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CSC(comparative signal control)方式空調機の特徴

他社PID方式空調機との比較

従来の空調方式

従来の恒温恒湿室の空調方式はPID方式(proportional integral differential) が主流です。
これは、エアコン等を連続で運転して、下がり過ぎた温度をヒーターで加熱して、下がり過ぎた湿度を加湿器で加湿して、バランスさせる制御です。
比較的簡単なので、現在の試験室では主流の制御方式となっております。
安定した制御方法ですが、真夏の暑い時を想定して、大きめの冷凍機が選定されます。冬季でも冷凍機を連続で運転して、これに打ち勝つ能力のヒーターと加湿器を使用して希望の温湿度条件を得る方法です。
冬でも除湿されるので加湿量が大きく、消費電力が大きいだけでなく、不純物が蓄積する加湿器特有の故障も多発します。
地球環境が叫ばれる現在、いかに馬鹿げた制御方法であるか御理解いただけると思いますが、現在も主流の制御方式なのです。

CSC方式の特徴

CSCは社内名称です。幅広い温湿度条件で運転が可能で、移行速度が速く、省エネで安定した温湿度が得られる弊社独特の制御方式で、温度 ±0.1℃、湿度±0.2%程度の高い制御性を有します。従来のPID方式等の試験室と比較すると、設備電力が少なく、運転時の消費電力は半分以下になり、加湿器のトラブルが少ない等の特徴を持っております。

従来の制御は、加熱量と加湿量だけを制御して得ておりました。しかし、加熱している最中は冷却が不要で、加湿している時は除湿する必要も無いはずです。必要は無いのですが、加湿を完全に止めてしまうと、加湿器内部のお湯が冷めてしまいます。すると加湿の立ち上がりが悪くなり、室内の湿度は大幅に乱れてしまいます。
空調には、加熱と冷却、加湿と除湿の4種類の要素が必ず必要です。CSC方式は、これらの4種類の信号を比較して、今、何を行うべきかを判断して制御する方式です。
室内温度を上昇させる場合、加熱している間は冷却を最小限にして、設定に到達する寸前で強めに冷却を行い、オーバーシュートを防止します。設定に到達すると、必要最小量の冷却に落してヒーター電力を削減する制御方式です。
移行速度が速いだけでなく、外乱にも強く、扉の開閉をしても、温湿度が大きく乱れる事は有りません。
必要最小の冷却であれば、加熱量も必要最小になります。従来のPID方式等と比べると、消費電力が半分以下になる事は、容易に想像がつくと思います。

夏期は加湿器のスイッチを切っても、除湿制御だけで設定湿度が得られます。CSC方式は運転湿度が外気湿度より低ければ、加湿器を使用しなくても安定した湿度制御が可能です。夏期は加湿不要で、これは究極の省エネになります。

加湿器の自動洗浄

加湿器は水を蒸発させるので不純物が残るトラブルがあり、必ずメンテナンスが必要になりますから、定期的に高額な保守費が掛かります。
軟水器や純水器を採用すれば、加湿器のトラブルは少なくなりますが、純水器の保守には、さらに高額の保守費が必要です。
高額な加湿器の保守の為に、加湿器の使用をあきらめて、恒温恒湿室をただの恒温室として使用している研究機関は、実はかなり多く存在しています。

弊社は、運転中に加湿器を自動洗浄する技術を確立し、加湿器のトラブルを
大幅に削減させております。一般的に運転中に加湿器を洗浄したら湿度は大幅に低下します。その後加湿器が湧きあがると、大きなオーバーシュートが発生してから落ち着きます。
CSC方式は、加湿が停止すると除湿量も減少するので、湿度は低下しません。
加湿器が沸騰して急激に湿度が上昇しようとすると、除湿量が増加して、オーバーシュートを抑制します。運転中に加湿器の洗浄を行っても、1〜2%の乱れしか発生しません。

井戸水を使用する場合、硬度によって加湿器の寿命が極端に短くなる事があります。井戸水の場合は加湿器を2台にして、短時間で交互洗浄させております。洗浄を頻繁に行っても、バックアップされるので湿度はほとんど乱れません。

低騒音で低風速な環境

 送風機の自動制御が標準装備です。設定到達迄は強風速で空調を行い、周囲の壁の温度を早く移行させますので、温度分布が早く一定になります。
設定到達後は低風速、低騒音になり、この時の送風量はお客様が自由に設定する事ができます。室内騒音の少なさでは、皆様一様に驚かれます

メンテナンス性

弊社は、加熱ヒーターや加湿器、送風機、冷凍機等を、連続して最大能力では使用しません。ヒーターと加湿器には最大能力抑制機能があり、ヒーター等の表面温度を低くして使用しております。この為に、長期間ヒーターの焼損事故がありません。CSC方式は加湿器の稼働率が低いので、不純物の蓄積が少なく、長期間トラブルを防止しますが、完全な回避はできません。

弊社の空調機は、点検用のパネルを取り外すと、一方向から全てのメンテナンスが行えます。一人でも主要部品の交換が簡単にできる様に工夫されており、加湿器の交換等は、30分程度で行えます。加湿器を新品と交換しても、他社の加湿器修理費より安く、保守費も削減されます。

省エネ運転モード

恒温恒湿室は昼夜連続で運転されますが、近年の電力事情により、節電の為にやむなく夜間や休日に運転を停止する例も多くなりました。
恒温恒湿室は停止すると湿度が上昇する場合が多く、サンプル等が吸湿してしまい、翌朝や休日明けに運転を再開しても、過去とは全く異なるデーターを示す場合が多く、研究者の間では大きな問題になっております。

弊社のCSC方式の恒温恒湿室はとても省エネですが、さらに省エネ運転を行う為のスイッチが標準装備されております。夜間と休日等を省エネ運転のモードにしますと、風量を必要最小限に落として運転を行い、室内の温湿度が許容の範囲から外れない様にするだけの、加熱、加湿、冷却、除湿制御を行います。
カレンダータイマーで、夜間と休日を省エネ運転に切り替る事も出来ます。
精密モードでも従来の装置と比較すると、消費電力は半分以下になりますが、省エネモードを活用した場合は、1/4以下になる例も出ています。

他社装置の改造

エアコン利用の装置等では、10年程度で故障の多発や、消費電力が大きい等の理由で、入替を希望される例が多くあります。
お部屋はそのままで、空調機と制御盤の交換工事をしたら、性能が著しく向上して、電気料金が1/3〜1/5と大幅に削減された例が多く出ております。
弊社では、他社製品を省エネ化する改造も行っております。

参考資料

加湿器のスケール蓄積例

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