TW202413860A - 溫度控制系統、溫度控制方法、控制裝置、及電腦程式 - Google Patents

Abstract

一實施形態的溫度控制系統(1)具備：冷凍裝置(10)、在流入口(21U)與流出口(21D)之間具有熱交換部(21E)，讓熱交換部(21E)中之流體與冷凍裝置(10)的蒸發器(14)中之冷媒進行熱交換的流體流通裝置(20)、檢測出流通於主流路(21)之熱交換部(21E)的下游側部分之流體的溫度的第1溫度感測器(26)、控制裝置(30)。然後，控制裝置(30)進行在流體的目標溫度被變更時，以壓縮機(11)的旋轉數降低至依據目標溫度所導出的設定值之方式控制壓縮機(11)，與對於壓縮機(11)的控制同時或控制前或控制後，變更主流路(21)中流通於熱交換部(21E)之流體的流量的初期控制。

Description

溫度控制系統、溫度控制方法、控制裝置、及電腦程式

本發明的實施形態涉及溫度控制系統、溫度控制方法、控制裝置及電腦程式。

公知有具備具有壓縮機、冷凝器、膨脹閥極蒸發器的冷凍裝置、使水、鹽水等之流體循環的流體流通裝置，並藉由冷凍裝置的蒸發器來冷卻流體流通裝置使其循環之流體的溫度控制系統。本申請人透過例如專利文獻1之前提案過此種系統(JPB6053907)。

在製造設備中，伴隨製程的切換，有時會切換溫度條件。在此種溫度條件的切換時的溫度控制中，提升回應性的要求年年逐漸提升。

利用上述之溫度控制系統對應製程的溫度條件的切換時，該溫度控制系統藉由PID控制對例如流體流通裝置使其循環之流體的溫度進行溫度控制亦可。在PID控制中，可藉由增益調整來謀求回應性的改善。然而，即使在PID控制中進行增益調整，有時也無法滿足近年的回應性相關之高度要求。

另一方面，有時為了改善回應性而前饋控制被組入至PID控制系統。在前饋控制中，可和PID控制切開而輸入大控制量，故可謀求回應性的改善。但是，急遽輸入了大控制量的狀況下，有時會損及裝置或系統之結構機器的穩定運轉，或對結構機器造成不想要的負擔或衝擊。

因此，本發明的課題為提供可提升溫度控制系統之溫度控制的回應性並且抑制對運轉狀態及結構機器之不想要的影響的溫度控制系統、溫度控制方法、控制裝置及電腦程式。

本發明的一實施形態相關的溫度控制系統，係具備：冷凍裝置，係包含壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器，從前述壓縮機流出的冷媒依序通過前述冷凝器、前述膨脹閥及前述蒸發器之後，返回前述壓縮機；流體流通裝置，係在流入口與流出口之間具有熱交換部，包含使透過前述流入口接受的流體通過前述熱交換部而流通至前述流出口的主流路，而讓前述熱交換部中之前述流體與前述蒸發器中之前述冷媒進行熱交換；及控制裝置，係控制前述冷凍裝置及前述流體流通裝置，前述控制裝置，係進行在前述流體的目標溫度被變更時或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度變化時，以前述壓縮機的旋轉數被變更為依據被變更的前述目標溫度或變化後之前述流體的溫度所導出的設定值之方式控制前述壓縮機，與對於前述壓縮機的控制同時或控制前或控制後，變更前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量的初期控制。

本發明的一實施形態相關的溫度控制方法，係溫度控制系統的溫度控制方法，該溫度控制系統具備：冷凍裝置，係包含壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器，從前述壓縮機流出的冷媒依序通過前述冷凝器、前述膨脹閥及前述蒸發器之後，返回前述壓縮機；及流體流通裝置，係在流入口與流出口之間具有熱交換部，包含使透過前述流入口接受的流體通過前述熱交換部而流通至前述流出口的主流路，而讓前述熱交換部中之前述流體與前述蒸發器中之前述冷媒進行熱交換。該方法為一種溫度控制方法，具備：檢測工程，係檢測出前述流體的目標溫度的變更或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度的變化；及控制工程，係在前述檢測工程中檢測出前述流體的目標溫度的變更或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度的變化時，以前述壓縮機的旋轉數被變更為依據被變更的前述目標溫度或變化後之前述流體的溫度所導出的設定值之方式控制前述壓縮機，與對於前述壓縮機的控制同時或控制前或控制後，變更前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量。

本發明的一實施形態相關的控制裝置，係控制溫度控制系統的控制裝置，該溫度控制系統具備：冷凍裝置，係包含壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器，從前述壓縮機流出的冷媒依序通過前述冷凝器、前述膨脹閥及前述蒸發器之後，返回前述壓縮機；及流體流通裝置，係在流入口與流出口之間具有熱交換部，包含使透過前述流入口接受的流體通過前述熱交換部而流通至前述流出口的主流路，而讓前述熱交換部中之前述流體與前述蒸發器中之前述冷媒進行熱交換，進行在前述流體的目標溫度被變更時或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度變化時，以前述壓縮機的旋轉數被變更為依據被變更的前述目標溫度或變化後之前述流體的溫度所導出的設定值之方式控制前述壓縮機，與對於前述壓縮機的控制同時或控制前或控制後，變更前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量的初期控制。

本發明的一實施形態相關的電腦程式，係用以控制溫度控制系統的電腦程式，該溫度控制系統具備：冷凍裝置，係包含壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器，從前述壓縮機流出的冷媒依序通過前述冷凝器、前述膨脹閥及前述蒸發器之後，返回前述壓縮機；及流體流通裝置，係在流入口與流出口之間具有熱交換部，包含使透過前述流入口接受的流體通過前述熱交換部而流通至前述流出口的主流路，而讓前述熱交換部中之前述流體與前述蒸發器中之前述冷媒進行熱交換，並使電腦執行以下步驟：檢測步驟，係檢測出前述流體的目標溫度的變更或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度的變化；及控制步驟，係在前述檢測步驟中檢測出前述流體的目標溫度的變更或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度的變化時，以前述壓縮機的旋轉數被變更為依據被變更的前述目標溫度或變化後之前述流體的溫度所導出的設定值之方式控制前述壓縮機，與對於前述壓縮機的控制同時或控制前或控制後，變更前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量。

依據本發明，可提升溫度控制系統之溫度控制的回應性並且抑制對運轉狀態及結構機器之不想要的影響。

以下，說明本發明的一實施形態。

＜溫度控制系統的結構＞ 圖1是揭示一實施形態的溫度控制系統1的概略圖。圖1所示的溫度控制系統1具備冷凍裝置10、流體流通裝置20、控制裝置30。

冷凍裝置10藉由冷媒對流體流通裝置20使其流通的流體進行溫度控制。流體流通裝置20將藉由冷凍裝置10溫度控制過之流體供給至溫度控制對象T。

流體流通裝置20使經由溫度控制對象T的流體循環。然後，從溫度控制對象T返回的流體藉由冷凍裝置10再次進行溫度控制。透過流體流通裝置20循環的流體為例如鹽水，但作為水等的其他流體亦可。

控制裝置30以控制冷凍裝置10及流體流通裝置20之方式構成，例如以因應使用者的操作而設定供給至溫度控制對象T之流體的目標溫度，流體的溫度成為所設定的目標溫度之方式控制各部。以下，針對溫度控制系統1的各部詳細說明。

冷凍裝置10包含壓縮機11、冷凝器12、膨脹閥13及蒸發器14。壓縮機11、冷凝器12、膨脹閥13及蒸發器14以使冷媒循環之方式以該順序藉由配管15連接。

壓縮機11壓縮從蒸發器14流出之低溫且低壓的氣體之狀態的冷媒，作為高溫且高壓的氣體之狀態，供給給冷凝器12。冷凝器12例如藉由冷卻水冷卻以壓縮機11壓縮的冷媒並且冷凝，作為所定冷卻溫度的高壓液體之狀態，供給給膨脹閥13。通過冷凝器12的冷卻水作為水亦可，作為其他冷媒亦可。再者，冷凝器12作為空冷方式亦可。

膨脹閥13藉由使從冷凝器12供給的冷媒膨脹而減壓，作為低溫且低壓的氣液混合狀態，供給給蒸發器14。蒸發器14使從膨脹閥13供給的冷媒和流體流通裝置20的流體進行熱交換。在此，和流體進行了熱交換的冷媒成為低溫且低壓的氣體之狀態，從蒸發器14流出而回到壓縮機11。然後，從蒸發器14流出的冷媒再次被壓縮機11壓縮。

流體流通裝置20包含具有流入口21U和流出口21D的主流路21，主流路21將流入口21U及流出口21D各自連接於溫度控制對象T。主流路21在流入口21U與流出口21D之間具有熱交換部21E，使以流入口21U接受的流體透過熱交換部21E而流通至流出口21D。

流體流通裝置20使熱交換部21E之流體和蒸發器14之冷媒進行熱交換之後，從流出口21D對溫度控制對象T送出流體。然後，流體流通裝置20透過流入口21U接受經由溫度控制對象T的流體。然後，流體流通裝置20將流入至流入口21U的流體導引至熱交換部21E，透過蒸發器14再次進行熱交換。

又，流體流通裝置20更具備泵22、槽23、旁道流路24、閥機構25、第1溫度感測器26、第2溫度感測器27及流量感測器28。

泵22構成主流路21的一部分，產生用以流通流體的驅動力。泵22配置在主流路21之比熱交換部21E更靠上游側的部分，但是，其位置並不特別限定。泵22電性連接於控制裝置30，藉由控制裝置30控制旋轉數。可藉由泵22的旋轉數增減，調節流通於流體流通裝置20之流體的流量。

槽23也配置在主流路21之比熱交換部21E更靠上游側的部分。槽23設置用以貯留一定量的流體且構成主流路21的一部分。在本實施形態中，泵22配置在槽23內，但是，泵22設置在槽23之外亦可。

旁道流路24連接主流路21之熱交換部21E的上游側部分和下游側部分，讓從主流路21的上游側部分接受的流體流通。閥機構25調節主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量與流通於旁道流路24之流體的流量。

本實施形態之閥機構25包含三通閥25V而構成。三通閥25V包含第1通口251、第2通口252、第3通口253。然後，從第1通口251至第2通口252的流路構成主流路21的一部分。在此，旁道流路24將其上游端開口連接於主流路21之泵22的下游側且為熱交換部21E的上游側部分，將其下游端開口連接於三通閥25的第3通口253。

三通閥25V能夠調節流入至第1通口251而從第2通口252流出之流體的流量和流入至第3通口253而從第2通口252流出之流體的流量之比例。藉此，可調節主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量和流通於旁道流路24之流體的流量之比例。再者，閥機構25包含三通閥25V而構成，但是，作為組合2個以上的二通閥的結構亦可。三通閥25V作為電動閥亦可，二通閥作為電磁閥亦可。

第1溫度感測器26檢測流通於主流路21之熱交換部21E的下游側部分之流體的溫度。詳細來說，第1溫度感測器26檢測流通於主流路21之與旁道流路24的下游端之連接位置的下游側部分之流體的溫度，具體而言，流通於三通閥25V的下游側部分之流體的溫度。

第2溫度感測器27檢測流通於主流路21之熱交換部21E的上游側部分之流體的溫度。詳細來說，第2溫度感測器27檢測流通於主流路21之流入口21U與槽23之間的部分之流體的溫度。再者，第2溫度感測器27的檢測位置不是前述樣態亦可，作為槽23內、主流路21之槽23與熱交換部21E之間的部分等亦可。

又，流量感測器28檢測流通於主流路21之與旁道流路24的下游端之連接位置的下游側部分之流體的流量，具體而言是流通於三通閥25V的下游側部分之流體的流量。亦即，流量感測器28檢測被供給至溫度控制對象T之流體的流量。

以上所說明之第1溫度感測器26、第2溫度感測器27及流量感測器28電性連接於控制裝置30，各感測器所檢測的資訊(溫度資訊、流量資訊)被發送至控制裝置30。

控制裝置30是控制冷凍裝置10及流體流通裝置20的動作的控制器，且例如由具有CPU、ROM等的電腦構成亦可裝置。此狀況下，遵從儲存於ROM的程式，進行各種處理。再者，控制裝置30由其他處理器及電性電路(例如FPGA(Field Programmable Gate Alley)等)構成亦可。

控制裝置30為了對流體的溫度進行溫度控制而使其成為例如對於流體流通裝置20使其流通的流體設定的目標溫度，控制冷凍裝置10及流體流通裝置20。此時，控制裝置30控制冷凍裝置10之壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度。控制裝置30控制流體流通裝置20之泵22的旋轉數及閥機構25的動作。以下，針對控制裝置30的結構詳細進行說明。

＜控制裝置的結構＞ 圖2是揭示控制裝置30的功能結構的區塊圖。如圖2所示，控制裝置30具有介面部301、目標溫度設定部302、溫度取得部303、流量取得部304、熱負載運算部305、轉移判定部306、壓縮機控制部307、膨脹閥控制部308、閥機構控制部309、泵控制部310、設定值資訊保持部311。該等各功能部的大部分例如藉由執行程式來實現。設定值資訊保持部311由ROM等的記錄媒體的一部分構成亦可。

再者，控制裝置30例如由1台電腦構成亦可，由複數電腦構成亦可。由複數電腦構成的狀況下，前述複數功能部被分配至複數電腦亦可。又，控制裝置30控制冷凍裝置10及流體流通裝置20，詳細來說是使用前述複數功能部的任一，進行冷凍裝置10及流體流通裝置20的控制。以下，針對各功能部進行詳細說明。

介面部301從外部接收資訊且對外部供給資訊。介面部301藉由例如來自使用者操作之操作手段的輸入或來自外部之裝置的輸入，取得流體流通裝置20使其流通之流體的目標溫度的資訊，並供給至例如目標溫度設定部302。又，介面部301也取得運轉開始指令、來自使用者的停止指令、流體流通裝置20使其流通之流體的目標流量等的資訊。介面部301取得目標流量的資訊時，對泵控制部310等供給該資訊。

目標溫度設定部302在內部作為目標溫度而設定、保持從介面部301取得之目標溫度的資訊。又，目標溫度設定部302將取得之目標溫度的資訊供給至熱負載運算部305、轉移判定部306、壓縮機控制部307、膨脹閥控制部308、閥機構控制部309等。

溫度取得部303取得第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度的資訊和第2溫度感測器27所檢測出之流體的溫度的資訊。溫度取得部303持續或以所定週期取得溫度的資訊，將從第1溫度感測器26取得之流通於熱交換部21E的下游側之流體的溫度的資訊，供給至轉移判定部306、壓縮機控制部307、膨脹閥控制部308、閥機構控制部309等。又，溫度取得部303將從第2溫度感測器27取得之流通於熱交換部21E的上游側之流體的溫度的資訊，供給至熱負載運算部305。

流量取得部304取得流量感測器28所檢測出之流體的流量資訊。流量取得部304持續或以所定週期取得流量資訊，並將取得之流量資訊供給至熱負載運算部305、泵控制部310等。

熱負載運算部305運算用以使主流路21中流入至熱交換部21E之前的流體的溫度，成為目標溫度設定部302所設定之目標溫度的熱負載。詳細來說，熱負載運算部305依據目標溫度、從第2溫度感測器27取得的溫度資訊及從流量取得部304取得之流體的流量資訊來運算出熱負載。

熱負載例如可透過將與以目標溫度和第2溫度感測器27特定之溫度的差，乘以流體的流量、流體的密度及比熱來求出。熱負載運算部305作為一例依據前述的運算，導出熱負載亦可。熱負載運算部305將所運算的熱負載提供給壓縮機控制部307。

轉移判定部306取得來自目標溫度設定部302之目標溫度的資訊和來自第1溫度感測器26之流通於熱交換部21E的下游側之流體的溫度資訊。轉移判定部306取得來自第2溫度感測器27之流體的溫度資訊亦可。然後，本實施形態之轉移判定部306決定用以依據該等目標溫度的資訊與流通於熱交換部21E的下游側之流體的溫度資訊，將流通於熱交換部21E的下游側之流體的溫度控制成目標溫度的控制模式。本實施形態之轉移判定部306作為控制模式，決定恆定控制、初期控制及預備恆定控制中之任一，將所決定之控制模式的資訊供給至壓縮機控制部307、膨脹閥控制部308及閥機構控制部309。

詳細來說，轉移判定部306在初始的運轉之際，首先決定透過作為控制模式的恆定控制進行控制。亦即，轉移判定部306在停止狀態的溫度控制系統1中設定目標溫度之後，指示運轉開始的狀況下，決定透過恆定控制進行控制。之後，轉移判定部306在目標溫度被變更時決定維持恆定控制或轉移至「初期控制」。初期控制是為了提升溫度控制的回應性所進行的處理。詳細來說，本實施形態之轉移判定部306在被變更的目標溫度比變更成該目標溫度時利用第1溫度感測器26檢測出之流體的溫度高且利用第1溫度感測器26檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值為溫度閾值以上時，決定轉移至初期控制。

在前述恆定控制中，進行對壓縮機11及膨脹閥13進行反饋控制或使壓縮機11的旋轉數成為一定值而對膨脹閥13進行反饋控制所致之溫度控制。另一方面，初期控制在現在的流體的溫度與目標溫度的差比較大的狀況下，為了比反饋控制更提升溫度控制的回應性而進行。在該初期控制中，預定對於壓縮機11及膨脹閥13之比較大的操作量的輸入。詳細來說，在初期控制中，壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度以比較大的操作量降低。此種初期控制在現在的流體的溫度與目標溫度的差比較大的狀況下有效，在現在的流體的溫度與目標溫度的差比較小的狀況下有無法獲得對於反饋控制的優位性之狀況。根據以上的觀點，前述溫度閾值為比較大之值為佳，例如5度。溫度閾值作為3度以上亦可，作為5度以上亦可，作為10度以上亦可。在本實施形態中，溫度閾值作為一例設定成5度，在上升5度以上溫度時，進行初期控制。

又，轉移判定部306在被變更的目標溫度比利用第1溫度感測器26檢測出之流體的溫度低時，或比被變更的目標溫度比利用第1溫度感測器26檢測出之流體的溫度高，但利用第1溫度感測器26檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值未滿溫度閾值時，維持恆定控制。

又，本實施形態之轉移判定部306在轉移至初期控制之後滿足了所定條件時，決定預備恆定控制的轉移。具體而言，轉移判定部306在初期控制中降低了壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度之後，利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值成為第1所定值以下時，決定預備恆定控制的轉移。第1所定值例如設為目標溫度的變更時利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值之一半之值亦可。此時，例如目標溫度比目標溫度設定時之流體的溫度剛好高10度時，第1所定值為5度。在預備恆定控制中，如後述般壓縮機11的旋轉數一邊維持初期控制中被降低之狀態，一邊反饋控制膨脹閥13的開度。

又，本實施形態之轉移判定部306在轉移至預備恆定控制且滿足了所定條件時，決定恆定控制的轉移。詳細內容後述，在初期控制中以降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度，並且主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量降低之方式藉由閥機構控制部309調節閥機構25。如此調節的閥機構25以之後流體的流量回到調節前的流量之方式控制。成為從預備恆定控制轉移至恆定控制之條件即前述所定條件是以流體的流量降低之方式調節的閥機構25回復到調節前的狀態之狀態的成立。

具體而言，本實施形態之控制裝置30以藉由透過初期控制調節閥機構控制部309，讓主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量降低之後，在利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值成為第2所定值以下時，主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量回到調節前的流量之方式控制閥機構25。使在該主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量回到調節前的流量的動作(以下稱為回復動作)和預備恆定控制成立時，轉移判定部306決定恆定控制的轉移。

在此，本實施形態中，第1所定值與第2所定值是相同值。因此，和預備恆定控制的轉移同時進行閥機構25的回復動作，初期控制之後，利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差成為第1所定值(第2所定值)以下時，控制模式會轉移至恆定控制。亦即，在本實施形態中，與預備恆定控制的轉移同時實質上發生恆定控制的轉移。但是，第1所定值與第2所定值不同亦可。第1所定值大於第2所定值時，在預備恆定控制之後，進行閥機構25的回復動作，控制模式轉移至恆定控制。又，第1所定值小於第2所定值亦可。

在以上所說明的恆定控制中，如上所述般進行對壓縮機11及膨脹閥13進行反饋控制或使壓縮機11的旋轉數成為一定值而對膨脹閥13進行反饋控制所致之控制。亦即，在恆定控制中，藉由(1)對壓縮機11及膨脹閥13進行反饋控制的樣態，或(2)使壓縮機11的旋轉數成為一定值而對膨脹閥13進行反饋控制的樣態，控制壓縮機11及膨脹閥13。

詳細來說，在前述(1)的樣態中，依據利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差，反饋控制壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度雙方。在前述(2)的樣態中，一邊壓縮機11的旋轉數被維持為一定值，一邊依據利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差，反饋控制膨脹閥13的開度。更具體而言，在初始的運轉時控制模式成為恆常狀態的狀況下，首先進行前述(1)的樣態，滿足所定條件的話，則控制切換至前述(2)的樣態。切換的所定條件在本實施形態中是利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度達到目標溫度。

又，在初期控制中，以降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度，並且主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量降低之方式藉由閥機構控制部309調節閥機構25。詳細來說，在初期控制中，壓縮機11的旋轉數被降低至依據目標溫度所導出的設定值。亦即，壓縮機11的旋轉數被降低至因應目標溫度而成為不同值的設定值。又，在初期控制中，膨脹閥13的開度被降低所定量。該所定量在本實施形態中並不依存於目標溫度而為一定值。又，在初期控制中，閥機構25以流通於熱交換部21E之流體的流量降低所定流量的量之方式調節。詳細來說，在初期控制中，閥機構25將主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量降低所定流量的量且將流通於旁道流路24之流體的流量提升所定流量的量。前述所定流量在本實施形態中並不依存於目標溫度而為一定值。

又，在初期控制中降低流通於熱交換部21E之流體的流量的時機和降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度的時機同時亦可，在降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度的時機之前或之後亦可。降低流通於熱交換部21E之流體的流量的時機在降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度的時機之前時，則在變更目標溫度之後，降低流通於熱交換部21E之流體的流量，之後，降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度。此狀況中，降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度的時機是降低流通熱交換部21E之流體的流量後5秒以內，理想為3秒以內，更理想為2秒以內，又更理想為1秒以內。又，此狀況中，變更目標溫度之後降低流通於熱交換部21E之流體的流量的時機是在變更目標溫度後，例如變更後1秒以內亦可。

又，降低流通於熱交換部21E之流體的流量的時機在降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度的時機之後時，則在變更目標溫度之後，降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度，之後，降低流通於熱交換部21E之流體的流量。此狀況中，降低流通於熱交換部21E之流體的流量的時機是降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度後5秒以內，理想為3秒以內，更理想為2秒以內，又更理想為1秒以內。又，此狀況中，變更目標溫度之後降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度的時機是在變更目標溫度後，例如變更後1秒以內亦可。

又，降低流通於熱交換部21E之流體的流量的時機與降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度的時機相同時，則在變更目標溫度之後，例如變更後1秒以內，降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度，同時降低主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量亦可。再者，以上所稱降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度的時機當然嚴格來說是將控制訊號輸入至壓縮機11及膨脹閥13的時機。又，降低流通於熱交換部21E之流體的流量的時機當然是將控制訊號輸入至三通閥25V的時機。

然後，在預備恆定控制中，如上所述，壓縮機11的旋轉數一邊維持初期控制中被降低之狀態，一邊反饋控制膨脹閥13的開度。具體而言，在預備恆定控制中，壓縮機11的旋轉數一邊維持初期控制中被降低的設定值之狀態，一邊反饋控制膨脹閥13的開度。 再者，在本實施形態中，在初期控制之後，滿足了所定條件時，與預備恆定控制同時或經由預備恆定控制而成為恆定控制。此狀況下，控制轉移至恆定控制之前述(2)的樣態。亦即，在預備恆定控制中，壓縮機11的旋轉數一邊維持初期控制中被降低之狀態，一邊反饋控制膨脹閥13的開度。因此，與預備恆定控制同時或經由預備恆定控制而成為恆定控制的狀況下，在恆定控制中，一邊壓縮機11的旋轉數被維持初期控制中被降低之狀態，一邊依據利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差，反饋控制膨脹閥13的開度。

接下來，壓縮機控制部307取得轉移判定部306所決定之控制模式的資訊。然後，壓縮機控制部307在恆定控制中，遵從前述(1)的樣態，藉由依據利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的反饋控制，控制壓縮機11的旋轉數，或遵從前述(2)的樣態，將壓縮機11的旋轉數維持為一定值。更詳細來說，控制從前述(1)的樣態轉移至前述(2)的樣態的狀況下，在前述(1)的樣態中成為目標溫度時之壓縮機11的旋轉數在前述(2)的樣態中被維持。又，初期控制之後在恆定控制中控制轉移至前述(2)的樣態的狀況下，壓縮機11的旋轉數被維持為初期控制中被降低的設定值。

壓縮機控制部307在初期控制中，將壓縮機11的旋轉數降低至依據目標溫度所導出的設定值。詳細來說，本實施形態之壓縮機控制部307透過設定比利用第1溫度感測器26檢測出之流體的溫度高之流體的目標溫度，利用第1溫度感測器26檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值為溫度閾值以上，決定了初期控制的轉移時，因應目標溫度決定關係式，並依據所決定的關係式來導出前述設定值。前述關係式是根據目標溫度而不同的數學式。然後，前述關係式詳細來說訂定用以使流入至熱交換部21E之前之流體的溫度成為目標溫度的熱負載與設定值(壓縮機11的旋轉數)的關係。更詳細來說，前述關係式是根據熱負載之值而特定設定值的數學式。

然後，壓縮機控制部307從熱負載運算部305取得熱負載的資訊。然後，壓縮機控制部307依據目標溫度、熱負載、因應目標溫度所決定之關係式來決定前述設定值。壓縮機控制部307用以導出關係式的資訊被設定值資訊保持部311保持。再者，針對本實施形態所用之關係式的詳細內容一邊參照圖3一邊於後說明。

如上所述，初期控制在現在的流體的溫度與目標溫度的差比較大的狀況下，為了比反饋控制更提升溫度控制的回應性而進行。在此觀點中，初期控制的開始前之壓縮機11的旋轉數與設定值的差比較大而使得冷凍能力大幅降低為佳。具體而言，進行初期控制時，壓縮機11的旋轉數至少被變更相當於5Kw的冷凍能力之旋轉數為佳。此即代表藉由和初期控制的開始前之壓縮機11的旋轉數與設定值的差對應的旋轉數，對應壓縮機11吐出之冷媒循環量的冷凍能力至少5Kw。

又，壓縮機控制部307在預備恆定控制中，將壓縮機11的旋轉數維持為初期控制中被降低之設定值。亦即，壓縮機控制部307在初期控制的狀態下不進行某些變更。但是，壓縮機控制部307取得從轉移判定部306取得控制模式已轉移至預備恆定控制之要旨時，保持表示現在的狀態是預備恆定控制的旗標為佳。

膨脹閥控制部308也和壓縮機控制部307同樣地，取得轉移判定部306所決定之控制模式的資訊。然後，膨脹閥控制部308在恆定控制中持續藉由依據利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的反饋控制，控制膨脹閥13的開度。

又，膨脹閥控制部308在初期控制中將膨脹閥13的開度被降低所定量。如上所述，該所定量在本實施形態中並不依存於目標溫度而為一定值。詳細來說，膨脹閥控制部308將膨脹閥13的開度從現在(初期控制轉移時)的開度降低5%以上10%以下的範圍。更詳細來說，本實施形態之膨脹閥控制部308在初期控制中將膨脹閥13的開度降低6.5%的量。亦即，例如在初期控制之前，膨脹閥13的開度為100%時，膨脹閥13的開度被降低至93.5%。

再者，在本實施形態中，在初期控制中降低膨脹閥13的開度，但在初期控制中不降低膨脹閥13的開度亦可。然而，本案發明者透過銳意研究，發現了在初期控制中一起降低壓縮機11的旋轉數和膨脹閥13的開度之狀況下，可提升目標溫度為止的回應性。初期控制之膨脹閥13的降低幅度即前述所定量並未特別限定，但是，所定量過小的話不會大幅顯現回應性的改善，所定量過大的話有因為冷凍裝置10側的急遽壓力變動而損及回應性之虞。根據該等觀點，本案發明者發現了將所定量設為開度的5%以上10%以下的範圍之量的結構，但所定量作為其他數值亦可。

又，膨脹閥控制部308在預備恆定控制中切換至藉由反饋控制控制膨脹閥13的開度的狀態。再者，以上說明之恆定控制的前述(1)的樣態中對於壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度的反饋控制、前述(2)的樣態中對於膨脹閥13的開度的反饋控制及預備恆定控制中對於膨脹閥13的開度的反饋控制是PID控制。但是，該等反饋控制作為P控制、PI控制、或PD控制亦可。在任一反饋控制中，也以利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度成為目標溫度之方式進行控制。

又，閥機構控制部309也和壓縮機控制部307及膨脹閥控制部308同樣地，取得轉移判定部306所決定之控制模式的資訊。然後，閥機構控制部309在恆定控制中，形成藉由閥機構25關閉旁道流路24，僅在主流路21中流體流通的狀態。亦即，在恆定控制中，形成僅利用蒸發器14溫度控制的流體流入至溫度控制對象T的狀態。再者，閥機構控制部309在恆定控制中，形成流體流通於主流路21及旁道流路24雙方的狀態亦可。此狀況下，閥機構控制部309將主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量與流通於旁道流路24之流體的流量的比例保持為一定值。

又，閥機構控制部309在初期控制時，以主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量降低所定流量的量之方式調節閥機構25。詳細來說，在初期控制中，閥機構25將主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量降低所定流量的量且將流通於旁道流路24之流體的流量提升所定流量的量。

前述所定流量在本實施形態中並不依存於目標溫度而為一定值。具體而言在本實施形態中，前述所定流量在恆定控制中主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量之5%以上15%以下的範圍中訂定。亦即，在初期控制中，以主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量從現在的流量降低5%以上15%以下的量之方式調節閥機構25。更具體而言，在本實施形態之初期控制中，以主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量從現在的流量降低10%的量之方式調節閥機構25。

閥機構控制部309在初期控制中降低流通於熱交換部21E之流體的流量的理由是為了對於降低壓縮機11的旋轉數所導致之蒸發器14之冷凍能力的降低，取得均衡。在此，流通於熱交換部21E之流體的降低幅度小的話，從蒸發器14返回壓縮機11之冷媒的過熱度不會充分降低，降低幅度大的話，相反地，會提升對壓縮機11之液體回混(liquid back)的風險。本案發明者根據該等觀點，採用在初期控制中，將流通於熱交換部21E之流體的流量降低5%以上15%以下的量，例如10%的量的結構。但是，此種流量的降低幅度並不是特別限定者。再者，預先特定三通閥25V的開度與流量變化的關係，依據該關係進行流量的調節。

又，本實施形態之閥機構控制部309以讓主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量降低之方式在初期控制中調節閥機構25之後，在利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度成為目標溫度之前，以主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量回到調節前的流量之方式控制閥機構25。詳細而言，閥機構控制部309以在利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值成為第2所定值以下時，主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量回到調節前的流量之方式控制閥機構25。

在此，在本實施形態中如上所述，在初期控制中降低了壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度之後，利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值成為第1所定值以下時，轉移判定部306決定預備恆定控制的轉移。然後，第2所定值與第1所定值相同。因此，閥機構控制部309實質上與預備恆定控制的轉移之資訊的取得，以流通於熱交換部21E之流體的流量回到調節前的流量之方式調節閥機構25。再者，閥機構控制部309不進行使用第2所定值的判定，以預備恆定控制的轉移之資訊的取得作為觸發點，以流通於熱交換部21E之流體的流量回到調節前的流量之方式調節閥機構25亦可。

又，泵控制部310從介面部301取得目標流量的資訊。然後，泵控制部310以藉由來自流量感測器28的流量資訊所特定之流體的流量和目標流量一致之方式控制其旋轉數。

設定值資訊保持部311如上所述般，保持用以導出壓縮機控制部307為了決定設定值所使用之關係式的資訊。在本實施形態中，設定值資訊保持部311作為一例，保持至少包含代入熱負載運算部305所運算出之熱負載的變數及增減前述變數之係數的基本式，和對應複數目標溫度候補值所預先保持之複數係數固有值。然後，壓縮機控制部307所使用的關係式透過對前述基本式，代入依據目標溫度與前述目標溫度候補值的對比所決定之係數固有值來決定。

＜用以導出控制所使用之關係式的資訊＞ 以下，一邊參照圖3，一邊針對本實施形態中決定關係式時所用之基本式與係數固有值的概念進行說明。圖3是揭示控制裝置30之設定值資訊保持部311保持的資訊，且用以導出用以決定初期控制中所用之設定值的關係式的基本式及係數固有值的概念圖。圖3之「F=aX+c」對應基本式。基本式之「X」對應代入熱負載運算部305所運算出之熱負載的變數。另一方面，基本式之「a」及「c」對應使變數即熱負載增減的係數。然後，「F」對應作為設定值的旋轉數。再者，「F」以對於控制壓縮機11的旋轉之換流器的輸入電壓的頻率來表現亦可。旋轉數(PRM)以(120x(輸入電壓的頻率))/馬達極數(Number of motor poles)來特定。

又，圖3所示的係數固有值表格係特定、保持複數目標溫度候補值和作為對應複數目標溫度候補值之係數「a」及係數「c」的具體值的係數固有值的關係。

在本實施形態中，設定比利用第1溫度感測器26檢測出之流體的溫度還高之流體的目標溫度，且利用第1溫度感測器26檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值為溫度閾值以上時，決定轉移至初期控制。此時，壓縮機控制部307依據目標溫度與前述目標溫度候補值的對比，決定係數固有值，並對基本式代入係數固有值來決定關係式。更具體來說，壓縮機控制部307例如在目標溫度為-30度時，決定對應-30度之目標溫度候補值的係數固有值(a：「●□」、c：「□□」)(參照圖3之T30)，透過代入至基本式來決定關係式。又，也可能發生不存在與目標溫度一致的目標溫度候補值。此狀況下，目標溫度是連續之2個目標溫度候補值之間之值時，選擇接近目標溫度之一方的目標溫度候補值的係數固有值亦可。又，目標溫度是連續之2個目標溫度候補值之間之值時，利用依據2個係數固有值的線性插值(linear interpolation)，決定係數固有值亦可。

然後，如上所述般決定關係式之後，壓縮機控制部307透過將熱負載運算部305所運算出之熱負載代入至變數X，決定作為設定值的旋轉數。圖4是揭示表示透過關係式表現之熱負載與壓縮機11的旋轉數(設定值)之關係的圖表的圖。如圖4所示，壓縮機控制部307所用的關係式成為因應目標溫度而不同的數學式。例如目標溫度為-30度且熱負載為2Kw時，依據對應-30度(℃)的關係式F30，成為初期控制中之壓縮機11的目標旋轉數的設定值被決定為圖4中之Z。又，例如目標溫度為-20度且熱負載為1Kw時，依據對應-20度(℃)的關係式F20，成為初期控制中之壓縮機11的目標旋轉數的設定值被決定為圖4中之W。再者，複數關係式中相互不同的2個關係式中，代入相同熱負載的狀況下，從對應較低一方之目標溫度的關係式導出的設定值比從對應較高一方之目標溫度的關係導出的溫度還大的關係成立。

又，在本實施形態中，設定值資訊保持部311保持基本式及係數固有值，但是，對應複數目標溫度候補值的複數關係式本身被設定值資訊保持部311保持亦可。又，雖後述，壓縮機控制部307參照對應各目標溫度候補值所設定，訂定成為熱負載與設定值之壓縮機11的旋轉數的關係的設定值表，依據該設定值表，決定初期控制中所用的設定值亦可。

＜溫度控制系統的動作＞ 圖5是說明圖1的溫度控制系統的動作之一例的流程圖。以下，一邊參照圖5，一邊說明溫度控制系統1的動作之一例的流程圖。

圖5所示的動作藉由開始運轉指令的產生而開始。控制裝置30在開始運轉指令產生時，首先，在步驟S501中設定利用流體流通裝置20使其流通之流體的目標溫度。詳細來說，流體的目標溫度是控制裝置30之目標溫度設定部302設定並保持。在此，目標溫度設定部302從介面部301取得目標溫度的資訊。此時，雖未圖示，但從介面部301也對泵控制部310發送利用流體流通裝置20使其流通之流體的目標流量的資訊，泵控制部310驅動泵22。又，此時，閥機構控制部309藉由閥機構25逐步關閉旁道流路24，形成僅主流路21中流體流通的狀態。

接下來，在步驟S502中，控制裝置30藉由轉移判定部306決定控制模式。在此，依據是初始的運轉，轉移判定部306首先決定透過作為控制模式的恆定控制進行控制。藉由此恆定控制的轉移，開始冷凍裝置10之對於壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的反饋控制。

接下來，在步驟S503中，控制裝置30藉由溫度取得部303取得第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度的資訊。亦即，控制裝置30取得流通於主流路21之熱交換部21E的下游側之流體，且為流出三通閥25V之流體的溫度的資訊。再者，步驟S503對應檢測工程(步驟)之一例。

接下來，在步驟S504中，控制裝置30依據第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度的資訊，判定流通於主流路21之熱交換部21E的下游側之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值是否為判定閾值以下，或現在的控制的狀態是否是「返回控制」狀態。前述判定閾值是比較小之值，例如0.5度等亦可。又，「返回控制」代表在初期控制之後，與預備恆定控制同時或經由預備恆定控制而成為恆定控制。初期控制時的動作使用圖6後述，但是，初期控制之後回到恆定控制的狀況下，從圖6的處理透過圖5的「A」，處理轉移至步驟S503，從步驟S503開始處理。該狀況下，在步驟S504判定是返回控制之要旨。

在步驟S504中，流通於主流路21之熱交換部21E的下游側之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值不是判定閾值以下時及不是返回控制的狀態時，處理轉移至步驟S505。然後，在步驟S505中，控制裝置30藉由壓縮機控制部307對壓縮機11的旋轉數進行反饋控制，並且藉由膨脹閥控制部308對膨脹閥的開度進行反饋控制。在此，壓縮機控制部307藉由依據利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的反饋控制，以利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度接近目標溫度之方式控制壓縮機11的旋轉數。膨脹閥控制部308藉由依據利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的反饋控制，以利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度接近目標溫度之方式控制膨脹閥13的開度。

步驟S505之後，控制裝置30在步驟S506中判定目標溫度的變更是否已發生。然後，在目標溫度的變更並未發生時，控制裝置30在步驟S507中判定運轉停止指令是否已產生。然後，在運轉停止指令並未產生時，處理回到步驟S503，到步驟S504中檢測出流通於主流路21之熱交換部21E的下游側之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值為判定閾值以下為止，重複進行步驟S505之對於壓縮機11及膨脹閥13的反饋控制。

然後，在步驟S504中檢測出流通於主流路21之熱交換部21E的下游側之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值為判定閾值以下時，或檢測出是返回控制的狀態時，控制裝置30在步驟S508中，藉由壓縮機控制部307將壓縮機11的旋轉數維持在一定值，並且持續膨脹閥控制部308之對於膨脹閥13的開度的反饋控制。

在步驟S508中，壓縮機控制部307經由步驟S504及步驟S505，在流通於熱交換部21E的下游側之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值成為判定閾值以下時，維持檢測出流體的溫度與目標溫度的差的絕對值為判定閾值以下時之壓縮機11的旋轉數。另一方面，在初期控制之後的恆定控制中處理轉移至步驟S508的狀況下，壓縮機11的旋轉數被維持為後述之初期控制中被降低的設定值。又，在步驟S508中，壓縮機控制部307藉由依據利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的反饋控制，以利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度一致於目標溫度之方式控制膨脹閥13的開度。

然後，步驟S508之後，控制裝置30在步驟S506中判定目標溫度的變更是否已發生。然後，在目標溫度的變更並未發生時，控制裝置30在步驟S507中判定運轉停止指令是否已產生。然後，在運轉停止指令並未產生時，處理回到步驟S503，之後，經由步驟S504，進行步驟S508之反饋控制。在重複進行步驟S508的處理的狀態中，基本上流體的溫度被控制成目標溫度。但是，在初期控制之後的恆定控制(返回控制)中，重複進行自步驟S508起至步驟S504的轉移的狀況下，在所定條件成立時，處理轉移至步驟S505亦可。例如即使是返回控制，在步驟S504中流通於主流路21之熱交換部21E的下游側之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值為判定閾值以下被檢測出所定次數以上時，處理轉移至步驟S505亦可。此狀況下，透過微調整壓縮機11的旋轉數，可形成適當的溫度控制狀態。

而且，在步驟S506中目標溫度的變更產生時，控制裝置30藉由轉移判定部306，步驟S509中依據第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度的資訊，判定被變更的目標溫度是否符合從現在的流體的溫度的降低。在步驟S509中判定是目標溫度的降低時，處理則轉移至步驟S503，進行用於目標溫度的反饋控制。

另一方面，步驟S509中判定不是目標溫度的降低時，換句話說判定是提生時，控制裝置30藉由轉移判定部306，在步驟S510中判定目標溫度是否符合從現在的溫度之溫度閾值以上的提升。具體而言，轉移判定部306判定利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值是否是溫度閾值以上。

而且，在步驟S510中並未判定是利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值為溫度閾值以上的狀況下，處理則轉移至步驟S503，進行用於目標溫度的反饋控制。另一方面，在步驟S510中判定是利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值為溫度閾值以上的狀況下，轉移判定部306則決定進行初期控制所致之控制(步驟S511)。又，在步驟S507中判定是運轉停止指令已產生時，則停止溫度控制系統1的運轉(END)。再者，在步驟S510中，判定變更前後之目標溫度的差的絕對值是否是溫度閾值以上亦可，前述絕對值為溫度閾值以上時則決定初期控制的轉移亦可(步驟S511)。

圖6是說明初期控制的流程圖。以下，一邊參照圖6，一邊針對轉移至初期控制時的動作進行說明。

控制裝置30首先在步驟S601中從目標溫度設定部30取得變更後之目標溫度的資訊。

接下來，控制裝置30在步驟S602中藉由壓縮機控制部307決定因應目標溫度的關係式。如使用圖3及圖4所說明般，在本實施形態中，關係式依據被設定值資訊保持部311保持的基本式及係數固有值來決定。所決定的關係式訂定用以使流入至熱交換部21E之前之流體的溫度成為目標溫度的熱負載與設定值(壓縮機11的旋轉數)的關係。

接下來，壓縮機控制部307在步驟S603中從熱負載運算部305取得熱負載的資訊。熱負載是用以使流入至熱交換部21E之前的流體的溫度成為目標溫度的熱負載，換句話說用以使溫度控制前之流體的溫度成為目標溫度的熱負載。熱負載運算部305使用目標溫度、來自第2溫度感測器27之流體的溫度資訊及來自流量感測器28之流體的流量資訊來運算出熱負載。

而且，在步驟S604中，特定初期控制之成為目標旋轉數的壓縮機11的旋轉數的設定值、膨脹閥13的開度的降低量(所定量)、主流路21中流通於熱交換部21E之流體的降低量(所定流量)。在此，壓縮機11的旋轉數的設定值在本實施形態中透過將步驟S603中取得之熱負載代入至步驟S602中決定的關係式來特定。另一方面，膨脹閥13的開度的降低量(所定量)、流通於熱交換部21E之流體的降低量(所定流量)在本實施形態中不依存於目標溫度而藉由一定值之值訂定。

然後，在步驟S604之後，在本實施形態中步驟S605中壓縮機控制部307判定初期控制之成為目標旋轉數的壓縮機11的旋轉數的設定值與現在的旋轉數的差是否大於旋轉數閾值。而且，判定為步驟S604中特定的設定值與現在的旋轉數的差大於旋轉數閾值時，在步驟S606中壓縮機控制部307將初期控制之成為目標旋轉數的壓縮機11的旋轉數的設定值，改寫成從現在的旋轉數減去旋轉數閾值之值。之後，壓縮機控制部307再次判定初期控制之成為目標旋轉數的壓縮機11的旋轉數的設定值與現在的旋轉數的差是否大於旋轉數閾值。然後，步驟S605中檢測出初期控制之成為目標旋轉數的壓縮機11的旋轉數的設定值與現在的旋轉數的差並沒有大於旋轉數閾值時，處理則轉移至步驟S607。

然後，在步驟S607中，壓縮機控制部307將壓縮機11的旋轉數如上所述般降低至被特定的設定值。又，膨脹閥控制部308將膨脹閥13的開度降低所定量。又，閥機構控制部309以主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量降低所定流量的量之方式進行流量的調節。詳細來說，閥機構控制部309控制閥機構25，將主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量降低所定流量的量且將流通於旁道流路24之流體的流量提升所定流量的量。再者，經由步驟S506、S509及S510的步驟S601～S607對應控制工程(步驟)之一例。

之後，控制裝置30在步驟S608中藉由轉移判定部306判定是否轉移至預備恆定控制。具體而言，轉移判定部306在步驟S608中檢測出利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值成為第1所定值以下時(步驟S608中YES)，則決定預備恆定控制(S610)的轉移。另一方面，在步驟S608中未檢測出利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值成為第1所定值以下時，控制裝置30在步驟S609中判定運轉停止指令是否已產生。而且，在運轉停止指令並未產生時，處理則返回步驟S608，監視利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值是否成為第1所定值以下。

然後，在決定了預備恆定控制的轉移時的步驟S610中，控制裝置30藉由壓縮機控制部307將壓縮機11的旋轉數維持為初期控制中被降低之設定值。又，在步驟S610中，控制裝置30切換至藉由膨脹閥控制部308利用反饋控制控制膨脹閥13的開度的狀態。

之後，在步驟S611中，控制裝置30判定藉由閥機構控制部309而利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值是否成為第2所定值以下。在步驟S611中未檢測出利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值成為第2所定值以下時，控制裝置30在步驟S612中判定運轉停止指令是否已產生。然後，在運轉停止指令並未產生時，處理回到步驟S610，重複進行對於膨脹閥13的開度的反饋控制，且重複進行步驟S611之溫度的監視。

而且，在步驟S611中檢測出利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值成為第2所定值以下時，控制裝置30在步驟S613中藉由閥機構控制部309以主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量回到調節前的流量之方式控制閥機構25。此時，轉移判定部306決定恆定控制的轉移(A)。然後，從圖6的「A」經由圖5的「A」，處理轉移至步驟S503，從步驟S503開始處理。又，在步驟S609或S612中判定運轉停止指令已產生時，則停止溫度控制系統1的運轉(END)。

圖7是揭示說明溫度控制系統1之結構機器的動作及溫度控制之樣子的圖表的圖。圖7揭示處理從上述的恆定控制→初期控制→預備恆定控制→恆定控制轉移時之流體的溫度、壓縮機11的旋轉數、膨脹閥13的開度及三通閥25V的開度的變化。在各圖表中，橫軸為時間軸。圖7(a)揭示和時間的經過一起變化之流體流通裝置20使其流通之流體的溫度的樣子。圖7(b)揭示和時間的經過(控制模式)一起變化之壓縮機11的旋轉數的樣子。圖7(c)揭示和時間的經過(控制模式)一起變化之膨脹閥13的開度的樣子。圖7(d)揭示和時間的經過(控制模式)一起變化之三通閥25V的開度(對熱交換部21E側的開度)的樣子。

圖7(a)所示的「舊目標溫度」代表運轉開始時所設定之流體流通裝置20使其流通之流體的目標溫度。圖7之St1表示恆定控制的狀態。此時，首先進行對壓縮機11及膨脹閥13進行反饋控制的樣態(1)的控制，接著，進行使壓縮機11的旋轉數成為一定值而對膨脹閥13進行反饋控制的樣態(2)的控制。在圖7中，樣態(1)對應St1-1。樣態(2)對應St1-2。在樣態(1)中對壓縮機11及膨脹閥13輸入大操作量，在樣態(2)中，壓縮機11的旋轉數成為一定值，膨脹閥13的開度也不會大幅變化，流體的溫度基本上被控制成目標溫度(舊目標溫度)。又，在恆定控制ST1中泵控制部310以藉由來自流量感測器28的流量資訊所特定之流體的流量和目標流量一致之方式控制其旋轉數。在圖7(d)之恆定控制ST1中，三通閥25V藉由閥機構25逐步關閉旁道流路24，形成僅主流路21中流體流通的狀態。在圖7(d)之「100%」表示僅主流路21中流體流通的狀態。

然後，圖7之「新目標溫度」表示變更後的目標溫度。在圖中符號Ev所示的時間點進行新目標溫度的變更，伴隨該狀況，進行初期控制St2。在初期控制St2中，壓縮機11的旋轉數被降低至依據目標溫度所導出的設定值R。又，在初期控制St2中，膨脹閥13的開度被降低所定量D。又，在初期控制St2中，閥機構25以流通於熱交換部21E之流體的流量降低所定流量F的量之方式調節。在此初期控制中，線性函數(Linear function)或步階輸入(step input)性地，壓縮機11的旋轉數被降低至設定值R，膨脹閥13的開度被降低所定量D，流通於熱交換部21E之流體的流量被降低所定流量F。

之後，透過利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值成為第1所定值以下及第2所定值以下，在本實施形態中，與預備恆定控制St3同時狀態轉移至恆定控制St4。此時，流通於熱交換部21E之流體的流量回到調節前的狀態。然後，在恆定控制St4中，流體的溫度被控制成新目標溫度。本案發明者確認如以上所述般在大幅提升目標溫度時透過進行初期控制，可大幅縮短到達時間Tr。

以上所說明之本實施形態的溫度控制系統1具備：冷凍裝置10、在流入口21U與流出口21D之間具有熱交換部21E，包含使透過流入口21U接受的流體通過熱交換部21E而流通至流出口21D的主流路21，而讓熱交換部21E中之流體與冷凍裝置10的蒸發器14中之冷媒進行熱交換的流體流通裝置20、檢測出流通於主流路21之熱交換部21E的下游側部分之流體的溫度的第1溫度感測器26、控制冷凍裝置10及流體流通裝置20的控制裝置30。然後，控制裝置30進行在設定了比利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度還高之流體的目標溫度時，以壓縮機11的旋轉數降低至依據目標溫度所導出的設定值之方式控制壓縮機11，與對於壓縮機11的控制同時或控制前或控制後，變更主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量的初期控制。

在此溫度控制系統1中，在降低流體的目標溫度時，將壓縮機11的旋轉數降低至對應目標溫度的設定值。此狀況中，相較於反饋控制的狀況，可更提升適合於目標溫度之對蒸發器14的冷凍能力之控制的回應性。亦即，在反饋控制中，到目標溫度為止之壓縮機的控制操作量藉由依據目標溫度與現在的溫度之溫度差的複數運算而階段性導出。而且，成為流體的溫度逐步接近目標溫度之舉動，故有回應性不一定良好的狀況。相對於此，在此溫度控制系統1中，設定了目標溫度時，壓縮機11的控制操作量朝向單一設定值而線性函數或步階輸入性地被變更。因此，可提升適合於目標溫度之對蒸發器14的冷凍能力之控制的回應性。 另一方面，流體流通裝置20使其流通之流體的溫度在目標溫度被提升的狀況下，也不會急遽地大幅變化。而且，流體的溫度不變化或不大幅變化之狀態下，壓縮機11的旋轉數急遽降低時，例如因為從蒸發器14流出之冷媒的過熱度變高，壓縮機11的運轉可能變成不穩定。相對於此，在此溫度控制系統1中，透過以降低壓縮機11的旋轉數時，流通於熱交換部21E之流體的流量降低之方式控制閥機構25，可讓從蒸發器14流出之冷媒的狀態最佳化。藉此，可抑制壓縮機11的運轉變成不穩定之狀況。

因此，依據溫度控制系統1，可提升溫度控制的回應性並且抑制對運轉狀態及結構機器之不想要的影響。

又，本實施形態之流體流通裝置20更包含調節主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量的閥機構25。在該構造中，可藉由閥機構25提升流量變更的回應性。

詳細來說，流體流通裝置20更包含連接主流路21之熱交換部21E的上游側部分和下游側部分，讓從主流路21接受的流體流通的旁道流路24。而且，閥機構25調節主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量與流通於旁道流路24之流體的流量。然後，控制裝置30在初期控制中，透過調節閥機構25，降低主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量且提升流通於旁道流路24之流體的流量。在該構造中，可透過利用旁道流路24，抑制流通於流體流通裝置20之流體的壓力變動，可提升流量變更的回應性及溫度控制的回應性。

尤其在初期控制中，透過開啟藉由閥機構25關閉之狀態的旁道流路24，讓主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量降低並且讓流通於旁道流路24之流體的流量提升。又，在初期控制中，主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量被降低5%以上15%以下的量。在此結構中，在與流體進行熱交換之後從蒸發器14流出之冷媒的狀態可穩定地最佳化。

又，控制裝置30因應被變更的目標溫度而決定關係式，並依據所決定的關係式，導出前述初期控制之對於壓縮機11的旋轉數的設定值。在本實施形態中，使用圖3及4如上所述般，控制裝置30藉由設定值資訊保持部311，作為決定關係式的資訊，保持特定基本式、特定複數目標溫度候補值與對應複數目標溫度候補值之係數固有值的關係的係數固有值表格。然後，控制裝置30依據目標溫度與前述目標溫度候補值的對比，決定係數固有值，並對基本式代入係數固有值來決定關係式。

在此結構中，用以導出初期控制中所用之對於壓縮機11的旋轉數的設定值的關係式因應目標溫度而決定。藉此，作為設定值可採用對於目標溫度特有之值，故可謀求溫度控制的回應性的提升。

更詳細而言，控制裝置30在設定了目標溫度時，計算出用以使流入至熱交換部21E之前的流體的溫度成為目標溫度的熱負載。而且，關係式訂定熱負載與設定值的關係。然後，設定值依據目標溫度、熱負載、因應目標溫度所決定之關係式來決定。

在此結構中，透過在關係式中訂定熱負載與壓縮機11的旋轉數的關係，可因應熱負載來設定可提升到目標溫度為止的回應性之壓縮機11的旋轉數相關的設定值。藉此，可謀求適合於目標溫度之對蒸發器14的冷凍能力之回應性的提升。再者，此結構之關係式可透過特定用以將流入至熱交換部21E之前之流體一邊考慮熱負載的有無及大小一邊控制成目標溫度之蒸發器14的冷凍能力，和對應冷凍能力之壓縮機11的旋轉數的關係來作成。

又，在本實施形態中，控制裝置30於設定值資訊保持部311，作為決定關係式的資訊，保持特定基本式、特定複數目標溫度候補值與對應複數目標溫度候補值之係數固有值的關係的係數固有值表格。然後，控制裝置30依據目標溫度與前述目標溫度候補值的對比，決定係數固有值，並對基本式代入係數固有值來決定關係式。藉此，可抑制保持於內部的資訊量。

再者，作為變形例，控制裝置30依據對應各目標溫度候補值所設定的熱負載與成為設定值之壓縮機11的旋轉數的關係的設定值表，決定初期控制中所用的設定值亦可。圖8揭示設定值表的一例。使用圖8所示的設定值表的狀況下，例如目標溫度為-20度(℃)時，選擇要素表T20。而且，熱負載為例如1.5Kw時，選擇「◆△Hz」。然後，作為設定值決定相當於「◆△Hz」的旋轉數。在圖8中，在設定值表內，揭示對於控制壓縮機11的旋轉之換流器的輸入電壓的頻率，但是，在設定值表內儲存壓縮機11的旋轉數亦可。

又，在本實施形態中，控制裝置30在初期控制中也將膨脹閥13的開度降低所定量。在此結構中，在與流體進行熱交換之後從蒸發器14流出之冷媒的狀態相較於將膨脹閥13的開度維持為一定的狀況，可顯著地最佳化。藉此，可有效地抑制壓縮機11的運轉變成不穩定之狀況。而且，確保了運轉的穩定性之結果，也可提升溫度控制的回應性。在此，控制裝置30具體而言將膨脹閥13的開度從現在的開度降低5%以上10%以下的範圍的量。如此，透過在不過小且不過大的範圍中降低膨脹閥13的開度，可有效地抑制壓縮機11的運轉變成不穩定之狀況。

又，本實施形態之控制裝置30在初期控制中降低壓縮機11的旋轉數及膨脹閥13的開度之後，轉移至預備恆定控制。控制裝置30在預備恆定控制中，藉由依據利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的反饋控制，調節膨脹閥13的開度，維持在初期控制中降低了壓縮機11的旋轉數之狀態。在此結構中，透過在重視回應性的初期控制之後進行伴隨反饋控制的預備恆定控制，可確保對目標溫度的良好的回應性與良好的控制精度。

又，控制裝置30在初期控制中以讓主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量降低之方式調節閥機構25之後，在利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度成為目標溫度之前，以主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量回到調節前的流量之方式控制閥機構25。在此結構中，透過流體的溫度超過目標溫度，可迴避回應性降低的狀況。

又，控制裝置30在利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值為溫度閾值以上時，進行初期控制。在從現在的流體的溫度到目標溫度為止的提升量比較小時，有可能發生初期控制不一定在回應性的觀點上有效之狀況。根據此種觀點，透過使用溫度閾值來判定是否進行初期控制，不僅目標溫度的大幅提升時，作為系統整體也可確保良好的溫度控制的回應性。

＜變形例＞ 以上說明的實施形態之流體流通裝置20更包含連接主流路21之熱交換部21E的上游側部分和下游側部分，讓從主流路21接受的流體流通的旁道流路24。在圖9及圖10分別揭示流體流通裝置20的結構與上述之實施形態不同的變形例。再者，對於包含圖9及圖10之以下說明的變形例之溫度控制系統的結構部分中之與上述實施形態相同者附加相同符號，省略重複的說明。

在圖9所示的變形例中，流體流通裝置20不具備旁道流路24。在此結構中，在初期控制中降低主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量時，泵22的吐出量也被降低。再者，採用在熱交換部21E的上游設置節流閥，在初期控制時降低該節流閥的開度之結構亦可。又，在圖10所示的變形例中，旁道流路24連接主流路21之熱交換部21E的上游側部分與比該部分更靠上游側的部分。

圖11是說明一變形例的溫度控制系統之動作的流程圖。在上述的實施形態中，設定比利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度還高之流體的目標溫度，且利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值為溫度閾值以上時，決定轉移至初期控制。相對於此，在圖11所示之變形例的動作中，目標溫度被降低或提升時，且利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值為溫度閾值以上時，決定轉移至初期控制。亦即，在上述的實施形態中，目標溫度被大幅提升時進行初期控制，但是，在此變形例中，目標溫度被大幅降低時也進行初期控制。

圖11所示的動作之步驟S501～S508的處理為與圖5相同的處理。而且，在圖11之動作中，在步驟S506中判定發生目標溫度的變更時，控制裝置30在步驟S510R判定是否符合目標溫度從現在的溫度之溫度閾值以上的提升或降低。具體而言，轉移判定部306判定利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值是否是溫度閾值以上。而且，在步驟S510R中判定符合目標溫度從現在的溫度之溫度閾值以上的提升或降低時，轉移判定部306在步驟S511中決定初期控制的轉移。再者，在圖11中，進行圖5所示的步驟S509(目標溫度是否降低的判定處理)。

圖12是說明從圖11的動作轉移至初期控制時的動作的流程圖。在圖12的動作中，與圖6的動作同樣地，控制裝置30首先在步驟S601中從目標溫度設定部302取得目標溫度的資訊。接下來，控制裝置30在步驟S602中藉由壓縮機控制部307決定因應目標溫度的關係式。在步驟S602中，例如目標溫度從-20度降低至-30度時，選擇圖4之F30所示的關係式。再者，在步驟S602中，代替關係式，使用如圖8所示的設定值表亦可。

然後，在步驟S602決定了關係式之後，壓縮機控制部307在步驟S603中從熱負載運算部305取得熱負載的資訊。熱負載是用以使流入至熱交換部21E之前的流體的溫度成為目標溫度的熱負載，換句話說用以使溫度控制前之流體的溫度成為目標溫度的熱負載。

而且，在步驟S604R中，特定初期控制之成為目標旋轉數的壓縮機11的旋轉數的設定值、膨脹閥13的開度的調節量、主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量的調節量。在此，壓縮機11的旋轉數的設定值在本實施形態中透過將步驟S603中取得之熱負載代入至步驟S602中決定的關係式來特定。另一方面，膨脹閥13的開度的調節量、流通於熱交換部21E之流體的流量的調節量在本變形例中也不依存於目標溫度而藉由一定值之值訂定。但是，在目標溫度被提升時，則特定膨脹閥13的開度的降低量和流通於熱交換部21E之流體的流量的降低量。又，在目標溫度被降低時，則變成提升壓縮機11的旋轉數，特定膨脹閥13的開度的提升量和流通於熱交換部21E之流體的流量的提升量。

亦即，在本變形例中，於目標溫度被降低時，在初期控制中，提升壓縮機11的旋轉數並且提升主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量，且也提升膨脹閥13的開度。但是，此時膨脹閥13的開度不被提升亦可。又，在初期控制中提升流通於熱交換部21E之流體的流量時，主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量從現在的流量提升5%以上15%以下的量之方式調節閥機構25亦可。此時，在恆定控制中，形成流體流通於主流路21與旁道流路24雙方的狀態，在初期控制中關閉旁道流路24，提升流通於熱交換部21E之流體的流量亦可。又，在初期控制中提升膨脹閥13的開度時，膨脹閥13的開度從現在(初期控制轉移時)的開度提升5%以上10%以下的範圍的量亦可。

步驟S604R之後的處理與圖6所說明的處理相同。但是，在目標溫度被降低時，在步驟S607中如上所述般提升壓縮機11的旋轉數並且提升主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量，且也提升膨脹閥13的開度。

圖13是揭示說明進行圖11及圖12所示之動作的溫度控制系統之結構機器的動作及溫度控制之樣子的圖表的圖。圖13揭示處理從恆定控制→初期控制→預備恆定控制→恆定控制轉移時之流體的溫度、壓縮機11的旋轉數、膨脹閥13的開度及三通閥25V的開度的變化。詳細而言，圖13揭示因為目標溫度被降低，處理從恆定控制轉移至初期控制時的動作。在各圖表中，橫軸為時間軸。圖13(a)揭示和時間的經過一起變化之流體流通裝置20使其流通之流體的溫度的樣子。圖13(b)揭示和時間的經過(控制模式)一起變化之壓縮機11的旋轉數的樣子。圖13(c)揭示和時間的經過(控制模式)一起變化之膨脹閥13的開度的樣子。圖13(d)揭示和時間的經過(控制模式)一起變化之三通閥25V的開度(對熱交換部21E側的開度)的樣子。

圖13(a)所示的「舊目標溫度」代表運轉開始時所設定之流體流通裝置20使其流通之流體的目標溫度。圖13之St1表示恆定控制的狀態。此時，首先進行對壓縮機11及膨脹閥13進行反饋控制的樣態(1)的控制，接著，進行使壓縮機11的旋轉數成為一定值而對膨脹閥13進行反饋控制的樣態(2)的控制。

然後，圖13之「新目標溫度」表示變更後的目標溫度。在圖中符號Ev所示的時間點進行新目標溫度的變更，伴隨該狀況，進行初期控制St2。在初期控制St2中，壓縮機11的旋轉數被提升至依據目標溫度所導出的設定值R。又，在初期控制St2中，膨脹閥13的開度被提升所定量D。又，在初期控制St2中，閥機構25以流通於熱交換部21E之流體的流量提升所定流量F的量之方式調節。在此初期控制中，線性函數或步階輸入性地，壓縮機11的旋轉數被提升至設定值R，膨脹閥13的開度被提升所定量D，流通於熱交換部21E之流體的流量被提升所定流量F。

之後，透過利用第1溫度感測器26所檢測出之流體的溫度與目標溫度的差的絕對值成為第1所定值以下及第2所定值以下，在本範例中，也與預備恆定控制St3同時狀態轉移至恆定控制St4。然後，在恆定控制St4中，流體的溫度被控制成新目標溫度。在如以上所述的處理中，可大幅縮短到達時間Tr。

在使用圖11乃至圖13所說明的溫度控制系統中，控制裝置30進行在流體的目標溫度被變更時，以壓縮機11的旋轉數變更為依據被變更的目標溫度(變更後的目標溫度)所導出的設定值之方式控制壓縮機11，與對於壓縮機11的控制同時或控制前或控制後，變更主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量的初期控制。在此結構中，也可提升目標溫度被降低時之溫度控制的回應性。

又，圖14是說明其他變形例的溫度控制系統之動作的流程圖。在上述的實施形態及圖11所示的變形例中，因應目標溫度而決定是否轉移至初期控制。相對於此，在圖14所示的變形例的動作中，因應主流路21之流入至熱交換部21E前之流體的溫度的變化，決定是否轉移至初期控制。具體而言，因應利用第2溫度感測器27所檢測出之流體的溫度的變化的大小，決定是否轉移至初期控制。

圖14所示的動作之步驟S501～S505、S508的處理為與圖5相同的處理。而且，在此變形例中，在步驟S505及步驟S508進行反饋控制之後的步驟S506R中，控制裝置30判定流入至熱交換部21E前之流體的溫度(溫度調節前流體溫度)是否有變化。步驟S506R之判定藉由比較在不同的檢測時機中第2溫度感測器27所檢測出之流體的溫度來進行。更具體來說，例如步驟S506R的處理時第2溫度感測器27所檢測出之流體的溫度和該處理時之前第2溫度感測器27所檢測出之流體的溫度進行比較亦可。前述處理時之前第2溫度感測器27所檢測出之流體的溫度作為移動平均值亦可。前述處理時第2溫度感測器27所檢測出之流體的溫度作為移動平均值亦可。而且，在步驟S506R中並未檢測出流體的溫度的變化時，處理則返回步驟S503，重複進行反饋控制。

另一方面，在步驟S506R中檢測出流體的溫度的變化時，在步驟S510R2中，控制裝置30判定變化前後之流體的溫度的差的絕對值是否為閾值以上。溫度的差根據步驟S506R中比較之流體的溫度來求出。而且，在步驟S510R中判定變化前後之流體的溫度的差的絕對值是閾值以上時，決定初期控制的轉移(步驟S511)。然後，在初期控制中進行與圖12所示之動作同樣的處理。再者，圖12的步驟S601中取得之目標溫度是取得現在設定的目標溫度，之後，因應依據利用第2溫度感測器27所檢測出之流體的溫度的熱負載，特定成為壓縮機11的旋轉數的設定值。也就是說，在此變形例中，利用第2溫度感測器27所檢測出之流體的溫度變化時，進行藉由初期控制用以早期維持目標溫度的處理。再者，在步驟S510R2中，熱負載為所定值以上時決定初期控制的轉移。

在使用圖14所說明的溫度控制系統中，控制裝置30進行在流入至熱交換部21E前之流體的溫度變化時，以壓縮機11的旋轉數被變更為依據變化後之流體的溫度(詳細而言，依據變化後之流體的溫度所運算出的熱負載)所導出的設定值之方式控制壓縮機11，在與對於壓縮機11的控制同時或控制前或控制後，變更主流路21中流通於熱交換部21E之流體的流量的初期控制。例如流入至熱交換部21前之流體的溫度提升時，則提升壓縮機11的旋轉數，提升流通於熱交換部21E之流體的流量。流入至熱交換部21前之流體的溫度降低時，則降低壓縮機11的旋轉數，降低流通於熱交換部21E之流體的流量。在此結構中，在從溫度控制對象T返回之流體的溫度大幅變化時，也可提升用以維持目標溫度的溫度控制的回應性。

又，圖15是說明一實施形態或變形例相關之溫度控制系統的適用例的圖。在圖15中，溫度控制系統1連接於作為溫度控制對象T的蝕刻裝置7。圖15的蝕刻裝置具備靜電吸盤71。來自溫度控制系統1之溫度控制過的流體通過靜電吸盤71而回到溫度控制系統1。於靜電吸盤71保持晶圓72。靜電吸盤71透過蝕刻裝置內部的流路，與溫度控制系統1之主流路21的流入口21U及流出口21D連接。蝕刻裝置更具備在裝置內部檢測出從靜電吸盤71流出之流體的溫度的內部溫度感測器73。此範例之溫度控制對象T嚴格上來說是蝕刻裝置7之靜電吸盤71或晶圓72。

再者，使用圖14所說明的動作依據利用內部溫度感測器73所檢測出之流體的溫度變化來進行亦可。亦即，因應利用內部溫度感測器73所檢測出之流體的溫度，決定是否進行初期控制。詳細來說，因應在外部裝置即蝕刻裝置7中與靜電吸盤71進行熱交換之後的蝕刻裝置7內的流體，且為利用內部溫度感測器73所檢測出之流入至熱交換部21E前之流體的溫度，決定是否進行初期控制。再者，內部溫度感測器73檢測靜電吸盤71的內部及外面的溫度亦可。又，在圖15的範例中，溫度控制系統1一體地具備作為溫度控制對象T的外部裝置即蝕刻裝置7，但是，溫度控制系統1與其他外部裝置一體化亦可。例如，溫度控制系統1與光阻處理裝置等之其他半導體製造裝置、半導體測試機等的檢查裝置、包含半導體領域以外之模具的成形裝置等一體化亦可。在此種其他結構中，也依據藉由外部裝置之對應內部溫度感測器73的要素所檢測出之溫度，決定是否進行初期控制亦可。

以上，已說明本發明的實施形態及變形例，但是，本發明並不是限定於以上說明的實施形態者，可對上述的實施形態及變形例施加各種變更。

1:溫度控制系統 7:蝕刻裝置 71:靜電吸盤 72:晶圓 73:內部溫度感測器 10:冷凍裝置 11:壓縮機 12:冷凝器 13:膨脹閥 14:蒸發器 15:配管 20:流體流通裝置 21:主流路 21D:流出口 21E:熱交換部 21U:流入口 22:泵 23:槽 24:旁道流路 25:閥機構 251:第1通口 252:第2通口 253:第3通口 25V:三通閥 26:第1溫度感測器 27:第2溫度感測器 28:流量感測器 30:控制裝置 301:介面部 302:目標溫度設定部 303:溫度取得部 304:流量取得部 305:熱負載運算部 306:轉移判定部 307:壓縮機控制部 308:膨脹閥控制部 309:閥機構控制部 310:泵控制部 311:設定值資訊保持部 F20:關係式 F30:關係式 D:所定量 F:所定流量 W:設定值 Z:設定值 R:設定值 T:溫度控制對象 St1:恆定控制 St2:初期控制 St3:預備恆定控制 St4:恆定控制 Tr:到達時間 T20:要素表

[圖1]概略揭示一實施形態的溫度控制系統的圖。 [圖2]揭示構成圖1的溫度控制系統之控制裝置的功能結構的區塊圖。 [圖3]揭示用以導出構成圖1的溫度控制系統之控制裝置用於控制的關係式之資訊的概念圖。 [圖4]揭示表示透過構成圖1的溫度控制系統之控制裝置用於控制的關係式表現之熱負載與壓縮機的旋轉數之關係的圖表的圖。 [圖5]說明圖1的溫度控制系統之動作的流程圖。 [圖6]說明圖1的溫度控制系統之動作的流程圖。 [圖7]揭示說明圖1的溫度控制系統之結構機器的動作及溫度控制之樣子的圖表的圖。 [圖8]揭示構成圖1的溫度控制系統之控制裝置的控制中可使用之設定值表的圖。 [圖9]概略揭示一變形例的溫度控制系統的圖。 [圖10]概略揭示其他變形例的溫度控制系統的圖。 [圖11]說明一變形例的溫度控制系統之動作的流程圖。 [圖12]說明圖11相關聯的溫度控制系統之動作的流程圖。 [圖13]揭示說明對應圖11及圖12的動作之溫度控制系統的結構機器的動作及溫度控制之樣子的圖表的圖。 [圖14]說明其他變形例的溫度控制系統之動作的流程圖。 [圖15]說明一實施形態或變形例相關之溫度控制系統的適用例的圖。

1:溫度控制系統

10:冷凍裝置

11:壓縮機

12:冷凝器

13:膨脹閥

14:蒸發器

15:配管

20:流體流通裝置

21:主流路

21D:流出口

21E:熱交換部

21U:流入口

22:泵

23:槽

24:旁道流路

25:閥機構

25V:三通閥

26:第1溫度感測器

27:第2溫度感測器

28:流量感測器

30:控制裝置

251:第1通口

252:第2通口

253:第3通口

T:溫度控制對象

Claims (27)

1. 一種溫度控制系統，係具備： 冷凍裝置，係包含壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器，從前述壓縮機流出的冷媒依序通過前述冷凝器、前述膨脹閥及前述蒸發器之後，返回前述壓縮機； 流體流通裝置，係在流入口與流出口之間具有熱交換部，包含使透過前述流入口接受的流體通過前述熱交換部而流通至前述流出口的主流路，而讓前述熱交換部中之前述流體與前述蒸發器中之前述冷媒進行熱交換；及 控制裝置，係控制前述冷凍裝置及前述流體流通裝置， 前述控制裝置，係進行在前述流體的目標溫度被變更時或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度變化時，以前述壓縮機的旋轉數被變更為依據被變更的前述目標溫度或變化後之前述流體的溫度所導出的設定值之方式控制前述壓縮機，與對於前述壓縮機的控制同時或控制前或控制後，變更前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量的初期控制。
2. 如請求項1所記載之溫度控制系統，其中， 在前述初期控制中，降低前述壓縮機的旋轉數時，降低前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量。
3. 如請求項2所記載之溫度控制系統，其中， 在前述目標溫度被變更為比利用檢測流通於前述主流路之前述熱交換部的下游側部分之前述流體的溫度的溫度感測器所檢測出之前述流體的溫度還高的溫度時，前述控制裝置利用前述初期控制降低前述壓縮機的旋轉數。
4. 如請求項1所記載之溫度控制系統，其中， 在前述初期控制中，提升前述壓縮機的旋轉數時，提升前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量。
5. 如請求項1所記載之溫度控制系統，其中， 前述流體流通裝置，係更包含調節前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量的閥機構。
6. 如請求項5所記載之溫度控制系統，其中， 前述流體流通裝置，係更包含連接前述主流路之前述熱交換部的上游側部分與下游側部分，流通從前述主流路接受之前述流體的旁道流路， 前述閥機構，係調節前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量與流通於前述旁道流路之前述流體的流量， 前述控制裝置，係在前述初期控制中，透過調節前述閥機構，降低前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量且提升流通於前述旁道流路之前述流體的流量，或提升前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量且降低流通於前述旁道流路之前述流體的流量。
7. 如請求項1至6中任一項所記載之溫度控制系統，其中， 前述控制裝置，係因應被變更的前述目標溫度或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度變化時所設定之目標溫度，決定關係式或表格，依據所決定之前述關係式或前述表格來導出前述設定值。
8. 如請求項7所記載之溫度控制系統，其中， 前述控制裝置，係在前述目標溫度被變更時，計算出用以使流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度成為前述目標溫度的熱負載， 前述關係式或前述表格，係訂定前述熱負載與前述設定值的關係， 前述設定值，係依據前述目標溫度、前述熱負載、因應前述目標溫度所決定之前述關係式或前述表格來決定。
9. 如請求項2所記載之溫度控制系統，其中， 前述控制裝置，係在前述初期控制中降低前述壓縮機的旋轉數時，也將前述膨脹閥的開度降低所定量。
10. 如請求項4所記載之溫度控制系統，其中， 前述控制裝置，係在前述初期控制中提升前述壓縮機的旋轉數時，也將前述膨脹閥的開度提升所定量。
11. 如請求項9或10所記載之溫度控制系統，其中， 前述控制裝置，係在前述初期控制中變更前述膨脹閥的開度時，將前述膨脹閥的開度從現在的開度降低或提升5%以上10%以下的範圍。
12. 如請求項9所記載之溫度控制系統，其中， 前述控制裝置，係在前述目標溫度被變更為比利用檢測流通於前述主流路之前述熱交換部的下游側部分之前述流體的溫度的溫度感測器所檢測出之前述流體的溫度還高的溫度時，在前述初期控制中降低前述壓縮機的旋轉數及前述膨脹閥的開度之後，轉移至預備恆定控制， 前述控制裝置，係在前述預備恆定控制中，藉由依據利用前述溫度感測器所檢測出之前述流體的溫度與前述目標溫度的差的反饋控制，調節前述膨脹閥的開度，維持在前述初期控制中降低了前述壓縮機的旋轉數之狀態。
13. 如請求項12所記載之溫度控制系統，其中， 前述控制裝置，係在前述初期控制中降低了前述壓縮機的旋轉數及前述膨脹閥的開度之後，利用前述溫度感測器所檢測之前述流體的溫度與前述目標溫度的差的絕對值成為第1所定值以下時，轉移至前述預備恆定控制。
14. 如請求項12所記載之溫度控制系統，其中， 前述反饋控制係為P控制、PI控制、PD控制、或PID控制。
15. 如請求項12所記載之溫度控制系統，其中， 前述控制裝置，係以透過前述初期控制以前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量降低之方式進行流量的調節之後，在利用前述溫度感測器所檢測出之前述流體的溫度成為前述目標溫度之前，以前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量回到調節前的流量之方式進行流量的調節。
16. 如請求項15所記載之溫度控制系統，其中， 前述控制裝置，係以前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量降低之方式進行流量的調節之後，在利用前述溫度感測器所檢測出之前述流體的溫度與前述目標溫度的差的絕對值成為第2所定值以下時，以前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量回到調節前的流量之方式進行流量的調節。
17. 如請求項15所記載之溫度控制系統，其中， 前述控制裝置，係以轉移至前述預備恆定控制且前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量回到調節前的流量之方式進行流量的調節之後，轉移至恆定控制， 前述控制裝置，係在前述恆定控制中，藉由依據利用前述溫度感測器所檢測出之前述流體的溫度與前述目標溫度的差的反饋控制，調節前述膨脹閥的開度，維持在前述初期控制中降低了前述壓縮機的旋轉數之狀態，或藉由依據利用前述溫度感測器所檢測出之前述流體的溫度與前述目標溫度的差的反饋控制，控制前述壓縮機的旋轉數及前述膨脹閥的開度。
18. 如請求項6所記載之溫度控制系統，其中， 在前述初期控制中，透過調節前述閥機構，降低前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量且提升流通於前述旁道流路之前述流體的流量時，透過開啟被前述閥機構關閉之狀態的前述旁道流路，讓前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量降低，並且讓流通於前述旁道流路之前述流體的流量提升。
19. 如請求項1所記載之溫度控制系統，其中， 在前述初期控制中，前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量被降低5%以上15%以下。
20. 如請求項1所記載之溫度控制系統，其中， 前述控制裝置，係在利用檢測流通於前述主流路之前述熱交換部的下游側部分之前述流體的溫度的溫度感測器所檢測出之前述流體的溫度與前述目標溫度的差的絕對值或變更前後之目標溫度的差的絕對值為溫度閾值以上時，進行前述初期控制。
21. 如請求項1所記載之溫度控制系統，其中， 進行前述初期控制時，前述壓縮機的旋轉數至少被變更相當於5Kw的冷凍能力之旋轉數。
22. 如請求項1所記載之溫度控制系統，其中， 透過前述初期控制而前述壓縮機的旋轉數被降低至前述設定值時，前述設定值和現在的旋轉數的差大於旋轉數閾值的狀況下，作為前述設定值，設定從前述現在的旋轉數減去前述旋轉數閾值之值。
23. 如請求項8所記載之溫度控制系統，其中， 前述控制裝置，係保持至少包含代入前述熱負載之變數及增減前述變數之係數的基本式，和對應複數目標溫度候補值所預先保持之複數係數固有值， 前述關係式，係透過對前述基本式，代入依據前述目標溫度與前述目標溫度候補值的對比所決定之前述係數固有值來決定。
24. 如請求項1所記載之溫度控制系統，其中，更具備： 外部裝置，係從前述流出口接受前述流體，和前述流體進行熱交換，並讓熱交換後的前述流體流入至前述流入口， 前述控制裝置，係進行在前述外部裝置之熱交換後的前述流體且為流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度變化時，以前述壓縮機的旋轉數被變更為依據變化後之前述流體的溫度所導出的設定值之方式控制前述壓縮機，與對於前述壓縮機的控制同時或控制前或控制後，變更前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量的初期控制。
25. 一種溫度控制方法，係溫度控制系統的溫度控制方法， 該溫度控制系統具備： 冷凍裝置，係包含壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器，從前述壓縮機流出的冷媒依序通過前述冷凝器、前述膨脹閥及前述蒸發器之後，返回前述壓縮機；及 流體流通裝置，係在流入口與流出口之間具有熱交換部，包含使透過前述流入口接受的流體通過前述熱交換部而流通至前述流出口的主流路，而讓前述熱交換部中之前述流體與前述蒸發器中之前述冷媒進行熱交換， 該溫度控制方法具備： 檢測工程，係檢測出前述流體的目標溫度的變更或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度的變化；及 控制工程，係在前述檢測工程中檢測出前述流體的目標溫度的變更或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度的變化時，以前述壓縮機的旋轉數被變更為依據被變更的前述目標溫度或變化後之前述流體的溫度所導出的設定值之方式控制前述壓縮機，與對於前述壓縮機的控制同時或控制前或控制後，變更前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量。
26. 一種控制裝置，係控制溫度控制系統的控制裝置， 該溫度控制系統具備： 冷凍裝置，係包含壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器，從前述壓縮機流出的冷媒依序通過前述冷凝器、前述膨脹閥及前述蒸發器之後，返回前述壓縮機；及 流體流通裝置，係在流入口與流出口之間具有熱交換部，包含使透過前述流入口接受的流體通過前述熱交換部而流通至前述流出口的主流路，而讓前述熱交換部中之前述流體與前述蒸發器中之前述冷媒進行熱交換， 進行在前述流體的目標溫度被變更時或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度變化時，以前述壓縮機的旋轉數被變更為依據被變更的前述目標溫度或變化後之前述流體的溫度所導出的設定值之方式控制前述壓縮機，與對於前述壓縮機的控制同時或控制前或控制後，變更前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量的初期控制。
27. 一種電腦程式，係用以控制溫度控制系統的電腦程式， 該溫度控制系統具備： 冷凍裝置，係包含壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發器，從前述壓縮機流出的冷媒依序通過前述冷凝器、前述膨脹閥及前述蒸發器之後，返回前述壓縮機；及 流體流通裝置，係在流入口與流出口之間具有熱交換部，包含使透過前述流入口接受的流體通過前述熱交換部而流通至前述流出口的主流路，而讓前述熱交換部中之前述流體與前述蒸發器中之前述冷媒進行熱交換， 並使電腦執行以下步驟： 檢測步驟，係檢測出前述流體的目標溫度的變更或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度的變化；及 控制步驟，係在前述檢測步驟中檢測出前述流體的目標溫度的變更或流入至前述熱交換部之前的前述流體的溫度的變化時，以前述壓縮機的旋轉數被變更為依據被變更的前述目標溫度或變化後之前述流體的溫度所導出的設定值之方式控制前述壓縮機，與對於前述壓縮機的控制同時或控制前或控制後，變更前述主流路中流通於前述熱交換部之前述流體的流量。

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