特開 2021-77086 温度制御システム、及び統合温度制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-77086(P2021-77086A)

(43)【公開日】2021年5月20日

(54)【発明の名称】温度制御システム、及び統合温度制御システム

(51)【国際特許分類】

   G05D 23/00 20060101AFI20210423BHJP

【ＦＩ】

   G05D23/00 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】35

(21)【出願番号】特願2019-203219(P2019-203219)

(22)【出願日】2019年11月8日

(71)【出願人】

【識別番号】000106760

【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(71)【出願人】

【識別番号】503164502

【氏名又は名称】荏原冷熱システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 彰浩

(72)【発明者】

【氏名】国保 典男

(72)【発明者】

【氏名】纐纈 雅之

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 功宏

(72)【発明者】

【氏名】中澤 敏治

(72)【発明者】

【氏名】高梨 圭介

(72)【発明者】

【氏名】福住 幸大

【テーマコード（参考）】

5H323

【Ｆターム（参考）】

5H323AA05

5H323BB04

5H323BB12

5H323CA08

5H323CB22

5H323CB41

5H323DB13

5H323DB15

(57)【要約】

【課題】高価な熱媒体の使用量を減少させることができ、且つ制御対象の温度を制御する応答性を向上させる。
【解決手段】温度制御システム（６００）であって、第１，第２，第３熱媒体がそれぞれ循環する第１，第２，第３循環回路（１１０，２０，１３０）を備え、第１循環回路は、液体状態の第１熱媒体を膨張させて霧化させる第１膨張部（１１１）と、第１温度の第１熱媒体が流通する第１流通部（１１４）と、気体状態の第１熱媒体を圧縮する第１圧縮部（１１２）と、第１熱媒体を凝縮させて第１膨張部へ供給する第１凝縮部（１１３）とを備え、第２循環回路は、第２熱媒体の温度を第１温度よりも高い第２温度に調整して供給する第２調整装置（２１）と第２流通部（１２４）とを備え、第３循環回路は、第１流通部と第３流通部（１３３）とで交換する熱量、及び第２流通部と第４流通部（１３４）とで交換する熱量を調整する調整部（１３５）と、を備えている。
【選択図】 図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御対象の温度を制御する温度制御システムであって、
第１熱媒体が循環する第１循環回路と、
前記第１循環回路から独立しており、第２熱媒体が循環する第２循環回路と、
前記第１循環回路及び前記第２循環回路から独立しており、前記第１熱媒体及び前記第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する第３循環回路と、を備え、
前記第１循環回路は、
液体状態の前記第１熱媒体を膨張させて霧化させる第１膨張部と、
前記第１熱媒体が流通する第１流通部と、
前記第１膨張部により霧化された第１温度の前記第１熱媒体を、前記第１流通部まで流通させる第１往路と、
気体状態の前記第１熱媒体を圧縮する第１圧縮部と、
前記第１流通部を流通して気化した前記第１熱媒体を、前記第１圧縮部まで流通させる第１復路と、
前記第１圧縮部により圧縮された気体状態の前記第１熱媒体を凝縮させて前記第１膨張部へ供給する第１凝縮部と、
を備え、
前記第２循環回路は、
前記第１温度よりも高い第２温度の前記第２熱媒体を供給する第２調整装置と、
前記第２熱媒体が流通する第２流通部と、
前記第２調整装置から供給された前記第２熱媒体を、前記第２流通部まで流通させる第２往路と、
前記第２流通部を流通した前記第２熱媒体を、前記第２調整装置まで流通させる第２復路と、を備え、
前記第３循環回路は、
前記第３熱媒体が流通し、前記第１流通部と熱交換する第３流通部と、
前記第３熱媒体が流通し、前記第２流通部と熱交換する第４流通部と、
前記第３流通部及び前記第４流通部から、前記制御対象と熱交換する熱交換部まで前記第３熱媒体を流通させる第３往路と、
前記熱交換部から前記第３流通部及び前記第４流通部まで前記第３熱媒体を流通させる第３復路と、を備え、前記第３熱媒体を貯留するタンクを備えておらず、
前記温度制御システムは、前記第１流通部と前記第３流通部とで交換する熱量、及び前記第２流通部と前記第４流通部とで交換する熱量を調整する調整部を備えている、温度制御システム。

【請求項2】

前記調整部は、前記第１圧縮部の駆動状態を制御する駆動制御部を含む、請求項１に記載の温度制御システム。

【請求項3】

前記第１循環回路は、前記第１圧縮部をバイパスして前記第１復路から前記第１凝縮部へ前記気化した前記第１熱媒体を流通させるバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉する開閉弁とを含み、
前記駆動制御部は、前記開閉弁が開かれた場合に、前記第１圧縮部を停止させる、請求項２に記載の温度制御システム。

【請求項4】

前記第１循環回路は、前記第１圧縮部と前記第１凝縮部との間を前記第１往路に接続して、前記第１圧縮部により圧縮された気体状態の前記第１熱媒体を前記第１往路に流通させる接続流路と、前記接続流路を開閉する開閉弁とを含む、請求項１〜３のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項5】

前記第２調整装置は、
液体状態の前記第２熱媒体を膨張させ霧化させて前記第２往路へ供給する第２膨張部と、
前記第２流通部を流通して気化した前記第２熱媒体が前記第２復路を介して供給され、気体状態の前記第２熱媒体を圧縮する第２圧縮部と、
前記第２圧縮部により圧縮された気体状態の前記第２熱媒体を凝縮させて前記第２膨張部へ供給する第２凝縮部と、を備えている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項6】

前記第２調整装置は、
気体状態の前記第２熱媒体を圧縮して前記第２往路へ供給する第２圧縮部と、
前記第２流通部を流通して液化した前記第２熱媒体が前記第２復路を介して供給され、液体状態の前記第２熱媒体を膨張させ霧化させる第２膨張部と、
前記第２膨張部により霧化された前記第２熱媒体を蒸発させて前記第２圧縮部へ供給する蒸発部と、を備えている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項7】

前記第１凝縮部は、第１水温の冷却水と前記第１熱媒体とで熱交換させて前記第１熱媒体を凝縮させ、
前記蒸発部は、前記第１水温よりも高い第２水温の冷却水と前記第２熱媒体とで熱交換させて前記第２熱媒体を蒸発させる、請求項６に記載の温度制御システム。

【請求項8】

前記第２水温の冷却水は、前記第１水温の冷却水が所定部材の冷却に使用されることで加熱された冷却水である、請求項７に記載の温度制御システム。

【請求項9】

前記第１凝縮部は、冷却水と前記第１熱媒体とで熱交換させて前記第１熱媒体を凝縮させ、
前記蒸発部は、冷却水と前記第２熱媒体とで熱交換させて前記第２熱媒体を蒸発させ、
前記第１凝縮部に供給される前記冷却水を、前記蒸発部を流通した前記冷却水により冷却するプレクーラと、
前記蒸発部に供給される前記冷却水を、前記第１凝縮部を流通した前記冷却水により加熱するプレヒータと、を備える、請求項６に記載の温度制御システム。

【請求項10】

前記第２調整装置は、発熱量を制御可能なヒータを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項11】

前記第１循環回路は、
前記第１熱媒体が流通し、第３温度において第１蓄熱材の状態変化に基づいて熱エネルギを蓄える第１蓄熱部を備え、
前記第１往路は、前記第１膨張部により霧化された前記第１熱媒体を、前記第１流通部及び前記第１蓄熱部まで流通させ、
前記第１復路は、前記第１流通部及び前記第１蓄熱部を流通して気化した前記第１熱媒体を、前記第１圧縮部まで流通させ、
前記第２循環回路は、
前記第２熱媒体が流通し、前記第３温度よりも高い第４温度において第２蓄熱材の状態変化に基づいて熱エネルギを蓄える第２蓄熱部を備え、
前記第２往路は、前記第２調整装置から供給された前記第２熱媒体を、前記第２流通部及び前記第２蓄熱部まで流通させ、
前記第２復路は、前記第２流通部及び前記第２蓄熱部を流通した前記第２熱媒体を、前記第２調整装置まで流通させる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項12】

前記調整部は、
前記第１往路に設けられ、前記第１膨張部により霧化された前記第１熱媒体を、前記第１流通部と前記第１蓄熱部とに分配する比率を変更する第１分配弁と、
前記第２往路に設けられ、前記第２調整装置から供給された前記第２熱媒体を、前記第２流通部と前記第２蓄熱部とに分配する比率を変更する第２分配弁と、を含む、請求項１１に記載の温度制御システム。

【請求項13】

前記第１分配弁及び前記第２分配弁を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記第１膨張部により霧化された前記第１熱媒体を前記第１分配弁により前記第１流通部に流通させる場合に、前記第２調整装置から供給された前記第２熱媒体を前記第２分配弁により前記第２蓄熱部に流通させ、前記第２調整装置から供給された前記第２熱媒体を前記第２分配弁により前記第２流通部に流通させる場合に、前記第１膨張部により霧化された前記第１熱媒体を前記第１分配弁により前記第１蓄熱部に流通させる、請求項１２に記載の温度制御システム。

【請求項14】

前記調整部は、
前記第３復路に設けられ、前記熱交換部から前記第３流通部まで流通する前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第４流通部まで流通する前記第３熱媒体との比率を変更する第３分配弁を含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項15】

前記調整部は、
前記第３復路に設けられ、前記熱交換部から前記第３流通部まで流通する前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第４流通部まで流通する前記第３熱媒体との比率を変更する第３分配弁を含み、
前記第１分配弁、前記第２分配弁、及び前記第３分配弁を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記熱交換部から前記第３流通部まで前記第３分配弁により前記第３熱媒体を流通させない場合に、前記第１膨張部により霧化された前記第１熱媒体を前記第１分配弁により前記第１蓄熱部に流通させ、前記熱交換部から前記第４流通部まで前記第３分配弁により前記第３熱媒体を流通させない場合に、前記第２調整装置から供給された前記第２熱媒体を前記第２分配弁により前記第２蓄熱部に流通させる、請求項１２又は１３に記載の温度制御システム。

【請求項16】

前記第３復路は、
前記熱交換部から前記第１蓄熱部を介して前記第３流通部まで前記第３熱媒体を流通させる第１仲介復路と、
前記熱交換部から前記第２蓄熱部を介して前記第４流通部まで前記第３熱媒体を流通させる第２仲介復路と、を含む、請求項１５に記載の温度制御システム。

【請求項17】

前記調整部は、
前記第３復路に設けられ、前記熱交換部から前記第３流通部まで流通する前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第３流通部及び前記第４流通部を介さず前記熱交換部まで戻る前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第４流通部まで流通する前記第３熱媒体との比率を変更する第４分配弁を含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項18】

制御対象の温度を制御する温度制御システムであって、
第１熱媒体が循環する第１循環回路と、
前記制御対象を加熱し、発熱量を制御可能なヒータと、
前記第１循環回路から独立しており、前記第１熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する第３循環回路と、を備え、
前記第１循環回路は、
液体状態の前記第１熱媒体を膨張させて霧化させる第１膨張部と、
前記第１熱媒体が流通する第１流通部と、
前記第１膨張部により霧化された第１温度の前記第１熱媒体を、前記第１流通部まで流通させる第１往路と、
気体状態の前記第１熱媒体を圧縮する第１圧縮部と、
前記第１流通部を流通して気化した前記第１熱媒体を、前記第１圧縮部まで流通させる第１復路と、
前記第１圧縮部により圧縮された気体状態の前記第１熱媒体を凝縮させて前記第１膨張部へ供給する第１凝縮部と、
を備え、
前記第３循環回路は、
前記第３熱媒体が流通し、前記第１流通部と熱交換する第３流通部と、
前記第３流通部から、前記制御対象と熱交換する熱交換部まで前記第３熱媒体を流通させる第３往路と、
前記熱交換部から前記第３流通部まで前記第３熱媒体を流通させる第３復路と、を備え、前記第３熱媒体を貯留するタンクを備えておらず、
前記温度制御システムは、前記第１流通部と前記第３流通部とで交換する熱量、及び前記ヒータの発熱量を調整する調整部を備えている、温度制御システム。

【請求項19】

請求項１〜１８のいずれか１項に記載の温度制御システムを複数備え、
前記第１膨張部、前記第１圧縮部、及び前記第１凝縮部は、複数の前記温度制御システムに対して１組設けられている、統合温度制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御対象の温度を制御する温度制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、温度制御対象との間で熱交換を行う熱交換器と、冷却手段と熱交換流体の貯留タンクとを有する冷却側循環回路と、加熱手段と熱交換流体の貯留タンクとを有する加熱側循環回路と、熱交換器に対して冷却側循環回路と加熱側循環回路とを切り換えて接続する切替弁と、を備え、熱交換器に熱交換流体を循環供給する温度調整システムがある（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−１３４３２４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、特許文献１に記載の温度調整システム（温度制御システム）では、熱交換器と冷却側循環回路と加熱側循環回路とに、共通の熱交換流体（熱媒体）を循環させている。このため、熱交換器に循環供給する熱交換流体の量が多くなり、熱交換流体の温度を速やかに変化させることができない。したがって、特許文献１に記載の温度調整システムは、温度制御対象（制御対象）の温度を制御する応答性を向上させる上で、改善の余地がある。また、低温から高温まで広い温度範囲で使用可能な熱交換流体は、高価であることが多く、高価な熱交換流体の使用量を減少させることが望ましい。

【0005】

本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、高価な熱媒体の使用量を減少させることができ、且つ制御対象の温度を制御する応答性を向上させることのできる温度制御システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための第１の手段は、
制御対象の温度を制御する温度制御システムであって、
第１熱媒体が循環する第１循環回路と、
前記第１循環回路から独立しており、第２熱媒体が循環する第２循環回路と、
前記第１循環回路及び前記第２循環回路から独立しており、前記第１熱媒体及び前記第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する第３循環回路と、を備え、
前記第１循環回路は、
液体状態の前記第１熱媒体を膨張させて霧化させる第１膨張部と、
前記第１熱媒体が流通する第１流通部と、
前記第１膨張部により霧化された第１温度の前記第１熱媒体を、前記第１流通部まで流通させる第１往路と、
気体状態の前記第１熱媒体を圧縮する第１圧縮部と、
前記第１流通部を流通して気化した前記第１熱媒体を、前記第１圧縮部まで流通させる第１復路と、
前記第１圧縮部により圧縮された気体状態の前記第１熱媒体を凝縮させて前記第１膨張部へ供給する第１凝縮部と、
を備え、
前記第２循環回路は、
前記第１温度よりも高い第２温度の前記第２熱媒体を供給する第２調整装置と、
前記第２熱媒体が流通する第２流通部と、
前記第２調整装置から供給された前記第２熱媒体を、前記第２流通部まで流通させる第２往路と、
前記第２流通部を流通した前記第２熱媒体を、前記第２調整装置まで流通させる第２復路と、を備え、
前記第３循環回路は、
前記第３熱媒体が流通し、前記第１流通部と熱交換する第３流通部と、
前記第３熱媒体が流通し、前記第２流通部と熱交換する第４流通部と、
前記第３流通部及び前記第４流通部から、前記制御対象と熱交換する熱交換部まで前記第３熱媒体を流通させる第３往路と、
前記熱交換部から前記第３流通部及び前記第４流通部まで前記第３熱媒体を流通させる第３復路と、を備え、前記第３熱媒体を貯留するタンクを備えておらず、
前記温度制御システムは、前記第１流通部と前記第３流通部とで交換する熱量、及び前記第２流通部と前記第４流通部とで交換する熱量を調整する調整部を備えている。

【0007】

上記構成によれば、温度制御システムは、制御対象の温度を制御する。温度制御システムは、第１熱媒体が循環する第１循環回路と、第１循環回路から独立しており、第２熱媒体が循環する第２循環回路と、第３循環回路とを備えている。第３循環回路は、第１循環回路及び第２循環回路から独立しており、第１熱媒体及び第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する。このため、第３熱媒体が高価であったとしても、第３循環回路にのみ第３熱媒体を循環させて、第３熱媒体の使用量を減少させることができる。しかも、第３循環回路は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。このため、第３循環回路を循環する第３熱媒体の量を、さらに減少させることができる。

【0008】

第１循環回路は、液体状態の第１熱媒体を膨張させ霧化させる第１膨張部と、第１熱媒体が流通する第１流通部と、第１膨張部により霧化された第１温度の第１熱媒体を、第１流通部まで流通させる第１往路と、を備えている。このため、膨張させられて霧化された第１温度の第１熱媒体を、第１往路を介して第１流通部まで流通させることができる。そして、第１流通部を蒸発器として機能させて、第１流通部で第１熱媒体を蒸発させることにより、第１流通部に熱エネルギを供給する（詳しくは第１流通部を冷却する）ことができる。また、第１循環回路は、気体状態の第１熱媒体を圧縮する第１圧縮部と、第１流通部を流通して気化した第１熱媒体を、第１圧縮部まで流通させる第１復路と、第１圧縮部により圧縮された気体状態の第１熱媒体を凝縮させて第１膨張部へ供給する第１凝縮部と、を備えている。このため、第１流通部を流通して気化した第１熱媒体を凝縮させて、液体状態の第１熱媒体を第１膨張部へ供給することができる。ここで、第３熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が狭い第１熱媒体を使用しているため、第１熱媒体として安価な熱媒体を使用することができる。

【0009】

第２循環回路は、第２調整装置を備えている。第２調整装置は、第１温度よりも高い第２温度の第２熱媒体を供給する。このため、熱交換に使用する第２温度の第２熱媒体を供給することができる。第２循環回路は、第２熱媒体が流通する第２流通部と、第２調整装置から供給された第２熱媒体を、第２流通部まで流通させる第２往路と、第２流通部を流通した第２熱媒体を、第２調整装置まで流通させる第２復路と、を備えている。このため、第２熱媒体を介して、第２流通部まで熱エネルギを供給することができる。ここで、第３熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が狭い第２熱媒体を使用しているため、第２熱媒体として安価な熱媒体を使用することができる。

【0010】

第３循環回路は、第３熱媒体が流通し、第１流通部と熱交換する第３流通部と、第３熱媒体が流通し、第２流通部と熱交換する第４流通部と、を備えている。このため、第１流通部まで供給された熱エネルギを、第１流通部と第３流通部との熱交換を通じて第３流通部に供給することができる。同様に、第２流通部まで供給された熱エネルギを、第２流通部と第４流通部との熱交換を通じて第４流通部に供給することができる。

【0011】

第３循環回路は、第３流通部及び第４流通部から、制御対象と熱交換する熱交換部まで第３熱媒体を流通させる第３往路と、熱交換部から第３流通部及び第４流通部まで第３熱媒体を流通させる第３復路と、を備えている。このため、第３熱媒体を介して、制御対象と熱交換する熱交換部まで熱エネルギを供給することができる。温度制御システムは、第１流通部と第３流通部とで交換する熱量、及び第２流通部と第４流通部とで交換する熱量を調整する調整部を備えている。このため、調整部により、第３流通部及び第４流通部に供給する熱エネルギを調整することができ、第３熱媒体を介して熱交換部に供給する熱エネルギ、ひいては制御対象の温度を制御することができる。ここで、上記のように、第３循環回路を循環する第３熱媒体の量を減少させることができる。したがって、第３熱媒体の温度を速やかに変化させることができ、制御対象の温度を制御する応答性を向上させることができる。

【0012】

第２調整装置が第２熱媒体の温度を第２温度に調整して供給する必要がある場合は、一般に第２調整装置は第１循環回路と同等の構成を有するユニットを内部に備える。そして、そのユニットで用いる熱媒体と第２熱媒体とで熱交換して、第２熱媒体の温度を第２温度に調整する。その場合、第２循環回路では、霧化、圧縮、及び凝縮が行われる熱媒体と第２熱媒体とで熱交換する構成と、第２流通部の第２熱媒体と第４流通部の第３熱媒体とで熱交換する構成とが必要になる。これに対して、第１循環回路では、霧化、圧縮、及び凝縮が行われる熱媒体と第１流通部まで流通させる熱媒体とが共通の第１熱媒体であり、霧化、圧縮、及び凝縮が行われる熱媒体と第１熱媒体とで熱交換する構成が必要ない。このため、上記の場合の第２循環回路と比較して、第１循環回路の構成を簡潔にすることができる。さらに、第１流通部と第３流通部とが熱交換する際には、第１熱媒体の潜熱を利用することができるため、熱交換の効率を向上させることができる。

【0013】

第２の手段では、前記調整部は、前記第１圧縮部の駆動状態を制御する駆動制御部を含む。

【0014】

上記構成によれば、第１圧縮部の駆動状態が駆動制御部により制御される。このため、第１圧縮部により気体状態の第１熱媒体を圧縮する度合、ひいては第１流通部に供給する熱エネルギの量を制御することができる。したがって、第１流通部へ流通させる第１熱媒体の流量を制御しなくても、第１流通部と第３流通部とで交換する熱量を調整することができ、制御対象の温度を制御することができる。

【0015】

第３の手段では、前記第１循環回路は、前記第１圧縮部をバイパスして前記第１復路から前記第１凝縮部へ前記気化した前記第１熱媒体を流通させるバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉する開閉弁とを含み、前記駆動制御部は、前記開閉弁が開かれた場合に、前記第１圧縮部を停止させる。

【0016】

上記構成によれば、開閉弁を閉じることにより、気化した第１熱媒体を、バイパス流路へ流通させず、第１復路により第１圧縮部へ流通させることができる。一方、開閉弁を開くことにより、バイパス流路によって第１圧縮部をバイパスして、第１復路から第１凝縮部へ気化した第１熱媒体を流通させることができる。そして、駆動制御部は、開閉弁が開かれた場合に、第１圧縮部を停止させる。このため、第１流通部へ供給する必要のある熱エネルギが少ない場合に、第１圧縮部を停止させて温度制御システムの消費エネルギを減少させることができる。

【0017】

第１圧縮部は、気体状態の第１熱媒体を圧縮するため、液体状態の第１熱媒体を圧縮すると破損するおそれがある。第１流通部と第３流通部とで交換する熱量が少ない場合は、第１流通部を流通した第１熱媒体が充分に蒸発せず、液体状態の第１熱媒体が第１圧縮部へ供給されるおそれがある。

【0018】

この点、第４の手段では、前記第１循環回路は、前記第１圧縮部と前記第１凝縮部との間を前記第１往路に接続して、前記第１圧縮部により圧縮された気体状態の前記第１熱媒体を前記第１往路に流通させる接続流路と、前記接続流路を開閉する開閉弁とを含む。こうした構成によれば、開閉弁を開くことにより、第１圧縮部により圧縮されて温度が上昇した気体状態の第１熱媒体を、接続流路によって第１往路に流通させることができる。このため、第１流通部と第３流通部とで交換する熱量が少ない場合であっても、第１流通部を流通した第１熱媒体を充分に蒸発させることができ、液体状態の第１熱媒体が第１圧縮部へ供給されることを抑制することができる。

【0019】

第５の手段では、前記第２調整装置は、液体状態の前記第２熱媒体を膨張させ霧化させて前記第２往路へ供給する第２膨張部と、前記第２流通部を流通して気化した前記第２熱媒体が前記第２復路を介して供給され、気体状態の前記第２熱媒体を圧縮する第２圧縮部と、前記第２圧縮部により圧縮された気体状態の前記第２熱媒体を凝縮させて前記第２膨張部へ供給する第２凝縮部と、を備えている。

【0020】

上記構成によれば、第１の手段の第１循環回路と同様に、第２循環回路では、霧化、圧縮、及び凝縮が行われる熱媒体と第２流通部まで流通させる熱媒体とが共通の第２熱媒体であり、霧化、圧縮、及び凝縮が行われる熱媒体と第２熱媒体とで熱交換する構成が必要ない。このため、第２循環回路の構成を簡潔にすることができる。さらに、第２流通部と第４流通部とが熱交換する際には、第２熱媒体の潜熱を利用することができるため、熱交換の効率を向上させることができる。

【0021】

第６の手段では、前記第２調整装置は、気体状態の前記第２熱媒体を圧縮して前記第２往路へ供給する第２圧縮部と、前記第２流通部を流通して液化した前記第２熱媒体が前記第２復路を介して供給され、液体状態の前記第２熱媒体を膨張させ霧化させる第２膨張部と、前記第２膨張部により霧化された前記第２熱媒体を蒸発させて前記第２圧縮部へ供給する蒸発部と、を備えている。

【0022】

第２調整装置は、気体状態の第２熱媒体を圧縮して第２往路へ供給する第２圧縮部を備えている。このため、気体状態の第２熱媒体を、第２往路を介して第２流通部まで流通させることができる。そして、第２流通部を凝縮器として機能させて、第２流通部で第２熱媒体を凝縮させることにより、第２流通部に熱エネルギを供給する（詳しくは第２流通部を加熱する）ことができる。また、第２調整装置は、第２流通部を流通して液化した第２熱媒体が第２復路を介して供給され、液体状態の第２熱媒体を膨張させ霧化させる第２膨張部と、第２膨張部により霧化された第２熱媒体を蒸発させて第２圧縮部へ供給する蒸発部と、を備えている。このため、第２流通部を流通して液化した第２熱媒体を蒸発させて、気体状態の第２熱媒体を第２圧縮部へ供給することができる。

【0023】

この場合、第２循環回路では、圧縮、霧化、及び気化が行われる熱媒体と第２流通部まで流通させる熱媒体とが共通の第２熱媒体であり、圧縮、霧化、及び気化が行われる熱媒体と第２熱媒体とで熱交換する構成が必要ない。したがって、第２循環回路の構成を簡潔にすることができる。さらに、第２流通部と第４流通部とが熱交換する際には、第２熱媒体の潜熱を利用することができるため、熱交換の効率を向上させることができる。

【0024】

一般に工場等では、冷却水を利用可能であり、複数の温度の冷却水を利用可能な場合もある。

【0025】

この点、第７の手段では、前記第１凝縮部は、第１水温の冷却水と前記第１熱媒体とで熱交換させて前記第１熱媒体を凝縮させ、前記蒸発部は、前記第１水温よりも高い第２水温の冷却水と前記第２熱媒体とで熱交換させて前記第２熱媒体を蒸発させる。こうした構成によれば、複数の温度の冷却水を利用可能な場合に、第１水温の冷却水を第１凝縮部に利用し、第１水温よりも高い第２水温の冷却水を蒸発部に利用することができる。したがって、複数の温度の冷却水を有効に利用することにより、温度制御システムの消費エネルギを減少させることができる。

【0026】

第８の手段では、前記第２水温の冷却水は、前記第１水温の冷却水が所定部材の冷却に使用されることで加熱された冷却水である。

【0027】

上記構成によれば、所定部材の冷却に使用されることで第１水温から第２水温まで上昇した冷却水を、第２水温の冷却水として有効に利用することができる。このため、工場等において第１水温の冷却水のみが供給されている場合であっても、第２水温の冷却水を温度制御システムに供給することができる。

【0028】

第９の手段では、前記第１凝縮部は、冷却水と前記第１熱媒体とで熱交換させて前記第１熱媒体を凝縮させ、前記蒸発部は、冷却水と前記第２熱媒体とで熱交換させて前記第２熱媒体を蒸発させ、前記第１凝縮部に供給される前記冷却水を、前記蒸発部を流通した前記冷却水により冷却するプレクーラと、前記蒸発部に供給される前記冷却水を、前記第１凝縮部を流通した前記冷却水により加熱するプレヒータと、を備える。

【0029】

上記構成によれば、第１凝縮部は、冷却水と第１熱媒体とで熱交換させて第１熱媒体を凝縮させるため、第１凝縮部では温度の低い冷却水が要求され、第１凝縮部を流通する前後で冷却水の温度が上昇する。蒸発部は、冷却水と第２熱媒体とで熱交換させて第２熱媒体を蒸発させるため、蒸発部では温度の高い冷却水が要求され、蒸発部を流通する前後で冷却水の温度が下降する。

【0030】

ここで、温度制御システムは、第１凝縮部に供給される冷却水を、蒸発部を流通した冷却水により冷却するプレクーラを備えている。このため、蒸発部を流通して温度が下降した冷却水を、第１凝縮部に供給される冷却水を冷却するために有効利用することができる。また、温度制御システムは、蒸発部に供給される冷却水を、第１凝縮部を流通した冷却水により加熱するプレヒータを備えている。このため、第１凝縮部を流通して温度が上昇した冷却水を、蒸発部に供給される冷却水を加熱するために有効利用することができる。したがって、温度制御システムの消費エネルギを減少させることができる。

【0031】

第１０の手段では、前記第２調整装置は、発熱量を制御可能なヒータを含む。

【0032】

上記構成によれば、第２調整装置は、発熱量を制御可能なヒータを含むため、第２熱媒体の温度を第２温度に調整して供給することができる。この場合、第２循環回路では、ヒータにより加熱される熱媒体と第２流通部まで流通させる熱媒体とを共通の第２熱媒体にすることができるため、圧縮、霧化、及び気化が行われる熱媒体と第２熱媒体とで熱交換する構成が必要ない。したがって、第２循環回路の構成を簡潔にすることができる。

【0033】

第１１の手段では、前記第１循環回路は、
前記第１熱媒体が流通し、第３温度において第１蓄熱材の状態変化に基づいて熱エネルギを蓄える第１蓄熱部を備え、
前記第１往路は、前記第１膨張部により霧化された前記第１熱媒体を、前記第１流通部及び前記第１蓄熱部まで流通させ、
前記第１復路は、前記第１流通部及び前記第１蓄熱部を流通して気化した前記第１熱媒体を、前記第１圧縮部まで流通させ、
前記第２循環回路は、
前記第２熱媒体が流通し、前記第３温度よりも高い第４温度において第２蓄熱材の状態変化に基づいて熱エネルギを蓄える第２蓄熱部を備え、
前記第２往路は、前記第２調整装置から供給された前記第２熱媒体を、前記第２流通部及び前記第２蓄熱部まで流通させ、
前記第２復路は、前記第２流通部及び前記第２蓄熱部を流通した前記第２熱媒体を、前記第２調整装置まで流通させる。

【0034】

上記構成によれば、第１蓄熱部と、第１膨張部により霧化された第１熱媒体を、第１流通部及び第１蓄熱部まで流通させる第１往路と、第１流通部及び第１蓄熱部を流通して気化した第１熱媒体を、第１圧縮部まで流通させる第１復路と、を備えている。このため、第１熱媒体を介して、第１流通部及び第１蓄熱部まで熱エネルギを供給することができる。第１蓄熱部は、第１熱媒体が流通し、第３温度において第１蓄熱材の状態変化に基づいて熱エネルギを蓄える。このため、制御対象の温度を変化させる時等に備えて、第１蓄熱部に熱エネルギを蓄えておくことができる。また、第２循環回路では、第２調整装置が第１温度よりも高い第２温度の第２熱媒体を供給し、第１循環回路に準じた作用効果を奏することができる。

【0035】

そして、調整部により、第３流通部及び第４流通部に供給する熱エネルギを調整する際に、第１蓄熱部及び第２蓄熱部に蓄えておいた熱エネルギも使用することができる。このため、第３流通部及び第４流通部に供給する熱エネルギを増加させることができ、第３熱媒体の温度を速やかに変化させることができる。したがって、制御対象の温度を制御する応答性をさらに向上させることができる。

【0036】

第１２の手段では、前記調整部は、前記第１往路に設けられ、前記第１膨張部により霧化された前記第１熱媒体を、前記第１流通部と前記第１蓄熱部とに分配する比率を変更する第１分配弁と、前記第２往路に設けられ、前記第２調整装置から供給された前記第２熱媒体を、前記第２流通部と前記第２蓄熱部とに分配する比率を変更する第２分配弁と、を含む。

【0037】

上記構成によれば、第１往路には、第１膨張部により霧化された第１熱媒体を、第１流通部と第１蓄熱部とに分配する比率を変更する第１分配弁が設けられている。このため、第１膨張部から、第１流通部に供給する熱エネルギと、第１蓄熱部に供給する熱エネルギとの比率を、第１分配弁により変更することができる。したがって、第１流通部と第３流通部との熱交換に使用する熱エネルギと、第１蓄熱部に蓄える熱エネルギとの比率を変更することができる。同様に、第２流通部と第４流通部との熱交換に使用する熱エネルギと、第２蓄熱部に蓄える熱エネルギとの比率を変更することができる。

【0038】

第１３の手段では、前記第１分配弁及び前記第２分配弁を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記第１膨張部により霧化された前記第１熱媒体を前記第１分配弁により前記第１流通部に流通させる場合に、前記第２調整装置から供給された前記第２熱媒体を前記第２分配弁により前記第２蓄熱部に流通させ、前記第２調整装置から供給された前記第２熱媒体を前記第２分配弁により前記第２流通部に流通させる場合に、前記第１膨張部により霧化された前記第１熱媒体を前記第１分配弁により前記第１蓄熱部に流通させる。

【0039】

上記構成によれば、温度制御システムは、第１分配弁及び第２分配弁を制御する制御部を備えている。そして、制御部は、第１膨張部により霧化された第１熱媒体を第１分配弁により第１流通部に流通させる場合に、第２調整装置から供給された第２熱媒体を第２分配弁により第２蓄熱部に流通させる。このため、第１膨張部により霧化された第１熱媒体を第１流通部に流通させる場合、すなわち第２流通部と第４流通部とで熱交換を行う必要が小さい場合に、第２蓄熱部に熱エネルギを蓄えることができる。一方、第２調整装置から供給された第２熱媒体を第２流通部に流通させる場合、すなわち第１流通部と第３流通部とで熱交換を行う必要が小さい場合に、第１蓄熱部に熱エネルギを蓄えることができる。

【0040】

第１４の手段では、前記調整部は、前記第３復路に設けられ、前記熱交換部から前記第３流通部まで流通する前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第４流通部まで流通する前記第３熱媒体との比率を変更する第３分配弁を含む。

【0041】

上記構成によれば、第３復路には、熱交換部から第３流通部まで流通する第３熱媒体と、熱交換部から第４流通部まで流通する第３熱媒体との比率を変更する第３分配弁が設けられている。このため、第３流通部が第１流通部から受け取る熱エネルギと、第４流通部が第２流通部から受け取る熱エネルギとの比率を、第３分配弁により変更することができる。さらに、例えば熱交換部から第４流通部にのみ第３熱媒体を流通させることにより、第３流通部に第３熱媒体が流通することによる第１流通部と第３流通部との熱交換を抑制することができる。なお、第３流通部に第３熱媒体が流通する場合は、第１流通部に第１熱媒体が流通していなくても、第１流通部に残留する熱エネルギが第３流通部に供給されるおそれがある。この点、上記構成によれば、制御対象の温度を制御する応答性をさらに向上させることができる。

【0042】

第１５の手段では、前記調整部は、前記第３復路に設けられ、前記熱交換部から前記第３流通部まで流通する前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第４流通部まで流通する前記第３熱媒体との比率を変更する第３分配弁を含み、前記第１分配弁、前記第２分配弁、及び前記第３分配弁を制御する制御部を備え、前記制御部は、前記熱交換部から前記第３流通部まで前記第３分配弁により前記第３熱媒体を流通させない場合に、前記第１膨張部により霧化された前記第１熱媒体を前記第１分配弁により前記第１蓄熱部に流通させ、前記熱交換部から前記第４流通部まで前記第３分配弁により前記第３熱媒体を流通させない場合に、前記第２調整装置から供給された前記第２熱媒体を前記第２分配弁により前記第２蓄熱部に流通させる。

【0043】

上記構成によれば、温度制御システムは、第１分配弁、第２分配弁、及び第３分配弁を制御する制御部を備えている。そして、制御部は、熱交換部から第３流通部まで第３分配弁により第３熱媒体を流通させない場合に、第１膨張部により霧化された第１熱媒体を第１分配弁により第１蓄熱部に流通させる。このため、熱交換部から第３流通部まで第３熱媒体を流通させない場合、すなわち第１流通部と第３流通部とで熱交換を行う必要がない場合に、第１蓄熱部に熱エネルギを蓄えることができる。一方、熱交換部から第４流通部まで第３熱媒体を流通させない場合、すなわち第２流通部と第４流通部とで熱交換を行う必要がない場合に、第２蓄熱部に熱エネルギを蓄えることができる。

【0044】

第１６の手段では、前記第３復路は、前記熱交換部から前記第１蓄熱部を介して前記第３流通部まで前記第３熱媒体を流通させる第１仲介復路と、前記熱交換部から前記第２蓄熱部を介して前記第４流通部まで前記第３熱媒体を流通させる第２仲介復路と、を含む。

【0045】

上記構成によれば、第３復路は、熱交換部から第１蓄熱部を介して第３流通部まで第３熱媒体を流通させる第１仲介復路を含んでいる。このため、熱交換部から第３流通部まで第３熱媒体を流通させる場合に、第１蓄熱部から第３熱媒体へ熱エネルギを直接供給することができる。同様に、熱交換部から第４流通部まで第３熱媒体を流通させる場合に、第２蓄熱部から第３熱媒体へ熱エネルギを直接供給することができる。したがって、制御対象の温度を制御する応答性をさらに向上させることができる。

【0046】

第１７の手段では、前記調整部は、前記第３復路に設けられ、前記熱交換部から前記第３流通部まで流通する前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第３流通部及び前記第４流通部を介さず前記熱交換部まで戻る前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第４流通部まで流通する前記第３熱媒体との比率を変更する第４分配弁を含む。

【0047】

上記構成によれば、第３復路には、熱交換部から第３流通部まで流通する第３熱媒体と、熱交換部から第３流通部及び第４流通部を介さず熱交換部まで戻る第３熱媒体と、熱交換部から第４流通部まで流通する第３熱媒体との比率を変更する第３分配弁が設けられている。このため、第３流通部が第１流通部から受け取る熱エネルギと、熱交換部に戻す熱エネルギと、第４流通部が第２流通部から受け取る熱エネルギとの比率を、第４分配弁により変更することができる。さらに、熱交換部から第３流通部及び第４流通部まで第３熱媒体を流通させず、熱交換部から流出した第３熱媒体を熱交換部にそのまま戻す状態を実現することができる。

【0048】

第１８の手段は、
制御対象の温度を制御する温度制御システムであって、
第１熱媒体が循環する第１循環回路と、
前記制御対象を加熱し、発熱量を制御可能なヒータと、
前記第１循環回路から独立しており、前記第１熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する第３循環回路と、を備え、
前記第１循環回路は、
液体状態の前記第１熱媒体を膨張させて霧化させる第１膨張部と、
前記第１熱媒体が流通する第１流通部と、
前記第１膨張部により霧化された第１温度の前記第１熱媒体を、前記第１流通部まで流通させる第１往路と、
気体状態の前記第１熱媒体を圧縮する第１圧縮部と、
前記第１流通部を流通して気化した前記第１熱媒体を、前記第１圧縮部まで流通させる第１復路と、
前記第１圧縮部により圧縮された気体状態の前記第１熱媒体を凝縮させて前記第１膨張部へ供給する第１凝縮部と、
を備え、
前記第３循環回路は、
前記第３熱媒体が流通し、前記第１流通部と熱交換する第３流通部と、
前記第３流通部から、前記制御対象と熱交換する熱交換部まで前記第３熱媒体を流通させる第３往路と、
前記熱交換部から前記第３流通部まで前記第３熱媒体を流通させる第３復路と、を備え、前記第３熱媒体を貯留するタンクを備えておらず、
前記温度制御システムは、前記第１流通部と前記第３流通部とで交換する熱量、及び前記ヒータの発熱量を調整する調整部を備えている。

【0049】

上記構成によれば、第３循環回路は、第１循環回路から独立しており、第１熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する。このため、第３熱媒体が高価であったとしても、第３循環回路にのみ第３熱媒体を循環させて、第３熱媒体の使用量を減少させることができる。しかも、第３循環回路は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。このため、第３循環回路を循環する第３熱媒体の量を、さらに減少させることができる。

【0050】

第１循環回路は、第１の手段と同様の作用効果を奏する。そして、第３熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が狭い第１熱媒体を使用しているため、第１熱媒体として安価な熱媒体を使用することができる。ヒータは、制御対象を加熱し、発熱量を制御可能である。このため、熱媒体を用いずに、制御対象を直接加熱することができる。

【0051】

温度制御システムは、第１流通部と第３流通部とで交換する熱量、及びヒータの発熱量を調整する調整部を備えている。このため、調整部により、第３流通部に供給する熱エネルギ、及び制御対象に直接供給する熱エネルギを調整することができ、制御対象の温度を制御することができる。ここで、上記のように、第３循環回路を循環する第３熱媒体の量を減少させることができる。したがって、第３熱媒体の温度を速やかに変化させることができ、制御対象の温度を制御する応答性を向上させることができる。

【0052】

第１９の手段は、統合温度制御システムであって、第１〜第１８のいずれか１つの温度制御システムを複数備え、前記第１膨張部、前記第１圧縮部、及び前記第１凝縮部は、複数の前記温度制御システムに対して１組設けられている。こうした構成によれば、霧化された第１温度の第１熱媒体を供給するための第１膨張部、第１圧縮部、及び第１凝縮部を、複数の温度制御システムにおいて１組にまとめることができる。このため、複数の温度制御システムを備える統合温度制御システムの構成を簡潔にすることができる。

【0053】

ここで、温度制御システムは、第１流通部と第３流通部とで交換する熱量を調整部により調整して、制御対象の温度を制御する。このため、第１膨張部は霧化された一定の第１温度の第１熱媒体を供給すればよく、制御対象の目標温度の変化に応じて第１熱媒体の温度を変化させる必要がない。したがって、複数の温度制御システムに対して１組の第１膨張部、第１圧縮部、及び第１凝縮部が設けられた構成であっても、各温度制御システムの制御対象の温度を制御することができる。なお、制御対象の温度に代えて、制御対象の温度に相関する物理量を制御してもよい。

【図面の簡単な説明】

【0054】

【図1】第１実施形態の温度制御システムの模式図。

【図2】第１循環回路及び第２循環回路の変更例の模式図。

【図3】第２実施形態の温度制御システムの模式図。

【図4】第３実施形態の温度制御システムの模式図。

【図5】水路の変更例の模式図。

【図6】水路の他の変更例の模式図。

【図7】第４実施形態の温度制御システムの模式図。

【図8】第５実施形態の温度制御システムの模式図。

【図9】第６実施形態の温度制御システムの模式図。

【図10】第７実施形態の温度制御システムの模式図。

【図11】第８実施形態の統合温度制御システムの模式図。

【発明を実施するための形態】

【0055】

（第１実施形態）
以下、半導体製造装置の下部電極（制御対象）の温度を制御する温度制御システムに具現化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0056】

図１に示すように、温度制御システム２００は、第１循環回路１１０、第２循環回路１２０、第３循環回路１３０、及び制御部８０等を備えている。

【0057】

第１循環回路１１０は、第１熱媒体が循環する回路である。第１熱媒体は、例えばハイドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）系や、ハイドロフルオロオレフィン（ＨＦＯ）系の冷媒である。第２循環回路１２０は、第１循環回路１１０から独立しており、第２熱媒体が循環する回路である。第２熱媒体は、例えば第１熱媒体と同一の冷媒である。第１熱媒体及び第２熱媒体は、比較的安価である。

【0058】

第３循環回路１３０は、第１循環回路１１０及び第２循環回路１２０から独立しており、第３熱媒体が循環する回路である。第３熱媒体は、例えばフッ素系の不活性液体である。第３熱媒体の使用可能な下限温度は、第１熱媒体及び第２熱媒体の使用可能な下限温度よりも低い。第３熱媒体の使用可能な上限温度は、第１熱媒体及び第２熱媒体の使用可能な上限温度よりも高い。すなわち、第３熱媒体の使用可能な温度は範囲は、第１熱媒体及び第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも広い。このため、第３熱媒体は、第１熱媒体及び第２熱媒体よりも高価である。

【0059】

第１循環回路１１０は、第１膨張部１１１、第１圧縮機１１２、第１凝縮器１１３、第１ファン１１５、第１流通部１１４等を備えている。

【0060】

第１膨張部１１１は、液体状態の第１熱媒体を膨張させて霧化させる膨張弁又はキャピラリである。第１膨張部１１１と第１流通部１１４とが、流路１１７によって接続されている。流路１１７（第１往路）は、第１膨張部１１１により霧化された第１温度の第１熱媒体を、第１流通部１１４まで流通させる。

【0061】

第１流通部１１４は、熱交換器１３１の内部に設けられており、第１熱媒体が流通する。第１流通部１１４は、霧化された第１熱媒体を蒸発させる蒸発器として機能する。第１流通部１１４と第１圧縮機１１２とが、流路１１８によって接続されている。流路１１８（第１復路）は、第１流通部１１４を流通して気化した第１熱媒体を、第１圧縮機１１２まで流通させる。

【0062】

第１圧縮機１１２（第１圧縮部）は、気体状態の第１熱媒体を圧縮する。第１圧縮機１１２により第１熱媒体が圧縮されて、第１熱媒体の温度が上昇する。第１圧縮機１１２と第１凝縮器１１３とが、流路１１６によって接続されている。

【0063】

第１凝縮器１１３（第１凝縮部）は、第１圧縮機１１２により圧縮された気体状態の第１熱媒体を凝縮させて、上記第１膨張部１１１へ供給する。このとき、第１ファン１１５は、第１凝縮器１１３を流通する第１熱媒体を空冷する。第１凝縮器１１３と上記第１膨張部１１１とが、流路１１９によって接続されている。

【0064】

第２循環回路１２０は、第２膨張部１２１、第２圧縮機１２２、第２凝縮器１２３、第２ファン１２５、第２流通部１２４等を備えている。

【0065】

第２膨張部１２１は、液体状態の第２熱媒体を膨張させて霧化させる膨張弁又はキャピラリである。第２膨張部１２１と第２流通部１２４とが、流路１２７によって接続されている。流路１２７（第２往路）は、第２膨張部１２１により霧化された上記第１温度よりも高い第２温度の第２熱媒体を、第２流通部１２４まで流通させる。

【0066】

第２流通部１２４は、熱交換器１３２の内部に設けられており、第２熱媒体が流通する。第２流通部１２４は、霧化された第２熱媒体を蒸発させる蒸発器として機能する。第２流通部１２４と第２圧縮機１２２とが、流路１２８によって接続されている。流路１２８（第２復路）は、第２流通部１２４を流通して気化した第２熱媒体を、第２圧縮機１２２まで流通させる。

【0067】

第２圧縮機１２２（第２圧縮部）は、気体状態の第２熱媒体を圧縮する。第２圧縮機１２２により第２熱媒体が圧縮されて、第２熱媒体の温度が上昇する。第２圧縮機１２２と第２凝縮器１２３とが、流路１２６によって接続されている。

【0068】

第２凝縮器１２３（第２凝縮部）は、第２圧縮機１２２により圧縮された気体状態の第２熱媒体を凝縮させて、上記第２膨張部１２１へ供給する。このとき、第２ファン１２５は、第２凝縮器１２３を流通する第２熱媒体を空冷する。なお、第２ファン１２５による第２熱媒体の冷却度合を、第１ファン１１５による第１熱媒体の冷却度合よりも小さくしてもよい。第２凝縮器１２３と上記第２膨張部１２１とが、流路１２９によって接続されている。

【0069】

第３循環回路１３０は、第３流通部１３３、第４流通部１３４、第３分配弁１３５、第１逆止弁１３６、第２逆止弁１３７、ポンプ３２等を備えている。

【0070】

第３流通部１３３は、熱交換器１３１の内部に設けられており、第３熱媒体が流通する。第３流通部１３３は、第１流通部１１４と一体化されており、第１流通部１１４と熱交換する。

【0071】

第３流通部１３３には、流路１３３ａが接続されている。流路１３３ａには、第１逆止弁１３６が設けられている。第１逆止弁１３６は、第３流通部１３３から合流点Ｐ１への第３熱媒体の流通を許容し、合流点Ｐ１から第３流通部１３３への第３熱媒体の流通を禁止する。

【0072】

第４流通部１３４には、流路１３４ａが接続されている。流路１３４ａには、第２逆止弁１３７が設けられている。第２逆止弁１３７は、第４流通部１３４から合流点Ｐ１への第３熱媒体の流通を許容し、合流点Ｐ１から第４流通部１３４への第３熱媒体の流通を禁止する。流路１３３ａ及び流路１３４ａは、合流点Ｐ１において流路１３５ａに接続されている。

【0073】

半導体製造装置９０は、上部電極９１及び下部電極９２を備え、上部電極９１と下部電極９２との間にプラズマＰを発生させる。下部電極９２の上には、ウエハー等のワークＷが載置される。温度センサ９４は、下部電極９２の温度を検出する。下部電極９２は、熱交換器９３と一体化されている。熱交換器９３と下部電極９２とで熱交換する。

【0074】

流路１３５ａは、熱交換器９３の流入ポートに接続されている。熱交換器９３（熱交換部）は、第３熱媒体が流通する。熱交換器９３の流出ポートには、流路１３５ｂが接続されている。流路１３５ｂには、ポンプ３２が設けられている。流路１３５ｂは、第３分配弁１３５のコモンポートに接続されている。ポンプ３２は、流路１３５ｂにおいて、熱交換器９３側から第３熱媒体を吸入し、第３分配弁１３５側（第３流通部１３３側、第４流通部１３４側）へ吐出する。

【0075】

第３分配弁１３５（調整部）は、コモンポート、Ａポート、及びＢポートを備える３方弁である。Ｂポートには、流路１３５ｃが接続されている。Ａポートには、流路１３５ｄが接続されている。流路１３５ｃは、熱交換器１３１の第３流通部１３３に接続されている。流路１３５ｄは、熱交換器１３２の第４流通部１３４に接続されている。

【0076】

第３分配弁１３５は、流路１３５ｂから、流路１３５ｃへ流れる第３熱媒体の流量と、流路１３５ｄへ流れる第３熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。すなわち、第３分配弁１３５は、熱交換器９３から第３流通部１３３まで流通する第３熱媒体と、熱交換器９３から第４流通部１３４まで流通する第３熱媒体との比率を変更する。第３分配弁１３５は、流路１３５ｂから流路１３５ｃへ第３熱媒体が１００％流れる状態と、流路１３５ｂから流路１３５ｄへ第３熱媒体が１００％流れる状態との間で連続的に状態を変更する。第３分配弁１３５では、ポンプ３２から供給された第３熱媒体を、熱交換器１３１の第３流通部１３３と熱交換器１３２の第４流通部１３４とに分配する比率にかかわらず、第３熱媒体の圧力損失が一定である。

【0077】

第３分配弁１３５の分配比率にかかわらず、ポンプ３２の負荷が変化しないため、ポンプ３２は一定の駆動状態で駆動される。これにより、ポンプ３２は、第３循環回路１３０に第３熱媒体を循環させる。第３循環回路１３０は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。なお、流路１３３ａ、流路１３４ａ、及び流路１３５ａによって、第３往路が構成されている。流路１３５ｂ、流路１３５ｃ、及び流路１３５ｄによって、第３復路が構成されている。

【0078】

制御部８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータである。制御部８０は、温度センサ９４の検出結果を入力する。制御部８０は、下部電極９２の温度を設定温度に制御する。設定温度（目標温度）は、半導体製造装置９０での工程に応じて、９０℃、０℃、−２０℃等に変更される。プラズマＰから下部電極９２へ熱が流入するため、プラズマＰの発生時には下部電極９２の温度は１２０℃程度まで上昇することがある。これに伴って、熱交換器９３から流出する第３熱媒体の温度も１２０℃近くまで上昇することがある。

【0079】

制御部８０（駆動制御部）は、第１圧縮機１１２及び第２圧縮機１２２の駆動状態を制御する。制御部８０は、第１圧縮機１１２による第１熱媒体の圧縮度合が、第２圧縮機１２２による第２熱媒体の圧縮度合よりも大きくなるように制御する。制御部８０は、下部電極９２の設定温度及び温度センサ９４の検出結果に基づいて、第３分配弁１３５の分配比率を制御する。これにより、第３流通部１３３に流通する第３熱媒体の流量、ひいては第１流通部１１４と第３流通部１３３とで交換する熱量が調整される。また、第４流通部１３４に流通する第３熱媒体の流量、ひいては第２流通部１２４と第４流通部１３４とで交換する熱量が調整される。

【0080】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0081】

・第３循環回路３０は、第１循環回路１１０及び第２循環回路１２０から独立しており、第１熱媒体及び第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する。このため、第３熱媒体が高価であったとしても、第３循環回路３０にのみ第３熱媒体を循環させて、第３熱媒体の使用量を減少させることができる。しかも、第３循環回路３０は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。このため、第３循環回路３０を循環する第３熱媒体の量を、さらに減少させることができる。

【0082】

・第１循環回路１１０及び第２循環回路１２０では、第３熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が狭い第１熱媒体及び第２熱媒体をそれぞれ使用しているため、第１熱媒体及び第２熱媒体として安価な熱媒体を使用することができる。

【0083】

・第１循環回路１１０は、液体状態の第１熱媒体を膨張させ霧化させる第１膨張部１１１と、第１熱媒体が流通する第１流通部１１４と、第１膨張部１１１により霧化された第１温度の第１熱媒体を、第１流通部１１４まで流通させる流路１１７と、を備えている。このため、膨張させられて霧化された第１温度の第１熱媒体を、流路１１７を介して第１流通部１１４まで流通させることができる。そして、第１流通部１１４を蒸発器として機能させて、第１流通部１１４で第１熱媒体を蒸発させることにより、第１流通部１１４に熱エネルギを供給する（詳しくは第１流通部１１４を冷却する）ことができる。第２循環回路１２０も同様の作用効果を奏することができる。

【0084】

・第１循環回路１１０は、気体状態の第１熱媒体を圧縮する第１圧縮機１１２と、第１流通部１１４を流通して気化した第１熱媒体を、第１圧縮機１１２まで流通させる流路１１８と、第１圧縮機１１２により圧縮された気体状態の第１熱媒体を凝縮させて第１膨張部１１１へ供給する第１凝縮器１１３と、を備えている。このため、第１流通部１１４を流通して気化した第１熱媒体を凝縮させて、液体状態の第１熱媒体を第１膨張部１１１へ供給することができる。第２循環回路１２０も同様の作用効果を奏することができる。

【0085】

・第３循環回路１３０は、第３熱媒体が流通し、第１流通部１１４と熱交換する第３流通部１３３と、第３熱媒体が流通し、第２流通部１２４と熱交換する第４流通部１３４と、を備えている。このため、第１流通部１１４まで供給された熱エネルギを、第１流通部１１４と第３流通部１３３との熱交換を通じて第３流通部１３３に供給することができる。同様に、第２流通部１２４まで供給された熱エネルギを、第２流通部１２４と第４流通部１３４との熱交換を通じて第４流通部１３４に供給することができる。

【0086】

・図８に示すように、第２チラー２１が第２熱媒体の温度を第２温度に調整して供給する必要がある場合は、一般に第２チラー２１は第２循環回路１２０と同等の構成を有するユニットを内部に備える。そして、そのユニットで用いる熱媒体と第２熱媒体とで熱交換して、第２熱媒体の温度を第２温度に調整する。その場合、第２循環回路２０では、霧化、圧縮、及び凝縮が行われる熱媒体と第２熱媒体とで熱交換する構成と、第２流通部１２４の第２熱媒体と第４流通部１３４の第３熱媒体とで熱交換する構成とが必要になる。これに対して、第２循環回路１２０では、霧化、圧縮、及び凝縮が行われる熱媒体と第２流通部１２４まで流通させる熱媒体とが共通の第２熱媒体であり、霧化、圧縮、及び凝縮が行われる熱媒体と第２熱媒体とで熱交換する構成が必要ない。このため、第２循環回路２０と比較して、第２循環回路１２０の構成を簡潔にすることができる。さらに、第２流通部１２４と第４流通部１３４とが熱交換する際には、第２熱媒体の潜熱を利用することができるため、熱交換の効率を向上させることができる。第１循環回路１１０も同様の作用効果を奏することができる。

【0087】

・第３循環回路１３０は、第３流通部１３３及び第４流通部１３４から、下部電極９２と熱交換する熱交換器９３まで第３熱媒体を流通させる流路１３３ａ，１３４ａ，１３５ａと、熱交換器９３から第３流通部１３３及び第４流通部１３４まで第３熱媒体を流通させる流路１３５ｂ，１３５ｃ，１３５ｄと、を備えている。このため、第３熱媒体を介して、下部電極９２と熱交換する熱交換器９３まで熱エネルギを供給することができる。

【0088】

・第１圧縮機１１２の駆動状態が制御部８０により制御される。このため、第１圧縮機１１２により気体状態の第１熱媒体を圧縮する度合、ひいては第１流通部１１４に供給する熱エネルギの量を制御することができる。したがって、第１流通部１１４へ流通させる第１熱媒体の流量を制御しなくても、第１流通部１１４と第３流通部１３３とで交換する熱量を調整することができ、下部電極９２の温度を制御することができる。同様に、第２圧縮機１２２の駆動状態が制御部８０により制御されるため、第２流通部１２４と第４流通部１３４とで交換する熱量を調整することができ、下部電極９２の温度を制御することができる。

【0089】

・第３循環回路１３０には、熱交換器９３から第３流通部１３３まで流通する第３熱媒体と、熱交換器９３から第４流通部１３４まで流通する第３熱媒体との比率を変更する第３分配弁１３５が設けられている。このため、第３流通部１３３が第１流通部１１４から受け取る熱エネルギと、第４流通部１３４が第２流通部１２４から受け取る熱エネルギとの比率を、第３分配弁１３５により変更することができる。さらに、例えば熱交換器９３から第４流通部１３４にのみ第３熱媒体を流通させることにより、第３流通部１３３に第３熱媒体が流通することによる第１流通部１１４と第３流通部１３３との熱交換を抑制することができる。なお、第３流通部１３３に第３熱媒体が流通する場合は、第１流通部１１４に第１熱媒体が流通していなくても、第１流通部１１４に残留する熱エネルギが第３流通部１３３に供給されるおそれがある。この点、上記構成によれば、下部電極９２の温度を制御する応答性をさらに向上させることができる。

【0090】

・第３分配弁１３５では、熱交換器９３から第３流通部１３３まで流通する第３熱媒体と、熱交換器９３から第４流通部１３４まで流通する第３熱媒体との比率にかかわらず、第３熱媒体の圧力損失が一定である。このため、ポンプ３２により第３循環回路１３０に第３熱媒体を循環させる場合に、ポンプ３２の駆動状態を制御する必要がなく、一定の駆動状態でポンプ３２を駆動することができる。

【0091】

なお、第１実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0092】

・第３分配弁１３５において、熱交換器９３から第３流通部１３３まで流通する第３熱媒体と、熱交換器９３から第４流通部１３４まで流通する第３熱媒体との比率に応じて、第３熱媒体の圧力損失が変動してもよい。その場合、ポンプ３２の駆動状態を適宜変更すればよい。

【0093】

・制御部８０は、第１圧縮機１１２の駆動状態をオン又はオフに切り替え、第１圧縮機１１２をオンにする時間を制御することもできる。

【0094】

・図２に示すように、第１循環回路１１０は、第１圧縮機１１２をバイパスして流路１１８から第１凝縮器１１３へ気化した第１熱媒体を流通させるバイパス流路１１８ａと、バイパス流路１１８ａを開閉する開閉弁１１８ｂとを含んでいてもよい。そして、制御部８０は、開閉弁１１８ｂが開かれた場合に、第１圧縮機１１２を停止させてもよい。第２循環回路１２０も、同様にバイパス流路１２８ａと開閉弁１２８ｂとを含んでいてもよい。そして、制御部８０は、開閉弁１２８ｂが開かれた場合に、第２圧縮機１２２を停止させてもよい。

【0095】

上記構成によれば、開閉弁１１８ｂを閉じることにより、気化した第１熱媒体を、バイパス流路１１８ａへ流通させず、流路１１８により第１圧縮機１１２へ流通させることができる。一方、開閉弁１１８ｂを開くことにより、バイパス流路１１８ａによって第１圧縮機１１２をバイパスして、流路１１８から第１凝縮器１１３へ気化した第１熱媒体を流通させることができる。そして、制御部８０は、開閉弁１１８ｂが開かれた場合に、第１圧縮機１１２を停止させる。このため、第１流通部１１４へ供給する必要のある熱エネルギが少ない場合に、第１圧縮機１１２を停止させて温度制御システム２００の消費エネルギを減少させることができる。第２循環回路１２０も同様の作用効果を奏することができる。なお、開閉弁１１８ｂ（１２８ｂ）に代えて、第１熱媒体（第２熱媒体）の流通を、第１圧縮機１１２（第２圧縮機１２２）と第１凝縮器１１３（第２凝縮器１２３）とに切り替える切替弁を設けることもできる。

【0096】

・第１ファン１１５及び第２ファン１２５に代えて、それぞれ第１凝縮器１１３及び第２凝縮器１２３を冷却水により水冷する構成を備えることもできる。

【0097】

（第２実施形態）
図３に示すように、本実施形態の温度制御システム３００は、第１実施形態の温度制御システム２００に、第１蓄熱ユニット１６（第１蓄熱部）及び第２蓄熱ユニット２６（第２蓄熱部）を追加している。

【0098】

第１循環回路２１０は、上記第１熱媒体が循環する回路である。第２循環回路２２０は、第１循環回路２１０から独立しており、上記第２熱媒体が循環する回路である。第３循環回路２３０は、第１循環回路２１０及び第２循環回路２２０から独立しており、上記第３熱媒体が循環する回路である。

【0099】

第１循環回路２１０は、第１膨張部１１１、第１流通部１１４、第１圧縮機１１２、第１凝縮器１１３、第１ファン１１５、第１蓄熱流通部１６ｂ等を備えている。

【0100】

第１流通部１１４と第１蓄熱流通部１６ｂとが、流路２１８によって接続されている。第１蓄熱流通部１６ｂと第１圧縮機１１２とが、流路２１９によって接続されている。なお、流路１１７及び流路２１８によって、第１往路が構成されている。流路２１９によって、第１復路が構成されている。

【0101】

第３分配弁１３５のＢポートと第１放熱流通部１６ｃとが、流路２３５によって接続されている。第１放熱流通部１６ｃと第３流通部１３３とが、流路２３６によって接続されている。第１放熱流通部１６ｃは、第１蓄熱ユニット１６の内部に設けられており、第３熱媒体が流通する。なお、流路２３５及び流路２３６によって、第１仲介復路が構成されている。

【0102】

第１蓄熱流通部１６ｂに−１０℃よりも低い温度の第１熱媒体が流通することにより、第１蓄熱材１６ａが−１０℃（第３温度）で固体に変化して潜熱を熱エネルギとして蓄える。そして、第１放熱流通部１６ｃに−１０℃よりも高い温度の第３熱媒体が流通することにより、第１蓄熱材１６ａに蓄えられた潜熱（熱エネルギ）が第３熱媒体の冷却に用いられる。

【0103】

第２循環回路２２０は、第２膨張部１２１、第２流通部１２４、第２圧縮機１２２、第２凝縮器１２３、第２ファン１２５、第２蓄熱流通部２６ｂ等を備えている。

【0104】

第２流通部１２４と第２蓄熱流通部２６ｂとが、流路２２８によって接続されている。第２蓄熱流通部２６ｂと第２圧縮機１２２とが、流路２２９によって接続されている。なお、流路１２７及び流路２２８によって、第２往路が構成されている。流路２２９によって、第２復路が構成されている。

【0105】

第３分配弁１３５のＡポートと第２放熱流通部２６ｃとが、流路２３７によって接続されている。第２放熱流通部２６ｃと第４流通部１３４とが、流路２３８によって接続されている。第２放熱流通部２６ｃは、第２蓄熱ユニット２６の内部に設けられており、第３熱媒体が流通する。なお、流路２３７及び流路２３８によって、第２仲介復路が構成されている。流路１３５ｂ，２３５，２３６，２３７，２３８によって、第３復路が構成されている。

【0106】

第２蓄熱流通部２６ｂに１００℃よりも低い温度の第２熱媒体が流通することにより、第２蓄熱材２６ａが１００℃（第４温度）で固体に変化して潜熱を熱エネルギとして蓄える。そして、第２放熱流通部２６ｃに１００℃よりも高い温度の第３熱媒体が流通することにより、第２蓄熱材２６ａに蓄えられた潜熱（熱エネルギ）が第３熱媒体の冷却に用いられる。

【0107】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第２実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0108】

・第１蓄熱ユニット１６は、第１熱媒体が流通し、−１０℃において第１蓄熱材１６ａの状態変化に基づいて熱エネルギを蓄える。このため、下部電極９２の温度を変化させる時等に備えて、第１蓄熱ユニット１６に熱エネルギを蓄えておくことができる。また、第２循環回路２２０では、第１循環回路２１０と同様の構成により、同様の作用効果を奏することができる。

【0109】

・第３流通部１３３が第１流通部１１４から熱エネルギを受け取る際と、第４流通部１３４が第２流通部１２４から熱エネルギを受け取る際に、それぞれ第１蓄熱ユニット１６及び第２蓄熱ユニット２６に蓄えておいた熱エネルギも使用することができる。このため、第３流通部１３３及び第４流通部１３４に供給する熱エネルギを増加させることができ、第３熱媒体の温度を速やかに変化させることができる。したがって、下部電極９２の温度を制御する応答性をさらに向上させることができる。

【0110】

・第３循環回路２３０は、熱交換器９３から第１蓄熱ユニット１６を介して第３流通部１３３まで第３熱媒体を流通させる流路２３５，２３６を含んでいる。このため、熱交換器９３から第３流通部１３３まで第３熱媒体を流通させる場合に、第１蓄熱ユニット１６から第３熱媒体へ熱エネルギを直接供給することができる。同様に、熱交換器９３から第４流通部１３４まで第３熱媒体を流通させる場合に、第２蓄熱ユニット２６から第３熱媒体へ熱エネルギを直接供給することができる。したがって、下部電極９２の温度を制御する応答性をさらに向上させることができる。

【0111】

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１，第２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0112】

図４に示すように、本実施形態の温度制御システム４００は、第２実施形態の温度制御システム３００に、第１分配弁１２及び第２分配弁２２を追加している。また、温度制御システム４００は、第２流通部１２４を冷却する第２循環回路１２０に代えて、第２流通部１２４を加熱する第２循環回路３２０を備えている。

【0113】

第１循環回路３１０は、上記第１熱媒体が循環する回路である。第２循環回路３２０は、第１循環回路３１０から独立しており、上記第２熱媒体が循環する回路である。第３循環回路２３０は、第１循環回路３１０及び第２循環回路３２０から独立しており、上記第３熱媒体が循環する回路である。

【0114】

第１圧縮機１１２と第１凝縮器３１３とが、流路１１６によって接続されている。第１凝縮器３１３の流入ポートには、水路３１５ａが接続されている。水路３１５ａから第１凝縮器３１３へ、第１水温（例えば３０℃）の冷却水が供給される。第１凝縮器３１３の流出ポートには、水路３１５ｂが接続されている。水路３１５ｂには、制水弁３１５ｃが設けられている。制水弁３１５ｃは、水路３１５ｂを流れる冷却水の流量を制御する。

【0115】

第１凝縮器３１３（第１凝縮部）は、第１圧縮機１１２により圧縮された気体状態の第１熱媒体を凝縮させて、上記第１膨張部１１１へ供給する。このとき、第１凝縮器１１３を流通する第１熱媒体が水冷される。第１凝縮器３１３と上記第１膨張部１１１とが、上記流路１１９によって接続されている。

【0116】

第１圧縮機１１２は、気体状態の第１熱媒体を圧縮するため、液体状態の第１熱媒体を圧縮すると破損するおそれがある。第１流通部１１４と第３流通部１３３とで交換する熱量が少ない場合は、第１流通部１１４を流通した第１熱媒体が充分に蒸発せず、液体状態の第１熱媒体が第１圧縮機１１２へ供給されるおそれがある。また、第１蓄熱流通部１６ｂと第１蓄熱材１６ａとで交換する熱量が少ない場合は、第１蓄熱流通部１６ｂを流通した第１熱媒体が充分に蒸発せず、液体状態の第１熱媒体が第１圧縮機１１２へ供給されるおそれがある。

【0117】

そこで、第１循環回路３１０は、第１圧縮機１１２と第１凝縮器３１３との間、詳しくは流路１１６を流路１７ａに接続して、第１圧縮機１１２により圧縮された気体状態の第１熱媒体を流路１７ａに流通させる接続流路３１６と、接続流路３１６を開閉する開閉弁３１４とを含んでいる。

【0118】

流路１７ａは、第１分配弁１２のコモンポート（ＣＯＭ）に接続されている。第１分配弁１２（調整部）は、コモンポート、Ａポート、及びＢポートを備える３方弁である。Ａポートには、流路１７ｂが接続されている。Ｂポートには、流路１７ｄが接続されている。

【0119】

第１分配弁１２は、流路１７ａから、流路１７ｂへ流れる第１熱媒体の流量と、流路１７ｄへ流れる第１熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。第１分配弁１２は、流路１７ａから流路１７ｂへ第１熱媒体が１００％流れる状態と、流路１７ａから流路１７ｄへ第１熱媒体が１００％流れる状態との間で連続的に状態を変更する。すなわち、第１分配弁１２は、第１膨張部１１１から流路１７ａを介して供給された第１熱媒体を、第１流通部１１４と第１蓄熱ユニット１６の第１蓄熱流通部１６ｂとに分配する比率を変更する。
第１分配弁１２では、第１膨張部１１１から供給された第１熱媒体を、第１流通部１１４と第１蓄熱ユニット１６の第１蓄熱流通部１６ｂとに分配する比率にかかわらず、第１熱媒体の圧力損失が一定である。

【0120】

第１蓄熱流通部１６ｂと第１圧縮機１１２とが、流路３１９によって接続されている。第１流通部１１４と流路３１９とが、流路３１８によって接続されている。なお、流路１７ａ，１７ｂ，１７ｄによって第１往路が構成されている。流路３１８，３１９によって、第１復路が構成されている。

【0121】

第２膨張部１２１と蒸発器３２４とが、流路１２７によって接続されている。蒸発器３２４の流入ポートには、水路３２５ａが接続されている。水路３２５ａから蒸発器３２４へ、上記第１水温よりも高い第２水温（例えば６０℃）の冷却水が供給される。蒸発器３２４の流出ポートには、水路３２５ｂが接続されている。

【0122】

蒸発器３２４（蒸発部）は、第２膨張部１２１により膨張させられて霧化された第２熱媒体を蒸発させて、上記第２圧縮機１２２へ供給する。このとき、蒸発器３２４を流通する第２熱媒体が、第２水温の冷却水により加熱される。蒸発器３２４と上記第２圧縮機１２２とが、流路１２８によって接続されている。

【0123】

第２圧縮機１２２は、気体状態の第２熱媒体を圧縮するため、液体状態の第２熱媒体を圧縮すると破損するおそれがある。蒸発器３２４で第２熱媒体が充分に蒸発しなかった場合は、液体状態の第２熱媒体が第２圧縮機１２２へ供給されるおそれがある。

【0124】

そこで、第２循環回路３２０は、第２圧縮機１２２と第２分配弁２２との間、詳しくは流路２７ａを流路１２７に接続して、第２圧縮機１２２により圧縮された気体状態の第２熱媒体を流路１２７に流通させる接続流路３２６と、接続流路３２６を開閉する開閉弁３２２とを含んでいる。

【0125】

流路２７ａは、第２分配弁２２のコモンポート（ＣＯＭ）に接続されている。第２分配弁２２（調整部）は、コモンポート、Ａポート、及びＢポートを備える３方弁である。Ａポートには、流路２７ｂが接続されている。Ｂポートには、流路２７ｄが接続されている。

【0126】

第２分配弁２２は、流路２７ａから、流路２７ｂへ流れる第２熱媒体の流量と、流路２７ｄへ流れる第２熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。第２分配弁２２は、流路２７ａから流路２７ｂへ第２熱媒体が１００％流れる状態と、流路２７ａから流路２７ｄへ第２熱媒体が１００％流れる状態との間で連続的に状態を変更する。すなわち、第２分配弁２２は、第２圧縮機１２２から流路２７ａを介して供給された第２熱媒体を、第２流通部１２４と第２蓄熱ユニット２６の第２蓄熱流通部２６ｂとに分配する比率を変更する。
第２分配弁２２では、第２圧縮機１２２から供給された第２熱媒体を、第２流通部１２４と第２蓄熱ユニット２６の第２蓄熱流通部２６ｂとに分配する比率にかかわらず、第２熱媒体の圧力損失が一定である。

【0127】

第２蓄熱流通部２６ｂと第２膨張部１２１とが、流路３２９によって接続されている。第２流通部１２４と流路３２９とが、流路３２８によって接続されている。なお、流路２７ａ，２７ｂ，２７ｄによって第２往路が構成されている。流路３２８，３２９によって、第２復路が構成されている。

【0128】

制御部８０は、第１膨張部１１１により霧化された第１熱媒体を第１分配弁１２により第１流通部１１４に流通させる場合に、第２圧縮機１２２から供給された第２熱媒体を第２分配弁２２により第２蓄熱ユニット２６に流通させる。一方、制御部８０は、第２圧縮機１２２により圧縮された第２熱媒体を第２分配弁２２により第２流通部１２４に流通させる場合に、第１膨張部１１１から供給された第１熱媒体を第１分配弁１２により第１蓄熱ユニット１６に流通させる。また、熱交換器９３から第３流通部１３３まで第３分配弁１３５により第３熱媒体を流通させない場合に、第１膨張部１１１から供給された第１熱媒体を第１分配弁１２により第１蓄熱ユニット１６に流通させる。一方、制御部８０は、熱交換器９３から第４流通部１３４まで第３分配弁１３５により第３熱媒体を流通させない場合に、第２圧縮機１２２から供給された第２熱媒体を第２分配弁２２により第２蓄熱ユニット２６に流通させる。

【0129】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第１，第２実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0130】

・第１循環回路３１０には、第１膨張部１１１により霧化された第１熱媒体を、第１流通部１１４と第１蓄熱ユニット１６とに分配する比率を変更する第１分配弁１２が設けられている。このため、第１膨張部１１１から、第１流通部１１４に供給する熱エネルギと、第１蓄熱ユニット１６に供給する熱エネルギとの比率を、第１分配弁１２により変更することができる。したがって、第１流通部１１４と第３流通部１３３との熱交換に使用する熱エネルギと、第１蓄熱ユニット１６に蓄える熱エネルギとの比率を変更することができる。同様に、第２流通部１２４と第４流通部１３４との熱交換に使用する熱エネルギと、第２蓄熱ユニット２６に蓄える熱エネルギとの比率を変更することができる。

【0131】

・温度制御システム４００は、第１分配弁１２及び第２分配弁２２を制御する制御部８０を備えている。そして、制御部８０は、第１膨張部１１１により霧化された第１熱媒体を第１分配弁１２により第１流通部１１４に流通させる場合に、第２圧縮機１２２から供給された第２熱媒体を第２分配弁２２により第２蓄熱ユニット２６に流通させる。このため、第１膨張部１１１により霧化された第１熱媒体を第１流通部１１４に流通させる場合、すなわち第２流通部１２４と第４流通部１３４とで熱交換を行う必要が小さい場合に、第２蓄熱ユニット２６に熱エネルギを蓄えることができる。一方、第２圧縮機１２２から供給された第２熱媒体を第２流通部１２４に流通させる場合、すなわち第１流通部１１４と第３流通部１３３とで熱交換を行う必要が小さい場合に、第１蓄熱ユニット１６に熱エネルギを蓄えることができる。

【0132】

・温度制御システム４００は、第１分配弁１２、第２分配弁２２、及び第３分配弁１３５を制御する制御部８０を備えている。そして、制御部８０は、熱交換器９３から第３流通部１３３まで第３分配弁１３５により第３熱媒体を流通させない場合に、第１膨張部１１１から供給された第１熱媒体を第１分配弁１２により第１蓄熱ユニット１６に流通させる。このため、熱交換器９３から第３流通部１３３まで第３熱媒体を流通させない場合、すなわち第１流通部１１４と第３流通部１３３とで熱交換を行う必要がない場合に、第１蓄熱ユニット１６に熱エネルギを蓄えることができる。一方、熱交換器９３から第４流通部１３４まで第３熱媒体を流通させない場合、すなわち第２流通部１２４と第４流通部１３４とで熱交換を行う必要がない場合に、第２蓄熱ユニット２６に熱エネルギを蓄えることができる。

【0133】

・第１循環回路３１０は、第１圧縮機１１２と第１凝縮器３１３との間を流路１７ａに接続して、第１圧縮機１１２により圧縮された気体状態の第１熱媒体を流路１７ａに流通させる接続流路３１６と、接続流路３１６を開閉する開閉弁３１４とを含む。こうした構成によれば、開閉弁３１４を開くことにより、第１圧縮機１１２により圧縮されて温度が上昇した気体状態の第１熱媒体を、接続流路３１６によって流路１７ａに流通させることができる。このため、第１流通部１１４と第３流通部１３３とで交換する熱量が少ない場合であっても、第１流通部１１４を流通した第１熱媒体を充分に蒸発させることができ、液体状態の第１熱媒体が第１圧縮機１１２へ供給されることを抑制することができる。

【0134】

・第２循環回路３２０は、第２膨張部１２１と蒸発器３２４との間を流路２７ａに接続して、第２圧縮機１２２により圧縮された気体状態の第２熱媒体を流路１２７に流通させる接続流路３２６と、接続流路３２６を開閉する開閉弁３２２とを含む。こうした構成によれば、開閉弁３２２を開くことにより、第２圧縮機１２２により圧縮されて温度が上昇した気体状態の第２熱媒体を、接続流路３２６によって流路１２７に流通させることができる。このため、蒸発器３２４を流通した第２熱媒体を充分に蒸発させることができ、液体状態の第２熱媒体が第２圧縮機１２２へ供給されることを抑制することができる。

【0135】

・第２圧縮機１２２は、気体状態の第２熱媒体を圧縮して流路２７ａへ供給する第２圧縮機１２２を備えている。このため、気体状態の第２熱媒体を、流路２７ａ，２７ｂを介して第２流通部１２４まで流通させることができる。そして、第２流通部１２４を凝縮器として機能させて、第２流通部１２４で第２熱媒体を凝縮させることにより、第２流通部１２４に熱エネルギを供給する（詳しくは第２流通部１２４を加熱する）ことができる。

【0136】

・第２循環回路３２０は、第２流通部１２４を流通して液化した第２熱媒体が流路３２９を介して供給され、液体状態の第２熱媒体を膨張させ霧化させる第２膨張部１２１と、第２膨張部１２１により霧化された第２熱媒体を蒸発させて第２圧縮機１２２へ供給する蒸発器３２４と、を備えている。このため、第２流通部１２４を流通して液化した第２熱媒体を蒸発させて、気体状態の第２熱媒体を第２圧縮機１２２へ供給することができる。

【0137】

・第１凝縮器３１３は、第１水温の冷却水と第１熱媒体とで熱交換させて第１熱媒体を凝縮させ、蒸発器３２４は、第１水温よりも高い第２水温の冷却水と第２熱媒体とで熱交換させて第２熱媒体を蒸発させる。こうした構成によれば、複数の温度の冷却水を利用可能な場合に、第１水温の冷却水を第１凝縮器３１３に利用し、第１水温よりも高い第２水温の冷却水を蒸発器３２４に利用することができる。したがって、複数の温度の冷却水を有効に利用することにより、温度制御システム４００の消費エネルギを減少させることができる。

【0138】

なお、第３実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。第３実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0139】

・制御部８０は、熱交換器９３から第３流通部１３３まで第３分配弁１３５により第３熱媒体を流通させている場合に、第１膨張部１１１から供給された第１熱媒体を第１分配弁１２により第１蓄熱ユニット１６に流通させてもよい。制御部８０は、熱交換器９３から第４流通部１３４まで第３分配弁１３５により第３熱媒体を流通させている場合に、第２圧縮機１２２から供給された第２熱媒体を第２分配弁２２により第２蓄熱ユニット２６に流通させてもよい。

【0140】

・図５に示すように、第２水温の冷却水は、第１水温の冷却水が所定部材９５の冷却に使用されることで加熱された冷却水であってもよい。所定部材９５は、例えば半導体製造装置９０と共に工場内に設けられた加熱炉等の部材であってもよいし、半導体製造装置９０のチャンバを冷却する部材等であってもよい。上記水路３１５ａと所定部材９５とが、水路３１７によって接続されている。所定部材９５と蒸発器３２４とが水路３２７ａによって接続されている。蒸発器３２４の流出ポートには、水路３２７ｂが接続されている。

【0141】

上記構成によれば、所定部材９５の冷却に使用されることで第１水温から第２水温まで上昇した冷却水を、第２水温の冷却水として有効に利用することができる。このため、工場等において第１水温の冷却水のみが供給されている場合であっても、第２水温の冷却水を温度制御システム４００に供給することができる。

【0142】

・図６に示すように、温度制御システム４００は、第１凝縮器３１３に供給される冷却水を、蒸発器３２４を流通した冷却水により冷却するプレクーラ３１１と、蒸発器３２４に供給される冷却水を、第１凝縮器３１３を流通した冷却水により加熱するプレヒータ３２１と、を備えることもできる。具体的には、第１凝縮器３１３とプレクーラ３１１とが、水路３１５ａによって接続されている。プレクーラ３１１と水路３１５とが、水路３１５ｄによって接続されている。水路３１５とプレヒータ３２１とが、水路３１５ｅによって接続されている。制水弁３１５ｃとプレヒータ３２１とが、水路３１５ｂによって接続されている。プレヒータ３２１と水路３２５とが水路３２５ｃによって接続されている。プレクーラ３１１と水路３２５とが、水路３２５ｄによって接続されている。そして、水路３１５から第１温度（例えば３０℃）の冷却水が供給され、循環後の冷却水が水路３２５から排出される。

【0143】

上記構成によれば、第１凝縮器３１３は、冷却水と第１熱媒体とで熱交換させて第１熱媒体を凝縮させるため、第１凝縮器３１３では温度の低い冷却水が要求され、第１凝縮器３１３を流通する前後で冷却水の温度が上昇する（例えば３５℃になる）。蒸発器３２４は、冷却水と第２熱媒体とで熱交換させて第２熱媒体を蒸発させるため、蒸発器３２４では温度の高い冷却水が要求され、蒸発器３２４を流通する前後で冷却水の温度が下降する（例えば２５℃になる）。

【0144】

ここで、温度制御システム４００は、第１凝縮器３１３に供給される冷却水を、蒸発器３２４を流通した冷却水により冷却するプレクーラ３１１を備えている。このため、蒸発器３２４を流通して温度が下降した冷却水を、第１凝縮器３１３に供給される冷却水を冷却するために有効利用することができる。また、温度制御システム４００は、蒸発器３２４に供給される冷却水を、第１凝縮器３１３を流通した冷却水により加熱するプレヒータ３２１を備えている。このため、第１凝縮器３１３を流通して温度が上昇した冷却水を、蒸発器３２４に供給される冷却水を加熱するために有効利用することができる。したがって、温度制御システム４００の消費エネルギを減少させることができる。

【0145】

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について、第３実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１〜第３実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0146】

図７に示すように、本実施形態の温度制御システム５００は、第３実施形態の温度制御システム４００において、第３分配弁１３５を第４分配弁４３５に変更している。

【0147】

第４分配弁４３５（調整部）は、コモンポート、Ｈポート、Ｂポート、及びＣポートを備える４方弁である。Ｃポートには、流路２３５が接続されている。流路２３５は、第１蓄熱ユニット１６の第１放熱流通部１６ｃに接続されている。Ｂポートには、流路２３９が接続されている。流路２３９は、合流点Ｐ１において流路１３５ａに接続されている。流路２３９には、第３逆止弁１３８が設けられている。第３逆止弁１３８は、第４分配弁４３５から合流点Ｐ１への第３熱媒体の流通を許容し、合流点Ｐ１から第４分配弁４３５への第３熱媒体の流通を禁止する。Ｈポートには、流路２３７が接続されている。流路２３７は、第２蓄熱ユニット２６の第２放熱流通部２６ｃに接続されている。

【0148】

第４分配弁４３５は、流路１３５ｂから、流路２３５へ流れる第３熱媒体の流量と、流路２３９へ流れる第３熱媒体の流量と、流路２３７へ流れる第３熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。すなわち、第４分配弁４３５は、熱交換器９３から第１放熱流通部１６ｃ及び第３流通部１３３まで流通する第３熱媒体と、熱交換器９３から第３流通部１３３及び第４流通部１３４を介さず熱交換器９３まで戻る第３熱媒体と、熱交換器９３から第２放熱流通部２６ｃ及び第４流通部１３４まで流通する第３熱媒体との比率を変更する。第４分配弁４３５は、流路１３５ｂから流路２３５へ第３熱媒体が１００％流れる状態と、流路１３５ｂから流路２３５，２３９へ第３熱媒体が流れる状態と、流路１３５ｂから流路２３９へ第３熱媒体が１００％流れる状態と、流路１３５ｂから流路２３９，２３７へ第３熱媒体が流れる状態と、流路１３５ｂから流路２３７へ第３熱媒体が１００％流れる状態との間で連続的に状態を変更する。第４分配弁４３５では、ポンプ３２から供給された第３熱媒体を、流路２３５と流路２３９と流路２３７とに分配する比率にかかわらず、第３熱媒体の圧力損失が一定である。

【0149】

第４分配弁４３５の分配比率にかかわらず、ポンプ３２の負荷が変化しないため、ポンプ３２は一定の駆動状態で駆動される。これにより、ポンプ３２は、第３循環回路４３０に第３熱媒体を循環させる。第３循環回路４３０は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。なお、流路１３３ａ、流路１３４ａ、及び流路１３５ａによって、第３往路が構成されている。流路１３５ｂ、流路２３５、流路２３６、流路２３７、及び流路２３８によって、第３復路が構成されている。

【0150】

制御部８０は、下部電極９２の温度を設定温度に制御する。制御部８０は、下部電極９２の設定温度及び温度センサ９４の検出結果に基づいて、第４分配弁４３５の分配比率を制御する。

【0151】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第３実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0152】

・第３流通部１３３が第１流通部１１４から受け取る熱エネルギと、熱交換器９３に戻す熱エネルギと、第４流通部１３４が第２流通部１２４から受け取る熱エネルギとの比率を、第４分配弁４３５により変更することができる。さらに、熱交換器９３から第３流通部１３３及び第４流通部１３４まで第３熱媒体を流通させず、熱交換器９３から流出した第３熱媒体を熱交換器９３にそのまま戻す状態を実現することができる。

【0153】

（第５実施形態）
以下、第５実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１〜第４実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0154】

図８に示すように、本実施形態の温度制御システム６００は、第１実施形態の温度制御システム２００における第２循環回路１２０を、第２循環回路２０に変更している。

【0155】

第１循環回路１１０は、上記第１熱媒体が循環する回路である。第２循環回路２０は、第１循環回路１１０から独立しており、第２熱媒体が循環する回路である。第２熱媒体は、例えばエチレングリコール６０％、及び水４０％からなる液体である。第３循環回路１３０は、第１循環回路１１０及び第２循環回路２０から独立しており、上記第３熱媒体が循環する回路である。

【0156】

第２循環回路２０は、第２チラー２１、第２流通部１２４等を備えている。

【0157】

第２チラー２１（第２調整装置）は、タンク２１ａ、ポンプ２１ｂ等を備えている。第２チラー２１は、第２熱媒体の温度を第１温度よりも高い９０℃（第２温度）に調整する。タンク２１ａ（第２タンク）は、９０℃に調整された第２熱媒体を貯留する。ポンプ２１ｂは、タンク２１ａに貯留された第２熱媒体を流路２７へ吐出する。流路２７は、第２流通部１２４に接続されている。第２流通部１２４は、熱交換器１３２の内部に設けられており、第２熱媒体が流通する。

【0158】

第２流通部１２４には、流路２８が接続されている。流路２８は、第２チラー２１のタンク２１ａに接続されている。なお、流路２７によって第２往路が構成されている。流路２８によって第２復路が構成されている。

【0159】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0160】

・第２循環回路２０は、第２チラー２１を備えている。第２チラー２１は、第１温度よりも高い第２温度の第２熱媒体を供給する。このため、熱交換に使用する第２温度の第２熱媒体を供給することができる。第２循環回路２０は、第２熱媒体が流通する第２流通部１２４と、第２チラー２１から供給された第２熱媒体を、第２流通部１２４まで流通させる流路２７と、第２流通部１２４を流通した第２熱媒体を、第２チラー２１まで流通させる流路２８と、を備えている。このため、第２熱媒体を介して、第２流通部１２４まで熱エネルギを供給することができる。ここで、第３熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が狭い第２熱媒体を使用しているため、第２熱媒体として安価な熱媒体を使用することができる。

【0161】

なお、第２チラー２１のタンク２１ａを省略することもできる。

【0162】

（第６実施形態）
以下、第６実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１〜第５実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0163】

図９に示すように、本実施形態の温度制御システム７００は、第１実施形態の温度制御システム２００における第２循環回路１２０を、第２循環回路６２０に変更している。

【0164】

第１循環回路１１０は、上記第１熱媒体が循環する回路である。第２循環回路６２０は、第１循環回路１１０から独立しており、第２熱媒体が循環する回路である。第２熱媒体は、例えばエチレングリコール６０％、及び水４０％からなる液体である。第２熱媒体は、比較的安価である。第３循環回路１３０は、第１循環回路１１０及び第２循環回路６２０から独立しており、上記第３熱媒体が循環する回路である。

【0165】

第３熱媒体の使用可能な下限温度は、第２熱媒体の使用可能な下限温度よりも低い。第３熱媒体の使用可能な上限温度は、第２熱媒体の使用可能な上限温度よりも高い。すなわち、第３熱媒体の使用可能な温度は範囲は、第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも広い。このため、第３熱媒体は、第２熱媒体よりも高価である。

【0166】

第２循環回路６２０は、ヒータ６２１、第２流通部１２４等を備えている。

【0167】

ヒータ６２１（第２調整装置）は、発熱量を制御可能なヒータである。ヒータ６２１は、電熱線ヒータやセラミックヒータ等（図示略）と、第２熱媒体を流通させる流路６２１ａとを備えており、流路６２１ａを流通する第２熱媒体を加熱する。ヒータ６２１の加熱状態は、制御部８０により制御される。

【0168】

ヒータ６２１の流路６２１ａと第２流通部１２４とが、流路６２７によって接続されている。ポンプ６２２は、流路６２７を介して、ヒータ６２１の流路６２１ａから第２流通部１２４へ第２熱媒体を吐出する。第２流通部１２４は、熱交換器１３２の内部に設けられており、第２熱媒体が流通する。第２流通部１２４と流路６２１ａとが、流路６２８によって接続されている。なお、流路６２７によって第２往路が構成されている。流路６２８によって第２復路が構成されている。

【0169】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0170】

・第２循環回路６２０は、発熱量を制御可能なヒータ６２１を含むため、第２熱媒体の温度を第２温度に調整して供給することができる。この場合、第２循環回路６２０では、ヒータ６２１により加熱される熱媒体と第２流通部１２４まで流通させる熱媒体とを共通の第２熱媒体にすることができるため、圧縮、霧化、及び気化が行われる熱媒体と第２熱媒体とで熱交換する構成が必要ない。したがって、第２循環回路６２０の構成を簡潔にすることができる。ここで、第３熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が狭い第２熱媒体を使用しているため、第２熱媒体として安価な熱媒体を使用することができる。

【0171】

（第７実施形態）
以下、第７実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１〜第６実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0172】

図１０に示すように、本実施形態の温度制御システム８００は、第１実施形態の温度制御システム２００の第２循環回路１２０に代えて、下部電極９２を直接加熱するヒータ９６を備えている。

【0173】

第１循環回路１１０は、上記第１熱媒体が循環する回路である。第３循環回路１３０は、第１循環回路１１０から独立しており、上記第３熱媒体が循環する回路である。

【0174】

ヒータ９６は、発熱量を制御可能なヒータである。ヒータ９６は、電熱線ヒータやセラミックヒータ等を備えており、下部電極９２に一体化されている。ヒータ９６の加熱状態は、制御部８０（調整部）により制御される。

【0175】

第５分配弁３５（調整部）は、コモンポート、Ａポート、及びＢポートを備える３方弁である。第３流通部１３３と第５分配弁３５のコモンポートとが、流路３６によって接続されている。第５分配弁３５のＡポートと熱交換器９３の流入ポートとが、流路３７によって接続されている。流路３７には、流量計３３が設けられている。流量計３３は、流路３７を流れる第３熱媒体の流量を計測する。

【0176】

熱交換器９３の流出ポートと第３流通部１３３とが、流路３９によって接続されている。第５分配弁３５のＢポートと流路３９とが、流路３８によって接続されている。流路３９には、ポンプ３２が設けられている。ポンプ３２は、流路３９において、熱交換器９３側から第３熱媒体を吸入し、第３流通部１３３側へ吐出する。

【0177】

第５分配弁３５は、流路３６から、流路３７へ流れる第３熱媒体の流量と、流路３８へ流れる第３熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。すなわち、第５分配弁３５は、第３流通部１３３から熱交換器９３まで流通する第３熱媒体と、第３流通部１３３から熱交換器９３を流通させずに第３流通部１３３へ戻す第３熱媒体との比率を変更する。第５分配弁３５は、第３流通部１３３から熱交換器９３へ第３熱媒体が１００％流れる状態と、第３流通部１３３から熱交換器９３を流通させずに第３流通部１３３へ第３熱媒体を１００％戻す状態との間で連続的に状態を変更する。第５分配弁３５では、第３流通部１３３から供給された第３熱媒体を、熱交換器９３へ分配する比率にかかわらず、第３熱媒体の圧力損失が一定である。

【0178】

第５分配弁３５の分配比率にかかわらず、ポンプ３２の負荷が変化しないため、ポンプ３２は一定の駆動状態で駆動される。これにより、ポンプ３２は、第３循環回路７３０に第３熱媒体を循環させる。第３循環回路７３０は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。なお、流路３６及び流路３７によって、第３往路が構成されている。流路３９によって、第３復路が構成されている。

【0179】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0180】

・ヒータ９６は、下部電極９２を加熱し、発熱量を制御可能である。このため、熱媒体を用いずに、下部電極９２を直接加熱することができ、構成を簡潔にすることができる。

【0181】

・温度制御システム８００は、第１流通部１１４と第３流通部１３３とで交換する熱量を調整する第５分配弁３５を備えている。このため、第５分配弁３５により、第３流通部１３３に供給する熱エネルギを調整することができる。また、温度制御システム８００は、ヒータ９６の発熱量を調整する制御部８０を備えている。このため、制御部８０により、ヒータ９６から下部電極９２に直接供給する熱エネルギを調整することができる。したがって、下部電極９２の温度を制御することができる。ここで、上記のように、第３循環回路７３０を循環する第３熱媒体の量を減少させることができる。したがって、第３熱媒体の温度を速やかに変化させることができ、下部電極９２の温度を制御する応答性を向上させることができる。

【0182】

（第８実施形態）
以下、第８実施形態について、第５実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１〜第７実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0183】

図１１に示すように、本実施形態の統合温度制御システム９００は、第５実施形態の温度制御システム６００を３つ（複数）備えている。ただし、統合温度制御システム９００は、３組の第１膨張部１１１、第１圧縮機１１２、第１凝縮器１１３、及び第１ファン１１５に代えて、大型の１組の第１膨張部８１１、第１圧縮機８１２、第１凝縮器８１３、及び第１ファン８１５を備えている。

【0184】

１組の第１膨張部８１１、第１圧縮機８１２、第１凝縮器８１３、及び第１ファン８１５は、１組の第１膨張部１１１、第１圧縮機１１２、第１凝縮器１１３、及び第１ファン１１５の１０〜１００倍の冷却能力を有している。第１膨張部８１１は、霧化された第１熱媒体を流路８１７（第１往路）を介してコモン流路８１６へ吐出する。コモン流路８１６（第１往路）は、３つ（複数）の上記流路１１７に分岐している。各流路１１７は、各温度制御システム６００の第１流通部１１４に接続されている。

【0185】

各温度制御システム６００の流路１１８は、コモン流路８１４（第１復路）に接続されている。コモン流路８１４と第１圧縮機８１２とが、流路８１８（第１復路）によって接続されている。

【0186】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第５実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0187】

・霧化された第１温度の第１熱媒体を供給するための第１膨張部８１１、第１圧縮機８１２、及び第１凝縮器８１３を、複数の温度制御システム６００において１組にまとめることができる。このため、複数の温度制御システム６００を備える統合温度制御システム９００の構成を簡潔にすることができる。なお、統合温度制御システム９００は、数十〜数百の温度制御システム６００を備える場合があり、このような場合に上記効果は顕著となる。

【0188】

・温度制御システム６００は、第１流通部１１４と第３流通部１３３とで交換する熱量を第３分配弁１３５により調整して、下部電極９２の温度を制御する。このため、第１膨張部８１１は霧化された一定の第１温度の第１熱媒体を供給すればよく、下部電極９２の目標温度の変化に応じて第１熱媒体の温度を変化させる必要がない。したがって、複数の温度制御システム６００に対して１組の第１膨張部８１１、第１圧縮機８１２、及び第１凝縮器８１３が設けられた構成であっても、各温度制御システム６００の下部電極９２の温度を制御することができる。

【0189】

なお、３つ（複数）の制御部８０に代えて、１つの統合制御部を設けることもできる。その場合、統合制御部は、各温度制御システム６００の設定温度及び温度センサ９４の検出結果に応じて、第１圧縮機８１２の駆動状態を制御することができる。

【0190】

また、第１凝縮器８１３と第１膨張部８１１との間に、第１熱媒体を貯留するタンクが設けられていてもよい。図２の第１循環回路１１０と同様に、第１圧縮機８１２をバイパスしてフリークーリングを実施することもできる。

【0191】

また、上記の各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記の各実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0192】

・第２蓄熱ユニット２６の第２蓄熱材２６ａが、９０℃（第２温度）よりも低い８０℃（第４温度）において固体と液体との間で状態変化するようにしてもよい。この場合、制御部８０は、８０℃よりも高い温度の第２熱媒体を第２分配弁２２により第２蓄熱ユニット２６に流通させることにより、第２蓄熱材２６ａを８０℃で液体に変化させて、第２蓄熱ユニット２６に潜熱（熱エネルギ）を蓄えることができる。そして、第２放熱流通部２６ｃに８０℃よりも低い温度の第２熱媒体（第３熱媒体）が流通する場合に、第２蓄熱材２６ａに蓄えられた熱エネルギを第２熱媒体（第３熱媒体）の加熱に用いることができる。

【0193】

・制御対象は、下部電極９２に限らず、半導体製造装置９０の上部電極９１であってもよい。また、上記の各温度制御システムを適用する対象は、半導体製造装置９０に限らず、他の製造装置や処理装置等であってもよい。

【符号の説明】

【0194】

１２…第１分配弁（調整部）、１４…第１流通部、１６…第１蓄熱ユニット（第１蓄熱部）、１６ａ…第１蓄熱材、１６ｂ…第１蓄熱流通部、１６ｃ…第１放熱流通部、２０…第２循環回路、２１…第２チラー（第２調整装置）、２１ａ…タンク（第２タンク）、２２…第２分配弁（調整部）、２４…第２流通部、２６…第２蓄熱ユニット（第２蓄熱部）、２６ａ…第２蓄熱材、２６ｂ…第２蓄熱流通部、２６ｃ…第２放熱流通部、３５…第５分配弁（調整部）、８０…制御部（制御部、調整部）、９０…半導体製造装置、９２…下部電極（制御対象）、９３…熱交換器（熱交換部）、９５…所定部材、９６…ヒータ、１１０…第１循環回路、１１１…第１膨張部、１１２…第１圧縮機（第１膨張部）、１１３…第１凝縮器（第１凝縮部）、１１４…第１流通部、１１８ａ…バイパス流路、１１８ｂ…開閉弁、１２０…第２循環回路、１２１…第２膨張部、１２２…第２圧縮機（第２圧縮部）、１２３…第２凝縮器（第２凝縮部）、１２４…第２流通部、１２８ａ…バイパス流路、１２８ｂ…開閉弁、１３０…第３循環回路、１３１…熱交換器、１３２…熱交換器、１３３…第３流通部、１３４…第４流通部、１３５…第３分配弁（調整部）、２００…温度制御システム、２１０…第１循環回路、２２０…第２循環回路、２３０…第３循環回路、３００…温度制御システム、３１０…第１循環回路、３１１…プレクーラ、３１４…開閉弁、３１６…接続流路、３２０…第２循環回路、３２１…プレヒータ、３２２…開閉弁、３２４…蒸発器（蒸発部）、３２６…接続流路、４００…温度制御システム、４３０…第３循環回路、４３５…第４分配弁（調整部）、５００…温度制御システム、６００…温度制御システム、６２１…ヒータ（第２調整装置）、７００…温度制御システム、８００…温度制御システム、８１１…第１膨張部、８１２…第１圧縮機（第１圧縮部）、８１３…第１凝縮器（第１凝縮部）、９００…統合温度制御システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】