JPH02229555A - 温度上昇制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は恒温器、恒温恒湿器その他の環境試験装置等に
おける温度制御対象槽に対し冷凍機を設けるとともに加
熱ヒータを設け、該冷凍機を運転しつつ該ヒーク出力を
制御することにより前記槽内を目標温度まで上昇させる
温度上昇制御方法に関する。

〔従来の技術］ 環境試験装置等における温度制御対象槽に対し冷凍機を
設けるとともに加熱ヒータを設け、該冷凍機を運転しつ
つ該ヒータ出力を制御することにより前記槽内を目標温
度に制御する温度制御方法においては、前記冷凍機をあ
る程度高温の雰囲気においても運転できるようにその冷
媒流量ないし膨張機構の開度が予め一定の状態に設定さ
れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、この設定条件で一旦冷凍回路を決定すると、槽
内温度を目標温度に向け上昇させようとする場合、冷媒
循環量が多すぎてなかなか目標温度まで上昇しないとか
、またそのため加熱ヒーク出力を大きくしなければなら
ず、エネルギーロスが大きくなるといった問題がある。

この問題を解決するために膨張機構開度を絞って冷媒循
環量を少なく設定すると、槽内の発熱負荷の許容量が少
なくなるという問題がある。

そこで本発明は、温度制御対象槽に対し冷凍機を設ける
とともに加熱ヒータを設け、該冷凍機を運転しつつ該ヒ
ータ出力を制御することにより前記槽内温度を目標温度
まで上昇させる温度上昇制御方法であって、速やかに温
度上昇させることができ、従ってまた、それだけヒータ
出力を節約でき、さらに、目標温度到達時には大きい許
容発熱負荷をもつことができる温度上昇制御方法を捉供
することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は前記目的に従い、 温度制御対象槽に対し冷凍機を設けるとともに加熱ヒー
タを設け、該冷凍機を運転しつつ該ヒータ出力を制御す
ることにより前記槽内温度を目標温度まで上昇させる温
度上昇制御方法において、前記冷凍機の膨張機構に開度
可変型膨張機構を採用し、現在周囲温度ＲＴおよび目標
槽内温度Ｔ。

のもとにおける前記膨張機構の許容開度ＭｔｍａＸを求
め、現在槽内温度Ｔと前記目標槽内温度Ｔｏの差ΔＴお
よび前記許容開度Ｍｔｍａｘのもとにおける前記膨張機
構の現在許容開度Ｍｍａｘを求め、前記膨張機構の現在
開度Ｎと該開度Ｍｍａｘとの差Ｐ，分につき前記膨張機
構を開くことを特徴とする温度上昇制御方法を提供する
ものである。

ただし、つぎのように膨張機構を操作してもよい。

すなわち、前記膨張機構の温度上昇制御用に予め定めた
最小許容開度Ｍｍ　ｉ　ｎ、前記現在許容開度Ｍｍａｘ
および現在開度Ｎの関係がＭｍｉｎ＜Ｎ＜Ｍｍａ　ｘの
ときは前記差Ｐ３分につき前記膨張機構を開き、Ｍｍａ
ｘ＜Ｎならば前記膨張機構を開度Ｍｍａｘまで閉じ、Ｎ
＜Ｍｍ　ｉ　ｎならば前記膨張機構を開度Ｍｍ　ｉ　ｎ
まで開く。

一定の周囲温度及び槽内湯度のもとにおける前記膨張機
構の許容開度を求める方法は、様々の周囲温度、槽内温
度に対する膨張機構の安全許容開度を予め実験によって
求めておき、この実験結果を表にしておいて咳表から周
囲温度および槽内湯度を指定して読みだす、該実験結果
を記憶手段に記憶させておいて、そこから周囲温度およ
び槽内湯度を指定して読みだす、該実験結果に基づいて
周囲温度ＲＴおよび槽内温度Ｔのもとにおける許容開度
Ｍｍａｘをｆ　（ＲＴ，Ｔ）で表わし、この式に周囲温
度および槽内温度を代入して求める等が考えられる。

Ｍｍａｘ＝ｆ　（ＲＴ，Ｔ）とした場合、計算処理が容
易なものとして、 Ｍｍａｘ；ａｌＴ＋ｂｌＴ・一次式Ｘ ａ＝ｆ　（ＲＴ）　、ｂ＝ｆ　（ＲＴ）を例示できる．
この場合、周囲温度が決定されると、槽内温度対Ｍｍａ
ｘの関係式Ｘが決定されるので、この式Ｘに槽内温度Ｔ
を代入してＭｍａｘを求めることができる。

Ｍｍａｘ−ａ−ＲＴ＋ｂ ａ−ｆ　　（Ｔ）、ｂ＝ｆ　　（Ｔ）とすることもでき
る。

なお、実験において膨張弁開度が安全であるか否かは、
圧縮機の吐出管温度や吐出管内圧力等から判断できる。

前述の現在許容開度Ｍｍａｘは、できるだけ速やかに目
標温度に到達するための開度であり、それを求める具体
的方法はとしては、ａ）現在槽内温度Ｔと目標槽内温度
Ｔ０の差ΔＴのさまざまなものと、ｂ）現在周囲温度Ｒ
Ｔおよび目標槽内温度Ｔ０のもとの許容開度Ｍｔｍａ　
ｘのさまざまなものに対する現在許容開度Ｍｍａｘを実
験によって求めておき、この実験結果を表にしておいて
該表から温度差ΔＴおよび開度Ｍｔｍａｘを指定して読
みだす、該実験結果を記憶手段に記憶させておいて、そ
こから温度差ΔＴおよび開度ＭｔｍａＸを指定して読み
だす等が考えられるほか、例えば実験に基づく次式によ
る方法も考えられる。すなわち、 ｋは温度だけを考慮した制御か、湿度も考慮した制御か
に応じて予め定めた補正係数。

この現在許容開度は、通常、槽内温度Ｔが高くなるほど
大きくなる。

現在周囲温度ＲＴおよび目標槽内温度Ｔ０のもとにおけ
る膨張機構許容開度Ｍｔｍａｘや膨張機構の現在許容開
度Ｍｍａｘは、最大開度である必要はないが、普通には
最大許容開度またはそれに近い開度が選択される。

なお、前記温度上昇制御用の最小許容開度Ｍｍｉｎは、
冷凍回路中を冷媒と一緒に流れているオイルが弁部で詰
まらないこと、回路の低圧側圧力が異常に低くならない
こと、冷媒循環量が少量とは言えふらつきなく一定Ｍ流
れることなどを考慮して決定する． ［作　用］ 本発明方法によると、現在周囲温度ＲＴおよび目標槽内
温度Ｔ０のもとにおける前記膨張機構の許容開度Ｍｔｍ
ａχ、および現在槽内温度Ｔと目標槽内温度Ｔｏの差Δ
Ｔの二つの条件から前記膨張機構の現在許容開度Ｍｍａ
ｘが求められ、次に現在の膨張機構間度Ｎと咳開度Ｍｍ
ａｘの差Ｐ，が求められ、該差Ｐ，分につき膨張機構が
開かれる。

さらに、前記膨張機構の温度上昇制御用に予め定めた最
小許容開度Ｍｍｉｎ、前記現在許容開度Ｍｍａｘおよび
現在開度Ｎの大小関係を考慮するときは、Ｍｍ　ｉ　ｎ
＜Ｎ＜Ｍｍａ　ｘのときは前記差Ｐ３分ｇつき前記膨張
機構が開かれ、Ｍｍａｘ＜Ｎならば前記膨張機構は開度
Ｍｍａｘまで閉じられ、Ｎ＜Ｍｍ　ｉ　ｎならば前記膨
張機構は開度Ｍｍｉｎまで開かれる。

〔実　施　例〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明方法を実施するための装置例の概略説明
図であり、第５図〜第９図は該装置により実施される本
発明方法の一例を含む手順を示している。

第１図に示す装置例は恒温恒温器１０であり、恒温槽１
０１内に供試品を収めるテストエリアｌ０２を有し、該
エリアの後方には仕切り壁１０３を介して空調室１０４
を備えている。該空調室は冷却器１１とその上方の空気
循環用ファン１２を備えている。冷却器１１とファン１
２の間には加熱ヒータである電気ヒータ２が設けられて
おり、冷却器の下方には加湿用電気ヒータ３によって水
を加熱するタイプの蒸発式加湿器３０が設けられている
。空気はファン１２の作用で矢印八方向に循環する。冷
却器１１は冷凍機１の構成メンバである。冷凍機ｌは冷
却器１１のほか空調室の外側に配置された圧縮機ｌ３、
凝縮器１４および冷却器ｌｌ用の開度可変型電子膨張弁
１５を備えている。

弁１５は図示しないシャフトが回されると弁体が移動し
て弁開度が変わるタイプのものである。

該シャフトはステッピングモータ４ｌによって駆動され
るようになっており、モータ４１にはパルス出力ジェネ
レータ４２が接続されている。このジェネレータ４２は
マイクロコンピュータＭ（以下、「マイコンＭ」という
）からの指示に基づいて作動する。

前記加熱ヒータ２には電流供給回路２ｌが接続され、加
湿ヒータ３には電流供給回路３ｌが接続されている。こ
れら回路２１，３１はマイコンＭからのＩ旨示に基づい
て作動する。

ファンｌ２を駆動するモータＭ１は駆動回路ＣＩを介し
て、圧縮機モータＭ２および凝縮器ｌ４用のファン１４
１の駆動モータＭ３は駆動回路Ｃ２を介して、それぞれ
マイコンＭに接続されている。

槽１０１内には空調室１０４の吹き出し口付近に乾球温
度検出器５および湿球温度検出器６が設けられており、
これら検出器の出力はマイコンＭに入力される。また、
周囲温度を測定するための温度検出器７が冷凍機１にお
ける凝縮器ｌ４へ流れ込む空気流の中に配置されており
、該検出器からの温度信号もマイコンＭに入力される。

さらに、圧縮機ｌの吐出管には、冷凍機異常を知るため
の温度検出器９が設けられており、この検出器からの信
号もマイコンＭに入力される。

マイコンＭにはテンキー等を含む操作ボード８が接続さ
れており、該ボード８によって温度運転、温湿度運転ま
たは勾配運転のモードを選択することができ、さらに温
度運転の場合にはその目標温度、温湿度運転の場合には
その目標温湿度、勾配運転の場合には勾配運転開始の温
度と勾配運転終了時の温度およびその間に要する時間を
設定して温度変化勾配を設定できる。さらに各種運転の
順序をも適宜入力することができる。すなわち、例えば
５０゜Ｃ、６０％ＲＨで３時間、次いで６０％ＲＨのま
ま５０゜Ｃから２０゜Ｃまで２時間で降下、次いで２０
゜Ｃ、６０％ＲＨで３時間というように運転順序を設定
できる。

ボード８には、さらに、恒温恒温器１０の運転開始のた
めにファンモークＭ１、圧縮器モータＭ２、ファンモー
タＭ３等を運転開始し、あるいはそれらを停止させるた
めの指示キーも設けられている。

次に、かかる恒温恒温器において実行される本発明実施
例方法について説明する。

第１図に示す恒温恒温器によると、温度運転の場合、す
なわち槽１０１、より正確にはテストエリア１０２を目
標温度に維持する運転の場合には、ボード８において指
示された目標温度（設定温度）に向け、乾球温度検出器
５によってテストエリア１０２内の温度を監視しつつマ
イコンＭからの指示に基づいて加熱ヒータ２の出力を制
御する。

また、勾配運転の場合も、ボード８において指示された
温度変化勾配に従って加熱ヒータ２の出力を制御する。

温湿度運転、すなわち槽１０１、より正確にはテストエ
リア１０２内をボード８において設定された温度および
湿度（目標温湿度）に維持する運転の場合には、テスト
エリア１０２内の温湿度を温度検出器５、６で監視しつ
つマイコンＭからの指示に基づいて加熱ヒータ２および
加湿ヒータ３の出力を制御する。なお、いずれの運転の
場合においても操作ボード８上の指示キーによりファン
１２および冷凍機１の運転開始を指示する。

また、弁１５はいずれの運転の場合でも、後述するよう
に必要に応じ、マイコンＭからの指示に基づいて開閉さ
れる。

マイコンＭによる制御のメインルーチンは第２図に示す
とおりである。

まず、プログラムがスタートすると、ステップＳａでマ
イコンＭの初期化等のための初期設定が行われる。次に
ステップｓｂでマンマシンインターフェイス処理、すな
わちボード８において指示入力された情報をメモリへ書
き込む処理を行い、その後ステップＳｃで制御処理を行
って再びステップＳａへ戻る。

図示しないタイマＩＣから予め決めた時間間隔ごとにタ
イマ割り込みがあったときは（ステップＳｄ）、まずス
テップＳｅでタイマ管理処理を行い、その後ステップＳ
ｆでヒータの出力をコントロールし、ステップＳｇで膨
張弁開度をコントロールし、ステップｓｈで冷凍機（特
にモータＭ２、Ｍ３）運転をコントロールし、リターン
する。

ステップＳｅにおけるタイマ管理処理ルーチンは第３図
に示すとおりであり、まずステップＳｅ■においてカウ
ンタを更新し、ステップＳｅ２において所定時間Ｓに達
したか否かを判断し、まだのときにはリターンするが、
所定時間に達しているとステップＳｅ３でタイマフラッ
グを“１″にセットし、ステップＳｅ４でタイマカウン
タをリセットする。

メインルーチン中に示されているサブルーチンＳｃの制
御処理は第４図に示すとおりである。

まず、ステップＳｃｌにおいてタイマフラッグが“Ｉ　
Ｉ１か否かを判断し、゜“１゛であるとステップＳｃ２
でカウンタＣを更新し、次いでステップＳｃ３でＣ＝１
ならばステップＳｃ４へ進み、温度制御計算処理を行う
。ステップＳｃ３でＣ≠１であるならば、ステップＳｃ
５でＣ＝２か否かを判断し、Ｃ＝２であるとステップＳ
ｃ６へ進み、ここで湿度制御計算処理を行い、そのあと
ステップＳｃ７でカウンタをリセットする。ステップＳ
０４および（Ｓｃ６、Ｓｃ　７）のいずれへ進んでも、
その後はステップＳｃ８へ進み、ここで膨張弁開度処理
を行い、ステップＳｃ９でタイマフラグを“Ｏ　Ｉ＋に
セットしてメインルーチンへリターンする．前記ステッ
プＳｃｌでタイマフラッグが“１′でない場合には直ち
にメインルーチンへリターンする。

本発明実施例方法の要部は、この制御処理ルーチンにお
けるステップＳｃ８の膨張弁開度処理およびこの処理に
基づく割り込みルーチンＳｄ中のステップＳｇの膨張弁
開度コントロールにおいて実行される。

そこで第５図〜第９図に示す膨張弁開度処理ルーチンの
概略を示すフローチャートに基づいて本発明実施例方法
を説明する。

まずステップＳｌで冷凍機ｌがオンかオフかの読み取り
を行い、ステップＳ２でアラームチェックを行う。この
アラームチェックは冷凍機１の異常を検出するためのも
ので、本例ではここで圧縮機１３の吐出管温度を測定す
る温度検出器９からの温度信号が読み込まれる。

次いでステップＳ３でアラームの有無が判断される．こ
の判断は本例では、吐出管温度もが予め定めた安全な温
度ｔ１より大きいか否かを判断するもので、ｒＹＥｓ，
であると吐出管温度異常であるから、ステップＳ４へ進
む。

該ステップＳ４においては温度もが予め定めた危険温度
ｔ２に達しているか、否かを判断する。

ｔ２に達しているとステップＳ５で直ちに圧縮機停止を
決定し、タイマ割込みルーチンＳｄにおけるステップｓ
ｈで冷凍機ｌを停止する。しかし吐出管温度ｔがｔ２よ
り小さい場合にはステップＳ６へ進み、ここで膨張弁１
５を予め定めた量だけ閉じることを決定する。この決定
に基づいてタイマ割り込みルーチンＳｄにおけるステッ
プＳｇで膨張弁を閉じる。この膨張弁を閉じる操作は吐
出管温度もが予め定めた前記安全限界温度ｔｌ以下にな
るまで操り返される． さて、ステップＳ３で吐出管温度ｔが安全温度であると
判断すると、ステップＳ７で冷凍機がオンか否を判断し
、オフであるとステップＳ８でゼロリセットが済んでい
るか否かを判断する。このゼロリセットが済んでいると
直ちにリターンするが、まだの場合にはステップＳ９で
ゼロリセットする．このゼロリセットは冷凍機が運転さ
れていない場合に、膨張弁１５を完全に閉じる命令を出
すものである。このゼロリセットに基づいて前記割り込
みルーチンＳｄにおけるステップＳｇにより膨張弁は閉
じられる。

ステップＳ７で冷凍機がオンであると、ステップ３１０
へ進み、ここでボード８において設定された次の運転が
勾配運転か否かを判断する。次の運転が勾配運転でない
場合にはステップＳｌｌで恒温恒温器のテストエリア１
０２における状態が安定しているか否かを判断する。す
なわち温度運転であるならばボード８において設定した
目標温度が誤差±ａ　’（の範囲に安定しているか否か
、また温湿度運転の場合には、設定された目標温度が誤
差±ａ　’Ｃの範囲に安定し且つ設定された目標湿度が
誤差±ｂ％ＲＨの範囲に安定しているか否かを判断する
。あるいは現在勾配運転中か否かを判断する。ステップ
Ｓｌｌのこれらの判断の結果いずれも「ＮＯ」の場合に
は第６図に示すステップＳ１２へ進む。

ステップＳｌ２から３１５１では、現在周囲温度ＲＴお
よび現在の槽内温度Ｔのもとにおける冷凍機ｌ中の膨張
弁工５の最大許容開度Ｍｍａｘを求める。

Ｍｍａｘの求め方としては様々考えられるが、ここでは
周囲温度ＲＴおよび槽内温度Ｔから求める。周囲温度Ｒ
Ｔは第１図に示す温度検出器７によって求め、槽内温度
Ｔは第１図に示す温度検出器５によって求める。ステッ
プＳ１３では、予め実験により槽内湯度Ｔおよび周囲温
度ＲＴを様々に変化させて求めた許容し得る最大膨張弁
開度から、周囲温度ＲＴが定まれば槽内温度Ｔに対する
膨張弁ｌ５の最大許容開度Ｍｍａｘを算出し得る式Ｘを
求める。本例ではこの関係式Ｘは一次式として求められ
る。

すなわちＭｍａ　ｘ＝ａｘＴ＋ｂ　（一次式Ｘ）であり
、ａ＝ｆ　（ＲＴ）　、ｂ＝ｆ　（ＲＴ）である。

このように関係式Ｘを求めたあとステップＳｌ４で設定
温度（目標温度）へ向けて温度上昇処理すぺきか温度降
下処理すべきかを判断する。

Ｉ皮Ｋ工支里 温度降下処理のときにはステップＳ１５１へ進み、ここ
で式Ｘに現在槽内温度Ｔを代入して、温度Ｔのもとにお
ける膨張弁の最大許容開度ＭｍａＸを算出する． 次にステップＳ１６で膨張弁の最大許容開度Ｍｍａｘと
膨張弁の現在開ＩＮとの差Ｐｔを求める。

そのあと先に求めたＰ２の正負の符号に応じ、膨張弁の
開閉を決定する（ステップＳ１７）。

次にステップ３１８で運転の種類、すなわち温度運転か
温湿度運転かに応じて、温度降下処理において許容でき
る最小弁開度Ｍｍｉｎを選択決定する。このような最小
許容開度は、運転の種類に応じ予め定められてメモリ内
に記憶されている最小許容開度の中から選択する。

なお、温度降下処理におけるＭｍ　ｉ　ｎは、冷凍回路
中を冷媒と一緒に流れているオイルが弁部で詰まらない
こと、回路の低圧側圧力が異常に低くならないこと、冷
媒循環量が少量とは言え、ふらつきなく一定量流れるな
どを考慮して決定する。

このように最小許容開度Ｍｍｉｎを決定したあとステッ
プＳｌ９で現在弁開度ＮがＭｍａｘとＭｍｉｎの間に入
っているか否かを判断し、入っているとステップＳ２０
で弁操作ｉＰｍ＝ｌＰｔの開命令を出力する。

ステップＳ１９の判断でｒＮｏ，の場合には、ステップ
３２１で現在弁開度ＮがＭｍａｘより大きいか否かを判
断し、大きいときにはＭｍａｘまで弁を閉じる命令を出
力し、そうでないとき、すなわちＮ＜Ｍｍ　ｉ　ｎのと
きはステップ３２３でＭｍｉｎまで弁を開く命令を出力
する。

このようにＭｍ　ｉ　ｎ＜Ｎ＜Ｍｍａ　ｘ，Ｍｍａ　ｘ
＜Ｎ，Ｎ＜Ｍｍ　ｉ　ｎを判断する理由は、前回の膨張
弁開度操作において既にＭｍａｘ＜ＮまたはＮ＜Ｍｍ　
ｉｎになっている場合があるからである。

ステップ３２０、３２２およびＳ２３のそれぞれにおい
て出される命令は第２図に示すタイマ割り込みルーチン
ＳｄにおけるステップＳｇの膨張弁コントロール処理で
実行する。

このように恒温恒温器１０における温度降下制御では、
現在周囲温度ＲＴと現在槽内温度Ｔのもとで許容される
膨張弁１５の最大許容開度ＭｍａＸを考慮して安全に、
また、予め決めた膨張弁の最小許容開度Ｍｍ　ｉ　ｎを
も考慮して設定温度（目標温度）に近づくように膨張弁
ｌ５の開度を制御することができる。

鳳１コＪリ４皿 さて、前記ステップ３１４で温度上昇処理であると判断
された場合には、ステップＳ１５２へ進み、ここで前の
ステップＳ１３で求めた式Ｘに槽内目標温度Ｔ。を代入
し、温度Ｔ０における最大許容開度Ｍｔｍａｘを求める
。

次にステップ３２４で現在槽内温度Ｔと槽内設定温度（
目標温度）Ｔｏの差ΔＴに基づいて許容される現時点に
おける膨張弁の最大許容開度ＭｍａＸを求め、次にステ
ップ３２５でこのＭｍａｘと現在膨張弁開度Ｎとの差Ｐ
，を求める。ここでのＭｍａｘの求め方は後述する。ス
テップ３２６ではＰ３の正負の符号に応じ、弁開または
弁閉を決定する。

以後は先程説明した温度降下制御の場合と同様にステッ
プ５１８へ進み、ここで運転の種類に応じ予め定めてお
いた弁の最小許容開度Ｍｍｉｎのうちから、温度上昇制
御運転に適する最小許容開度Ｍｍ　ｉ　ｎを決定する。

その後は現在開度ＮとＭｍ　ｉ　ｎおよびＭｍａｘとの
大小関係に応じてステップＳ２０で操作ｉＰｍ　＝　ｌ
　Ｐ　３　　１に応じて弁開または弁閑の命令を出力す
るか、ステップＳ２２でＭｍａｘまで弁を閉じる命令を
出力するか、ステップＳ２３でＭｍｉｎｉまで弁を開く
命令を出力する。

そしてこの命令はタイマ割り込みルーチンＳｄにおける
ステップＳｇの膨張弁コントロールにおいて実行される
。

なお、温度上昇制御における前記弁の最小許容開度Ｍｍ
ｔｎも、前記温度降下制御における弁最小許容開度と同
様の観点から決定されている。

現在槽内温度Ｔと前記槽内目標温度Ｔ。の差ΔＴのもと
で許容される現在の最大許容弁開度Ｍｍａｘは、温度上
昇制御においても槽内の許容発熱負荷をできるだけ大き
くし、しかもできるだけ速やかに目標温度に到達できる
ように定めるもので、様々の定め方が考えられるが、こ
こでは現在周囲温度ＲＴおよび目標温度Ｔ０のもとの最
大許容開度Ｍｔｍａ　ｘと前記温度差ΔＴの関数として
求める。すなわち、 ΔＴ＝Ｔ−Ｔ． ｋは温度だけを考慮した制御か、湿度をも考慮した制御
かに応じて予め定めた補正係数、温度設定可能範囲：例
えば−１０〜５０゜Ｃ．このように温度上昇制御運転に
おいては、現在開き得る膨張弁の最大許容開度Ｍｍａｘ
を、現在槽内温度と目標槽内温度との差ΔＴを考慮して
定めているので、膨張弁開度をいきなり目標槽内温度Ｔ
。における最大許容開度Ｍｔｍａｘにするならば槽内の
温度上昇速度が遅くなるという弊害が防止される。そし
て目標温度到達時には大きな許容発熱負荷をもつことに
なる。しかも、膨張弁の開閉にあたってステップ３１９
以降で現在開度Ｎと最大許容開度Ｍｍａｘおよび最小許
容開度Ｍｍｉｎとの大小関係が考慮されているので、よ
り適正安全に膨張弁開度を制御できる。

゛　の゛　一くム配゛　云の”人 さて、再びステップＳ１０に戻る。ステップＳ１０（第
５図）において次の設定が勾配運転と判断した場合には
、ステップＳ２７へ進み、ここで上昇勾配運転か否かを
判断する。上昇勾配運転の場合にはステップ３２７１で
予め定めた固定の膨張弁許容最小間度Ｍｍｉｎを決定す
る。

この間度Ｍｍｉｎは、現在の運転から次の勾配運転への
円滑な移行、すなわち、乱れのない安定した上昇勾配運
転に直ちに入ることができるように、いかなる温度から
の上昇においても、適当なヒータ出力が得られることを
実験で確認した開度である。

次の設定が降下勾配運転の場合にはステップ８２８へ進
み、ここで運転開始時の温度ＴＳおよび終了時の温度Ｔ
Ｅ並びに運転制御時間ＭＮから勾配を次式で算出する。

最小許容開度Ｍｍｉｎ＝ｆ（勾配）を算出する。

この式は勾配をできるだけ広い範囲から選択できるよう
に定めることが望ましく、様々考えられるが、ここでは
実験に基づいて、冷媒回路に異常なく、次に設定された
降下勾配運転へ円滑に移行できるように定める。

すなわち、本例ではＭｍｉｎ＝ＭｐＸ勾配十Ｍｑとする
。ここでＭｐ，Ｍｑは定数であり、Ｍｐ＞Ｍｑの関係に
ある。

このようにステップＳ２７またはＳ２９において次の運
転が勾配運転である場合の膨張弁最小許容開度Ｍｍｉｎ
を決定したあとはステップＳ３０へ進む。

ここで運転の種類に応じて予め定められている膨張弁の
一回の操作量のうちから現在の運転の種類に応じた操作
量Ｐ，を選択決定する。

次にステップＳ３１でヒータ出力平均値を求める。ここ
でヒータとは現在温度運転中の場合には加熱ヒータ２の
ことであり、現在温湿度運転中の場合には加熱ヒータ２
および加湿ヒータ３のことである。

このヒータ出力平均値の算出は、ステップＳ３１に到達
する前に第４図に示す制御処理ルーチンＳｃにおける温
度処理サブルーチン（ステップＳ０４）、湿度処理サブ
ルーチン（ステップＳｃ６）において測定され記憶され
た複数個の出力値に基づいて算出される。

このようにヒータ出力平均値を算出したあとステップ３
３２で現在の運転の種類に応じた加熱ヒータ出力の上限
ＨＵ及び下限ＨＤ、または該加熱ヒータ出力上限下限Ｈ
Ｕ，ＨＤ及び加湿ヒータ出力の上限ｈｕ及び下限ｈｄを
選択決定する。

なお、これら上限、下限は円滑な制御を図りつつ、ヒー
タ出力をできるだけ節約できるように運転の種類に応じ
て予め定められており、マイコンＭのメモリに記憶され
ている。

次にステップＳ３３から３３６において、前記現在の運
転の種類に応じた適切なヒータ出力の上限および下限の
間、すなわち適切なヒータ出力制御範囲においてヒータ
出力が制御されているがどうかを判断し、「否」の場合
にはそのような適切な範囲で出力制御されるように膨張
弁の開度を操作することを決定する。

これをさらに詳述すると、現在温度運転が、または湿度
を考慮しない勾配運転である場合には、ステップＳ３３
でヒータ出力平均値ＨＡが加熱ヒータ上限ＨＵより大き
いが否がを判断し、大きい場合には操作量をＰ１で膨張
弁を閉じることを決定する（ステップＳ３３１）。また
、小さい場合には加熱ヒータ出力平均値Ｈ　Ａが加熱ヒ
ータ出力の上限ＨＵと下限ＨＤとの間に入っているが否
がを判断し、入っているとステップｓ３５で弁の開度調
整をしないことを決定し、「Ｎｏ」、すなわち平均値Ｈ
Ａが下限ＨＤよりも小さい場合にはステップ３３６で操
作量Ｐ，にょる膨張弁開動作を決定する。

現在の運転が温湿度運転または湿度をも考慮した勾配運
転の場合には、ステップＳ３３では加熱ヒータ出力平均
値ＨＡが加熱色一夕出力上限ＨＵよりも大きく且つ加湿
ヒータ出力平均値ｈａが加湿ヒータ出力上限ｈｕよりも
大きいか否かを判断し、ｒＹＥｓＪであればステップＳ
３３１へ、「ＮＯ」であればステップ３３４へ進む。そ
してステップＳ３４では加熱ヒータ出力平均値ＨＡが加
熱ヒータ出力の上限ＨＵと下限ＨＤの間に入っており且
つ加湿ヒータ出力平均値ｈａが加湿ヒータ出力の上限ｈ
ｕと下限ｈｄＯ間に入っているか否かを判断する。「Ｙ
ＥＳ」であればステップＳ３５へ進み、「ＮＯ」であれ
ばステップ３３６へ進む。

このようにして操作量Ｐ１による膨張弁の開閉を決定し
たあとはステップＳ３７から３３９において、前記第６
図に示すステップ３１２から３１５１におけると同じ手
法によって現在周囲温度ＲＴおよび現在槽内温度Ｔのも
とにおける膨張弁の最大許容開度Ｍｍａｘを求め、その
あとはすでに説明したステップ３１９以降へ進む。

なお第５図に示すステップ３１０で次の設定が勾配運転
であると判断した結果、ステップ３２７へ進みそこから
ステップＳ３９を経てステップＳ１９へ進んだときには
、ステップ３１９以降におけるＭｍｉｎはステップＳ２
７１で決定されたＭｍｉｎまたはステップＳ２９で算出
されたＭｍｉｎであり、ステップＳ２０における操作ｉ
１　Ｐ　ｍはステップＳ３０で決定された操作量Ｐ，で
ある。

前記ステップＳ１１（第５図）において温度運転または
温湿度運転が安定している、あるいは現在勾配運転中で
あると判断した場合には、ステソブＳｉｌｌ（第８図）
へ進み、ここで運転の種類に応じた膨張弁の最小許容開
度Ｍｍｉｎを決定し、その後はすでに説明したステップ
Ｓ３０以降へ進む。このように温度運転または温湿度運
転において安定な状態、あるいは勾配運転中である場合
にも、運転の種類に応じてヒータ出力を適正化し、円滑
な温度または温湿度制御を行いつつヒータ出力の節約を
図る。

なお、ステップＳｌｌからステップＳｉｌｌ〜Ｓ３９を
経てステップ３１９へ進む場合には、ステップＳ１９以
降における膨張弁最小許容開度Ｍｍｉｎは先のステップ
Ｓ１１１において決定されたＭｍｉｎである。

なお、以上説明した手順において、実際には膨張弁開度
Ｍｍａ　ｘ，Ｍｔｍａ　ｘ，Ｍｍ　ｉ　ｎはそれぞれ、
膨張弁のある状態の開度、例えば完全に閉じた状態を基
準として、そこからＭｍａｘ，Ｍｔｍａｘ，Ｍｍｉｎの
開度にもっていくに必要なパルス数として扱われる。ま
た前記膨張弁操作ｉＰｍ（　　Ｐ＋，Ｐｇ、Ｐｔ）もパ
ルス数で扱われる。

〔発明の効果〕

本発明によると、温度制御対象槽に対し冷凍機を設ける
とともに加熱ヒータを設け、該冷凍機を運転しつつ該ヒ
ータ出力を制御することにより前記槽内温度を目標温度
まで上昇させる場合に、前記槽内発熱負荷の許容量をで
きるだけ大きく維持でき、槽内湯度を速やかに目標温度
まで上昇させることができ、従ってまた、それだけヒー
タ出力を節約することができ、さらに目標温度到達時に
は前記槽内の大きい許容発熱戦荷をもつことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一例を実施するための恒温恒温器
の概略説明図である。第２図は第１図に示すマイクロコ
ンピュータＭの動作のメインルーチンを示すフローチャ
ート、第３図はタイマ管理ルーチンを示すフローチャー
ト、第４図は制御処理ルーチンを示すフローチャートで
ある。第５図から第９図は本発明実施例方法を説明する
ためのフローチャートであり、同時に第４図に示す膨張
弁処理ルーチンを示すフローチャートでもある。 ｌ・・・冷凍機、 ２・・・加熱ヒータ、 ３・・・加湿ヒータ、 １５・・・電子膨張弁、 ５・・・乾球温度検出器、 ６・・・湿球温度検出器、 ７・・・周囲温度検出器、 ９・・・圧縮機吐出管温度検出器、 Ｍ・・・マイクロコンピュータ、 ８・・・操作ボード、 １０・・・恒温恒湿器、 １０１・・・槽、 １０２・・・槽内テストエリア。 ＳＣ 第４図 出願人　　タパイエスペック株式会社 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）温度制御対象槽に対し冷凍機を設けるとともに加
   熱ヒータを設け、該冷凍機を運転しつつ該ヒータ出力を
   制御することにより前記槽内温度を目標温度まで上昇さ
   せる温度上昇制御方法において、前記冷凍機の膨張機構
   に開度可変型膨張機構を採用し、現在周囲温度ＲＴおよ
   び目標槽内温度Ｔ＿０のもとにおける前記膨張機構の許
   容開度Ｍｔｍａｘを求め、現在槽内温度Ｔと前記目標槽
   内温度Ｔ＿０の差ΔＴおよび前記許容開度Ｍｔｍａｘの
   もとにおける前記膨張機構の現在許容開度Ｍｍａｘを求
   め、前記膨張機構の現在開度Ｎと該開度Ｍｍａｘとの差
   Ｐ＿３分につき前記膨張機構を開くことを特徴とする温
   度上昇制御方法。
2. （２）温度制御対象槽に対し冷凍機を設けるとともに加
   熱ヒータを設け、該冷凍機を運転しつつ該ヒータ出力を
   制御することにより前記槽内温度を目標温度まで上昇さ
   せる温度上昇制御方法において、前記冷凍機の膨張機構
   に開度可変型膨張機構を採用し、現在周囲温度ＲＴおよ
   び目標槽内温度Ｔ＿０のもとにおける前記膨張機構の許
   容開度Ｍｔｍａｘを求め、現在槽内温度Ｔと前記目標槽
   内温度Ｔ＿０の差ΔＴおよび前記許容開度Ｍｔｍａｘの
   もとにおける前記膨張機構の現在許容開度Ｍｍａｘを求
   め、前記現在許容開度Ｍｍａｘと現在の膨張機構開度Ｎ
   の差Ｐ＿３を求め、前記膨張機構の温度上昇制御用に予
   め定めた最小許容開度Ｍｍｉｎ、前記現在許容開度Ｍｍ
   ａｘおよび現在開度Ｎの関係がＭｍｉｎ＜Ｎ＜Ｍｍａｘ
   のときは前記差Ｐ＿３分につき前記膨張機構を開き、Ｍ
   ｍａｘ＜Ｎならば前記膨張機構を開度Ｍｍａｘまで閉じ
   、Ｎ＜Ｍｍｉｎならば前記膨張機構を開度Ｍｍｉｎまで
   開くことを特徴とする温度上昇制御方法。