(57)【要約】【課題】大幅な消費電力量の削減を実現することができると共に、精度の高い温度制御を実現することができる恒温庫を提供する。【解決手段】圧縮機２０、放熱器２３、膨張弁２７及び冷却器１０を順次接続して成る冷媒回路１８を備え、冷却器１０による冷却作用にて断熱箱体２内の収容室６を冷却し、加熱手段にて収容室６内を加熱することにより、当該収容室６内を設定温度に制御する恒温庫１において、圧縮機２０から吐出された高温冷媒が循環される加熱器１１と、加熱器１１への高温冷媒の供給を制御する電磁弁２２とを備え、加熱器１１にて加熱手段の少なくとも一部を構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮機、放熱装置、減圧装置及び冷却器を順次接続して成る冷媒回路を備え、前記冷却器による冷却作用にて断熱箱体内の収容室を冷却し、加熱手段にて前記収容室内を加熱することにより、当該収容室内を設定温度に制御する恒温庫において、
前記圧縮機から吐出された高温冷媒が循環される加熱器と、該加熱器への高温冷媒の供給を制御する弁装置とを備え、前記加熱器にて前記加熱手段の少なくとも一部を構成したことを特徴とする恒温庫。
【請求項２】
前記圧縮機から吐出された高温冷媒を前記放熱装置に通過させて一旦冷却し、前記圧縮機に戻してから再び前記放熱装置に吐出するための冷媒冷却回路を備え、前記放熱装置を通過する前の前記冷媒冷却回路から分流された高温冷媒を前記加熱器に循環させることを特徴とする請求項１に記載の恒温庫。
【請求項３】
前記放熱装置から出た冷媒を分流し、減圧した後、前記冷却器からの戻り冷媒と合流させるバイパス回路と、該バイパス回路への冷媒の流通を制御する弁装置を備え、前記加熱器からの戻り冷媒を前記バイパス回路に合流させたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の恒温庫。
【請求項４】
前記加熱器からの戻り冷媒を前記冷却器の上部に通過させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の恒温庫。
【請求項５】
前記加熱器からの戻り冷媒を、前記冷却器からの戻り冷媒と熱交換させたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の恒温庫。
【請求項６】
前記放熱装置は、冷却水にて高温冷媒を冷却する水冷式放熱装置であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のうちの何れかに記載の恒温庫。
【請求項７】
前記圧縮機、及び、各弁装置を制御する制御手段と、前記収容室内の温度を検出する温度検出手段を備え、前記制御手段は、前記温度検出手段の出力に基づき、前記収容室内の温度を、所定の低温度から高温度の間で予め設定された温度に制御することを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載の恒温庫。
【請求項８】
前記制御手段は、前記温度検出手段の出力に基づき、前記収容室内の温度を予め設定された温度勾配にて変化させることを特徴とする請求項７に記載の恒温庫。
【請求項９】
前記放熱装置から出た冷媒を分流し、減圧した後、前記冷却器からの戻り冷媒と熱交換させてから前記圧縮機に戻すバイパス回路と、該バイパス回路への冷媒の流通を制御する弁装置を備え、前記制御手段は、前記温度検出手段の出力に基づき、前記収容室内の温度が所定温度以上である場合、前記弁装置により前記バイパス回路に冷媒を流すことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の恒温庫。
【請求項１０】
前記冷媒回路に封入する冷媒として二酸化炭素を用いたことを特徴とする請求項１乃至請求項９のうちの何れかに記載の恒温庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱箱体内の収容室内を冷却器にて冷却し、加熱手段にて加熱することで設定温度に調整される恒温庫に関し、特に、ハードディスクなどの電気部品や精密部品などを設定温度でテストを行うための恒温庫に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクなどの電気部品や精密部品などの生産過程では、かかる電気部品や精密部品の品質を一定以上に維持するため、各種のテストが実施されている。このうち、温度に関するテストを行う際に、この種の恒温庫が用いられている。かかる恒温庫は、テスト対象となる物品を所定のタイムスケジュールにて所定の温度を実現するため、収容室内の温度が精密に管理される。
【０００３】
従来の恒温庫は、断熱箱体内に構成された庫内に、空気循環路を形成し、循環ファンにより庫内の空気循環を行う。空気循環路には、冷却器及び加熱ヒータが配置されており、温度検出器の出力に基づき、これら冷却器及び加熱ヒータを制御することで、庫内を所望の温度、例えば０℃から＋６０℃の温度とする（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８６３７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した如き従来の恒温庫では、庫内温度を下げるために冷却ユニットが用いられており、庫内温度を上げるために加熱手段としての加熱ヒータが用いられている。冷却ユニットは、圧縮機、凝縮器、減圧手段、冷却器及び凝縮器用送風機等から構成されており、圧縮機や凝縮器からの廃熱を含んだ空気が当該恒温庫が設置されている室内に放出される。
【０００６】
上述したように、係る恒温庫では、ハードディスク等の電気部品のテストにおいて、例えば０℃から＋６０℃の温度に調整して行うため、加熱時における加熱ヒータの消費電力量は膨大なものとなる。そのため、当該加熱ヒータの消費電力量の低減し、省エネを図ることができる恒温庫の開発が望まれていた。
【０００７】
本発明は従来の技術的課題を解決するためになされたものであり、大幅な消費電力量の削減を実現することができると共に、精度の高い温度制御を実現することができる恒温庫を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の恒温庫は、圧縮機、放熱装置、減圧装置及び冷却器を順次接続して成る冷媒回路を備え、冷却器による冷却作用にて断熱箱体内の収容室を冷却し、加熱手段にて収容室内を加熱することにより、当該収容室内を設定温度に制御するものであって、圧縮機から吐出された高温冷媒が循環される加熱器と、この加熱器への高温冷媒の供給を制御する弁装置とを備え、加熱器にて加熱手段の少なくとも一部を構成したことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明は、上記発明において、圧縮機から吐出された高温冷媒を放熱装置に通過させて一旦冷却し、圧縮機に戻してから再び放熱装置に吐出するための冷媒冷却回路を備え、放熱装置を通過する前の冷媒冷却回路から分流された高温冷媒を加熱器に循環させることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、上記各発明において、放熱装置から出た冷媒を分流し、減圧した後、冷却器からの戻り冷媒と合流させるバイパス回路と、このバイパス回路への冷媒の流通を制御する弁装置を備え、加熱器からの戻り冷媒をバイパス回路に合流させたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、上記各発明において、加熱器からの戻り冷媒を冷却器の上部に通過させることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、上記各発明において、加熱器からの戻り冷媒を、冷却器からの戻り冷媒と熱交換させたことを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明は、上記各発明において、放熱装置は、冷却水にて高温冷媒を冷却する水冷式放熱装置であることを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明は、上記各発明において、圧縮機、及び、各弁装置を制御する制御手段と、収容室内の温度を検出する温度検出手段を備え、制御手段は、温度検出手段の出力に基づき、収容室内の温度を、所定の低温度から高温度の間で予め設定された温度に制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、上記発明において、制御手段は、温度検出手段の出力に基づき、収容室内の温度を予め設定された温度勾配にて変化させることを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明は、上記請求項７又は請求項８の発明において、放熱装置から出た冷媒を分流し、減圧した後、冷却器からの戻り冷媒と熱交換させてから圧縮機に戻すバイパス回路と、このバイパス回路への冷媒の流通を制御する弁装置を備え、制御手段は、温度検出手段の出力に基づき、収容室内の温度が所定温度以上である場合、弁装置によりバイパス回路に冷媒を流すことを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、上記各発明において、冷媒回路に封入する冷媒として二酸化炭素を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、圧縮機、放熱装置、減圧装置及び冷却器を順次接続して成る冷媒回路を備え、冷却器による冷却作用にて断熱箱体内の収容室を冷却し、加熱手段にて収容室内を加熱することにより、当該収容室内を設定温度に制御するものであって、圧縮機から吐出された高温冷媒が循環される加熱器と、この加熱器への高温冷媒の供給を制御する弁装置とを備え、加熱器にて加熱手段の少なくとも一部を構成したことにより、冷却器による冷却能力と加熱手段による加熱能力を調整して高い精度にて収納室内の温度を設定温度に調整する際、加熱手段による加熱能力の一部を圧縮機から吐出された高温冷媒が循環される加熱器が担うことにより、他の加熱手段、例えば加熱ヒータの能力を低減、即ち消費電力量を低減させることが可能となる。
【００１９】
これにより、大幅な消費電力量の削減を実現することができると共に、精度の高い温度制御を実現することが可能となる。
【００２０】
また、請求項２の発明によれば、上記において、圧縮機から吐出された高温冷媒を放熱装置に通過させて一旦冷却し、圧縮機に戻してから再び放熱装置に吐出するための冷媒冷却回路を備え、放熱装置を通過する前の冷媒冷却回路から分流された高温冷媒を加熱器に循環させることにより、圧縮機から吐出された最も温度の高い冷媒を加熱器に循環させることが可能となり、加熱器による加熱効率の向上を図ることができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、上記各発明に加えて、放熱装置から出た冷媒を分流し、減圧した後、冷却器からの戻り冷媒と合流させるバイパス回路と、このバイパス回路への冷媒の流通を制御する弁装置を備え、加熱器からの戻り冷媒をバイパス回路に合流させたことにより、加熱器にて放熱された冷媒は、バイパス回路を流れる冷媒と共に減圧された後、冷却器からの戻り冷媒と合流させることが可能となる。これにより、圧縮機への液冷媒が流入する不都合を解消することができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、上記各発明に加えて、加熱器からの戻り冷媒を冷却器の上部に通過させることにより、加熱器からの戻り冷媒を冷却器の上部の冷媒と熱交換させることにより、加熱器からの戻り冷媒が高温のまま戻ることを防止することができる。これにより、加熱器よりも冷媒下流側に設けられ、当該加熱器への高温冷媒の供給を制御する弁装置に、高温の冷媒が流れる不都合を防止することができ、当該弁装置の故障等を回避することが可能となる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、上記各発明に加えて、加熱器からの戻り冷媒を、冷却器からの戻り冷媒と熱交換させることにより、請求項４と同様に、加熱器からの戻り冷媒が高温のまま戻ることを防止することができる。この場合、加熱器からの戻り冷媒と冷却器からの戻り冷媒とを熱交換させるため、冷却器における冷却能力に影響を与えないものとすることができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、上記各発明に加えて、放熱装置は、冷却水にて高温冷媒を冷却する水冷式放熱装置とすることにより、当該恒温庫が設置されている環境に放熱装置からの廃熱が排出される不都合を解消することができる。また、当該恒温庫が設置されている環境の温度に影響されることなく放熱装置における冷却能力を水冷式放熱装置にて担保することができ、円滑な温度制御を実現することが可能となる。更に、恒温庫が設置されている環境の空調負荷を低減でき、総じて省エネルギー化を図ることができる。
【００２５】
請求項７の発明によれば、上記各発明に加えて、圧縮機、及び、各弁装置を制御する制御手段と、収容室内の温度を検出する温度検出手段を備え、制御手段は、温度検出手段の出力に基づき、収容室内の温度を、所定の低温度から高温度の間で予め設定された温度に制御することにより、冷却器による冷却能力と加熱手段による加熱能力を調整して高い精度にて収納室内の温度を設定温度に調整することが可能となる。
【００２６】
請求項８の発明によれば、上記発明に加えて、制御手段は、温度検出手段の出力に基づき、収容室内の温度を予め設定された温度勾配にて変化させることにより、収納室内を高温度から急激に低温度に冷却することによって生じる例えば収容室内壁面に付着する結露を防止することができる。
【００２７】
これにより、収容室内に水を嫌うハードディスク等の電気部品を収納した場合であっても、当該収納物品に水が付着する不都合を解消でき、安定した温度テストを実現することができる。
【００２８】
請求項９の発明によれば、上記請求項７又は請求項８の発明において、放熱装置から出た冷媒を分流し、減圧した後、冷却器からの戻り冷媒と熱交換させてから圧縮機に戻すバイパス回路と、このバイパス回路への冷媒の流通を制御する弁装置を備え、制御手段は、温度検出手段の出力に基づき、収容室内の温度が所定温度以上である場合、弁装置によりバイパス回路に冷媒を流すことにより、冷却器への冷媒流量を制限する。
【００２９】
これにより、特に、収納室内の温度上昇時には、冷却器による冷却能力が加熱手段による加熱能力より優れると、収納室内を更に温度上昇させるべく、加熱手段の能力を更に上げなければならなくなるのを、当該冷却器への冷媒流量の制限によって抑制することが可能となる。これにより、例えばヒータにて構成される加熱手段の通電量を低減させることが可能となる。
【００３０】
特に、請求項１０の発明の如く、冷媒回路に封入する冷媒として二酸化炭素を用いることにより、高圧側が超臨界圧力となり高温となる冷媒を加熱器に供給することができ、加熱能力を向上させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施例の恒温庫の概略構成図である。（実施例１）
【図２】一例としてのタイムスケジュールを示す図である。
【図３】図２の場合のタイミングチャートである。
【図４】他の実施例の恒温庫の概略構成図である。（実施例２）
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、図面に基づき本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、恒温庫１の概略構成図を示している。本実施例における恒温庫１は、例えばハードディスクなどの電気部品や精密部品などの生産過程において、温度に関するテストを行う際に用いられるものである。恒温庫１の上部は前面に開口を有する断熱箱体２により構成されており、当該前面開口は、ハードディスクなどの物品を納出するための物品納出口とされ、図示しない断熱扉にて開閉自在に閉塞される。
【００３３】
断熱箱体２の背面及び天面の内側には、間隔を存して仕切板４が取り付けられており、断熱箱体２の背面及び天面と仕切板４との間には、ダクト５が形成されている。そして、この仕切板４の内側が収容室６とされている。ダクト５内には循環ファン１５が配置されて、この循環ファン１５によってダクト５内及び収容室６内の空気が循環される。収容室６内には、複数段の物品載置用の棚８が上下に架設される。また、ダクト５内には、冷却器１０及び加熱手段を構成する加熱器１１と加熱ヒータ１２が配置され、循環空気を冷却又は加熱することで所定の設定温度に調節する。
【００３４】
ここで、本実施例では、ダクト５内における空気循環の上流側に冷却器１０が配置され、下流側に加熱ヒータ１２が配置される。そして、加熱器１１は、これらの熱効率を考慮し冷却器１０と加熱ヒータ１２との間に配置される。尚、加熱ヒータ１２は、複数設け、通電する加熱ヒータの数を調整することで、加熱ヒータの加熱能力を調整しても良く、単一の加熱ヒータへの通電量を制御することで、加熱能力を調整しても良い。
【００３５】
収容室６内のダクト５からの循環空気吐出口側には、収容室６内の温度を検出する温度センサ（温度検出手段）１４が配設されている。汎用のマイクロコンピュータにより構成される制御装置Ｃには、図示しないコントロールパネルが接続されており、当該コントロールパネルにより収容室６内の設定温度を設定可能とする。係る制御装置Ｃは、温度センサ１４の検出値が設定値となるように、冷却器１０と共に冷凍サイクルを構成する圧縮機２０、冷却器１０への冷媒流量を制御する弁装置としての第１の電磁弁２１、加熱器１１への冷媒流量を制御する弁装置としての第２の電磁弁２２、加熱ヒータ１２を制御する。これにより、収容室６内はタイムスケジュールに応じて所定の低温度から高温度、例えば０℃〜＋６０℃又は−１０℃〜＋７０℃の間で精密に制御される。
【００３６】
一方、恒温庫１の下部、即ち、断熱箱体２の下側には、機械室１７が区画形成されている。この機械室１７内には、冷却器１０と共に冷凍サイクルを構成する圧縮機２０、放熱器２３や放熱器用送風機２４等が収容されている。本実施例では、放熱器２３及び放熱器用送風機２４にて放熱装置を構成しているが、当該放熱装置はこれに限定されるものではなく、冷却水にて高温冷媒を冷却する水冷式放熱装置を採用しても良い。
【００３７】
ここで、図１を参照して本実施例の冷媒回路１８を説明する。本実施例における冷媒回路１８は、圧縮機２０と、放熱器２３と、レシーバタンク２５と、ドライコア２６と、減圧装置としての膨張弁２７と、冷却器１０とアキュムレータ２８等を環状に接続することにより構成されている。本実施例における膨張弁２７は、圧縮機２０の吸込側の圧力を一定とさせるための定圧膨張弁が採用されており、圧縮機２０の低圧側に設けられた低圧ゲージ３１からの検出値に基づいて開度が制御される。
【００３８】
圧縮機２０の冷媒吐出管２０Ａは、放熱器２３の入口側に接続され、放熱器２３の出口側には、レシーバタンク２３及びドライコア２６が順次接続されている。このドライコア２６と膨張弁２７との間には、内部熱交換器３３が設けられており、放熱器２３にて冷却された冷媒と、冷却器１０からの戻り冷媒とが熱交換する構成とされている。これにより、放熱器２３にて冷却された冷媒は、冷却器１０からの戻り冷媒によって更に冷却される。
【００３９】
また、この冷媒回路１８には、放熱器２３から出た冷媒を分流し、減圧装置、この場合、キャピラリーチューブ３４にて減圧した後、冷却器１０からの戻り冷媒と合流させるバイパス回路３５が設けられている。このバイパス回路３５は、ドライコア２６の冷媒下流側であって膨張弁２７に流入する前の熱交換器３３の上流側に設けられた分流器３６により分流され、冷却器１０の下流側であって冷却器１０からの戻り冷媒が流れる熱交換器３３の上流側に設けられた合流器３７によって合流される。このバイパス回路３５には、キャピラリーチューブ３４の冷媒上流側に第１の電磁弁２１が設けられており、当該第１の電磁弁２１の開閉制御によってバイパス回路３５への冷媒の流通が制御される。
【００４０】
本実施例の圧縮機２０は、内部高圧型圧縮機を採用しており、圧縮機２０から吐出された高温冷媒を放熱器２３に通過させて一旦冷却し、圧縮機２０に戻してから再び放熱器２３に吐出するための冷媒冷却回路３０、この場合、ディスーパーヒータが設けられている。
【００４１】
この冷媒冷却回路３０の放熱器２３の上流側には分流器３８が設けられており、当該分流器３８にはホットガス回路３９が接続されている。このホットガス回路３９は、上記加熱器１１と、当該ホットガス回路３９（加熱器１１）への高温冷媒の供給を制御する第２の電磁弁２２と、逆止弁４０とが順次接続されており、上記バイパス回路３５に設けられた合流器４１を介して加熱器１１からの戻り冷媒がバイパス回路３５に合流する構成とされている。
【００４２】
逆止弁４０は、加熱器１１からバイパス回路３５に向かう方向を順方向とする。また、バイパス回路３５に設けられるホットガス回路３９との合流器４１は、バイパス回路３５の第１の電磁弁２１とキャピラリーチューブ３４との間に設けられている。
【００４３】
また、本実施例では、加熱器１１の冷媒流出側に接続され、他端が第２の電磁弁２２に接続される加熱器１１からの戻り配管３９Ａには、加熱器１１からの戻り冷媒と、冷却器１０からの戻り冷媒とを熱交換する熱交換器４３が設けられている。尚、係る熱交換器４３は、単に加熱器１１からの戻り配管３９Ａと、冷却器１０からの戻り配管１０Ａとを半田付けなどによって抱き合わせた状態で交熱的に設けるものであっても良いものとする。
【００４４】
以上の構成により、図２に示す如き一例として挙げるタイムスケジュールによる恒温庫１の動作について説明する。本実施例における恒温庫１は、上述した如くハードディスクなどの電気部品や精密部品などを設定温度でテストを行うためのものであるため、所定の温度範囲、例えば＋２５℃から＋３５℃に空気調整された工場等に設置されるものとする。また、当該恒温庫１にて電気部品や精密部品などのテスト部品をテストする際には、テスト部品を収容室６内の棚８上に収納し、所定のタイムスケジュールに従い、温度センサ１４の検出温度が所定の温度となるように、冷却器１０、加熱器１１、加熱ヒータ１２にて収容室６内の温度が調整される。また、テストは、テスト部品が運転している状態で行われる。図２では、室温（例えば、＋２５℃）の状態から２５分かけて略均一の温度勾配にて０℃まで冷却（冷却移行時）し、４５分間０℃を維持（冷却安定時）する。その後、９０分かけて略均一の温度勾配にて０℃から＋６０℃まで加熱（加熱移行時）し、７５分間＋６０℃を維持（加熱安定時）する。その後、８０分かけて略均一の温度勾配にて＋６０℃から＋３０℃まで冷却（冷却移行時）し、以後＋３０℃を維持（常温安定時）する。
【００４５】
尚、本実施例では、温度を変更する場合には、温度センサ１４の検出出力に基づき、所定の時間をかけて予め設定された温度勾配にて温度を変化させる。これは、収容室６内に収容されるテスト品であるため、同一の環境にてテストを行う必要があるからである。また、電気部品や精密部品などの機器であることから結露を嫌う。急激な温度変化は、収容室６内における結露の発生を招くため、このような緩慢な温度変化を実現する制御を行う。
【００４６】
制御装置Ｃは、上述したような常温又は所定の高温状態から所定の低温状態に移行する冷却移行時、所定の低温状態を維持する冷却安定時、所定の低温状態から所定の高温状態に移行する加熱移行時、所定の高温状態を維持する加熱安定時、所定の常温（中温）を維持する常温安定時のいずれにおいても、冷却器１０による冷却作用及び加熱器１１、加熱ヒータ１２による加熱作用を精度良く制御して設定温度を実現すべく、圧縮機２０は、連続運転とする。また、これに伴い、放熱器用送風機２４のファンモータ２４Ｍ及び空気循環用送風機１５のファンモータ１５Ｍは連続運転とする。
【００４７】
これにより、制御装置Ｃによって、圧縮機２０が運転されると、圧縮機２０から吐出された高温高圧のガス冷媒は先ず冷媒冷却回路（ディスーパーヒータ）３０に吐出して放熱器２３を通過させて一旦冷却し、圧縮機２０に戻る。そして再び圧縮機２０の吐出側から吐出され、放熱器２３に流れる。放熱器２３の近傍には放熱器用送風機２４が設けられているため、当該放熱器２３に流入した高温高圧のガス冷媒は空冷されて凝縮し、液冷媒となってレシーバタンク２３及びドライコア２６を順次経て定圧膨張弁２７に至る。膨張弁２７にて減圧された冷媒は、冷却器１０に流入して蒸発し、そのときに周囲から熱を吸収することにより冷却作用を発揮する。これにより、ダクト５内の空気は冷却される。
【００４８】
そして、冷却器１０から流出した低温のガス冷媒は、内部熱交換器３３にて膨張弁２７にて減圧される前の冷媒と熱交換し、当該膨張弁２７に流入する冷媒を過冷却する。その後、アキュムレータ２８を経て圧縮機２０の吸込側に吸い込まれる循環を繰り返す。
【００４９】
一方、上記圧縮機２０の運転による冷却器１０の冷却作用が発揮されるのみでは、収容室６内の温度が急激に低下してしまい上述したような予め設定された温度勾配にて収容室６内の温度を変化させることができない。そのため、冷却器１０における冷却能力の調整は、例えば、収容室６内の温度が所定温度（ｔ℃、第１の電磁弁２１のＯＮ／ＯＦＦ設定温度。一例として＋３２℃）以上では、冷媒回路１８の第１の電磁弁２１を開放し、冷却器１０へ流入する冷媒の一部をバイパス回路３５に流すことで冷却能力を下げる。そして、加熱手段による収容室６内の加熱を併用することで、所定の温度勾配にて収容室６内の温度を高い精度で変化させ、若しくは、所定温度に維持する。
【００５０】
制御装置Ｃは、冷却移行時では、冷却器１０による冷却能力が加熱手段による加熱能力より優る状態となるように加熱手段の加熱能力を制御し、加熱移行時では、加熱手段による加熱能力が冷却器１０による冷却能力より優る状態となるように加熱手段の加熱能力を制御する。
【００５１】
ここで、図２のタイムスケジュールに沿って各機器の制御について説明する。収容室６内にテスト部品を収納した状態において、収容室６内の温度が上記所定温度ｔ℃（＋３２℃）以下である場合、制御装置Ｃは、第１の電磁弁２１を閉じる。これにより、冷却移行時では、圧縮機２０の冷媒吐出管２０Ａから吐出され、放熱器２３にて放冷（凝縮）された冷媒は、定圧膨張弁２７にて減圧されて冷却器１０にて蒸発する。
【００５２】
このとき、制御装置Ｃは、加熱器１１への高温冷媒の供給を制御する第２の電磁弁２２は閉じられており、温度センサ１４が検出する温度に基づいて到達温度と時間とから加熱ヒータ１２への通電をＰＩＤ制御する。これにより、この設定された温度勾配に基づいて加熱ヒータ１２が通電制御（例えばＯＮ／ＯＦＦ制御）されることで、当該温度勾配となるように収容室６内が冷却される。
【００５３】
冷却移行時から冷却安定時に移行した場合であっても、同様に、冷却器１０による冷却作用と、加熱ヒータ１２への加熱作用との調整によって収容室６内が所定の低温（この場合０℃）に所定時間維持される。
【００５４】
この冷却安定時から加温移行時に移行した場合には、収容室６内の温度が上記所定温度ｔ℃（＋３２℃）以下では、制御装置Ｃは、第１の電磁弁２１を閉じた状態を維持し、ホットガス回路３９に設けられた第２の電磁弁２２を開放して加熱器１１に高温冷媒を供給する。これにより、放熱器２３を通過する前の冷媒冷却回路３０から分流器３８にて分流されホットガス回路３９に流入した高温冷媒、例えば、＋８０℃〜＋１１０℃程度の高温冷媒は、加熱器１１に至り、そのときに周囲に熱を放出することにより加熱作用を発揮し、ダクト５内の空気は加熱される。また、制御装置Ｃは、当該加熱器１１の加熱作用に加えて、これと共に加熱手段を構成する加熱ヒータ１２を収容室６内の温度を検出する温度センサ１４の出力と、到達温度と時間とから加熱ヒータ１２への通電をＰＩＤ制御する。これによって、所定の温度勾配で収容室内の温度が上昇する。
【００５５】
このとき、本発明では、圧縮機２０からの高温冷媒が循環される加熱器１１によって、加熱ヒータ１２と共に加熱手段を構成しているため、冷却器１０による冷却能力と加熱手段による加熱能力を調整して高い精度にて収納室６内の温度を設定温度に調整する際、加熱手段による加熱能力の一部を加熱器１１が担うことにより、他の加熱手段、本実施例では、加熱ヒータ１２の能力を低減、即ち消費電力量や設置数を低減させることが可能となる。これにより、大幅な消費電力量の削減を実現することができると共に、精度の高い温度制御を実現することが可能となる。
【００５６】
また、本実施例では、放熱器２３を通過する前の冷媒冷却回路３０から分流された高温冷媒を加熱器１１に循環させることにより、圧縮機２０から吐出された最も温度の高い冷媒（＋８０℃〜＋１１０℃程度）を加熱器１１に循環させることが可能となり、加熱器１１による加熱効率の向上を図ることができる。
【００５７】
そして、当該加熱器１１からの温度の高い戻り冷媒は、熱交換器４３において、冷却器１０からの戻り冷媒と熱交換することで冷却される。これにより、第２の電磁弁２２には、例えば＋６０℃程度にまで冷却された状態の加熱器１１からの戻り冷媒が通過することとなる。これにより、電磁弁２２が熱により故障等する不都合を回避することができる。また、この場合、加熱器１１からの戻り冷媒と冷却器１０からの戻り冷媒とを熱交換させるため、冷却器１０における冷却能力に影響を与えないものとすることができる。
【００５８】
第２の電磁弁２２を通過した加熱器１１からの戻り冷媒は、逆止弁４０を経てバイパス回路３５の合流器４１に至り、当該バイパス回路３５に設けられたキャピラリーチューブ３４にて減圧された後、合流器３７にて冷却器１０からの戻り冷媒と合流する。これにより、合流器３７における冷却器１０からの戻り冷媒と加熱器１１からの戻り冷媒との圧力差を低減させることができると共に、圧縮機２０への液冷媒が流入する不都合を解消することができる。
【００５９】
このような加熱移行時において、収容室６内の温度が前記所定温度ｔ℃（＋３２℃）以上に達すると、制御装置Ｃは、第１の電磁弁２１を開放し、放熱器２３から出た冷媒の一部をバイパス回路３５に分流させる。バイパス回路３５内に流入した冷媒は、この場合、加熱器１１からの戻り冷媒と合流器４１にて合流した後、キャピラリーチューブ３４にて減圧され、合流器３７にて冷却器１０からの戻り冷媒と合流する。
【００６０】
これにより、収容室６内の温度が所定温度（ｔ℃）以上である場合、第１の電磁弁２１を開放することで、バイパス回路３５に冷媒を流すことにより、冷却器１０への冷媒流量を制限することができる。そのため、特に、係る収納室６内の温度上昇時には、冷却器１０による冷却能力が加熱手段による加熱能力より優れると、収納室６内を更に温度上昇させるべく、加熱手段の能力を更に上げなければならなくなるのを、当該冷却器１０への冷媒流量の制限によって抑制することが可能となる。これにより、加熱ヒータ１２の通電量を低減させることが可能となる。
【００６１】
加熱移行時から加熱安定時に移行した場合であっても、同様に、冷却器１０による冷却作用と、加熱器１１及び加熱ヒータ１２への加熱作用との調整によって収容室６内が所定の高温（この場合＋６０℃）に所定時間維持される。
【００６２】
この加熱安定時から冷却移行時に移行した場合には、収容室６内の温度が上記所定温度ｔ℃（＋３２℃）以上であるため、制御装置Ｃは、第１の電磁弁２１を開いた状態を維持して冷却器１０における冷却能力を制限する。そして、ホットガス回路３９に設けられた第２の電磁弁２２を閉鎖して加熱器１１への高温冷媒の供給を停止する。これにより、冷却器１０への冷媒流量を制限しつつ、加熱ヒータ１２への通電量を収容室６内の温度を検出する温度センサ１４の出力と、到達温度と時間とからＰＩＤ制御する。これによって、所定の温度勾配で収容室６内の温度が下げることができる。
【００６３】
そして、当該冷却移行時において、収容室６内の温度が所定温度（ｔ℃）以下となった場合、第１の電磁弁２１を閉塞して冷却器１０への冷媒流量の制限を解除する。その後も、加熱ヒータ１２への通電量を収容室６内の温度を検出する温度センサ１４の出力と、到達温度と時間とからＰＩＤ制御することで、所定の温度勾配で収容室６内の温度が下げることができる。
【００６４】
このように、本実施例における恒温庫１では、制御装置Ｃは、収容室６内の温度を検出する温度センサ１４の出力に基づき、収容室６内の温度を、所定の低温度から高温度の間で予め設定された温度に制御することにより、冷却器１０による冷却能力と加熱器１１及び加熱ヒータ１２による加熱能力を調整して高い精度にて収納室６内の温度を設定温度に調整することが可能となる。
【００６５】
この際、制御装置Ｃは、温度センサ１４の出力に基づき、収容室６内の温度を予め設定された緩やかな温度勾配にて変化させることにより、収納室６内を高温度から急激に低温度に冷却することによって生じる例えば収容室６内壁面に付着する結露を防止することができる。
【００６６】
これにより、本実施例の如く収容室６内に水を嫌うハードディスク等の電気部品を収納した場合であっても、当該収納物品に水が付着する不都合を解消でき、安定した温度テストを実現することができる。
【００６７】
尚、上実施例では、加熱器１１からの戻り冷媒を冷却する手段として、冷却器１０からの戻り冷媒と熱交換する熱交換器４３を設けているが、これに限定されるものではなく、例えば、図４に示すように、加熱器１１からの戻り冷媒が流れる戻り配管１１Ａを冷却器１０の上部に通過させる構成としても良い。
【００６８】
これにより、加熱器１１からの戻り冷媒を冷却器１０の上部の冷媒と熱交換させることにより、加熱器１１からの戻り冷媒が高温のまま第２の電磁弁２２に流入し、また、バイパス回路３５や圧縮機２０に戻ることを防止することができる。従って、加熱器１１よりも冷媒下流側に設けられ、当該加熱器１１への高温冷媒の供給を制御する第２の電磁弁２２に、高温の冷媒が流れる不都合を防止することができ、当該電磁弁２２の故障等を回避することが可能となる。
【００６９】
また、上記各実施例において、冷媒回路に封入する冷媒として二酸化炭素を用いても良い。高圧側が超臨界圧力となり高温となる冷媒を加熱器１１に供給することができ、加熱能力を向上させることができるようになり、本願発明において特に有効である。また、当該二酸化炭素を冷媒として採用した場合には、圧縮機２０として、例えば、内部中間圧型２段圧縮式のロータリコンプレッサを採用しても良い。この圧縮機は、密閉容器内に駆動要素としての電動要素と、当該電動要素により駆動される第１及び第２の回転圧縮要素にて構成されている。そのため、上記実施例においてディスーパーヒータにて構成している冷媒冷却回路３０は、圧縮機の第１の回転圧縮要素で圧縮された冷媒を第２の回転圧縮要素に導入するための冷媒導入管が接続された圧縮機の外部の中間冷却回路を採用する。この場合、最も高温の冷媒が吐出されるのは、中間冷却回路を経た後、圧縮機から吐出される冷媒であるため、係る冷媒を加熱器１１に流入させる。これによっても、加熱器１１による加熱効率の向上を図ることができる。
【００７０】
また、上記各実施例では、放熱装置は、放熱器２３及び放熱器用送風機２４により構成しているが、上述したように、当該放熱装置はこれに限定されるものではなく、冷却水にて高温冷媒を冷却する水冷式放熱装置を採用しても良い。この場合、恒温庫１が設置されている環境に放熱器２３からの廃熱が排出される不都合を解消することができる。そのため、恒温庫が設置されている環境の空調負荷を低減でき、総じて省エネルギー化を図ることができる。また、当該恒温庫１が設置されている環境の温度に影響されることなく放熱装置における冷却能力を水冷式放熱装置にて担保することができ、円滑な温度制御を実現することが可能となる。
【符号の説明】
【００７１】
Ｃ    制御装置（制御手段）
１    恒温庫
２    断熱箱体
６    収容室
１０    冷却器
１１    加熱器（加熱手段）
１２    加熱ヒータ（加熱手段）
１４    温度センサ（温度検出手段）
１５    空気循環用送風機
１８    冷媒回路
２０    圧縮機
２１    第１の電磁弁（バイパス回路の弁装置）
２２    第２の電磁弁（加熱器用の弁装置）
２３    放熱器
２４    放熱器用送風機
２７    膨張弁（減圧装置）
３０    冷媒冷却回路
３３    内部熱交換器
３４    キャピラリーチューブ（減圧装置）
３５    バイパス回路
３９    ホットガス回路
４３    熱交換器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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