JP2003316448A - 温度制御方法及びその装置 - Google Patents
温度制御方法及びその装置Info
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Abstract
を用い、温度振れの少ない制御方法で、かつ大幅な省電
力を可能とするクリーンルーム等の温度制御方法を提供
すること。 【解決手段】基準設定温度とその上限値、下限値を複数
設定したステップサーモ式温度制御において、各ステッ
プでの温度制御にPID制御方式を採用し、各ステップ
の許容範囲を越えた時は温度検出器10から印加される
信号によりステップの移行を図るとともに、基準温度を
変更し、これを基準として温度制御を行う。
Description
法及びその装置の改良に関するもので、特にクリーンル
ーム等の精密な温度制御を必要とする室内の温度制御方
法及びその装置に関するものである。
精密に保つために、従来、冷房専用機と再熱用電気ヒー
タを用いて、一度冷凍機で空気を冷やした後に電気ヒー
タの出力を比例制御して温度コントロールする方法が実
施されていた。
平2001−169147号に開示される技術により、
制御精度は同等であるものの省エネルギーが可能となっ
た。
す。温度制御装置50は、温度制御機構2と、温度調整
機構3とを備える。温度制御機構2は冷凍機5に接続さ
れる冷却コイル6と冷媒レヒートコイル7、及び加熱器
51とを備える。9は空気吸込み口、10は温度検出
器、Fは送風ファンを示す。温度調整機構3は、上記温
度検出器10よりの信号を受け入れる指示調節計11
と、検索を行うシーケンサ12とを備える。
る。図は温度制御として複数の温度制御範囲(以下単に
レベルという)を組み合わせたステップサーモ方式を利
用とたもので、横方向に温度を示す。まずレベル1は基
準値Aを設定し、ディファレンシャル(動作すきま)を
定め上限値Bとする。このレベル1は冷凍機5の運転・
停止の指令を出す温度を示すもので、高い空気温度から
A点に到達したとき停止(OFF)し、低い空気温度か
らB点に到達したとき起動(ON)する。
ァレンシャルを定め上限値Dとする。このレベル2は加
熱器51の運転・停止の指令を出す温度を示すもので、
高い空気温度からC点に到達したとき起動(ON)し、
低い空気温度からD点に到達したとき停止(OFF)す
る。
ファレンシャルを定め上限値Fとする。このレベル3は
冷媒レヒートの運転・停止の指令を出す温度を示すもの
で、高い空気温度からE点に到達したとき起動(ON)
し、低い空気温度からF点に到達したとき停止(OF
F)する。
ファレンシャルを定め上限値Hとする。このレベル4は
冷凍機のアンロード(冷媒の容量制御)の運転・停止の
指令を出す温度を示すもので、高い空気温度からG点に
到達したとき起動(ON)し、低い空気温度からH点に
到達したとき停止(OFF:フルロード運転)する。
明する。まず初期状態ではレベル1の設定値になってい
るものとする。この状態で温度がB点より低い場合に
は、加熱器51のみONにして、温度が上昇する。そし
てB点まで温度が上昇すると、冷凍機5はONになりア
ンロード状態にて冷媒レヒートがONの状態になる。そ
れでも温度が上昇する場合は、D点まで温度が上昇し、
加熱器51がOFFして冷媒レヒート7のみの運転状態
になる。
降してきた場合、再び加熱器8がONとなり、温度は上
昇する。これによりレベル2で温度は循環することにな
る。
を検出し、温度調整機構3内の指示調節計11に信号が
送られる。指示調節器11は、該信号から各レベルの運
転・停止を判断し、各装置に動作信号を送ると共に、シ
ーケンサ12にも同じ信号を送り、該シーケンサ12は
指示調節計11から送られてくる信号の内容から、同じ
信号が繰り返し送られてきた場合は、いずれかのレベル
にて運転が安定していると判断し、指示調節計11に該
レベルの中心の値が目標とする設定温度となるように各
基準設定温度の値を送る。
は、温度制御を±1℃に制御することが可能であるもの
の、図8に示す様に、±1℃の範囲で温度に振れが生
じ、精密な温度制御を行いたい場合においては温度の振
れが問題になる場合があった。
較的大型の加熱器が必要となり消費電力量は大きくなる
等の問題があった。
方式を改良し、各ステップにおける温度制御をPID制
御方式を用い、温度振れの少ない制御方法でかつ、大幅
な省電力を可能とするクリーンルーム等の温度制御方法
及びその装置を提供することを目的とする。
め、本第1発明の温度制御方法は、基準温度とその上限
値、下限値を複数設定したステップサーモ式温度制御方
法において、各ステップでの温度制御にPID制御方式
を採用し、各ステップの許容範囲を越えたときは温度検
出器から印加される信号によりステップの移行を図ると
ともに、基準温度を変更し、これを基準として温度制御
を行うことを特徴とする。ここで、「PID制御方式」
とは、設定された目標値に対して、比例、積分、微分に
よる制御を行う制御方式であって、比例制御による残留
偏差を積分制御によって解消するとともに、負荷の変動
による目標値からのズレに対し、微分制御によって修正
し制御応答の迅速性を確保する方式をいう。
制御にPID制御方式を採用し、各ステップの許容範囲
を越えたときにステップの移行と設定温度を変化させる
から温度振れの少ない温度制御方法を提供することがで
きる。
を実施する装置に係り、温度制御機構と、温度調整機構
とよりなり、制御機構は冷却コイル、冷媒レヒートコイ
ル及び加熱器を備え、温度調整機構は室内よりの受け入
れ空気の温度検出器及び該温度検出器よりの信号を検出
する指示調節計を備えた制御部からなり、基準温度を設
定し、その上限値、下限値を複数設定したステップサー
モ方式における各ステップでの温度制御はPID制御方
式により制御される加熱器を用い、各ステップの許容範
囲を越えたときはそれを温度検出器により検出し、上記
冷却コイルと冷媒レヒートコイルを選択作動せしめ、ス
テップの移行を図るとともに、基準温度を変更し、これ
を基準として温度制御を行うことを特徴とする。
において、冷却、加熱手段として冷媒レヒートコイル並
びに加熱器を備え、各ステップでの温度制御にPID制
御方式を採用した各ステップ間の負荷をまかなえる程度
の容量を有する加熱器を用いるから、温度振れの少ない
制御を行うとともに、省エネ運転を可能とする温度制御
装置を提供することができる。
施の形態を図面に基づいて説明する。従来例と同様の構
成については同様の符号を付し説明を省略する。
もので、温度制御装置1は、温度制御機構2と、温度調
整機構3とを備える。温度制御機構2は冷凍機5に接続
される冷却コイル6及び冷媒レヒートコイル7と、加熱
器8とを備える。9は空気吸込み口、10は温度検出
器、Fは送風ファンを示す。冷凍機5、加熱器8の容量
は、温度制御を行う部屋の広さ、目標温度によって定め
られるものである。
する。図は温度制御として複数の温度制御範囲(以下単
にレベルという)を組み合わせたステップサーモ方式を
利用とたもので、横方向に温度、縦軸に室内の負荷を示
す。まずレベル1は基準値Aを設定し、ディファレンシ
ャルa(動作すきま)を定め上限値Cとする。このレベ
ル1は従来例と同様、冷凍機5の運転・停止の指令を出
す温度を示すもので、高い空気温度からA点に到達した
とき停止(OFF)し、低い空気温度からB点に到達し
たとき起動(ON)する。
1と同じディファレンシャルaより上限値Fを決定す
る。このレベル2は冷媒レヒートの運転・停止の指令を
出す温度を示すもので、高い空気温度からD点に到達し
たとき起動(ON)し、低い空気温度からF点に到達し
たとき停止(OFF)する。
ベル1と同じディファレンシャルaより上限値Iを決定
する。このレベル3は冷凍機のアンロード(冷媒の容量
制御)の運転・停止の指令を出す温度を示すもので、高
い空気温度からG点に到達したとき起動(ON)し、低
い空気温度からI点に到達したとき停止(OFF:フル
ロード運転)する。
明する。室内の目標温度が23℃、ディファレンシャル
aを0.4℃、ステップbを0.3℃とする。
5及び加熱器8は停止状態であり、冷凍機5の排熱を利
用する冷媒レヒートも当然に作動していないが、温度検
出器10より印可される信号によって温度調整機構3は
即座に室内温度を判断し、冷凍機5及び加熱器8のON
・OFF信号を各機器に印可する。
には冷凍機5はOFF状態のまま加熱器8がONとな
る。この加熱器8はPID制御される。
でB点が23℃、A点は22.95℃、C点は23.3
5℃に設定される。室内の負荷に変動がない場合このま
まPID制御による加熱器8のみによって室温は制御さ
れる。なお、B点はステップ1での室内温度の目標値と
なる点で、C点から、ディファレンシャルa(0.4
℃)とステップb(0.3℃)を加算した値の半分
((a+b)÷2)だけ低温側へ移行した値となるよう
に設定する。
があった場合等)、室温が上昇傾向に転じ、加熱器8の
出力を最低限まで低下させてもなお温度が上昇しC点に
達したときに冷凍機5がONとなり、アンロード状態に
て冷媒レヒートがONの状態になる。このステップ2の
状態では、冷凍機はアンロード状態(フルロード状態に
比して70%程度の冷却性能)で冷却コイル6を介して
空気を冷却し、冷凍機5の排熱を利用した冷媒レヒート
が作動し冷媒レヒートコイル7によって空気を加熱する
とともに、PID制御される加熱器8によって室内温度
が制御される。
F:A点と冷媒レヒートOFF:F点の中間点)が即座
に目標温度の23℃に切り替わるのではなく温度検出器
10からの室温の印可信号の傾向が下降傾向にあり、E
点付近で安定したときにE点が23℃、A点が22.6
5℃、F点は23.35℃の設定に切り替わる。反対に
ステップ2への移行後、温度検出器10からの室温の印
可信号の傾向が上昇傾向の場合には、温度設定はE点が
23.3℃、A点は22.95℃、F点は23.65℃
の設定のままで室温がF点まで上昇したとき、冷媒レヒ
ートの運転を停止せしめる。
まることなく、室温がF点に到達したとき、冷媒レヒー
トの運転を停止しステップ3に移行する。
ップ2の場合と同様であり冷媒レヒートの運転を停止し
てもなお室温の上昇が止まらずI点(この際I点の設定
は23.95℃)に達したときは、冷凍機のアンロード
をOFFにし冷凍機5をフルロードで運転するステップ
4へ移行する。
た場合には冷凍機5はON状態のまま加熱器8がONと
なり、このときの温度制御は、ステップ4の状態でJ点
が23.0℃、G点が22.65℃、I点が23.05
℃となる。なお、J点はステップ4での室内温度の目標
値となる点で、G点から、ディファレンシャルa(0.
4℃)とステップb(0.3℃)を加算した値の半分
((a+b)÷2)だけ高温側へ移行した値となるよう
に設定する。温度が上位ステップから下位ステップに移
行するときの設定温度の変更は上述した場合と反対で、
更に温度が下降傾向にあるときは設定温度は変更され
ず、上昇かつ安定傾向にあるときに設定温度が変動す
る。なお、いずれのステップにおいてもPID制御され
る加熱器8は停止することなく温度制御を行うものであ
る。
ステップ3で室温が安定したときの目標値となる点で、
I点から、ディファレンシャルa(0.4℃)とステッ
プb(0.3℃)を加算した値の半分((a+b)÷
2)だけ低温側又はD点から同じ値だけ高温側へ移行し
た点である。
の室内温度の変動を示すもので、その振れが従来の温度
制御方法による温度の振れと比して極めて小さいことが
分かる。
について、その実施例に基づいて説明したが、本発明は
上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、
その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更
することができるものである。
プでの温度制御にPID制御方式を採用したので、温度
振れの少ない温度制御を行うことができるとともに、各
ステップの許容範囲を越えたときにステップを移行し、
更に移行後の温度変化の傾向によって設定温度を変化さ
せるか否か判断するから無駄のない温度制御を実現する
ことができる。
制御機構は冷凍機に接続される冷却コイルと冷媒レヒー
トコイル及び加熱器とを備え、各ステップでの温度制御
にPID制御方式を採用した加熱器を用いたから加熱器
は各ステップ間の負荷に対応できる程度の小型な加熱器
にすることができ、従来型(冷房専用機と再熱用加熱
器)に比べて消費電力量は熱負荷の大きな夏季において
約66.5%、熱負荷の小さな冬季においては約38.
1%の年間にして約54.6%の省エネルギーが可能で
ある等の効果を有する。
説明図である。
を示すグラフである。
図である。
である。
である。
示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 基準温度とその上限値、下限値を複数設
定したステップサーモ式温度制御方法において、各ステ
ップでの温度制御にPID制御方式を採用し、各ステッ
プの許容範囲を越えたときは温度検出器から印加される
信号によりステップの移行を図るとともに、基準温度を
変更し、これを基準として温度制御を行うことを特徴と
する温度制御方法。 - 【請求項2】 温度制御機構と、温度調整機構とよりな
り、制御機構は冷却コイル、冷媒レヒートコイル及び加
熱器を備え、温度調整機構は室内よりの受け入れ空気の
温度検出器及び該温度検出器よりの信号を検出する指示
調節計を備えた制御部からなり、基準温度を設定し、そ
の上限値、下限値を複数設定したステップサーモ方式に
おける各ステップでの温度制御はPID制御方式により
制御される加熱器を用い、各ステップの許容範囲を越え
たときはそれを温度検出器により検出し、上記冷却コイ
ルと冷媒レヒートコイルを選択作動せしめ、ステップの
移行を図るとともに、基準温度を変更し、これを基準と
して温度制御を行うことを特徴とする温度制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002121010A JP3790185B2 (ja) | 2002-04-23 | 2002-04-23 | 温度制御方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002121010A JP3790185B2 (ja) | 2002-04-23 | 2002-04-23 | 温度制御方法及びその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003316448A true JP2003316448A (ja) | 2003-11-07 |
JP3790185B2 JP3790185B2 (ja) | 2006-06-28 |
Family
ID=29537076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3790185B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009169755A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Nippon Spindle Mfg Co Ltd | 精密温度調節設備及び分散供給装置 |
JP2012248015A (ja) * | 2011-05-27 | 2012-12-13 | Nippon Spindle Mfg Co Ltd | 温調装置 |
CN110836513A (zh) * | 2019-11-22 | 2020-02-25 | 北京工业大学 | 一种基于行为数据学习的家用分体空调运行策略 |
-
2002
- 2002-04-23 JP JP2002121010A patent/JP3790185B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP3790185B2 (ja) | 2006-06-28 |
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