KR102504881B1

KR102504881B1 - 반응기의 온도제어방법

Info

Publication number: KR102504881B1
Application number: KR1020220028473A
Authority: KR
Inventors: 정부길
Original assignee: 주식회사 제이시스
Priority date: 2022-03-07
Filing date: 2022-03-07
Publication date: 2023-02-28

Abstract

본 발명은 ON-OFF 제어동작만을 사용하여 회분식 반응기의 온도를 빠르게 승온하고 정밀하게 유지하는 새로운 온도제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 반응기의 승온과정에서 반응기의 열적특성을 분석하기 위하여 열공급장치의 전원을 1회 OFF한 후 반응기의 온도가 안정되면 그때까지의 온도상승을 측정하여 승온과정의 종료를 위한 전원 OFF 기준점을 얻고, 승온의 모든 과정에서 승온속도를 반복적으로 계산하여 온도유지를 위한 전원 ON-OFF 시간 간격을 계산하는 것으로 이루어진다.
본 발명에 따른 ON-OFF 제어방법을 반응기의 온도제어에 적용할 경우, 기존 PID 컨트롤러의 비례제어방법에 비해 반응기의 Capa가 크게 증가되고, 균일한 온도제어에 의해 부반응이 최소화되어 제품수율의 극대화를 기할 수 있다.

Description

반응기의 온도제어방법 {Reactor temperature control method}

본 발명은 산업현장에서 널리 사용되는 회분식 반응기의 온도제어방법에 관한것으로, 보다 상세하게는 ON-OFF 동작만을 사용하여 회분식 반응기의 온도를 빠르게 승온하고 정밀하게 유지하는 새로운 온도제어방법에 관한 것이다.

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산업현장의 장치, 예를 들어 화학공장의 반응기는 온도제어를 위하여 장치 외부에 자켓을 설치하거나, 장치 내부에 코일을 설치하여 스팀이나 열수 혹은 고온의 열매체유를 순환하거나, 전기히터를 내장하여 직접 가열하는 방식을 사용한다.
이러한 가열방식의 온도제어방법으로 PID(Proportional Integral and Derivative Control) 컨트롤러와 ON-OFF 컨트롤러를 주로 사용한다. 도 1은 반응기 온도제어시스템의 여러가지 형태에 관한 설명도이다.

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PID 컨트롤러를 사용하는 비례제어방식은 성능에 비해 비용이 높은 편이며, ON-OFF 컨트롤러는 저렴한 비용으로 설치할 수 있지만 성능면에서 만족한 결과를 기대할 수 없다. 이 두 방법은 온도제어를 위해 사용되는 기술의 전부라고 할 수 있을 정도로 널리 사용되는 방법이지만 산업현장에서는 이보다 더 정밀하고 저렴한 제어방법을 필요로 한다.

반응기의 온도제어를 위해 비례제어방법을 사용할 경우, 초기 승온과정에서 승온시간을 단축하기 위해 비례출력을 높이면 목표치(Set Value)를 초과하는 온도까지 상승하는 OverShoot가 발생한 후, 목표치를 중심으로 상승 및 하강하는 동작이 반복되다가 최종 목표치에 도달하게 되며, 이 OverShoot를 방지하기 위하여 비례출력을 줄이면 목표치에 도달하는 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 도 2는 PID 컨트롤러의 Overshoot를 보여주는 그림이다.
화학 반응기나 식품 제조장치에서 도 2와 같은 온도 Overshoot는 원치 않는 부산물 생성과 수율저하의 주된 원인이 된다.
ON-OFF 제어방식은 정밀한 제어가 불가능하다. 목표치를 중심으로 상승과 하강을 반복하게 되며 결국 목표치에 수렴하지 못한다. PID 컨트롤러에 의해 비례제어 출력을 받아 작동하는 ON-OFF 제어방식의 제어결과는 비례제어와 동일한 제어결과를 나타낸다.

제어출력을 높이거나 줄인다는 의미는 PID 컨트롤러의 상수를 변경한다는 의미로 해석할 수 있다. 제어출력을 낮추어 Overshoot를 없게 조업하는 한 예를 도 6에서 볼 수 있다. 도 6은 도 5의 실험장치에 의한 실험결과이다.
도 6의 실험예에서 온도의 Overshoot는 전혀 나타나지 않는다. 그러나 Overshoot가 없는 대신 목표지점에 도달하는데 걸리는 승온시간은 약 60분이 걸렸음을 알 수 있다. 이 시간동안 콘트롤밸브가 50% 이상 열린 상태는 총 10분도 안되며 온도가 목표치의 95%까지 상승한 이후에는 평균 밸브의 열림은 10% 정도 밖에 되지 않기 때문에 나머지 5%를 올리는데 전체 승온시간의 절반인 30분이 걸렸음을 알 수 있다. 그러나 부반응이 생겨서는 안되는 중요한 화학반응이나 식품제조에서는 생산성이 낮아짐을 감수해서라도 도 6과 같은 조업을 할 수 밖에 없다.
요즘 대부분의 산업현장에서는 PC 및 PLC(Programmable Logic Controller)에 의한 제어가 이루어지고 있고, 이에 따라 가성비가 더 좋은 온도 컨트롤러가 PC 및 PLC 프로그램에 의해 작동될 수 있다.

본 발명은 종래기술에 의한 반응기의 온도제어방법이 안고 있는 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 콘트롤밸브를 사용하지 않고 ON-OFF 밸브만을 사용하여 Overshoot 없이 반응기의 온도를 빠른 속도로 승온하고 유지할 수 있는 새로운 온도제어방법을 제공하는 것이다.

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본 발명의 다른 목적은 이미 콘트롤밸브가 설치되어 있는 반응기에 대하여 콘트롤밸브의 출력을 중간값 없이 0%(OFF)와 100%(ON) 두 개의 출력만 내보내어 실제로 ON-OFF 밸브와 동일한 효과를 내게 하면서 동시에 승온시간이 단축됨에 따른 반응기 capa의 증가효과를 얻을 수 있는 새로운 온도제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 PC 및 PLC 프로그램에 의해 가동될 수 있는 가성비가 매우 좋은 반응기의 새로운 온도제어 방법을 제공하는 것이다.

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상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 반응기에 열을 공급하는 열공급장치의 전원을 ON-OFF하여 OverShoot 없이 반응기의 온도를 빠른 속도로 승온하고 유지할 수 있는 온도제어방법으로서, 상기 온도제어방법은 (a) 반응기의 승온을 진행하는 과정 중에 반응기의 열적특성을 분석하기 위하여 반응기에 열을 공급하는 상기 열공급장치의 전원을 1회 OFF하는 단계와; (b) 상기 열공급장치의 전원을 OFF한 후 반응기의 온도가 더 이상 상승하지 않고 안정화되는 시간까지 기다리는 단계와; (c) 상기 안정화되는 시간까지 추가 상승한 온도를 측정하는 단계와; (d) 승온온도가 목표온도에 도달하기 전, 온도의 Overshoot를 막기 위하여 미리 상기 열공급장치의 전원을 OFF시켜 승온과정을 종료하는 단계와; (e) 승온과정 중 상기 열공급장치의 전원이 ON 상태에 있을 때 반복적으로 승온속도를 측정하여 얻어진 승온속도로 승온과정이 종료된 후 상기 열공급장치의 전원의 ON-OFF 시간을 정하여 온도를 유지하는 단계로 이루어지는 반응기의 온도제어방법을 제공한다.

본 발명에 따른 온도제어방법은 상기 (a)단계에서, 아래 식(1)로 계산하는 승온율(x)을 적용하여 상기 전원의 OFF하는 시간을 결정한다.
x = (T-T1)/(T2-T1) -------------------- 식(1)
여기서 T는 반응기의 현재온도(℃), T2는 반응기의 목표온도(℃), T1은 반응기의 초기온도(℃)이다.

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또한, 본 발명에 따른 온도제어방법은 상기 (b)단계에서, 아래 식(3)으로 계산하는 반응기의 60초 동안 변한 온도차(dT60)를 기준으로 안정화되는 시간을 결정한다.
dT60 < v * f -------------------------- 식(3)
여기서 v는 승온속도(℃/sec), f는 상수이다.
v = dT/dt
여기서 dT는 dt시간 동안 승온된 승온 온도차(℃), dt는 시간차(second)이다.

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또한, 본 발명에 따른 온도제어방법은 상기 (d)단계에서, 아래 식(5)에 의해서 제시되는 조건에 따라 승온과정을 종료한다.
T ≥ T2 - Tcut * r -------------------- 식(5)
여기서 T는 반응기의 현재온도(℃), T2는 반응기의 목표온도(℃), Tcut은 컷온도차(℃), r은 상수이다.
Tcut = Ts - Toff
여기서 Toff는 열공급장치의 전원을 OFF한 시점의 반응기의 온도(℃), Ts는 열공급장치의 전원을 OFF한 후 안정화된 반응기의 온도(℃)이다.

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또한, 본 발명에 따른 온도제어방법은 상기 (e)단계에서, 아래 식(6)에 의해서 상기 열공급장치의 전원의 ON-OFF 시간을 결정하여 정밀한 온도유지를 달성한다.
t = (T2-T)/v * m ----------------------- 식(6)
여기서 T2는 반응기의 목표온도(℃), T는 반응기의 현재온도(℃), v는 승온속도(℃/sec), m은 상수이다.

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또한, 본 발명에 따른 온도제어방법에서 반응기는 화학공장의 저장탱크, 타워, 열교환기와 건물의 공조에 사용되는 열교환기를 포함한다.

또한, 본 발명은 PC 혹은 PLC에 본 발명에 따른 온도제어방법의 각 온도제어 단계를 본 발명에 따른 순서대로 실행시키기 위한 프로그램을 기록한, PC 혹은 PLC로 읽을 수 있는 매체를 제공한다.

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본 발명을 반응기의 온도제어에 적용할 경우 기존 PID 컨트롤러를 사용할 때와 비교하여 반응기의 Capa가 크게 증가된다.

또한, 반응기의 설계단계에서 본 발명을 적용할 경우 PID 컨트롤러를 사용할 경우에 비해 새로이 설치할 반응기의 하루 생산용량을 만족시키는 반응기의 사이즈가 상대적으로 작아지므로 반응기의 설치비용과 설치공간을 크게 줄일 수 있다.

또한, 본 발명을 적용할 경우 콘트롤 밸브를 ON-OFF 밸브로 대체할 수 있어 밸브의 설치비용을 크게 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 화학반응기 뿐만 아니라 열공급장치의 전원을 켠 후 수분 이내 매우 빠른 속도로 목표온도에 도달하는 시스템을 제외한 모든 시스템의 가열에 적용될 수 있다. 예를 들어 화학공장의 저장탱크, 타워, 열교환기와 건물 공조용 열교환기 뿐만 아니라 정밀온도제어를 위한 산업현장의 모든 가열시스템에 적용할 수 있다.

또한, 본 발명을 적용할 경우 균일한 온도제어의 결과로 부반응이 최소화되고 제품수율의 극대화를 기할 수 있으며 반응결과물의 품질균일성을 높일 수 있다.

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도 1은 반응기 온도제어시스템의 여러가지 형태에 관한 설명도이다.
도 2는 PID 컨트롤러의 Overshoot를 보여주는 그림이다
도 3은 본 발명에 따른 반응기 온도제어시스템의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 반응기 온도제어방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 반응기 온도제어 실험장치의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 실험결과로서 반응기의 온도를 PID 컨트롤러 방식으로 제어한 경우의 시간에 따른 온도변화의 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 첫번째 실험결과로서 반응기의 온도를 ON-OFF 방식으로 제어한 경우의 시간에 따른 온도변화의 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 두번째 실험결과로서 제2단계인 반응기 열적특성 분석과정을 거치지 않고 바로 제3단계로 진행한 경우의 시간에 따른 온도변화의 그래프이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.
설명에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 반응기의 온도제어방법은 승온 시작(제1단계)-반응기 열적특성 분석(제2단계)-승온 종료(제3단계)-온도 유지(제4단계)로 이루어진다.

< 제1단계 : 승온 시작>
도 3은 본 발명에 따른 반응기 온도제어시스템의 개략도로서, 세 종류의 반응기 시스템은 모두 ON-OFF 자동밸브 혹은 ON-OFF 스위치를 사용하여 반응기의 온도를 제어하고 있다.
도 3의 반응기 온도제어시스템에서 반응기의 목표온도가 설정되고 온도제어가 시작되면 먼저 자동밸브가 ON(Open)된다. 반응기의 승온이 시작되면 반응기의 승온율과 승온속도를 계산한다. 승온율 x 는
x = (T-T1)/(T2-T1) -------------------- 식(1)
에 의해 계산한다. 여기서
T : 반응기의 현재온도(℃), T2 : 반응기의 목표온도(℃), T1 : 반응기의 초기온도(℃)
승온속도 v 는
v = dT/dt ----------------------------- 식(2)
에 의해 계산한다. 여기서
dT : dt 시간 동안 승온된 승온 온도차(℃), dt : 시간차(second)

< 제2단계 : 반응기 열적특성 분석 >
승온율 x가 0.1~0.9(바람직하게는 0.5~0.8)의 범위에 도달하면 자동밸브를OFF(Close)한다. 이 순간부터 반응기의 온도가 더 이상 상승하지 않고 안정화되는 온도를 측정한다. 이 때 안정화되는 온도의 기준은
dT60 < v * f -------------------------- 식(3)
에 의한다. 여기서
dT60 : 60초 동안 변한 온도차(℃), f : 상수 0.1~0.9
식(3)의 의미는 1분 동안의 온도변화가 자동밸브가 ON일때 측정한 승온속도 v의 f배보다 작으면 온도가 안정화되었다고 가정한다. 여기서 상수 f의 값은 반응기의 크기 및 가열시스템의 용량에 의해 다를 수 있지만 0.9 이하(바람직하게는 0.4 이하)의 값을 사용한다.
반응기의 열적특성 분석을 위하여 자동밸브를 OFF한 시점의 반응기 온도를 Toff(℃), 자동밸브를 OFF한 후 반응기의 온도가 더 이상 상승하지 않고 안정화되었을 때의 온도를 Ts(℃)라고 하면 컷온도차(Cut Temperature Difference) Tcut(℃)를 다음과 같이 정의한다.
Tcut = Ts - Toff ---------------------- 식(4)
온도가 안정화되면 식(4)에 의하여 Tcut의 값을 구하고 다시 자동밸브를 ON하여 승온을 계속한다.

< 제3단계 : 승온 종료 >
계속 승온온도를 측정하면서 다음 조건
T ≥ T2 - Tcut * r -------------------- 식(5)
이 만족되면 즉시 자동밸브를 OFF한다. 여기서 r은 Tcut의 크기에 따라 0.1~0.9 바람직하게는 0.4~0.8의 값을 사용한다. 자동밸브를 OFF하면 온도는 T에서 Tcut * r 만큼 상승한 후 승온을 멈추게 되고 r의 값에 따라 목표온도 T2 가까이에서 멈추게 된다. 여기서 r의 값은
T ≒ T2 - 0.1
이 되도록 정한다. 이렇게 하면 목표온도보다 약 0.1℃ 낮은 값에서 온도는 멈추게 된다. 즉 목표온도가 100℃라면 99.9℃까지 상승한 후 멈추게 된다.

< 제4단계 : 온도 유지 >
승온속도 v는 시시각각 자동밸브가 ON되어 있는 매 순간의 변하는 온도와 시간에 따라 식(2)에 의하여 계속 갱신되며 이 값은 온도유지 과정에서 사용된다. 즉 v는 승온속도이므로 그 역수는 반응기의 온도를 1도 올리는데 걸리는 시간을 의미한다. 따라서 반응기의 온도가 T2에 도달한 후 자동밸브를 OFF한 후 반응기의 온도가 내려가면 자동밸브를 다시 ON한 후 t초 후 밸브를 OFF 한다. 여기서 t는
t = (T2-T)/v * m ----------------------- 식(6)
에 의해 구한다. 여기서 m은 상수로서 0.1~1.0 바람직하게는 0.4~0.7의 값을 사용한다. 이 단계가 되면 반응기의 제어는 성공적으로 종료된 것이며 이때 승온속도 v, 컷온도차 Tcut, 상수 f, m, r을 메모리에 저장한다.
이 방법에 의해 반응기의 온도제어를 하면 Overshoot가 전혀 없이 반응기가 낼 수 있는 최대의 속도로 승온할 수 있으며 온도유지도 목표온도의 -1℃에서 -0.1℃ 범위에서 유지할 수 있다. 즉 T2를 넘지않는, Overshoot가 전혀 없는 온도제어를 수행할 수 있다.

< 2회차부터의 온도제어 >
반응기의 최초 승온작업시에는 위의 4단계에 따라 작업을 하여 중요한 파라미터인 v, Tcut, f, m, r을 저장하였다가 두번째 승온작업부터는 반응기의 목표온도 T2가 동일하면 제2단계인 반응기 열적특성 분석과정을 거치지 않고 제1단계 -> 제3단계 -> 제4단계 순으로 작업을 수행한다. 이렇게 하면 반응기 열적특성 분석을 위해 자동밸브를 OFF하면서 생기는 시간손실을 줄일 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 반응기 온도제어방법의 흐름도이다. 이 흐름도에 따라 PC 혹은 PLC 프로그램을 작성하여 반응기의 온도제어를 수행할 수 있다.
[실험예]
도 5는 본 발명에 따른 반응기 온도제어 실험장치의 개략도이며, 도 6, 도 7, 도 8은 그 실험결과이다.
좀더 자세하게, 도 6은 본 발명의 비교예에 따른 실험결과로서, 반응기의 온도를 PID 컨트롤러 방식(비례제어방식)으로 제어한 경우의 시간에 따른 온도변화의 그래프이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 첫번째 실험결과로서 반응기의 온도를 ON-OFF 방식으로 제어한 경우의 시간에 따른 온도변화의 그래프이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 두번째 실험결과로서 첫번째 실험의 제2단계인 반응기 열적특성 분석과정을 거치지 않고 바로 제3단계로 진행한 경우의 시간에 따른 온도변화의 그래프이다.
도 5의 실험장치에서 반응기의 열공급장치로 가변전압공급기와 전기히터를 사용한 것은 본 발명의 실시예와 비교예에 대하여 '하나의 실험장치'로써 실험하여 그 실험결과를 대비하기 위한 것이고 또한, 도 6, 도 7, 도 8에서 "콘트롤밸브 열림"과 같이 "콘트롤밸브"를 기재한 것도 본 발명의 실시예와 비교예에 대하여 '한 종류의 밸브'로 실험결과를 대비하기 위한 것이다.
이는 '가변전압공급기'나 '콘트롤밸브'는 본 발명의 실시예인 ON-OFF 컨트롤러 방식(ON-OFF 제어방법)의 반응기 온도제어와, 비교예인 PID 컨트롤러 방식(비례제어방법)의 반응기 온도제어에 모두 사용할 수 있기 때문이다.
도 6, 도 7, 도 8에서 "콘트롤밸브 열림"은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 명명한 것으로, 실제로는 도 5의 실험장치의 가변전압공급기로부터 전기히터에 전압이 공급되는 것을 의미하며 이 전압은 0볼트 ~ 220볼트이다.
도 6에서 "콘트롤밸브 열림(0~100%)"은 전기히터에 공급되는 전압이 0볼트 ~ 220볼트임을 나타내는 것으로 실험장치의 가변전압공급기를 PID 컨트롤러방식으로 사용하였음을 나타내고, 도 7, 도 8에서 "콘트롤밸브 열림(0, 100%)"은 전기히터에 공급되는 전압을 0볼트 혹은 220볼트의 2가지로만 나타낸 것으로 실험장치의 가변전압공급기를 ON-OFF 컨트롤러방식으로 사용하였음을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 비교예로서 도 5의 반응기에 물 1.5리터를 채운 후 가변전압공급기를 PID 컨트롤러방식으로 사용하여 실험한 결과를 보여준다. 도 6에서 목표온도까지 도달하는데 약 60분이 걸리는 것을 볼 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 첫번째 실험결과로서 도 5의 반응기에 물 1.5리터를 채운 후 가변전압공급기를 ON-OFF 컨트롤러방식으로 사용하여 실험한 결과를 보여준다. 이 실험결과에서 제1단계인 "승온 시작" 과정, 제2단계인 "반응기 열적특성 분석" 과정, 제3단계인 "승온 종료" 과정과 제4단계인 "온도 유지" 과정을 볼 수 있다. 실험결과 목표온도까지 도달하는데 소요된 시간은 약 17분 정도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 두번째 실험결과로서 도 7의 실험을 수행한 후 동일한 실험을 두번째 수행한 결과이다. 이 실험에서는 제1단계인 "승온 시작" 과정에서 제2단계인 "반응기 열적특성 분석" 과정을 거치지 않고 바로 제3단계의 "승온 종료" 과정을 수행하여 제4단계인 "온도 유지" 과정으로 진행된 것을 볼 수 있다.
도 8에서 콘트롤밸브의 열림은 최초 승온이 시작됨과 동시에 100%로 시작하여 승온 종료시점까지 그대로 유지됨을 볼 수 있으며, 이 결과 PID 컨트롤러방식의 온도제어방법과 비교하여 승온시간을 획기적으로 단축할 수 있음을 알 수 있다. 도 8에 의하면 목표온도까지 도달하는데 소요된 시간은 약 13분 정도이며, 이는 도 6의 PID 컨트롤러방식의 온도제어방법에 의한 승온 소요시간(60분)의 약 1/5(22%) 정도임을 알 수 있다.

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Claims

반응기에 열을 공급하는 열공급장치의 전원을 ON-OFF하여 OverShoot 없이 반응기의 온도를 빠른 속도로 승온하고 유지할 수 있는 온도제어방법으로서,
상기 온도제어방법은:
(a) 반응기의 승온을 진행하는 과정 중에 반응기의 열적특성을 분석하기 위하여 상기 열공급장치의 전원을 1회 OFF하는 단계와;
(b) 상기 열공급장치의 전원을 OFF한 후 반응기의 온도가 더 이상 상승하지 않고 안정화되는 시간까지 기다리는 단계와;
(c) 상기 안정화되는 시간까지 추가 상승한 온도를 측정하는 단계와;
(d) 승온온도가 목표온도에 도달하기 전, 온도의 Overshoot를 막기 위하여 미리 상기 열공급장치의 전원을 OFF시켜 승온과정을 종료하는 단계와;
(e) 승온과정 중 상기 열공급장치의 전원이 ON 상태에 있을 때 반복적으로 승온속도를 측정하여 얻어진 승온속도로 승온과정이 종료된 후 상기 열공급장치의 전원의 ON-OFF 시간을 정하여 온도를 유지하는 단계로 이루어지는 반응기의 온도제어방법.
제1항에 있어서,
상기 (a)단계에서, 아래 식(1)로 계산하는 승온율(x)을 적용하여 상기 열공급장치의 전원을 OFF하는 시간을 결정하는 반응기의 온도제어방법.
x = (T-T1)/(T2-T1) -------------------- 식(1)
여기서 T : 반응기의 현재온도(℃), T2 : 반응기의 목표온도(℃), T1 : 반응기의 초기온도(℃)
제1항에 있어서,
상기 (b)단계에서, 아래 식(3)으로 계산하는 반응기의 60초 동안 변한 온도차(dT60)를 기준으로 안정화되는 시간을 결정하는 반응기의 온도제어방법.
dT60 < v * f -------------------------- 식(3)
여기서 v : 승온속도(℃/sec), f : 상수
v = dT/dt
여기서 dT : dt 시간 동안 승온된 승온 온도차(℃), dt : 시간차(second)
제1항에 있어서,
상기 (d)단계에서, 아래 식(5)에 의해서 제시되는 조건에 따라 승온과정을 종료하는 반응기의 온도제어방법.
T ≥ T2 - Tcut * r -------------------- 식(5)
여기서 T : 반응기의 현재온도(℃), T2 : 반응기의 목표온도(℃), Tcut : 컷온도차(℃), r : 상수
Tcut = Ts - Toff
여기서 Toff : 열공급장치의 전원을 OFF한 시점의 반응기의 온도(℃)
Ts : 열공급장치의 전원을 OFF한 후 안정화된 반응기의 온도(℃)
제1항에 있어서,
상기 (e)단계에서, 아래 식(6)에 의해서 상기 열공급장치의 전원의 ON-OFF 시간을 결정하여 정밀한 온도유지를 달성하는 반응기의 온도제어방법.
t = (T2-T)/v * m ----------------------- 식(6)
여기서 T2 : 반응기의 목표온도(℃), T : 반응기의 현재온도(℃)
v : 승온속도(℃/sec), m : 상수
제1항에 있어서,
상기 반응기는 화학공장의 저장탱크, 타워, 열교환기와 건물의 공조에 사용되는 열교환기를 포함하는 반응기의 온도제어방법.
PC 혹은 PLC에 제1항의 각 온도제어 단계를 제1항의 순서대로 실행시키기 위한 프로그램을 기록한, PC 혹은 PLC로 읽을 수 있는 매체.
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