JP2011214782A - 空気調和機 - Google Patents

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Abstract

【課題】外気温度により使用者が通常選択する運転モードと異なる運転モードで空気調和機が運転されることを防止し、これにより、使用者に空気調和機使用時に違和感を与えることがない空気調和機を提供する。
【解決手段】室温と設定温度に基づいて、運転モードを冷房運転モードまたは暖房運転モードに自動的に切換える自動モードの運転が可能な空気調和機において、室内機は、冷房運転モードから暖房運転モードに切換える閾値である暖房切換温度と、暖房運転モードから冷房運転モードに切換える閾値である冷房切換温度が所定の温度差を持って設定され、かつ、外気温度の高低を判定するための第1基準温度と、この第1基準温度よりも低い第2基準温度が予め記憶されており、外気温度が第1基準温度よりも高いとき、暖房切換温度を所定値だけ低くなるように変更し、外気温度が第2基準温度よりも低いとき、冷房切換温度を所定値だけ高くなるように変更する。
【選択図】図2

Description

本発明は、空気調和機の自動運転制御に関する。
従来から、室外機と室内機を備える空気調和機には、室温と設定温度の関係に応じて、冷房運転モードまたは暖房運転モードに運転モードを自動的に切換える自動モードの運転が可能になっているものがある。この自動モードの運転では、境界温度を切換判定条件として運転モードを切換えるようになっている。この境界温度は、室内機に予め設定された運転モードを切換える閾値である運転モード切換温度であり、室温が運転モード切換温度以上で冷房運転モード、運転モード切換温度未満で暖房運転モードに切換えられるようになっている。
しかしながら、上述のような空気調和機では、境界温度を切換判定条件として運転モードを切換えるため、使用者の希望する室温である設定温度が境界温度に近くかつ差が少ない場合、室温が設定温度に調整されるとき、室温が室内負荷の僅かな変化により変動すると、運転モードが頻繁に切換わってしまうという問題が生じる。
このような問題を解決する空気調和機として、切換判定条件を境界温度でなく、一定の範囲を持たせた境界範囲とするものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。具体的には、暖房運転モードから冷房運転モードに切換える閾値である冷房切換温度と、冷房運転モードから暖房運転モードに切換える閾値である暖房切換温度とを異なる温度とし、冷房切換温度と暖房切換温度との間に数℃の温度差を持たせ、この温度差を境界範囲として切換判定条件とするものである。
このように、特許文献1に開示されている空気調和機では、切換判定条件を境界範囲としているため、設定温度が境界温度に近くかつ差が少ない場合、室温が設定温度に調整されるとき、室温が室内負荷の僅かな変化により変動しても、運転モードが頻繁に切換わってしまうことがなくなる。しかしながら、特許文献1に開示されている空気調和機では、冷房切換温度と暖房切換温度はそれぞれ固定値になっており、これに伴い、境界範囲も固定された範囲になっている。
このため、例えば、冷房切換温度が設定温度+数℃、暖房切換温度が設定温度−数℃に設定された空気調和機が暖房運転モードで運転中に、日照などの空気調和機に起因しない熱源により室温が上昇した場合、室温が冷房切換温度に到達してしまい、運転モードが暖房運転モードから冷房運転モードに切換わってしまうおそれがある。
また、1フロアに複数台の室内機が設置されているような場合、複数台の室内機間の設定温度の相違により、それぞれの室内機が担当する空調領域が、個別の設定温度に応じた温度に調整される。この温度調整により、それぞれの室内機が担当する空調領域間に温度差が生じ、温度の高い空調領域から温度の低い空調領域に空気の移動が生じる。
空調領域間での空気の移動によって、室内機が担当する空調領域によっては、設定温度よりも空調領域の温度が高くなったり、また、設定温度よりも空調領域の温度が低くなったりすることになる。この場合、設定温度よりも空調領域の温度が高くなった室内機においては、暖房運転モードで運転中に、空調領域の温度が、例えば、設定温度+数℃に設定している冷房切換温度に到達し、冷房運転モードに切換わってしまうおそれがある。また、設定温度よりも空調領域の温度が低くなった室内機においては、冷房運転モードで運転中に、空調領域の温度が、例えば、設定温度−数℃に設定している暖房切換温度に到達し、暖房運転モードに切換わってしまうおそれがある。
このように、空気調和機の運転モードが切換わってしまう結果、外気温度により使用者が通常選択する運転モード(例えば、冬季の暖房運転モードや夏季の冷房運転モード)と異なる運転モードで空気調和機が運転されることになり、これにより、使用者が違和感を感じてしまうという問題点があった。
特開平5−118625号公報(第2頁−第3頁、第2図、第3図)
本発明は上記問題点に鑑み、室温と設定温度の関係に応じて、運転モードを冷房運転モードまたは暖房運転モードに自動的に切換える自動モードの運転が可能な空気調和機において、外気温度により使用者が通常選択する運転モードと異なる運転モードで空気調和機が運転されることを防止し、これにより、使用者に空気調和機使用時に違和感を与えることがない空気調和機を提供することを目的とする。
本発明は上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、室外機と室内機とを備え、室温と設定温度に基づいて、運転モードを冷房運転モードまたは暖房運転モードに自動的に切換える自動モードの運転が可能な空気調和機において、前記室内機は、前記冷房運転モードから前記暖房運転モードに切換える閾値である暖房切換温度と、前記暖房運転モードから前記冷房運転モードに切換える閾値である冷房切換温度が所定の温度差を持ってそれぞれ設定され、かつ、前記室外機が設置されている外気温度の高低を判定するための第1基準温度と、同第1基準温度よりも低い第2基準温度が予め記憶されており、前記外気温度が前記第1基準温度よりも高いとき、前記暖房切換温度を所定値だけ低くなるように変更し、前記外気温度が前記第2基準温度よりも低いとき、前記冷房切換温度を所定値だけ高くなるように変更することを特徴とする。
本発明によれば、自動モードによる運転中に、外気温度により使用者が通常選択する運転モードと異なる運転モードで空気調和機が運転されることを防止し、これにより、使用者に空気調和機使用時に違和感を与えない、より使用感の良い空気調和機の運転を行うことができる。
本発明による空気調和機を示すブロック図である。 本発明による空気調和機の運転モード切換温度と外気温度の関係を示す説明図である。 本発明による室内機の自動モードの運転制御の一例を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。本実施形態による空気調和機は、図1に示すように、多室形空気調和機であって、1台の室外機100と3台の室内機200−1、200−2、200−3が通信線400により相互に接続され、3台の室内機200−1、200−2、200−3はそれぞれ、個別に冷房運転モードまたは暖房運転モードの運転モードに自動的に切換える自動モードの運転が可能となっている。また、室内機200−1、200−2、200−3に対応してリモコン300−1、300−2、300−3が設けられている。なお、本実施形態では、1台の室外機100としたが、複数台の室外機を備えてもよく、3台の室内機200−1、200−2、200−3としたが、この台数以外の室内機を備えてもよい。
リモコン300−1、300−2、300−3は対応する室内機200−1、200−2、200−3に対し、運転開始、室温の温度設定、運転モード、運転停止などの指示信号を出力する。
室外機100は、外気温センサ130と、室外機制御部110と、通信部120とを備えている。外気温センサ130は、外気温度を検出する外気温検出手段である。室外機制御部110は、室内機200−1、200−2、200−3からの情報に基づいて、図示しない四方弁、圧縮機、室外ファンなどを制御する。通信部120は、室内機200−1、200−2、200−3からの運転モードや室温の設定温度などの情報を受信し、その情報を室外機制御部110に送信する。また、通信部120は、室外機制御部110を介して受信した外気温センサ130からの情報を室内機200−1、200−2、200−3に送信する。なお、室温の設定温度は、使用者が希望する室内の温度として設定される温度(以下、設定温度と称す)である。
室内機200−1、200−2、200−3はそれぞれ、室温センサ230と、通信部220と、室内機制御部210とを備えている。室温センサ230は、室温を検出する室温検出手段である。通信部220は、室外機100との間で情報を送受信する通信手段である。室内機制御部210は、室温センサ230、対応するリモコンからの指示信号または通信部220からの情報に基づいて、図示しない膨張弁、室内ファンなどを制御する。
さらに、それぞれの室内機200−1、200−2、200−3が備える室内機制御部210には、運転モード切換温度設定手段と、外気温度取得手段と、外気温度判定手段と、運転モード切換温度変更手段と、運転モード切換手段と、運転モード切換温度初期化手段と、運転モード決定手段を有している。
運転モード切換温度設定手段は、冷房運転モードまたは暖房運転モードのいずれか一方に運転モードを切換える閾値である運転モード切換温度を設定する。設定された運転モード切換温度は、暖房運転モードから冷房運転モードに運転モードを切換える閾値である冷房切換温度と、冷房運転モードから暖房運転モードへの運転モードに切換える閾値である暖房切換温度である。
外気温度取得手段は、それぞれの室内機200−1、200−2、200−3が運転を開始した際、室外機100に備える外気温センサ130で検出した外気温度を取得し、この取得した外気温度を記憶する。外気温度判定手段は、判定のための第1基準温度と第2基準温度を予め記憶しており、外気温度取得手段で記憶した外気温度が、第1基準温度よりも高いのか、第1基準温度よりも低い第2基準温度よりも低いのか、あるいは、第1基準温度と第2基準温度の間であるかを判定する。
運転モード切換温度変更手段は、外気温度判定手段での判定の結果、外気温度が第1基準温度よりも高いときは暖房切換温度を所定値だけ低くし、外気温度が第2基準温度よりも低いときは冷房切換温度を所定値だけ高くするように変更する。なお、外気温度が第1基準温度と第2基準温度の間であるときは運転モード切換温度を変更しない。
運転モード切換手段は、それぞれの室内機200−1、200−2、200−3に備える室温センサ230で検出した室温が運転モード切換温度に到達した際、運転モードを切換える。運転モード切換温度初期化手段は、運転モード切換温度変更手段で冷房切換温度または暖房切換温度を変更したのち、それぞれの室内機200−1、200−2、200−3の運転状況の変化(後述する運転停止の指示、マニュアルモードへの運転変更、運転モードの切換)があった場合、変更された冷房切換温度または暖房切換温度を、初期値である運転モード切換温度設定手段で設定された冷房切換温度または暖房切換温度に戻す。
運転モード決定手段は、それぞれのリモコン300−1、300−2、300−3からの指示信号に応じて、冷房運転モードまたは暖房運転モードのいずれか一方に運転モードを決定する。
以上の説明から、室内機200−1、200−2、200−3が備える室内機制御部210に、上述した各手段を有することで、室内機200−1、200−2、200−3は、個別に冷房運転モードまたは暖房運転モードに運転モードを自動的に切換える閾値である運転モード切換温度を調整することが可能になっている。
なお、室内機200−1、200−2、200−3が備える室内機制御部210に設けられている上述した各手段は、室内機200−1、200−2、200−3に備える図示しない記憶部に記憶されたプログラムに従って動作するようになっている。
次に、本実施形態における多室形空気調和機の運転動作について説明する。なお、以下の説明においては、室内機の設定温度と、同室内機が存在する部屋の室温に応じて、冷房運転モードと暖房運転モードを適宜自動で切換える運転モードを自動モードとし、リモコンからの指示信号に応じて、冷房運転モードまたは暖房運転モードを切換える運転モードをマニュアルモードとして説明する。
また、本実施形態における多室形空気調和機は、1フロア(広い部屋)内に、室内機200−1、200−2、200−3が所定の間隔で配置されているものとし、フロア内の室温は均一になっているものとする。
図2は本実施形態における多室形空気調和機の自動モード運転時の運転モード切換温度と外気温度の関係を示したものである。図2を用いて、上述した前提のもとで、全ての室内機200−1、200−2、200−3において自動モードの運転が行われ、室内機200−1の設定温度が24℃、室内機200−2の設定温度が28℃、室内機200−3の設定温度が22℃であるときの、運転モード切換温度を調整する動作について説明する。
それぞれの室内機200−1、200−2、200−3には、冷房切換温度は設定温度+2℃、暖房切換温度は設定温度−2℃としてそれぞれ設定されている。したがって、設定温度が変更された場合には、それに応じて冷房切換温度も暖房切換温度も変更される。
それぞれの室内機200−1、200−2、200−3は、設定温度と室温に応じて、冷房運転モードまたは暖房運転モードのいずれかの運転モードで自動モード運転が開始される。それぞれの室内機200−1、200−2、200−3は、室温が設定温度より高い場合、冷房運転モードで運転が開始され、室温が設定温度に近くなるように運転され、室温が設定温度より低い場合、暖房運転モードで運転が開始され、室温が設定温度に近くなるように運転される。
それぞれの室内機200−1、200−2、200−3は、冷房運転モードで運転が開始され、室温が設定温度に達すると、冷房サーモ運転に移行し、また、暖房運転モードで運転が開始され、室温が設定温度に達すると、暖房サーモ運転に移行する。
なお、冷房サーモ運転とは、設定温度と室温の温度差に基づいて、極力室温の上昇や下降がないようにするため、冷房サーモオフ運転と冷房サーモオン運転とが交互に所定の時間間隔で繰返される運転である。冷房サーモオフ運転とは、図示しない室内機熱交換器に接続される膨張弁の開度を調整することにより、冷媒の流通を止め、さらに室内ファンの回転を継続させることにより、極力室温の下降がないように(送風のみ、すなわち、室内機から室内に冷風が供給されないように)する運転である。一方、冷房サーモオン運転とは、過熱度を一定に保持するために、室内機熱交換器に接続される膨張弁の開度を調整して冷媒流通量を制御し、さらに室内ファンの回転を継続させることにより、極力室温の上昇がないように(室内機から室内に冷風が供給されるように)する運転である。
また、暖房サーモ運転とは、設定温度と室温の温度差に基づいて、極力室温の上昇や下降がないようにするため、暖房サーモオフ運転と暖房サーモオン運転とが交互に所定の時間間隔で繰返される運転である。暖房サーモオフ運転とは、室内機熱交換器に接続される膨張弁の開度を調整することにより、冷媒流通量を最小とし、さらに室内ファンの回転を停止、または間欠運転させることにより、極力室温の上昇がないように(室内機から室内に温風が供給されないように)する運転である。一方、暖房サーモオン運転とは、過冷却度を一定に保持するために、室内機熱交換器に接続される膨張弁の開度を調整して冷媒流通量を制御し、さらに室内ファンの回転を継続させることにより、極力室温の下降がないように(室内機から室内に温風が供給されるように)する運転である。
室温が設定温度に達し、上述した各サーモ運転に移行することで、それぞれの室内機200−1、200−2、200−3が担当する空調領域における温度(室内機毎の室温)は、それぞれの室内機で設定されている設定温度になっていく。このため、それぞれの室内機200−1、200−2、200−3が担当する空調領域は、それぞれの設定温度の違いによって温度差が生じ、空調領域間では温度の高い方から低い方に熱の移動が生じることになる。
この結果、それぞれの空調領域が相互に影響を及ぼし合い、室内機200−1と室内機200−3が担当する空調領域に対しては室温が上昇するように作用し、室内機200−2が担当する空調領域に対しては室温が下降するように作用することになる。
次に、以上説明したように、それぞれの室内機200−1、200−2、200−3が担当する空調領域における温度が変化した場合の、運転モード切換温度を調整する動作について、図2を用いて説明する。なお、以下の説明においては、上述の空調領域相互の熱の移動により、室内機200−1が担当する空調領域における温度は24℃から26℃に上昇し、室内機200−2が担当する空調領域における温度は28℃から26℃に下降し、室内機200−3が担当する空調領域における温度は22℃から24℃に上昇したものとして説明する。
さらに、図2に示すように、それぞれの室内機200−1、200−2、200−3に備える室内機制御部210に設けられた外気温度判定手段において、予め記憶している第1基準温度を25℃、第2基準温度を10℃とし、冷房運転モードで運転中であって、外気温度取得手段において記憶している外気温度が30℃である場合と、暖房運転モードで運転中であって、外気温度取得手段において記憶している外気温度が8℃である場合に分けて説明する。
まず、冷房運転モードで運転中であって、外気温度取得手段において記憶している外気温度が30℃である場合について説明する。この場合、室内機200−2では、外気温度が第1基準温度より高いため、暖房切換温度を2℃低く、すなわち、26℃から24℃に変更される。室内機200−2では、変更される前の暖房切換温度である26℃のときには、空調領域の温度が暖房切換温度に到達し、暖房運転モードに切換わってしまうが、暖房切換温度を24℃に変更することにより、空調領域の温度が暖房切換温度に到達することがない。この結果、室内機200−2では、冷房運転モードによる運転を維持することができる。これにより、使用者が外気温度が高いときに通常選択する運転モード(冷房運転モード)と異なる運転モードに切換わることがなく、使用者に空気調和機使用時に違和感を与えることがないようにすることができる。
なお、室内機200−1と室内機200−3も、室内機200−2と同様に、外気温度が第1基準温度より高いため、暖房切換温度を2℃低く、すなわち、室内機200−1では22℃から20℃に変更され、室内機200−3では20℃から18℃に変更され、冷房運転モードによる運転が維持される。
次に、暖房運転モードで運転中であって、外気温度取得手段において記憶している外気温度が8℃である場合について説明する。この場合、室内機200−1では、外気温度が第2基準温度より低いため、冷房切換温度を2℃高く、すなわち、26℃から28℃に変更される。室内機200−1では、変更される前の冷房切換温度である26℃のときには、空調領域の温度が冷房切換温度に到達し、冷房運転モードに切換わってしまうが、冷房切換温度を28℃に変更することにより、空調領域の温度が冷房切換温度に到達することがない。この結果、室内機200−1では、暖房運転モードによる運転を維持することができる。これにより、使用者が外気温度が低いときに通常選択する運転モードと異なる運転モード(暖房運転モード)に切換わることがなく、使用者に空気調和機使用時に違和感を与えることがないようにすることができる。
室内機200−3では、室内機200−1と同様に、外気温度が第2基準温度より低いため、冷房切換温度を2℃高く、すなわち、冷房切換温度が24℃から26℃に変更される。室内機200−3では、変更される前の冷房切換温度である24℃のときには、空調領域の温度が冷房切換温度に到達し、冷房運転モードに切換わってしまうが、冷房切換温度を26℃に変更することにより、空調領域の温度が冷房切換温度に到達することがない。この結果、室内機200−1と同様な効果を得ることができる。
なお、室内機200−2も、室内機200−1と同様に、外気温度が第2基準温度より低いため、冷房切換温度を2℃高く、すなわち、30℃から32℃に変更され、暖房運転モードによる運転が維持される。
なお、それぞれの室内機200−1、200−2、200−3では、例えば、外気温度取得手段において記憶している外気温度が20℃である場合、冷房運転モードまたは暖房運転モードの運転モードに関らず、外気温度が第1基準温度と第2基準温度の間の温度になっているため、運転モード切換温度は変更されない。
以上説明してきた本実施形態によれば、それぞれの室内機200−1、200−2、200−3において、外気温度が第1基準温度よりも高いか、第2基準温度よりも低いかを判定することにより、それぞれの室内機200−1、200−2、200−3では、外気温度により使用者が通常選択する運転モードと異なる運転モードで運転されることが防止され、これにより、使用者に違和感を与えることがないようにすることができる。
なお、本実施形態では、多室形空気調和機に関するものであるが、本発明はこれに限定するものではなく、室外機1台、室内機1台の所謂家庭用空気調和機でも実施可能である。この場合、本実施形態と同様に、室外機に外気温センサを設け、この外気温センサで検出した外気温度を、予め記憶された第1基準温度および第2基準温度と比較し、この結果に応じて、設定温度+数℃で設定された冷房切換温度および設定温度−数℃で設定された暖房切換温度にそれぞれ、X℃加算またはX℃減算することで実施可能である。
また、本実施形態では、自動モードの運転中、室内機制御部210は、各リモコンからの運転停止の指示信号の有無を判断するようになっている。この判断の結果、運転停止の指示信号が有るとき、室内機制御部210に設けられた運転モード切換温度初期化手段は、運転モード切換温度を、運転モード切換温度設定手段で予め設定された運転モード切換温度、すなわち、初期値に戻し、自動モード運転を終了するようになっている。
更に、本実施形態では、自動モードの運転中、室内機制御部210は、各リモコンからの運転変更の指示信号の受信により、室内機制御部210に設けられた運転モード決定手段でマニュアルモードへの運転変更があるか否かを判断するようになっている。この判断の結果、マニュアルモードへの運転変更があるとき、室内機制御部210に設けられた運転モード切換温度初期化手段は、運転モード切換温度を、運転モード切換温度設定手段で予め設定された運転モード切換温度、すなわち、初期値に戻し、自動モード運転を終了してマニュアルモードへの運転に変更するようになっている。
図3は本実施形態におけるそれぞれの室内機200−1、200−2、200−3の自動モード運転制御を示すフローチャートである。図3において、Sはステップを、数字はステップ番号をそれぞれ表す。なお、それぞれの室内機200−1、200−2、200−3は、同一の運転制御であるため、室内機200−1のみを説明する。
図3に示すように、室内機200−1は、自動モード運転を開始すると、室内機制御部210に設けられた外気温度判定手段において、外気温度が第1基準温度よりも高いか否かを判断する(S1)。室内機制御部210に設けられた外気温度判定手段は、外気温度が第1基準温度以上のとき(S1−YES)、S2に移行し、外気温度が第1基準温度よりも低ければ(S1−NO)、S3に移行する。
S2において、室内機制御部210に設けられた運転モード切換温度変更手段は、予め設定されている暖房切換温度からX℃減算し、S5に移行する。
S3において、室内機制御部210に設けられた外気温度判定手段は、外気温度が第2基準温度よりも低いか否かを判断し、外気温度が第2基準温度以下のとき(S3−YES)、S4に移行し、外気温度が第2基準温度よりも高ければ(S3−NO)、S5に移行する。
S4において、室内機制御部210に設けられた運転モード切換温度変更手段は、予め設定されている冷房切換温度からX℃加算し、S5に移行する。
S5において、室内機制御部210に設けられた運転モード切換手段は、運転モード切換温度に到達したか否かを判断し、運転モード切換温度に到達した場合(S5−YES)、S6に移行し、運転モード切換温度に到達していない場合(S5−NO)、S5のステップを繰返し実行する。
S6において、室内機制御部210に設けられた運転モード切換手段は、冷房運転モードであれば暖房運転モードに、暖房運転モードであれば冷房運転モードに切換え、S7に移行する。
S7において、室内機制御部210に設けられた運転モード切換温度初期化手段は、運転モード切換温度を、運転モード切換温度設定手段で予め設定された運転モード切換温度、すなわち、初期値に戻し、S1のステップに戻り、S1以降を繰返し実行する。
100 室外機
110 室外機制御部
120 通信部
130 外気温センサ
200−1 室内機
200−2 室内機
200−3 室内機
210 室内機制御部
220 通信部
230 室温センサ
300−1 リモコン
300−2 リモコン
300−3 リモコン
400 通信線

Claims (2)

  1. 室外機と室内機とを備え、室温と設定温度に基づいて、運転モードを冷房運転モードまたは暖房運転モードに自動的に切換える自動モードの運転が可能な空気調和機において、
    前記室内機は、前記冷房運転モードから前記暖房運転モードに切換える閾値である暖房切換温度と、前記暖房運転モードから前記冷房運転モードに切換える閾値である冷房切換温度が所定の温度差を持ってそれぞれ設定され、かつ、前記室外機が設置されている外気温度の高低を判定するための第1基準温度と、同第1基準温度よりも低い第2基準温度が予め記憶されており、
    前記外気温度が前記第1基準温度よりも高いとき、前記暖房切換温度を所定値だけ低くなるように変更し、前記外気温度が前記第2基準温度よりも低いとき、前記冷房切換温度を所定値だけ高くなるように変更することを特徴とする空気調和機。
  2. 前記空気調和機は、1または複数の室外機と、複数の室内機とで構成された多室形空気調和機であることを特徴とする請求項1に記載の空気調和機。
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