JP3286967B2 - 恒温恒湿装置 - Google Patents
恒温恒湿装置Info
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- JP3286967B2 JP3286967B2 JP03937592A JP3937592A JP3286967B2 JP 3286967 B2 JP3286967 B2 JP 3286967B2 JP 03937592 A JP03937592 A JP 03937592A JP 3937592 A JP3937592 A JP 3937592A JP 3286967 B2 JP3286967 B2 JP 3286967B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体や自動車部品等の
被試験体の温湿度試験を行う恒温恒湿装置に係り、特
に、目標温度を広範囲に変化させても加熱器の出力が大
きく変化しないように改良した恒温恒湿装置に関するも
のである。
被試験体の温湿度試験を行う恒温恒湿装置に係り、特
に、目標温度を広範囲に変化させても加熱器の出力が大
きく変化しないように改良した恒温恒湿装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来の恒温恒湿装置は冷却器で冷却除湿
を行ないながら、加熱器で加熱を行ない、加湿器で加湿
を行なうことにより温湿度雰囲気を作っている。図４は
従来例の恒温恒湿装置の構成を示す構造断面図である。
図４において、調温調湿室５は加湿器１と冷却器出力部
の蒸発器２と加熱器３により構成され、ここで調温調湿
された雰囲気を送風機４により試験室６へ送り込むこと
により、試験室６に設定温湿度を目標とした雰囲気を作
り出している。ここで加湿器１と加熱器３は室外の制御
器によりＰＩＤ制御を行ない出力量を調整しているが、
室外の冷却器の出力量は一定である。この恒温恒湿装置
は一般に−４０℃〜１５０℃の広い温度範囲で安定した
温度制御を得るために、冷却器を運転して加熱器をＰＩ
Ｄ制御することにより温度平衡を保っている。しかし冷
却器の出力量が一定のため、目標温度により加熱器の出
力が大きく変化し、高温時には加熱器の出力が足りない
一方で低温時には加熱器の出力が大きすぎるという状態
が起りうる。なおこの種の装置として関連するものに
は、例えば実開昭６３−１２００５０号公報が挙げられ
る。
を行ないながら、加熱器で加熱を行ない、加湿器で加湿
を行なうことにより温湿度雰囲気を作っている。図４は
従来例の恒温恒湿装置の構成を示す構造断面図である。
図４において、調温調湿室５は加湿器１と冷却器出力部
の蒸発器２と加熱器３により構成され、ここで調温調湿
された雰囲気を送風機４により試験室６へ送り込むこと
により、試験室６に設定温湿度を目標とした雰囲気を作
り出している。ここで加湿器１と加熱器３は室外の制御
器によりＰＩＤ制御を行ない出力量を調整しているが、
室外の冷却器の出力量は一定である。この恒温恒湿装置
は一般に−４０℃〜１５０℃の広い温度範囲で安定した
温度制御を得るために、冷却器を運転して加熱器をＰＩ
Ｄ制御することにより温度平衡を保っている。しかし冷
却器の出力量が一定のため、目標温度により加熱器の出
力が大きく変化し、高温時には加熱器の出力が足りない
一方で低温時には加熱器の出力が大きすぎるという状態
が起りうる。なおこの種の装置として関連するものに
は、例えば実開昭６３−１２００５０号公報が挙げられ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は冷却器
の出力調整の点について配慮がされておらず、温湿度の
安定が冷却器と加熱器や加湿器との熱平衡によるにもか
かわらず加熱器や加湿器しか出力制御が行なわれないの
で、高温運転時に加熱器の消費電力が大きいうえに低温
運転時には冷却器の出力が足りずに加熱器が出力すると
温度が安定しないという問題があった。
の出力調整の点について配慮がされておらず、温湿度の
安定が冷却器と加熱器や加湿器との熱平衡によるにもか
かわらず加熱器や加湿器しか出力制御が行なわれないの
で、高温運転時に加熱器の消費電力が大きいうえに低温
運転時には冷却器の出力が足りずに加熱器が出力すると
温度が安定しないという問題があった。
【０００４】本発明の目的は冷却器出力を可変とし加熱
器出力を一定に保持して広範囲の運転状態においても安
定な熱的平衡状態を作り出し、さらに加熱器出力を一定
に抑えて省エネルギ−とする恒温恒湿装置を提供するこ
とにある。
器出力を一定に保持して広範囲の運転状態においても安
定な熱的平衡状態を作り出し、さらに加熱器出力を一定
に抑えて省エネルギ−とする恒温恒湿装置を提供するこ
とにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、圧縮機，凝縮器，膨張弁，及び冷却手段
として作用する蒸発器を備えた冷凍サイクルと、加熱器
とを有する恒温恒湿装置において、前記冷凍サイクル
は、前記圧縮機をバイパスするガスバイパス回路と，該
ガスバイパス回路に付加された電子膨張弁と，を有し、
前記加熱器は、設定目標温度からその出力量が演算され
るように構成されると共に、前記蒸発器は、前記電子膨
張弁の開度が制御されることにより、その冷却能力が制
御されるように構成されており、前記電子膨張弁の開度
は、演算された前記加熱器の出力量と，設定目標加熱器
出力量と，により演算され且つ制御され、前記設定目標
加熱器出力量は、温度上昇運転時には温度安定運転時よ
りも大きくなり、温度下降運転時には温度安定運転時よ
りも小さくなるように設定されたものである。
に、本発明は、圧縮機，凝縮器，膨張弁，及び冷却手段
として作用する蒸発器を備えた冷凍サイクルと、加熱器
とを有する恒温恒湿装置において、前記冷凍サイクル
は、前記圧縮機をバイパスするガスバイパス回路と，該
ガスバイパス回路に付加された電子膨張弁と，を有し、
前記加熱器は、設定目標温度からその出力量が演算され
るように構成されると共に、前記蒸発器は、前記電子膨
張弁の開度が制御されることにより、その冷却能力が制
御されるように構成されており、前記電子膨張弁の開度
は、演算された前記加熱器の出力量と，設定目標加熱器
出力量と，により演算され且つ制御され、前記設定目標
加熱器出力量は、温度上昇運転時には温度安定運転時よ
りも大きくなり、温度下降運転時には温度安定運転時よ
りも小さくなるように設定されたものである。
【０００６】
【作用】上記恒温恒湿装置は冷却器の冷凍回路に付加さ
れた圧縮機ガスバイパス回路のガスバイパス量を電子膨
張弁により制御して冷却能力を連続的可変とするととも
に、加熱器および加湿器の少なくとも何れか一方を、温
湿度の設定目標値と現在測定値とに基づいてＰＩＤ演算
された制御出力値により制御し、装置の運転状態に応じ
て冷却器と加熱器または加湿器との出力をバランスさせ
ることができる。さらに上記冷却器の電子膨張弁のガス
バイパス量制御の設定目標値を加熱器および加湿器の少
なくとも何れか一方の設定目標出力値とし、上記加熱器
および加湿器の少なくとも何れか一方の制御出力値を冷
却器制御装置にも入力して、該設定目標出力値と制御出
力値との偏差によって電子膨張弁を制御することにより
ガスバイパス量を調整し、これにより加熱器および加湿
器の少なくとも何れか一方の制御出力値を設定目標出力
値に近づけさせる。このようにして簡単に冷却器と加熱
器および加湿器の少なくとも何れか一方との出力をバラ
ンスさせて加熱器や加湿器の出力を一定に抑えるため省
エネルギーとなり、また被試験体に発熱負荷等が設置さ
れても自動的に冷却器の出力を増加させて温度等を安定
させることもできる。このようにして、目標温度が大き
く変化しても加熱器の出力が大きく変化しないようにす
ることができ、広範囲の運転状態においても安定な省エ
ネルギー運転を可能ならしめる。
れた圧縮機ガスバイパス回路のガスバイパス量を電子膨
張弁により制御して冷却能力を連続的可変とするととも
に、加熱器および加湿器の少なくとも何れか一方を、温
湿度の設定目標値と現在測定値とに基づいてＰＩＤ演算
された制御出力値により制御し、装置の運転状態に応じ
て冷却器と加熱器または加湿器との出力をバランスさせ
ることができる。さらに上記冷却器の電子膨張弁のガス
バイパス量制御の設定目標値を加熱器および加湿器の少
なくとも何れか一方の設定目標出力値とし、上記加熱器
および加湿器の少なくとも何れか一方の制御出力値を冷
却器制御装置にも入力して、該設定目標出力値と制御出
力値との偏差によって電子膨張弁を制御することにより
ガスバイパス量を調整し、これにより加熱器および加湿
器の少なくとも何れか一方の制御出力値を設定目標出力
値に近づけさせる。このようにして簡単に冷却器と加熱
器および加湿器の少なくとも何れか一方との出力をバラ
ンスさせて加熱器や加湿器の出力を一定に抑えるため省
エネルギーとなり、また被試験体に発熱負荷等が設置さ
れても自動的に冷却器の出力を増加させて温度等を安定
させることもできる。このようにして、目標温度が大き
く変化しても加熱器の出力が大きく変化しないようにす
ることができ、広範囲の運転状態においても安定な省エ
ネルギー運転を可能ならしめる。
【０００７】
【実施例】以下に本発明の一実施例を図１から図４によ
り説明する。図１は本発明による恒温恒湿装置の一実施
例を示す冷却器の構成図である。図１において、冷却器
は圧縮機１１と凝縮器１２と主回路用膨張弁１３とを備
えたフロン冷凍回路により通常の冷凍サイクルが構成さ
れるが、この冷凍回路には圧縮機１１のガスバイパス回
路とそのガスバイパス量を連続的に可変制御可能なガス
バイパス用電子膨張弁１４が付加されている。なおこの
恒温恒湿装置の全体構成は図４の従来例の構造図と同様
であるが、加熱器３と加湿器１はいずれか一方だけの場
合も両方を組合せた場合もあってよい。この構成で、冷
却器と加熱器３および加湿器１の少なくとも何れか一方
の出力を冷却器制御装置と加熱器・加湿器制御装置（図
示せず）によりバランスさせて、広範囲な温湿度に調温
調湿雰囲気を作り出すことができる。
り説明する。図１は本発明による恒温恒湿装置の一実施
例を示す冷却器の構成図である。図１において、冷却器
は圧縮機１１と凝縮器１２と主回路用膨張弁１３とを備
えたフロン冷凍回路により通常の冷凍サイクルが構成さ
れるが、この冷凍回路には圧縮機１１のガスバイパス回
路とそのガスバイパス量を連続的に可変制御可能なガス
バイパス用電子膨張弁１４が付加されている。なおこの
恒温恒湿装置の全体構成は図４の従来例の構造図と同様
であるが、加熱器３と加湿器１はいずれか一方だけの場
合も両方を組合せた場合もあってよい。この構成で、冷
却器と加熱器３および加湿器１の少なくとも何れか一方
の出力を冷却器制御装置と加熱器・加湿器制御装置（図
示せず）によりバランスさせて、広範囲な温湿度に調温
調湿雰囲気を作り出すことができる。
【０００８】図２は本発明による恒温恒湿装置の他の実
施例を示す制御装置の構成図である。図２において、こ
の制御装置は加熱器制御器２３と冷却器制御装置のガス
バイパス膨張弁制御器２６とを備える。この構成で、加
熱器制御器２３は設定目標温度２１と測定温度２２の比
較演算により加熱器出力制御量２４を演算し、これを制
御出力として加熱器３を制御する。ここで得られた加熱
器出力制御量２４の制御出力との比較演算によりガスバ
イパス膨張弁開度制御量２７を演算し、これを制御出力
として冷却器のガスバイパス用電子膨張弁１４を開度制
御する。この冷却器のガスバイパス回路のガスバイパス
量の制御により冷却器の冷却能力を連続的に制御するこ
とが可能となる。また加熱器出力制御量２４の制御出力
を装置の運転状態に応じて一定に保つことができ、簡単
に加熱器３と冷却器の出力とをバランスさせて運転でき
る。
施例を示す制御装置の構成図である。図２において、こ
の制御装置は加熱器制御器２３と冷却器制御装置のガス
バイパス膨張弁制御器２６とを備える。この構成で、加
熱器制御器２３は設定目標温度２１と測定温度２２の比
較演算により加熱器出力制御量２４を演算し、これを制
御出力として加熱器３を制御する。ここで得られた加熱
器出力制御量２４の制御出力との比較演算によりガスバ
イパス膨張弁開度制御量２７を演算し、これを制御出力
として冷却器のガスバイパス用電子膨張弁１４を開度制
御する。この冷却器のガスバイパス回路のガスバイパス
量の制御により冷却器の冷却能力を連続的に制御するこ
とが可能となる。また加熱器出力制御量２４の制御出力
を装置の運転状態に応じて一定に保つことができ、簡単
に加熱器３と冷却器の出力とをバランスさせて運転でき
る。
【０００９】図３は図２の制御装置の動作の一例を示す
図表である。図３の横軸は時間で縦軸は設定目標加熱器
出力量２５とガスバイパス膨張弁開度制御量２７と試験
室温度２２の変化をそれぞれ示す。図３において、図２
の実施例では装置運転状態に応じて設定加熱器出力量２
５を変えることによりガスバイパス膨張弁開度制御量２
７を変えて冷却器出力量を変えることが可能となるので
装置性能を向上させることができるが、本図３のように
制御して運転することが望ましい。 本図３の例におい
て、時間ｔ 1 からｔ 2 までは試験室温度２２の上昇運転期
間、ｔ 2 からｔ 3 までは安定運転期間、ｔ 3 からｔ 4 までは
降下運転期間である。図3の装置運転状態が例えば試験
室温度２２の温度安定運転時には設定目標加熱器出力量
２５を５０％またはそれ以下とすることにより装置全体
の消費電力を低く抑えることができる。また試験室温度
２２の温度上昇運転時には設定目標加熱器出力量２５を
高くし、また温度降下運転時には設定目標加熱器出力量
２５を低くすることにより、試験室温度２２の温度上昇
時間および温度降下時間を短くすることができる。なお
図３の設定加熱器出力量２５を変えることにより、ガス
バイパス膨張弁開度制御量２７は図示のように変化して
いる。さらに試験室６の被試験体に発熱負荷が設定され
ると、測定温度２２が上昇して加熱器出力制御量２４の
制御出力が小さくなるため、ガスバイパス膨張弁開度制
御量２７を小さくすることにより冷却器の出力量を増加
させて温度安定維持することができる。以上のように本
実施例によれば加熱器３の出力を抑えることにより省エ
ネルギーを図ることができる。
図表である。図３の横軸は時間で縦軸は設定目標加熱器
出力量２５とガスバイパス膨張弁開度制御量２７と試験
室温度２２の変化をそれぞれ示す。図３において、図２
の実施例では装置運転状態に応じて設定加熱器出力量２
５を変えることによりガスバイパス膨張弁開度制御量２
７を変えて冷却器出力量を変えることが可能となるので
装置性能を向上させることができるが、本図３のように
制御して運転することが望ましい。 本図３の例におい
て、時間ｔ 1 からｔ 2 までは試験室温度２２の上昇運転期
間、ｔ 2 からｔ 3 までは安定運転期間、ｔ 3 からｔ 4 までは
降下運転期間である。図3の装置運転状態が例えば試験
室温度２２の温度安定運転時には設定目標加熱器出力量
２５を５０％またはそれ以下とすることにより装置全体
の消費電力を低く抑えることができる。また試験室温度
２２の温度上昇運転時には設定目標加熱器出力量２５を
高くし、また温度降下運転時には設定目標加熱器出力量
２５を低くすることにより、試験室温度２２の温度上昇
時間および温度降下時間を短くすることができる。なお
図３の設定加熱器出力量２５を変えることにより、ガス
バイパス膨張弁開度制御量２７は図示のように変化して
いる。さらに試験室６の被試験体に発熱負荷が設定され
ると、測定温度２２が上昇して加熱器出力制御量２４の
制御出力が小さくなるため、ガスバイパス膨張弁開度制
御量２７を小さくすることにより冷却器の出力量を増加
させて温度安定維持することができる。以上のように本
実施例によれば加熱器３の出力を抑えることにより省エ
ネルギーを図ることができる。
【００１０】また本発明による恒温恒湿装置のさらに他
の実施例の制御装置の構成は、図２の加熱器制御器２３
に代えて加湿器制御器を備える。この構成で、加湿器制
御器は設定目標湿度と測定湿度の比較演算により加湿器
出力制御量を算出し、これを制御出力として加湿器１を
制御する。ここで得られた加湿器出力制御量の制御出力
は冷却器制御装置のガスバイパス膨脹弁制御器２６へも
送られ、ガスバイパス膨脹弁制御器２６は設定目標加湿
器出力量と加湿器出力制御量の制御出力との比較演算に
よりガスバイパス膨脹弁開度制御量２７を算出し、これ
を制御出力として冷却器のガスバイパス用電子膨脹弁１
４を開度制御する。これにより簡単に加湿器１と冷却器
の出力をバランスさせて運転できる。
の実施例の制御装置の構成は、図２の加熱器制御器２３
に代えて加湿器制御器を備える。この構成で、加湿器制
御器は設定目標湿度と測定湿度の比較演算により加湿器
出力制御量を算出し、これを制御出力として加湿器１を
制御する。ここで得られた加湿器出力制御量の制御出力
は冷却器制御装置のガスバイパス膨脹弁制御器２６へも
送られ、ガスバイパス膨脹弁制御器２６は設定目標加湿
器出力量と加湿器出力制御量の制御出力との比較演算に
よりガスバイパス膨脹弁開度制御量２７を算出し、これ
を制御出力として冷却器のガスバイパス用電子膨脹弁１
４を開度制御する。これにより簡単に加湿器１と冷却器
の出力をバランスさせて運転できる。
【００１１】さらに本発明による恒温恒湿装置のさらに
他の実施例の制御装置の構成は、図２の加熱器制御器２
３に加えて加湿器制御器も備える。この構成で、加熱器
制御器２３および加湿器制御器は各設定目標値と測定値
の比較演算により各出力制御量を算出し、これを制御出
力として各加熱器３および加湿器１を制御する。ここで
得られた各出力制御量の制御出力は冷却器制御装置のガ
スバイパス膨脹弁制御器２６へも送られ、ガスバイパス
膨脹弁制御器２６は各設定目標出力量と出力制御量の制
御出力との比較演算によりガスバイパス膨脹弁開度制御
量２７を算出し、これを制御出力として冷却器のガスバ
イパス用電子膨脹弁１４を開度制御する。これにより加
熱器３および加湿器１と冷却器の出力をバランスさせて
運転でき、制御精度を向上させることができる。
他の実施例の制御装置の構成は、図２の加熱器制御器２
３に加えて加湿器制御器も備える。この構成で、加熱器
制御器２３および加湿器制御器は各設定目標値と測定値
の比較演算により各出力制御量を算出し、これを制御出
力として各加熱器３および加湿器１を制御する。ここで
得られた各出力制御量の制御出力は冷却器制御装置のガ
スバイパス膨脹弁制御器２６へも送られ、ガスバイパス
膨脹弁制御器２６は各設定目標出力量と出力制御量の制
御出力との比較演算によりガスバイパス膨脹弁開度制御
量２７を算出し、これを制御出力として冷却器のガスバ
イパス用電子膨脹弁１４を開度制御する。これにより加
熱器３および加湿器１と冷却器の出力をバランスさせて
運転でき、制御精度を向上させることができる。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、恒温恒湿装置の冷却器
出力をガスバイパス用電子膨張弁により連続的制御でき
るので試験条件の変更に容易に対応できる効果がある。
さらに上記ガスバイパス用電子膨張弁を加熱器および加
湿器の少なくとも何れか一方の制御出力によって制御す
ることにより、冷却器と加熱器または加湿器の出力とを
簡単にバランスさせて運転できるので、制御目標とする
設定温度が大きく変化しても、加熱器の出力変化を小な
らしめ、広範囲の温度で安定した恒温恒湿効果を奏し得
る。
出力をガスバイパス用電子膨張弁により連続的制御でき
るので試験条件の変更に容易に対応できる効果がある。
さらに上記ガスバイパス用電子膨張弁を加熱器および加
湿器の少なくとも何れか一方の制御出力によって制御す
ることにより、冷却器と加熱器または加湿器の出力とを
簡単にバランスさせて運転できるので、制御目標とする
設定温度が大きく変化しても、加熱器の出力変化を小な
らしめ、広範囲の温度で安定した恒温恒湿効果を奏し得
る。
【図１】本発明の一実施例の冷却器構成図
【図２】本発明の他の実施例の制御装置構成図
【図３】図２の制御動作例の説明図
【図４】恒温恒湿装置の構造断面図
１…加湿器、２…蒸発器、３…加熱器、４…送風機、５
…調温調湿室、６…試験室、１１…圧縮機、１２…凝縮
器、１３…主回路用膨脹弁、１４…ガスバイパス用電子
膨脹弁、２３…加熱器制御器、２６…ガスバイパス膨脹
弁制御器
…調温調湿室、６…試験室、１１…圧縮機、１２…凝縮
器、１３…主回路用膨脹弁、１４…ガスバイパス用電子
膨脹弁、２３…加熱器制御器、２６…ガスバイパス膨脹
弁制御器
フロントページの続き (72)発明者 尾川 健男 静岡県清水市村松390番地 株式会社 日立製作所 清水工場内 (72)発明者 河本 康雄 静岡県清水市村松390番地 株式会社 日立製作所 清水工場内 (56)参考文献 特開 平２−237648（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−276669（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F24F 5/00 F24F 11/02
Claims (1)
- 【請求項１】 圧縮機，凝縮器，膨張弁，及び冷却手段
として作用する蒸発器を備えた冷凍サイクルと、加熱器
とを有する恒温恒湿装置において、 前記冷凍サイクルは、前記圧縮機をバイパスするガスバ
イパス回路と，該ガスバイパス回路に付加された電子膨
張弁と，を有し、 前記加熱器は、設定目標温度からその出力量が演算され
るように構成されると共に、前記蒸発器は、前記電子膨
張弁の開度が制御されることにより、その冷却能力が制
御されるように構成されており、 前記電子膨張弁の開度は、演算された前記加熱器の出力
量と，設定目標加熱器出力量と，により演算され且つ制
御され、 前記設定目標加熱器出力量は、温度上昇運転時には温度
安定運転時よりも大きくなり、温度下降運転時には温度
安定運転時よりも小さくなるように設定されることを特
徴とする恒温恒湿装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03937592A JP3286967B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 恒温恒湿装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03937592A JP3286967B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 恒温恒湿装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05240467A JPH05240467A (ja) | 1993-09-17 |
| JP3286967B2 true JP3286967B2 (ja) | 2002-05-27 |
Family
ID=12551293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03937592A Expired - Fee Related JP3286967B2 (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | 恒温恒湿装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3286967B2 (ja) |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP03937592A patent/JP3286967B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05240467A (ja) | 1993-09-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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