リミットサイクル

我が家の60ｃｍ熱帯魚水槽の保温状態を見ていた。

オン・オフ制御である。オンの期間は12分，オフの期間は30数分。オンの時にはモニターＬＥＤが点燈する。

現在の気温と水槽の温度差は約10℃だから，10℃の４倍程度が温度制御可能な温度差で，保温できる最低気温は-20℃弱か。ふーむ，200Ｗではなく150Ｗヒータで十分だった様だ。

水槽の水は約70Ｌ，ヒータ出力は200Ｗで，水は十分攪拌されている状態だ。ヒーターのオン期間の放熱を無視すれば，オン・オフ制御の温度ヒステリシス幅の見当がつく。

計算は簡単で，水槽は70ｋcal/℃，ヒーター出力は約50cal/ｓなので，昇温時間は約1400秒／℃程度になる。オン時間の実測値は700秒なので，制御系のヒステリシス幅は0.5℃程度と予想される。

記録温度計を挿入して温度変化を観測すれば，設定温度近傍で規則的な鋸波が観測できるはずである。これがオン・オフ制御に典型的に見られるリミットサイクルである。

オフ期間を細かく解析すれば，ガラス面その他を通過する放熱量も計算できる。

寒くなってきてから，水槽の蒸発量が増加した。水をポンプで吸い上げフィルターで水質保持を行っているので，温度差の増加と湿度の低下により，1日当たりの蒸発量がずいぶん増えたようである。

真冬になれば照明用の蛍光灯の電力も含めれば，月に100ｋＷ時位の電力を使っていることになる。

水槽に入っている魚は，安く飼い易いネオンテトラなどで1匹当たりの値段は安いのだが，案外維持費が掛かっているようである。

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