恒温恒湿試験室、高温低温交互湿度試験室：加湿と除湿の違い

恒温恒湿試験室で所望の試験条件を達成するには、加湿と除湿の操作が不可欠です。この記事では、一般的に使用されているさまざまな方法を分析します。 Labcompanion 恒温恒湿試験室それぞれの利点、欠点、推奨される使用条件を強調します。

湿度はさまざまな方法で表現できます。テスト機器では、相対湿度が最も一般的に使用される概念です。相対湿度は、空気中の水蒸気分圧と、同じ温度における水の飽和蒸気圧の比率として定義され、パーセンテージで表されます。

水蒸気飽和圧の特性から、水蒸気の飽和圧は温度のみの関数であり、水蒸気が存在する気圧とは無関係であることがわかっています。広範な実験とデータ整理を通じて、水蒸気飽和圧と温度の関係が確立されました。これらのうち、ゴフ・グラッチ式は工学と計量学で広く採用されており、現在、気象部門で湿度基準表を作成するために使用されています。

加湿プロセス

加湿は基本的に、水蒸気の分圧を高めることです。最も初期の加湿方法は、チャンバーの壁に水を噴霧し、水温を制御して表面飽和圧を調整するというものでした。チャンバーの壁の水は大きな表面積を形成し、そこから水蒸気がチャンバー内に拡散し、内部の相対湿度を高めます。この方法は 1950 年代に登場しました。

当時、湿度制御は主に、単純なオン/オフ制御用の水銀接触導電率計を使用して行われていました。しかし、この方法は、遅延が発生しやすい大型の水槽の温度制御には適しておらず、遷移プロセスが長くなり、急速な加湿を必要とする交互湿度テストの要求を満たすことができませんでした。さらに重要なことは、チャンバーの壁に水を噴霧すると、必然的に水滴がテストサンプルに落ち、さまざまな程度の汚染を引き起こすことです。さらに、この方法では、チャンバー内の排水に一定の要件がありました。

この方法はすぐに蒸気加湿と浅水パン加湿に置き換えられました。しかし、この方法にもまだいくつかの利点があります。制御遷移プロセスは長いですが、システムが安定すると湿度の変動は最小限に抑えられるため、一定湿度テストに適しています。さらに、加湿プロセス中、水蒸気は過熱しないため、システムに余分な熱が加わることはありません。さらに、スプレー水の温度が必要なテスト温度よりも低く制御されると、スプレー水は除湿器として機能します。

加湿方法の開発

湿度試験が一定湿度から変動湿度へと進化するにつれ、より高速な加湿応答能力の必要性が生じました。スプレー加湿ではもはやこれらの要求を満たすことができず、蒸気加湿法と浅水パン加湿法が広く採用され、開発されました。

蒸気加湿

蒸気加湿では、蒸気をテストチャンバーに直接注入します。この方法は、応答時間が速く、湿度レベルを正確に制御できるため、交互湿度テストに最適です。ただし、信頼性の高い蒸気源が必要であり、システムに余分な熱がもたらされる可能性があるため、温度に敏感なテストではこれを補正する必要がある場合があります。

浅水パン加湿

浅水パン加湿では、加熱された水パンを使用して水をチャンバー内に蒸発させます。この方法は、安定した一貫した湿度レベルを提供し、実装が比較的簡単です。ただし、蒸気加湿に比べて応答時間が遅くなる可能性があり、スケールや汚染を防ぐために定期的なメンテナンスが必要です。

除湿プロセス

除湿とは、チャンバー内の水蒸気の分圧を下げるプロセスです。これは、冷却、吸着、または凝縮の方法で実現できます。冷却除湿では、チャンバーの温度を下げて水蒸気を凝縮し、その後除去します。吸着除湿では乾燥剤を使用して空気から水分を吸収しますが、凝縮除湿では冷却コイルを使用して水蒸気を凝縮して除去します。

結論

要約すると、恒温恒湿試験室における加湿および除湿方法の選択は、実施する試験の特定の要件によって異なります。スプレー加湿などの古い方法には利点がありますが、蒸気加湿や浅水パン加湿などの最新の技術は、より優れた制御とより速い応答時間を提供し、高度な試験ニーズに適しています。各方法の原理とトレードオフを理解することは、試験室のパフォーマンスを最適化し、正確で信頼性の高い結果を保証するために不可欠です。