JP2018077167A - Environmental test device and air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、試験室内に特定の環境を創出し、被試験物を所望の環境にさらすことができる環境試験装置に関するものである。本発明は、特に低温・高湿度の環境を作ることが要求される環境試験装置として好適である。
また本発明は、試験空間と接続されて空気を循環させ、試験空間内を特定の環境に維持する空調装置に関するものである。
The present invention relates to an environmental test apparatus capable of creating a specific environment in a test chamber and exposing a device under test to a desired environment. The present invention is particularly suitable as an environmental test apparatus that is required to create a low temperature and high humidity environment.
The present invention also relates to an air conditioner that is connected to a test space to circulate air and maintain the test space in a specific environment.
製品や部品等の性能や耐久性を調べる試験として、環境試験が知られている。環境試験は、環境試験装置と称される設備を使用して実施される。環境試験装置は、例えば高温環境や、低温環境、高湿度環境等を人工的に創出するものである。なお本明細書において、単に「湿度」という場合には相対湿度を意味する。 Environmental tests are known as tests for examining the performance and durability of products and parts. Environmental tests are performed using equipment called environmental test equipment. The environmental test apparatus artificially creates, for example, a high temperature environment, a low temperature environment, a high humidity environment, and the like. In the present specification, the simple term “humidity” means relative humidity.
環境試験装置は、空調機器を有する空調部と、被試験物を設置する試験室を有し、空調部と試験室の間で空気を循環させて試験室内を所望の目標温度と目標湿度に調節するものである。
ここで特許文献1に記載の様な通常の環境試験装置では、空調部は湿度を調整する手段として加湿装置と冷却装置を備えている(以下、通常型環境試験装置と称する)。
加湿装置は、ヒータによって水を加熱したり、超音波を利用して水の気化を促進し、空気中に含まれる水蒸気量を増加させるものである。
冷却装置は、空気を冷却することによって空気中の水蒸気を凝縮し、空気中に含まれる水蒸気量を減少させるものである。
通常型環境試験装置では、冷却装置と加湿装置の運転量を調節し、空調部から排出される空気の湿度を調節する。
The environmental test equipment has an air conditioning unit with air conditioning equipment and a test room in which the DUT is installed, and circulates air between the air conditioning unit and the test room to adjust the test chamber to the desired target temperature and target humidity. To do.
Here, in a normal environmental test apparatus as described in Patent Document 1, the air conditioning unit includes a humidifier and a cooling device as means for adjusting the humidity (hereinafter referred to as a normal environmental test apparatus).
A humidifier heats water with a heater or promotes vaporization of water using ultrasonic waves to increase the amount of water vapor contained in the air.
The cooling device condenses water vapor in the air by cooling the air and reduces the amount of water vapor contained in the air.
In the normal environmental test apparatus, the operating amounts of the cooling device and the humidifying device are adjusted, and the humidity of the air discharged from the air conditioning unit is adjusted.
これに対して特許文献2には、冷却装置を構成する冷却器(蒸発器)の表面温度を制御して、空調部から排出される空気の湿度を調節する方策が提案されている(以下、省エネ型環境試験装置と称する)。
省エネ型環境試験装置では、冷却器に、温度降下、湿度降下、湿度調整の機能を発揮させている。
省エネ型環境試験装置では、冷却器の表面温度を低下させて、空気の温度を低下させると同時に冷却器の表面に結露させる。
その後、冷却器の表面温度を上昇させて、冷却器の表面に付着した水分の一部又は全部を蒸発又は昇華させ、空気の湿度を所望の湿度に調整する。
On the other hand,
In the energy-saving environmental test equipment, the cooler exhibits functions of temperature drop, humidity drop, and humidity adjustment.
In the energy-saving environmental test equipment, the surface temperature of the cooler is lowered to reduce the temperature of the air, and at the same time, dew condensation occurs on the surface of the cooler.
Thereafter, the surface temperature of the cooler is raised to evaporate or sublimate part or all of the water adhering to the surface of the cooler, and the humidity of the air is adjusted to a desired humidity.
従来技術の環境試験装置は、低温且つ高湿度の環境を安定的に創出しにくい場合があるという課題がある。例えば、摂氏マイナス10度、湿度(相対湿度)95パーセントという様な環境を試験室内に安定して創出することが困難である場合がある。
例えば前記した通常型環境試験装置であるならば、冷却装置の冷却器(蒸発器)を通過して温度が低下した状態で試験室から戻ってきた空気に、加湿装置で気化させた水蒸気を混入し、湿度を上昇させる。
高湿度の空気は、さらに循環して再度冷却器が設置された領域を通過することとなるが、循環して戻った空気は、大量の水蒸気を含んでいる。この高湿度の空気は、冷却器の表面と接して凝縮する。また目標環境が例えば摂氏マイナス10度と言う様な低温環境であるならば、当然に冷却器の表面温度が氷点下であるから、氷点下中の水分は、冷却器表面で昇華して着霜する。
その結果、短時間の内に冷却器表面の霜が成長し、冷却器の熱交換能力が低下してしまう場合があり、低温高湿の安定した環境を維持できない場合がある。
The conventional environmental test apparatus has a problem that it may be difficult to stably create a low-temperature and high-humidity environment. For example, it may be difficult to stably create an environment such as minus 10 degrees Celsius and 95 percent humidity (relative humidity) in the test room.
For example, in the case of the normal environmental test apparatus described above, water vapor evaporated by the humidifier is mixed in the air that has passed through the cooler (evaporator) of the cooling apparatus and returned from the test room in a state where the temperature has decreased. And increase the humidity.
The high-humidity air further circulates and passes through the region where the cooler is installed again, but the air returned after circulation contains a large amount of water vapor. This high humidity air condenses in contact with the surface of the cooler. If the target environment is a low temperature environment such as minus 10 degrees Celsius, the surface temperature of the cooler is naturally below the freezing point, so that the water below the freezing point sublimates on the surface of the cooler and forms frost.
As a result, frost on the surface of the cooler grows within a short period of time, and the heat exchange capacity of the cooler may decrease, and a stable environment of low temperature and high humidity may not be maintained.
また省エネ型環境試験装置でも同様に短時間の内に霜が成長してしまう場合がある。省エネ型環境試験装置では、それ以外の理由によっても低温高湿の安定した環境を維持できない場合がある。
即ち省エネ型環境試験装置は、前記した様に冷却器の表面温度を上昇させて、冷却器の表面に付着した水分の一部又は全部を昇華させ、空気の湿度を所望の湿度に調整するものである。
従って湿度調整時においては、冷却器の表面温度を周囲の空気の露点以上に上昇させる必要がある。
Similarly, frost may grow within a short time even in an energy-saving environmental test apparatus. The energy-saving environment test equipment may not be able to maintain a stable environment of low temperature and high humidity for other reasons.
In other words, the energy-saving environmental testing device adjusts the humidity of air to a desired humidity by raising the surface temperature of the cooler and sublimating part or all of the water adhering to the surface of the cooler as described above. It is.
Therefore, when adjusting the humidity, it is necessary to raise the surface temperature of the cooler above the dew point of the surrounding air.
ところが、高湿度の環境下においては、雰囲気温度と露点温度との差が小さく、冷却器の表面温度を周囲の空気の露点以上にしてしまうと、冷却器の表面温度が雰囲気温度を超えてしまう場合があり、冷却器によって周囲の空気を温度低下させることが困難になってしまうことがある。
極端な例として目標温度が摂氏マイナス10度であり、目標湿度が100パーセントであるならば、露点は目標温度と同一の摂氏マイナス10度となる。空気と冷却器の間で熱交換し、冷却器によって空気を冷却するには、当然、冷却器の表面温度を空気の温度よりも低くしなければならない。前記した例で説明すると、冷却器の表面温度を目標温度の摂氏マイナス10度以下にしなければ、空気の温度を目標温度まで低下させることができない場合がある。
その一方で、冷却器の表面温度を目標温度の摂氏マイナス10度以下にしてしまうと、冷却器の表面で水蒸気が凝縮して空気の湿度が下がり、目標湿度を維持することが困難となる。
前述した例の様に、目標湿度が95パーセントであったとしても、露点と目標温度との差は小さい。
そのため省エネ型環境試験装置によって高湿環境を創出する場合、目標温度と冷却器の表面温度との差が小さくなり、空気側から冷却器側への熱移動が少なくならざるを得ないので、冷却器は冷却能力を発揮することが困難になる場合がある。従って、省エネ型環境試験装置を使用して、低温高湿の環境を作り、これを維持することが困難である場合がある。
However, in a high-humidity environment, the difference between the ambient temperature and the dew point is small, and if the surface temperature of the cooler exceeds the dew point of the surrounding air, the surface temperature of the cooler will exceed the ambient temperature. In some cases, it may be difficult to lower the temperature of the surrounding air by the cooler.
As an extreme example, if the target temperature is minus 10 degrees Celsius and the target humidity is 100 percent, the dew point is minus 10 degrees Celsius, which is the same as the target temperature. In order to exchange heat between the air and the cooler and cool the air by the cooler, naturally, the surface temperature of the cooler must be lower than the temperature of the air. In the example described above, the air temperature may not be lowered to the target temperature unless the surface temperature of the cooler is set to −10 degrees Celsius or less of the target temperature.
On the other hand, if the surface temperature of the cooler is set to minus 10 degrees Celsius or less of the target temperature, the water vapor is condensed on the surface of the cooler, the air humidity is lowered, and it becomes difficult to maintain the target humidity.
As in the example described above, even if the target humidity is 95%, the difference between the dew point and the target temperature is small.
Therefore, when creating a high-humidity environment with an energy-saving environmental testing device, the difference between the target temperature and the surface temperature of the cooler becomes small, and heat transfer from the air side to the cooler side must be reduced. It may be difficult for the vessel to exert its cooling capacity. Therefore, it may be difficult to create and maintain a low-temperature and high-humidity environment using an energy-saving environment test apparatus.
本発明は従来技術の上記した問題点に注目し、低温且つ高湿度の環境を創出することができ、さらにこの環境を安定的に維持することができる環境試験装置を開発することを課題とするものである。 The present invention focuses on the above-described problems of the prior art, and aims to develop an environment test apparatus that can create a low-temperature and high-humidity environment and that can stably maintain this environment. Is.
上記した課題を解決するための請求項1に記載の発明は、温度及び湿度を制御する空調機器を有する空調部と、被試験物を設置する試験室を有し、空調部と試験室の間で空気を循環させて試験室内を所望の目標温度と目標湿度に調節する環境試験装置において、空調部から試験室に供給される空気を加湿する追加加湿手段と、試験室から空調部に戻される空気を除湿する戻り空気除湿手段を有することを特徴とする環境試験装置である。 Invention of Claim 1 for solving an above-described subject has an air-conditioning part which has air-conditioning equipment which controls temperature and humidity, and a test room which installs a to-be-tested object, between an air-conditioning part and a test room In an environmental test apparatus that circulates air to adjust the test chamber to a desired target temperature and target humidity, additional humidification means for humidifying the air supplied from the air conditioning unit to the test chamber, and the test chamber returns to the air conditioning unit An environmental test apparatus comprising return air dehumidifying means for dehumidifying air.
空調部と試験室は、別体であることが望ましいが、両者が一体であってもよい。
追加加湿手段は、空調部や試験室と別体であってもよく、また追加加湿手段が空調部又は試験室に付属していてもよい。
本発明の環境試験装置は、追加加湿手段を有している。追加加湿手段は、空調部から送風される空気よりも水蒸気含有量が多い空気を導入するものである。
本発明の環境試験装置は、空調部から排出された空気を追加加湿手段で加湿して試験室に供給し、試験室内の湿度を所望の湿度に調整する。
また本発明の環境試験装置では、試験室から空調部に戻される空気を空気除湿手段で除湿することができるので、空調部内での霜の成長を抑制することができる。
It is desirable that the air conditioning unit and the test room are separate, but they may be integrated.
The additional humidification means may be separate from the air conditioning unit or the test room, and the additional humidification means may be attached to the air conditioning unit or the test room.
The environmental test apparatus of the present invention has additional humidifying means. The additional humidification means introduces air having a higher water vapor content than air blown from the air conditioning unit.
The environmental test apparatus of the present invention humidifies the air exhausted from the air conditioning unit with additional humidification means and supplies the humidified air to the test chamber, thereby adjusting the humidity in the test chamber to a desired humidity.
Moreover, in the environmental test apparatus of this invention, since the air returned from a test room to an air-conditioning part can be dehumidified with an air dehumidification means, the growth of the frost in an air-conditioning part can be suppressed.
空調部は冷却器を有し、冷却器に供給される空気の露点が冷却器の表面温度以下となる様に戻り空気除湿手段が制御されることを特徴とする請求項1に記載の環境試験装置である。 The environmental test according to claim 1, wherein the air conditioning unit has a cooler, and the return air dehumidifying means is controlled so that the dew point of the air supplied to the cooler is equal to or lower than the surface temperature of the cooler. Device.
本発明によると、空調部内で冷却器と接する空気の露点を、冷却器の表面温度以下とすることができる。
冷却器と接する空気の露点が、冷却器の表面温度以下であるならば、冷却器の表面に霜が発生しにくい。
According to the present invention, the dew point of the air in contact with the cooler in the air conditioning unit can be made equal to or lower than the surface temperature of the cooler.
If the dew point of the air in contact with the cooler is equal to or lower than the surface temperature of the cooler, frost is hardly generated on the surface of the cooler.
請求項3に記載の発明は、空調部は冷却器を有し、冷却器に供給される空気の露点が冷却器の表面温度以下となる様に追加加湿手段が制御されることを特徴とする請求項1に記載の環境試験装置である。 The invention according to claim 3 is characterized in that the air conditioning unit has a cooler, and the additional humidifying means is controlled so that the dew point of the air supplied to the cooler is not more than the surface temperature of the cooler. An environmental test apparatus according to claim 1.
本発明によっても、空調部内で冷却器と接する空気の露点を、冷却器の表面温度以下とすることができる。
冷却器と接する空気の露点が、冷却器の表面温度以下であるならば、冷却器の表面における霜の発生は少ないものとなる。
Also by this invention, the dew point of the air which contacts a cooler in an air-conditioning part can be made below into the surface temperature of a cooler.
If the dew point of the air in contact with the cooler is equal to or lower than the surface temperature of the cooler, the generation of frost on the cooler surface is reduced.
請求項4に記載の発明は、追加加湿手段、空調部から試験室に供給される空気量、空調部から試験室側に供給される空気の湿度の少なくともいずれかを制御して試験室内を所望の湿度に調整することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の環境試験装置である。 The invention according to claim 4 controls the inside of the test chamber by controlling at least one of the additional humidification means, the amount of air supplied from the air conditioning unit to the test chamber, and the humidity of the air supplied from the air conditioning unit to the test chamber. The environmental test apparatus according to claim 1, wherein the environmental test apparatus is adjusted to a predetermined humidity.
本発明によると、試験室内を所望の湿度に調整することができる。 According to the present invention, the test chamber can be adjusted to a desired humidity.
請求項5に記載の発明は、空調機器として冷却装置を有し、前記冷却装置は、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、開度を変更可能な下流側絞り手段を有し、これらが環状に接続され、冷却装置の内部に相変化する冷媒が充填されていて一連の冷凍サイクルを実現するものであり、下流側絞り手段を制御することによって蒸発器の表面温度を変化させ、空調部から試験室に供給される空気の湿度を調整することが可能であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の環境試験装置である。
The invention according to
本発明によると、消費電力を低減することができる。
本発明では、冷却装置の蒸発器が冷却器及び加湿装置として機能する。
本発明では、冷却装置の「下流側絞り手段を制御することによって蒸発器の表面温度を変化させ、試験室内の現状湿度を目標湿度に一致させる」が、もちろん膨張手段の開度調整を併用して、現状湿度を目標湿度に一致させてもよい。
本発明の環境試験装置では、下流側絞り手段を制御することによって蒸発器(冷却器)の表面温度を変化させ、試験室内の湿度を目標湿度に一致させる湿度調整機能を備えている。即ち下流側絞り手段の開度を増大させることによって蒸発器内の冷媒圧力を低下させ、蒸発器の表面温度を低下させることができる。
逆に下流側絞り手段を絞り、蒸発器内の冷媒圧力を上昇させ、蒸発器の表面温度を上昇させることができる。
本発明の環境試験装置では、蒸発器の表面で空間内の空気中に含まれる水蒸気を凝縮し、空間の湿度を低下させることができる。また空間内の空気に含まれる水蒸気の凝縮量を抑制することによって空間の湿度を維持させたり、増大させることができる。例えば空気中の水蒸気を凝縮させることなく、温度だけを低下させることにより、空気の湿度を上昇させることができる。
さらに蒸発器の表面に付着した凝縮水を再蒸発させて空間の湿度を積極的に上昇させることができる。
According to the present invention, power consumption can be reduced.
In the present invention, the evaporator of the cooling device functions as a cooler and a humidifying device.
In the present invention, the cooling device “controls the downstream throttle means to change the surface temperature of the evaporator so that the current humidity in the test chamber matches the target humidity”. Thus, the current humidity may be matched with the target humidity.
The environmental test apparatus according to the present invention has a humidity adjusting function for changing the surface temperature of the evaporator (cooler) by controlling the downstream-side throttling means so that the humidity in the test chamber matches the target humidity. That is, by increasing the opening degree of the downstream throttle means, the refrigerant pressure in the evaporator can be lowered and the surface temperature of the evaporator can be lowered.
Conversely, the downstream throttle means can be throttled, the refrigerant pressure in the evaporator can be raised, and the surface temperature of the evaporator can be raised.
In the environmental test apparatus of this invention, the water vapor | steam contained in the air in space can be condensed on the surface of an evaporator, and the humidity of space can be reduced. Further, the humidity of the space can be maintained or increased by suppressing the amount of condensation of water vapor contained in the air in the space. For example, the humidity of the air can be increased by reducing only the temperature without condensing water vapor in the air.
Further, the condensed water adhering to the surface of the evaporator can be re-evaporated to positively increase the humidity of the space.
試験室内の湿度が目標湿度よりも高い場合や、空調部から試験室側に送られる空気の湿度が高い場合には、蒸発器の表面温度を現状環境(周辺空間の今現在の環境)の露点温度以下となる様に制御して蒸発器の表面で雰囲気中に含まれる水蒸気を凝縮させることが推奨される。
逆に試験室内の湿度が目標湿度よりも低い場合や、空調部から試験室側に送られる空気の湿度が低い場合には、蒸発器の表面温度を目標環境の露点温度以上となる様に制御して蒸発器の表面に残留する水滴を気化させたり霜を昇華させ、空気の湿度を増加させることによって空調部から試験室内に送られる空気の湿度を調整することが推奨される。
If the humidity in the test room is higher than the target humidity or if the humidity of the air sent from the air-conditioning unit to the test room is high, the surface temperature of the evaporator is set to the dew point of the current environment (the current environment of the surrounding space). It is recommended that water vapor contained in the atmosphere is condensed on the surface of the evaporator by controlling the temperature to be lower than the temperature.
Conversely, when the humidity in the test chamber is lower than the target humidity, or when the humidity of the air sent from the air conditioning unit to the test chamber is low, the surface temperature of the evaporator is controlled to be equal to or higher than the dew point temperature of the target environment. Therefore, it is recommended to adjust the humidity of air sent from the air-conditioning unit to the test chamber by evaporating water droplets remaining on the surface of the evaporator or sublimating frost to increase the humidity of the air.
本発明の環境制御装置では、試験室内や空調部内の現状の湿度が目標湿度よりも高い場合には蒸発器の表面温度を現状環境の露点温度以下となる様に制御して蒸発器の表面で前記空間に含まれる水蒸気を凝縮させる。その結果、現状の湿度が低下し、目標湿度に近づく。
一方、試験室内や空調部内の現状の湿度が目標湿度よりも低い場合には蒸発器の表面温度を目標環境の露点温度以上に制御する。なお蒸発器の表面温度を目標環境の露点温度以上に制御した場合であっても、変更後の蒸発器の表面温度が現状環境の露点温度よりも低い場合には、蒸発器の表面で水蒸気が凝縮するので絶対湿度は低下する。しかしながら、蒸発器の表面温度を目標環境の露点温度以上に制御した場合には、目標環境における絶対湿度未満となることはないので、結果的に試験室内の湿度は上昇することとなる。
もちろん、変更後の蒸発器の表面温度が周囲の現状の環境の露点温度よりも高い場合には、水蒸気が凝縮することなく気温だけが低下するので、試験室内の湿度は相対的に上昇することとなる。
In the environmental control device of the present invention, when the current humidity in the test chamber or the air conditioning unit is higher than the target humidity, the surface temperature of the evaporator is controlled so as to be lower than the dew point temperature of the current environment. Water vapor contained in the space is condensed. As a result, the current humidity decreases and approaches the target humidity.
On the other hand, when the current humidity in the test chamber or the air conditioning unit is lower than the target humidity, the surface temperature of the evaporator is controlled to be equal to or higher than the dew point temperature of the target environment. Even when the surface temperature of the evaporator is controlled to be equal to or higher than the dew point temperature of the target environment, if the changed evaporator surface temperature is lower than the dew point temperature of the current environment, water vapor is generated on the surface of the evaporator. Condensation reduces absolute humidity. However, when the surface temperature of the evaporator is controlled to be equal to or higher than the dew point temperature of the target environment, the humidity in the test chamber will increase as a result because it does not become lower than the absolute humidity in the target environment.
Of course, if the surface temperature of the changed evaporator is higher than the dew point temperature of the current surrounding environment, only the air temperature will decrease without condensation of the water vapor, so the humidity in the test chamber will increase relatively. It becomes.
請求項6に記載の発明は、追加加湿手段は、外気を空調部から試験室に供給される空気に混入するものであることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の環境試験装置である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the environmental test according to any one of the first to fifth aspects, the additional humidifying means mixes the outside air into the air supplied from the air conditioning unit to the test chamber. Device.
本発明の環境試験装置によると、より高湿度の環境を作ることができる。 According to the environmental test apparatus of the present invention, a higher humidity environment can be created.
空調装置に関する発明は、試験空間に接続され、前記試験空間との間で空気を循環させて試験空間内を所望の目標温度と目標湿度に調節する空調装置において、温度及び湿度を制御する空調機器を有する空調部と、空調部から試験空間に供給される空気を加湿する追加加湿手段と、試験空間から空調部に戻される空気を除湿する戻り空気除湿手段を有することを特徴とする。 An invention relating to an air conditioner is an air conditioner that is connected to a test space and controls the temperature and humidity in an air conditioner that circulates air between the test space and adjusts the test space to a desired target temperature and target humidity. And an additional humidifying means for humidifying the air supplied from the air conditioning section to the test space, and a return air dehumidifying means for dehumidifying the air returned from the test space to the air conditioning section.
本発明の空調装置では、空調部から排出された空気を追加加湿手段で加湿して試験室に供給し、試験室内の湿度を所望の湿度に調整する。
また本発明の空調装置では、試験空間から空調部に戻される空気を空気除湿手段で除湿することができるので、空調部内での霜の成長を抑制することができる。
In the air conditioner of the present invention, the air discharged from the air conditioning unit is humidified by the additional humidification means and supplied to the test chamber, and the humidity in the test chamber is adjusted to a desired humidity.
Moreover, in the air conditioner of this invention, since the air returned from a test space to an air conditioning part can be dehumidified with an air dehumidification means, the growth of the frost in an air conditioning part can be suppressed.
本発明の環境試験装置及び空調装置によると、低温且つ高湿度の環境であって安定した環境を創出することができる。 According to the environmental test apparatus and the air conditioner of the present invention, it is possible to create a stable environment which is a low temperature and high humidity environment.
以下さらに本発明の実施形態について説明する。
本実施形態の環境試験装置1は、試験室2と、空調部50が別体であり、両者の間が循環流路5で接続されている。また本実施形態の環境試験装置1は、特有の構成として追加加湿装置65と戻り空気除湿手段88を有している。前記した空調部50と追加加湿装置65及び戻り空気除湿手段88によって、空調装置100が構成されている。
Embodiments of the present invention will be further described below.
In the environmental test apparatus 1 of the present embodiment, the
試験室2は、被試験物を設置する試験空間6を有している。試験空間6は、断熱壁7によって覆われている。
試験室2は、環境試験を行う際に、試料となる機器や部品等を配置する試験空間で、当該空間の温度を検知する試験室温度センサー30と、当該空間の湿度を検知する試験室湿度センサー31が設けられている。試験室温度センサー30は、例えば、従来公知の測温抵抗体等の温度センサーである。一方、試験室湿度センサー31は、例えば、従来公知の湿度センサーである。
また本実施形態では、試験室2内に風速センサー8も設置されている。
試験室2には、送風導入口10と、送風排出口11がある。
The
The
In the present embodiment, a wind speed sensor 8 is also installed in the
The
空調部50は、内部に空気室27と通風空間17からなる循環路が形成されている。そして通風空間17中に空調機器51が内蔵されている。空調機器51には冷却装置52の冷却器(蒸発器)12と加熱ヒータ15が含まれる。通風空間17の末端部には循環用送風機18がある。通風空間17の導入側には露点計45が設けられている。なお露点計45に代わって湿度センサーを利用してもよい。
また空調部50の空気室27内には、空調側温度センサー42と、空調側湿度センサー43が設けられている。
さらに空調部50には、試験室2側に送風する空気供給口20と、試験室2から戻された空気を空調部50内に導入する第一空気戻り口21,第二空気戻り口37を有している。本実施形態では、空気供給口20に排気用送風機16が設けられている。
The
An air conditioning
Further, the
空調部50は、循環用送風機18によって、空気室27内の空気を通風空間17内に循環させ、通風空間17に空気を通過させて、空気室27内の空気を所定の温度と湿度に調整することができる。
即ち空調部50の空気室27内には、前記した様に空調側温度センサー42と空調側湿度センサー43があり、空調側温度センサー42の検知温度と空調側湿度センサー43の検知湿度が所定の範囲となる様に空調機器51が制御される。
The
That is, as described above, the air conditioning
また空調部50は、循環流路5によって試験室2と接続されており、空調部50の第一空気戻り口21又は第二空気戻り口37から試験室2内の空気を空調部50内に導入し、空調部50内を循環する空気を排気用送風機16によって空気供給口20から試験室2側に送風する機能を有している。
The
前記した様に、空調部50の通風空間17には冷却装置52の冷却器(蒸発器)12が内蔵されている。
本実施形態で採用する冷却装置52の構造及び機能は従来のものとは異なるので詳細に説明する。
冷却装置52は、気・液間で相変化する冷媒が流れる冷媒循環回路53を備えている。冷媒循環回路53は、相変化する冷媒を圧縮して凝縮し、これを蒸発させて冷却する一連のサイクル(冷凍サイクル)を実行するもので、圧縮機33、凝縮器35、膨張弁36、冷却器(蒸発器)12、下流側絞り手段55と、それらの機器を環状に接続する冷媒循環配管56を備えた冷凍機である。
膨張弁36並びに下流側絞り手段55は、それぞれ開度を調整可能なものである。下流側絞り手段55は、通常、膨張弁として使用されている弁を流用したものであり、構造的には電子式の膨張弁と同一である。下流側絞り手段55は、信号電圧に応じて開度を変えることができる。膨張弁36についても同様であり、信号電圧に応じて開度が変わるものが使用されている。
As described above, the cooler (evaporator) 12 of the
Since the structure and function of the
The
The
また、冷却器12の上流側には、第一冷媒温度検知手段60が設けられている。第一冷媒温度検知手段60は、例えば、従来公知の熱電対や温度センサーである。第一冷媒温度検知手段60は、冷却器12に流れ込む冷媒の温度を検知できる。
一方、冷却器12の下流側には、第二冷媒温度検知手段61と、冷媒圧力検知手段62が設けられている。第二冷媒温度検知手段61は、第一冷媒温度検知手段60と同じく、従来公知の熱電対や温度センサーである。第二冷媒温度検知手段61は、冷却器12を通過した後の冷媒ガスの温度を検知できる。つまり、冷却器12の蒸発器出口温度を検知できる。
冷媒圧力検知手段62は、冷却器(蒸発器)12内の冷媒の圧力を検知するものであり、冷媒の蒸発圧力を知るための手段である。
冷媒圧力検知手段62は、例えば、従来公知の圧力センサーである。
A first refrigerant temperature detection means 60 is provided on the upstream side of the cooler 12. The first refrigerant temperature detection means 60 is, for example, a conventionally known thermocouple or temperature sensor. The first refrigerant temperature detection means 60 can detect the temperature of the refrigerant flowing into the cooler 12.
On the other hand, a second refrigerant temperature detection means 61 and a refrigerant pressure detection means 62 are provided on the downstream side of the cooler 12. Similar to the first refrigerant temperature detection means 60, the second refrigerant temperature detection means 61 is a conventionally known thermocouple or temperature sensor. The second refrigerant temperature detection means 61 can detect the temperature of the refrigerant gas after passing through the cooler 12. That is, the evaporator outlet temperature of the cooler 12 can be detected.
The refrigerant pressure detection means 62 detects the pressure of the refrigerant in the cooler (evaporator) 12 and is a means for knowing the evaporation pressure of the refrigerant.
The refrigerant
次に、本実施形態で採用する冷却装置52の作動原理について説明する。
冷媒循環回路53の圧縮機33を起動すると、気相状態の冷媒が圧縮され、凝縮器35で冷却されて、液化される。そして、その液状の冷媒は、膨張弁36を経て冷却器(蒸発器)12に入り、気化される。そして、冷却器12が冷媒により温度降下され、通風空間17を通過する空気を冷却することができる。冷却器12に流れこむ冷媒の温度は、冷却器12の上流側に設けられた第一冷媒温度検知手段60で検知される。
Next, the operation principle of the
When the
公知の通り、膨張弁36の開度が大きい状態で冷却装置52を運転すると、大量の冷媒が冷媒循環回路53を循環し、大きな冷凍能力を発揮する。本明細書では、この状態を「冷房運転」と称する。「冷房運転」においては、膨張弁36の開度が大きく開かれているので、冷却器12に流れる冷媒の量は多くなり、冷却器12の冷却能力が大きくなっている。
As is well known, when the
また膨張弁36の開度を絞った状態で、冷却装置52を運転すると、冷媒の蒸発圧力が低下し、冷却器12の表面温度が低下する。その一方で、冷媒循環回路53を循環する冷媒の量が減少し、冷凍能力は低下する。本明細書では、この状態を「除湿運転」と称する。即ち前記した「冷房運転」が実行されている状態で、膨張弁36を絞ると、膨張弁36を経て放出される冷媒は、極めて低温となる。その結果、冷却器12の表面温度が空気の露点以下まで低くなって、冷却器12の表面で空気に含まれている水蒸気が凝縮し、結露する。この時、膨張弁36の開度が絞られているので、冷却器12に流れる冷媒の量は少なくなっており、冷却器12の冷却能力が小さくなっている。
Further, when the
本実施形態の環境試験装置1では、冷却器12の下流側に下流側絞り手段55があり、下流側絞り手段55の開度を調整することで、冷却器12の出口を絞ることが可能である。前記の「冷房運転」又は「除湿運転」において、冷却器12に冷媒が注入され続けた状態で下流側絞り手段55の開度を絞ると、冷却器12内における冷媒の蒸発圧力が上昇し、冷却器12の表面の温度が上昇する。 In the environmental test apparatus 1 of this embodiment, the downstream throttle means 55 is provided downstream of the cooler 12, and the outlet of the cooler 12 can be throttled by adjusting the opening degree of the downstream throttle means 55. is there. In the “cooling operation” or “dehumidification operation”, when the opening of the downstream throttle means 55 is throttled while the refrigerant is continuously being injected into the cooler 12, the evaporation pressure of the refrigerant in the cooler 12 increases, The temperature of the surface of the cooler 12 rises.
「冷房運転」又は「除湿運転」を実行中の冷却器12の表面には、空気中の水蒸気が凝結又は凝固して、水分が付着している。この冷却器12の表面に付着した水分の一部又は全部が、冷却器12の表面の温度が上昇することで蒸発又は昇華する。その結果、通風空間17を通過する空気が加湿される。
換言すれば、冷却器12が「略加湿器」の役割を果たすものである。
本明細書では、冷却器12の表面温度を上昇させて行う加湿運転を「冷凍機による加湿運転」と称する。
Water on the surface of the cooler 12 that is executing the “cooling operation” or the “dehumidifying operation” is condensed or solidified by the water vapor in the air. Part or all of the water adhering to the surface of the cooler 12 evaporates or sublimates as the temperature of the surface of the cooler 12 rises. As a result, the air passing through the
In other words, the cooler 12 serves as a “substantially humidifier”.
In this specification, the humidification operation performed by increasing the surface temperature of the cooler 12 is referred to as “humidification operation by a refrigerator”.
本実施形態の環境試験装置1では、「冷房運転」を行うプログラムとして、冷却器12の表面温度を「目標環境の露点近傍」となる様に膨張弁36を制御する温度降下プログラムを有している。
ここで、「露点近傍」とは、目標環境の露点温度のプラスマイナス5度、より望ましくは目標環境の露点温度のプラスマイナス3度の範囲の温度である。冷却器12の表面温度は、前記した様に冷媒温度検知手段60,61及び冷媒圧力検知手段62からの検知信号に基づいて求められる。
なお前記した「目標環境の露点近傍」の温度では、冷却器12の表面温度が高すぎて冷却器12として機能しえない場合には、冷却器12として機能し得る最も高い温度に冷却器12の表面温度が制御される。
The environmental test apparatus 1 of the present embodiment has a temperature drop program for controlling the
Here, “near the dew point” is a temperature in the range of plus or minus 5 degrees of the dew point temperature of the target environment, and more preferably in the range of plus or minus 3 degrees of the dew point temperature of the target environment. The surface temperature of the cooler 12 is obtained based on the detection signals from the refrigerant temperature detection means 60 and 61 and the refrigerant pressure detection means 62 as described above.
If the surface temperature of the cooler 12 is too high to function as the cooler 12 at the above-described temperature near the dew point of the target environment, the cooler 12 reaches the highest temperature that can function as the cooler 12. The surface temperature of is controlled.
また本実施形態の環境試験装置1では、「除湿運転」を行うプログラムとして、冷却器12の表面温度を「目標環境の露点以下」となる様に膨張弁36を制御する湿度降下プログラムを有している。ここで、「露点以下」とは、目標環境の露点からマイナス20度程度までの範囲の温度である。なお「目標環境の露点以下」の温度は、少なくとも前記した「目標環境の露点近傍」の温度よりも低い。
Further, the environmental test apparatus 1 of the present embodiment has a humidity lowering program for controlling the
また本実施形態の環境試験装置1では、「冷凍機による加湿運転」を行うプログラムとして、冷却器12の表面温度を「目標環境の露点以上」となる様に、膨張弁36と下流側絞り手段55を制御する湿度調節プログラムを有している。ここで、「露点以上」とは、目標の環境の露点に対して摂氏2度から5度程度高い温度である。「目標環境の露点以上」の温度は、目標環境の温度に対して過度に高い温度となることは好ましくない。
上記した各プログラムは、制御装置40の図示しない記憶手段に記憶されている。
Further, in the environmental test apparatus 1 of the present embodiment, as a program for performing the “humidification operation by the refrigerator”, the
Each program described above is stored in a storage unit (not shown) of the
本実施形態の環境試験装置1では、特有の構成として、加湿用空気供給手段38を有している。本実施形態では、加湿用空気供給手段38は、追加加湿装置65と、加湿用配管72およびアクチェータ弁73によって構成されている。
追加加湿装置65は、筐体66内に加湿器67の加湿ノズルと加湿用送風機68を内蔵したものである。
筐体66には外気取り入れ口70と、加湿空気排出口71が設けられ、その内部に一連の空気流路41が形成されている。そして当該空気流路41に加湿器67の加湿ノズルと加湿用送風機68が配置されている。
加湿器67の構造は限定するものではないが、超音波加湿器を採用することが望ましい。
The environmental test apparatus 1 of the present embodiment has a humidifying air supply means 38 as a unique configuration. In the present embodiment, the humidifying air supply means 38 includes an
The
The
Although the structure of the
本実施形態の環境試験装置1では、前記した様に空調部50の空気供給口20と、試験室2の送風導入口10との間が往き側送風路22で接続されている。そして往き側送風路22の中途に追加加湿装置65が接続されている。より詳細には、追加加湿装置65の加湿空気排出口71と往き側送風路22の間が加湿用配管72で接続されている。また加湿用配管72の中途には、アクチェータ弁73が設けられている。アクチェータ弁73は、具体的にはモータダンパーであり開度を調整する機器である。
In the environmental test apparatus 1 of the present embodiment, the
追加加湿装置65は、外気取り入れ口70から筐体66内に空気を取り入れ、加湿器67で適度に空気を加湿する。本実施形態では、空気が一定の湿度、又は水蒸気含有量となる様に加湿器67で制御される。また加湿された空気は加湿用送風機68で加圧されて加湿空気排出口71から排出される。排出された加湿空気は、加湿用配管72を通過して往き側送風路22に供給される。即ち加湿空気は、排気用送風機16の下流側であって、試験室2に至る前の部分に供給される。なお加湿空気の供給箇所は、排気用送風機16の下流側であれば特に限定されるものではなく、排気用送風機16の吐出口の直後であってもよく、往き側送風路22の中途であってもよく、試験室2の直前であってもよい。
また試験室2内であって、試験空間6に至るまでの間に加湿空気が供給されてもよい。 排気用送風機16と空気供給口20の間が離れている場合には、空調部50内に加湿空気が供給されてもよい。
The
Further, humid air may be supplied in the
本実施形態では、追加加湿装置65の加湿空気排出口71と往き側送風路22の間にアクチェータ弁73が設けられているので、アクチェータ弁73の開度を調整することにより、加湿空気の供給量を増減することができる。
In the present embodiment, since the
また本実施形態の環境試験装置1では、もう一つの特有の構成として、戻り側送風路28が除湿送風路86とバイパス送風路97の二流路に分かれている。
バイパス送風路97と除湿送風路86の分岐部には切り替え手段26が設けられている。切り替え手段26はモーター弁である。切り替え手段26は三方切り替えの切り替え弁や切り替えダンバーである。
バイパス送風路97は除湿送風路86内の機器を経ることなく送風を空調部50に戻すための流路であり、単なるダクトである。バイパス送風路97は、空調部50の第二空気戻り口37に接続されている。本実施形態では、第二空気戻り口37は、空調部50の空気室27内に開いている。
Moreover, in the environmental test apparatus 1 of this embodiment, the return
Switching means 26 is provided at a branch portion between the
The
除湿送風路86は、前記した切り替え手段26を基端として分岐された流路であり、気・気熱交換器87と、戻り空気除湿手段88が設けられている。
除湿送風路86を構成する流路は、空調部50の第一空気戻り口21に接続されている。本実施形態では、第一空気戻り口21は、空調部50の通風空間17内に開いている。即ち戻り側送風路28の中途から、切り替え手段26によって除湿送風路86が分岐され、気・気熱交換器87と、戻り空気除湿手段88がこの順序に設けられて、空調部50の通風空間17に接続されている。
The dehumidifying
The flow path that constitutes the dehumidifying
戻り空気除湿手段88は、例えば公知のロータリー型のデシカント除湿装置であり、吸着式乾燥装置である。
戻り空気除湿手段88は、除湿目的の空気を通過させる主流路91と、デシカントローターの中に内蔵された湿気吸着材を乾燥させるための熱風を通過させる補助流路92がある。
戻り側送風路28は、切り替え手段26を経て気・気熱交換器87の二次側流路101を通過し、戻り空気除湿手段88の主流路91に接続されている。また戻り空気除湿手段88の主流路91の吐出側は、空調部50の空気戻り口21に接続されている。
The return air dehumidifying means 88 is, for example, a known rotary type desiccant dehumidifying device, and is an adsorption-type drying device.
The return air dehumidifying means 88 includes a
The return
戻り空気除湿手段88の補助流路92は、導入側が図示しない熱風供給装置に接続されており、吐出側は気・気熱交換器87の一次側流路102に接続されている。
また戻り側送風路28には、前記した様に除湿送風路86をバイパスするバイパス送風路97が設けられている。
The
The return
本実施形態の環境試験装置1では、温度・湿度制御装置77を有している。なお図1においては、温度・湿度制御装置77は、制御装置40とは別の位置に図示されているが、温度・湿度制御装置77は制御装置40の一部であってもよい。
温度・湿度制御装置77は、PID制御を行う制御装置である。本実施形態の環境試験装置1では、試験室2に設けられた試験室温度センサー30と、試験室湿度センサー31の信号が温度・湿度制御装置77に入力されている。
The environmental test apparatus 1 according to the present embodiment includes a temperature /
The temperature /
また本実施形態では、前記した様に空調部50側にも空調側温度センサー42と空調側湿度センサー43があり、空調側温度センサー42の検知温度と空調側湿度センサー43の検知湿度についても温度・湿度制御装置77に入力されている。
一方、温度・湿度制御装置77から制御信号が出力され、当該制御信号によって、空調部50の空調機器51が制御される。
In this embodiment, the air conditioning
On the other hand, a control signal is output from the temperature /
なお本実施形態では、空調部50の空気室27内の温度は、空調側温度センサー42の検知温度をフィードバックして制御され、空調側温度センサー42の検知温度が設定温度となる様に制御される。また試験室2に設けられた試験室温度センサー30の検知温度によって、空調部50の空気室27の設定温度が補正される。
空調部50の空気室27内の湿度は、原則的に空調部50側の空調側湿度センサー43の検知湿度を優先して制御され、空調部50側の空調側湿度センサー43の検知湿度が設定湿度(試験室2の目標環境の湿度)に近い値となる様に制御される。
本実施形態では、空調部50内の湿度は、設定湿度と一致することを目標とせず、あくまでも設定湿度に近い湿度となる様に制御される。
ただし、設定湿度が低く、追加加湿装置65を機能させなくても設定湿度を維持することができる場合には、空調部50内の湿度は、試験室2内の試験室湿度センサー31の検知湿度が設定湿度と一致する様に空調部50の空気室27内の湿度が制御される。
In the present embodiment, the temperature in the
In principle, the humidity in the
In the present embodiment, the humidity in the air-
However, when the set humidity is low and the set humidity can be maintained without causing the
また温度・湿度制御装置77によって追加加湿装置65と往き側送風路22の間に設けられたアクチェータ弁73が制御される。
Further, an
本実施形態では、さらに空調部50に設けられた露点計45の信号が温度・湿度制御装置77に入力されている。
また温度・湿度制御装置77から制御信号が出力され、当該制御信号によって、戻り空気除湿手段88等が制御される。
本実施形態では、試験室2側から空調部50に戻される空気の露点温度、即ち冷却器12に供給される空気の露点が冷却器12の表面温度以下となる様に戻り空気除湿手段88が制御される。
In the present embodiment, the signal of the
Further, a control signal is output from the temperature /
In the present embodiment, the return air dehumidifying means 88 is set so that the dew point temperature of the air returned from the
前記した様に、温度・湿度制御装置77から制御信号が出力され、当該制御信号によって、空調部50の空調機器51が制御される。即ち試験室2に設けられた試験室温度センサー30、試験室湿度センサー31、空調側温度センサー42、空調側湿度センサー43の検知情報が、温度・湿度制御装置77によって空調機器51にフィードバックされ、冷却器(蒸発器)12と加熱ヒータ15が制御される。
また温度・湿度制御装置77によって追加加湿装置65と往き側送風路22の間に設けられたアクチェータ弁73が制御される。
さらに温度・湿度制御装置77によって戻り空気除湿手段88等が制御される。
As described above, the control signal is output from the temperature /
Further, an
Further, the return air dehumidifying means 88 and the like are controlled by the temperature /
次に本実施形態の環境試験装置1の機能について説明する。
本実施形態の環境試験装置1では、一般空調制御と、追加加湿空調制御を行うことができる。
本実施形態の環境試験装置1では、一般空調制御を行う場合であっても追加加湿空調制御を行う場合であっても、冷却装置52と加熱ヒータ15の双方を駆動し、両者を平衡させて試験室2内の温度を調節する。
一般空調制御は、従来の省エネ型環境試験装置と同様の制御方式であり、試験室2に設けられた試験室温度センサー30と試験室湿度センサー31の検知信号を空調部50の空調機器51にフィードバックするものである。湿度制御に注目すると、一般空調制御においては、試験室2内の湿度が設定湿度となる様に、空調機器51内の冷却装置52が運転される。
Next, functions of the environmental test apparatus 1 of the present embodiment will be described.
In the environmental test apparatus 1 of this embodiment, general air conditioning control and additional humidification air conditioning control can be performed.
In the environmental test apparatus 1 of the present embodiment, both the
The general air conditioning control is a control method similar to that of the conventional energy-saving environmental test apparatus, and the detection signals of the test
また本実施形態の環境試験装置1では、一般空調制御の際に、「冷凍機による加湿運転」を行うこともできる。 Moreover, in the environmental test apparatus 1 of this embodiment, the "humidification operation by a refrigerator" can also be performed during general air conditioning control.
追加加湿空調制御は、試験室2の設定温度が低く、且つ設定湿度が高湿度である場合に好ましく実施される制御方法である。追加加湿空調制御では、空調部50で中程度の湿度又は高湿度の空気を作り、さらに追加加湿装置65で作られた高湿度の空気を混入してより高い湿度にして空気を試験室2に供給する。
前記した様に、本実施形態の環境試験装置1は、加湿装置を持たず、冷凍機によって湿度を調節する。
本実施形態の環境試験装置1は、「冷凍機による加湿運転」を行うこともできるが、目標環境の湿度が高い場合には、冷却器12の表面温度と、周囲の温度との差が小さくなり、冷却器12の冷却機能が阻害されてしまう。
そこで本実施形態では、目標環境の湿度が高い場合には、追加加湿装置65で作られた高湿度の空気を混入して湿度を高め、その空気を試験室2に供給する。
The additional humidification air conditioning control is a control method that is preferably performed when the set temperature of the
As described above, the environmental test apparatus 1 of the present embodiment does not have a humidifier and adjusts the humidity with a refrigerator.
Although the environmental test apparatus 1 of this embodiment can also perform "humidification operation with a refrigerator", when the humidity of the target environment is high, the difference between the surface temperature of the cooler 12 and the ambient temperature is small. Thus, the cooling function of the cooler 12 is hindered.
Therefore, in the present embodiment, when the humidity of the target environment is high, high humidity air produced by the
ここで目標環境が、低温環境である場合、目標の湿度が高湿度であったとしても、空気中に含まれる水蒸気量は少ない。
一方、外気は、湿度(相対湿度)は低いものの、気温が空調部50から排出される空気の温度よりも高いので、飽和水蒸気量が多く、水蒸気含有量は多い。外気は、相対湿度は空調部50から排出される空気よりも低いが、絶対湿度は空調部50から排出される空気よりも高い。
本実施形態では、追加加湿装置65は、筐体66内に外気を導入し、加湿器67で外気を加湿して排出する。
そのため追加加湿装置65から排出される空気は、空調部50から排出される空気に比べて、水蒸気含有量が著しく多い。
追加加湿空調制御では、追加加湿装置65で作られた高湿度の空気(水蒸気分圧が高い空気)を、空調部50から排出された空気に混入するので、空気が保有する水蒸気量が増加し、空調部50から排出された空気の湿度が上昇する。そして湿度が高められた空気が、試験室2に供給される。
Here, when the target environment is a low temperature environment, the amount of water vapor contained in the air is small even if the target humidity is high.
On the other hand, although the outside air has a low humidity (relative humidity), the air temperature is higher than the temperature of the air discharged from the air-
In the present embodiment, the
Therefore, the air discharged from the
In the additional humidification air-conditioning control, high-humidity air (air having a high water vapor partial pressure) produced by the
また本実施形態では、追加加湿空調制御が実行される際には、戻り空気除湿手段88を機能させ、追加加湿装置65で追加された水蒸気に相当する水蒸気を戻り空気除湿手段88で除去した状態にして、空調部50に戻す。
即ち追加加湿空調制御が実行されると、これに付随して戻り空気除湿運転が行われる。戻り空気除湿運転では、戻り側送風路28の切り替え手段26を除湿送風路86側に開いて戻り側送風路28の本流たる除湿送風路86を開き、バイパス送風路97を閉じる。
In the present embodiment, when the additional humidification air conditioning control is executed, the return air dehumidifying means 88 is made to function, and the water vapor corresponding to the water vapor added by the
That is, when additional humidification air conditioning control is executed, a return air dehumidifying operation is performed accompanying this. In the return air dehumidifying operation, the switching means 26 of the return
空調部50から排出されて試験室2に供給された空気は、試験室2の送風排出口11から排出され、除湿送風路86を流れる。
除湿送風路86に導入された空気は、気・気熱交換器87の二次側流路101を通過し、気・気熱交換器87の一次側流路102を流れる熱風と熱交換されて昇温される。
即ち除湿送風路86に設けられた戻り空気除湿手段88は、ロータリー型のデシカント除湿装置であり、内蔵された湿気吸着材を乾燥させる必要から内部に熱風を通過させる。本実施形態では、その廃熱を気・気熱交換器87の一次側流路102に流し、試験室2から排出されて戻り空気除湿手段88に導入される空気を加熱する。
The air discharged from the
The air introduced into the dehumidifying
That is, the return air dehumidifying means 88 provided in the
そのため仮に試験室2内の温度が低温であり、除湿送風路86に導入される空気の温度が低い場合であっても、戻り空気除湿手段88に導入される空気の温度が高められる。本実施形態では、気・気熱交換器87を通過して昇温された空気が戻り空気除湿手段88に導入される。そのため、戻り空気除湿手段88に供給される空気の温度が過度に低温となることはなく、戻り空気除湿手段88を傷めない。
Therefore, even if the temperature in the
戻り空気除湿手段88では、試験室2から排出された空気が除湿される。ここで戻り空気除湿手段88は、吸着式の除湿装置であるから、空気中の水蒸気が除去され、空気の露点温度そのものが低下する。
本実施形態では、空調部50に導入される空気の露点が露点計45によって監視されており、この露点が、冷却器12の表面温度以下となる様に戻り空気除湿手段88が制御される。
The return air dehumidifying means 88 dehumidifies the air discharged from the
In the present embodiment, the dew point of the air introduced into the
戻り空気除湿手段88を通過した空気は、空調部50に戻され、直ちに通風空間17に導入されて冷却器12に供給されるが、冷却器12と接する空気の露点は冷却器12の表面温度よりも低いので、冷却器12に結露や霜が生じにくい。
そのため冷却器12の表面における霜の成長が抑制され、冷却器12は長期間に渡って冷却能力を維持することができる。
The air that has passed through the return air dehumidifying means 88 is returned to the
Therefore, the growth of frost on the surface of the cooler 12 is suppressed, and the cooler 12 can maintain the cooling capacity for a long time.
次に、本実施形態の環境試験装置1の運転初期の動作を図2のフローチャートを参照しつつ説明する。図2のフローチャートの動作を実行する動作プログラムは、制御装置40の記憶手段に記憶されており、一連の動作が自動的に実行される。
Next, an initial operation of the environmental test apparatus 1 according to the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG. The operation program for executing the operation of the flowchart of FIG. 2 is stored in the storage means of the
フローチャートのステップ1で環境試験装置1の運転が開始されたことが確認されると、ステップ2に移行し、試験室2の目標温度の設定値と、目標湿度の設定値が確認される。設定温度が低く、且つ設定湿度が高い場合には、追加加湿空調制御を含む制御方法で環境試験装置1が制御される。一方、例えば設定温度が高い様な場合には、ステップ16に移行し、他の制御方法で環境試験装置1が制御される。
When it is confirmed in step 1 of the flowchart that the operation of the environmental test apparatus 1 has been started, the process proceeds to step 2 where the set value of the target temperature and the set value of the target humidity in the
設定温度が低く、且つ設定湿度が高い場合には、ステップ3に移行し、温度降下プログラムが実行される。即ち冷却器12の表面温度を「目標環境の露点近傍」となる様に膨張弁36を制御する。
その結果、冷却器12の表面温度が「目標環境の露点近傍」となる。温度降下プログラムでは、冷却器12の表面温度を目標環境の露点近傍となる様に制御しているので、試験室2内の絶対湿度(水蒸気濃度、水蒸気分圧)を過度に低下させることがない。即ち目標環境の露点は、当然に初期の環境における温度よりも低い。そのため、冷却器の表面温度を目標環境の露点近傍となる様に制御することによって、試験室2の温度を低下させることができる。また冷却器12の表面温度は、目標環境の露点近傍であるため、冷却器12の表面における水蒸気の凝縮が少なく、試験室2内の水蒸気濃度を過度に低下させることはない。
また冷却器12の表面における水蒸気の凝縮が少ないので、霜付きも少なく、連続運転を行う妨げになりにくい。
If the set temperature is low and the set humidity is high, the process proceeds to step 3 and the temperature drop program is executed. That is, the
As a result, the surface temperature of the cooler 12 becomes “near the dew point of the target environment”. In the temperature drop program, the surface temperature of the cooler 12 is controlled to be close to the dew point of the target environment, so that the absolute humidity (water vapor concentration, water vapor partial pressure) in the
Moreover, since there is little condensation of the water vapor | steam on the surface of the cooler 12, there is also little frost formation and it is hard to become a hindrance to performing a continuous operation.
なお設定温度が低く、且つ設定湿度が高い場合、露点温度は設定温度に近いものとなる。例えば設定湿度が100%であるならば、露点温度は設定温度に一致する。そのため露点温度を基準とするのではなく、単に設定温度に対して数度、低い温度となる様に冷却器12の表面温度を制御してもよい。例えば、冷却器12の表面温度が、設定温度に対して摂氏1度から4度程度低い温度となる様に制御してもよい。 When the set temperature is low and the set humidity is high, the dew point temperature is close to the set temperature. For example, if the set humidity is 100%, the dew point temperature matches the set temperature. Therefore, instead of using the dew point temperature as a reference, the surface temperature of the cooler 12 may be controlled so that the temperature is simply a few degrees lower than the set temperature. For example, the surface temperature of the cooler 12 may be controlled to be a temperature that is about 1 to 4 degrees Celsius lower than the set temperature.
続いてステップ4に移行し、加熱ヒータ15に通電する。ステップ4で起動された加熱ヒータ15は、出力に下限がある。即ち加熱ヒータ15の出力は、例えば加熱ヒータ15の実出力が加熱ヒータ15の能力に対して10パーセント以上の出力となる様に制御される。即ち加熱ヒータ15の稼働率が10パーセント以上の出力となる様に制御される。
本実施形態では、加熱ヒータ15の実出力を加熱ヒータ15の能力を基準として一定値としたが、電力量で規定してもよい。また冷却装置52の実出力と比較し、加熱ヒータ15の実出力を冷却装置52の実出力の数パーセントを相殺するだけの出力としてもよい。
Subsequently, the routine proceeds to step 4 where the
In the present embodiment, the actual output of the
通常型環境試験装置でも、冷却装置52で空気の温度をやや過剰に低下させ、加熱ヒータ15で空気を加熱して空気の温度を設定温度に微調整しているが、本工程では、通常の制御で実行される加熱ヒータ15の出力よりも大きい出力で加熱ヒータ15が駆動される。
前記した様に、一般空調制御を行う場合、冷却装置52と加熱ヒータ15の双方を駆動し、両者を平衡させて試験室2内の温度を調節する制御が行われる。本工程では、加熱ヒータ15の出力に下限があり、一定以上の発熱があるので、これを相殺するために冷却装置52はより大出力で駆動される。
即ち本実施形態の環境試験装置1では、試験室温度センサー30の検知情報が、温度・湿度制御装置77によって空調機器51にフィードバックされ、冷却装置52が制御されるので、加熱ヒータ15の出力を従来よりも高めると、冷却装置52の出力もこれに追従して増加する。
Even in the normal type environmental test apparatus, the temperature of the air is slightly reduced by the cooling
As described above, when performing general air conditioning control, both the
That is, in the environmental test apparatus 1 of this embodiment, the detection information of the test
そしてステップ5で試験室2内の温度が設定温度となることを待つ。
ステップ5で試験室2内の温度が設定温度に至ったことが確認されると、ステップ6に移行し、そのときの加熱ヒータ15の稼働率が加熱ヒータ15の能力に対して10パーセント以上であるか否かが確認される。
加熱ヒータ15の稼働率が加熱ヒータ15の能力に対して10パーセント以上であるならば、ステップ7に移行し、制御方法のプログラムが、湿度調節プログラムに切り替えられ、「冷凍機による加湿運転」が行われる。その結果、冷却器12の表面温度が「目標環境の露点以上」となる様に、膨張弁36と下流側絞り手段55が制御される。本実施形態では、目標環境は設定された環境である。
またこの冷却器12の表面に付着した水分の一部又は全部が、冷却器12の表面の温度が上昇することで蒸発又は昇華する。その結果、通風空間17を通過する空気が加湿される。
In
When it is confirmed in
If the operating rate of the
Further, a part or all of the water adhering to the surface of the cooler 12 evaporates or sublimates as the temperature of the surface of the cooler 12 rises. As a result, the air passing through the
そしてステップ8で試験室2内の温度が設定温度を維持していることが確認される。試験室2内の温度が設定温度を維持していれば、ステップ9に移行し、タイマーの計時が開始される。このタイマーは、試験室2内の環境や各機器の動作が安定することを待つための時間を計時するものであり、1分から5分程度の時間を計時する。
なお試験室2内の温度が設定温度を維持していなければ、ステップ3に戻り、前述した工程を再度実行する。
ステップ10でタイマーの計時が完了したことが確認されれば、ステップ11に移行して試験室2内の温度が設定温度を維持していることが確認される。
なお試験室2内の温度が設定温度を維持していなければ、ステップ3に戻り、前述した工程を再度実行する。
In step 8, it is confirmed that the temperature in the
If the temperature in the
If it is confirmed in
If the temperature in the
次にステップ12に移行し、試験室2内の湿度が設定湿度以下であることが確認される。仮に試験室2内の湿度が設定湿度を超えているならば、これ以上、加湿する必要はないから、ステップ14に移行し、以後は通常の制御が実行される。
Next, it transfers to step 12 and it is confirmed that the humidity in the
一方、試験室2内の湿度が設定湿度以下であるならば、試験室2に供給される空気をさらに加湿する必要があるので、ステップ13に移行し、追加加湿空調制御が実施される。またこれに付随して戻り空気除湿運転が行われる。
追加加湿空調制御を行う際には、空調部50の空気室27内の湿度は、空調部50側の空調側湿度センサー43の検知湿度を優先して制御され、空調部50側の空調側湿度センサー43の検知湿度が設定湿度(試験室2の目標環境の湿度)に近い一定湿度となる様に制御される。
即ち追加加湿空調制御を行う際には、原則的に空調部50の空気室27内の湿度を一定値に保ち、空調部50から排出された空気に高湿度(水蒸気分圧が高く絶対湿度が高い)空気を混入することによって試験室2内の湿度を調整する。
具体的には、空調部50内で一定湿度の空気を調整して循環させ、循環中の空気を取り出して試験室2側に送風する。そして追加加湿装置65で作られた高湿度の空気を往き側送風路22を通過する空気に混入する。
On the other hand, if the humidity in the
When performing additional humidification air conditioning control, the humidity in the
That is, when performing additional humidification air conditioning control, in principle, the humidity in the
Specifically, air of constant humidity is adjusted and circulated in the
ここで、追加加湿空調制御を実行することによって往き側送風路22を通過する空気に混入される空気は、加湿空気であって空調部50から排出される空気に比べて水蒸気含有量が著しく多い。そのため往き側送風路22を通過する空気は、加湿空気の混入によって湿度が上昇する。
また追加加湿空調制御時においては、試験室湿度センサー31の検知湿度が、温度・湿度制御装置77によってアクチェータ弁73にフィードバックされ、試験室湿度センサー31の検知湿度が、設定湿度となる様にアクチェータ弁73の開度がPID制御される。
そのため試験室2内の湿度は、設定湿度に収斂する。
追加加湿空調制御によって、往き側送風路22に流れる空気に水蒸気が追加されるが、同時に戻り空気除湿運転が行われるので、追加した水蒸気が戻り空気除湿手段88で除去され、冷却器12の着霜が抑制される。
Here, the air mixed into the air passing through the
During the additional humidification air conditioning control, the detected humidity of the test
Therefore, the humidity in the
By additional humidification air conditioning control, water vapor is added to the air flowing in the
追加加湿空調制御を実行することによって往き側送風路22を通過する空気に混入される加湿空気は、空調部50から排出される空気に比べて温度が高い。そのため往き側送風路22を通過する空気は、加湿された空気の混入によって温度が上昇する。
しかしながら、本実施形態では、追加加湿空調制御時においても、試験室温度センサー30の検知情報が、温度・湿度制御装置77によって空調機器51にフィードバックされ、空調部50の目標温度が補正される。
The humidified air mixed in the air passing through the
However, in the present embodiment, even during the additional humidification air conditioning control, the detection information of the test
ここで前記したステップ4で加熱ヒータ15に通電され、且つ加熱ヒータ15の出力は、通常の場合よりも高く維持されていた。
追加加湿空調制御では、加熱ヒータ15の出力の下限は解消され、加熱ヒータ15の制御は通常の制御に戻される。
前記した様に、本実施形態では、追加加湿空調制御時においても、冷却装置52と加熱ヒータ15の双方を駆動し、両者を平衡させて試験室2内の温度を調節する制御が行われる。そのため試験室温度センサー30の検知情報が、温度・湿度制御装置77によって空調機器51にフィードバックされ、加熱ヒータ15の出力が低下され、往き側送風路22を通過する空気の温度上昇が抑制される。
また追加加湿空調制御に至る前は、加熱ヒータ15の発熱量がやや過剰となる様に制御されていたから、加熱ヒータ15の出力には十分な下げしろが確保されており、加熱ヒータ15の出力を低下するだけで、往き側送風路22を通過する空気の温度を設定温度に維持することができる。
Here, in step 4 described above, the
In the additional humidification air conditioning control, the lower limit of the output of the
As described above, in the present embodiment, even during the additional humidification air conditioning control, both the
Prior to the additional humidification air-conditioning control, the heating value of the
加熱ヒータ15の応答速度は、冷却装置52の応答速度よりも早いので、追加加湿装置65から往き側送風路22を通過する空気に供給される熱エネルギーは、加熱ヒータ15の出力を低下させることによって相殺され、試験室2に供給される空気の温度は、設定温度に維持される。また試験室2に供給される空気の湿度についても設定湿度に維持される。
Since the response speed of the
以上説明した実施形態では、アクチェータ弁73の開度を調節することにより、追加加湿装置65から排気用送風機16の下流側に供給する水蒸気量を制御する構成を採用した。即ち先の実施形態では、加湿空気の量を増減することによって排気用送風機16の下流側に供給する水蒸気量を制御した。しかしながら本発明は、この構成に限定されるものではない。
例えば、追加加湿装置65に内蔵された加湿器67の出力を増減して排気用送風機16の下流側に供給する水蒸気量を制御してもよい。この方策は、加湿空気の水蒸気濃度を調節することにより、排気用送風機16の下流側に供給する水蒸気量を制御するものである。
また追加加湿装置65に内蔵された加湿用送風機68の回転数を増減して排気用送風機16の下流側に供給する水蒸気量を制御してもよい。
In the embodiment described above, a configuration is adopted in which the amount of water vapor supplied from the
For example, the amount of steam supplied to the downstream side of the
Further, the amount of steam supplied to the downstream side of the
以上説明した実施形態では、戻り空気除湿手段88を制御することによって冷却器12に供給される空気の露点が冷却器12の表面温度以下となる様に調節しているが、これに代わって、追加加湿装置65を制御して冷却器12に供給される空気の露点が冷却器12の表面温度以下となる様に調節してもよい。
例えば戻り空気除湿手段88の運転量を一定、または一定の範囲に制限する。そして露点計45によって空調部50に戻される空気の露点を監視し、露点が上昇すれば追加加湿装置65の運転量を抑制する。
In the embodiment described above, the return air dehumidifying means 88 is controlled to adjust the dew point of the air supplied to the cooler 12 to be equal to or lower than the surface temperature of the cooler 12, but instead, The
For example, the operation amount of the return air dehumidifying means 88 is limited to a fixed value or a fixed range. And the dew point of the air returned to the air-
試験室2内の湿度を調整する手段としては、前記した様に追加加湿装置65を制御して追加される水蒸気量や、追加される空気量を調節することによって行うことができる。
もちろん、「冷凍機による加湿運転」によって空調部50から試験室2側に供給される空気の湿度を増減することによっても試験室2内の湿度を調整することができる。
さらに空調部50から試験室2側に供給される空気の量を増減し、追加加湿装置65から供給される空気との混合割合を変えても試験室2内の湿度を調整することができる。
As described above, the means for adjusting the humidity in the
Of course, the humidity in the
Furthermore, the humidity in the
上記した実施形態では、空調部50の空気供給口20側に排気用送風機16が設けられ、空調部50の空気を加圧付勢して試験室2側に供給する押し込み方式を採用したが、空気戻り口21,37側に吸引用送風機を設け、負圧によって試験室2側から空調部50側に空気を引き込んでもよい。
In the above-described embodiment, the
また図3に示す環境試験装置1’の様な流路構成であってもよい。図3に示す環境試験装置1’は送風機の位置を除いて前記した実施形態と同一であるから、同一の部材に同一の番号を付して重複した説明を省略する。 Moreover, a flow path structure like the environmental test apparatus 1 'shown in FIG. 3 may be used. Since the environmental test apparatus 1 'shown in FIG. 3 is the same as the above-described embodiment except for the position of the blower, the same reference numerals are assigned to the same members, and duplicate descriptions are omitted.
また上記した実施形態では、戻り側送風路28を除湿送風路86とバイパス送風路97の二流路に分岐し、除湿送風路86を空調部50の通風空間17内に開き、バイパス送風路97を空調部50の空気室27内に開いた。
しかしながら本発明はこの構成に限定するものではなく、図7,8,9に示す環境試験装置110,111,112の様に除湿送風路86とバイパス送風路97の末端を外部で合流して空調部50に接続してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the return
However, the present invention is not limited to this configuration, and air conditioning is performed by joining the ends of the
図7,8,9に示す環境試験装置110,111,112は流路構成を除いて前記した実施形態の環境試験装置1と同一であるから、同一の部材に同一の番号を付して重複した説明を省略する。
図7,8に示す環境試験装置110,111では、三方切り替えの切り替え手段26に代わって開閉弁や開閉ダンバー等の開閉手段90,98が採用されている。
図7,8に示す環境試験装置110,111では、除湿送風路86とバイパス送風路97の末端を外部で合流して空調部50の通風空間17に接続している。
図9に示す環境試験装置112では、除湿送風路86とバイパス送風路97の末端を外部で合流して空調部50の空気室27に接続している。
Since the
In the
In the
In the
図1、図3の環境試験装置1,1’においては、切り替え手段26によって空気が流れる流路をバイパス送風路97と除湿送風路86のいずれかに切り替える。また図7,8に示す環境試験装置110,111においては、開閉手段90,98によって空気が流れる流路をバイパス送風路97と除湿送風路86のいずれかに切り替える。
上記した各実施形態では、流路切り替えは、バイパス送風路97と除湿送風路86のいずれか一方に全送風量を流し、他方の流路を閉塞することとしている。しかしながら本発明はこの構成に限定されるものではなく、複数の流路に送風を振り分けてもよい。
例えば、切り替え手段26や開閉手段90,98を半開状態とし、バイパス送風路97と除湿送風路86にそれぞれ全送風量の50パーセントずつを流してもよい。或いは、一方を60パーセント、他方を40パーセントという様に、送風量に差を設けてもよい。
この様に、バイパス送風路97と除湿送風路86に流れる送風量を流量比制御することも推奨される。
In the environmental test apparatuses 1 and 1 ′ in FIGS. 1 and 3, the flow path through which air flows is switched by the switching means 26 to either the
In each of the above-described embodiments, the flow path switching is such that the entire air flow is passed through one of the
For example, the switching means 26 and the opening / closing means 90 and 98 may be in a half-open state, and 50% of the total air flow may be allowed to flow through the
In this way, it is also recommended to control the flow rate of the airflow flowing through the
上記した実施形態では、空調部50は、内部に空気室27と通風空間17からなる循環路を有し、空調部50で空気を循環させる構造を採用したが、本発明は、この構成に限定されるものではなく、例えば図4,5,6の様な、通過型の空調部を有する空調部81,105,96であってもよい。
In the above-described embodiment, the
以上説明した実施形態では、追加加湿装置65は、試験室2及び空調部50とは別個の装置であるが、例えば図4の様に追加加湿装置80が空調部81に内蔵されていてもよい。
図4に示す構成では、空調部81の筐体内に小部屋82が設けられ、その小部屋82の中に加湿器67と加湿用送風機68が内蔵されている。
加湿用送風機68の吐出側は排気用送風機16の吐出側に接続されている。加湿用送風機68の吐出側にはアクチェータ付きのダンバー83が設けられており、ダンバー83を開閉することにより、排気用送風機16の下流側に供給する水蒸気量が制御される。
また追加加湿装置80を試験室2側に設けてもよい(図示せず)。
In the embodiment described above, the
In the configuration shown in FIG. 4, a
The discharge side of the humidifying
Further, an
以上説明した実施形態では、試験室2と空調部50が別体であるが、図5に示す環境試験装置85の様に試験室2と空調部105が一体であってもよい。
環境試験装置85では、試験室2の下部に空調機器51が内蔵されている。そして加湿用送風機68の吐出側は排気用送風機16の吐出側に接続されている。環境試験装置85の各機器の説明は、先の実施形態と同一の機器に同一の番号を付して詳細な説明を省略する。
In the embodiment described above, the
In the
以上説明した実施形態では、排気用送風機16の下流側に加湿空気を供給したが、図6に示す空調部96で採用する循環用送風機94の様に、吹き出し口29が長い場合には、循環用送風機94の吹き出し口29に横孔99を設けて加湿用配管72を接続し、循環用送風機94内に加湿空気を供給してもよい。即ち循環用送風機94の吐出側に直接、加湿空気を導入してもよい。
In the embodiment described above, humidified air is supplied to the downstream side of the
以上説明した実施形態では、追加加湿装置65に加湿器67が内蔵されているが、加湿器67は必須ではない。即ち、外気を加湿することなく、直接空調部50の下流側に供給する構成であってもよい。
また 以上説明した実施形態は、いずれも省エネ型環境試験装置に本発明を適用したものであるが、通常型環境試験装置の様な加湿装置を有する環境試験装置に本発明を採用してもよい。
In the embodiment described above, the
In the above-described embodiments, the present invention is applied to an energy-saving environmental test apparatus. However, the present invention may be applied to an environmental test apparatus having a humidifier such as a normal environmental test apparatus. .
以上説明した実施形態では、戻り空気除湿手段88としてロータリー型のデシカント除湿装置を使用したが、他の乾式除湿装置であってもよい。また冷凍機等によって除湿を行うものであってもよい。
In the embodiment described above, a rotary desiccant dehumidifier is used as the
1,1’,85,110,111,112 環境試験装置
2 試験室
5 循環流路
12 冷却器(蒸発器)
50,81,105,96 空調部
51 空調機器
52 冷却装置
55 下流側絞り手段
65,80 追加加湿装置
68 加湿用送風機
86 除湿送風路
87 気・気熱交換器
88 戻り空気除湿手段
100 空調装置
1, 1 ', 85, 110, 111, 112
50, 81, 105, 96 Air-
Claims (7)
空調部から試験室に供給される空気を加湿する追加加湿手段と、試験室から空調部に戻される空気を除湿する戻り空気除湿手段を有することを特徴とする環境試験装置。 It has an air-conditioning unit with air-conditioning equipment that controls temperature and humidity, and a test room in which the DUT is installed, and circulates air between the air-conditioning unit and the test room to bring the test chamber to the desired target temperature and target humidity. In the environmental test equipment to be adjusted,
An environmental test apparatus comprising: an additional humidifying unit that humidifies air supplied from the air conditioning unit to the test chamber; and a return air dehumidifying unit that dehumidifies air returned from the test chamber to the air conditioning unit.
前記冷却装置は、圧縮機と、凝縮器と、膨張手段と、蒸発器と、開度を変更可能な下流側絞り手段を有し、これらが環状に接続され、冷却装置の内部に相変化する冷媒が充填されていて一連の冷凍サイクルを実現するものであり、
下流側絞り手段を制御することによって蒸発器の表面温度を変化させ、空調部から試験室に供給される空気の湿度を調整することが可能であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の環境試験装置。 Has a cooling device as air conditioning equipment,
The cooling device has a compressor, a condenser, an expansion means, an evaporator, and a downstream throttle means whose degree of opening can be changed. These are connected in a ring shape and change in phase inside the cooling apparatus. It is filled with refrigerant and realizes a series of refrigeration cycles,
5. The humidity of the air supplied from the air conditioning unit to the test chamber can be adjusted by changing the surface temperature of the evaporator by controlling the downstream throttle means. The environmental test apparatus according to the above.
温度及び湿度を制御する空調機器を有する空調部と、空調部から試験空間に供給される空気を加湿する追加加湿手段と、試験空間から空調部に戻される空気を除湿する戻り空気除湿手段を有することを特徴とする空調装置。 In an air conditioner that is connected to a test space and circulates air between the test space and adjusts the test space to a desired target temperature and target humidity.
An air conditioning unit having an air conditioning device for controlling temperature and humidity, an additional humidifying unit for humidifying air supplied from the air conditioning unit to the test space, and a return air dehumidifying unit for dehumidifying the air returned from the test space to the air conditioning unit An air conditioner characterized by that.
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