JPH06327985A - 恒温恒湿槽の冷凍機制御方法 - Google Patents
恒温恒湿槽の冷凍機制御方法Info
- Publication number
- JPH06327985A JPH06327985A JP5125666A JP12566693A JPH06327985A JP H06327985 A JPH06327985 A JP H06327985A JP 5125666 A JP5125666 A JP 5125666A JP 12566693 A JP12566693 A JP 12566693A JP H06327985 A JPH06327985 A JP H06327985A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- temp
- refrigerator
- cooling capacity
- humidity
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/15—Hunting, i.e. oscillation of controlled refrigeration variables reaching undesirable values
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/02—Compressor control
- F25B2600/021—Inverters therefor
Landscapes
- Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】冷凍機に回転数制御の容易なインバータスクロ
ール圧縮機１１を搭載して、これをインバータ制御して
冷却能力を変える。インバータの周波数は、設定された
温度条件，温度勾配，冷凍機の凝縮温度より算出し、最
適な冷却能力になるように、冷却能力を変えられるよう
にした。 【効果】インバータによる回転数制御で冷却能力を変え
ることにより、冷凍機のオン−オフ制御をなくし、槽内
温湿度のハンチング現象を防ぎ、温湿度制御の高精度化
が図れる。
ール圧縮機１１を搭載して、これをインバータ制御して
冷却能力を変える。インバータの周波数は、設定された
温度条件，温度勾配，冷凍機の凝縮温度より算出し、最
適な冷却能力になるように、冷却能力を変えられるよう
にした。 【効果】インバータによる回転数制御で冷却能力を変え
ることにより、冷凍機のオン−オフ制御をなくし、槽内
温湿度のハンチング現象を防ぎ、温湿度制御の高精度化
が図れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は恒温恒湿槽に係り、特
に、試料室内の温湿度，凝縮温度により、冷凍機をイン
バータにより回転数制御し、最適な冷却能力を供給し、
設定された温湿度に到達、又は、安定維持するのに好適
な冷凍機の制御方法に関する。
に、試料室内の温湿度，凝縮温度により、冷凍機をイン
バータにより回転数制御し、最適な冷却能力を供給し、
設定された温湿度に到達、又は、安定維持するのに好適
な冷凍機の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の装置は、特願昭60−228623号明細
書に記載のように、発熱負荷が有り、設定温度勾配以上
に温度上昇した時に冷凍機をオンして設定温度勾配以上
の温度上昇を防止していた。しかし、この方法では、設
定温度勾配を越えて冷凍機がオンすると急に冷却能力が
増加するため、加熱器によるＰｉＤ制御の加熱能力は、
直ちにその冷却の増加に追随できずに、一時的に温度降
下し、設定温度勾配を維持できなくなり、冷凍機のオン
−オフ温度差に相当する温度降下が生じ、冷凍機がオフ
してしまう。すると、今度は、冷却能力が減じ、ＰｉＤ
制御による加熱能力の抑制が間に合わず、設定温度勾配
を越えて、オーバシュートする。冷凍機の保護のため、
オン−オフ頻度を少なくする様にタイムガードを設けて
あり、一度オフすると３分位はオンしないため、むだな
時間による応力遅れが発生する。
書に記載のように、発熱負荷が有り、設定温度勾配以上
に温度上昇した時に冷凍機をオンして設定温度勾配以上
の温度上昇を防止していた。しかし、この方法では、設
定温度勾配を越えて冷凍機がオンすると急に冷却能力が
増加するため、加熱器によるＰｉＤ制御の加熱能力は、
直ちにその冷却の増加に追随できずに、一時的に温度降
下し、設定温度勾配を維持できなくなり、冷凍機のオン
−オフ温度差に相当する温度降下が生じ、冷凍機がオフ
してしまう。すると、今度は、冷却能力が減じ、ＰｉＤ
制御による加熱能力の抑制が間に合わず、設定温度勾配
を越えて、オーバシュートする。冷凍機の保護のため、
オン−オフ頻度を少なくする様にタイムガードを設けて
あり、一度オフすると３分位はオンしないため、むだな
時間による応力遅れが発生する。
【０００３】このように、設定温度勾配を越えた時に冷
凍機を単にオンするだけでは、温度がハンチングして、
温度勾配を保持できない欠点があった。
凍機を単にオンするだけでは、温度がハンチングして、
温度勾配を保持できない欠点があった。
【０００４】さらに、従来の冷凍機では、周囲温度変化
による凝縮圧力変化に伴い、冷却能力および蒸発温度が
変化する。この結果、装置の性能が、季節等の周囲条件
で変化し、環境試験装置等に用いる場合、試験データの
再現性に問題が発生したり、また、試験室温度を一定に
保つために必要な加熱ヒータ出力も季節によって異な
り、最も冷却能力の高い条件に合う高出力のヒータを選
定取付けなければならず、省エネの観点からも問題であ
った。
による凝縮圧力変化に伴い、冷却能力および蒸発温度が
変化する。この結果、装置の性能が、季節等の周囲条件
で変化し、環境試験装置等に用いる場合、試験データの
再現性に問題が発生したり、また、試験室温度を一定に
保つために必要な加熱ヒータ出力も季節によって異な
り、最も冷却能力の高い条件に合う高出力のヒータを選
定取付けなければならず、省エネの観点からも問題であ
った。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冷凍
機を常時オンして、試験室温度のハンチング現象をなく
して精度よく制御し、温度条件，冷凍機の凝縮温度の変
化により、冷凍機の冷却能力を変えて省エネルギ化を図
ることにある。
機を常時オンして、試験室温度のハンチング現象をなく
して精度よく制御し、温度条件，冷凍機の凝縮温度の変
化により、冷凍機の冷却能力を変えて省エネルギ化を図
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は冷凍機に回転数制御の容易な回転形圧縮機
を使用して、これをインバータ制御して、回転数制御を
行う。インバータの周波数は、設定された温度条件，温
度勾配，冷凍機の凝縮温度より算出し、最適な冷却能力
となる様に、冷却能力を変えられるようにした。
に、本発明は冷凍機に回転数制御の容易な回転形圧縮機
を使用して、これをインバータ制御して、回転数制御を
行う。インバータの周波数は、設定された温度条件，温
度勾配，冷凍機の凝縮温度より算出し、最適な冷却能力
となる様に、冷却能力を変えられるようにした。
【０００７】
【作用】回転形圧縮機の電源周波数を変化させると、
【０００８】
【数１】
【０００９】で示されるように、周波数に比例して回転
形圧縮機の回転数が変化する。回転数が変化すれば、冷
媒の吐出量が変化し、冷媒循環量が変化し、冷却能力が
変化する。電源周波数は、制御部に設定された目標の温
度と測定温度との偏差，測定した温度，冷凍機の凝縮温
度より算出することにより、最適な冷却能力を供給する
ことにより、精度の良い制御ができるようになり、冷却
能力の過多による加熱能力のオーバー出力もなくなり、
省エネルギ化を図れる。
形圧縮機の回転数が変化する。回転数が変化すれば、冷
媒の吐出量が変化し、冷媒循環量が変化し、冷却能力が
変化する。電源周波数は、制御部に設定された目標の温
度と測定温度との偏差，測定した温度，冷凍機の凝縮温
度より算出することにより、最適な冷却能力を供給する
ことにより、精度の良い制御ができるようになり、冷却
能力の過多による加熱能力のオーバー出力もなくなり、
省エネルギ化を図れる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１により説明す
る。図１において、１は温度センサであり、恒温槽内の
温度を検知する。２は温度調節器であり、操作パネル部
３で設定した温度を制御器４より受けて、温度センサ１
で測定した槽内温度と比較演算して、ソリッドステート
リレー５に、ＰｉＤ信号を与える。また温度調節器２は
制御器４に槽内温度値を与える。６は電源であり加熱器
７へのソリッドステートリレー５でＰｉＤ値に対応した
電圧を供給される。８も電源であり、９のコンバータ
部，１０のインバータ部を介して、回転形圧縮機１１に
可変周波数電源を供給する。１２は、ＰＷＭ制御器であ
り、制御器４より受けた周波数信号とインバータ用のＰ
ＷＭ信号１０を生成する。
る。図１において、１は温度センサであり、恒温槽内の
温度を検知する。２は温度調節器であり、操作パネル部
３で設定した温度を制御器４より受けて、温度センサ１
で測定した槽内温度と比較演算して、ソリッドステート
リレー５に、ＰｉＤ信号を与える。また温度調節器２は
制御器４に槽内温度値を与える。６は電源であり加熱器
７へのソリッドステートリレー５でＰｉＤ値に対応した
電圧を供給される。８も電源であり、９のコンバータ
部，１０のインバータ部を介して、回転形圧縮機１１に
可変周波数電源を供給する。１２は、ＰＷＭ制御器であ
り、制御器４より受けた周波数信号とインバータ用のＰ
ＷＭ信号１０を生成する。
【００１１】図の破線で示す部分は冷凍サイクル系統を
示し、１３は比例式の膨張弁である。この比例式膨張弁
は、制御器４からのパルスモータ駆動信号を受けて開度
を変化させる。１４は凝縮器であり、１５は凝縮器用の
送風機である。１６は温度センサで、冷凍機の凝縮温度
を測定するもので、凝縮器１４の風上に設けている。１
７は蒸発器であり、槽内空気を直接冷却する。
示し、１３は比例式の膨張弁である。この比例式膨張弁
は、制御器４からのパルスモータ駆動信号を受けて開度
を変化させる。１４は凝縮器であり、１５は凝縮器用の
送風機である。１６は温度センサで、冷凍機の凝縮温度
を測定するもので、凝縮器１４の風上に設けている。１
７は蒸発器であり、槽内空気を直接冷却する。
【００１２】次に図２は、恒温槽の断面図を示す。１８
は断熱材であり、扉１９により区切られた空間２０の恒
温槽を形成している。２１は槽内空気循環用の槽内送風
機であり、風の流れを矢印で示す。２２は棚上に置かれ
たユーザの発熱供試品である。
は断熱材であり、扉１９により区切られた空間２０の恒
温槽を形成している。２１は槽内空気循環用の槽内送風
機であり、風の流れを矢印で示す。２２は棚上に置かれ
たユーザの発熱供試品である。
【００１３】次に図３は、槽内の温度を時間ｔ分で維持
すべき温度Ｔ2 まで、現在の温度Ｔ1 から温度上昇させ
る設定例を示しており、図４は、従来の冷凍機のオン−
オフ制御による実際の槽内温度変化を破線で示してい
る。図で判る様に、設定温度に対して＋側と−側にハン
チングを繰り返し、最大で設定温度勾配に対して、約±
１０℃の温度差を生じることもある。この様にハンチン
グ現象による冷し過ぎ，暖め過ぎは、余分なエネルギを
ロスし、ランニングコストの増大となっていた。
すべき温度Ｔ2 まで、現在の温度Ｔ1 から温度上昇させ
る設定例を示しており、図４は、従来の冷凍機のオン−
オフ制御による実際の槽内温度変化を破線で示してい
る。図で判る様に、設定温度に対して＋側と−側にハン
チングを繰り返し、最大で設定温度勾配に対して、約±
１０℃の温度差を生じることもある。この様にハンチン
グ現象による冷し過ぎ，暖め過ぎは、余分なエネルギを
ロスし、ランニングコストの増大となっていた。
【００１４】これを改善するため、図５，図６に示すよ
うに、回転形圧縮機１１の周波数を種々の条件で決定
し、冷却能力を変えている。図１に示す温度センサ１と
温度調整器２及び制御器４で、試料室２０内の温度を検
知し、制御器４に外部から操作パネル３より入力された
目標温度と比較する。目標温度が測定した槽内温度より
も高い時は温度上昇モードであり、冷却能力を必要とし
ないため回転形圧縮機１１を最低周波数（２５Ｈｚ位）
で運転し、比例式膨張弁１３の開度もそれに対応させ
て、冷却能力を最小で、加熱器７の出力で目標温度に到
達させる。一方、目標温度よりも測定温度が高い場合
は、温度降下モードであり、冷却能力が必要となる。測
定温度が１４℃以上で周波数３０Ｈｚ程度で運転し、測
定温度が下がるに従い、冷却能力を維持・供給するため
周波数を図６に示すＣの直線からＤの直線へと増加させ
る。ここで、冷凍機の凝縮温度２０を検出して周波数の
決定をする。即ち、夏場で冷凍機の凝縮温度２０が高く
なった場合、冷却能力がなくなるため、周波数を高くし
て冷却能力を増加させる。逆に、冬場には周波数を低く
して冷却能力を抑えている。測定温度が目標温度に到
達、即ち、安定モードに入ると、目標温度を維持するた
めに必要な冷却能力があればよいため、Ｄの直線（凝縮
温度３０℃時、７５Ｈｚ）からＢの直線（凝縮温度３０
℃時、４５Ｈｚ）へと周波数を徐々に少なくして最適な
冷却能力としている。
うに、回転形圧縮機１１の周波数を種々の条件で決定
し、冷却能力を変えている。図１に示す温度センサ１と
温度調整器２及び制御器４で、試料室２０内の温度を検
知し、制御器４に外部から操作パネル３より入力された
目標温度と比較する。目標温度が測定した槽内温度より
も高い時は温度上昇モードであり、冷却能力を必要とし
ないため回転形圧縮機１１を最低周波数（２５Ｈｚ位）
で運転し、比例式膨張弁１３の開度もそれに対応させ
て、冷却能力を最小で、加熱器７の出力で目標温度に到
達させる。一方、目標温度よりも測定温度が高い場合
は、温度降下モードであり、冷却能力が必要となる。測
定温度が１４℃以上で周波数３０Ｈｚ程度で運転し、測
定温度が下がるに従い、冷却能力を維持・供給するため
周波数を図６に示すＣの直線からＤの直線へと増加させ
る。ここで、冷凍機の凝縮温度２０を検出して周波数の
決定をする。即ち、夏場で冷凍機の凝縮温度２０が高く
なった場合、冷却能力がなくなるため、周波数を高くし
て冷却能力を増加させる。逆に、冬場には周波数を低く
して冷却能力を抑えている。測定温度が目標温度に到
達、即ち、安定モードに入ると、目標温度を維持するた
めに必要な冷却能力があればよいため、Ｄの直線（凝縮
温度３０℃時、７５Ｈｚ）からＢの直線（凝縮温度３０
℃時、４５Ｈｚ）へと周波数を徐々に少なくして最適な
冷却能力としている。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、冷凍機を常時オンし、
温度条件，凝縮温度により、インバータ回転形圧縮機の
冷却能力を連続的に変えることができるのでハンチング
がなく精度の良い制御ができる。
温度条件，凝縮温度により、インバータ回転形圧縮機の
冷却能力を連続的に変えることができるのでハンチング
がなく精度の良い制御ができる。
【００１６】また、凝縮温度を検出して最適な冷却能力
を供給するため、余分な冷却能力をキャンセルするため
の加熱器通電量が最少となり、省エネルギとなる。
を供給するため、余分な冷却能力をキャンセルするため
の加熱器通電量が最少となり、省エネルギとなる。
【図１】本発明の一実施例を示すシステム系統図。
【図２】恒温槽の断面図。
【図３】温度勾配設定例の説明図。
【図４】従来の温度勾配制御例の説明図。
【図５】本発明の温度条件と周波数の関係の説明図。
【図６】冷凍機の凝縮温度の上昇と周波数の関係を示す
グラフ。
グラフ。
１…温度センサ、４…制御器、１０…インバータ部、１
１…インバータ回転形圧縮機、１３…減圧装置、１６…
冷凍機凝縮温度検出用センサ。
１…インバータ回転形圧縮機、１３…減圧装置、１６…
冷凍機凝縮温度検出用センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (72)発明者 市川 徳雄 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
Claims (1)
- 【請求項１】断熱材に囲まれた試料室，前記試料室内の
温湿度を検出する温湿度センサ，前記試料室内を調温調
湿する加熱器，加湿器，熱交換器，冷凍機、及び送風
機、これらの機器を制御する制御部から成る恒温恒湿槽
において、前記制御部に設定された目標の温湿度と前記
温湿度センサより読み込んだ測定値との偏差並びに測定
した温湿度と、前記恒温恒湿槽の前記冷凍機の凝縮温度
を検出し、この温度に応じて圧縮機をインバータにより
回転数制御し、冷却能力を変えることを特徴とする恒温
恒湿槽の冷凍機制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5125666A JPH06327985A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 恒温恒湿槽の冷凍機制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5125666A JPH06327985A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 恒温恒湿槽の冷凍機制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06327985A true JPH06327985A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=14915657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5125666A Pending JPH06327985A (ja) | 1993-05-27 | 1993-05-27 | 恒温恒湿槽の冷凍機制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06327985A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8122730B2 (en) * | 2008-12-19 | 2012-02-28 | General Electric Company | Method and device for managing the operating conditions of a refrigerator compartment using a single sensor |
| CN113884122A (zh) * | 2021-09-18 | 2022-01-04 | 温州大学 | 一种mems传感器热学参数测试装置 |
-
1993
- 1993-05-27 JP JP5125666A patent/JPH06327985A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8122730B2 (en) * | 2008-12-19 | 2012-02-28 | General Electric Company | Method and device for managing the operating conditions of a refrigerator compartment using a single sensor |
| CN113884122A (zh) * | 2021-09-18 | 2022-01-04 | 温州大学 | 一种mems传感器热学参数测试装置 |
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