JPH02229556A - 温湿度制御におけるヒータ出力適正化方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は恒温器、恒温恒温器その他の環境試験装置等に
おける温度または温湿制御対象槽に対し冷凍機を設ける
とともに、加熱ヒータまたは加熱ヒータと加湿ヒータ付
蒸発式加？Ｗ器を設け、該冷凍機を運転しつつ該ヒータ
出力を制御することにより前記槽内の温度または温湿度
を制御する場合におけるヒータ出力適正化方法に関する
。

〔従来の技術〕

環境試験装置等における温度または温湿度制御対象槽に
対し冷凍機を設けるとともに、加熱ヒータおよび加湿ヒ
ータ付蒸発式加湿器のうち少なくとも加熱ヒータを設け
、該冷凍機を運転しつつ該ヒータ出力を制御することに
より前記槽内の温度または温湿度を制御する場合には、
前記冷凍機をある程度高温の雰囲気においても運転でき
るようにその冷媒流量ないし膨張機構の開度が予め一定
の状態に設定される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この設定条件で一旦冷凍回路を決定すると、そ
の固定された冷媒流量のもとにおいてヒータ出力を制御
することになるので、目標温度等の設定条件によっては
冷媒流量を少なくし、ヒータ出力もそれに応じて少なく
してもよい場合でも、ヒータ出力を大きくしておかなけ
ればならないという問題があり、また、冷媒流量を多く
し、ヒータ出力もそれに応じて大きくしなければならな
いときでも、それができないという問題がある。

そこで本発明は、温度または温湿度制御対象槽に対し冷
凍機を設けるとともに、加熱ヒータおよび加湿ヒータ付
蒸発式加湿器のうち少なくとも加熱ヒータを設け、該冷
凍機を運転しつつ該ヒータ出力を制御することにより前
記槽内の温度または温湿度を制御する場合において、ヒ
ータ出力を適正化して円滑な温度または温湿度制御を行
いつつヒータ出力の節約を図ることができる方法を提供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 本発明は前記目的に従い、 温度制御対象槽に対し冷凍機および加熱ヒータを設け、
該冷凍機を運転しつつ該ヒータ出力を制御して前記槽内
を目標温度にする温度制御におけるヒータ出力適正化方
法であって、 前記冷凍機の膨張機構に開度可変形膨張機構を採用する
こと、 制御の種類に応じた前記膨張機構の操作量Ｐ，を決定す
ること、 前記加熱ヒータ出力平均値ＨＡを求めること、制御の種
類に応じた加熱ヒータ出力の上限ＨＵおよび下限ＨＤを
決定すること、 上限ＨＵ＜平均値ＨＡならば前記操作量Ｐ＋で前記膨張
機構を閉じ、下限ＨＤ≦平均値ＨＡ≦上限ＨＵならば前
記膨張機構の開度をそのままにし、平均値ＨＡ＜下限Ｈ
Ｄならば前記操作量Ｐ．で前記膨張機構を開くこと、 を含むことを特徴とする温度制御におけるヒータ出力適
正化方法、および 温湿度制御対象槽に対し冷凍機を設けるとともに加熱ヒ
ータおよび加湿ヒータ付蒸発式加湿器を設け、該冷凍機
を運転しつつ該両ヒータ出力を制御して前記槽内を目標
温湿度にする温湿度制御におけるヒータ出力適正化方法
であって、　前記冷凍機の膨張機構に開度可変形膨張機
構を採用すること、 温湿度運転において前記槽内温湿度が所定の状態に安定
している場合または勾配運転の場合には、制御の種類に
応じた前記膨張機構操作量ＰＩを決定すること、 前記加熱ヒータ出力平均値ＨＡおよび前記加湿ヒータ出
力平均値ｈａを求めること、 制御の種類に応じた前記加熱ヒータ出力の上限ＨＵおよ
び下限ＨＤ、ならびに前記加湿ヒータ出力の上限ｈｕお
よび下限ｈｄを決定すること、上限ＨＵ＜平均値ＨＡ且
つ上限ｈｕ＜平均値ｈａならば前記操作Ｎ　ｐ　＋で前
記膨張機構を閉じ、下限ＨＤ≦平均値ＨＡ≦上限ＨＵ且
つ下限ｈｄ≦平均値ｈａ≦上限ｈｕならば前記膨張機構
開度をそのままにし、平均値ＨＡ＜下限ＨＤおよび平均
値ｈａ＜下限ｈｄのいずれかまたは双方の条件下では、
前記操作ＮＰＩで前記膨張機構を開くこと、を含むこと
を特徴とする温湿度制御におけるヒータ出力適正化方法
、を従供するものである。

前記いずれの方法においても、前記膨張機構操作量Ｐ１
で直ちに膨張機構を開き、または閉じることなく、次の
ようにして膨張機構を操作してもよい。

すなわち、現在周囲温度ＲＴおよび現在槽内温度Ｔのも
とにおける前記膨張機構の許容開度Ｍｍａｘを求め、制
御の種類に応じた前記膨張機構の最小許容開度Ｍｍｉｎ
を決定し、前記膨張機構の許容開度Ｍｍａｘ，最小許容
開度Ｍｍ　ｉ　ｎおよび現在開度Ｎの関係がＭｍｉ　ｎ
＜Ｎ＜Ｍｍａ　ｘのときは前記操作量Ｐ１に応じて前記
膨張機構を開き、または閉じ、Ｍｍａｘ＜Ｎならば前記
膨張機構を開度Ｍｍａｘまで閉じ、Ｎ＜Ｍｍｉ　ｎなら
ば前記膨張機構を開度Ｍｍ　ｉ　ｎまで開くようにして
もよい。

前記「制御の種類」とは、槽内温度を一定に維持する温
度運転、槽内温湿度を一定に維持する温湿度運転、さら
にそれらの運転において温度範囲、湿度範囲が区分けさ
れている場合の各運転、湿度を考慮しない勾配運転、湿
度も考慮した勾配運転といった制御の種類を指している
。

前記膨張機構の許容開度Ｍｍａｘをもとめる方法は、様
々の周囲温度、槽内温度に対する膨張機構の安全許容開
度を予め実験によって求めておき、この実験結果を表に
しておいて該表から周囲温度および槽内温度を指定して
読みだす、該実験結果を記憶手段に記憶させておいて、
そこから周囲温度および槽内温度を指定して読みだす、
該実験結果に基づいて周囲温度ＲＴおよび槽内温度Ｔの
もとにおける許容開度Ｍｍａｘをｆ　（ＲＴ，Ｔ）で表
わし、この式に周囲温度および槽内温度を代入して求め
る等が考えられる。

Ｍｍａ　ｘ＝ｆ　（ＲＴ，Ｔ）とした場合、計算処理が
容易なものとして、 Ｍｍａ　ｘ＝ａ−Ｔ＋ｂ　−　・−一次式Ｘａ＝ｆ　（
ＲＴ）　、ｂ＝ｆ　　（ＲＴ）を例示できる。

この場合、周囲温度が決定されると、槽内温度対Ｍｍａ
ｘの関係式Ｘが決定されるので、この式Ｘに槽内温度Ｔ
＠代入してＭｍａｘを求めることができる。

なお、Ｍｍａ　ｘ＝ａ　−　ＲＴ＋ｂ ａ＝ｆ　（Ｔ）、ｂ＝ｆ　（Ｔ）とすることもできる。

なお、実験において安全開度であるか否かは、圧縮機の
吐出管温度や吐出管内圧力等から判断できる。

前記膨張機構の許容開度Ｍｍａｘは最大許容開度である
必要はないが、普通は最大許容開度またはそれに近い開
度が選ばれる。

前記最小許容開度Ｍｍｉｎは、冷凍回路中を冷媒と一緒
に流れているオイルが弁部で詰まらないこと、回路の低
圧側圧力が異常に低くならないこと、冷媒循環量が少量
とは言えふらつきなく一定量流れることなどを考慮して
決定する。

〔作　用〕

本発明方法によると、湿度を考慮しない運転のときには
、槽内温度が所定の温度に安定している場合または勾配
運転の場合に、制御の種類に応じた膨張機構の操作量Ｐ
，および加熱ヒータ出力の上限ＨＵと下限ＨＤが決定さ
れ、また、加熱ヒータ出力平均値ＨＡが求められ、加熱
ヒータ出力上限ＨＵ＜前記平均値ＨＡならば操作Ｍ　ｐ
　ｔで膨張機構が閉じられ、該平均値ＨＡ＜該下限Ｈ　
Ｄならば操作量Ｐ＋で膨張機構が開かれる。ＨＤ≦ＨＡ
≦ＨＵならば膨張機構開度はそのままにされる。

また、湿度をも考慮した運転のときには、槽内温度が所
定の状態に安定している場合または勾配運転の場合に、
制御の種類に応じた膨張機構の操作量ＰＩ、加熱ヒータ
出力の上限ＨＵと下限ＨＤおよび加湿ヒータ出力の上限
ｈｕと下限ｈｄが決定され、さらに加熱ヒータ出力平均
値ＨＡおよび加湿ヒータ出力平均値ｈａが求められ、加
熱ヒータ出力上限ＨＵ＜平均値ＨＡ且つ加湿ヒータ出力
上限ｈｕ＜平均値ｈａならば操作量Ｐ１で膨張機構は閉
じられ、平均値ＨＡ＜下限ＨＤおよび平均値ｈａ＜下限
ｈｄのいずれかまたは双方の条件下では、操作量Ｐ１で
膨張機構が開かれる。ＨＤ≦ＨＡ≦ＨＵ且つｈｄ≦ｈａ
≦ｈｕならば、膨張機構開度はそのままにされる。

また、現在周囲温度ＲＴおよび槽内温度Ｔのもとにおけ
る膨張機構の許容開度Ｍｍａｘ、制御の種類に応じた膨
張機構の最小許容開度Ｍｍｉｎおよび現在の膨張機構開
度Ｎの大小を比較する場合には、Ｍｍ　ｉ　ｎ＜Ｎ＜Ｍ
ｍａ　ｘのときは操作量Ｐ，に応じて膨張機構が開かれ
、または閉じられ、Ｍｍａｘ＜Ｎならば膨張機構は開度
Ｍｍａｘまで閉じられ、Ｎ＜Ｍｍ　ｉ　ｎならば膨張機
構は開度Ｍｍｉｎまで開かれる。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明方法を実施するための装置例の概略説明
図であり、第５図〜第９図は該装置により実施される本
発明方法の一例を含む手順を示している。

第１図に示す装置例は恒温恒温器１０であり、恒温槽１
０１内に供試品を収めるテストエリア１０２を有し、該
エリアの後方には仕切り壁１０３を介して空調室１０４
を備えている。該空調室は冷却器１１とその上方の空気
循環用ファン１２を備えている。冷却器１１とファン１
２の間には加熱ヒータである電気ヒータ２が設けられて
おり、冷却器の下方には加湿用電気ヒータ３によって水
を加熱するタイプの蒸発式加湿器３０が設けられている
。空気はファンｌ２の作用で矢印八方向に循環する。冷
却器１１は冷凍機１の構成メンバである。冷凍機１は冷
却器１１のばか空調室の外側に配置された圧縮機１３、
凝縮器１４および冷却器ｌｌ用の開度可変型電子膨張弁
ｌ５を備えている。

弁１５は図示しないシャフトが回されると弁体が移動し
て弁開度が変わるタイプのものである。

該シャフトはステッピングモータ４ｌによって駆動され
るようになっており、モータ４ｌにはパルス出力ジエネ
レータ４２が接続されている。このジェネレータ４２は
マイクロコンピュータＭ（以下、「マイコンＭ」という
）からの指示に基づいて作動する。

前記加熱ヒータ２には電流供給回路２１が接続され、加
湿ヒータ３には電流供給回路３１が接続されている。こ
れら回路２１、３１はマイコンＭからの指示に基づいて
作動する。

ファン１２を駆動するモータＭ１は駆動回路Ｃ１を介し
て、圧縮機モータＭ２および凝縮器ｌ４用のファン１４
１の駆動モータＭ３は駆動回路Ｃ２を介して、それぞれ
マイコンＭに接続されている。

槽１０１内には空調室１０４の吹き出し口付近に乾球温
度検出器５および湿球温度検出器６が設けられており、
これら検出器の出力はマイコンＭに入力される。また、
周囲温度を測定するための温度検出器７が冷凍機１にお
ける凝縮器ｌ４へ流れ込む空気流の中に配置されており
、該検出器からの温度信号もマイコンＭに入力される。

さらに、圧縮機１の吐出管には、冷凍機異常を知るため
の温度検出器９が設けられており、この検出器からの信
号もマイコンＭに入力される。

マイコンＭにはテンキー等を含む操作ボード８が接続さ
れており、該ボード８によって温度運転、温湿度運転ま
たは勾配運転のモードを選択することができ、さらに温
度運転の場合にはその目標温度、温湿度運転の場合には
その目標温湿度、勾配運転の場合には勾配運転開始の温
度と勾配運転終了時の温度およびその間に要する時間を
設定して温度変化勾配を設定できる。さらに各種運転の
順序をも適宜入力することができる。すなわち、例えば
５０゜Ｃ，６０％ＲＨで３時間、次いで６０％ＲＨのま
ま５０″Ｃから２０゛Ｃまで２時間で降下、次いで２０
’Ｃ，６０％ＲＨで３時間というように運転順序を設定
できる。

ボード８には、さらに、恒温恒温器ｌＯの運転開始のた
めにファンモータＭｌ、圧縮器モータＭ２、ファンモー
タＭ３等を運転開始し、あるいはそれらを停止させるた
めの指示キーも設けられている。

次に、かかる恒温恒温器において実行される本発明実施
例方法について説明する。

第１図に示す恒温恒温器によると、温度運転の場合、す
なわち槽１０１、より正確にはテストエリア１０２を目
標温度に維持する運転の場合には、ボード８において指
示された目標温度（設定温度）に向け、乾球温度検出器
５によってテストエリア１０２内の温度を監視しつつマ
イコンＭからの指示に基づいて加熱ヒータ２の出力を制
御する．また、勾配運転の場合も、ボード８において指
示された温度変化勾配に従って加熱ヒータ２の出力を制
御する。

温湿度運転、すなわち槽１０１、より正確にはテストエ
リア１０２内をボード８において設定された温度および
湿度（目標温湿度）に維持する運転の場合には、テスト
エリア１０２内の温湿度を温度検出器５、６で監視しつ
つマイコンＭからの指示に基づいて加熱ヒータ２および
加湿ヒータ３の出力を制御する。なお、いずれの運転の
場合においても操作ボード８上の指示キーによりファン
１２および冷凍機１の運転開始を指示する。

また、弁１５はいずれの運転の場合でも、後述するよう
に必要に応じ、マイコンＭからの指示に基づいて開閉さ
れる。

マイコンＭによる制御のメインルーチンは第２図に示す
とおりである。

まず、プログラムがスタートすると、ステップＳａでマ
イコンＭの初期化等のための初期設定が行われる。次に
ステップｓｂでマンマシンインターフエイス処理、すな
わちボード８において指示入力された情報をメモリへ書
き込む処理を行い、その後ステップＳｃで制御処理を行
って再びステップＳａへ戻る。

図示しないタイマＩＣから予め決めた時間間隔ごとにタ
イマ割り込みがあったときは（ステップＳｄ）、まずス
テップＳｅでタイマ管理処理を行い、その後ステップＳ
ｆでヒータの出力をコントロールし、ステップＳｇで膨
張弁開度をコントロ一ルし、ステップｓｈで冷凍機（特
にモータＭ２、Ｍ３）運転をコントロールし、リターン
する。

ステップＳｅにおけるタイマ管理処理ルーチンは第３図
に示すとおりであり、まずステップＳｅｌにおいてカウ
ンタを更新し、ステップＳｅ２において所定時間Ｓに達
したか否かを判断し、まだのときにはリターンするが、
所定時間に達しているとステップＳｅ３でタイマフラッ
グを゛１′にセットし、ステップＳｅ４でタイマカウン
タをリセットする。

メインルーチン中に示されているサブルーチンＳｃの制
御処理は第４図に示すとおりである。

まず、ステップＳｃｌにおいてタイマフラッグが゜゛１
′゛か否かを判断し、“ｌ　＋＋であるとステップＳｃ
２でカウンタＣを更新し、次いでステップＳｃ３でＣ＝
１ならばステップＳｃ４へ進み、温度制御計算処理を行
う。ステップＳｃ３でＣ≠１であるならば、ステップＳ
ｃ５でＣ＝２か否かを判断し、Ｃ＝２であるとステップ
Ｓｃ６へ進み、ここで湿度制御計算処理を行い、そのあ
とステップＳｃ７でカウンタをリセットする。ステップ
Ｓｃ４および（Ｓｃ６、Ｓｃ７）のいずれへ進んでも、
その後はステップＳｃ８へ進み、ここで膨張弁開度処理
を行い、ステップＳｃ９でタイマフラグを“０゜゜にセ
ットしてメインルーチンへリターンする。前記ステップ
Ｓｃｌでタイマフラッグが“１′゛でない場合には直ち
にメインルーチンへリターンする。

本発明実施例方法の要部は、この制御処理ルーチンにお
けるステップＳｃ８の膨張弁開度処理およびこの処理に
基づく割り込みルーチンＳｄ中のステップＳｇの膨張弁
開度コントロールにおいて実行される。

そこで第５図〜第９図に示す膨張弁開度処理ルーチンの
概略を示すフローチャートに基づいて本発明実施例方法
を説明する。

まずステップＳＬで冷凍機１がオンかオフかの読み取り
を行い、ステップＳ２でアラームチェックを行う．この
アラームチェックは冷凍機ｌの異常を検出するためのも
ので、本例ではここで圧縮機１３の吐出管温度を測定す
る温度検出器９からの温度信号が読み込まれる。

次いでステップＳ３でアラームの有無が判断される。こ
の判断は本例では、吐出管温度もが予め定めた安全な温
度ｔ１より大きいか否かを判断するもので、ｒＹＥｓＪ
であると吐出管温度異常であるから、ステップＳ４へ進
む。

該ステップＳ４においては温度Ｌが予め定めた危険温度
Ｌ２に達しているか、否かを判断する。

ｔ２に達しているとステップＳ５で直ちに圧縮機停止を
決定し、タイマ割込みルーチンＳｄにおけるステップｓ
ｈで冷凍機１を停止する。しかし吐出管温度もかｔ２よ
り小さい場合にはステップＳ６へ進み、ここで膨張弁１
５を予め定めた量だけ閉じることを決定する。この決定
に基づいてタイマ割り込みルーチンＳｄにおけるステッ
プＳｇで膨張弁を閉じる。この膨張弁を閉じる操作は吐
出管温度Ｌが予め定めた前記安全限界温度ｔ１以下にな
るまで繰り返される。

さて、ステップＳ３で吐出管温度Ｌが安全温度であると
判断すると、ステップＳ７で冷凍機がオンか否を判断し
、オフであるとステップＳ８でゼロリセットが済んでい
るか否かを判断する。このゼロリセットが済んでいると
直ちにリターンするが、まだの場合にはステップＳ９で
ゼロリセットする。このゼロリセットは冷凍機が運転さ
れていない場合に、膨張弁１５を完全に閉じる命令を出
すものである。このゼロリセットに基づいて前記割り込
みルーチンＳｄにおけるステップＳｇにより膨張弁は閉
じられる。

ステップＳ７で冷凍機がオンであると、ステップＳＩＯ
へ進み、ここでボード８において設定された次の運転が
勾配運転か否かを判断する。次の運転が勾配運転でない
場合にはステップＳｌｌで恒温恒温器のテストエリア１
０２における状態が安定しているか否かを判断する。す
なわち温度運転であるならばボード８において設定した
目標温度が誤差±ａ″Ｃの範囲に安定しているか否か、
また温湿度運転の場合には、設定された目標温度が誤差
±ａ″Ｃの範囲に安定し且つ設定された目標湿度が誤差
±ｂ％ＲＨの範囲に安定しているか否かを判断する。あ
るいは現在勾配運転中か否かを判断する。ステップ３１
１のこれらの判断の結果いずれもｒＮＯＪの場合には第
６図に示すステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２から８１５１では、現在周囲温度ＲＴお
よび現在の槽内温度Ｔのもとにおける冷凍機１中の膨張
弁１５の最大許容開度Ｍｍａｘを求める。

Ｍｍａｘの求め方としては様々考えられるが、ここでは
周囲温度ＲＴおよび槽内温度Ｔから求める。周囲温度Ｒ
Ｔは第１図に示す温度検出器７によって求め、槽内温度
Ｔは第１図に示す温度検出器５によって求める。ステッ
プＳ１３では、予め実験により槽内温度Ｔおよび周囲温
度ＲＴを様々に変化させて求めた許容し得る最大膨張弁
開度から、周囲温度ＲＴが定まれば槽内温度Ｔに対する
膨張弁ｌ５の最大許容開度Ｍｍａｘを算出し得る式Ｘを
求める。本例ではこの関係式Ｘは一次式として求められ
る。

すなわちＭｍａｘ＝ａＸＴ＋ｂ　（一次式Ｘ）であり、
ａ＝ｆ　（ＲＴ）、ｂ＝ｆ　（ＲＴ）である。

このように関係式Ｘを求めたあとステップＳｌ４で設定
温度（目標温度）へ向けて温度上昇処理すべきか温度降
下処理すべきかを判断する。

ｉ度Ｋ下処理 温度降下処理のときにはステップＳ１５１へ進み、ここ
で式Ｘに現在槽内温度Ｔを代入して、温度Ｔのもとにお
ける膨張弁の最大許容開度ＭｍａＸを算出する。

次にステップ３１６で膨張弁の最大許容開度Ｍｍａｘと
膨張弁の現在開度Ｎとの差Ｐ２を求める．そのあと先に
求めたＰ！の正負の符号に応じ、膨張弁の開閉を決定す
る（ステップ３１７）。

次にステップ３１８で運転の種類、すなわち温度運転か
温湿度運転かに応じて、温度降下処理において許容でき
る最小弁開度Ｍｍｉｎを選択決定する．このような最小
許容開度は、運転の種類に応じ予め定められてメモリ内
に記憶されている最小許容開度の中から選択する。

なお、温度降下処理におけるＭｍｉｎは、冷凍回路中を
冷媒と一緒に流れているオイルが弁部で詰まらないこと
、回路の低圧側圧力が異常に低くならないこと、冷媒循
環量が少量とは言え、ふらつきなく一定量流れるなどを
考慮して決定する。

このように最小許容開度Ｍｍ　ｉ　ｎを決定したあとス
テップ３１９で現在弁開度ＮがＭｍａｘとＭｍｉｎの間
に入っているか否かを判断し、入っているとステップ３
２０で弁操作：Ｌｔ　Ｐ　ｍ　＝　ｌ　Ｐ　ｚの開命令
を出力する。

ステップＳ１９の判断でｒＮＯＪの場合には、ステップ
３２１で現在弁開度ＮがＭｍａｘより大きいか否かを判
断し、大きいときにはＭｍａｘまで弁を閉じる命令を出
力し、そうでないとき、すなわちＮ＜Ｍｍｉｎのときは
ステップＳ２３でＭｍｉｎまで弁を開く命令を出力する
。

このようにＭｍ　ｉ　ｎ＜Ｎ＜Ｍｍａ　ｘ，Ｍｍａ　ｘ
＜Ｎ，Ｎ＜Ｍｍ　ｉ　ｎを判断する理由は、前回の膨張
弁開度操作において既にＭｍａｘ＜ＮまたはＮ＜Ｍｍ　
ｉ　ｎになっている場合があるからである。

ステップ３２０、Ｓ２２およびＳ２３のそれぞれにおい
て出される命令は第２図に示すタイマ割り込みルーチン
ＳｄにおけるステップＳｇの膨張弁コントロール処理で
実行する。

このように恒温恒温器ｌＯにおける温度降下制御では、
現在周囲温度ＲＴと現在槽内温度Ｔのもとで許容される
膨張弁ｌ５の最大許容開度ＭｍａＸを考慮して安全に、
また、予め決めた膨張弁の最小許容開度Ｍｍｉｎをも考
慮して設定温度（目標温度）に近づくように膨張弁１５
の開度を制御することができる。

嵐１コＪり１理 さて、前記ステップ３１４で温度上昇処理であると判断
された場合には、ステップＳ１５２へ進み、ここで前の
ステップ３１３で求めた式Ｘに槽内目標温度Ｔ。を代入
し、温度Ｔ０における最大許容開度ＭｔｍａＸを求める
。

次にステップ３２４で現在槽内温度Ｔと槽内設定温度（
目標温度）Ｔｏの差ΔＴに基づいて許容される現時点に
おける膨張弁の最大許容開度ＭｍａＸを求め、次にステ
ップＳ２５でこのＭｍａｘと現在膨張弁開度Ｎとの差Ｐ
，を求める。ここでのＭｍａｘの求め方は後述する。ス
テップ３２６ではＰ３の正負の符号に応じ、弁開または
弁閉を決定する。

以後は先程説明した温度降下制御の場合と同様にステッ
プ３１８へ進み、ここで運転の種類に応じ予め定めてお
いた弁の最小許容開度Ｍｍｉｎのうちから、温度上昇制
御運転に適する最小許容開度Ｍｍｉｎを決定する。

その後は現在開度ＮとＭｍｉｎおよびＭｍａｘとの大小
関係に応じてステップ３２０で操作ｉ１Ｐｍ＝ＩＰ３　
１に応じて弁開または弁閑の命令を出力するか、ステッ
プ３２２でＭｍａｘまで弁を閉じる命令を出力するか、
ステップＳ２３でＭｍｉｎｉまで弁を開く命令を出力す
る。

そしてこの命令はタイマ割り込みルーチンＳｄにおける
ステップＳｇの膨張弁コントロールにおいて実行される
。

なお、温度上昇制御における前記弁の最小許容開度Ｍｍ
ｉｎも、前記温度降下制御における弁最小許容開度と同
様の観点から決定されている。

現在槽内温度Ｔと前記槽内目標温度Ｔ０の差ΔＴのもと
で許容される現在の最大許容弁開度Ｍｍａｘは、温度上
昇制御においても槽内の許容発熱負荷をできるだけ大き
くし、しかもできるだけ速やかに目標温度に到達できる
ように定めるもので、様々の定め方が考えられるが、こ
こでは現在周囲温度ＲＴおよび目標温度Ｔ。のちとの最
大許容開度Ｍｔｍａｘと前記温度差ΔＴの関数として求
める．すなわち、 ΔＴ−Ｔ−Ｔ． ｋは温度だけを考慮した制御か、湿度をも考慮した制御
かに応じて予め定めた補正係数、温度設定可能範囲：例
えば−１０〜５０゜Ｃ。

このように温度上昇制御運転においては、現在開き得る
膨張弁の最大許容開度Ｍｍａｘを、現在槽内温度と目標
槽内温度との差ΔＴを考慮して定めているので、膨張弁
開度をいきなり目標槽内温度Ｔ０における最大許容開度
Ｍｔｍａｘにするならば槽内の温度上昇速度が遅くなる
という弊害が防止される。そして目標温度到達時には大
きな許容発熱負荷をもつことになる。しかも、膨張弁の
開閉にあたってステップＳ１９以降で現在開度Ｎと最大
許容開度Ｍｍａｘおよび最小許容開度Ｍｍｉｎとの大小
関係が考慮されているので、より適正安全に膨張弁開度
を制御できる。

′の゛　一がム配゛　一の′ｔＡ さて、再びステップＳＩＯに戻る。ステップＳ１０（第
５図）において次の設定が勾配運転と判断した場合には
、ステップＳ２７へ進み、ここで上昇勾配運転か否かを
判断する。上昇勾配運転の場合にはステップＳ２７１で
予め定めた固定の膨張弁許容最小開度Ｍｍ　ｉ　ｎを決
定する。

この開度Ｍｍ　ｉ　ｎは、現在の運転から次の勾配運転
への円滑な移行、すなわち、乱れのない安定した上昇勾
配運転に直ちに入ることができるように、いかなる温度
からの上昇においても、適当なヒータ出力が得られるこ
とを実験で確認した開度である． 次の設定が降下勾配運転の場合にはステップ８２８へ進
み、ここで運転開始時の温度ＴＳおよび終了時の温度Ｔ
Ｅ並びに運転制御時間ＭＮから勾配を次式で算出する． 最小許容開度Ｍｍｉｎ＝ｆ　（勾配）を算出する。

この式は勾配をできるだけ広い範囲から選択できるよう
に定めることが望ましく、様々考えられるが、ここでは
実験に基づいて、冷媒回路に異常なく、次に設定された
降下勾配運転へ円滑に移行できるように定める。

すなわち、本例ではＭｍｉｎ＝ＭｐＸ勾配十Ｍｑとする
。ここでＭｐ，Ｍｑは定数であり、Ｍｐ＞Ｍｑの関係に
ある。

このようにステップＳ２７またはＳ２９において次の運
転が勾配運転である場合の膨張弁最小許容開度Ｍｍ　ｉ
　ｎを決定したあとはステップ３３０へ進む。

ここで運転の種類に応じて予め定められている膨張弁の
一回の操作量のうちから現在の運転の種類に応じた操作
量Ｐ，を選沢決定する。

次にステップＳ３１でヒータ出力平均値を求める。ここ
でヒータとは現在温度運転中の場合には加熱ヒータ２の
ことであり、現在温湿度運転中の場合には加熱ヒータ２
および加湿ヒータ３のことである。

このヒータ出力平均値の算出は、ステップＳ３ｌに到達
する前に第４図に示す制御処理ルーチンＳｃにおける温
度処理サブルーチン（ステップＳ０４）、湿度処理サブ
ルーチン（ステップＳｃ６）において測定され記憶され
た複数個の出力値に基づいて算出される。

このようにヒータ出力平均値を算出したあとステップ３
３２で現在の運転の種類に応じた加熱ヒータ出力の上限
ＨＵ及び下限ＨＤ、または該加熱ヒータ出力上限下限Ｈ
Ｕ，ＨＤ及び加湿ヒータ出力の上限ｈｕ及び下限ｈｄを
選択決定する。

なお、これら上限、下限は円滑な制御を図りつつ、ヒー
タ出力をできるだけ節約できるように運転の種類に応じ
て予め定められており、マイコンＭのメモリに記憶され
ている。

次にステップ３３３から３３６において、前記現在の運
転の種類に応じた適切なヒータ出力の上限および下限の
間、すなわち適切なヒータ出力制御範囲においてヒータ
出力が制御されているかどうかを判断し、「否」の場合
にはそのような適切な範囲で出力制御されるように膨張
弁の開度を操作することを決定する。

これをさらに詳述すると、現在温度運転か、または湿度
を考慮しない勾配運転である場合には、ステップＳ３３
でヒータ出力平均値ＨＡが加熱ヒータ上限ＨＵより大き
いか否かを判断し、大きい場合には操作量をＰ，で膨張
弁を閉じることを決定する（ステップＳ３３１）。また
、小さい場合には加熱ヒータ出力平均値ＨＡが加熱ヒー
タ出力の上限ＨＵと下限ＨＤとめ間に入っているか否か
を判断し、入っているとステップＳ３５で弁の開度調整
をしないことを決定し、ｒＮｏ，　、すなわち平均値Ｈ
Ａが下限ＨＤよりも小さい場合にはステップ３３６で操
作量Ｐ１による膨張弁開動作を決定する。

現在の運転が温湿度運転または湿度をも考慮した勾配運
転の場合には、ステップＳ３３では加熱ヒータ出力平均
値ＨＡが加熱ヒータ出力上限ＩＩＵよりも大きく且つ加
湿ヒータ出力平均値ｈａが加湿ヒータ出力上限ｈｕより
も大きいか否かを判断し、ｒＹＥｓＪであればステップ
Ｓ３３１へ、「ＮＯ」であればステップＳ３４へ進む。

そしてステップＳ３４では加熱ヒータ出力平均値ＨＡが
加熱ヒータ出力の上限ＨＵと下限ＨＤの間に入っており
且つ加湿ヒータ出力平均値ｈａが加湿ヒータ出力の上＠
ｈｕと下限ｈｄＯ間に入っているか否かを判断する。ｒ
ＹＥｓＪであればステップＳ３５へ進み、「ＮＯ」であ
ればステップＳ３６へ進む。

このようにして操作量Ｐ１による膨張弁の開閉を決定し
たあとはステップ３３７から３３９において、前記第６
図に示すステップ３１２から３１５１におけると同じ手
法によって現在周囲温度ＲＴおよび現在槽内温度Ｔのも
とにおける膨張弁の最大許容開度Ｍｍａｘを求め、その
あとはすでに説明したステップＳ１９以降へ進む。

なお第５図に示すステップＳ１０で次の設定が勾配運転
であると判断した結果、ステップ３２７へ進みそこから
ステップＳ３９を経てステップＳ１９へ進んだときには
、ステップ３１９以降におけるＭｍ　ｉ　ｎはステップ
Ｓ２７１で決定されたＭｍｉｎまたはステップ３２９で
算出されたＭｍｉｎであり、ステップＳ２０における操
作ｌＰｍはステップ３３０で決定された操作量Ｐ＋であ
る。

前記ステップ３１１（第５図）において温度運転または
温湿度運転が安定している、あるいは現在勾配運転中で
あると判断した場合には、ステップＳｉｌｌ（第８図）
へ進み、ここで運転の種類に応じた膨張弁の最小許容開
度Ｍｍｉｎを決定し、その後はすでに説明したステップ
Ｓ３０以降へ進む，このように温度運転または温湿度運
転において安定な状態、あるいは勾配運転中である場合
にも、運転の種類に応じてヒータ出力を適正化し、円滑
な温度または温湿度制御を行いつつヒータ出力の節約を
図る。

なお、ステップＳｌｌからステップ３１１１〜３３９を
経てステップＳ１９へ進む場合には、ステップＳ１９以
降における膨張弁最小許容開度Ｍｍｉｎは先のステップ
Ｓ１１１において決定されたＭ　ｍ　ｉ　ｎである。

なお、以上説明した手順において、実際には膨張弁開度
Ｍｍａ　ｘ．．Ｍｔｍａ　ｘ，Ｍｍｉｎはそれぞれ、膨
張弁のある状態の開度、例えば完全に閉じた状態を基準
として、そこからＭｍａｘ，ＭＬｍａｘ，Ｍｍｉｎの開
度にもっていくに必要なパルス数として扱われる。また
前記膨張弁操作量Ｐｍ（　　ＰＩ，Ｐｚ，Ｐ３）もパル
ス数で扱われる。

［発明の効果〕 本発明によると、温度または温湿度制御対象槽に対し冷
凍機を設けるとともに、加熱ヒータおよび力ｎ？Ｗヒー
タ付蒸発式加湿器のうち少なくとも加熱ヒータを設け、
該冷凍機を運転しつつ該ヒータ出力を制御することによ
り前記槽内の温度または温湿度を制御する場合において
、ヒータ出力を適正化して円滑な温度または温湿度制御
を行いつつヒータ出力の節約を図ることができる。

また、現在周囲温度ＲＴおよび槽内温度Ｔのもとにおけ
る膨張機構の許容開度Ｍｍａｘ、制御の種類に応じた膨
張機構の最小許容開度Ｍｍ　ｉ　ｎおよび現在の膨張機
構開度Ｎの大小を比較して膨張機構を操作するときには
、より適正安全に温度または温湿度制御が行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一例を実施するための恒温恒温器
の概略説明図である。第２図は第１図に示すマイクロコ
ンピュータＭの動作のメインルーチンを示すフローチャ
ート、第３図はタイマ管理ルーチンを示すフローチャー
ト、第４図は制御処理ルーチンを示すフローチャートで
ある。第５図から第９図は本発明実施例方法を説明する
ためのフローチャートであり、同時に第４図に示す膨張
弁処理ルーチンを示すフローチャートでもある。 ｌ・・・冷凍機、 ２・・・加熱ヒータ、 ３・・・加湿ヒータ、 ｌ５・・・電子膨張弁、 ５・・・乾球温度検出器、 ６・・・湿球温度検出器、 ７・・・周囲温度検出器、 ９・・・圧縮機吐出管温度検出器、 Ｍ・・・マイクロコンピュータ、 ８・・・操作ボード、 ＩＯ・・・恒温恒温器、 １０１・・・槽、 １０２・・・槽内テストエリア。 出　願　人　タバイエスペック株式会社第 図 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）温度制御対象槽に対し冷凍機および加熱ヒータを
   設け、該冷凍機を運転しつつ該ヒータ出力を制御して前
   記槽内を目標温度にする温度制御におけるヒータ出力適
   正化方法であって、 前記冷凍機の膨張機構に開度可変形膨張機構を採用する
   こと、 温度運転において前記槽内温度が所定の温度に安定して
   いる場合または勾配運転の場合には、制御の種類に応じ
   た前記膨張機構の操作量Ｐ＿１を決定すること、 前記加熱ヒータ出力平均値ＨＡを求めること、制御の種
   類に応じた加熱ヒータ出力の上限ＨＵおよび下限ＨＤを
   決定すること、 上限ＨＵ＜平均値ＨＡならば前記操作量Ｐ＿１で前記膨
   張機構を閉じ、下限ＨＤ≦平均値ＨＡ≦上限ＨＵならば
   前記膨張機構の開度をそのままにし、平均値ＨＡ＜下限
   ＨＤならば前記操作量Ｐ＿１で前記膨張機構を開くこと
   、 を含むことを特徴とする温度制御におけるヒータ出力適
   正化方法。
2. （２）温湿度制御対象槽に対し冷凍機を設けるとともに
   加熱ヒータおよび加湿ヒータ付蒸発式加湿器を設け、該
   冷凍機を運転しつつ該両ヒータ出力を制御して前記槽内
   を目標温湿度にする温湿度制御におけるヒータ出力適正
   化方法であって、前記冷凍機の膨張機構に開度可変形膨
   張機構を採用すること、 温湿度運転において前記槽内温湿度が所定の状態に安定
   している場合または勾配運転の場合には、制御の種類に
   応じた前記膨張機構操作量Ｐ＿１を決定すること、 前記加熱ヒータ出力平均値ＨＡおよび前記加湿ヒータ出
   力平均値ｈａを求めること、 制御の種類に応じた前記加熱ヒータ出力の上限ＨＵおよ
   び下限ＨＤ、ならびに前記加湿ヒータ出力の上限ｈｕお
   よび下限ｈｄを決定すること、 上限ＨＵ＜平均値ＨＡ且つ上限ｈｕ＜平均値ｈａならば
   前記操作量Ｐ＿１で前記膨張機構を閉じ、下限ＨＤ≦平
   均値ＨＡ≦上限ＨＵ且つ下限ｈｄ≦平均値ｈａ≦上限ｈ
   ｕならば前記膨張機構開度をそのままにし、平均値ＨＡ
   ＜下限ＨＤおよび平均値ｈａ＜下限ｈｄのいずれかまた
   は双方の条件下では、前記操作量Ｐ＿１で前記膨張機構
   を開くこと、 を含むことを特徴とする温湿度制御におけるヒータ出力
   適正化方法。
3. （３）温度制御対象槽に対し冷凍機および加熱ヒータを
   設け、該冷凍機を運転しつつ該ヒータ出力を制御して前
   記槽内を目標温度にする温度制御におけるヒータ出力適
   正化方法であって、 前記冷凍機の膨張機構に開度可変形膨張機構を採用する
   こと、 温度運転において前記槽内温度が所定の温度に安定して
   いる場合または勾配運転の場合には、制御の種類に応じ
   た前記膨張機構の操作量Ｐ＿１を決定すること、 前記加熱ヒータ出力平均値ＨＡを求めること、制御の種
   類に応じた加熱ヒータ出力の上限ＨＵおよび下限ＨＤを
   決定すること、 上限ＨＵ＜平均値ＨＡならば前記操作量Ｐ＿１で前記膨
   張機構を閉じることを決定し、下限ＨＤ≦平均値ＨＡ≦
   上限ＨＵならば前記膨張機構開度をそのままにすること
   を決定し、平均値ＨＡ＜下限ＨＤならば、前記操作量Ｐ
   ＿１で前記膨張機構を開くことを決定すること、 現在周囲温度ＲＴおよび現在槽内温度Ｔのもとにおける
   前記膨張機構の許容開度Ｍｍａｘを求めること、 制御の種類に応じた前記膨張機構の最小許容開度Ｍｍｉ
   ｎを決定すること、 前記膨張機構の許容開度Ｍｍａｘ、最小許容開度Ｍｍｉ
   ｎおよび現在開度Ｎの関係がＭｍｉｎ＜Ｎ＜Ｍｍａｘの
   ときは前記操作量Ｐ＿１に応じて前記膨張機構を開き、
   または閉じ、Ｍｍａｘ＜Ｎならば前記膨張機構を開度Ｍ
   ｍａｘまで閉じ、Ｎ＜Ｍｍｉｎならば前記膨張機構を開
   度Ｍｍｉｎまで開くこと、 を含むことを特徴とする温度制御におけるヒータ出力適
   正化方法。
4. （４）温湿度制御対象槽に対し冷凍機を設けるとともに
   加熱ヒータおよび加湿ヒータ付蒸発式加湿器を設け、該
   冷凍機を運転しつつ該両ヒータ出力を制御して前記槽内
   を目標温湿度にする温湿度制御におけるヒータ出力適正
   化方法であって、前記冷凍機の膨張機構に開度可変形膨
   張機構を採用すること、 温湿度運転において前記槽内温湿度が所定の状態に安定
   している場合または勾配運転の場合には、制御の種類応
   じた前記膨張機構操作量Ｐ＿１を決定すること、 前記加熱ヒータ出力平均値ＨＡおよび前記加湿ヒータ出
   力平均値ｈａを求めること、 制御の種類に応じた前記加熱ヒータ出力の上限ＨＵおよ
   び下限ＨＤならびに前記加湿ヒータ出力の上限ｈｕおよ
   び下限ｈｄを決定すること、上限ＨＵ＜平均値ＨＡ且つ
   上限ｈｕ＜平均値ｈａならば前記操作量Ｐ＿１で前記膨
   張機構を閉じることを決定し、下限ＨＤ≦平均値ＨＡ≦
   上限ＨＵ且つ下限ｈｄ≦平均値ｈａ≦上限ｈｕならば該
   機構開度をそのままにすることを決定し、平均値ＨＡ＜
   下限ＨＤおよび平均値ｈａ＜下限ｈｄのいずれかまたは
   双方の条件下では、前記操作量Ｐ＿１で前記膨張機構を
   開くことを決定すること、 現在周囲温度ＲＴおよび現在槽内温度Ｔにおける前記膨
   張機構の許容開度Ｍｍａｘを求めること、 制御の種類に応じた前記膨張機構の最小許容開度Ｍｍｉ
   ｎを決定すること、 前記膨張機構の許容開度Ｍｍａｘ、最小許容開度Ｍｍｉ
   ｎおよび現在開度Ｎの関係がＭｍｉｎ＜Ｎ＜Ｍｍａｘの
   ときは前記操作量Ｐ＿１に応じて前記膨張機構を開き、
   または閉じ、Ｍｍａｘ＜Ｎならば前記膨張機構を開度Ｍ
   ｍａｘまで閉じ、Ｎ＜Ｍｍｉｎならば前記膨張機構を開
   度Ｍｍｉｎまで開くこと、 を含むことを特徴とする温湿度制御におけるヒータ出力
   適正化方法。