JPH1019337A - 空気調和装置の運転制御装置 - Google Patents

空気調和装置の運転制御装置

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JPH1019337A
JPH1019337A JP8173226A JP17322696A JPH1019337A JP H1019337 A JPH1019337 A JP H1019337A JP 8173226 A JP8173226 A JP 8173226A JP 17322696 A JP17322696 A JP 17322696A JP H1019337 A JPH1019337 A JP H1019337A
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JP
Japan
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air
room
heat
air conditioner
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Application number
JP8173226A
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English (en)
Inventor
Satoko Oonishi
聡子 大西
Toru Inazuka
徹 稲塚
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気調和装置自身が室内の熱的性能を認識
し、これに基いて運転能力を調整し、据付けられる室内
に適した運転能力を得る。 【解決手段】 空気調和装置(1) の据付け後に空気調和
装置(1) を運転させ、その空調空気の熱量(QRA)を利
用して室内(R) から室外への熱の流出し易さを示す熱流
出特性値を算出する。空調運転時に、熱流出特性値を利
用して室内(R) の要求熱量を算出する。空調運転中の空
調空気の熱量(QRA)が室内(R) の要求熱量に一致して
いるか否かを判定し、この両者が一致するように空気調
和装置(1)の運転能力を変更する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、室内に対して空調
空気を供給して室内の空気調和を行う空気調和装置の運
転制御装置に係り、特に、空調能力の調整動作の改良に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、例えば特開平8−10095
6号公報に開示されているような空気調和装置では、室
内に対し、暖房要求時には温風を、冷房要求時には冷風
を夫々供給するようになっている。そして、その吹出し
空気の温度及び風量は、室内温度とリモコン等によって
設定される室内設定温度との差によって決定される。つ
まり、この室内温度と設定温度との差が大きいほど空気
調和装置の運転能力を増大させて室内温度を迅速に設定
温度に近づけるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の空
気調和装置は、据付けられる室内の熱的特性が一律では
なく、壁の材質や厚さ等といった建物の構造が異なる様
々な室内に設置されることになる。例えば木造住宅と鉄
筋コンクリート住宅とでは、その室内の熱的特性は大き
く異なっている。
【0004】しかしながら、これまでの空気調和装置
は、この室内の熱的特性に拘りなく、同一のものが据付
けられ、単に室内温度と設定温度との差によってのみ空
気調和装置の運転能力が設定されるようになっていた。
【0005】このため、例えば、断熱性の低い室内(例
えば木造住宅)を暖房しようとした場合、室内温度が設
定温度に達するまでの時間が長くなったり(室内温度の
変化状態を示す図5の破線参照)、断熱性の高い室内
(例えば鉄筋コンクリート住宅)を暖房しようとした場
合には、室内温度が急上昇して設定温度を大幅に越えて
しまう所謂オーバーシュート(図5の一点鎖線参照)が
生じてしまい室内の快適性を良好に維持することができ
なくなる可能性がある。
【0006】また、空気調和装置の据付け時に、その据
付けられる室内の熱的性能に応じて、空気調和装置の能
力を調整することも考えられる。つまり、断熱性の低い
室内に据付けられる場合には、室内温度と設定温度との
差によって得られる基準運転能力よりも大きい能力が得
られるようにし、逆に、断熱性の高い室内に据付けられ
る場合には、上記基準運転能力よりも能力が小さくなる
ように空気調和装置を調整する。
【0007】しかし、これでは、据付け時に作業者が空
気調和装置の能力調整作業を行う必要があり、その作業
が煩雑であるばかりでなく、室内の熱的性能を正確に認
識することが難しいといった課題がある。
【0008】本発明は、この点に鑑みてなされたもので
あって、その目的は、空気調和装置自身が室内の熱的性
能を認識し、これに基いて運転能力を調整し、据付けら
れる室内に適した運転能力を得ることにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、空気調和装置を運転させながら、その
能力を認識し、この認識した能力に基いて室内の熱的性
能を予め計測しておく。そして、室内の空調運転時に
は、室内の熱的性能に基いた要求熱量を算出し、この要
求熱量に適した運転能力で空気調和装置を運転させるよ
うにしている。
【0010】具体的に、請求項1記載の発明が講じた手
段は、図1の如く、室内(R) に空調空気を供給して該室
内(R) の空気調和を行う空気調和装置(1) と、室内(R)
の熱的性能を認識するための認識運転時及び室内(R) の
冷房或いは暖房を行う空調運転時に、空気調和装置(1)
を運転させる運転手段(11)とを備えさせる。また、運転
手段(11)による空気調和装置(1) の運転時、該空気調和
装置(1) が室内(R) に供給する空調空気の熱量(QRA)
を算出する能力算出手段(12)を備えさせる。そして、上
記認識運転時に、能力算出手段(12)の出力を受け、空調
空気の熱量(QRA)を利用して室内(R) から室外への熱
の流出し易さを示す熱流出特性値(K・A)を算出する
特性値算出手段(13)を備えさせる。更に、上記空調運転
時に、特性値算出手段(13)の出力を受け、熱流出特性値
(K・A)を利用して室内(R) の要求熱量(Qr )を算
出する熱量算出手段(14)と、この空調運転時に、能力算
出手段(12)及び熱量算出手段(14)の出力を受け、室内
(R) に供給している空調空気の熱量(QRA)が室内(R)
の要求熱量(Qr )に一致しているが否かを判定する判
定手段(15)と、同じく空調運転時に、判定手段(15)の出
力を受け、室内(R) に供給する空調空気の熱量(QRA)
が室内(R) の要求熱量(Qr )に一致していないとき、
この両者(QRA, Qr )が一致するように空気調和装置
(1) の運転能力を変更する能力変更手段(16)とを備えさ
せた構成としている。
【0011】この構成により、先ず、認識運転時には、
運転手段(11)により空気調和装置(1) を運転させた状態
で、能力算出手段(12)により空気調和装置(1) が室内
(R) に供給する空調空気の熱量(QRA)を算出する。そ
して、特性値算出手段(13)が、空調空気の熱量(QRA)
を利用して室内(R) から室外への熱の流出し易さを示す
熱流出特性値(K・A)を算出する。これにより、室内
の熱的性能が認識される。このようにして室内の熱的性
能を認識した状態で、空調運転を行う。この空調運転で
は、先ず、熱量算出手段(14)が、熱流出特性値(K・
A)を利用して室内(R) の要求熱量(Qr )を算出す
る。その後、判定手段(15)が、室内(R) に供給している
空調空気の熱量(QRA)が室内(R) の要求熱量(Qr )
に一致しているか否かを判定する。そして、この両者
(QRA, Qr )が一致していないとき、能力変更手段(1
6)が空気調和装置(1) の運転能力を変更して、空調空気
の熱量(QRA)が室内(R) の要求熱量(Qr )に一致す
るように制御し、室内(R) の熱的性能及び要求熱量(Q
r )に適した運転能力が得られることになる。
【0012】請求項2記載の発明は、上記請求項1記載
の空気調和装置の運転制御装置において、能力算出手段
(12)が、室内(R) に供給する空調空気の熱量(QRA)を
下記式 QRA=Vi ・(Tf −Ts ) (但し、Vi は空調空気の吹出風量、Tf は空調空気の
吹出温度、Ts は室内空気の吸込温度)によって算出
し、特性値算出手段(13)が、熱流出特性値(K・A)を
下記式 K・A=QRA/(Tin−Tout ) (但し、Kは壁面等の熱貫流率、Aは壁面等の面積、T
inは室内温度、Tout は外気温度)によって算出し、熱
量算出手段(14)が、室内(R) の要求熱量(Qr )を下記
式 Qr =K・A・(Tset −Tout ) (但し、Tset は室内設定温度)によって算出する構成
としている。
【0013】この構成により、能力算出手段(12)による
空調空気の熱量(QRA)の算出動作、特性値算出手段(1
3)の熱流出特性値(K・A)の算出動作、熱量算出手段
(14)による室内(R) の要求熱量(Qr )の算出動作を具
体的に得ることができる。
【0014】請求項3記載の発明は、上記請求項1記載
の空気調和装置の運転制御装置において、特性値算出手
段(13)による熱流出特性値(K・A)の算出動作が、空
気調和装置(1) の室内(R) への据付け時、或いは、据付
け後、一定期間毎に行われるようにしている。
【0015】この構成により、空気調和装置(1) による
室内(R) の空調運転時には、特性値算出手段(13)により
熱流出特性値(K・A)が算出された後に行われること
になる。また、特に、一定期間毎に熱流出特性値(K・
A)の算出を行う場合には、室内(R) の熱的性能が変化
したような場合に、それに追従した熱流出特性値(K・
A)が得られることになる。このため、常に適切な空気
調和装置(1) の運転能力が得られることになる。
【0016】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基いて説明する。図2は、本形態に係る室内(R) に対す
る空気調和装置(1) の設置状態を示している。この空気
調和装置(1)は、室内(R) の壁面に設置された壁掛け式
の室内機(2) と、室外に設置され室内機(2) に対して冷
媒配管(3) を介して接続された室外機(4) とを備えてい
る。そして、上記室内機(2) は、図示しない送風ファン
や室内熱交換器等を備えており、送風ファンの駆動に伴
って室内空気を吸込み、この空気を、熱交換器を流れる
冷媒との間で熱交換(暖房時には冷媒により空気を加
熱、冷房時には冷媒により空気を冷却)することで温度
調整して空調空気とした後、室内に吹出すようになって
いる。また、この室内機(2) の空気吸込口には吸込空気
温度(Ts)を検出するための吸込温度センサ(Ths) が、ま
た、空気吹出口には吹出空気温度(Tf)を検出するための
吹出温度センサ(Thf) が夫々設けられている。更に、こ
の室内機(2)には、空気調和装置(2) の運転、停止指令
や室内設定温度の入力等を行うためのリモコン(5) が接
続されている。そして、このリモコン(5) には、室内温
度(Tin) を検出するための室内温度センサ(Thin)が設け
られている。
【0017】一方、室外機(4) は、図示しない圧縮機、
室外熱交換器、室外ファン等を備えており、室外ファン
の駆動に伴って外気を導入し、室外熱交換器を流れる冷
媒と外気との間で熱交換(暖房時には冷媒が蒸発、冷房
時には冷媒が凝縮する)を行うようになっている。ま
た、この室外機(4) の外気導入口には外気温度(Tout)を
検出するための外気温度センサ(Thout) が設けられてい
る。
【0018】また、本空気調和装置(1) は、室内機(2)
及び室外機(4) の各機器を制御するためのコントローラ
(C) を備えている。そして、上記各センサ(Ths,Thf,Thi
n,Thout)の温度検出信号は、このコントローラ(C) に送
信されるようになっている。また、本空気調和装置(1)
の運転動作としては、通常の室内(R) の空調運転動作の
他に、この空気調和装置(1) を室内(R) に据付けた際な
どに行われる認識運転がある。この認識運転は、後述す
るように、室内(R) の熱的性能を認識するためのもので
ある。
【0019】以下、上記コントローラ(C) の構成につい
て説明する。
【0020】該コントローラ(C) は、図3に示すよう
に、運転手段(11)、能力算出手段(12)、特性値算出手段
(13)、熱量算出手段(14)、判定手段(15)及び能力変更手
段(16)を備えている。以下、各手段(11 〜16) について
説明する。
【0021】運転手段(11)は、室内(R) の熱的性能を認
識するための認識運転時及び室内(R) の冷房或いは暖房
を行う空調運転時に、空気調和装置(1) を運転させるも
のである。
【0022】また、能力算出手段(12)は、上記運転手段
(11)による空気調和装置(1) の運転時に空気調和装置
(1) の運転能力を算出するものであって、具体的には、
以下の式により、空気調和装置(1) が室内(R) に供給
する空調空気の熱量(QRA)を算出する。
【0023】 QRA=Vi ・(Tf −Ts ) … (但し、Vi は空調空気の吹出風量、Tf は空調空気の
吹出温度、Ts は室内空気の吸込温度)
【0024】特性値算出手段(13)は、部屋の熱的性能を
認識するためのものであって、空気調和装置(1) の据付
け時等に、この部屋の熱的性能の認識運転を行い、この
際に、室内(R) から室外への熱の流出し易さを示す熱流
出特性値(K・A)を算出するものである。つまり、空
気調和装置(1) から室内(R) へ所定熱量(QRA) の空調
風を供給した状態で、外気温度(Tout)、室内温度(T
in)及び空調風熱量(QRA) に基いて、部屋の壁面等の
熱貫流率(K)と部屋の壁面等の面積(A)との積でな
る熱流出特性値(K・A)を算出するものである。ま
た、この部屋の熱的性能の認識運転を、空気調和装置
(1) の据付け時のみだけでなく、この据付け後の一定期
間(例えば3ケ月)毎に行うようにすれば、より正確な
熱的性能の認識が行える。
【0025】この熱流出特性値(K・A)の算出動作と
しては、以下の式により行われる。 K・A=QRA/
(Tin−Tout ) … (但し、Kは壁面等の熱貫流率、Aは壁面等の面積、T
inは室内温度、Tout は外気温度)
【0026】熱量算出手段(14)は、上記空調運転時に、
特性値算出手段(13)の出力を受け、熱流出特性値(K・
A)を利用して以下の式により室内(R) の要求熱量
(Qr)を算出するものである。
【0027】 Qr =K・A・(Tset −Tout ) … (但し、Tset は室内設定温度)
【0028】判定手段(15)は、上記空調運転時に、能力
算出手段(12)及び熱量算出手段(14)の出力を受け、室内
(R) に供給している空調空気の熱量(QRA)が室内(R)
の要求熱量(Qr )に一致しているか否かを判定するも
のである。
【0029】能力変更手段(16)は、同じく空調運転時
に、判定手段(15)の出力を受け、室内(R) に供給する空
調空気の熱量(QRA)が室内(R) の要求熱量(Qr )に
一致していないとき、この両者(QRA, Qr )が一致す
るように空気調和装置(1) の運転能力を変更するもので
ある。
【0030】次に、上述の如く構成された空気調和装置
の運転動作を図4のフローチャートに沿って説明する。
先ず、室内(R) の熱的性能を認識するための認識運転動
作について説明する。この動作は、図4におけるステッ
プST1〜ステップST5により行われる。詳しくは、先
ず、ステップST1において空気調和装置(1) の運転が開
始される。この運転は、特に、本認識運転動作は室内
(R) の空気調和を行うことを目的とするものではないの
で、室内(R) の設定温度に応じた運転である必要はな
い。そして、この運転状態において、ステップST2で、
コントローラ(C) が設定する設定風量(Vi)、吸込温度セ
ンサ(Ths) が検知する吸込空気温度(Ts)、吹出温度セン
サ(Thf) が検知する吹出空気温度(Tf)、室内温度センサ
(Thin)が検知する室内温度(Tin) 、室外温度センサ(Tho
ut) が検知する室外温度(Tout)が読み込まれる。尚、こ
こでは、設定風量(Vi)の検出信号としてコントローラ
(C) の設定値を読み込んでいるが、その他、室内ファン
の回転数を検知するセンサを用い、その検出信号から設
定風量(Vi)を算出するようにしてもよい。
【0031】その後、ステップST3において現在の空気
調和装置の運転能力が算出される。つまり、上記式に
よって、空気調和装置(1) が室内(R) に供給する空調空
気の熱量(QRA)を算出する。そして、ステップST4で
は、現在の運転状態は室内(R) の空調運転であるか否か
を判定する。今、ここでは、室内(R) の熱的性能を認識
する認識運転であるのでNOに判定され、ステップST5に
移る。このステップST5では、上記式によって熱流出
特性値(K・A)が算出されリターンされる。これによ
り、室内(R) の熱的性能を認識することができる。つま
り、木造住宅等のように、比較的断熱性の低い室内(R)
に空気調和装置(1) が据付けられている場合には、この
熱流出特性値(K・A)が高い値に設定される。逆に、
鉄筋コンクリート住宅等のように、比較的断熱性の高い
室内(R) に空気調和装置(1) が据付けられている場合に
は、この熱流出特性値(K・A)が低い値に設定される
ことになる。
【0032】次に、室内(R) の冷房或いは暖房を行うた
めの空調運転動作について説明する。この動作は、図4
におけるステップST1〜ステップST4及びステップST6
〜ステップST10により行われる。詳しくは、先ず、ス
テップST1において空気調和装置(1) の運転が開始され
る。この運転は、上述した認識運転とは異なり、リモコ
ン(5) により設定される室内(R) の設定温度に基いて行
われる。そして、この運転状態において、ステップST2
で、上述と同様に設定風量(Vi)及び各種温度(Ts,Tf,Ti
n,Tout)が読み込まれる。その後、ステップST3におい
て、上述と同様にして、現在の空気調和装置(1) の運転
能力(上記式による供給熱量(QRA))が算出され
る。そして、ステップST4では、現在の運転状態が室内
(R) の空調運転であるのでYES に判定され、ステップST
6に移る。このステップST6では、上記式により室内
(R) の要求熱量(Qr )が算出される。その後、ステッ
プST7に移り、ステップST3で算出された供給熱量(Q
RA)と、ステップST6で算出された要求熱量(Qr )と
が等しいか否かを判定する。つまり、現在の空気調和装
置(1) の運転能力が、室内(R) の熱的性能及び要求熱量
(Qr )に見合ったものになっているか否かが判定され
る。そして、ここで、この両者が等しくない場合にはス
テップST8に移って空気調和装置(1) の運転能力を変更
する。具体的には、空気調和装置(1) の運転能力が不足
しているときには、室外機(4) の圧縮機の容量を増大さ
せたり、室内機(2) の送風ファンの風量を増大させる。
逆に、空気調和装置(1) の運転能力が過剰であるときに
は、圧縮機の容量を減少させたり、送風ファンの風量を
減少させる。このような動作が、供給熱量(QRA)と要
求熱量(Qr )とが等しくなるまで繰り返され、この両
者が等しくなると、ステップST7でYES に判定されてス
テップST9に移る。このステップST9では、タイマが作
動し、ステップST10で、このタイマが所定時間(例え
ば1時間)をカウントしてタイムアップするとステップ
2に戻り、上述した動作を繰り返す。つまり、外気温度
(Tout)の変化や室内の窓の開閉などによって要求熱量
(Qr )が変動した場合であってもそれに追従して空気
調和装置(1) の運転能力が変更していくことになる。こ
のような運転動作であるために、ステップST1で運転手
段(11)が、ステップST3で能力算出手段(12)が、ステッ
プST5で特性値算出手段(13)が、ステップST6で熱量算
出手段(14)が、ステップST7で判定手段(15)が、ステッ
プST8で能力変更手段(16)が夫々構成されている。
【0033】本発明の効果を確認するために行った実験
の結果を図5に実線で示す(破線及び一点鎖線は従来の
制御のもの)。この図のように、室内温度を迅速に設定
温度(Tset )に近づけることができ、その後の室内温
度の変動も殆どない。
【0034】このように、本形態によれば、空気調和装
置(1) 自身が室内(R) の熱的性能を正確に認識し、これ
に基いて運転能力を調整するため、据付けられる室内
(R) に適した運転能力を得ることができる。従って、従
来のように、単に室内温度と設定温度との差によっての
み運転能力を設定するもののように、室内温度が設定温
度に達するまでの時間が長くなったり(図5の破線)、
室内温度がオーバーシュート(図5の一点鎖線)してし
まうといったことがなくなり、室内の快適性を良好に維
持することができる。
【0035】尚、上述した各形態では空気調和装置(2)
として壁掛け式のものを使用した場合について説明した
が、天井埋込み式等その他の空気調和装置を使用するこ
とも可能である。
【0036】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば以下に述べるような効果が発揮される。請求項1記載
の発明によれば、空気調和装置自身が認識運転によって
室内の熱的性能を認識し、空調運転時には、これに基い
て室内への供給熱量が室内の要求熱量になるように空気
調和装置の運転能力を変更する。このため、室内温度が
設定温度に達するまでの時間が長くなったり、室内温度
がオーバーシュートしてしまうといったことなしに、据
付けられる室内の熱的性能に適した空気調和装置の運転
状態を得ることができ、室内の快適性を良好に維持する
ことができる。
【0037】請求項2記載の発明によれば、能力算出手
段による空調空気の熱量の算出動作、特性値算出手段の
熱流出特性値の算出動作、熱量算出手段による室内の要
求熱量の算出動作を具体的に得ることができ、上記請求
項1記載の発明に係る効果を確実に確保するための信号
処理手順を得ることができる。
【0038】請求項3記載の発明によれば、室内の空調
運転を、特性値算出手段に特性値の算出動作の後に行う
ようにしたために、上記請求項1記載の発明に係る効果
を確実に得ることができ、また、特に、一定期間毎に特
性値の算出動作を行う場合には、室内の熱的性能が変化
したような場合に、それに追従した特性値が得られるこ
とになって、常に適切な運転能力を算出することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の構成を示す図である。
【図2】空気調和装置の設置状態を示す図である。
【図3】コントローラの構成を示すブロック図である。
【図4】空気調和装置の運転制御動作を示すフローチャ
ート図である。
【図5】本発明の制御動作と従来の制御動作との室内温
度の変化状態を比較するための図である。
【符号の説明】
(1) 空気調和装置 (11) 運転手段 (12) 能力算出手段 (13) 特性値算出手段 (14) 熱量算出手段 (15) 判定手段 (16) 能力変更手段 (R) 室内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 室内(R) に空調空気を供給して該室内
    (R) の空気調和を行う空気調和装置(1) と、 室内(R) の熱的性能を認識するための認識運転時及び室
    内(R) の冷房或いは暖房を行う空調運転時に、空気調和
    装置(1) を運転させる運転手段(11)と、 該運転手段(11)による空気調和装置(1) の運転時、該空
    気調和装置(1) が室内(R) に供給する空調空気の熱量
    (QRA)を算出する能力算出手段(12)と、 上記認識運転時に、能力算出手段(12)の出力を受け、空
    調空気の熱量(QRA)を利用して室内(R) から室外への
    熱の流出し易さを示す熱流出特性値(K・A)を算出す
    る特性値算出手段(13)と、 上記空調運転時に、特性値算出手段(13)の出力を受け、
    熱流出特性値(K・A)を利用して室内(R) の要求熱量
    (Qr )を算出する熱量算出手段(14)と、 この空調運転時に、能力算出手段(12)及び熱量算出手段
    (14)の出力を受け、室内(R) に供給している空調空気の
    熱量(QRA)が室内(R) の要求熱量(Qr )に一致して
    いるか否かを判定する判定手段(15)と、 同じく空調運転時に、判定手段(15)の出力を受け、室内
    (R) に供給する空調空気の熱量(QRA)が室内(R) の要
    求熱量(Qr )に一致していないとき、この両者(QR
    A, Qr )が一致するように空気調和装置(1) の運転能
    力を変更する能力変更手段(16)とを備えていることを特
    徴とする空気調和装置の運転制御装置。
  2. 【請求項2】 能力算出手段(12)は、室内(R) に供給す
    る空調空気の熱量(QRA)を下記式 QRA=Vi ・(Tf −Ts ) (但し、Vi は空調空気の吹出風量、Tf は空調空気の
    吹出温度、Ts は室内空気の吸込温度)によって算出
    し、特性値算出手段(13)は、熱流出特性値(K・A)を
    下記式 K・A=QRA/(Tin−Tout ) (但し、Kは壁面等の熱貫流率、Aは壁面等の面積、T
    inは室内温度、Tout は外気温度)によって算出し、熱
    量算出手段(14)は、室内(R) の要求熱量(Qr )を下記
    式 Qr =K・A・(Tset −Tout ) (但し、Tset は室内設定温度)によって算出すること
    を特徴とする請求項1記載の空気調和装置の運転制御装
    置。
  3. 【請求項3】 特性値算出手段(13)による熱流出特性値
    (K・A)の算出動作は、空気調和装置(1) の室内(R)
    への据付け時、或いは、据付け後、一定期間毎に行われ
    ることを特徴とする請求項1記載の空気調和装置の運転
    制御装置。
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