特許 7339135 温度制御システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-28

(45)【発行日】2023-09-05

(54)【発明の名称】温度制御システム

(51)【国際特許分類】

   F25D 17/02 20060101AFI20230829BHJP

   G05D 23/13 20060101ALI20230829BHJP

【ＦＩ】

F25D17/02 302

G05D23/13

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2019209955

(22)【出願日】2019-11-20

(65)【公開番号】P2021081144

(43)【公開日】2021-05-27

【審査請求日】2022-06-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000106760

【氏名又は名称】ＣＫＤ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(73)【特許権者】

【識別番号】503164502

【氏名又は名称】荏原冷熱システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 彰浩

(72)【発明者】

【氏名】国保 典男

(72)【発明者】

【氏名】纐纈 雅之

(72)【発明者】

【氏名】長谷川 功宏

(72)【発明者】

【氏名】中澤 敏治

(72)【発明者】

【氏名】高梨 圭介

(72)【発明者】

【氏名】福住 幸大

【審査官】笹木 俊男

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－０２０５０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－２９８１９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２４０５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１７４３８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０５３５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／３０２

Ｈ０１Ｌ ２１／４６１

Ｇ０５Ｄ ２３／１３

Ｇ０５Ｄ ２３／１９

Ｆ２５Ｄ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御対象の温度を時間経過に応じて変化する目標温度に制御する温度制御システムであって、
熱媒体を貯留するタンクを有し、前記熱媒体を設定温度に調整して供給する調整装置と、
前記調整装置から前記熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な流通部まで流通させて、前記調整装置まで戻す循環回路と、
前記流通部から前記制御対象へ供給する熱量を調整する調整部と、
前記時間経過と前記目標温度との関係を予め記憶している記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記目標温度が変化する変化タイミングよりも所定時間前に、前記設定温度を変化後の目標温度に対応した設定温度に設定し、且つ前記変化タイミングまで前記制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、前記調整部により前記熱量を調整させる制御部と、
を備え、
前記調整装置から供給される前記熱媒体の温度を検出する温度センサを備え、
前記制御部は、前記変化後の目標温度、前記温度センサにより検出された前記温度、前記調整装置から前記制御対象までの熱容量、及び前記調整装置の運転状態に基づいて、前記所定時間を設定する、温度制御システム。

【請求項2】

前記制御部は、前記調整装置の前記運転状態として最高出力運転に基づいて、前記所定時間を設定し、前記変化タイミングよりも前記所定時間前から前記変化タイミングまで、前記調整装置を最高出力運転させる、請求項１に記載の温度制御システム。

【請求項3】

前記制御部は、前記調整装置の前記運転状態として最高効率運転に基づいて、前記所定時間を設定し、前記変化タイミングよりも前記所定時間前から前記変化タイミングまで、前記調整装置を最高効率運転させる、請求項１に記載の温度制御システム。

【請求項4】

前記調整部は、前記調整装置から前記流通部まで流通する前記熱媒体と、前記調整装置から前記流通部を介さず前記調整装置まで戻る前記熱媒体との比率を変更する第１分配弁を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項5】

前記調整装置は、第１熱媒体を貯留する第１タンクを有し、前記第１熱媒体を第１設定温度に調整して供給する第１調整装置であり、
前記循環回路は、前記第１調整装置から前記第１熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な第１流通部まで流通させて、前記第１調整装置まで戻す第１循環回路であり、
第２熱媒体を第２設定温度に調整して供給する第２調整装置と、
前記第２調整装置から前記第２熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な第２流通部まで流通させて、前記第２調整装置まで戻す第２循環回路と、を備え、
前記調整部は、前記第１流通部及び前記第２流通部から前記制御対象へ供給する熱量を調整し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記目標温度が前記第１調整装置から前記第１流通部へ前記第１熱媒体を供給させる目標温度に変化する第１変化タイミングよりも所定時間前に、前記第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定し、且つ前記第１変化タイミングまで前記制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、前記調整部により前記熱量を調整させる、請求項１～４のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項6】

前記制御部は、前記第１変化タイミングからアシスト期間だけ前記第２設定温度を変化後の目標温度に対応した第２設定温度に設定し、前記第２調整装置から前記第２流通部へ前記第２熱媒体を供給させる、請求項５に記載の温度制御システム。

【請求項7】

制御対象の温度を時間経過に応じて変化する目標温度に制御する温度制御システムであって、
熱媒体を貯留するタンクを有し、前記熱媒体を設定温度に調整して供給する調整装置と、
前記調整装置から前記熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な流通部まで流通させて、前記調整装置まで戻す循環回路と、
前記流通部から前記制御対象へ供給する熱量を調整する調整部と、
前記時間経過と前記目標温度との関係を予め記憶している記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記目標温度が変化する変化タイミングよりも所定時間前に、前記設定温度を変化後の目標温度に対応した設定温度に設定し、且つ前記変化タイミングまで前記制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、前記調整部により前記熱量を調整させる制御部と、
を備え、
前記調整装置は、第１熱媒体を貯留する第１タンクを有し、前記第１熱媒体を第１設定温度に調整して供給する第１調整装置であり、
前記循環回路は、前記第１調整装置から前記第１熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な第１流通部まで流通させて、前記第１調整装置まで戻す第１循環回路であり、
第２熱媒体を第２設定温度に調整して供給する第２調整装置と、
前記第２調整装置から前記第２熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な第２流通部まで流通させて、前記第２調整装置まで戻す第２循環回路と、を備え、
前記調整部は、前記第１流通部及び前記第２流通部から前記制御対象へ供給する熱量を調整し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記目標温度が前記第１調整装置から前記第１流通部へ前記第１熱媒体を供給させる目標温度に変化する第１変化タイミングよりも所定時間前に、前記第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定し、且つ前記第１変化タイミングまで前記制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、前記調整部により前記熱量を調整させ、
前記制御部は、前記第１変化タイミングからアシスト期間だけ前記第２設定温度を変化後の目標温度に対応した第２設定温度に設定し、前記第２調整装置から前記第２流通部へ前記第２熱媒体を供給させる、温度制御システム。

【請求項8】

前記制御部は、前記所定時間前から前記第１変化タイミングまで、前記第２設定温度を変化前の目標温度に対応した第２設定温度に設定し、前記第２調整装置から前記第２流通部へ前記第２熱媒体を供給させる、請求項５～７のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項9】

前記第１熱媒体及び前記第２熱媒体は、共通の共通熱媒体であり、
前記第１流通部及び前記第２流通部は、共通の共通流通部であり、
前記調整部は、前記共通流通部から前記第１調整装置まで流通する前記共通熱媒体と、前記共通流通部から前記第２調整装置まで流通する前記共通熱媒体との比率を変更する第２分配弁を含む、請求項５～８のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項10】

前記第１熱媒体及び前記第２熱媒体は、共通の共通熱媒体であり、
前記第１流通部及び前記第２流通部は、共通の共通流通部であり、
前記調整部は、前記共通流通部から前記第１調整装置まで流通する前記共通熱媒体と、前記共通流通部から前記第１調整装置及び前記第２調整装置を介さず前記共通流通部まで戻る前記共通熱媒体と、前記共通流通部から前記第２調整装置まで流通する前記共通熱媒体との比率を変更する第３分配弁を含む、請求項５～８のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項11】

前記第２循環回路は、前記第１循環回路から独立しており、
前記第１循環回路及び前記第２循環回路から独立しており、前記第１熱媒体及び前記第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する第３循環回路を備え、
前記第３循環回路は、
前記第３熱媒体が流通し、前記第１流通部と熱交換する第３流通部と、
前記第３熱媒体が流通し、前記第２流通部と熱交換する第４流通部と、を備え、前記第３熱媒体を貯留するタンクを備えておらず、
前記第３流通部及び前記第４流通部から、前記制御対象と熱交換する熱交換部まで前記第３熱媒体を流通させて、前記第３流通部及び前記第４流通部まで戻し、
前記調整部は、前記熱交換部から前記第３流通部まで流通する前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第４流通部まで流通する前記第３熱媒体との比率を変更する第４分配弁を含む、請求項５～１０のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項12】

制御対象の温度を時間経過に応じて変化する目標温度に制御する温度制御システムであって、
熱媒体を貯留するタンクを有し、前記熱媒体を設定温度に調整して供給する調整装置と、
前記調整装置から前記熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な流通部まで流通させて、前記調整装置まで戻す循環回路と、
前記流通部から前記制御対象へ供給する熱量を調整する調整部と、
前記時間経過と前記目標温度との関係を予め記憶している記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記目標温度が変化する変化タイミングよりも所定時間前に、前記設定温度を変化後の目標温度に対応した設定温度に設定し、且つ前記変化タイミングまで前記制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、前記調整部により前記熱量を調整させる制御部と、
を備え、
前記調整装置は、第１熱媒体を貯留する第１タンクを有し、前記第１熱媒体を第１設定温度に調整して供給する第１調整装置であり、
前記循環回路は、前記第１調整装置から前記第１熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な第１流通部まで流通させて、前記第１調整装置まで戻す第１循環回路であり、
第２熱媒体を第２設定温度に調整して供給する第２調整装置と、
前記第２調整装置から前記第２熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な第２流通部まで流通させて、前記第２調整装置まで戻す第２循環回路と、を備え、
前記調整部は、前記第１流通部及び前記第２流通部から前記制御対象へ供給する熱量を調整し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記目標温度が前記第１調整装置から前記第１流通部へ前記第１熱媒体を供給させる目標温度に変化する第１変化タイミングよりも所定時間前に、前記第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定し、且つ前記第１変化タイミングまで前記制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、前記調整部により前記熱量を調整させ、
前記第２循環回路は、前記第１循環回路から独立しており、
前記第１循環回路及び前記第２循環回路から独立しており、前記第１熱媒体及び前記第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する第３循環回路を備え、
前記第３循環回路は、
前記第３熱媒体が流通し、前記第１流通部と熱交換する第３流通部と、
前記第３熱媒体が流通し、前記第２流通部と熱交換する第４流通部と、を備え、前記第３熱媒体を貯留するタンクを備えておらず、
前記第３流通部及び前記第４流通部から、前記制御対象と熱交換する熱交換部まで前記第３熱媒体を流通させて、前記第３流通部及び前記第４流通部まで戻し、
前記調整部は、前記熱交換部から前記第３流通部まで流通する前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第４流通部まで流通する前記第３熱媒体との比率を変更する第４分配弁を含む、温度制御システム。

【請求項13】

前記第２循環回路は、前記第１循環回路から独立しており、
前記第１循環回路及び前記第２循環回路から独立しており、前記第１熱媒体及び前記第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する第３循環回路を備え、
前記第３循環回路は、
前記第３熱媒体が流通し、前記第１流通部と熱交換する第３流通部と、
前記第３熱媒体が流通し、前記第２流通部と熱交換する第４流通部と、を備え、前記第３熱媒体を貯留するタンクを備えておらず、
前記第３流通部及び前記第４流通部から、前記制御対象と熱交換する熱交換部まで前記第３熱媒体を流通させて、前記第３流通部及び前記第４流通部まで戻し、
前記調整部は、前記熱交換部から前記第３流通部まで流通する前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第３流通部及び前記第４流通部を介さず前記熱交換部まで戻る前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第４流通部まで流通する前記第３熱媒体との比率を変更する第５分配弁を含む、請求項５～１０のいずれか１項に記載の温度制御システム。

【請求項14】

制御対象の温度を時間経過に応じて変化する目標温度に制御する温度制御システムであって、
熱媒体を貯留するタンクを有し、前記熱媒体を設定温度に調整して供給する調整装置と、
前記調整装置から前記熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な流通部まで流通させて、前記調整装置まで戻す循環回路と、
前記流通部から前記制御対象へ供給する熱量を調整する調整部と、
前記時間経過と前記目標温度との関係を予め記憶している記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記目標温度が変化する変化タイミングよりも所定時間前に、前記設定温度を変化後の目標温度に対応した設定温度に設定し、且つ前記変化タイミングまで前記制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、前記調整部により前記熱量を調整させる制御部と、
を備え、
前記調整装置は、第１熱媒体を貯留する第１タンクを有し、前記第１熱媒体を第１設定温度に調整して供給する第１調整装置であり、
前記循環回路は、前記第１調整装置から前記第１熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な第１流通部まで流通させて、前記第１調整装置まで戻す第１循環回路であり、
第２熱媒体を第２設定温度に調整して供給する第２調整装置と、
前記第２調整装置から前記第２熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な第２流通部まで流通させて、前記第２調整装置まで戻す第２循環回路と、を備え、
前記調整部は、前記第１流通部及び前記第２流通部から前記制御対象へ供給する熱量を調整し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記目標温度が前記第１調整装置から前記第１流通部へ前記第１熱媒体を供給させる目標温度に変化する第１変化タイミングよりも所定時間前に、前記第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定し、且つ前記第１変化タイミングまで前記制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、前記調整部により前記熱量を調整させ、
前記第２循環回路は、前記第１循環回路から独立しており、
前記第１循環回路及び前記第２循環回路から独立しており、前記第１熱媒体及び前記第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する第３循環回路を備え、
前記第３循環回路は、
前記第３熱媒体が流通し、前記第１流通部と熱交換する第３流通部と、
前記第３熱媒体が流通し、前記第２流通部と熱交換する第４流通部と、を備え、前記第３熱媒体を貯留するタンクを備えておらず、
前記第３流通部及び前記第４流通部から、前記制御対象と熱交換する熱交換部まで前記第３熱媒体を流通させて、前記第３流通部及び前記第４流通部まで戻し、
前記調整部は、前記熱交換部から前記第３流通部まで流通する前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第３流通部及び前記第４流通部を介さず前記熱交換部まで戻る前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第４流通部まで流通する前記第３熱媒体との比率を変更する第５分配弁を含む、温度制御システム。

【請求項15】

制御対象の温度を時間経過に応じて変化する目標温度に制御する温度制御システムであって、
熱媒体を貯留する第１タンクを有し、第１熱媒体を第１設定温度に調整して供給する第１調整装置と、
前記第１調整装置から前記第１熱媒体を第１流通部まで流通させて、前記第１調整装置まで戻す第１循環回路と、
前記制御対象を加熱し、発熱量を制御可能なヒータと、
前記第１循環回路から独立しており、前記第１熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環し、前記第１流通部と熱交換する第３流通部を備え、前記第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない第３循環回路と、
前記第１流通部と前記第３流通部とで交換する熱量、及び前記ヒータの発熱量を調整する調整部と、
前記時間経過と前記目標温度との関係を予め記憶している記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記目標温度が前記第１調整装置から前記第１流通部へ前記第１熱媒体を供給させる目標温度に変化する第１変化タイミングよりも所定時間前に、前記第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定し、且つ前記第１変化タイミングまで前記制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、前記調整部により前記熱量及び前記発熱量を調整させる制御部と、
を備える温度制御システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御対象の温度を制御する温度制御システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被冷却物に供給される冷却液の温度（供給側検出温度）を検出し、供給側検出温度が目標温度になるようにフィードバック制御を行う冷却装置がある（特許文献１参照）。特許文献１に記載の冷却装置では、被冷却物から戻される冷却液の温度（戻り側検出温度）を検出し、戻り側検出温度の時間に対する変化度合を求め、上記フィードバック制御の制御条件を、変化度合に対応する制御条件に変更している。上記構成によれば、被冷却物の負荷変動等により戻り側検出温度が急激に変動した場合であっても、精度の高い安定した温度制御を確保することができるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５４４５７６６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、特許文献１に記載の冷却装置（温度制御システム）は、戻り側検出温度が急激に変動した後に、フィードバック制御の制御条件を変更している。このため、特許文献１に記載の冷却装置では、被冷却物の負荷変動や目標温度の変化が生じた場合に、供給側検出温度を目標温度に追従させるには限度がある。一方、供給側検出温度を目標温度に追従させる追従性を向上させようとすれば、冷却装置の駆動状態を常に高く保っておく必要があり、冷却装置でのエネルギ消費が増加することとなる。

【0005】

本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、エネルギ消費を抑制しつつ、制御対象の温度を目標温度に追従させる追従性を向上させることのできる温度制御システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するための第１の手段は、
制御対象の温度を時間経過に応じて変化する目標温度に制御する温度制御システムであって、
熱媒体を貯留するタンクを有し、前記熱媒体を設定温度に調整して供給する調整装置と、
前記調整装置から前記熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な流通部まで流通させて、前記調整装置まで戻す循環回路と、
前記流通部から前記制御対象へ供給する熱量を調整する調整部と、
前記時間経過と前記目標温度との関係を予め記憶している記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記目標温度が変化する変化タイミングよりも所定時間前に、前記設定温度を変化後の目標温度に対応した設定温度に設定し、且つ前記変化タイミングまで前記制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、前記調整部により前記熱量を調整させる制御部と、
を備える。

【0007】

上記構成によれば、温度制御システムは、制御対象の温度を時間経過に応じて変化する目標温度に制御する。

【0008】

ここで、調整装置は、熱媒体を貯留するタンクを有し、熱媒体を設定温度に調整して供給する。このため、調整装置は、設定温度又は設定温度に近い温度に調整した熱媒体を、タンクに貯留しておくことができる。循環回路は、調整装置から熱媒体を制御対象に熱供給可能な流通部まで流通させて、調整装置まで戻す。このため、調整装置から流通部まで熱媒体を流通させ、流通部から制御対象に熱を供給することで、制御対象の温度を制御することができる。なお、制御対象に熱を供給するとは、制御対象を冷却する場合と加熱する場合とを含む。

【0009】

制御対象の目標温度が時間経過に応じて変化した場合、制御対象の温度を目標温度に速やかに追従させる必要がある。この点、制御部は、記憶部に記憶されている時間経過と目標温度との関係に基づいて、目標温度が変化する変化タイミングよりも所定時間前に、設定温度を変化後の目標温度に対応した設定温度に設定する。このため、調整装置は、変化後の目標温度に対応した設定温度に調整した熱媒体を、変化タイミングまでにタンクに貯留しておくことができる。したがって、調整装置は、目標温度が変化した後に、タンクから予め温度を調整しておいた熱媒体を供給することができ、制御対象の温度を目標温度に追従させる追従性を向上させることができる。そして、変化タイミングよりも所定時間前から変化後の目標温度に対応した設定温度に設定すればよく、調整装置の駆動状態を常に高く保っておく必要がないため、調整装置でのエネルギ消費を抑制することができる。

【0010】

変化タイミングよりも所定時間前に、設定温度を変化後の目標温度に対応した設定温度に設定した場合、調整装置から流通部へ供給される熱媒体の温度が、設定温度を変更する前の熱媒体の温度から変化する。この点、制御部は、変化タイミングまで制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、流通部から制御対象へ供給する熱量を調整部により調整させる。したがって、変化タイミングよりも所定時間前に、設定温度を変化後の目標温度に対応した設定温度に設定したとしても、制御対象の温度が目標温度からずれることを抑制することができる。

【0011】

第２の手段では、前記調整装置から供給される前記熱媒体の温度を検出する温度センサを備え、前記制御部は、前記変化後の目標温度、前記温度センサにより検出された前記温度、前記調整装置から前記制御対象までの熱容量、及び前記調整装置の運転状態に基づいて、前記所定時間を設定する。

【0012】

目標温度が変化する変化タイミングまでに、調整装置が予めタンクに貯留しておくべき熱量は、制御対象の変化後の目標温度、現在の熱媒体の温度、及び調整装置から制御対象までの熱容量に相関している。また、調整装置がタンクに必要な熱量を貯留するまでに要する時間は、調整装置の運転状態に相関している。

【0013】

この点、上記構成によれば、温度センサは、調整装置から供給される熱媒体の温度を検出する。そして、制御部は、制御対象の変化後の目標温度、温度センサにより検出された温度、調整装置から制御対象までの熱容量、及び調整装置の運転状態に基づいて、所定時間を設定する。したがって、所定時間を適切に設定することができ、制御対象の温度を目標温度に追従させる追従性を向上させつつ、調整装置でのエネルギ消費を抑制することができる。

【0014】

第３の手段では、前記制御部は、前記調整装置の前記運転状態として最高出力運転に基づいて、前記所定時間を設定し、前記変化タイミングよりも前記所定時間前から前記変化タイミングまで、前記調整装置を最高出力運転させる。こうした構成によれば、調整装置が予めタンクに必要な熱量を貯留するための時間を最短にすることができ、調整装置の設定温度を目標温度に対応した設定温度に設定する通常制御の時間を長くすることができる。したがって、制御対象の温度を目標温度に制御する精度を向上させることができる。

【0015】

第４の手段では、前記制御部は、前記調整装置の前記運転状態として最高効率運転に基づいて、前記所定時間を設定し、前記変化タイミングよりも前記所定時間前から前記変化タイミングまで、前記調整装置を最高効率運転させる。こうした構成によれば、調整装置が予めタンクに必要な熱量を貯留する際に、調整装置を最高効率運転させることができ、調整装置のエネルギ消費を抑制することができる。

【0016】

第５の手段では、前記調整部は、前記調整装置から前記流通部まで流通する前記熱媒体と、前記調整装置から前記流通部を介さず前記調整装置まで戻る前記熱媒体との比率を変更する第１分配弁を含む。

【0017】

上記構成によれば、第１分配弁は、調整装置から流通部まで流通する熱媒体と、調整装置から流通部を介さず調整装置まで戻る熱媒体との比率を変更する。このため、調整装置から、流通部に供給する熱量と、調整装置に戻す熱量との比率を、第１分配弁により変更することができる。したがって、流通部に供給する熱量を第１分配弁により変更することで、制御対象の温度を目標温度に制御することができる。さらに、変化タイミングよりも所定時間前に、設定温度を変化後の目標温度に対応した設定温度に設定したとしても、流通部に供給する熱量を第１分配弁により変更することで、制御対象の温度が目標温度からずれることを抑制することができる。

【0018】

第６の手段では、前記調整装置は、第１熱媒体を貯留する第１タンクを有し、前記第１熱媒体を第１設定温度に調整して供給する第１調整装置であり、
前記循環回路は、前記第１調整装置から前記第１熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な第１流通部まで流通させて、前記第１調整装置まで戻す第１循環回路であり、
第２熱媒体を第２設定温度に調整して供給する第２調整装置と、
前記第２調整装置から前記第２熱媒体を前記制御対象に熱供給可能な第２流通部まで流通させて、前記第２調整装置まで戻す第２循環回路と、を備え
前記調整部は、前記第１流通部及び前記第２流通部から前記制御対象へ供給する熱量を調整し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記目標温度が前記第１調整装置から前記第１流通部へ前記第１熱媒体を供給させる目標温度に変化する第１変化タイミングよりも所定時間前に、前記第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定し、且つ前記第１変化タイミングまで前記制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、前記調整部により前記熱量を調整させる。

【0019】

上記構成によれば、温度制御システムは、第１調整装置、第１循環回路、第２調整装置、及び第２循環回路を備えている。このため、第１調整装置及び第２調整装置から、それぞれ第１流通部及び第２流通部まで第１熱媒体及び第２熱媒体を流通させ、第１流通部及び第２流通部から制御対象に熱を供給することで、制御対象の温度を制御することができる。

【0020】

制御部は、記憶部に記憶されている時間経過と目標温度との関係に基づいて、目標温度が第１調整装置から第１流通部へ第１熱媒体を供給させる目標温度に変化する第１変化タイミングよりも所定時間前に、第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定する。このため、第１調整装置は、変化後の目標温度に対応した第１設定温度に調整した第１熱媒体を、第１変化タイミングまでに第１タンクに貯留しておくことができる。したがって、第１調整装置は、目標温度が変化した後に、第１タンクから予め温度を調整しておいた第１熱媒体を供給することができ、制御対象の温度を目標温度に追従させる追従性を向上させることができる。そして、第１変化タイミングよりも所定時間前から変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定すればよく、第１調整装置の駆動状態を常に高く保っておく必要がないため、第１調整装置でのエネルギ消費を抑制することができる。

【0021】

変化タイミングよりも所定時間前に、第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定した場合、第１調整装置から第１流通部へ供給される第１熱媒体の温度が、第１設定温度を変更する前の第１熱媒体の温度から変化する。この点、制御部は、第１変化タイミングまで制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、第１流通部から制御対象へ供給する熱量を調整部により調整させる。しかも、制御部は、第２流通部から制御対象へ供給する熱量も調整部により調整させる。このため、第１流通部から制御対象へ供給する熱量を調整部により調整するだけでは制御対象の温度を目標温度に制御しにくい場合であっても、制御対象の温度が目標温度からずれることを抑制することができる。

【0022】

第７の手段では、前記制御部は、前記第１変化タイミングからアシスト期間だけ前記第２設定温度を変化後の目標温度に対応した第２設定温度に設定し、前記第２調整装置から前記第２流通部へ前記第２熱媒体を供給させる。こうした構成によれば、第１調整装置から第１流通部へ第１熱媒体を供給して制御対象の温度を変化後の目標温度に制御する際に、第２調整装置から第２流通部へ第２熱媒体を供給してアシストすることができるため、制御対象の温度を目標温度に追従させる追従性をさらに向上させることができる。

【0023】

目標温度が第１調整装置から第１流通部へ第１熱媒体を供給させる目標温度に変化する第１変化タイミングよりも所定時間前に、第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定した場合、以下の問題が生じるおそれがある。すなわち、制御対象の温度を目標温度に制御しつつ、予め温度を調整しておいた第１熱媒体を第１タンクに貯留するまでの時間（所定時間）が長くなるおそれがある。

【0024】

この点、第８の手段では、前記制御部は、前記所定時間前から前記第１変化タイミングまで、前記第２設定温度を変化前の目標温度に対応した第２設定温度に設定し、前記第２調整装置から前記第２流通部へ前記第２熱媒体を供給させる。こうした構成によれば、第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定しつつ、第１調整装置から第１流通部へ第１熱媒体を供給して制御対象の温度を変化前の目標温度に制御する際に、第２調整装置から第２流通部へ第２熱媒体を供給してアシストすることができるため、上記所定時間が長くなることを抑制することができる。

【0025】

第９の手段では、前記第１熱媒体及び前記第２熱媒体は、共通の共通熱媒体であり、前記第１流通部及び前記第２流通部は、共通の共通流通部であり、前記調整部は、前記共通流通部から前記第１調整装置まで流通する前記共通熱媒体と、前記共通流通部から前記第２調整装置まで流通する前記共通熱媒体との比率を変更する第２分配弁を含む。

【0026】

上記構成によれば、第２分配弁は、共通流通部から第１調整装置まで流通する共通熱媒体と、共通流通部から第２調整装置まで流通する共通熱媒体との比率を変更する。すなわち、第２分配弁は、第１調整装置から共通流通部まで流通する共通熱媒体と、第２調整装置から共通流通部まで流通する共通熱媒体との比率を変更する。このため、第１調整装置から共通流通部に供給する熱量と、第２調整装置から共通流通部に供給する熱量との比率を、第２分配弁により変更することができる。したがって、共通流通部に供給する熱量を第２分配弁により変更することで、制御対象の温度を目標温度に制御することができる。さらに、第１変化タイミングよりも所定時間前に、第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定したとしても、共通流通部に供給する熱量を第２分配弁により変更することで、制御対象の温度が目標温度からずれることを抑制することができる。

【0027】

第１０の手段では、前記第１熱媒体及び前記第２熱媒体は、共通の共通熱媒体であり、前記第１流通部及び前記第２流通部は、共通の共通流通部であり、前記調整部は、前記共通流通部から前記第１調整装置まで流通する前記共通熱媒体と、前記共通流通部から前記第１調整装置及び前記第２調整装置を介さず前記共通流通部まで戻る前記共通熱媒体と、前記共通流通部から前記第２調整装置まで流通する前記共通熱媒体との比率を変更する第３分配弁を含む。

【0028】

上記構成によれば、温度制御システムは、共通流通部から第１調整装置まで流通する共通熱媒体と、共通流通部から第１調整装置及び第２調整装置を介さず共通流通部まで戻る共通熱媒体と、共通流通部から第２調整装置まで流通する共通熱媒体との比率を変更する第３分配弁を含む。すなわち、第３分配弁は、第１調整装置から共通流通部まで流通する共通熱媒体と、共通流通部から第１調整装置及び第２調整装置を介さず共通流通部まで戻る共通熱媒体と、第２調整装置から共通流通部まで流通する共通熱媒体との比率を変更する。このため、共通流通部が第１調整装置から受け取る熱量と、共通流通部に戻す熱量と、共通流通部が第２調整装置から受け取る熱量との比率を、第３分配弁により変更することができる。したがって、共通流通部に供給する熱量を第３分配弁により変更することで、制御対象の温度を目標温度に制御することができる。さらに、第１変化タイミングよりも所定時間前に、第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定したとしても、共通流通部に供給する熱量を第３分配弁により変更することで、制御対象の温度が目標温度からずれることを抑制することができる。しかも、共通流通部から第１調整装置及び第２調整装置まで共通熱媒体を流通させず、共通流通部から流出した共通熱媒体を共通流通部にそのまま戻す状態を実現することができる。

【0029】

第１１の手段では、
前記第２循環回路は、前記第１循環回路から独立しており、
前記第１循環回路及び前記第２循環回路から独立しており、前記第１熱媒体及び前記第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する第３循環回路を備え、
前記第３循環回路は、
前記第３熱媒体が流通し、前記第１流通部と熱交換する第３流通部と、
前記第３熱媒体が流通し、前記第２流通部と熱交換する第４流通部と、を備え、前記第３熱媒体を貯留するタンクを備えておらず、
前記第３流通部及び前記第４流通部から、前記制御対象と熱交換する熱交換部まで前記第３熱媒体を流通させて、前記第３流通部及び前記第４流通部まで戻し、
前記調整部は、前記熱交換部から前記第３流通部まで流通する前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第４流通部まで流通する前記第３熱媒体との比率を変更する第４分配弁を含む。

【0030】

上記構成によれば、第３循環回路は、第１循環回路及び第２循環回路から独立しており、第１熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する。このため、第３熱媒体が高価であったとしても、第３循環回路にのみ第３熱媒体を循環させて、第３熱媒体の使用量を減少させることができる。しかも、第３循環回路は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。このため、第３循環回路を循環する第３熱媒体の量を、さらに減少させることができる。

【0031】

第３循環回路は、第３熱媒体が流通し、第１流通部と熱交換する第３流通部と、第３熱媒体が流通し、第２流通部と熱交換する第４流通部と、を備えている。このため、第１流通部まで供給された熱量を、第１流通部と第３流通部との熱交換を通じて第３流通部に供給することができる。同様に、第２流通部まで供給された熱量を、第２流通部と第４流通部との熱交換を通じて第４流通部に供給することができる。第３循環回路は、第３流通部及び第４流通部から、制御対象と熱交換する熱交換部まで第３熱媒体を流通させて、第３流通部及び第４流通部まで戻す。このため、第３熱媒体を介して、第３流通部及び第４流通部から、制御対象と熱交換する熱交換部まで熱量を供給することができる。

【0032】

第４分配弁は、熱交換部から第３流通部まで流通する第３熱媒体と、熱交換部から第４流通部まで流通する第３熱媒体との比率を変更する。このため、第３流通部から熱交換部に供給する熱量と、第４流通部から熱交換部に供給する熱量との比率を、第４分配弁により変更することができる。したがって、熱交換部に供給する熱量を第４分配弁により変更することで、制御対象の温度を目標温度に制御することができる。ここで、上記のように、第３循環回路を循環する第３熱媒体の量を減少させることができる。したがって、第３熱媒体の温度を速やかに変化させることができ、制御対象の温度を制御する応答性を向上させることができる。さらに、第１変化タイミングよりも所定時間前に、第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定したとしても、熱交換部に供給する熱量を第４分配弁により変更することで、制御対象の温度が目標温度からずれることを抑制することができる。

【0033】

第１２の手段では、
前記第２循環回路は、前記第１循環回路から独立しており、
前記第１循環回路及び前記第２循環回路から独立しており、前記第１熱媒体及び前記第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する第３循環回路を備え、
前記第３循環回路は、
前記第３熱媒体が流通し、前記第１流通部と熱交換する第３流通部と、
前記第３熱媒体が流通し、前記第２流通部と熱交換する第４流通部と、を備え、前記第３熱媒体を貯留するタンクを備えておらず、
前記第３流通部及び前記第４流通部から、前記制御対象と熱交換する熱交換部まで前記第３熱媒体を流通させて、前記第３流通部及び前記第４流通部まで戻し、
前記調整部は、前記熱交換部から前記第３流通部まで流通する前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第３流通部及び前記第４流通部を介さず前記熱交換部まで戻る前記第３熱媒体と、前記熱交換部から前記第４流通部まで流通する前記第３熱媒体との比率を変更する第５分配弁を含む。

【0034】

上記構成によれば、第５分配弁は、熱交換部から第３流通部まで流通する第３熱媒体と、熱交換部から第３流通部及び第４流通部を介さず熱交換部まで戻る第３熱媒体と、熱交換部から第４流通部まで流通する第３熱媒体との比率を変更する。このため、熱交換部が第３流通部から受け取る熱量と、熱交換部に戻す熱量と、熱交換部が第４流通部から受け取る熱量との比率を、第５分配弁により変更することができる。したがって、熱交換部に供給する熱量を第５分配弁により変更することで、制御対象の温度を目標温度に制御することができる。さらに、第１変化タイミングよりも所定時間前に、第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定したとしても、熱交換部に供給する熱量を第５分配弁により変更することで、制御対象の温度が目標温度からずれることを抑制することができる。しかも、熱交換部から第３流通部及び第４流通部まで第３熱媒体を流通させず、熱交換部から流出した第３熱媒体を熱交換部にそのまま戻す状態を実現することができる。

【0035】

第１３の手段は、
制御対象の温度を時間経過に応じて変化する目標温度に制御する温度制御システムであって、
熱媒体を貯留する第１タンクを有し、第１熱媒体を第１設定温度に調整して供給する第１調整装置と、
前記第１調整装置から前記第１熱媒体を第１流通部まで流通させて、前記第１調整装置まで戻す第１循環回路と、
前記制御対象を加熱し、発熱量を制御可能なヒータと、
前記第１循環回路から独立しており、前記第１熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環し、前記第１流通部と熱交換する第３流通部を備え、前記第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない第３循環回路と、
前記第１流通部と前記第３流通部とで交換する熱量、及び前記ヒータの発熱量を調整する調整部と、
前記時間経過と前記目標温度との関係を予め記憶している記憶部と、
前記記憶部に記憶されている前記関係に基づいて、前記目標温度が前記第１調整装置から前記第１流通部へ前記第１熱媒体を供給させる目標温度に変化する第１変化タイミングよりも所定時間前に、前記第１設定温度を変化後の目標温度に対応した第１設定温度に設定し、且つ前記第１変化タイミングまで前記制御対象の温度を変化前の目標温度に制御すべく、前記調整部により前記熱量及び前記発熱量を調整させる制御部と、
を備える。

【0036】

上記構成によれば、第３循環回路は、第１循環回路から独立しており、第１熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する。このため、第３熱媒体が高価であったとしても、第３循環回路にのみ第３熱媒体を循環させて、第３熱媒体の使用量を減少させることができる。しかも、第３循環回路は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。このため、第３循環回路を循環する第３熱媒体の量を、さらに減少させることができる。

【0037】

第１循環回路は、第１の手段の循環回路と同様の作用効果を奏する。そして、第３熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が狭い第１熱媒体を使用しているため、第１熱媒体として安価な熱媒体を使用することができる。ヒータは、制御対象を加熱し、発熱量を制御可能である。このため、熱媒体を用いずに、制御対象を直接加熱することができる。

【0038】

温度制御システムは、第１流通部と第３流通部とで交換する熱量、及びヒータの発熱量を調整する調整部を備えている。このため、調整部により、第３流通部に供給する熱量、及び制御対象に直接供給する熱量を調整することができ、制御対象の温度を目標温度に制御することができる。ここで、上記のように、第３循環回路を循環する第３熱媒体の量を減少させることができる。したがって、第３熱媒体の温度を速やかに変化させることができ、制御対象の温度を制御する応答性を向上させることができる。さらに、変化タイミングよりも所定時間前に、設定温度を変化後の目標温度に対応した設定温度に設定したとしても、熱交換部に供給する熱量を調整部により変更することで、制御対象の温度が目標温度からずれることを抑制することができる。しかも、制御部は、ヒータから制御対象へ直接供給する熱量も調整部により調整させる。このため、第１流通部から制御対象へ供給する熱量を調整部により調整するだけでは制御対象の温度を目標温度に制御しにくい場合であっても、制御対象の温度が目標温度からずれることを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】第１実施形態の温度制御システムの模式図。

【図2】下部電極の目標温度及び第１チラーの設定温度の変化を示すタイムチャート。

【図3】第２実施形態の温度制御システムの模式図。

【図4】第３実施形態の温度制御システムの模式図。

【図5】第４実施形態の温度制御システムの模式図。

【図6】下部電極の目標温度、第１チラーの設定温度、及び第２チラーの設定温度の変化を示すタイムチャート。

【図7】第５実施形態の温度制御システムの模式図。

【図8】第６実施形態の温度制御システムの模式図。

【図9】第７実施形態の温度制御システムの模式図。

【図10】第８実施形態の温度制御システムの模式図。

【図11】下部電極の目標温度、第１チラーの出力、及び第２チラーの出力の変化を示すタイムチャート。

【発明を実施するための形態】

【0040】

（第１実施形態）
以下、半導体製造装置の下部電極（制御対象）の温度を制御する温度制御システムに具現化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0041】

図１に示すように、温度制御システム１００は、第１循環回路１１０、及び制御部８０等を備えている。

【0042】

第１循環回路１１０は、第１熱媒体が循環する回路である。第１熱媒体（熱媒体）は、例えばエチレングリコール６０％、及び水４０％からなる液体である。第１熱媒体は、比較的安価である。第１循環回路１１０は、第１チラー１１、温度センサ１９、第１分配弁１２等を備えている。

【0043】

第１チラー１１（調整装置）は、タンク１１ａ、ポンプ１１ｂ等を備えている。第１チラー１１は、第１熱媒体の温度を－２５～９５℃に調整可能である。タンク１１ａ（第１タンク）は、設定温度Ｔｃに調整された第１熱媒体を貯留する。ポンプ１１ｂは、タンク１１ａに貯留された第１熱媒体を流路１７ａへ吐出する。流路１７ａは、第１分配弁１２のコモンポート（ＣＯＭ）に接続されている。

【0044】

温度センサ１９は、第１チラー１１から供給される第１熱媒体の温度を検出し、検出結果を制御部８０へ出力する。

【0045】

第１分配弁１２（調整部）は、コモンポート、Ａポート、及びＢポートを備える３方弁である。Ａポートには、流路１７ｂが接続されている。Ｂポートには、流路１７ｄが接続されている。第１分配弁１２は、流路１７ａから、流路１７ｂへ流れる第１熱媒体の流量と、流路１７ｄへ流れる第１熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。第１分配弁１２は、流路１７ａから流路１７ｂへ第１熱媒体が１００％流れる状態と、流路１７ａから流路１７ｄへ第１熱媒体が１００％流れる状態との間で連続的に状態を変更する。第１分配弁１２では、第１チラー１１から供給された第１熱媒体を、流路１７ｂと流路１７ｄとに分配する比率にかかわらず、第１熱媒体の圧力損失が一定である。

【0046】

半導体製造装置９０は、上部電極９１及び下部電極９２を備え、上部電極９１と下部電極９２との間にプラズマＰを発生させる。下部電極９２の上には、ウエハー等のワークＷが載置される。温度センサ９４は、下部電極９２の温度を検出する。下部電極９２は、熱交換器９３と一体化されている。熱交換器９３と下部電極９２とで熱交換する。

【0047】

熱交換器９３（流通部）は、流路１７ｂに接続されており、第１熱媒体が流通する。熱交換器９３には、流路１８が接続されている。流路１８は、熱交換器９３と第１チラー１１のタンク１１ａとを接続している。上記流路１７ｄは、第１分配弁１２のＢポートと流路１８とを接続している。すなわち、第１分配弁１２は、第１チラー１１から熱交換器９３まで流通する第１熱媒体と、第１チラー１１から熱交換器９３を介さず第１チラー１１まで戻る第１熱媒体との比率を変更する。そして、熱交換器９３において、第１熱媒体と下部電極９２とが熱交換する。なお、流路１７ａ、流路１７ｂ、流路１７ｄ、及び流路１８によって、循環回路が構成されている。

【0048】

制御部８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、記憶装置８０ａ、及び入出力インターフェース等を備えるマイクロコンピュータである。制御部８０は、温度センサ１９，９４等の検出結果を入力する。制御部８０は、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御する。目標温度Ｔｅは、半導体製造装置９０での工程（時間経過）に応じて、９０℃、０℃、－２０℃等に変更される。プラズマＰから下部電極９２へ熱が流入するため、プラズマＰの発生時には下部電極９２の温度は１１０℃程度まで上昇することがある。これに伴って、熱交換器９３から流出する第１熱媒体の温度も１１０℃近くまで上昇することがある。

【0049】

制御部８０は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ、温度センサ１９，９４の検出結果に基づいて、第１チラー１１の設定温度Ｔｃ及び第１分配弁１２の分配比率を制御する。これにより、熱交換器９３に流通する第１熱媒体の流量、ひいては熱交換器９３に供給する熱量が調整される。すなわち、第１分配弁１２は、熱交換器９３から下部電極９２へ供給する熱量を調整する。そして、制御部８０は、下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅになるように、第１チラー１１の設定温度Ｔｃを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定するとともに、第１分配弁１２の分配比率をフィードバック制御する。

【0050】

図２は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ及び第１チラー１１の設定温度Ｔｃの変化を示すタイムチャートである。同図に示すように、下部電極９２の目標温度Ｔｅは、半導体製造装置９０での工程（時間経過）に応じて、９０℃、０℃、－２０℃に周期的に変化する。制御部８０の記憶装置８０ａ（記憶部）は、時間経過と目標温度Ｔｅとの関係を予め記憶している。例えば、記憶装置８０ａは、時刻ｔ２まで目標温度Ｔｅが９０℃であり、時刻ｔ２において目標温度Ｔｅが０℃に変化し、その後時刻ｔ４まで目標温度Ｔｅが０℃であり、時刻ｔ４において目標温度Ｔｅが－２０℃に変化し、その後時刻ｔ５まで目標温度Ｔｅが－２０℃であり、時刻ｔ５において目標温度Ｔｅが９０℃に変化すること等を記憶している。

【0051】

制御部８０は、目標温度Ｔｅの変化に合わせて、第１チラー１１の設定温度Ｔｃを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定する。例えば、制御部８０は、目標温度Ｔｅが９０℃である場合に設定温度Ｔｃを５０℃に設定し、目標温度Ｔｅが０℃である場合に設定温度Ｔｃを－５℃に設定し、目標温度Ｔｅが－２０℃である場合に設定温度Ｔｃを－２５℃に設定する。そして、制御部８０は、温度センサ１９により検出される第１熱媒体の温度Ｔ１が設定温度Ｔｃになるように、第１チラー１１の出力をフィードバック制御する。また、制御部８０は、温度センサ９４により検出される下部電極９２の温度Ｔ３が目標温度Ｔｅになるように、第１分配弁１２の分配比率をフィードバック制御する。

【0052】

さらに、制御部８０は、記憶装置８０ａに記憶されている上記関係に基づいて、目標温度Ｔｅが目標温度Ｔｅ１から目標温度Ｔｅ２へ変化する変化タイミングよりも所定時間Δｔ前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ２に対応した設定温度Ｔｃ２に設定し、且つ変化タイミングまで下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅ１に制御すべく、第１分配弁１２により流路１７ｂと流路１７ｄへの分配比率を調整させる。これにより、変化後の目標温度Ｔｅ２に対応した設定温度Ｔｃ２に調整した第１熱媒体が、変化タイミングまでにタンク１１ａに貯留される。

【0053】

例えば、制御部８０は、時刻ｔ２よりも所定時間Δｔ１前の時刻ｔ１に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ２＝０℃に対応した設定温度Ｔｃ＝－５℃に徐々に変化するように設定し、且つ時刻ｔ２まで下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅ１＝９０℃に制御すべく、第１分配弁１２により流路１７ｂへの分配比率を減少させて流路１７ｄへの分配比率を増加させる。すなわち、第１チラー１１から目標温度Ｔｅ１＝９０℃に対応した設定温度Ｔｃ１＝５０℃よりも低い温度の第１熱媒体が供給されても下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅ１＝９０℃から低下しないように、流路１７ｂへ流れる第１熱媒体の量を減少させる。なお、時刻ｔ１に、設定温度Ｔｃを徐変させず、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ２＝０℃に対応した設定温度Ｔｃ２＝－５℃に一度に設定することもできる。同様に、制御部８０は、時刻ｔ４よりも所定時間Δｔ２前の時刻ｔ３に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ３＝－２０℃に対応した設定温度Ｔｃ３＝－２５℃に徐々に変化するように設定（設定温度Ｔｃ３＝－２５℃に一度に設定）し、且つ時刻ｔ４まで下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅ２＝０℃に制御すべく、第１分配弁１２により流路１７ｂへの分配比率を減少させて流路１７ｄへの分配比率を増加させる。

【0054】

目標温度Ｔｅが変化する変化タイミングまでに、第１チラー１１が予めタンク１１ａに貯留しておくべき熱量は、下部電極９２の変化後の目標温度Ｔｅ２、現在の第１熱媒体の温度、及び第１チラー１１から下部電極９２までの熱容量Ｃに相関している。下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅ２に制御するための第１チラー１１の設定温度Ｔｃは、目標温度Ｔｅ２に対応した設定温度Ｔｃ２である。また、第１チラー１１がタンク１１ａに必要な熱量を貯留するまでに要する時間は、第１チラー１１の出力（運転状態）に相関している。

【0055】

そこで、制御部８０は、変化後の目標温度Ｔｅ２に対応した設定温度Ｔｃ２、温度センサ１９により検出された第１熱媒体の温度Ｔ１、第１チラー１１から下部電極９２までの熱容量Ｃ、及び第１チラー１１の出力ｑに基づいて、上記所定時間Δｔを設定する。熱容量Ｃは、下部電極９２、循環する第１熱媒体、熱交換器９３、流路１７ａ，１７ｂ，１８、第１分配弁１２、及びタンク１１ａ等、下部電極９２の温度を制御する際に温度が変化する部材の熱容量を含む。第１チラー１１の出力ｑは、ここでは所定時間Δｔにおいて第１チラー１１を最高出力ｑｍで運転し、ｑ＝ｑｍとする。詳しくは、制御部８０は、Δｔ＝Ｃ×（Ｔ１－Ｔｃ２）／ｑの式により、所定時間Δｔを設定する。なお、第１チラー１１が既に出力ｑ１で運転している場合は、ｑ＝ｑｍ－ｑ１とすればよい。

【0056】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

【0057】

・下部電極９２の目標温度Ｔｅが時間経過に応じて変化した場合、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに速やかに追従させる必要がある。この点、制御部８０は、記憶装置８０ａに記憶されている時間経過と目標温度Ｔｅと関係に基づいて、目標温度Ｔｅが変化する変化タイミングよりも所定時間Δｔ前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定する。このため、第１チラー１１は、変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに調整した第１熱媒体を、変化タイミングまでにタンク１１ａに貯留しておくことができる。したがって、第１チラー１１は、目標温度Ｔｅが変化した後に、タンク１１ａから予め温度を調整しておいた第１熱媒体を供給することができ、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに追従させる追従性を向上させることができる。そして、変化タイミングよりも所定時間Δｔ前から変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定すればよく、第１チラー１１の駆動状態を常に高く保っておく必要がないため、第１チラー１１でのエネルギ消費を抑制することができる。

【0058】

・変化タイミングよりも所定時間Δｔ前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定した場合、第１チラー１１から熱交換器９３へ供給される第１熱媒体の温度が、設定温度Ｔｃを変更する前の第１熱媒体の温度から変化する。この点、制御部８０は、変化タイミングまで下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅに制御すべく、第１チラー１１から熱交換器９３へ供給する熱量、ひいては熱交換器９３から下部電極９２へ供給する熱量を、第１分配弁１２により調整させる。したがって、変化タイミングよりも所定時間Δｔ前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定したとしても、下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅからずれることを抑制することができる。

【0059】

・制御部８０は、下部電極９２の変化後の目標温度Ｔｅ（目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃ）、温度センサ１９により検出された第１熱媒体の温度Ｔ１、第１チラー１１から下部電極９２までの熱容量Ｃ、及び第１チラー１１の運転状態（出力ｑ）に基づいて、所定時間Δｔを設定する。したがって、所定時間Δｔを適切に設定することができ、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに追従させる追従性を向上させつつ、第１チラー１１でのエネルギ消費を抑制することができる。

【0060】

・制御部８０は、第１チラー１１の運転状態として最高出力運転（最高出力ｑｍ）に基づいて、所定時間Δｔを設定し、変化タイミングよりも所定時間Δｔ前から変化タイミングまで、第１チラー１１を最高出力運転させる。こうした構成によれば、第１チラー１１が予めタンク１１ａに必要な熱量を貯留するための所定時間Δｔを最短にすることができ、第１チラー１１の設定温度Ｔｃを現在の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定する通常制御の時間を長くすることができる。したがって、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御する精度を向上させることができる。

【0061】

・第１分配弁１２は、第１チラー１１から熱交換器９３まで流通する第１熱媒体と、第１チラー１１から熱交換器９３を介さず第１チラー１１まで戻る第１熱媒体との比率を変更する。このため、第１チラー１１から、熱交換器９３に供給する熱量と、第１チラー１１に戻す熱量との比率を、第１分配弁１２により変更することができる。したがって、熱交換器９３に供給する熱量を第１分配弁１２により変更することで、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御することができる。さらに、変化タイミングよりも所定時間Δｔ前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定したとしても、熱交換器９３に供給する熱量を第１分配弁１２により変更することで、下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅからずれることを抑制することができる。

【0062】

なお、所定時間Δｔにおいて、第１チラー１１を運転効率が最高となる最高効率出力ｑｅで運転し、Δｔ＝Ｃ×（Ｔ１－Ｔｃ２）／ｑの式において、ｑ＝ｑｅとして所定時間Δｔを設定することもできる。すなわち、制御部８０は、第１チラー１１の運転状態として最高効率運転に基づいて、所定時間Δｔを設定し、変化タイミングよりも所定時間Δｔ前から変化タイミングまで、第１チラー１１を最高効率運転させることもできる。こうした構成によれば、第１チラー１１が予めタンク１１ａに必要な熱量を貯留する際に、第１チラー１１を最高効率運転させることができ、第１チラー１１のエネルギ消費を抑制することができる。なお、第１チラー１１が既に出力ｑ１で運転している場合は、ｑ＝ｑｅ－ｑ１とすればよい。

【0063】

（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0064】

図３に示すように、温度制御システム２００は、第１循環回路１１０、第２循環回路１２０、及び制御部８０等を備えている。第１循環回路１１０は、上記第１熱媒体が循環する回路である。第２循環回路１２０は、第２熱媒体が循環する回路である。第２熱媒体は、第１熱媒体と同一の液体である。すなわち、第１循環回路１１０及び第２循環回路１２０は、共通の上記第１熱媒体（共通熱媒体）が循環する回路である。

【0065】

第１循環回路１１０（循環回路）は、第１チラー１１（第１調整装置）、ニードル弁１１９等を備えている。第１循環回路１１０は、上記第１分配弁１２を備えていない。

【0066】

ポンプ１１ｂは、タンク１１ａに貯留された第１熱媒体を流路１１７へ吐出する。流路１１７には、第１逆止弁１３６が設けられている。第１逆止弁１３６は、第１チラー１１から合流点Ｐ１への第１熱媒体の流通を許容し、合流点Ｐ１から第１チラー１１への第１熱媒体の流通を禁止する。第１チラー１１のタンク１１ａと第２分配弁１３５のＢポートとが、流路１１８によって接続されている。第２分配弁１３５（調整部）は、コモンポート、Ａポート、及びＢポートを備える３方弁である。第１チラー１１は、第１熱媒体を設定温度Ｔｃ（第１設定温度）に調整して供給する。流路１１７と流路１１８とが、流路１１６によって接続されている。流路１１６には、ニードル弁１１９が設けられている。

【0067】

第２循環回路１２０（循環回路）は、ヒータ１２１、温度センサ２９、ニードル弁１２９等を備えている。第２循環回路１２０は、上記第１分配弁１２を備えていない。ヒータ１２１（第２調整装置）は、発熱量を制御可能なヒータである。ヒータ１２１は、電熱線ヒータやセラミックヒータ等（図示略）と、第１熱媒体を流通させる流路１２１ａとを備えており、流路１２１ａを流通する第１熱媒体を加熱する。ヒータ１２１は、第２熱媒体（すなわち第１熱媒体）を設定温度Ｔｈ（第２設定温度）に調整して供給する。ヒータ１２１の加熱状態は、温度センサ２９の検出結果に基づいて制御部８０により制御される。

【0068】

ヒータ１２１の流路１２１ａと上記合流点Ｐ１とが、流路１２７によって接続されている。流路１２７には、ポンプ１２２及び第２逆止弁１３７が設けられている。ポンプ１２２は、流路１２７を介して、ヒータ１２１の流路１２１ａから合流点Ｐ１へ第１熱媒体を吐出する。第２逆止弁１３７は、ポンプ１２２から合流点Ｐ１への第１熱媒体の流通を許容し、合流点Ｐ１からポンプ１２２への第１熱媒体の流通を禁止する。ヒータ１２１の流路１２１ａと第２分配弁１３５のＡポートとが、流路１２８によって接続されている。流路１２７と流路１２８とが、流路１２６によって接続されている。流路１２６には、ニードル弁１２９が設けられている。

【0069】

流路１１７及び流路１２７は、合流点Ｐ１において流路１３５ａに接続されている。流路１３５ａは、熱交換器９３の流入ポートに接続されている。熱交換器９３の流出ポートには、流路１３５ｂが接続されている。流路１３５ｂには、ポンプ３２が設けられている。流路１３５ｂは、第２分配弁１３５のコモンポートに接続されている。

【0070】

第２分配弁１３５（調整部）は、流路１３５ｂから、流路１１８へ流れる第１熱媒体の流量と、流路１２８へ流れる第１熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。すなわち、第２分配弁１３５は、熱交換器９３（第１流通部、共通流通部）から第１チラー１１まで流通する第１熱媒体と、熱交換器９３（第２流通部、共通流通部）からヒータ１２１まで流通する第１熱媒体との比率を変更する。第２分配弁１３５は、流路１３５ｂから流路１１８へ第１熱媒体が１００％流れる状態と、流路１３５ｂから流路１２８へ第１熱媒体が１００％流れる状態との間で連続的に状態を変更する。流路１３５ｂから流路１１８へ第１熱媒体が１００％流れる状態において、ニードル弁１２９は流路１２７から流路１２８へ循環させる第１熱媒体の量を調節する。流路１３５ｂから流路１２８へ第１熱媒体が１００％流れる状態において、ニードル弁１１９は流路１１７から流路１１８へ循環させる第１熱媒体の量を調節する。第２分配弁１３５では、ポンプ３２から供給された第１熱媒体を、第１チラー１１とヒータ１２１とに分配する比率にかかわらず、第１熱媒体の圧力損失が一定である。なお、第２分配弁１３５が、流路１３５ｂから流路１１８へ第１熱媒体が１００％未満（例えば９０％）流れる状態と、流路１３５ｂから流路１２８へ第１熱媒体が１００％未満（例えば９０％）流れる状態との間で連続的に状態を変更することで、流路１１６，１２６、及びニードル弁１１９，１２９を省略することもできる。また、ポンプ３２を省略することもできる。

【0071】

第２分配弁１３５の分配比率にかかわらず、ポンプ３２の負荷が変化しないため、ポンプ３２は一定の駆動状態で駆動される。これにより、ポンプ３２は、第１循環回路１１０及び第２循環回路１２０に第１熱媒体を循環させる。なお、第１循環回路１１０及び第２循環回路１２０は、流路１３５ａ，１３５ｂ、ポンプ３２、及び第２分配弁１３５を共有している。

【0072】

制御部８０は、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御する。制御部８０は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ及び温度センサ９４の検出結果に基づいて、第２分配弁１３５の分配比率を制御する。これにより、第１チラー１１に流通する第１熱媒体の流量、ひいては第１チラー１１から熱交換器９３へ供給する熱量が調整される。また、ヒータ１２１に流通する第１熱媒体の流量、ひいてはヒータ１２１から熱交換器９３へ供給する熱量が調整される。

【0073】

図２と同様に、制御部８０は、目標温度Ｔｅの変化に合わせて、第１チラー１１の設定温度Ｔｃを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定する。そして、制御部８０は、温度センサ１９により検出される第１熱媒体の温度Ｔ１が設定温度Ｔｃになるように、第１チラー１１の出力をフィードバック制御する。また、制御部８０は、温度センサ９４により検出される下部電極９２の温度Ｔ３が目標温度Ｔｅになるように、第２分配弁１３５の分配比率をフィードバック制御する。

【0074】

さらに、制御部８０は、記憶装置８０ａに記憶されている上記関係に基づいて、目標温度Ｔｅが目標温度Ｔｅ１から目標温度Ｔｅ２へ変化する第１変化タイミングよりも所定時間Δｔ前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ２に対応した設定温度Ｔｃ２に設定し、且つ第１変化タイミングまで下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅ１に制御すべく、第２分配弁１３５により流路１１８と流路１２８への分配比率を調整させる。加えて、制御部８０は、ヒータ１２１の発熱量を制御する。

【0075】

例えば、制御部８０は、時刻ｔ２よりも所定時間Δｔ１前の時刻ｔ１に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ２＝０℃に対応した設定温度Ｔｃ＝－５℃に徐々に変化するように設定し、且つ時刻ｔ２まで下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅ１＝９０℃に制御すべく、第２分配弁１３５により流路１１８への分配比率を減少させて流路１２８への分配比率を増加させる。この際に、ヒータ１２１により加熱した第１熱媒体を流路１２７，１３５ａ、ひいては熱交換器９３へ供給する。

【0076】

なお、所定時間Δｔ１において、ヒータ１２１を停止させて（第１熱媒体を加熱せず）、第２分配弁１３５により流路１１８への分配比率を減少させて流路１２８への分配比率を増加させることもできる。また、流路１２７，１３５ａ，１２８に第１熱媒体が流れている状態において、第２分配弁１３５の分配比率を変更せず、ヒータ１２１により第１熱媒体を加熱することもできる。これらによっても、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅ１＝９０℃に制御することができる。

【0077】

時刻ｔ５において、制御部８０は、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ４＝９０℃に対応した設定温度Ｔｃ＝５０℃に徐々に変化するように設定し、第２分配弁１３５により流路１１８への分配比率を減少させて流路１２８への分配比率を増加させる。この際に、制御部８０は、ヒータ１２１により設定温度Ｔｈに調整した第１熱媒体を流路１２７，１３５ａ、ひいては熱交換器９３へ供給させ、下部電極９２の温度を急激に上昇させる。設定温度Ｔｈは、下部電極９２の目標温度Ｔｅ及び温度センサ９４の検出結果に基づいて設定される。

【0078】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0079】

・温度制御システム２００は、第１チラー１１、第１循環回路１１０、ヒータ１２１、及び第２循環回路１２０を備えている。このため、第１チラー１１及びヒータ１２１から、それぞれ熱交換器９３（第１流通部、第２流通部）まで第１熱媒体（第２熱媒体）を流通させ、熱交換器９３から下部電極９２に熱を供給することで、下部電極９２の温度を制御することができる。

【0080】

・制御部８０は、記憶装置８０ａに記憶されている時間経過と目標温度Ｔｅと関係に基づいて、目標温度Ｔｅが第１チラー１１から熱交換器９３へ第１熱媒体を供給させる目標温度Ｔｅに変化する第１変化タイミングよりも所定時間Δｔ前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定する。このため、第１チラー１１は、変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに調整した第１熱媒体を、第１変化タイミングまでにタンク１１ａに貯留しておくことができる。したがって、第１チラー１１は、目標温度Ｔｅが変化した後に、タンク１１ａから予め温度を調整しておいた第１熱媒体を供給することができ、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに追従させる追従性を向上させることができる。そして、第１変化タイミングよりも所定時間Δｔ前から変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定すればよく、第１チラー１１の駆動状態を常に高く保っておく必要がないため、第１チラー１１でのエネルギ消費を抑制することができる。

【0081】

・制御部８０は、第１変化タイミングまで下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅに制御すべく、第１チラー１１から熱交換器９３へ供給する熱量、ひいては熱交換器９３から下部電極９２へ供給する熱量を第２分配弁１３５により調整させる。しかも、制御部８０は、ヒータ１２１から熱交換器９３へ供給する熱量、ひいては熱交換器９３から下部電極９２へ供給する熱量も第２分配弁１３５により調整させる。このため、第１チラー１１から熱交換器９３へ供給する熱量を第２分配弁１３５により調整するだけでは下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御しにくい場合であっても、下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅからずれることを抑制することができる。

【0082】

・第２分配弁１３５は、熱交換器９３（共通流通部）から第１チラー１１まで流通する第１熱媒体（共通熱媒体）と、熱交換器９３からヒータ１２１まで流通する第１熱媒体との比率を変更する。すなわち、第２分配弁１３５は、第１チラー１１から熱交換器９３まで流通する第１熱媒体と、ヒータ１２１から熱交換器９３まで流通する第１熱媒体との比率を変更する。したがって、熱交換器９３に供給する熱量を第２分配弁１３５により変更することで、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御することができる。

【0083】

・第２分配弁１３５では、熱交換器９３から第１チラー１１まで流通する第１熱媒体と、熱交換器９３からヒータ１２１まで流通する第１熱媒体との比率にかかわらず、第１熱媒体の圧力損失が一定である。このため、ポンプ３２により第１循環回路１１０及び第２循環回路１２０に第１熱媒体を循環させる場合に、ポンプ３２の駆動状態を制御する必要がなく、一定の駆動状態でポンプ３２を駆動することができる。

【0084】

なお、第２分配弁１３５において、熱交換器９３から第１チラー１１まで流通する第１熱媒体と、熱交換器９３からヒータ１２１まで流通する第１熱媒体との比率に応じて、第１熱媒体の圧力損失が変動してもよい。その場合、ポンプ３２の駆動状態を適宜変更すればよい。

【0085】

（第３実施形態）
以下、第３実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１，第２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0086】

図４に示すように、本実施形態の温度制御システム３００は、第２実施形態の温度制御システム２００において、第２分配弁１３５を第３分配弁３３５に変更している。

【0087】

第３分配弁３３５（調整部）は、コモンポート、Ｈポート、Ｂポート、及びＣポートを備える４方弁である。Ｃポートには、流路１１８が接続されている。流路１１８は、第１チラー１１のタンク１１ａに接続されている。Ｂポートには、流路２３９が接続されている。流路２３９は、合流点Ｐ１において流路１３５ａに接続されている。流路２３９には、第３逆止弁１３８が設けられている。第３逆止弁１３８は、第３分配弁３３５から合流点Ｐ１への第１熱媒体の流通を許容し、合流点Ｐ１から第３分配弁３３５への第１熱媒体の流通を禁止する。Ｈポートには、流路１２８が接続されている。流路１２８は、ヒータ１２１の流路１２１ａに接続されている。

【0088】

第３分配弁３３５は、流路１３５ｂから、流路１１８へ流れる第１熱媒体の流量と、流路２３９へ流れる第１熱媒体の流量と、流路１２８へ流れる第１熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。すなわち、第３分配弁３３５は、熱交換器９３から第１チラー１１まで流通する第１熱媒体と、熱交換器９３から第１チラー１１及びヒータ１２１を介さず熱交換器９３まで戻る第１熱媒体と、熱交換器９３からヒータ１２１まで流通する第１熱媒体との比率を変更する。第３分配弁３３５は、流路１３５ｂから流路１１８へ第１熱媒体が１００％流れる状態と、流路１３５ｂから流路１１８，２３９へ第１熱媒体が流れる状態と、流路１３５ｂから流路２３９へ第１熱媒体が１００％流れる状態と、流路１３５ｂから流路２３９，１２８へ第１熱媒体が流れる状態と、流路１３５ｂから流路１２８へ第１熱媒体が１００％流れる状態との間で連続的に状態を変更する。第３分配弁３３５では、ポンプ３２から供給された第１熱媒体を、流路１１８と流路２３９と流路１２８とに分配する比率にかかわらず、第１熱媒体の圧力損失が一定である。

【0089】

第３分配弁３３５の分配比率にかかわらず、ポンプ３２の負荷が変化しないため、ポンプ３２は一定の駆動状態で駆動される。これにより、ポンプ３２は、第１循環回路１１０及び第２循環回路１２０に第１熱媒体を循環させる。なお、第１循環回路１１０及び第２循環回路１２０は、流路１３５ａ，１３５ｂ、ポンプ３２、及び第３分配弁３３５を共有している。

【0090】

制御部８０は、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御する。制御部８０は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ及び温度センサ９４の検出結果に基づいて、第３分配弁３３５の分配比率を制御する。また、図２と同様に、制御部８０は、目標温度Ｔｅの変化に合わせて、第１チラー１１の設定温度Ｔｃを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定する。また、制御部８０は、ヒータ１２１の発熱量を制御する。

【0091】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第２実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0092】

・温度制御システム３００は、熱交換器９３から第１チラー１１まで流通する第１熱媒体と、熱交換器９３から第１チラー１１及びヒータ１２１を介さず熱交換器９３まで戻る第１熱媒体と、熱交換器９３からヒータ１２１まで流通する第１熱媒体との比率を変更する第３分配弁３３５を含む。すなわち、第３分配弁３３５は、第１チラー１１から熱交換器９３まで流通する第１熱媒体と、熱交換器９３から第１チラー１１及びヒータ１２１を介さず熱交換器９３まで戻る第１熱媒体と、ヒータ１２１から熱交換器９３まで流通する第１熱媒体との比率を変更する。このため、熱交換器９３が第１チラー１１から受け取る熱量と、熱交換器９３に戻す熱量と、熱交換器９３がヒータ１２１から受け取る熱量との比率を、第３分配弁３３５により変更することができる。したがって、熱交換器９３に供給する熱量を第３分配弁３３５により変更することで、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御することができる。

【0093】

・第１変化タイミングよりも所定時間Δｔ前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定したとしても、熱交換器９３に供給する熱量を第３分配弁３３５により変更することで、下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅからずれることを抑制することができる。

【0094】

・熱交換器９３から第１チラー１１及びヒータ１２１まで第１熱媒体を流通させず、熱交換器９３から流出した第１熱媒体を熱交換器９３にそのまま戻す状態を実現することができる。

【0095】

（第４実施形態）
以下、第４実施形態について、第２実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１～第３実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0096】

図５に示すように、本実施形態の温度制御システム３００は、第２実施形態の温度制御システム２００において、ヒータ１２１を第２チラー２１に変更している。

【0097】

第２チラー２１（第２調整装置）は、タンク２１ａ、ポンプ２１ｂ等を備えている。第２チラー２１は、第２熱媒体の温度を設定温度Ｔｃ（第１設定温度）よりも高い設定温度Ｔｈ（第２設定温度）に調整する。第２熱媒体は、第１熱媒体と同一の液体である。すなわち、第１循環回路１１０及び第２循環回路１２０は、共通の上記第１熱媒体（共通熱媒体）が循環する回路である。タンク２１ａ（第２タンク）は、設定温度Ｔｈに調整された第２熱媒体（すなわち第１熱媒体）を貯留する。ポンプ２１ｂは、タンク２１ａに貯留された第１熱媒体を流路１２７へ吐出する。

【0098】

制御部８０は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ、温度センサ１９，２９，９４の検出結果に基づいて、第１チラー１１の設定温度Ｔｃ、第２チラー２１の設定温度Ｔｈ、及び第２分配弁１３５の分配比率を制御する。これにより、第１チラー１１及び第２チラー２１からそれぞれ熱交換器９３に流通する第１熱媒体の流量、ひいては熱交換器９３に供給する熱量が調整される。すなわち、第２分配弁１３５は、熱交換器９３から下部電極９２へ供給する熱量を調整する。そして、制御部８０は、下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅになるように、第１チラー１１の設定温度Ｔｃを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定し、第２チラー２１の設定温度Ｔｈを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｈに設定するとともに、第２分配弁１３５の分配比率をフィードバック制御する。

【0099】

図６は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ、第１チラー１１の設定温度Ｔｃ、及び第２チラー２１の設定温度Ｔｈの変化を示すタイムチャートである。同図に示すように、下部電極９２の目標温度Ｔｅは、図２と同様に変化する。

【0100】

制御部８０は、目標温度Ｔｅの変化に合わせて、第１チラー１１及び第２チラー２１からの第１熱媒体の供給を実行及び停止する。第１チラー１１，第２チラー２１は、それぞれポンプ１１ｂ，２１ｂを駆動することで第１熱媒体の供給を実行し、ポンプ１１ｂ，２１ｂを停止することで第１熱媒体の供給を停止する。例えば、制御部８０は、目標温度Ｔｅが２０℃（境界温度）よりも高い場合に、第１チラー１１からの第１熱媒体の供給を停止し、第２チラー２１からの第１熱媒体の供給を実行する。一方、制御部８０は、目標温度Ｔｅが２０℃以下である場合に、第１チラー１１からの第１熱媒体の供給を実行し、第２チラー２１からの第１熱媒体の供給を停止する。

【0101】

制御部８０は、第１チラー１１の設定温度Ｔｃを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定する。例えば、制御部８０は、目標温度Ｔｅが９０℃である場合に設定温度Ｔｃを２０℃に設定し、ポンプ１１ｂを停止させる。制御部８０は、目標温度Ｔｅが０℃である場合に設定温度Ｔｃを－５℃に設定し、目標温度Ｔｅが－２０℃である場合に設定温度Ｔｃを－２５℃に設定し、ポンプ１１ｂを駆動させる。そして、制御部８０は、温度センサ１９により検出される第１熱媒体の温度Ｔ１が設定温度Ｔｃになるように、第１チラー１１の出力をフィードバック制御する。また、制御部８０は、温度センサ９４により検出される下部電極９２の温度Ｔ３が目標温度Ｔｅになるように、第２分配弁１３５の分配比率をフィードバック制御する。

【0102】

また、制御部８０は、第２チラー２１の設定温度Ｔｈを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｈに設定する。例えば、制御部８０は、目標温度Ｔｅが９０℃である場合に設定温度Ｔｈを８５℃に設定し、ポンプ２１ｂを駆動させる。制御部８０は、目標温度Ｔｅが０℃である場合に設定温度Ｔｈを２０℃に設定し、目標温度Ｔｅが－２０℃である場合に設定温度Ｔｈを２０℃に設定し、ポンプ２１ｂを停止させる。そして、制御部８０は、温度センサ２９により検出される第１熱媒体の温度Ｔ２が設定温度Ｔｈになるように、第２チラー２１の出力をフィードバック制御する。また、制御部８０は、温度センサ９４により検出される下部電極９２の温度Ｔ３が目標温度Ｔｅになるように、第２分配弁１３５の分配比率をフィードバック制御する。

【0103】

さらに、制御部８０は、記憶装置８０ａに記憶されている上記関係に基づいて、目標温度Ｔｅが目標温度Ｔｅ１から目標温度Ｔｅ２へ変化する変化タイミングよりも所定時間Δｔ前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ２に対応した設定温度Ｔｃ２に設定し、且つ変化タイミングまで下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅ１に制御すべく、第２分配弁１３５により流路１１８と流路１２８への分配比率を調整させる。これにより、変化後の目標温度Ｔｅ２に対応した設定温度Ｔｃ２に調整した第１熱媒体が、変化タイミングまでにタンク１１ａに貯留される。

【0104】

例えば、制御部８０は、時刻ｔ１２よりも所定時間Δｔ１前の時刻ｔ１１に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ２＝０℃に対応した設定温度Ｔｃ＝－５℃に徐々に変化するように設定する。このとき、第１チラー１１のポンプ１１ｂを駆動していないため、制御部８０は、第２分配弁１３５の分配比率を変更しない。すなわち、第１チラー１１は、第１熱媒体の供給を停止した状態で、タンク１１ａに設定温度Ｔｃ２＝－５℃に調整した第１熱媒体を貯留する。なお、時刻ｔ１１に、設定温度Ｔｃを徐変させず、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ２＝０℃に対応した設定温度Ｔｃ２＝－５℃に一度に設定することもできる。

【0105】

また、制御部８０は、時刻ｔ１４よりも所定時間Δｔ２前の時刻ｔ１３に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ３＝－２０℃に対応した設定温度Ｔｃ３＝－２５℃に徐々に変化するように設定し、且つ時刻ｔ１４まで下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅ２＝０℃に制御すべく、第２分配弁１３５により流路１１８への分配比率を減少させて流路１２８への分配比率を増加させる。なお、時刻ｔ１３に、設定温度Ｔｃを徐変させず、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ３＝－２０℃に対応した設定温度Ｔｃ３＝－２５℃に一度に設定することもできる。

【0106】

また、制御部８０は、時刻ｔ１６よりも所定時間Δｔ３前の時刻ｔ１５に、設定温度Ｔｈを変化後の目標温度Ｔｅ４＝９０℃に対応した設定温度Ｔｈ４＝８５℃に徐々に変化するように設定する。このとき、第２チラー２１のポンプ２１ｂを駆動していないため、制御部８０は、第２分配弁１３５の分配比率を変更しない。すなわち、第２チラー２１は、第１熱媒体の供給を停止した状態で、タンク２１ａに設定温度Ｔｈ４＝８５℃に調整した第１熱媒体を貯留する。なお、時刻ｔ１５に、設定温度Ｔｈを徐変させず、設定温度Ｔｈを変化後の目標温度Ｔｅ４＝９０℃に対応した設定温度Ｔｈ４＝８５℃に一度に設定することもできる。

【0107】

制御部８０は、第１実施形態と同様に、Δｔ＝Ｃ×（Ｔ１－Ｔｃ２）／ｑの式により、所定時間Δｔを設定する。このとき、出力ｑを、最高出力ｑｍとしてもよいし、最高効率出力ｑｅとしてもよい。なお、第１チラー１１が既に出力ｑ１で運転している場合は、ｑ＝ｑｍ－ｑ１、又はｑ＝ｑｅ－ｑ１とすればよい。また、第２チラー２１により加熱を行う場合は、Δｔ＝Ｃ×（Ｔｈ２－Ｔ２）／ｑの式により、所定時間Δｔを設定する。温度Ｔ２は、温度センサ２９により検出される第２熱媒体の温度である。

【0108】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第２実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0109】

・温度制御システム４００は、第１チラー１１、第１循環回路１１０、第２チラー２１、及び第２循環回路１２０を備えている。このため、第１チラー１１及び第２チラー２１から、それぞれ熱交換器９３（第１流通部、第２流通部）まで第１熱媒体（第２熱媒体）を流通させ、熱交換器９３から下部電極９２に熱を供給することで、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御することができる。

【0110】

・制御部８０は、記憶装置８０ａに記憶されている時間経過と目標温度Ｔｅと関係に基づいて、図６において、目標温度Ｔｅが第１チラー１１から熱交換器９３へ第１熱媒体を供給させる目標温度Ｔｅ２＝０℃に変化する時刻ｔ１２（第１変化タイミング）よりも所定時間Δｔ１前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ２＝０℃に対応した設定温度Ｔｃ２に設定する。このため、第１チラー１１は、第１熱媒体の供給を停止した状態で、変化後の目標温度Ｔｅ２＝０℃に対応した設定温度Ｔｃ２に調整した第１熱媒体を、時刻ｔ１２までにタンク１１ａに貯留しておくことができる。したがって、第１チラー１１は、目標温度Ｔｅが変化した後に、タンク１１ａから予め温度を調整しておいた第１熱媒体を供給することができ、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅ２＝０℃に追従させる追従性を向上させることができる。そして、時刻ｔ１２よりも所定時間Δｔ１前から変化後の目標温度Ｔｅ２＝０℃に対応した設定温度Ｔｃ２に設定すればよく、第１チラー１１の駆動状態を常に高く保っておく必要がないため、第１チラー１１でのエネルギ消費を抑制することができる。
なお、流路１１７と流路１１８とを接続する流路１１６を設け、流路１１６に流路１１７から流路１１８へ循環させる第１熱媒体の量を調節するニードル弁１１９を設けてもよい。また、流路１２７と流路１２８とを接続する流路１２６を設け、流路１２６に流路１２７から流路１２８へ循環させる第１熱媒体の量を調節するニードル弁１２９を設けてもよい。

【0111】

（第５実施形態）
以下、第５実施形態について、第４実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１～第４実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0112】

図７に示すように、本実施形態の温度制御システム５００は、第１循環回路１１０、第２循環回路１２０、第３循環回路１３０、及び制御部８０等を備えている。

【0113】

第１循環回路１１０は、上記第１熱媒体が循環する回路である。第２循環回路１２０は、第１循環回路１１０から独立しており、上記第２熱媒体が循環する回路である。第３循環回路１３０は、第１循環回路１１０及び第２循環回路１２０から独立しており、第３熱媒体が循環する回路である。

【0114】

第３熱媒体は、例えばフッ素系の不活性液体である。第３熱媒体の使用可能な下限温度は、第１熱媒体及び第２熱媒体の使用可能な下限温度よりも低い。第３熱媒体の使用可能な上限温度は、第１熱媒体及び第２熱媒体の使用可能な上限温度よりも高い。すなわち、第３熱媒体の使用可能な温度は範囲は、第１熱媒体及び第２熱媒体の使用可能な温度範囲よりも広い。このため、第３熱媒体は、第１熱媒体及び第２熱媒体よりも高価である。

【0115】

第１循環回路１１０は、第１チラー１１、第１流通部１１４等を備えている。流路１１７は、第１流通部１１４に接続されている。第１流通部１１４は、熱交換器１３１の内部に設けられており、第１熱媒体が流通する。第１流通部１１４には、流路１１８が接続されている。流路１１８は、第１チラー１１のタンク１１ａに接続されている。

【0116】

第２循環回路１２０は、第２チラー２１、第２流通部１２４等を備えている。流路１２７は、第２流通部１２４に接続されている。第２流通部１２４は、熱交換器１３２の内部に設けられており、第２熱媒体が流通する。第２流通部１２４には、流路１２８が接続されている。流路１２８は、第２チラー２１のタンク２１ａに接続されている。

【0117】

第３循環回路１３０は、第３流通部１３３、第４流通部１３４、第４分配弁４３５、第１逆止弁１３６、第２逆止弁１３７、ポンプ３２等を備えている。

【0118】

第３流通部１３３は、熱交換器１３１の内部に設けられており、第３熱媒体が流通する。第３流通部１３３は、第１流通部１１４と一体化されており、第１流通部１１４と熱交換する。

【0119】

第３流通部１３３には、流路１３３ａが接続されている。流路１３３ａには、第１逆止弁１３６が設けられている。第１逆止弁１３６は、第３流通部１３３から合流点Ｐ１への第３熱媒体の流通を許容し、合流点Ｐ１から第３流通部１３３への第３熱媒体の流通を禁止する。

【0120】

第４流通部１３４には、流路１３４ａが接続されている。流路１３４ａには、第２逆止弁１３７が設けられている。第２逆止弁１３７は、第４流通部１３４から合流点Ｐ１への第３熱媒体の流通を許容し、合流点Ｐ１から第４流通部１３４への第３熱媒体の流通を禁止する。

【0121】

流路１３３ａ及び流路１３４ａは、合流点Ｐ１において流路１３５ａに接続されている。流路１３５ａは、熱交換器９３の流入ポートに接続されている。熱交換器９３の流出ポートには、流路１３５ｂが接続されている。流路１３５ｂには、ポンプ３２が設けられている。流路１３５ｂは、第４分配弁４３５のコモンポートに接続されている。

【0122】

第４分配弁４３５（調整部）は、コモンポート、Ａポート、及びＢポートを備える３方弁である。Ｂポートには、流路１３５ｃが接続されている。Ａポートには、流路１３５ｄが接続されている。流路１３５ｃは、熱交換器１３１の第３流通部１３３に接続されている。流路１３５ｄは、熱交換器１３２の第４流通部１３４に接続されている。

【0123】

第４分配弁４３５は、流路１３５ｂから、流路１３５ｃへ流れる第３熱媒体の流量と、流路１３５ｄへ流れる第３熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。すなわち、第４分配弁４３５は、熱交換器９３から第３流通部１３３まで流通する第３熱媒体と、熱交換器９３から第４流通部１３４まで流通する第３熱媒体との比率を変更する。第４分配弁４３５は、流路１３５ｂから流路１３５ｃへ第３熱媒体が１００％流れる状態と、流路１３５ｂから流路１３５ｄへ第３熱媒体が１００％流れる状態との間で連続的に状態を変更する。第４分配弁４３５では、ポンプ３２から供給された第３熱媒体を、熱交換器１３１の第３流通部１３３と熱交換器１３２の第４流通部１３４とに分配する比率にかかわらず、第３熱媒体の圧力損失が一定である。

【0124】

第４分配弁４３５の分配比率にかかわらず、ポンプ３２の負荷が変化しないため、ポンプ３２は一定の駆動状態で駆動される。これにより、ポンプ３２は、第３循環回路１３０に第３熱媒体を循環させる。第３循環回路１３０は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。

【0125】

制御部８０は、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御する。制御部８０は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ及び温度センサ９４の検出結果に基づいて、第４分配弁４３５の分配比率を制御する。これにより、第３流通部１３３に流通する第３熱媒体の流量、ひいては第１流通部１１４と第３流通部１３３とで交換する熱量が調整される。また、第４流通部１３４に流通する第３熱媒体の流量、ひいては第２流通部１２４と第４流通部１３４とで交換する熱量が調整される。

【0126】

制御部８０は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ、温度センサ１９，２９，９４の検出結果に基づいて、第１チラー１１の設定温度Ｔｃ、第２チラー２１の設定温度Ｔｈ、及び第４分配弁４３５の分配比率を制御する。これにより、熱交換器９３に供給する熱量が調整される。そして、制御部８０は、下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅになるように、第１チラー１１の設定温度Ｔｃを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定し、第２チラー２１の設定温度Ｔｈを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｈに設定するとともに、第４分配弁４３５の分配比率をフィードバック制御する。

【0127】

制御部８０は、第４実施形態と同様に、第１チラー１１の設定温度Ｔｃ、第２チラー２１の設定温度Ｔｈ、及び第４分配弁４３５の分配比率を制御する。また、制御部８０は、第４実施形態と同様に、第１チラー１１からの第１熱媒体の供給を実行及び停止し、第２チラー２１からの第２熱媒体の供給を実行及び停止してもよいし、第１チラー１１から第１熱媒体を常に供給し、第２チラー２１から第２熱媒体を常に供給してもよい。

【0128】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第４実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0129】

・第３循環回路１３０は、第１循環回路１１０及び第２循環回路１２０から独立しており、第１熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する。このため、第３熱媒体が高価であったとしても、第３循環回路１３０にのみ第３熱媒体を循環させて、第３熱媒体の使用量を減少させることができる。しかも、第３循環回路１３０は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。このため、第３循環回路１３０を循環する第３熱媒体の量を、さらに減少させることができる。

【0130】

・第３循環回路１３０は、第３熱媒体が流通し、第１流通部１１４と熱交換する第３流通部１３３と、第３熱媒体が流通し、第２流通部１２４と熱交換する第４流通部１３４と、を備えている。このため、第１流通部１１４まで供給された熱量を、第１流通部１１４と第３流通部１３３との熱交換を通じて第３流通部１３３に供給することができる。同様に、第２流通部１２４まで供給された熱量を、第２流通部１２４と第４流通部１３４との熱交換を通じて第４流通部１３４に供給することができる。第３循環回路１３０は、第３流通部１３３及び第４流通部１３４から、下部電極９２と熱交換する熱交換器９３まで第３熱媒体を流通させて、第３流通部１３３及び第４流通部１３４まで戻す。このため、第３熱媒体を介して、第３流通部１３３及び第４流通部１３４から、下部電極９２と熱交換する熱交換器９３まで熱量を供給することができる。

【0131】

・第４分配弁４３５は、熱交換器９３から第３流通部１３３まで流通する第３熱媒体と、熱交換器９３から第４流通部１３４まで流通する第３熱媒体との比率を変更する。このため、第３流通部１３３から熱交換器９３に供給する熱量と、第４流通部１３４から熱交換器９３に供給する熱量との比率を、第４分配弁４３５により変更することができる。したがって、熱交換器９３に供給する熱量を第４分配弁４３５により変更することで、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御することができる。

【0132】

・上記第１変化タイミングよりも所定時間Δｔ前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定したとしても、熱交換器９３に供給する熱量を第４分配弁４３５により変更することで、下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅからずれることを抑制することができる。

【0133】

・第３循環回路１３０を循環する第３熱媒体の量を減少させることができる。したがって、第３熱媒体の温度を速やかに変化させることができ、下部電極９２の温度を制御する応答性を向上させることができる。

【0134】

（第６実施形態）
以下、第６実施形態について、第５実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１～第５実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0135】

図８に示すように、本実施形態の温度制御システム３００は、第５実施形態の温度制御システム５００において、第４分配弁４３５を第５分配弁５３５に変更している。

【0136】

第５分配弁５３５（調整部）は、コモンポート、Ｈポート、Ｂポート、及びＣポートを備える４方弁である。Ｃポートには、流路２３５が接続されている。流路２３５は、熱交換器１３１の第３流通部１３３に接続されている。Ｂポートには、流路２３９が接続されている。流路２３９は、合流点Ｐ１において流路１３５ａに接続されている。流路２３９には、第３逆止弁１３８が設けられている。第３逆止弁１３８は、第５分配弁５３５から合流点Ｐ１への第１熱媒体の流通を許容し、合流点Ｐ１から第５分配弁５３５への第１熱媒体の流通を禁止する。Ｈポートには、流路２３７が接続されている。流路２３７は、熱交換器１３２の第４流通部１３４に接続されている。

【0137】

第５分配弁５３５は、流路１３５ｂから、流路２３５へ流れる第３熱媒体の流量と、流路２３９へ流れる第３熱媒体の流量と、流路２３７へ流れる第３熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。すなわち、第５分配弁５３５は、熱交換器９３から第３流通部１３３まで流通する第３熱媒体と、熱交換器９３から第３流通部１３３及び第４流通部１３４を介さず熱交換器９３まで戻る第３熱媒体と、熱交換器９３から第４流通部１３４まで流通する第３熱媒体との比率を変更する。第５分配弁５３５は、流路１３５ｂから流路２３５へ第３熱媒体が１００％流れる状態と、流路１３５ｂから流路２３５，２３９へ第３熱媒体が流れる状態と、流路１３５ｂから流路２３９へ第３熱媒体が１００％流れる状態と、流路１３５ｂから流路２３９，２３７へ第３熱媒体が流れる状態と、流路１３５ｂから流路２３７へ第３熱媒体が１００％流れる状態との間で連続的に状態を変更する。第５分配弁５３５では、ポンプ３２から供給された第３熱媒体を、流路２３５と流路２３９と流路２３７とに分配する比率にかかわらず、第３熱媒体の圧力損失が一定である。

【0138】

第５分配弁５３５の分配比率にかかわらず、ポンプ３２の負荷が変化しないため、ポンプ３２は一定の駆動状態で駆動される。これにより、ポンプ３２は、熱交換器９３に第３熱媒体を循環させる。

【0139】

制御部８０は、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御する。制御部８０は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ及び温度センサ９４の検出結果に基づいて、第５分配弁５３５の分配比率を制御する。また、図６と同様に、制御部８０は、目標温度Ｔｅの変化に合わせて、第１チラー１１の設定温度Ｔｃを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定し、第２チラー２１の設定温度Ｔｈを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｈに設定する。

【0140】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第５実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0141】

・第５分配弁５３５は、熱交換器９３から第３流通部１３３まで流通する第３熱媒体と、熱交換器９３から第３流通部１３３及び第４流通部１３４を介さず熱交換器９３まで戻る第３熱媒体と、熱交換器９３から第４流通部１３４まで流通する第３熱媒体との比率を変更する。このため、熱交換器９３が第３流通部１３３から受け取る熱量と、熱交換器９３に戻す熱量と、熱交換器９３が第４流通部１３４から受け取る熱量との比率を、第５分配弁５３５により変更することができる。したがって、熱交換器９３に供給する熱量を第５分配弁５３５により変更することで、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御することができる。

【0142】

・第１変化タイミングよりも所定時間Δｔ前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定したとしても、熱交換器９３に供給する熱量を第５分配弁５３５により変更することで、下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅからずれることを抑制することができる。

【0143】

・熱交換器９３から第３流通部１３３及び第４流通部１３４まで第３熱媒体を流通させず、熱交換器９３から流出した第３熱媒体を熱交換器９３にそのまま戻す状態を実現することができる。

【0144】

（第７実施形態）
以下、第７実施形態について、第１，第５実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１～第６実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0145】

図９に示すように、本実施形態の温度制御システム７００は、第５実施形態の温度制御システム５００の第２循環回路１２０に代えて、下部電極９２を直接加熱するヒータ９６を備えている。

【0146】

第１循環回路１１０は、上記第１熱媒体が循環する回路である。第３循環回路２３０は、第１循環回路１１０から独立しており、上記第３熱媒体が循環する回路である。

【0147】

ヒータ９６は、発熱量を制御可能なヒータである。ヒータ９６は、電熱線ヒータやセラミックヒータ等を備えており、下部電極９２に一体化されている。ヒータ９６の加熱状態は、制御部８０（調整部）により制御される。

【0148】

第６分配弁３５（調整部）は、コモンポート、Ａポート、及びＢポートを備える３方弁である。第３流通部１３３と第６分配弁３５のコモンポートとが、流路３６によって接続されている。第６分配弁３５のＡポートと熱交換器９３の流入ポートとが、流路３７によって接続されている。流路３７には、流量計３３が設けられている。流量計３３は、流路３７を流れる第３熱媒体の流量を計測する。

【0149】

熱交換器９３の流出ポートと第３流通部１３３とが、流路３９によって接続されている。第６分配弁３５のＢポートと流路３９とが、流路３８によって接続されている。流路３９には、ポンプ３２が設けられている。ポンプ３２は、流路３９において、熱交換器９３側から第３熱媒体を吸入し、第３流通部１３３側へ吐出する。

【0150】

第６分配弁３５は、流路３６から、流路３７へ流れる第３熱媒体の流量と、流路３８へ流れる第３熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。すなわち、第６分配弁３５は、第３流通部１３３から熱交換器９３まで流通する第３熱媒体と、第３流通部１３３から熱交換器９３を流通させずに第３流通部１３３へ戻す第３熱媒体との比率を変更する。第６分配弁３５は、第３流通部１３３から熱交換器９３へ第３熱媒体が１００％流れる状態と、第３流通部１３３から熱交換器９３を流通させずに第３流通部１３３へ第３熱媒体を１００％戻す状態との間で連続的に状態を変更する。第６分配弁３５では、第３流通部１３３から供給された第３熱媒体を、熱交換器９３へ分配する比率にかかわらず、第３熱媒体の圧力損失が一定である。

【0151】

第６分配弁３５の分配比率にかかわらず、ポンプ３２の負荷が変化しないため、ポンプ３２は一定の駆動状態で駆動される。これにより、ポンプ３２は、第３循環回路２３０に第３熱媒体を循環させる。第３循環回路２３０は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。

【0152】

制御部８０は、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御する。制御部８０は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ、流量計３３、及び温度センサ９４の検出結果に基づいて、第６分配弁３５の分配比率を制御する。これにより、第３流通部１３３に流通する第３熱媒体の流量、ひいては第１流通部１１４と第３流通部１３３とで交換する熱量が調整される。

【0153】

制御部８０は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ、温度センサ１９，９４の検出結果に基づいて、第１チラー１１の設定温度Ｔｃ、ヒータ９６の発熱量、及び第６分配弁３５の分配比率を制御する。これにより、熱交換器９３に供給する熱量が調整される。そして、制御部８０は、下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅになるように、第１チラー１１の設定温度Ｔｃを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定し、ヒータ９６の発熱量を目標温度Ｔｅに対応した発熱量に制御するとともに、第６分配弁３５の分配比率をフィードバック制御する。

【0154】

制御部８０は、第１実施形態と同様に、第１チラー１１の設定温度Ｔｃ、及び第６分配弁３５の分配比率を制御する。また、制御部８０は、第５実施形態と同様に、第１チラー１１からの第１熱媒体の供給を実行及び停止してもよいし、第１チラー１１から第１熱媒体を常に供給してもよい。

【0155】

図２において、制御部８０は、時刻ｔ４よりも所定時間Δｔ２前の時刻ｔ３に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ３＝－２０℃に対応した設定温度Ｔｃ＝－２５℃に徐々に変化するように設定し、且つ時刻ｔ４まで下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅ２＝０℃に制御すべく、第６分配弁３５により流路３８への分配比率を減少させて流路３７への分配比率を増加させる。この際に、ヒータ９６により下部電極９２を加熱する。

【0156】

なお、所定時間Δｔ２において、ヒータ９６を停止させて（下部電極９２を加熱せず）、第６分配弁３５により流路３８への分配比率を減少させて流路３７への分配比率を増加させることもできる。また、第６分配弁３５の分配比率を変更せず、ヒータ９６により下部電極９２を加熱することもできる。これらによっても、時刻ｔ３から時刻ｔ４まで、下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅ２＝０℃に制御することができる。

【0157】

図２の時刻ｔ５において、制御部８０は、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ４＝９０℃に対応した設定温度Ｔｃ＝５０℃に徐々に変化するように設定し、第６分配弁３５により流路３８への分配比率を減少させて流路３７への分配比率を増加させる。この際に、制御部８０は、ヒータ９６により下部電極９２を加熱させ、下部電極９２の温度を急激に上昇させる。

【0158】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第１，第５実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0159】

・第３循環回路２３０は、第１循環回路１１０から独立しており、第１熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が広い第３熱媒体が循環する。このため、第３熱媒体が高価であったとしても、第３循環回路２３０にのみ第３熱媒体を循環させて、第３熱媒体の使用量を減少させることができる。しかも、第３循環回路２３０は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。このため、第３循環回路２３０を循環する第３熱媒体の量を、さらに減少させることができる。

【0160】

・第１循環回路１１０は、第３熱媒体の使用可能な温度範囲よりも使用可能な温度範囲が狭い第１熱媒体を使用しているため、第１熱媒体として安価な熱媒体を使用することができる。ヒータ９６は、下部電極９２を加熱し、発熱量を制御可能である。このため、熱媒体を用いずに、下部電極９２を直接加熱することができる。

【0161】

・温度制御システム７００は、第１流通部１１４と第３流通部１３３とで交換する熱量を調整する第６分配弁３５を備えている。また、温度制御システム７００は、ヒータ９６の発熱量を調整する制御部８０を備えている。このため、第３流通部１３３から熱交換器９３へ供給する熱量、及び下部電極９２に直接供給する熱量を調整することができ、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御することができる。したがって、変化タイミングよりも所定時間前に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定したとしても、熱交換器９３に供給する熱量を第６分配弁３５及び制御部８０により変更することで、下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅからずれることを抑制することができる。

【0162】

・制御部８０は、ヒータ９６から下部電極９２へ直接供給する熱量も調整する。このため、第１流通部１１４から第３流通部１３３、ひいては下部電極９２へ供給する熱量を第６分配弁３５により調整するだけでは下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅに制御しにくい場合であっても、下部電極９２の温度が目標温度Ｔｅからずれることを抑制することができる。

【0163】

・ヒータ９６は、下部電極９２を加熱し、発熱量を制御可能である。このため、熱媒体を用いずに、下部電極９２を直接加熱することができ、構成を簡潔にすることができる。

【0164】

（第８実施形態）
以下、第８実施形態について、第５実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１～第７実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0165】

図１０に示すように、温度制御システム８００は、第１循環回路１０、第２循環回路２０、第３循環回路３０、及び制御部８０等を備えている。

【0166】

第１循環回路１０は、上記第１熱媒体が循環する回路である。第２循環回路２０は、第１循環回路１０から独立しており、上記第２熱媒体（すなわち第１熱媒体）が循環する回路である。

【0167】

第３循環回路３０は、第１循環回路１０及び第２循環回路２０から独立しており、上記第３熱媒体が循環する回路である。

【0168】

第１循環回路１０は、第１チラー１１、第１分配弁１２、流量計１３、３つ（複数）の第１流通部１４等を備えている。

【0169】

第１チラー１１（第１調整装置）は、タンク１１ａ、ポンプ１１ｂ等を備えている。流路１７ａは、第１分配弁１２のコモンポート（ＣＯＭ）に接続されている。

【0170】

第１分配弁１２（調整部）は、コモンポート、Ａポート、及びＢポートを備える３方弁である。Ａポートには、流路１７ｂが接続されている。Ｂポートには、流路１７ｄが接続されている。第１分配弁１２は、流路１７ａから、流路１７ｂへ流れる第１熱媒体の流量と、流路１７ｄへ流れる第１熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。第１分配弁１２は、流路１７ａから流路１７ｂへ第１熱媒体が１００％流れる状態と、流路１７ａから流路１７ｄへ第１熱媒体が１００％流れる状態との間で連続的に状態を変更する。第１分配弁１２では、第１チラー１１から供給された第１熱媒体を、３つの第１流通部１４と流路１７ｄとに分配する比率にかかわらず、第１熱媒体の圧力損失が一定である。

【0171】

流路１７ｂには、流量計１３が設けられている。流量計１３は、流路１７ｂを流れる第１熱媒体の流量を計測する。流路１７ｂは、３つ（複数）の流路１７ｃに分岐している。各流路１７ｃは、各第１流通部１４に接続されている。３つの第１流通部１４は、熱交換器３１の内部に設けられており、第１熱媒体が流通する。

【0172】

各第１流通部１４には、各流路１８ａが接続されている。３つ（複数）の流路１８ａは、流路１８ｂに統合している。流路１７ｄは、第１分配弁１２のＢポートと流路１８ｂとを接続している。

【0173】

第２循環回路２０は、第２チラー２１、第２分配弁２２、流量計２３、３つ（複数）の第２流通部２４等を備えている。

【0174】

第２チラー２１（第２調整装置）は、タンク２１ａ、ポンプ２１ｂ等を備えている。流路２７ａは、第２分配弁２２のコモンポート（ＣＯＭ）に接続されている。

【0175】

第２分配弁２２（調整部）は、コモンポート、Ａポート、及びＢポートを備える３方弁である。Ａポートには、流路２７ｂが接続されている。Ｂポートには、流路２７ｄが接続されている。第２分配弁２２は、流路２７ａから、流路２７ｂへ流れる第２熱媒体の流量と、流路２７ｄへ流れる第２熱媒体の流量との比を、連続的に変更する。第２分配弁２２は、流路２７ａから流路２７ｂへ第２熱媒体が１００％流れる状態と、流路２７ａから流路２７ｄへ第２熱媒体が１００％流れる状態との間で連続的に状態を変更する。第２分配弁２２では、第２チラー２１から供給された第２熱媒体を、３つの第２流通部２４と流路２７ｄとに分配する比率にかかわらず、第２熱媒体の圧力損失が一定である。

【0176】

流路２７ｂには、流量計２３が設けられている。流量計２３は、流路２７ｂを流れる第２熱媒体の流量を計測する。流路２７ｂは、３つ（複数）の流路２７ｃに分岐している。各流路２７ｃは、各第２流通部２４に接続されている。３つの第２流通部２４は、熱交換器３１の内部に設けられており、第２熱媒体が流通する。

【0177】

各第２流通部２４には、各流路２８ａが接続されている。３つ（複数）の流路２８ａは、流路２８ｂに統合している。流路２７ｄは、第２分配弁２２のＢポートと流路２８ｂとを接続している。

【0178】

第３循環回路３０は、５つ（複数）の共通流通部３４、ポンプ３２等を備えている。

【0179】

５つの共通流通部３４（第３流通部、第４流通部）は、熱交換器３１の内部に設けられており、第３熱媒体が流通する。共通流通部３４は、第１流通部１４及び第２流通部２４と一体化されており、第１流通部１４及び第２流通部２４と熱交換する。

【0180】

各共通流通部３４には、各流路３５ａが接続されている。５つ（複数）の流路３５ａは、流路３５ｂに統合している。

【0181】

熱交換器９３（熱交換部）は、上記流路３５ｂに接続されており、第３熱媒体が流通する。熱交換器９３には、流路３６ｂが接続されている。流路３６ｂには、ポンプ３２が設けられている。流路３６ｂは、５つ（複数）の流路３６ｃに分岐している。各流路３６ｃは、各共通流通部３４に接続されている。

【0182】

ポンプ３２は、流路３６ｂにおいて、熱交換器９３側から第３熱媒体を吸入し、共通流通部３４側へ吐出する。ポンプ３２は一定の駆動状態で駆動される。これにより、ポンプ３２は、第３循環回路３０に第３熱媒体を循環させる。第３循環回路３０は、第３熱媒体を貯留するタンクを備えていない。

【0183】

制御部８０は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ、流量計１３，２３及び温度センサ９４の検出結果に基づいて、第１分配弁１２及び第２分配弁２２の分配比率を制御する。これにより、第１流通部１４に流通する第１熱媒体の流量、ひいては第１流通部１４と共通流通部３４（第３流通部）とで交換する熱量が調整される。また、第２流通部２４に流通する第２熱媒体の流量、ひいては第２流通部２４と共通流通部３４（第４流通部）とで交換する熱量が調整される。

【0184】

図１１は、下部電極９２の目標温度Ｔｅ、第１チラー１１の出力、及び第２チラー２１の出力の変化を示すタイムチャートである。同図に示すように、下部電極９２の目標温度Ｔｅは、図２と同様に変化する。

【0185】

制御部８０は、第４実施形態と同様に、目標温度Ｔｅの変化に合わせて、第１チラー１１及び第２チラー２１からの第１熱媒体の供給を実行及び停止する。制御部８０は、第４実施形態と同様に、第１チラー１１の設定温度Ｔｃを目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃに設定する。そして、制御部８０は、温度センサ１９により検出される第１熱媒体の温度Ｔ１が設定温度Ｔｃになるように、第１チラー１１の出力をフィードバック制御する。また、制御部８０は、温度センサ９４により検出される下部電極９２の温度Ｔ３が目標温度Ｔｅになるように、第１分配弁１２の分配比率をフィードバック制御する。制御部８０は、第２チラー２１及び第２分配弁２２も、第４実施形態と同様に制御する。

【0186】

さらに、制御部８０は、時刻ｔ２１（第１変化タイミング）からアシスト期間Ｔａ１だけ第２チラー２１の設定温度Ｔｈ（第２設定温度）を変化後の目標温度Ｔｅ２＝０℃に対応した設定温度Ｔｈ２（例えば－５℃、出力１００％から漸減）に設定し、第２チラー２１から第２流通部２４へ第２熱媒体を供給させる。設定温度Ｔｈ２は、例えば－５℃である。

【0187】

目標温度Ｔｅが第１チラー１１から第１流通部１４へ第１熱媒体を供給させる目標温度Ｔｅ３＝－２０℃に変化する時刻ｔ２３（第１変化タイミング）よりも所定時間Δｔ前の時刻ｔ２２に、設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ３＝－２０℃に対応した設定温度Ｔｃ３（例えば－２５℃、出力１００％）に設定した場合、以下の問題が生じるおそれがある。すなわち、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅ２＝０℃に制御しつつ、予め温度を調整しておいた第１熱媒体をタンク１１ａに貯留するまでの時間（所定時間Δｔ）が長くなるおそれがある。

【0188】

そこで、制御部８０は、所定時間Δｔ前の時刻ｔ２２から時刻ｔ２３まで、設定温度Ｔｈを変化前の目標温度Ｔｅ２＝０℃に対応した設定温度Ｔｈ２（例えば－２５℃、出力１００％）に設定し、第２チラー２１から第２流通部２４へ第２熱媒体を供給させる。このとき、第２チラー２１のタンク２１ａに－２５℃の第２熱媒体が貯留されるまで、第２分配弁２２により第２熱媒体を流路２７ｂへ流通させず流路２７ｄへ流通させ、第２チラー２１のタンク２１ａに－２５℃の第２熱媒体が貯留されてから、第２分配弁２２により第２熱媒体を流路２７ｂへ流通させるとよい。なお、第２熱媒体が第１熱媒体と異なる液体であり、－２５℃まで冷却すると凍結するおそれがある場合は、例えば目標温度Ｔｅ２＝０℃に対応した設定温度Ｔｈ２＝－１０℃としてもよい。

【0189】

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。なお、ここでは、第１，第４，第５実施形態と異なる利点のみを述べる。

【0190】

・時刻ｔ２１において、第１チラー１１から第１流通部１４へ第１熱媒体を供給して下部電極９２の温度を変化後の目標温度Ｔｅ２＝０℃に制御する際に、第２チラー２１から第２流通部２４へ第２熱媒体を供給してアシストすることができるため、下部電極９２の温度を目標温度Ｔｅ２＝０℃に追従させる追従性をさらに向上させることができる。

【0191】

・時刻ｔ２２～ｔ２３において、第１チラー１１の設定温度Ｔｃを変化後の目標温度Ｔｅ３＝－２０℃に対応した設定温度Ｔｃ３＝－２５℃に設定しつつ、第１チラー１１から第１流通部１４へ第１熱媒体を供給して下部電極９２の温度を変化前の目標温度Ｔｅ２＝０℃に制御する際に、第２チラー２１から第２流通部２４へ第２熱媒体を供給してアシストすることができるため、上記所定時間Δｔが長くなることを抑制することができる。

【0192】

上記の各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。上記の各実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

【0193】

・記憶装置８０ａ（記憶部）は、制御部８０の外部に設けられ、制御部８０に接続されていてもよい。

【0194】

・第５，第６，第８実施形態において、第１熱媒体と第２熱媒体とが、異なる液体であってもよい。例えば、第１熱媒体と第２熱媒体とにおいて、エチレングリコールと水との割合が互いに異なっていてもよい。また、第１熱媒体と第２熱媒体とが、互いに異なる物質により構成されていてもよい。ただし、第１熱媒体と第２熱媒体とは、第３熱媒体よりも安価であることが望ましい。

【0195】

・変化後の目標温度Ｔｅに対応した設定温度Ｔｃ，Ｔｈに調整した熱媒体をタンク１１ａ，２１ａに貯留する所定時間Δｔを、一定時間に固定することもできる。こうした構成によれば、所定時間Δｔを簡易的に設定することができる。

【0196】

・制御対象は、下部電極９２に限らず、半導体製造装置９０の上部電極９１であってもよい。また、上記の各温度制御システムを適用する対象は、半導体製造装置９０に限らず、他の製造装置や処理装置等であってもよい。

【符号の説明】

【0197】

１０…第１循環回路、１１…第１チラー（第１調整装置）、１１ａ…タンク（第１タンク）、１２…第１分配弁（調整部）、１４…第１流通部、１９…温度センサ、２０…第２循環回路、２１…第２チラー（第２調整装置）、２１ａ…タンク（第２タンク）、２２…第２分配弁（調整部）、２４…第２流通部、２９…温度センサ、３０…第３循環回路、３４…共通流通部（第１流通部、第２流通部）、３５…第６分配弁（調整部）、８０…制御部（調整部）、８０ａ…記憶装置（記憶部）、９０…半導体製造装置、９２…下部電極（制御対象）、９３…熱交換器（熱交換部）、１００…温度制御システム、１１０…第１循環回路、１１４…第１流通部、１２０…第２循環回路、１２４…第２流通部、１３０…第３循環回路、１３３…第３流通部、１３４…第４流通部、１３５…第２分配弁（調整部）、２００…温度制御システム、２３０…第３循環回路、３００…温度制御システム、３３５…第３分配弁（調整部）、４００…温度制御システム、４３５…第４分配弁（調整部）、５００…温度制御システム、５３５…第５分配弁（調整部）、７００…温度制御システム。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】