JP7038306B2

JP7038306B2 - Temperature control system

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Publication number: JP7038306B2
Application number: JP2018099029A
Authority: JP
Inventors: 泰啓中村; 秀生鈴木
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2018-05-23
Filing date: 2018-05-23
Publication date: 2022-03-18
Anticipated expiration: 2038-05-23
Also published as: JP2019203645A

Description

本発明は、例えば精密機器の製造工程などのクリーンルーム又は恒温室など精密な温度管理を必要とする製造プロセスにおける温度制御システムに関するものである。 The present invention relates to a temperature control system in a manufacturing process that requires precise temperature control, such as a clean room such as a manufacturing process of precision equipment or a constant temperature room.

従来、クリーンルーム又は恒温室など精密な温度管理を必要とする際に、温度制御システムが用いられている。このクリーンルーム又は恒温室の温度を高精度に維持する際、蒸発器の出口空気の温度を目標値よりも１～２℃低い値になるようにインバーター圧縮機の回転数を制御し、前記蒸発器によって冷却された空気をヒーターで加熱して、吹出し空気の温度を目標値±０．１℃に制御する対策がとられている（例えば、特許文献１を参照。）。 Conventionally, a temperature control system has been used when precise temperature control is required such as in a clean room or a constant temperature room. When maintaining the temperature of this clean room or constant temperature room with high accuracy, the rotation speed of the inverter compressor is controlled so that the temperature of the outlet air of the evaporator is 1 to 2 ° C lower than the target value. Measures have been taken to control the temperature of the blown air to a target value of ± 0.1 ° C. by heating the air cooled by the above with a heater (see, for example, Patent Document 1).

上記のような従来の温度制御システムについて、図面を用いて以下に説明する。 The conventional temperature control system as described above will be described below with reference to the drawings.

図４は従来の温度制御システムを示すものである。図４に示す温度制御システム１１は、蒸発器１２と、インバーター圧縮機１３と、凝縮器１４と、電子膨張弁１５とを有する。このシステムでは、給気ファン１６により送られる吸込み空気１７を、蒸発器１２によって冷却する直膨式の冷却回路１８を有する。蒸発器１２の出口空気１９の温度を温度センサー２０で測定し、その測定結果に基づいてインバーター圧縮機１３の回転数を制御器２１で制御して、蒸発器出口空気１９の温度を、吹出し空気２２の目標値よりも１～２［℃］低い値に制御する。その後は、電気ヒーター２３によって、温度センサー２４で測定される吹出し空気２２の温度を、目標値±０．１［℃］以下に制御する。 FIG. 4 shows a conventional temperature control system. The temperature control system 11 shown in FIG. 4 includes an evaporator 12, an inverter compressor 13, a condenser 14, and an electronic expansion valve 15. In this system, the suction air 17 sent by the air supply fan 16 is provided with a direct expansion type cooling circuit 18 in which the suction air 17 is cooled by the evaporator 12. The temperature of the outlet air 19 of the evaporator 12 is measured by the temperature sensor 20, the rotation speed of the inverter compressor 13 is controlled by the controller 21 based on the measurement result, and the temperature of the evaporator outlet air 19 is set to the blown air. The value is controlled to be 1 to 2 [° C.] lower than the target value of 22. After that, the temperature of the blown air 22 measured by the temperature sensor 24 is controlled by the electric heater 23 to a target value of ± 0.1 [° C.] or less.

特開２００４－３５３９１６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-353916

しかしながら、特許文献１に記載の従来の温度制御システムでは、次のような解決すべき課題を有する。 However, the conventional temperature control system described in Patent Document 1 has the following problems to be solved.

すなわち、蒸発器出口空気温度が目標値よりも１～２℃低い値になるように冷却回路を制御し、吹出し空気の温度が目標値になるようにヒーターを制御する。このような方法では、蒸発器出口空気温度と、空調機からの吹出し空気温度とを、それぞれ独立の固定値に制御するように設計されている。このため、生産の変動に充分に追従できず、空調エネルギーを過剰に消費する。具体的には、蒸発器では冷却エネルギーを必要とする一方、ヒーターでは加熱エネルギーを必要とするといったように、１つの温度制御システム内で、一方の装置では温度を下げ、他方の装置では温度を上げるといった、エネルギーの相殺が生じており、エネルギーの無駄又はエネルギー効率が悪くなっていた。すなわち、生産変動又は外気変動などの生産環境の変動に追従することができなかった。 That is, the cooling circuit is controlled so that the temperature of the evaporator outlet air is 1 to 2 ° C. lower than the target value, and the heater is controlled so that the temperature of the blown air becomes the target value. In such a method, the temperature of the air at the outlet of the evaporator and the temperature of the air blown out from the air conditioner are designed to be controlled to independent fixed values. Therefore, it cannot sufficiently follow the fluctuation of production and consumes excessive air conditioning energy. Specifically, in one temperature control system, one device lowers the temperature and the other device lowers the temperature, such that an evaporator requires cooling energy while a heater requires heating energy. Energy offsets such as raising were occurring, resulting in waste of energy or poor energy efficiency. That is, it was not possible to follow fluctuations in the production environment such as fluctuations in production or fluctuations in the outside air.

本発明は、かかる問題点に鑑み、生産変動又は外気変動などの生産環境の変動に追従するよう温度制御システムの時間応答性まで考慮して空調設備の機器条件を連携制御することで、簡便な温度制御システム構造で生産品質を十分確保すると同時に空調エネルギーを大幅に削減することができる温度制御システムを提供することを目的とする。 In view of this problem, the present invention is simple by coordinating and controlling the equipment conditions of the air conditioning equipment in consideration of the time responsiveness of the temperature control system so as to follow the fluctuation of the production environment such as the production fluctuation or the outside air fluctuation. The purpose is to provide a temperature control system that can significantly reduce air conditioning energy while ensuring sufficient production quality with a temperature control system structure.

上記目的を達成するために、本発明の１つの態様にかかる温度制御システムは、空調対象室の温度を計測する温度計測装置と、
前記空調対象室と接続されて、前記計測された温度に基づき前記空調対象室に供給する空調冷却熱量を操作する冷却操作装置と、
前記冷却操作装置に接続されて、前記冷却操作装置の前記空調冷却熱量を増加させる第１冷却操作と、前記冷却操作装置の前記空調冷却熱量を減少させる第２冷却操作とをそれぞれ実施することにより温度調節を行う温度調節装置と、
前記温度調節装置に接続されて、前記第１冷却操作を開始する前記温度の第１冷却判定値を、前記計測された温度の平均値よりも低い温度でかつ前記温度が温度上昇傾向にあるときに設定した状態で前記温度調節装置を動作制御して、前記温度の平均値よりも低い温度から前記温度が温度上昇傾向にあるときに前記冷却操作装置の前記空調冷却熱量を増加させる一方、前記第２冷却操作を開始する前記温度の第２冷却判定値を、前記計測された温度の平均値よりも高い温度でかつ前記温度が温度下降傾向にあるときに設定した状態で前記温度調節装置を動作制御して、前記温度の平均値よりも高い温度から前記温度が温度下降傾向にあるときに前記冷却操作装置の前記空調冷却熱量を減少させるように制御する制御装置とを備える。 In order to achieve the above object, the temperature control system according to one aspect of the present invention includes a temperature measuring device for measuring the temperature of the air-conditioned room and a temperature measuring device.
A cooling operation device that is connected to the air-conditioned room and operates the amount of air-conditioned cooling heat supplied to the air-conditioned room based on the measured temperature.
By connecting to the cooling operation device and performing a first cooling operation for increasing the air-conditioning cooling heat amount of the cooling operation device and a second cooling operation for decreasing the air-conditioning cooling heat amount of the cooling operation device, respectively. A temperature control device that controls the temperature and
When the first cooling determination value of the temperature connected to the temperature control device and starting the first cooling operation is lower than the average value of the measured temperatures and the temperature tends to rise. The temperature control device is operated and controlled in the state of being set to, and the air-conditioning cooling heat amount of the cooling operation device is increased when the temperature tends to rise from a temperature lower than the average value of the temperature. The temperature control device is set in a state where the second cooling determination value of the temperature at which the second cooling operation is started is set at a temperature higher than the average value of the measured temperatures and when the temperature tends to decrease. It is provided with a control device that controls the operation so as to reduce the air-conditioning cooling heat amount of the cooling operation device when the temperature tends to decrease from a temperature higher than the average value of the temperature.

以上のように、本発明の前記態様にかかる温度制御システムによれば、生産変動又は外気変動などの生産環境の変動に対応して第１冷却操作又は第２冷却操作を開始する時点を変動させて冷却操作を実施することにより、生産変動又は外気変動などの生産環境の変動に追従することが可能となる。このため、前記温度制御システムは、生産変動又は外気変動などの生産環境の変動に追従するよう温度制御システムの時間応答性まで考慮して空調設備の機器条件を連携制御することができる。この結果、簡便な温度制御システム構造で生産品質を十分確保すると同時に、空調エネルギーを大幅に削減することができる。 As described above, according to the temperature control system according to the above aspect of the present invention, the time point at which the first cooling operation or the second cooling operation is started is changed in response to the fluctuation of the production environment such as the production fluctuation or the outside air fluctuation. By performing the cooling operation, it becomes possible to follow the fluctuation of the production environment such as the fluctuation of the production or the fluctuation of the outside air. Therefore, the temperature control system can coordinately control the equipment conditions of the air conditioning equipment in consideration of the time response of the temperature control system so as to follow the fluctuation of the production environment such as the production fluctuation or the outside air fluctuation. As a result, it is possible to sufficiently secure production quality with a simple temperature control system structure and at the same time to significantly reduce air conditioning energy.

よって、本発明の前記態様は、従来の問題点を解消した温度制御システムとして、実用的価値は極めて大なるものがある。 Therefore, the above-described aspect of the present invention has extremely great practical value as a temperature control system that solves the conventional problems.

実施の形態１の温度制御システムの構成図Configuration diagram of the temperature control system of the first embodiment 実施の形態１の温度制御システムの生産温度と冷却操作条件の関係を示す模式図Schematic diagram showing the relationship between the production temperature of the temperature control system of the first embodiment and the cooling operation conditions. 実施の形態１の温度制御システムの制御状態を示すフローチャートA flowchart showing the control state of the temperature control system according to the first embodiment. 従来の温度制御システムの構成図Configuration diagram of the conventional temperature control system

以下、本発明の実施の形態を示す温度制御システムについて、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, the temperature control system showing the embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

（実施の形態１）
図１は本実施の形態１の温度制御システムの構成図である。ここでは、温度制御システム１００を精密機器製造の恒温室に適用した例で説明する。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a configuration diagram of the temperature control system of the first embodiment. Here, an example in which the temperature control system 100 is applied to a constant temperature room for manufacturing precision equipment will be described.

温度制御システム１００は、少なくとも、温度計測装置１４０と、冷却操作装置１０５と、加熱操作装置１１０と、第１温度調節装置１４５と、制御装置１５５とを備えている。 The temperature control system 100 includes at least a temperature measuring device 140, a cooling operation device 105, a heating operation device 110, a first temperature control device 145, and a control device 155.

温度計測装置１４０は、一例として第１温度センサー１４０であり、空調対象室１２５に配置されて、空調対象室１２５内の温度２００を計測する。空調対象室１２５とは、一例として、空調対象の空間であって製造又は生産工程が実施される部屋である。 The temperature measuring device 140 is, for example, a first temperature sensor 140, which is arranged in the air-conditioned room 125 and measures the temperature 200 in the air-conditioned room 125. The air-conditioned room 125 is, for example, a room to be air-conditioned and where a manufacturing or production process is carried out.

冷却操作装置１０５は、一例として冷却部１０５であり、空調対象室１２５と給気ダクト１２０で接続されて、第１温度センサー１４０で計測された温度に基づき、空調対象室１２５に供給する空調冷却熱量を操作する。冷却部１０５の具体的な例としては、冷媒との熱交換を行う冷却装置が用いられる。 The cooling operation device 105 is, for example, a cooling unit 105, which is connected to the air-conditioned room 125 by an air supply duct 120 and supplies air-conditioned cooling to the air-conditioned room 125 based on the temperature measured by the first temperature sensor 140. Manipulate the amount of heat. As a specific example of the cooling unit 105, a cooling device that exchanges heat with the refrigerant is used.

加熱操作装置１１０は、一例として加熱部１１０であり、空調対象室１２５と給気ダクト１２０で接続されて、第１温度センサー１４０で計測された温度に基づき、空調対象室１２５に供給する空調加熱熱量を操作する。加熱部１１０の具体的な例としては、電気ヒーター又は蒸気ヒーターが用いられるが、他にも生産温度を加熱する手段であればよく、例えば生産設備の発熱を利用する加熱装置であっても良い。 The heating operation device 110 is, for example, a heating unit 110, which is connected to the air conditioning target room 125 by an air supply duct 120 and supplies air conditioning heating to the air conditioning target room 125 based on the temperature measured by the first temperature sensor 140. Manipulate the amount of heat. As a specific example of the heating unit 110, an electric heater or a steam heater is used, but any other means for heating the production temperature may be used, and for example, a heating device that utilizes heat generated by the production equipment may be used. ..

第１温度調節装置１４５は、一例として第１温度調節器１４５であり、冷却部１０５に接続されて、冷却部１０５の空調冷却熱量を増加させる第１冷却操作と、冷却部１０５の空調冷却熱量を減少させる第２冷却操作とを実施するように調節する。例えば、第１温度調節装置１４５は、第１冷却操作と第２冷却操作とを交互に繰り返すように調節することができるが、これに限られるものではない。 The first temperature controller 145 is, for example, the first temperature controller 145, which is connected to the cooling unit 105 to perform a first cooling operation for increasing the air-conditioning cooling heat amount of the cooling unit 105 and an air-conditioning cooling heat amount of the cooling unit 105. Adjust to perform a second cooling operation and to reduce. For example, the first temperature control device 145 can be adjusted so that the first cooling operation and the second cooling operation are alternately repeated, but the first temperature control device 145 is not limited to this.

制御装置１５５は、少なくとも、第１温度調節器１４５に接続されて、第１温度調節器１４５０介して冷却部１０５を動作制御する。この実施形態では。制御装置１５５は、第１温度調節器１４５と第２温度調節器１５０とにそれぞれ接続されて、第１温度調節器１４５を介して冷却部１０５と第２温度調節器１５０を介して加熱部１１０とをそれぞれ独立して動作制御する。制御装置１５５により、第１温度センサー１４０で計測された生産温度が、目標値の温度範囲に入るよう第１温度調節器１４５及び／又は第２温度調節器１５０の値を制御する。 The control device 155 is connected to at least the first temperature controller 145 and controls the operation of the cooling unit 105 via the first temperature controller 1450. In this embodiment. The control device 155 is connected to the first temperature controller 145 and the second temperature controller 150, respectively, and is connected to the cooling unit 105 via the first temperature controller 145 and the heating unit 110 via the second temperature controller 150. And are independently controlled. The control device 155 controls the value of the first temperature controller 145 and / or the second temperature controller 150 so that the production temperature measured by the first temperature sensor 140 falls within the temperature range of the target value.

制御装置１５５は、少なくとも、記憶部１５５ａと、算出部１５５ｂと、制御部１５５ｃとを有する。制御装置１５５は、少なくとも、算出部１５５ｂで算出された冷却操作条件に基づき、第１温度調節器１４５を介して冷却部１０５の空調冷却熱量を制御する。 The control device 155 has at least a storage unit 155a, a calculation unit 155b, and a control unit 155c. The control device 155 controls the air-conditioning cooling heat amount of the cooling unit 105 via the first temperature controller 145, at least based on the cooling operation conditions calculated by the calculation unit 155b.

記憶部１５５ａは、制御に必要な情報を記憶するものであり、第１温度センサー１４０で計測された温度と、計測された空調電力と、冷却操作条件と、加熱操作条件とを記憶する。記憶部１５５ａは、例えば、生産温度２００と空調電力と操作された冷却操作条件と加熱操作条件との関係情報を記憶しておく。関係情報としては、少なくとも、生産温度２００と冷却操作条件との関係情報を含む。さらに、好ましくは、関係情報としては、空調電力と冷却操作条件との関係情報を含む。関係情報の例としては、加熱部電力と空調冷却部電力とが共に使われて生産温度が一定に保たれている場合には、エネルギーの相殺が生じているため、空調冷却部電力を下げるように、空調の冷却操作条件の空調温度（例えば冷却開始温度）を上げるか、若しくは、空調冷却のタイミングを遅らせる（例えば冷却開始時間を遅くする）といった情報である。 The storage unit 155a stores information necessary for control, and stores the temperature measured by the first temperature sensor 140, the measured air conditioning power, the cooling operation condition, and the heating operation condition. The storage unit 155a stores, for example, information on the relationship between the production temperature 200, the air conditioning power, the operated cooling operation condition, and the heating operation condition. The relational information includes at least the relational information between the production temperature 200 and the cooling operation condition. Further, preferably, the relational information includes the relational information between the air conditioning power and the cooling operation condition. As an example of related information, if the heating unit power and the air conditioning cooling unit power are used together and the production temperature is kept constant, the energy is offset, so the air conditioning cooling unit power should be reduced. In addition, there is information such as raising the air conditioning temperature (for example, cooling start temperature) of the cooling operation condition of the air conditioning, or delaying the timing of air conditioning cooling (for example, delaying the cooling start time).

算出部１５５ｂは、記憶部１５５ａに記憶された温度と空調電力と冷却操作条件と加熱操作条件との関係情報と、第１温度センサー１４０で計測された生産温度と、電力計１６０，１６１でそれぞれ計測された電力とに基づき、冷却操作条件を算出する。すなわち、算出部１５５ｂは、少なくとも、記憶部１５５ａに記憶された温度と空調電力と操作された冷却操作条件との関係に基づき、生産温度２００又は平均生産温度２０５が目標温度範囲になるように新たな冷却操作条件を算出する。より具体的な例としては、複数周期で加熱冷却の温度制御を実施するとき、１周期前の生産温度２００又は平均生産温度２０５が目標温度範囲より高くなっていたならば、次回の冷却操作条件の冷却熱量が、前回の冷却操作条件の冷却熱量よりも、より大きくなるように算出部１５５ｂで新たな冷却操作条件を設定する。このように設定するための具体的な方法としては、少なくとも２つの方法（１），（２）が例示できる。まず、（１）の方法としては、第１冷却操作から第２冷却操作までの第１冷却操作の時間が長くなるように算出部１５５ｂで第１冷却操作の判定温度、すなわち後述する第１冷却判定値２１０をより低く設定する方法である。（２）の方法としては、算出部１５５ｂで第１冷却操作の、後述する冷却部設定温度を低くする方法である。 The calculation unit 155b has information on the relationship between the temperature stored in the storage unit 155a, the air conditioning power, the cooling operation condition, and the heating operation condition, the production temperature measured by the first temperature sensor 140, and the power meters 160 and 161, respectively. The cooling operation conditions are calculated based on the measured power. That is, the calculation unit 155b newly sets the production temperature 200 or the average production temperature 205 to the target temperature range based on the relationship between the temperature stored in the storage unit 155a, the air conditioning power, and the operated cooling operation conditions. Calculate the cooling operation conditions. As a more specific example, when the temperature control of heating and cooling is performed in a plurality of cycles, if the production temperature 200 or the average production temperature 205 one cycle before is higher than the target temperature range, the next cooling operation condition. A new cooling operation condition is set by the calculation unit 155b so that the cooling heat amount of the above is larger than the cooling heat amount of the previous cooling operation condition. As a specific method for setting in this way, at least two methods (1) and (2) can be exemplified. First, as the method (1), the calculation unit 155b uses the calculation unit 155b to determine the temperature of the first cooling operation, that is, the first cooling described later, so that the time of the first cooling operation from the first cooling operation to the second cooling operation becomes longer. This is a method of setting the determination value 210 lower. The method (2) is a method of lowering the set temperature of the cooling unit, which will be described later, in the first cooling operation by the calculation unit 155b.

制御部１５５ｃは、算出部１５５ｂでの算出結果に基づき、第１温度調節器１４５及び／又は第２温度調節器１５０の値を制御する。 The control unit 155c controls the values of the first temperature controller 145 and / or the second temperature controller 150 based on the calculation result of the calculation unit 155b.

また、キーボード又はマウスなどの入力装置１５６は、制御装置１５５に接続されて、生産温度２００の目標値を含む目標温度範囲及び冷却部１０５と加熱部１１０とのそれぞれの電力の目標電力範囲などを入力装置１５６で制御装置１５５に入力して、記憶部１５５ａに記憶することができる。 Further, an input device 156 such as a keyboard or a mouse is connected to the control device 155 to set a target temperature range including a target value of the production temperature 200 and a target power range of each power of the cooling unit 105 and the heating unit 110. It can be input to the control device 155 by the input device 156 and stored in the storage unit 155a.

温度制御システム１００では、空調対象室１２５と冷却部１０５とが給気ダクト１２０で接続され、空調対象室１２５と冷却部１０５との間に加熱部１１０が配置されている。よって、冷却部１０５で冷却された空気が加熱部１１０を介して空調対象室１２５に供給される。よって、冷却部１０５により所定の温度まで冷却された冷却部出口空気は、給気ダクト１２０を介して加熱部１１０に供給される。加熱部１１０に供給された空気は、加熱部１１０により所定の温度まで加熱されたのち、加熱部１１０から給気ダクト１２０を介して空調対象室１２５へ給気エアとして供給される。 In the temperature control system 100, the air-conditioned room 125 and the cooling unit 105 are connected by an air supply duct 120, and the heating unit 110 is arranged between the air-conditioned room 125 and the cooling unit 105. Therefore, the air cooled by the cooling unit 105 is supplied to the air-conditioned room 125 via the heating unit 110. Therefore, the cooling unit outlet air cooled to a predetermined temperature by the cooling unit 105 is supplied to the heating unit 110 via the air supply duct 120. The air supplied to the heating unit 110 is heated to a predetermined temperature by the heating unit 110, and then is supplied as air supply air from the heating unit 110 to the air-conditioned room 125 via the air supply duct 120.

温度制御システム１００では、加熱部１１０と空調対象室１２５との間に給気ファン１１５を配置して、給気ファン１１５により、給気ダクト１２０を介して空調対象室１２５へ給気エアとして供給されるようにしてもよい。 In the temperature control system 100, an air supply fan 115 is arranged between the heating unit 110 and the air conditioning target room 125, and the air supply fan 115 supplies air to the air conditioning target room 125 via the air supply duct 120. It may be done.

冷却部１０５及び加熱部１１０には、それぞれ、空調電力計測装置の一例としての電力計１６０，１６１が接続されて、冷却部１０５の電力及び加熱部１１０の電力を、それぞれ、電力計１６０，１６１で計測して、制御装置１５５に入力する。 Power meters 160 and 161 as an example of the air conditioning power measuring device are connected to the cooling unit 105 and the heating unit 110, respectively, and the power of the cooling unit 105 and the power of the heating unit 110 are combined with the power meters 160 and 161, respectively. Is measured and input to the control device 155.

また、冷却部１０５と加熱部１１０との間の給気ダクト１２０には、第２温度センサー１３０を配置すれば、冷却部１０５の冷却部出口空気の温度を計測することができる。 Further, if the second temperature sensor 130 is arranged in the air supply duct 120 between the cooling unit 105 and the heating unit 110, the temperature of the cooling unit outlet air of the cooling unit 105 can be measured.

また、冷却部１０５と加熱部１１０との間の給気ダクト１２０に第２温度センサー１３０を配置すれば、冷却部１０５の冷却部出口空気の温度を計測することができる。計測した温度は、第１温度調節器１４５に入力されて、第１温度調節器１４５による冷却部１０５の冷却熱量の制御に使用することができる。 Further, if the second temperature sensor 130 is arranged in the air supply duct 120 between the cooling unit 105 and the heating unit 110, the temperature of the cooling unit outlet air of the cooling unit 105 can be measured. The measured temperature is input to the first temperature controller 145 and can be used for controlling the amount of cooling heat of the cooling unit 105 by the first temperature controller 145.

また、加熱部１１０と空調対象室１２５との間の給気ダクト１２０に第３温度センサー１３５を配置すれば、加熱部１１０の加熱部出口空気の温度を計測することができる。計測した温度は、第２温度調節器１５０に入力されて、第２温度調節器１５０による加熱部１１０の加熱熱量の制御に使用することができる。 Further, if the third temperature sensor 135 is arranged in the air supply duct 120 between the heating unit 110 and the air conditioning target chamber 125, the temperature of the heating unit outlet air of the heating unit 110 can be measured. The measured temperature is input to the second temperature controller 150 and can be used for controlling the amount of heat of heating of the heating unit 110 by the second temperature controller 150.

図２は、実施の形態１の温度制御システムの生産温度と冷却操作条件との関係情報を示す模式図である。図２の関係情報は、記憶部１５５ａに記憶される、生産温度２００と空調電力と冷却操作条件と加熱操作条件との関係情報のうちの１つの例示である。 FIG. 2 is a schematic diagram showing relationship information between the production temperature of the temperature control system of the first embodiment and the cooling operation conditions. The relationship information in FIG. 2 is an example of one of the relationship information between the production temperature 200, the air conditioning power, the cooling operation condition, and the heating operation condition stored in the storage unit 155a.

ここからは、図１に示す温度制御システムの制御システム例について、図２を用いて説明する。図２の上側のグラフ（ａ）は、横軸が時間、縦軸が生産温度である。図２の下側のグラフ（ｂ）は、横軸が時間、縦軸が冷却部設定温度である。従って、第１温度センサー１４０で計測された生産温度を基に、図２の（ａ）から図２の（ｂ）をたどると、冷却部設定温度を求めることができる。 From here, an example of a control system of the temperature control system shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. In the upper graph (a) of FIG. 2, the horizontal axis is time and the vertical axis is production temperature. In the lower graph (b) of FIG. 2, the horizontal axis is time and the vertical axis is the cooling unit set temperature. Therefore, the set temperature of the cooling unit can be obtained by tracing from (a) of FIG. 2 to (b) of FIG. 2 based on the production temperature measured by the first temperature sensor 140.

ここで、第１温度センサー１４０で計測された空調対象室１２５の生産温度２００の平均値を平均生産温度２０５とする。これは、実際に計測した値を基に予め算出してもよいし、予測値でもよい。また、生産温度と冷却部設定温度とを関係付けるため、制御装置１５５の制御部１５５ｃでは、以下のように設定して記憶部１５５ａに記憶させている。 Here, the average value of the production temperature 200 of the air-conditioned room 125 measured by the first temperature sensor 140 is defined as the average production temperature 205. This may be calculated in advance based on the actually measured value, or may be a predicted value. Further, in order to relate the production temperature and the set temperature of the cooling unit, the control unit 155c of the control device 155 sets as follows and stores the temperature in the storage unit 155a.

まず、冷却部１０５の冷却熱量を増加させる第１冷却操作を開始する生産温度２００の判定値を、第１冷却判定値２１０とする。この第１冷却判定値２１０は、平均生産温度２０５より低く設定されているが、図２の（ａ）の生産温度のグラフのうち、生産温度２００がその後に上昇する傾向のある位置とし、生産温度２００がその後で下降する傾向のある位置には設定しない。また、第１冷却操作を開始する際の冷却部１０５の冷却熱量の冷却部設定温度を、第１冷却指令値２１５とする。第１冷却指令値２１５は、平均生産温度２０５より低く設定されている。 First, the determination value of the production temperature 200 for starting the first cooling operation for increasing the cooling heat amount of the cooling unit 105 is set to the first cooling determination value 210. Although the first cooling determination value 210 is set lower than the average production temperature 205, the production temperature 200 is set to a position in the graph of the production temperature in FIG. 2 (a) where the production temperature 200 tends to rise thereafter. Do not set the temperature 200 to a position where it tends to drop thereafter. Further, the cooling unit set temperature of the cooling heat amount of the cooling unit 105 when starting the first cooling operation is set to the first cooling command value 215. The first cooling command value 215 is set lower than the average production temperature 205.

従って、このように設定すれば、生産温度２００が平均生産温度２０５より低いが、生産温度２００がその後に上昇する傾向のあるとき、第１冷却操作を開始することができる。 Therefore, with this setting, the first cooling operation can be started when the production temperature 200 is lower than the average production temperature 205 but the production temperature 200 tends to rise thereafter.

また、冷却部１０５の冷却熱量を減少させる第２冷却操作を開始する生産温度２００の判定値を、第２冷却判定値２２０とする。この第２冷却判定値２２０は、平均生産温度２０５より高く設定されているが、図２の（ａ）の生産温度のグラフのうち、生産温度２００がその後に下降する傾向のある位置とし、生産温度２００がその後で上昇する傾向のある位置には設定しない。また、第２冷却操作を開始する際の冷却部１０５の冷却熱量の冷却部設定温度を、第２冷却指令値２２５とする。第２冷却指令値２２５は、平均生産温度２０５より高く設定されている。 Further, the determination value of the production temperature 200 for starting the second cooling operation for reducing the cooling heat amount of the cooling unit 105 is set to the second cooling determination value 220. Although the second cooling determination value 220 is set higher than the average production temperature 205, the production temperature 200 is set to a position in the graph of the production temperature in FIG. 2 (a) where the production temperature 200 tends to decrease thereafter. Do not set the temperature 200 to a position where it tends to rise thereafter. Further, the cooling unit set temperature of the cooling heat amount of the cooling unit 105 when starting the second cooling operation is set to the second cooling command value 225. The second cooling command value 225 is set higher than the average production temperature 205.

従って、このように設定すれば、生産温度２００が平均生産温度２０５より高いが、生産温度２００がその後に下降する傾向のあるとき、第２冷却操作を開始することができる。 Therefore, with this setting, the second cooling operation can be started when the production temperature 200 is higher than the average production temperature 205 but the production temperature 200 tends to decrease thereafter.

これらの設定情報は、すべて、記憶部１５５ａに記憶される。 All of these setting information are stored in the storage unit 155a.

このように設定したのち、第１温度センサー１４０で計測されて制御装置１５５に入力された生産温度２００が、記憶部１５５ａに記憶された情報を基に、図２（ａ）において生産温度の傾きが正であるとき、すなわち、生産温度がその後に温度上昇するときであって、かつ、第１冷却判定値２１０より高くなったか否かを、算出部１５５ｂで判定する。 After setting in this way, the production temperature 200 measured by the first temperature sensor 140 and input to the control device 155 is the inclination of the production temperature in FIG. 2A based on the information stored in the storage unit 155a. Is positive, that is, when the production temperature rises thereafter, and whether or not the production temperature is higher than the first cooling determination value 210 is determined by the calculation unit 155b.

算出部１５５ｂで、生産温度がその後に温度上昇するときであって、かつ、第１冷却判定値２１０より高くなったと判定すると、制御部１５５ｃは、記憶部１５５ａに記憶された情報を基に、冷却部１０５の第１温度調節器１４５の冷却部設定温度を、第２冷却指令値２２５から第１冷却指令値２１５に変更する。その後、冷却部１０５の冷却熱量の冷却部設定温度を第１冷却指令値２１５として、冷却部１０５の冷却熱量を増加させる第１冷却操作を開始する。 When the calculation unit 155b determines that the production temperature subsequently rises and becomes higher than the first cooling determination value 210, the control unit 155c determines that the temperature is higher than the first cooling determination value 210, and the control unit 155c is based on the information stored in the storage unit 155a. The cooling unit set temperature of the first temperature controller 145 of the cooling unit 105 is changed from the second cooling command value 225 to the first cooling command value 215. After that, the cooling unit set temperature of the cooling unit 105 is set to the first cooling command value 215, and the first cooling operation for increasing the cooling heat amount of the cooling unit 105 is started.

一方、第１温度センサー１４０で計測されて制御装置１５５に入力された生産温度２００が、記憶部１５５ａに記憶された情報を基に、図２（ａ）において生産温度２００の傾きが負であるとき、すなわち、生産温度がその後に温度下降するときであって、かつ、第２冷却判定値２２０より低くなったか否かを、算出部１５５ｂで判定する。 On the other hand, the production temperature 200 measured by the first temperature sensor 140 and input to the control device 155 has a negative inclination of the production temperature 200 in FIG. 2A based on the information stored in the storage unit 155a. At that time, that is, when the production temperature subsequently drops, and whether or not the production temperature is lower than the second cooling determination value 220 is determined by the calculation unit 155b.

算出部１５５ｂで、生産温度がその後に温度下降するときであって、かつ、第２冷却判定値２２０より低くなったと判定すると、制御部１５５ｃは、記憶部１５５ａに記憶された情報を基に、冷却部１０５の第１温度調節器１４５の冷却部設定温度を、第１冷却指令値２１５から第２冷却指令値２２５に変更する。その後、冷却部１０５の冷却熱量の冷却部設定温度を第２冷却指令値２２５として、冷却部１０５の冷却熱量を減少させる第２冷却操作を開始する。 When the calculation unit 155b determines that the production temperature is subsequently lowered and the temperature is lower than the second cooling determination value 220, the control unit 155c determines that the temperature is lower than the second cooling determination value 220, and the control unit 155c is based on the information stored in the storage unit 155a. The cooling unit set temperature of the first temperature controller 145 of the cooling unit 105 is changed from the first cooling command value 215 to the second cooling command value 225. After that, the cooling unit set temperature of the cooling unit 105 is set to the second cooling command value 225, and the second cooling operation for reducing the cooling heat amount of the cooling unit 105 is started.

以上の様に、図２（ａ）のように生産温度が平均生産温度２０５に対して周期的に上下するとき、制御装置１５５の制御の下で第１温度調節器１４５を介して冷却部１０５の第１冷却操作と第２冷却操作とを例えば交互に繰り返すことにより、制御装置１５５は、生産温度２００を上下に周期的に揺らぐように第１温度調節器１４５を介して冷却部１０５を制御することができる。 As described above, when the production temperature periodically fluctuates with respect to the average production temperature 205 as shown in FIG. 2A, the cooling unit 105 is controlled by the control device 155 via the first temperature controller 145. By alternately repeating the first cooling operation and the second cooling operation, for example, the control device 155 controls the cooling unit 105 via the first temperature controller 145 so as to periodically fluctuate the production temperature 200 up and down. can do.

ここで、制御装置１５５において、第１冷却判定値２１０と第１冷却指令値２１５とは、それぞれ、平均生産温度２０５より低く設定することが好ましい。すなわち、生産温度２００が上昇傾向にあっても、生産温度２００が平均生産温度２０５より低いときに、冷却部１０５の第１温度調節器１４５の冷却部設定温度を平均生産温度２０５から下げることが好ましい。これは、冷却部１０５の第１温度調節器１４５の冷却部設定温度を変更してから生産温度２００が変化するまでに数分の応答時間を必要とするため、生産温度２００が平均生産温度２０５以上の生産温度２００のときに、第１冷却操作を開始して冷却部１０５の第１温度調節器１４５の冷却部設定温度を下げると、生産温度２００が平均生産温度２０５以上の状態が維持される時間が長過ぎて生産温度２００が高くなり過ぎる結果、生産温度２００を高精度に維持することができないためである。 Here, in the control device 155, it is preferable that the first cooling determination value 210 and the first cooling command value 215 are set lower than the average production temperature 205, respectively. That is, even if the production temperature 200 tends to rise, when the production temperature 200 is lower than the average production temperature 205, the set temperature of the cooling unit of the first temperature controller 145 of the cooling unit 105 can be lowered from the average production temperature 205. preferable. This is because a response time of several minutes is required from the change of the set temperature of the cooling unit of the first temperature controller 145 of the cooling unit 105 to the change of the production temperature 200, so that the production temperature 200 is the average production temperature 205. When the above production temperature is 200, when the first cooling operation is started and the set temperature of the cooling unit of the first temperature controller 145 of the cooling unit 105 is lowered, the production temperature 200 is maintained at the average production temperature of 205 or more. This is because the production temperature 200 cannot be maintained with high accuracy as a result of the time being too long and the production temperature 200 becoming too high.

また、制御装置１５５において、第２冷却判定値２２０と第２冷却指令値２２５とは、第１冷却判定値２１０より高く、さらには平均生産温度２０５よりも高く、設定することが好ましい。すなわち、生産温度２００が下降傾向にあっても、生産温度２００が、第１冷却判定値２１０より高く、さらには平均生産温度２０５より高いときに、冷却部１０５の第１温度調節器１４５の冷却部設定温度を平均生産温度２０５から上げることが好ましい。これは、冷却部１０５の第１温度調節器１４５の冷却部設定温度を変更してから生産温度２００が変化するまでに数分の応答時間を必要とするため、第１冷却操作の開始である第１冷却判定値２１０以下の生産温度２００のときに、第２冷却操作を開始して冷却部１０５の第１温度調節器１４５の冷却部設定温度を上げると、すると、生産温度２００が第１冷却判定値２１０未満の状態が維持される時間が長過ぎて生産温度２００が低くなり過ぎ、余剰な冷却熱量を相殺させる加熱部１１０の電力消費が大きくなるからである。 Further, in the control device 155, it is preferable that the second cooling determination value 220 and the second cooling command value 225 are set higher than the first cooling determination value 210 and further higher than the average production temperature 205. That is, even if the production temperature 200 is on a downward trend, when the production temperature 200 is higher than the first cooling determination value 210 and further higher than the average production temperature 205, the first temperature controller 145 of the cooling unit 105 is cooled. It is preferable to raise the set temperature from the average production temperature of 205. This is the start of the first cooling operation because a response time of several minutes is required from the change of the set temperature of the cooling unit of the first temperature controller 145 of the cooling unit 105 to the change of the production temperature 200. When the production temperature 200 is equal to or less than the first cooling determination value 210 and the second cooling operation is started to raise the cooling unit set temperature of the first temperature controller 145 of the cooling unit 105, the production temperature 200 becomes the first. This is because the time for maintaining the state of the cooling determination value less than 210 is too long, the production temperature 200 becomes too low, and the power consumption of the heating unit 110 that offsets the excess cooling heat amount becomes large.

具体的な例としては、平均生産温度２０５を２３．１℃とするとき、第１冷却判定値２１０を２３．０５℃とし、第１冷却指令値２１５を１９℃とし、第２冷却判定値２２０を２３．１５℃とし、第２冷却指令値２２５を２８℃とする。 As a specific example, when the average production temperature 205 is 23.1 ° C., the first cooling determination value 210 is 23.05 ° C., the first cooling command value 215 is 19 ° C., and the second cooling determination value 220 is set. Is 23.15 ° C., and the second cooling command value 225 is 28 ° C.

また、加熱部１１０は、補助的に用いるもので説明を省いているが、この際、加熱部１１０の第２温度調節器１５０の設定値を例えば２３．０℃とし、電気ヒーターなどでＯＮ、ＯＦＦし、加熱部１１０の出口空気を調節する。 Further, the heating unit 110 is used as an auxiliary and the description is omitted. At this time, the set value of the second temperature controller 150 of the heating unit 110 is set to, for example, 23.0 ° C., and the heating unit 110 is turned on by an electric heater or the like. Turn off and adjust the outlet air of the heating unit 110.

なお、第１冷却操作と第２冷却操作とは、制御装置１５５で第１温度調節器１４５の設
定温度を操作して冷却熱量を調節するものとしたが、冷却熱量を調節するものであれば公知の装置でもよく、冷風ファン又は冷水ポンプなどのインバーターの周波数又は冷媒弁などの開度を調整操作するものを組み合わせても良い。 In the first cooling operation and the second cooling operation, the control device 155 operates the set temperature of the first temperature controller 145 to adjust the cooling heat amount, but if the cooling heat amount is adjusted, the cooling heat amount is adjusted. A known device may be used, or a device that adjusts the frequency of an inverter such as a cold air fan or a cold water pump or the opening degree of a refrigerant valve may be combined.

なお、第２冷却操作は、第１冷却操作より、冷却熱量を減らす操作をすればよく、第２冷却操作時の冷却熱量がゼロになるよう操作することも含む。 The second cooling operation may be performed by reducing the amount of cooling heat as compared with the first cooling operation, and includes an operation so that the amount of cooling heat during the second cooling operation becomes zero.

なお、第２冷却操作を開始する第２冷却判定を、生産温度２００の傾きが負で第２冷却判定値２２０より低くなる時としたが、第１冷却操作の冷却電力や操作時間を計測し、所定の冷却熱量を超えた時としてもよい。 The second cooling determination for starting the second cooling operation was made when the slope of the production temperature 200 was negative and became lower than the second cooling determination value 220, but the cooling power and operation time of the first cooling operation were measured. , It may be when the predetermined amount of cooling heat is exceeded.

なお、１つの制御装置１５５に対して第１冷却操作と第２冷却操作とをそれぞれ１つとして説明したが、数を限定するものではなく、１つの制御装置１５５に対して、複数個の第１冷却操作と１個の複数個の第２冷却操作との組み合わせ、１個の第１冷却操作と複数個の第２冷却操作との組み合わせ、複数個の第１冷却操作と複数個の第２冷却操作との組み合わせなど、任意に組み合わせるようにしても良い。 Although the first cooling operation and the second cooling operation are described as one for each control device 155, the number is not limited, and a plurality of second cooling operations are described for one control device 155. A combination of one cooling operation and one plurality of second cooling operations, a combination of one first cooling operation and a plurality of second cooling operations, a plurality of first cooling operations and a plurality of second cooling operations. It may be combined arbitrarily, such as in combination with a cooling operation.

なお、第１冷却操作と第２冷却操作の２つのステップを周期的に変更させるとしたが、生産温度２００を周期的に制御すればよく、第１冷却操作と第２冷却操作とを補間するステップを複数個設けても良い。 Although the two steps of the first cooling operation and the second cooling operation are changed periodically, the production temperature 200 may be controlled periodically, and the first cooling operation and the second cooling operation are interpolated. A plurality of steps may be provided.

なお、前記説明は、温度制御システム１００を精密機器製造の恒温室に適用した例として説明しているが、空調対象室１２５の温度を目標温度±１℃の目標温度範囲で精密に調整するものであればよく、クリーンルームに適用しても良い。 Although the above description is given as an example in which the temperature control system 100 is applied to a constant temperature room for manufacturing precision equipment, the temperature of the air-conditioned room 125 is precisely adjusted within a target temperature range of ± 1 ° C. Anyway, it may be applied to a clean room.

図３は、実施の形態１の温度制御システムの制御状態を示すフローチャートである。ここからは、図１から図２に示す空調温度制御システムの制御システム例について、図３を用いて説明する。これらの動作は、制御装置１５５の制御の下に実施される。 FIG. 3 is a flowchart showing a control state of the temperature control system according to the first embodiment. From here, an example of a control system of the air conditioning temperature control system shown in FIGS. 1 to 2 will be described with reference to FIG. These operations are carried out under the control of the control device 155.

まず、ステップＳ１で、生産状態を検出する。すなわち、空調対象室１２５での生産温度２００を第１温度センサー１４０で連続的に計測して、計測結果を制御装置１５５に入力する。 First, in step S1, the production state is detected. That is, the production temperature 200 in the air-conditioned room 125 is continuously measured by the first temperature sensor 140, and the measurement result is input to the control device 155.

また、ステップＳ１とは別に、ステップＳ２で、空調電力を計測する。すなわち、冷却部１０５の電力及び加熱部１１０の電力を、それぞれ、電力計１６０，１６１で計測して、制御装置１５５に入力する。ステップＳ１とステップＳ２とは同時並行して行う。 Further, separately from step S1, the air conditioning power is measured in step S2. That is, the electric power of the cooling unit 105 and the electric power of the heating unit 110 are measured by the wattmeters 160 and 161 and input to the control device 155, respectively. Step S1 and step S2 are performed in parallel.

ステップＳ１及びステップＳ２の後に、ステップＳ３で、生産温度２００と空調電力と冷却操作条件と加熱操作条件との関係情報を記憶部１５５ａに記憶する。なお、ステップＳ１及びステップＳ２と同時的にステップＳ３を実施してもよい。場合によっては、システムを構成するとき、すなわち、ステップＳ１及びステップＳ２とよりも前にステップＳ３を実施してもよい。その後、ステップＳ４に進む。 After step S1 and step S2, in step S3, the relationship information between the production temperature 200, the air conditioning power, the cooling operation condition, and the heating operation condition is stored in the storage unit 155a. In addition, step S3 may be carried out at the same time as step S1 and step S2. In some cases, step S3 may be performed when the system is configured, that is, before steps S1 and S2. After that, the process proceeds to step S4.

次いで、ステップＳ４で、記憶部１５５ａに記憶された前記関係情報のデータを基に、算出部１５５ｂで冷却操作条件を算出する。このとき、算出後の冷却操作条件も記憶部１５５ａに記憶させておき、次回の冷却操作条件の算出時に使用してもよい。ここで、冷却操作条件とは、例えば、設定温度（例えば、下記の第１冷却指令値又は第２冷却指令値）又は冷却操作時間（例えば、下記のＢ分）を変化させることを意味する。 Next, in step S4, the calculation unit 155b calculates the cooling operation conditions based on the data of the related information stored in the storage unit 155a. At this time, the calculated cooling operation condition may also be stored in the storage unit 155a and used when the next cooling operation condition is calculated. Here, the cooling operation condition means, for example, changing the set temperature (for example, the following first cooling command value or the second cooling command value) or the cooling operation time (for example, the following B minutes).

冷却操作条件の具体的な例としては、算出部１５５ｂで以下の式を使用して、第１冷却判定値２１０と、第１冷却指令値２１５と、第２冷却判定値２２０と、第２冷却指令値２２５とを算出する。以下の式は、記憶部１５５ａに予め記憶されている。 As a specific example of the cooling operation condition, the calculation unit 155b uses the following formula to obtain the first cooling determination value 210, the first cooling command value 215, the second cooling determination value 220, and the second cooling. The command value 225 is calculated. The following equation is stored in advance in the storage unit 155a.

第１冷却判定値２１０は、記憶部１５５ａに記憶された関係情報のデータから（式１）を使用して算出部１５５ｂで決定する。 The first cooling determination value 210 is determined by the calculation unit 155b using (Equation 1) from the data of the relational information stored in the storage unit 155a.

第１冷却判定値＝生産温度２００の最小値＋Ａ・・（式１）
ここで、生産温度２００の最小値は、記憶部１５５ａに記憶された前記関係情報から算出する。例えば、図２（ａ）より生産温度２００の最小値を算出する。また、Ａの値は０≦Ａ＜０．５の範囲で、例えば、空調エネルギーを大幅に削減する観点から、試行錯誤の実験の結果として０．０５に設定することが好ましい。これは、Ａの値が０．５以上になると冷却操作の開始が遅れ、生産温度２００の最大値が大きくなるためである。 1st cooling judgment value = minimum value of production temperature 200 + A ... (Equation 1)
Here, the minimum value of the production temperature 200 is calculated from the relational information stored in the storage unit 155a. For example, the minimum value of the production temperature 200 is calculated from FIG. 2A. The value of A is in the range of 0 ≦ A <0.5, and is preferably set to 0.05 as a result of trial and error experiments, for example, from the viewpoint of significantly reducing air conditioning energy. This is because when the value of A becomes 0.5 or more, the start of the cooling operation is delayed and the maximum value of the production temperature 200 becomes large.

また、第１冷却指令値２１５は、（式２）の範囲で、第１冷却操作の電力量がＢ分間で（式３）の設定冷却電力量になる様に、（式２）と（式３）とを使用して、記憶部１５５ａに記憶された関係情報のデータ及び目標温度範囲又は目標電力範囲から算出部１５５ｂで決定する。 Further, the first cooling command value 215 is set in (Equation 2) and (Equation 2) so that the power amount of the first cooling operation becomes the set cooling power amount of (Equation 3) in B minutes within the range of (Equation 2). Using 3), the calculation unit 155b determines from the data of the related information stored in the storage unit 155a and the target temperature range or the target power range.

第１冷却指令値＝生産温度２００の目標値－Ｃ・・（式２）
設定冷却電力量＝（冷却熱量－加熱熱量÷Ｄ）÷冷却部のエネルギー消費効率（ＣＯＰ）・・（式３）
冷却熱量＝冷却部の電力量×冷却部のエネルギー消費効率（ＣＯＰ）・・（式４）
加熱熱量＝加熱部の電力量×加熱部のエネルギー消費効率（ＣＯＰ）・・（式５）
ここで、加熱熱量は、ヒーター以外にも、装置発熱、又は、空調対象室の壁面からの熱負荷などの部屋熱負荷などの影響を受ける。部屋熱負荷とは、空調対象室である部屋の壁などの躯体から生じる負荷であって、壁が冷めたり暖められたりすることによる空調負荷を意味する。 1st cooling command value = target value of production temperature 200-C ... (Equation 2)
Set cooling power = (cooling heat-heating heat ÷ D) ÷ energy consumption efficiency of the cooling unit (COP) ... (Equation 3)
Cooling heat = Electric power of cooling part x Energy consumption efficiency of cooling part (COP) ... (Equation 4)
Heat amount of heating = Electric power of the heating part x Energy consumption efficiency of the heating part (COP) ... (Equation 5)
Here, the amount of heat for heating is affected by not only the heater but also the heat generated by the device or the heat load of the room such as the heat load from the wall surface of the room to be air-conditioned. The room heat load is a load generated from a skeleton such as a wall of a room that is an air-conditioned room, and means an air-conditioned load caused by the wall being cooled or warmed.

冷却熱量も、部屋熱負荷などの影響を受ける。 The amount of cooling heat is also affected by the heat load in the room.

電力量は、固有値ではなく、温度制御システムの熱負荷（例えば生産負荷又は部屋熱負荷（外気負荷））により冷却部の電力量は時々刻々変化する。また、生産温度により、加熱部の電力量も時々刻々変化する。エネルギー消費効率は、温度制御システム又は装置に固有である。 The electric energy is not an eigenvalue, and the electric energy of the cooling unit changes from moment to moment depending on the heat load of the temperature control system (for example, the production load or the room heat load (outside air load)). In addition, the amount of electric power in the heating unit changes from moment to moment depending on the production temperature. Energy consumption efficiency is specific to the temperature control system or device.

ここで、Ｂの値は５≦Ｂ≦１５の範囲で、例えば、空調エネルギーを大幅に削減する観点から、試行錯誤の実験の結果として１０に設定することが好ましい。これは、Ｂの値が５より小さいと、冷却操作の周期が短くなって機器故障に繋がる。また、１５より大きいと、冷却操作の周期が長くなって生産温度２００の制御性が悪くなる。 Here, the value of B is in the range of 5 ≦ B ≦ 15, and is preferably set to 10 as a result of trial and error experiments, for example, from the viewpoint of significantly reducing air conditioning energy. This is because when the value of B is smaller than 5, the cycle of the cooling operation is shortened, which leads to equipment failure. On the other hand, if it is larger than 15, the cycle of the cooling operation becomes long and the controllability of the production temperature 200 deteriorates.

また、Ｃの値は１≦Ｃ≦７の範囲で、例えば、空調エネルギーを大幅に削減する観点から、試行錯誤の実験の結果として４に設定することが好ましい。これは、Ｃの値が１より小さいと、第１冷却操作のタイミングが遅れて冷却不足になり、Ｃの値が７より大きいと、過冷却が起こるためである。 Further, the value of C is in the range of 1 ≦ C ≦ 7, and is preferably set to 4, as a result of trial and error experiments, for example, from the viewpoint of significantly reducing air conditioning energy. This is because if the value of C is smaller than 1, the timing of the first cooling operation is delayed and cooling becomes insufficient, and if the value of C is larger than 7, supercooling occurs.

また、Ｄの値は１＜Ｄ≦５の範囲で、例えば、空調エネルギーを大幅に削減する観点から、試行錯誤の実験の結果として３に設定することが好ましい。これは、Ｄの値が１以下では冷却熱量が不足し、Ｄの値が５より大きいと加熱熱量が過多となるためである。 Further, the value of D is in the range of 1 <D ≦ 5, and it is preferable to set it to 3 as a result of a trial and error experiment, for example, from the viewpoint of significantly reducing the air conditioning energy. This is because when the value of D is 1 or less, the amount of heat for cooling is insufficient, and when the value of D is larger than 5, the amount of heat for heating becomes excessive.

また、第２冷却判定値２２０は、第１冷却操作の開始からＢ分後の生産温度２００の値を、記憶部１５５ａに記憶された関係情報のデータから算出部１５５ｂで設定する。 Further, as the second cooling determination value 220, the value of the production temperature 200 B minutes after the start of the first cooling operation is set by the calculation unit 155b from the data of the relational information stored in the storage unit 155a.

また、第２冷却指令値２２５は、（式６）を使用して算出部１５５ｂで決定する。算出部１５５ｂでの冷却操作条件の算出は、例えば１サイクル時間毎、具体的には２０分毎などの所定時間間隔に行う。 Further, the second cooling command value 225 is determined by the calculation unit 155b using (Equation 6). The calculation unit 155b calculates the cooling operation conditions at predetermined time intervals such as every cycle time, specifically every 20 minutes.

第２冷却指令値＝生産温度２００の目標値＋Ｅ・・（式６）
ここで、Ｅの値は１≦Ｅの範囲で、例えば、空調エネルギーを大幅に削減する観点から、試行錯誤の実験の結果として５に設定することが好ましい。これは、Ｅの値が１より小さいとき、第２冷却操作のタイミングが遅れるためである。 2nd cooling command value = target value of production temperature 200 + E ... (Equation 6)
Here, the value of E is in the range of 1 ≦ E, and is preferably set to 5, for example, as a result of trial and error experiments from the viewpoint of significantly reducing air conditioning energy. This is because when the value of E is smaller than 1, the timing of the second cooling operation is delayed.

その後、ステップＳ５に進む。 Then, the process proceeds to step S5.

次いで、ステップＳ５で、制御部１５５ｃは、ステップＳ４で算出部１５５ｂで算出された第２冷却指令値２２５を使用して、第１温度調節器１４５を介して冷却部１０５を制御する。その後、ステップＳ６に進む。 Next, in step S5, the control unit 155c controls the cooling unit 105 via the first temperature controller 145 using the second cooling command value 225 calculated by the calculation unit 155b in step S4. Then, the process proceeds to step S6.

次いで、ステップＳ６で、空調対象室１２５での、制御後の生産温度２００を第１温度センサー１４０で計測して、制御装置１５５に入力する。また、冷却部１０５の電力及び加熱部１１０の電力を、それぞれ、電力計１６０，１６１で計測して、制御装置１５５に入力する。その後、ステップＳ７に進む。 Next, in step S6, the controlled production temperature 200 in the air-conditioned room 125 is measured by the first temperature sensor 140 and input to the control device 155. Further, the electric power of the cooling unit 105 and the electric power of the heating unit 110 are measured by the wattmeters 160 and 161 and input to the control device 155, respectively. Then, the process proceeds to step S7.

次いで、ステップＳ７で、生産温度２００の判定を制御装置１５５で行う。すなわち、平均生産温度２０５が目標温度範囲以内の場合は、冷却判定値と冷却指令値とをそのまま変更することなく維持して、ステップＳ８に進む。また、平均生産温度２０５が目標温度範囲を外れた場合は、ステップＳ４において算出部１５５ｂで再計算を行う。具体的には、生産温度２００又は平均生産温度２０５が目標温度範囲内か否かの判定は、所定時間毎、例えば１０秒毎に制御装置１５５で行い、僅か０．１℃でも目標温度範囲から生産温度２００又は平均生産温度２０５が外れると、生産温度２００又は平均生産温度２０５は目標温度範囲外になったと制御装置１５５で判定する。生産温度２００又は平均生産温度２０５が目標温度範囲を外れた場合は、ステップＳ４において算出部１５５ｂで、第１冷却操作のタイミングで再計算して再制御する。 Next, in step S7, the control device 155 determines the production temperature 200. That is, when the average production temperature 205 is within the target temperature range, the cooling determination value and the cooling command value are maintained without being changed, and the process proceeds to step S8. If the average production temperature 205 is out of the target temperature range, the calculation unit 155b recalculates in step S4. Specifically, whether or not the production temperature 200 or the average production temperature 205 is within the target temperature range is determined by the control device 155 every predetermined time, for example, every 10 seconds, and even at only 0.1 ° C., from the target temperature range. When the production temperature 200 or the average production temperature 205 deviates, the control device 155 determines that the production temperature 200 or the average production temperature 205 is out of the target temperature range. When the production temperature 200 or the average production temperature 205 is out of the target temperature range, the calculation unit 155b in step S4 recalculates and recontrols at the timing of the first cooling operation.

次いで、ステップＳ８で、空調電力の判定を制御装置１５５で行う。すなわち、冷却部１０５の空調電力が目標電力範囲以内の場合は、冷却判定値と冷却指令値とをそのまま変更することなく維持し、制御装置１５５での制御を継続する。また、目標電力範囲を外れた場合は、ステップＳ４において算出部１５５ｂで再計算を行う。例えば、目標温度範囲外となったとき、具体的には温度の上限値が高くなり過ぎた場合には、式１のＡの値を０．０５から０．０４に設定し直したのち、冷却操作指令のタイミングを早くするなど、計算式の補正を行う。それでも、再度、目標温度範囲及び目標電力範囲外となったときは、さらに、式１のＡの値を設定し直しするとともに冷却操作指令のタイミングをさらに早くするなど、複数バターンの修正の仕方をテーブルとして予め記憶しておき、順番に適用するようにしてもよい。具体的には、空調電力が目標電力範囲内か否かの判定は、所定時間毎、例えば１０秒毎に制御装置１５５で行い、僅かでも目標電力範囲から空調電力が外れたら、空調電力は目標電力範囲外と制御装置１５５で判定する。空調電力が目標電力範囲を外れた場合は、ステップＳ４において算出部１５５ｂで、第１冷却操作のタイミングで再計算して再制御する。 Next, in step S8, the control device 155 determines the air conditioning power. That is, when the air conditioning power of the cooling unit 105 is within the target power range, the cooling determination value and the cooling command value are maintained without being changed, and the control by the control device 155 is continued. If the target power range is out of range, the calculation unit 155b recalculates in step S4. For example, when the temperature is out of the target temperature range, specifically, when the upper limit of the temperature becomes too high, the value of A in Equation 1 is reset from 0.05 to 0.04 and then cooled. Correct the calculation formula, such as accelerating the timing of operation commands. Even so, when the target temperature range and target power range are exceeded again, the method of correcting multiple patterns, such as resetting the value of A in Equation 1 and further advancing the timing of the cooling operation command, is performed. It may be stored in advance as a table and applied in order. Specifically, whether or not the conditioned power is within the target power range is determined by the control device 155 every predetermined time, for example, every 10 seconds, and if the conditioned power deviates from the target power range even a little, the conditioned power is the target. It is determined by the control device 155 that it is out of the power range. When the air conditioning power is out of the target power range, the calculation unit 155b in step S4 recalculates and recontrols at the timing of the first cooling operation.

ここで、本実施形態に対する比較例として、本実施形態とは異なり、もし、「第１冷却操作を開始する温度の第１冷却判定値」２１０を、単に、「計測された温度の平均値２０５よりも低い温度」に設定する。そうすると、計測された温度が、「計測された温度の平均値２０５よりも低い温度」になると、直ちに、冷却部１０５の空調冷却熱量を減少させて、温度を上げようとする。しかしながら、このとき、生産工程を考慮すると、計測時点からその後は、「計測する温度」が温度上昇傾向となる予定であれば、結果的に、温度を上げ過ぎることになる。すると、「計測された温度」が、「計測された温度の平均値」２０５を越えると、今度は、冷却部１０５の空調冷却熱量を増加させて、温度を下げようとする。これでは、冷却部１０５の空調冷却熱量を減少させると、すぐに、逆に増加させることになり、エネルギーの相殺が生じて、エネルギーの無駄又はエネルギー効率が悪いままである。また、一旦、空調冷却熱量を減少させようとしたため、計測された温度は、平均値２０５を越えても直ぐには下がらず、温度が上がり過ぎることになり、生産効率の低下又は品質の低下も招く可能性がある。また、「第２冷却操作を開始する温度の第２冷却判定値」２２０を、単に、計測された温度の平均値２０５よりも高い温度とした場合も、同様な問題がある。 Here, as a comparative example with respect to the present embodiment, unlike the present embodiment, if the "first cooling determination value of the temperature at which the first cooling operation is started" 210 is simply "the average value of the measured temperatures 205". Set to a lower temperature. Then, as soon as the measured temperature becomes "a temperature lower than the average value 205 of the measured temperatures", the amount of air-conditioning cooling heat of the cooling unit 105 is reduced to try to raise the temperature. However, at this time, considering the production process, if the "measured temperature" is scheduled to increase in temperature from the time of measurement to that point, the temperature will be raised too much as a result. Then, when the "measured temperature" exceeds the "average value of the measured temperatures" 205, this time, the amount of air-conditioning cooling heat of the cooling unit 105 is increased to try to lower the temperature. In this case, if the amount of heat for cooling the air conditioning of the cooling unit 105 is reduced, it is immediately increased, and energy is offset, so that energy is wasted or energy efficiency remains poor. In addition, since the amount of heat for cooling the air conditioner was once tried to be reduced, the measured temperature does not drop immediately even if it exceeds the average value of 205, and the temperature rises too much, which leads to a decrease in production efficiency or a decrease in quality. there is a possibility. Further, there is a similar problem when the "second cooling determination value of the temperature at which the second cooling operation is started" 220 is simply set to a temperature higher than the average value 205 of the measured temperatures.

これに対して、本実施形態では、生産変動又は外気変動などの生産環境の変動を考慮するため、「第１冷却操作を開始する温度の第１冷却判定値」２１０を、単に、「計測された温度の平均値２０５よりも低い温度」だけでなく、「温度が温度上昇傾向にある」ときに設定している。この結果、計測された温度が、「計測された温度の平均値２０５よりも低い温度」になっても、直ちに、冷却部１０５の空調冷却熱量を減少させるのではなく、温度が温度上昇傾向か又は温度下降傾向かをさらに判定することになる。そして、温度が温度上昇傾向のときには、冷却部１０５の空調冷却熱量を増加させて、温度を下げるように制御している。また、「第２冷却操作を開始する温度の第２冷却判定値」２２０を、「計測された温度の平均値２０５よりも高い温度」でかつ「温度が温度下降傾向にある」ときに設定している。この結果、計測された温度が、「計測された温度の平均値よりも高い温度」になっても、直ちに、冷却部１０５の空調冷却熱量を増加させるのではなく、温度が温度下降傾向か又は温度上昇傾向かをさらに判定することになる。そして、温度が温度下降傾向のときには、冷却部１０５の空調冷却熱量を減少させて、温度を上げるように制御している。 On the other hand, in the present embodiment, in order to consider fluctuations in the production environment such as fluctuations in production or fluctuations in the outside air, the "first cooling determination value of the temperature at which the first cooling operation is started" 210 is simply "measured". It is set not only when "the temperature is lower than the average value 205" but also when "the temperature tends to rise". As a result, even if the measured temperature becomes "a temperature lower than the average value 205 of the measured temperature", the temperature tends to rise instead of immediately reducing the amount of heat for cooling the air conditioning of the cooling unit 105. Or, it will be further determined whether the temperature tends to decrease. Then, when the temperature tends to rise, the amount of heat for cooling the air conditioning of the cooling unit 105 is increased to control the temperature to be lowered. Further, the "second cooling determination value of the temperature at which the second cooling operation is started" 220 is set when "the temperature is higher than the average value 205 of the measured temperatures" and "the temperature tends to decrease". ing. As a result, even if the measured temperature becomes "a temperature higher than the average value of the measured temperatures", the temperature does not immediately increase the air-conditioning cooling heat amount of the cooling unit 105, but the temperature tends to decrease. It will be further determined whether the temperature tends to rise. Then, when the temperature tends to decrease, the amount of heat for cooling the air conditioning of the cooling unit 105 is reduced to control the temperature.

このように、本実施の形態１を用いれば、冷却部１０５の空調冷却熱量を増加させる第１冷却操作と、冷却部１０５の空調冷却熱量を減少させる第２冷却操作とをそれぞれ開始するとき、生産温度２００の温度変化の傾向を考慮しながら第１冷却操作又は第２冷却操作の開始を制御装置１５５で自動的に決定することができる。具体的には、第１冷却操作を開始する温度の第１冷却判定値２１０を、計測された生産温度２００の平均値２０５よりも低い温度でかつ生産温度２００が温度上昇傾向にあるときに設定した状態で第１温度調節器１４５を動作制御して、生産温度の平均値２０５よりも低い温度から生産温度２００が温度上昇傾向にあるときに冷却部１０５の空調冷却熱量を増加させる一方、第２冷却操作を開始する温度の第２冷却判定値２２０を、計測された生産温度２００の平均値２０５よりも高い温度でかつ生産温度２００が温度下降傾向にあるときに設定した状態で第１温度調節器１４５を動作制御して、生産温度２００の平均値２０５よりも高い温度から生産温度２００が温度下降傾向にあるときに冷却部１０５の空調冷却熱量を減少させるように制御装置１５５で制御することができる。 As described above, according to the first embodiment, when the first cooling operation for increasing the air-conditioning cooling heat amount of the cooling unit 105 and the second cooling operation for reducing the air-conditioning cooling heat amount for the cooling unit 105 are started, respectively. The control device 155 can automatically determine the start of the first cooling operation or the second cooling operation while considering the tendency of the temperature change of the production temperature 200. Specifically, the first cooling determination value 210 of the temperature at which the first cooling operation is started is set when the temperature is lower than the measured average value 205 of the production temperature 200 and the production temperature 200 tends to rise. In this state, the operation of the first temperature controller 145 is controlled to increase the air conditioning cooling calorific value of the cooling unit 105 when the production temperature 200 tends to rise from a temperature lower than the average value 205 of the production temperature. 2 The first temperature is set in a state where the second cooling determination value 220 of the temperature at which the cooling operation is started is set at a temperature higher than the measured average value 205 of the production temperature 200 and when the production temperature 200 tends to decrease in temperature. The operation of the controller 145 is controlled by the control device 155 so as to reduce the air conditioning cooling heat amount of the cooling unit 105 when the production temperature 200 tends to decrease from a temperature higher than the average value 205 of the production temperature 200. be able to.

よって、生産変動又は外気変動などの生産環境の変動に対応して第１冷却判定値２１０又は第２冷却判定値２２０を設定することになり、生産変動又は外気変動などの生産環境の変動に追従することが可能となる。言い換えれば、生産変動又は外気変動などの生産環境の変動に追従するよう、温度制御システムの時間応答性までを考慮し、空調設備の機器条件を制御装置１５５で連携制御することで、簡便な温度制御システム構造で、生産品質を十分確保すると同時に空調エネルギーを大幅に削減することができる。 Therefore, the first cooling judgment value 210 or the second cooling judgment value 220 is set in response to the fluctuation of the production environment such as the production fluctuation or the outside air fluctuation, and the fluctuation of the production environment such as the production fluctuation or the outside air fluctuation is followed. It becomes possible to do. In other words, in order to follow fluctuations in the production environment such as production fluctuations or outside air fluctuations, the time responsiveness of the temperature control system is taken into consideration, and the equipment conditions of the air conditioning equipment are coordinated and controlled by the control device 155 to achieve a simple temperature. With the control system structure, it is possible to secure sufficient production quality and at the same time significantly reduce air conditioning energy.

なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。 By appropriately combining any of the various embodiments or modifications thereof, the effects of each can be achieved. Further, a combination of embodiments, a combination of examples, or a combination of an embodiment and an embodiment is possible, and a combination of features in different embodiments or examples is also possible.

本発明の前記態様にかかる温度制御システムは、生産変動又は外気変動などの生産環境の変動に対応して第１冷却操作又は第２冷却操作を開始する時点を変動させて冷却操作を実施することにより、生産変動又は外気変動などの生産環境の変動に追従することが可能となる。このため、前記温度制御システムは、生産品質を十分確保すると同時に空調エネルギーを大幅に削減することができ、恒温室のみならず、クリーンルームなど精密な温度管理を必要とする各分野において利用できる。 The temperature control system according to the above aspect of the present invention performs the cooling operation by changing the time point at which the first cooling operation or the second cooling operation is started in response to the fluctuation of the production environment such as the production fluctuation or the outside air fluctuation. This makes it possible to follow fluctuations in the production environment such as production fluctuations or outside air fluctuations. Therefore, the temperature control system can sufficiently secure production quality and significantly reduce air conditioning energy, and can be used not only in a constant temperature room but also in various fields requiring precise temperature control such as a clean room.

１１温度制御システム
１２蒸発器
１３インバーター圧縮機
１４凝縮器
１５電子膨張弁
１６給気ファン
１７吸込み空気
１８冷却回路
１９蒸発器出口空気
２０温度センサー
２１制御器
２２吹出し空気
２３電気ヒーター
２４温度センサー
１００温度制御システム
１０５冷却部
１１０加熱部
１１５給気ファン
１２０給気ダクト
１２５空調対象室
１３０第２温度センサー
１３５第３温度センサー
１４０第１温度センサー
１４５第１温度調節器
１５０第２温度調節器
１５５制御装置
１５５ａ記憶部
１５５ｂ算出部
１５５ｃ制御部
１５６入力装置
１６０，１６１電力計
２００生産温度
２０５平均生産温度
２１０第１冷却判定値
２１５第１冷却指令値
２２０第２冷却判定値
２２５第２冷却指令値 11 Temperature control system 12 Evaporator 13 Inverter Compressor 14 Condenser 15 Electronic expansion valve 16 Air supply fan 17 Suction air 18 Cooling circuit 19 Evaporator outlet air 20 Temperature sensor 21 Controller 22 Blowout air 23 Electric heater 24 Temperature sensor 100 Temperature Control system 105 Cooling unit 110 Heating unit 115 Air supply fan 120 Air supply duct 125 Air conditioning target room 130 Second temperature sensor 135 Third temperature sensor 140 First temperature sensor 145 First temperature controller 150 Second temperature controller 155 Control device 155a Storage unit 155b Calculation unit 155c Control unit 156 Input device 160, 161 Power meter 200 Production temperature 205 Average production temperature 210 First cooling judgment value 215 First cooling command value 220 Second cooling judgment value 225 Second cooling command value

Claims

A temperature measuring device that measures the temperature of the air-conditioned room,
A cooling operation device that is connected to the air-conditioned room and operates the amount of air-conditioned cooling heat supplied to the air-conditioned room based on the measured temperature.
By connecting to the cooling operation device and performing a first cooling operation for increasing the air-conditioning cooling heat amount of the cooling operation device and a second cooling operation for decreasing the air-conditioning cooling heat amount of the cooling operation device, respectively. A temperature control device that controls the temperature and
When the first cooling determination value of the temperature connected to the temperature control device and starting the first cooling operation is lower than the average value of the measured temperatures and the temperature tends to rise. The temperature control device is operated and controlled in the state of being set to, and the air-conditioning cooling heat amount of the cooling operation device is increased when the temperature tends to rise from a temperature lower than the average value of the temperature. The temperature control device is set in a state where the second cooling determination value of the temperature at which the second cooling operation is started is set at a temperature higher than the average value of the measured temperatures and when the temperature tends to decrease. It is provided with a control device that controls the operation so as to reduce the air conditioning cooling heat amount of the cooling operation device when the temperature tends to decrease from a temperature higher than the average value of the temperature.
Temperature control system.

Further provided is a heating operation device connected to the air-conditioning target room and operating the air-conditioning heating heat amount supplied to the air-conditioning target room based on the measured temperature by the temperature control device.
The temperature control system according to claim 1.

The control device controls the operation of the temperature control device in a state where the determination value of the temperature at which the first cooling operation is started is set lower than the determination value of the temperature at which the second cooling operation is started.
The temperature control system according to claim 1 or 2.

Further equipped with an air conditioning power measuring device for measuring the power of the first and second cooling operations,
The control device is
A storage unit that stores the measured temperature, the measured air conditioning power, and the operated cooling operation condition.
A calculation unit that calculates new cooling operation conditions so that the temperature falls within the target temperature range based on the relationship between the temperature stored in the storage unit, the air conditioning power, and the operated cooling operation conditions.
A control unit for operating the air conditioning cooling heat amount based on the new cooling operation conditions calculated by the calculation unit is provided.
The temperature control system according to any one of claims 1 to 3.