JPH02223751A - 住宅空調制御装置 - Google Patents

住宅空調制御装置

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Publication number
JPH02223751A
JPH02223751A JP1030229A JP3022989A JPH02223751A JP H02223751 A JPH02223751 A JP H02223751A JP 1030229 A JP1030229 A JP 1030229A JP 3022989 A JP3022989 A JP 3022989A JP H02223751 A JPH02223751 A JP H02223751A
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JP
Japan
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comfort level
value
air conditioning
level value
comfortable
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Application number
JP1030229A
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English (en)
Inventor
Masaru Sugita
勝 杉田
Toyohiro Kobayashi
豊博 小林
Masaki Komatsu
正樹 小松
Hideo Igarashi
英雄 五十嵐
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、住宅空調制御装置、特に、その住宅の快適
環境を提供するための空気調和機の運転制御手段に関す
るものである。
(従来の技術) 従来、室内居住者が空気調和機によフて快適環境を得る
ためには、例えば特開昭61−159045号公報に開
示されているように、室温分布を均一化を図るために、
室温検出用温度センサと幅射熱を検出するための輻射熱
検出用温度センサとを設け、これによって室内機の風向
板を上下させて居住空間温度の均一化を図るように構成
されていた。
ここにおいて、−数的に室内居住者の快適環境を考える
場合、環境要素としては、空気温度。
湿度、輻射温度、空気流速そして空気汚れなどが挙げら
れる。よって、従来の上記制御方式にあっては、多くの
環境要素のうち、前記2書類のみを考慮して空調機の風
速などの制御を行うに過ぎなかワた。
(発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、以上のような従来例にあっては、快適環
境を得るために各設定値による温度制御か輻射温度制御
かを行っているのみであり、これらの種類の環境要素の
制御のみでは不十分であり、より満足すべき快適環境を
得るためには、その都度、遠隔操作装置等によってそれ
ぞれの各空調機器の制御条件を設定するための煩わしい
操作を行わなければならなかった。
この発明は、以上のような従来例の開題点を解消するた
めになされたもので、快適環境を得る上で最良省エネル
ギー運転となるよう、各空調機器が自動的に運転/停止
し、各種の煩わしい設定を行う必要がなく、さらに室内
に入射する太陽光を変化させて輻射環境を変化させる空
気制御を行う等、常に快適な空調状態に保持できる住宅
空気調和機の制御装置の提供を目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
このため、この発明に係る住宅空調制御装置においては
、室内の温度、湿度、輻射および室外温度等の各環境要
素の検出手段を設け、該各種出値より、快適度として例
えばl5O(国際標準化機構)の国際規格l5O−77
30に規定されているP M V (Predicte
d Mean Vote)値を計算すると共に、該PM
V値により、室の窓側に配設した電動ブラインドを調節
して窓側より入射する太陽光を制御し、あるいは、屋外
に設置した集熱器に蓄熱された熱を住宅内に循環させ、
さらに、また、室外に配設した室外天候条件検出手段に
より、天候を認識して、その天候に応じて前記PMV値
を補正し、それにより複数の空調機器を制御するように
構成することにより、前記目的を達成しようとするもで
ある。
〔作用〕
以上のような構成により、この発明による住宅空調制御
装置は、PMV値に対応して前記電動ブラインドを制御
して、床面の輻射温度を変化させ、あるいは屋外の蓄熱
器からの室内への循環量を制御し、さらにまたPMV値
を補正して複数の各空調機器を制御するため、より快適
な居住空間環境が得られると共に、効果的な省エネルギ
ー運転を実現し得る。
〔第1実施例〕 以下に、この発明を実施例に基づいて説明する。
(構成) 第1図に、この発明の住宅空調制御装置の第1実施例の
構成ブロック図を示す。1は空気調和機、2は換気扇、
3は天井扇、4は、この発明により室の窓30側に配設
した電動ブラインド、5は加湿器、6は電気カーペット
、7は室外温度サーミスタ等の室外温度センサである。
より快適環境を作り出すための上記装置類は、電動ブラ
インド4を除き、それぞれホームバスシステムの各HA
端子26,27,28.1425を介して、マイクロコ
ンピュータ(以下、略してマイコン)29に接続されて
いる。また、電動ブラインド4はホームバスシステムの
HBS端子13、HA端子20を介して同上マイコン2
9に接続されている。11は空調している部屋の屋根、
12は太陽、32は住宅空調制御器、33は居住者、ま
た、15.16,17.18は各アナログ/ディジタル
(A/D)変換器を示す。
第1図において、室内温度センサ(サーミスタ)8と室
内湿度センサ9と輻射センサ10と室外温度サーミスタ
フの各出力アナログ信号は、それぞれ各A/D変換器1
5.16,17.18を介してディジタル化されてマイ
コン29に入力される。
室内の居住者33は、住宅空調制御器32(各HA端子
31.34を介してマイコン29は接触されている)を
用いて、夏場または冬場の設定を行うことにより、後述
するPMV値の計算を行い、その結果より、快適度の決
定を実施し、天井扇3.換気扇2.加湿器5.電動ブラ
インド4゜電気カーペット6、空気調和機!等を作動さ
せることにより人間生活に対し快適な環境を提供するよ
う構成したものである。
(動作/作用) 以−Fのような構成の本実施例のプログラム動作/作用
を、第2図及び第3図の各シーケンスフローチャートに
基づいて説明する。
空気調和機室が動作を開始すると、まず、ステップ51
〜S4において、各センサ8.9゜10および7により
、それぞれ室内温度ta。
室内湿度pa、輻射温度tr、室外温度を検出する。
つぎに、ステップS5で上記各検出偵より快適度の値を
算出する。
この快適度は、前記のように国際規格I 5O−773
0のP M V (Predicted Mean V
ote)と呼ばれる値を使用する。
この快適度を表わすPMV値は、室内多くの環境要素か
らなり、室温ta、湿度pa、輻射温度tr、気流速V
ar、着衣ftr c 11 、活動fiM等の値より
上記国際規格に記載の後記演算式により求められ、次に
あける熱的感覚尺度で示される。
例えば、+3=暑い、+2:暖かい、+1:少し暖かい
、0:どちらでもない、−1少し涼して、−2=涼しい
、−3=寒いなど。
ところで、この算式、ならびに演算方法は非常に複雑で
あるが、前記国際規格により公知であるため、ここでは
詳細説明は省略する。
PMV値の計算は、居間系においては、次式により計算
される。
PMV=2.0994+ 2.4177x 1O−2x
 pa+ 5.2231x to−3xta−0,05
85x LTCI、−−−−−−(1)式1式%( +273)’) + fcl xhcx (tcIL−
ta)−−(2)式ここに、paは水蒸気分圧、taは
室温、teffiは身体の全体表面積に対する着衣面積
の割合、fclは身体の全表面積に対する着衣面積の割
合、trは平均輻射温度、heは対流熱伝達率、tcj
Jは着衣の表面温度である。
前記国際規格では、PMW値が+0.5から一〇、5の
範囲にあれば、90%以上の人間が快適で、+1.0か
ら−1,0の範囲にあれば575%以−Lの人間が快適
であるとしている。
次に居住者33により、住宅空調制御器32の夏場また
は冬場の設定スイッチが押されることにより、装置側で
は夏場または冬場の判断を行う(ステップS6)、夏場
の場合(Yes)は、ステップS7において、PMV値
が1以上の場合は、空気調和機1.換気扇2.天井扇3
の運転を開始する(ステップS8.ステップS9.ステ
ップ510)。
また、輻射温度trを下げるために、電動ブラインド4
を全閉(ステップ511)にして室内に太陽12の光を
入射しないようにする。空気調和機1.換気扇2.天井
扇3は、それぞれHA端子26.27.28で制御され
る。
電動ブラインド4は、HBS端子13に接続され、ステ
ップS7においてPMV値が0.5以上の時は、空気調
和機1.換気扇2.天井扇3が運転を開始しくステップ
S12.ステップS13゜ステップ514)、太陽12
の光を入射させるために、ブラインド4は半分開く(ス
テップ515)。
PMVの値がOの時は、はぼ快適条件であるため、空気
調和機1.換気扇2.天井扇3の運転を停止させ(ステ
ップS16.ステップS17゜ステップ318)、ブラ
インド4は全開する(ステップ519)。
次に、ステップS6において、冬場(No)になった場
合、(第2図)におけるステップS6 (No)すなわ
ち、第3図の処理ルーチン■)について説明する。
まず、ステップS20で電動ブラインド4を全開し、つ
いでステップS21で、PMV値を求める演算式(1)
式より、PMV値が−0,5以上の場合は、空気調和機
1の運転停止しくステップ522)、電気カーペット6
の電源を切る(ステップ523)。また、ステップS2
1において、PMV値が−1,0以上の場合は、空気調
和機1の運転を開始しくステップ524)、電気カーペ
ット6の電源を入れる(ステップ525)。
次に、ステップS26において、相対湿度が30%以上
の場合(Yes)は、加湿器5の運転を開始しくステッ
プ527)、相対湿度が30%以下の場合(No)は、
加湿器5の運転を停止させる(ステップ828)。そし
て夏場、冬場を判断する処理ルーチン■に戻る。
(効果) 以上説明したように、この実施例によれば、住宅空調を
、太陽の光をPMV値に関連させて電動ブラインドで制
御することにより床面の輻射温度を制御するように構成
したため、運転が省エネルギー化されるとともに、室内
温熱環境をざらに快適ゾーンへ近付けることができるよ
うになった。
〔第2実施例〕 (構成) 第4図に、この発明の住宅空調制御装置の一実施例の構
成ブロック図を示す。なお、第1実施例第1図における
と同一(相当)構成要素は同一符号で表わし重複説明は
省略する。
40は、この発明により室の空調ダクト36内に設置し
たダクトファンであり、これは熱吸収ガラス39によっ
て蓄熱された太陽12熱をダクトを通して部屋内に循環
させるものである。
より快適環境を作り出すための空気調和機1換気扇2.
天井扇3.加湿器5.電気カーペット6等の各装置類は
、それぞれホームバスシステムの各HAgs子26,2
7,28,14.25を介してマイコン29に接続され
ている。また、ダクト内のファン40はHA@子2子音
0して同上マイコン29に接続されている。llaは空
調している部屋の2重屋根、また、37はアナログ/デ
ィジタル(A/D)変換器、38はHA線端子39は熱
吸収ガラスを示す。
第4図において、室内温度センサ(サーミスタ)8と室
内温度センサ9と輻射センサ10と室外温度サーミスタ
7及び天井温度センサ41の各出力アナログ信号はそれ
ぞれ各A/D変換器!5,16,17.18を介してデ
ィジタル化されてマイコン29に人力される。
室内の居住者33は、住宅空調制御器32(各HA線端
子1.34を介してマイコン29は接触されている)を
用いて、夏場または冬場の設定を行うことにより、前述
のPMV値の計算を行い、その結果より、快適度の決定
を実施し、天井扇3、換気扇2.加湿器5.ダクトファ
ン40゜電気カーペット6、空気調和機1等を作動させ
ることにより人間生活に対し快適な環境を提供するよう
構成したものである。
なお、第5図にこの住宅空調制御器32の操作パネルの
正面図を示す。
(動作/作用) 以上のような構成の本実施例のプログラム動作/作用を
第6図及び第7図に示すシーケンスフローチャートに基
づいて説明する。
空気調和機1が動作を開始すると、まず、ステップ33
1〜S34において、各センサ8゜9.10および7に
より、それぞれ室内温度ta、室内湿度pa、輻射温度
tr、室外温度を検出する。
つぎに、ステップS35で上記の各検出値より快適度の
値を算出する。このシーケンスについては、第1実施例
第2図におけるステップS5と同一であり重複説明は省
略する。
前記国際規格では、PMW値が、+0.5から一〇、5
の範囲にあれば、90%以上の人間が快適で、+1.0
から−1,0の範囲にあれば、75%以上の人間が快適
であるとしていることも前述のとおりである。
次に、居住者33により、住宅空調制8器32第5図の
操作パネルの暖房または冷房の設定スイッチが押される
ことにより、装置側では、夏場または冬場の判断を行う
(ステップ536)。
夏場の場合(Yes)はステップS37において、PM
V値が1以−トの場合は、空気調和Jll。
換気扇2.天井扇3の運転を開始する。またPMV値が
0.5以上の時は、上記と同様な動きをする(ステップ
S41.ステップS42゜ステップ543)。
空気調和機!、換気扇2.天井扇3は、それぞれHA端
子26,27.28で制御される。
直配ステップS37において、PMVの値が0の時は、
はぼ快適条件であるため、空気調和機1、換気扇2.天
井扇3の運転を停止させる(ステップS44.ステップ
S45.ステップ546)。
次に、前記ステップS36に才5いて、冬場になった場
合(No)について、第7図の処理ルーチンについて説
明する。
まず、ステップS47でPMV値を求める前記演算式(
1)よりPMV値が−0,5以トの場合は、空気調和機
lの運転を停止しくステップ348)、電気カーペット
6の電源を遮断する(ステップ549)。
そして、天井に配設されている天井温度センサ41によ
り検知され、住宅空調制御器の操作パネル(第5図)に
表示されているとおり、天井温度が30℃以上の場合は
(ステップ550)、ダクトファン40の運転ノツチを
“弱”にして、ダクト36を通して室内に循環させる。
また、ステップS47において、PMV値が一菫、0以
上の場合は、空気調和ls1の運転を開始しくステップ
554)、電気カーペット6の電源を人わる(ステップ
555)。天井温度センサが30℃以上の場合はくステ
ップ556)、ダクトファン4の運転ノツチを“強”に
してダクト36を通じて室内へ循環させる。
次虹、ステップS52において、相対温度が30%以下
の場合(Ye s )は加湿器5の運転を開始しくステ
ップ553)、室内湿度センサ9の相対温度が30%以
−トの場合(N O)は加湿器5のい1f転を停tトさ
せる(ステップ558)、、そして、夏場、冬場な↑1
1断する第6図の処理ルーチン■に戻る。
(効果) 以十、説明したように、この実施例によりば、住宅空調
を住宅ダクト内のファンをPMV値によって作動させる
ことにより、運転が省エネルギー化されるとともに、室
内温熱環境をさらに快適ヴ・−ノヘ近付りることができ
る。
(第3実施例) 以下に、この発明を第3実施例を第8図ないし第11図
に基づいて説明する。
(制御構成) 第8図に、この発明の住宅空調制御装置の一実施例の制
御ブロック図を示す。本図においても、前記各実施例第
1図及び第4図における同一(相当)構成要素は同一符
号で表わす。
し1において、1かう6(4を欠く)までは室内(破線
で囲んで示す)に設置されて、室内の環境要素を調節す
るための機器であり、1は、冷房/暖房機能を備えた空
気調和機、2は、外気を室内に導入する機能を備えた換
気装置、3は、気流による冷却効果を生じさせる機能を
有する天井扇、5は、加′fJ器能を備えた加湿器、6
は、例えば電気カーペット等、輻射による暖房機能を備
えた床暖房器である。
また、8は、室内の空気温度を検出するための温度検出
器(センサ、以下同じ)、9は、室内の温度を検出する
ための湿度検出器、10は、輻射温度を検出するための
輻射温度検出器、7は、外気の温度を検出するための到
気温検出器で、こ第1らの各検出器8,9,10.7の
各検出器は、環境要素検知手段50に人力され、ついで
、居住者の活動量および室内の気流速を設定するための
活動量と気流速の設定1段51ならびに着衣量の状定手
段52等のデータを取入れて室内のPMV値等の快適度
を演算するための快適度演算手段53に入力するよう構
成されている。
次に、室外の風速を検出するための風速検出器54.降
雨の有無を検出するための雨検出器55、光量を検出す
るための光検出器56等により、天候判別手段57によ
り天候条件を判別する。
ついで、室内の快適度演算手段53で求めた快適度(P
MV値)を天候判別手段57のデータにより、快適度補
正手段58において前記PMV値を補正する。59は、
前記1から6までの各機器の運転を選択/決定するため
の手段であり、60は、前記運転選択手段59の決定に
より、前記冷暖房機1.換気装置2.天井扇3.加湿器
5.床暖房86の各機器へ運転または停止指示を出力す
るための機器制御手段を示す。
(装置構成) 第9図に、上記実施例の空調システム制御装置の全体構
成概要図を示す。
図中、61は、それぞれ各機器1〜6および各検出器7
.54〜56用の各H3B(ホームバスシステム)端子
を示す。また、62は、”PMVコントローラ”と呼ば
れる住宅空調制御器で、第1図に示す各検出器(センサ
)8,9.10が内蔵されており、マイクロコンピュー
タで制御するプログラムとして、環境要素検知手段50
゜活動量と気流速設定手段511着衣量決定手段52、
快適度演算手段53.Jijl速、雨、光の各検出器5
4,55.56の各データをそれぞれの表示部に表示、
さらに天候判別手段57によって天候の状況も表示する
ようにしている。63は、PMV操作パネルを示す。
天候判別手段57により、快適度演算手段53で求めら
れたPMV値を、快適度補正手段58により補正し、P
MVコントローラ62の快適モニタ部に“寒”、“快“
、“暑“等を表示させることができる。運転選択手段5
9は、快適度補正手段58の値によりてPMV操作パネ
ル63の各スイッチに対し運転手段が決定され、機器制
御手段60からの運転または停止指示の出力信号により
、それぞれ、冷暖房機1.換気装置2.天井扇3、加湿
器5.床暖房器6等を作動させる。これらの各機器1〜
6は、各HBS端子61に接続されており、各検出器7
,54,55.56も、各HBS端子62に接続され、
PMVコントローラ62とデータの授受を行うようにし
ている。
(プログラム動作) 以上のような構成における本実施例のプログラム動作及
び作用を第3図及び第4図に示すシーケンスフローチャ
ートに基づいて説明する。
空気調和機1が動作を開始すると、まず、ステップ36
1〜S64において、各検出器(センサ)8,9.10
および7により、それぞれ室内温度ta、室内湿度pa
、輻射温度tr。
室外温度を検出する。
つぎに、ステップS65で上記の各検出値より快適度を
表わすPMV値を算出する。ステップS65は、前記各
実施例第2図及び第6図にあける各ステップ55及びS
35と同一であるため、重複説明は省略する。
前記国際規格では、PMV値が、+0.5から−0,5
の範囲にあれば、90%以上の人間が快適で+1.0か
ら−1,0の範囲にあれば、75%以上の人間が快適で
あるとしていることも同様である。
次に、室外に設けられた各検出器(センサ)54.57
.56によって天候条件を判別する。
そして、ステップS69で、快適度補正手段58を用い
て快適度適正値αを求める。この補正値αは実数値であ
り、夏の場合は0〜0.1のPMV値に加えるもので、
加えられた値は−3から+3の範囲に収まるものである
本実施例においては、PMV値を夏と冬だけでなく、天
候の具合により補正して、各機器を制御するようにして
いる。
次に、居住者等の操作者が、住宅空調’lJ#4器62
の操作パネル63の暖房または冷房の設定スイッチを押
すことにより、プログラムが始動し、まず、ステップS
70において、夏場または冬場の判断を行う。夏場の場
合(Yes)は、ステップS71において、PMV値が
1+a(補正値)以上の場合は、それぞれステップS7
2,73゜74で空気調和機1.換気扇2.天井扇3の
運転を開始する。
また、ステップS71において、PMV値が0.5+α
以上の場合は、各ステップS75゜76.77で上記と
同様な動作を行う。
また、ステップS71において、PMV値が0+αの場
合は、はぼ快適条件であるため、各ステップ578,7
9.80により、それぞれ空気調和機1.換気扇2.天
井扇3の運転を停止させる。
次に、ステップS70において、冬場になワた場合(N
O)について、第11図の処理ルーチン■に基づいて説
明する。まず、ステップ581において、PMV値を求
める前記演算式(1)によるPMV値が−0,5+α以
上の場合は、ステップ382で冷暖房機1の運転を停止
し、ステップS83で床暖房器6の運転も停止する。
また、前記ステップS81において、PMV値が−1,
0+α以上の場合は、ステップS84で冷暖房機1の運
転を開始し、ステップS85で床暖房器6の運転を開始
する。
次に、ステップS86において、相対湿度が30%以下
の場合(Yes)は、ステップS87で加湿器5の運転
を開始し、相対湿度が30%以上の場合(NO)は、ス
テップ388で加湿器5の運転を停止させる。そして、
夏場、冬場を判断する処理ルーチン■に戻る。
(作用) 以上により、室内の環境要素のみでなく、室外の天候要
素をも取入れてPMV値を修正し、それにより空調諸機
器を制御しているので、従来例と比して、より快適な居
住環境を提供することができる。
(効果) 以上、説明したように、この実施例によれば、室内条件
のみならず、室外の天候を判別するための各種検出手段
をも設け、夏と冬場の区分に加えて、天候条件により快
適度を補正して各空調機器を制御するように構成したた
め、運転が省エネルギー化されると共に、より快適な居
住環境が得られるようになった。
〔発明の効果〕
以北説明したように、この発明によれば、住宅空調制御
装置はPMV値に対応して例えば電動ブラインドの操作
や屋外蓄熱器の蓄熱の室内循環を制御し、あるいは外界
の天候条件を判別して前記PMV値を補正して空調機器
を制御するよう構成したため、より快適な居住空間環境
が得られると共に効果的な省エネルギー運転を実現し得
るようになった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明の第1実施例による住宅空調制御装
置の構成ブロック図、第2図、第3図は、この実施例の
動作/作用の各プログラムシーケンスフローチャート、
第4図は、この発明の第2実施例による第1図相当図、
第5図は、その空気調和機の操作パネルの正面図、第6
図及び第7図は、この実施例を動作/作用の各プログラ
ムシーケンスフローチャート、第8図は、この発明の第
3実施例による制御ブロック図、第9図は、この実施例
の空調システム制御装置の全体構成図、第10図及び第
11図は、動作シーケンスフローチャートである。 1−−−−−−空気調和機 2・・・・・・換気扇 3・・・・・・天井扇 4 ・−−−−−電動ブラインド 5−−−−−−加湿器 6−−−−−電気カーベット 7−−−−−−室外温度センサ 8−−−−−室内温度センサ 9−−−−一室内湿度センサ 10−−−−−輻射温度センサ 11a・・・・−2重屋根構造 29−−−−−マイクロコンピュータ 30−−−一窓 32・−・−住宅空調制御器 39−−−−−−熱吸収ガラス(太陽熱採熱部)40−
・・・・・ダクトファン(熱搬送手段)41 ・−−−
−天井温度センサ 50−−−−−−環境要素検知手段 53・−・・・快適度演算手段 57−−−−天候判別手段 58−−−−一快通度補正手段 59−−−−一運転選択手段 60−−−−−機器制御手段 なお、各図中、同一符号は同一または相当構成要素を示
す。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)室内外の複数の環境要素の各検出手段と、該検出
    手段の出力信号より所定の算式に基づいて快適度値を算
    出するための算出手段とを有する住宅空調装置であって
    、該快適度値より快適環境度を決定し、該快適度値によ
    り前記室の窓側に配設した電動ブラインドを作動させ、
    強制的に床面の輻射温度を可変し得るよう構成したこと
    を特徴とする住宅空調制御装置。
  2. (2)室内外の複数の環境要素の各検出手段と、該各検
    出手段の出力信号により所定の算式に基づいて快適度値
    を算出するための算出手段とを有する住宅空調装置であ
    って、該快適度値より快適環境度を決定し、該快適度値
    により前記室の2重屋根構造等による太陽熱授熱部から
    該室内への熱搬送手段を制御するよう構成したことを特
    徴とする住宅空調制御装置。
  3. (3)室内外の複数の環境要素の各検出手段と、該各検
    出手段の出力信号により所定の算式に基づいて快適度値
    を算出するための算出手段とを有する住宅空調制御装置
    にあって、該快適度値より快適環境度を決定するととも
    に、室外に配設した天候条件を判別するための検出手段
    の出力信号により該快適度値を補正するための補正手段
    を設け、該快適度値の補正値により複数の各空調機器を
    制御するよう構成したことを特徴とする住宅空調制御装
    置。
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