JP3099411B2 - 加湿装置 - Google Patents
加湿装置Info
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- JP3099411B2 JP3099411B2 JP03107200A JP10720091A JP3099411B2 JP 3099411 B2 JP3099411 B2 JP 3099411B2 JP 03107200 A JP03107200 A JP 03107200A JP 10720091 A JP10720091 A JP 10720091A JP 3099411 B2 JP3099411 B2 JP 3099411B2
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- Air Humidification (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、部屋の加湿を行う加湿
装置に関する。
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の加湿装置は、超音波振動
子を利用した超音波方式、加熱装置によって水を蒸発加
湿する加熱方式(ホット加湿)などが一般的で、また、
部屋の暖房を行う加熱装置を備えたものも多い。これら
加湿装置の制御は、定められた能力で連続して加湿を行
うタイプのものが多く、最近では湿度センサを内蔵した
タイプのものも発売されている。
子を利用した超音波方式、加熱装置によって水を蒸発加
湿する加熱方式(ホット加湿)などが一般的で、また、
部屋の暖房を行う加熱装置を備えたものも多い。これら
加湿装置の制御は、定められた能力で連続して加湿を行
うタイプのものが多く、最近では湿度センサを内蔵した
タイプのものも発売されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の加湿
装置では、連続加湿タイプのものでは、部屋の湿度が充
分高い場合でもさらに加湿が行われるため、高湿度状態
でユーザに不快感を与えるばかりでなく、飽和状態を超
えて結露状態にまで至ることもあるといった課題があっ
た。また、湿度センサを内蔵したタイプのものであって
も、その制御は、室温に関係なく、定められた湿度に達
するまで連続加湿を行い、これを超えると加湿を停止す
るといったいわゆるオン・オフ制御のもので、部屋の広
さや密閉度によっては、加湿のオン・オフによる湿度の
変動が大きくなり、連続加湿のタイプと同様の課題を有
している。さらに、人が感じる快適な湿度は、室温によ
って異なるため、室温に関係なく一定湿度に制御する方
式もあまり最適なものとは言えないものであった。
装置では、連続加湿タイプのものでは、部屋の湿度が充
分高い場合でもさらに加湿が行われるため、高湿度状態
でユーザに不快感を与えるばかりでなく、飽和状態を超
えて結露状態にまで至ることもあるといった課題があっ
た。また、湿度センサを内蔵したタイプのものであって
も、その制御は、室温に関係なく、定められた湿度に達
するまで連続加湿を行い、これを超えると加湿を停止す
るといったいわゆるオン・オフ制御のもので、部屋の広
さや密閉度によっては、加湿のオン・オフによる湿度の
変動が大きくなり、連続加湿のタイプと同様の課題を有
している。さらに、人が感じる快適な湿度は、室温によ
って異なるため、室温に関係なく一定湿度に制御する方
式もあまり最適なものとは言えないものであった。
【0004】本発明は上記課題を解決するもので、室温
に応じた快適湿度に速やかに収束し、安定した湿度環境
をつくり出す加湿装置を提供することを目的としてい
る。
に応じた快適湿度に速やかに収束し、安定した湿度環境
をつくり出す加湿装置を提供することを目的としてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、部屋の加湿を行う加湿部と、部屋の温度を
検出する室温センサと、部屋の相対湿度を検出する相対
湿度センサと、前記室温と相対湿度のデータから単位時
間の絶対湿度変化率を演算する第1の演算器と、その室
温に対応して予め定められた目標相対湿度と現在の相対
湿度との湿度偏差を演算する第2の演算器と、前記加湿
部の運転を開始するときに室温と相対湿度を入力し部屋
の初期状態として記憶する初期状態記憶部と、前記室温
センサ、第1の演算器、第2の演算器および初期状態記
憶部の出力を入力するファジー推論器とを備え、前記フ
ァジー推論器は、室温、絶対湿度変化率、湿度偏差、運
転開始時の初期の室温および相対湿度のデータからファ
ジー推論を用いて最適加湿量を演算し、求めた最適加湿
量に応じて前記加湿部を能力制御するようにしたことを
課題解決手段としている。
するために、部屋の加湿を行う加湿部と、部屋の温度を
検出する室温センサと、部屋の相対湿度を検出する相対
湿度センサと、前記室温と相対湿度のデータから単位時
間の絶対湿度変化率を演算する第1の演算器と、その室
温に対応して予め定められた目標相対湿度と現在の相対
湿度との湿度偏差を演算する第2の演算器と、前記加湿
部の運転を開始するときに室温と相対湿度を入力し部屋
の初期状態として記憶する初期状態記憶部と、前記室温
センサ、第1の演算器、第2の演算器および初期状態記
憶部の出力を入力するファジー推論器とを備え、前記フ
ァジー推論器は、室温、絶対湿度変化率、湿度偏差、運
転開始時の初期の室温および相対湿度のデータからファ
ジー推論を用いて最適加湿量を演算し、求めた最適加湿
量に応じて前記加湿部を能力制御するようにしたことを
課題解決手段としている。
【0006】
【作用】本発明は上記した課題解決手段により、室温に
対応して予め定められた目標相対湿度(その温度に於け
る快適湿度)を設定し、また、絶対湿度変化率によって
部屋の広さや密閉度合を測定し、さらに運転開始時の初
期の室温と相対湿度のデータから室温と湿度の上昇度合
を推定し、そして湿度偏差に応じて徐々に加湿量を制御
するようにこれらデータを用いてファジー推論を行い、
部屋の総合的な状況に応じて最適加湿量を求め、湿度変
動もなく、結露状態もない安定した快適状態を作り出す
よう加湿制御ができる。
対応して予め定められた目標相対湿度(その温度に於け
る快適湿度)を設定し、また、絶対湿度変化率によって
部屋の広さや密閉度合を測定し、さらに運転開始時の初
期の室温と相対湿度のデータから室温と湿度の上昇度合
を推定し、そして湿度偏差に応じて徐々に加湿量を制御
するようにこれらデータを用いてファジー推論を行い、
部屋の総合的な状況に応じて最適加湿量を求め、湿度変
動もなく、結露状態もない安定した快適状態を作り出す
よう加湿制御ができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1から図3に基
づいて説明する。
づいて説明する。
【0008】図に示すように、室温センサ1は部屋の温
度を検出するものであり、相対湿度センサ2は部屋の相
対湿度を検出するもので、いずれも本発明の加湿装置を
有する温風暖房器の本体内部に装着している。第1の演
算器3は室温センサ1と相対湿度センサ2の信号から単
位時間当たりの絶対湿度変化率を演算する。第2の演算
器4は室温に応じて予め定められた目標相対湿度(快適
湿度)と現在の相対湿度との湿度偏差を演算する。初期
状態記憶部5は運転開始時の初期の室温と相対湿度のデ
ータを入力して記憶する。ファジー推論部6は第1の演
算器3と第2の演算器4と室温センサ1と初期状態記憶
部5の出力信号を入力としている。一方、暖房制御部7
は温風暖房器の暖房能力を強・弱・切のいずれかで制御
するもので、この出力で暖房ヒータ8、送風モータ9の
通電制御を行うとともに、ファジー推論部6に現在の暖
房状態を出力する。ファジー推論部6は出力として加湿
量に相当する位相制御データを位相制御部10に出力
し、加湿ヒータ(加湿部)11を位相制御する。
度を検出するものであり、相対湿度センサ2は部屋の相
対湿度を検出するもので、いずれも本発明の加湿装置を
有する温風暖房器の本体内部に装着している。第1の演
算器3は室温センサ1と相対湿度センサ2の信号から単
位時間当たりの絶対湿度変化率を演算する。第2の演算
器4は室温に応じて予め定められた目標相対湿度(快適
湿度)と現在の相対湿度との湿度偏差を演算する。初期
状態記憶部5は運転開始時の初期の室温と相対湿度のデ
ータを入力して記憶する。ファジー推論部6は第1の演
算器3と第2の演算器4と室温センサ1と初期状態記憶
部5の出力信号を入力としている。一方、暖房制御部7
は温風暖房器の暖房能力を強・弱・切のいずれかで制御
するもので、この出力で暖房ヒータ8、送風モータ9の
通電制御を行うとともに、ファジー推論部6に現在の暖
房状態を出力する。ファジー推論部6は出力として加湿
量に相当する位相制御データを位相制御部10に出力
し、加湿ヒータ(加湿部)11を位相制御する。
【0009】温風暖房器には、加湿吹き出口12、加湿
水を供給するカートリッジタンク13および暖房用温風
の吹き出口14を設けており、暖房制御部7は暖房の切
換えをヒータの通電本数で強・弱・切の3段階としてい
る。また、加湿部は加熱方式を用いており、カートリッ
ジタンク13より供給された水を図3に示すような金属
管15の周りをマイカシート16で覆い、その上からヒ
ータ線17を巻き付けた加熱ヒータ11に導き、これを
加熱蒸発させて加湿を行うようにしている。
水を供給するカートリッジタンク13および暖房用温風
の吹き出口14を設けており、暖房制御部7は暖房の切
換えをヒータの通電本数で強・弱・切の3段階としてい
る。また、加湿部は加熱方式を用いており、カートリッ
ジタンク13より供給された水を図3に示すような金属
管15の周りをマイカシート16で覆い、その上からヒ
ータ線17を巻き付けた加熱ヒータ11に導き、これを
加熱蒸発させて加湿を行うようにしている。
【0010】上記構成において動作を説明する。加湿運
転が開始されると、まず、その時点の室温データが室温
センサ1から初期状態記憶部5に入力され、また、相対
湿度データが相対湿度センサ2から初期状態記憶部5に
入力され、記憶される。また同時に、位相制御部10か
ら100%位相出力が加湿ヒータ11に出力され、この
状態が15分間(単位時間)維持される。そして、加湿
運転開始時と15分後のそれぞれの室温データと相対湿
度データが室温センサ1と相対湿度センサ2から第1の
演算器3に取り込まれ、部屋の広さやその密閉度を代表
する指標としてこの15分間の絶対湿度変化量が演算さ
れる。ここで行われる相対湿度データ(Xc)から絶対
湿度(Xs)への変換式は、空気中の飽和水蒸気量が温
度1℃で約1.068倍になることから、下記のようにな
る。
転が開始されると、まず、その時点の室温データが室温
センサ1から初期状態記憶部5に入力され、また、相対
湿度データが相対湿度センサ2から初期状態記憶部5に
入力され、記憶される。また同時に、位相制御部10か
ら100%位相出力が加湿ヒータ11に出力され、この
状態が15分間(単位時間)維持される。そして、加湿
運転開始時と15分後のそれぞれの室温データと相対湿
度データが室温センサ1と相対湿度センサ2から第1の
演算器3に取り込まれ、部屋の広さやその密閉度を代表
する指標としてこの15分間の絶対湿度変化量が演算さ
れる。ここで行われる相対湿度データ(Xc)から絶対
湿度(Xs)への変換式は、空気中の飽和水蒸気量が温
度1℃で約1.068倍になることから、下記のようにな
る。
【0011】Xs=Xc×(1.068)T ×Xs0 T:室温 Xs0:0℃における飽和水蒸気量 本実施例では、加湿ヒータ11の容量を250Wに設定
し、100%通電で約250cc/Hの加湿量が得られる
ように構成している。計算によると部屋の広さが6畳
で、換気回数が1時間当たり1.5回という標準的な条件
で250cc/Hの加湿を15分間行うと、絶対湿度の変
化量は約1g/m3となる。
し、100%通電で約250cc/Hの加湿量が得られる
ように構成している。計算によると部屋の広さが6畳
で、換気回数が1時間当たり1.5回という標準的な条件
で250cc/Hの加湿を15分間行うと、絶対湿度の変
化量は約1g/m3となる。
【0012】15分間の100%加湿期間が終了する
と、つぎに室温データと相対湿度データは第2の演算器
4に入力される。第2の演算器4には室温に応じて予め
定めた目標相対湿度(快適湿度)が保持されており、現
在の相対湿度との湿度偏差E0が演算される。ここで、
室温に応じた目標相対湿度の値は、一般に低温状態では
飽和水蒸気量が少ないため、乾燥していると感じやすい
ことから、図4に示すように低温領域で高めに、高温領
域になるにしたがって快適湿度と言われている40〜5
0%になるような曲線に定めている。
と、つぎに室温データと相対湿度データは第2の演算器
4に入力される。第2の演算器4には室温に応じて予め
定めた目標相対湿度(快適湿度)が保持されており、現
在の相対湿度との湿度偏差E0が演算される。ここで、
室温に応じた目標相対湿度の値は、一般に低温状態では
飽和水蒸気量が少ないため、乾燥していると感じやすい
ことから、図4に示すように低温領域で高めに、高温領
域になるにしたがって快適湿度と言われている40〜5
0%になるような曲線に定めている。
【0013】一方、暖房制御部7では、ユーザによって
選択された暖房能力(強/弱/切)にしたがって暖房ヒ
ータ8、送風モータ9の制御が行われている。この暖房
能力の状態は、部屋の室温の上昇度合を決める要素であ
り、目標相対湿度(快適湿度)に速やかに収束させるこ
とを目的とする本加湿制御には重要な情報である。たと
えば、強運転のときは、温度上昇に対する推測も加味し
て加湿量を多めにしなければならない。
選択された暖房能力(強/弱/切)にしたがって暖房ヒ
ータ8、送風モータ9の制御が行われている。この暖房
能力の状態は、部屋の室温の上昇度合を決める要素であ
り、目標相対湿度(快適湿度)に速やかに収束させるこ
とを目的とする本加湿制御には重要な情報である。たと
えば、強運転のときは、温度上昇に対する推測も加味し
て加湿量を多めにしなければならない。
【0014】また、初期状態記憶部5に記憶されている
初期の室温および相対湿度は、暖房能力や加湿能力との
関係から最終的に到達可能な室温および湿度を決める要
素となる。本実施例では、暖房能力を強に設定して運転
を行うと、6畳の部屋では最終的に12degの温度上
昇が得られることが実験で確認されている。したがっ
て、初期の室温が2℃といった低温でスタートすると、
最終的に14℃で室温が飽和することから、相対湿度の
目標設定もこれを前提に行う必要がある。また、湿度の
上昇度合は、単位時間当たりに部屋内の空気と置換され
る外部空気の相対湿度に大きく影響を受けるため、外部
空気と等しいと考えられる運転初期の相対湿度もまた加
湿量を決める上で重要な要素となる。
初期の室温および相対湿度は、暖房能力や加湿能力との
関係から最終的に到達可能な室温および湿度を決める要
素となる。本実施例では、暖房能力を強に設定して運転
を行うと、6畳の部屋では最終的に12degの温度上
昇が得られることが実験で確認されている。したがっ
て、初期の室温が2℃といった低温でスタートすると、
最終的に14℃で室温が飽和することから、相対湿度の
目標設定もこれを前提に行う必要がある。また、湿度の
上昇度合は、単位時間当たりに部屋内の空気と置換され
る外部空気の相対湿度に大きく影響を受けるため、外部
空気と等しいと考えられる運転初期の相対湿度もまた加
湿量を決める上で重要な要素となる。
【0015】以上の点を総合して、室温センサ1からの
室温データT(℃)と、第1の演算器3からの絶対湿度
変化率Xs(g/m3)と、第2の演算器4からの湿度偏
差E0(%)と、そして初期状態記憶部5に記憶されて
いる初期の室温と、初期の相対湿度との5つのアナログ
の値と、クリスプな値として暖房能力(強/弱/切)の
計6つの入力がファジー推論部6に入力する。そして出
力として、加湿ヒータ11の通電位相を決める値が導か
れる。実際、部屋の湿度制御には、前述のように部屋の
広さや密閉度、また初期の室温と暖房能力による温度上
昇の期待値といった要素が複雑に影響し合っており、し
たがって、線型演算で処理するよりも、ファジー推論を
用いる方が容易に最適化できる。ファジー推論部6で
は、上記5つのアナログ入力値を図5(a)〜(c)、
図6(a)(b)に示すようにそれぞれ5つのメンバー
シップ関数に分解した。そして、それぞれの値を変えな
がら計算と実験に基づいて入出力データのパターンを作
成し、それらに最適なメンバーシップ関数のチューニン
グを誤差最小法によって行なった。これに用いた入出力
データの数例を(表1)に示す。
室温データT(℃)と、第1の演算器3からの絶対湿度
変化率Xs(g/m3)と、第2の演算器4からの湿度偏
差E0(%)と、そして初期状態記憶部5に記憶されて
いる初期の室温と、初期の相対湿度との5つのアナログ
の値と、クリスプな値として暖房能力(強/弱/切)の
計6つの入力がファジー推論部6に入力する。そして出
力として、加湿ヒータ11の通電位相を決める値が導か
れる。実際、部屋の湿度制御には、前述のように部屋の
広さや密閉度、また初期の室温と暖房能力による温度上
昇の期待値といった要素が複雑に影響し合っており、し
たがって、線型演算で処理するよりも、ファジー推論を
用いる方が容易に最適化できる。ファジー推論部6で
は、上記5つのアナログ入力値を図5(a)〜(c)、
図6(a)(b)に示すようにそれぞれ5つのメンバー
シップ関数に分解した。そして、それぞれの値を変えな
がら計算と実験に基づいて入出力データのパターンを作
成し、それらに最適なメンバーシップ関数のチューニン
グを誤差最小法によって行なった。これに用いた入出力
データの数例を(表1)に示す。
【0016】
【表1】
【0017】以上のようにして求めた加湿ヒータ11の
位相制御値を用いて位相制御部10が加湿ヒータ11を
制御し、結果的に加湿量が最適値に維持されるものであ
る。
位相制御値を用いて位相制御部10が加湿ヒータ11を
制御し、結果的に加湿量が最適値に維持されるものであ
る。
【0018】なお、本実施例では、ファジー推論の結果
の代表値を(表2)に示すように湿度偏差を軸とした1
0種類のテーブルデータとして作成し、(表3)に示す
ように室温と部屋の広さ(絶対湿度変化率)と暖房状態
と初期室温と初期相対湿度によってテーブルを選択する
方式を用い、マイクロコンピュータによって制御を実現
した。
の代表値を(表2)に示すように湿度偏差を軸とした1
0種類のテーブルデータとして作成し、(表3)に示す
ように室温と部屋の広さ(絶対湿度変化率)と暖房状態
と初期室温と初期相対湿度によってテーブルを選択する
方式を用い、マイクロコンピュータによって制御を実現
した。
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】(表2),(表3)からわかるように、目
標相対湿度の近傍(偏差10%以内)で、段階的に加湿
量を変化させてゆき、なめらかに目標に収束させる。そ
の加湿量の変化度合やテーブルの選択は、すでにファジ
ー推論で最適化されているため、速やかで安定した加湿
制御が行われるものである。
標相対湿度の近傍(偏差10%以内)で、段階的に加湿
量を変化させてゆき、なめらかに目標に収束させる。そ
の加湿量の変化度合やテーブルの選択は、すでにファジ
ー推論で最適化されているため、速やかで安定した加湿
制御が行われるものである。
【0022】
【発明の効果】以上の実施例から明らかなように本発明
によれば、室温、絶対湿度変化率、湿度偏差、運転開始
時の初期の室温および相対湿度のデータからファジー推
論を用いて最適加湿量を演算し、求めた最適加湿量に応
じて加湿部を能力制御するようにしたから、過度の加湿
による不快状態や結露状態を招くことが解消され、室温
に応じた快適湿度に制御されるため、どの温度領域にお
いても快適湿度が実現される。さらに、部屋の広さや密
閉度に応じた最適な制御が行われ、速やかに快適湿度に
収束しまた変動の少ない安定した湿度状態が実現でき
る。
によれば、室温、絶対湿度変化率、湿度偏差、運転開始
時の初期の室温および相対湿度のデータからファジー推
論を用いて最適加湿量を演算し、求めた最適加湿量に応
じて加湿部を能力制御するようにしたから、過度の加湿
による不快状態や結露状態を招くことが解消され、室温
に応じた快適湿度に制御されるため、どの温度領域にお
いても快適湿度が実現される。さらに、部屋の広さや密
閉度に応じた最適な制御が行われ、速やかに快適湿度に
収束しまた変動の少ない安定した湿度状態が実現でき
る。
【図1】本発明の一実施例の加湿装置のブロック図
【図2】同加湿装置を備えた温風暖房器の斜視図
【図3】同加湿装置の加湿ヒータの斜視図
【図4】同加湿装置の室温に応じた目標湿度曲線を示す
図
図
【図5】(a)〜(c)同加湿装置のファジー推論部の
メンバーシップ関数を示す図
メンバーシップ関数を示す図
【図6】(a),(b)同加湿装置のファジー推論部の
メンバーシップ関数を示す図
メンバーシップ関数を示す図
1 室温センサ 2 相対湿度センサ 3 第1の演算器 4 第2の演算器 5 初期状態記憶部 6 ファジー推論部 11 加湿ヒータ(加湿部)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 融士 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F24F 11/02 102 F24F 6/00 F24F 6/00 311 F24F 6/02
Claims (2)
- 【請求項1】部屋の加湿を行う加湿部と、部屋の温度を
検出する室温センサと、部屋の相対湿度を検出する相対
湿度センサと、前記室温と相対湿度のデータから単位時
間の絶対湿度変化率を演算する第1の演算器と、その室
温に対応して予め定められた目標相対湿度と現在の相対
湿度との湿度偏差を演算する第2の演算器と、前記加湿
部の運転を開始するときに室温と相対湿度を入力し部屋
の初期状態として記憶する初期状態記憶部と、前記室温
センサ、第1の演算器、第2の演算器および初期状態記
憶部の出力を入力するファジー推論部とを備え、前記フ
ァジー推論部は、室温、絶対湿度変化率、湿度偏差、運
転開始時の初期の室温および相対湿度のデータからファ
ジー推論を用いて最適加湿量を演算し、求めた最適加湿
量に応じて前記加湿部を能力制御するようにした加湿装
置。 - 【請求項2】部屋の暖房を行う加熱部を備え、その暖房
能力に応じて最適加湿量を補正するようにした請求項1
記載の加湿装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03107200A JP3099411B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 加湿装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03107200A JP3099411B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 加湿装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0571790A JPH0571790A (ja) | 1993-03-23 |
JP3099411B2 true JP3099411B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=14453024
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03107200A Expired - Fee Related JP3099411B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 加湿装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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Families Citing this family (9)
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---|---|---|---|---|
JP2658656B2 (ja) * | 1991-08-28 | 1997-09-30 | 三菱電機株式会社 | 加湿器 |
JP3277136B2 (ja) * | 1997-02-28 | 2002-04-22 | シャープ株式会社 | 加湿装置 |
US8015971B2 (en) * | 2004-08-10 | 2011-09-13 | Resmed Limited | Method and apparatus for humidification of breathable gas with profiled delivery |
US8739780B2 (en) | 2005-08-15 | 2014-06-03 | Resmed Limited | Low cost CPAP flow generator and humidifier assembly |
US9802022B2 (en) | 2008-03-06 | 2017-10-31 | Resmed Limited | Humidification of respiratory gases |
CN109481813B (zh) | 2008-09-17 | 2022-01-11 | 瑞思迈私人有限公司 | 用于插入到加湿器腔室中的箱和加湿器 |
CN103293960B (zh) * | 2013-06-05 | 2015-10-28 | 重庆科技学院 | 基于模糊推理技术与存储器地址映射的舒适度传感器 |
JP6519204B2 (ja) * | 2015-01-30 | 2019-05-29 | 富士通株式会社 | コンテナ型データセンター、評価方法及びプログラム |
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