JP5591732B2 - 盤内湿度制御システム - Google Patents

Description

本発明は、電気部品が収納される配電盤や制御盤などの盤内の湿度を制御する盤内湿度制御システムに関するものである。

配電盤、制御盤、操作盤などには、電気部品が配設されている。以下、本願では、電子部品が配設されるボックスを、総称して「盤」と称する。

当該盤は、一般的に室内などに設置されている。また、盤内には多くの電気部品が配設されており、その多くは湿度に弱い。高湿度環境で湿度に弱い電気部品が使用されると、誤作動や故障の原因となる。そこで、盤が設置される部屋の温度・湿度を調整することが行われている。

しかしながら、一般的に、盤が設置される部屋内の温度と盤内の温度とは相違する。したがって、たとえ盤が設置される部屋内の温度・湿度が基準値となるように空調を行ったとしても、盤内の温度・湿度までもが当該基準値になるわけではない。

そうすると、当該部屋内の温度・湿度が基準値に保持されているにもかかわらず、盤内に侵入した水分により当該盤内で結露が発生し、電気部品に悪影響を及ぼすことがあった。

当該問題を解決する従来技術として、特許文献１が存在する。当該特許文献１に開示されている技術では、盤が設置される室は、空調設備により、温度・湿度が一定に調整されている。また、盤内の湿度は、室の湿度制御用とは別個の湿度測定器で計測される。そして、当該計測値が予め設定された値より高くなったとき、ファン、バルブ等の流量調節手段で湿度が調節された空気を盤内に注入している。

特開２００２−２２９６５１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている技術では、空調設備、空気輸送設備（ファン、バルブ等）が必要である。したがって、特許文献１に係る技術では、広い設置スペースが必要で、イニシャルコストが高く、かつエネルギーロスが大きい等の問題点があった。

そこで、本発明は、大きな設置スペースが不要で、低コストかつエネルギーロスが小さい盤内湿度制御システムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る盤内湿度制御システムは、電気部品が収納される盤内の湿度を調整する盤内湿度制御システムであって、盤内の温度を測定する温度センサと、盤内の湿度を測定する湿度センサと、前記盤内に配設される加熱器と、前記温度センサの測定結果と前記湿度センサの測定結果とを用いて、前記加熱器を制御する制御部とを、備えている。
そして、前記加熱器は、入力される電圧値の変化に応じて、連続的に発熱量を変化させることができ、前記制御部からの信号を受け、前記加熱器に印加する電圧値を変更する可変電圧装置を、さらに備えている。
さらに、前記制御部には、空気線図データおよび湿度制限値が設定されており、前記制御部は、前記温度センサの測定結果と前記湿度センサの測定結果と前記空気線図データとを用いて、前記盤内の相対湿度が前記湿度制限値以下となる、温度目標値を算出し、前記盤内の温度が前記温度目標値に達するように、前記可変電圧装置が前記加熱器に印加する電圧値を変更する前記信号を、前記可変電圧装置に送信する。

本発明に係る盤内湿度制御システムは、電気部品が収納される盤内の湿度を調整する盤内湿度制御システムであって、盤内の温度を測定する温度センサと、盤内の湿度を測定する湿度センサと、前記盤内に配設される加熱器と、前記温度センサの測定結果と前記湿度センサの測定結果とを用いて、前記加熱器を制御する制御部とを、備えている。
そして、前記加熱器は、入力される電圧値の変化に応じて、連続的に発熱量を変化させることができ、前記制御部からの信号を受け、前記加熱器に印加する電圧値を変更する可変電圧装置を、さらに備えている。
さらに、前記制御部には、空気線図データおよび湿度制限値が設定されており、前記制御部は、前記温度センサの測定結果と前記湿度センサの測定結果と前記空気線図データとを用いて、前記盤内の相対湿度が前記湿度制限値以下となる、温度目標値を算出し、前記盤内の温度が前記温度目標値に達するように、前記可変電圧装置が前記加熱器に印加する電圧値を変更する前記信号を、前記可変電圧装置に送信する。

したがって、本発明に係る盤内湿度制御システムを導入したとしても、大きな設置スペースが不要であり、当該盤内湿度制御システムの設置費用は低コストで済む。また、盤内部に直接加熱器が配設されており、スペースが狭い盤内部の温度・湿度調整をするためには、加熱器の発熱量および加熱器の発熱時間は、非常に小さいもので良い。したがって、本発明に係る盤内湿度制御システムにより、盤内部の湿度調整を実施したとしても、エネルギーロスおよび消費エネルギーの低減を図ることが可能となる。

実施の形態１に係る盤内湿度制御システムの概略構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る盤内湿度制御システムの動作を説明するフローチャートである。 実施の形態２に係る盤内湿度制御システムの概略構成を示すブロック図である。 実施の形態２に係る盤内湿度制御システムの動作を説明するフローチャートである。 実施の形態２に係る盤内湿度制御システムにおける、温度目標値を求める動作を説明する図である。 実施の形態２に係る盤内湿度制御システムにおける、温度目標値を求める動作を説明する図である。 実施の形態２に係る盤内湿度制御システムの動作を説明する閉ループ制御ブロック図である。

本発明は、電気部品が収納される盤内の湿度を調整する盤内湿度制御システムに関するものである。以下、本発明に係る盤内湿度制御システムを、その実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。

＜実施の形態１＞
図１は、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムの概略構成を示すブロック図である。

図１において、符号１１は、配電盤、制御盤あるいは操作盤などの盤である。盤１１の内部には、電気部品１２が取り付けられている。図１に示す構成例では、図面簡略化のために、盤１１内には一つの電気部品１２のみを図示しているが、盤１１内に配設される電気部品１２の数は、２以上であっても構わない。

また、図１に示すように、盤１１の内部には、配線用遮断器１３、電磁接触器（スイッチ部と把握できる）１４ａ、ヒータ（加熱器と把握できる）１５、温度センサ１６、湿度センサ１７、およびプログラマブルロジックコントローラ（制御部と把握できる）１８（以下、ＰＬＣ１８と称する）が、各々配設されている。

配線用遮断器１３は、電源供給線ＰＬと接続されている。具体的に、配線用遮断器１３は、電源供給線ＰＬとヒータ１５との間に配設されている。配線用遮断器１３は、ヒータ１５に異常な電流が流れたときに電路を開放し、電源供給線ＰＬからの電源供給を遮断する。

また、電磁接触器１４ａは、ＰＬＣ１８から送信される出力信号を受けて、ＯＮ（オン）／ＯＦＦ（オフ）動作を行うマグネットスイッチである。電磁接触器１４ａは、配線用遮断器１３とヒータ１５との間に配設されている。つまり、配線用遮断器１３、電磁接触器１４ａおよびヒータ１５が当該順に直列に接続されている。

電磁接触器１４ａがＯＮの状態のとき、電源供給線ＰＬから供給される電圧は、配線用遮断器１３および電磁接触器１４ａを経てヒータ１５に印加され、当該電圧の印加によりヒータ１５は発熱する（ヒータ１５の「入」）。これに対して、電磁接触器１４ａがＯＦＦの状態のとき、電源供給線ＰＬから供給される電圧は、配線用遮断器１３を経て電磁接触器１４ａで遮断され、当該電圧はヒータ１５には印加されない（ヒータ１５の「切」であり、ヒータ１５は発熱しない）。

温度センサ１６では、盤１１内部の温度を乾球温度で測定する。温度センサ１６で測定された測定結果データは、当該温度センサ１６からＰＬＣ１８へと送信される。また、湿度センサ１７は、盤１１内部の湿度を相対湿度で測定する。湿度センサ１７で測定された測定結果データは、当該湿度センサ１７からＰＬＣ１８へと送信される。

ＰＬＣ１８は、アナログ入力部１８ａ、演算処理部１８ｂおよびデジタル出力部１８ｃを含んでいる。

アナログ入力部１８ａには、温度センサ１６から送信される測定結果および湿度センサ１７から送信される測定結果が、アナログ信号として入力される。

演算処理部１８ｂは、設定された温度制限値と設定された湿度制限値と温度センサ１６から送信された測定結果と湿度センサ１７から送信された測定結果とを用いて、所定の演算処理を行う。演算処理部１８ｂには、記憶部（図示省略）が設けられている。当該記憶部に格納されたプログラムに従って、演算処理部１８ｂの動作（演算処理）が実行される。

デジタル出力部１８ｃは、演算処理部１８ｂでの演算処理の結果に応じて、ＯＮ／ＯＦＦのデジタル信号を、電磁接触器１４ａに対して送信する。

前述のように、当該ＯＮ／ＯＦＦのデジタル信号に応じて、電磁接触器１４ａのＯＮ／ＯＦＦが制御され、当該電磁接触器１４ａのＯＮ／ＯＦＦ制御に応じて、ヒータ１５の入切が実施される。

次に、図２に示すフローチャートを用いて、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムの動作について説明する。

まず、ユーザは、ＰＬＣ１８（より具体的に演算処理部１８ｂ）に、温度制限値および湿度制限値の設定を行う（ステップＳＴ１）。

ここで、ステップＳＴ１における温度制限値は、盤１１内に配設された電気部品１２が正常に機能することができる温度範囲の最大の温度値（許容最大温度値）である。また、盤１１内に複数の電気部品１２が配設されている構成では、各電気部品１２は前記許容最大温度値を有する（つまり、複数の許容最大温度値が存在する）。したがって、盤１１内に複数の電気部品１２が配設されている構成では、複数の許容最大温度値の内、最も小さい許容最大温度値が、ステップＳＴ１における温度制限値として、演算処理部１８ｂに入力される。

また、ステップＳＴ１における湿度制限値は、盤１１内に配設された電気部品１２が正常に機能することができる湿度範囲の最大の湿度値（許容最大湿度値）である。また、盤１１内に複数の電気部品１２が配設されている構成では、各電気部品１２は前記許容最大湿度値を有する（つまり、複数の許容最大湿度値が存在する）。したがって、盤１１内に複数の電気部品１２が配設されている構成では、複数の許容最大湿度値の内、最も小さい許容最大湿度値が、ステップＳＴ１における湿度制限値として、演算処理部１８ｂに入力される。

次に、アナログ入力部１８ａは、温度センサ１６で測定された盤１１内部の乾球温度を、温度測定結果として取り込む（ステップＳＴ２）。また、アナログ入力部１８ａは、湿度センサ１７で測定された盤１１内部の相対湿度を、湿度測定結果として取り込む（ステップＳＴ２）。アナログ入力部１８ａは、ステップＳＴ２で取得した各測定結果を、演算処理部１８ｂに送信する。

次に、演算処理部１８ｂでは、ステップＳＴ２で取得した湿度測定結果が、ステップＳＴ１で予め設定しておいた湿度制限値よりも大きいか否かを判断する（ステップＳＴ３）。

湿度測定結果が湿度制限値よりも大きいと、盤１１内部の湿度が高くなり、結露などにより電気部品１２の動作に悪影響を及ぼし得る。そこで、演算処理部１８ｂが、湿度測定結果が湿度制限値よりも大きいと判断したときには（ステップＳＴ３で「ＹＥＳ」）、演算処理部１８ｂからの当該判断結果を受けて、デジタル出力部１８ｃは、ＯＮ出力信号を電磁接触器１４ａに対して送信する（ステップＳＴ４）。ＯＮ出力信号を受けた電磁接触器１４ａは、自器の状態をＯＮ状態とし、ヒータ１５への電源供給を行う。これにより、ヒータ１５は入状態となり、発熱が実施される。

その後、演算処理部１８ｂでは、ステップＳＴ２で取得した湿度測定結果が、ステップＳＴ１で予め設定しておいた湿度制限値以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ５）。

ここで、直前にステップＳＴ４の処理を経てステップＳＴ５の処理が行われる場合には、当該ステップＳＴ５の処理で採用される湿度測定結果は、直前のステップＳＴ３の判断処理で使用した、ステップＳＴ２で取得した値と同じ値である。

したがって、直前にステップＳＴ４の処理を経てステップＳＴ５の処理が行われる場合には、当該ステップＳＴ５では、演算処理部１８ｂは、湿度測定結果が湿度制限値よりも大きいと判断する（ステップＳＴ５で「ＮＯ」）。そうすると、ＰＬＣ１８は、ステップＳＴ２に戻り、ステップＳＴ２以降の動作を繰り返し実行する。

他方、ステップＳＴ３において、演算処理部１８ｂが、ステップＳＴ２で取得した湿度測定結果が湿度制限値以下であると判断したとする（ステップＳＴ３で「ＮＯ」）。この場合には、ＰＬＣ１８は、ステップＳＴ４の処理を実施せず、ステップＳＴ５の動作を実行する。つまり、演算処理部１８ｂでは、ステップＳＴ２で取得した湿度測定結果が、ステップＳＴ１で予め設定しておいた湿度制限値以下であるか否かを判断する（ステップＳＴ５）。

ここで、直前にステップＳＴ４の処理を経ずにステップＳＴ５の処理が行われる場合には、当該ステップＳＴ５で採用される湿度測定結果は、直前のステップＳＴ３の判断処理で使用した、ステップＳＴ２で取得した値と同じ値である。

したがって、直前にステップＳＴ４の処理を経ずにステップＳＴ５の処理が行われる場合には、当該ステップＳＴ５では、演算処理部１８ｂは、湿度測定結果が湿度制限値以下であると判断する（ステップＳＴ５で「ＹＥＳ」）。そうすると、ＰＬＣ１８は、ステップＳＴ６の動作へと移行する。

ステップＳＴ６では、演算処理部１８ｂは、ステップＳＴ２で取得した温度測定結果が、ステップＳＴ１で予め設定しておいた温度制限値よりも大きいか否かを判断する。

演算処理部１８ｂが、温度測定結果が温度制限値以下であると判断したとする（ステップＳＴ６で「ＮＯ」）。そうすると、演算処理部１８ｂは、ステップＳＴ７の処理を実施すること無く、ステップＳＴ２の動作を再開し、ステップＳＴ２以降の動作を繰り返し実施する。

他方、演算処理部１８ｂが、温度測定結果が温度制限値よりも大きいと判断したとする（ステップＳＴ６で「ＹＥＳ」）。ここで、温度測定結果が温度制限値よりも大きいということは、盤１１内部の温度が電気部品１２の動作に悪影響を及ぼし得る程度に高くなっていることを意味する。

そこで、ステップＳＴ６で「ＹＥＳ」と判断したケースでは、演算処理部１８ｂからの当該判断結果を受けて、デジタル出力部１８ｃは、ＯＦＦ出力信号を電磁接触器１４ａに対して送信する（ステップＳＴ７）。ＯＦＦ出力信号を受けた電磁接触器１４ａは、自器の状態をＯＦＦ状態とし、ヒータ１５への電源供給を切断する。これにより、ヒータ１５は切状態となり、発熱は実施されない。

ステップＳＴ７の処理の後、演算処理部１８ｂは、ステップＳＴ２の動作を再開し、ステップＳＴ２以降の動作を繰り返し実施する。

以上のように、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムでは、盤１１内の温度を測定する温度センサ１６と、盤１１内の湿度を測定する湿度センサ１７と、盤１１内に配設されるヒータ１５と、温度センサ１６の測定結果と湿度センサ１７の測定結果とを用いて、ヒータ１５を制御するＰＬＣ１８を、備えているだけである。

したがって、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムを導入したとしても、大きな設置スペースが不要であり、当該盤内湿度制御システムの設置費用は低コストで済む。また、盤１１内部に直接ヒータ１５が配設されており、スペースが狭い盤１１内部の温度・湿度調整をするためには、ヒータ１５の発熱量およびヒータ１５の発熱時間は、非常に小さいもので良い。したがって、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムにより、盤１１内部の湿度調整を実施したとしても、エネルギーロスおよび消費エネルギーの低減を図ることが可能となる。

また、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムでは、ＰＬＣ１８からのデジタル信号を受け、ヒータ１５への電力の供給をＯＮ／ＯＦＦ制御する電磁接触器１４ａを、備えている。

したがって、簡易な構成により、ＰＬＣ１８の演算結果に応じたヒータ１５の発熱制御を実現することができる。

また、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムでは、ＰＬＣ１８は、湿度センサ１７の測定結果が予め設定された湿度制限値よりも大きいとき、電磁接触器１４ａにヒータ１５をオンにする信号を送信している（図２のステップＳＴ３,ＳＴ４）。

したがって、ＰＬＣ１８の簡単な比較判断処理のみにより、盤１１内部に配設された電気部品１２の動作に悪影響を及ぼさない湿度範囲において、盤１１内部の湿度を調整することができる。

また、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムでは、ＰＬＣ１８は、湿度センサ１７の測定結果が予め設定された湿度制限値以下であり（図２のステップＳＴ５）、かつ、温度センサ１６の測定値が予め設定された温度制限値より大きいとき（図２のステップＳＴ６）、電磁接触器１４ａにヒータ１５をオフにする信号を送信している（図２のステップＳＴ７）。

したがって、ＰＬＣ１８の簡単な比較判断処理のみにより、盤１１内部に配設された電気部品１２の動作に悪影響を及ぼさない湿度範囲および温度範囲において、盤１１内部の湿度および温度を調整することができる。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、ヒータ１５をデジタル的にＯＮ／ＯＦＦ制御する場合について説明した。本実施の形態２では、ヒータ１５の発熱をアナログ的に制御する構成について説明する。図３は、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムの概略構成を示すブロック図である。

ここで、図１と図２とにおいて同じ構成である部分については、当該図１と図２とにおいて同じ符号を付している。なお、実施の形態１に係る盤内湿度制御システムの構成と同じものについては、本実施の形態での説明は省略し、実施の形態１に係る盤内湿度制御システムの構成と相違するものについて、以下、説明を行う。

図２に示すように、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムでは、電磁接触器１４ａの替わりに、可変電圧装置１４ｂが設けられている。さらに、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムでは、ＰＬＣ１８内部に配設されるデジタル出力部１８ｃの替わりに、ＰＬＣ１８内部にはアナログ出力部１８ｄが設けられている。

アナログ出力部１８ｄは、アナログ信号である操作量に関する信号を、可変電圧装置１４ｂに対して送信する。ここで、当該操作量は、演算処理部１８ｂで演算されたものである。また、可変電圧装置１４ｂは、入力されてくる操作量の信号に応じて、ヒータ１５に印加する電圧値を連続的に変化させる。

また、本実施の形態では、演算処理部１８ｂに内蔵されている記憶部（図示せず）には、空気線図データが格納されている。空気線図は周知のグラフであり、たとえばオーム社「１００万人の空気調和」平成１９年発行にも掲載されている。当該空気線図の横軸は乾球温度（℃）であり、縦軸は絶対湿度（ｇ／ｋｇ’）である。また、当該空気線図中には、相対湿度（％）の曲線およびエンタルピー（Ｋｃａｌ／ｋｇ’）の斜線なども含まれている。

また、本実施の形態に係る演算処理部１８ｂでは、温度センサ１６から送信される温度測定結果と、湿度センサ１７から送信される湿度測定結果と、空気線図データとを用いて、温度目標値を演算する。当該温度目標値とは、盤１１内部の湿度状況における盤１１内部の適正な温度であり、具体的な内容は後述する。

また、本実施の形態に係る演算処理部１８ｂでは、盤１１内部の温度が温度目標値に達することを目的として、温度目標値および温度センサ１６による温度測定結果を用いて、操作量を演算する。なお、当該操作量に関する信号が、アナログ出力部１８ｄから可変電圧装置１４ｂへと送信されると、可変電圧装置１４ｂが、送信された操作量に関する信号に基づいて、ヒータ１５に印加する電圧値を連続的に変化させる。ここで、ヒータ１５は連続的に発熱量を変化させることができる。したがって、印加電圧値を連続的に変化させる電圧制御を行うことにより、ヒータ１５の発熱量も連続的に調整できる。前述した一連の閉ループ（フィードバック）制御動作を実行することにより、盤１１内部の温度を温度目標値にすることができる（当該動作は、図７を用いて後述する）。

次に、図４に示すフローチャートを用いて、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムの動作について説明する。なお、本実施の形態では、演算処理部１８ｂの図示しない記憶部には、図４の動作を実行するためのプログラムが格納されている。

まず、ユーザは、予めＰＬＣ１８（より具体的に演算処理部１８ｂ）内の記憶部に、空気線図データを入力する（ステップＳＴ２１）。

また、ユーザは、ＰＬＣ１８（より具体的に演算処理部１８ｂ）に、温度制限範囲および湿度制限値の設定を行う（ステップＳＴ２２）。

ここで、ステップＳＴ２２における温度制限範囲は、盤１１内に配設された電気部品１２が正常に機能することができる最小の温度値（許容最小温度値）から、盤１１内に配設された電気部品１２が正常に機能することができる最大の温度値（許容最大温度値）までの温度範囲である。

また、盤１１内に複数の電気部品１２が配設されている構成では、各電気部品１２ごとに、前記許容最大温度値および前記許容最小温度値が存在する（つまり、複数の許容最大温度値および複数の許容最小温度値が存在する）。したがって、盤１１内に複数の電気部品１２が配設されている構成では、複数の許容最小温度値のうち最も大きい許容最小温度値から、複数の許容最大温度値のうち最も小さい許容最大温度値までが、ステップＳＴ２２における温度制限範囲として、演算処理部１８ｂに入力される。

また、ステップＳＴ２１における湿度制限値は、盤１１内に配設された電気部品１２が正常に機能することができる湿度範囲の最大の湿度値（許容最大湿度値）である。また、盤１１内に複数の電気部品１２が配設されている構成では、各電気部品１２は前記許容最大湿度値を有する（つまり、複数の許容最大湿度値が存在する）。したがって、盤１１内に複数の電気部品１２が配設されている構成では、複数の許容最大湿度値の内、最も小さい許容最大湿度値が、ステップＳＴ２１における湿度制限値として、演算処理部１８ｂに入力される。

実施の形態１で説明したように、温度センサ１６は、盤１１内の乾球温度を測定し、湿度センサ１７は、盤１１内の相対湿度を測定する。そこで次に、アナログ入力部１８ａは、温度センサ１６で測定された盤１１内部の乾球温度を、温度測定結果として取り込む（ステップＳＴ２３）。さらに、アナログ入力部１８ａは、湿度センサ１７で測定された盤１１内部の相対湿度を、湿度測定結果として取り込む（ステップＳＴ２３）。アナログ入力部１８ａは、ステップＳＴ２３で取得した各測定結果を、演算処理部１８ｂに送信する。

次に、演算処理部１８ｂは、ステップＳＴ２３で取得した温度測定結果、ステップＳＴ２３で取得した湿度測定結果およびステップＳＴ２１で入力された空気線図データを用いて、温度目標値を演算する（ステップＳＴ２４）。当該ステップＳＴ２４の具体的動作を、図５，６の空気線図を用いて説明する。

ステップＳＴ２３で取得した温度測定結果を乾球温度Ｈとし、ステップＳＴ２３で取得した湿度測定結果を相対湿度Ｊとし、ステップＳＴ２２において設定された湿度制限値を相対湿度Ｋとする。

演算処理部１８ｂは、まず図５において、空気線図の横軸である乾球温度において温度測定結果である乾球温度Ｈに着目し、空気線図内の曲線である相対湿度において湿度測定結果である相対湿度Ｊに着目する。そして、図５に示すように、演算処理部１８ｂは、これら着目した乾球温度Ｈと相対湿度Ｊとの交点Ｃ１を求める。次に、演算処理部１８ｂは、当該交点Ｃ１の空気線図の縦軸を求める。つまり、演算処理部１８ｂは、当該交点Ｃ１の空気線図における絶対湿度を求める。図５に示すように、当該絶対湿度は、絶対湿度ＡＷであったとする。

次に、演算処理部１８ｂは、絶対湿度ＡＷの盤１１内の湿度を、ステップＳＴ２２において設定された湿度制限値（今の場合、相対湿度Ｋ）以下にするには、盤１１内の乾球温度をどこまで上げればよいかを、ステップＳＴ２２において設定された温度制限範囲内で温度目標値を算出する。

つまり、図６に示すように、演算処理部１８ｂは、絶対湿度ＡＷと湿度制限値（今の場合、相対湿度Ｋ）との交点Ｃ２を求める。そして、演算処理部１８ｂは、当該交点Ｃ２の空気線図の横軸を求める。つまり、演算処理部１８ｂは、当該交点Ｃ２の空気線図における乾球温度を求める。図６に示すように、当該乾球温度は、乾球温度ＤＴであったとする。

このことから、盤１１内の相対湿度Ｊである場合には、盤１１内の乾球温度ＤＴ以上に上げれば、盤１１内の相対湿度がステップＳＴ２２において設定された湿度制限値（相対湿度Ｋ）以下に下がることが分かる。

次に、演算処理部１８ｂは、ステップＳＴ２２において設定された温度制限範囲（つまり、許容最小温度値から許容最大温度値までの範囲）において、乾球温度ＤＴ以上の温度を、目標温度値として算出する（図６参照）。ここで、乾球温度ＤＴが温度制限範囲の許容最小温度値より小さいとき、演算処理部１８ｂは、許容最小温度値を目標温度値として求める。また、乾球温度ＤＴが温度制限範囲の許容最大温度値より大きいとき、演算処理部１８ｂは、許容最大温度値を目標温度値として求める。

ステップＳＴ２４において温度目標値の演算処理が終了した後、演算処理部１８ｂは、操作量を演算し（ステップＳＴ２５）、当該操作量に関する信号は、アナログ出力部１８ｄから可変電圧装置１４ｂに向けて送信される（ステップＳ２６）。当該操作量に関する信号を受信した可変電圧装置１４ｂは、当該操作量に応じた電圧をヒータ１５に印加し、ヒータ１５の発熱量が調整される。

ステップＳ２６の後は、ステップＳＴ２３に戻り、演算処理部１８ｂは、ステップＳＴ２３以降の動作を繰り返し実施する。これにより、最終的には、盤１１内の温度は、ステップＳＴ２４で求めた温度目標値となる。盤１１内の温度が、温度目標値に達するまでの処理を、図７の閉ループ制御ブロック図に示す。

図７に示すように、演算処理部１８ｂにおいて温度目標値が求められると、演算処理部１８ｂは、当該温度目標値から、温度センサ１６で測定された温度測定結果を差し引き、偏差を算出する。演算処理部１８ｂは、当該偏差から操作量を算出し、アナログ出力部１８ｄは、算出した操作量に関する信号を、可変電圧装置１４ｂに対して出力する。そして、可変電圧装置１４ｂは、操作量に関する信号に応じて、ヒータ１５に印加する電圧を制御する。当該電圧制御により、ヒータ１５の発熱量が調整される。

図７に示す閉ループ処理（図４のステップＳＴ２３〜ＳＴ２６の繰り返し処理）を実行することにより、演算処理部１８ｂで算出される温度目標値が変化し、当該温度目標値の変化に応じて可変電圧装置１４ｂの印加電圧値が変化し、当該印加電圧値の変化に応じてヒータ１５の発熱量が変化する。そして、最終的に、盤１１内の温度が温度目標値に調整され、盤１１内の湿度（相対湿度）が、湿度制限値以下に調整される。

図７から分かるように、偏差が大きければ大きいほど、可変電圧装置１４ｂはヒータ１５に対して高い電圧を印加させ、ヒータ１５の発熱量を高くする必要がある。他方、偏差が小さければ小さいほど、可変電圧装置１４ｂはヒータ１５に対して低い電圧を印加させ、ヒータ１５の発熱量を低く抑える必要がある。したがって、偏差が大きければ大きいほど、演算処理部１８ｂは大きな値の操作量を算出し、偏差が小さければ小さいほど、演算処理部１８ｂは小さな値の操作量を算出する。

ここで、前述したように、演算処理部１８ｂが算出する操作量、可変電圧装置１４ｂから出力される電圧、およびヒータ１５の発熱量は、アナログ値であり、連続的に変化する値である。

以上のように、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムでは、演算処理部１８ｂには、空気線図データおよび湿度制限値が設定されている。そして、演算処理部１８ｂは、温度センサ１６の温度測定結果と湿度センサ１７の湿度測定結果と空気線図データとを用いて、盤１１内の相対湿度が湿度制限値以下となる、温度目標値を算出している。そして、ＰＬＣ１８は、盤１１内の温度が温度目標値に達するように、可変電圧装置１４ｂがヒータ１５に印加する電圧値を変更する信号（操作量に関する信号）を、可変電圧装置１４ｂに送信している。そして、可変電圧装置１４ｂは、ＰＬＣ１８からの信号を受け、ヒータ１５に印加する電圧値を変更し、ヒータ１５は、入力される電圧値の変化に応じて、連続的に発熱量を変化させることができる。

したがって、温度センサ１６と、湿度センサ１７と、ヒータ１５とＰＬＣ１８を備えているだけであるので、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムを導入したとしても、大きな設置スペースが不要であり、当該盤内湿度制御システムの設置費用は低コストで済む。また、盤１１内部に直接ヒータ１５が配設されており、スペースが狭い盤１１内部の温度・湿度調整をするためには、ヒータ１５の発熱量およびヒータ１５の発熱時間は、非常に小さいもので良い。したがって、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムにより、盤１１内部の湿度調整を実施したとしても、エネルギーロスおよび消費エネルギーの低減を図ることが可能となる。

また、簡易な構成により、ＰＬＣ１８の演算結果に応じたヒータ１５の発熱制御をアナログ的に実現することができる。したがって、温度の変動、湿度の変動およびエネルギーロスが小さい、盤１１内湿度制御が実現できる。

また、本実施の形態に係る盤内湿度制御システムでは、演算処理部１８ｂには、温度制限範囲が設定されており、当該温度制限範囲内において、温度目標値を算出している。したがって、盤１１内部に配設された電気部品１２の動作に悪影響を及ぼさない温度範囲において、盤１１内部の湿度および温度を調整することができる。

１１ 盤
１２ 電気部品
１３ 配線用遮断器
１４ａ 電磁接触器
１４ｂ 可変電圧装置
１５ ヒータ
１６ 温度センサ
１７ 湿度センサ
１８ ＰＬＣ
１８ａ アナログ入力部
１８ｂ 演算処理部
１８ｃ デジタル出力部
１８ｄ アナログ出力部

Claims (5)

1. 電気部品が収納される盤内の湿度を調整する盤内湿度制御システムであって、
   盤内の温度を測定する温度センサと、
   盤内の湿度を測定する湿度センサと、
   前記盤内に配設される加熱器と、
   前記温度センサの測定結果と前記湿度センサの測定結果とを用いて、前記加熱器を制御する制御部とを、備えており、
   前記加熱器は、
   入力される電圧値の変化に応じて、連続的に発熱量を変化させることができ、
   前記制御部からの信号を受け、前記加熱器に印加する電圧値を変更する可変電圧装置を、さらに備えており、
   前記制御部には、
   空気線図データおよび湿度制限値が設定されており、
   前記制御部は、
   前記温度センサの測定結果と前記湿度センサの測定結果と前記空気線図データとを用いて、前記盤内の相対湿度が前記湿度制限値以下となる、温度目標値を算出し、
   前記盤内の温度が前記温度目標値に達するように、前記可変電圧装置が前記加熱器に印加する電圧値を変更する前記信号を、前記可変電圧装置に送信する、
   ことを特徴とする盤内湿度制御システム。
2. 前記制御部からの信号を受け、前記加熱器のオン／オフを実施するスイッチ部を、さらに備えている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の盤内湿度制御システム。
3. 前記制御部には、
   湿度制限値が設定されており、
   前記制御部は、
   前記湿度センサの測定結果が、前記湿度制限値よりも大きいとき、前記スイッチ部に、前記加熱器をオンにする前記信号を送信する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の盤内湿度制御システム。
4. 前記制御部には、
   湿度制限値および温度制限値が設定されており、
   前記制御部は、
   前記湿度センサの測定結果が、前記湿度制限値以下であり、かつ、前記温度センサの測定値が前記温度制限値より大きいとき、前記スイッチ部に、前記加熱器をオフにする前記信号を送信する、
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の盤内湿度制御システム。
5. 前記制御部には、
   温度制限範囲が、さらに設定されており、
   前記制御部は、
   前記温度制限範囲内において、前記温度目標値を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の盤内湿度制御システム。

Images