JP2019168436A - 温湿度調整装置、制御装置、制御方法及び制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】不要な加湿及び除湿を抑制して、空気の温度及び湿度を調整することを容易にする。【解決手段】温湿度調整装置に、空気の温度を検出する温度検出部と、前記空気の相対湿度を検出する湿度検出部と、前記空気の温度及び湿度を調整する空調機と、前記温度検出部による検出温度ＰＶＴが設定温度ＳＶＴになるように前記空調機によって前記空気の温度を調整させつつ、前記設定温度ＳＶＴと同じ温度で且つ設定相対湿度ＳＶＨと同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧ＷＰＴを有する空気であって、前記検出温度ＰＶＴと同じ温度の空気の相対湿度である調整設定湿度ＰＩＤＨを算出し、前記湿度検出部による検出相対湿度ＰＶＨが前記調整設定湿度ＰＩＤＨになるように、前記空調機による前記空気の湿度の調整を繰り返させる制御部と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、空気の温度及び湿度を調整する温湿度調整装置、制御装置、制御方法及び制御プログラムに関する。

従来から、特許文献１に記載のように、空気の温度を調整しつつ、相対湿度センサによって検出された前記空気の相対湿度と設定相対湿度との差分に基づき、前記空気の湿度を調整する温湿度調整装置が知られている。

特開平７−２１８４２１号公報

しかし、相対湿度センサは、空気中の水蒸気分圧が一定であっても、空気の温度に応じて異なる相対湿度を検出する。このため、従来の温湿度調整装置では、空気の温度が設定温度と同じになるまで調整されている間、当該調整中の空気の温度に対応する相対湿度と当該調整中の空気の温度に対応しない一定の設定相対湿度との差分が、当該調整中の空気の温度に対応していない差分となり、当該差分に基づいて空気の湿度が調整される。その結果、不要な加湿及び除湿が行われる虞があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされた発明であり、不要な加湿及び除湿を抑制して空気の温度及び湿度を調整することが容易な温湿度調整装置、制御装置、制御方法及び制御プログラムを提供することを目的とする。

本発明による温湿度調整装置は、空気の温度を検出する温度検出部と、前記空気の相対湿度を検出する湿度検出部と、前記空気の温度及び湿度を調整する空調機と、前記温度検出部による検出温度が設定温度になるように前記空調機によって前記空気の温度を調整させつつ、前記設定温度と同じ温度で且つ設定相対湿度と同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧を有する空気であって、前記検出温度と同じ温度の空気の相対湿度である調整設定湿度を算出し、前記湿度検出部による検出相対湿度が前記調整設定湿度になるように、前記空調機による前記空気の湿度の調整を繰り返させる制御部と、を備える。

また、本発明による制御装置は、空気の温度を検出する温度検出部と前記空気の相対湿度を検出する湿度検出部と前記空気の温度及び湿度を調整する空調機とを備えた温湿度調整装置を制御する制御装置であって、前記温度検出部による検出温度が設定温度になるように前記空調機によって前記空気の温度を調整させつつ、前記設定温度と同じ温度で且つ設定相対湿度と同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧を有する空気であって、前記検出温度と同じ温度の空気の相対湿度である調整設定湿度を算出し、前記湿度検出部による検出相対湿度が前記調整設定湿度になるように、前記空調機による前記空気の湿度の調整を繰り返させる制御部を備える。

また、本発明による制御方法は、空気の温度を検出する温度検出部と前記空気の相対湿度を検出する湿度検出部と前記空気の温度及び湿度を調整する空調機とを備えた温湿度調整装置において、前記温度検出部による検出温度が設定温度になるように前記空調機によって前記空気の温度を調整させつつ、前記設定温度と同じ温度で且つ設定相対湿度と同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧を有する空気であって、前記検出温度と同じ温度の空気の相対湿度である調整設定湿度を算出し、前記湿度検出部による検出相対湿度が前記調整設定湿度になるように、前記空調機による前記空気の湿度の調整を繰り返させる。

また、本発明による制御プログラムは、空気の温度を検出する温度検出部と前記空気の相対湿度を検出する湿度検出部と前記空気の温度及び湿度を調整する空調機とを備えた温湿度調整装置を制御する制御プログラムであって、前記温度検出部による検出温度が設定温度になるように前記空調機によって前記空気の温度を調整させつつ、前記設定温度と同じ温度で且つ設定相対湿度と同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧を有する空気であって、前記検出温度と同じ温度の空気の相対湿度である調整設定湿度を算出し、前記湿度検出部による検出相対湿度が前記調整設定湿度になるように、前記空調機による前記空気の湿度の調整を繰り返させる。

これらの構成では、空気の温度が設定温度になるまで調整されている間、当該調整中の検出温度に対応する二つの相対湿度の差分が０になるように、前記空気の湿度を調整することができる。これにより、空気の温度が設定温度になるまで調整されている間、当該調整中の空気の温度に対応していない差分に基づき、不要な加湿及び除湿が行われることを抑制することができる。

しかも、絶対湿度が相対湿度よりも過度に小さくなる例えば１０℃以下等の低温の範囲内で空気の温度を設定温度になるまで調整する場合、絶対湿度よりも大きい相対湿度で表される調整設定湿度が算出され、当該調整中の空気の相対湿度と当該算出された調整設定湿度との差分が０になるように前記空気の湿度が調整される。すなわち、相対湿度基準で湿度調整が行われる。このため、調整前後の絶対湿度の差分が小さな場合であっても、空気の湿度の調整を行うことが容易となる。

また、前記制御部は、前記設定温度の空気の飽和蒸気圧、前記検出温度の空気の飽和蒸気圧及び前記設定相対湿度に基づき前記調整設定湿度を算出するようにしてもよい。

本構成では、設定温度の空気の飽和蒸気圧、検出温度の空気の飽和蒸気圧及び設定相対湿度に基づき調整設定湿度が算出される。このため、例えば各温度の空気の飽和蒸気圧を予め記憶した記憶装置を温湿度調整装置に備える等して、制御部が設定温度及び検出温度の空気の飽和蒸気圧を取得できるように温湿度調整装置を構成することで、制御部に調整設定湿度を算出させることができる。

また、上記構成において、各温度の空気の飽和蒸気圧を記憶する第一記憶部を更に備え、前記制御部は、前記第一記憶部から前記設定温度の空気の飽和蒸気圧及び前記検出温度の空気の飽和蒸気圧を取得し、当該取得した前記設定温度の空気の飽和蒸気圧及び前記検出温度の空気の飽和蒸気圧と前記設定相対湿度とから、前記調整設定湿度を算出することが好ましい。

本構成では、第一記憶部に記憶されている設定温度の空気の飽和蒸気圧と設定相対湿度とを用いて、設定温度と同じ温度で且つ設定相対湿度と同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧を算出することができる。

すなわち、本構成では、設定温度の空気の飽和蒸気圧及び設定相対湿度に基づき算出した前記水蒸気分圧と第一記憶部に記憶されている検出温度の空気の飽和蒸気圧とを用いて、設定温度と同じ温度で且つ設定相対湿度と同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧を有する空気であって、検出温度と同じ温度の空気の相対湿度である調整設定湿度を、設定温度の空気の飽和蒸気圧、検出温度の空気の飽和蒸気圧及び設定相対湿度に基づいて算出することができる。

または、上記構成において、各温度の空気の飽和蒸気圧を記憶する第一記憶部と、各温度及び各相対湿度の空気の水蒸気分圧を記憶する第二記憶部と、を更に備え、前記制御部は、前記第一記憶部から前記検出温度の空気の飽和蒸気圧を取得し、前記設定温度及び前記設定相対湿度の空気の水蒸気分圧を前記第二記憶部から取得し、当該取得した飽和蒸気圧及び水蒸気分圧から、前記調整設定湿度を算出するようにしてもよい。

本構成によれば、設定温度と同じ温度で且つ設定相対湿度と同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧を、計算することなく、第二記憶部から容易に取得することができる。

そして、本構成では、第二記憶部から取得した設定温度の空気の飽和蒸気圧と設定相対湿度とに基づく前記水蒸気分圧と第一記憶部に記憶されている検出温度の空気の飽和蒸気圧とから、調整設定湿度を算出する。すなわち、設定温度と同じ温度で且つ設定相対湿度と同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧を有する空気であって、検出温度と同じ温度の空気の相対湿度である調整設定湿度を、設定温度の空気の飽和蒸気圧、検出温度の空気の飽和蒸気圧及び設定相対湿度に基づいて算出することができる。

また、前記制御部は、算出した前記調整設定湿度が１００パーセントを超える場合、前記調整設定湿度を１００パーセント以下に制限することが好ましい。

本構成によれば、調整設定湿度が１００パーセント以下に制限される。このため、湿度検出部による検出相対湿度が、１００パーセントより大きい不適切な調整設定湿度になるように、湿度の調整が行われることを回避することができる。

本発明によれば、不要な加湿及び除湿を抑制して、空気の温度及び湿度を調整することが容易な温湿度調整装置、制御装置、制御方法及び制御プログラムを提供することができる。

環境試験装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 制御部による空気の温度及び湿度の調整制御の概要を示す図である。 制御部による空気の温度及び湿度の調整制御の第一具体例を示す図である。 環境試験装置の動作の一例を示すフローチャートである。 制御部による空気の温度及び湿度の調整制御の第二具体例を示す図である。 制御部による空気の温度及び湿度の調整制御の第三具体例を示す図である。 環境試験装置の概略構成の他の一例を示すブロック図である。 従来の環境試験装置における空気の温度及び湿度の調整の具体例を示す図である。 温度、相対湿度及び絶対湿度の関係を示す空気線図の一例を示す図である。

（全体構成）
以下、本発明に係る温湿度調整装置の一例である環境試験装置の一実施形態について説明する。図１は、環境試験装置１の概略構成の一例を示すブロック図である。図１に示すように、環境試験装置１は、試料を収容可能な試験室９、試験室９内に供給される空気の温度及び湿度の調整を行うための空調室８、表示部４０、操作部５０、記憶部６０及び制御部１０を備えている。

試験室９と空調室８との間の仕切壁８９には、吹出口８４と吸込口８５とが設けられている。空調室８には、空調機８０と送風機８６とが設けられている。空調機８０は、空調室８内の空気の温度及び湿度を調整する。具体的には、空調機８０は、加熱器８１、蒸発器８２及び加湿器８３を備えている。

加熱器８１は、空調室８内の空気を加熱することにより、空調室８内の空気の温度を上昇させる。蒸発器８２は、空調室８内の空気を冷却することにより、空調室８内の空気の温度を下降させ、また、空調室８内の空気の除湿を行う。加湿器８３は、空調室８内に蒸気を供給することにより、空調室８内の空気の加湿を行う。

加熱器８１による空気の加熱能力、蒸発器８２による空気の冷却能力、及び、加湿器８３による蒸気の供給量は、制御部１０によって調整される。これにより、空調機８０による空気の温度及び湿度の調整能力が調整される。

送風機８６は、空調室８と試験室９との間での空気の循環を起こさせるように配置されている。例えば、送風機８６は、空調室８内の上壁８８の近傍に配置されている。送風機８６は、所定の風速の風を生成する。

送風機８６が生成した風により、空調室８内の温度及び湿度が調整された空気は、吹出口８４から試験室９内へ吹き出される。これにより、試験室９内に温度及び湿度が調整された空気が供給される。空調室８から試験室９内に空気を吹き出すことによって、試験室９内の空気は、吸込口８５から空調室８内に吸い込まれる。このように、空調室８と試験室９との間での空気の循環を繰り返すことで、試験室９内の空気の温度及び湿度が調整される。

試験室９には、更に、室温センサＴＲ（室温検出部）が設けられている。室温センサＴＲは、例えば温度センサによって構成され、空気の温度を検出する。室温センサＴＲは、例えば、試験室９内における吹出口８４の近傍に設けられ、吹出口８４の近傍の空気の温度を検出する。以降、室温センサＴＲが検出した空気の温度を検出温度ＰＶＴと称する。

試験室９には、更に、相対湿度センサＨＲ（湿度検出部）が設けられている。相対湿度センサＨＲは、空気の相対湿度を検出する。相対湿度センサＨＲは、例えば、試験室９内における吹出口８４の近傍に設けられ、吹出口８４の近傍の空気の相対湿度を検出する。以降、相対湿度センサＨＲが検出した空気の相対湿度を検出相対湿度ＰＶＨと称する。

尚、送風機８６、吹出口８４、吸込口８５、室温センサＴＲ及び相対湿度センサＨＲの配置位置は、図１に示す配置位置に限定されない。

表示部４０は、例えば液晶ディスプレイ等によって構成され、制御部１０による制御の下、環境試験装置１の操作画面やメッセージ等の各種情報を表示する。操作画面には、試験条件の入力操作を行わせるための操作画面等が含まれる。尚、試験条件には、試験室９内の空気の温度の目標値（以降、設定温度ＳＶＴ）、試験室９内の空気の相対湿度の目標値（以降、設定相対湿度ＳＶＨ）及び試験の実行時間等が含まれる。

操作部５０は、環境試験装置１に対する各種指示や情報の入力を受け付ける。操作部５０は、不図示のタッチパネル装置を備えている。タッチパネル装置は、表示部４０が有する情報の表示面上に設けられ、表示部４０に表示された操作画面内のソフトキーが操作されると、当該ソフトキー及び操作に対応付けられた指示の入力を受け付ける。尚、操作部５０は、タッチパネル装置に限らず、情報を入力するためのキーボードやスイッチ類等を備えた構成であってもよい。

記憶部６０は、制御部１０が制御に用いる情報を記憶する。記憶部６０は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）やＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置によって構成される。記憶部６０が有する記憶領域は、第一記憶部６１として使用される。第一記憶部６１には、例えば表や数式等で表された、各温度の空気の飽和蒸気圧を示す情報が予め記憶されている。

制御部１０には、操作部５０によって入力された情報、検出温度ＰＶＴ及び検出相対湿度ＰＶＨが入力される。制御部１０は、空調機８０や表示部４０等の環境試験装置１が備える各部を制御する。具体的には、制御部１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ及びＲＯＭ等を備えたＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）によって構成されている。制御部１０は、ＲＡＭに記憶されているシーケンスプログラム及びＲＯＭに記憶されているシステムプログラム（ファームウェア、制御プログラム）をＣＰＵが実行することによって、空調機８０や表示部４０等を制御する。

制御部１０は、操作部５０によって入力された情報及び指示を受け付け、当該受け付けた情報及び指示に従って試験を実行する。制御部１０は、当該試験において、試験室９内の空気の温度が設定温度ＳＶＴになるように空調機８０を制御し、試験室９内の空気の相対湿度が設定相対湿度ＳＶＨになるように空調機８０を制御する。尚、設定温度ＳＶＴ及び設定相対湿度ＳＶＨは、上記のように、試験条件としてユーザによって操作部５０を用いて入力される。尚、制御部１０は、室温センサＴＲと相対湿度センサＨＲと空調機８０と通信可能な外部の制御装置が備える上記ＰＬＣと同様のコンピュータによって構成してもよい。

＜本制御方法を想起するに至った経緯＞
以下、制御部１０による空調機８０の制御の詳細について説明する。先ず、制御部１０による空調機８０の制御方法を想起するに至った経緯について説明する。

従来の環境試験装置では、試験室９内の空気の温度を調整しつつ、相対湿度センサＨＲによる検出相対湿度ＰＶＨと設定相対湿度ＳＶＨとの差分に基づき、空気の湿度を調整している。

図８は、従来の環境試験装置における空気の温度及び湿度の調整の具体例を示す図である。例えば、図８に示すように、時刻「ｔ４０」において、現行の設定温度ＳＶＴが「６０℃」であり、設定相対湿度ＳＶＨが「２０％」であるとする。そして、検出温度ＰＶＴが「６０℃」であり、且つ、検出相対湿度ＰＶＨが「２０％」であったとする。そして、時刻「ｔ４１」において、設定温度ＳＶＴが「３０℃」に変更され、設定相対湿度ＳＶＨが「９０％」に変更されたとする。

この場合、検出温度ＰＶＴ「６０℃」と設定温度ＳＶＴ「３０℃」との差分に基づき空気の温度を調整しつつ、当該調整中の空気の温度が検出温度ＰＶＴ「６０℃」であるときの検出相対湿度ＰＶＨ「２０％」と、検出温度ＰＶＴによらず一定の設定相対湿度ＳＶＨ「９０％」との差分に基づいて湿度の調整を行うことになる。

このため、時刻「ｔ４１」から、空気の温度が設定温度ＳＶＴ「３０℃」になり、且つ、空気の相対湿度が設定相対湿度ＳＶＨ「９０％」になる時刻「ｔ４ｚ」までの間、空気の絶対湿度が、設定温度ＳＶＴ「３０℃」、設定相対湿度ＳＶＨ「９０％」の場合の相対湿度の空気の絶対湿度（０．０２４４ｋｇ／ｋｇ．Ｄ．Ａ．）よりも大きい状態で次第に上昇する。したがって、本来ならば、空気を除湿しなければならないのに、空気が不要に加湿された状態になる。

このように、従来の環境試験装置では、空気の温度が設定温度ＳＶＴと同じになるまで調整されている間、相対湿度センサＨＲによって検出される、当該調整中の空気の温度に対応する相対湿度と、当該調整中の空気の温度に対応しない一定の設定相対湿度ＳＶＨとの差分が、当該調整中の空気の検出温度ＰＶＴに対応していない差分となり、当該差分に基づいて不要な加湿及び除湿が行われる虞があった。

図９は、温度、相対湿度及び絶対湿度の関係を示す空気線図の一例を示す図である。例えば図９に示すように、温度「４℃」及び絶対湿度「０．００３ｋｇ／ｋｇ．Ｄ．Ａ．」（相対湿度「６０％」）の空気Ａを、温度「２℃」及び絶対湿度「０．０１７ｋｇ／ｋｇ．Ｄ．Ａ．」（相対湿度「４０％」）の空気Ｂに調整する等、１０℃以下等の低温の範囲内で空気の温度及び湿度を調整するとする。

この場合、空気Ａと空気Ｂの絶対湿度の差分（０．０１４ｋｇ／ｋｇ．Ｄ．Ａ．）が、空気Ａと空気Ｂの相対湿度の差分（０．２（＝２０％））よりも非常に小さく、０に近い値となる。その結果、当該０に近い差分に基づいて、湿度の微調整を精度良く行うことが困難になる。

上記知見に基づき、本発明者は、不要な加湿及び除湿を抑制して、空気の温度及び湿度を調整することが容易になる空調機８０の制御方法を想起した。

＜制御部１０による空気の温度及び湿度の調整制御の概要＞
以下、制御部１０による試験室９内の空気の温度及び湿度の調整制御の概要について図２を参照して説明する。図２は、制御部１０による空気の温度及び湿度の調整制御の概要を示す図である。図２には、横軸を試験室９内の空気の温度とし、縦軸を試験室９内の空気の水蒸気分圧とする空気線図を示している。図２において、符号ＬＷは、各温度の空気の飽和蒸気圧（相対湿度「１００％」）を示している。以降、温度Ｔの空気の飽和蒸気圧を飽和蒸気圧ＬＷ（Ｔ）と称する。

室温センサＴＲによる検出温度ＰＶＴと同じ温度を示す直線と、相対湿度センサＨＲによる検出相対湿度ＰＶＨと同じ相対湿度を示す曲線と、の交点ＳＣは、試験室９内における現在の空気の温度及び湿度の状態を示している。以降、試験室９内における現在の空気を、現在空気ＳＣと称する。

設定温度ＳＶＴと同じ温度を示す直線と、設定相対湿度ＳＶＨと同じ相対湿度を示す曲線と、の交点ＳＴは、試験室９内における設定温度ＳＶＴと同じ温度で且つ設定相対湿度ＳＶＨと同じ相対湿度の空気の温度及び湿度の状態を示している。以降、試験室９内における設定温度ＳＶＴと同じ温度で且つ設定相対湿度ＳＶＨと同じ相対湿度の空気を、目標空気ＳＴと称する。

制御部１０は、図２の破線矢印に示すように、室温センサＴＲによる検出温度ＰＶＴが設定温度ＳＶＴになるように、空調機８０によって現在空気ＳＣの温度を調整する。また、制御部１０は、空調機８０に現在空気ＳＣの温度調整を行わせつつ、目標空気ＳＴの水蒸気分圧ＷＰＴを有する空気であって、室温センサＴＲによる検出温度ＰＶＴと同じ温度の空気ＳＴａの相対湿度である調整設定湿度ＰＩＤＨを算出する。制御部１０による調整設定湿度ＰＩＤＨの算出方法の詳細については後述する。

そして、制御部１０は、図２の実線矢印に示すように、相対湿度センサＨＲによる検出相対湿度ＰＶＨが調整設定湿度ＰＩＤＨになるように、空調機８０に空気ＳＣの湿度の調整を行わせる。このように、制御部１０は、空調機８０に現在空気ＳＣの温度調整を行わせつつ、空気ＳＴａの相対湿度である調整設定湿度ＰＩＤＨの算出及び空調機８０による空気ＳＣの湿度を当該算出した調整設定湿度ＰＩＤＨにする調整を繰り返させる。これにより、制御部１０は、現在空気ＳＣの温度及び相対湿度を、目標空気ＳＴの設定温度ＳＶＴ及び相対湿度ＳＶＨに調整する。

図３は、制御部１０による空気の温度及び湿度の調整制御の第一具体例を示す図である。例えば、図３に示すように、時刻「ｔ１０」において、現行の設定温度ＳＶＴが「６０℃」であり、設定相対湿度ＳＶＨが「２０％」であるとする。そして、検出温度ＰＶＴが「６０℃」であり、且つ、検出相対湿度ＰＶＨが「２０％」であったとする。そして、時刻「ｔ１１」において、設定温度ＳＶＴが「３０℃」に変更され、設定相対湿度ＳＶＨが「９０％」に変更されたとする。

この場合、制御部１０は、室温センサＴＲによる検出温度ＰＶＴが設定温度ＳＶＴ「３０℃」になるように、空調機８０によって現在空気ＳＣの温度を調整しつつ、設定温度ＳＶＴと同じ「３０℃」で且つ設定相対湿度ＳＶＨと同じ「９０％」の目標空気ＳＴの水蒸気分圧ＷＰＴを有する、検出温度ＰＶＴと同じ「６０℃」の空気ＳＴａの相対湿度である調整設定湿度ＰＩＤＨ「１６％」を算出し、検出相対湿度ＰＶＨが調整設定湿度ＰＩＤＨ「１６％」になるように、空調機８０に空気ＳＣの湿度の調整を行わせる。

その後、所定時間が経過する度に、制御部１０は、室温センサＴＲによる検出温度ＰＶＴが設定温度ＳＶＴ「３０℃」になるように、空調機８０に現在空気ＳＣの温度を調整させたまま、調整設定湿度ＰＩＤＨを算出し直し、検出相対湿度ＰＶＨが、当該算出し直した調整設定湿度ＰＩＤＨになるように、空調機８０に空気ＳＣの湿度の調整を行わせる。

これにより、時刻「ｔ１ｘ」において、制御部１０は、室温センサＴＲによる検出温度ＰＶＴが設定温度ＳＶＴ「３０℃」になるように、空調機８０によって現在空気ＳＣの温度を調整させたまま、調整設定湿度ＰＩＤＨ「８５％」を算出し、検出相対湿度ＰＶＨが調整設定湿度ＰＩＤＨ「８５％」になるように、空調機８０に空気ＳＣの湿度の調整を行わせる。その結果、時刻「ｔ１ｚ」において、試験室９内の空気の温度が、設定温度ＳＶＴ「３０℃」と同じ温度に調整され、試験室９内の空気の相対湿度が、設定相対湿度ＳＶＨ「９０％」と同じ相対湿度に調整される。

このように、制御部１０による空気の温度及び湿度の調整制御によれば、時刻「ｔ１１」から、空気の温度が設定温度ＳＶＴ「３０℃」になり、且つ、空気の相対湿度が設定相対湿度ＳＶＨ「９０％」になる時刻「ｔ１ｚ」までの間、空気の絶対湿度が、設定温度ＳＶＴ「３０℃」と同じ温度で且つ設定相対湿度ＳＶＨ「９０％」と同じ相対湿度の空気の絶対湿度（０．０２４４ｋｇ／ｋｇ．Ｄ．Ａ．）になるまで次第に減少し、従来のような不要に加湿及び除湿が行われることを解消することができる。

（環境試験装置１の動作）
以下、環境試験装置１の動作について図４を参照して具体的に説明する。当該説明の中で、制御部１０による調整設定湿度ＰＩＤＨの算出方法の詳細についても説明する。図４は、環境試験装置１の動作の一例を示すフローチャートである。

ユーザが試料を試験室９内に配置した後、操作部５０を用いて試験条件及び試験の開始指示を入力したとする。この場合、図４に示すように、制御部１０は、当該入力された試験条件及び試験の開始指示を受け付け、当該受け付けた試験条件の設定後、試験を開始する（ステップＳ１１）。具体的には、ステップＳ１１において、制御部１０は、受け付けた試験条件をＲＡＭに記憶することによって試験条件を設定する。その後、制御部１０は、試験を開始する。

制御部１０は、試験を開始すると、空調機８０による空気の温度調整の制御を開始する（ステップＳ１２）。これにより、空調機８０によって温度調整された空気が吹出口８４から試験室９内に供給される。

具体的には、ステップＳ１２において、制御部１０は、所謂ＰＩＤ制御を行うことによって、室温センサＴＲによる検出温度ＰＶＴがステップＳ１１で設定された試験条件に含まれる設定温度ＳＶＴになるように、加熱器８１による空気の加熱能力又は蒸発器８２による空気の冷却能力を調整する。また、制御部１０は、空調機８０による空気の温度調整中、所定の風速の風を送風機８６に生成させる。

制御部１０は、空調機８０による空気の温度調整の制御を開始すると、調整設定湿度ＰＩＤＨを算出する（ステップＳ１３）。

具体的には、ステップＳ１３において、制御部１０は、設定温度ＳＶＴの空気の飽和蒸気圧ＬＷ（ＳＶＴ）、検出温度ＰＶＴの空気の飽和蒸気圧ＬＷ（ＰＶＴ）及び設定相対湿度ＳＶＨに基づき、目標空気ＳＴの水蒸気分圧ＷＰＴを有する空気であって、室温センサＴＲによる検出温度ＰＶＴと同じ温度の空気ＳＴａの相対湿度である調整設定湿度ＰＩＤＨを算出する。

例えば、制御部１０は、ステップＳ１３において、第一記憶部６１から設定温度ＳＶＴの空気の飽和蒸気圧ＬＷ（ＳＶＴ）及び検出温度ＰＶＴの空気の飽和蒸気圧ＬＷ（ＰＶＴ）を取得する。そして、制御部１０は、当該取得した設定温度ＳＶＴの空気の飽和蒸気圧ＬＷ（ＳＶＴ）と設定相対湿度ＳＶＨから、調整設定湿度ＰＩＤＨを算出する。

つまり、制御部１０は、第一記憶部６１に記憶されている設定温度ＳＶＴの空気の飽和蒸気圧ＬＷ（ＳＶＴ）と設定相対湿度ＳＶＨとから、設定温度ＳＶＴと同じ温度で且つ設定相対湿度ＳＶＨと同じ相対湿度の目標空気ＳＴの水蒸気分圧ＷＰＴを算出する。

そして、制御部１０は、前記算出した水蒸気分圧ＷＰＴ及び第一記憶部６１に記憶されている検出温度ＰＶＴの空気の飽和蒸気圧ＬＷ（ＰＶＴ）から、調整設定湿度ＰＩＤＨを算出する。これにより、制御部１０は、設定温度ＳＶＴと同じ温度で且つ設定相対湿度ＳＶＨと同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧ＷＰＴを有する空気であって、検出温度ＰＶＴと同じ温度の空気ＳＴａの相対湿度である調整設定湿度ＰＩＤＨを算出する。

図５は、制御部１０による空気の温度及び湿度の調整制御の第二具体例を示す図である。例えば、図５に示すように、時刻「ｔ２０」において、現行の設定温度ＳＶＴが「６０℃」であり、設定相対湿度ＳＶＨが「９０％」であるとする。そして、検出温度ＰＶＴが「６０℃」であり、且つ、検出相対湿度ＰＶＨが「９０％」であったとする。そして、時刻「ｔ２１」において、設定温度ＳＶＴが「３０℃」に変更され、設定相対湿度ＳＶＨが「９０％」に変更されたとする。

この場合、制御部１０は、ステップＳ１３において、第一記憶部６１から取得した設定温度ＳＶＴ「３０℃」の空気の飽和蒸気圧ＬＷ（３０℃）（＝０．０２７１７）と設定相対湿度ＳＶＨ「９０％」と、第一記憶部６１から取得した検出温度ＰＶＴ「６０℃」の空気の飽和蒸気圧ＬＷ（６０℃）（＝０．１５２２１）と、を用いて算出した結果（例えば、１６％）を、調整設定湿度ＰＩＤＨとして算出する。

制御部１０は、ステップＳ１３において調整設定湿度ＰＩＤＨを算出すると、当該算出した調整設定湿度ＰＩＤＨを用いて空調機８０による空気の湿度調整の制御を行う（ステップＳ１４）。

具体的には、ステップＳ１４において、制御部１０は、所謂ＰＩＤ制御を行うことによって、相対湿度センサＨＲによる検出相対湿度ＰＶＨが、ステップＳ１３で算出された調整設定湿度ＰＩＤＨになるように、蒸発器８２による空気の冷却能力及び加湿器８３による蒸気の供給量を調整する。

制御部１０は、ステップＳ１４において湿度調整の制御を開始すると、実行中の試験を終了するか否かを判定する（ステップＳ１５）。具体的には、ステップＳ１５において、制御部１０は、ステップＳ１２で温度調整の制御を開始した時点から、ステップＳ１１で設定した試験条件に含まれる試験の実行時間が経過している場合は、試験を終了すると判定する。その他の場合は、試験を終了しないと判定する。

制御部１０は、試験を終了しないと判定し（ステップＳ１５でＮＯ）、ステップＳ１４において湿度調整の制御が開始された時点から所定時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ１６でＮＯ）、ステップＳ１５以降の処理を繰り返す。これにより、試験が終了するまでの間、ステップＳ１４で開始された湿度調整の制御が前記所定時間継続される。

そして、制御部１０は、ステップＳ１４において湿度調整の制御が開始された時点から所定時間が経過すると（ステップＳ１６でＹＥＳ）、ステップＳ１３以降の処理を行わせる。これにより、前記所定時間毎に、調整設定湿度ＰＩＤＨの算出及び当該算出した調整設定湿度ＰＩＤＨを用いた空調機８０の制御が繰り返される。

その後、制御部１０は、ステップＳ１５で試験を終了すると判定した場合（ステップＳ１５でＹＥＳ）、空調機８０による温度調整及び湿度調整の制御を終了する（ステップＳ１７）。これにより、制御部１０は、試験を終了する。

このように、本実施形態の構成では、空気の温度が設定温度ＳＶＴになるまで調整されている間、当該調整中の検出温度ＰＶＴに対応する二つの相対湿度ＰＶＨ、ＰＩＤＨの差分が０になるように、前記空気の湿度を調整することができる。これにより、空気の温度が設定温度ＳＶＴになるまで調整されている間、当該調整中の空気の温度に対応していない差分に基づき、不要な加湿及び除湿が行われることを抑制することができる。

しかも、絶対湿度が相対湿度よりも過度に小さくなる例えば１０℃以下等の低温の範囲内で空気の温度を設定温度ＳＶＴになるまで調整する場合、絶対湿度よりも大きい相対湿度で表される調整設定湿度ＰＩＤＨが算出され、当該調整中の検出相対湿度ＰＶＨと当該算出された調整設定湿度ＰＩＤＨとの差分が０になるように前記空気の湿度が調整される。すなわち、相対湿度基準で湿度調整が行われる。このため、調整前後の絶対湿度の差分が小さな場合であっても、空気の湿度の調整を行うことが容易となる。

（変形実施形態）
尚、上記実施形態は、本発明に係る実施形態の例示に過ぎず、本発明を上記実施形態に限定する趣旨ではない。例えば、本発明は、上記環境試験装置１に限らず、調理用オーブンやエアコン等の空気の温度及び湿度を調整可能な電気機器にも適用することができる。また、本発明に係る実施形態は、以下に示す変形実施形態であってもよい。

（１）図７は、環境試験装置１の概略構成の他の一例を示すブロック図である。図７に示すように、記憶部６０が有する記憶領域を第二記憶部６２として使用してもよい。そして、第二記憶部６２に、例えば表や数式等で表された、各温度及び各相対湿度の空気に含まれる水蒸気分圧を示す情報を予め記憶するようにしてもよい。

この場合、ステップＳ１３において、制御部１０が以下のようにして調整設定湿度ＰＩＤＨを算出するようにしてもよい。具体的には、制御部１０は、第一記憶部６１から検出温度ＰＶＴの空気の飽和蒸気圧ＬＷ（ＰＶＴ）を取得し、設定温度ＳＶＴ及び設定相対湿度ＳＶＨの空気の水蒸気分圧ＷＰＴを第二記憶部６２から取得するようにしてもよい。

そして、制御部１０は、当該取得した水蒸気分圧ＷＰＴと、取得した検出温度ＰＶＴの空気の飽和蒸気圧ＬＷ（ＰＶＴ）から、調整設定湿度ＰＩＤＨを算出するようにしてもよい。

この場合、設定温度ＳＶＴ及び設定相対湿度ＳＶＨの空気の水蒸気分圧ＷＰＴを、計算することなく、第二記憶部６２から容易に取得することができる。

そして、第二記憶部６２から取得した水蒸気分圧ＷＰＴと、第一記憶部６１に記憶されている検出温度ＰＶＴの空気の飽和蒸気圧ＬＷ（ＰＶＴ）とから、調整設定湿度ＰＩＤＨを算出する。

すなわち、本算出方法によっても、設定温度ＳＶＴと同じ温度で且つ設定相対湿度ＳＶＨと同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧ＷＰＴを有する空気であって、検出温度ＰＶＴと同じ温度の空気の相対湿度である調整設定湿度ＰＩＤＨを、設定温度ＳＶＴの空気の飽和蒸気圧ＬＷ（ＳＶＴ）、検出温度ＰＶＴの空気の飽和蒸気圧ＬＷ（ＰＶＴ）及び設定相対湿度ＳＶＨに基づいて算出することができる。

（２）ステップＳ１３において、制御部１０は、算出した調整設定湿度ＰＩＤＨが１００パーセントを超える場合、調整設定湿度ＰＩＤＨを１００パーセント以下に制限するようにしてもよい。

図６は、制御部１０による空気の温度及び湿度の調整制御の第三具体例を示す図である。例えば、図６に示すように、時刻「ｔ３０」において、現行の設定温度ＳＶＴが「３０℃」であり、設定相対湿度ＳＶＨが「９０％」であるとする。そして、検出温度ＰＶＴが「３０℃」であり、且つ、検出相対湿度ＰＶＨが「９０％」であったとする。そして、時刻「ｔ３１」において、設定温度ＳＶＴが「６０℃」に変更され、設定相対湿度ＳＶＨが「９０％」に変更されたとする。

この場合、制御部１０は、ステップＳ１３において、設定温度ＳＶＴ「６０℃」の空気の飽和蒸気圧ＬＷ（６０℃）（＝０．１５２２１）と設定相対湿度ＳＶＨ「９０％」と検出温度ＰＶＴ「３０℃」の空気の飽和蒸気圧ＬＷ（３０℃）（＝０．０２７１７）とから、調整設定湿度ＰＩＤＨを算出する。

しかし、当該算出した調整設定湿度ＰＩＤＨが１００パーセント（＝１）を超えるため、制御部１０は、調整設定湿度ＰＩＤＨを「１００％」に設定する。尚、制御部１０は、ステップＳ１３において、算出した調整設定湿度ＰＩＤＨが１００パーセントを超える場合に、調整設定湿度ＰＩＤＨを１００パーセント未満（例えば、９５パーセント）に制限してもよい。

本構成によれば、調整設定湿度ＰＩＤＨが１００パーセント以下に制限されるため、検出相対湿度ＰＶＨが、１００パーセントより大きい不適切な調整設定湿度ＰＩＤＨになるように、湿度の調整が行われることを回避することができる。

１ 環境試験装置（温湿度調整装置）
１０ 制御部
６０ 記憶部
６１ 第一記憶部
６２ 第二記憶部
８０ 空調機
ＨＲ 相対湿度センサ（湿度検出部）
ＬＷ 飽和蒸気圧
ＰＩＤＨ 調整設定湿度
ＰＶＨ 検出相対湿度
ＰＶＴ 検出温度
ＳＶＨ 設定相対湿度
ＳＶＴ 設定温度
ＷＰＴ 水蒸気分圧

Claims (8)

1. 空気の温度を検出する温度検出部と、
   前記空気の相対湿度を検出する湿度検出部と、
   前記空気の温度及び湿度を調整する空調機と、
   前記温度検出部による検出温度が設定温度になるように前記空調機によって前記空気の温度を調整させつつ、前記設定温度と同じ温度で且つ設定相対湿度と同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧を有する空気であって、前記検出温度と同じ温度の空気の相対湿度である調整設定湿度を算出し、前記湿度検出部による検出相対湿度が前記調整設定湿度になるように、前記空調機による前記空気の湿度の調整を繰り返させる制御部と、
   を備える温湿度調整装置。
2. 前記制御部は、前記設定温度の空気の飽和蒸気圧、前記検出温度の空気の飽和蒸気圧及び前記設定相対湿度に基づき前記調整設定湿度を算出する
   請求項１に記載の温湿度調整装置。
3. 各温度の空気の飽和蒸気圧を記憶する第一記憶部を更に備え、
   前記制御部は、
   前記第一記憶部から前記設定温度の空気の飽和蒸気圧及び前記検出温度の空気の飽和蒸気圧を取得し、当該取得した前記設定温度の空気の飽和蒸気圧及び前記検出温度の空気の飽和蒸気圧と前記設定相対湿度とから、前記調整設定湿度を算出する
   請求項２に記載の温湿度調整装置。
4. 各温度の空気の飽和蒸気圧を記憶する第一記憶部と、
   各温度及び各相対湿度の空気の水蒸気分圧を記憶する第二記憶部と、
   を更に備え、
   前記制御部は、
   前記第一記憶部から前記検出温度の空気の飽和蒸気圧を取得し、前記設定温度及び前記設定相対湿度の空気の水蒸気分圧を前記第二記憶部から取得し、当該取得した飽和蒸気圧及び水蒸気分圧から、前記調整設定湿度を算出する
   請求項２に記載の温湿度調整装置。
5. 前記制御部は、算出した前記調整設定湿度が１００パーセントを超える場合、前記調整設定湿度を１００パーセント以下に制限する
   請求項１から４の何れか一項に記載の温湿度調整装置。
6. 空気の温度を検出する温度検出部と前記空気の相対湿度を検出する湿度検出部と前記空気の温度及び湿度を調整する空調機とを備えた温湿度調整装置を制御する制御装置であって、
   前記温度検出部による検出温度が設定温度になるように前記空調機によって前記空気の温度を調整させつつ、前記設定温度と同じ温度で且つ設定相対湿度と同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧を有する空気であって、前記検出温度と同じ温度の空気の相対湿度である調整設定湿度を算出し、前記湿度検出部による検出相対湿度が前記調整設定湿度になるように、前記空調機による前記空気の湿度の調整を繰り返させる制御部を備える
   制御装置。
7. 空気の温度を検出する温度検出部と前記空気の相対湿度を検出する湿度検出部と前記空気の温度及び湿度を調整する空調機とを備えた温湿度調整装置において、
   前記温度検出部による検出温度が設定温度になるように前記空調機によって前記空気の温度を調整させつつ、前記設定温度と同じ温度で且つ設定相対湿度と同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧を有する空気であって、前記検出温度と同じ温度の空気の相対湿度である調整設定湿度を算出し、前記湿度検出部による検出相対湿度が前記調整設定湿度になるように、前記空調機による前記空気の湿度の調整を繰り返させる
   制御方法。
8. 空気の温度を検出する温度検出部と前記空気の相対湿度を検出する湿度検出部と前記空気の温度及び湿度を調整する空調機とを備えた温湿度調整装置を制御する制御プログラムであって、
   前記温度検出部による検出温度が設定温度になるように前記空調機によって前記空気の温度を調整させつつ、前記設定温度と同じ温度で且つ設定相対湿度と同じ相対湿度の空気の水蒸気分圧を有する空気であって、前記検出温度と同じ温度の空気の相対湿度である調整設定湿度を算出し、前記湿度検出部による検出相対湿度が前記調整設定湿度になるように、前記空調機による前記空気の湿度の調整を繰り返させる制御プログラム。

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