JPH07218421A - 恒温恒湿装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 温湿度調整時に冷却ユニットとヒータの無駄
な運転を抑える。 【構成】 恒温恒湿槽１は前面を開口し内部に恒温恒湿
の環境試験室７を有する本体５と、環境試験室７内を加
熱するヒータ８、加湿器９及び冷却除湿する冷凍ユニッ
ト１０を有する温湿度制御装置１１と、装置１１と環境
試験室７とを仕切る仕切板１３と、環境試験室７内の空
気を仕切板１１の下から吸い込んで上から前方に吹き出
す送風機１４と、本体の開口を塞ぐ扉６とで構成され
る。制御装置は冷凍ユニット１０の膨張機構２２の開度
と、ヒータ８の通電率と、加湿器９の能力とを制御す
る。電子膨張弁２２は冷却運転時に、環境試験室７の温
度と外気温によって決まる開度に設定され、加熱運転時
に閉じられる。電子膨張弁２２は除湿運転時にヒータ８
の通電率が９０％以上で運転されないように、また、加
湿運転時にはヒータ８の通電率が５％以下で運転されな
いように開度が調整される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】このは発明は電子部品や新素材等
の耐久試験を行う環境試験室を形成する恒温恒湿装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来一般の恒温恒湿装置は、冷却と除湿
を兼ね備えた冷却器、加熱器及び加湿器を用い、この冷
却器の能力を加湿器停止時に目的の温湿度範囲の最低温
湿度を満足できるように選択するとともに前記冷却器に
一定量の冷媒を常時流し、加熱器及び加湿器の能力を冷
却除湿器作動中においても目的温湿度範囲の最高温湿度
を満足できるように選択し、温湿度検出端の入力にした
がって制御を行う温湿度調節器の設定温湿度に応じて連
続的にこの調節器よりの出力を加熱器及び加湿器に与
え、冷却、除湿、加熱、加湿の相互の能力を平衡させて
温湿度を制御する（例えば、特公昭４７−２９２６５号
公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
恒温恒湿装置は温湿度の変動が少ない状態で円滑に行わ
れているが、発生可能な最低温湿度に重点がおかれてい
て冷却除湿器の冷凍能力が比較的大きくされ、かつ、一
定とされるので、高温での湿度雰囲気を発生させる場合
には大きいヒータ出力が必要となり、それだけエネルギ
ーロスが大きくなる問題があった。

【０００４】この発明は上記の問題を解決するもので、
貯蔵室の温湿度に応じて冷却ユニットの膨張機構を可変
制御するとともに、加熱器の出力を制御させてエネルギ
ーロスの少ない恒温恒湿装置を提供することを目的とし
たものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は前面を開口し
内部に恒温恒湿の貯蔵室を有する本体と、この本体の貯
蔵室内を加熱する加熱器、加湿する加湿器及び冷却除湿
する冷却ユニットを有する温湿度調整器と、この温湿度
調整器と貯蔵室とを仕切る仕切板と、前記貯蔵室内の空
気を前記仕切板の下から吸い込んで上から前方に吹き出
す送風機と、前記本体の開口を開閉自在に塞ぐ扉とを備
えた恒温恒湿装置において、前記温湿度調整器の冷凍ユ
ニットの膨張機構の開度と、加熱器の能力と、加湿器の
能力とを制御装置で制御し、この制御装置で冷却運転時
に、膨張機構を貯蔵室の温度と外気温によって決まる開
度に設定するとともに、加熱器への通電を阻止し、加熱
運転時に、前記膨張機構を閉じ、除湿運転時に、前記膨
張機構を加熱器の能力が最大で運転されないように開度
を調整し、かつ、設定湿度に近づいたら開度を開くよう
に制御し、加湿運転時に、前記膨張機構を加熱器の能力
が最小で運転されないように開度を調整し、かつ、設定
湿度に近づいたら開度を閉じるように制御したものであ
る。

【０００６】

【作用】この発明は上記のように構成したことにより、
制御装置で冷却ユニットの膨張機構、加熱器の能力及び
加湿器の能力を制御し、前記冷却ユニットと加熱器とが
無駄に運転されないようにするとともに、加熱器の能力
が最大あるいは最小で運転されないように冷却ユニット
の膨張機構の開度を調整してエネルギーロスを低減する
ようにしたものである。

【０００７】

【実施例】以下この発明を図に基づいて説明する。

【０００８】図１はこの発明の一実施例を示す恒温恒湿
槽の断面図である。図２はこの発明の恒温恒湿装置の制
御ブロック図である。図３はこの発明の制御フローチャ
ート図である。図４は電子膨張弁の庫内温度における外
気温度の違いによる開度１の初期設定時の開き状態を示
すグラフ図である。図５は電子膨張弁の外気温度による
開度２の初期設定時の開き状態を示すグラフ図である。
図６は庫内湿度を設定湿度に下げるときの電子膨張弁の
開き状態を示すグラフ図である。図７は庫内湿度を設定
湿度に上げるときの電子膨張弁の閉じ状態を示すグラフ
図である。

【０００９】１は外箱２とステンレス製の内箱３との間
に断熱材４を充填した本体５と、この本体の開口を開閉
自在に閉塞する扉６とで形成された恒温恒湿槽である。
本体５の内箱３の内部には所定の温度及び湿度に維持し
て電子部品や新素材等の耐久試験を行う恒温恒湿な環境
試験室７が形成されている。環境試験室７にはこの試験
室を加熱するヒータ８、加湿する加湿器９及び冷却除湿
する冷却ユニット１０を有する温湿度制御装置１１を収
納する空間１２を形成する仕切板１３が設けられてい
る。温湿度制御装置１１の上部には環境試験室７内に恒
温恒湿の空気を供給する送風機１４が設けられている。
仕切板１３の上部には前方に吹き出す吹出口１５が、下
部には吸込口１６がそれぞれ形成され、送風機１４によ
って環境試験室７と温湿度制御装置１１を収納した空間
１２とを恒温恒湿の空気が循環している。

【００１０】１７は内箱３の上部内壁１８の扉６側に設
けられた遮蔽板で、この遮蔽板は吹出口１５に対向して
設けられている。そして、遮蔽板１７はヒンジ１９によ
って回動自在に取り付けられている。

【００１１】冷却ユニット１０は冷媒を高圧に圧縮する
圧縮機２０、この圧縮機で圧縮機された冷媒を凝縮する
凝縮器２１、液化された冷媒を減圧する電子膨張弁２
２、減圧された冷媒を蒸発させて冷却作用を行う蒸発器
２３とで構成されている。

【００１２】２４はヒータ８、冷却ユニット１０の電子
膨張弁２２及び加湿器９を制御する制御装置で、この制
御装置はヒータ８の電子開閉器２５の通電時間を調整す
る温度制御部２６と、電子膨張弁２２の開度を調整する
電子膨張弁制御部２７と、加湿器９の電子開閉器２８の
通電時間を調整する湿度制御部２９とで形成されてい
る。

【００１３】３０は恒温恒湿槽１の外部の温度を検出す
る外気温検出器で、この外気温検出器で検出された外気
温は電子膨張弁制御部２７に入力されている。３１は環
境試験室７内の乾球温度を検出する乾球温度検出器で、
この乾球温度検出器で検出された乾球温度は温度制御部
２６、電子膨張弁制御部２７及び湿度制御部２９にそれ
ぞれ入力されている。３２は環境試験室７内の湿球温度
を検出する湿球温度検出器で、この湿球温度検出器で検
出された湿球温度は電子膨張弁制御部２７と湿度制御部
２９とにそれぞれ入力されている。電子膨張弁制御部２
７には温度制御部２６から出力されて電子開閉器２５の
開度を調整する信号が入力される。

【００１４】このように構成された恒温恒湿槽におい
て、電子部品や新素材等の耐久試験を行う環境試験室７
は仕切板１３で仕切られた空間１２内に配置された温湿
度制御装置１１のヒータ８、加湿器９及び冷凍ユニット
１０によって庫内温度が−４０℃〜１５０℃、庫内湿度
が２０％〜９５％の範囲に設定されている。

【００１５】温湿度制御装置１１で恒温恒湿にされた空
気は送風機１４によって吹出口１５から環境試験室７の
前方に吹き出される。例えば、電子部品を８０℃以上の
高温で耐久試験を行う場合には熱風が環境試験室７内を
循環している。この耐久試験中に扉６を開けても、遮蔽
板１７によって熱風が吹き出さないようにしている。

【００１６】冷却ユニット１０の電子膨張弁２２は外気
温検出器３０と環境試験室７内の温度を検出する乾球温
度検出器３１及び湿球温度検出器３２とで検出された温
度及び相対湿度と設定温度及び設定湿度とを電子膨張弁
制御部２７で比較して開度を調整し、蒸発器２３での冷
凍能力及び除湿能力が制御されている。

【００１７】ヒータ８は環境試験室７内の温度を検出す
る乾球温度検出器３１で検出された温度と設定温度とを
温度制御部２６で比較して電子開閉器２５の通電時間を
調整し、加熱能力が制御されている。

【００１８】加湿器９は環境試験室７内の温度を検出す
る乾球温度検出器３１及び湿球温度検出器３２で検出さ
れた相対湿度と設定湿度とを湿度制御部２９で比較して
電子開閉器２８の通電時間を調整し、加湿能力が制御さ
れている。

【００１９】環境試験室７内の温度と相対湿度とは冷却
ユニット１０とヒータ８と加湿器９との能力を制御装置
２４で調整することにより、設定温度及び設定湿度に制
御される。すなわち、環境試験室７内の温度と相対湿度
とはヒータ８の通電率が５〜９０％の範囲内で運転され
るように冷却ユニット１０の電子膨張弁２２の開度を調
整し、無駄な加熱や冷却を行わないように制御されてい
る。

【００２０】次に本実施例の動作を図３のフローチャー
トにより説明する。

【００２１】まず最初に、外温度検出器３０、乾球温度
検出器３１及び湿球温度検出器３２によって庫内外の温
度を検出し、設定温度との差を制御装置２４で比較する
（ステップＡ）。ステップＡのあとは、冷却ユニット１
０による冷却運転（ステップＢ）、ヒータ８による加熱
運転（ステップＣ）あるいは電子膨張弁２２を適正な開
度で冷却運転と加熱運転とを同時に行う（ステップ
Ｄ）。

【００２２】このとき、設定温度よりも検出温度が高け
れば、ステップＢの冷却運転を行い、庫内温度と外温度
とによって決まる開度１に電子膨張弁２２を初期設定
（図４に示す）して最大冷凍能力を出して設定温度への
到達時間を短縮するように冷却運転が行われる（ステッ
プＥ）。また、設定温度よりも検出温度が低ければ、ス
テップＣの加熱運転を行い、冷却ユニット１０の電子膨
張弁２２を全閉にしてヒータ８による加熱能力を最大に
し、設定温度への到達時間を短縮するように加熱運転が
行われる（ステップＦ）。設定温度と検出温度との差が
ない場合には、ステップＤに進み、電子膨張弁２２の開
度が庫内温度と外気温とで決まる開度に初期設定されて
いれば、そのまま運転を継続し、開度が設定値と違って
いれば、電子膨張弁２２の開度を庫内温度と外気温とに
よって決まる開度２に初期設定（図５に示す）される
（ステップＧ）。

【００２３】電子膨張弁２２が開度２で運転されている
ときに、ヒータ８の通電率を検出し、通電率が５％以下
（ステップＨ）、通電率が９０％以上（ステップＩ）か
検出する。そして、通電率が５％以下の場合には、ステ
ップＪに進み、電子膨張弁２２の開度が開らかれて冷却
ユニット１０の冷凍能力をアップさせ、庫内温度が上昇
しないようにするとともに、ヒータ８の通電率を５％以
上にする。すなわち、ヒータ８の通電率が５％以下の場
合には、庫内温度が上昇する傾向にある。また、通電率
が９０％以上の場合には、ステップＫに進み、電子膨張
弁２２の開度が閉じられて冷却ユニット１０の冷凍能力
をダウンさせ、庫内温度が降下しないようにするととも
に、ヒータ８の通電率を９０％以下にする。すなわち、
ヒータ８の通電率が９０％以上の場合には、庫内温度が
降下する傾向にあり、冷凍能力をダウンさせることによ
り、消費電力を低減できるようにしている。

【００２４】そして、ヒータ８の通電率が５％〜９０％
の範囲内で庫内の湿度と設定湿度とを比較する（ステッ
プＬ）。このステップＬのあと、庫内の湿度が設定湿度
より高いときに、除霜運転（ステップＭ）を行い、庫内
の湿度が設定湿度より低いときに、加湿運転（ステップ
Ｎ）を行う。

【００２５】このとき、庫内湿度が設定湿度より高いと
きに、ステップＭにより除湿運転を行い、湿度降下勾配
が基準値以下の勾配（ステップＯ）になったら、電子膨
張弁２２の開度をヒータ８の通電率が９０％以上になら
ない範囲で開いて除湿能力を向上させて設定湿度への到
達時間を短縮するように除湿運転を行う（ステップＰ）
（図６に示す）。また、庫内湿度が設定湿度より低いと
きに、ステップＮにより加湿運転を行い、湿度上昇勾配
が基準値以下の勾配（ステップＱ）になったら、電子膨
張弁２２の開度をヒータ８の通電率が５％以下にならな
い範囲で閉じて加湿能力を向上させて設定湿度への到達
時間を短縮するように加湿運転を行う（ステップＲ）
（図７に示す）。

【００２６】温湿度設定値に庫内温度と庫内湿度とが到
達（ステップＳ）すると、温湿度が設定値から外れない
範囲で電子膨張弁２２の開度を閉じて消費電力の低減制
御を行う（ステップＴ）。

【００２７】かかるステップＡ〜Ｔを１分毎に実行して
庫内温度と庫内湿度とを設定温度と設定湿度とに制御す
る。

【００２８】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、前面を
開口し内部に恒温恒湿の貯蔵室を有する本体と、この本
体の貯蔵室内を加熱する加熱器、加湿する加湿器及び冷
却除湿する冷却ユニットを有する温湿度制御装置と、こ
の温湿度制御装置と貯蔵室とを仕切る仕切板と、前記貯
蔵室内の空気を前記仕切板の下から吸い込んで上から前
方に吹き出す送風機と、前記本体の開口を開閉自在に塞
ぐ扉とを備えた恒温恒湿装置において、前記温湿度制御
装置の冷凍ユニットの膨張機構の開度と、加熱器の能力
と、加湿器の能力とを制御装置で制御し、この制御装置
で冷却運転時に、膨張機構を貯蔵室の温度と外気温によ
って決まる開度に設定するとともに、加熱器への通電を
阻止し、加熱運転時に、前記膨張機構を閉じ、除湿運転
時に、前記膨張機構を加熱器の能力が最大で運転されな
いように開度を調整し、かつ、設定湿度に近づいたら開
度を開くように制御し、加湿運転時に、前記膨張機構を
加熱器の能力が最小で運転されないように開度を調整
し、かつ、設定湿度に近づいたら開度を閉じるように制
御したので、温度調整時に冷却ユニットと加熱器とを単
独で運転して冷却及び加熱能力を最大にして設定温度へ
の到達時間を短くできるとともに、湿度調整時に冷却ユ
ニットと加熱器との無駄な運転を抑えて消費電力の低減
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を示す恒温恒湿槽の断面図
である。

【図２】この発明の恒温恒湿装置の制御ブロック図であ
る。

【図３】この発明の制御フローチャート図である。

【図４】電子膨張弁の庫内温度における外気温度の違い
による開度１の初期設定時の開き状態を示すグラフ図で
ある。

【図５】電子膨張弁の外気温度による開度２の初期設定
時の開き状態を示すグラフ図である。

【図６】庫内湿度を設定湿度に下げるときの電子膨張弁
の開き状態を示すグラフ図である。

【図７】庫内湿度を設定湿度に上げるときの電子膨張弁
の閉じ状態を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１ 恒温恒湿槽 ５ 本体 ６ 扉 ７ 環境試験室 ８ ヒータ ９ 加湿器 １０ 冷凍ユニット １１ 温湿度制御装置 １３ 仕切板 １４ 送風機 １５ 吹出口 １６ 吸込口 ２２ 電子膨張弁 ２４ 制御装置 ２５ 温度制御部 ２７ 電子膨張弁制御部 ２９ 湿度制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面を開口し内部に恒温恒湿の貯蔵室を
   有する本体と、この本体の貯蔵室内を加熱する加熱器、
   加湿する加湿器及び冷却除湿する冷却ユニットを有する
   温湿度調整器と、この温湿度調整器と貯蔵室とを仕切る
   仕切板と、前記貯蔵室内の空気を前記仕切板の下から吸
   い込んで上から前方に吹き出す送風機と、前記本体の開
   口を開閉自在に塞ぐ扉とを備えた恒温恒湿装置におい
   て、前記温湿度調整器は冷凍ユニットの膨張機構の開度
   と、加熱器の能力と、加湿器の能力とを調整する制御装
   置で制御され、この制御装置は冷却運転時に、膨張機構
   を貯蔵室の温度と外気温によって決まる開度に設定する
   とともに、加熱器への通電を阻止し、加熱運転時に、膨
   張機構を閉じ、除湿運転時に、膨張機構を加熱器の能力
   が最大で運転されないように開度を調整し、かつ、設定
   湿度に近づいたら開度を開くように制御し、加湿運転時
   に、膨張機構を加熱器の能力が最小で運転されないよう
   に開度を調整し、かつ、設定湿度に近づいたら開度を閉
   じるように制御していることを特徴とする恒温恒湿装
   置。