JP2020115066A - Constant-temperature high-humidity storage and operating method for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書によって開示される技術は、恒温高湿庫及びその運転方法に関する。 The technique disclosed by the present specification relates to a constant temperature and high humidity chamber and a method of operating the same.
生鮮食品を乾燥させることなく長期に亘って保存できる貯蔵庫として、恒温高湿庫が知られている。例えば下記特許文献1に開示された恒温高湿度庫では、断熱壁を有する箱体と、食品等が貯蔵される貯蔵室との間に形成された空間部が、冷却ダクト(冷気ダクトと称されることもある)として利用される。この冷却ダクトに冷気供給装置から冷気が供給されて貯蔵室の壁面を冷却することで、貯蔵室内が間接的に冷却される(いわゆる間接冷却方式)。
A constant temperature and high humidity chamber is known as a storage that can store fresh food for a long time without drying. For example, in the constant temperature and high humidity chamber disclosed in
恒温高湿庫に備えられる冷気供給装置には、圧縮機、凝縮器、冷却器等が冷媒を封入した冷媒管によって循環接続された、既知の構成のものを用いることができる。凝縮器には、冷媒の液化凝縮時に発生する凝縮熱によって温度上昇した凝縮器を空冷するための、凝縮器ファンが設けられる。また、冷却ダクト内には、冷却器を通過する循環空気流を生じさせるダクトファンが設けられる。圧縮機、凝縮器ファン及びダクトファンが駆動されると、冷却ダクト内の空気が吸引されて冷却器を通過する。冷却器を通過する間に熱交換によって生成された冷気が、冷却ダクトに向けて吐出されることで、既述したように貯蔵室内が間接的に冷却される仕組みである。 The cool air supply device provided in the constant temperature and high humidity chamber may have a known configuration in which a compressor, a condenser, a cooler and the like are circulated and connected by a refrigerant pipe containing a refrigerant. The condenser is provided with a condenser fan for air-cooling the condenser whose temperature has risen due to condensation heat generated during liquefaction condensation of the refrigerant. A duct fan is provided in the cooling duct to generate a circulating air flow passing through the cooler. When the compressor, the condenser fan, and the duct fan are driven, the air in the cooling duct is sucked and passes through the cooler. The cool air generated by heat exchange while passing through the cooler is discharged toward the cooling duct, so that the storage chamber is indirectly cooled as described above.
従来、圧縮機には一定速型の圧縮機が用いられており、この圧縮機を駆動/停止させることで、貯蔵室内の温度が略一定に冷却維持されていた。すなわち、庫内温度が庫内温度設定値よりも所定値以上高くなると圧縮機を起動し、所定値以上低くなると圧縮機を停止することにより、冷気供給装置の運転が制御されていた。 Conventionally, a constant speed compressor has been used as a compressor, and by driving/stopping this compressor, the temperature inside the storage chamber is maintained at a substantially constant cooling. That is, the operation of the cold air supply device is controlled by starting the compressor when the internal temperature becomes higher than the preset internal temperature value by a predetermined value or more, and stopping the compressor when the internal temperature becomes lower than the predetermined value by more than the predetermined value.
例えば上記のように、一定速圧縮機の駆動/停止によって冷気供給装置を制御した場合、圧縮機の駆動の有無によって冷却能力が二値的に変化するため、冷却ダクト内のダクト温度が大きく変動し、これに伴って貯蔵室内の庫内温度の変動も大きくなってしまう。鮮度を保ちながら生鮮食品を保存するためには、庫内温度をできるだけ一定に維持し貯蔵室内における温度ムラを小さくすることが望ましいため、貯蔵室内の温度変動を抑制する技術が希求されていた。 For example, as described above, when the cool air supply device is controlled by driving/stopping the constant speed compressor, the cooling capacity changes binary depending on whether the compressor is driven or not, so the duct temperature in the cooling duct fluctuates greatly. However, along with this, the variation of the temperature inside the storage compartment also becomes large. In order to preserve fresh food while maintaining freshness, it is desirable to keep the temperature inside the refrigerator as constant as possible and reduce the temperature unevenness in the storage chamber. Therefore, a technique for suppressing temperature fluctuation in the storage chamber has been desired.
本明細書に開示する技術は、上記事情等を考慮して完成されたものであり、恒温高湿庫における貯蔵室内の温度(庫内温度)の変動を効果的に抑制することを目的とする。 The technique disclosed in the present specification has been completed in view of the above circumstances and the like, and an object thereof is to effectively suppress the fluctuation of the temperature (in-store temperature) in the storage chamber in the constant temperature and high humidity chamber. ..
(1)本明細書によって開示される恒温高湿庫は、断熱壁を有する断熱箱体と、前記断熱箱体との間に冷気の通路となる冷却ダクトを形成しつつ前記断熱箱体の内方に配されて内部が貯蔵室とされる内装箱と、凝縮器、冷却器、及び回転数可変型の圧縮機が冷媒を封入した冷媒管によって循環接続されて前記冷却ダクト内に冷気を供給することによって前記貯蔵室内を間接的に冷却する冷気供給装置と、前記圧縮機の駆動状態に関わらず所定のサンプリング時間ごとに前記冷却ダクト内のダクト温度を測定するダクト温度センサと、前記貯蔵室内の庫内温度を予め設定された庫内温度設定値とするための前記ダクト温度についての目標となるダクト温度目標値の経時的変化態様を示す冷却特性が記憶された記憶手段と、前記ダクト温度センサで測定されたダクト温度測定値に基づいて、前記ダクト温度を前記冷却特性に倣って降下させるための前記圧縮機の目標回転数を算出する演算手段と、前記圧縮機の回転数を目標回転数に合わせて変化させる圧縮機駆動手段と、を備える。 (1) In the constant temperature and high humidity chamber disclosed by the present specification, the inside of the heat insulating box while forming a cooling duct serving as a passage of cold air between the heat insulating box having a heat insulating wall and the heat insulating box. The internal box, which is located on the other side and whose inside is a storage chamber, and the condenser, the cooler, and the variable speed compressor are circulated and connected by a refrigerant pipe filled with a refrigerant to supply cool air into the cooling duct. A cool air supply device that indirectly cools the storage chamber, a duct temperature sensor that measures the duct temperature in the cooling duct at every predetermined sampling time regardless of the driving state of the compressor, and the storage chamber A storage means for storing cooling characteristics indicating a time-dependent change mode of the target duct temperature target value for the duct temperature for setting the internal chamber temperature of the chamber to a preset internal temperature set value; and the duct temperature. Based on the duct temperature measurement value measured by the sensor, the calculating means for calculating the target rotation speed of the compressor for lowering the duct temperature in accordance with the cooling characteristic, and the rotation speed of the compressor as the target rotation speed. Compressor driving means for changing the number according to the number.
上記構成によれば、間接冷却方式の恒温高湿庫に回転数可変型の圧縮機を適用してインバータ制御することで、一定速型の圧縮機を駆動/停止して温度を制御する恒温高湿庫と比較して、冷却能力を細かく調整できる。ここで、間接冷却方式の恒温高湿庫では、貯蔵室内に冷気供給装置からの冷気を直接供給するのではなく、冷却ダクト内の冷気で内装箱の壁面を冷却することにより、庫内温度を間接的に降下させている。すなわち、圧縮機の回転数を変化させたときに直接影響を受けて最初に変動するのは、庫内温度ではなくダクト温度である。よって、インバータ圧縮機を備えた従来の直接冷却方式の恒温庫のように庫内温度に基づいて圧縮機を制御するのではなく、上記構成のようにダクト温度に基づいて圧縮機の回転数を変化させれば、目標とする温度の変化態様への従属性をより高めることができる。また、圧縮機の停止中も含めて所定のサンプリング時間ごとにダクト温度を測定し続けることで、例えば圧縮機を再起動すべきタイミングを一早く検知して対応可能となる。この結果、恒温高湿庫における貯蔵室内の温度変動を、効果的に抑制することができる。 According to the above configuration, by applying a variable rotation speed type compressor to an indirect cooling type constant temperature and high humidity chamber and performing inverter control, a constant temperature and high temperature which controls the temperature by driving/stopping the constant speed type compressor. The cooling capacity can be finely adjusted as compared with a wet box. Here, in the indirect cooling type constant temperature and high humidity chamber, rather than directly supplying the cool air from the cool air supply device into the storage chamber, by cooling the wall surface of the inner box with the cool air in the cooling duct, It is descending indirectly. That is, when the number of revolutions of the compressor is changed, it is the duct temperature, not the inside temperature, which is directly influenced and first fluctuates. Therefore, instead of controlling the compressor based on the internal temperature as in the conventional direct cooling type constant temperature oven equipped with an inverter compressor, the rotation speed of the compressor is controlled based on the duct temperature as in the above configuration. By changing the temperature, it is possible to further increase the dependency on the target temperature change mode. In addition, by continuing to measure the duct temperature at every predetermined sampling time even when the compressor is stopped, it is possible to detect the timing at which the compressor should be restarted as soon as possible, and respond accordingly. As a result, it is possible to effectively suppress the temperature fluctuation in the storage chamber in the constant temperature and high humidity chamber.
(2)また、本明細書によって開示される恒温高湿庫は、上記(1)において、前記記憶手段には、前記庫内温度と前記ダクト温度との関係を表した温度連関データが記憶されており、前記演算手段は、前記温度連関データに基づいて、前記庫内温度設定値から前記ダクト温度目標値を算出するものであってもよい。
このような構成において、温度連関データは、関連する機器や部材のサイズ(容量)や配置、構造、性能等を考慮して、過去の実測値等から算出できる。上記構成によれば、このような温度連関データに基づいて、庫内温度設定値を実現するために必要なダクト温度目標値を決定することで、ダクト温度目標値を適切に決定することができる。
(2) Further, in the constant temperature and high humidity chamber disclosed by the present specification, in the above (1), the storage means stores temperature association data representing a relationship between the internal temperature and the duct temperature. However, the calculating means may calculate the duct temperature target value from the inside temperature setting value based on the temperature relational data.
In such a configuration, the temperature related data can be calculated from past measured values or the like in consideration of the size (capacity), arrangement, structure, performance, etc. of the related devices and members. According to the above configuration, the duct temperature target value can be appropriately determined by determining the duct temperature target value required to realize the internal cold storage temperature set value based on such temperature association data. ..
(3)また、本明細書によって開示される恒温高湿庫は、上記(1)又は(2)において、前記冷却特性は、前記ダクト温度に応じて規定された、ダクト温度降下率についての目標となるダクト温度降下率目標値を含み、前記演算手段は、前記ダクト温度測定値に基づいて、前記ダクト温度降下率目標値を達成するための前記目標回転数を算出するものであってもよい。
このような構成によれば、ダクト温度測定値に応じた圧縮機の目標回転数の算出を、より容易かつ迅速に行うことができる。
(3) Further, in the constant temperature and high humidity chamber disclosed by the present specification, in (1) or (2) above, the cooling characteristic is a target for a duct temperature drop rate defined according to the duct temperature. The target temperature may be calculated based on the duct temperature measurement value, and the target rotation speed for achieving the duct temperature drop rate target value may be calculated. ..
With such a configuration, the target rotation speed of the compressor can be calculated more easily and quickly according to the measured value of the duct temperature.
(4)また、本明細書によって開示される恒温高湿庫は、上記(3)において、前記演算手段は、前記庫内温度を予め設定された庫内温度設定値とするための前記ダクト温度についての指標となるダクト温度指標値を算出し、前記圧縮機駆動手段は、前記ダクト温度測定値が、前記ダクト温度指標値よりも所定値だけ高いダクト温度上限値よりも高くなると前記圧縮機を起動し、前記ダクト温度測定値が、前記ダクト温度指標値よりも所定値だけ低いダクト温度下限値よりも低くなると前記圧縮機を停止し、前記ダクト温度降下率目標値は、前記ダクト温度指標値よりも低く前記ダクト温度下限値よりも高いダクト温度中間値以上でかつ前記ダクト温度上限値以下の第1制御温度領域では正の値とされ、前記ダクト温度中間値未満で前記ダクト温度下限値以上の第2制御温度領域では負の値とされるものであってもよい。
このような構成によれば、ダクト温度測定値がダクト温度中間値に至るまで降下すると、圧縮機回転数制御手段によって積極的に圧縮機の回転数が小さくなるように修正されて、冷却能力が低下する。これにより、ダクト温度測定値が下限値まで降下することが少なくなり、圧縮機は、より長期間に亘って連続運転される。この結果、圧縮機の停止による庫内温度の上昇が低減され、貯蔵室内の温度変動が抑制される。
(4) Further, in the constant temperature and high humidity chamber disclosed by the present specification, in the above (3), the calculation means is the duct temperature for setting the internal temperature to a preset internal temperature set value. For calculating the duct temperature index value as an index, the compressor driving means, when the duct temperature measurement value is higher than the duct temperature upper limit value higher by a predetermined value than the duct temperature index value, the compressor When started, the duct temperature measurement value is lower than the duct temperature lower limit value lower by a predetermined value than the duct temperature index value, the compressor is stopped, and the duct temperature drop rate target value is the duct temperature index value. Is lower than the duct temperature lower limit value and higher than the duct temperature middle value and is a positive value in the first control temperature range of the duct temperature upper limit value or lower, and is lower than the duct temperature lower limit value and higher than the duct temperature lower limit value. It may be a negative value in the second control temperature region of.
According to such a configuration, when the duct temperature measurement value drops to the duct temperature intermediate value, the compressor rotation speed control unit positively corrects the rotation speed of the compressor to reduce the cooling capacity. descend. As a result, the measured value of the duct temperature is less likely to drop to the lower limit value, and the compressor is continuously operated for a longer period. As a result, the rise in the internal temperature due to the stop of the compressor is reduced, and the temperature fluctuation in the storage chamber is suppressed.
(5)また、本明細書によって開示される恒温高湿庫は、上記(1)から(4)の何れかにおいて、前記貯蔵室内に設けられ、前記庫内温度を測定する庫内温度センサと、前記断熱箱体の外側に設けられ、周囲温度を測定する周囲温度センサと、をさらに備え、前記記憶手段には、前記ダクト温度測定値、前記庫内温度センサで測定された庫内温度測定値、及び前記周囲温度センサで測定された周囲温度測定値から、前記貯蔵室の中央部における庫内中央温度を推察するための中央温度推察用データがさらに記憶されており、前記演算手段は、前記ダクト温度測定値、前記庫内温度測定値、及び前記周囲温度測定値から、前記中央温度推察用データに基づいて前記庫内中央温度を推察するとともに、前記庫内中央温度を予め設定された庫内温度設定値とするための前記ダクト温度についての目標となるダクト温度指標値を算出するものであってもよい。
このような構成によれば、特定箇所に設置された庫内温度センサによる庫内温度測定値から、貯蔵室中央部における庫内中央温度が推察され、この庫内中央温度が庫内温度設定値となるように制御される。よって、貯蔵室内における温度(庫内温度)のばらつきを考慮した上で、貯蔵室の全体を、庫内温度設定値付近に維持することが可能となる。
(5) Further, the constant temperature and high humidity chamber disclosed in the present specification is, in any of the above (1) to (4), provided in the storage chamber, and an internal temperature sensor for measuring the internal temperature. And an ambient temperature sensor that is provided outside the heat-insulating box and measures an ambient temperature, and the storage unit stores the duct temperature measurement value and the internal temperature measurement measured by the internal temperature sensor. From the ambient temperature measurement value and the ambient temperature measurement value measured by the ambient temperature sensor, the central temperature inferring data for inferring the central temperature in the refrigerator in the central portion of the storage chamber is further stored, and the calculating means is From the duct temperature measured value, the inside temperature measured value, and the ambient temperature measured value, while inferring the inside central temperature based on the central temperature estimation data, the inside central temperature was preset. It is also possible to calculate a target duct temperature index value for the duct temperature to be the inside temperature setting value.
According to such a configuration, from the measured value of the internal temperature by the internal temperature sensor installed in a specific location, the central temperature of the internal storage in the central part of the storage chamber is estimated, and this internal central temperature is the internal temperature set value. Is controlled so that Therefore, it becomes possible to maintain the entire storage chamber at a temperature close to the set temperature in the storage chamber in consideration of variations in the temperature in the storage chamber (internal temperature).
(6)また、本明細書によって開示される恒温高湿庫は、上記(5)において、状態に応じて前記庫内温度に影響を与えうる付帯装備をさらに備え、前記記憶手段には、前記付帯装備の状態が前記庫内中央温度に与える影響についての付帯データがさらに記憶され、前記演算手段は、前記ダクト温度測定値、前記庫内温度測定値、及び前記周囲温度測定値、並びに、前記付帯装備の状態についての情報から、前記中央温度推察用データ及び前記付帯データに基づいて、前記庫内中央温度を推察するものであってもよい。
このような構成によれば、例えば断熱扉や断熱箱体に結露防止ヒータが付設され、これらの通電状態によって庫内温度が変動するような恒温高湿庫について、より高い精度で、貯蔵室の全体を庫内温度設定値付近に維持することが可能となる。
(6) Further, the constant temperature and high humidity chamber disclosed in the present specification further includes an accessory device that can affect the temperature inside the chamber according to the state in (5) above, and the storage means includes Additional data about the influence of the state of the auxiliary equipment on the central temperature in the refrigerator is further stored, the calculation means, the duct temperature measurement value, the internal temperature measurement value, and the ambient temperature measurement value, and the The central temperature in the refrigerator may be inferred based on the central temperature estimation data and the auxiliary data from the information on the state of the auxiliary equipment.
With such a configuration, for example, a dew condensation prevention heater is attached to a heat insulating door or a heat insulating box, and a constant temperature and high humidity chamber in which the temperature inside the chamber fluctuates depending on the energized state of the storage chamber with higher accuracy. It is possible to keep the whole inside the refrigerator temperature set value.
(7)また、本明細書によって開示される恒温高湿庫の運転方法は、断熱壁を有する断熱箱体と、前記断熱箱体との間に冷気の通路となる冷却ダクトを形成しつつ前記断熱箱体の内方に配されて内部が貯蔵室とされる内装箱と、凝縮器、冷却器、及び回転数可変型の圧縮機が冷媒を封入した冷媒管によって循環接続されて前記冷却ダクト内に冷気を供給することによって前記貯蔵室内を間接的に冷却する冷気供給装置と、前記貯蔵室内の庫内温度を予め設定された庫内温度設定値とするための前記冷却ダクト内のダクト温度についての目標となるダクト温度目標値の経時的変化態様を示す冷却特性が記憶された記憶手段と、を備える恒温高湿庫の運転方法であって、前記圧縮機の駆動状態に関わらず所定のサンプリング時間ごとに前記冷却ダクト内のダクト温度を測定し、ダクト温度測定値に基づいて前記ダクト温度を前記冷却特性に倣って降下させるための前記圧縮機の目標回転数を算出し、前記圧縮機の回転数を前記目標回転数に合わせて変化させる、恒温高湿庫の運転方法である。
このような構成によれば、恒温高湿庫を、貯蔵室内の温度変動を効果的に抑制しながら運転することができる。
(7) Further, in the method for operating a constant temperature and high humidity chamber disclosed in the present specification, the heat insulation box having a heat insulation wall and a cooling duct serving as a passage for cold air are formed between the heat insulation box and the heat insulation box. The inner duct, which is arranged inside the heat-insulating box and whose inside is a storage chamber, and the condenser, the cooler, and the variable speed compressor are circulatively connected by a refrigerant pipe in which a refrigerant is sealed, and the cooling duct is provided. A cool air supply device that indirectly cools the storage chamber by supplying cool air into the storage chamber, and a duct temperature in the cooling duct for setting the storage chamber temperature in the storage chamber to a preset storage chamber temperature set value. A storage method in which a cooling characteristic indicating a mode of time-dependent change of the target duct temperature target value is stored, and a method for operating a constant temperature and high humidity chamber, which is irrespective of a driving state of the compressor. The duct temperature in the cooling duct is measured for each sampling time, and the target rotation speed of the compressor for lowering the duct temperature according to the cooling characteristic is calculated based on the measured duct temperature value. Is a method of operating a constant temperature and high humidity chamber in which the number of revolutions is changed according to the target number of revolutions.
With such a configuration, the constant temperature and high humidity can be operated while effectively suppressing the temperature fluctuation in the storage chamber.
本明細書によって開示される技術によれば、恒温高湿庫における貯蔵室内の温度変化を抑制することができる。 According to the technique disclosed in the present specification, it is possible to suppress the temperature change in the storage chamber in the constant temperature and high humidity chamber.
<実施形態>
以下、一実施形態に係る恒温高湿庫について、図面を参照しつつ説明する。
以下の説明では、図1における紙面手前左側を前側もしくは正面側(紙面奥右側を後側もしくは背面側)、紙面手前右側を右側(紙面奥左側を左側)、上側を上側(下側を下側)とする。なお、複数の同一部材については、一の部材に符号を付し、他の部材については符号を省略することがある。また、後述する各温度等のパラメータについて、設定値もしくは指標値にs、目標値にt、測定値にm、の添え字を付して表すことがある。
<Embodiment>
Hereinafter, a constant temperature and high humidity chamber according to an embodiment will be described with reference to the drawings.
In the following description, the front left side of the paper in FIG. 1 is the front side or the front side (the back right side of the paper is the rear side or the back side), the front right side of the paper is the right side (the back left side of the paper is the left side), and the upper side is the upper side (the lower side is the lower side). ). In addition, about a some same member, the code|symbol may be attached|subjected to one member and a code|symbol may be abbreviate|omitted about another member. In addition, for parameters such as each temperature to be described later, a set value or an index value may be represented by subscripts of s, a target value of t, and a measured value of m.
[恒温高湿庫の概略構成]
図1から図3に示すように、本実施形態では、4ドア式の業務用恒温高湿庫1を例示する。図1等に表されているように、恒温高湿庫1は、断熱壁を有する断熱箱(断熱箱体)10と、断熱箱10の上方に配された機械室20と、断熱箱10の内方に収容され、内部が貯蔵室30Sとされる内装箱30と、を備える。図2等に表されているように、断熱箱10は前方に開口された箱状をなす。断熱箱10の前側の開口には、十字形に組まれた断熱性の仕切枠19が取り付けられ、計4つの開口領域が形成されている。図1等に表されているように、これらの開口領域に、裏面にパッキンが装着された断熱扉18が、上下2段に分かれた観音開き式の開閉可能に装着される。これにより、貯蔵室30Sは断熱扉18によって開閉可能な構成となっている。なお、貯蔵室30Sの内部には、複数段にわたって貯蔵物(食品等)を配置するための棚網31が配されている。
[Outline of constant temperature and high humidity chamber]
As shown in FIGS. 1 to 3, in the present embodiment, a four-door type constant temperature and high humidity chamber for
断熱箱10は、具体的には、金属板からなる外箱11と、外箱11の内部に間隔を空けて収容され金属板からなる内箱12と、外箱11と内箱12との間に充填された断熱材13と、を備える。貯蔵室30Sを画成する内装箱30は、ステンレス鋼板等の熱良導性の金属板を複数枚組み合わせることで構成され、前方に開口された箱状をなしている。内装箱30は、断熱箱10の内箱12よりも一回り小さいものとされ、内箱12との間に一定の空間を形成した状態で断熱箱10の内部に収容される。この、内装箱30と内箱12との間に形成された空間が、冷却ダクト40Dとされる。内装箱30は、貯蔵室30Sの底面を構成する底壁部30Aと、奥面を構成する30Bと、天井を構成する天井壁部30Cと、左右一対の側壁部と、を備える。既述した冷却ダクト40Dは、内装箱30の各壁部30A,30B,30C等の外側に、貯蔵室30Sの上方、左右側方、下方、及び後方を取り巻くように形成される。
Specifically, the
冷却ダクト40Dは、詳しくは、第1通路41Dと、第2通路42Dと、第3通路43Dと、一対の第4通路と、を備える。図2に表されているように、第1通路41Dは、断熱箱10(内箱12)の内面のうち上方を向く下面12Aと底壁部30Aの外面との間に形成され、貯蔵室30Sの下方に配された空間である。第2通路42Dは、断熱箱10の内面のうち前方を向く後面12Bと後壁部30Bの外面との間に形成され、貯蔵室30Sの後方に配された空間である。また、第3通路43Dは、断熱箱10の内面のうち下方を向く上面12Cと天井壁部30Cの外面との間に形成され、貯蔵室30Sの上方に配された空間である。そして、図には表されていないが、第4通路は、断熱箱10の内面のうち側方を向く側面と内装箱30の左右一対の側壁部との間に形成され、貯蔵室30Sの左右側方に配された空間である。なお、上記した断熱箱10の内面(下面12A、後面12B、上面12C、及び側面)は、内箱12を構成する各パネル部材によって構成されている。
Specifically, the cooling
機械室20には、冷気供給装置21が設けられている。冷気供給装置21は、凝縮器22と、凝縮器22に付設された凝縮器ファン23と、圧縮機24と、を備える。圧縮機24は、回転数CRを複数段階に制御可能な回転数可変型のインバータ圧縮機である。図3の拡大図に表されているように、凝縮器22、凝縮器ファン23、圧縮機24は、断熱性の基台26上に設置され、基台26の下面には、冷却器27が取り付けられる。図1に表されているように、基台26上には、冷気供給装置21の制御を行う制御部100等を格納した電装箱(コントロールボックス)25も設置されている。また、機械室20前側には、オペレーションボックス90が設置されている。オペレーションボックス90は、目標温度設定部91及び庫内温度表示部92を有しており、恒温高湿庫1の前面において、庫内温度設定値TSsを入力設定するとともに、庫内温度TSを確認できるようになっている。
A cold
基台26は、断熱箱10の天井壁部16に形成された窓孔16Aを上方から塞ぐようにして、断熱箱10に取り付けられている。断熱箱10の天井壁部16には、ドレンパンを兼ねたエアダクト50が設けられ、冷却ダクト40Dのうちエアダクト50の上方には、冷却器室45Dが形成される。冷却器27は基台26から下方に突出するように取り付けられ、冷却器室45D内に収容されている。冷却器27は、冷媒が封入された冷媒管によって冷気供給装置21と循環接続されて、周知の冷却サイクルを構成している。
The
エアダクト50における前側の部分には吸込口50Aが形成され、後側の部分には吹出口50Bが形成されている。吸込口50Aには、ダクトファン(冷却ファン)29が取り付けられている。冷却器27及びダクトファン29は、内装箱30の外側、より詳しくは内装箱30(天井壁部30C)の上方に、配されている。ダクトファン29は、第3通路43D内の空気を冷却器室45Dに吸引するとともに、冷却器27により冷やされた空気を第2通路42Dに供給する。
A
上記のように構成された冷気供給装置21の圧縮機24や凝縮器ファン23を運転しつつダクトファン29を駆動すると、冷却ダクト40Dの第3通路43Dの空気がダクトファン29によって吸込口50Aから冷却器室45D内に吸引され、その空気が冷却器27を通過する際に熱交換によって冷やされる。冷却器27によって冷却された空気(冷気)は吹出口50Bから貯蔵室30S後方の第2通路42Dに吹き出された後、貯蔵室30S下方の第1通路41Dに向かう。そして、第1通路41Dから、貯蔵室30S左右側方の第4通路に向かった後、第4通路から第3通路43Dに回り込む。このようにして冷却ダクト40D内に、冷気が循環供給される。この冷気によって、内装箱30を構成する各壁部(底壁部30A、側壁部、後壁部30B、天井壁部30C)が冷却されることで、貯蔵室30Sの内部が間接的に冷却される。そのため貯蔵室30S内は、高湿度を保ったままで所定の温度に冷却されるようになっている。
When the
図1及び図3等に表されているように、本実施形態に係る恒温高湿庫1では、断熱箱10前側の開口近傍において発生する結露を抑制するための付帯装備として、結露防止ヒータ70が設けられている。結露防止ヒータ70は、断熱箱10前側の開口に沿って設けられた本体側結露防止ヒータ70Aと、断熱扉18内に設けられた扉側結露防止ヒータ70Bと、を含む。図3に表されているように、これらの結露防止ヒータ70は、例えば、断熱箱10や断熱扉18の内部に充填される断熱材の中にコードヒータを埋め込んでなるものとすることができる。本体側結露防止ヒータ70A及び扉側結露防止ヒータ70Bの配設態様は、何れも特に限定されない。例えば本実施形態では、図1に示すように、本体側結露防止ヒータ70Aを、断熱箱10前側の開口に沿った1個の大きな矩形枠状に設けたものについて例示するが、例えばコードヒータを仕切枠19内にも埋め込んで、各開口領域を個別に取り囲む4個の矩形枠状に設けてもよい。これらの結露防止ヒータ70に通電すると、これらから発せられる熱により、貯蔵室30S内の庫内温度TSは影響を受ける。
As shown in FIG. 1 and FIG. 3 and the like, in the constant temperature and
[恒温高湿庫の温度制御に係る構成]
貯蔵室30S内の庫内温度TSの変動を抑制し、略一定に維持するための構成について、説明する。
図3に表されているように、貯蔵室30Sを形成する内装箱30の天井壁部30Cの下面、すなわち貯蔵室30S内における天井付近には、庫内温度TSを測定するための庫内温度センサ81Sが設けられる。また、冷却ダクト40Dの冷却器室45Dにおける冷却器27の風上側には、ダクト温度TDを測定するためのダクト温度センサ81Dが設けられる。さらに、図3等には表されていないが、オペレーションボックス90の内部に配された基板上に、断熱箱10外側の周囲温度TAを測定するための周囲温度センサ81A(図4参照)が設けられている。また、図3には表されていないが、結露防止ヒータ通電検出センサ(付帯装備状態検出センサの一例)71(図4参照)が設けられ、既述した本体側結露防止ヒータ70A及び扉側結露防止ヒータ70Bの通電状態が検出されるようになっている。また、既述したようにオペレーションボックス90に設けられた目標温度設定部91(図1及び図4参照)から、ユーザーが庫内温度設定値TSsを入力するようになっている。
[Configuration related to temperature control of constant temperature and high humidity chamber]
A configuration for suppressing the fluctuation of the internal temperature TS in the
As shown in FIG. 3, on the lower surface of the
図4から図6に示すように、本実施形態に係る恒温高湿庫1は、マイクロコンピュータ等を備え所定のプログラムを実行する制御部100によって、温度制御される。なお、制御部100の主要部となるマイクロコンピュータ等は、既述したように機械室20の電装箱25内に格納されている。
As shown in FIGS. 4 to 6, the temperature of the constant temperature and
図4のブロック図に示すように、制御部100の入力側には、上記の各温度センサ81D,81S,81A、及び結露防止ヒータ通電検出センサ(付帯装備状態検出センサの一例)71が接続されている。なお、結露防止ヒータ70の通電状態についての情報は、本実施形態のように結露防止ヒータ通電検出センサ71等で検出して得るほか、結露防止ヒータ70の通電状態を制御する結露防止ヒータ制御部等から、直接得るようにしてもよい。さらに、目標温度設定部91からは、庫内温度設定値TSsの値が制御部100に伝えられるようになっている。
As shown in the block diagram of FIG. 4, the
図4に表されているように、制御部100には、クロック信号を発する計時部102が設けられており、入力側に接続された庫内温度センサ81S、ダクト温度センサ81D、周囲温度センサ81Aで測定された各温度の測定値、並びに、結露防止ヒータ通電検出センサ71で検出された本体側結露防止ヒータ70A及び扉側結露防止ヒータ70Bの通電状態が、一定のサンプリング時間ごとに制御部100に入力されるようになっている。各値は、圧縮機24の駆動状態に関わらず、すなわち恒温高湿庫1の運転中は圧縮機24が停止されている間も、一定のサンプリング時間tごとに入力される。サンプリング時間tは、過去の類似の恒温高湿庫の運転実績から算出される平均的な圧縮機の発停サイクル時間から、監視に最適と推察される時間幅とすることが好ましい。
As shown in FIG. 4, the
制御部100にはまた、データ格納部(記憶手段)103が設けられている。データ格納部103には、ダクト温度TDについての目標となるダクト温度目標値TDtの経時的変化態様を示すダクト冷却特性(冷却特性)PDが記憶される。ダクト冷却特性PDは、各機器のサイズ(容量)や性能を考慮して、過去の実測データに基づいて作成された参照テーブルや、過去の実測データに基づいて算出された演算式等として、記憶させることができる。本実施形態では、冷却特性として、ダクト温度TDに応じてダクト温度降下率目標値RDtを規定した参照テーブルを記憶させた場合について、例示する。なお、ダクト温度降下率RDは、ダクト温度TDの単位時間当たりの降下量ΔTD/Δtとして規定される。
The
本実施形態では、制御部100に設けられたデータ格納部103に、さらに、温度連関データX、中央温度推察用データY、付帯データZが記憶されている。温度連関データXは、庫内温度TSとダクト温度TDとの関係性を示すデータである。また、中央温度推察用データYは、ダクト温度TD、庫内温度TS及び周囲温度TAと、貯蔵室30Sの中央部における温度である庫内中央温度TScとの関係性を示すデータである。付帯データZは、結露防止ヒータ70の通電状態が庫内中央温度TScに与える影響を示すデータである。これらのデータX,Y,Zは、例えば、関連する各機器のサイズ(容量)や性能を考慮して過去の実測データに基づいて算出された、各パラメータが庫内中央温度TScに与える影響度を表す係数等として記憶させることができる。これらのデータX,Y,Zに基づいて、サンプリング時間ごとに制御部100に入力されるダクト温度測定値TDm、庫内温度測定値TSm、周囲温度測定値TAm、及び結露防止ヒータ70の通電状態から、庫内中央温度TScを推察することができる。なお、貯蔵室30S内は強制的な換気や送風等がされていないため、内装箱30を構成する各壁部の直近位置(例えば壁面から1.0cm〜1.5cm以内)を除き、貯蔵室30S内の上方ほど庫内温度TSは高くなる。本実施形態の庫内温度センサ81Sは、検温部が天井壁部30Cから2cm以上下方に位置するように設置されているため、ダクト温度測定値TDm<庫内中央温度TSc<庫内温度測定値TSm<周囲温度測定値TAmとなる。
In the present embodiment, the
制御部100にはまた、マイクロコンピュータ等によって演算を行う演算部(演算手段)104が設けられている。演算部104は、目標温度設定部91から入力される庫内温度設定値TSsに基づいて、各データX,Y,Zを参照しつつダクト温度指標値TDs等を算出する。また、各温度センサ81D,81S,81Aから入力される各温度の測定値TDm,TSm,TAm、及び結露防止ヒータ70の通電状態に基づいて、ダクト冷却特性PD、並びに、各データX,Y,Zを参照しつつ、圧縮機24の目標回転数CRt等を算出する。
The
図4に表されているように、制御部100の出力側には、インバータ回路(圧縮機駆動手段)105を介して圧縮機24が接続され、回転数CRを適宜に多段階(例えば6段階)に変更可能とされている。
As shown in FIG. 4, a
[恒温高湿庫の温度制御の一例]
図5及び図6のフローチャートを参照しつつ、制御の一例について説明する。
図5に示すように、恒温高湿庫1の電源がONされてスタートし、目標温度設定部91から庫内温度設定値TSsが入力される(S1)と、演算部104において、庫内中央温度TScを庫内温度設定値TSsとするためにダクト温度TDについての指標となるダクト温度指標値TDsが算出される(S2)。ダクト温度指標値TDsの算出は、データ格納部103に格納されたデータX,Y,Zを参照しつつ行われる。そして、ダクト温度指標値TDsよりも所定値だけ高いダクト温度上限値TDh、所定値だけ低いダクト温度下限値TDl、さらにはダクト温度指標値TDsよりも低くダクト温度下限値TDlよりも高いダクト温度中間値TDcが決定される(S3)。なお、後述する図7に表されているように、ダクト温度上限値TDhとダクト温度下限値TDlとの間の温度領域が、ダクト温度TDの制御温度領域となる。これらの値は、例えばダクト温度指標値TDsから自動的に決定できる。具体的には、ダクト温度上限値TDhは、ダクト温度指標値TDsよりも1.0K高く(TDh=TDs+1.0K)、ダクト温度下限値TDlは、ダクト温度指標値TDsよりも1.0K低く(TDl=TDs−1.0K)、ダクト温度中間値TDcは、ダクト温度指標値TDsよりも0.5K低く(TDc=TDs−0.5K)することができる。続いて、これらの値をもとに、ダクト温度TDをダクト温度指標値TDsとするための目標となるダクト温度目標値TDtの経時的変化態様(ダクト冷却特性PD)に従って、温度制御が実行される(S10)。S10の温度制御は、恒温高湿庫1の電源がOFFされて運転が完了される(エンド)まで繰り返される。
[An example of temperature control of constant temperature and high humidity]
An example of control will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 5 and 6.
As shown in FIG. 5, when the power of the constant temperature and
S10の温度制御は、具体的には、例えば以下のように実行される。
図6に示すように、恒温高湿庫1の電源がONとなっている間は、圧縮機24の駆動状態に関わらず所定のサンプリング時間tごとにダクト温度測定値TDmが制御部100に入力される(S11)。ダクト温度測定値TDmは、S3で決定したダクト温度上限値TDhと比較され(S12)、これよりも大きい場合(TDm>TDh)には、圧縮機24が起動される(S13)。圧縮機24が駆動されている状態で、ダクト温度測定値TDmが入力される(S14)と、ダクト温度測定値TDmは、S3で決定したダクト温度下限値TDlと比較され(S15)、これよりも小さい場合(TDm<TDl)には、圧縮機24が停止される(S16)。一方、ダクト温度測定値TDmがダクト温度下限値TDl以上であった場合(TDm≧TDl)、演算部104において、ダクト温度測定値降下率RDmが算出される(S17)。算出されたダクト温度測定値降下率RDmは、ダクト冷却特性PDのダクト温度降下率目標値RDtと比較される(S18)。この比較結果に基づいてインバータ圧縮機24の回転数CRが増減制御されることで、冷却能力が調整され、ダクト温度TDがダクト温度指標値TDsに近付けられ、庫内中央温度TScがほぼ庫内温度設定値TSsに維持される。具体的には、ダクト温度測定値降下率RDmがダクト温度降下率目標値RDtに達していない場合(RDm<RDt)、圧縮機24の回転数CRは増大するように制御される(S19)。ダクト温度測定値降下率RDmがダクト温度降下率目標値RDtと等しい場合(RDm=RDt)、圧縮機24の回転数CRはそのまま維持される(S20)。ダクト温度測定値降下率RDmがダクト温度降下率目標値RDtよりも大きい場合(RDm>RDt)、圧縮機24の回転数CRは低下するように制御される(S21)。恒温高湿庫1の運転を停止する指令を確認する(S22)までは、上記のようなステップが繰り返され、ダクト温度TDがダクト冷却特性PDに追従するように制御される。
Specifically, the temperature control of S10 is executed as follows, for example.
As shown in FIG. 6, while the power of the constant temperature and
なお、上記のS19及びS21において、ダクト温度降下率RDをダクト冷却特性PDに沿って推移させるための圧縮機24の目標回転数CRtは、演算部104において算出される。本実施形態では、目標回転数CRtは、ダクト冷却特性PDとして参照テーブルに規定されたダクト温度降下率目標値RDtを実現するために適当な回転数とされる。算出された目標回転数CRtは、制御部100からインバータ回路105を介して制御信号として圧縮機24に伝えられ、回転数CRが適宜変更される。
In S19 and S21 described above, the target rotation speed CRt of the
ダクト冷却特性PDは、一例として、図7に示すものとすることができる。
図7に示す温度制御例では、ダクト冷却特性PDを一次関数の組合せとしている。なお、ダクト温度目標値TDtの経時的変化態様(ダクト冷却特性PD)として一次関数の直線が記憶され選択されている場合、ダクト温度TDについての目標となるダクト温度降下率目標値RDtは、その温度領域内においてダクト温度測定値TDmによらず一定値となる。
The duct cooling characteristic PD may be as shown in FIG. 7 as an example.
In the temperature control example shown in FIG. 7, the duct cooling characteristic PD is a combination of linear functions. When a straight line of a linear function is stored and selected as the time-dependent change mode (duct cooling characteristic PD) of the duct temperature target value TDt, the target duct temperature drop rate target value RDt for the duct temperature TD is Within the temperature range, it becomes a constant value regardless of the duct temperature measurement value TDm.
ダクト温度測定値TDmが、ダクト温度上限値TDhよりも高い領域(プルダウン領域)内にある場合(TDm>TDh)、ダクト温度降下率目標値RDtは、圧縮機24を最大回転数CRmaxで駆動した際に達成可能なダクト温度降下率RDmax(一定値)とする。また、ダクト温度測定値TDmがダクト温度下限値TDlよりも低い領域(過冷却領域)内にある場合(TDm<TDl)、ダクト温度降下率目標値RDtは、圧縮機24を停止した際のダクト温度降下率RD0(一定値)とする。なお、本実施形態に係る恒温高湿庫1では、ダクト温度降下率RD0は、負の値となる(圧縮機24を停止するとダクト温度TDが上昇する)ものとする。
When the duct temperature measurement value TDm is in a region (TDm>TDh) higher than the duct temperature upper limit value TDh (TDm>TDh), the duct temperature drop rate target value RDt drives the
ダクト温度測定値TDmがダクト温度上限値TDh以下でダクト温度下限値TDl以上の領域(制御温度領域)内にある場合(TDh≧TDm≧TDl)、ダクト温度降下率目標値RDtは、二段階に変化するものとする。すなわち、制御温度領域のうち、ダクト温度上限値TDh以下でダクト温度中間値TDc以上(TDh≧TDm≧TDc)の第1制御温度領域では、ダクト温度降下率目標値RDtを、上記プルダウン領域における値以下の正の一定値とする。また、ダクト温度中間値TDcより低くダクト温度下限値TDl以上(TDc>TDm≧TDl)の第2制御温度領域では、ダクト温度降下率目標値RDtを、上記過冷却温度領域における値以上の負の一定値とする。このようにすれば、ダクト温度測定値TDmがダクト温度中間値TDcよりも低い状態において、積極的に圧縮機24の回転数CRを低下させることとなり、圧縮機24の連続運転時間を長くすることができる。図7では、圧縮機24の回転数CRを、プルダウン領域では最大回転数CRmaxとし、第1制御温度領域に到達して以降は段階的に低下させることで、ダクト温度測定値降下率RDmを、この温度領域におけるダクト温度降下率目標値RDtに追従させている。さらに温度が低下して第2制御温度領域に到達すると、圧縮機の回転数CRを最小回転数CRminまで低下させ、ダクト温度測定値降下率RDmが、この温度領域におけるダクト温度降下率目標値RDtに追従して負の値となるように、すなわちダクト温度測定値TDmがごく僅かずつ上昇するように制御される。その後、ダクト温度測定値TDmが上昇してダクト温度中間値TDc以上の第1制御温度領域に到達すると、ダクト温度降下率目標値RDtが正の値となるため、再度、圧縮機24の回転数CRを増加させ、ダクト温度測定値TDmが下降するように制御される。
When the duct temperature measured value TDm is within the duct temperature upper limit value TDh or less and the duct temperature lower limit value TDl or more (control temperature region) (TDh≧TDm≧TD1), the duct temperature drop rate target value RDt is in two stages. It shall change. That is, in the first control temperature region of the duct temperature upper limit value TDh or less and the duct temperature intermediate value TDc or more (TDh≧TDm≧TDc) in the control temperature region, the duct temperature drop rate target value RDt is set to the value in the pull-down region. The following positive constant values are used. Further, in the second control temperature region which is lower than the duct temperature intermediate value TDc and is equal to or higher than the duct temperature lower limit value TDl (TDc>TDm≧TDl), the duct temperature drop rate target value RDt is set to a negative value equal to or higher than the value in the supercooling temperature region. It is a constant value. In this way, the rotational speed CR of the
さらに、本実施形態では、圧縮機24の駆動状態に関わらず恒温高湿庫1の運転中は、庫内温度センサ81Sでも庫内温度TSを測定し、温度制御が適切に行われているか監視する。監視は、一定時間あたりの平均の庫内温度測定値TSmに基づいて行うことが好ましい。このようにすれば、一時的な庫内温度TSの変化に惑わされることなく、温度制御の適不適を見極めることができる。この際、例えばダクト温度目標値TDtについての経時的変化態様(ダクト冷却特性PD)から、データX,Y,Zに基づいて、庫内温度目標値TStについての経時的変化態様(庫内冷却特性PS)を作成し、この庫内冷却特性PSと、実際に測定された庫内温度測定値TSmとを比較することで、監視を行ってもよい。或いは逆に、データ格納部103に記憶させた庫内冷却特性PSから、ダクト冷却特性PDを作成して記憶させ、ダクト冷却特性PDに基づいて圧縮機24の回転数CRを行いつつ、庫内冷却特性PSに基づいて庫内温度TSの推移を監視してもよい。温度制御が適切に行われていると判断される場合には、そのまま制御を継続し、適切でないと判断される場合には、ダクト冷却特性PDを随時補正して制御を行う(なお、このような庫内温度TSの監視による制御の補正については、図には表されていない)。
Further, in the present embodiment, during the operation of the constant temperature and
[本実施形態における効果]
以上のように、本実施形態に係る恒温高湿庫1は、下記(1)の構成を有する。
(1)断熱壁を有する断熱箱(断熱箱体)10と、断熱箱10との間に冷気の通路となる冷却ダクト40Dを形成しつつ断熱箱10の内方に配されて内部が貯蔵室30Sとされる内装箱30と、凝縮器22、冷却器27、及び回転数可変型の圧縮機24が、冷媒を封入した冷媒管によって循環接続されて冷却ダクト40D内に冷気を供給することによって貯蔵室30S内を間接的に冷却する冷気供給装置21と、圧縮機24の駆動状態に関わらず所定のサンプリング時間tごとに冷却ダクト40D内のダクト温度TDを測定するダクト温度センサ81Dと、貯蔵室30S内の庫内温度TSを予め設定された庫内温度設定値TSsとするためのダクト温度TDについての目標となるダクト温度目標値TDtの経時的変化態様を示すダクト冷却特性(冷却特性)PDが記憶されたデータ格納部(記憶手段)103と、ダクト温度センサ81Dで測定されたダクト温度測定値TDmに基づいて、ダクト温度TDをダクト冷却特性PDに倣って降下させるための圧縮機24の目標回転数CRtを算出する演算部(演算手段)104と、圧縮機24の回転数CRを目標回転数CRtに合わせて変化させるインバータ回路(圧縮機駆動手段)105と、を備える。
[Effects of this embodiment]
As described above, the constant temperature and
(1) A heat-insulating box (heat-insulating box body) 10 having a heat-insulating wall and a
上記(1)の本実施形態の構成によれば、間接冷却方式の恒温高湿庫1に回転数可変型の圧縮機24を適用してインバータ制御することで、一定速型の圧縮機をON/OFF制御して温度を制御する恒温高湿庫と比較して、冷却能力を細かく調整できる。ここで、間接冷却方式の恒温高湿庫1では、貯蔵室30S内に冷気供給装置21からの冷気を直接供給するのではなく、冷却ダクト40D内の冷気で内装箱30の壁面を冷却することにより、庫内温度TSを間接的に降下させている。すなわち、圧縮機24の回転数CRを変化させたときに直接影響を受けて最初に変動するのは、庫内温度TSではなくダクト温度TDである。よって、インバータ圧縮機を備えた従来の直接冷却方式の恒温庫のように庫内温度に基づいて圧縮機を制御するのではなく、上記(1)の構成によりダクト温度TDに基づいて圧縮機24の回転数CRを変化させれば、ダクト温度TDを高い精度でコントロールして、ダクト冷却特性PDに追従させながら目標とする庫内温度TSを発現させ、その温度変化を抑制できる。また、ダクト温度センサ81Dにおいて圧縮機24の停止中も含めて所定のサンプリング時間tごとにダクト温度TDを測定し、これに基づいて制御を続けることで、例えばダクト温度TDが十分に降下して圧縮機24を一旦停止した後に再起動すべきタイミングを、一早く検知して対応可能となる。この結果、恒温高湿庫1における貯蔵室30S内の温度変動を、効果的に抑制することができる。
According to the configuration of this embodiment of (1) above, the constant speed type compressor is turned on by applying the variable rotation
また、本実施形態に係る恒温高湿庫1は、下記(2)の構成を有する。
(2)上記(1)において、データ格納部103には、庫内温度TSとダクト温度TDとの関係を表した温度連関データXが記憶されており、演算部104は、温度連関データXに基づいて、庫内温度設定値TSsからダクト温度指標値TDsを算出する。
Further, the constant temperature and
(2) In the above (1), the
上記(2)において、温度連関データXは、関連する機器のサイズ(容量)や配置、構造、性能等を考慮して、過去の実測値等から算出できる。このような温度連関データXに基づいて、庫内温度設定値TSsを実現するために必要なダクト温度指標値TDsを算出し、さらにダクト温度指標値TDs及びダクト温度測定値TDmからダクト温度目標値TDtを決定すれば、庫内温度設定値TSsを実現するためのダクト温度目標値TDtを適切に決定することができる。 In (2) above, the temperature-related data X can be calculated from past measured values or the like in consideration of the size (capacity), arrangement, structure, performance, etc. of the related devices. The duct temperature index value TDs required to realize the internal temperature set value TSs is calculated based on the temperature related data X, and the duct temperature target value TDs and the duct temperature target value TDm are used to calculate the duct temperature target value. If TDt is determined, the duct temperature target value TDt for realizing the inside temperature set value TSs can be appropriately determined.
また、本実施形態に係る恒温高湿庫1は、下記(3)の構成を有する。
(3)上記(1)又は(2)において、ダクト冷却特性PDは、ダクト温度降下率RDについての目標となるダクト温度降下率目標値RDtがダクト温度TDに応じて規定された参照テーブルとして記憶されており、演算部104は、ダクト温度測定値TDmに基づいて、ダクト温度降下率目標値RDtを達成するための目標回転数CRを算出する。
Moreover, the constant temperature and
(3) In (1) or (2) above, the duct cooling characteristic PD is stored as a reference table in which a target duct temperature drop rate RDt, which is a target for the duct temperature drop rate RD, is defined according to the duct temperature TD. The
上記(3)の構成によれば、ダクト冷却特性PDを予め規定された参照テーブルとして記憶しておくことで、ダクト温度測定値TDmに応じた圧縮機24の目標回転数CRtの算出を、より容易かつ迅速に行うことができる。
According to the above configuration (3), the target cooling speed CRt of the
また、本実施形態に係る恒温高湿庫1は、下記(4)の構成を有する。
(4)上記(3)において、演算部104は、庫内温度TSを予め設定された庫内温度設定値TSsとするためのダクト温度TDについての指標となるダクト温度指標値TDsを算出し、インバータ回路105は、ダクト温度測定値TDmが、ダクト温度指標値TDsよりも所定値だけ高い(例えば+1.0K)ダクト温度上限値TDhよりも高くなると圧縮機24を起動し、ダクト温度測定値TDmが、ダクト温度指標値TDsよりも所定値だけ低い(例えば−1.0K)ダクト温度下限値TDlよりも低くなると圧縮機24を停止する。また、ダクト温度降下率目標値RDtは、ダクト温度指標値TDsよりも低く(例えば−0.5K)ダクト温度下限値TDlよりも高いダクト温度中間値TDc以上でかつダクト温度上限値TDh以下の第1制御温度領域では正の値とされ、ダクト温度中間値TDc未満でダクト温度下限値TDl以上の第2制御温度領域では負の値とされる。
Further, the constant temperature and
(4) In the above (3), the
上記(4)の構成によれば、ダクト温度測定値TDmが制御温度領域まで降下して第2制御温度領域に至ると、インバータ回路105によって積極的に圧縮機24の回転数CRが小さくなるように修正され、冷却能力が低下する。これにより、ダクト温度測定値TDmがダクト温度下限値TDlまで降下することが少なくなり、圧縮機24は、より長期間に亘って連続運転される。この結果、圧縮機24の停止による庫内温度TSの上昇が低減され、貯蔵室30S内の温度変動が抑制される。
According to the configuration of (4), when the duct temperature measurement value TDm falls to the control temperature region and reaches the second control temperature region, the
また、本実施形態に係る恒温高湿庫1は、下記(5)の構成を有する。
(5)上記(1)から(4)の何れかにおいて、貯蔵室30S内に設けられて庫内温度TSを測定する庫内温度センサ81Sと、断熱箱10の外側に設けられて周囲温度TAを測定する周囲温度センサ81Aと、をさらに備え、データ格納部103には、ダクト温度測定値TDm、庫内温度センサ81Sで測定された庫内温度測定値TSm、及び周囲温度センサ81Aで測定された周囲温度測定値TAmから、貯蔵室30Sの中央部における庫内中央温度TScを推察するための中央温度推察用データYがさらに記憶されており、演算部104は、ダクト温度測定値TDm、庫内温度測定値TSm、及び周囲温度測定値TAmから、中央温度推察用データYに基づいて庫内中央温度TScを推察するとともに、庫内中央温度TScを予め設定された庫内温度設定値TSsとするためのダクト温度TDについての目標となるダクト温度指標値TDsを算出する。
Further, the constant temperature and
(5) In any one of the above (1) to (4), the
上記(5)の構成によれば、特定箇所(本実施形態では貯蔵室30Sの上部)に設置された庫内温度センサ81Sによる庫内温度測定値TSmから、貯蔵室30S中央部における庫内中央温度TScが推察され、この庫内中央温度TScが庫内温度設定値TSsとなるように制御される。よって、貯蔵室30S内における温度(庫内温度TS)のばらつきを考慮した上で、貯蔵室30Sの全体を、庫内温度設定値TSs付近に維持することが可能となる。
According to the configuration of the above (5), from the inside temperature measurement value TSm by the
また、本実施形態に係る恒温高湿庫1は、下記(6)の構成を有する。
(6)上記(5)において、通電状態に応じて庫内温度TSに影響を与える結露防止ヒータ(付帯装備の一例)70をさらに備え、データ格納部103には、結露防止ヒータ70の通電状態が庫内中央温度TScに与える影響についての付帯データZがさらに記憶され、演算部104は、ダクト温度測定値TDm、庫内温度測定値TSm、及び周囲温度測定値TAm、並びに、結露防止ヒータ70の通電状態についての情報から、中央温度推察用データY及び付帯データZに基づいて、庫内中央温度TScを推察する。
Moreover, the constant temperature and
(6) In the above (5), a dew condensation prevention heater (an example of an accessory) 70 that affects the inside temperature TS in accordance with the energization state is further provided, and the
上記(6)の構成によれば、断熱扉18や断熱箱10の開口付近に結露防止ヒータ70が付設され、これらの通電状態によって庫内温度TSが変動する恒温高湿庫1について、より高い精度で、貯蔵室30Sの全体を庫内温度設定値TSs付近に維持することが可能となる。
According to the above configuration (6), the dew
また、本実施形態に係る恒温高湿庫1の運転方法は、下記(7)の構成を有する。
(7)断熱壁を有する断熱箱10と、断熱箱10との間に冷気の通路となる冷却ダクト40Dを形成しつつ断熱箱10の内方に配されて内部が貯蔵室30Sとされる内装箱30と、凝縮器22、冷却器27、及び回転数可変型の圧縮機24が冷媒を封入した冷媒管によって循環接続されて冷却ダクト40D内に冷気を供給することによって貯蔵室30S内を間接的に冷却する冷気供給装置21と、貯蔵室30S内の庫内温度TSを予め設定された庫内温度設定値TSsとするための冷却ダクト40D内のダクト温度TDについての目標となるダクト温度目標値TDtの経時的変化態様を示すダクト冷却特性PDが記憶されたデータ格納部103と、を備える恒温高湿庫1の運転方法であって、圧縮機24の駆動状態に関わらず所定のサンプリング時間tごとに冷却ダクト40D内のダクト温度TDを測定し、ダクト温度測定値TDmに基づいてダクト温度TDをダクト冷却特性PDに倣って降下させるための圧縮機24の目標回転数CRtを算出し、圧縮機24の回転数CRを目標回転数CRtに合わせて変化させる。
Moreover, the operating method of the constant temperature and
(7) Interior with a
上記(7)の構成によれば、恒温高湿庫1を、貯蔵室30S内における庫内温度TSの変動を効果的に抑制しながら、運転することができる。
According to the above configuration (7), the constant temperature and
<その他の実施形態>
本明細書によって開示される技術は、上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The technology disclosed in this specification is not limited to the embodiments described by the above description and the drawings, and the following embodiments are also included in the technical scope, for example.
(1)上記実施形態では、ダクト冷却特性PDが一次関数の組合せで表される例について示したが、これに限定されない。ダクト冷却特性PDは、二次以上の関数として表されるものであっても構わない。 (1) In the above embodiment, an example in which the duct cooling characteristic PD is represented by a combination of linear functions is shown, but the present invention is not limited to this. The duct cooling characteristic PD may be expressed as a quadratic or higher function.
(2)上記実施形態では、ユーザーが庫内温度設定値TSsのみを目標温度設定部91に設定入力し、庫内温度設定値TSsから算出されたダクト温度指標値TDsに基づいて、ダクト温度上限値TDh、ダクト温度下限値TDl、ダクト温度中間値TDcが決定される場合について記載したが、これに限定されない。例えば、使用目的(貯蔵する食品等)や恒温高湿庫1の設置環境に合わせて、ユーザーが庫内温度上限値、庫内温度下限値、庫内温度中間値等も設定入力できるよう構成してもよい。これらの入力値から、データX,Y,Z等を参照しつつ、ダクト温度上限値TDh、ダクト温度下限値TDl、ダクト温度中間値TDcを算出できる。
(2) In the above embodiment, the user sets and inputs only the inside temperature setting value TSs to the target
(3)上記実施形態では、凝縮器ファン23やダクトファン29の制御については特に言及しなかったが、これらの回転数を、圧縮機24の回転数CRと連動させて制御してもよい。例えば、凝縮器ファン23は、凝縮器22が高温にならないよう、冷気供給装置21の冷媒供給量が多くなるほど回転数を増加させることが好ましい。よって、凝縮器ファン23の回転数は、例えば圧縮機24の回転数CRと同様に増減させるとよい。また、ダクトファン29の回転数を変えることで、冷気の循環量を変えて冷却能力を調整できる。よって、ダクトファン29の回転数を、圧縮機24の回転数CRとは別の態様で推移するものとし、これらを組み合わせて制御を行うように構成してもよい。
(3) In the above embodiment, the control of the
(4)恒温高湿庫は、上記実施形態に記載したものに限定されず、例えば複数の独立した貯蔵室を冷却するように構成されたものや、複数の圧縮機を備えるものであってもよい。貯蔵室の庫内温度TSの具体的な温度範囲は特に限定されるものではなく、冷蔵、冷凍の何れの用途で使用される貯蔵室を備えた恒温高湿庫にも、本技術は適用可能である。 (4) The constant temperature and high humidity chamber is not limited to the one described in the above embodiment, and may be one configured to cool a plurality of independent storage chambers or one including a plurality of compressors, for example. Good. The specific temperature range of the inside temperature TS of the storage room is not particularly limited, and the present technology can be applied to a constant temperature and high humidity room having a storage room used for both refrigeration and freezing. Is.
1…恒温高湿庫、10…断熱箱(断熱箱体)、21…冷気供給装置、22…凝縮器、23…凝縮器ファン、24…圧縮機、25…電装箱(コントロールボックス)、27…冷却器、29…ダクトファン(冷却ファン)、30…内装箱、30S…貯蔵室、40D…冷却ダクト、70…結露防止ヒータ(付帯装備の一例)、71…結露防止ヒータ通電検出センサ(付帯装備状態検出センサの一例)、81A…周囲温度センサ、81D…ダクト温度センサ、81S…庫内温度センサ、91…目標温度設定部、100…制御部、102…計時部、103…データ格納部(記憶手段)、104…演算部(演算手段)、105…インバータ回路(圧縮機駆動手段)、TD…ダクト温度、TDc…ダクト温度中間値、TDh…ダクト温度上限値、TDl…ダクト温度下限値、TDm…ダクト温度測定値、TDs…ダクト温度指標値、TDt…ダクト温度目標値、TS…庫内温度、TSc…庫内中央温度、TSm…庫内温度測定値、TSs…庫内温度設定値、TSt…庫内温度目標値、TA…周囲温度、TAm…周囲温度測定値、PD…ダクト冷却特性(冷却特性)、RD…ダクト温度降下率、RDm…ダクト温度測定値降下率、RDt…ダクト温度降下率目標値、X…温度連関データ、Y…中央温度推察用データ、Z…付帯データ
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記断熱箱体との間に冷気の通路となる冷却ダクトを形成しつつ前記断熱箱体の内方に配され、内部が貯蔵室とされる内装箱と、
凝縮器、冷却器、及び回転数可変型の圧縮機が、冷媒を封入した冷媒管によって循環接続され、前記冷却ダクト内に冷気を供給することによって前記貯蔵室内を間接的に冷却する冷気供給装置と、
前記圧縮機の駆動状態に関わらず、所定のサンプリング時間ごとに前記冷却ダクト内のダクト温度を測定するダクト温度センサと、
前記貯蔵室内の庫内温度を予め設定された庫内温度設定値とするための前記ダクト温度についての目標となるダクト温度目標値の経時的変化態様を示す冷却特性が記憶された記憶手段と、
前記ダクト温度センサで測定されたダクト温度測定値に基づいて、前記ダクト温度を前記冷却特性に倣って降下させるための前記圧縮機の目標回転数を算出する演算手段と、
前記圧縮機の回転数を目標回転数に合わせて変化させる圧縮機駆動手段と、を備える恒温高湿庫。 An insulating box body having an insulating wall;
An inner box that is arranged inside the heat insulating box while forming a cooling duct to be a passage of cold air between the heat insulating box and the inside of which is a storage chamber,
A cool air supply device in which a condenser, a cooler, and a variable-speed compressor are circulatively connected by a refrigerant tube in which a refrigerant is sealed, and indirectly cools the storage chamber by supplying cool air into the cooling duct. When,
Regardless of the driving state of the compressor, a duct temperature sensor that measures the duct temperature in the cooling duct at every predetermined sampling time,
A storage unit that stores a cooling characteristic indicating a time-dependent change mode of a target duct temperature target value for the duct temperature for setting the internal temperature of the storage chamber to a preset internal temperature setting value,
Based on the duct temperature measurement value measured by the duct temperature sensor, a calculating means for calculating a target rotation speed of the compressor for lowering the duct temperature in accordance with the cooling characteristic,
A constant temperature and high humidity chamber, comprising: a compressor driving unit that changes the rotation speed of the compressor according to a target rotation speed.
前記演算手段は、前記温度連関データに基づいて、前記庫内温度設定値から前記ダクト温度目標値を算出する、請求項1に記載の恒温高湿庫。 The storage means stores temperature relational data representing a relationship between the inside temperature and the duct temperature,
The constant temperature and high humidity chamber according to claim 1, wherein the calculation unit calculates the duct temperature target value from the internal temperature setting value based on the temperature relational data.
前記演算手段は、前記ダクト温度測定値に基づいて、前記ダクト温度降下率目標値を達成するための前記目標回転数を算出する請求項1又は請求項2に記載の恒温高湿庫。 The cooling characteristics include a target duct temperature drop rate target value for the duct temperature drop rate, which is defined according to the duct temperature.
The constant temperature and high humidity chamber according to claim 1 or 2, wherein the calculation means calculates the target rotation speed for achieving the duct temperature drop rate target value based on the duct temperature measurement value.
前記庫内温度を予め設定された庫内温度設定値とするための前記ダクト温度についての指標となるダクト温度指標値を算出し、
前記圧縮機駆動手段は、
前記ダクト温度測定値が、前記ダクト温度指標値よりも所定値だけ高いダクト温度上限値よりも高くなると前記圧縮機を起動し、
前記ダクト温度測定値が、前記ダクト温度指標値よりも所定値だけ低いダクト温度下限値よりも低くなると前記圧縮機を停止し、
前記ダクト温度降下率目標値は、
前記ダクト温度指標値よりも低く前記ダクト温度下限値よりも高いダクト温度中間値以上でかつ前記ダクト温度上限値以下の第1制御温度領域では正の値とされ、
前記ダクト温度中間値未満で前記ダクト温度下限値以上の第2制御温度領域では負の値とされる請求項3に記載の恒温高湿庫。 The calculation means is
Calculating a duct temperature index value that is an index for the duct temperature to set the internal temperature to a preset internal temperature setting value,
The compressor driving means,
When the duct temperature measurement value becomes higher than the duct temperature upper limit value higher by a predetermined value than the duct temperature index value, the compressor is started,
When the duct temperature measurement value is lower than a duct temperature lower limit value lower by a predetermined value than the duct temperature index value, the compressor is stopped,
The duct temperature drop rate target value is
It is a positive value in the first control temperature range that is lower than the duct temperature index value and higher than the duct temperature lower limit value and is equal to or higher than the duct temperature intermediate value and is equal to or lower than the duct temperature upper limit value,
The constant temperature and high humidity chamber according to claim 3, wherein a negative value is set in a second control temperature range that is lower than the duct temperature intermediate value and is equal to or higher than the duct temperature lower limit value.
前記断熱箱体の外側に設けられ、周囲温度を測定する周囲温度センサと、をさらに備え、
前記記憶手段には、前記ダクト温度測定値、前記庫内温度センサで測定された庫内温度測定値、及び前記周囲温度センサで測定された周囲温度測定値から、前記貯蔵室の中央部における庫内中央温度を推察するための中央温度推察用データがさらに記憶されており、
前記演算手段は、
前記ダクト温度測定値、前記庫内温度測定値、及び前記周囲温度測定値から、前記中央温度推察用データに基づいて前記庫内中央温度を推察するとともに、
前記庫内中央温度を予め設定された庫内温度設定値とするための前記ダクト温度についての目標となるダクト温度指標値を算出する、請求項1から請求項4の何れか一項に記載の恒温高湿庫。 An internal temperature sensor provided in the storage chamber for measuring the internal temperature,
An ambient temperature sensor, which is provided outside the heat insulating box and measures an ambient temperature, further comprises:
The storage means stores the duct temperature measured value, the internal temperature measured value measured by the internal temperature sensor, and the ambient temperature measured value measured by the ambient temperature sensor from the measured temperature in the central part of the storage chamber. Central temperature estimation data for estimating the inner central temperature is further stored,
The calculation means is
From the duct temperature measurement value, the internal temperature measurement value, and the ambient temperature measurement value, while inferring the internal chamber central temperature based on the central temperature estimation data,
The duct temperature index value as a target for the duct temperature for setting the inside temperature of the inside of the compartment to a preset inside temperature set value is calculated. Constant temperature and high humidity.
前記記憶手段には、前記付帯装備の状態が前記庫内中央温度に与える影響についての付帯データがさらに記憶され、
前記演算手段は、前記ダクト温度測定値、前記庫内温度測定値、及び前記周囲温度測定値、並びに、前記付帯装備の状態についての情報から、前記中央温度推察用データ及び前記付帯データに基づいて、前記庫内中央温度を推察する、請求項5に記載の恒温高湿庫。 According to the state, further equipped with incidental equipment that can affect the temperature in the refrigerator,
The storage means further stores incidental data on the influence of the state of the incidental equipment on the central temperature in the refrigerator,
From the information about the duct temperature measurement value, the inside temperature measurement value, the ambient temperature measurement value, and the state of the auxiliary equipment, the calculating means is based on the central temperature estimation data and the auxiliary data. The constant temperature and high humidity chamber according to claim 5, wherein the central temperature in the chamber is estimated.
前記断熱箱体との間に冷気の通路となる冷却ダクトを形成しつつ前記断熱箱体の内方に配され、内部が貯蔵室とされる内装箱と、
凝縮器、冷却器、及び回転数可変型の圧縮機が、冷媒を封入した冷媒管によって循環接続され、前記冷却ダクト内に冷気を供給することによって前記貯蔵室内を間接的に冷却する冷気供給装置と、
前記貯蔵室内の庫内温度を予め設定された庫内温度設定値とするための前記冷却ダクト内のダクト温度についての目標となるダクト温度目標値の経時的変化態様を示す冷却特性が記憶された記憶手段と、を備える恒温高湿庫の運転方法であって、
前記圧縮機の駆動状態に関わらず、所定のサンプリング時間ごとに前記冷却ダクト内のダクト温度を測定し、
ダクト温度測定値に基づいて、前記ダクト温度を前記冷却特性に倣って降下させるための前記圧縮機の目標回転数を算出し、
前記圧縮機の回転数を前記目標回転数に合わせて変化させる、恒温高湿庫の運転方法。 An insulating box body having an insulating wall;
An inner box that is arranged inside the heat insulating box while forming a cooling duct to be a passage of cold air between the heat insulating box and the inside of which is a storage chamber,
A cool air supply device in which a condenser, a cooler, and a variable-speed compressor are circulatively connected by a refrigerant tube in which a refrigerant is sealed, and indirectly cools the storage chamber by supplying cool air into the cooling duct. When,
A cooling characteristic indicating a time-dependent change mode of a target duct temperature target value for the duct temperature in the cooling duct for setting the internal cold storage temperature in the storage chamber to a preset internal cold storage temperature set value is stored. A method of operating a constant temperature and high humidity chamber, comprising:
Regardless of the driving state of the compressor, the duct temperature in the cooling duct is measured every predetermined sampling time,
Based on the duct temperature measurement value, calculate the target rotational speed of the compressor for lowering the duct temperature in accordance with the cooling characteristic,
A method of operating a constant temperature and high humidity chamber, wherein the rotation speed of the compressor is changed according to the target rotation speed.
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