JPH07140061A - 恒温恒湿槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定した温湿度制御を行うことができる恒温
恒湿槽を提供する。 【構成】 試験槽から取り込まれた空気を設定温湿度か
ら求めた露点温度に基づき冷却することで該設定温湿度
における水分量を確保し、その後設定温度まで温度上昇
させるよう動作する制御手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、材料等の試験を行う
恒温恒湿槽に関するもので、特に冷却機の制御方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種の恒温恒湿槽は、試験槽
と、この試験槽の空気に対し水分を供給する加湿機と、
上記試験槽の空気を冷却する冷却機（冷凍機）と、さら
に上記試験槽の空気を加温する加温機（ヒーター）とを
有している。このような恒温恒湿槽において、槽内の温
度および湿度を制御する場合、従来においては、設定温
度（目標温度）および設定湿度（目標湿度）あるいは試
験槽内の実際の温湿度とに対応した制御サイクルをそれ
ぞれの設定温度等に対応して複数設け、最適の制御サイ
クルを選択し、加湿機、冷却機および加温機とを制御し
ていた。なお、この場合において、上記制御サイクル
は、各設定温度等に対する実験によって決定されるもの
で、装置の制御手段内のＲＯＭ等にプログラムとして格
納されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな恒温恒湿槽では、試験槽内の実際の温度および湿度
に応じて装置内の各要素（加湿機、冷却機、加温機等）
の作用の程度が異なるため、上記各制御サイクルにおけ
る各要素の制御を実際の温度および湿度に照らし合わせ
て綿密に行う必要があった。したがって、この場合の各
制御サイクルの決定に際しては、実際の温湿度状況と各
要素の制御に関する数多くの実験を繰り返さなければな
らず各制御サイクルを決定するまで多くの作業を要する
という欠点があった。この発明は、この点に鑑み成され
たもので、制御方法が比較的簡単な恒温恒湿槽を提供す
るものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】このため、この発明にお
いては、試験槽１と、この試験槽１の温度および湿度を
設定する温度設定部２１および湿度設定部２２と、これ
らの設定温度および設定湿度に基づき加湿機１１、冷却
機１２および加温機１３を制御する演算制御部２を有
し、試験槽１内の温度および湿度を上記設定温度および
設定湿度に維持する恒温恒湿槽において、上記演算制御
部２に、上記設定された温度および湿度から露点温度を
算出する手段を設け、さらに、上記演算制御部２は、上
記加湿機１１により上記試験槽１から取り込んだ空気に
所定の加湿を施し、次いで該加湿が施された空気を上記
算出した露点温度に基づき運転される冷却機１２により
冷却制御し、その後加温機１３により該冷却された空気
を上記設定温度まで上昇させるよう各要素を動作させ、
該温度上昇された空気を上記試験槽１内に送り込むよう
にした。

【０００５】

【作用】この発明の原理は、次の通りである。十分に水
分を含んだ空気を冷却機により一旦設定温度より低い露
点温度（設定温度と設定湿度とにより決定される）まで
下げる。これによりこの空気には設定温度および設定湿
度における必要な水分量が確保される。次いで、この必
要な水分量が確保された空気を加温機により設定温度ま
で上昇させる。これにより、試験槽内の空気を設定温度
および設定湿度に維持させる。この場合において、実際
の装置の運転にあたっては、試験槽内の空気を取り込ん
だ際に加湿機が作用するようになし、冷却機にはこの空
気を露点温度に基づき冷却させる命令を与え、さらに、
加温機に設定温度への温度上昇命令を与えるようにす
る。

【０００６】

【実施例】以下、図面の１実施例装置を参照して本発明
を詳細に説明する。図１はこの発明の恒温恒湿槽の全体
を示す概要図である。図中、１は試験槽、１１は加湿
機、１２は冷凍機、１３は加温機、１４は試験槽１内に
調整された空気を送り込むファン、１５は試験槽１内の
温度を監視する温度センサ、１６は同じく試験槽１内の
湿度を監視する湿度センサ、２はこれらの各要素を制御
する演算制御部、２１は温度設定部、２２は湿度設定部
である。装置使用者は、温度設定部２１および湿度設定
部２２を操作して、目標温度（設定温度）および目標湿
度（設定湿度）を設定する。演算制御部２はこれら設定
された目標温度、目標湿度および温度センサ１５、湿度
センサ１６から得られた試験槽１内の実際の温度、湿度
情報に基づき演算を行い、各要素の制御を行う。

【０００７】演算制御部２は、取り込んだ試験槽１内の
空気に十分な水分を与えるよう加湿機１１を動作させ
る。次いで、冷却機（冷凍機）１２に設定温度および設
定湿度により算出された露点温度を制御因子とした制御
命令を与える。この制御命令は次の式で表すことができ
る。

【数１】 但し、Ｑは冷却機１２の冷却能力である。Ｉは定数、Ｇ
は冷却機１２により冷却される空気の単位時間当たりの
循環量（重量）、Ｃは空気の比熱、Ｔは設定温度、ＤＰ
は設定温度および設定湿度から決まる露点温度である。
すなわち、上式の第２項では循環される空気を設定され
た温度、湿度における露点温度に低下させる制御を行わ
せるものである。この制御により設定温度および設定湿
度における必要な水分量を確保する。なお、定数Ｉは実
際の装置運転に即して選ばれる値であり実験によって決
定される。加温機１３は、演算制御部２の指令により冷
却機１２により冷却された空気を設定温度に上昇させる
動作を行う。ファン１４は、これら各要素により調整さ
れた空気を試験槽１に送り込む動作をする。

【０００８】今、例えば、試験槽１内の実際の温度およ
び湿度が摂氏２０度、湿度が６０％であったとする（こ
の温度および湿度はそれぞれ温度センサ１５および湿度
センサ１６により測定監視されている）。また、使用者
は温度設定部２１、湿度設定部２２を操作して、試験槽
１内の温度および湿度をそれぞれ摂氏４０度、５０％に
設定したとする。演算制御部２はこれらの設定温度およ
び設定湿度から露点温度（摂氏２７度）を算出する。試
験槽１から取り込まれた空気は加湿器１１の作用により
加湿され、また加温機１３により摂氏４０度まで温度上
昇される。一般に、加温機１３による加温速度は加湿機
１１による加湿速度より十分早いので、この段階の試験
槽１内の空気は摂氏４０度、湿度１９％程度となってい
る。冷却機１２は、その循環する空気が露点温度である
摂氏２７度を越えた段階から実質的な作用が及ぼされ
る。

【０００９】さて、加湿器１１の作用により循環される
摂氏４０度付近の空気の湿度が５０％を越えると、冷却
機１２の作用によりこの空気は露点温度である摂氏２７
度まで冷却され余分の水分が結露として除去される。こ
の場合、上記の結露はその付近の空気を温度上昇させる
働きをする。加湿器１１の加湿量を増加させればこの温
度上昇も大きくなり湿度も高くなる。逆に加湿器１１の
加湿量を少なくすれば温度上昇は小さくなりその湿度も
低くなる。これらがバランスした状態では、加湿器１１
の加湿量が一定となり余分な水分は冷却機１２の冷却作
用により結露として除去される。したがって、冷却機１
２の冷却能力はこの結露による温度上昇分を見込んで大
きくしておく必要がある。これが（１）式の定数Ｉであ
る。この定数Ｉは実験により決定している。

【００１０】

【発明の効果】以上、この発明によれば、恒温恒湿槽の
系が安定した状態において、試験槽から取り込んだ空気
を、一旦露点温度に基づき冷却することで、必要な水分
量を調整した後、設定温度まで加熱するよう構成したの
で、安定した温湿度制御を実行できるとともに冷却機を
必要以上に運転する必要がなく消費電力を節減すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す恒温恒湿槽の全体構成
図である。

【符号の説明】

１：試験槽 ２：演算制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】試験槽１と、この試験槽１の温度および湿
   度を設定する温度設定部２１および湿度設定部２２と、
   これらの設定温度および設定湿度に基づき加湿機１１、
   冷却機１２および加温機１３を制御する演算制御部２を
   有し、試験槽１内の温度および湿度を上記設定温度およ
   び設定湿度に維持する恒温恒湿槽において、 上記演算制御部２に、上記設定された温度および湿度か
   ら露点温度を算出する手段を設け、さらに、 上記演算制御部２は、上記加湿機１１により上記試験槽
   １から取り込んだ空気に所定の加湿を施し、次いで該加
   湿が施された空気を上記算出した露点温度に基づき運転
   される冷却機１２により冷却制御し、その後加温機１３
   により該冷却された空気を上記設定温度まで上昇させる
   よう各要素を動作させ、該温度上昇された空気を上記試
   験槽１内に送り込むようにしたことを特徴とする恒温恒
   湿槽。