JPH0353019B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、湿度制御装置に関し、とくに加湿器
と除湿機とを有する恒湿槽の湿度を自動的に制御
する装置に関する。 従来の技術 バイオ技術関連産業や計測器の試験・評価設備
の環境装置として恒温恒湿槽若しくは制御可能な
変温変湿槽が使われる。第１図を参照するに従来
の恒温恒湿槽１においては、槽内温度計２の出力
に接続された温度調節計３の出力Ptに基づき加
熱器４を制御することによつて温度制御を行なう
と共に、槽内湿度計５の出力に接続された湿度調
節計６の出力Phに基づき加湿器７を制御するこ
とによつて湿度制御を行なつている。加熱器４の
一例は電熱器であり、加湿器７の一例は電気加熱
式の水蒸気発生器である。 さらに除湿機８として、冷凍除湿機又は吸湿剤
除湿機が恒温恒湿槽に設けられる。第１図の例で
は複数の冷凍除湿機８ａ，８ｂが恒温恒湿槽内に
配置される。典型的な冷凍除湿機はフロン冷媒の
気化潜熱によつて槽内空気を冷却することにより
その空気中の水分を結露させて除湿するものであ
る。一旦気化した冷媒を再凝縮させるためのコン
プレツサ９ａ，９ｂを設け、除湿制御信号Ｄ１，
Ｄ２によつて制御される開閉装置１０ａ，１０ｂ
を介してそれらのコンプレツサを電源１１に接続
する。吸湿剤除湿機は、槽内空気を吸湿剤に接触
させることにより除湿するものであり、例えば適
当の送風機により槽内空気を吸湿剤に接触させな
がら循環させる。 このような恒温恒湿槽１に対する従来の湿度制
御方法の一例を第２図に示す。同図の横軸は温度
設定値Ｔ（℃）を示し縦軸は湿度設定値Ｈ（％）を
示す。この例では除湿機８の固定運転域として高
除湿域Ｓ、低除湿域Ｗ、及び無除湿域Ｎが設けら
れる。高除湿域Ｓは、湿度設定値Ｈが比較的低く
湿度計５の出力とは無関係に強い除湿を行なう設
定領域である。無除湿域Ｎは、温度設定値Ｔ及び
湿度設定値Ｈが共に高く湿度計出力とは無関係に
除湿を全くしない領域である。低除湿域Ｗは、温
度設定値Ｔ及び湿度設定値Ｈが上記両域Ｓ，Ｎの
中間にあり、湿度計出力とは無関係に弱い除湿を
行なう領域である。 これらの固定除湿動作域Ｓ，Ｗ，Ｎは経験的に
選ばれたもので、例えば湿度設定値Ｈが非常に低
いときは環境とは無関係な高除湿動作が通常は好
都合であることが見出されている。上記高除湿域
Ｓ、低除湿域Ｗ、及び無除湿域Ｎにおける除湿機
８の高除湿動作、低除湿動作、及び無除湿動作と
上記除湿制御信号Ｄ１，Ｄ２からなる除湿信号Ｄ
との関係を第１表に示す。

【表】 実際の湿度制御においては、上記固定動作域の
境界領域である低又は無除湿域Ｗ／Ｎや高又は低
除湿域Ｓ／Ｗで制御が手動によつて行なわれてお
り問題が生じていた。即ちこれらの境界領域にお
ける除湿制御は、操作員が湿度の設定値と測定値
を考慮したうえで自己の経験に基づき手動にて複
数台の冷凍除湿機８ａ，８ｂ等を選択的に運転又
は停止することに頼つていた。このため操作員に
対して、湿度設定値、加湿器の特性、恒温恒湿槽
内外の温度・湿度条件、冷凍除湿機の特性及び槽
内における被処理品の吸・発熱や水分発生・吸収
状況等を迅速に総合判断する高度の能力が要求さ
れてきた。しかもその能力の習得にはかなり長期
の訓練と経験が不可欠であつた。 さらに上記従来の湿度制御方法には、複数の冷
凍除湿器８ａ，８ｂ等を並列運転して高出力の除
湿をしながら加湿器７を高出力で動作させてエネ
ルギー浪費を招くおそれがあること、自動化によ
る省力化が困難であること等の問題があつた。 発明が解決しようとする問題点 従つて、本発明が解決しようとする問題点は、
恒温恒湿槽における加湿及び除湿の関連制御の自
動化にある。 問題点を解決するための手段 第１図を参照するに、本発明の湿度制御装置に
よれば、恒温恒湿槽１内の湿度計５及び加湿器７
に湿度調節計６を接続する。湿度調節計６は、湿
度設定値及び上記湿度計５の出力を処理し所要の
大きさの加湿用湿度制御信号Phを加湿器７に与
える。また、湿度調節計６及びこの場合複数の冷
凍除湿機８ａ，８ｂからなる除湿機８を除湿制御
手段１２に接続する。 除湿制御手段１２は、好ましくはマイクロコン
ピユータのソフトウエアによつて構成され、湿度
調節計６からの加湿用湿度制御信号Phの大きさ
に応じ、加湿量が大きい時に除湿量を小さくする
除湿制御信号を除湿機８に与える。第１図の実施
例の場合、駆動信号Ｄ１，Ｄ２からなる除湿制御
信号Ｄを発生しこれを除湿機８に与える。第１図
の例においは、上記の駆動信号Ｄ１，Ｄ２を上記
複数の冷凍除湿機８ａ，８ｂの電源回路に印加し
て冷凍除湿機８ａ，８ｂを選択的に運転・停止す
ることにより除湿動作を制御する。 図示例は２台の冷凍除湿機８ａ，８ｂからなる
除湿機８を示すが、本発明の湿度制御装置で使わ
れる除湿機は２台の冷凍除湿機に制限されるもの
ではない。他の形式の除湿機８を使用した場合に
は、除湿制御信号Ｄが電源回路だけでなく弁（図
示せず）その他適当な制御機器を介して除湿機８
の出力を制御することができる。 作 用 第２図、第３Ａ図及び第３Ｂ図に示される制御
モータ並びに第５図の流れ図を参照して本発明に
よる湿度制御装置の作用を説明する。第２図の例
では除湿機８の除湿動作が第１表に示される３段
階に制御され、さらに三つの上記固定除湿域Ｓ，
Ｗ，Ｎが設けられる。 即ち、無除湿動作は除湿制御手段１２から駆動
信号Ｄ１及びＤ２が存在せず開閉装置１０ａ及び
１０ｂが遮断され冷凍除湿機８ａ，８ｂが全部停
止している状態に対応する。低除湿動作は、除湿
制御手段１２からの駆動信号Ｄ１又はＤ２中の一
方だけが存在し、従つて一方の開閉装置１０ａ又
は１０ｂが投入され１台の冷凍除湿機８ａ又は８
ｂのみが運転されている状態に対応する。さらに
高除湿動作は、除湿制御手段１２から駆動信号Ｄ
１及びＤ２がともに存在し、従つて両方の開閉装
置１０ａ及び１０ｂが投入され両冷凍除湿機８ａ
及び８ｂが運転されている状態に対応する。 第５図の流れ図を参照して除湿制御手段１２の
作用を説明する。動作が始まると、ステツプに
おいて温度設定値Ｔ及び湿度設定値Ｈが高除湿域
Ｓに属するか否かを調べる。例えば、第２図の例
において温度設定値が90℃である場合の判断は次
のようになる。 高除湿域Ｓ…湿度設定値０〜30％の時 高又は低除湿域Ｓ／Ｗ…湿度設定値30〜50％
の時 低除湿域Ｗ…湿度設定値50〜70％の時 低又は無除湿域Ｗ／Ｎ…湿度設定値70〜90％
の時 無除湿域Ｎ…湿度設定値90〜100％の時 高除湿域Ｓに属する場合には、第１表の除湿信
号２Ｄを発生して高除湿動作を固定的に行なう。 高除湿域Ｓに属しない場合には、ステツプに
おいて温度設定値Ｔ及び湿度設定値Ｈが低除湿域
Ｗに属するか否か調べる。低除湿域Ｗに属する場
合には、第１表の除湿信号１Ｄを発生して低除湿
動作を固定的に行なう。 高除湿域Ｓにも低除湿域Ｗにも属しない場合に
は、ステツプにおいて温度設定値Ｔ及び湿度設
定値Ｈが無除湿域Ｎに属するか否か調べる。無除
湿域Ｎに属する場合には、第１表に従つてＤ信号
なしの動作即ち除湿信号を発生せず無除湿動作を
固定的に行なう。 上記三つの固定除湿域Ｓ，Ｗ，Ｎのいずれにも
属しない場合には、ステツプにおいて温度設定
値Ｔ及び除湿設定値Ｈが高又は低除湿域Ｓ／Ｗに
属するか否か調べる。高又は低除湿機Ｓ／Ｗに属
する場合には、その時点における除湿調節計６か
らの加湿用湿度制御信号Phを読込み、読込まれ
た信号Phを第３Ａ図に示される様に限界値Pa、
Pbと比較する。ステツプにおいて加湿用湿度
制御信号Phが大なる限界値Pb以上であると認ら
れた場合には第３Ａ図に従つて低除湿動作を選択
し、第１表における除湿信号１Ｄを発生すること
により除湿機８に低除湿動作を行なわせる。 ステツプにおいて加湿用湿度制御信号Phが
大なる限界値Pbよりも小であると認られた場合
において、ステツプで加湿用湿度制御信号Ph
が小なる限界値Pa以下であると認られたときは、
第３Ａ図に従つて高除湿動作を選択し、第１表に
おける除湿信号２Ｄを発生することにより除湿機
８に高除湿動作を行なわせる。ステツプにおい
て加湿用湿度制御信号Phが小なる限界値Pa以下
であると認られなかつた場合には、第３Ａ図に従
つて前回の除湿制御手段１２による低除湿動作又
は高除湿動作を選択し、その選択に従つて第１表
における除湿信号１Ｄ又は２Ｄを発生することに
より除湿機８に低除湿動作又は高除湿動作を続行
させる。 ステツプにおいて温度設定値Ｔ及び湿度設定
値Ｈが高又は低除湿域Ｓ／Ｗに属しないと判断さ
れた場合には、その時点における湿度調節計６か
らの加湿用湿度制御信号Phを読込み、読込まれ
た信号Phを第３Ｂ図に示される様に限界値Pc、
Pdと比較する。ステツプにおいて加湿用湿度
制御信号Phが大なる限界値Pd以上であると認ら
れた場合には第３Ｂ図に従つて無除湿動作を選択
し、第１表におけるＤ信号なしに従い除湿信号を
発生せずに除湿機８の除湿動作を行なわない。 ステツプにおいて加湿用湿度制御信号Phが
大なる限界値Pdより小であると認られた場合に
おいて、ステツプで加湿用湿度制御信号Phが
小なる限界値Pc以下であると認られたときは、
第３Ｂ図に従つて低除湿動作を選択し、第１表に
おける低湿信号１Ｄを発生することにより除湿機
８に低除湿動作を行なわせる。ステツプにおい
て加湿用湿度制御信号Phが小なる限界値Pc以下
であると認られなかつた場合には、第３Ｂ図に従
つて前回の除湿制御手段１２による無除湿動作又
は低除湿動作を選択し、その選択に従つて第１表
におけるＤ信号なしを選択するか又は除湿信号１
Ｄを発生することにより無除湿動作又は除湿機８
による低除湿動作を続行させる。 こうして、除湿制御手段１２による制御の１サ
イクルを終了する。 上記の中間的な除湿動作領域Ｓ／Ｗ及びＷ／Ｎ
における無除湿動作、低除湿動作、高除湿動作の
選択は、除湿制御手段１２に読込まれた加湿用湿
度制御信号Phの大きさと予め定められた限界値
Pa、Pb、Pc、Pdとの大小関係に基づいて行なわ
れるが、これらの限界値Pa、Pb、Pc、Pdは実験
的に定めることができる。 以上説明した様に上記例の除湿制御信号Ｄ１，
Ｄ２等の除湿制御信号Ｄの発生を自動化すること
は、湿度制御の自動化即ち本発明の目的の達成を
意味する。また第３Ａ図から明らかな様に、加湿
器７による加湿が大きいとき即ち加湿用湿度制御
信号Phが大きいときは無除湿とし、加湿器７に
よる加湿が小さいときのみ即ち加湿用湿度制御信
号Phが小さいときのみ高除湿とするので、高除
湿と高加湿の同時進行によるエネルギー浪費を防
止することができる。 上記例においては、除湿機８の動作に固定除湿
域、即ち高除湿域Ｓ、低除湿域Ｗ、及び無除湿域
Ｎが設けられ、これらの固定除湿域では除湿機８
の出力が湿度計５の出力と無関係に固定されてい
るとした。本発明はこれらの固定除湿域に限定さ
れものではなく、全ての湿度設定値Ｈに対して湿
度計５の出力に応答した除湿制御信号Ｄを発生す
ることにより固定除湿域なしで除湿機８を制御す
ることもできる。 本発明における冷凍除湿機８ａ，８ｂ等の制御
は、上記の無除湿動作、低除湿動作、高除湿動作
の３段階に制限されるものではなく、除湿動作レ
ベルの段階数を増すことも可能である。 第２図の例において両冷凍除湿機８ａ，８ｂの
動作は除湿制御手段１２によつて選択されたレベ
ルでのみ行なわれ、温度制御は加熱器４によつて
行なわれる方式とした。しかし、省エネルギーの
立場から冷凍除湿機８ａ，８ｂ等の運転を温度調
節計３に連動させ、除湿機８を吸湿剤によるもの
とすることも可能である。 実施例 第４図は湿度計５として、恒温恒湿槽１内に配
置された乾球温度計２及び湿球温度計５ａに接続
されたものを使つた湿度制御装置の例を示す。 第３Ａ図及び第３Ｂ図における限界値Pa、Pb、
Pc、Pdを一例を示せば次の通りである。 Pa＝20％ Pb＝60％ Pc＝40％ Pd＝100％ 即ち、温度設定値Ｔ及び湿度設定値Ｈが第２図
における高又は低除湿域Ｓ／Ｗにある場合におい
て、除湿制御手段１２からの除湿制御信号Phの
大きさが20％以下のときは高除湿動作をし、その
大きさが60％以上のときは低除湿動作をし、その
大きさが20−60％の間にあるときは現在制御時の
除湿動作の継続として高又は低除湿動作をする。 温度設定値Ｔ及び湿度設定値Ｈが第２図におけ
る低又は無除湿域Ｗ／Ｎある場合において、除湿
制御手段１２からの除湿制御信号Phの大きさが
40％以下のときは低除湿動作をし、その大きさが
100％であれば無除湿動作をし、その大きさが40
−100％の間にあるときは現在制御時の除湿動作
の継続として低又は無除湿動作をする。 上記の限界値Pa、Pb、Pc、Pdの数値はあくま
で一例に過ぎず、他の任意の適当な数値を制御の
切換点として使用することができる。また湿度制
御手段１２からの加湿用湿度制御信号Phが大幅
に変動する場合には、ある期間における加湿用湿
度制御信号Phの値を平均した上で上記切換の判
断を行う方が実用的である。 発明の効果 以上詳細に説明した如く、本発明による湿度制
御装置によれば、冷凍除湿機等の除湿機の運転を
自動制御するので次の効果を奏する。 (イ) 恒温恒湿槽の湿度制御の完全自動化が可能と
なるので、豊富な経験と高度の判断力を要する
操作員の問題を解決することができる。 (ロ) 加湿と除湿の調和を図り省エネルギー運転を
することができる。 (ハ) 槽外の温湿度の影響及び槽内の吸発熱・蒸気
発生・吸湿等の影響要因を総合的に自動判定し
た最適湿度制御が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を図式的に示すブロツク
図、第２図は制御動作域を示す説明図、第３Ａ図
及び第３Ｂ図は動作特性の説明図、第４図は一実
施例の説明図、第５図は流れ図である。 １……恒温恒湿槽、２……温度計、３……温度
調節計、４……加熱器、５……湿度計、６……湿
度調節計、７……加湿器、８……除湿機、８ａ，
８ｂ……冷凍除湿機、９ａ，９ｂ……コンプレツ
サ、１０ａ，１０ｂ……開閉装置、１１……電
源、１２……除湿制御手段、Pt……温度制御信
号、Ph……加湿用湿度制御信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 加湿器と除湿機とにより恒湿槽の湿度を制御
   する装置において、恒湿槽内の湿度計に接続され
   湿度設定値と上記湿度計の出力との差に応じた大
   きさの加湿用湿度制御信号を上記加湿器に与える
   湿度調節計、及び上記加湿用湿度制御信号に接続
   され加湿量が大きい時に除湿量を小さくする除湿
   制御信号を上記除湿機に与える除湿制御手段を備
   えてなる湿度制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の湿度制御装置に
   おいて、上記加湿用湿度制御信号の大きさに応答
   する可変除湿域及び温度と湿度との設定値により
   段階的に定まる複数の固定除湿域を上記除湿制御
   手段に設けてなる湿度制御装置。