JP6368550B2 - 空気調和機 - Google Patents
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<空気調和機の全体構成と動作概要>
室外機10は、図1に示されるように、主に、筐体11、圧縮機12、四路切換弁13、室外側熱交換器14、膨張弁15、室外側送風機16、液側冷媒配管17、ガス側冷媒配管18、二方弁19、三方弁20、温度検出器21〜25および室外側制御器29から構成されている。なお、この室外機10は、屋外に設置されている。
室内機30は、図1に示されるように、主に、筐体31、室内側熱交換器32、室内側送風機33、水平フラップ(吹出方向調節機構)36a、垂直フラップ(吹出方向調節機構)36b(図3参照)、温度検出器34,37および室内側制御器35から構成されている。なお、この室内機30は、室内に設置されている。
リモートコントローラ50は、点滅赤外線を利用してユーザの指令を室内機30の室内側制御器35に伝達するためのものであって、主に、赤外線発光部、表示パネル、運転停止ボタン、モード切換ボタン、温度上昇ボタン、温度下降ボタン、風量上昇ボタン、風量下降ボタン、風向調節ボタン、自動運転ボタン等から構成されている。
液側連絡配管17はガス側連絡配管18よりも細い管であって、運転時、この液側連絡配管17には、液冷媒が流れる。なお、冷媒としては、例えば、HFC系のR410AやR32等が用いられる。
ガス側連絡配管18は液側連絡配管17よりも太い管であって、運転時、このガス側連絡配管18には、ガス冷媒が流れる。
以下、本実施の形態にかかる空気調和機1の冷房運転および暖房運転について詳述する。
冷房運転では、四路切換弁13が図1に示される状態、すなわち、圧縮機12の吐出管12aが室外側熱交換器14に接続され、かつ、圧縮機12の吸入管12bが室内側熱交換器32に接続された状態となる。また、このとき、二方弁19および三方弁20は開状態とされている。この状態で、圧縮機12が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機12に吸入され、圧縮された後、四路切換弁13を経由して室外側熱交換器14に送られ、室外側熱交換器14において冷却され、液冷媒となる。その後、この液冷媒は、膨張弁15に送られ、減圧されて気液二相状態となる。気液二相状態の冷媒は、二方弁19を経由して室内側熱交換器32に供給され、室内空気を冷却するとともに蒸発されてガス冷媒となる。最後に、そのガス冷媒は、三方弁20および四路切換弁13を経由して、再び、圧縮機12に吸入される。
暖房運転では、四路切換弁13が図2に示される状態、すなわち、圧縮機12の吐出管12aが室内側熱交換器32に接続され、かつ、圧縮機12の吸入管12bが室外側熱交換器14に接続された状態となる。また、このとき、二方弁19および三方弁20は開状態とされている。この状態で、圧縮機12が起動されると、ガス冷媒が、圧縮機12に吸入され、圧縮された後、四路切換弁13および三方弁20を経由して室内側熱交換器32に供給され、室内空気を加熱すると共に凝縮されて液冷媒となる。その後、この液冷媒は、三方弁19を経由して膨張弁15に送られ、減圧されて気液二相状態となる。気液二相状態の冷媒は、室外側熱交換器14に送られて、室外側熱交換器14において蒸発させられてガス冷媒となる。最後に、そのガス冷媒は、四路切換弁13を経由して、再び、圧縮機12に吸入される。
本実施の形態にかかる空気調和機1は、ユーザによってリモートコントローラ50の自動運転ボタンが押圧されると自動運転モードとなり、熱中症抑制・防寒対策制御を実行する。以下、図4から7に基づいてこの熱中症抑制・防寒対策制御について詳述する。
(1)
本実施の形態にかかる空気調和機1では、自動運転時において人検出部35dによって人の存在が検出されず且つ外気温度Toが冷房時基準外気温度Toc以上である場合、中央処理演算部29bが、調和空気(冷却空気)を躯体に直接吹き付けるべく、通信部29cを介して水平フラップ36aおよび垂直フラップ36bに制御信号を送信して、水平風向板の角度を冷房時天井吹付水平風向板角度に設定すると共に垂直風向板の角度を壁吹付垂直風向板角度に設定する。このため、この空気調和機1は、例えば、夏場の日中等、外気温度Toが高いときであって人が居ないときに日当たり良好な部屋において外壁や、天井、床等の躯体を直接冷却することによって室内温度Tiが直ちに上昇してしまうことを抑制することができる。したがって、この空気調和機1は、上述の環境下において室内温度Tiを所定温度まで下げる時間を短縮することができる。すなわち、人がその部屋に戻ってきたときに従前よりも素早く室内温度Tiを低下させることができ、その人が熱中症になるリスクを低減することができる。
本実施の形態にかかる空気調和機1では、自動運転時において人検出部35dによって人の存在が検出されず且つ外気温度Toが暖房時基準外気温度Tow以下である場合、中央処理演算部29bが、調和空気(加熱空気)を躯体に直接吹き付けるべく、通信部29cを介して水平フラップ36aおよび垂直フラップ36bに制御信号を送信して、水平風向板の角度を暖房時床吹付水平風向板角度に設定すると共に垂直風向板の角度を壁吹付垂直風向板角度に設定する。このため、この空気調和機1は、例えば、冬場の朝や夜等、外気温度Toが低いときであって人が居ないときに日当たりが悪い部屋において外壁や、天井、床等の躯体を直接加熱することによって室内温度Tiが直ちに低下してしまうことを抑制することができる。したがって、この空気調和機1は、上述の環境下において室内温度Tiを所定温度まで上げる時間を短縮することができる。すなわち、ヒトがその部屋に戻ってきたときに従前よりも素早く室内温度Tiを上昇させることができ、その人が風邪等になるリスクを低減することができる。
第2の実施の形態にかかる空気調和機は、第1の実施の形態にかかる空気調和機1と熱中症抑制・防寒対策制御の態様で相違する。このため、本実施の形態にかかる空気調和機については、熱中症抑制・防寒対策制御のみを説明する。
本実施の形態に係る熱中症抑制・防寒対策制御では、先の実施の形態に係るステップS101において、中央処理演算部29bが、通信部29cにおいて人検出部35dから人検出信号が受信されていないと判断した場合、中央処理演算部29bが、ステップS112の処理に進まず、ステップS101に戻る(すなわち、ステップS112〜116およびステップS151〜155の処理が省略される。)。
本実施の形態にかかる空気調和機では、自動運転開始時において人が居るときになって初めて処理が開始される。このため、この空気調和機は、第1の実施の形態にかかる空気調和機よりも省エネルギーに貢献することができる。
第3の実施の形態にかかる空気調和機は、熱中症抑制・防寒対策制御の風向制御の態様で第1の実施の形態にかかる空気調和機1と相違する。このため、本実施の形態にかかる空気調和機については、風向制御のみを説明する。なお、本実施の形態は、第2の実施の形態にも適用することができる。
本実施の形態にかかる空気調和機では躯体に直接調和空気を吹き付ける際において水平フラップ36aおよび垂直フラップ36bをスイングさせる。このため、この空気調和機では、躯体を効率よく冷却または加熱することができると共に躯体が傷むことを抑制することができる。
第4の実施の形態にかかる空気調和機は、熱中症抑制・防寒対策制御の風向制御保持条件で第1の実施の形態にかかる空気調和機と相違する。このため、本実施の形態にかかる空気調和機については、熱中症抑制・防寒対策制御の風向制御保持条件についてのみ説明する。なお、本実施の形態は、第2および第3の実施の形態にも適用することができる。
本実施の形態に係る熱中症抑制・防寒対策制御では、先の実施の形態に係るステップS109、S113、S129、S152が省略されると共に、ステップS111およびS116で中央処理演算装置29bが下記(1)の通りに処理を実行し、ステップS131およびS155で中央処理演算装置29bが下記(2)の通りに処理を実行する。
ステップS111またはS116では、中央処理演算装置29bが、温度検出器37からその時点の室内温度Tiを受信する共に記憶部29aから躯体冷却停止基準室内温度Ttcを読み出して、室内温度Tiが躯体冷却停止基準室内温度Ttc未満であるか否かを判断する。ここで、中央処理演算部29bが、室内温度Tiが躯体冷却停止基準室内温度Ttc未満であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS106の処理に進む。一方、中央処理演算部29bが、室内温度Tiが躯体冷却停止基準室内温度Ttc以上であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS111またはS116の処理に戻る。
ステップS131およびS155では、中央処理演算装置29bが、温度検出器37からその時点の室内温度Tiを受信する共に記憶部29aから躯体加熱停止基準室内温度Ttwを読み出して、室内温度Tiが躯体加熱停止基準室内温度Ttw超であるか否かを判断する。ここで、中央処理演算部29bが、室内温度Tiが躯体加熱停止基準室内温度Ttw超であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS126またはS106の処理に進む。一方、中央処理演算部29bが、室内温度Tiが躯体加熱停止基準室内温度Ttw以下であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS131またはS155の処理に戻る。
本実施の形態にかかる空気調和機では、躯体冷却および躯体加熱の停止条件が、室内温度Tiが躯体冷却停止基準室内温度Ttcを下回ったとき又は室内温度Tiが躯体加熱停止基準室内温度Ttwを上回ったときとされている。このため、この空気調和機では、躯体冷却時、躯体加熱時に所望の温度まで躯体を冷却または加熱することができる。
−第5の実施の形態−
第5の実施の形態にかかる空気調和機は、熱中症抑制・防寒対策制御の風向制御保持条件で第1の実施の形態にかかる空気調和機と相違する。このため、本実施の形態にかかる空気調和機については、熱中症抑制・防寒対策制御の風向制御保持条件についてのみ説明する。なお、本実施の形態は、第2および第3の実施の形態にも適用することができる。
本実施の形態に係る熱中症抑制・防寒対策制御では、先の実施の形態に係るステップS109、S113、S129、S152が省略されると共に、ステップS111およびS116で中央処理演算装置29bが下記(1)の通りに処理を実行し、ステップS131およびS155で中央処理演算装置29bが下記(2)の通りに処理を実行する。なお、本実施の形態では、壁温検出器が設けられるが、この壁温検出器は、壁の温度を検出するものである。
ステップS111またはS116では、中央処理演算装置29bが、壁温検出器からその時点の壁温度Thを受信する共に記憶部29aから躯体冷却停止基準壁温度Thcを読み出して、壁温度Thが躯体冷却停止基準壁温度Thc未満であるか否かを判断する。ここで、中央処理演算部29bが、壁温度Thが躯体冷却停止基準壁温度Thc未満であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS106の処理に進む。一方、中央処理演算部29bが、壁温度Thが躯体冷却停止基準壁温度Thc以上であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS111またはS116の処理に戻る。
ステップS131およびS155では、中央処理演算装置29bが、壁温検出器からその時点の壁温度Thを受信する共に記憶部29aから躯体加熱停止基準壁温度Thwを読み出して、壁温度Thが躯体冷却停止基準壁温度Thw超であるか否かを判断する。ここで、中央処理演算部29bが、壁温度Thが躯体加熱停止基準壁温度Thw超であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS126またはS106の処理に進む。一方、中央処理演算部29bが、壁温度Thが躯体加熱停止基準壁温度Thw以下であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS131またはS155の処理に戻る。
本実施の形態にかかる空気調和機では、躯体冷却および躯体加熱の停止条件が、壁温度Thが躯体冷却停止基準壁温度Thcを下回ったとき又は壁温度Thが躯体加熱停止基準壁温度Thwを上回ったときとされている。このため、この空気調和機では、躯体冷却時、躯体加熱時に所望の温度まで躯体を冷却または加熱することができる。
第6の実施の形態にかかる空気調和機は、熱中症抑制・防寒対策制御の風向制御保持条件で第1の実施の形態にかかる空気調和機と相違する。このため、本実施の形態にかかる空気調和機については、熱中症抑制・防寒対策制御の風向制御保持条件についてのみ説明する。なお、本実施の形態は、第2および第3の実施の形態にも適用することができる。
本実施の形態に係る熱中症抑制・防寒対策制御では、先の実施の形態に係るステップS109、S113、S129、S152が省略されると共に、ステップS111およびS116で中央処理演算装置29bが下記(1)の通りに処理を実行し、ステップS131およびS155で中央処理演算装置29bが下記(2)の通りに処理を実行する。
ステップS111またはS116では、中央処理演算装置29bが、温度検出器25からその時点の外気温度Toを受信する共に記憶部29aから躯体冷却停止基準外気温度Tpcを読み出して、外気温度Toが躯体冷却停止基準外気温度Tpc未満であるか否かを判断する。ここで、中央処理演算部29bが、外気温度Toが躯体冷却停止基準外気温度Tpc未満であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS106の処理に進む。一方、中央処理演算部29bが、外気温度Toが躯体冷却停止基準外気温度Tpc以上であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS111またはS116の処理に戻る。
ステップS131およびS155では、中央処理演算装置29bが、温度検出器25からその時点の外気温度Toを受信する共に記憶部29aから躯体加熱停止基準外気温度Tpwを読み出して、外気温度Toが躯体加熱停止基準外気温度Tpw超であるか否かを判断する。ここで、中央処理演算部29bが、外気温度Toが躯体加熱停止基準外気温度Tpw超であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS126またはS106の処理に進む。一方、中央処理演算部29bが、外気温度Toが躯体加熱停止基準外気温度Tpw以下であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS131またはS155の処理に戻る。
<第6の実施の形態にかかる空気調和機の特徴>
本実施の形態にかかる空気調和機では、躯体冷却および躯体加熱の停止条件が、外気温度Toが躯体冷却停止基準外気温度Tpcを下回ったとき又は外気温度Toが躯体加熱停止基準外気温度Tpwを上回ったときとされている。このため、この空気調和機では、躯体冷却時、躯体加熱時に外気温度Toが十分に下がり切る又は上がり切るまで躯体を冷却または加熱することができる。
第7の実施の形態にかかる空気調和機は、熱中症抑制・防寒対策制御の風向制御保持条件で第1の実施の形態にかかる空気調和機と相違する。このため、本実施の形態にかかる空気調和機については、熱中症抑制・防寒対策制御の風向制御保持条件についてのみ説明する。なお、本実施の形態は、第2および第3の実施の形態にも適用することができる。
本実施の形態に係る熱中症抑制・防寒対策制御では、先の実施の形態に係るステップS109、S113、S129、S152が省略されると共に、ステップS111およびS116で中央処理演算装置29bが下記(1)の通りに処理を実行し、ステップS131およびS155で中央処理演算装置29bが下記(2)の通りに処理を実行する。
ステップS111またはS116では、中央処理演算装置29bが、温度検出器37からその時点の室内温度Tiを受信する共に温度検出器25からその時点の外気温度Toを受信した後、その差(To−Ti)を算出し、その差が躯体冷却停止基準温度差ΔTc未満であるか否かを判断する。ここで、中央処理演算部29bが、その差が躯体冷却停止基準温度差ΔTc未満であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS106の処理に進む。一方、中央処理演算部29bが、その差が躯体冷却停止基準温度差ΔTc以上であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS111またはS116の処理に戻る。
ステップS131およびS155では、中央処理演算装置29bが、温度検出器37からその時点の室内温度Tiを受信する共に温度検出器25からその時点の外気温度Toを受信した後、その差(Ti−To)を算出し、その差が躯体加熱停止基準温度差ΔTw超であるか否かを判断する。ここで、中央処理演算部29bが、その差が躯体加熱停止基準温度差ΔTw未満であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS126またはS106の処理に進む。一方、中央処理演算部29bが、その差が躯体加熱停止基準温度差ΔTw以上であると判断した場合、中央処理演算部29bは、ステップS131またはS155の処理に戻る。
<第7の実施の形態にかかる空気調和機の特徴>
本実施の形態にかかる空気調和機では、躯体冷却および躯体加熱の停止条件が、室内温度Tiと外気温度Toの差が躯体冷却停止基準温度差ΔTcを下回ったときとされている。このため、この空気調和機では、躯体冷却時、躯体加熱時に外気温度Toと室内温度Tiとが一定の差になるまで躯体を冷却または加熱することができる。
第9の実施の形態にかかる空気調和機は、人検知部35dが設けられない点で第1の実施の形態にかかる空気調和機1と相違する。なお、本実施の形態は、第2の実施の形態から第7の実施の形態のいずれの形態にも適用することができる。
<第8の実施の形態にかかる空気調和機の特徴>
本実施の形態にかかる空気調和機では、人検出部35dが設けられていない。したがって、この空気調和機では、自動運転が開始されると、人の存否に関わらず、外気温度Toが冷房時基準外気温度Toc以上であれば、第2基準時間ts2の間、自動的に冷房運転が実施され、外気温度Toが暖房時基準外気温度Tow以下であれば、第2基準時間ts2の間、自動的に暖房運転が実施される。このため、この空気調和機では、人が退出するときに自動運転ボタンを押圧するようにすれば、部屋に戻ってきた際に部屋の温度が上がりすぎていたり下がりすぎていたりするのを防止することができる。
第9の実施の形態にかかる空気調和機は、リモートコントローラに自動運転ボタンとは別に熱中症抑制・防寒対策ボタンが設けられ、ユーザによってリモートコントローラ50の熱中症抑制・防寒対策ボタンが押圧されたときに、図4〜7のフローチャートにかかる一連の処理が実行される点で第1の実施の形態にかかる空気調和機1と相違する。なお、本実施の形態は、第2の実施の形態から第8の実施の形態のいずれの形態にも適用することができる。
<第9の実施の形態にかかる空気調和機の特徴>
本実施の形態にかかる空気調和機ではリモートコントローラに熱中症抑制・防寒対策ボタンが設けられる。このため、ユーザは、意識的に熱中症抑制・防寒対策を行うことができる。
第10の実施の形態にかかる空気調和機は、セパレート式ではなく一体型の空気調和機(例えば、床置式や窓枠取付式)である点で第1の実施の形態にかかる空気調和機1と相違する。なお、このような態様は、第2〜第9の実施の形態にも適用可能である。
第11の実施の形態にかかる空気調和機は、ヒートポンプ式ではなく他の形式(暖房機であればヒータ式暖房機、ガス暖房機、石油暖房機など。冷房機であればガス冷房機など)である点で第1の実施の形態にかかる空気調和機1と相違する。なお、このような態様は、第2〜第10の実施の形態にも適用可能である。
第12の実施の形態は、第1〜11の実施の形態にかかる空気調和機に、屋内外のサーバや、スマート家電製品、スマートフォン等の携帯端末(以下「外部情報機器」と称する)が通信接続される点で第1の実施の形態と相違する。なお、このような態様は、第2〜第11の実施の形態にも適用可能である。かかる場合、外部情報機器は、空気調和機の制御部60と通信接続され、その制御部60と共同して熱中症抑制・防寒対策制御を実行する。例えば、外部情報機器が制御部60を介して空気調和機構2を遠隔制御するようにしてもよいし、外部情報機器に制御パラメータの情報を持たせ、その制御パラメータの情報を外部情報機器から制御部60に提供するようにしてもよい。また、かかる場合、外部情報機器は、空気調和機には常時接続されていてもよい。かかる場合、外気温度Toは、気象庁のサーバ等の外部サーバから取得してもよい。
第13の実施の形態は、ユーザによってリモートコントローラ50の自動運転ボタンが押圧されなくても、熱中症抑制・防寒対策制御を実行する点で第1の実施の形態と相違する。なお、このような態様は、第2〜第12の実施の形態にも適用可能である。かかる場合、図4〜図7のフローチャートに体現されるシーケンスが通常の制御シーケンスに組み込まれることになる。
第13の実施の形態は、待機状態が一定時間以上継続したら停止状態になる点で第1の実施の形態と相違する。なお、このような態様は、第2〜第13の実施の形態にも適用可能である。具体的には、待機状態となった時点からの時間をタイマ29dで計測することによって実現することができる。
−その他の応用例−
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、本実施の形態では冷暖房可能な空気調和機にて本発明を説明したが、冷房運転に関係するものは冷房専用機器に適用することができ、暖房運転に関係するものは暖房専用機器に適用することができる。
2 :空気調和機構
25 :温度検出器(外気温度情報取得部)
29a :記憶部(第1情報記憶部,第2情報記憶部)
35d :人検出部(存否判断部)
36a :水平フラップ(吹出方向調節機構)
36b :垂直フラップ(吹出方向調節機構)
60 :制御部
To :外気温度
Toc :冷房時基準外気温度(閾値)
Tow :暖房時基準外気温度(閾値)
Claims (4)
- 調和空気を生成する空気調和機構と、
前記調和空気の吹出方向を調節する吹出方向調節機構と、
外気温度の情報を取得する外気温度情報取得部と、
前記外気温度に対する閾値の情報を記憶する第1情報記憶部と、
対象物の存否を判断する存否判断部と、
前記外気温度が前記閾値以上または前記閾値以下となり且つ前記存否判断部によって前記対象物が不在であると判断された場合、第1吹出方向範囲よりも外側の吹出方向である第2吹出方向に前記調和空気を吹き出させるように前記吹出方向調節機構を制御し、前記外気温度が前記閾値以上または前記閾値以下とならず且つ前記存否判断部によって前記対象物が不在であると判断された場合、前記空気調和機構を待機状態とする制御部と
を備える、空気調和機。 - 時間を計測する時間計測部をさらに備え、
前記制御部は、前記外気温度が前記閾値以上または前記閾値以下となり且つ前記存否判断部によって前記対象物が不在であると判断された場合、その時点から前記時間計測部に時間の計測を開始させると共に、前記第2吹出方向に前記調和空気を吹き出させるように前記吹出方向調節機構を制御し、その後、前記時間計測部により計測された時間が第1時間に達したと判断すると前記空気調和機構を待機状態とする
請求項1に記載の空気調和機。 - 第1条件の成立基準情報を記憶する第2情報記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記外気温度が前記閾値以上または前記閾値以下となり且つ前記存否判断部によって前記対象物が不在であると判断された場合、前記第1条件が成立するまで前記第2吹出方向に前記調和空気を吹き出させるように前記吹出方向調節機構を制御する
請求項1に記載の空気調和機。 - 前記成立基準情報は、基準室内温度、基準躯体温度、基準外気温度および基準温度差のいずれかであり、
前記第1条件は、室内温度が前記基準室内温度超または前記基準室内温度未満となったこと、躯体温度が前記基準躯体温度超または前記基準躯体温度未満となったこと、外気温度が前記基準外気温度超または前記基準外気温度未満となったこと、および、室内温度と外気温度との差が前記基準温度差超または前記基準温度差未満となったことのいずれかである
請求項3に記載の空気調和機。
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