Основні принципи керування процесом нагрівання розглянемо на прикладі поверхневого кожухотрубного теплообмінника (рис. 10), в який подають нагріваючий продукті теплоносій. Показником ефективності даного процесу є температура продукту на виході з теплообмінника, а метою керування – підтримання цієї температури на певному рівні.
Рис. 10. Поверхневий кожухотрубний теплообмінник
Витрату теплоносія можна легко стабілізувати чи застосовувати для внесення ефективних регулюючих впливів. Витрата продукту визначається іншими технологічними процесами, а не процесами нагрівання, тому він не може бути не стабілізований, не застосований для внесення регулюючих впливів; під час зміни витрати продукту у теплообмінник будуть надходити сильні збурення. Температури продукту і гарячого теплоносіяч на вході в теплообмінник, а також питомі теплоємкості продукту і гарячого теплоносія визначаються технологічними режимами інших процесів, тому стабілізувати їх їх під час введення процесу нагрівання неможливо. До неліквідуючих збурень відносяться також зміна температури навколишнього середовища і властивостей тепло передаючої стінки внаслідок відкладання солей, а також корозії.
Аналіз об’єкта керування показав, що більшу частину збурюючи впливів неможливо усунути. Тому потрібно в якості регулюючих величин брати температуру продукту, а регулюючий вплив здійснювати шляхом зміни витрати гарячого теплоносія.
Всі міркування відносно процесу нагрівання справедливі і для процесу охолодження. Об’єктом керування в цьому випадку буде кожухотрубний теплообмінник, у який подається холодоносій і охолоджуючий продукт; показником ефективності – кінцева температура продукту, а метою керування – підтримання цієї температури на заданому значенні. Основним вузлом керування буде регулятор кінцевої температури охолодження продукту, а регулювання буде здійснюватися шляхом зміни витрати холодоносія.