JP2004028440A - 空調設備 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】熱源機器8を制御する熱源制御装置7と、空調機器10を制御する空調制御装置9と、機器12を制御するスケジュール制御装置11とを備え、熱源制御装置7、空調制御装置9、スケジュール制御装置11は、外気温度センサ13により検出した外気温度信号Tを基に20日移動平均温度Toを求める20日移動平均温度演算装置7a,9a,11aと、20日移動平均温度演算装置7a,9a,11aからの20日移動平均温度Toを基に季節を判断する季節判断装置7b,9b,11bと、季節判断装置7b,9b,11bからの季節指令Tsを基に所定の指令信号Vh,Vt,Vmを求めて熱源機器8、空調機器10、機器12に与える熱源機器制御装置7c、空調機器制御装置9c、スケジュール制御装置11cを備える。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は空調設備に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ビル、工場等の建築施設においては、熱源機器、空調機器、その他の関連機器を有する空調設備を備えており、空調設備は季節に対応して適切に冷房、暖房、停止に切替え運転する必要がある。而して、斯かる切替え運転を行うための従来の空調設備の一例としては例えば図4に示すものがある。
【0003】
図4中、1は上位コントローラ2に接続された上位ネットワーク、3は上位ネットワーク1に接続された中位ネットワーク、4,5,6は中位ネットワーク3に並列接続された下位ネットワークである。
【0004】
7は下位ネットワーク4に接続された熱源制御装置、8は下位ネットワーク4において熱源制御装置7の下流に接続された熱源機器、9は下位ネットワーク5に接続された空調制御装置、10は下位ネットワーク5において空調制御装置9の下流に接続された空調機器、11は下位ネットワーク6に接続されたスケジュール制御装置、12は下位ネットワーク6においてスケジュール制御装置11の下流に接続された空調と関連する機器である。
【0005】
上記空調設備の熱源機器8、空調機器10、機器12を冷暖房時に切替える場合には、以下に述べるようにして切替えが行われる。すなわち、年間の季節の変わり目の月日に対応して予め上位コントローラ2に設定されている冷房/暖房切替え指令V1、或は切替え時に運転員が設定した冷房/暖房切替え指令V1は、上位コントローラ2から出力され、中位ネットワーク3及び下位ネットワーク4,5,6を経て熱源制御装置7,空調制御装置9,スケジュール制御装置11に夫々与えられる。スケジュール制御装置11は、例えば各室内に設けられたタイマ等の制御端末である。
【0006】
熱源制御装置7では、冷房/暖房切替え指令V1に基いて、建物全体の熱源機器8である温水循環系統のバルブの開閉指令或は冷水循環系統のバルブの開閉指令が求められ、指令信号Vhとして熱源機器8に与えられる。而して、熱源機器8では、例えば、冬季から春季に移行する場合のように、暖房から冷房・暖房停止に切替える場合には、冷水循環系統のバルブは閉止させたまま温水循環系統のバルブが閉止される。
【0007】
春季から夏季に移行する場合のように、冷房・暖房停止から冷房に切替える場合には、温水循環系統のバルブは閉止させたまま冷水循環系統のバルブが開かれる。又、夏季から秋季に移行する場合のように、冷房から冷房・暖房停止に切替える場合には、温水循環系統のバルブは閉止させたまま冷水循環系のバルブが閉止される。更に、秋季から冬季に移行する場合のように、冷房・暖房停止から暖房に切替える場合には、冷水循環系統のバルブは閉止させたまま温水循環系統のバルブが開かれる。
【0008】
空調制御装置9では冷房/暖房切替え指令V1に基いて、空調機器10の室内設定温度指令が求められ、指令信号Vtとして空調機器10に与えられる。而して、空調機器10では、例えばダクトや温風或は冷風の吹出し口に設けてあるダンパの開度が調整される。
【0009】
スケジュール制御装置11では、冷房/暖房切替え指令V1に基いて、各室内が所定の温度に保持されるためのヒータ、エアコン等の運転時間指令が求められ、指令信号Vmとして機器12に与えられ、季節に対応して室内が所定の温度に保持されるようヒータ、エアコン等の運転時間が調整される。
【0010】
なお、季節の変わり目の月日とは、例えば、冬季から春季に移行したものとして暖房運転から冷房・暖房停止に切替えるのは4月1日、春季から夏季に移行したものとして冷房・暖房停止から冷房運転に切替えるのは6月1日、夏季から秋季に移行したものとして冷房運転から冷房・暖房停止に切替えるのは10月1日、秋季から冬季に移行したものとして冷房・暖房停止から暖房運転に切替えるのは12月1日である。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
1日の平均の外気温度は、例えば図5の温度曲線イに示すように、同じ季節でも月日によってかなり大きく変動する。このため、冷房/暖房切替え指令V1によって冷暖房の切替えを行った場合、切替えた後に再び外気温度が低下したり、上昇したりして外気温度上、季節が前の季節に変動したようになることがある。すなわち、例えば4月1日を過ぎて暖房を停止しているにも拘らず、外気温度が暖房の必要な温度まで下降したり、12月1日を過ぎて暖房を行っているにも拘らず、外気温度が暖房の不要な温度まで上昇したりすることがある。
【0012】
しかしながら、上述のように冷房/暖房切替え指令V1により冷暖房の切替えを行う場合には、切替え後に自動的に冷暖房を外気温度の変動に対応させることは困難で、運転員が切替えの操作を再度行う必要がある。このため、短期間での外気温度の昇降が頻繁な場合には、切替え作業が煩雑であり、又、外気温度に対応する切替えを行わない場合には、建物の使用者に体調不良等の不快感を与えたりする虞がある。なお、図5の温度曲線イは一日の毎正時の外気温度を平均化して1年間プロットした温度曲線である。
【0013】
【発明がなされるに至った経過】
発明者は、外気温度を移動平均温度として、5日移動平均温度、10日移動平均温度、・・・20日移動平均温度を取り、調べてみた。その結果、移動平均温度を求める間隔が長くなると温度曲線は徐々に凹凸が少なく滑らかに変化する曲線となり、20日移動平均温度の場合は、図3の温度曲線ロに示すように凹凸のない滑らかな曲線となることが判明した。すなわち、外気の20日移動平均温度により季節の変動周期を知ることができることが判明した。
【0014】
従って、この20日移動平均温度の温度曲線ロを基に、暖房から冷房・暖房停止に切替える際の外気温度をT1とし、冷房・暖房停止から冷房に切替える際の外気温度をT2とし、冷房から冷房・暖房停止に切替える際の外気温度をT3とし、冷房・暖房停止から暖房に切替える際の外気温度をT4とした場合、これらの外気温度T1,T2,T3,T4を基準として冷暖房の切替えを自動的に行うようにすれば、切替え後に再度冷暖房切替え前の季節の状態が生ずる頻度は極く少なく、例え、切替え後に季節が20日移動平均温度上、切替え前の季節に戻った場合にも、自動的に切替え前の季節の状態に対応させて冷暖房の切替えを行うことが可能となる。
【0015】
その結果、運転員が切替え操作を行わなくても自動的に基準の外気温度T1,T2,T3,T4に対応して冷暖房の切替えを行うことができ、建物の使用者に体調不良や不快な思いをさせることがない。なお、20日移動平均温度は、20日間に亘る毎正時の外気温度を加算して480(24データ/日×20日)で除し、平均化したものである。なお、外気温度は、T2>T1、T3>T4である。
【0016】
本発明は、上述の実情に鑑み、20日移動平均温度を基に、外気温度を基準として冷暖房の切替えを自動的に行い得るようにした空調設備を提供することを目的としてなしたものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
請求項1の空調設備は、熱源機器及び空調機器並びにこれらに関連する機器のうち少なくとも何れかを制御する制御装置を備え、該制御装置は、外気温度センサにより検出した外気温度を基に所定期間の移動平均温度を求める移動平均温度演算装置と、該移動平均温度演算装置からの移動平均温度と基準となる外気温度の差から季節を判断して季節指令を求める季節判断装置と、該季節判断装置からの季節指令を基に所定の指令信号を求めて所定の機器に与える指令制御装置を備えたものである。
【0018】
請求項2の空調設備においては、移動平均温度を求める移動平均温度演算装置は20日移動平均温度を求める20日移動平均温度演算装置である。
【0019】
請求項3の空調設備は、熱源機器を制御する熱源制御装置と、空調機器を制御する空調制御装置と、空調と関連する機器を制御するスケジュール制御装置とを備え、前記熱源制御装置、空調制御装置、スケジュール制御装置は、夫々、外気温度センサにより検出した外気温度を基に20日移動平均温度を求める20日移動平均温度演算装置と、該20日移動平均温度演算装置からの20日移動平均温度と基準となる外気温度の差から季節を判断して季節指令を求める季節判断装置と、該季節判断装置からの季節指令を基に所定の指令信号を求めて熱源機器、空調機器、他の機器に与える熱源機器制御装置、空調機器制御装置、スケジュール制御装置を備えたものである。
【0020】
本発明によれば、移動平均温度を基に、外気温度を基準として冷暖房の切替えを自動的に行うことができるため、切替え後に再度切替え前の季節の状態が生ずる頻度は極く少なく、例え、切替え後に季節が移動平均温度上、切替え前の季節に戻った場合にも、自動的に切替え前の季節の状態に対応させて冷暖房の切替えを行うことが可能となる。
【0021】
その結果、運転員が切替え操作を行わなくても自動的に外気温度に対応して冷暖房の切替えを行うことができ、建物の使用者に体調不良や不快な思いをさせることがない。
【0022】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
図1及び図2は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図4と同一の符号を付した部分は同一のものを表わしており、基本的な構成は図4に示す従来のものと同様である。図中、13は外気温度センサであり、外気温度センサ13で検出した外気温度信号Tは、中位ネットワーク3から下位ネットワーク4,5,6を経て熱源制御装置7、空調制御装置9,スケジュール制御装置11に与え得るようになっている。
【0023】
熱源制御装置7、空調制御装置9、スケジュール制御装置11の詳細は図2に示されている。すなわち、熱源制御装置7は、毎正時の外気温度信号Tを基に1時間前の20日移動平均温度Toを修正して新たな20日移動平均温度Toを求める20日移動平均温度演算装置7a、20日移動平均温度演算装置7aからの20日移動平均温度Toを基に季節を判断する季節判断装置7b、季節判断装置7bからの季節指令Tsを基に熱源機器8に付与する指令信号Vhを求める熱源機器制御装置7cを備えている。
【0024】
空調制御装置9は、毎正時の外気温度信号Tを基に1時間前の20日移動平均温度Toを修正して新たな20日移動平均温度Toを求める20日移動平均温度演算装置9a、20日移動平均温度演算装置9aからの20日移動平均温度Toを基に季節を判断する季節判断装置9b、季節判断装置9bからの季節指令Tsを基に空調機器10に付与する指令信号Vtを求める空調機器制御装置9cを備えている。
【0025】
スケジュール制御装置11は、毎正時の外気温度信号Tを基に1時間前の20日移動平均温度Toを修正して新たな20日移動平均温度Toを求める20日移動平均温度演算装置11a、20日移動平均温度演算装置11aからの20日移動平均温度Toを基に季節を判断する季節判断装置11b、季節判断装置11bからの季節指令Tsを基に機器12に付与する指令信号Vmを求めるスケジュール制御装置11cを備えている。
【0026】
次に、上記図示例の作動を説明する。
外気温度センサ13により検出された外気温度信号Tは中位ネットワーク3から下位ネットワーク4,5,6を経て熱源制御装置7、空調制御装置9、スケジュール制御装置11に付与される。
【0027】
熱源制御装置7では、20日移動平均温度演算装置7aにおいて外気温度信号Tを基として20日移動平均温度Toが求められる。すなわち、今回の20日移動平均温度Toが求められる前に求められていた1時間前の20日移動平均温度Toの480個(24データ/日×20日)の外気温度信号Tのうち、時間的に最先に検出されていた外気温度信号Tが除かれ、今回検出した外気温度信号Tが加算されて480で除され、今回の新たな正時の20日移動平均温度Toが求められ、求められた20日移動平均温度Toは季節判断装置7bに与えられる。
【0028】
季節判断装置7bには、暖房から冷房・暖房停止へ切替える際の外気温度T1、冷房・暖房停止から冷房へ切替える際の外気温度T2、冷房から冷房・暖房停止へ切替える際の外気温度T3、冷房・暖房停止から暖房へ切替える際の外気温度T4が設定されている。而して、外気温度T1,T2,T3,T4は毎正時ごとに与えられる20日移動平均温度Toと比較し得るようになっている。
【0029】
すなわち、季節判断装置7bでは、毎正時ごとにTo−T1、To−T2、To−T3、To−T4が演算され、例えば今まではTo−T1<0で冬季と判断されて暖房を行っていたのが、今回、To−T1>0で且つTo−T2<0になった場合は、季節が冬から春へ移行したと判断されて季節判断装置7bからは季節指令Tsが熱源機器制御装置7cに与えられる。而して、熱源機器制御装置7cからは、暖房から冷房・暖房停止に切替えるための指令信号Vhが出力されて熱源機器8に与えられ、熱源機器8では、冷水循環系統のバルブは閉止されたまま温水循環系統のバルブが閉止される。
【0030】
今まではTo−T1>0、且つTo−T2<0で春季と判断されて冷房・暖房停止であったのが、今回To−T2>0となった場合は、季節が春から夏へ移行したと判断されて季節判断装置7bからは季節指令Tsが熱源機器制御装置7cに与えられる。而して、熱源機器制御装置7cからは、冷房・暖房停止から冷房に切替えるための指令信号Vhが出力されて熱源機器8に与えられ、熱源機器8では温水循環系統のバルブは閉止されたまま冷水循環系統のバルブが開かれる。
【0031】
今まではTo−T2>0で夏季と判断されて冷房を行っていたのが、今回To−T3<0で且つTo−T4>0となった場合は、季節が夏から秋に移行したと判断されて季節判断装置7bからは季節指令Tsが熱源機器制御装置7cに与えられる。而して、熱源機器制御装置7cからは、冷房から冷房・暖房停止に切替えるための指令信号Vhが出力されて熱源機器8に与えられ、熱源機器8では、温水循環系統のバルブは閉止されたまま冷水循環系統のバルブが閉止される。
【0032】
今まではTo−T3<0、且つTo−T4>0で秋季と判断されて冷房・暖房停止であったのが、今回To−T4<0となった場合は、季節が秋から冬に移行したと判断されて季節判断装置7bからは季節指令Tsが熱源機器制御装置7cに与えられる。而して、熱源機器制御装置7cからは、冷房・暖房停止から暖房に切替えるための指令信号Vhが出力されて熱源機器8に与えられ、熱源機器8では冷水循環系統のバルブは閉止されたまま温水循環系統のバルブが開かれる。
【0033】
空調制御装置9では、20日移動平均温度演算装置9aにおいて外気温度信号Tを基として20日移動平均温度Toが、20日移動平均温度演算装置7aにおいて求められたと同様にして求められ、求められた20日移動平均温度Toは季節判断装置9bに与えられる。
【0034】
季節判断装置9bには、暖房から冷房・暖房停止へ切替える際の外気温度T1、冷房・暖房停止から冷房へ切替える際の外気温度T2、冷房から冷房・暖房停止に切替える際の外気温度T3、冷房・暖房停止から暖房へ切替える際の外気温度T4が設定されている。而して、外気温度T1,T2,T3,T4は毎正時ごとに与えられる20日移動平均温度Toと比較し得るようになっている。
【0035】
而して、季節判断装置9bでは、毎正時の演算結果が今まではTo−T1<0であったのが、今回To−T1>0で且つTo−T2<0となった場合は、季節が冬から春に移行したと判断され、今まではTo−T1>0、且つTo−T2<0であったのが、今回To−T2>0となった場合は、季節が春から夏に移行したと判断され、今までTo−T2>0であったのが、今回To−T3<0で且つTo−T4>0となった場合は、季節が夏から秋に移行したと判断され、今まではTo−T3<0、且つTo−T4>0であったのが、To−T4<0となった場合は、季節が秋から冬に移行した判断され、夫々の判断に対応した季節指令Tsが空調機器制御装置9cに与えられる。
【0036】
又、空調機器制御装置9cでは、季節指令Tsに対応して空調機器10の室内設定温度指令が求められ、指令信号Vtとして空調機器10に与えられ、空調機器10では指令信号Vtに対応して、ダクトや温風或は冷風の吹出し口に設けてあるダンパの開度が調整される。
【0037】
スケジュール制御装置11では、20日移動平均温度演算装置11aにおいて外気温度信号Tを基として20日移動平均温度Toが、20日移動平均温度演算装置7a,9aにおいて求められたと同様にして求められ、求められた20日移動平均温度Toは季節判断装置11bに与えられる。
【0038】
季節判断装置11bには、暖房から冷房・暖房停止へ切替える際の外気温度T1、冷房・暖房停止から冷房へ切替える際の外気温度T2、冷房から冷房・暖房停止に切替える際の外気温度T3、冷房・暖房停止から暖房へ切替える際の外気温度T4が設定されている。而して、外気温度T1,T2,T3,T4は毎正時ごとに与えられる20日移動平均温度Toと比較し得るようになっている。
【0039】
而して、季節判断装置11bでは、毎正時の演算結果が今まではTo−T1<0であったのが、今回To−T1>0で且つTo−T2<0となった場合は、季節が冬から春に移行したと判断され、今まではTo−T1>0で且つTo−T2<0であったのが今回To−T2>0となった場合は、季節が春から夏に移行したと判断され、今まではTo−T2>0であったのが、今回To−T3<0で且つTo−T4>0となった場合は、季節が夏から秋に移行したと判断され、今まではTo−T3<0で且つTo−T4>0であったのが、今回To−T4<0となった場合は、季節が秋から冬に移行した判断され、夫々の判断に対応した季節指令Tsがスケジュール制御装置11cに与えられる。
【0040】
スケジュール制御装置11cでは、季節指令Tsに基いて、各室内が所定の温度に保持されるためのヒータ、エアコン等の運転時間指令が求められ、指令信号Vmとして機器12に与えられ、室内が所定の温度に保持されるようヒータ、エアコン等の運転時間が調整される。
【0041】
上記図示例によれば、20日移動平均温度Toを基に、外気温度T1,T2,T3,T4を基準として冷暖房の切替えを自動的に行うことができるため、切替え後に再度切替え前の季節の状態が生ずる頻度は極く少なく、例え、切替え後に季節が20日移動平均温度To上、切替え前の季節に戻った場合にも、自動的に切替え前の季節の状態に対応させて冷暖房の切替えを行うことが可能となる。
【0042】
その結果、運転員が切替え操作を行わなくても自動的に基準の外気温度T1,T2,T3,T4に対応して冷暖房の切替えを行うことができ、建物の使用者に体調不良や不快な思いをさせることがない。
【0043】
なお、本発明の図示例では、冷暖房の切替えに20日移動平均温度を用いる場合について説明したが、5日移動平均温度、10日移動平均温度、15日移動平均温度等、所定期間の移動平均温度を用いることが可能なこと、外気温度は冬から春への移行時、春から夏への移行時、夏から秋への移行時、秋から冬への移行時で夫々異なる温度を基準とする場合について説明したが、冬から春への移行時及び秋から冬への移行時で同一の温度を基準とし、春から夏への移行時及び夏から秋への移行時で同一の温度を基準とすることもできること、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0044】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の請求項1〜3に記載の空調設備によれば、下記のごとき種々の優れた効果を奏し得る。
I)所定期間の移動平均温度を基に、外気温度を基準として冷暖房の切替えを自動的に行うことができるため、切替え後に再度切替え前の季節の状態が生ずる頻度は極く少なく、例え、切替え後に季節が移動平均温度上、切替え前の季節に戻った場合にも、自動的に切替え前の季節の状態に対応させて冷暖房の切替えを行うことが可能となる。
II)その結果、運転員が切替え操作を行わなくても自動的に基準の外気温度に対応して冷暖房の切替えを行うことができ、建物の使用者に体調不良や不快な思いをさせることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空調設備の実施の形態の一例の全体ブロック図である。
【図2】図1に示す熱源制御装置及び空調制御装置並びにスケジュール制御装置の詳細ブロック図である。
【図3】20日移動平均温度の温度曲線を1年間に亘り示すグラフである。
【図4】従来の空調設備の一例を示す全体ブロック図である。
【図5】毎正時の温度の1日の平均を1年間に亘り示すグラフである。
【符号の説明】
7 熱源制御装置(制御装置)
7a 20日移動平均温度演算装置(移動平均温度演算装置)
7b 季節判断装置
7c 熱源機器制御装置(指令制御装置)
8 熱源機器(機器)
9 空調制御装置(制御装置)
9a 20日移動平均温度演算装置(移動平均温度演算装置)
9b 季節判断装置
9c 空調機器制御装置(指令制御装置)
10 空調機器(機器)
11 スケジュール制御装置(制御装置)
11a 20日移動平均温度演算装置(移動平均温度演算装置)
11b 季節判断装置
11c スケジュール制御装置(指令制御装置)
12 機器
13 外気温度センサ
T 外気温度信号(外気温度)
T1 外気温度
T2 外気温度
T3 外気温度
T4 外気温度
To 20日移動平均温度
Ts 季節指令
Vh 指令信号
Vm 指令信号
Vt 指令信号
Claims (3)
- 熱源機器及び空調機器並びにこれらに関連する機器のうち少なくとも何れかを制御する制御装置を備え、該制御装置は、外気温度センサにより検出した外気温度を基に所定期間の移動平均温度を求める移動平均温度演算装置と、該移動平均温度演算装置からの移動平均温度と基準となる外気温度の差から季節を判断して季節指令を求める季節判断装置と、該季節判断装置からの季節指令を基に所定の指令信号を求めて所定の機器に与える指令制御装置を備えたことを特徴とする空調設備。
- 移動平均温度を求める移動平均温度演算装置は20日移動平均温度を求める20日移動平均温度演算装置である請求項1に記載の空調設備。
- 熱源機器を制御する熱源制御装置と、空調機器を制御する空調制御装置と、空調と関連する機器を制御するスケジュール制御装置とを備え、前記熱源制御装置、空調制御装置、スケジュール制御装置は、夫々、外気温度センサにより検出した外気温度を基に20日移動平均温度を求める20日移動平均温度演算装置と、該20日移動平均温度演算装置からの20日移動平均温度と基準となる外気温度の差から季節を判断して季節指令を求める季節判断装置と、該季節判断装置からの季節指令を基に所定の指令信号を求めて熱源機器、空調機器、他の機器に与える熱源機器制御装置、空調機器制御装置、スケジュール制御装置を備えたことを特徴とする空調設備。
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