CN112230692B - 一种多路温控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种多路温控系统，通过循环液的分流集流设计，将调温后的多路循环液再分配、配比到更多条支路向控温对象供给，实现多种温度参数控制目标。通过循环液的分流集流设计，将调温后的多路循环液再分配、配比到更多条支路向控温对象供给，从而减少了温度调节器件和传感器的数量，降低了温控系统的复杂度和成本，适用于包含多个具有不同控温目标的控温对象的场合。

Description

一种多路温控系统
技术领域
本发明涉及一种温度控制技术领域，尤其涉及一种多路温控系统。
背景技术
在一些精密设备中，需要对设备内部的零部件温度进行高精度的控制，常规的温度控制方案是向控温对象供给温度稳定的气流或者水流等流体流实现的；而有时需要对设备内部多个控温对象供给不同温度和不同控温精度的流体流，例如浸没式光刻机中的投影物镜、光源系统和工件台等零部件以及设备内部环境都需要受到精密控温以保证曝光精度，光刻机中的环境温度一般控制为22℃附近；而由于曝光光束带来的热量，需要向投影物镜供给低于22℃的流体流以冷却投影物镜；由于浸没液体蒸发造成工件台冷却，需要向工件台供给略微高于22℃的流体流以加热工件台；由于投影物镜是传导曝光光束的介质，需要向投影物镜供给温度精度相对其他部件更高的流体流以获得更稳定的温度和光学均质性。对于设备中多对象的控温问题，例如公开号CN103838274A的中国发明专利公开了一种多路水冷温度控制系统及控制方法，其中的温度控制系统具有对循环液泵送、条纹和控制出口温度功能的温度控制单元，通过分流器将循环液分成多条支流，在各条支流上再设置支路水温调节装置并输出于多个具有不同控温目标的对象。但这种方案在每条支流上都需要设置单独的温度调节器件和传感器，造成整个系统复杂、成本高。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种多路温控系统及控制方法，通过循环液的分流集流设计，将调温后的多路循环液再混合、分配到更多条支路向控温对象供给，从而减少了温度调节器件和传感器的数量。
本发明包括初级调温单元、分流器、调温组件和流量控制阀；初级调温单元设置在储液箱出液口，用于对循环液的温度参数进行预调节；初级调温单元出液口设置分流器，对经初级调温单元预调节的循环液进行分流；循环液经分流器分流至两条及两条以上任意数量的调温支路，每条调温支路均能分流至两条及两条以上任意数量的控温支路或不分流直接流入控温支路，至少一条调温支路设置调温组件，至少一条控温支路的循环液来自两条不同的调温支路；
初级调温单元对循环液温度进行预调节至第一温度参数；经初级调温单元调温后的循环液进入分流器分流，一部分循环液被第一调温组件进一步调温至第二温度参数，或者分别进入第一调温组件和第二调温组件进一步调温至第二温度参数和第三温度参数；至少一部分循环液，是由具有第一温度参数、第二温度参数和第三温度参数中的至少两种温度参数的循环液经流量控制阀控制流量配比后，输送至控温对象之一；在初级调温单元出液口、每条控温支路上均设置有温度传感器。
所述的温度参数是指温度数值和/或温度数值随时间的波动范围。
所述的初级调温单元将循环液的温度参数预调节至循环液使用流量最大的控温对象的循环液温度值。
所述的初级调温单元将循环液的温度参数预调节至温度控制精度要求最低的控温支路的循环液温度参数并且不经过额外的调温组件直接向控温对象之一供给循环液。
所述的初级调温单元将循环液的温度参数预调节至控温目标温度最低的控温对象的循环液温度值。
所述的各条控温支路上设置的调温组件具有不完全相同的温度调节精度。
还包括集流器，收集流经控温对象的循环液混合后输送回储液箱并进一步用于向初级调温单元供给。
上述系统有如下多路温度控制方法，具体为：用温度传感器采集经初级调温单元调节后的循环液温度，用于反馈调节初级调温单元的调温输出功率使循环液温度维持在设定值；用温度传感器采集经调温组件调节后的循环液温度，用于反馈调节调温组件的调温输出功率使循环液温度维持在设定值；用温度传感器采集控温对象的温度，用于反馈调节流量控制阀以调节控制输送到控温对象的循环液流量，从而使控温对象的温度维持在设定值。
本发明通过循环液的分流集流设计，将调温后的多路循环液再分配、配比到更多条支路向控温对象供给，从而减少了温度调节器件和传感器的数量，降低了温控系统的复杂度和成本，适用于包含多个具有不同控温目标的控温对象的场合。
附图说明
图1为本发明实施例1的原理图；
图2为本发明的另一种实施例原理图；
图3为本发明涉及的一种控制方法原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例1：
如图1所示，本实例中一种多路温控系统，包括储液箱1、动力单元2、初级调温单元3、初级分流器4、调温与控温支路和回流集流器36。
作为具有多个不同控温目标的多路控温系统，至少包含2个控温对象，至少设置1个调温组件。本实施例包含3个控温对象，设置1个调温组件，但这样的控温对象数量和调温组件数量设置并不是必须的，可以根据使用需求灵活设置。
储液箱1用于储存控温循环液，可以设置向储液箱1补充或排放循环液的装置；动力组件2用于为循环液提供在控温流路中流动的动力，可以是泵、带控制器的泵、或者泵与控制阀的组合；初级调温单元3可以是加热器、制冷器、换热器或三者的任意组合，用于对循环液的温度进行预调节至温度T0，初级调温单元3将循环液的温度预调节至循环液流量最大的控温支路的循环液温度值，有利于循环液流量最大的控温支路节约调温组件的功率和提高响应速度；初级调温单元3将循环液的温度预调节至温度控制精度要求最低的控温支路的循环液温度值并且不经过额外的调温组件直接向控温对象之一供液，可以节约调温组件；初级调温单元3将循环液的温度预调节至控温目标温度最低的控温支路的循环液温度值，设置初级调温单元3为制冷单元，而下游的调温组件均为加热器，使得体积较庞大，噪音较大的制冷单元可以更灵活地配置到空间和噪音约束小的环境中；初级调温单元3也可以设置为被控制器控制调温功率，以实现更灵活的反馈控制功能。
在初级调温单元3的出口设置初级温度传感器8以监测器输出的循环液温度。
初级调温单元3输出循环液通过初级分流器4分流至多条调温支路，初级分流器4可以是简单的三通接头或其组合，或者适应输入输出端口设置的流路结构件，或者适应输入输出端口设置的阀。
初级分流器4输出的一路循环液进入第一调温支路，第一调温支路中设置第一调温组件5，第一调温组件5将循环液的温度调节至第一控温对象24的温度控制目标值T1；在第一调温支路中设置第一温度传感器9以监测第一调温组件5调节后的循环液温度。经第一调温支路的循环液经过第一二级分流器12分流至两条控温支路；一部分循环液进入第一控温支路，在第一控温支路中设置第一流量控制阀21，以控制进入第一控温对象24的循环液流量，设置第四温度传感器30监测第一控温对象24的温度T4；另一部分循环液进入第二控温支路，经第二流量控制阀17控制流量后流向第二控温对象25，设置第五温度传感器31监测第二控温对象25的温度T5；除流入第一控温支路和第二控温支路，来自第一调温支路的其余循环液通过排放集流器37收集并流回储液箱1。
初级分流器4输出的另一路循环液直接进入第二控温支路，经第三流量控制阀18控制流量后流向第二控温对象25；来自第二流量控制阀17和第三流量控制阀18的循环液汇集进入同一流路后混合，调节第二流量控制阀17和第三流量控制阀18的流量配比，使循环液温度达到第二控温对象25的温度控制目标值T5，其中温度T5的数值大小应当在T0和T1之间。
初级分流器4输出的还有一路循环液直接流向第三控温支路，经第四流量控制阀22控制流量后流向第三控温对象26，第三控温对象26可以设置第六温度传感器32以监测其温度T6。初级分流器4输出的循环液流量超过进入各流量控制阀的部分，通过排放集流器37收集并流回储液箱1。流过各控温对象的循环液，经过回液集流器36收集混合并流回储液箱1。循环使用循环液可以节约循环液，还可以利用从各控温对象交换而来的热量调节循环液温度以节约能源。温控系统中的循环液可以是水、超纯水、电子冷却液等液体，可以理解地，循环液也可以替换为空气等气体。
本实施例中描述的是对温度数值的控制，实际上也可以对温度随时间的波动范围等其他温度参数进行控制，例如控制第一控温对象24的温度波动范围为21.9℃～22.1℃，而控制第二控温对象25的温度波动范围为21.5℃～22.5℃。
初级温度传感器8、第一温度传感器9、第四温度传感器30、第五温度传感器31、第六温度传感器32检测到的循环液温度或者控温对象温度信息可以输送至控制器，用于控制初级调温单元3和第一调温组件5的输出功率，以实现对控温对象温度的反馈控制。
实施例2：
如图2所示，本实例与实施例1的区别在于：
经初级调温单元3预调节温度的循环液，经初级分流器4分流后进入三条调温支路，在第一调温支路中循环液温度被第一调温组件5调节至T1，该温度受到第一温度传感器9的监测，第一调温支路的循环液进入第一二级分流器12被分流进入多条控温支路；在第二调温支路中循环液温度被第二调温组件6调节至T2，该温度受到第二温度传感器10的监测，第二调温支路的循环液进入第二二级分流器13被分流进入多条控温支路；在第三调温支路中循环液温度被第三调温组件7调节至T3，该温度受到第三温度传感器11的监测，第三调温支路的循环液进入第三二级分流器14被分流进入多条控温支路；三条调温支路中循环液的温度可以满足关系T1>T2>T3。
温度为T1的循环液经第一流量控制阀21控制流量后流向第一控温对象24，温度为T2的循环液经第四流量控制阀22控制流量后流向第三控温对象26，温度为T3的循环液经第七流量控制阀23控制流量后流向第五控温对象28；温度为T1的循环液和温度为T2的循环液经第二流量控制阀17和第三流量控制阀18控制配比后流向第二控温对象25；温度为T2的循环液和温度为T3的循环液经第五流量控制阀19和第六流量控制阀20控制配比后流向第四控温对象27；温度为T1的循环液和温度为T3的循环液经第八流量控制阀15和第九流量控制阀16控制配比后流向第六控温对象29。分别设置第四至第九温度传感器30～35监测第一至第六控温对象24～29的温度T4～T9。
在该实施例中，使用一个初级调温单元3和三个调温组件，获得了6种温度的循环液。还可以设置三个调温组件具有不同的适应控温对象需求的精度和响应速度等调温性能，可以最大程度的节约高性能调温组件的使用，从而降低系统成本。在该实施例中，每个调温支路的循环液经分流器分为3路进入三条控温支路，而实际上可以分流至两条及两条以上任意数量的控温支路，也可以不分流直接流入控温支路，可以灵活配置以实现多样的多对象控温目标。
如图3所示，用于上述多路温度控制系统的多路温度控制方法，采集系统中各温度传感器检测到的温度值用于对控温对象温度的反馈控制。
温度传感器检测经调温组件调节后的循环液温度T0_PV，将温度信息传递至控制器，与温度设定值T0_SV比较并计算偏差值T0_err，利用PID控制算法，调节调温组件的调温输出功率使输出的循环液温度达到设定值T0_SV；这里的调温组件可以是初级调温单元3，也可以是第一调温组件5等调温支路上的调温组件。
对于调温后直接供给循环液的控温支路，温度传感器检测控温对象的温度T4_PV，与温度控制目标T4_SV比较并计算偏差值T4_err，利用PID控制算法，调节流量控制阀以调节循环液的流量H4，从而消除偏差值T4_err，使控温对象的温度达到目标值T4_SV。
对于调温后经过不同温度循环液配比供给的控温支路，温度传感器检测控温对象的温度T5_PV，与温度控制目标T5_SV比较并计算偏差值T5_err，利用PID控制算法，调节相混合的两路循环液的流量控制阀以调节循环液的流量H4和H5，从而消除偏差值T5_err，使控温对象的温度达到目标值T5_SV。
为消除控温对象的温度偏差值T4_err或T5_err，也可以调节调温组件的输出功率以改变循环液的温度，从而提高温度调节的速度。
以上内容和结构描述了本发明产品的基本原理、主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解。上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都属于要求保护的本发明范围之内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种多路温控系统，其特征在于：包括初级调温单元、分流器、调温组件和流量控制阀；初级调温单元设置在储液箱出液口，用于对循环液的温度参数进行预调节；初级调温单元为制冷单元；初级调温单元出液口设置分流器，对经初级调温单元预调节的循环液进行分流；循环液经分流器分流至两条及两条以上任意数量的调温支路，每条调温支路均能分流至两条及两条以上任意数量的控温支路或不分流直接流入控温支路，至少一条调温支路设置调温组件，调温组件是加热器，至少一条控温支路的循环液来自两条不同的调温支路；
初级调温单元对循环液温度进行预调节至第一温度参数；经初级调温单元调温后的循环液进入分流器分流，一部分循环液被第一调温组件进一步调温至第二温度参数，或者分别进入第一调温组件和第二调温组件进一步调温至第二温度参数和第三温度参数；至少一部分循环液，是由具有第一温度参数、第二温度参数和第三温度参数中的至少两种温度参数的循环液经流量控制阀控制流量配比后，输送至控温对象之一；在初级调温单元出液口、具有调温组件的调温支路以及控温对象处设置温度传感器。
2.如权利要求1所述的一种多路温控系统，其特征在于：所述的温度参数是指温度数值和/或温度数值随时间的波动范围。
3.如权利要求1所述的一种多路温控系统，其特征在于：所述的初级调温单元将循环液的温度参数预调节至循环液使用流量最大的控温对象的循环液温度值。
4.如权利要求1所述的一种多路温控系统，其特征在于：所述的初级调温单元将循环液的温度参数预调节至温度控制精度要求最低的控温支路的循环液温度参数并且不经过额外的调温组件直接向控温对象之一供给循环液。
5.如权利要求1所述的一种多路温控系统，其特征在于：所述的初级调温单元将循环液的温度参数预调节至控温目标温度最低的控温对象的循环液温度值。
6.如权利要求1所述的一种多路温控系统，其特征在于：所述的各条控温支路上设置的调温组件具有不完全相同的温度调节精度。
7.如权利要求1所述的一种多路温控系统，其特征在于：还包括集流器，收集流经控温对象的循环液混合后输送回储液箱并进一步用于向初级调温单元供给。
8.如权利要求1所述的一种多路温控系统，其特征在于：有如下多路温度控制方法，具体为：用温度传感器采集经初级调温单元调节后的循环液温度，用于反馈调节初级调温单元的调温输出功率使循环液温度维持在设定值；用温度传感器采集经调温组件调节后的循环液温度，用于反馈调节调温组件的调温输出功率使循环液温度维持在设定值；用温度传感器采集控温对象的温度，用于反馈调节流量控制阀以调节控制输送到控温对象的循环液流量，从而使控温对象的温度维持在设定值。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116266062B (zh) * 2021-12-17 2023-12-26 无锡暖芯半导体科技有限公司 一种温控设备
CN114706435A (zh) * 2022-04-01 2022-07-05 北京半导体专用设备研究所（中国电子科技集团公司第四十五研究所） 一种设备的温度调节方法、控制器、系统及存储介质
CN114779846B (zh) * 2022-05-31 2023-08-08 南京工业大学 一种大型罐箱智能电加热控制系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2911546Y (zh) * 2006-05-26 2007-06-13 陈则韶 有水内循环换热回路的热泵热水机组
CN103838274A (zh) * 2012-11-22 2014-06-04 上海微电子装备有限公司 一种多路水冷温度控制系统及控制方法
CN203785054U (zh) * 2014-02-11 2014-08-20 深圳市尤搏思科技有限公司 一种具有多路分流器的冷暖两用功能水循环系统
CN104199483A (zh) * 2014-08-20 2014-12-10 华中科技大学 一种多路液体温度调节装置及温度控制方法
CN105649970A (zh) * 2014-11-10 2016-06-08 中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司 一种用于多级干式真空泵的脉冲水冷系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2911546Y (zh) * 2006-05-26 2007-06-13 陈则韶 有水内循环换热回路的热泵热水机组
CN103838274A (zh) * 2012-11-22 2014-06-04 上海微电子装备有限公司 一种多路水冷温度控制系统及控制方法
CN203785054U (zh) * 2014-02-11 2014-08-20 深圳市尤搏思科技有限公司 一种具有多路分流器的冷暖两用功能水循环系统
CN104199483A (zh) * 2014-08-20 2014-12-10 华中科技大学 一种多路液体温度调节装置及温度控制方法
CN105649970A (zh) * 2014-11-10 2016-06-08 中国科学院沈阳科学仪器股份有限公司 一种用于多级干式真空泵的脉冲水冷系统

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