많은 사무실, 학교 및 가정에서는 더운 여름과 추운 겨울에 에어컨을 사용하여 쾌적한 환경을 유지합니다. 에너지 절약과 환경 보호를 위해, 많은 기업과 정부에서는 에어컨을 냉방에 사용할 경우 높은 온도 (28 °C) 로 유지하고 난방에 사용할 경우 낮은 온도 (20 °C) 로 유지할 것을 장려합니다. 에어컨은 온도 제어를 위해 사용하는 일반적인 가전 기기의 예입니다. 그 외에 욕조, 오븐 및 난로도 온도를 제어하는 데 널리 사용됩니다.

이 글에서는 증기 가열 용도의 맥락에서 온도 제어에 대해 알아보겠습니다. 증기는 산업계에서 열원으로 널리 사용됩니다. 증기를 사용해 온도를 제어하는 일반적인 예를 들면 다음과 같습니다:

• 증기로 가열하여 뜨거운 에어 생성
• 증기로 가열하여 온수 생산

이런 용도에서는 뜨거운 에어나 온수가 필요한 온도에 도달하도록 증기 압력을 제어합니다. 제품 온도를 제어하는 방법이 제품을 원하는 온도까지 가열하는 데 가장 효과적이라고 생각할 수 있지만, 사실 항상 그렇지는 않습니다.

제품 온도를 제어하려면 제품의 온도를 정확하게 측정할 수 있어야 합니다. 하지만 온도의 측정은 의외로 힘들 수 있습니다. 센서 위치에 따라 온도가 다르게 측정되거나 측정 시에 시간이 지연될 수 있습니다.

제품을 제조하면서 측정하기가 어렵다는 문제도 있습니다. 예를 들어 얇은 재료가 계속 움직이는 라인에서는 재료의 온도를 측정하기 위해 재료에 직접 접촉하기가 힘들 수 있습니다. 정확한 온도 측정은 정확한 온도 제어를 위한 첫 단계입니다. 온도를 정확하게 측정하지 않으면 효과적으로 제어하기가 어렵습니다.

하지만 제품 온도를 정확하게 측정할 수 있다고 해도 온도계가 제품과 같은 온도에 도달하는 데 시간이 걸리면 제품 온도를 제어하는 데 문제가 발생할 수 있습니다. 예를 들어 증기 공급량을 늘리는 경우 제품 온도가 즉시 상승하지 않고 점진적으로 상승할 수 있습니다. 가열할 제품의 양이 많으면 더욱 그렇습니다. 이런 경우에 제품 온도를 효과적으로 제어하기 위해서는 온도 변화를 빠르고 정확하게 측정할 수 있어야 합니다.

예를 들어 가스 레인지에 냄비를 올려놓고 요리하는 경우를 생각해 보십시오. 불이 닿는 부분은 타지만 나머지 부분에서는 음식이 설익을 수 있습니다. 주방용 온도계로 냄비 온도를 측정하면 불 위에 있는 중심 부분의 온도가 냄비의 다른 부분보다 더 높게 표시될 것입니다.

또한 조리할 때는 레인지를 끈 후 잔열을 사용해 요리를 마무리하는 경우도 있습니다. 하지만 온도 설정을 변경한 후 지연이 발생하는 경향이 있기 때문에 온도를 조절하기는 어렵습니다.

온도 제어 문제는 열원에 관계없이 발생하지만, 증기를 열원으로 사용하면 이 문제를 방지하고 줄일 수 있습니다. 제품 온도 대신 공급 증기의 압력을 제어하여 해결할 수 있습니다. 증기 압력 제어는 모든 공정에서 가능하지는 않지만, 증기 압력을 효과적으로 제어하는 여러 공정이 있습니다.

증기 압력 제어, 에서는 포화 증기의 압력을 변경하여 가열 온도를 제어할 수 있는 방법에 대해 자세히 알아봅니다.