JP2006057902A - Temperature and humidity controller and control method for heater thereby - Google Patents

Temperature and humidity controller and control method for heater thereby Download PDF

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Hiroyuki Morishita
洋行 森下
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a temperature and humidity controller and a control method for a heater by the temperature and humidity controller, capable of suppressing an overshoot of dry-bulb temperature even when increasing rise speed of the dry-bulb temperature and wet-bulb temperature. <P>SOLUTION: This temperature and humidity controller mainly has a test bath, an air heating heater 12, a humidifying heater 13a, an evaporator, a fan, a dry-bulb temperature sensor 16, a wet-bulb temperature sensor 17, and a controller 18. The controller 18 is provided with an air heating heater control part 18h predicting whether the dry-bulb temperature overshoots target dry-bulb temperature when keeping the air heating heater 12 operating when operating the air heating heater 12 at high output, and turns off output of the air heating heater 12 when predicting that it overshoots. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、密閉された試験槽内を所定の温度や所定の湿度に適宜調整することができる温湿度制御装置および温湿度制御装置によるヒータの制御方法に関するものである。   The present invention relates to a temperature / humidity control device capable of appropriately adjusting the inside of a sealed test tank to a predetermined temperature and a predetermined humidity, and a heater control method using the temperature / humidity control device.

一般に、異なる環境下における材料の特性(錆の発生など)を調べるための環境試験装置として、密閉された試験槽内を所定の温度や所定の湿度に適宜調整することができる温湿度制御装置が知られている。このような温湿度制御装置は、乾球温度センサ、湿球温度センサ、空気加熱ヒータ、加湿ヒータ、冷却器および制御装置を主に備えている。ここで、乾球温度センサは、試験槽内の乾球温度(空気の温度:乾いた感熱部を持つ乾球温度計で計測される温度)を検出するためのものであり、湿球温度センサは、試験槽内における湿球温度(湿らせた布で包んだ感熱部を持つ湿球温度計で計測される温度)を検出するためのものである。また、空気加熱ヒータは、空気を加熱することで乾球温度を上げるためのものであり、加湿ヒータは、加湿パンの水を沸騰させて蒸発させることで湿球温度を上げるためのものであり、冷却器は、乾球温度や湿球温度を下げるためのものである。   Generally, a temperature / humidity control device that can appropriately adjust the inside of a sealed test tank to a predetermined temperature or a predetermined humidity as an environmental test device for examining material characteristics (such as the occurrence of rust) in different environments. Are known. Such a temperature and humidity control apparatus mainly includes a dry bulb temperature sensor, a wet bulb temperature sensor, an air heater, a humidifier heater, a cooler, and a controller. Here, the dry bulb temperature sensor is for detecting the dry bulb temperature in the test chamber (air temperature: temperature measured by a dry bulb thermometer having a dry heat-sensitive part). Is for detecting the wet bulb temperature in the test tank (temperature measured by a wet bulb thermometer having a heat sensitive part wrapped with a damp cloth). The air heater is for raising the dry bulb temperature by heating air, and the humidifier heater is for raising the wet bulb temperature by boiling and evaporating the water in the humidifying pan. The cooler is for lowering the dry bulb temperature and the wet bulb temperature.

そして、このような温湿度制御装置では、各センサで検出した乾球温度や湿球温度の実測値がそれぞれの目標値に到達するように適宜空気加熱ヒータや加湿ヒータを制御することで、試験槽内を所定の温度や湿度に制御している。ただし、前記した湿球温度を上げるためには、加湿パン内の水を沸騰させなければならないことや、感熱部を包む布中の水分の温度を上昇させなければならないので、乾球温度が空気加熱ヒータの出力変動に応じて迅速に上昇・下降する(応答性が早い)のに対し、湿球温度は加湿ヒータが出力変動しても所定の遅れ時間が経過した後でなければ上昇・下降しない(応答性が遅い)といった性質を有している。そのため、例えば初期状態において乾球温度と湿球温度が略同じ値であるときに空気加熱ヒータと加湿ヒータを同時に最大出力で稼動させたとしても、乾球温度が先に目標値に達し、これに遅れて湿球温度が目標値に達するという現象が起こっている。そこで、温湿度制御装置では、このような現象を考慮した様々な制御手法が採用されている。   In such a temperature / humidity control device, the test is performed by appropriately controlling the air heater and the humidifier heater so that the measured values of the dry bulb temperature and the wet bulb temperature detected by each sensor reach the respective target values. The inside of the tank is controlled to a predetermined temperature and humidity. However, in order to raise the wet bulb temperature described above, the water in the humidifying pan must be boiled and the temperature of the moisture in the cloth that wraps the heat sensitive part must be raised. While the temperature rises and falls quickly in response to fluctuations in the output of the heater (responsiveness is fast), the wet bulb temperature rises and falls only after a specified delay time has elapsed even if the output of the humidifying heater fluctuates. No (slow responsiveness). Therefore, for example, even if the air heater and the humidifier heater are simultaneously operated at the maximum output when the dry bulb temperature and the wet bulb temperature are substantially the same value in the initial state, the dry bulb temperature first reaches the target value. A phenomenon occurs in which the wet bulb temperature reaches the target value later. In view of this, the temperature and humidity control apparatus employs various control methods in consideration of such a phenomenon.

一般的な手法としては、乾球温度センサの実測値とその目標値とに基づいて空気加熱ヒータを制御することで乾球温度の制御を行い、これとは別に、湿球温度センサの実測値とその目標値とに基づいて加湿ヒータを制御することで湿球温度の制御を行う手法がある。この手法では、図4に示すように、先に目標値に達した乾球温度については、目標値に達した後に空気加熱ヒータの出力を適宜PID制御することによって乾球温度を目標値に維持させたままにし(以下、「維持制御」ともいう)、遅れて立ち上がる湿球温度については、目標値近傍に達した後に加湿ヒータの出力を適宜PID制御することによって湿球温度の維持制御が行われている。   As a general method, the dry bulb temperature is controlled by controlling the air heater based on the measured value of the dry bulb temperature sensor and its target value. Separately, the measured value of the wet bulb temperature sensor is used. There is a method of controlling the wet bulb temperature by controlling the humidifying heater based on the target value and the target value. In this method, as shown in FIG. 4, with respect to the dry bulb temperature that has previously reached the target value, the dry bulb temperature is maintained at the target value by appropriately PID-controlling the output of the air heater after reaching the target value. As for the wet bulb temperature that rises late (hereinafter also referred to as “maintenance control”), the wet bulb temperature is maintained and controlled by appropriately PID-controlling the output of the humidifier heater after reaching the vicinity of the target value. It has been broken.

しかし、このように湿球温度が目標値近傍に達した後に加湿ヒータの出力をPID制御により弱めたのでは、前記したように湿球温度が所定の遅れ時間の経過後でなければ下降しないことによって、湿球温度が目標値を超えてしまう現象(以下、「オーバーシュート」という。)が生じるという問題があった。また、このとき乾球温度の目標値と湿球温度の目標値が近い場合には、湿球温度を上昇させるための加湿ヒータからの熱量が乾球温度をも上昇させることになるため、乾球温度もオーバーシュートしてしまうことがあった。さらに、このようにオーバーシュートした湿球温度等を下げて目標値に戻す場合においても実測値が目標値を下回るような現象(アンダーシュート)が起こるため、湿球温度等がなかなか目標値に安定しない状態となる現象、いわゆるハンチングが起こることもあった。   However, if the wet bulb temperature is weakened by the PID control after the wet bulb temperature reaches the target value in this way, the wet bulb temperature does not decrease unless a predetermined delay time has elapsed as described above. This causes a problem that the wet bulb temperature exceeds the target value (hereinafter referred to as “overshoot”). At this time, if the target value of the dry bulb temperature is close to the target value of the wet bulb temperature, the amount of heat from the humidifying heater for raising the wet bulb temperature also raises the dry bulb temperature. The ball temperature sometimes overshoots. Furthermore, even when the overheated wet bulb temperature, etc. is lowered and returned to the target value, a phenomenon (undershoot) occurs that causes the measured value to fall below the target value, so the wet bulb temperature etc. is fairly stable at the target value. In some cases, so-called hunting occurs.

このような問題に対する制御手法としては、従来、図5に示すように、湿球温度が目標値に達するよりもかなり前から加湿ヒータをPID制御することで、湿球温度の上昇スピードを落としてオーバーシュートを抑制する手法が知られている(特許文献1参照)。また、この手法では、仮に湿球温度がオーバーシュートした場合には、加湿ヒータの出力を強制的にOFFにし、その後P定数を小さく設定したPID制御を行うことでアンダーシュートを抑制してハンチングを抑えることも可能となっている。   As a control method for such a problem, conventionally, as shown in FIG. 5, PID control is performed on the humidifying heater long before the wet bulb temperature reaches the target value, thereby reducing the rising speed of the wet bulb temperature. A technique for suppressing overshoot is known (see Patent Document 1). In this method, if the wet bulb temperature overshoots, the output of the humidifying heater is forcibly turned off, and then PID control with a small P constant is performed to suppress undershoot and hunting. It can also be suppressed.

特開平5−66045号公報JP-A-5-66045

ところで、前記した技術は、空気加熱ヒータの制御に関しては、乾球温度が目標値に達するまでは空気加熱ヒータを最大出力で稼動させ、目標値に達した後はPID制御により空気加熱ヒータの出力を上げ下げして乾球温度を目標値に維持させるといった制御である。そのため、図6に示すように、乾球温度および湿球温度の上昇スピードを早くした場合は、空気加熱ヒータにおける最大出力の稼動状態から維持制御に移行した直後における高い出力と、加湿ヒータの最大出力とが合わさってヒータ全体として大きな出力となると、その大きな出力(熱量)によって乾球温度が大きな影響を受けるので、その結果乾球温度が大幅にオーバーシュートしてしまうといった問題があった。   By the way, in the above-described technique, regarding the control of the air heater, the air heater is operated at the maximum output until the dry bulb temperature reaches the target value, and after reaching the target value, the output of the air heater is performed by PID control. The control is such that the dry bulb temperature is maintained at the target value by raising and lowering. Therefore, as shown in FIG. 6, when the rising speed of the dry bulb temperature and the wet bulb temperature is increased, a high output immediately after shifting from the operating state of the maximum output of the air heater to the maintenance control and the maximum of the humidifier heater When combined with the output, the heater as a whole has a large output, the large output (heat amount) greatly affects the dry bulb temperature, and as a result, there is a problem that the dry bulb temperature significantly overshoots.

そこで、本発明では、乾球温度および湿球温度の上昇スピードを早めた場合であっても、乾球温度のオーバーシュートを抑えることができる温湿度制御装置および温湿度制御装置によるヒータの制御方法を提供することを目的とする。   Therefore, in the present invention, a temperature / humidity control device and a heater control method using the temperature / humidity control device that can suppress the overshoot of the dry bulb temperature even when the dry bulb temperature and the rising speed of the wet bulb temperature are increased. The purpose is to provide.

前記課題を解決する本発明のうち請求項1に記載の発明は、断熱材で形成された試験槽と、前記試験槽内の乾球温度を検出する乾球温度検出手段と、前記試験槽内の湿球温度を検出する湿球温度検出手段と、前記乾球温度の上昇に寄与する空気加熱ヒータと、前記湿球温度または乾球温度の上昇に寄与する加湿ヒータと、前記乾球温度または湿球温度を、予め定められている目標乾球温度または目標湿球温度にするために前記空気加熱ヒータまたは前記加湿ヒータを、最初は高出力で稼動させるように制御し、前記乾球温度または前記湿球温度が前記目標乾球温度または前記目標湿球温度に到達したときには前記乾球温度または前記湿球温度を前記目標乾球温度または前記湿球温度に維持させるように制御するヒータ制御手段と、前記高出力で前記空気加熱ヒータを稼動させている際において、そのまま前記空気加熱ヒータを稼動させ続けると前記乾球温度が前記目標乾球温度からオーバーシュートしてしまうことを予測するオーバーシュート予測手段と、前記オーバーシュート予測手段で、オーバーシュートしてしまうと予測したときに、前記空気加熱ヒータの出力を直前の出力より急激に落とすことで、主として前記加湿ヒータの出力のみで乾球温度および湿球温度の双方を緩やかに上昇させて、オーバーシュートを抑制するオーバーシュート抑制手段と、を備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 1 of the present invention that solves the above-mentioned problems includes a test tank formed of a heat insulating material, dry bulb temperature detecting means for detecting a dry bulb temperature in the test tank, and the test tank. A wet bulb temperature detecting means for detecting the wet bulb temperature, an air heater that contributes to an increase in the dry bulb temperature, a humidifier heater that contributes to an increase in the wet bulb temperature or the dry bulb temperature, and the dry bulb temperature or In order to set the wet bulb temperature to a predetermined target dry bulb temperature or target wet bulb temperature, the air heater or the humidifier heater is initially controlled to operate at a high output, and the dry bulb temperature or When the wet bulb temperature reaches the target dry bulb temperature or the target wet bulb temperature, the heater control means controls to maintain the dry bulb temperature or the wet bulb temperature at the target dry bulb temperature or the wet bulb temperature. And the high output Overshoot predicting means for predicting that the dry bulb temperature will overshoot from the target dry bulb temperature if the air heater is kept running when the air heater is being operated; and When the chute predicting means predicts that the overshoot will occur, the output of the air heater is decreased more rapidly than the immediately preceding output, so that both the dry bulb temperature and the wet bulb temperature are mainly produced only by the output of the humidifier heater. And overshoot suppressing means for suppressing the overshoot.

ここで、「高出力」とは、初期段階における乾球温度や湿球温度を所定の速度で上昇させるために適宜設定される出力をいい、各温度が目標値に達したときに行う維持制御時における出力よりも高い出力をいう。具体的に、この高出力としては、ヒータの最大出力が該当する他、例えば最大出力の90%の出力なども該当する。   Here, “high output” refers to an output that is appropriately set to increase the dry bulb temperature and wet bulb temperature at a predetermined speed in the initial stage, and maintenance control that is performed when each temperature reaches a target value. An output higher than the output at the time. Specifically, the high output corresponds to the maximum output of the heater, for example, 90% of the maximum output.

請求項1に記載の発明によれば、例えば試験槽内の乾球温度および湿球温度を各目標値に早く到達させるべく、空気加熱ヒータおよび加湿ヒータをともに最大出力で稼動させると、乾球温度および湿球温度はそれぞれ早い上昇スピードで上昇していく。このように空気加熱ヒータを最大出力で稼動させている間、オーバーシュート予測手段によって乾球温度が所定時間の経過後に目標乾球温度からオーバーシュートしてしまうか否かが常時予測される。そして、このオーバーシュート予測手段によってオーバーシュートしてしまうと予測されると、オーバーシュート抑制手段によって空気加熱ヒータの出力が例えばOFFになるように急激に落とされることで、その後は加湿ヒータの出力のみで乾球温度および湿球温度が上昇することとなる。そのため、乾球温度等の上昇スピードが緩やかになり、乾球温度等のオーバーシュートが抑制されることとなる。すなわち、本発明によれば、急速に上昇する乾球温度が目標乾球温度に到達するよりもかなり前からヒータ全体の熱量(空気加熱ヒータの熱量+加湿ヒータの熱量)を小さくできるので、乾球温度が目標乾球温度に到達するときには乾球温度の上昇スピードが緩められることになり、オーバーシュートを抑制することができる。   According to the first aspect of the present invention, for example, when both the air heater and the humidifier heater are operated at the maximum output so that the dry bulb temperature and the wet bulb temperature in the test tank reach the respective target values quickly, The temperature and the wet bulb temperature each rise at a rapid rise rate. In this way, while the air heater is operated at the maximum output, it is always predicted by the overshoot prediction means whether or not the dry bulb temperature will overshoot from the target dry bulb temperature after a predetermined time. And if it is predicted that overshooting will occur by this overshoot predicting means, the output of the air heater is suddenly dropped by the overshoot suppressing means, for example, so as to be turned off, and thereafter only the output of the humidifying heater is output. As a result, the dry bulb temperature and the wet bulb temperature rise. For this reason, the rising speed of the dry bulb temperature or the like becomes moderate, and the overshoot such as the dry bulb temperature or the like is suppressed. That is, according to the present invention, the amount of heat of the entire heater (the amount of heat of the air heater + the amount of heat of the humidifying heater) can be reduced considerably before the rapidly rising dry bulb temperature reaches the target dry bulb temperature. When the bulb temperature reaches the target dry bulb temperature, the rising speed of the dry bulb temperature is reduced, and overshoot can be suppressed.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の温湿度制御装置であって、前記オーバーシュート予測手段は、前記乾球温度と前記湿球温度の差と、前記目標乾球温度と前記乾球温度の差とに基づいてオーバーシュートを予測することを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の温湿度制御装置であって、前記オーバーシュート予測手段は、前記目標乾球温度と前記乾球温度の差と、目標湿球温度と前記湿球温度の差とに基づいてオーバーシュートを予測することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the temperature and humidity control device according to claim 1, wherein the overshoot predicting means includes a difference between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature, the target dry bulb temperature, and the Overshoot is predicted based on the difference in dry bulb temperature.
Further, the invention according to claim 3 is the temperature and humidity control device according to claim 1, wherein the overshoot predicting means includes a difference between the target dry bulb temperature and the dry bulb temperature, and a target wet bulb temperature. And overshoot based on the difference between the wet bulb temperatures.

請求項2または請求項3に記載の発明によれば、実測値である乾球温度および湿球温度を参照するので、精度よくオーバーシュートを予測することができる。   According to the invention described in claim 2 or claim 3, since the dry bulb temperature and wet bulb temperature, which are actually measured values, are referred to, overshoot can be accurately predicted.

請求項4に記載の発明は、前記目標乾球温度と前記目標湿球温度がほぼ同じ値に設定されている請求項2に記載の温湿度制御装置であって、前記オーバーシュート予測手段は、前記乾球温度と前記湿球温度の差と、前記目標乾球温度と前記乾球温度の差とがほぼ等しくなったときに、オーバーシュートすると予測することを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the temperature / humidity control device according to claim 2, wherein the target dry bulb temperature and the target wet bulb temperature are set to substantially the same value. When the difference between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature and the difference between the target dry bulb temperature and the dry bulb temperature are substantially equal, it is predicted that an overshoot will occur.

ここで、「ほぼ同じ値」とは、目標乾球温度と目標湿球温度との差が、0〜5.0℃の範囲内であることを意味する。また、「ほぼ等しくなったとき」とは、乾球温度と湿球温度の差ΔT1と、目標乾球温度と乾球温度の差ΔT2との差が、0〜5.0℃の範囲内であることを意味する。   Here, “substantially the same value” means that the difference between the target dry bulb temperature and the target wet bulb temperature is in the range of 0 to 5.0 ° C. Further, “when substantially equal” means that the difference ΔT1 between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature and the difference ΔT2 between the target dry bulb temperature and the dry bulb temperature are within a range of 0 to 5.0 ° C. It means that there is.

請求項4に記載の発明によれば、乾球温度と湿球温度の差と、目標乾球温度と乾球温度の差とがほぼ等しくなったときに、例えば空気加熱ヒータを停止させることによって、その後加湿ヒータのみで乾球温度および湿球温度を良好な速度で上昇させることができるとともに、乾球温度が目標乾球温度付近になったときには加湿ヒータの出力を徐々に弱めていくような単純な制御を行うだけで、乾球温度の維持や湿球温度のオーバーシュートの抑制を良好に行うことができる。   According to the invention described in claim 4, when the difference between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature and the difference between the target dry bulb temperature and the dry bulb temperature are substantially equal, for example, by stopping the air heater. Then, the dry bulb temperature and wet bulb temperature can be increased at a good rate only with the humidifying heater, and when the dry bulb temperature becomes close to the target dry bulb temperature, the output of the humidifying heater is gradually weakened. By simply performing simple control, it is possible to satisfactorily maintain the dry bulb temperature and suppress the overshoot of the wet bulb temperature.

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の温湿度制御装置であって、前記オーバーシュート予測手段は、前記乾球温度と前記湿球温度の差に、前記温湿度制御装置の熱慣性の大きさに応じて設定された補正定数を加算することで、前記乾球温度と前記湿球温度の差を補正することを特徴とする。   The temperature and humidity control device according to claim 5 is the temperature and humidity control device according to claim 4, wherein the overshoot predicting means determines the difference between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature to determine the heat of the temperature and humidity control device. A difference between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature is corrected by adding a correction constant set according to the magnitude of inertia.

請求項5に記載の発明によれば、温湿度制御装置の熱慣性を考慮して乾球温度と湿球温度の差を補正することで、空気加熱ヒータの出力を急激に落とすタイミングを精度よく決定することができるので、オーバーシュートの抑制をさらに向上させることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the difference between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature is corrected in consideration of the thermal inertia of the temperature and humidity control device, so that the timing at which the output of the air heater is suddenly dropped can be accurately determined. Since it can be determined, suppression of overshoot can be further improved.

請求項6に記載の発明は、請求項1に記載の温湿度制御装置によるヒータの制御方法であって、前記空気加熱ヒータおよび前記加湿ヒータを、高出力で稼動させる高出力稼動工程と、前記高出力稼動工程において、そのまま空気加熱ヒータを高出力で稼動させ続けると前記乾球温度が前記目標乾球温度からオーバーシュートしてしまうか否かを予測するオーバーシュート予測工程と、前記オーバーシュート予測工程において、オーバーシュートしてしまうと予測したときに、前記空気加熱ヒータの出力を直前の出力より急激に落とすことで、主として前記加湿ヒータの出力のみで乾球温度および湿球温度の双方を緩やかに上昇させて、オーバーシュートを抑制するオーバーシュート抑制工程と、を有することを特徴とする。   Invention of Claim 6 is the heater control method by the temperature-humidity control apparatus of Claim 1, Comprising: The high output operation process which operates the said air heating heater and the said humidification heater by high output, In the high power operation process, an overshoot prediction process for predicting whether or not the dry bulb temperature will overshoot from the target dry bulb temperature if the air heater is continuously operated at a high output, and the overshoot prediction In the process, when it is predicted that overshooting will occur, the output of the air heater is decreased more rapidly than the previous output, so that both the dry bulb temperature and the wet bulb temperature are moderated mainly by only the output of the humidifier heater. And an overshoot suppressing step for suppressing overshoot.

請求項6に記載の発明によれば、例えば試験槽内の乾球温度および湿球温度を各目標値に早く到達させるべく、高出力稼動工程において、空気加熱ヒータおよび加湿ヒータをともに最大出力で稼動させると、乾球温度および湿球温度はそれぞれ早い上昇スピードで上昇していく。この高出力稼動工程の間においては、乾球温度が所定時間の経過後に目標乾球温度からオーバーシュートしてしまうか否かが常時予測される(オーバーシュート予測工程)。そして、このオーバーシュート予測工程において、オーバーシュートしてしまうと予測されると、空気加熱ヒータの出力が例えばOFFにされることで、その後加湿ヒータの出力のみで乾球温度および湿球温度の上昇が行われることとなるので、乾球温度の上昇スピードが緩やかになり、乾球温度のオーバーシュートが抑制されることとなる(オーバーシュート抑制工程)。   According to the sixth aspect of the present invention, for example, in order to make the dry bulb temperature and the wet bulb temperature in the test tank reach the respective target values quickly, both the air heater and the humidifier heater at the maximum output in the high output operation process. When operated, the dry bulb temperature and wet bulb temperature each rise at a rapid rate of rise. During this high power operation process, it is always predicted whether or not the dry bulb temperature will overshoot from the target dry bulb temperature after a lapse of a predetermined time (overshoot prediction process). In this overshoot prediction step, if it is predicted that overshoot will occur, the output of the air heater is turned off, for example, and then the dry bulb temperature and wet bulb temperature rise only by the output of the humidifier heater. Therefore, the rising speed of the dry bulb temperature becomes moderate, and the overshoot of the dry bulb temperature is suppressed (overshoot suppression step).

請求項1に記載の発明によれば、高出力で空気加熱ヒータ等を稼動させることで乾球温度および湿球温度の上昇スピードを早めた場合であっても、オーバーシュート予測手段によって乾球温度がオーバーシュートすると予測された場合には、オーバーシュート抑制手段によって、空気加熱ヒータの出力が急激に落とされて、乾球温度の上昇スピードが緩やかになるので、乾球温度のオーバーシュートを抑えることができる。   According to the first aspect of the present invention, even when the air bulb heater and the like are operated at a high output to increase the dry bulb temperature and the wet bulb temperature, the overshoot prediction means causes the dry bulb temperature to increase. If it is predicted that overshoot will occur, the output of the air heater will be suddenly reduced by the overshoot suppression means, and the rising speed of the dry bulb temperature will be slowed down. Can do.

請求項2または請求項3に記載の発明によれば、実測値である乾球温度および湿球温度を参照するので、精度よくオーバーシュートを予測することができる。   According to the invention described in claim 2 or claim 3, since the dry bulb temperature and wet bulb temperature, which are actually measured values, are referred to, overshoot can be accurately predicted.

請求項4に記載の発明によれば、乾球温度と湿球温度の差と、目標乾球温度と乾球温度の差とがほぼ等しくなったときに、例えば空気加熱ヒータを停止させることによって、その後加湿ヒータのみで乾球温度および湿球温度を良好な速度で上昇させることができるとともに、乾球温度が目標乾球温度付近になったときには加湿ヒータの出力を徐々に弱めていくような単純な制御を行うだけで、乾球温度の維持や湿球温度のオーバーシュートの抑制を良好に行うことができる。   According to the invention described in claim 4, when the difference between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature and the difference between the target dry bulb temperature and the dry bulb temperature are substantially equal, for example, by stopping the air heater. Then, the dry bulb temperature and wet bulb temperature can be increased at a good rate only with the humidifying heater, and when the dry bulb temperature becomes close to the target dry bulb temperature, the output of the humidifying heater is gradually weakened. By simply performing simple control, it is possible to satisfactorily maintain the dry bulb temperature and suppress the overshoot of the wet bulb temperature.

請求項5に記載の発明によれば、温湿度制御装置の熱慣性を考慮して乾球温度と湿球温度の差を補正することで、空気加熱ヒータの出力を急激に落とすタイミングを精度よく決定することができるので、オーバーシュートの抑制をさらに向上させることができる。   According to the fifth aspect of the present invention, the difference between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature is corrected in consideration of the thermal inertia of the temperature and humidity control device, so that the timing at which the output of the air heater is suddenly dropped can be accurately determined. Since it can be determined, suppression of overshoot can be further improved.

請求項6に記載の発明によれば、高出力稼動工程によって乾球温度および湿球温度の上昇スピードを早めた場合であっても、その最中に行われるオーバーシュート予測工程によって、乾球温度がオーバーシュートすると予測された場合には、オーバーシュート抑制工程に移行して、空気加熱ヒータの出力が急激に落とされて、乾球温度の上昇スピードが緩やかになるので、乾球温度のオーバーシュートを抑えることができる。   According to the sixth aspect of the present invention, even when the rising speed of the dry bulb temperature and the wet bulb temperature is increased by the high output operation step, the overshoot prediction step performed during the dry bulb temperature and the wet bulb temperature is performed. Is predicted to overshoot, the process proceeds to the overshoot suppression process, the output of the air heater is suddenly reduced, and the rising speed of the dry bulb temperature becomes slow. Can be suppressed.

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。参照する図面において、図1は本実施形態に係る温湿度制御装置を示す説明図、図2は図1の制御装置の詳細を示すブロック図、図3は温湿度制御装置による各ヒータの制御方法と、乾球温度または湿球温度の変化を示すグラフである。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. In the drawings to be referred to, FIG. 1 is an explanatory view showing a temperature / humidity control device according to the present embodiment, FIG. 2 is a block diagram showing details of the control device of FIG. 1, and FIG. And a graph showing changes in dry bulb temperature or wet bulb temperature.

図1に示すように、温湿度制御装置10は、試験槽11、空気加熱ヒータ12、加湿器13、蒸発器14、送風機15、乾球温度センサ(乾球温度検出手段)16、湿球温度センサ(湿球温度検出手段)17および制御装置18を主に備えている。試験槽11は、その外枠11aと仕切り壁11bとがともに断熱材で形成されており、その内部の空間が仕切り壁11bによって空調室R1と試験室R2とに仕切られている。   As shown in FIG. 1, the temperature / humidity control apparatus 10 includes a test tank 11, an air heater 12, a humidifier 13, an evaporator 14, a blower 15, a dry bulb temperature sensor (dry bulb temperature detecting means) 16, and a wet bulb temperature. A sensor (wet bulb temperature detecting means) 17 and a control device 18 are mainly provided. In the test tank 11, the outer frame 11a and the partition wall 11b are both formed of a heat insulating material, and the internal space is partitioned into the air-conditioning room R1 and the test room R2 by the partition wall 11b.

なお、空調室R1には、前記した空気加熱ヒータ12、加湿器13、蒸発器14および送風機15が設けられ、試験室R2には、前記した乾球温度センサ16および湿球温度センサ17が設けられている。また、空調室R1と試験室R2とは、仕切り壁11bの上部および下部に形成された通風口11c,11dによって連通している。   The air conditioning chamber R1 is provided with the air heater 12, the humidifier 13, the evaporator 14, and the blower 15. The test chamber R2 is provided with the dry bulb temperature sensor 16 and the wet bulb temperature sensor 17. It has been. In addition, the air conditioning room R1 and the test room R2 communicate with each other through the vent holes 11c and 11d formed in the upper part and the lower part of the partition wall 11b.

空気加熱ヒータ12は、試験槽11内の空気を加熱するものであり、これにより乾球温度の上昇に寄与している。
加湿器13は、図示せぬ加湿パン内の水を沸騰させることで湿球温度または乾球温度の上昇に寄与する加湿ヒータ13aと、この加湿ヒータ13aで沸騰させた水を蒸気として空調室R1内に発散させる蒸気発散部13bとで主に構成されている。
The air heater 12 heats the air in the test tank 11, thereby contributing to an increase in the dry bulb temperature.
The humidifier 13 boils water in a humidifying pan (not shown) and contributes to an increase in wet bulb temperature or dry bulb temperature, and the water boiled by the humidifier heater 13a is used as steam in the air conditioning room R1. It is mainly composed of a steam divergence portion 13b that diverges inside.

蒸発器14は、冷却器14aの冷媒によって冷却されるものであり、空気の冷却や水蒸気の液化(除湿)に寄与している。
送風機15は、空調室R1内で加熱または冷却された空気を上の通風口11cから試験室R2内に送り出すとともに、試験室R2内の空気を下の通風口11dから吸い込むことによって、試験槽11内において空気を循環させている。
乾球温度センサ16は、試験室R2内の乾球温度を検出するセンサであり、また、湿球温度センサ17は、試験室R2内の湿球温度を検出するセンサである。
The evaporator 14 is cooled by the refrigerant of the cooler 14a, and contributes to air cooling and water vapor liquefaction (dehumidification).
The blower 15 sends out the air heated or cooled in the air conditioning room R1 from the upper ventilation port 11c into the test room R2, and sucks the air in the test room R2 from the lower ventilation hole 11d, so that the test chamber 11 Air is circulated inside.
The dry bulb temperature sensor 16 is a sensor that detects the dry bulb temperature in the test chamber R2, and the wet bulb temperature sensor 17 is a sensor that detects the wet bulb temperature in the test chamber R2.

制御装置18は、図2に示すように、槽内乾球温度設定器18a、槽内湿度設定器18b、目標乾球温度出力演算部18c、目標湿球温度出力演算部18d、乾球温度差分演算部18e、湿球温度差分演算部18f、実測温度差分演算部18g、空気加熱ヒータ制御部18hおよび加湿ヒータ制御部18iを主に有している。槽内乾球温度設定器18aおよび槽内湿度設定器18bは、利用者が試験槽11内の乾球温度や湿度を所望の値に設定するためのものである。なお、このような設定器としては、例えばタッチパネルやキーボードなどが採用される。   As shown in FIG. 2, the control device 18 includes a bath dry bulb temperature setter 18a, a bath humidity setter 18b, a target dry bulb temperature output calculator 18c, a target wet bulb temperature output calculator 18d, and a dry bulb temperature difference. It mainly includes a calculation unit 18e, a wet bulb temperature difference calculation unit 18f, an actually measured temperature difference calculation unit 18g, an air heater control unit 18h, and a humidification heater control unit 18i. The tank dry bulb temperature setter 18a and the tank humidity setter 18b are for the user to set the dry bulb temperature and humidity in the test tank 11 to desired values. In addition, as such a setting device, a touch panel, a keyboard, etc. are employ | adopted, for example.

目標乾球温度出力演算部18cは、槽内乾球温度設定器18aで設定された乾球温度を目標乾球温度Ttdryとして決定し、この目標乾球温度Ttdryを乾球温度差分演算部18eに出力する機能を有している。   The target dry bulb temperature output calculating unit 18c determines the dry bulb temperature set by the in-tank dry bulb temperature setting unit 18a as the target dry bulb temperature Ttdry, and the target dry bulb temperature Ttdry is supplied to the dry bulb temperature difference calculating unit 18e. It has a function to output.

目標湿球温度出力演算部18dは、槽内乾球温度設定器18aで設定された乾球温度と、槽内湿度設定器18bで設定された湿度とに基づいて目標湿球温度Ttwetを算出し、この目標湿球温度Ttwetを湿球温度差分演算部18fに出力する機能を有している。なお、本実施形態においては、前記した目標乾球温度Ttdryと目標湿球温度Ttwetはほぼ同じ値に設定されることとし、詳しくはこれらの温度の差が、0〜5.0℃の範囲内となるように設定されている。   The target wet bulb temperature output calculation unit 18d calculates the target wet bulb temperature Ttwet based on the dry bulb temperature set by the tank dry bulb temperature setter 18a and the humidity set by the tank wet bulb setter 18b. The target wet bulb temperature Ttwet has a function of outputting to the wet bulb temperature difference calculating unit 18f. In the present embodiment, the target dry bulb temperature Ttdry and the target wet bulb temperature Ttwet are set to substantially the same value. Specifically, the difference between these temperatures is in the range of 0 to 5.0 ° C. It is set to become.

乾球温度差分演算部18eは、目標乾球温度出力演算部18cから出力されてくる目標乾球温度Ttdryと、乾球温度センサ16で検出した実測乾球温度(図3に示すT1dry等)との差αを算出し、その算出結果(差α)を空気加熱ヒータ制御部18hに出力する機能を有している。   The dry bulb temperature difference calculation unit 18e is configured to output the target dry bulb temperature Ttdry output from the target dry bulb temperature output calculation unit 18c, the actual dry bulb temperature detected by the dry bulb temperature sensor 16 (T1dry shown in FIG. 3), and the like. The difference α is calculated, and the calculation result (difference α) is output to the air heater control unit 18h.

湿球温度差分演算部18fは、目標湿球温度出力演算部18dから出力されてくる目標湿球温度Ttwetと、湿球温度センサ17で検出した実測湿球温度(図3に示すT1wet等)との差βを算出し、その算出結果を加湿ヒータ制御部18iに出力する機能を有している。   The wet bulb temperature difference calculation unit 18f is configured to output the target wet bulb temperature Ttwet output from the target wet bulb temperature output calculation unit 18d, the actual wet bulb temperature detected by the wet bulb temperature sensor 17 (such as T1wet shown in FIG. 3), and the like. The difference β is calculated, and the calculation result is output to the humidifying heater control unit 18i.

実測温度差分演算部18gは、乾球温度センサ16で検出した実測乾球温度(T1dry等)と、湿球温度センサ17で検出した実測湿球温度(T1wet等)との差γを算出し、その算出結果を空気加熱ヒータ制御部18hに出力する機能を有している。なお、以下の説明においては、便宜上、実測乾球温度または実測湿球温度を、単に乾球温度または湿球温度ともいう。   The measured temperature difference calculation unit 18g calculates a difference γ between the measured dry bulb temperature (T1dry, etc.) detected by the dry bulb temperature sensor 16 and the measured wet bulb temperature (T1wet, etc.) detected by the wet bulb temperature sensor 17, The calculation result is output to the air heater controller 18h. In the following description, the measured dry bulb temperature or the measured wet bulb temperature is also simply referred to as the dry bulb temperature or the wet bulb temperature for convenience.

空気加熱ヒータ制御部18hは、乾球温度差分演算部18eから出力されてくる信号(差α)と、実測温度差分演算部18gから出力されてくる信号(差γ)とに基づいて空気加熱ヒータ12の出力を制御する機能を有している。具体的に、この空気加熱ヒータ制御部18hは、差αが、差γに熱慣性などの補正定数aを足した値よりも大きい場合には、空気加熱ヒータ12を最大出力で稼動させ、α=γ+aとなったときには、そのまま空気加熱ヒータ12を最大出力で稼動させ続けると乾球温度がオーバーシュートしてしまうと予測(判断)して、空気加熱ヒータ12をOFFにする(停止させる)機能を有している。ここで、本実施形態における空気加熱ヒータ制御部18h、乾球温度差分演算部18eおよび実測温度差分演算部18gは、特許請求の範囲にいう「オーバーシュート予測手段」に相当し、空気加熱ヒータ制御部18hは、特許請求の範囲にいう「オーバーシュート抑制手段やヒータ制御手段」にも相当する。   The air heater controller 18h is based on the signal (difference α) output from the dry bulb temperature difference calculator 18e and the signal (difference γ) output from the measured temperature difference calculator 18g. It has a function of controlling 12 outputs. Specifically, when the difference α is larger than the value obtained by adding the correction constant a such as thermal inertia to the difference γ, the air heater control unit 18h operates the air heater 12 at the maximum output, and α = Γ + a When the air heater 12 is continuously operated at the maximum output, the dry bulb temperature is predicted (determined) to overshoot, and the air heater 12 is turned off (stopped). have. Here, the air heater controller 18h, the dry bulb temperature difference calculator 18e, and the actually measured temperature difference calculator 18g in the present embodiment correspond to “overshoot predicting means” in the claims, and are controlled by the air heater. The part 18h corresponds to “overshoot suppressing means and heater control means” in the claims.

なお、補正定数aは、温湿度制御装置10の発熱や外気温などを参照して推定またはマッピングすることにより求めることができる。また、空気加熱ヒータ制御部18hは、湿球温度が目標湿球温度Ttwetに到達したときに、停止させていた空気加熱ヒータ12を再び稼動させ、これをPID制御することで、乾球温度を目標乾球温度Ttdryに維持させる機能も有している(図3参照)。さらに、αとγ+aとはほぼ等しければよく、αとγ+aとの差は、0〜5.0℃の範囲であればよい。   The correction constant a can be obtained by estimating or mapping with reference to the heat generation and the outside air temperature of the temperature / humidity control device 10. The air heater controller 18h operates the air heater 12 that has been stopped again when the wet bulb temperature reaches the target wet bulb temperature Ttwet, and controls the dry bulb temperature by performing PID control. It also has a function of maintaining the target dry bulb temperature Ttdry (see FIG. 3). Furthermore, α and γ + a need only be approximately equal, and the difference between α and γ + a may be in the range of 0 to 5.0 ° C.

加湿ヒータ制御部18iは、湿球温度差分演算部18fから出力されてくる信号(差β)に基づいて加湿ヒータ13aの出力を制御する機能を有している。具体的に、この加湿ヒータ制御部18iは、差βが所定値(図3に示すTtwetからT2wetを引いた値)になるまで加湿ヒータ13aを最大出力で稼動させ、差βが所定値となったときに加湿ヒータ13aの出力を徐々に減少させていくような機能を有している。また、この加湿ヒータ制御部18iは、湿球温度が目標湿球温度Ttwetに到達したときに、加湿ヒータ13aをPID制御することによって湿球温度を目標湿球温度Ttwetに維持させる機能も有している。ここで、本実施形態における加湿ヒータ制御部18iは、特許請求の範囲にいう「ヒータ制御手段」に相当する。   The humidifying heater control unit 18i has a function of controlling the output of the humidifying heater 13a based on a signal (difference β) output from the wet bulb temperature difference calculating unit 18f. Specifically, the humidifying heater control unit 18i operates the humidifying heater 13a at the maximum output until the difference β reaches a predetermined value (a value obtained by subtracting T2wet from Ttwet shown in FIG. 3), and the difference β becomes the predetermined value. Has a function of gradually decreasing the output of the humidifying heater 13a. The humidifying heater control unit 18i also has a function of maintaining the wet bulb temperature at the target wet bulb temperature Ttwet by performing PID control of the humidifier heater 13a when the wet bulb temperature reaches the target wet bulb temperature Ttwet. ing. Here, the humidifying heater control unit 18i in the present embodiment corresponds to “heater control means” in the claims.

次に、本実施形態に係る温湿度制御装置10による各ヒータ12,13aの制御方法について説明する。なお、本実施形態については、最初の段階における乾球温度が湿球温度よりも比較的高く、かつ、湿球温度が即座に上昇するように加湿パン(図示せず)内の水の温度が沸点近くまで暖められた状態となっていることを前提にして説明する。   Next, a method for controlling the heaters 12 and 13a by the temperature and humidity control apparatus 10 according to the present embodiment will be described. In this embodiment, the temperature of water in the humidifying pan (not shown) is set so that the dry bulb temperature in the initial stage is relatively higher than the wet bulb temperature and the wet bulb temperature rises immediately. The description will be made on the assumption that the temperature has been heated to near the boiling point.

温湿度制御装置10の稼動を開始させると、図3に示すように、まず、各ヒータ12,13aがともに最大出力で稼動され、乾球温度や湿球温度が比較的早いスピードで上昇していく(高出力稼動工程)。そして、この高出力稼動工程においては、前記した空気加熱ヒータ制御部18h(図2参照)によって常時目標乾球温度と乾球温度の差αと、乾球温度と湿球温度の差γに補正定数aを足したものとが等しくなったか否かが判断されることで、乾球温度がオーバーシュートするか否かが予測されている(オーバーシュート予測工程)。   When the operation of the temperature / humidity control device 10 is started, as shown in FIG. 3, first, the heaters 12 and 13a are both operated at the maximum output, and the dry bulb temperature and the wet bulb temperature rise at a relatively fast speed. (High power operation process). In this high-power operation process, the above-described air heater controller 18h (see FIG. 2) always corrects the difference α between the target dry bulb temperature and the dry bulb temperature and the difference γ between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature. By determining whether or not the sum of the constant a is equal, it is predicted whether or not the dry bulb temperature will overshoot (overshoot prediction step).

空気加熱ヒータ制御部18hによって目標乾球温度と乾球温度の差αと、乾球温度と湿球温度の差γに補正定数aを足したものとが等しくなったと判断されたとき(時間t1)、空気加熱ヒータ12が空気加熱ヒータ制御部18hによってOFFにされる(オーバーシュート抑制工程)。そして、このように空気加熱ヒータ12がOFFにされると、乾球温度は加湿ヒータ13aからの余剰の熱量のみで上昇することになるので、その上昇スピードが緩やかになるとともに、加湿ヒータ13aの熱量の一部が乾球温度の上昇に用いられることによって湿球温度の上昇スピードも緩やかとなる。   When it is determined by the air heater control section 18h that the difference α between the target dry bulb temperature and the dry bulb temperature is equal to the difference γ between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature plus the correction constant a (time t1). ), The air heater 12 is turned off by the air heater controller 18h (overshoot suppressing step). When the air heater 12 is turned off in this way, the dry bulb temperature rises only by the surplus amount of heat from the humidifying heater 13a, so that the rising speed becomes slow and the humidifying heater 13a A part of the amount of heat is used to increase the dry bulb temperature, so that the wet bulb temperature increases at a slower speed.

その後、湿球温度がT2wetに到達すると(時間t2)、前記した加湿ヒータ制御部18iによって加湿ヒータ13aの出力が徐々に減少されていく。これにより、乾球温度の上昇スピードが目標乾球温度Ttdry付近でさらに緩められ、かつ、湿球温度の上昇スピードもさらに緩められるため、乾球温度および湿球温度がオーバーシュートすることなく目標乾球温度Ttdryおよび目標湿球温度Ttwetに到達することとなる。また、乾球温度に遅れて湿球温度が目標湿球温度Ttwetに到達すると(時間t3)、空気加熱ヒータ12と加湿ヒータ13aとが適宜制御されて、乾球温度および湿球温度が目標値に維持されることとなる。   Thereafter, when the wet bulb temperature reaches T2wet (time t2), the output of the humidifying heater 13a is gradually decreased by the humidifying heater control unit 18i. As a result, the rising speed of the dry bulb temperature is further relaxed in the vicinity of the target dry bulb temperature Ttdry, and the rising speed of the wet bulb temperature is further loosened, so that the dry bulb temperature and the wet bulb temperature do not overshoot. The ball temperature Ttdry and the target wet bulb temperature Ttwet will be reached. When the wet bulb temperature reaches the target wet bulb temperature Ttwet after the dry bulb temperature (time t3), the air heater 12 and the humidifier heater 13a are appropriately controlled so that the dry bulb temperature and the wet bulb temperature are the target values. Will be maintained.

以上によれば、本実施形態において、次のような効果を得ることができる。
最大出力で空気加熱ヒータ12等を稼動させることで乾球温度および湿球温度の上昇スピードを早めた場合であっても、空気加熱ヒータ制御部18hによって乾球温度がオーバーシュートすると予測された場合には、空気加熱ヒータ12の出力が停止されて、乾球温度の上昇スピードが緩やかになるので、乾球温度のオーバーシュートを抑えることができる。
According to the above, the following effects can be obtained in the present embodiment.
Even when the air heater 12 is operated at the maximum output to increase the dry bulb temperature and the wet bulb temperature, the air heater controller 18h predicts that the dry bulb temperature will overshoot. Since the output of the air heater 12 is stopped and the rising speed of the dry bulb temperature becomes slow, overshoot of the dry bulb temperature can be suppressed.

空気加熱ヒータ制御部18hが実測値である乾球温度および湿球温度を参照するので、精度よくオーバーシュートを予測することができる。
オーバーシュートすると予測された場合には空気加熱ヒータ12の出力が停止されるので、その後は加湿ヒータ13aのみの制御で済み、その制御を簡単にすることができる。
Since the air heater controller 18h refers to the dry bulb temperature and wet bulb temperature, which are actually measured values, overshoot can be predicted with high accuracy.
When it is predicted that overshooting will occur, the output of the air heater 12 is stopped, and thereafter, only the humidifying heater 13a needs to be controlled, and the control can be simplified.

乾球温度と湿球温度の差γに補正定数aを足した値と、目標乾球温度と乾球温度の差αとが等しくなったときに、空気加熱ヒータ12を停止させることによって、その後加湿ヒータ13aのみを最大出力で稼動させ続けるだけで乾球温度および湿球温度を良好な速度で上昇させることができるとともに、湿球温度がT2wetになったときには加湿ヒータ13aの出力を徐々に弱めていくような単純な制御を行うだけで、乾球温度の維持や湿球温度のオーバーシュートの抑制を良好に行うことができる。   When the value obtained by adding the correction constant a to the difference γ between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature is equal to the difference α between the target dry bulb temperature and the dry bulb temperature, the air heater 12 is stopped, and thereafter It is possible to increase the dry bulb temperature and the wet bulb temperature at a good speed by only operating the humidifier heater 13a only at the maximum output, and gradually reduce the output of the humidifier heater 13a when the wet bulb temperature reaches T2wet. By simply performing simple control, the dry bulb temperature can be maintained and the wet bulb temperature overshoot can be suppressed satisfactorily.

温湿度制御装置10の熱慣性を考慮して乾球温度と湿球温度の差を補正することで、空気加熱ヒータ12を停止させるタイミングを精度よく決定することができるので、オーバーシュートの抑制をさらに向上させることができる。   By correcting the difference between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature in consideration of the thermal inertia of the temperature / humidity control device 10, the timing for stopping the air heater 12 can be determined with high accuracy, so that overshoot can be suppressed. Further improvement can be achieved.

なお、本発明は、前記実施形態に限定されることなく、様々な形態で実施される。
本実施形態では、乾球温度のオーバーシュートが起こると予測されたときに空気加熱ヒータ12をOFFにしたが、本発明はこれに限定されず、例えばオーバーシュートが起こると予測されたときに空気加熱ヒータ12の出力を直前の出力の50%以下に急激に落とせばよい。ただし、本実施形態のように空気加熱ヒータ12をOFFにするほうが、各温度の上昇スピードを最大限に緩めることができるので好ましい。
In addition, this invention is implemented in various forms, without being limited to the said embodiment.
In the present embodiment, the air heater 12 is turned off when it is predicted that an overshoot of the dry bulb temperature will occur. However, the present invention is not limited to this. For example, the air heater 12 is aired when an overshoot is predicted to occur. What is necessary is just to drop rapidly the output of the heater 12 to 50% or less of the output just before. However, it is preferable to turn off the air heater 12 as in the present embodiment because the speed of increasing each temperature can be relaxed to the maximum.

本実施形態では、目標乾球温度Ttdryと乾球温度の差αと、乾球温度と湿球温度の差γとに基づいてオーバーシュートを予測したが、本発明はこれに限定されず、例えば目標乾球温度Ttdryと乾球温度の差αと、目標湿球温度Ttwetと湿球温度の差βとに基づいてオーバーシュートを予測してもよい。このようなデータ(α,β)を参照したとしても、例えばこれらのデータ(α,β)の比率α/βが所定値になったか否かを判断することでオーバーシュートを予測することができ、その予測結果に基づいて本実施形態と同様の制御を行うことができる。なお、この場合は、オーバーシュートの予測に用いる前記所定値の値に、本実施形態と同様の熱慣性などの補正定数aを含めることができる。   In the present embodiment, overshoot is predicted based on the target dry bulb temperature Ttdry and the dry bulb temperature difference α and the dry bulb temperature and wet bulb temperature difference γ, but the present invention is not limited to this, for example, The overshoot may be predicted based on the difference α between the target dry bulb temperature Ttdry and the dry bulb temperature and the difference β between the target wet bulb temperature Ttwet and the wet bulb temperature. Even if such data (α, β) is referred to, overshoot can be predicted by determining whether the ratio α / β of these data (α, β) has reached a predetermined value, for example. Based on the prediction result, the same control as in this embodiment can be performed. In this case, the value of the predetermined value used for overshoot prediction can include a correction constant a such as thermal inertia similar to the present embodiment.

本実施形態では、乾球温度センサ16や湿球温度センサ17で検出した乾球温度や湿球温度(実測値)に基づいて空気加熱ヒータ12を制御したが、本発明はこれに限定されず、例えば時間によって空気加熱ヒータ12を制御するようにしてもよい。例えば、図3に示すように、温湿度制御装置10の稼動開始時において、乾球温度と湿球温度とに所定の温度差Tdwがある場合は、最大出力で各ヒータ12,13aを稼動させている間、空気加熱ヒータ制御部18hによって時間t1が経過したか否かを判断させることで、オーバーシュートするか否かを予測させる。そして、時間t1が経過したら、空気加熱ヒータ12をOFFにし、その後時間t2が経過したら、加湿ヒータ13aの出力を減少させていく。さらに、時間t3が経過したら、各ヒータ12,13aをともに維持制御へ移行させる。なお、各ヒータ12,13aの出力を切り替えるための時間t1〜t3については、実験やシミュレーションなどにより予め求めることができ、このようにして求めた時間t1〜t3を初期条件としての乾球温度、湿球温度に対応させてマップを作成しておくことにより、各時間t1〜t3に応じて各ヒータ12,13aを制御することができる。   In the present embodiment, the air heater 12 is controlled based on the dry bulb temperature or the wet bulb temperature (actual value) detected by the dry bulb temperature sensor 16 or the wet bulb temperature sensor 17, but the present invention is not limited to this. For example, the air heater 12 may be controlled according to time. For example, as shown in FIG. 3, when the temperature / humidity controller 10 starts operating, if there is a predetermined temperature difference Tdw between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature, the heaters 12 and 13a are operated at the maximum output. In the meantime, the air heater controller 18h is made to determine whether or not the time t1 has elapsed, thereby predicting whether or not overshooting will occur. When the time t1 elapses, the air heater 12 is turned off, and when the time t2 elapses thereafter, the output of the humidifying heater 13a is decreased. Further, when the time t3 has elapsed, both the heaters 12 and 13a are shifted to maintenance control. Note that the times t1 to t3 for switching the outputs of the heaters 12 and 13a can be obtained in advance by experiments, simulations, etc., and the times t1 to t3 thus obtained are the dry bulb temperature as an initial condition, By creating a map corresponding to the wet bulb temperature, each heater 12, 13a can be controlled according to each time t1 to t3.

本実施形態に係る温湿度制御装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the temperature / humidity control apparatus which concerns on this embodiment. 図1の制御装置の詳細を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detail of the control apparatus of FIG. 温湿度制御装置による各ヒータの制御方法と、乾球温度または湿球温度の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the control method of each heater by a temperature / humidity control apparatus, and the change of dry bulb temperature or wet bulb temperature. 従来の一般的なヒータの制御方法を示すグラフである。It is a graph which shows the control method of the conventional common heater. 加湿ヒータの出力を制御することにより湿球温度や乾球温度のオーバーシュートを抑制する従来の方法を示すグラフである。It is a graph which shows the conventional method which suppresses the overshoot of wet-bulb temperature or dry-bulb temperature by controlling the output of a humidification heater. 乾球温度と湿球温度の上昇スピードを早くした場合に生じる問題を示すグラフである。It is a graph which shows the problem which arises when the raising speed of dry bulb temperature and wet bulb temperature is made quick.

符号の説明Explanation of symbols

10 温湿度制御装置
11 試験槽
12 空気加熱ヒータ
13 加湿器
13a 加湿ヒータ
13b 蒸気発散部
14 蒸発器
14a 冷却器
15 送風機
16 乾球温度センサ
17 湿球温度センサ
18 制御装置
18a 槽内乾球温度設定器
18b 槽内湿度設定器
18c 目標乾球温度出力演算部
18d 目標湿球温度出力演算部
18e 乾球温度差分演算部
18f 湿球温度差分演算部
18g 実測温度差分演算部
18h 空気加熱ヒータ制御部
18i 加湿ヒータ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Temperature / humidity control apparatus 11 Test tank 12 Air heater 13 Humidifier 13a Humidifier 13b Steam diffuser 14 Evaporator 14a Cooler 15 Blower 16 Dry bulb temperature sensor 17 Wet bulb temperature sensor 18 Controller 18a 18b Target dry bulb temperature output calculation unit 18d Target wet bulb temperature output calculation unit 18e Dry bulb temperature difference calculation unit 18f Wet bulb temperature difference calculation unit 18g Actual temperature difference calculation unit 18h Air heater control unit 18i Humidification heater controller

Claims (6)

断熱材で形成された試験槽と、
前記試験槽内の乾球温度を検出する乾球温度検出手段と、
前記試験槽内の湿球温度を検出する湿球温度検出手段と、
前記乾球温度の上昇に寄与する空気加熱ヒータと、
前記湿球温度または乾球温度の上昇に寄与する加湿ヒータと、
前記乾球温度または湿球温度を、予め定められている目標乾球温度または目標湿球温度にするために前記空気加熱ヒータまたは前記加湿ヒータを、最初は高出力で稼動させるように制御し、前記乾球温度または前記湿球温度が前記目標乾球温度または前記目標湿球温度に到達したときには前記乾球温度または前記湿球温度を前記目標乾球温度または前記湿球温度に維持させるように制御するヒータ制御手段と、
前記高出力で前記空気加熱ヒータを稼動させている際において、そのまま前記空気加熱ヒータを稼動させ続けると前記乾球温度が前記目標乾球温度からオーバーシュートしてしまうことを予測するオーバーシュート予測手段と、
前記オーバーシュート予測手段で、オーバーシュートしてしまうと予測したときに、前記空気加熱ヒータの出力を直前の出力より急激に落とすことで、主として前記加湿ヒータの出力のみで乾球温度および湿球温度の双方を緩やかに上昇させて、オーバーシュートを抑制するオーバーシュート抑制手段と、を備えたことを特徴とする温湿度制御装置。
A test chamber formed of thermal insulation;
Dry bulb temperature detection means for detecting the dry bulb temperature in the test chamber;
Wet bulb temperature detecting means for detecting the wet bulb temperature in the test chamber;
An air heater that contributes to an increase in the dry bulb temperature;
A humidifying heater that contributes to an increase in the wet bulb temperature or the dry bulb temperature;
In order to set the dry bulb temperature or wet bulb temperature to a predetermined target dry bulb temperature or target wet bulb temperature, the air heater or the humidifier heater is initially controlled to operate at a high output, When the dry bulb temperature or the wet bulb temperature reaches the target dry bulb temperature or the target wet bulb temperature, the dry bulb temperature or the wet bulb temperature is maintained at the target dry bulb temperature or the wet bulb temperature. Heater control means for controlling;
Overshoot predicting means for predicting that the dry bulb temperature will overshoot from the target dry bulb temperature if the air heater is kept running when the air heater is operated at the high output. When,
When the overshoot predicting means predicts that overshoot will occur, the output of the air heater is dropped more rapidly than the previous output, so that the dry bulb temperature and the wet bulb temperature mainly by only the output of the humidifier heater. The temperature / humidity control device is characterized by comprising overshoot suppressing means that gently raises both of them to suppress overshoot.
請求項1に記載の温湿度制御装置であって、
前記オーバーシュート予測手段は、前記乾球温度と前記湿球温度の差と、前記目標乾球温度と前記乾球温度の差とに基づいてオーバーシュートを予測することを特徴とする温湿度制御装置。
The temperature and humidity control apparatus according to claim 1,
The overshoot predicting means predicts overshoot based on the difference between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature, and the difference between the target dry bulb temperature and the dry bulb temperature. .
請求項1に記載の温湿度制御装置であって、
前記オーバーシュート予測手段は、前記目標乾球温度と前記乾球温度の差と、目標湿球温度と前記湿球温度の差とに基づいてオーバーシュートを予測することを特徴とする温湿度制御装置。
The temperature and humidity control apparatus according to claim 1,
The overshoot predicting means predicts overshoot based on the difference between the target dry bulb temperature and the dry bulb temperature, and the difference between the target wet bulb temperature and the wet bulb temperature. .
前記目標乾球温度と前記目標湿球温度がほぼ同じ値に設定されている請求項2に記載の温湿度制御装置であって、
前記オーバーシュート予測手段は、前記乾球温度と前記湿球温度の差と、前記目標乾球温度と前記乾球温度の差とがほぼ等しくなったときに、オーバーシュートすると予測することを特徴とする温湿度制御装置。
The temperature and humidity control device according to claim 2, wherein the target dry bulb temperature and the target wet bulb temperature are set to substantially the same value.
The overshoot predicting means predicts an overshoot when a difference between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature and a difference between the target dry bulb temperature and the dry bulb temperature are substantially equal. Temperature and humidity control device.
請求項4に記載の温湿度制御装置であって、
前記オーバーシュート予測手段は、前記乾球温度と前記湿球温度の差に、前記温湿度制御装置の熱慣性の大きさに応じて設定された補正定数を加算することで、前記乾球温度と前記湿球温度の差を補正することを特徴とする温湿度制御装置。
The temperature and humidity control device according to claim 4,
The overshoot prediction means adds the correction constant set according to the magnitude of the thermal inertia of the temperature and humidity control device to the difference between the dry bulb temperature and the wet bulb temperature, thereby obtaining the dry bulb temperature and A temperature and humidity control device that corrects the difference in wet bulb temperature.
請求項1に記載の温湿度制御装置によるヒータの制御方法であって、
前記空気加熱ヒータおよび前記加湿ヒータを、高出力で稼動させる高出力稼動工程と、
前記高出力稼動工程において、そのまま空気加熱ヒータを高出力で稼動させ続けると前記乾球温度が前記目標乾球温度からオーバーシュートしてしまうか否かを予測するオーバーシュート予測工程と、
前記オーバーシュート予測工程において、オーバーシュートしてしまうと予測したときに、前記空気加熱ヒータの出力を直前の出力より急激に落とすことで、主として前記加湿ヒータの出力のみで乾球温度および湿球温度の双方を緩やかに上昇させて、オーバーシュートを抑制するオーバーシュート抑制工程と、を有することを特徴とする温湿度制御装置によるヒータの制御方法。
A heater control method using the temperature and humidity control apparatus according to claim 1,
A high-power operation step of operating the air heater and the humidifying heater at a high output;
In the high output operation step, an overshoot prediction step for predicting whether or not the dry bulb temperature will overshoot from the target dry bulb temperature if the air heater is kept operating at a high output as it is,
In the overshoot prediction step, when it is predicted that overshoot will occur, the dry bulb temperature and wet bulb temperature are mainly determined only by the output of the humidifying heater by dropping the output of the air heater more rapidly than the previous output. An overshoot suppressing step of suppressing both overshoots by slowly raising both of the above, and a heater control method using a temperature and humidity control device.
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