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JP4809428B2 - 設備機器管理システム、その制御方法並びに設備機器管理装置 - Google Patents

設備機器管理システム、その制御方法並びに設備機器管理装置 Download PDF

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JP4809428B2 JP2008517763A JP2008517763A JP4809428B2 JP 4809428 B2 JP4809428 B2 JP 4809428B2 JP 2008517763 A JP2008517763 A JP 2008517763A JP 2008517763 A JP2008517763 A JP 2008517763A JP 4809428 B2 JP4809428 B2 JP 4809428B2
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Description

この発明は、ビル、店舗等の施設に用いられる空気調和機などの設備機器の管理、制御、サービス、又は/及び保守を行う設備機器管理システムに関するものであり、特に通信方式の異なる複数メーカ製の既設設備機器が混在し、これを1台の集中管理装置で集中管理する設備機器管理システムに関する。
従来の設備機器管理システムは、メーカ独自の通信方式を備えた空気調和機などの設備機器をバス型接続して集中管理している。また室内機は業界標準規格に準拠した光(赤外線)ワイヤレスリモコンの受光部を備えており、利用者の操作により、光ワイヤレスリモコンは、室内機に光信号によるコマンドを送信し、その光信号を受信した室内機は、伝送線を介してバス型接続された集中管理装置と情報交換し、集中管理される。
(例えば、特許文献1参照)
また、従来の天井設置型空気調和機は、ユーザーから見えるパネル面に受光部を備え、光ワイヤレスリモコンの信号を直接受信できる。
(例えば、特許文献2参照)
特開2000−111128号公報(図1,段落0015,0016) 特開2003−176929号公報(図1,図4,段落0013,0018)
これらの設備機器管理システムでは、ガス等を燃料とするエンジンによって圧縮機を制御するガスヒートポンプによる空気調和機(以下、空調機という場合もある)が大半を占めており、特に国内の病院や学校などの公共施設、ファミリーレストランやオフィスなど多くのビル空調システムなどに数多く採用されている。これらの施設では、上記のように空調機(設備機器)は、同一メーカ製の集中管理装置によって当該メーカ独自の通信方式を用いて集中管理されている。
しかしながら、既存の設備機器管理システムはエンジン駆動式を採用しているため、長期間の使用により摩耗などの問題が顕著になってきており、空調機が故障し始めている。従って、定期的なメンテナンスが必要であるが、このための費用が無視できないという問題が発生している。
また、省エネ法の改正により、2000年以降に導入されるビル用空調機では省エネ対策を施さなければならなくなった。
従って、省エネ式であり、メンテナンス費用が発生しないメンテナンスフリーの空調機器の出現が切望されている。
また、ガスヒートポンプによる空調機器が故障した場合、今後定期的に発生するメンテナンスによるトータルなランニングコストと、この空調機を廃棄して、省エネ対策が施されたメンテナンスフリーな空調機を導入した場合のトータルコスト(初期費用およびランニングコスト)とを比較してより高機能でより安価な新式の空調機があれば、これを導入したいという要望が増加している。
ところが、一度に既存の空調機を新式の空調機に切り替えると初期費用が莫大になって現実的でない。そこで、少しずつ既存の空調機から新式の空調機に切り替えて最小コストで導入を順次進めて行くのがより現実的である。この場合には、通信方式の異なる複数メーカの空調機が共存する事態も生じる。新式の或るメーカ(A社)製の空調機を同じメーカ(A社)製の集中管理装置で管理させ、既存の他メーカ(B社)製の空調機を同じ他メーカ(B社)製の集中管理装置で管理させる場合、メーカ個々の集中管理装置が複数台設置されるため、異常などの一括監視ができない、広い設置スぺースが必要、省エネ制御など両メーカが共通に持っていない機能は片方にしか使えないなどの問題がある。
従って、1台の高機能化された省エネ対応の新式の集中管理装置によって既存の空調機も新式の空調機も一括して集中管理されることが望ましい。
また、1台の省エネ対応の新式の集中管理装置によって既存及び新式の空調装置が混在した空調システムを集中管理する場合、既存空調機器管理システムの通信方式はメーカ独自であり通常非公開のため、他メーカの通信方式を採用して管理することは不可能である。
そこで、BACetやLonworks(商標)といった通信方式の世界的な標準規格が知られており、これを採用すれば1台の集中管理装置によって既存及び新式の空調機が混在した空調システムの設定温度変更を共通の通信方式で集中管理することが可能になる。しかしながら、この共通の通信方式は中規模以上のビル空調管理システムを一括管理するものであり、高度の技術で構築されている関係上、仕様決定、現地調整エンジニアリング負荷が高く、部材も高価格であり、小規模施設向けの設備機器管理システムには不向きである。
また、制御盤を用いて他メーカの既存のノンインバータ方式の空調機を新式の集中管理装置で簡易な手段で空調制御する方法も行なわれてきたが、この方法では、制御盤に電源回路トランスと、既存のノンインバータ方式の空調機の状況監視と運転/停止などの制御を行うための各種リレー、端子台、室内機基板を搭載する必要がある。発停のみで省エネ制御を行った場合、1接点のON/OFF制御のみのため、利用者にとって不快となったり、ON/OFFにより機械的に無理な力が加わる頻度が高いため、空調機の圧縮機などの寿命が短くなったりするという問題があった。
この発明の目的は、異なる通信方式の空調設備が混在する場合でも共通の集中管理装置で集中管理できる設備機器管理システムを提供することである。
この発明に係る設備機器管理システムは、第1の通信方式で動作する1台以上の第1の空気調和機と、第1の通信方式とは異なる第2の通信方式で動作し、光通信方式の情報を受信する光受信手段を備え、この光受信手段が受信した光通信方式の情報を第2の通信方式の情報へ変換する手段を備えた1台以上の第2の空気調和機と、第1の空気調和機に接続されて第1の通信方式で動作し、第1の空気調和機を管理する管理手段と、第2の空気調和機に装着され、管理手段からの情報を受信する第1の通信手段と、この第1の通信手段が管理手段から受信した情報を第1の通信方式から光通信方式へ変換する制御手段と、この制御手段が変換した情報を第2の空気調和機へ送信する光送信手段とを有するインタフェースとを備え、管理手段は、第1の通信方式によって管理手段に接続されたインタフェースを介して第2の空気調和機にも接続され、通信方式の異なる第2の空気調和機管理することを特徴とするものである。
また、この発明に係る設備機器管理装置は、複数の空気調和の温度を制御する制御手段、及び制御手段で設定された温度に基づいて複数の空気調和が接続されたネットワークに電気信号を出力する通信手段を有する集中コントローラと、ネットワークに接続されネットワークに送信された電気信号を受信する受信手段、及び受信手段で受信された電気信号をプロトコル変換し、変換後の信号を温度設定コマンドとしてワイヤレス光信号で出力する光出力手段を有するインタフェースと、を備え、複数の空気調和機は、ネットワークに接続される第1の空気調和機と、インタフェースから出力されたワイヤレス光信号に基づいて動作する第2の空気調和機から構成され、集中コントローラは、ネットワークを介して第1の空気調和機に接続され、集中コントローラに接続されたインタフェースを介して第2の空気調和機にも接続されたものである。
また、この発明に係る設備機器管理システムの制御方法は、第1の通信方式で動作する第1の空気調和機と、第1の空気調和機に接続され、第1の通信方式で第1の空気調和機と通信するとともに第1の空気調和機を管理する管理手段と、管理手段に接続され、管理手段から送信される信号を変換して送信するインタフェースと、インタフェースを介して管理手段に接続され、第2の通信方式で通信する通信手段、及び光通信方式の情報を受信する光受信手段を備えた第2の空気調和機とを備えた設備機器管理システムの制御方法において、制御方法は、管理手段が第1の通信方式を用いて第2の空気調和機の設定温度を指定する温度設定コマンドを電気信号を用いて送信し、インタフェースが温度設定コマンドを第1の通信方式から光通信方式に変換するとともに、第2の空気調和機へ送信し、第2の空気調和機が光通信方式の温度設定コマンドを受信し、受信した温度設定コマンドに基づいて、圧縮機を制御することを特徴とするものである。
この発明の設備機器管理システムは、第1の通信方式で動作する1台以上の第1の空気調和機と、第1の通信方式とは異なる第2の通信方式で動作し、光通信方式の情報を受信する光受信手段を備え、この光受信手段が受信した光通信方式の情報を第2の通信方式の情報へ変換する手段を備えた1台以上の第2の空気調和機と、第1の空気調和機に接続されて第1の通信方式で動作し、第1の空気調和機を管理する管理手段と、第2の空気調和機に装着され、管理手段からの情報を受信する第1の通信手段と、この第1の通信手段が管理手段から受信した情報を第1の通信方式から光通信方式へ変換する制御手段と、この制御手段が変換した情報を第2の空気調和機へ送信する光送信手段とを有するインタフェースとを備え、管理手段は、第1の通信方式によって管理手段に接続されたインタフェースを介して第2の空気調和機にも接続され、通信方式の異なる第2の空気調和機も管理するので、異なる通信方式の空調機が混在する場合でも共通の集中管理装置でこれらの空調機を集中管理できる。
この発明の実施の形態1における設備機器管理システムの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態1における中央処理部201aのプロトコル変換処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態1におけるインタフェース100のメモリに記録された、コマンド変換テーブルの一例を示す図である。 この発明の実施の形態1における集中コントローラ600の省エネ制御を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態2における設備機器管理システムの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態3における設備機器管理システムの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態3,5における外観図である。 この発明の実施の形態3における4方向の吹出口を持つ天井設置型空調機の室内機311下面を示す図である。 この発明の実施の形態3における2方向の吹出口を持つ天井設置型空調機の室内機311a下面を示す図である。 この発明の実施の形態3におけるオプションの光通信部202bを後付けする場合に、光素子部101aと光通信部210bとを天井裏に収納する例を示す図である。 この発明の実施の形態4における外観図である。 この発明の実施の形態5における設備機器管理システムの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態5における設備機器管理システムの処理を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態6における設備機器管理システムの構成を示すブロック図である。 図14の設備機器管理システムの外観図である。 この発明の実施の形態6における別の設備機器管理システムの構成を示すブロック図である。 図16の設備機器管理システムの外観図である。 この発明の実施の形態7におけるリプレース方法を示す図である。
符号の説明
100:光通信インタフェース、101:分離型光通信インタフェース光素子部、102:分離型光通信インタフェース本体部、103:光通信インタフェース、104:光通信インタフェース、200:方式A通信部、201a,b:中央処理部、201c:発光ダイオード、202a,b:光通信部、205b,c:方式B通信部、206:ワイヤレスリモコン、207:リモコン光受信部、207a:フォトカプラ、208:ブザー、210:入出力部、300a,b:通信方式A室外機、301:通信方式B室外機、310a,b:通信方式A室内機、311:通信方式B室内機、400a,b,c:冷媒配管、500:通信方式A通信媒体、501:通信方式B通信媒体、502:光素子通信媒体、510:入出力信号線、600:通信方式A集中管理リモコン、601:記憶部、602:通信部、605:電力量計
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1における設備機器管理システムの構成を示すブロック図である。
図において、100は、光通信インタフェース、200は方式A通信部、201a,bは中央処理部、202a,bは光通信部、205b,cは方式B通信部、300a,bは通信方式A室外機(以下、室外機300a,bという)、301は通信方式B室外機(以下、室外機301という)、310a,bは通信方式A室内機(以下、室内機310a,bという)、311は通信方式B室内機(以下、室内機311という)、400a,b,cは冷媒配管、500は通信方式A通信媒体、501は通信方式B通信媒体、600は通信方式A集中管理リモコン(以下、集中コントローラ600という)である。605は通信媒体500(ネットワーク)を介して、集中コントローラ600と接続され、複数の設備機器又はビル全体の電力使用量を計測する電力量計である。
なお、集中コントローラ600は管理手段を構成し、光通信インタフェース100はインタフェースを構成する。集中コントローラ600と光通信インタフェース100は、空調機等の設備機器を制御する設備機器管理装置として動作する。また、室外機300a,bと室内機310a,bは第1の空気調和機を構成し、室内機311と室外機301は第2の空気調和機を構成し、光通信部202bは光受信手段を構成し、方式A通信部200は第1の通信手段を構成し、方式B通信部205b,cは第2の通信手段を構成し、中央処理部201a,bは制御手段を構成する。また、光通信部202aは送光手段を構成する。
また、通信方式Aは第1の通信方式であり、通信方式Bは第2の通信方式である。ここで、通信方式A、Bは、共に例えば、ビル管理システム、空調管理システムに用いられる有線の通信プロトコルである。
集中コントローラ600は、通信方式Aで設備機器を制御するコマンドを複数の設備機器が接続されたネットワークに送信することにより、複数の設備機器を制御する。また、集中コントローラ600はこれら設備機器から送信された運転情報等を受信することにより、設備機器の動作情報を表示することも可能である。設備機器の例としては、空調機、照明機器、電気温水器、換気装置、電力メータ等がある。また、集中コントローラは、記憶部601に記憶されたデータやプログラムに基づいて、複数の設備機器の制御を行う制御部603を有する。制御部603としては、公知のマイクロプロセッサーを用いることができる。通信部602は、制御部603が出力したコマンドを、ベースバンド処理等の送信に適した電気信号に変換し、ネットワークへ出力する通信デバイスであり、公知の通信用ICを使用することができる。なお、通信部602は、上記の送信処理だけではなく、データの受信処理も行い、ネットワークから受信した電気信号を制御部603が解釈可能なデジタル信号に逆変換することができる。
次に動作について説明する。
通信方式Bの通信媒体501に接続された室外機301と室内機311は、通信方式Aのネットワークに接続された集中コントローラ600や室外機300a,bや室内機310a,bとは通信方式の異なる異メーカの空調機である。通常各メーカは独自の技術を秘密にするので、通信方式Aを採用しているメーカは、他メーカの開発した通信方式Bのプロトコルを知ることができない。
この状況で、通信方式Aを用いる集中コントローラ600が通信方式Bの空調機を管理する場合には、制御信号を通信方式Aから通信方式Bに変換し、あるいは通信方式Bから通信方式Aに変換する変換用インタフェースを構築すればよいが、通信方式Bが開示されていない場合、他のメーカは変換用インタフェースを構築できない。
一方、既存の空調機には、メーカを問わず、ワイヤレスリモコンの赤外線信号を受信する受光部が採用されており、業界標準の光通信方式である家製協(財団法人家電製品協会)フォーマットに準拠した赤外線リモコン信号を受信して制御できるように構成されている。この家製協フォーマットは、通信の始まりを示すリーダー部、メーカコード及び機器コードが定義されるカスタムコード部、コマンドが定義されるコマンドデータ部、通信の終わりを示すトレイラ部を持つ。そして、データは、PPM(Pulse Position Modulation)によって変調される。家製協フォーマットは、空調機を制御する具体的なコマンドは定義しておらず、各メーカ独自にコマンドを定義しているが、信号の構造が比較的簡単なため、コマンドの解析が簡単である。また、信号を送受信するハードウエアは、異なるメーカの空調機であっても共通のものを使用することができる。
したがって、メーカコード等のカスタムコード部とコマンドデータ部をメーカ毎、若しくは空調機によって切り替えれば、どのメーカの空調機も対応することが可能なものである。この光通信方式を用いると、ワイヤレスリモコンからのコマンドにより通信方式Bの室内機311に温度設定ができる。なお、この通信方式では、逆方向の変換(即ち、通信方式Bから光通信方式への変換)はなく、一方通行の通信である。
そこで、この実施の形態1では、費用最小限で通信方式の異なる複数メーカの空調機との共存を目的として、既存の家製協フォーマット準拠の光通信インタフェースを流用して空調機管理システムを構築することにした。これを実現するため、通信方式A側では、通信方式Aの情報を家製協フォーマットの光通信方式の情報へ変換し、この変換された光通信方式の情報を他メーカ製空調機の受光部へワイヤレスリモコンの赤外線信号の形態で送信する光通信インタフェース100を新たに設けた。
以上の背景を踏まえてこの実施の形態1の動作を説明する。
室外機300aと室内機310aは冷媒配管400aで、室外機300bと室内機310bは冷媒配管400bで、室外機301と室内機311は冷媒配管400cで接続され、熱伝達を行い空調機として機能する。
集中コントローラ600は、室外機300a、300b、室内機310a、310bおよび光通信インタフェース100と通信方式A通信媒体500で接続され情報交換する。光通信インタフェース100では、方式A通信部200が集中コントローラ600からの情報を受信すると、中央処理部201aは方式A通信部200が受信した情報を通信方式Aから光通信方式へ変換し、光通信部202aは中央処理部201aが光通信方式へ変換した情報を光信号にて送信する。室内機311では、光通信部202bが光信号にて情報を受信すると、中央処理部201bは光通信部202bが受信した情報を光通信方式から通信方式Bへ変換し、方式B通信部205bより通信方式B通信媒体501を介して、室外機301へ情報を伝達し、運転を行う。
なお、この光信号による通信では家製協フォーマット準拠のワイヤレスリモコンの光通信方式を使用する。
図2は、中央処理部201aのプロトコル変換処理を示すフローチャートである。
中央処理部201aが処理を開始すると(ステップ610)、中央処理部201aは方式A通信部200からのコマンド入力待ち状態になる(ステップ611)。方式A通信部200からコマンドを受け取ると、中央処理部201aは制御対象である空調機のメーカを判別し(ステップ613)、判別したメーカに適合したコマンドを選択する(ステップ614〜616)。ここで、中央処理部201aが選択するメーカは、インタフェース100の設置時にディップスイッチによって選択するようにしてもよいし、中央処理部201aのメモリに予め記憶してもよい。また、後述の実施の形態のように、インタフェース100または集中コントローラ600で自動的にメーカ名を判別し、メモリに記憶しておくことにより、ステップ613のメーカ判別時には、中央処理部201aがメモリのメーカ情報に基づき、メーカを判別するようにしてもよい。
図3は、インタフェース100のメモリに記録された、コマンド変換テーブルの一例を示している。通信方式Aのコマンドには、温度設定コマンド、電源ONコマンド、電源OFFコマンド、風量制御コマンド、送風運転コマンド等がある。そして、メモリは1つの通信方式Aコマンドに対応する光通信方式のコマンドを、メーカ毎に格納している。例えば、通信方式Aの温度設定コマンドAに対しては、メーカxの空調機用の温度設定コマンドx、メーカyやメーカzそれぞれについても同様に温度設定コマンドyや、温度設定コマンドzを記憶している。中央処理部201aは、ステップ614〜616において、空調機のメーカーと通信方式Aのコマンドに対応したカスタムコードとデータコードをメモリから読み出す。そして、中央処理部100aは、読み出したコマンド(カスタムコード及びデータコード)に、リーダ部のデータ、トレイラ部のデータ及び各データのパリティチェック用パリティデータを付加して光通信部202aへ出力する(ステップ617)。光通信部202aは、中央処理部201aが作成した光通信用のコマンドをPPM変調し、赤外線発光ダイオード(LED)等の発光素子によって出力する。光通信方式のコマンド送信が終了すると、中央処理部201aは、ステップ611に戻り、次のコマンドの入力を待つ。 なお、温度設定コマンドを出力する場合、通信方式Aのコマンドに設定温度データが含まれているため、中央処理部201aが出力するコマンドコードには、この設定温度データが付加され光通信部202aを通じて、室内機311側に設定温度が設定される。
・省エネ制御
次に、集中コントローラ600の省エネ制御について、図4を用いて説明する。集中コントローラ600は、電力の使用量に応じて空調機の設定温度や運転モードを制御する機能を持っており、電力量pが設定値よりも大きくなった場合に、各設備機器の運転を制御して電力量pを低減させる省エネ制御を行う。
まず、集中コントローラ600は、電力量計605が計測した電力量のデータpをネットワークを介して受信する(ステップ621)。次に、集中コントローラ600は現在の電力量pのレベルを特定し、レベルに応じた空調機の制御に分岐する(ステップ622)。
電力量pが規定値P1以下である場合(制御レベル0)、集中コントローラ600は、ユーザが集中コントローラに設定した空調の設定温度、及び運転モード(冷房運転モード、暖房運転モード)で運転を行う(ステップ623)。
電力量pが規定値P1<p<規定値P2の場合(制御レベル1)には、集中コントローラ600は、空調機の設定温度の補正を行い電力使用量を低減させる。例えば、空調機が冷房運転で動作している場合には、設定温度をユーザが設定した設定温度から所定値(例えば、2℃)上昇させ、温度設定コマンドをネットワークを通じて空調機に送信する。また、暖房運転の場合には、集中コントローラ600は、設定温度を下げる温度設定コマンドを送信する(例えば、−2℃)。
電力量pが規定値P2以上である場合(制御レベル2)、集中コントローラ600は、空調機の運転モードを変更し、送風運転コマンドを送信する(ステップ625)。すなわち、空調機の運転モードを冷房運転若しくは暖房運転から、消費電力の少ない送風運転に変更する。ここで、冷房運転や暖房運転しているときに送風運転となってしまうと、部屋の温度が次第に上昇し始め、温度が過剰に上昇すると人に不快感を与えてしまう。そこで、送風運転は他の室内機が冷房運転している所定の時間(例えば6分間)のみ、当該室内機が送風運転を行う様に制御することができる。そして、集中コントローラ600は、所定時間経過後に、当該室内機を冷房運転モードに切り替え、他の室内機を送風運転モードに切り替える様にするとユーザーの不快感を抑えることができる。1つの部屋に複数の室内機310a、310b、311が設置されている場合には、冷房運転を複数の室内機でローテーションしながら行うと、1つの室内機に負荷が集中したり、特定の場所が冷えすぎたりしないため、特に有効である。
また、大型の空調機では、典型的に、1つの室外機300a、300b、301に複数の室内機310a、310b、311が冷媒配管で接続されている。そのため、1つの室内機が送風運転モードに入ったとしても、他の室内機が冷房運転で動作している場合には、室外機は容量(周波数)を落とした運転を継続し、圧縮機は連続運転を行うことができる。室外機の圧縮機の駆動と停止を繰り返す制御(発停制御)では、圧縮機に機械的負担をかけ圧縮機の寿命を短くする可能性があるが、連続運転ではこの問題を軽減することができる。
なお、上述の実施の形態では、電力量に基づいて省エネ制御を行ったが、省エネ制御は、昼夜で設定温度を変更することもできる。また、店舗の混雑時間帯など、室内の温度条件が悪化する時間帯に冷房の設定温度を低く、非混雑時に設定温度を高くして、時間帯に応じたプログラムに従って設定温度を制御してもよい。
以上のように、この実施の形態の設備機器管理システムは、通信方式の異なる設備機器と光通信手段を用いて情報交換するようにしたので、光通信データを用いて設定温度も含めた情報交換が可能となる。設定温度変更による省エネ制御は、発停制御と異なり快適性を保ちながら、空調機の圧縮機の寿命を縮めることを抑制できる。
また、インタフェースは電気品を用いているので、メンテナンスフリーであり、光通信手段はLEDなど安価な部材で構成できるのでインタフェースの部材費用が安価となる。また、天井設置型空調機の光通信手段へインタフェースを装着するだけでよく、工事費用が安価となる効果がある。さらに集中コントローラは1つのメーカー専用機のため仕様決定、現地調整エンジニアリング負荷は少なく、部材も安価となる。
また、既存空調設備に標準装備されている手段や業界標準インタフェースを流用することで、既存の他メーカ製の空調設備に簡単に装着でき、この既存空調設備の機能を損なうことなく、空調機の寿命を縮めないで1台の集中管理装置で集中管理するためのインタフェースを、BACNetやLonworksといった通信方式の標準規格を採用した場合よりも極めて安い価格で提供しうる設備機器管理システムを提供することができる。
実施の形態2.
以上の実施の形態1では、光だけで室内機311と情報交換するようにしたものであるが、通信方式Aから業界標準の光通信インタフェースを介した通信方式Bへの一方通行の通信であり、通信した結果などを調べる手段がない。従って、集中コントローラから温度設定コマンドを異メーカの通信方式Bの空調機へ発しても、このコマンドが通信方式Bの空調機に受け付けられたか否かを知ることができないという問題がある。そこで、この実施の形態2では、費用最小限での通信方式の異なる複数メーカの空調機を1つのメーカ製の集中管理装置で集中管理することを目的とする実施の形態を説明する。一例として、日本全国に展開されている空調機の室内機に外部端子として標準装備されているJEM(日本電機工業会)規格のHA端子を流用して、集中コントローラ600と異メーカ空調機である通信方式BがHA端子のリレー接点による双方向通信を行い、室内機311のON/OFF状態(発停状態)および異常状態信号も情報交換できる形態を説明する。
図5は、この発明の実施の形態2におけるブロック図を示すものである。
室内機311の中央処理部201bは自らの発停状態と、室外機301を含めた異常状態を判断し、この旨のメッセージを標準のHA端子である入出力部210bから入出力信号線510を介して光通信インタフェース100の標準HA端子である入出力部210aへ伝達する。光通信インタフェース100では、中央処理部210aが上記メッセージを入出力部210aを介して受信すると、このメッセージを通信方式Aの形式に変換後、方式A通信部200、通信方式A通信媒体500を経由して集中コントローラ600に伝える。
以上のように、集中コントローラ600は、室内機311の個別発停状態および室内機311と室外機301との異常状態をモニタすることができる。集中コントローラ600が室内機311への発停コマンド内容と、運転状態モニタの内容が一致しない場合、光通信部202aもしくは202bの発光素子もしくは受光素子の故障、汚れ、通信軸のずれなど光通信部の異常を認識することができる。
なお、上述の説明では、インタフェース100は、HA端子のリレー接点の情報を検出したが、空調機の発停状態や異常状態信号等を示す信号であれば、どのような信号を用いて状態を検出してもよい。
実施の形態3.
以上の実施の形態1,2では、光通信インタフェース100が一体型のものであるが、分離型光通信インタフェース光素子部101と分離型光通信インタフェース本体部102に分離した実施の形態3を図6および図7に示す。
図6において、光通信部202aは光素子部101内に、中央処理部201aと方式A通信部200とは本体部102内に備えられる。そして、本体部102は光素子通信媒体502を介して光素子部101に情報を送信する。
図7において、光素子部101内は、室内機311の光通信部202bに対向して設置され、本体部102は室内機311本体側面に設置される。
図8は、天井設置型空調機の室内機311下面を示す図である。室内機311は、4方向の吹出口311aを持ち、吹出口311aに囲まれた中央部付近に給気口311bを有する。ここで、光素子部101(101a)は吹出口311aと給気口311bとの間であって、吹出口311aの風の吹出し方向とは、逆側に設けられている。光素子部101が冷風に直接当たると光素子部101の表面や、光受光部202bに結露が生じることがあり、この結露によって埃が光素子部101aに付着すると、光素子部101から出力される光信号が遮られ、集中コントローラからの信号が、室内機311に正しく伝達されない不具合が発生する可能性がある。しかし、光素子部101を上述の位置に取り付けることで、吹出口311aからの風が直接あたらず、信号の送信エラーを抑制することができる。
また、光素子部100は上記の位置に限らず、吹出し方向の異なる吹出口の間であって、冷却風が直接当たらない位置(例えば、室内機311のコーナー部付近:101bに図示する位置)に設置されてもよい。また、同様に、図9のように、2方向の吹出口を持つ室内機311の場合についても同様であり、吹出口間の位置に設けてもよいし(101b参照)、オプションの光通信部202bを後付けする場合には、光素子部101aと光通信部210bを冷却風の当たらない天井に外付けしても構わない。
以上のように、室内機311の天井パネル部分に設置され、発光ダイオードで構成された光素子部101は、形状が小さくインテリアデザインへの影響を少なく抑えることができる。
また、図10に示すように、オプションの光通信部202bを後付けする場合に、光素子部101aと光通信部210bとを天井裏に収納してもよく、この場合には、インテリアデザインの影響をなくすことができる。
実施の形態4.
光通信インタフェース100、光素子部101および本体部102に接着手段を設けた実施の形態4を図11および図7に示す。接着手段としては、例えば両面テープでよい。
光通信インタフェース100および光素子部101は室内機311の光通信部202b部分に、本体子部102は室内機311の側面に接着設置され、容易に短時間で設置することができる。光ワイヤレス通信は指向性があるが、密着するので確実に通信することができる。
実施の形態5.
この実施の形態5では、集中コントローラ600が室内機311に適合する光通信コマンドを自動識別する形態について説明する。
図12はこの発明の実施の形態5における設備機器管理システムの構成を示すブロック図である。この図12に示すように集中コントローラ600は、記憶部601と通信部602を備えている。図13はこの発明の実施の形態5における設備機器管理システムの処理を示すフローチャートである。
次に、この実施の形態5の動作を図12及び図13を用いて説明する。
集中コントローラ600において、予め図示しない入出力手段によって図12(b)に示すようなメーカ識別番号とメーカ名を対応させたテーブルを図12(a)の記憶部601に登録しておく。
集中コントローラ600は、ステップ700において、記憶部601に登録されているメーカ識別番号とメーカ名を対応させたテーブルからメーカ識別番号を読み出し、ステップ710においてこのメーカ識別番号を付与し、ステップ720において運転コマンドを光通信インタフェース100へ送信する。光通信インタフェース100の中央処理部202aは、方式A通信部200が集中コントローラ600から送信された運転コマンドを受信すると、図3に記載した表から受信したメーカ識別番号とメーカコードが一致する光通信コマンド(電源ONコマンド)を選択する。そして、選択した電源ONコマンドを光通信部202aを用いて室内機311に送信する。
ここで、光通信方式のコマンドには、メーカコードが含まれているため、室内機311は他のメーカの空調機用に送信されたコマンドには反応しない。一方、メーカが一致するコマンドを受信した場合には、室内機311はコマンドが電源ONコマンドであることを認識し、駆動を開始する。室内機311が駆動すると、入出力部210bの運転状態ON/OFF出力端子の出力がOFFからONに切り替えられる。
光通信インタフェース100は、入出力部210b及び入出力信号線510経由でON信号を受け取ると、中央処理部201aは運転状態モニタ信号を方式A通信部200及び通信方式A通信媒体500経由で集中コントローラ600へ送信し、電源がONとなったことを通知する。
集中コントローラ600は運転状態モニタ信号を受信すると、ステップ730からステップ750に進み、送信時のメーカ識別番号からメーカ名を決定する。集中コントローラ600は、メーカ名を決定した場合、インタフェース100にメータ識別番号を送信し、インタフェース100が光通信方式のコマンド送信時に使用するメーカコードを指定する。
一方、室内機311は受信したコマンドが、予め記憶されたメーカ識別番号と一致しなかった場合には応答しないので集中コントローラ600には運転状態モニタ信号が送信されない。そのため、集中コントローラ600はステップ740、及びステップ730を一定時間経過まで繰り返し、運転状態モニタ信号が送信されるのを待ち、一定時間経過した後、ステップ760にて次のメーカ識別番号を記憶部601から読み出し、ステップ710にてこのメーカ識別番号を使った運転コマンドを送信して同じ動作を繰り返す。
これにより、集中コントローラ600は、室内機311のメーカ名を自動的に認識するので、手動で設定する必要がなく誤設定の危険もなく、従って設置工事が簡単になる。また、集中コントローラ600にメーカ名設定手段は不要でコストダウンとなる。さらに、集中コントローラ600交換時の再設定も不要である。
なお、上述の説明では、集中コントローラ600が室内機311のメーカ名を調べたが、インタフェース100がこの処理を実行してもよい。すなわち、インタフェース100が、図3に記載された表の複数の電源ONコマンドを送信し、入出力端子210bのON/OFF出力端子を監視する。そして、この出力がOFFからONに切り替わる電源ONコマンドを特定し、特定した電源ONコマンドに含まれるメーカコードから、室内機311のメーカを特定する。
また、上述の実施の形態ではメーカを特定したが、同じメーカでも機種によって光通信方式のコマンドが異なる場合には、カスタムコードにはメーカーコードの他に機器コードが含まれる。そのため、機器毎に光通信方式のコマンドを用意し、上述と同様のことを行えば、機器に対応した光通信方式のコマンドを自動的にインタフェースに設定することができる。
実施の形態6.
実施の形態1〜5では、集中コントローラ600による集中管理する形態について述べた。待合室や病院の廊下などの公共施設では、スケジュール管理によって集中管理すればよいが、学校の個別の教室や個室などでは通常は集中管理しても、利用者が個別に制御したいとき、ワイヤレスリモートコントローラ(以下、ワイヤレスリモコンという)を操作して温度変更の指示ができるとより快適な空調環境を構築できる。
この実施の形態6では集中管理を行ないながら、ワイヤレスリモコンも利用できる形態について説明する。
図14はこの発明の実施の形態6における設備機器管理システムの構成を示すブロック図であり、ワイヤレスリモコンを利用したワイヤレスリモコンシステムを示している。このワイヤレスリモコンシステムでは、図1に示す構成にさらに利用者が使用するワイヤレスリモコン206を追加し、光通信インタフェース100を光通信インタフェース103に置き換えた構成になっている。
光通信インタフェース103は、光通信インタフェース100に加えてリモコン光受信部207とブザー208とを備える。リモコン光受信部207は、ワイヤレスリモコン206から送られた温度設定コマンドを受信すると、中央処理部201aが処理できる信号に変換して中央処理部201aに送信する機能を持つ。また、ブザー208は、中央処理部201aからの指示信号により受信拒否を示す低い音と受信完了を示す高い音を出力する機能を有する。
リモコン光受信部207は、ワイヤレスリモコン206から送られた温度設定コマンドを含むワイヤレス信号(赤外線などの光信号)を受光する受光部と、この受光部が受光した光信号を電気信号に変換する光/電気変換部と、変換された電気信号をアナログ信号からディジタル信号に変換するA/D変換部を備えている。
また、ブザー208は中央処理部201aからの指示信号を受信すると、この信号が受信不良か受信完了かを判断し、受信不良の場合には予め記憶されている低い音声信号(例えば"ブルブルブルブル"という低い音)を記憶部から読み出してこれをスピーカに出力する。また、受信完了の場合には予め記憶されている低い音声信号(例えば"ピッ"という高い音)を記憶部から読み出してこれをスピーカに出力する。
なお、上記光通信インタフェース103は、図15に示すように室内機311の光通信部202bの近傍に取付けられる。光通信インタフェース103を通信方式Bの室内機311の光通信部202bに取り付ける際、光通信部202bは、光通信インタフェース103の光通信部202aからの光信号のみを受信し、それ以外の光信号例えばリモコン206からの光信号を受信しないようにするために、光通信部202aを光通信部202bに接近させて固定した後、一端を、発光部である光通信部202aを内側に取付固定し、他端を、室内機311の受光部である光通信部202bをすっぽり包み込める程度に開口した光を通さないカバーを室内機の光通信部202b(受光部)に取り付ける。この際、光りがカバー取り付け箇所の隙間などを通して周囲から光通信部202bに入らないように光を通さない黒い布や黒いビニールテープなどを用いてカバー取り付け部の隙間をしっかりと目詰めする。
次に、この実施の形態6の動作を説明する。中央処理部201aは、D/A変換部からのディジタル化されたワイヤレスリモコンからの温度設定コマンドを受信すると、この情報を予め登録された上限値および下限値と比較して、温度設定コマンドが上限値または下限値閾値を超えているか否かを調べ、超えれば、異常のため受信できなかった旨を示す受信不良の音を発射するようにブザー208に指示する。また、上限値および下限値の間にあれば、正常に受信した旨を示す受信完了の音を発射するようにブザー208に指示すると共に受信した温度設定コマンドを方式A通信部200を介して集中コントローラ600へ送信する。このとき、中央処理装置201aは、図3に示した表に基づき、光通信方式の温度設定コマンドから通信方式Aの温度設定コマンドへの変換を行い、室内機311を特定する識別番号とともに集中コントローラへ送信する。
ブザー208は中央処理部201aからの指示信号を受信すると、この信号が受信不良の場合には予め記憶されている低い音声信号(例えば"ブルブルブルブル"という低い音)を記憶部から読み出してこれをスピーカに出力する。また、受信完了の場合には予め記憶されている比較的高い音声信号(例えば"ピッ"という高い音)を記憶部から読み出してこれをスピーカに出力する。これにより、利用者は受諾されたか否かを判断することができる。受信不良により受諾されなかった場合には、利用者は再度リモコンから送信し直すなどの対応が可能になる。
一方、受信完了の場合には、中央処理部201aから方式A通信部200を介して送られた温度設定コマンドと室内機識別番号は通信媒体500経由で集中コントローラ600へ送られる。集中コントローラ600は、ワイヤレスリモコンの温度設定コマンドと室内機識別番号を通信媒体500経由かつ通信部602を介して光通信インタフェース103から受信すると、図14(b)に示す記憶部601に登録されている、室内機識別番号とワイヤレスリモコン情報を優先するか否かの情報を対応させたテーブルを参照し、このテーブルと受信した室内機識別番号とから、対応する室内機に対して、ワイヤレスリモコンから送られた温度設定コマンドを有効にするかあるいは、無効にするかを決定する。ワイヤレスリモコンからの温度設定コマンドを優先する場合には、ワイヤレスリモコンによって指定された温度設定コマンドを有効にし、この温度設定コマンドと室内機識別子を再び通信媒体500に送信するとともに、設定温度を自己の記憶部に記憶し今後の設定温度の制御に用いる。また、ワイヤレスリモコンからの温度設定コマンドを優先しない場合には、ワイヤレスリモコンからの温度設定コマンドを無効にし、その代わりに集中コントローラ600からの温度設定コマンドとワイヤレスリモコンからの温度設定コマンドを拒否した旨を示すメッセージ信号を通信媒体500に送信する。通信媒体500経由で送られた温度設定コマンドと室内機識別番号は対応する室内機が方式Aの場合には温度設定コマンドがそのまま室内機に取り込まれてこの温度になるように運転される。室内機が方式Bの場合には、対応する室内機の光通信インタフェース103において、中央処理部201aが集中コントローラ600から通信媒体500及び方式A通信部200を介して温度設定コマンドを受信すると、この温度設定コマンドをD/A変換した後、電気信号から光信号に変換して光通信部202aから室内機311の光通信部202bへ送る。以後の処理は実施の形態1と同様である。また、ワイヤレスリモコンからの温度設定コマンドを拒否した旨を示すメッセージ信号を受信すると、ワイヤレスリモコンからの温度設定コマンドを拒否した旨を示す報知音を発するようにブザー208に指示する。ブザー208はこの指示信号により受信拒否を示す音声信号を予め記憶されている比較的低い音声信号(例えば"ブーブーブー"という音)を記憶部から読み出してこれをスピーカなどの警報装置に出力する。これにより、利用者はワイヤレスリモコンからの信号は受諾されたが、自分のいる部屋は集中管理されており、ワイヤレスリモコンから制御することはできないことを知ることができる。
この実施の形態6によれば、室内機の設定をワイヤレスリモコン優先に設定するか否かを設定するだけで、他メーカの室内機も含め、室内機毎に集中コントローラ600からの管理された温度設定コマンドだけでなく、利用者の要望に応じた温度制御も可能になる。従って、例えば、特定の部屋はワイヤレスリモコンによる温度制御が常時有効、他のすべての部屋はある時間帯のみ無効などの制御が可能になる。
なお、ワイヤレスリモコンから送られた温度設定コマンドを有効にするかあるいは、無効にするかの決定を集中コントローラ600が行うようにしたが、光通信インタフェース103の中央処理部201aが集中コントローラ600の代わりに行ってもよい。この場合には、中央処理部201aは、集中コントローラ600から送られた温度設定コマンドと予めワイヤレスリモコン情報を優先するか否かの情報を図示しない記憶部に登録しておく。そして、ワイヤレスリモコン208からの温度設定コマンドを受信すると、ワイヤレスリモコン情報を優先するか否かの情報を記憶部から読み出して、ワイヤレスリモコンから送られた温度設定コマンドを有効にするかあるいは、無効にするかを決定する。ワイヤレスリモコンからの温度設定コマンドを優先する場合には、ワイヤレスリモコンによって指定された温度設定コマンドを有効にし、この温度設定コマンドを、光通信部202aを介して方式B室内機311の光通信部202bへ送る。また、ワイヤレスリモコンからの温度設定コマンドを優先しない場合には、記憶している集中コントローラ600からの温度設定コマンドを再度この温度設定コマンドを、光通信部202aを介して方式B室内機311の光通信部202bへ送ってもよいし、送らなくてもよい。これらの設定した情報は集中コントローラ600へ送信する。集中コントローラ600はこれらの情報を管理用として記憶部に記憶する。
これにより、上記と同様の効果を奏するだけでなく、光通信インタフェース103と集中コントローラ600との間の双方向の通信が不要となるため、その分処理が早くなる。
また、設備管理システムを図16に示すような構成にしてもよい。これは、図14(a)の光通信インタフェース103からリモコン光受信部207とブザー208と光通信部202aを外部に引き出した構成と同じである。フォトカプラ207aがリモコン光受信部207に対応し、発光ダイオード202cが光通信部202aに対応している。
この場合の取り付け状態を図17に示す。
このフォトカプラ207aとブザー208と発光ダイオード202cはそれぞれ微小サイズであるため、これらを組合わせても全体の大きさは極めて小さい。従って、上記と同様の高価に加え、空調機の受光部の位置に取り付けても空調機の外観の見栄えを損なわないで済むだけでなく、中央処理部や受電回路などのより重い部材を含む光通信インタフェースは分離されているため、軽くて長期間の取り付けに十分耐えられるという効果を奏する。
また、上述の実施の形態では、ワイヤレスリモコンを用いて温度設定を行う例について説明したが、空調機のON/OFFを同様に制御することもできる。また、送風制御、冷暖房の切り替え、除湿運転などの制御を行うこともできる。
実施の形態7.
図18はこの発明の実施の形態7における設備機器管理システムの構成を示すブロック図であり、古い空調機を新しい空調機にリプレースする際に、既存の冷媒配管をそのまま流用しようというものである。即ち、リプレースの際に、既存の室内機と室外機を廃棄して、高機能の新たな室内機と室外機に切り替える場合に、既存の冷媒配管400cをそのまま残し、これに新たな室内機と新たな室外機を接続する。また、新たな室内機は新式の集中コントローラ600に通信媒体500を介して接続される。
また、既存の空調機と新式の空調機が混在し、新式の集中コントローラ600で集中管理されている場合には、通信媒体500も既に構築されているので、リプレースの際に、この通信媒体500をそのまま流用し、これに新たな室内機を接続すればよい。従って、通信媒体500の敷設費用を省略できる。
これにより、実施の形態1〜6よりもさらに安い費用でリプレースを進めることができる。








































Claims (12)

  1. 第1の通信方式で動作する1台以上の第1の空気調和機と、
    前記第1の通信方式とは異なる第2の通信方式で動作し、光通信方式の情報を受信する光受信手段を備え、この光受信手段が受信した光通信方式の情報を前記第2の通信方式の情報へ変換する手段を備えた1台以上の第2の空気調和機と、
    前記第1の空気調和機に接続されて前記第1の通信方式で動作し、前記第1の空気調和機を管理する管理手段と、
    前記第2の空気調和機に装着され、前記管理手段からの情報を受信する第1の通信手段と、この第1の通信手段が前記管理手段から受信した情報を前記第1の通信方式から前記光通信方式へ変換する制御手段と、この制御手段が変換した情報を前記第2の空気調和機へ送信する光送信手段とを有するインタフェースとを備え、
    前記管理手段は、
    前記第1の通信方式によって前記管理手段に接続された前記インタフェースを介して前記第2の空気調和機にも接続され、通信方式の異なる前記第2の空気調和機管理する
    ことを特徴とする設備機器管理システム。
  2. 前記管理手段は、前記インタフェースを介して、前記第2の空気調和機に温度設定コマンドを送信する
    ことを特徴とする請求項1に記載の設備機器管理システム。
  3. 前記管理手段は、省エネルギー制御を行う場合に、前記第1の空気調和機及び前記第2の空気調和機に、温度設定コマンドを送信する
    ことを特徴とする請求項2に記載の設備機器管理システム。
  4. 前記インタフェースは、ワイヤレスリモートコントローラからの光信号を受信するとともに、受信した光信号を電気信号に変換して前記管理手段へ送信する光受信手段を備えた
    ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の設備機器管理システム。
  5. 前記第2の空気調和機は、運転又は停止状態信号を出力する出力端子を備え、前記インタフェースは前記出力端子に電気的に接続された入力端子を備えた
    ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の設備機器管理システム。
  6. 前記2の空気調和機は天井設置型の空気調和機であり、
    前記光送信手段は前記制御手段と電気的に接続され前記空気調和機の下面に前記光通信手段と対向して設置されると共に、前記制御手段は、天井裏側に設置された
    ことを特徴とする請求項2〜5のいずれかに記載の設備機器管理システム。
  7. 複数の空気調和の温度を制御する制御手段、及び前記制御手段で設定された温度に基づいて前記複数の空気調和が接続されたネットワークに電気信号を出力する通信手段を有する集中コントローラと、
    前記ネットワークに接続され前記ネットワークに送信された電気信号を受信する受信手段、及び前記受信手段で受信された電気信号をプロトコル変換し、変換後の信号を温度設定コマンドとしてワイヤレス光信号で出力する光出力手段を有するインタフェースと、
    を備え、
    前記複数の空気調和機は、
    前記ネットワークに接続される第1の空気調和機と、前記インタフェースから出力されたワイヤレス光信号に基づいて動作する第2の空気調和機から構成され、
    前記集中コントローラは、
    前記ネットワークを介して前記第1の空気調和機に接続され、
    前記集中コントローラに接続された前記インタフェースを介して前記第2の空気調和機にも接続された
    ことを特徴とする設備機器管理装置。
  8. 第1の通信方式で動作する第1の空気調和機と、
    前記第1の空気調和機に接続され、前記第1の通信方式で前記第1の空気調和機と通信するとともに前記第1の空気調和機を管理する管理手段と、
    前記管理手段に接続され、前記管理手段から送信される信号を変換して送信するインタフェースと、
    前記インタフェースを介して前記管理手段に接続され、第2の通信方式で通信する通信手段、及び光通信方式の情報を受信する光受信手段を備えた第2の空気調和機とを備えた設備機器管理システムの制御方法において、
    前記制御方法は、
    前記管理手段が前記第1の通信方式を用いて前記第2の空気調和機の設定温度を指定する温度設定コマンドを電気信号を用いて送信し、
    前記インタフェースが温度設定コマンドを前記第1の通信方式から光通信方式に変換するとともに、前記第2の空気調和機へ送信し、
    前記第2の空気調和機が前記光通信方式の温度設定コマンドを受信し、受信した温度設定コマンドに基づいて、圧縮機を制御する
    ことを特徴とする設備機器管理システムの制御方法。
  9. 前記インタフェースは、前記第2の空気調和機用のワイヤレスリモートコントローラから受信した前記光通信方式の温度設定コマンドを前記インタフェースによって前記光通信方式から前記第1の通信方式の温度設定コマンドに変換し、変換された温度設定コマンドを前記管理手段へ送信し、
    前記管理手段は、受信した前記第1の通信方式の温度設定コマンドに基づき、変更された前記第2の空気調和機の設定温度を記憶する
    ことを特徴とする請求項8に記載の設備機器管理システムの制御方法。
  10. 前記管理手段は、管理手段自身が設定した設定温度を優先するか、前記ワイヤレスリモートコントローラから受信した温度設定コマンドを優先するかを示す優先情報を対応させたテーブルを登録した記憶手段を保有し、前記インタフェースから温度設定コマンドを受信すると、前記テーブルに基づいて受信した温度設定コマンドを有効にするか否かを決定し、前記インタフェースからの温度設定コマンドを有効にすると決定した場合には、この温度設定コマンドを前記インタフェースへ送信し、
    前記インタフェースは、前記管理手段から前記温度設定コマンドを受信すると、受信した前記第1の通信方式の温度設定コマンドを前記光通信方式に変換して前記第2の空気調和機へ送信する
    ことを特徴とする請求項9に記載の設備機器管理システムの制御方法。
  11. 前記インタフェースは、警告音を発するブザーを備え、
    前記管理手段は、ワイヤレスリモコンの情報を無効にすると決定した場合には、情報を無効にした旨のメッセージを前記インタフェースへ送信し、
    前記インタフェースは、前記ブザーに前記ワイヤレスリモートコントローラからの情報を無効にした旨の音を出力させる
    ことを特徴とする請求項10に記載の設備機器管理システムの制御方法。
  12. 前記管理手段は、複数種の空気調和機に対応した複数の光通信方式のコマンドを逐次前記第2の空気調和機に送信し、前記第2の空気調和機の動作状態を表す信号を前記第2の空気調和機から受信し、この信号に基づいて前記第2の空気調和機を制御する光通信方式のコマンドを特定する
    ことを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載の設備機器管理システムの制御方法。
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