JP3099412B2 - 加湿装置 - Google Patents
加湿装置Info
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- JP3099412B2 JP3099412B2 JP03107201A JP10720191A JP3099412B2 JP 3099412 B2 JP3099412 B2 JP 3099412B2 JP 03107201 A JP03107201 A JP 03107201A JP 10720191 A JP10720191 A JP 10720191A JP 3099412 B2 JP3099412 B2 JP 3099412B2
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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、前記室温
センサ、第１の演算器および第２の演算器の出力を入力
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、前記室温
センサ、第１の演算器および第２の演算器の出力を入力
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、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、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。ファ
ジー推論部５は第１の演算器３と第２の演算器４と室温
センサ１の出力信号を入力としている。一方、暖房制御
部６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７、送風モータ
８の通電制御を行うとともに、ファジー推論部５に現在
の暖房状態を出力する。ファジー推論部５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９に出力
し、加湿ヒータ（加湿部）１０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。ファ
ジー推論部５は第１の演算器３と第２の演算器４と室温
センサ１の出力信号を入力としている。一方、暖房制御
部６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７、送風モータ
８の通電制御を行うとともに、ファジー推論部５に現在
の暖房状態を出力する。ファジー推論部５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９に出力
し、加湿ヒータ（加湿部）１０を位相制御する。
【０００９】温風暖房器には、加湿吹き出口１１、加湿
水を供給するカートリッジタンク１２および暖房用温風
の吹き出口１３を設けており、暖房制御部６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１２より供給された水を図３に示すような金属
管１４の周りをマイカシート１５で覆い、その上からヒ
ータ線１６を巻き付けた加熱ヒータ１０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１２および暖房用温風
の吹き出口１３を設けており、暖房制御部６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１２より供給された水を図３に示すような金属
管１４の周りをマイカシート１５で覆い、その上からヒ
ータ線１６を巻き付けた加熱ヒータ１０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、位相制御部９から１００％位
相出力が加湿ヒータ１０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、位相制御部９から１００％位
相出力が加湿ヒータ１０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１０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６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７、送風モータ８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）に迅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７、送風モータ８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）に迅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】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（％）との３つのアナログの値と、そしてクリス
プな値として暖房能力（強／弱／切）の計４つの入力が
ファジー推論部５に入力する。そして出力として、加湿
ヒータ１０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５では、上記３つのアナログ入力値
を図５（ａ）〜（ｃ）に示すようにそれぞれ３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（％）との３つのアナログの値と、そしてクリス
プな値として暖房能力（強／弱／切）の計４つの入力が
ファジー推論部５に入力する。そして出力として、加湿
ヒータ１０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５では、上記３つのアナログ入力値
を図５（ａ）〜（ｃ）に示すようにそれぞれ３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。
【００１５】
【表１】
【００１６】以上のようにして求めた加湿ヒータ１０の
位相制御値を用いて位相制御部９が加湿ヒータ１０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９が加湿ヒータ１０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。
【００１７】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
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
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。
【００１８】
【表２】
【００１９】
【表３】
【００２０】（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。
【００２１】
【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
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 ファジー推論部 １０ 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、前記室温
センサ、第１の演算器および第２の演算器の出力を入力
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請求項１記載の加湿
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03107201A JP3099412B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 加湿装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03107201A JP3099412B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 加湿装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04335943A JPH04335943A (ja) | 1992-11-24 |
| JP3099412B2 true JP3099412B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=14453049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03107201A Expired - Fee Related JP3099412B2 (ja) | 1991-05-13 | 1991-05-13 | 加湿装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3099412B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3497738B2 (ja) * | 1998-07-29 | 2004-02-16 | シャープ株式会社 | 加湿器 |
| US9802022B2 (en) * | 2008-03-06 | 2017-10-31 | Resmed Limited | Humidification of respiratory gases |
| RU2583247C2 (ru) * | 2011-01-07 | 2016-05-10 | Конинклейке Филипс Н.В. | Узел инкубатора и связанное с ним устройство управления, которое управляет удельной влажностью |
| JP6832766B2 (ja) * | 2017-03-27 | 2021-02-24 | シャープ株式会社 | 加湿装置、およびその制御方法 |
-
1991
- 1991-05-13 JP JP03107201A patent/JP3099412B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04335943A (ja) | 1992-11-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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