JPH0566045A - 恒温恒湿装置の湿度制御方法 - Google Patents

恒温恒湿装置の湿度制御方法

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JPH0566045A
JPH0566045A JP3120894A JP12089491A JPH0566045A JP H0566045 A JPH0566045 A JP H0566045A JP 3120894 A JP3120894 A JP 3120894A JP 12089491 A JP12089491 A JP 12089491A JP H0566045 A JPH0566045 A JP H0566045A
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JP
Japan
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temperature
humidity
heater
constant
wet
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Pending
Application number
JP3120894A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Watanabe
寛 渡辺
Yushi Kawaguchi
雄史 川口
Masashi Shimizu
正志 清水
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Hitachi Ltd
Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Shimizu Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は恒温恒湿装置に関わり、特に高温高湿
時の湿球温度のオーバーシュートやハンチングをなく
し、設定温湿度に安定するまでの時間を短くすることを
目的とする。 【構成】断熱材にて仕切られた空間内に、加湿器用ヒー
タ15、加熱器用ヒータ17と蒸発器,送風機を設け、
乾球センサ3と湿球センサ4にて測定した温湿度と、装
置制御器1側で設定した温湿度設定値の偏差により、加
湿器用SSR14と加熱器用SSR16をPiD制御す
る温度調節器2にて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、温度及び湿度を変化さ
せて設定した温湿度パターンを精密に実現することので
きる環境試験用の恒温恒湿装置に利用される。
【0002】
【従来の技術】従来、恒温恒湿装置の温湿度制御は、乾
球温度と湿球温度を温度調節器に入力して、設定温度に
対する偏差分をPiD信号としてソリッドステートリレ
ーに与えて加熱ヒータ及び加湿ヒータの出力をコントロ
ールすることにより行なっていた。この方法で行うこと
により温度及び湿度をきめ細かに制御することができる
のだが、湿球については、加湿パンの水を加湿ヒータで
沸騰させて蒸発させることにより加湿を行い、冷却機の
冷却減湿とをバランスして所定の湿度環境を得ている。
なお、この種の技術としては、例えば特開昭63−205146
号公報や特開平2−78857 号公報に開示されたものがあ
る。従って、乾球の空気温は応答性が早いのに比べ、湿
球の方は比熱の大きな水を沸騰蒸発させて加湿するので
応答性が遅いために、ハンチング等が生じて高温高湿で
は特に制御性が悪いという欠点があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来技術の項で述べた
ように、湿度制御の加湿側では、水を沸騰させて蒸気を
発生させる方法を行っているために、湿度が上昇し始め
る迄の遅れ時間がある。また、減湿側では、熱交換器に
結露させて水分を除去する方法であるので、これについ
ても時間的な遅れがあり一定値にコントロールする迄に
時間がかかりすぎるという問題があった。また、この時
間を短くしようとして加湿能力をアップするとハンチン
グしてしまい、いつまでも安定しない。減湿能力もアッ
プすればいいわけだが、結果的には装置自体が大きくな
ってしまうということになり、おもしろくない。
【0004】従って、限られた加湿,減湿能力内で臨界
制動を行うには、PiD制御を一工夫して、加湿が遅い
時は100%加湿ヒータを出力して湿度上昇スピードを
早めておいて、設定値をオーバーシュートしそうだなと
いう時には早めに加湿ヒータの能力をダウンし、見かけ
上、減湿能力をアップさせることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、湿度の変化具合に対応してPiD定数のp定数(比
例帯)を変えることにより、加湿スピードをさらにコン
トロールし、また、設定値をオーバーした時には、たと
えi(積分値)による加湿能力があったとしても、加湿
ヒータの出力を0%にしてしまうようにPiD定数のP
iのコントロールを行う。
【0006】
【作用】湿球側のP定数(比例帯)を小さくすると、i
定数も小さくなり比例帯に測定値が入るまでは加湿ヒー
タの出力増加スピートを早め最大出力100%になる時
間が早くなる。
【0007】また、オーバーシュートするような湿度上
昇勾配時には、P定数を大きくすると、比例帯内に測定
値が入るので加湿ヒータの出力が減じられる。もし、そ
れでもオーバーシュートした場合には、i定数による出
力値が、まだあったとしても強制的に加湿ヒータの出力
を0%にすることにより、オーバーシュートの量を小さ
くすることができる。また、アンダーシュート時には、
加湿ヒータの能力アップスピードを早めるために今度は
p定数を小さくする。
【0008】このように、加湿ヒータの出力を増加した
い時にはp定数を小さくし、減じたい時にはP定数を大
きくすることにより、応答スピードの遅い加湿出力をコ
ントロールする。
【0009】
【実施例】本発明の一実施例について説明する。
【0010】図1は、恒温恒湿装置の制御回路のブロッ
ク図である。
【0011】8は交流電源であり、9,11,13の各
機器用の電磁接触器を介して10の送風機用モータ、1
2の冷凍機用モータ、18の凝縮機用ファンモータに、
電源を供給する。15は加湿器用ヒータであり、14の
加湿器用SSR(ソリッドステートリレー)にてコント
ロールされた電力が供給される。17は加熱器用ヒータ
であり、16の加熱器用SSRにてコントロールされた
電力が供給される。1は、装置制御器であり、6の出力
リレーをコントロールし、この出力リレーはさらに9,
11,13の電磁接触器をコントロールしている。2は
温湿度調節器であり、3の乾球センサ、4の湿球センサ
にて、乾湿球温度を測定し、7の表示,操作パネルにて
設定した温湿度を1の装置制御マイコンを介して受信
し、測定値と設定値の偏差に対応したPiD出力信号を
14,16の各SSRへ送信し、加熱ヒータ,加湿ヒー
タの電力をコントロールする。5はフォトカプラ入力部
であり、保護機器等の動作状態を検知する。
【0012】次に、図2の恒温恒湿装置の断面図にて説
明する。図1と同一番号を付したものは同一部品であ
る。21の断熱材にて囲まれた区域の内部に10′の送
風機にて気流を循環させ、17の加熱器用ヒータと19
の蒸発器による冷却能力をバランスさせて温度を一定に
保つと共に、23の加湿パン内に設けた15の加湿ヒー
タによる加湿と19の蒸発器による減湿とをバランスさ
せて湿度を一定に保つようになっている。
【0013】区域内の乾湿球温度は吹出口に設けた3,
4の乾湿球センサにて検知する。
【0014】22はウィックパンであり、湿球用ガーゼ
の水を供給する。12′は冷凍機、20は凝縮器、1
8′は凝縮機用ファンモータである。
【0015】図3は乾湿球温度変化図Iを参照しながら
前記にて構成された恒温恒湿装置の問題点を説明し、次
ぎに改善後を図4にて説明する。
【0016】図3の上のグラフは乾球温度と湿球温度の
時間的変化を示し、下のグラフはその時の加湿ヒータの
出力を示したものである。
【0017】まず、設定値例として85℃,98%RH
の設定を行なったものとしてa点で運転を開始する。乾
球温度はすぐに上昇を始め、85℃の設定値に安定す
る。しかし、湿球温度は加湿ヒータへの通電が始まり1
00%出力になっても湿球温度はなかなか上昇しない。
水温が上り、沸騰蒸発し始めると温度が上昇してゆく。
b点は時間迄来ると湿球温度の比例帯内に入るので加湿
ヒータの出力は徐々に低下するが、沸騰蒸発している水
の温度は急には冷えないので、蒸発は以前続いて設定湿
球温度をオーバーシュートして、乾球温度さえも押し上
げてオーバーシュートする。この頃にやっと加湿ヒータ
のパワーオフ効果と蒸発器による減湿効果が生じ湿球温
度が低下し湿度が低下する。湿球温度が設定湿球温度よ
り低下した時点より、加湿ヒータ出力がPiD制御によ
りパワーを増加し始めるが湿球温度を上昇させるにはち
ょっと時間がかかる。加湿ヒータの出力が増加し、湿球
温度が上昇してc点の設定湿球温度に到達すると加湿ヒ
ータ出力は減少し始めるが、すぐには湿球温度の上昇を
押えることにはならず、再度オーバーシュートする。加
湿ヒータの出力低下に伴い湿球温度が低下し、設定湿度
に相当する設定湿球温度にて最終的に安定し、加湿ヒー
タ出力もほぼ一定の出力となる。しかし、PiDの設定値
が系に合っていなければ、いつまでもオーバーシュー
ト,アンダーシュートに繰り返し、いわゆるハンチング
が生じることもある。
【0018】次に、図4の乾湿球温度変化図IIにて、改
善内容について説明する。a′点で運転を開始して、加
湿ヒータの出力が100%出力となり、少し遅れて湿球
温度が上昇し始める過程は図3と同一であるが、前記と
異なる所は湿球側のp値を大きくしておく。そうすると
比例帯へ突入する時(b′点)の湿球温度が低くなり加
湿ヒータの出力低下を図3の場合より早めに行い始め
る。従って、オーバーシュートは少なくなる。しかし、
まだ、これでも、図に示すようなオーバーシュートを発
生する場合もあるので、設定湿球温度に到達した時点c
で、加湿ヒータへの出力を強制的に0%とする。これに
より、オーバーシュートを防止できる。これでも、まだ
オーバーシュートした場合のために、c′の点で、湿球
側のp定数を小さくしておく。さて、加湿ヒータ出力を
c′点で0%にしてもオーバーシュートしたとすると、
減湿効果が出て来て湿球温度が低下し、d′の設定湿球
温度に達すると加湿ヒータ出力が増加し始める。p定数
を小さくしてあるので、加湿ヒータ出力の増加スピード
が早く、アンダーシュートを抑制するように作用する。
従って、湿球温度の上昇には遅れがあるものの、それを
最低限に抑えるので、次にはオーバーシュートなく安定
状態へと移る。
【0019】以上、述べた湿球側比例定数の自動的な切
換え、加湿ヒータ出力の強制OFF(0%)について
は、1の装置制御マイコンまたは2の温湿度調節器のソ
フトウエアを変えることにより実現できる。
【0020】
【発明の効果】このように、湿球側比例定数pを湿球温
度上昇時は大きくしておき、湿球温度下降時には小さく
し、また、設定湿球温度を越えた時には、加湿ヒータ出
力を強制的に0%にすることにより、湿球温度のオーバ
ーシュートをなくすることができ、設定乾湿球温度に安
定にする迄の時間を値を短かくできるので、より精密な
温湿度試験環境を提供すると共に試験時間も短縮でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】恒温恒湿装置の制御回路ブロック図である。
【図2】恒温恒湿装置の断面図である。
【図3】乾湿球温度変化図である。
【図4】乾湿球温度変化図である。
【符号の説明】
1…装置制御器、2…温湿度調節器、3…乾球センサ、
4…湿球センサ、10…送風機用モータ、12…冷凍機
用モータ、14…加湿器用SSR、15…加湿器用ヒー
タ、16…加熱器用SSR、17…加熱器用ヒータ、1
8…凝縮器用ファンモータ、19…蒸発器、20…凝縮
器、21…断熱材、22…ウィックパン、23…加湿パ
ン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 正志 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

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】断熱材にて仕切られた空間内に加湿ヒー
    タ,加熱ヒータ,冷却,除湿用蒸発器と送風機を設け、
    送風機の吹出口には乾球センサと湿球センサを設けて、
    装置制御器にて設定した温湿度設定値と前記センサにて
    測定した乾湿球測定値との偏差に応じて加熱ヒータ,加
    湿ヒータをPiD制御する温湿度調節器において、湿球
    温度が上昇時にはP定数の値を大きくしておき、測定湿
    球温度が設定湿度に対応する湿球温度到達時点では加湿
    ヒータへのPiD出力をOFFするとともにP定数の値
    を小さく設定するようにしたことを特徴とする恒温恒湿
    装置の湿度制御方法。
JP3120894A 1991-05-27 1991-05-27 恒温恒湿装置の湿度制御方法 Pending JPH0566045A (ja)

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Cited By (7)

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