JP2017096511A - 空調制御システム、空調制御方法及び制御プログラム - Google Patents

空調制御システム、空調制御方法及び制御プログラム Download PDF

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Abstract

【課題】ユーザに適した温湿度環境と結露抑制とを実現し得る空調制御システムを提供する。【解決手段】空調制御システム10は、屋内の複数領域各々の温度を測定する測定部70と、空調機構50の調整目標としての温度及び湿度を示す設定情報を取得する設定情報取得部110と、一部の領域における結露発生の許容を示す許容情報を取得する許容情報取得部130と、測定部70による測定結果とに基づいて、空調機構50を設定情報に従って制御した場合に複数領域各々に結露が発生するか否かを推定する推定部120と、複数領域のいずれにも結露が発生しないと推定された場合には、設定情報が示す温度及び湿度に調整するよう空調機構50を制御し、複数領域のいずれかに結露が発生すると推定された場合には、許容情報と設定情報とに基づいて温度及び湿度を決定し、決定した温度及び湿度に調整するように空調機構50を制御する制御部140とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、空気調和(空調)機構の制御を行う空調制御システム、並びに、この空調制御システムで用いられる空調制御方法及び制御プログラムに関する。
従来、室内の温度及び湿度により結露の発生を判定して結露防止制御を行う空気調和機が知られている(特許文献1参照)。
特開2013−47583号公報
上述した特許文献1の空気調和機により、断熱性能の比較的低い住宅での結露の発生の防止が可能となる。しかし、結露の発生の防止のために、宅内が低湿度へと調整されることになる。この低湿度は、例えば肌、粘膜の乾燥を招くこと等からユーザ(住宅の住人等)にとって不適切な湿度となる場合が生じ得る。
そこで、本発明は、屋内(住宅等の建築物の内部)の温度及び湿度を調整する空調機構を制御することで、ユーザのニーズに適合した温湿度環境と結露抑制とを実現し得る空調制御システムを提供することを目的とする。また、本発明は、この空調制御システムで用いられる空調制御方法及び制御プログラムを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の一態様に係る空調制御システムは、屋内の複数領域それぞれの温度を測定する測定部と、屋内の温度及び湿度を調整する空調機構の調整目標としての温度及び湿度を示す設定情報を取得する設定情報取得部と、前記複数領域の一部における結露の発生を許容することを示す許容情報を取得する許容情報取得部と、前記設定情報と前記測定部による測定結果とに基づいて、前記空調機構を前記設定情報に従って制御した場合に前記複数領域それぞれに結露が発生するか否かを所定推定アルゴリズムにより推定する推定部と、前記推定部により、前記複数領域のいずれにも結露が発生しないと推定された場合には、前記設定情報が示す温度及び湿度に調整するよう前記空調機構を制御し、前記複数領域のいずれかに結露が発生すると推定された場合には、前記許容情報と前記設定情報とに基づいて温度及び湿度を決定し、決定した温度及び湿度に調整するように前記空調機構を制御する制御部とを備える。
また、上記目的を達成するために本発明の一態様に係る空調制御方法は、屋内の温度及び湿度を調整する空調機構を制御する空調制御システムにおいて用いられる空調制御方法であって、屋内の複数領域それぞれの温度を測定する測定ステップと、前記空調機構の調整目標としての温度及び湿度を示す設定情報を取得する設定情報取得ステップと、前記複数領域の一部の領域における結露の発生を許容することを示す許容情報を取得する許容情報取得ステップと、前記設定情報と前記測定ステップで測定した測定結果とに基づいて、前記空調機構を前記設定情報に従って制御した場合に前記複数領域それぞれに結露が発生するか否かを所定推定アルゴリズムにより推定する推定ステップと、前記推定ステップにより、前記複数領域のいずれにも結露が発生しないと推定された場合には、前記設定情報が示す温度及び湿度に調整するよう前記空調機構を制御し、前記複数領域のいずれかに結露が発生すると推定された場合には、前記許容情報と前記設定情報とに基づいて温度及び湿度を決定し、決定した温度及び湿度に調整するように前記空調機構を制御する制御ステップとを含む。
また、上記目的を達成するために本発明の一態様に係る制御プログラムは、プロセッサを備える制御装置に、屋内の温度及び湿度を調整する空調機構を制御する空調制御処理を実行させるための制御プログラムであって、前記空調制御処理は、屋内の複数領域それぞれの温度の測定結果を取得する測定結果取得ステップと、前記空調機構の調整目標としての温度及び湿度を示す設定情報を取得する設定情報取得ステップと、前記複数領域の一部の領域における結露の発生を許容することを示す許容情報を取得する許容情報取得ステップと、前記設定情報と前記測定ステップで測定した測定結果とに基づいて、前記空調機構を前記設定情報に従って制御した場合に前記複数領域それぞれに結露が発生するか否かを所定推定アルゴリズムにより推定する推定ステップと、前記推定ステップにより、前記複数領域のいずれにも結露が発生しないと推定された場合には、前記設定情報が示す温度及び湿度に調整するよう前記空調機構を制御し、前記複数領域のいずれかに結露が発生すると推定された場合には、前記許容情報と前記設定情報とに基づいて温度及び湿度を決定し、決定した温度及び湿度に調整するように前記空調機構を制御する制御ステップとを含む。
本発明の一態様に係る空調制御システム、空調制御方法によれば、ユーザのニーズに適合した温湿度環境と結露抑制とが実現され得る。また、本発明の一態様に係る制御プログラムが実行されて屋内で空調制御が実施されることにより、ユーザのニーズに適合した温湿度環境と結露抑制とが実現され得る。
実施の形態1に係る空調制御システムの概略構成を示す図である。 実施の形態1に係る空調機構の調整目標を示す設定情報の一例を示す図である。 温度センサから取得する測定結果(温度)の一例を示す図である。 実施の形態1に係る制御装置における制御処理の一例を示すフローチャートである。 実施の形態1に係る制御装置において算定された飽和水蒸気量の一例を示す図である。 実施の形態1に係る制御装置が表示する画面(結露許容領域指定画面)の一例を示す図である。 実施の形態1に係る制御装置が表示する画面(温度湿度選択画面)の一例を示す図である。 実施の形態2に係る空調制御システムの概略構成を示す図である。
(実施の形態1)
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ここで示す実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、並びに、ステップ(工程)及びステップの順序等は、一例であって本発明を限定するものではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意に付加可能な構成要素である。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。
以下、本発明の一実施形態に係る空調制御システムについて説明する。
(構成)
図1は、実施の形態1に係る空調制御システム10の概略構成を示す図である。同図の例は、建築物である住宅20の内部(屋内)に設けられた空調制御システム10の各構成要素を示している。
空調制御システム10は、空調機構50、測定部70及び制御装置100を含んで構成される。
空調機構50は、住宅20の内部(屋内)の空気の温度及び湿度を調整するための全館空調システムである。屋内は、例えば、リビングルーム、ダイニングルーム、調理室、寝室、玄関、廊下等の各部屋を含み得る。
空調機構50は、例えば、空気を加熱又は冷却する空気調和用の熱交換器と、空気を加湿する加湿器と、空気を屋内の各部(部屋等)に送るためのファンを有する送風機と、送風機による空気の流れを各部屋等に導く分岐を有するエアダクトと、エアダクト等において空気を導く経路の開閉のための複数の弁と、エアダクトからの空気を屋内の各部屋等へ送出する複数のエア吹出口と、熱交換器、加湿器、送風機及び弁を制御する制御回路とを含む。制御回路は、制御装置100からの指令(制御信号)に従って、熱交換器、加湿器、送風機及び弁を制御し、例えば、屋内の空気の温度及び湿度を選択的に変更し得る。即ち、制御回路は、制御装置100からの指令内容毎に対応して予め規定されている各部(熱交換器、加湿器、送風機及び弁)の状態となるよう各部を制御する。指令内容としては、例えば、目標温度、目標湿度等の指定が含まれる。
測定部70は、屋内の複数の場所(スポット)としての局所的な各領域に配置された温度センサ71a〜71cにより構成される。図1では温度センサ71a、71b、71cのそれぞれが領域A、領域B、領域Cに配置されていることを例示している。温度センサ71a〜71cを、例えば窓際、壁際等の結露が比較的発生し易い場所に所在する局所的な領域に配置することが有用であるが、その他の場所に所在する領域に配置してもよい。ここでは、説明の便宜上、3つの温度センサ71a〜71cを示すが、空調制御システム10において屋内各所の領域に配置した2つ又は4つ以上の温度センサを利用してもよい。温度センサ71a〜71cは、配置された領域における空気の温度を測定する。温度センサ71a〜71cは、測定結果(温度)を出力し、その測定結果は、制御装置100に伝達される。なお、各温度センサ71a〜71cが測定結果を制御装置100に直接伝達する他に、測定部70に転送装置(不図示)を含ませて、転送装置が各温度センサ71a〜71cからの測定結果を受け取って制御装置100に転送することとしてもよい。
制御装置100は、ユーザの希望する温度及び湿度を示す設定情報等を取得して、測定部70(各温度センサ)による測定結果に基づいて、空調機構50を制御する装置である。制御装置100は、例えば、入力装置、表示装置(ディスプレイ)、メモリ、通信回路及びプロセッサ(マイクロプロセッサ)を備えるコンピュータである。メモリは、プログラム及びデータを予め保持しているROM、プログラムの実行に際してデータ等の記憶に利用するためのRAM等であり、例えば不揮発性メモリを含んでいてもよい。プロセッサは、メモリに格納されたプログラムを実行することにより通信回路等を制御して各種処理を行う。通信回路は、無線或いは有線で通信するための回路である。この通信回路により、制御装置100は、測定部70(各温度センサ71a〜71c)、及び、空調機構50と通信可能である。入力装置は、ユーザによる操作を受け付ける装置であり、例えばキーボード、操作ボタン、タッチパネル等である。また、制御装置100は、データの記憶等のためにハードディスク装置等を有してもよい。
制御装置100は、空調機構50を制御する空調制御方法としての制御処理を実行するために、機能面では、図1に示すように設定情報取得部110、推定部120、許容情報取得部130及び制御部140を備える。
設定情報取得部110は、プログラムを実行するプロセッサ、メモリ、入力装置等により実現され、ユーザの操作を受け付けることで設定情報を取得する機能を有する。図2に、設定情報取得部110が取得する設定情報の一例を示す。設定情報は、図2に示すように設定温度及び設定湿度を含む。設定温度は、ユーザが希望する温度であり、設定湿度は、ユーザが希望する湿度(相対湿度)である。この設定温度及び設定湿度は、制御部140により、一定条件下で空調機構50に調整目標としての目標温度及び目標湿度を指定した指令を送信するために、用いられ得る。ここでは説明の便宜上、空調制御システム10において温度は1℃単位、湿度は5%単位の分解能で取り扱うものとして説明するが、任意の単位を採用可能である。
推定部120は、プログラムを実行するプロセッサ等により実現される。推定部120は、設定情報取得部110により取得された設定情報と測定部70による測定結果とに基づいて、空調機構50を設定情報に従って制御した場合に領域A〜Cのそれぞれに結露が発生するか否かを所定推定アルゴリズムにより推定する機能を有する。所定推定アルゴリズムは例えば、次の3つの処理手順(第1〜第3処理)を含んで構成される。
第1処理として、設定情報が示す設定温度(℃)及び設定湿度(%)に基づいて屋内の空気中の水蒸気量(g/m)を算定する。具体的には、設定温度に対応した飽和水蒸気量を、従来知られた数式に基づいて設定温度から算定し、その飽和水蒸気量と設定湿度(相対湿度)とから水蒸気量を算定する。例えば温度t(℃)から飽和水蒸気圧の近似値e(t)(hPa)を求めるTetensの式等が知られており、飽和水蒸気量a(t)は例えば飽和水蒸気圧e(t)と温度tとに基づいてa(t)=217e(t)/(t+273.15)として算定される。図2に示す設定温度及び設定湿度に対しては、例えば、水蒸気量は13g/mとなる。また、第2処理として、領域A〜Cのそれぞれについて、測定部70(温度センサ71a〜71c)により測定されたその領域の温度に基づいて、従来知られた数式に基づいてその領域における飽和水蒸気量(g/m)を算定する。なお、推定部120は、数式に基づく飽和水蒸気量の算定の代わりに、温度毎に飽和水蒸気量を対応付けた対応表を用いて、温度の測定結果から飽和水蒸気量を特定してもよい。なお、第1処理と第2処理とはいかなる順序で実行してもよいし、同時に実行してもよい。第3処理として、領域A〜Cのそれぞれについて、第2処理で算定したその領域における飽和水蒸気量が、第1処理で算定した屋内の空気中の水蒸気量より小さい場合には結露が発生すると推定し、飽和水蒸気量が、算定した屋内の空気中の水蒸気量より大きい場合には結露が発生しないと推定する。なお、空調機構50に設定情報に従った空調動作を行わせても、住宅20の壁、窓等の配置、各部屋の構造その他の要因により、各局所的な領域A〜Cでの水蒸気を含む空気が一様にはならないため、各領域の飽和水蒸気量を算定して結露発生の推定に用いている。推定部120は、推定結果を制御部140に伝達する。
第2処理で用いる測定部70による測定結果を、図3に示す。図3に例示する測定結果は、測定部70から制御装置100が受信して一時的にメモリ等に保持したものであり、温度センサ71a〜71cのそれぞれを識別する温度センサID毎(或いは温度センサIDに対応付けた領域毎)についての温度の値を含む。制御装置100は、温度センサIDにより、領域A〜Cのそれぞれにおいて測定された温度を領域毎に区別することができる。なお、制御装置100が例えば各温度センサと接続する有線通信路を別々に定める場合等において制御装置100側で測定結果を受信した通信路を区別するように温度センサIDを定めることとしてもよい。また、各温度センサが、測定結果(温度)に温度センサIDを付して出力(つまり制御装置100への伝達)を行うこととしてもよい。また、測定部70が転送装置を含む場合に、転送装置が、受け取った測定結果を測定した温度センサに対応した温度センサIDをその測定結果に付加して制御装置100へ転送してもよい。
許容情報取得部130は、プログラムを実行するプロセッサ、メモリ、入力装置等により実現され、ユーザの操作を受け付けることで許容情報を取得して制御部140に伝える機能を有する。許容情報は、領域A〜Cのうち一部の領域における結露の発生を許容することを示す情報であり、例えば、領域A〜Cのうち結露の発生を許容する領域を示す情報である。
制御部140は、通信回路、プログラムを実行するプロセッサ等により実現される。制御部140は、推定部120から伝達された推定結果が、領域A〜Cのいずれにも結露が発生しないことを示す場合には、設定情報取得部110に取得された設定情報が示す設定温度及び設定湿度を目標として調整するよう空調機構50を制御する機能を有する。制御部140は、空調機構50の制御を、目標とする温度(目標温度)及び湿度(目標湿度)の指定を含む指令(制御信号)の送信により行う。また、制御部140は、推定部120から伝達された推定結果が、領域A〜Cのいずれかに結露が発生することを示す場合には、許容情報取得部130に伝えられた許容情報と、設定情報取得部110に取得された設定情報とに基づいて、温度及び湿度を決定し、決定した温度(目標温度)及び湿度(目標湿度)に調整するように空調機構50を制御する機能を有する。即ち、領域A〜Cのいずれかに結露が発生すると推定部120により推定された場合に、制御部140は、領域A〜Cのうち許容情報により結露の発生が許容された領域を除く領域で結露が生じないように空調機構50に指定する目標温度及び目標湿度を定める。
(動作)
以下、上述の構成を備える空調制御システム10の動作例について、制御装置100の動作を中心に説明する。
図4は、制御装置100における制御処理の一例を示すフローチャートである。以下、同図に即して制御処理を説明する。なお、同図の制御処理は例えばユーザが制御装置100に対して所定操作をした場合に実行される。所定操作は、例えば、空調制御システム10を稼働させるべく制御装置100に設定温度及び設定湿度に係る設定情報を入力する操作等である。なお、制御装置100が過去に入力された設定情報を保持して活用する場合において制御装置100は、ユーザが空調制御システム10を稼働させるために定められた操作ボタンの押下をした場合に制御処理を実行してもよい。
まず、設定情報取得部110は、ユーザの操作に応じて設定情報(設定温度及び設定湿度)を取得する(ステップS11)。上述したように、この設定情報は、過去に入力されたものでもよい。
また、制御装置100は、測定部70から屋内の領域A〜Cそれぞれの温度の測定結果を取得する(ステップS12)。
次に、推定部120は、所定推定アルゴリズムにより、領域A〜C各々の温度の測定結果に基づき、領域A〜C各々の飽和水蒸気量を算定し、設定情報に基づく空調制御を行った場合に領域A〜Cのそれぞれに結露が発生するか否かを推定する(ステップS13)。図3に例示した測定結果に対応して推定部120が算定した領域A〜Cの飽和水蒸気量は、例えば図5に示す内容となる。領域A〜Cのそれぞれに結露が発生するか否かは、上述した第1処理により算定した屋内の空気中の水蒸気量と、第2処理により算定した領域A〜Cのそれぞれにおける飽和水蒸気量とに基づいて、第3処理により判別(推定)される。例えば、図2に例示する設定情報に基づいて第1処理で算定される屋内の空気中の水蒸気量が13g/mとすると、図5の例によれば領域Bと領域Cとにおいて結露が発生すると推定される。
ステップS13で領域A〜Cのうちのいずれかの領域で結露が発生すると推定された場合には(ステップS14)、ステップS15〜S20に進み、領域A〜Cのうちのいずれの領域でも結露が発生しないと推定された場合にはステップS21に進む。領域A〜Cのうちのいずれかの領域で結露が発生すると推定された場合には、制御部140は、結露が発生すると推定された領域を表示装置に表示する(ステップS15)。そして、制御部140は、許容情報取得部130により、一部の領域での結露発生の許容に関する許容情報を取得する(ステップS16)。なお、ステップS15では、制御部140は、結露が発生すると推定された領域に加えて結露が発生しないと推定された領域を表示装置に表示してもよい。制御部140は、例えば図6に示すGUI(Graphical User Interface)画面90a(結露許容領域指定画面)を表示してユーザによる許容情報の入力を促してもよい。許容情報取得部130は、領域A〜Cのうち推定部120により結露が発生すると推定された1以上の各領域を表示して、結露を許容する領域を指定する操作を受け付けることで、その指定に係る領域を示す許容情報を取得する。図6に例示するGUI画面90aは、各領域に対する結露を許容するか否かのユーザによる指定を可能にするチェックボックス901及び指定完了操作用のボタン905を含んでいる。例えばこのチェックボックス901に対するユーザの操作を受けることで、許容情報取得部130は、どの領域の結露の発生が許容されるかを示す許容情報を取得する。なお、図6に例示するGUI画面90aにおいて、チェックボックス901を、結露が発生すると推定された領域(例えば領域B及び領域C)のみに付加してもよい。
続いて、制御部140は、許容情報取得部130により取得された許容情報と、設定情報取得部110により取得された設定情報とに基づいて、温度及び湿度の候補を算定して、その候補を表示装置に表示する(ステップS17)。この温度及び湿度の候補は、制御装置100が空調機構50に指定する目標温度及び目標湿度の決定に対する候補である。温度及び湿度の候補の算定は具体的には次のように行われる。即ち、制御部140は、設定情報が示す設定温度及び設定湿度の代わりに、候補の温度及び湿度に基づいて空気中の水蒸気量を算定したならば上述の所定推定アルゴリズムにより領域A〜Cのうち許容情報が示す領域以外の領域のいずれにも結露が発生しないと推定されることとなる、その候補としての温度及び湿度の組を複数算定する。算定した複数の候補は、表示装置に表示されて、ユーザが1つを選択するための選択肢となる。選択肢の数は任意であるが、ここでは3つ(3組の温度及び湿度)の選択肢となるように候補の算定を行うものとする。その選択肢となる3組の温度及び湿度を算定するために、例えば、設定情報が示す設定湿度及び設定温度に近いものを優先し、また、設定温度よりも設定湿度を優先する。図7に、ステップS17で表示装置に表示されるGUI画面90b(温度湿度選択画面)の一例を示す。制御部140は、候補に係る複数の温度及び湿度の表示を、設定情報が示す湿度に、より近い候補を優先した順序で並べた表示態様で行う。つまり設定湿度に、より近い候補をユーザとってより認識し易い態様で表示する。GUI画面90bでは、設定温度24℃、設定湿度60%に近い3つの候補(許容情報が示す領域以外の領域に結露を発生させない温度及び湿度の組)を、設定湿度60%に近いものを優先して優先順に上から並べて表示している。また、GUI画面90bは、3つの候補(選択肢)に対するユーザによる択一選択を可能にするラジオボタン902及び選択完了操作用のボタン906を含んでいる。
ステップS17に続いて、制御部140は、表示した選択肢に対する入力装置からのユーザの選択操作を受け付け(ステップS18)、その選択操作に応じて空調機構50に指定するための温度及び湿度を決定する(ステップS19)。
続いて制御部140は、ステップS19で決定した温度及び湿度を指定した指令を表す制御信号を空調機構50に送信することで空調機構50を制御する(ステップS20)。
また、ステップS13で領域A〜Cのうちのいずれの領域でも結露が発生しないと推定された場合に、制御部140は設定情報が示す設定温度及び設定湿度を指定した指令を表す制御信号を空調機構50に送信することで空調機構50を制御する(ステップS21)。
このように、空調制御システム10においては、制御装置100が、ユーザが結露の発生を許容した領域を除いて結露が発生しないように空調機構50の調整目標となる温度及び湿度を決定する。従って、ユーザは、屋内で結露が発生してもよい領域(例えば結露による水滴等を除去し易い場所等)を示す許容情報を制御装置100に与えれば、快適な温度及び湿度の環境を得ることができ、また、許容していない他の領域における結露の発生を防止できる。
(実施の形態2)
以下、空調制御システム10を変形して、住宅20の外部に所在するサーバと連携動作するように構成した空調制御システム10aについて説明する。この空調制御システム10aは、ユーザが、インフルエンザ等の特定のウィルス性疾患の流行状況に応じて感染を抑制するために住宅20の一部の領域における結露の発生を許容せざるを得ない場合に対応したものである。一部の領域の結露を許容して屋内の湿度を高く保つことでウィルスの活動の抑制に有効となる。
図8は、実施の形態2に係る空調制御システム10aの概略構成を示す図である。同図に示す空調制御システム10aの構成要素のうち上述した空調制御システム10の構成要素と同様のものについては、図1と同じ符号を付しており、説明を省略する。
空調制御システム10aは、空調機構50、測定部70及び制御装置100aを含んで構成される。なお、図8では、制御装置100aと、インターネット等の広域ネットワーク31を介して通信可能なサーバ30を付記している。
サーバ30は、例えばウェブサーバ機能を有するコンピュータであり、例えば行政機関、企業、民間団体等に運用される。ここでは、サーバ30は、インフルエンザ等の特定のウィルス性疾患の患者の検出数(地域毎の検出数)を反映した、その疾患の流行状況を示す流行状況情報を提供する機能を有するものとする。流行状況情報は、例えば、地域毎にその地域での患者の検出数が多いものから順に高レベル、中レベル、低レベルの3段階のレベル値をとる。
制御装置100aは、制御装置100と同様であるが、機能面で、許容情報取得部130の代わりに、許容情報取得部130を変形した許容情報取得部130aを有する。ここで特に説明しない点については、制御装置100aは、制御装置100と同様である。
許容情報取得部130aは、プログラムを実行するプロセッサ、メモリ、通信回路等により実現される。許容情報取得部130aは、サーバ30にアクセスして流行状況情報を受信し、流行状況情報に応じて許容情報を特定することで許容情報の取得を行う機能を有する。許容情報取得部130aは、制御装置100に予め設定された、住宅20及び空調機構50の所在する地域の識別情報を参照して、その地域に対応する患者の検出数を反映した流行状況情報のレベル値から許容情報を特定する。実施の形態1では、住宅20の屋内の領域A〜Cのうち一部の領域における結露の発生を許容することを示す許容情報は、一例として、領域A〜Cのうち結露の発生を許容する領域を示す情報であることとした。本実施の形態では、領域A〜Cのうち一部の領域における結露の発生を許容することを示す許容情報は、別の例として、領域A〜Cの全数に対する結露の発生を許容する領域の数の割合を示す情報であることとして説明する。割合は、例えば、結露の発生を許容する領域の数の、温度測定対象の全領域(領域A〜C)の数に対する比を示す。この結露の発生を許容する領域の数の割合を示す許容情報は、領域毎の温度の測定結果が低い方からその割合に該当する数の領域を、間接的に指定していると看做せる。このように看做すことで制御部140では、この結露の発生を許容する領域の数の割合を示す許容情報を、実施の形態1での許容情報と同様に扱うことができる。また、許容情報取得部130aは、例えば、該当の地域における流行状況情報のレベル値が高レベルであれば、許容情報の割合を2/3とし、中レベル又は低レベルであれば許容情報の割合を1/3とする。
制御部140は、推定部120から伝達された推定結果が、領域A〜Cのいずれかに結露が発生すると推定されたことを示す場合には、許容情報取得部130aに伝えられた許容情報と、設定情報取得部110に取得された設定情報とに基づいて、温度及び湿度を決定し、決定した温度(目標温度)及び湿度(目標湿度)に調整するように空調機構50を制御する機能を有する。即ち、領域A〜Cのいずれかに結露が発生すると推定された場合に、制御部140は、領域A〜Cのうち許容情報により結露の発生が許容された割合に該当する数の領域を除く領域で結露が生じないように空調機構50に指定する目標温度及び目標湿度を定める。詳細には、制御部140は、領域A〜Cのうち、測定部70により測定されたその領域の温度が高い方から許容情報が示す割合(比)に応じた数の領域を、結露の発生を許容する許容領域として特定する。そして、設定情報が示す温度及び湿度の代わりに、決定した温度及び湿度に基づいて、空気中の水蒸気量を算定したならば所定推定アルゴリズムにより領域A〜Cのうち許容領域以外の領域のいずれにも結露が発生しないと推定されるように、温度(目標温度)及び湿度(目標湿度)に係るその決定を行う。
制御装置100における制御処理は、図4のステップS15及びステップS16を、許容情報取得部130aがサーバ30から流行状況情報を受信して流行状況情報に応じて許容情報を特定する処理に変更する他は、実施の形態1で示した制御処理と同様である。
このように、空調制御システム10aにおいては、制御装置100が、ウィルス性疾患の流行に関する流行状況情報をサーバ30から受信する。制御装置100は、受信した流行状況情報から、感染抑制のために結露の発生を許容せざるを得ない領域の割合を特定し、許容した割合以外の領域では結露が発生しないように空調機構50の調整目標となる温度及び湿度を決定する。従って、ユーザは、住宅20の所在地域におけるウィルス性疾患の流行状況に応じて感染抑制のために適切な湿度の環境を得ることができる。
(他の実施の形態等)
以上、実施の形態1、2により空調制御システム10、10aについて説明したが、上述した実施の形態は一例にすぎず、各種の変更、付加、省略等が可能であることは言うまでもない。
上述の実施の形態1では、制御装置100が入力装置及び表示装置を備える例を示した。しかし制御装置100が入力装置及び表示装置を備えず、外部装置(例えばタブレット、スマートフォン等)と通信することでその外部装置を、表示のための表示装置として、或いは、設定情報、許容情報等の取得のための入力装置として、用いることとしてもよい。
また、上述の実施の形態1で示した許容情報の取得タイミングは一例に過ぎず、例えば許容情報は、設定情報の取得よりも前に取得されることとしてもよい。
また、上述した制御部140は、図4に示すステップS17、S18により、ユーザによる温度及び湿度の選択を受け付けることとしたが、ステップS17、S18を省略して、制御部140がユーザ操作を受けずに温度及び湿度を決定してもよい。但しこの温度及び湿度の決定は、設定情報が示す設定温度と設定湿度とを参照して、設定温度及び設定湿度にある程度近くなるように行われる。例えば、ステップS15〜S20の代わりに、制御部140が許容情報により結露が許容されない領域で結露が発生しないように設定情報が示す設定温度と設定湿度とに最も近い温度と湿度との組を算定し、その温度及び湿度を指定した制御情報を空調機構50に送信することとしてもよい。即ち、制御部140は、設定情報が示す温度及び湿度の代わりに、決定した温度及び湿度に基づいて上述の所定推定アルゴリズムにより空気中の水蒸気量を算定したならば領域A〜Cのうち許容情報が示す領域以外の領域のいずれにも結露が発生しないと推定されるように、その温度及び湿度に係る決定を行えばよい。
また、上述した測定部70は、屋内の複数領域それぞれに配置されてその領域の温度を測定する温度センサ71a〜71cを含むこととした。しかし、測定部70は、各領域の温度を測定できれば必ずしも測定対象の領域毎に配置されたセンサを含まなくてもよい。
上述の実施の形態では、空調機構50が全館空調システムであることとしたが、空調機構50は、屋内の1以上の部屋のそれぞれに配置された1台以上の空調機器(エアコン)等で構成されてもよい。
また、上述の実施の形態では、空調制御システム10、10aが空調機構50を含むこととしたが、空調機構50を含まなくてもよい。この場合には、空調制御システム10、10aは、外部の空調機構50に対して制御信号を有線又は無線により送信することで空調機構50を制御することになる。空調機構50が調整目標としての温度及び湿度を記憶する機能を有する場合には、空調制御システム10、10aの設定情報取得部110は、空調機構50から温度及び湿度を取得して、その温度及び湿度を設定温度及び設定湿度として示す設定情報と扱ってもよい。
また、上述した許容情報は、複数領域の一部の領域における結露の発生を許容することを示す情報であればよく、例えば、複数領域のうち結露を許容する領域を示す情報Aと、更にその結露を許容する領域以外の領域のうち一定割合の領域の結露を許容するためにその割合を示す情報Bとの両方からなる情報であってもよい。
また、上述した制御装置100、100aは、例えば、住宅における電力等のエネルギー管理をするHEMS(Home Energy Management System)におけるHEMSコントローラとしての機能を担ってもよい。HEMSコントローラとしての機能を担う場合に、制御装置100、100aは、例えば電力消費の抑制等のために、住宅における空調機構50、家電機器、発電装置、蓄電装置等のHEMS機器を、HAN(Home Area Network)を介して制御する。また、制御装置100、100aは、HEMS機器による電力の需給の状態を測定して、その測定結果に基づき住宅における電力の需給の状態を、モニター、タブレット等に表示してもよい。
また、上述の実施の形態では、空調制御システム10、10aが住宅20の内部の温度及び湿度を調整する空調機構50を制御する例を示したが、住宅20以外の事務所、ビルその他の建築物の屋内の温度及び湿度を調整する空調機構50を制御してもよい。
また、上述した制御部140は、図7に例示した複数の候補(温度及び湿度の組)の表示を、設定湿度により近い候補を一番上にして上から近い順に並べる他に、設定湿度に近い候補をより大きく表示する等の方法でユーザに認識し易くした表示態様で行ってもよい。
また、上述の実施の形態2で示したサーバ30は、制御装置100aの機能の一部を分担してもよい。また、上述の空調制御システム10、10aにおける制御処理の手順(図4参照)の実行順序は、必ずしも、上述した通りの順序に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えたりその一部を省略したりすることができる。また、上述の制御処理の手順の全部又は一部は、制御装置100、100a、サーバ30或いは他の装置のハードウェアにより実現されても、ソフトウェアを用いて実現されてもよい。なお、ソフトウェアによる処理は、制御装置100、100a、サーバ30或いは他の装置に含まれるプロセッサがメモリに記憶された制御用のプログラムを実行することにより実現されるものである。また、そのプログラムを記録媒体に記録して頒布や流通させてもよい。例えば、頒布された制御プログラムを装置にインストールして、装置のプロセッサに実行させることで、装置に制御処理の全部又は一部を行わせることが可能となる。
また、上述した実施の形態で示した構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明の範囲に含まれる。
なお、本発明の包括的又は具体的な各種態様には、装置、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体等の1つ又は複数の組み合わせが含まれる。
以下、本発明の一態様に係る空調制御システム、及び、この空調制御システムに関連する空調制御方法及び制御プログラムの構成、変形態様、効果等について示す。
(1)本発明の一態様に係る空調制御システム10、10aは、屋内(例えば住宅20の内部)の複数領域それぞれの温度を測定する測定部70と、屋内の温度及び湿度を調整する空調機構50の調整目標としての温度及び湿度を示す設定情報を取得する設定情報取得部110と、前記複数領域の一部における結露の発生を許容することを示す許容情報を取得する許容情報取得部130、130aと、設定情報と測定部70による測定結果とに基づいて、空調機構50を設定情報に従って制御した場合に前記複数領域それぞれに結露が発生するか否かを所定推定アルゴリズムにより推定する推定部120と、推定部120により、前記複数領域のいずれにも結露が発生しないと推定された場合には、設定情報が示す温度及び湿度に調整するよう空調機構50を制御し、前記複数領域のいずれかに結露が発生すると推定された場合には、許容情報と設定情報とに基づいて温度及び湿度を決定し、決定した温度及び湿度に調整するように空調機構50を制御する制御部140とを備える。
この構成により、ユーザ(例えば住宅20の住人等)は空調制御システム10、10aに許容情報を与えることで、結露を抑制(例えば一部領域の結露を防止)して比較的好適な温湿度環境を得ることが可能となる。
(2)例えば、推定部120は、所定推定アルゴリズムにより、設定情報が示す温度及び湿度に基づいて空気中の水蒸気量を算定し、前記複数領域それぞれについて、測定部70により測定されたその領域の温度に基づいてその領域における飽和水蒸気量を算定し、前記複数領域それぞれについて、算定したその領域における飽和水蒸気量が、算定した前記空気中の水蒸気量より小さい場合には結露が発生すると推定し、その飽和水蒸気量が、算定した前記空気中の水蒸気量より大きい場合には結露が発生しないと推定することとしてもよい。
これにより、空調制御システム10、10aにおいて、屋内の各領域について、設定情報が示す温度及び湿度を空調機構50に温度及び湿度の調整目標として与える場合に結露が発生するであろう領域か否かを、推定し得る。
(3)例えば、許容情報は前記複数領域のうち結露の発生を許容する領域を示し、制御部140は、設定情報が示す温度及び湿度の代わりに、許容情報と設定情報とに基づいて決定した温度及び湿度に基づいて空気中の水蒸気量を算定したならば所定推定アルゴリズムにより前記複数領域のうち許容情報が示す領域以外の領域のいずれにも結露が発生しないと推定されるように、温度及び湿度に係るその決定を行うこととしてもよい。
これにより、ユーザは、空調制御システム10に結露の発生を許容する領域を示す許容情報を与えることで、その領域の結露を防止して比較的好適な温湿度環境を得ることが可能となる。
(4)例えば、制御部140は、設定情報が示す温度及び湿度の代わりに、許容情報と設定情報とに基づいて決定する温度及び湿度の候補としての温度及び湿度に基づいて空気中の水蒸気量を算定したならば所定推定アルゴリズムにより前記複数領域のうち許容情報が示す領域以外の領域のいずれにも結露が発生しないと推定されることとなる、その決定の候補としての温度及び湿度を複数算定して、その決定の候補に係る算定した複数の温度及び湿度を表示して選択操作を受け付け、受け付けたその選択操作に応じて温度及び湿度のその決定を行うこととしてもよい。
これにより、ユーザは、空調制御システム10により表示される複数の温度及び湿度から一組を選択する操作を行うことで、許容しない領域の結露を防止した上で比較的好適な温湿度環境を得ることが可能となる。
(5)例えば、制御部140は、温度及び湿度の決定の候補に係る複数の温度及び湿度の表示を、設定情報が示す湿度に、より近い候補を優先した順序で並べた表示態様で行うこととしてもよい。
これにより、ユーザは、設定情報が示す湿度に近い候補(つまり温度及び湿度の組)を認識して選択する操作を比較的容易に行えるようになる。
(6)例えば、許容情報取得部130は、前記複数領域のうち推定部120により結露が発生すると推定された1以上の各領域を表示して、結露を許容する領域を指定する操作を受け付けることで、当該指定に係る領域を示す許容情報についての取得を行うこととしてもよい。
これにより、結露を許容する領域をユーザが容易に指定可能となり得る。
(7)例えば、許容情報は、結露の発生を許容する領域の数の、前記複数領域の数に対する比を示し、制御部140は、前記複数領域のうち、測定部70により測定された当該領域の温度が高い方から許容情報が示す比に応じた数の領域を、結露の発生を許容する許容領域として特定し、設定情報が示す温度及び湿度の代わりに、許容情報と設定情報とに基づいて決定した温度及び湿度に基づいて、空気中の水蒸気量を算定したならば所定推定アルゴリズムにより前記複数領域のうち許容領域以外の領域のいずれにも結露が発生しないと推定されるように、温度及び湿度に係るその決定を行うこととしてもよい。
これにより、空調制御システム10に結露の発生を許容する領域の数の前記複数領域の数に対する比を示す許容情報を与えることで、許容情報に従って一部の領域における結露が防止され得る。
(8)例えば、許容情報取得部130aは、空調機構50の所在地域における特定のウィルス性疾患の患者の検出数を反映した流行状況情報を取得して、その流行状況情報に応じて定められた許容情報についての取得を行うこととしてもよい。
これにより、ユーザ(例えば住宅20の住人等)は空調機構50の所在地域(例えば住宅20の所在地域)におけるウィルス性疾患の流行状況に応じて感染抑制のために適切な湿度の環境を得ることができる。
(9)本発明の一態様に係る空調制御方法は、屋内(例えば住宅20の内部)の温度及び湿度を調整する空調機構50を制御する空調制御システム10、10aにおいて用いられる空調制御方法であって、屋内の複数領域それぞれの温度を測定する測定ステップ(例えばステップS12)と、空調機構50の調整目標としての温度及び湿度を示す設定情報を取得する設定情報取得ステップ(例えばステップS11)と、前記複数領域の一部の領域における結露の発生を許容することを示す許容情報を取得する許容情報取得ステップ(例えばステップS16)と、設定情報と測定ステップで測定した測定結果とに基づいて、空調機構50を設定情報に従って制御した場合に前記複数領域それぞれに結露が発生するか否かを所定推定アルゴリズムにより推定する推定ステップ(例えばステップS13)と、推定ステップにより、前記複数領域のいずれにも結露が発生しないと推定された場合には、設定情報が示す温度及び湿度に調整するよう空調機構50を制御し、前記複数領域のいずれかに結露が発生すると推定された場合には、許容情報と設定情報とに基づいて温度及び湿度を決定し、決定した温度及び湿度に調整するように空調機構50を制御する制御ステップ(例えばステップS14、S17〜S21)とを含む。
これにより、ユーザ(例えば住宅20の住人等)は屋内の一部の領域の結露を許容することで比較的好適な温湿度環境を得ることが可能となる。
(10)本発明の一態様に係る制御プログラムは、プロセッサを備える制御装置100、100aに、屋内の温度及び湿度を調整する空調機構50を制御する空調制御処理を実行させるための制御プログラムであって、空調制御処理は、屋内の複数領域それぞれの温度の測定結果を取得する測定結果取得ステップ(例えばステップS12)と、空調機構50の調整目標としての温度及び湿度を示す設定情報を取得する設定情報取得ステップ(例えばステップS11)と、前記複数領域の一部の領域における結露の発生を許容することを示す許容情報を取得する許容情報取得ステップ(例えばステップS16)と、設定情報と測定ステップで測定した測定結果とに基づいて、空調機構50を設定情報に従って制御した場合に前記複数領域それぞれに結露が発生するか否かを所定推定アルゴリズムにより推定する推定ステップ(例えばステップS13)と、推定ステップにより、前記複数領域のいずれにも結露が発生しないと推定された場合には、設定情報が示す温度及び湿度に調整するよう空調機構50を制御し、前記複数領域のいずれかに結露が発生すると推定された場合には、許容情報と設定情報とに基づいて温度及び湿度を決定し、決定した温度及び湿度に調整するように空調機構50を制御する制御ステップ(例えばステップS14、S17〜S21)とを含む。
この制御プログラムを、プロセッサを備えるコンピュータである制御装置100、100aにインストールすれば、制御装置100、100aが、空調機構50を制御して、屋内の結露を抑制してユーザにとって比較的好適な温湿度環境を実現し得る。
10、10a 空調制御システム
50 空調機構
70 測定部
100、100a 制御装置
110 設定情報取得部
120 推定部
130、130a 許容情報取得部
140 制御部

Claims (10)

  1. 屋内の複数領域それぞれの温度を測定する測定部と、
    屋内の温度及び湿度を調整する空調機構の調整目標としての温度及び湿度を示す設定情報を取得する設定情報取得部と、
    前記複数領域の一部における結露の発生を許容することを示す許容情報を取得する許容情報取得部と、
    前記設定情報と前記測定部による測定結果とに基づいて、前記空調機構を前記設定情報に従って制御した場合に前記複数領域それぞれに結露が発生するか否かを所定推定アルゴリズムにより推定する推定部と、
    前記推定部により、前記複数領域のいずれにも結露が発生しないと推定された場合には、前記設定情報が示す温度及び湿度に調整するよう前記空調機構を制御し、前記複数領域のいずれかに結露が発生すると推定された場合には、前記許容情報と前記設定情報とに基づいて温度及び湿度を決定し、決定した温度及び湿度に調整するように前記空調機構を制御する制御部とを備える
    空調制御システム。
  2. 前記推定部は、前記所定推定アルゴリズムにより、
    前記設定情報が示す温度及び湿度に基づいて空気中の水蒸気量を算定し、
    前記複数領域それぞれについて、前記測定部により測定された当該領域の温度に基づいて当該領域における飽和水蒸気量を算定し、
    前記複数領域それぞれについて、算定した当該領域における飽和水蒸気量が、算定した前記空気中の水蒸気量より小さい場合には結露が発生すると推定し、当該飽和水蒸気量が、算定した前記空気中の水蒸気量より大きい場合には結露が発生しないと推定する
    請求項1記載の空調制御システム。
  3. 前記許容情報は前記複数領域のうち結露の発生を許容する領域を示し、
    前記制御部は、
    前記設定情報が示す温度及び湿度の代わりに前記決定した温度及び湿度に基づいて、空気中の水蒸気量を算定したならば前記所定推定アルゴリズムにより前記複数領域のうち前記許容情報が示す領域以外の領域のいずれにも結露が発生しないと推定されるように、温度及び湿度に係る当該決定を行う
    請求項2記載の空調制御システム。
  4. 前記制御部は、
    前記設定情報が示す温度及び湿度の代わりに、前記決定の候補としての温度及び湿度に基づいて空気中の水蒸気量を算定したならば前記所定推定アルゴリズムにより前記複数領域のうち前記許容情報が示す領域以外の領域のいずれにも結露が発生しないと推定されることとなる、当該決定の候補としての温度及び湿度を複数算定して、前記決定の候補に係る算定した複数の温度及び湿度を表示して選択操作を受け付け、受け付けた当該選択操作に応じて温度及び湿度の前記決定を行う
    請求項2記載の空調制御システム。
  5. 前記制御部は、前記決定の候補に係る複数の温度及び湿度の前記表示を、前記設定情報が示す湿度に、より近い候補を優先した順序で並べた表示態様で行う
    請求項4記載の空調制御システム。
  6. 前記許容情報取得部は、前記複数領域のうち前記推定部により結露が発生すると推定された1以上の各領域を表示して、結露を許容する領域を指定する操作を受け付けることで、当該指定に係る領域を示す前記許容情報についての前記取得を行う
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の空調制御システム。
  7. 前記許容情報は、結露の発生を許容する領域の数の、前記複数領域の数に対する比を示し、
    前記制御部は、
    前記複数領域のうち、前記測定部により測定された当該領域の温度が高い方から前記許容情報が示す比に応じた数の領域を、結露の発生を許容する許容領域として特定し、
    前記設定情報が示す温度及び湿度の代わりに前記決定した温度及び湿度に基づいて、空気中の水蒸気量を算定したならば前記所定推定アルゴリズムにより前記複数領域のうち前記許容領域以外の領域のいずれにも結露が発生しないと推定されるように、温度及び湿度に係る当該決定を行う
    請求項1又は2記載の空調制御システム。
  8. 前記許容情報取得部は、前記空調機構の所在地域における特定のウィルス性疾患の患者の検出数を反映した流行状況情報を取得して、当該流行状況情報に応じて定められた前記許容情報についての前記取得を行う
    請求項7記載の空調制御システム。
  9. 屋内の温度及び湿度を調整する空調機構を制御する空調制御システムにおいて用いられる空調制御方法であって、
    屋内の複数領域それぞれの温度を測定する測定ステップと、
    前記空調機構の調整目標としての温度及び湿度を示す設定情報を取得する設定情報取得ステップと、
    前記複数領域の一部の領域における結露の発生を許容することを示す許容情報を取得する許容情報取得ステップと、
    前記設定情報と前記測定ステップで測定した測定結果とに基づいて、前記空調機構を前記設定情報に従って制御した場合に前記複数領域それぞれに結露が発生するか否かを所定推定アルゴリズムにより推定する推定ステップと、
    前記推定ステップにより、前記複数領域のいずれにも結露が発生しないと推定された場合には、前記設定情報が示す温度及び湿度に調整するよう前記空調機構を制御し、前記複数領域のいずれかに結露が発生すると推定された場合には、前記許容情報と前記設定情報とに基づいて温度及び湿度を決定し、決定した温度及び湿度に調整するように前記空調機構を制御する制御ステップとを含む
    空調制御方法。
  10. プロセッサを備える制御装置に、屋内の温度及び湿度を調整する空調機構を制御する空調制御処理を実行させるための制御プログラムであって、
    前記空調制御処理は、
    屋内の複数領域それぞれの温度の測定結果を取得する測定結果取得ステップと、
    前記空調機構の調整目標としての温度及び湿度を示す設定情報を取得する設定情報取得ステップと、
    前記複数領域の一部の領域における結露の発生を許容することを示す許容情報を取得する許容情報取得ステップと、
    前記設定情報と前記測定ステップで測定した測定結果とに基づいて、前記空調機構を前記設定情報に従って制御した場合に前記複数領域それぞれに結露が発生するか否かを所定推定アルゴリズムにより推定する推定ステップと、
    前記推定ステップにより、前記複数領域のいずれにも結露が発生しないと推定された場合には、前記設定情報が示す温度及び湿度に調整するよう前記空調機構を制御し、前記複数領域のいずれかに結露が発生すると推定された場合には、前記許容情報と前記設定情報とに基づいて温度及び湿度を決定し、決定した温度及び湿度に調整するように前記空調機構を制御する制御ステップとを含む
    制御プログラム。
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