JP2014066593A - 恒温恒湿装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試験空間の温湿度を、所定の温湿度範囲内に連続して維持可能な恒温恒湿装置を提供する。
【解決手段】試験条件の環境を作り出す試験室の冷却を行う冷凍装置と、試験室の加熱を行う加熱装置と、試験室の除湿を行う除湿装置と、試験室の加湿を行う加湿装置と、冷凍装置、加熱装置、除湿装置、又は加湿装置を制御する制御部と、を備え、制御部は冷凍装置、加熱装置、除湿装置、又は加湿装置を制御することで試験室を目標温度又は目標湿度とする恒温恒湿装置において、冷凍装置は、少なくとも２つの蒸発器を備えており、一方の蒸発器を用いて冷凍サイクルを構成することで試験室の冷却を行っている場合において、該蒸発器に着霜が生じたと判断した場合に、該蒸発器の除霜運転を開始するとともに、該蒸発器からもう一方の蒸発器に切り換えて冷凍サイクルを構成することで試験室の冷却を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、環境試験用の恒温恒湿装置に関する。

本技術分野の背景技術として、特開２００５−２２１１１０（特許文献１）がある。この技術には、「対象室の調温調湿を行う冷凍サイクルの蒸発器への着霜を回避し、かつ対象室の温度および湿度の変動を抑制する。これを実現するために、蒸発器における冷媒の蒸発温度を調整して蒸発温度の検出値を着霜温度を超える温度に設定された設定温度に調整する。これにより、周囲温度の変化などの外乱があっても、蒸発温度が着霜しない設定温度に維持されるから、試験室内の温度および湿度を安定に長時間制御できる。また、蒸発温度を設定温度に維持するように蒸発温度を可変制御するから、設定温度を着霜温度に近づけて設定しても着霜を防止でき、ノーフロスト運転の領域を低温度側、および低湿度側に拡大することができる。」と記載されている（要約参照）。これにより、蒸発器の着霜による試験の阻害要因について解決を図ろうと試みている。

特開２００５−２２１１１０ 特開平８−２７８０７１号公報（第２−４、第１図）

従来の技術では、蒸発温度が着霜温度以下の領域で、蒸発器に着霜して、試験空間を所定の温湿度に維持できない場合がある。このため、蒸発器が着霜した場合、除霜のために試験空間の温度を一時的に上昇させるなどして、試験を一旦中断しなければならない場合がある。また、冷凍サイクルに定減圧弁と可変減圧弁を並列接続し、圧縮機の吸込圧力調整弁を装備するなどして、冷凍サイクルが複雑になる。
そこで、本発明は、試験空間の温湿度を、所定の温湿度範囲内に連続して維持可能な恒温恒湿装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、「試験条件の環境を作り出す試験室の冷却を行う冷凍装置と、前記試験室の加熱を行う加熱装置と、前記試験室の除湿を行う除湿装置と、前記試験室の加湿を行う加湿装置と、前記冷凍装置、前記加熱装置、前記除湿装置、又は前記加湿装置を制御する制御部と、を備え、前記制御部は前記冷凍装置、前記加熱装置、前記除湿装置、又は前記加湿装置を制御することで前記試験室を目標温度又は目標湿度とする恒温恒湿装置において、前記冷凍装置は、少なくとも２つの蒸発器を備えており、一方の蒸発器を用いて冷凍サイクルを構成することで前記試験室の冷却を行っている場合において、該蒸発器に着霜が生じたと判断した場合に、該蒸発器の除霜運転を開始するとともに、該蒸発器からもう一方の蒸発器に切り換えて冷凍サイクルを構成することで前記試験室の冷却を行う」ことを特徴とする。

本発明によれば、蒸発器の着霜による試験空間の温湿度変動を抑制でき、かつ、蒸発器の除霜を実施しながら試験を継続できる。すなわち、試験空間の温湿度を、所定の温湿度範囲内に連続して維持可能な恒温恒湿装置を提供することができる。

本発明の恒温恒湿装置の構成図の例である。 本発明の恒温恒湿装置の冷凍サイクルの構成図の例である。 本発明の恒温恒湿装置の冷凍サイクルの構成図の例である。

以下、実施例について図面を用いて説明する。

本実施例では、互いに独立した２系統の冷凍サイクルを構成する蒸発器を、交互に使用することで、試験空間の温湿度を所定の温湿度範囲内に連続して維持可能な恒温恒湿装置の例を説明する。

図１は、本実施例の恒温恒湿装置の構成図の例である。試験空間６には送風機１、加熱器２、加湿器３、蒸発器４および蒸発器５が装備されている。試験空間６の温度と湿度は、送風機１の運転により試験空間６の空気を循環し、蒸発器４または蒸発器５のいずれかにて循環空気を冷却・除湿し、加熱器２および加湿器３の出力を調整して、制御部７にて設定される温湿度に維持する。

図２は本実施例の恒温恒湿装置の冷凍サイクルの構成図の例である。冷凍サイクル８と冷凍サイクル９は互いに独立し、冷凍サイクル８の主要部品は、圧縮機１０、凝縮器１１、膨張弁１２、蒸発器４で構成され、冷凍サイクル９の主要部品は、圧縮機１３、凝縮器１４、膨張弁１５、蒸発器５で構成されている。

このように構成された恒温恒湿装置にて、例えば、冷凍サイクル８のみを運転して試験空間６の冷却・除湿を実施する。蒸発温度が着霜温度すなわち０℃以下で、かつ、試験空間６が水分を含む場合、蒸発器４は着霜する。この状態を継続（例えば８時間以上）すると、蒸発器４への着霜が進行する。これにより、試験空間６の温湿度は、蒸発器４による冷却・除湿が阻害され、所定の温湿度を維持できなくなる。

本実施例では、蒸発器４による冷却・除湿にて試験空間６の温湿度を維持可能な時間内（例えば８時間以内）には、蒸発器４に着霜が生じたと判断することとし、冷凍サイクル９を運転するとともに、蒸発器４の除霜を実施する。これにより、試験空間６の温湿度は、蒸発器５による冷却・除湿にて所定の温湿度を維持する。蒸発器４の除霜方式は、例えばオフサイクル方式としてもよいし、ホットガス方式や加熱器による直接除霜方式でもよい。蒸発器４の除霜後、再度冷凍サイクル８を運転し、蒸発器４にて試験空間６を冷却・除湿するとともに、蒸発器５の除霜を実施する。

以上の通り、本実施例の恒温恒湿装置は、試験条件の環境を作り出す試験室（試験空間６）の冷却を行う冷凍装置と、試験室（試験空間６）の加熱を行う加熱器２と、試験室（試験空間６）の除湿を行う除湿装置と、試験室（試験空間６）の加湿を行う加湿器３と、冷凍装置、加熱器２、除湿装置、又は加湿器３を制御する制御部７と、を備え、制御部７は冷凍装置、加熱器２、除湿装置、又は加湿器３を制御することで試験室（試験空間６）を目標温度又は目標湿度とするものである。

なお、本実施例では冷凍装置及び除湿装置の役割は図２に示す冷凍サイクル装置によりその機能を果たすものである。そして冷凍装置（冷凍サイクル装置）は、少なくとも２つの蒸発器を備えており、一方の蒸発器４を用いて冷凍サイクルを構成することで試験室（試験空間６）の冷却を行っている場合において、該蒸発器４に着霜が生じたと判断した場合に、該蒸発器４の除霜運転を開始するとともに、該蒸発器４からもう一方の蒸発器５に切り換えて冷凍サイクルを構成することで試験室（試験空間６）の冷却を行う。

上述の運転の繰返しにより、試験空間６の冷却・除湿を連続して実施できる。したがって、試験空間６の温湿度を、所定の範囲内で連続して維持可能となる。なお、冷凍サイクル８および冷凍サイクル９を運転する順序は逆でもよい。

本実施例では、冷凍サイクルを構成する蒸発器を並列に接続し、該蒸発器を交互に使用することで、試験空間の温湿度を所定の温湿度範囲内に連続して維持可能な恒温恒湿装置の例を説明する。実施例１と冷凍サイクルの構成が異なるものである。恒温恒湿装置の構成は既に説明した図１と同一であり、説明は省略する。

図３は、本実施例における冷凍サイクルの構成図の例である。冷凍サイクル１６の主要部品は、圧縮機１０、凝縮器１１、膨張弁１２、電磁弁１７、電磁弁１８、蒸発器４、蒸発器５で構成される。

図３のうち、既に説明した図２と同一の符号を付された構成は、図２に示された構成と同一の機能を有するので、それらの説明は省略する。膨張弁１２の下流で、冷媒の流路は２系統に分岐し、一方に電磁弁１７と蒸発器４を接続し、他方に電磁弁１８と蒸発器５を接続する。蒸発器４および蒸発器５の下流で、冷媒流路は１系統に合流する。

電磁弁１７を開き、かつ、電磁弁１８を閉じると、蒸発器４のみに冷媒が流れ、蒸発器４のみにて試験空間６を冷却・除湿する。逆に、電磁弁１７を閉じ、電磁弁１８を開くと、蒸発器５のみにて試験空間６を冷却・除湿する。このように、電磁弁１７および電磁弁１８の開閉により、試験空間６を冷却・除湿する蒸発器を切替可能にしている。

このように構成された恒温恒湿装置にて、冷凍サイクル１６を運転し、試験空間６の冷却・除湿を実施する。例えば、まず電磁弁１７を開き、かつ、電磁弁１８を閉じることにより、蒸発器４にて試験空間６の冷却・除湿を実施する。蒸発器４による冷却・除湿にて、試験空間６の温湿度を維持可能な時間内（例えば８時間以内）に、電磁弁１７を閉じ、かつ、電磁弁１８を開く。これにより、試験空間６の温湿度は、蒸発器５による冷却・除湿にて所定の温湿度を維持するとともに、蒸発器４の除霜を実施する。蒸発器４の除霜後、再度、電磁弁１７を開き、かつ、電磁弁１８を閉じることで、蒸発器４にて試験空間６を冷却・除湿するとともに、蒸発器５の除霜を実施する。

上述の運転の繰返しにより、試験空間６の冷却・除湿を連続して実施できる。したがって、試験空間６の温湿度を、所定の範囲内で連続して維持可能となる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、またある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１ 送風機
２ 加熱器
３ 加湿器
４ 蒸発器
５ 蒸発器
６ 試験空間

Claims (3)

1. 試験条件の環境を作り出す試験室の冷却を行う冷凍装置と、
   前記試験室の加熱を行う加熱装置と、
   前記試験室の除湿を行う除湿装置と、
   前記試験室の加湿を行う加湿装置と、
   前記冷凍装置、前記加熱装置、前記除湿装置、又は前記加湿装置を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は前記冷凍装置、前記加熱装置、前記除湿装置、又は前記加湿装置を制御することで前記試験室を目標温度又は目標湿度とする恒温恒湿装置において、
   前記冷凍装置は、少なくとも２つの蒸発器を備えており、一方の蒸発器を用いて冷凍サイクルを構成することで前記試験室の冷却を行っている場合において、該蒸発器に着霜が生じたと判断した場合に、該蒸発器の除霜運転を開始するとともに、該蒸発器からもう一方の蒸発器に切り換えて冷凍サイクルを構成することで前記試験室の冷却を行うことを特徴とする恒温恒湿装置。
2. 請求項１に記載の恒温恒湿装置において、
   前記２つの蒸発器のそれぞれが形成する冷凍サイクルは、互いに独立したものであることを特徴とする恒温恒湿装置。
3. 請求項１に記載の恒温恒湿装置において、
   前記２つの蒸発器は並列に接続され、前記冷凍装置はこれらの蒸発器を切り替える冷媒流路切り替え機構を備えており、該冷媒流路切り替え機構により前記一方の蒸発器からもう一方の蒸発器への切り換えを行うことを特徴とする恒温恒湿装置。