷卻水的供給，從冷凝器26朝熱泵裝置的
吸熱器32供給的冷卻水也不再供給。因此，吸熱器32成為停止開動狀態(tài)，熱
泵裝置不工作。
而且，在加熱器14中散熱、冷凝并在膨脹閥34中以隔熱的方式膨脹而冷 卻的第一熱介質(zhì)不與冷卻水進行熱交換，吸熱器32可能會凍結(jié)。
因此，像圖3所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置那樣，作為朝吸熱器32 供給冷卻水的供給裝置，在控制閥40的旁通配管42上設(shè)置控制閥44。當(dāng)比例 三通閥20的冷卻流路側(cè)的排出口的開度成為全閉狀態(tài)或接近全閉狀態(tài)的狀態(tài)、 加熱流路側(cè)的排出口成為全開狀態(tài)或接近全開狀態(tài)的狀態(tài)時，該控制閥44根 據(jù)來自第一控制部22a的信號而打開，強制性地將冷卻水提供給冷凝器26，使 吸熱器32成為開動狀態(tài)。
因此，即使像大幅度提高流過加熱器14和冷卻器16的氣流的設(shè)定溫度時 和流過加熱器14和冷卻器16的氣流處于低溫狀態(tài)時那樣，分配給冷卻流路側(cè) 的高溫的第一熱介質(zhì)的分配率成為零或其附近，也能將規(guī)定量的冷卻水提供給 吸熱器32，能防止吸熱器32凍結(jié)并使熱泵裝置發(fā)揮作用。
當(dāng)壓縮機18的排出壓力上升并達到規(guī)定壓力附近時，根據(jù)來自第一控制 部22a的信號將控制閥44關(guān)閉。之后，利用控制閥40對朝冷凝器26供給的 冷卻水的供給量進行控制，以使壓縮機18的排出側(cè)的壓力保持恒定。
在圖3所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，將吹向冷卻器16而被冷卻 后的氣流吹向加熱器14。這樣，通過最初將氣流吹向冷卻器16，能冷凝氣流 中的水分來進行除濕。
16另外，在圖3所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，在其構(gòu)成部件與圖l 所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置的構(gòu)成部件相同時，標注與圖1的構(gòu)成部件 相同的符號并省略了詳細的說明。
在圖1 圖3所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，使用冷卻水作為朝冷
凝器26和熱泵裝置的吸熱器32供給的第二熱介質(zhì)，但也可像圖4所示的那樣， 使用風(fēng)扇46產(chǎn)生的氣流作為朝冷凝器26和熱泵裝置的吸熱器32供給的第二 熱介質(zhì)。
在圖4所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，在加熱器14中散熱后的第 一熱介質(zhì)利用膨脹閥34以隔熱的方式膨脹而被進一步冷卻，然后提供給吸熱 器32，由風(fēng)扇46吹向冷凝器26而被加熱的氣流吹向吸熱器32。因此，在吸 熱器32中，在加熱器14中散熱、冷凝并以隔熱的方式膨脹而進一步冷卻的第 一熱介質(zhì)從氣流吸熱而升溫。
另外，在圖4所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，在其構(gòu)成部件與圖l 所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置的構(gòu)成部件相同時，標注與圖1的構(gòu)成部件 相同的符號并省略詳細說明。
另外，如圖5所示，可使用兩個作為雙通閥的閘閥38a、 38b來代替圖l 圖4所示的溫度調(diào)整裝置中使用的作為分配裝置的比例三通閥20。兩個閘閥 38a、 38b分別由第一控制部22a來控制。利用該第一控制部22a來調(diào)整閘閥 38a、 38b各自的開度，實質(zhì)上連續(xù)地調(diào)整將經(jīng)壓縮機18壓縮、加熱后的氣態(tài) 的高溫的第一熱介質(zhì)分配給加熱流路和冷卻流路的分配比率，將流過加熱器14 和冷卻器16的氣流控制成規(guī)定溫度。此時，調(diào)整閘閥38a、 38b的開度而連續(xù) 地按比例分配，以使分配給加熱器14側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的量和分配給冷 卻器16側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的量的總量與從壓縮機18排出的高溫的第一熱 介質(zhì)的量相等。
此時，如圖6所示，閘閥38a、 38b各自的閥開度與流量間的關(guān)系不是直 線形態(tài)。因此，第一控制部22a保持有圖6所示的閘閥38a、 38b各自的流量 特性數(shù)據(jù)，根據(jù)閘閥38a、 38b的各流量特性，從第一控制部22a朝各閘閥38a、 38b發(fā)送開度信號。此處，所謂"實質(zhì)上連續(xù)地調(diào)整分配給加熱流路和冷卻流路的分配比率" 或者"實質(zhì)上連續(xù)地調(diào)整分配比率"，是指包括通過分步控制驅(qū)動閘閥38a、 38b來調(diào)整加熱流路和冷卻流路的分配比率時閘閥38a、38b的開度微觀上被分 步驅(qū)動、調(diào)整但整體上被連續(xù)驅(qū)動、調(diào)整的情況。
在圖1 圖5所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，在利用加熱器14和 冷卻器16對作為溫度調(diào)整對象的氣流進行溫度調(diào)整中，例如在作為溫度調(diào)整 對象的氣流處于冷卻側(cè)時，在空氣溫度穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，如圖7A所示，利 用加熱器14對經(jīng)冷卻器16冷卻后的氣流加熱。在圖7A所示的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下， 有時在加熱器14中加熱的能量要比冷卻氣流所需的能量A大。這種情況下， 如圖7B所示，若能盡可能地減少冷卻器14和加熱器16的重復(fù)的能量，則能 實現(xiàn)省能量。
另一方面，在作為溫度調(diào)整對象的氣流處于加熱側(cè)時，在氣流的溫度穩(wěn)定 的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，如圖8A所示，將用加熱器14加熱后的空氣在冷卻器16中冷 卻。在圖8A所示的運轉(zhuǎn)狀態(tài)下，有時在冷卻器16中冷卻的能量要比加熱氣流 所需的能量B大。這種情況下，如圖8B所示，若能減少冷卻器16和加熱器14 的重復(fù)能量，則能實現(xiàn)節(jié)省能量。
但是，若為了使相互抵消的熱量成為零而對高溫的第一熱介質(zhì)朝加熱器 14和冷卻器16的供給進行通斷控制，則對溫度進行精密調(diào)整的裝置的運轉(zhuǎn)會 變得不穩(wěn)定，到氣流穩(wěn)定在規(guī)定溫度為止需要耗費時間。因此，為了能使對溫 度進行精密調(diào)整的裝置穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，在提供給加熱器14的加熱量和提供給冷卻 器16的冷卻量中，需要使相互抵消的熱量以最小限度存在。
另外，由于該必要的最小限度的相互抵消的熱量因?qū)囟冗M行精密調(diào)整的 裝置的不同而多少有些差異，因此較為理想的是通過實驗來求取。
這樣，為了能減少冷卻器16和加熱器14的重復(fù)能量，在圖9所示的對溫 度進行精密調(diào)整的裝置中，通過逆變器19，利用第二控制部22b來控制壓縮機 18的轉(zhuǎn)速，以使提供給加熱器14的加熱量和提供給冷卻器16的冷卻量中相互 抵消的熱量盡可能地減少。
另外，構(gòu)成圖9所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置的構(gòu)成部件中，與圖l
18所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置的構(gòu)成部件相同的部件標注與圖1的符號相 同的符號并省略詳細說明。
該第二控制部22b與控制比例三通閥20的第一控制部22a聯(lián)動， 一邊使 提供給加熱器14的加熱量和提供給冷卻器16的冷卻量中相互抵消的熱量盡可 能減少一邊進行氣流的精密溫度控制。
圖10的流程圖表示第一控制部22a對比例三通閥20的控制和第二控制部 22b對壓縮機18的轉(zhuǎn)速的控制。
在圖9所示的溫度調(diào)整裝置的試運轉(zhuǎn)中，針對氣流在冷卻側(cè)進行運轉(zhuǎn)時， 可以得知，作為提供給加熱器14的加熱量，將比例三通閥20朝加熱器14側(cè) 的高溫的第一熱介質(zhì)的分配率設(shè)定成5 15%(將比例三通閥20朝冷卻器16側(cè) 的高溫的第一熱介質(zhì)的分配率設(shè)定成95 85%)時對于穩(wěn)定運轉(zhuǎn)而言較為理想。
另一方面，針對氣流在加熱側(cè)進行運轉(zhuǎn)時，可以得知，作為提供給加熱器 14側(cè)的加熱量，將比例三通閥20朝加熱器14側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的分配率 設(shè)定成95 85%(將比例三通閥20朝冷卻器16側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的分配率 設(shè)定成5 15%)時對于穩(wěn)定運轉(zhuǎn)而言較為理想。
因此，在圖10的流程圖所示的控制中，針對氣流在冷卻側(cè)進行運轉(zhuǎn)時， 對壓縮機18的轉(zhuǎn)速進行控制，以使提供給加熱器14側(cè)的加熱量、具體是比例 三通閥20朝加熱器14側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的分配率成為5 15%，針對氣流 在加熱側(cè)進行運轉(zhuǎn)時，對壓縮機18的轉(zhuǎn)速進行控制，以實現(xiàn)95 85%的分配率。
在圖10所示的流程圖中，在步驟S10中啟動壓縮機18后，在步驟S12 中為了使氣流成為規(guī)定溫度，根據(jù)由設(shè)置在空間單元IO內(nèi)的溫度傳感器24測 定得到的溫度信號，連續(xù)地變更比例三通閥20分配給加熱器14側(cè)和冷卻器16 側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率，將被吸入空間單元10內(nèi)的氣流調(diào)整成規(guī) 定溫度。
在步驟S14中對該氣流是否達到并穩(wěn)定在規(guī)定溫度進行判斷，在氣流的溫 度未穩(wěn)定時，返回步驟S12,連續(xù)地變更比例三通閥20分配給加熱器14側(cè)和 冷卻器16側(cè)的高溫?zé)峤橘|(zhì)的分配比率。該步驟S12和步驟S14由第一控制部 22a來進行。另一方面，當(dāng)空間單元10內(nèi)的氣流達到并穩(wěn)定在規(guī)定溫度時，在步驟
S16 S22中對分配給加熱器14側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率是否處在規(guī) 定范圍內(nèi)進行判斷。該步驟S16 S22由第二控制部22b來進行。
另外，所謂圖IO所示的高溫的第一熱介質(zhì)的平均分配率，是指因分配給 加熱器14側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率存在偏差而對規(guī)定時間內(nèi)的第一 熱介質(zhì)的分配率取平均所得到的值，下面有時簡稱為第一熱介質(zhì)的平均分配 率。
首先，在步驟S16和步驟S18中，假定氣流處于冷卻側(cè)時，對朝加熱器 14側(cè)的第一熱介質(zhì)的平均分配率是否處在5 15%內(nèi)進行判斷。
此處，在朝加熱器14側(cè)的第一熱介質(zhì)的平均分配率處在5 15%內(nèi)時，氣 流處于冷卻側(cè)，且處在對溫度進行精密調(diào)整的裝置的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，因此， 經(jīng)過步驟S16從步驟S18返回步驟S16。
另一方面，在朝加熱器14側(cè)的第一熱介質(zhì)的平均分配率不到5%時，朝加 熱器14側(cè)的第一熱介質(zhì)的平均分配率過低，因此，對溫度進行精密調(diào)整的裝 置的運轉(zhuǎn)容易變得不穩(wěn)定。因此，為了增加朝加熱器14側(cè)的第一熱介質(zhì)的平 均分配率，從步驟S16轉(zhuǎn)移到步驟S24，增加壓縮機18的轉(zhuǎn)速。在步驟S24 中，從第二控制部22b朝逆變器18發(fā)送以最小變化量來增加逆變器18中設(shè)定 的壓縮機18的轉(zhuǎn)速的增加信號。通過以最小變化量來增加壓縮機18的轉(zhuǎn)速， 能使對溫度進行精密調(diào)整的裝置穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)。
另外，由于使壓縮機18的轉(zhuǎn)速產(chǎn)生變化的最小變化量因?qū)囟冗M行精密 調(diào)整的裝置的不同而存在差異，因此較為理想的是通過實驗來求取，但在壓縮 機18的轉(zhuǎn)速為2000 5000rpra時，較為理想的是將最小變化量設(shè)定在3 10°/0 的范圍內(nèi)。
另外，在朝加熱器14側(cè)的第一熱介質(zhì)的平均分配率超過15%時，經(jīng)過步 驟S16和步驟S18，判斷為氣流不處于冷卻側(cè)，朝步驟S20和步驟S22轉(zhuǎn)移。 在步驟S20和步驟S22中，當(dāng)假定氣流處于加熱側(cè)時，對朝加熱器14側(cè)的第 一熱介質(zhì)的平均分配率是否處在95 85°/。內(nèi)進行判斷。
此處，在朝加熱器14側(cè)的第一熱介質(zhì)的平均分配率處在85 95%內(nèi)時，氣流處于加熱側(cè)，且處在對溫度進行精密調(diào)整的裝置的運轉(zhuǎn)穩(wěn)定的范圍內(nèi)，因
此，經(jīng)過步驟S20從步驟S22返回步驟S16。
另一方面，在朝加熱器14側(cè)的第一熱介質(zhì)的平均分配率超過95%時，朝 加熱器14側(cè)的第一熱介質(zhì)的平均分配率過高，對溫度進行精密調(diào)整的裝置的 運轉(zhuǎn)容易變得不穩(wěn)定。因此，為了減少朝加熱器14側(cè)的第一熱介質(zhì)的平均分 配率，從步驟S20轉(zhuǎn)移到步驟S24，增加壓縮機18的轉(zhuǎn)速。在步驟S24中，從 第二控制部22b朝逆變器18發(fā)送以最小變化量來增加逆變器18中設(shè)定的壓縮 機18的轉(zhuǎn)速的增加信號。
另外，在朝加熱器14側(cè)的第一熱介質(zhì)的平均分配率不到85%時，在步驟 S22中，判斷為氣流既不處于加熱側(cè)也不處于冷卻側(cè)的狀態(tài)，即判斷為提供給 加熱器14的加熱量和提供給冷卻器44的冷卻量中相互抵消的熱量較多的狀 態(tài)。因此，朝步驟S26轉(zhuǎn)移，減小壓縮機18的轉(zhuǎn)速。在步驟S26中，從第二 控制部22b朝逆變器18發(fā)送以最小變化量來減小逆變器18中設(shè)定的壓縮機18 的轉(zhuǎn)速的下降信號。這是為了以最小變化量來減小壓縮機18的轉(zhuǎn)速，使氣流 轉(zhuǎn)為加熱側(cè)或冷卻側(cè)。
接著，經(jīng)過步驟S24或步驟S26轉(zhuǎn)移到步驟S28，對壓縮機18是否在運 轉(zhuǎn)進行判斷，若壓縮機18在運轉(zhuǎn)，則返回步驟S14。在步驟S14中，在步驟 S24或步驟S26中以最小變化量增加或減小了壓縮機18的轉(zhuǎn)速的狀態(tài)下，對空 間單元10內(nèi)的氣流是否達到并穩(wěn)定在規(guī)定溫度進行判斷?？臻g單元10內(nèi)的氣 流達到并穩(wěn)定在規(guī)定溫度時，通過步驟S16 S26再次對朝加熱器14側(cè)的第一 熱介質(zhì)的平均分配率是否處在規(guī)定范圍內(nèi)進行判斷。
另一方面，在步驟S14中，當(dāng)判斷為空間單元10內(nèi)的氣流的溫度未穩(wěn)定 時，返回步驟S12，連續(xù)地變更比例三通閥20分配給加熱器14側(cè)和冷卻器16 側(cè)的第一熱介質(zhì)的分配比率。在空間單元10內(nèi)的氣流達到并穩(wěn)定在規(guī)定溫度 后，朝步驟S16 S26轉(zhuǎn)移。
另外，在步驟S28中，壓縮機18未處在運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，停止第一控制部22a 和第二控制部22b的控制。
上面說明的圖IO所示的流程圖中，第一控制部22a針對朝加熱器14側(cè)的
21第一熱介質(zhì)的平均分配率進行控制，但也可針對朝冷卻器16側(cè)的第一熱介質(zhì) 的平均分配率進行控制。
在圖1 圖10所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，溫度調(diào)整對象是氣 流，但也可應(yīng)用于將機床等所使用的冷卻液作為溫度調(diào)整對象的對溫度進行精 密調(diào)整的裝置。圖11表示作為該溫度調(diào)整對象的冷卻液的對溫度進行精密調(diào) 整的裝置的一例。
在圖11所示的冷卻液的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，壓縮機50被逆變
器51控制成以規(guī)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)壓縮機50壓縮后的高溫的第一熱介質(zhì)由作為 分配裝置的比例三通閥52分配給加熱流路和冷卻流路。
該比例三通閥52按比例來分配經(jīng)壓縮機50壓縮后的高溫的第一熱介質(zhì)， 以使分配給加熱流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的量和分配給冷卻流路側(cè)的高溫 的第一熱介質(zhì)的量的總量與從壓縮機排出的高溫的第一熱介質(zhì)的量相等。該比 例三通閥52由第一控制部55a來控制，并如下所述，根據(jù)來自測定對溫度進 行精密調(diào)整的裝置出口處的冷卻液的溫度的溫度傳感器62的信號，連續(xù)地變 更分配給加熱流路和冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配率，將冷卻液調(diào)整成 規(guī)定溫度。
在分配得到從壓縮機50排出的高溫的第一熱介質(zhì)的一部分的冷卻流路 中，作為將分配得到的高溫的第一熱介質(zhì)冷卻的冷卻裝置，設(shè)置有冷凝高溫 的第一熱介質(zhì)的冷凝器56、使被冷凝器56冷凝后的第一熱介質(zhì)以隔熱的方式 膨脹而進一步冷卻的作為第一膨脹裝置的膨脹閥58、以及得到該經(jīng)冷卻后的第 一熱介質(zhì)供給的冷卻器60。儲藏在儲藏槽64內(nèi)的從用戶返回的作為溫度調(diào)整 對象的冷卻液利用泵66供給到該冷卻器60中而被冷卻。在冷卻器60中吸熱 而升溫的第一熱介質(zhì)返回儲罐71，朝壓縮機50供給。
另外，在加熱流路中，設(shè)置有得到高溫的第一熱介質(zhì)的供給的作為加熱裝 置的加熱器54。經(jīng)冷卻器60冷卻后的作為溫度調(diào)整對象的冷卻液供給到該加 熱器54中，并利用供給來的高溫的第一熱介質(zhì)調(diào)整成規(guī)定溫度后朝用戶輸送。
在該加熱流路和冷卻流路中設(shè)置有熱泵裝置的吸熱器68。在加熱器54中 散熱并冷凝后的第一熱介質(zhì)利用作為第二膨脹裝置的膨脹閥70以隔熱的方式膨脹而進一步冷卻后供給到該吸熱器68中，并且，在冷卻流路中設(shè)有的冷凝 器56中吸收高溫?zé)峤橘|(zhì)的熱量而升溫的作為第二熱介質(zhì)的冷卻水也供給到該
吸熱器68中，從升溫后的冷卻水吸熱后的第一熱介質(zhì)返回儲罐71，朝壓縮機 50供給。
在該圖11所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，在朝冷凝器56供給的作 為第二熱介質(zhì)的冷卻水的配管途中設(shè)置有作為冷卻介質(zhì)控制裝置的控制閥72， 該控制閥72對朝冷凝器56供給的冷卻水的供給量進行控制，以使壓縮機50 的排出側(cè)的壓力保持恒定。該控制閥72具有與圖2所示的控制闊40相同的構(gòu) 造，并進行控制，以使壓縮機50的排出壓力恒定。
也就是說，當(dāng)壓縮機50的排出壓力成為規(guī)定壓力以上時，控制閩72的設(shè) 置在冷卻流路內(nèi)的閥部的開口部的開度變大，朝冷凝器56供給的冷卻水量增 加，冷凝器56的冷卻能力提高。因此，壓縮機50的排出壓力下降。另一方面， 當(dāng)壓縮機50的排出壓力成為規(guī)定壓力以下時，控制闊72的設(shè)置在冷卻流路內(nèi) 的閥部的開口部的開度變小，朝冷凝器56供給的冷卻水量減少，冷凝器56的 冷卻能力下降。因此，壓縮機50的排出壓力升高。
這樣，通過將壓縮機50的排出壓力保持恒定，能使對溫度進行精密調(diào)整 的裝置穩(wěn)定地運轉(zhuǎn)。另外，能朝冷凝器56供給必要量以上的冷卻水量，并能 控制成使其不朝系統(tǒng)外排出。
然而，在大幅度提高冷卻液的設(shè)定溫度時，第一控制部55a在使比例三通 閥52的冷卻流路側(cè)的排出口成為全閉狀態(tài)或接近全閉狀態(tài)的狀態(tài)的同時，使 加熱流路惻的排出口成為全開狀態(tài)或接近全開狀態(tài)的狀態(tài)，將大部分高溫的第 一熱介質(zhì)分配給加熱流路側(cè)。
另外，在儲藏槽64的冷卻液處于低溫狀態(tài)時，供給到加熱流路的加熱器 54中的高溫的第一熱介質(zhì)在加熱器54中被低溫的冷卻液冷凝，壓縮機50的排 出壓力成為低于規(guī)定壓力的壓力，因此，控制闊72關(guān)閉，冷凝器56不再得到 冷卻水的供給。這樣， 一旦冷凝器56不再得到冷卻水的供給，從冷凝器56朝 熱泵裝置的吸熱器68供給的冷卻水也不再供給。因此，吸熱器68成為停止開 動狀態(tài)，熱泵裝置不工作。而且，在加熱器54中散熱、冷凝并在膨脹閥70中以隔熱的方式膨脹而進
一步冷卻的第一熱介質(zhì)不與冷卻水進行熱交換，吸熱器68可能會凍結(jié)。
這點上，在圖ll所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，作為朝吸熱器68 供給冷卻水的供給裝置，在控制閥72的旁通配管74上設(shè)置有控制閥76。當(dāng)比 例三通閥52的加熱流路側(cè)的排出口成為全開狀態(tài)或接近全開狀態(tài)的狀態(tài)(或者 冷卻流路側(cè)的排出口成為全閉狀態(tài)或接近全閉狀態(tài)的狀態(tài))時，該控制閥76根 據(jù)來自第一控制部55a的信號而打開，強制性地將冷卻水提供給冷凝器56，使 吸熱器68成為開動狀態(tài)。
因此，像大幅度提高冷卻液的設(shè)定溫度時那樣，即使分配給冷卻流路側(cè)的 高溫的第一熱介質(zhì)的分配率成為零或其附近，也能將規(guī)定量的冷卻水提供給吸 熱器68，能防止吸熱器68凍結(jié)并使熱泵裝置發(fā)揮作用。
當(dāng)壓縮機50的排出壓力上升并達到規(guī)定壓力附近時，根據(jù)來自第一控制 部55a的信號將控制閥76關(guān)閉。之后，利用控制閥72對朝冷凝器56供給的 冷卻水的供給量進行控制，以使壓縮機50的排出側(cè)的壓力保持恒定。
在圖11所示的冷卻液的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，也可像圖5所示 的那樣使用兩個作為雙通閥的閘閥38a、 38b來代替比例三通閥52。
另外，在圖ll所示的冷卻液的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，使用冷卻 水作為朝冷凝器56和熱泵裝置的吸熱器68供給的第二熱介質(zhì)，但也可像圖12 所示的那樣，使用風(fēng)扇78產(chǎn)生的氣流作為朝冷凝器56和熱泵裝置的吸熱器68 供給的第二熱卻介質(zhì)。在圖12所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，在加熱 器54中散熱后的第一熱介質(zhì)利用作為第二膨脹裝置的膨脹閥70以隔熱的方式 膨脹而被進一步冷卻，然后提供給吸熱器68，由風(fēng)扇78吹向冷凝器56而被加 熱的氣流吹向吸熱器68。因此，在吸熱器68中，在加熱器54中散熱、冷凝并 在膨脹閥70中以隔熱的方式膨脹而冷卻的第一熱介質(zhì)能從氣流吸熱。
另外，在圖12所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，在其構(gòu)成部件與圖 ll所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置的構(gòu)成部件相同時，標注與圖11的構(gòu)成 部件相同的符號并省略詳細說明。
在上面說明的圖11和圖12所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中也可與圖
249所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置一樣，設(shè)置第二控制部，通過控制壓縮機
50的逆變器51來控制壓縮機50的轉(zhuǎn)速，以能減少冷卻器60和加熱器54的重 復(fù)能量。這種情況下，第二控制部與第一控制部55a聯(lián)動，根據(jù)圖10所示的 流程圖， 一邊使提供給加熱器54的加熱量和提供給冷卻器60的冷卻量中相互 抵消的熱量盡可能減少一邊進行作為溫度調(diào)整對象的冷卻液的精密溫度控制。
另外，圖1 圖12所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中使用的加熱器14、 54、冷卻器16、 60、冷凝器26、 56、吸熱器32、 68可使用具有溫差的兩種流 體以對流或并流的形式流動的公知的熱交換器。例如，可理想地使用雙重管式、 翅片管式或者板式的熱交換器等。
特別地，在朝冷凝器26、 56供給冷卻水作為第二熱介質(zhì)時，由于其使用 溫度處在容易產(chǎn)生水銹的溫度帶內(nèi)，因此可理想地使用較難產(chǎn)生堵塞、不同溫 度的流體在雙重管的內(nèi)管和外管中流動來進行熱交換的雙重管式熱交換器。
另一方面，作為要求熱效率的吸熱器32、 68，可理想地使用在層疊多片 板狀翅片的層疊體上插通多個傳熱管的板式熱交換器。
另外，在圖1 圖12所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，作為朝冷凝 器26、 56和吸熱器32、 68供給的第二熱介質(zhì)是冷卻水或氣流，但也可朝冷凝 器26、 56和吸熱器32、 68中的一方供給冷卻水并朝另一方供給氣流。
另外，在圖1 圖12所示的對溫度進行精密調(diào)整的裝置中，為了回收在 冷凝器26、 56中從高溫的第一熱介質(zhì)除去的熱量的一部分，使第二熱介質(zhì)經(jīng) 由冷凝器26、 56而朝吸熱器32、 68供給。但是，根據(jù)第二熱介質(zhì)的流速等的 不同，有時幾乎無法將其回收。這種情況下，也可分別朝冷凝器26、 56和吸 熱器32、 68單獨地供給第二熱介質(zhì)。具體而言，既可分別朝冷凝器26、 56和 吸熱器32、 68單獨地供給冷卻水，也可分別針對冷凝器26、 56和吸熱器32、 68單獨地設(shè)置冷卻風(fēng)扇并朝冷凝器26、 56和吸熱器32、 68分別供給氣流。
另外，能在本發(fā)明中應(yīng)用的作為溫度調(diào)整對象的流體和第二熱介質(zhì)不局限 于空氣或水，也可以是油和氣液混合體。
權(quán)利要求
1.一種對溫度進行精密調(diào)整的裝置，設(shè)置有使經(jīng)壓縮機壓縮而被加熱后的高溫的第一熱介質(zhì)的一部分朝加熱裝置供給的加熱流路；以及使所述高溫的第一熱介質(zhì)的剩余部分經(jīng)冷凝裝置冷卻后在第一膨脹裝置中以隔熱的方式膨脹而進一步冷卻、然后朝冷卻裝置供給的冷卻流路，使所述高溫的第一熱介質(zhì)分配給加熱流路和冷卻流路，由此將流過所述加熱裝置和冷卻裝置的作為溫度調(diào)整對象的流體調(diào)整成規(guī)定溫度，并使分別流過所述加熱流路和冷卻流路后的第一熱介質(zhì)再次朝壓縮機供給，所述對溫度進行精密調(diào)整的裝置的特征在于，設(shè)置有分配裝置，該分配裝置將從所述壓縮機排出的高溫的第一熱介質(zhì)的一部分分配給所述加熱流路側(cè)，并將所述高溫的第一熱介質(zhì)的剩余部分分配給冷卻流路側(cè)，并且，能變更分配給所述加熱流路和冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率；具有吸熱裝置的熱泵裝置，所述吸熱裝置使在所述加熱裝置中釋放熱量而被冷卻后在第二膨脹裝置中以隔熱的方式膨脹而被進一步冷卻的第一熱介質(zhì)從作為外部熱源的第二熱介質(zhì)吸熱，以使所述加熱流路的加熱能力提高；以及第一控制部，該第一控制部控制所述分配裝置，對分配給所述加熱流路和冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率進行調(diào)整，從而將流過所述加熱裝置和冷卻裝置的作為溫度調(diào)整對象的流體控制成規(guī)定溫度。
2. 如權(quán)利要求l所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置，其特征在于，被 供給到冷卻流路的冷凝裝置中來冷卻高溫的第一熱介質(zhì)的冷卻介質(zhì)和朝熱 泵裝置的吸熱裝置供給的第二熱介質(zhì)是同一熱介質(zhì)，在被供給到所述冷凝 裝置中后朝所述吸熱裝置供給。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置，其特征在于，第二熱介質(zhì)是在未經(jīng)加熱或冷卻的情況下從外部供給來的第二熱介質(zhì)。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置，其特征在于，設(shè)置有控制壓縮機的轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速控制裝置，并設(shè)置有第二控制 部，該第二控制部通過所述轉(zhuǎn)速控制裝置來變更壓縮機的轉(zhuǎn)速，以使被第 一控制部控制的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率成為能減少由加熱裝置提供 給作為溫度調(diào)整對象的流體的加熱量和由冷卻裝置提供給作為溫度調(diào)整對 象的流體的冷卻量中相互抵消的熱量的分配比率。
5. 如權(quán)利要求4所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置，其特征在于，第 二控制部通過轉(zhuǎn)速控制裝置來控制壓縮機的轉(zhuǎn)速，以便作為溫度調(diào)整對象 的流體溫度處于被加熱的加熱側(cè)時，使高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率處在高溫的第一熱介質(zhì)的95 85%被分配給加熱裝置而剩余的高溫的第一熱介 質(zhì)的5 15%被分配給冷卻裝置的范圍內(nèi)，另一方面，所述作為溫度調(diào)整對 象的流體處于被冷卻的冷卻側(cè)時，使高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率處在高 溫的第一熱介質(zhì)的95 85%被分配給冷卻裝置而剩余的高溫的第一熱介質(zhì) 的5 15%被分配給加熱裝置的范圍內(nèi)。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置，其特征在于， 轉(zhuǎn)速控制裝置是逆變器。
7. 如權(quán)利要求1至6中任一項所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置，其 特征在于，在使分別流過加熱流路和冷卻流路后的第一熱介質(zhì)在合流后再 次朝壓縮機供給的第一熱介質(zhì)的流路中，從分配裝置到所述第一熱介質(zhì)合 流為止的包括所述加熱流路的流路和包括冷卻流路的流路分別以獨立流路 的形式設(shè)置。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置，其 特征在于，在冷卻裝置和熱泵裝置中被吸收了熱量的第一熱介質(zhì)經(jīng)由儲罐 而再次朝壓縮機供給。
9. 如權(quán)利要求1至8中任一項所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置，其 特征在于，分配裝置是實質(zhì)上能連續(xù)變更分配給加熱流路和冷卻流路的高 溫的第一熱介質(zhì)的分配比率的分配裝置。
10. 如權(quán)利要求1至9中任一項所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置， 其特征在于，分配裝置是比例三通閥，該比例三通閥按比例分配所述高溫的第一熱介質(zhì)，以使分配給加熱流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)和分配給冷卻 流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的總量與從壓縮機排出的高溫的第一熱介質(zhì)的 量相等。
11. 如權(quán)利要求1至9中任一項所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置， 其特征在于，分配裝置是分別設(shè)置在使高溫的第一熱介質(zhì)朝加熱流路側(cè)和冷卻流路 側(cè)分岔的分岔配管上的雙通閥，第一控制部也是如下的第一控制部，該第一控制部對所述雙通閥的各 個開度進行調(diào)整，以對分配給所述加熱流路和冷卻流路的高溫的第一熱介 質(zhì)的分配比率進行調(diào)整，將流過加熱裝置和冷卻裝置的作為溫度調(diào)整對象 的流體控制成規(guī)定溫度，并使分配給所述加熱流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì) 和分配給冷卻流路側(cè)的高溫的第一熱介質(zhì)的總量與從壓縮機排出的高溫的 第一熱介質(zhì)的量相等。
12. 如權(quán)利要求1至11中任一項所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置， 其特征在于，朝冷卻流路的冷凝裝置供給的冷卻介質(zhì)是液狀介質(zhì)，設(shè)置有 制冷劑控制裝置，該制冷劑控制裝置對朝所述冷凝裝置供給的所述液狀介 質(zhì)的供給量進行控制，以使壓縮機的排出側(cè)的壓力保持恒定。
13. 如權(quán)利要求1至12中任一項所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置，其特征在于，作為溫度調(diào)整對象的流體是氣流，所述冷卻裝置和加熱裝置 被配設(shè)成使吹向冷卻裝置而降低了濕度后的氣流吹向加熱裝置。
14. 如權(quán)利要求1至13中任一項所述的對溫度進行精密調(diào)整的裝置， 其特征在于，作為溫度調(diào)整對象的流體是氣流，所述加熱裝置和冷卻裝置 被配設(shè)成使吹向加熱裝置而升溫后的氣流吹向冷卻裝置。
全文摘要
一種溫度調(diào)整裝置，能解決以往的溫度調(diào)整裝置中存在的對作為溫度調(diào)整對象的流體的加熱能力不足、需要輔助電加熱器等輔助加熱裝置的問題，其特征是設(shè)置有比例三通閥(20)，其使從壓縮機(18)排出的高溫的第一熱介質(zhì)的一部分朝加熱器(14)供給，并使供給到冷卻流路中的高溫的第一熱介質(zhì)的剩余部分在冷卻后以隔熱的方式膨脹而進一步冷卻、然后朝冷卻器(16)供給，以對流過加熱流路的加熱器(14)和冷卻流路的冷卻器(16)的作為溫度調(diào)整對象的流體進行溫度調(diào)整；熱泵裝置的吸熱器(32)，其使在加熱器(14)中冷卻后以隔熱的方式膨脹而進一步冷卻的第一熱介質(zhì)從由外部供給來的冷卻水吸熱，以提高加熱流路的加熱能力；儲罐(36)，其使分別流過冷卻器(16)和吸熱器(32)后的第一熱介質(zhì)在合流后再次朝壓縮機(18)供給；第一控制部(22a)，其控制比例三通閥(20)，以連續(xù)地變更分配給加熱流路和冷卻流路的高溫的第一熱介質(zhì)的分配比率，將作為溫度調(diào)整對象的流體調(diào)整成規(guī)定溫度。
文檔編號F25B29/00GK101558270SQ20078004648
公開日2009年10月14日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月27日
發(fā)明者吉岡萬壽男, 小林正一 申請人:奧利安機械股份有限公司