JP4175814B2 - 空調設備及びその制御装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、室内の空気条件を検出しながら前記空気条件を調整して前記空気条件を目標設定条件に制御する空調設備及びその制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記のような空調設備は、通常、室内に存在するユーザが室内の空気条件としての室内温度の目標設定温度を入力するためのリモコンと、室内温度を検出する温度センサと、室内から吸込んだ空気を加熱又は冷却して室内に吹き出すことで室内温度を調整可能な加熱・冷却ユニットと、前記温度センサにより検出した室内温度と目標設定温度との差に基づいて加熱・冷却ユニットを働かせて室内温度を目標設定温度に制御する制御装置とを備えて構成される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような空調装置を使用するユーザは、その時の室内温度に対して不快感を感じたときには、例えば、上記目標設定温度を、冷房運転時には必要以上に低く設定したり、暖房運転時には必要以上に高く設定する場合があり、制御装置は室内温度をそのような過剰な目標設定温度に制御しようとするので、無駄なエネルギを消費してしまうことがある。
また、省エネルギを心がけているユーザも、目標設定温度をどの程度に設定すれば、快適性を保ちつつ省エネルギを達成できるかを判断することは困難である。
【0004】
従って、本発明の目的は、上記の事情に鑑みて、ユーザの快適性を保ちながら、自動的に省エネルギを達成することができる空調設備の制御装置を提供する点にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するための本発明に係る空調設備の制御装置の第一特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項1に記載した如く、室内の空気条件を検出しながら前記空気条件を調整して前記空気条件を目標設定条件に制御する空調設備の制御装置であって、
記目標設定条件をエネルギ消費量が減少するように変化させる省エネルギ操作を繰り返し行なう操作手段と、前記室内に存在するユーザの操作部に対する操作状態に基づいて、前記空気条件に対して前記ユーザが不快状態であると判定する判定手段とを備え、前記判定手段により前記不快状態であると判定されるまでの前記目標設定条件の変化範囲を特定の許容範囲として、前記操作手段が継続して前記エネルギ消費量が減少するように変化させる点にある。
【0006】
同第二特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項2に記載した如く、上記第一特徴構成に加えて、前記空気条件が前記室内の温度である点にある。
【0007】
発明に係る空調設備の制御装置の上記第一又は第二特徴構成によれば、室内の温度等の空気条件を検出しながらその空気条件を調整して目標設定条件に制御するに、操作手段により、ユーザが快適と感じる特定の許容範囲内において、例えば冷房運転時には目標設定条件としての目標設定温度を所定量ずつ増加させ、暖房運転時には目標設定温度を所定量ずつ減少させるなどして、目標設定条件をエネルギ消費量が減少するように変化させる省エネルギ操作を繰り返し行なうことで、結果、空調設備の運転状態を自動的に、ユーザの快適性を保ちながらエネルギ消費量をできるだけ低減した省エネルギ運転とすることができる。
即ち、判定手段により、例えばユーザがリモコン等の操作部に設けられた空気条件設定用のボタンを押す頻度や、操作部においてユーザが設定された設定空気条件とその時点での目標設定条件との差や、ユーザが操作部に設けられた不快状態を通知するためのボタンを押したことなどの、容易に認識可能な操作状態に基づいて、ユーザが現時点の目標設定条件に対して不快状態であるかを判定することができ、簡単な構成で本発明に係る空調設備の制御装置を実現することができる。
さらに、判定手段により実際にユーザが上記不快状態であると判定されるまでの目標設定条件の変化範囲を特定の許容範囲として、前記操作手段により目標設定条件をエネルギ消費量が減少するように変化させる省エネルギ操作を継続して行なうことができるので、空調設備の運転状態をユーザが快適と感じる適切な状態に保つことができる。
【0012】
同第特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項に記載した如く、上記第一又は第二特徴構成に加えて、前記操作手段による前記省エネルギ操作後の前記目標設定条件を、次回の運転開始時の前記目標設定条件を決定するための基準設定条件として登録する登録手段を備えた点にある。
【0013】
即ち、上記第の特徴構成によれば、登録手段により、上記操作手段による省エネルギ操作により変化された後の目標設定条件を、ユーザの快適性を確保しながらエネルギ消費量ができるだけ小さいと予測される基準設定条件として記憶装置等に格納するなどして登録することで、次回の運転開始時において、その基準設定条件を、例えばユーザによる設定空気条件の入力がされなかったときに設定される目標設定条件の基準とすることができる。
よって、例えば、室内の状態が変化したり、ユーザの感覚が変化したり、季節等が変化した場合でも、基準設定条件を基準にして目標設定条件を決定することで、常に、ユーザの快適性を確保しつつエネルギ消費量ができるだけ低減した省エネルギ運転が可能な条件で空調設備の運転を開始することができる。
【0014】
同第特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項に記載した如く、上記第特徴構成に加えて、前記基準設定条件が、運転開始時の空気条件に対応するものである点にある。
【0015】
即ち、運転開始時においてユーザが感じる快適感は運転開始時の温度又は湿度等の空気条件によって異なるので、記憶手段に記憶され運転開始時の目標設定条件の基準とされる基準設定条件は、本構成の如く、上記運転開始時の空気条件に対応するものであることが好ましく、このような基準設定条件により、運転開始時の空気条件に対するユーザの感覚にあった目標設定条件を設定することができる。
【0016】
同第特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項に記載した如く、上記第一乃至第特徴構成に加えて、少なくとも前記操作手段による省エネルギ操作中において表示部に前記省エネルギ操作開始時の前記目標設定条件を表示させる表示手段を備えた点にある。
【0017】
即ち、上記第の特徴構成によれば、表示手段により、少なくとも目標設定条件としての目標設定温度を上昇させるなどしてエネルギ消費量を減少させる省エネルギ操作中においては、表示部に、その上昇させる前の目標設定温度等の省エネルギ操作開始時の目標設定条件を表示させることで、ユーザに対してユーザの快適性を代償にして目標設定条件がエネルギ消費量が減少するように変化していることを意識させることを抑制することができるので、ユーザが無意識の内に、省エネルギ運転を実現することができる。
【0018】
この目的を達成するための本発明に係る空調設備の特徴構成は、特許請求の範囲の欄の請求項に記載した如く、室内の空気条件を検出する検出手段と、前記空気条件を調整する調整手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記調整手段を働かせて前記空気条件を目標設定条件に制御する制御装置を備えた空調設備であって、
前記制御装置を、上記第1から第5特徴構成の何れか一つの制御装置として構成した点にある。
【0019】
即ち、本発明に係る空調設備の特徴構成によれば、上記検出手段及び上記調整手段を用いて室内の空気条件を目標設定条件に制御するための制御装置を、上記第一乃至第特徴構成の制御装置として構成するので、上記第一乃至第特徴構成と同様の作用効果を発揮して、ユーザの快適性を保ちながら、自動的に省エネルギを達成することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】
本発明に係る空調設備及びその制御装置の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図1に示す空調設備100は、室内Rに設けられた筐体1に形成された吸込み部2から吸込んだ空気の温度を室内温度(空気条件の一例)として検出する温度センサ4(検出手段の一例)と、室内Rに設けられた筐体1に形成された吸込み部2から吸込んだ空気の湿度を室内湿度(空気条件の一例)として検出する湿度センサ5(検出手段の一例)と、吸込み部2から吸込んだ空気を熱媒又は冷媒との熱交換等による加熱又は冷却又は除湿して吹出し部3から室内Rに吹き出すことで室内温度及び室内湿度を調整可能な加熱・冷却・除湿ユニット6(調整手段の一例、以下ユニット6と略称する。)と、図2にも示すような、温度センサ4により検出された室内温度と後述の所定の手順で設定された目標設定温度(目標設定条件の一例)との差に基づいてユニット6の出力を設定して、室内温度を目標設定温度に制御する運転制御手段11として機能するコンピュータからなる制御装置10とを筐体1内に設けて構成されている。
【0021】
さらに、空調設備100には、空調設備100の運転開始及び停止の指令信号の入力や、冷房運転、暖房運転、除湿運転、又は自動運転等の運転状態切換の指令信号の入力や、ユーザUが希望する室内温度である設定温度の入力等を行なうためのボタンが配置された操作部20aや、空調設備100の運転状態等を表示するための表示部20b等が設けられたリモコン20が設けられており、このリモコン20は制御装置10に設けられた信号送受信部8との間で上記操作部20aで入力された情報や、表示部20aで表示させる情報についての無線通信を行なうように構成されている。
【0022】
空調設備100の制御装置10は、図2に示すように、室内温度を目標設定温度に制御する前述の運転制御手段11の他に、特定の許容範囲内においてその目標設定温度をエネルギ消費量が減少するように変化させる省エネルギ操作を行なう操作手段12として機能する。即ち、この操作手段12は、後述の判定手段13によりユーザUの不快状態を判定するまで、前記特定の許容範囲内にあるとして、冷房運転時には目標設定温度を所定量ずつ増加させ、暖房運転時には目標設定温度を所定量ずつ減少させるなどして、目標設定温度を空調設備100のガス又は電気等のエネルギ消費量が減少するように変化させる省エネルギ操作を行なうように構成されている
【0023】
さらに、制御装置10は、ユーザUの室内温度に対する不快状態を判定する判定手段13として機能する。詳しくは、この判定手段13は、ユーザUのリモコン20の操作部20aに対する操作状態に基づいて前記不快状態を判定するように構成されており、具体的には、ユーザUのリモコン20の操作部20aに対する操作状態として、冷房運転時においては、設定温度を所定温度幅以上下げる操作状態、「あつい」又は「不快」などと表示されたボタンを押す操作状態、暖房運転時においては、設定温度を所定温度幅以上上げる操作状態、「さむい」又は「不快」などと表示されたボタンを押す操作状態を認識したときに、ユーザUがそのときの室内温度に対して不快感を持っている不快状態であると判定するように構成されている。
【0024】
さらに、制御装置10には、運転開始時に目標設定温度の基準とされる基準設定温度(基準設定条件の一例)を有する基準データを記憶する記憶手段15が設けられている。具体的に、このような基準データは、過去の空調設備100の運転時における運転開始時の室内温度及び室内湿度と後述の登録手段14で登録又は更新された基準設定温度とを関連付けて構成されている。
【0025】
さらに、制御装置10は、前述の操作手段12による省エネルギ操作後の目標設定温度を、記憶手段15に記憶される基準データの基準設定温度として登録する登録手段14として機能する。さらに、具体的には、登録手段14は、空調設備100の開始された時点で、温度センサ4及び湿度センサ5により検出された室内温度及び室内湿度を一旦記憶手段15に記憶し、後に、操作手段12により所定の省エネルギ操作が終了したときに設定されている目標設定温度を、前に記憶した運転開始時の室内温度及び室内湿度と関連付けて基準データとして記憶手段15に格納する。
また、登録手段14は、操作手段12による省エネルギ操作がその運転中に複数回行われた場合には、省エネルギ操作が終了する毎に、上記基準データの目標設定温度を更新する。
【0026】
このように記憶手段15に記憶された基準データは、空調設備100の運転開始時において、ユーザUが自動運転を選択した場合やユーザUが設定温度の変更を行なわなかった場合において、目標設定温度を設定する際の基準として用いられる。
【0027】
また、制御装置10は、少なくとも前記操作手段12による省エネルギ操作中において、筐体1の表面に設けられた表示部7やリモコン20に設けられた表示部20bに省エネルギ操作開始時の目標設定条件を表示させる表示手段16として機能する。
即ち、表示手段16は、操作手段12による省エネルギ操作中において、冷房運転時には目標設定温度を上昇させ、暖房運転時には目標設定温度を低下させるにも関わらず、表示部7,20bに、その上昇又は低下させる前の目標設定温度を表示させる。よって、ユーザUが視覚的に省エネルギ操作により目標設定温度が変化していることを認識することがないので、ユーザUが、実際には室内温度に対して不快感を持たないのに、表示部7,20bにおける表示温度が変化していることだけで不快感を持つことを防止し、ユーザUが無意識の内に省エネルギ操作を行なうことができる。
【0028】
次に、制御装置10による実際の空調設備100の制御方法の処理フローについて、図3及び図4に基づいて説明する。
制御装置10は、ユーザUがリモコン20の操作部20aの運転開始用ボタンを押し、リモコン20から送信された運転開始指令信号を、送受信部8で受信したときに、空調設備100の運転を開始する(工程101)。
【0029】
制御装置10は、上記工程101の後に、先ず、温度センサ4及び湿度センサ5により運転開始時の室内Rの空気条件としての室内温度及び室内湿度を検出する工程102を実行し、その検出した室内温度及び室内湿度を基準データとして一旦記憶手段15に格納する。
また、記憶手段15には、前述のように、過去運転時における運転開始時の室内温度及び室内湿度と省エネルギ操作終了時に目標設定温度として設定された基準設定温度とを関連付けた基準データの複数を記憶している。
【0030】
そして、制御装置10は、記憶手段15に記憶している複数の基準データの中から、上記工程102において検出した室内温度及び室内湿度と同等又は近似した室内温度及び室内湿度に対応する基準設定温度Taを抽出する工程103を実行する。
【0031】
また、制御装置10は、上記工程103の後に、前述のようにユーザUにより運転が開始されてから数秒の所定時間経過までに、ユーザUがリモコン20の操作部20aの温度設定用ボタンにより設定温度Tsの変更をしたかを判定する工程104を実行する。
【0032】
そして、上記工程104において運転開始時から所定時間経過後までに上記設定温度Tsの変更がされていないと判定した場合には、冷房運転時には設定温度Tsを上記記憶手段15から抽出した基準設定温度Taに所定の値α(α>0、例えば1℃程度)を足した温度を設定温度Tsとし、暖房運転時には設定温度Tsを上記記憶手段15から抽出した基準設定温度Taから所定の値αを引いた温度を設定温度Tsとする工程105を実行する。
【0033】
そして、制御装置10は、上記工程104において運転開始時から所定時間経過後までに上記設定温度Tsが変更されたと判定した場合に、又は、後述の工程122においてユーザUが不快状態であると判定し、更に後述の工程126において上記設定温度Tsが変更されたと判定した後に、上記設定温度Tsを変更後の値に更新設定する工程106を実行する。
【0034】
そして、制御装置10は、表示手段16により、上記工程105又は上記工程106において設定された設定温度Tsを表示部7,20bに表示する工程107を実行する。
また、上記工程107を実行して表示部7,20bに表示された設定温度の値は、次にユーザUにより設定温度の変更がされるまで、同じ値で保持される。
【0035】
制御装置10は、上記工程107において設定温度Tsを表示部7,20bに表示させた後に、上記基準設定温度Taと設定温度Tsとを比較する工程110を実行して、冷房運転時においては基準設定温度Taが設定温度Tsよりも大きいかを、暖房運転時においては基準設定温度Taが設定温度Tsよりも小さいかを判定する。
【0036】
制御装置10は、上記工程110において、冷房運転時に基準設定温度Taが設定温度Tsよりも大きいと判定したとき、若しくは、暖房運転時に基準設定温度Taが設定温度Tsよりも小さいと判定した場合に、予め設定されているΔT0(例えば0.5℃)と、基準設定温度Taと設定温度Tsとの差を2〜5に設定されているnで割った値との内、小さい方の値を温度変化幅ΔTに設定する工程111を実行する。
【0037】
また、制御装置10は、上記工程111においてΔTを算出した後に、冷房運転時には、設定温度Tsを今までの設定温度Tsに温度変化幅ΔTを足した値即ちエネルギ消費量が減少する値に更新し、暖房運転時には、設定温度Tsを今までの設定温度Tsから温度変化幅ΔTを引いた値エネルギ消費量が減少する値に更新する工程112を実行する。
【0038】
そして、制御装置10は、上記工程112により設定温度Tsを更新した後、又は、上記工程110において、冷房運転時に基準設定温度Taが設定温度Tsよりも大きくないと判定した後、若しくは、暖房運転時に基準設定温度Taが設定温度Tsよりも小さくないと判定した後に、その時の設定温度Tsを目標設定温度Tcとする工程113を実行し、運転制御手段11を働かせて、室内温度を目標設定温度Tcになるように制御する(工程114)。
【0039】
上記のような設定温度Ts及び目標設定温度Tcをエネルギ消費量が減少するように変化させる工程112は、制御装置10の操作手段12により実行される省エネルギ操作において、後述の工程122においてユーザUが不快状態となるまで、又は、上記工程110又は後述の工程123において、冷房運転時に基準設定温度Taが設定温度Tsよりも大きくないと判定されるまで、若しくは、暖房運転時に基準設定温度Taが設定温度Tsよりも小さくないと判定されるまで、繰り返し実行され、このような省エネルギ操作により、空調設備100の運転状態を自動的にエネルギ消費量をできるだけ低減した省エネルギ運転とすることができる。
【0040】
また、制御装置10は、このように上記工程114において温度センサ4により室内温度が目標設定温度Tcとなったことを検出したときに、判定手段13により、ユーザUの室内温度に対する不快状態を認識するために、ユーザUのリモコン20の操作部20aに対する操作状態に基づいて状態値を検出する工程120を実行する。
尚、例えば、上記操作状態が、冷房運転時における設定温度を下げるための温度設定用ボタンに対する操作状態や「あつい」又は「不快」などと表示されたボタンに対する操作状態、暖房運転時における設定温度を上げるための温度設定用ボタンに対する操作状態や「さむい」又は「不快」などと表示されたボタンに対する操作状態であるときには、上記状態値として、それらのボタンを押す頻度や、設定温度の変化幅等を用いることができる。
【0041】
また、制御装置10の記憶手段15には、ユーザUがその時の室内温度に対して不快感を持ち不快状態となったときの上記状態値である不快状態値が予め格納されている。また、このような不快状態値は、一定の値であっても構わないし、ユーザU個々に登録した値であっても構わない。
【0042】
そして、制御装置10は、上記工程120においてユーザUの状態値を検出した後に、記憶手段15から上記不快状態値を抽出する工程121を実行し、更に、検出した状態値と不快状態値とを比較して、ユーザUが所謂不快状態であるかを判定する工程122を実行する。
そして、上記工程122において、ユーザUが不快状態であると判定した場合には、ユーザUがリモコン20の操作部20aの温度設定用ボタンにより設定温度Tsの変更をしたかを判定する工程126を実行し、逆に、ユーザUが不快状態でないと判定した場合には、基準設定温度Taと設定温度Tsとを比較する工程123を実行する。
【0043】
上記工程122においてユーザUが不快状態であると判定し且つ上記工程126においてユーザUにより設定温度Tsが変更されたと判定した場合には、前述の工程106に戻り、再度省エネルギ操作等の処理を実行する。
また、上記工程126において設定温度Tsが変更されなかったと判定した場合には、工程124において、その時の目標設定温度Tcが、そのユーザUが不快状態となるまでエネルギ消費量が減少する側に変化させた省エネルギ操作後の目標設定温度Tcであるので、その目標設定温度Tcを基準設定温度Taとし、工程125において、登録手段14により、その基準設定温度Taにより、記憶手段15に記憶されているその運転開始時における室内温度及び室内空気に対応する基準データの基準設定温度Taを更新し、上記工程114に戻り運転制御手段11による運転制御を繰り返す。
【0044】
上記工程122においてユーザUが不快状態でないと判定した場合に、上記工程123において基準設定温度Taと設定温度Tsとを比較し、冷房運転時に基準設定温度Taが設定温度Tsよりも大きいと判定したとき、若しくは、暖房運転時に基準設定温度Taが設定温度Tsよりも小さいと判定したときには、さらに、基準設定温度Taをエネルギ消費量が減少するように変化させるべく、前述の工程112に戻り、省エネルギ操作を継続する。
【0045】
一方、上記工程123において、冷房運転時に基準設定温度Taが設定温度Tsよりも大きくないと判定したとき、若しくは、暖房運転時に基準設定温度Taが設定温度Tsよりも小さくないと判定したときには、その時の目標設定温度Tcを、そのユーザUの快適性を確保しながらエネルギ消費量が減少する側に変化させた省エネルギ操作後の目標設定温度Tcであると考えられるので、前述の工程124及び工程125を実行して登録手段14により基準設定温度Taを更新し、運転制御手段11による運転制御を継続する。
【0046】
〔別実施の形態〕
次に、本発明の別の実施の形態を説明する。
〈1〉上記の実施形態において、空調設備100を例えばユーザUが異なる場合には運転モードを切換えてそのユーザUにあった運転を行なうように構成する場合に、夫々のユーザU毎又は運転モード毎に割り当てられた認識番号毎に、前述の基準データを設けても構わない。また、このように構成するためには、ユーザUの属性や運転モードを認識するための手段が必要となるが、その手段としては、リモコン20の操作部20aにそのユーザUの属性等を入力するための入力部を設けたり、ユーザUの行動や表情等を検知して、ユーザUの属性を認識したりすることで構成することができる。
【0047】
〈2〉上記実施の形態において、ユーザUの不快状態を判定する判定手段13は、操作部20aの操作状態から不快状態を判定するように構成したが、別に、ユーザUの発汗状態や表情等を検出することができれば、それらの状態から不快状態を判定するように構成しても構わない。
【図面の簡単な説明】
【図1】空調設備の概略構成図
【図2】空調設備に設けられた制御装置の概略構成図
【図3】制御装置により実行される処理フローを示す図
【図4】制御装置により実行される処理フローを示す図
【符号の説明】
1 筐体
2 吸込み部
3 吹出し部
4 温度センサ(検出手段)
5 湿度センサ(検出手段)
6 加熱・冷却・除湿ユニット(調整手段)
7 表示部
10 制御装置
11 運転制御手段
12 操作手段
13 判定手段
14 登録手段
15 記憶手段
16 表示手段
20 リモコン
20a 操作部
20b 表示部

Claims (6)

  1. 室内の空気条件を検出しながら前記空気条件を調整して前記空気条件を目標設定条件に制御する空調設備の制御装置であって、
    記目標設定条件をエネルギ消費量が減少するように変化させる省エネルギ操作を繰り返し行なう操作手段と、
    前記室内に存在するユーザの操作部に対する操作状態に基づいて、前記空気条件に対して前記ユーザが不快状態であると判定する判定手段とを備え、
    前記判定手段により前記不快状態であると判定されるまでの前記目標設定条件の変化範囲を特定の許容範囲として、前記操作手段が継続して前記エネルギ消費量が減少するように変化させる空調設備の制御装置。
  2. 前記空気条件が前記室内の温度である請求項1に記載の空調設備の制御装置。
  3. 前記操作手段による前記省エネルギ操作後の前記目標設定条件を、次回の運転開始時の前記目標設定条件を決定するための基準設定条件として登録する登録手段を備えた請求項1又は2に記載の空調設備の制御装置。
  4. 前記基準設定条件が、運転開始時の空気条件に対応するものである請求項に記載の空調設備の制御装置。
  5. 少なくとも前記操作手段による省エネルギ操作中において表示部に前記省エネルギ操作開始時の前記目標設定条件を表示させる表示手段を備えた請求項1からの何れか1項に記載の空調設備の制御装置。
  6. 室内の空気条件を検出する検出手段と、前記空気条件を調整する調整手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて前記調整手段を働かせて前記空気条件を目標設定条件に制御する制御装置を備えた空調設備であって、
    前記制御装置を、請求項1から5の何れか1項に記載の制御装置として構成した空調設備。
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