JPH06250743A - 流体の温度制御方法および装置 - Google Patents
流体の温度制御方法および装置Info
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- JPH06250743A JPH06250743A JP5059512A JP5951293A JPH06250743A JP H06250743 A JPH06250743 A JP H06250743A JP 5059512 A JP5059512 A JP 5059512A JP 5951293 A JP5951293 A JP 5951293A JP H06250743 A JPH06250743 A JP H06250743A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 23
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
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- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Control Of Temperature (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 任意の流量、温度差の設定を可能とするとと
もに、外部要因によって流量や温度差が変化しても容易
に対処できて制御精度を保持できるようにする。 【構成】 オンオフ動作で出力制御可能な熱源と、連続
的な出力制御が可能な熱源とが設けられ、被制御流体の
流量検出部と、被制御流体の出口温度および入口温度を
検出する温度検出部とを設ける。また、目標温度と入口
温度の差および流量から負荷が必要とする熱量を推定
し、使用する電力制御部の組み合わせ決定する負荷熱容
量推定部と、目標温度と出口温度の差から連続的な出力
制御が可能な熱源に対する操作量を算出する演算部とを
備えた制御部を設ける。被制御流体の入口温度を検出し
て目標温度との偏差を求め、この偏差温度および流体流
量から必要熱負荷を算出して使用固定熱源を決定し、流
体の出口温度を検出して目標温度との偏差を求め、この
偏差温度の基づいて温度制御可変熱源により出力を制御
して流体温度の制御をなす。
もに、外部要因によって流量や温度差が変化しても容易
に対処できて制御精度を保持できるようにする。 【構成】 オンオフ動作で出力制御可能な熱源と、連続
的な出力制御が可能な熱源とが設けられ、被制御流体の
流量検出部と、被制御流体の出口温度および入口温度を
検出する温度検出部とを設ける。また、目標温度と入口
温度の差および流量から負荷が必要とする熱量を推定
し、使用する電力制御部の組み合わせ決定する負荷熱容
量推定部と、目標温度と出口温度の差から連続的な出力
制御が可能な熱源に対する操作量を算出する演算部とを
備えた制御部を設ける。被制御流体の入口温度を検出し
て目標温度との偏差を求め、この偏差温度および流体流
量から必要熱負荷を算出して使用固定熱源を決定し、流
体の出口温度を検出して目標温度との偏差を求め、この
偏差温度の基づいて温度制御可変熱源により出力を制御
して流体温度の制御をなす。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は流体の加熱を行うための
温度制御装置および制御方法に係り、特にオンオフ動作
で出力制御される熱源と、連続的に制御可能な熱源の組
み合わせによって構成される温度制御方式の改良に関す
る。
温度制御装置および制御方法に係り、特にオンオフ動作
で出力制御される熱源と、連続的に制御可能な熱源の組
み合わせによって構成される温度制御方式の改良に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、大容量の流体等を目標温度に設定
する場合には、目標温度付近まで固定熱源で加熱してお
き、それ以後は可変の熱源を用いて温度制御を行うよう
にしている。このためこの種の従来の温度制御装置は、
オンオフ動作で出力制御される熱源と、連続的に制御可
能な熱源の組み合わせによって構成されている。すなわ
ち、オンオフ制御の熱源で対象流体温度のベースアップ
を行い、残りの部分を連続制御可能な熱源で制御するこ
とにより、目標温度に対して精度のよい温度制御を行っ
ているのである。
する場合には、目標温度付近まで固定熱源で加熱してお
き、それ以後は可変の熱源を用いて温度制御を行うよう
にしている。このためこの種の従来の温度制御装置は、
オンオフ動作で出力制御される熱源と、連続的に制御可
能な熱源の組み合わせによって構成されている。すなわ
ち、オンオフ制御の熱源で対象流体温度のベースアップ
を行い、残りの部分を連続制御可能な熱源で制御するこ
とにより、目標温度に対して精度のよい温度制御を行っ
ているのである。
【０００３】また、流量、温度差を切換える際は、操作
盤等に設置された切換えスイッチを操作することで、オ
ンオフ制御熱源の使用あるいは不使用を固定的に変更し
て制御能力の切換えを行うようにしている。
盤等に設置された切換えスイッチを操作することで、オ
ンオフ制御熱源の使用あるいは不使用を固定的に変更し
て制御能力の切換えを行うようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来方式の場
合には、制御能力の切換えが固定的に行われるため、任
意の流量、温度差の設定が困難となってしまう他、外部
要因によって被制御流体の流量や温度差が制御中に大き
く変化する場合には、負荷の熱容量が、切換えスイッチ
などで固定的に設定された熱源の容量とマッチングが取
れなくなり、制御精度を保つことができなくなるという
問題があった。
合には、制御能力の切換えが固定的に行われるため、任
意の流量、温度差の設定が困難となってしまう他、外部
要因によって被制御流体の流量や温度差が制御中に大き
く変化する場合には、負荷の熱容量が、切換えスイッチ
などで固定的に設定された熱源の容量とマッチングが取
れなくなり、制御精度を保つことができなくなるという
問題があった。
【０００５】本発明は、上記従来の問題点に着目し、任
意の流量、温度差の設定を可能とするとともに、外部要
因によって流量や温度差が変化しても容易に対処できて
制御精度を保持できるようにした流体の温度制御方法お
よび装置を提供することを目的とする。
意の流量、温度差の設定を可能とするとともに、外部要
因によって流量や温度差が変化しても容易に対処できて
制御精度を保持できるようにした流体の温度制御方法お
よび装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る流体の温度制御方法は、第１に被制御
流体の入口温度を検出して目標温度との偏差を求め、こ
の偏差温度および流体流量から必要熱負荷を算出して使
用固定熱源を決定し、流体の出口温度を検出して目標温
度との偏差を求め、この偏差温度の基づいて温度制御可
変熱源により出力を制御して流体温度の制御をなすよう
に構成した。
に、本発明に係る流体の温度制御方法は、第１に被制御
流体の入口温度を検出して目標温度との偏差を求め、こ
の偏差温度および流体流量から必要熱負荷を算出して使
用固定熱源を決定し、流体の出口温度を検出して目標温
度との偏差を求め、この偏差温度の基づいて温度制御可
変熱源により出力を制御して流体温度の制御をなすよう
に構成した。
【０００７】また、第２の制御方法として、被制御流体
の出口温度を検出して目標温度との偏差を求め、この偏
差温度および流体流量から必要熱負荷を算出して使用固
定熱源を決定し、流体の出口温度を検出して目標温度と
の偏差を求め、この偏差温度の基づいて温度制御可変熱
源により出力を制御して流体温度の制御をなすようにし
たものである。
の出口温度を検出して目標温度との偏差を求め、この偏
差温度および流体流量から必要熱負荷を算出して使用固
定熱源を決定し、流体の出口温度を検出して目標温度と
の偏差を求め、この偏差温度の基づいて温度制御可変熱
源により出力を制御して流体温度の制御をなすようにし
たものである。
【０００８】更に本発明に係る流体の温度制御装置は、
第１に、オンオフ動作で出力制御可能な熱源と、連続的
な出力制御が可能な熱源と、被制御流体の流量を検出す
る流量検出部と、被制御流体の出口温度および入口温度
を検出する温度検出部と、目標温度と入口温度の差およ
び流量から負荷が必要とする熱量を推定し、使用する電
力制御部の組み合わせ決定する負荷熱容量推定部と、目
標温度と出口温度の差から連続的な出力制御が可能な熱
源に対する操作量を算出する演算部とを備えた構成とし
た。
第１に、オンオフ動作で出力制御可能な熱源と、連続的
な出力制御が可能な熱源と、被制御流体の流量を検出す
る流量検出部と、被制御流体の出口温度および入口温度
を検出する温度検出部と、目標温度と入口温度の差およ
び流量から負荷が必要とする熱量を推定し、使用する電
力制御部の組み合わせ決定する負荷熱容量推定部と、目
標温度と出口温度の差から連続的な出力制御が可能な熱
源に対する操作量を算出する演算部とを備えた構成とし
た。
【０００９】第２の温度制御装置として、オンオフ動作
で出力制御可能な熱源と、連続的な出力制御が可能な熱
源と、被制御流体の流量を検出する流量検出部と、被制
御流体の出口温度を検出する温度検出部と、この検出温
度を初期温度として設定記憶する状態記憶部と、目標温
度と前記検出温度の差および流量から負荷が必要とする
熱量を推定し、使用する電力制御部の組み合わせ決定す
る負荷熱容量推定部と、目標温度と出口温度の差から連
続的な出力制御が可能な熱源に対する操作量を算出する
演算部とを備えた構成とした。
で出力制御可能な熱源と、連続的な出力制御が可能な熱
源と、被制御流体の流量を検出する流量検出部と、被制
御流体の出口温度を検出する温度検出部と、この検出温
度を初期温度として設定記憶する状態記憶部と、目標温
度と前記検出温度の差および流量から負荷が必要とする
熱量を推定し、使用する電力制御部の組み合わせ決定す
る負荷熱容量推定部と、目標温度と出口温度の差から連
続的な出力制御が可能な熱源に対する操作量を算出する
演算部とを備えた構成とした。
【００１０】更に、第３の温度制御装置としては、オン
オフ動作で出力制御可能な熱源と、連続的な出力制御が
可能な熱源と、被制御流体の出口温度検出する温度検出
部と、目標温度と検出温度の差から負荷に対する操作量
を算出する操作量算出部と、算出された操作量から前記
固定熱源と前記連続出力動作熱源に対する制御出力を決
定する制御出力分配部とを備えた構成としたものであ
る。
オフ動作で出力制御可能な熱源と、連続的な出力制御が
可能な熱源と、被制御流体の出口温度検出する温度検出
部と、目標温度と検出温度の差から負荷に対する操作量
を算出する操作量算出部と、算出された操作量から前記
固定熱源と前記連続出力動作熱源に対する制御出力を決
定する制御出力分配部とを備えた構成としたものであ
る。
【００１１】
【作用】上記構成によれば、温度制御中に常に被制御流
体の入口温度および／または出口温度が検出され、流量
の検出によって熱負荷の容量変化を把握することができ
る。熱源は固定熱源と可変出力動作熱源によって構成さ
れ、算出された熱負荷容量によって使用する熱源を選定
し、また可変出力動作熱源への制御出力を負荷に適応さ
せることができる。この結果、常に最適な温度制御がで
き、目標温度に対する制御精度を向上させることができ
るのである。
体の入口温度および／または出口温度が検出され、流量
の検出によって熱負荷の容量変化を把握することができ
る。熱源は固定熱源と可変出力動作熱源によって構成さ
れ、算出された熱負荷容量によって使用する熱源を選定
し、また可変出力動作熱源への制御出力を負荷に適応さ
せることができる。この結果、常に最適な温度制御がで
き、目標温度に対する制御精度を向上させることができ
るのである。
【００１２】
【実施例】以下に、本発明に係る流体の温度制御方法お
よび装置の具体的実施例に付いて詳細に説明する。
よび装置の具体的実施例に付いて詳細に説明する。
【００１３】図１は第１実施例に係る温度制御装置の構
成図である。図示のようにこの温度制御装置はオンオフ
動作によって出力制御可能な複数の固定熱源１０、１２
を備えるとともに、可変出力動作熱源１４を備えてお
り、これらの熱源１０、１２、１４によって被加熱制御
流体としての負荷１６を所定の温度に加熱するようにし
ている。この実施例では前記固定熱源１０、１２はそれ
ぞれ総熱源容量の２５％を担うように設定され、また可
変出力動作熱源１４は同じく最大出力で５０％を担うよ
うに設定されている。固定熱源１０、１２にはコンタク
タ１８、２０が設けられ、これによるオンオフ操作によ
って起動、停止が図られるように構成され、また、可変
出力動作熱源１４は位相制御ユニット２２によって出力
を任意に制御できるものとなっており、０〜５０％の出
力制御が可能とされている。
成図である。図示のようにこの温度制御装置はオンオフ
動作によって出力制御可能な複数の固定熱源１０、１２
を備えるとともに、可変出力動作熱源１４を備えてお
り、これらの熱源１０、１２、１４によって被加熱制御
流体としての負荷１６を所定の温度に加熱するようにし
ている。この実施例では前記固定熱源１０、１２はそれ
ぞれ総熱源容量の２５％を担うように設定され、また可
変出力動作熱源１４は同じく最大出力で５０％を担うよ
うに設定されている。固定熱源１０、１２にはコンタク
タ１８、２０が設けられ、これによるオンオフ操作によ
って起動、停止が図られるように構成され、また、可変
出力動作熱源１４は位相制御ユニット２２によって出力
を任意に制御できるものとなっており、０〜５０％の出
力制御が可能とされている。
【００１４】このような構成において、第１実施例では
負荷１６となる被加熱流体の流量ｑを検出するための流
量検出部２４が設けられるとともに、被加熱流体の入口
温度（Ｔin）および出口温度（Ｔout）を検出する入口
温度検出部２６、出口温度検出部２８が設けられ、ま
た、これらからの検出信号を入力し、前述したコンタク
タ１８、２０および位相制御ユニット２２に制御信号を
出力する制御部３０が設けられている。この制御部３０
は主として被加熱流体の入口温度（Ｔin）と流量信号ｑ
を因子として固定熱源１０、１２を制御する負荷熱容量
推定部３２と、被加熱流体の出口温度（Ｔout）を因子
として可変出力動作熱源１４を制御するＰＩＤ制御部３
４を備えている。
負荷１６となる被加熱流体の流量ｑを検出するための流
量検出部２４が設けられるとともに、被加熱流体の入口
温度（Ｔin）および出口温度（Ｔout）を検出する入口
温度検出部２６、出口温度検出部２８が設けられ、ま
た、これらからの検出信号を入力し、前述したコンタク
タ１８、２０および位相制御ユニット２２に制御信号を
出力する制御部３０が設けられている。この制御部３０
は主として被加熱流体の入口温度（Ｔin）と流量信号ｑ
を因子として固定熱源１０、１２を制御する負荷熱容量
推定部３２と、被加熱流体の出口温度（Ｔout）を因子
として可変出力動作熱源１４を制御するＰＩＤ制御部３
４を備えている。
【００１５】いま、被制御流体の流量をｑ（l/min）、
設定温度と入口温度Ｔinとの温度差をΔＴ（℃）とする
と、負荷が必要とする熱容量は以下の式のようになる。
設定温度と入口温度Ｔinとの温度差をΔＴ（℃）とする
と、負荷が必要とする熱容量は以下の式のようになる。
【００１６】
【数１】Ｑ＝Ｃ×ｑ×ΔＴ （kW） ただし、Ｃは流体の比重で比熱によって定まる定数であ
る。
る。
【００１７】オンオフ動作で出力制御可能な固定熱源１
０、１２の１モジュールの熱容量をｈon（kW）、連続的
な出力制御が可能な可変出力動作熱源１４の１モジュー
ルの熱容量をｈph（kW）とすると、
０、１２の１モジュールの熱容量をｈon（kW）、連続的
な出力制御が可能な可変出力動作熱源１４の１モジュー
ルの熱容量をｈph（kW）とすると、
【００１８】
【数２】ｎon×ｈon＜Ｑ＜ｎon×ｈon＋ｎph×ｈph の関係式が成立するように、オンオフ制御される固定熱
源１０、１２の使用モジュールの数ｎon、および連続的
な出力制御が可能な可変出力動作熱源１４のモジュール
の数ｎphを選択することにより安定な制御ができる。
源１０、１２の使用モジュールの数ｎon、および連続的
な出力制御が可能な可変出力動作熱源１４のモジュール
の数ｎphを選択することにより安定な制御ができる。
【００１９】このようなことから、制御部３０では、流
量検出部２４からの検出流量信号を入力させ、同時に入
口温度検出部２６および出口温度検出部２８からの検出
温度信号を入力させている。制御部３０の負荷熱容量推
定部３２では、検出された被制御流体の流量ｑと、目標
温度Ｔsvと入口温度Ｔinとの温度差ΔＴより、前記「式
１」に基づいて負荷１６の熱容量Ｑを演算し、次式によ
り負荷熱容量比Ｈ（＝Ｑ／Ｐfull）を算出する。
量検出部２４からの検出流量信号を入力させ、同時に入
口温度検出部２６および出口温度検出部２８からの検出
温度信号を入力させている。制御部３０の負荷熱容量推
定部３２では、検出された被制御流体の流量ｑと、目標
温度Ｔsvと入口温度Ｔinとの温度差ΔＴより、前記「式
１」に基づいて負荷１６の熱容量Ｑを演算し、次式によ
り負荷熱容量比Ｈ（＝Ｑ／Ｐfull）を算出する。
【００２０】
【数３】Ｈ＝Ｃ×ｑ×ΔＴ／Ｐfull ここでＰfullは熱源１０、１２、１４に供給される最大
電力（kW）である。
電力（kW）である。
【００２１】そして、この負荷熱容量比Ｈに基づいて使
用する熱源１０、１２、１４の組み合わせを決定するよ
うにしている。実施例では、２基の固定熱源１０、１２
はそれぞれ最大電力の２５％の最大熱容量をもち、可変
出力動作熱源１４は５０％の最大熱容量をもつように設
定されている。そこで、５％程度の余裕をみて、前記負
荷熱容量比Ｈが、Ｈ＜０．４５のときには可変出力動作
熱源１４のみを駆動対象に設定し、０．４５≦Ｈ＜０．
７０のときには１基の固定動作熱源１０と可変出力動作
熱源１４を駆動対象に設定し、Ｈ≧０．７０のときには
全熱源１０、１２、１４を駆動対象に設定するように、
熱源の組み合わせを決定するのである（図２参照）。
用する熱源１０、１２、１４の組み合わせを決定するよ
うにしている。実施例では、２基の固定熱源１０、１２
はそれぞれ最大電力の２５％の最大熱容量をもち、可変
出力動作熱源１４は５０％の最大熱容量をもつように設
定されている。そこで、５％程度の余裕をみて、前記負
荷熱容量比Ｈが、Ｈ＜０．４５のときには可変出力動作
熱源１４のみを駆動対象に設定し、０．４５≦Ｈ＜０．
７０のときには１基の固定動作熱源１０と可変出力動作
熱源１４を駆動対象に設定し、Ｈ≧０．７０のときには
全熱源１０、１２、１４を駆動対象に設定するように、
熱源の組み合わせを決定するのである（図２参照）。
【００２２】一方、制御部３０のＰＩＤ制御部３４で
は、目標温度Ｔsvと出口温度Ｔoutとの温度差（＝Ｔsv
−Ｔout）に基づき、比例制御（Proportional actio
n）、積分動作（Integral action）、微分動作（Deriva
tive action）の３動作を行うＰＩＤ補償器を用いたフ
ィードバック制御を行う。これによって当該温度差が無
くなるように操作量を算出しつつ可変出力動作熱源１４
を出力制御するようにしている。
は、目標温度Ｔsvと出口温度Ｔoutとの温度差（＝Ｔsv
−Ｔout）に基づき、比例制御（Proportional actio
n）、積分動作（Integral action）、微分動作（Deriva
tive action）の３動作を行うＰＩＤ補償器を用いたフ
ィードバック制御を行う。これによって当該温度差が無
くなるように操作量を算出しつつ可変出力動作熱源１４
を出力制御するようにしている。
【００２３】図３は制御部３０における動作フローチャ
ートである。電源を投入し（ステップ１００）、目標温
度Ｔsvを設定入力する（ステップ１１０）ことにより加
熱開始スイッチがオンになる（ステップ１２０）。これ
によりまず入口温度Ｔinが検出され（ステップ１３
０）、温度差ΔＴが算出される（ステップ１４０）。次
に、被制御流体の流量ｑの検出信号を入力し（ステップ
１５０）、負荷熱容量比Ｈが演算される（ステップ１６
０）。この負荷熱容量比Ｈに基づき予めメモリに格納さ
れている図２の組み合わせによって使用する熱源１０、
１２、１４を決定し（ステップ１７０）、加熱を開始す
るのである（ステップ１８０）。加熱開始後は比制御流
体の出口温度を検出し（ステップ１９０）、制御偏差Ｅ
を求めつつ（ステップ２００）、ＰＩＤ制御部３４の出
力を連続的に制御して被制御流体を目標温度Ｔsvまで昇
温させるのである（ステップ２１０）。
ートである。電源を投入し（ステップ１００）、目標温
度Ｔsvを設定入力する（ステップ１１０）ことにより加
熱開始スイッチがオンになる（ステップ１２０）。これ
によりまず入口温度Ｔinが検出され（ステップ１３
０）、温度差ΔＴが算出される（ステップ１４０）。次
に、被制御流体の流量ｑの検出信号を入力し（ステップ
１５０）、負荷熱容量比Ｈが演算される（ステップ１６
０）。この負荷熱容量比Ｈに基づき予めメモリに格納さ
れている図２の組み合わせによって使用する熱源１０、
１２、１４を決定し（ステップ１７０）、加熱を開始す
るのである（ステップ１８０）。加熱開始後は比制御流
体の出口温度を検出し（ステップ１９０）、制御偏差Ｅ
を求めつつ（ステップ２００）、ＰＩＤ制御部３４の出
力を連続的に制御して被制御流体を目標温度Ｔsvまで昇
温させるのである（ステップ２１０）。
【００２４】このような実施例によれば、被制御流体の
流量が多く、目標温度が６０〜７５℃とするような場合
等に非常に有効に作用し、変動差が大きくなって沸騰状
態となることなどを確実に防止でき、目標温度に対する
制御精度を大幅に向上させることができるものとなる。
すなわち、外部要因によって被制御流体の流量や温度差
が制御中に大きく変化するような事態が生じた場合に
は、図３に示した動作フローを繰り返して演算処理し、
使用熱源１０、１２、１４とのマッチングを良好にとる
ことができ、したがって高い制御精度を達成できるので
ある。
流量が多く、目標温度が６０〜７５℃とするような場合
等に非常に有効に作用し、変動差が大きくなって沸騰状
態となることなどを確実に防止でき、目標温度に対する
制御精度を大幅に向上させることができるものとなる。
すなわち、外部要因によって被制御流体の流量や温度差
が制御中に大きく変化するような事態が生じた場合に
は、図３に示した動作フローを繰り返して演算処理し、
使用熱源１０、１２、１４とのマッチングを良好にとる
ことができ、したがって高い制御精度を達成できるので
ある。
【００２５】次に、図４には第２実施例を示す。この第
２実施例は、被制御流体の温度が他の設備でコントロー
ルされて当該温度制御装置に流入される場合に適用する
のに好適な構成としたものである。このため、当該実施
例では、被制御流体の入口温度は一定として、入口温度
Ｔinの検出部２６を省略しており、流体温度に関しては
出口温度検出部２８のみを備えた構成となっている。そ
して、制御部３０の負荷熱容量推定部３２は、加熱運転
開始時の出口温度を初期温度Ｔinitとして取込み可能と
しており、このため、出口温度検出部２８から運転開始
時の出口温度を記憶する初期温度記憶部３６が設けら
れ、これに格納された温度Ｔinitを入力するようにして
いる。また、制御部３０のＰＩＤ制御部３４には第１実
施例と同様に逐次出口温度検出部２８によって検出され
た温度信号を入力させるようにしている。その他の構成
は第１実施例と同様であり、同一構成には同一番号を付
して説明を省略する。
２実施例は、被制御流体の温度が他の設備でコントロー
ルされて当該温度制御装置に流入される場合に適用する
のに好適な構成としたものである。このため、当該実施
例では、被制御流体の入口温度は一定として、入口温度
Ｔinの検出部２６を省略しており、流体温度に関しては
出口温度検出部２８のみを備えた構成となっている。そ
して、制御部３０の負荷熱容量推定部３２は、加熱運転
開始時の出口温度を初期温度Ｔinitとして取込み可能と
しており、このため、出口温度検出部２８から運転開始
時の出口温度を記憶する初期温度記憶部３６が設けら
れ、これに格納された温度Ｔinitを入力するようにして
いる。また、制御部３０のＰＩＤ制御部３４には第１実
施例と同様に逐次出口温度検出部２８によって検出され
た温度信号を入力させるようにしている。その他の構成
は第１実施例と同様であり、同一構成には同一番号を付
して説明を省略する。
【００２６】このような構成の温度制御装置において
は、図３に示した動作フローチャートにおけるステップ
１３０の代りに出口温度の初期温度Ｔinitを記憶させ、
この記憶温度Ｔinitに基づき、目標温度Ｔsvとの温度差
ΔＴと、流量ｑとにより負荷熱容量比Ｈを算出し、使用
熱源を決定する。以下は第１実施例の場合と同様であ
る。このような実施例においては、特に被制御流体が予
め他の設備によって前処理されて流入されてくる場合に
有効であり、入口温度がほぼ一定であるときに用いるこ
とによって第１実施例の場合と同様に高い温度制御が可
能となる。
は、図３に示した動作フローチャートにおけるステップ
１３０の代りに出口温度の初期温度Ｔinitを記憶させ、
この記憶温度Ｔinitに基づき、目標温度Ｔsvとの温度差
ΔＴと、流量ｑとにより負荷熱容量比Ｈを算出し、使用
熱源を決定する。以下は第１実施例の場合と同様であ
る。このような実施例においては、特に被制御流体が予
め他の設備によって前処理されて流入されてくる場合に
有効であり、入口温度がほぼ一定であるときに用いるこ
とによって第１実施例の場合と同様に高い温度制御が可
能となる。
【００２７】更に、図５には第３実施例を示す。この実
施例は、固定熱源１０、１２も含めて動的制御を行うた
めのもので、この第３実施例に係る温度制御装置は被制
御流体の出口温度Ｔoutを検出部２８によって検出し、
これを制御部３８に入力させ、ここで熱源１０、１２、
１４への出力分配をなすように処理している。すなわ
ち、制御部３８は操作量演算部４０と制御出力分配部４
２によって構成され、操作量演算部４０はＰＩＤ演算に
より目標温度Ｔsvと出口温度Ｔoutの差により制御偏差
Ｅを演算し、操作量ｍｖ（０〜１００％）を算出する。
この操作量ｍｖは制御出力分配部４２に出力され、ここ
で操作量ｍｖから、その時点で負荷が要求している熱容
量ｑを推定し、予め設定されている図６に示されるよう
な組合せ表から使用する熱源に対して起動信号を出力す
るのである。固定熱源１０、１２はコンタクタ１８、２
０のオンオフを成せばよく、可変出力動作熱源１４に対
しては、次式により位相制御ユニット２２の出力を決定
する。
施例は、固定熱源１０、１２も含めて動的制御を行うた
めのもので、この第３実施例に係る温度制御装置は被制
御流体の出口温度Ｔoutを検出部２８によって検出し、
これを制御部３８に入力させ、ここで熱源１０、１２、
１４への出力分配をなすように処理している。すなわ
ち、制御部３８は操作量演算部４０と制御出力分配部４
２によって構成され、操作量演算部４０はＰＩＤ演算に
より目標温度Ｔsvと出口温度Ｔoutの差により制御偏差
Ｅを演算し、操作量ｍｖ（０〜１００％）を算出する。
この操作量ｍｖは制御出力分配部４２に出力され、ここ
で操作量ｍｖから、その時点で負荷が要求している熱容
量ｑを推定し、予め設定されている図６に示されるよう
な組合せ表から使用する熱源に対して起動信号を出力す
るのである。固定熱源１０、１２はコンタクタ１８、２
０のオンオフを成せばよく、可変出力動作熱源１４に対
しては、次式により位相制御ユニット２２の出力を決定
する。
【００２８】
【数４】ｍｖｐ＝（ｍｖ−ｎon×ｈonr）／ｈphr ただし、ｎonは使用するオンオフ制御固定熱源１０、１
２の数、ｈonrは使用する固定熱源の熱容量の熱源総容
量に対する割合、ｈphrは位相制御される可変出力動作
熱源１４の総熱容量に対する割合である。
２の数、ｈonrは使用する固定熱源の熱容量の熱源総容
量に対する割合、ｈphrは位相制御される可変出力動作
熱源１４の総熱容量に対する割合である。
【００２９】このような実施例では、目標温度に対する
出口温度との偏差により、使用する熱源が固定熱源１
０、１２および可変出力動作熱源１４ともに動的に制御
され、被制御流体の流量変動による出口温度の変化、目
標温度の変化に対してもアクティブに熱源の組合せが選
択され、臨機応変に対処できるものとなる効果がある。
出口温度との偏差により、使用する熱源が固定熱源１
０、１２および可変出力動作熱源１４ともに動的に制御
され、被制御流体の流量変動による出口温度の変化、目
標温度の変化に対してもアクティブに熱源の組合せが選
択され、臨機応変に対処できるものとなる効果がある。
【００３０】なお、図６における位相制御操作量ｍｖｐ
は可変出力動作熱源１４の総熱源に対する割合が５０％
であるため、操作量ｍｖを２倍して熱源１４の操作範囲
０〜１００％に対応するように調整している。
は可変出力動作熱源１４の総熱源に対する割合が５０％
であるため、操作量ｍｖを２倍して熱源１４の操作範囲
０〜１００％に対応するように調整している。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る流体
の温度制御方法および装置によれば、被制御対象の流体
の負荷熱容量を推定し、これに対応する熱源の使用選択
を行いつつ、出口温度と目標温度との偏差が無くなるよ
うに熱源の出力制御をなすため、流量の変動や目標温度
の変動に対しても対応熱源を的確に選択することができ
るとともに、制御精度を高くすることができるという効
果が得られる。
の温度制御方法および装置によれば、被制御対象の流体
の負荷熱容量を推定し、これに対応する熱源の使用選択
を行いつつ、出口温度と目標温度との偏差が無くなるよ
うに熱源の出力制御をなすため、流量の変動や目標温度
の変動に対しても対応熱源を的確に選択することができ
るとともに、制御精度を高くすることができるという効
果が得られる。
【図１】第１実施例に係る温度制御装置の構成図であ
る。
る。
【図２】第１実施例による熱源の組合せ図である。
【図３】第１実施例の動作フローチャートである。
【図４】第２実施例に係る温度制御装置の構成図であ
る。
る。
【図５】第３実施例に係る温度制御装置の構成図であ
る。
る。
【図６】第３実施例による熱源の組合せと制御操作量の
関係図である。
関係図である。
１０、１２ 固定熱源、 １４ 可変出力動作熱源 １６ 負荷 １８、２０ コンタクタ ２２ 位相制御ユニット ２４ 流量検出部 ２６ 入口温度検出部 ２８ 出口温度検出部 ３０ 制御部 ３２ 負荷熱容量推定部 ３４ ＰＩＤ制御部 ３６ 初期温度記憶部 ３８ 制御部 ４０ 操作量演算部 ４２ 制御出力分配部
Claims (5)
- 【請求項１】 被制御流体の入口温度を検出して目標温
度との偏差を求め、この偏差温度および流体流量から必
要熱負荷を算出して使用固定熱源を決定し、流体の出口
温度を検出して目標温度との偏差を求め、この偏差温度
の基づいて温度制御可変熱源により出力を制御して流体
温度の制御をなすことを特徴とする流体の温度制御方
法。 - 【請求項２】 被制御流体の出口温度を検出して目標温
度との偏差を求め、この偏差温度および流体流量から必
要熱負荷を算出して使用固定熱源を決定し、流体の出口
温度を検出して目標温度との偏差を求め、この偏差温度
の基づいて温度制御可変熱源により出力を制御して流体
温度の制御をなすことを特徴とする流体の温度制御方
法。 - 【請求項３】 オンオフ動作で出力制御可能な熱源と、
連続的な出力制御が可能な熱源と、被制御流体の流量を
検出する流量検出部と、被制御流体の出口温度および入
口温度を検出する温度検出部と、目標温度と入口温度の
差および流量から負荷が必要とする熱量を推定し、使用
する電力制御部の組み合わせ決定する負荷熱容量推定部
と、目標温度と出口温度の差から連続的な出力制御が可
能な熱源に対する操作量を算出する演算部とを備えたこ
とを特徴とする流体の温度制御装置。 - 【請求項４】 オンオフ動作で出力制御可能な熱源と、
連続的な出力制御が可能な熱源と、被制御流体の流量を
検出する流量検出部と、被制御流体の出口温度を検出す
る温度検出部と、この検出温度を初期温度として設定記
憶する状態記憶部と、目標温度と前記検出温度の差およ
び流量から負荷が必要とする熱量を推定し、使用する電
力制御部の組み合わせ決定する負荷熱容量推定部と、目
標温度と出口温度の差から連続的な出力制御が可能な熱
源に対する操作量を算出する演算部とを備えたことを特
徴とする流体の温度制御装置。 - 【請求項５】 オンオフ動作で出力制御可能な熱源と、
連続的な出力制御が可能な熱源と、被制御流体の出口温
度検出する温度検出部と、目標温度と検出温度の差から
負荷に対する操作量を算出する操作量算出部と、算出さ
れた操作量から前記固定熱源と前記連続出力動作熱源に
対する制御出力を決定する制御出力分配部とを備えたこ
とを特徴とする流体の温度制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05951293A JP3304478B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 流体の温度制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05951293A JP3304478B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 流体の温度制御方法および装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06250743A true JPH06250743A (ja) | 1994-09-09 |
| JP3304478B2 JP3304478B2 (ja) | 2002-07-22 |
Family
ID=13115395
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05951293A Expired - Fee Related JP3304478B2 (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 流体の温度制御方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3304478B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08327144A (ja) * | 1995-05-29 | 1996-12-13 | Sunazaki Seisakusho:Kk | 電気給湯器の制御方法 |
| JP2011238160A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Kelk Ltd | 温度制御装置、流体循環装置、および温度制御装置を用いた温度制御方法 |
| US8490684B2 (en) | 2006-09-25 | 2013-07-23 | Kelk Ltd. | Device and method for adjusting temperature of fluid |
| JP2016057054A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-21 | 日本電子株式会社 | 温度制御装置、温度制御方法、および荷電粒子線装置 |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP05951293A patent/JP3304478B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08327144A (ja) * | 1995-05-29 | 1996-12-13 | Sunazaki Seisakusho:Kk | 電気給湯器の制御方法 |
| US8490684B2 (en) | 2006-09-25 | 2013-07-23 | Kelk Ltd. | Device and method for adjusting temperature of fluid |
| JP2011238160A (ja) * | 2010-05-13 | 2011-11-24 | Kelk Ltd | 温度制御装置、流体循環装置、および温度制御装置を用いた温度制御方法 |
| JP2016057054A (ja) * | 2014-09-04 | 2016-04-21 | 日本電子株式会社 | 温度制御装置、温度制御方法、および荷電粒子線装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3304478B2 (ja) | 2002-07-22 |
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