(57)【要約】【課題】環境試験システムのピーク電力消費量を低減する。【解決手段】環境試験システム１は、複数の環境試験装置３とマスターコントローラ２とを備えている。各環境試験装置３は、試験を制御する試験制御部３ｂを備えており、マスターコントローラ２は、複数の環境試験装置３のそれぞれの電力消費量の合計値である総電力消費量を所定時間ごとに検知する検知部２ｂと、複数の試験制御部３ｂを制御する制御部２ｃとを備えている。制御部２ｃは、検知部２ｂで検知される所定時間ごとの総電力消費量が上限値を超えないように複数の試験制御部３ｂを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の環境試験装置を備える環境試験システムであって、
前記複数の環境試験装置による試験をそれぞれ制御する複数の第１制御手段と、
前記複数の環境試験装置のそれぞれの電力消費量の合計値である総電力消費量を所定時間ごとに検知する検知手段と、
前記複数の第１制御手段を制御する第２制御手段とを備え、
前記第２制御手段は、前記検知手段で検知される所定時間ごとの前記総電力消費量が上限値を超えないように前記複数の第１制御手段を制御することを特徴とする環境試験システム。
【請求項２】
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記複数の環境試験装置のうちの少なくとも２つの環境試験装置における電力消費量のピークとなるタイミングが一致しないように、前記複数の第１制御手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の環境試験システム。
【請求項３】
前記検知手段が、前記複数の環境試験装置における試験条件に基づいて所定時間ごとの前記総電力消費量を予測するものであって、
前記第２制御手段は、前記検知手段で予測された前記総電力消費量に基づいて、前記総電力消費量が前記上限値を超えないように前記複数の第１制御手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の環境試験システム。
【請求項４】
前記第２制御手段は、前記検知手段で予測された前記総電力消費量が前記上限値を超える所定時間がある場合に、その所定時間の前記総電力消費量のうち前記上限値を超える分の電力消費量が他の所定時間において消費されるように、前記複数の第１制御手段を制御することを特徴とする請求項３に記載の環境試験システム。
【請求項５】
前記第２制御手段は、前記複数の環境試験装置のうちの少なくとも１つの環境試験装置における試験条件を変更することなく、前記総電力消費量が前記上限値を超えないように前記複数の第１制御手段を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の環境試験システム。
【請求項６】
前記複数の環境試験装置が、複数のグループに振り分けられており、
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないように、グループごとに前記複数の第１制御手段を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の環境試験システム。
【請求項７】
前記複数の環境試験装置が、
試料が配置される試験室と、前記試験室に供給する所定温度の低温気体を生成するための冷凍機および第１加熱器を有する低温室と、前記試験室に供給する前記所定温度より高い高温気体を生成するための第２加熱器を有する高温室とを備え、前記試験室に前記低温室から低温気体を供給して試料を低温雰囲気にさらす低温さらし状態と、前記低温さらし状態の後において前記試験室に前記高温室から高温気体を供給して試料を高温雰囲気にさらす高温さらし状態とを含む冷熱サイクル動作が繰り返される冷熱衝撃試験が行われる冷熱衝撃試験装置を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の環境試験システム。
【請求項８】
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、高温さらし状態が終了した後、次の冷熱サイクル動作を開始する前に、前記冷凍機、前記第１加熱器および前記第２加熱器のうちの少なくとも１つを停止させて冷熱衝撃試験の中断を開始するように、冷熱衝撃試験装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする請求項７に記載の環境試験システム。
【請求項９】
前記複数の環境試験装置が、複数の冷熱衝撃試験装置を含んでおり、
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記複数の冷熱衝撃試験装置のうちの２つの冷熱衝撃試験装置による高温さらしまたは低温さらしの開始のタイミングが一致しないように、冷熱衝撃試験装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする請求項７または８に記載の環境試験システム。
【請求項１０】
前記複数の環境試験装置が、２つのグループに分けられた複数の冷熱衝撃試験装置を含んでおり、前記複数の冷熱衝撃試験装置による冷熱サイクル動作が互いに同じであって、
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記２つのグループによる高温さらしまたは低温さらしの開始または終了のタイミングが一致しないように、グループごとに前記第１制御手段を制御することを特徴とする請求項９に記載の環境試験システム。
【請求項１１】
前記第１加熱器と前記第２加熱器が、所定の周期でオン状態とオフ状態とを繰り返すものであって、
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、２つの加熱器の少なくとも一方のオン時間を、目標温度に応じて設定されるオン時間よりも短くして、前記第１加熱器と前記第２加熱器とが交互にオン状態となるように、冷熱衝撃試験装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載の環境試験システム。
【請求項１２】
前記第１加熱器または前記第２加熱器が、複数の加熱手段で構成され、
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記複数の加熱手段のうちの一部の加熱手段を停止させて加熱運転を行うように、冷熱衝撃試験装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする請求項７〜１１のいずれかに記載の環境試験システム。
【請求項１３】
前記複数の環境試験装置が、
試料が配置される試験室と、前記試験室に供給される気体の温度および湿度を調整するための加熱器、冷凍機および加湿器を有する空調室とを備え、前記試験室内の温度および湿度を、設定温度および設定湿度に維持する恒温恒湿試験が行われる調温調湿装置を含むことを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の環境試験システム。
【請求項１４】
前記調温調湿装置が、前記試験室内の温度を低温設定温度から高温設定温度まで上昇させる昇温状態と、前記試験室の温度を前記高温設定温度から前記低温設定温度まで下降させる降温状態とを含む温度サイクル動作が繰り返される温度サイクル試験を実施可能であることを特徴とする請求項１３に記載の環境試験システム。
【請求項１５】
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記加熱器、前記冷凍機、および前記加湿器のうちの少なくとも１つを停止させて恒温恒湿試験または温度サイクル試験を停止するように、調温調湿装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする請求項１３または１４に記載の環境試験システム。
【請求項１６】
前記調温調湿装置の前記温度サイクル動作は、昇温状態の後、前記試験室内の温度を前記高温設定温度に設定された時間維持する高温維持状態と、降温状態の後、前記試験室内の温度を前記低温設定温度に設定された時間維持する低温維持状態とを含み、
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記低温維持状態の設定時間が経過したときに昇温状態を開始せずに、低温維持状態を継続するように、調温調湿装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする請求項１４に記載の環境試験システム。
【請求項１７】
前記複数の環境試験装置が、複数の調温調湿装置を含んでおり、
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記複数の調温調湿装置のうちの２つの調温調湿装置による昇温状態または降温状態の開始のタイミングが一致しないように、調温調湿装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする請求項１４または１６に記載の環境試験システム。
【請求項１８】
前記加熱器と前記加湿器が、所定の周期でオン状態とオフ状態とを繰り返すものであって、
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記加熱器と前記加湿器の少なくとも一方のオン時間を、目標温度または目標湿度に応じて設定されるオン時間よりも短くして、前記加熱器と前記加湿器とが交互にオン状態となるように、調温調湿装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする請求項１３〜１７のいずれかに記載の環境試験システム。
【請求項１９】
前記加熱器が、複数の加熱手段で構成され、
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記複数の加熱手段のうちの一部の加熱手段を停止させて加熱運転を行うように、調温調湿装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする請求項１３〜１８のいずれかに記載の環境試験システム。
【請求項２０】
前記調温調湿装置の前記冷凍機が、低温側冷凍機と高温側冷凍機とを備える二元冷凍機であって、
前記低温側冷凍機が、前記空調室内の気体を冷却する第１蒸発器を有し、
前記高温側冷凍機が、前記空調室内の気体を冷却する第２蒸発器を有すると共に、前記高温側冷凍機と熱交換器を介して接続され、前記第２蒸発器に冷媒を流さないで前記熱交換器に冷媒を流す二元運転状態と、前記熱交換器に冷媒を流さないで前記第２蒸発器に冷媒を流す一元運転状態とに切り換え可能であって、
前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記高温側冷凍機を前記二元運転状態から前記一元運転状態に切り換えると共に、前記低温側冷凍機を停止させるように、調温調湿装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする請求項１３〜１９のいずれかに記載の環境試験システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の環境試験装置を備える環境試験システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、試料の温度変化に対する特性、耐久性などをテストするために環境試験装置が用いられている。例えば特許文献１に記載の環境試験装置（調温調湿装置）は、試料が配置される試験室と、この試験室と連通する空調室とを有しており、空調室には、試験室内に供給される気体の温度および湿度を目標温度および目標湿度となるように調整する冷凍機と加熱器と加湿器が配置されている。
【０００３】
このような環境試験装置には、装置のピーク電力消費量を低減できるように工夫されたものがある。例えば特許文献１の環境試験装置では、加熱器と加湿器の出力を制御することでピーク電力消費量を低減している。加熱器と加湿器は、目標温度または目標湿度に応じた周期でオン状態とオフ状態とを繰り返すようになっており、特許文献１では、加熱器と加湿器のオン状態が重複しないように、一方または両方のオン状態の時間を短くして、加熱器と加湿器を交互にオン状態としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許２９２８１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
環境試験装置は１つの事業所に複数台設置される場合がある。複数台の環境試験装置を備えたシステムでは、システムの総電力消費量のピークを低減することが求められる。しかしながら、各装置の電力消費量に基づいて各装置を個別に制御するだけでは、システム全体の電力ピークにムラの多い運転状況となり、システムの総電力消費量を十分に低減することができなかった。
【０００６】
そこで、本発明は、環境試験システムのピーク電力消費量を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【０００７】
第１の発明に係る環境試験システムは、複数の環境試験装置を備える環境試験システムであって、前記複数の環境試験装置による試験をそれぞれ制御する複数の第１制御手段と、前記複数の環境試験装置のそれぞれの電力消費量の合計値である総電力消費量を所定時間ごとに検知する検知手段と、前記複数の第１制御手段を制御する第２制御手段とを備え、前記第２制御手段は、前記検知手段で検知される所定時間ごとの前記総電力消費量が上限値を超えないように前記複数の第１制御手段を制御することを特徴とする。
【０００８】
この構成によると、第２制御部は、複数の環境試験装置の総電力消費量に基づいて、複数の環境試験装置による試験を連動して制御するため、複数の環境試験装置による総電力消費量を確実に低減できる。そのため、環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。
【０００９】
第２の発明に係る環境試験システムは、第１の発明において、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記複数の環境試験装置のうちの少なくとも２つの環境試験装置における電力消費量のピークとなるタイミングが一致しないように、前記複数の第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００１０】
この構成によると、少なくとも２つの装置における電力消費量のピークとなるタイミングをずらすことで、所定時間あたりの少なくとも２つの装置の電力消費量の合計値を低減することができ、その結果、環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。
【００１１】
第３の発明に係る環境試験システムは、第１または第２の発明において、前記検知手段が、前記複数の環境試験装置における試験条件に基づいて所定時間ごとの前記総電力消費量を予測するものであって、前記第２制御手段は、前記検知手段で予測された前記総電力消費量に基づいて、前記総電力消費量が前記上限値を超えないように前記複数の第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００１２】
この構成によると、総電力消費量の予測値に基づいて試験を制御するため、環境試験システムのピーク電力消費量を確実に低減できる。
【００１３】
第４の発明に係る環境試験システムは、第３の発明において、前記第２制御手段は、前記検知手段で予測された前記総電力消費量が前記上限値を超える所定時間がある場合に、その所定時間の前記総電力消費量のうち前記上限値を超える分の電力消費量が他の所定時間において消費されるように、前記複数の第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
この構成によると、上限値を超える分の総電力消費量を他の所定時間において消費するように制御するため、総電力消費量が上限値を超えないようにできる。
【００１５】
第５の発明に係る環境試験システムは、第１〜第４のいずれかの発明において、前記第２制御手段は、前記複数の環境試験装置のうちの少なくとも１つの環境試験装置における試験条件を変更することなく、前記総電力消費量が前記上限値を超えないように前記複数の第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００１６】
この構成によると、試験条件を変更することなく、環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。なお、試験条件の変更とは、試験結果に影響を及ぼす試験条件の変更（例えば、冷熱衝撃試験の場合、さらし状態の時間や繰り返し回数の変更）のことである。
【００１７】
第６の発明に係る環境試験システムは、第１〜第５のいずれかの発明において、前記複数の環境試験装置が、複数のグループに振り分けられており、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないように、グループごとに前記複数の第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００１８】
この構成によると、グループに含まれる環境試験装置に対して同一の制御を行うため、複数の環境試験装置に対してそれぞれ異なる制御を行う場合に比べて、第２制御手段による制御を簡易化できる。なお、グループごとに制御するとは、グループに含まれる複数の環境試験装置に対して同じ制御を行うことである。
【００１９】
第７の発明に係る環境試験システムは、第１〜第６のいずれかの発明において、前記複数の環境試験装置が、試料が配置される試験室と、前記試験室に供給する所定温度の低温気体を生成するための冷凍機および第１加熱器を有する低温室と、前記試験室に供給する前記所定温度より高い高温気体を生成するための第２加熱器を有する高温室とを備え、前記試験室に前記低温室から低温気体を供給して試料を低温雰囲気にさらす低温さらし状態と、前記低温さらし状態の後において前記試験室に前記高温室から高温気体を供給して試料を高温雰囲気にさらす高温さらし状態とを含む冷熱サイクル動作が繰り返される冷熱衝撃試験が行われる冷熱衝撃試験装置を含むことを特徴とする。
【００２０】
この構成によると、冷熱衝撃試験装置を備えた環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。
【００２１】
第８の発明に係る環境試験システムは、第７の発明において、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、高温さらし状態が終了した後、次の冷熱サイクル動作を開始する前に、前記冷凍機、前記第１加熱器および前記第２加熱器のうちの少なくとも１つを停止させて冷熱衝撃試験の中断を開始するように、冷熱衝撃試験装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００２２】
この構成によると、検知される総電力消費量に基づいた適切なタイミングで試験を中断することにより、中断期間の総電力消費量が低減するため、環境試験システムのピーク電力消費量を低減させることができる。
また、さらし状態の途中で試験を中断すると試験条件を変更することになるが、本発明では、高温さらしの終了後、次のさらし状態が開始する前に試験を中断するため、試験条件を変更することなく試験を中断できる。
また、低温さらしの後で試験を中断した場合には試料に結露が生じて試験結果に影響を及ぼすが、本発明では、高温さらし状態の後で試験を中断するため、結露を防止できる。
【００２３】
第９の発明に係る環境試験システムは、第７または第８の発明において、前記複数の環境試験装置が、複数の冷熱衝撃試験装置を含んでおり、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記複数の冷熱衝撃試験装置のうちの２つの冷熱衝撃試験装置による高温さらしまたは低温さらしの開始のタイミングが一致しないように、冷熱衝撃試験装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００２４】
この構成によると、１つの冷熱サイクル動作中に電力消費量は変動するため、２つの冷熱衝撃試験装置の高温さらしまたは低温さらしの開始のタイミングをずらすことで、タイミングが一致する場合よりも環境試験システムのピーク電力消費量を低減させることができる。
また、試験のタイミングを制御するだけであるため、試験条件を変更することなく、ピーク電力消費量を低減できる。
【００２５】
第１０の発明に係る環境試験システムは、第９の発明において、前記複数の環境試験装置が、２つのグループに分けられた複数の冷熱衝撃試験装置を含んでおり、前記複数の冷熱衝撃試験装置による冷熱サイクル動作が互いに同じであって、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記２つのグループによる高温さらしまたは低温さらしの開始または終了のタイミングが一致しないように、グループごとに前記第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００２６】
この構成によると、グループに含まれる冷熱衝撃試験装置に対して同一の制御を行うため、第２制御部による制御を簡易化できる。
【００２７】
第１１の発明に係る環境試験システムは、第７〜第１０のいずれかの発明において、前記第１加熱器と前記第２加熱器が、所定の周期でオン状態とオフ状態とを繰り返すものであって、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、２つの加熱器の少なくとも一方のオン時間を、目標温度に応じて設定されるオン時間よりも短くして、前記第１加熱器と前記第２加熱器とが交互にオン状態となるように、冷熱衝撃試験装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００２８】
この構成によると、第１加熱器と第２加熱器が同時にオン状態とならないように、少なくとも一方のオン時間を短くするため、装置単体の電力消費量を低減でき、その結果、環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。
また、この制御では、目標温度までの到達時間が長くなる場合があるものの、試験条件を変更することなく、ピーク電力消費量を低減できる。
また、第１加熱器と第２加熱器とが交互にオン状態となるため、重複してオン状態となる場合に比べて、２つの加熱器による電力消費量の変動を抑えることができる。
【００２９】
第１２の発明に係る環境試験システムは、第７〜第１１のいずれかの発明において、前記第１加熱器または前記第２加熱器が、複数の加熱手段で構成され、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記複数の加熱手段のうちの一部の加熱手段を停止させて加熱運転を行うように、冷熱衝撃試験装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００３０】
この構成によると、複数の加熱手段の一部の加熱手段を停止させて残りの加熱手段で加熱運転を行うことで、冷熱衝撃試験装置単体の加熱運転時の電力消費量を低減でき、その結果、環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。
また、目標温度が低い場合には、試験条件を変更することなく、ピーク電力消費量を低減できる。
【００３１】
第１３の発明に係る環境試験システムは、第１〜第１２のいずれかの発明において、前記複数の環境試験装置が、試料が配置される試験室と、前記試験室に供給される気体の温度および湿度を調整するための加熱器、冷凍機および加湿器を有する空調室とを備え、前記試験室内の温度および湿度を、設定温度および設定湿度に維持する恒温恒湿試験が行われる調温調湿装置を含むことを特徴とする。
【００３２】
この構成によると、調温調湿装置を備えた環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。
【００３３】
第１４の発明に係る環境試験システムは、第１３の発明において、前記調温調湿装置が、前記試験室内の温度を低温設定温度から高温設定温度まで上昇させる昇温状態と、前記試験室の温度を前記高温設定温度から前記低温設定温度まで下降させる降温状態とを含む温度サイクル動作が繰り返される温度サイクル試験を実施可能であることを特徴とする。
【００３４】
この構成によると、昇温、高温維持、降温、低温維持を含む温度サイクル試験を行う調温調湿装置を備えた環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。
【００３５】
第１５の発明に係る環境試験システムは、第１３または第１４の発明において、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記加熱器、前記冷凍機、および前記加湿器のうちの少なくとも１つを停止させて恒温恒湿試験または温度サイクル試験を停止するように、調温調湿装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００３６】
この構成によると、検知される総電力消費量に基づいた適切なタイミングで試験を停止することにより、停止期間の総電力消費量が低減するため、環境試験システムのピーク電力消費量を低減させることができる。
【００３７】
第１６の発明に係る環境試験システムは、第１４の発明において、前記調温調湿装置の前記温度サイクル動作は、昇温状態の後、前記試験室内の温度を前記高温設定温度に設定された時間維持する高温維持状態と、降温状態の後、前記試験室内の温度を前記低温設定温度に設定された時間維持する低温維持状態とを含み、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記低温維持状態の設定時間が経過したときに昇温状態を開始せずに、低温維持状態を継続するように、調温調湿装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００３８】
この構成によると、加熱器による電力消費量は昇温状態のときに最大となるため、昇温状態を開始するタイミングを遅らせることで、環境試験システムのピーク電力消費量を低減させることができる。
また、室内の温度を低温設定温度に維持するため、試験条件を変更するものの、その影響が小さくて済む。また、冷凍機、加熱器、および加湿器を停止させないため、待機状態が終了したとき、予熱や予冷を行うことなく昇温状態を開始することができる。
【００３９】
第１７の発明に係る環境試験システムは、第１４または第１６の発明において、前記複数の環境試験装置が、複数の調温調湿装置を含んでおり、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記複数の調温調湿装置のうちの２つの調温調湿装置による昇温状態または降温状態の開始のタイミングが一致しないように、調温調湿装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００４０】
加熱器による電力消費量は昇温状態のときに最大となり、冷凍機による電力消費量は降温状態のときに最大となるため、２つの調温調湿装置の昇温状態または降温状態の開始のタイミングをずらすことで、タイミングが一致する場合よりも環境試験システムのピーク電力消費量を低減させることができる。
また、試験のタイミングを制御するだけであるため、試験条件を変更することなく、ピーク電力消費量を低減できる。
【００４１】
第１８の発明に係る環境試験システムは、第１３〜第１７のいずれかの発明において、前記加熱器と前記加湿器が、所定の周期でオン状態とオフ状態とを繰り返すものであって、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記加熱器と前記加湿器の少なくとも一方のオン時間を、目標温度または目標湿度に応じて設定されるオン時間よりも短くして、前記加熱器と前記加湿器とが交互にオン状態となるように、調温調湿装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００４２】
この構成によると、加熱器と加湿器が同時にオン状態とならないように、少なくとも一方のオン時間を短くするため、、装置単体の電力消費量を低減でき、その結果、環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。
また、この制御では、目標温度または目標湿度までの到達時間が長くなる場合があるものの、試験条件を変更することなく、ピーク電力消費量を低減できる。
また、加熱器と加湿器とが交互にオン状態となるため、重複してオン状態となる場合に比べて、加熱器と加湿器による電力消費量を変動を抑えることができる。
【００４３】
第１９の発明に係る環境試験システムは、第１３〜第１８のいずれかの発明において、前記加熱器が、複数の加熱手段で構成され、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記複数の加熱手段のうちの一部の加熱手段を停止させて加熱運転を行うように、調温調湿装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００４４】
この構成によると、複数の加熱手段の一部の加熱手段を停止させて残りの加熱手段で加熱運転を行うことで、調温調湿装置単体の加熱運転時の電力消費量を低減でき、その結果、環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。
また、目標温度が低い場合には、試験条件を変更することなく、ピーク電力消費量を低減できる。
【００４５】
第２０の発明に係る環境試験システムは、第１３〜第１９のいずれかの発明において、前記調温調湿装置の前記冷凍機が、低温側冷凍機と高温側冷凍機とを備える二元冷凍機であって、前記低温側冷凍機が、前記空調室内の気体を冷却する第１蒸発器を有し、前記高温側冷凍機が、前記空調室内の気体を冷却する第２蒸発器を有すると共に、前記高温側冷凍機と熱交換器を介して接続され、前記第２蒸発器に冷媒を流さないで前記熱交換器に冷媒を流す二元運転状態と、前記熱交換器に冷媒を流さないで前記第２蒸発器に冷媒を流す一元運転状態とに切り換え可能であって、前記第２制御手段は、前記総電力消費量が前記上限値を超えないようにするために、前記高温側冷凍機を前記二元運転状態から前記一元運転状態に切り換えると共に、前記低温側冷凍機を停止させるように、調温調湿装置に対応する前記第１制御手段を制御することを特徴とする。
【００４６】
この構成によると、低温側冷凍機を停止させることにより、調温調湿装置単体の電力消費量を低減でき、その結果、環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る環境試験システムの概略図である。
【図２】図１の冷熱衝撃試験装置の装置本体の概略断面図である。
【図３】加熱器の構成図である。
【図４】２ゾーン試験時の温度と冷凍機等の出力の変化を示すグラフである。
【図５】３ゾーン試験時の温度と冷凍機等の出力の変化を示すグラフである。
【図６】（ａ）は２ゾーン試験の間引運転時の冷熱サイクル動作を示す図であり、（ｂ）は３ゾーン試験の間引運転時の冷熱サイクル動作を示す図である。
【図７】（ａ）は間引運転をしない場合の装置単体の電力消費量と総電力消費量を示すグラフであって、（ｂ）は間引運転をした場合の装置単体の電力消費量と総電力消費量を示すグラフである。
【図８】位相ずらし運転の冷熱サイクル動作の例を示す図である。
【図９】グループごとに同一の位相ずらし運転を行う場合の冷熱サイクル動作を示す図である。
【図１０】位相ずらし運転の開始時を説明するための図である。
【図１１】（ａ）は位相ずらし運転をしない場合の装置単体の電力消費量と総電力消費量を示すグラフであって、（ｂ）は位相ずらし運転をした場合の装置単体の電力消費量と総電力消費量を示すグラフである。
【図１２】（ａ）は加熱クロスアウト運転をしない場合の第１加熱器と第２加熱器の出力を示すグラフであって、（ｂ）は加熱クロスアウト運転をした場合の第１加熱器と第２加熱器の出力を示すグラフである。
【図１３】（ａ）は加熱電力セーブ運転をしない場合の加熱器の出力を示すグラフであって、（ｂ）は加熱電力セーブ運転をした場合の加熱器の出力を示すグラフである。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る環境試験システムの概略図である。
【図１５】図１４の調温調湿装置の装置本体の概略断面図である。
【図１６】温度サイクル試験時の温度と冷凍機等の出力の変化を示すグラフである。
【図１７】昇温待機運転時の温度サイクル動作を示す図である。
【図１８】（ａ）は昇温待機運転をしない場合の装置単体の電力消費量と総電力消費量を示すグラフであって、（ｂ）は昇温待機運転をした場合の装置単体の電力消費量と総電力消費量を示すグラフである。
【図１９】調温調湿装置の装置本体の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る環境試験システム１について説明する。
図１に示すように、本実施形態の環境試験システム１は、複数の冷熱衝撃試験装置３と、マスターコントローラ２と備えている。
【００４９】
複数の冷熱衝撃試験装置３は、全て同じ構成である。各冷熱衝撃試験装置３は、装置本体３ａと、後述する冷熱衝撃試験を制御する試験制御部（第１制御手段）３ｂとを備えている。試験制御部３ｂは、マスターコントローラ２の制御部２ｃから送信される信号に基づいて冷熱衝撃試験を制御する。
【００５０】
図２に示すように、装置本体３ａは、試料Ｗが配置される試験室３０と、試験室３０の下側に設けられた低温室４０と、試験室３０の上側に設けられた高温室５０とを有する。試験室３０の側壁には、試料Ｗを出し入れするための開閉自在な扉部３１と、開閉自在な２つの外気ダンパ３２（図２では手前側のみを表示）が設けられている。なお、外気ダンパ３２は設けなくてもよい。
【００５１】
低温室４０には、低温気体を生成するための冷却器４１と、除霜と温度調整のための第１加熱器４２と、蓄冷器４３と、送風機４４とが配置されている。低温室４０と試験室３０とを仕切る壁には、開閉自在なダンパ４５、４６が設けられている。冷却器４１は、冷凍機（図示省略）の一部を構成する蒸発器が用いられている。また、図３に示すように、第１加熱器４２は、２つの電気ヒータ（加熱手段）で構成されている。通常の加熱運転では２つの電気ヒータを使用する。
【００５２】
高温室５０には、高温気体を生成するための第２加熱器５１と、送風機５２とが配置されている。高温室５０と試験室３０とを仕切る壁には、開閉自在なダンパ５３、５４が設けられている。第２加熱器５１は、第１加熱器４２と同様に、並列接続された２つの電気ヒータで構成されている。
【００５３】
冷熱衝撃試験装置３は、試料Ｗを低温雰囲気（例えば−７０〜０℃）にさらす低温さらしの後、試料を高温雰囲気（例えば６０〜２００℃）にさらす高温さらしを行う冷熱サイクル動作を所定回数繰り返す冷熱衝撃試験（以下、２ゾーン試験という。図４参照）と、低温さらしの後で、試料Ｗを常温雰囲気にさらす常温さらしを行い、その後、高温さらし、常温さらしを順に行う冷熱衝撃試験（以下、３ゾーン試験という。図５参照）を行えるようになっている。１つの冷熱サイクル動作における低温さらしの時間は例えば３０分間であり、高温さらしの時間は低温さらしの時間と同じであっても異なっていてもよい。
【００５４】
低温さらしを行う際には、ダンパ４５、４６が開かれて、低温室４０内の低温気体が試験室３０内に供給される。高温さらしを行う際には、ダンパ５３、５４が開かれて、高温室５０内の高温気体が試験室３０内に供給される。また、常温さらしを行う際には、外気ダンパ３２が開かれて、試験室３０に常温気体が導入される。
【００５５】
図４および図５に示すように、試験中は、冷凍機、第１加熱器４２、および第２加熱器５１は、常に稼動している。但し、図１３（ａ）に示すように、第１加熱器４２と第２加熱器５１は、それぞれ、所定の周期（例えば３秒〜１０秒）で、オン状態とオフ状態とを繰り返すようになっている。通常、オン状態の時間（オン時間）は、試験室内温度と目標温度との差と、目標温度などに基づいて設定される。なお、本実施形態では、試験中、冷凍機、第１加熱器４２、および第２加熱器５１は、常に稼動しているが、高温さらし時の一定期間、冷凍機や第１加熱器４２を停止させてもよく、また、低温さらし時の一定期間、第２加熱器５１を停止させてもよい。
【００５６】
また、本実施形態の環境試験システム１では、通常モードとピーク電力カットモードのいずれかを選択できるようなっている。通常モードは、環境試験システム１の総電力消費量に関わらず試験を行うモードであって、ピーク電力カットモードは、環境試験システム１における所定時間ごとの総電力消費量が所定の上限値Ａを超えないように試験を行うモードである。所定時間は例えば３０分であるが、それ以上であっても、それ以下であってもよい。
【００５７】
マスターコントローラ２は、記憶部２ａと、検知部（検知手段）２ｂと、制御部（第２制御手段）２ｃとを備えている。記憶部２ａは、複数の冷熱衝撃試験装置３のそれぞれの試験条件を記憶する。
【００５８】
検知部２ｂは、ピーク電力カットモード時に、環境試験システム１における所定時間ごとの総電力消費量の予測を行う。環境試験システム１における所定時間ごとの総電力消費量とは、複数の冷熱衝撃試験装置３のそれぞれの電力消費量の合計値である。各装置３の電力消費量の予測値は、記憶部２ａに記憶された試験条件に基づいて算出される。検知部２ｂは、全ての試験の全試験期間における所定時間ごとの総電力消費量を予測する。
【００５９】
制御部２ｃは、複数の冷熱衝撃試験装置３の試験制御部３ｂを制御する。ピーク電力カットモード時には、制御部２ｃは、総電力消費量が上限値Ａを超えないように、複数の試験制御部３ｂを制御する。総電力消費量が上限値Ａを超えないようにするための制御をピーク電力カット制御という。検知部２ｂは、制御部２ｃがピーク電力カット制御を決定するために、ピーク電力カット制御をしない場合の総電力消費量の予測値を導出し、制御部２ｃは検知部２ｂによって導出された総電力消費量の予測値に基づいてピーク電力カット制御を行う。
【００６０】
ピーク電力カット制御は、複数の冷熱衝撃試験装置３のうち少なくとも１つの装置３について、間引運転、位相ずらし運転、加熱クロスアウト運転、および加熱電力セーブ運転を単独または２つ以上組み合わせて試験を行う制御である。各運転の詳細は後述するが、間引運転と位相ずらし運転は、複数の冷熱衝撃試験装置３のうちの少なくとも２つの冷熱衝撃試験装置３における電力消費量のピークとなるタイミングが一致しないようにする運転である。また、この２つの運転は、総電力消費量の予測値が上限値Ａを超える所定時間がある場合に、その所定時間の総電力消費量のうち上限値Ａを超える分の電力消費量が他の所定時間において消費されるようにするための運転でもある。制御部２ｃは、総電力消費量の予測値と試験条件とを用いて、どの冷熱衝撃試験装置３に対して、上記４つの運転のうちどの運転を行うかを決定する。
【００６１】
また、ピーク電力カットモード中に、ユーザーの操作またはエラー等によって途中終了または中断した装置があった場合には、検知部２ｂは改めて総電力消費量の予測値を算出し、制御部２ｃはこの予測値に基づいてピーク電力カット制御を行う。また、ピーク電力カットモード中に、試験を開始する装置３があった場合にも、改めて算出された総電力消費量の予測値に基づいてピーク電力カット制御を行う。
【００６２】
＜間引運転＞
図６に示すように、間引運転は、冷熱衝撃試験装置３による試験を中断する運転である。中断時には、冷凍機、第１加熱器４２および第２加熱器５１を停止させる。そのため、中断開始後は、試験室３０内の温度は常温に近づく。
【００６３】
図６（ａ）に示すように、２ゾーン試験の場合には、高温さらし状態が終了した後、次の冷熱サイクル動作を開始する前に、試験の中断を開始する。また、図６（ｂ）に示すように、３ゾーン試験の場合には、実施中の冷熱サイクル動作の高温さらし状態が終了した後、常温さらしを開始する前に、試験の中断を開始する。
【００６４】
また、２ゾーン試験、３ゾーン試験とも、試験を再開する際には、冷凍機、第１加熱器４２および第２加熱器５１の運転を再開させて、低温室４０の予冷と高温室５０の予熱とを所定時間行ってから、低温さらしを開始する。したがって、３ゾーン試験の場合には、高温さらし後の常温さらしを省略して低温さらしから試験を再開する。
【００６５】
図７（ａ）は、ある装置３の試験期間（予冷予熱期間を含む）に総電力消費量が上限値Ａを超える場合の電力消費量の一例を示しており、図７（ｂ）は図７（ａ）で総電力消費量が上限値Ａを超えるタイミングで、間引運転を行った場合の電力消費量の一例を示している。なお、図７中、１本の棒グラフは、所定時間当たりの電力消費量の合計を示している。後述する図１１についても同様である。図７（ａ）で総電力消費量が上限値Ａを超える期間Ｔ１について、図７（ｂ）に示すように間引運転を行うことによって、図７（ａ）の期間Ｔ１での装置単体の電力消費量が、他の時間Ｔ２において消費されるようになっている。
【００６６】
間引運転では、総電力消費量に基づいた適切なタイミングで試験を中断することにより、中断期間の総電力消費量が低減するため、環境試験システム１のピーク電力消費量を低減させることができる。また、低温さらし状態または高温さらし状態の途中で試験を中断した場合、試験条件を変更することになり、試験結果に影響を及ぼすが、本実施形態では、高温さらしの終了後、次のさらし状態が開始する前に試験を中断しているため、試験条件を変えることなく試験を中断できる。また、低温さらしの後で試験を中断した場合には試料Ｗに結露が生じて試験結果に影響を及ぼすが、本実施形態では、高温さらし状態の後で試験を中断するため、結露を防止できる。
【００６７】
＜位相ずらし運転＞
位相ずらし運転は、２つ以上の冷熱衝撃試験装置３による高温さらしの開始のタイミングをずらす運転である。２つの試験で高温さらしの開始のタイミングをずらす例としては、例えば、図８（ａ）に示すように、一方が高温さらし状態のときに他方が低温さらし（または常温さらし）となるようにしてもよい。また、図８（ｂ）および図８（ｃ）に示すように、一方が高温さらし状態の途中に、他方が高温さらしを開始するようにしてもよい。
【００６８】
位相ずらし運転の対象となる複数の冷熱衝撃試験装置３による冷熱サイクル動作が互いに同じ場合には、図９に示すように、複数の冷熱衝撃試験装置３を２つ以上のグループに振り分けて、グループごとに制御してもよい。グループごとに制御するとは、グループに含まれる複数の環境試験装置３に対して同じ制御を行うことである。グループ分けは、各装置３の試験条件（設定温度など）に基づいて行われる。グループごとに制御することによって、制御部２ｃによる制御を簡易化できる。なお、図９では、冷熱サイクル動作の高温さらし時間と低温さらし時間とが同じ場合の例であって、一方のグループが高温さらし状態のときに、他方のグループが低温さらし状態となるようにタイミングをずらしているが、タイミングのずらし方はこれに限定されない。
【００６９】
また、位相ずらし運転の対象となる複数の冷熱衝撃試験装置３の冷熱サイクル動作が互いに異なる場合には、全試験期間において電力重複が最も少なくなるタイミングを予測算出して制御する。冷熱サイクル動作が互いに異なる場合には、全試験期間にわたって全ての高温さらし（または低温さらし）の開始のタイミングがずれていなくてもよい。つまり、一部の高温さらしの開始のタイミングが一致していてもよい。
【００７０】
また、図１０（ａ）に示すように、位相ずらし運転を、ピーク電力カットモードの開始後に開始する試験に対して行う場合には、試験開始の操作に基づいて決定されるタイミングで試験を開始するのではなく、他の試験の冷熱サイクル動作に応じた適切なタイミングで試験を開始する。なお、図１０（ａ）では、試験開始操作後に予冷予熱を開始して、予冷予熱が完了した後、試験開始まで待機しているが、試験開始操作後、所定時間待機してから予冷予熱を開始してもよい。
【００７１】
また、図１０（ｂ）に示すように、位相ずらし運転を、ピーク電力カットモードの開始時に既に行われている試験に対して行う場合には、試験を一旦停止して適切なタイミングで試験を再開させる。この場合の中断は、冷凍機、第１加熱器４２および第２加熱器５１を停止してもしなくてもよい。また、上述の間引運転による中断から復帰するとき、または、デフロスト運転（除霜運転）のための中断から復帰するときに、位相ずらし運転を開始してもよい。
【００７２】
図４および図５に示すように、２ゾーン試験、３ゾーン試験とも、高温さらしを開始した直後に、試験室３０内の温度を設定温度まで上昇させるため、第２加熱器５１の出力（電力消費量）は最大となる。また、図４および図５に示すように、２ゾーン試験、３ゾーン試験とも、低温さらし終了前は、試料Ｗの温度が低下しているため、冷凍機の出力は低下し、低温さらしが終了した後は、低温室４０内の温度を予冷温度まで降下させるため、冷凍機の出力は再び高くなる。したがって、冷凍機の出力は、低温さらし終了前後以外のときに最大となる。
そのため、図１１に示すように、２つの冷熱衝撃試験装置３の高温さらしの開始のタイミングをずらすことで、タイミングが一致する場合よりも環境試験システム１のピーク電力消費量を低減させることができる。また、この位相ずらし運転では、試験結果に影響を及ぼすような試験条件の変更をすることなく、環境試験システム１のピーク電力消費量を低減できる。
【００７３】
＜加熱クロスアウト運転＞
加熱クロスアウト運転は、冷熱衝撃試験装置３の２つの加熱器４２、５１の少なくとも一方のオン時間を、目標温度に応じて設定されるオン時間よりも短くして、第１加熱器４２と前記第２加熱器５１とが交互にオン状態となるようにする運転である。図１２（ａ）は加熱クロスアウト運転をしない場合の２つの加熱器４２、５１の出力の一例を示しており、図１２（ｂ）は、第１加熱器４２を優先させて加熱クロスアウト運転をした場合の２つの加熱器４２、５１の出力の一例を示している。図１２（ａ）では、第１加熱器４２と第２加熱器５１のオン時間が５秒と７秒で合計１２秒となり、周期である１０秒から２秒オーバーするため、図１２（ｂ）に示すように、非優先である第２加熱器５１のオン時間を７秒から２秒差し引いた５秒に変更するとともに、第１加熱器４２と第２加熱器５１とが交互にオン状態となるようにする。なお、図１２（ｂ）では、第２加熱器５１のみのオン時間を短くしているが、第１加熱器４２のみのオン時間を短くしてもよく、第１加熱器４２と第２加熱器５１の両方のオン時間を短くしてもよい。
【００７４】
加熱クロスアウト運転では、第１加熱器４２と第２加熱器５１が同時にオン状態とならないように、少なくとも一方のオン時間を短くするため、装置単体の電力消費量を低減でき、その結果、環境試験システム１のピーク電力消費量を低減できる。また、この加熱クロスアウト運転では、目標温度までの到達時間が長くなる場合があるものの、試験結果に影響を及ぼすような試験条件の変更をすることなく、環境試験システム１のピーク電力消費量を低減できる。また、第１加熱器４２と第２加熱器５１とが交互にオン状態となるため、重複してオン状態となる場合に比べて、２つの加熱器による電力消費量の変動を抑えるることができる。
【００７５】
＜加熱電力セーブ運転＞
図１３（ｂ）に示すように、加熱電力セーブ運転は、第１加熱器４２または第２加熱器５１により加熱運転を行う際に、加熱器を構成する２つの電気ヒータ（図３参照）の一方を停止させて、他方のヒータのみをオン状態とする運転である。
【００７６】
加熱電力セーブ運転では、第１加熱器４２または第２加熱器５１の電力消費量を低減することで、装置単体の加熱運転時の電力消費量を低減でき、その結果、環境試験システム１のピーク電力消費量を低減できる。また、目標温度が低い場合、試験結果に影響を及ぼすような試験条件の変更をすることなく、環境試験システム１のピーク電力消費量を低減できる。
【００７７】
本実施形態の環境試験システム１によると、制御部２ｃは、環境試験システム１の総電力消費量に基づいて、複数の冷熱衝撃試験装置３による試験を連動して制御するため、環境試験システム１のピーク電力消費量を確実に低減できる。また、本実施形態では、総電力消費量の予測値に基づいて試験を制御するため、環境試験システム１のピーク電力消費量をより確実に低減できる。
【００７８】
また、環境試験システム１のピーク電力消費量を低減することにより、冷熱衝撃試験装置３から排出される排熱量のピーク値を抑えることができるため、排熱を冷却するための設備に必要な所定時間当たりのエネルギーも低減できる。
【００７９】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る環境試験システム２０１について説明する。但し、前記第１実施形態と同様の構成を有するものについては、同じ符号を用いて適宜その説明を省略する。
【００８０】
図１４に示すように、本実施形態の環境試験システム２０１は、複数の調温調湿装置６と、マスターコントローラ２０２とを備えている。
【００８１】
複数の調温調湿装置６は、全て同じ構成である。各調温調湿装置６は、装置本体６ａと、後述する温度サイクル試験と恒温恒湿試験を制御する試験制御部（第１制御手段）６ｂとを備えている。試験制御部６ｂは、マスターコントローラ２０２の制御部２０２ｃから送信される信号に基づいて温度サイクル試験と恒温恒湿試験を制御する。
【００８２】
図１５に示すように、装置本体６ａは、試料Ｗが配置される試験室６０と、空調室７０とを有する。試験室６０と空調室７０は仕切り壁で仕切られており、上下２箇所で連通している。
【００８３】
空調室７０には、送風機７５と、試験室６０に供給される気体の温度および湿度を調整するための冷却除湿器７１、７２、加熱器７４、および加湿器７３が配置されている。この調温調湿装置６では、送風機７５の駆動により、試験室６０内の気体が試験室６０の下部から空調室７０に吸い込まれる。吸い込まれた気体は、加湿器７３、冷却除湿器７１、７２、加熱器７４を順に通過して、目標の温度および湿度に調整された後、空調室７０の上部から試験室６０に戻される。なお、図１５では、空調室７０を下から上に空気が流れるようになっているが、逆方向に流れる構成であってもよい。また、冷却除湿器７１、７２、加熱器７４、および加湿器７３の配置順序も、図１５に示す順に限定されるものではない。
【００８４】
冷却除湿器７１、７２は、冷凍機８０の一部を構成する蒸発器が用いられており、内部を流れる冷媒によって気体を冷却すると共に、気体中の水蒸気を凝縮させて除湿する。冷却除湿器７１、７２は、何れか一方のみが、冷却除湿器として機能する。冷凍機８０は、熱交換器８１を介して接続された低温側冷凍機８０Ａと高温側冷凍機８０Ｂとを備える二元冷凍機で構成されている。
【００８５】
低温側冷凍機８０Ａは、冷媒が循環する冷媒回路を有しており、この冷媒回路には、第１蒸発器（冷却除湿器）７１と、熱交換器８１と、圧縮機８２と、熱交換器８３と、膨張弁８４とが設けられている。熱交換器８３は、低温側冷凍機８０Ａを流れる冷媒を冷却するためのものであるが、設けなくてもよい。高温側冷凍機８０Ｂは、冷媒が循環する冷媒回路を有しており、この冷媒回路には、熱交換器８１と、圧縮機８５と、凝縮器８６と、膨張弁８７と、２つの切換弁８８と、第２蒸発器（冷却除湿器）７２が設けられている。切換弁８８は、熱交換器８１に冷媒を流す二元運転状態と、第２蒸発器７２に冷媒を流す一元運転状態とを切り換えるものである。通常は、切換弁８８は二元運転状態となっており、空調室７０内の気体は冷却除湿器７１によって冷却除湿される。二元運転状態のとき、熱交換器８１は、低温側冷凍機８０Ａにおいては凝縮器として機能し、高温側冷凍機８０Ｂにおいては蒸発器として機能する。
【００８６】
加熱器７４は、第１実施形態の加熱器４２、５１と同様に、２つの電気ヒータ（加熱手段）で構成されている。通常の加熱運転では２つの電気ヒータを使用する。
【００８７】
加湿器７３は、水が収容される加湿皿（図示省略）と、加湿皿内に配置される電気ヒータ（図示省略）とを備えており、加湿皿の水を電気ヒータで加熱して蒸発させることにより加湿を行う。
【００８８】
調温調湿装置６は、恒温恒湿試験と温度サイクル試験とを行えるようになっている。恒温恒湿試験は、試験室６０内の温度および湿度を、設定温度および設定湿度に設定された時間維持する試験である。図１６に示すように、温度サイクル試験は、試験室６０内の温度を低温設定温度から高温設定温度まで上昇させる昇温状態と、試験室６０内の温度を高温設定温度に設定された維持する高温維持状態と、試験室６０の温度を高温設定温度から低温設定温度まで下降させる降温状態と、試験室６０内の温度を低温設定温度に設定された時間維持する低温維持状態とを含む温度サイクル動作を、所定回数繰り返す試験である。温度サイクル試験では、試験室６０内の湿度をほぼ一定に保つ場合と、温度サイクル動作と同じ周期で変化させる場合がある。調温調湿装置６で設定可能な温度範囲は、例えば−７０〜＋１８５℃である。また、昇温時および降温時の温度変化は、例えば５℃／分〜１５℃／分である。また、温度サイクル動作の各状態の時間は、例えば１〜３時間である。
【００８９】
なお、図１６の加熱器７４の出力のグラフは簡略的に表示したものであって、加熱器７４は、第１実施形態の加熱器４２、５１と同様に、所定の周期でオン状態とオフ状態とを繰り返すようになっており、通常、オン状態の時間は、試験室内温度と目標温度との差と、目標温度などに基づいて設定される。
【００９０】
また、加湿器７３の電気ヒータも、加熱器７４と同様に、オン状態とオフ状態とを繰り返すようになっており、通常、オン状態の時間は、試験室内湿度と目標湿度との差と、目標湿度などに基づいて設定される。
【００９１】
また、本実施形態の環境試験システム２０１では、第１実施形態の環境試験システム１と同様に、通常モードとピーク電力カットモードのいずれかを選択できるようなっている。
【００９２】
マスターコントローラ２０２は、記憶部２０２ａと、検知部（検知手段）２０２ｂと、制御部（第２制御手段）２０２ｃとを備えている。記憶部２０２ａは、複数の調温調湿装置６のそれぞれの試験条件を記憶する。検知部２０２ｂは、第１実施形態の検知部２ｂと同様に、環境試験システム２０１における所定時間ごとの総電力消費量の予測を行う。
【００９３】
制御部２０２ｃは、第１実施形態の制御部２ｃと同様に、複数の調温調湿装置６の試験制御部６ｂを制御するものであって、ピーク電力カットモード時には、総電力消費量の予測値と試験条件に基づいて、総電力消費量が上限値Ａを超えないようにピーク電力カット制御を行う。
【００９４】
本実施形態のピーク電力カット制御は、複数の調温調湿装置６のうち少なくとも１つの装置６について、間引運転、昇温待機運転、位相ずらし運転、加熱加湿クロスアウト運転、加熱電力セーブ運転、冷却電力セーブ運転を単独または２つ以上組み合わせて試験を行う制御である。各運転の詳細は後述するが、間引運転と昇温待機運転と位相ずらし運転は、複数の調温調湿装置６のうちの少なくとも２つの調温調湿装置６における電力消費量のピークとなるタイミングが一致しないようにする運転である。また、この３つの運転は、総電力消費量の予測値が上限値Ａを超える所定時間がある場合に、その所定時間の総電力消費量のうち上限値Ａを超える分の電力消費量が他の所定時間において消費されるようにするための運転でもある。恒温恒湿試験、温度サイクル試験でそれぞれ実施可能な運転は、表１に示すとおりである。
【００９５】
【表１】
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【００９６】
＜間引運転＞
間引運転は、調温調湿装置６による恒温恒湿試験または温度サイクル試験を停止して、その後、試験を最初からやり直しもしくは途中から再開する運転である。試験停止時には、冷凍機８０、加熱器７４および加湿器７３を停止させる。そのため、停止後は、試験室６０内の温度は常温に近づく。
【００９７】
停止時間が所定の時間よりも長い場合は、試験を最初からやり直す。また、停止時間が所定の時間よりも短い場合には、試験を再開する。恒温恒湿試験、温度サイクル試験とも、試験を一旦停止すると、試験条件を変更することになるが、中断時間が短い場合にはその影響は小さくて済む。
【００９８】
間引運転では、総電力消費量に基づいた適切なタイミングで試験を停止することにより、停止期間の総電力消費量が低減するため、環境試験システム２０１のピーク電力消費量を低減させることができる。
【００９９】
＜昇温待機運転＞
図１７に示すように、昇温待機運転は、温度サイクル試験において、低温維持状態の設定時間が経過したときに昇温状態を開始せずに、低温維持状態を継続し、その後、昇温状態を開始する運転である。低温維持状態の設定時間が経過してから昇温状態を開始するまでの時間を、昇温待機時間とする。温度サイクル試験において昇温待機運転を行うと、試験条件を変更することになるが、昇温待機時間が短い場合には、その影響は小さくて済む。
【０１００】
図１６に示すように、加熱器７４の出力（電力消費量）は昇温状態のときに最大となる。そのため、図１８に示すように、昇温状態を開始するタイミングを遅らせることで、環境試験システム２０１のピーク電力消費量を低減させることができる。また、昇温待機運転では、試験室６０内の温度を低温設定温度に維持するため、試験条件を変更するものの、その影響が小さくて済む。また、冷凍機８０、加熱器７４、および加湿器７３を停止させないため、待機状態が終了したとき、予熱や予冷を行うことなく昇温状態を開始することができる。
【０１０１】
＜位相ずらし運転＞
位相ずらし運転は、２つ以上の調温調湿装置６による昇温状態の開始のタイミングまたは降温状態の開始のタイミングをずらす運転である。２つの試験で昇温状態の開始のタイミングをずらす例としては、例えば、一方が昇温状態のときに、他方が降温状態、低温維持状態、高温維持状態のいずれかになるようにしてもよい。また、一方が昇温状態の途中に、他方が昇温状態を開始するようにしてもよい。
【０１０２】
位相ずらし運転の対象となる複数の調温調湿装置６による温度サイクル動作が互いに同じ場合には、複数の調温調湿装置６を２つ以上のグループに振り分けて、グループごとに制御してもよい。また、位相ずらし運転の対象となる複数の調温調湿装置６の温度サイクル動作が互いに異なる場合には、全試験期間において電力重複が最も少なくなるタイミングを予測算出して制御する。温度サイクル動作が互いに異なる場合には、全試験期間にわたって全ての昇温状態（または降温状態）の開始のタイミングがずれていなくてもよい。つまり、一部の昇温状態の開始のタイミングが一致していてもよい。
【０１０３】
また、位相ずらし運転を、ピーク電力カットモードの開始後に開始する試験に対して行う場合には、試験開始の操作に基づいて決定されるタイミングで試験を開始するのではなく、他の試験の温度サイクル動作に応じた適切なタイミングで試験を開始する。また、位相ずらし運転を、ピーク電力カットモードの開始時に既に行われている試験に対して行う場合には、試験を一時停止して適切なタイミングで試験を再開させる。
【０１０４】
図１６に示すように、加熱器７４の出力（電力消費量）は昇温状態のときに最大となり、冷凍機８０の出力（電力消費量）は降温状態のときに最大となる。そのため、２つの調温調湿装置６の昇温状態または降温状態の開始のタイミングをずらすことで、タイミングが一致する場合よりも環境試験システム２０１のピーク電力消費量を低減させることができる。また、この位相ずらし運転では、試験結果に影響を及ぼすような試験条件の変更をすることなく、環境試験システム２０１のピーク電力消費量を低減できる。
【０１０５】
＜加熱加湿クロスアウト運転＞
加熱加湿クロスアウト運転は、加熱器７４と加湿器７３の少なくとも一方のオン時間を、目標温度または目標湿度に応じて設定されるオン時間よりも短くして、加熱器７４と加湿器７３とが交互にオン状態となるようにする運転である。具体的には、冷熱衝撃試験装置の加熱クロスアウト運転とほぼ同じである。
【０１０６】
加熱加湿クロスアウト運転では、加熱器７４と加湿器７３が同時にオン状態とならないように、少なくとも一方のオン時間を短くするため、装置単体の電力消費量を低減でき、その結果、環境試験システム２０１のピーク電力消費量を低減できる。また、この加熱加湿クロスアウト運転では、目標温度または目標湿度までの到達時間が長くなる場合があるものの、試験結果に影響を及ぼすような試験条件の変更をすることなく、環境試験システム２０１のピーク電力消費量を低減できる。
【０１０７】
＜加熱電力セーブ運転＞
加熱電力セーブ運転は、加熱器７４による加熱運転を行う際に、加熱器７４を構成する２つの電気ヒータの一方を停止させて、他方のヒータのみをオン状態とする運転である。
【０１０８】
加熱電力セーブ運転では、加熱器７４の電力消費量を低減することで、装置単体の加熱運転時の電力消費量を低減でき、その結果、環境試験システム２０１のピーク電力消費量を低減できる。また、目標温度が低い場合、試験結果に影響を及ぼすような試験条件の変更をすることなく、環境試験システム２０１のピーク電力消費量を低減できる。
【０１０９】
＜冷却電力セーブ運転＞
冷却電力セーブ運転は、切換弁８８を一元運転状態に切り換えると共に、低温側冷凍機８０Ａを停止させて、高温側冷凍機８０Ｂの冷却除湿器（第２蒸発器）７２で冷却・除湿運転を行う運転（一元運転）である。
【０１１０】
冷却電力セーブ運転では、低温側冷凍機８０Ａを停止させることにより、装置６単体の電力消費量を低減でき、その結果、環境試験システム２０１のピーク電力消費量を低減できる。また、低温設定温度が高い場合には、試験結果に影響を及ぼすような試験条件の変更をすることなく、環境試験システム２０１のピーク電力消費量を低減できる。
【０１１１】
本実施形態の環境試験システム２０１では、第１実施形態と同様に、制御部２０２ｃが、環境試験システム２０１の総電力消費量に基づいて、複数の調温調湿装置６による試験を連動して制御するため、環境試験システム２０１のピーク電力消費量を確実に低減できる。
【０１１２】
以上、本発明の好適な実施形態として、第１および第２実施形態を説明したが、上記の実施形態は以下のように変更して実施することができる。
【０１１３】
上記第１実施形態の３ゾーン試験では、低温さらしの後と高温さらしの後に、それぞれ常温さらしを行っているが、２つの常温さらしの一方または両方を省略してもよい。この３ゾーン試験で間引運転を行う場合には、試験の中断を開始するタイミングは、高温さらしが終了した後、次の冷熱サイクルを開始する前とすることが好ましい。
【０１１４】
上記第２実施形態の温度サイクル試験は、高温維持状態と低温維持状態を含んでいるが、高温維持状態と低温維持状態の一方または両方を省略してもよい。
【０１１５】
上記第１実施形態の間引運転では、冷凍機、第１加熱器４２および第２加熱器５１を全て停止させているが、冷凍機、第１加熱器４２および第２加熱器５１のうちの１つまたは２つだけを停止させてもよい。また、上記第２実施形態の間引運転においても同様に、冷凍機８０、加熱器７４、加湿器７３のうちの１つまたは２つだけを停止させてもよい。なお、電力消費量を低減する観点からは、冷熱衝撃試験装置、調温調湿装置とも、少なくとも冷凍機を停止することが好ましい。
【０１１６】
上記第１実施形態の間引運転では、高温さらし状態が終了した後、次の冷熱サイクル動作を開始する前に、中断を開始しているが、中断を開始するタイミングはこれ以外であってもよい。
【０１１７】
上記第１実施形態の３ゾーン試験の間引運転では、試験を再開する際、高温さらし後の常温さらしを省略して、低温さらし状態から試験を再開しているが、常温さらしを省略せずに、常温さらし状態から試験を再開してもよい。
【０１１８】
上記第２実施形態の位相ずらし運転では、高温さらしを開始するタイミングをずらしているが、高温さらしを終了するタイミングをずらしてもよい。また、低温さらしを開始または終了するタイミングをずらしてもよい。また、これらを組み合わせてもよい。
【０１１９】
上記第１実施形態では、間引運転、位相ずらし運転、加熱クロスアウト運転、および加熱電力セーブ運転の４つの運転によって、ピーク電力カット制御を行っているが、ピーク電力カット制御を行うための運転方法は、上記４つの運転に限定されない。上記４つの運転以外の運転を選択枝に含んでいてもよい。例えば、試験開始の操作に基づいて決定されるタイミングで試験を開始するのではなく、検知される総電力消費量に基づいたタイミングで運転を開始する運転を選択枝に含めてもよい。また、上記４つの運転のうちの１〜３つの運転だけを選択枝として、ピーク電力カット制御を行ってもよい。
【０１２０】
また、上記第２実施形態では、間引運転、昇温待機運転、位相ずらし運転、加熱加湿クロスアウト運転、加熱電力セーブ運転、冷却電力セーブ運転の６つの運転によって、ピーク電力カット制御を行っているが、ピーク電力カット制御を行うための運転方法は、上記６つの運転に限定されない。上記６つの運転以外の運転を選択枝に含んでいてもよい。例えば、試験開始の操作に基づいて決定されるタイミングで試験を開始するのではなく、検知される総電力消費量に基づいたタイミングで運転を開始する運転を選択枝に含めてもよい。また、上記６つの運転のうちの１〜５つの運転だけを選択枝として、ピーク電力カット制御を行ってもよい。
【０１２１】
上記第１および第２実施形態では、位相ずらし運転を行う場合に、複数の環境試験装置を２つのグループに振り分けてグループごとに制御を行うことを述べたが、ピーク電力カット制御の位相ずらし運転以外の各運転を行う場合についても同様に、２以上のグループに振り分けてグループごとに制御してもよい。
【０１２２】
上記第１および第２実施形態では、検知部は、環境試験システムの総電力消費量を予測するものであるが、計測するものであってもよい。この場合、制御部（第２制御手段）は、検知された総電力消費量が、上記実施形態の上限値Ａよりも小さい所定値Ｂを上回ったときに、上記実施形態と同様のピーク電力カット制御を行う。これにより、総電力消費量が上限値Ａを超えないようにできる。
【０１２３】
また、上記第１および第２実施形態では、検知部は、各環境試験装置の試験条件に基づいて算出された各装置の電力消費量の予測値を合計することで、環境試験システムの総電力消費量の予測値を導出しているが、環境試験システムの総電力消費量の予測値の導出方法はこれに限定されない。例えば、予測する時間帯の直前に計測された電力消費量に基づいて導出した値であってもよい。
【０１２４】
上記第１および第２実施形態では、所定時間当たりの総電力消費量の合計値（所定時間ごとの総電力消費量）に基づいて試験を制御しているが、所定時間における総電力消費量の平均値に基づいて制御を行ってもよい。つまり、総電力消費量の平均値が、上限値Ａを所定時間で割った値を超えないように制御してもよい。
【０１２５】
上記第１および第２実施形態では、加熱器４２、５１、７１は、２つの電気ヒータで構成されているが、３つ以上の電気ヒータで構成されていてもよい。また、加熱器は、１つの電気ヒータで構成されていてもよい。但し、この場合、加熱電力セーブ運転はできなくなる。
【０１２６】
上記第２実施形態の二元冷凍機８０に代えて、図１９に示す二元冷凍機３８０を用いてもよい。二元冷凍機３８０は、熱交換器３８１を介して接続された低温側冷凍機３８０Ａと高温側冷凍機３８０Ｂとを備えており、低温側冷凍機３８０Ａは、蒸発器（冷却除湿器）３７１と、熱交換器３８１と、圧縮機３８２と、熱交換器３８３と、膨張弁３８４とを有し、高温側冷凍機３８０Ｂは、熱交換器３８１と、圧縮機３８５と、凝縮器３８６と、膨張弁３８７とを有する。なお、熱交換器３８３は、設けなくてもよい。
【０１２７】
この二元冷凍機３８０の場合、冷却電力セーブ運転として、高温側冷凍機３８０Ｂを停止させて、低温側冷凍機３８０Ａのみを稼動させる運転を行ってもよい。熱交換器３８１による熱交換が停止しても、熱交換器３８３によって低温側冷凍機３８０Ａを流れる冷媒を冷却できるため、冷却除湿器３７１の冷却・除湿能力が低下するのを抑制できる。高温側冷凍機３８０Ｂを停止させるため、装置６単体の電力消費量を低減でき、その結果、環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。また、低温設定温度が高い場合には、試験結果に影響を及ぼすような試験条件の変更をすることなく、環境試験システムのピーク電力消費量を低減できる。
【０１２８】
上記第２実施形態では、冷凍機８０は、二元冷凍機で構成されているが、三元冷凍機で構成されていてもよい。また、一元冷凍機であってもよい。但し、一元冷凍機の場合、冷却電力セーブ運転はできなくなる。
【０１２９】
第１実施形態の冷凍機は、二元冷凍機または三元冷凍機で構成されていてもよい。これにより、冷却電力セーブ運転が可能となる。
【０１３０】
上記第２実施形態の加湿器７３は、加湿皿の水を電気ヒータで加熱して蒸発させることにより加湿を行うものであるが、加湿器７３の構成は、これに限定されない。但し、ヒーターを用いない加湿方式の場合、加熱加湿クロスアウト運転はできなくなる。
【０１３１】
上記第２実施形態の装置６は、加湿器７３を有しない調温装置であってもよい。この場合、加熱加湿クロスアウト運転はできなくなる。
【０１３２】
上記第１実施形態の冷熱衝撃試験装置３は、２ゾーン試験と３ゾーン試験の両方を行える装置であるが、２ゾーン試験専用または３ゾーン試験専用の装置であってもよい。
【０１３３】
上記第２実施形態の調温調湿装置６は、恒温恒湿試験と温度サイクル試験の両方を行える装置であるが、恒温恒湿試験専用または温度サイクル試験専用の装置であってもよい。
【０１３４】
上記第１実施形態では、環境試験システム１が備える複数の冷熱衝撃試験装置３は全て同じ構成であるが、異なっていてもよい。第２実施形態についても同様に、環境試験システム２０１が備える複数の調温調湿装置６の構成は異なっていてもよい。
【０１３５】
環境試験システムは、マスターコントローラと複数の環境試験装置を含むものであれば、上記第１および第２実施形態の構成に限定されない。例えば、冷熱衝撃試験装置と調温調湿装置の両方を含んでいてもよい。また例えば、冷熱衝撃試験装置や調温調湿装置以外の環境試験装置を含んでいてもよい。また例えば、複数の環境試験装置に加えて、環境試験装置以外の装置も含んでいてもよい。また、環境試験システムは、工場や研究所などの事業所全体のシステムであっても、事業所内の特定の実験室や研究室のシステムであってもよい。
【０１３６】
上述した変更形態のように、環境試験システムが環境試験装置以外の装置を含む場合、環境試験システムの総電力消費量は、複数の環境試験装置の電力消費量の合計値に他の装置の電力消費量を加えた値となる。この場合、環境試験システムの制御部は、環境試験システムの総電力消費量が上限値Ｘを超えないように、複数の第１制御部を制御する。具体的には、複数の環境試験装置のそれぞれの電力消費量の合計値が、上限値Ｘに基づいて決定される上限値Ａ（Ａ＜Ｘ）を超えないように制御する。したがって、この場合の制御部による制御は、本発明における第２制御手段による制御（複数の環境試験装置のそれぞれの電力消費量の合計値である総電力消費量が上限値を超えないように複数の第１制御手段を制御する）に含まれる。
【符号の説明】
【０１３７】
１、２０１  環境試験システム
２、２０２  マスターコントローラ
２ａ、２０２ａ  記憶部
２ｂ、２０２ｂ  検知部（検知手段）
２ｃ、２０２ｃ  制御部（第２制御手段）
３  冷熱衝撃試験装置
３ｂ  試験制御部（第１制御手段）
６  調温調湿装置
６ｂ  試験制御部（第１制御手段）
３０  試験室
４０  低温室
５０  高温室
４１  冷却器（冷凍機）
４２  第１加熱器
５１  第２加熱器
６０  試験室
７０  空調室
７１  冷却除湿器（第１蒸発器）
７２  冷却除湿器（第２蒸発器）
７３  加湿器
７４  加熱器
８０  冷凍機（二元冷凍機）
８０Ａ  低温側冷凍機
８０Ｂ  高温側冷凍機
８１  熱交換器
Ｗ  試料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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