特許ウォッチ

公開番号2025101668
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-07
出願番号2023218677
出願日2023-12-25
発明の名称温度制御装置、温度制御プログラム、及び温度制御方法
出願人株式会社SOKEN,株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類G05D 23/00 20060101AFI20250630BHJP(制御;調整)
要約【課題】熱媒体の急激な温度変化を防止することができる温度制御装置、温度制御プログラム、及び温度制御方法を提供すること。
【解決手段】温度調整システム100は、流路11b、11cを変更可能な第1循環回路11と、第2熱媒体を循環させる際に第2熱媒体を圧縮又は膨張させて第2熱媒体の温度を変化させるヒートポンプ130と、それらを制御するECU140を備える。温度調整システム100は、チラー31に第1循環回路11から第1熱媒体を流入させ、第1熱媒体と第2熱媒体との間で熱交換を行って、第1熱媒体の温度を調整する。ECU140は、第1循環回路11における流路11b,11cの変更が決定された際、当該流路11b,11cの変更によってチラー31に流入する第1熱媒体の温度変化量を予測する温度予測部142と、温度予測部の予測結果に基づいて、流路11b,11cの変更制御を実施する流路制御部144と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１熱媒体が循環する第１循環回路（１１）であって、当該第１熱媒体の流路（１１ｂ、１１ｃ）を変更可能な第１循環回路と、
第１熱交換器（３１）と第２熱交換器（３２）との間で第２熱媒体を循環させるものであって、前記第２熱媒体を循環させる際に前記第２熱媒体を圧縮又は膨張させて前記第２熱媒体の温度を変化させる圧力変換器（３３，３４）を有するヒートポンプ（１３０）と、を備え、
前記第１熱交換器に前記第１循環回路から前記第１熱媒体を流入させ、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行って、前記第１熱媒体の温度を調整する温度調整システム（１００）の温度制御装置（１４０）において、
前記第１循環回路における前記流路の変更が決定された際、当該流路の変更によって前記第１熱交換器に流入する前記第１熱媒体の予測温度又は温度変化量を予測する温度予測部（１４２）と、
前記温度予測部の予測結果に基づいて、前記流路の変更制御を実施する流路制御部（１４４）と、を備えた温度制御装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記温度予測部は、前記流路の変更前における前記第１熱交換器の流入口における第１熱媒体の温度（Ｔ１）と、変更によって前記第１熱交換器に接続される予定の流路の流出口における第１熱媒体の温度（Ｔ２，Ｔ３）とを取得して、温度予測モデルに入力することにより、前記第１熱媒体の予測温度又は温度変化量を予測する請求項１に記載の温度制御装置。
【請求項３】
前記第１循環回路の各流路には、前記第１熱媒体の冷却対象又は加熱対象であるコンポーネント（１２，１３，１４，１５，１６）が１又は複数配置され、
前記温度予測部は、それぞれの前記コンポーネントからの発熱量又は前記コンポーネントの吸熱量を予測し、予測した発熱量又は吸熱量を前記温度予測モデルに入力する請求項２に記載の温度制御装置。
【請求項４】
前記コンポーネントからの発熱量又は吸熱量は、前記コンポーネントの状態に相関する値及び前記コンポーネントの動作を制御する制御値に相関する値のうち少なくともいずれかに基づいて予測される請求項３に記載の温度制御装置。
【請求項５】
前記温度予測部により予測された予測温度又は温度変化量が所定範囲内であるか否かに基づいて、前記流路の変更を許可するか否かを判定する判定部（１４３）を備え、
前記流路制御部は、前記判定部の判定結果が肯定の場合、前記流路の変更制御を実施する、請求項１～４のうちいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項６】
前記循環回路の各流路には、前記第１熱媒体の冷却対象又は加熱対象であるコンポーネントが配置され、
前記判定部は、予測温度又は温度変化量が所定範囲外である場合には、前記流路の変更を許可しないと判定し、
前記判定部によって、前記流路の切り替えを許可しないと判定された場合、前記予測温度又は前記温度変化量が前記所定範囲内に近づくように、前記コンポーネントの動作を制御する制御値を指示する指示部（１４５）を備える、請求項５に記載の温度制御装置。
【請求項７】
前記温度調整システムは、第３熱媒体が循環する第２循環回路（２１）をさらに備え、
前記ヒートポンプは、前記第２循環回路から流入した前記第３熱媒体を前記第２熱交換器に対して熱的に接続させることにより、前記第２熱媒体と前記第３熱媒体との間で熱交換を行って、前記第３熱媒体の温度を調整するように構成され、
前記温度予測部は、前記第３熱媒体の温度変化量を予測するように構成され、
第１熱媒体の温度変化量、及び第３熱媒体の温度変化量に基づいて、前記流路の変更を許可するか否かを判定する判定部を備える、請求項１～４のうちいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項８】
前記第３熱媒体の目標温度と現在温度を取得するように構成されており、
前記判定部は、少なくても前記第３熱媒体の目標温度と現在温度の差、第１熱媒体の温度変化量、及び第３熱媒体の温度変化量が、それぞれ予め定められた所定範囲内である場合、前記流路の変更を許可する、請求項７に記載の温度制御装置。
【請求項９】
２つ以上の前記流路が合流する合流部分には、流量調整弁（５０）が設けられており、
前記流量調整弁が制御されることにより、それぞれの前記流路から前記第１熱交換器の流入口に流入する第１熱媒体の流量割合が変更されるように構成されており、
各流路の流路割合を決定する流路決定部を備え、
前記温度予測部は、前記流量割合の変更が決定された際、前記流量割合と、各流路における第１熱媒体の温度に基づいて、前記第１熱交換器と第１熱媒体との間における熱交換量（Ｑ１）を予測し、当該熱交換量を温度予測モデルに入力して、前記第１熱交換器に流入する前記第１熱媒体の予測温度又は温度変化量を予測し、
前記流路制御部は、前記第１熱媒体の予測温度又は温度変化量が所定範囲内である場合には、流路割合を変更するように前記流量調整弁を制御し、
前記流路決定部は、前記第１熱媒体の予測温度又は温度変化量が所定範囲内でない場合には、前記第１熱媒体の予測温度又は温度変化量が所定範囲内となるまで、前記流量割合を再設定する、請求項１～４のうちいずれか１項に記載の温度制御装置。
【請求項１０】
前記第１循環回路における前記流路の変更が決定された際、前記温度予測部により予測された前記第１熱媒体の前記予測温度又は前記温度変化量から、前記第１熱交換器を介して前記第１熱媒体に熱的に接続される前記第２熱媒体の状態を予測する状態予測部と、
前記温度予測部の予測結果、及び前記状態予測部により予測された前記第２熱媒体の状態に基づいて、前記流路の変更を許可するか否かを判定する判定部（１４３）を備えた、請求項１～４のうちいずれか１項に記載の温度制御装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
温度制御装置、温度制御プログラム、及び温度制御方法に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、冷媒が流れる流路を切り替えることにより、所望の対象装置を冷却又は加熱して温度を調整する温度調整システムが存在している。このようなシステムは、例えば、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５９８３１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような温度調整システムにおいてヒートポンプを利用して、低温水回路と、高温水回路の間で熱を移動させることが考えられている。
【０００５】
しかしながら、低温水回路と高温水回路のいずれかの一方の回路で流路が切り替えられた場合、一方の回路を流れる熱媒体の温度が急激に変化し、ヒートポンプの能力を超えてしまい、他方の回路を流れる熱媒体に影響を及ぼしてしまう可能性がある。例えば、流路の切り替えに基づいて低温水回路における熱媒体の温度が急低下することに伴い、ヒートポンプの温度調節機能の能力を超えてヒートポンプの冷媒温度が低下してしまうと、高温水回路を流れる熱媒体の温度が低下してしまう場合がある。この場合、例えば、高温水回路に接続されているヒータの温度が低下してしまうといったことが考えられる。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、熱媒体の急激な温度変化を防止することができる温度制御装置、温度制御プログラム、及び温度制御方法を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための第１の手段は、第１熱媒体が循環する第１循環回路であって、当該第１熱媒体の流路を変更可能な第１循環回路と、第１熱交換器と第２熱交換器との間で第２熱媒体を循環させるものであって、前記第２熱媒体を循環させる際に前記第２熱媒体を圧縮又は膨張させて前記第２熱媒体の温度を変化させる圧力変換器（３３，３４）を有するヒートポンプと、を備え、前記第１熱交換器に前記第１循環回路から前記第１熱媒体を流入させ、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行って、前記第１熱媒体の温度を調整する温度調整システムの温度制御装置において、前記第１循環回路における前記流路の変更が決定された際、当該流路の変更によって前記第１熱交換器に流入する前記第１熱媒体の予測温度又は温度変化量を予測する温度予測部と、前記温度予測部の予測結果に基づいて、前記流路の変更制御を実施する流路制御部と、を備えた。
【０００８】
このように、流路の変更によって第１熱交換器に流入する第１熱媒体の予測温度又は温度変化量を予測し、その結果に基づいて流路の変更制御を行うため、熱媒体の急激な温度変化を防止することができる。
【０００９】
上記課題を解決するための第２の手段は、第１熱媒体が循環する第１循環回路であって、当該第１熱媒体の流路を変更可能な第１循環回路と、第１熱交換器と第２熱交換器との間で第２熱媒体を循環させるものであって、前記第２熱媒体を循環させる際に前記第２熱媒体を圧縮又は膨張させて前記第２熱媒体の温度を変化させる圧力変換器を有するヒートポンプと、を備え、前記第１熱交換器に前記第１循環回路から前記第１熱媒体を流入させ、前記第１熱媒体と前記第２熱媒体との間で熱交換を行って、前記第１熱媒体の温度を調整する温度調整システムの温度制御装置が実施する温度制御プログラムにおいて、前記第１循環回路における前記流路の変更が決定された際、当該流路の変更によって前記第１熱交換器に流入する前記第１熱媒体の予測温度又は温度変化量を予測する温度予測ステップと、前記温度予測ステップの予測結果に基づいて、前記流路の変更制御を実施する流路制御ステップと、を実施させる。
【００１０】
このように、流路の変更によって第１熱交換器に流入する第１熱媒体の予測温度又は温度変化量を予測し、その結果に基づいて流路の変更制御を行うため、熱媒体の急激な温度変化を防止することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許