JP2017166708A - 空調制御システム - Google Patents

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Abstract

【課題】暖房モード又は冷房モードで自動運転を開始後、自動でモードを変更することができない空調装置であっても、快適な室温となるように自動運転を行わせる空調制御システムを提供することを目的とする。【解決手段】空調制御システムは空調装置14と制御装置15とを含む。空調装置14は、予め設定された設定温度と室温とに基づき、暖房モードと冷房モードのいずれか一方で自動運転を開始する。そして、空調装置14は、室温と外気温とが設定温度に達した場合に自動運転のモードを中断する。制御装置15は、空調装置14が自動運転を行っている場合において、予め定められた条件を満たすとき、空調装置14の自動運転を停止させ、新たに自動運転を開始させるリセット処理を行う。【選択図】図4

Description

本発明は、空調制御システムに関する。
従来より、室内外の温度と設定温度とに基づいて暖房又は冷房で運転を行う自動運転機能を有する空調装置が普及している。下記特許文献1には、室内外の温度に応じて設定温度を変更し、変更した設定温度に基づいて自動運転を行う空気調和機が開示されている。
特開2014−85079号公報
ところで、一般的な空調装置の自動運転機能は、設定温度と室温とに応じて冷房モード又は暖房モードで運転を開始し、室温が設定温度に達し、外気温が設定温度と同じ温度に達すると、自動運転のモードによるコンプレッサーの駆動を停止して送風運転を行う。図9は、このような空調装置を自動運転機能で動作させた場合の室温と外気温の変化を表している。図9の例では、外気温の変化を曲線S1、室温の変化を曲線S2で表しており、設定温度は23℃となっている。例えば、時刻T1において、室温が設定温度より低いため、暖房モードで自動運転を開始する。そして、室温が設定温度23℃となり、外気温が設定温度と同じ23℃となる時刻T2になると、空調装置は、暖房モードによるコンプレッサーの駆動を停止して送風運転を行う。空調装置は、暖房モードで自動運転を開始し、暖房モードを中断して送風運転に切り替わった後、室温が設定温度より高くなっても冷房モードに自動で切り替えることができないため、外気温の上昇に伴って室温は上昇する。
また、空調装置をHEMS(Home Energy Management System)等のエネルギー管理システムに接続し、エネルギー管理システムにより、室温に応じて空調装置の冷房と暖房とを切り替えることで室温を調整することも可能である。しかしながら、空調装置の自動運転機能では省エネ化を図るための細かい制御を行うことができるため、空調装置の自動運転機能によって室温を調整することが望ましい。
本発明は、暖房モード又は冷房モードで自動運転を開始後、自動でモードを変更することができない空調装置であっても、快適な室温となるように自動運転を行わせる空調制御システムを提供することを目的とする。
本発明に係る空調制御システムは、室温を検出する室温検出部と、外気温を検出する外気温検出部と、予め設定された設定温度と前記室温とに基づき、暖房モードと冷房モードのいずれか一方のモードで自動運転を開始し、前記室温と前記外気温とが前記設定温度に達した場合に前記自動運転のモードを中断する空調装置と、前記空調装置が自動運転を開始後に予め定められた条件を満たすとき、前記自動運転を停止させ、新たに自動運転を開始させる制御装置と、を備える。
この構成によれば、空調装置が自動運転を開始した後、予め定められた条件を満たすとき、制御装置によって、空調装置の自動運転を停止させて新たに自動運転を開始させる。その結果、空調装置は、自動運転を新たに開始するときの室温と外気温に応じたモードで自動運転を行う。そのため、暖房モード又は冷房モードで自動運転を開始後、自動でモードを変更することができない空調装置であっても快適な室温となるように自動運転を行わせることができる。
また、上記空調制御システムにおいて、前記制御装置は、前記設定温度と、前記空調装置における自動運転のモードを示す情報を前記空調装置から取得する取得部を備え、前記予め定められた条件は、第1の条件と第2の条件のいずれかであり、前記第1の条件は、少なくとも前記室温が前記設定温度よりも高い場合において、前記空調装置が前記暖房モードで自動運転を行っていることであり、前記第2の条件は、少なくとも前記室温が前記設定温度よりも低い場合において、前記空調装置が前記冷房モードで自動運転を行っていることであることとしてもよい。
この構成によれば、空調装置が自動運転中における設定温度及び室温と、自動運転のモードとに応じて、自動運転を停止して新たに自動運転を開始させるため、室温が設定温度より高くなったり、低くなったりした状態が継続されるのを防止することができる。
また、上記空調制御システムにおいて、前記制御装置は、前記自動運転の開始からの経過時間を計測する計時部を備え、前記予め定められた条件は、計測された経過時間が前記自動運転の開始から所定時間おきの時間であることとしてもよい。
この構成によれば、自動運転の開始から所定時間おきに、自動運転が停止されて新たに自動運転が開始されるため、室温が設定温度より高くなったり、低くなったりした状態を継続させないようにすることができる。
また、上記空調制御システムにおいて、前記制御装置は、さらに、前記設定温度と、前記空調装置における自動運転のモードを示す情報とを前記空調装置から取得する取得部を備え、前記予め定められた条件は、前記経過時間が前記自動運転の開始から所定時間おきの時間でない場合、第1の条件と第2の条件のいずれかであり、前記第1の条件は、少なくとも前記室温が前記設定温度よりも高い場合において、前記空調装置が前記暖房モードで自動運転を行っていることであり、前記第2の条件は、少なくとも前記室温が前記設定温度よりも低い場合において、前記空調装置が前記冷房モードで自動運転を行っていることであることとしてもよい。
この構成によれば、自動運転の開始から所定時間おきに自動運転を停止して新たに自動運転を開始するとともに、所定時間が経過する前に第1の条件又は第2の条件を満たす場合に、自動運転を停止して新たに自動運転を開始する。そのため、所定時間が経過するまでに室温が設定温度より高くなったり、低くなったりした場合、所定時間の経過前に自動運転が新たに開始されるので快適な室温に保つことができる。
本発明の構成によれば、暖房モード又は冷房モードで自動運転を開始後、自動でモードを変更することができない空調装置であっても、快適な室温となるように自動運転を行わせることができる。
図1は、第1実施形態に係る空調制御システムが設けられたエネルギー管理システムの構成例を示す模式図である。 図2は、図1に示す空調装置の概略構成を示す機能ブロック図である。 図3は、図1に示すエネルギー管理装置の機能ブロック図である。 図4は、第1実施形態における空調制御システムの動作フロー図である。 図5は、第1実施形態における空調装置を自動運転させる場合の室温と外気温の変化を表す図である。 図6は、第2実施形態に係るエネルギー管理装置の機能ブロック図である。 図7は、第2実施形態におけるエネルギー管理装置の動作フロー図である。 図8は、変形例(1)に係るエネルギー管理装置の動作フロー図である。 図9は、従来の空調装置を自動運転させる場合の室温と外気温の変化を表す図である。
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
<第1実施形態>
本発明に係る空調制御システムは、HEMS等のエネルギー管理システムにおいて利用される。図1は、本実施形態に係る空調制御システムが設けられたエネルギー管理システムの構成例を示す模式図である。
図1に示すように、エネルギー管理システム1は、系統11と接続された分電盤12に、交流負荷13、空調装置14、及びエネルギー管理装置15が接続されて構成されている。本実施形態の空調制御システムは、空調装置14とエネルギー管理装置15で構成される。
交流負荷13は、例えば、宅内に設置されたパーソナルコンピュータやサーバ等のOA機器、テレビ、冷蔵庫、照明等、交流電力の供給によって動作する電気機器である。交流負荷13は、ECHONET Lite等の通信プロトコルに対応し、エネルギー管理装置15との間で交流負荷13の動作に関する情報をやり取りする。
空調装置14は、室内機と室外機とが配管及び配線で接続されて構成されている(いずれも図示略)。空調装置14は、ECHONET Lite等の通信プロトコルに対応し、エネルギー管理装置15との間で空調装置14の動作に関する情報をやり取りする。また、空調装置14は、設定温度と室温とに応じて暖房と冷房のいずれかで運転を行う自動運転機能、暖房で運転する暖房機能、及び冷房で運転する冷房機能を有する。以下、自動運転機能による暖房と冷房の各運転を暖房モードと冷房モードと称する。
図2は、空調装置14の概略構成を示すブロック図である。図2に示すように、空調装置14は、制御部141、外気温センサ142、室温センサ143、コンプレッサー144、及びファン145を有する。
外気温センサ142は、室外機に設けられ、外気温を検出する。室温センサ143は、室内機に設けられ、室温を検出する。コンプレッサー144は、室外機に設けられ、制御部141の制御の下、冷媒を圧縮して冷媒の温度を調整する。ファン145は、室内機用ファンと室外機用ファンとを含む。ファン145は、制御部141の制御の下、所定の回転数で回転する。
制御部141は、例えばマイコンで構成される。制御部141は、赤外線通信などによりリモコン装置146から運転の指示や設定温度の指示を受け付け、受け付けた指示に基づいてコンプレッサー144及びファン145を駆動する。
また、制御部141は、暖房モード又は冷房モードで自動運転を開始した後、室温センサ143と外気温センサ142で各々検出された室温と外気温とが設定温度に達すると、自動運転のモードを中断して送風運転を行う。つまり、室温と外気温とが設定温度に達した場合、自動運転のモードに応じたコンプレッサー144の駆動を停止して送風運転を行う。
また、制御部141は、エネルギー管理装置15からの指示に応じて、現在の自動運転のモードと設定温度、外気温センサ142及び室温センサ143で検出された外気温及び室温などの各種情報をエネルギー管理装置15へ出力したり、エネルギー管理装置15からの指示に応じて自動運転をリセットしたりする。自動運転のリセットとは、自動運転を停止させた後、新たに自動運転を開始させることである。
エネルギー管理装置15は、CPU(Central Processing Unit)及びメモリ(ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory))と、ディスプレイとを備える(いずれも図示略)。エネルギー管理装置15は、ECHONET Lite等の通信プロトコルを用い、交流負荷13及び空調装置14との間でこれらの動作に関する情報のやり取りを行い、使用電力量等の動作状況をディスプレイに表示する。また、エネルギー管理装置15は、空調装置14が自動運転を行っている場合、空調装置14の設定温度と、室温及び外気温と、自動運転のモードに基づいて自動運転をリセットするリセット処理を行う。
図3は、エネルギー管理装置15がリセット処理を実現するための機能ブロック図である。図3に示すように、エネルギー管理装置15は、温度情報取得部151、運転情報取得部152、及び自動運転制御部153を有する。エネルギー管理装置15は、CPUがROMに記憶された制御プログラムを実行することにより、図3に示す各部の機能を実現する。
温度情報取得部151は、空調装置14で検出される室温と外気温とを含む温度情報を一定時間ごとに空調装置14から取得する。
運転情報取得部152は、空調装置14の運転開始時に、現在の設定温度と自動運転のモード(暖房モード又は冷房モード)とを含む運転情報を空調装置14から取得する。
自動運転制御部153は、温度情報取得部151で取得された温度情報に含まれる室温と外気温とが、運転情報取得部152において取得した運転情報に含まれている設定温度よりも高いか、又は低いとき、当該運転情報に含まれる自動運転のモードに応じて、空調装置14に自動運転のリセットを指示する。
(動作)
図4は、本実施形態における空調制御システムの動作フロー図である。
空調装置14は、リモコン装置146により自動運転開始の指示を受け付けると、予め設定された設定温度と、室温センサ143で検出された室温とに基づいて、暖房モード又は冷房モードで自動運転を開始する(ステップS21)。
空調装置14が自動運転を開始すると、エネルギー管理装置15は、空調装置14の現在の運転情報を要求する指示を空調装置14に出力するとともに、空調装置14で検出される温度情報を要求する指示を空調装置14に随時出力する(ステップS11)。
空調装置14は、エネルギー管理装置15から運転情報を要求する指示を受け付け、現在の設定温度と自動運転のモードとを含む運転情報をエネルギー管理装置15へ出力する(ステップS22)。また、空調装置14は、エネルギー管理装置15から温度情報を要求する指示を受け付けるごとに、室温センサ143で検出される室温と、外気温センサ142で検出された外気温とを含む温度情報をエネルギー管理装置15へ出力する(ステップS23)。
空調装置14は、室温と外気温が設定温度に達するまで(ステップS24:No)、暖房又は冷房モードによる自動運転を行い、室温と外気温が設定温度に達すると(ステップS24:Yes)、自動運転中のモードによる駆動を中断して送風運転を行う(ステップS25)。
エネルギー管理装置15は、空調装置14から出力された運転情報を取得するとともに(ステップS12)、空調装置14から出力された温度情報を随時取得する(ステップS13)。
エネルギー管理装置15は、取得した運転情報と温度情報を基に、現在の室温と外気温のいずれも設定温度より高いか否か判断する(ステップS14)。現在の室温と外気温のいずれもが設定温度より高い場合(ステップS14:Yes)、エネルギー管理装置15は、取得した運転情報に含まれる自動運転のモードが暖房モードか否かを判断する(ステップS15)。自動運転のモードが暖房モードである場合(ステップS15:Yes)、エネルギー管理装置15は、空調装置14に自動運転のリセットを指示する(ステップS16)。
空調装置14は、エネルギー管理装置15から自動運転のリセットの指示が出力されるまで(ステップS26:No)、送風運転を継続する。また、空調装置14は、エネルギー管理装置15から自動運転のリセットの指示が出力されると(ステップS26:Yes)、自動運転をリセットし、リセット後の自動運転のモードと設定温度とを含む運転情報をエネルギー管理装置15へ出力する(ステップS27)。この場合、空調装置14は、自動運転を停止させた後、現在の室温と設定温度とに基づいて、冷房モードによる自動運転を開始する。
また、ステップS14において、現在の室温と外気温のいずれも設定温度より高くない場合(ステップS14:No)、エネルギー管理装置15は、現在の室温と外気温のいずれもが設定温度より低いか否か判断する(ステップS17)。現在の室温と外気温のいずれもが設定温度より低い場合(ステップS17:Yes)、エネルギー管理装置15は、取得した運転情報に含まれる自動運転のモードが冷房モードか否か判断する(ステップS18)。自動運転のモードが冷房モードである場合(ステップS18:Yes)、エネルギー管理装置15は、空調装置14に自動運転のリセットを指示する(ステップS16)。
空調装置14は、上記ステップS27と同様、自動運転をリセットし、リセット後の自動運転のモードと設定温度とを含む運転情報をエネルギー管理装置15へ出力する。この場合、空調装置14は、自動運転を停止させた後、現在の室温と設定温度とに基づいて、暖房モードによる自動運転を開始する。
また、ステップS15において、自動運転のモードが冷房モードである場合(ステップS15:No)、ステップS17において、現在の室温と外気温のいずれも設定温度より低くない場合(ステップS17:No)、又は、ステップS18において、自動運転のモードが暖房モードの場合(ステップS18:No)、エネルギー管理装置15は、ステップS13以下の処理を繰り返す。
なお、空調装置14は、ステップS27において、エネルギー管理装置15のリセット指示により自動運転を再開した後、ステップS22以下の処理を行い、エネルギー管理装置15は、上述したステップS11以下の処理を行う。空調装置14及びエネルギー管理装置15によるこれら各処理は、空調装置14において、リモコン装置146を介して自動運転停止の指示を受け付けるまで繰り返し行う。
図5は、空調装置14を自動運転させる場合の室温と外気温の変化を表す図である。図5において、曲線P1は外気温、曲線P2は室温の変化を表し、設定温度は23℃である。この例では、時刻T1において、室温と設定温度とに基づき、空調装置14が暖房モードによる自動運転を開始する。図5に示すように、時刻T1において暖房モードによる自動運転の開始後、室温P2が設定温度となり、外気温P1が設定温度に達すると、空調装置14は暖房モードによる駆動を中断して送風運転を行い、室温P2は外気温の上昇に伴って上昇する。本実施形態では、室温と外気温とが設定温度より高くなる時刻T2において、エネルギー管理装置15により自動運転のリセットが指示され、空調装置14は自動運転をリセットする。これにより、時刻T2以降は、空調装置14において、現在の室温と設定温度とに基づき、冷房モードによる自動運転が開始され、室温P2は設定温度まで下げられる。
空調装置14は、暖房モード又は冷房モードで自動運転を開始し、送風運転に切り替わった後、室温が設定温度より高くなったり、低くなったりしても、自動運転のモードを自動で切り替えることはできない。本実施形態では、エネルギー管理装置15の制御の下、室温と外気温のいずれもが設定温度に達した後、自動運転のモードに応じて空調装置14の自動運転をリセットさせるため、リセット後の室温と設定温度とに基づいて新たに自動運転を開始させることができ、室温を設定温度に保つことができる。
<第2実施形態>
上述した第1実施形態では、設定温度と室温及び外気温と、空調装置14における自動運転のモードとが一定条件下において、空調装置14の自動運転をリセットさせる例を説明したが、以下のようにしてもよい。
例えば、空調装置14が暖房モード又は冷房モードで自動運転を開始後、一定時間が経過するごとに、空調装置14の自動運転をリセットさせるようにしてもよい。
図6は、本実施形態に係るエネルギー管理装置の機能ブロック図である。エネルギー管理装置15Aは、第1実施形態と同様の運転情報取得部152に加え、計時部154及び自動運転制御部153Aを備える。
計時部154は、運転情報取得部152において運転情報が取得されたとき、つまり、空調装置14が自動運転を開始してからの経過時間を計測する。
自動運転制御部153Aは、計測された経過時間が、自動運転を開始してから所定時間おきの時間である場合、自動運転のリセットを空調装置14に指示する。つまり、自動運転制御部153Aは、自動運転の開始から所定時間おきに空調装置14に自動運転のリセットを指示する。
図7は、本実施形態におけるエネルギー管理装置15Aの動作フロー図である。図7において第1実施形態と同様の処理には、第1実施形態と同様のステップ番号が付されている。以下、主として第1実施形態と異なる処理について説明する。
エネルギー管理装置15Aは、空調装置14が自動運転を開始した際、空調装置14から運転情報を取得すると(ステップS12)、運転情報を取得したタイミングを自動運転開始時として経過時間の計測を開始する(ステップS113)。
そして、エネルギー管理装置15Aは、計測された経過時間が自動運転開始から所定時間おきの時間であるか否か判断する(ステップS114)。計測された経過時間が自動運転開始から所定時間おきの時間である場合(ステップS114:Yes)、エネルギー管理装置15Aは、自動運転のリセットの指示を空調装置14に出力する(ステップS16)。一方、計測された経過時間が自動運転開始から所定時間おきの時間でなければ(ステップS114:No)、ステップ114の処理を行う。エネルギー管理装置15Aは、空調装置14において自動運転が終了されるまでステップS114以下の処理を繰り返す。
上述した第2実施形態では、自動運転の開始から所定時間ごとに自動運転をリセットするため、所定時間ごとに現在の室温と設定温度とに応じたモードで自動運転を再開させることができ、快適な室温を保つことができる。
<変形例>
以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。以下、本発明の変形例について説明する。
(1)上述した第2実施形態では、空調装置14の自動運転をリセットさせる条件が、自動運転の開始からの経過時間が、自動運転の開始から所定時間おきの時間であることとした。例えば、所定時間が1時間以上である場合など、自動運転のリセットを指示する間隔が長い場合、所定時間が経過する前に、室温が設定温度より高くなったり、低くなったりすることもあり得る。そのため、この場合には、第2実施形態の自動運転のリセットの条件と、第1実施形態の自動運転のリセットの条件とを組み合わせてもよい。
図8は、本変形例に係るエネルギー管理装置15Bの動作フロー図である。図8において、第2実施形態(図7参照)と同様の処理については、第2実施形態と同じステップ番号を付している。以下、図8について、第2実施形態と異なる処理を主に説明する。
図8に示すように、エネルギー管理装置15Bは、第1実施形態と同様、空調装置14から温度情報(室温及び外気温)を随時取得する(ステップS13)。そして、計測された経過時間が自動運転開始から所定時間おきの時間でなければ(ステップS114:No)、エネルギー管理装置15Bは、第1実施形態と同様、破線枠で示すステップS14及びS15の条件(第1の条件)、又はステップS17及びS18の条件(第2の条件)を満たすか否か判断する。つまり、本変形例では、自動運転開始からの経過時間に加え、室温、外気温、及び設定温度と自動運転のモードに基づいて、自動運転をリセットするか否か判断する。
このように構成することにより、第2実施形態の場合と比べ、所定時間が経過する前に、室温が設定温度よりも高くなったり、低くなったりしないように、より細かく室温を調整することができる。
(2)上述した第1実施形態及び変形例(1)では、空調装置14に設けられた室温センサ143と外気温センサ142で検出された室温と外気温を用いてリセット処理を行う例を説明したが、エネルギー管理システム1に、室温センサと外気温センサが接続されていてもよい。要は、エネルギー管理装置15、15Bが室温と外気温を取得できるように構成されていればよい。
(3)上述した第1実施形態及び変形例(1)では、エネルギー管理装置15,15Bは、図4及び図8のステップS14、S17において、室温と外気温とに基づいて、空調装置14の自動運転をリセットする例を説明したが、少なくとも室温に基づいて自動運転のリセット処理を行うようにしてもよい。
(4)また、上述した実施形態及び変形例では、リモコン装置146を介して空調装置14の自動運転を開始及び停止する例を説明したが、エネルギー管理装置15,15A、15Bによって空調装置14の自動運転を開始したり、停止したりしてもよい。
1・・・エネルギー管理システム、11・・・系統、12・・・分電盤、13・・・交流負荷、14・・・空調装置、15,15A,15B・・・エネルギー管理装置、141・・・制御部、142・・・外気温センサ、143・・・室温センサ、144・・・コンプレッサー、145・・・ファン、146・・・リモコン、151・・・温度情報取得部、152・・・運転情報取得部、153,153A・・・自動運転制御部、154・・・計時部

Claims (4)

  1. 室温を検出する室温検出部と、
    外気温を検出する外気温検出部と、
    予め設定された設定温度と前記室温とに基づき、暖房モードと冷房モードのいずれか一方のモードで自動運転を開始し、前記室温と前記外気温とが前記設定温度に達した場合に前記自動運転のモードを中断する空調装置と、
    前記空調装置が自動運転を開始後に予め定められた条件を満たすとき、前記自動運転を停止させ、新たに自動運転を開始させる制御装置と、
    を備える空調制御システム。
  2. 前記制御装置は、前記設定温度と、前記空調装置における自動運転のモードを示す情報を前記空調装置から取得する取得部を備え、
    前記予め定められた条件は、第1の条件と第2の条件のいずれかであり、
    前記第1の条件は、少なくとも前記室温が前記設定温度よりも高い場合において、前記空調装置が前記暖房モードで自動運転を行っていることであり、
    前記第2の条件は、少なくとも前記室温が前記設定温度よりも低い場合において、前記空調装置が前記冷房モードで自動運転を行っていることである、請求項1に記載の空調制御システム。
  3. 前記制御装置は、前記自動運転の開始からの経過時間を計測する計時部を備え、
    前記予め定められた条件は、計測された経過時間が前記自動運転の開始から所定時間おきの時間である、請求項1に記載の空調制御システム。
  4. 前記制御装置は、さらに、前記設定温度と、前記空調装置における自動運転のモードを示す情報とを前記空調装置から取得する取得部を備え、
    前記予め定められた条件は、前記経過時間が前記自動運転の開始から所定時間おきの時間でない場合、第1の条件と第2の条件のいずれかであり、
    前記第1の条件は、少なくとも前記室温が前記設定温度よりも高い場合において、前記空調装置が前記暖房モードで自動運転を行っていることであり、
    前記第2の条件は、少なくとも前記室温が前記設定温度よりも低い場合において、前記空調装置が前記冷房モードで自動運転を行っていることである、請求項3に記載の空調制御システム。
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