JP4699722B2 - マルチエアコンの中央制御システム及びその動作方法 - Google Patents

マルチエアコンの中央制御システム及びその動作方法 Download PDF

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Description

本発明は、マルチエアコン(エアコンはエアコンディショナ(空気調和装置)の略称)の中央制御システム及びその動作方法に関し、特に、複数台の室内ユニット及び室外ユニットから構成されるマルチ型エアコン(以下マルチエアコン)を統合制御でき、内部/外部ネットワークを介して多重接続された制御機器から同時に入力された制御命令信号が衝突なしで該当エアコンに転送されるように転送時間を調整する中央制御器が備えられたマルチエアコンの中央制御システム及びその動作方法に関する。
まず、マルチエアコンとは、各室に配置される室内ユニット及びこれらに共有される室外ユニットがネットワークで接続され、室外ユニットの設置空間を減らし、エネルギー利用効率を高めることができる空気調和システムのことであり、これは、共同建物に設置されると好ましい。
このようなマルチエアコンは、空気調和に関する制御命令が入力されると共に、制御結果を確認できる中央制御器と接続されるため、建物管理者はこの中央制御器を操作してマルチエアコンの統合制御を行うことができる。
このようなマルチエアコンシステムを図1を参照してさらに詳細に説明すれば、下記の通りになる。
図1に示すように、マルチエアコンシステムは、各室に配置される室内ユニット10と、各室内ユニット10に共有されて冷媒流れを制御する少数台の室外ユニット20とを含んで構成されたシステムのことを意味し、1台の室外ユニット20が数台の室内ユニット10を担当して冷媒循環を制御する。マルチエアコンシステムでは、共同建物の各層(各階)毎におおよそ1台の室外ユニット20が設置され、該室外ユニット20に共有されつつ接続される複数台の室内ユニット10が各室毎に配置される。
すなわち、室外ユニット20が複数台の室内ユニット10を循環する冷媒流れを制御するためには、各室内ユニット10の制御状態を把握していなければならない。したがって、管理者が一台の室内ユニット10に冷房命令を入力すれば、その室内ユニット10と接続された室外ユニット20は、どの室内ユニット10にいかなる冷房命令が入力されたのか把握した上で冷媒の凝縮度合を調節することによって冷房命令に対応する冷房動作を行う。
しかし、従来のマルチエアコンのシステムにおいて、複数台の室内ユニット10に異常が生じた場合、図1に示すように、管理者は複数台の室内ユニット10と接続された室外ユニット20が置かれた場所に行き、そこでメンテナンスのための制御命令を入力しなければならず、大型建物のように数台の室外ユニットが各層ごとに設置されている場合、室外ユニットの管理に相当なる人力及び時間がかかるといった不具合があった。
そこで、最近では数台の室外ユニット20と接続されて統合的にエアコンを制御できる中央制御器(図示せず)を別途設置し、建物管理者がそれぞれの室外ユニット20に接近することなく中央制御器を利用して室外ユニット20及びこの室外ユニット20に接続された複数台の室内ユニット10を中央制御できるようになったが、従来の中央制御器は単に、オン/オフなどの単純命令入力及び確認機能しか持っておらず、室外ユニット20及び室内ユニット10の細かい機能制御は不可能だった。
一方、このような中央制御器が内部または外部ネットワークと接続される場合、多数の制御者は建物の内部/外部から制御機器を使って中央制御器に接続し、マルチエアコンの動作を制御できる。しかし、仮に多数の制御者が同時に制御命令を発令すると、制御命令の重複受信及び転送により信号衝突が生じてしまい、エアコンの制御信頼性低下につながるという問題点があった。
本発明は、上記の従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、建物内に設置されたマルチエアコンを統合的に制御できる中央制御器が、内部ネットワークまたは外部ネットワークを介して多重接続する1台以上の制御器に制御用GUIプログラムを転送し、便利な制御環境を提供することにその目的がある。
本発明の他の目的は、中央制御器が、各制御機器から転送される制御命令が相互衝突なしで該当エアコンに転送されるように制御信号の転送時間を調整することによって誤制御を低減させられるマルチエアコンの中央制御システム及びその動作方法を提供することにある。
上記の目的を達成するべく、本発明に係るマルチエアコンの中央制御システムは、空気調和のために各室毎に設置される室内ユニット及びこれらの室内ユニットに共有されて冷媒流れを制御する室外ユニットからなるマルチエアコンと、駆動されたウェブブラウザ上で入力された各エアコンの状態モニタリングまたは動作制御のための制御命令信号を外部ネットワークを介して転送し、受信された各エアコンの制御結果を出力する遠隔制御機器と、インストールされている各エアコンの統合制御用GUIプログラムを外部ネットワークを介して遠隔制御機器に転送すると同時に、遠隔制御機器から受信した制御命令信号の転送時間を調整した後、内部ネットワークを介して該当エアコンに転送する中央制御器と、を含んで構成される。
また、本発明の動作方法は、中央制御器にマルチエアコンの状態モニタリングまたは動作制御のための制御命令が入力される制御用GUIプログラムを駆動する第1段階と、中央制御器が、インターネット網を介して前記マルチエアコンを制御しようとする遠隔制御機器のウェブブラウザ上で制御用GUIプログラムが駆動されるように、それを転送する第2段階と、中央制御器または一つ以上の遠隔制御機器のウェブブラウザ上で駆動される制御用GUIプログラムを通じて制御命令を入力する第3段階と、制御命令が同時入力される場合、信号衝突が生じないように転送時間を調整して該当エアコンに制御命令信号を転送する第4段階と、制御命令信号に応じて動作制御されたエアコンから制御結果信号を受信し、これを直接出力したり、または、遠隔制御機器へ出力する第5段階と、を含んでなる。
マルチエアコンは、各室に設置された室内ユニットと、各室内ユニットに共有されて冷媒流れを制御する少数台の室外ユニットとから構成されて空気調和システムを構成する。
複数台の室内ユニットは、建物内の指定された箇所に室外ユニットとネットワークで接続され、室外ユニットは接続された複数台の室内ユニットの制御状態変化を管理でき、冷媒の凝縮度合を調節して該当室内ユニットに送出する。
このようなマルチエアコンは中央制御器により統合制御されるが、中央制御器に対し、RS−485規格の内部ネットワークを介して前記エアコンが接続され、TCP/IP規格の外部ネットワークを介して遠隔制御機器が接続される。
遠隔制御機器はインターネット網に有線/無線で接続可能な端末機を意味し、その種類には制限がない。遠隔制御者がマルチエアコンの動作を制御するために中央制御器に接続すると、中央制御器から転送された制御用GUIプログラムを通じて制御命令入力及び制御結果確認が行える。
したがって、本発明によれば、マルチエアコンの管理者は中央制御器を用いた統合制御、外部ネットワークに接続する遠隔制御機器を利用した遠隔制御、内部ネットワークを介して接続する制御機器を利用した内部制御を行うことによって建物内の空気調和を効率よく管理することができる。
また、中央制御器に同時接続した複数の遠隔制御機器または内部制御機器により同時生成された制御信号の転送時間を調整することによって、制御信号の衝突及びそれによる誤動作を抑えることができる。
このように、本発明によれば、中央制御器により建物内に構築されたマルチエアコンシステムが統合制御されるため、管理効率性が増大し、特に、多重接続された制御機器からの制御信号間の衝突を防止できるため制御信頼性が向上する効果がある。
以下、添付図面を参照しつつ本発明の好ましい実施例によるマルチエアコンの中央制御システム及びその動作方法を詳細に説明する。
以下では最も好ましい実施例に上げて本発明に係るマルチエアコンの中央制御システム及びその動作方法について説明するが、これ以外にも様々な実施例が存在可能である。ただし、本システムをなす基本的な構成は、上述した従来技術における構成と同一なので、その詳細は省略するものとする。
図2は、本発明のマルチエアコンの中央制御システムの概略図である。
図2に示すように、本発明のマルチエアコン100は、各室に設置された室内ユニット110と、これら各室内ユニットに共有されて冷媒流れを制御する少数台の室外ユニット120とから構成される空気調和システムであり、室外ユニット120の設置空間の活用性に優れている他、設置コストが低いため経済的にもメリットがあり、且つ、1台の室外ユニット120が複数台の室内ユニット110と接続されて運転されるので電力消耗が低減され、エネルギー効率性にも優れている。
ここで、室外ユニット120は、高温高圧の気体冷媒を液冷媒に凝縮させる凝縮手段であって、圧縮機から出た高温高圧の気体冷媒は、室外ユニット120を通過する間に室外空気により熱を奪われつつ液化され、次第に凝縮されて中温高圧の液体冷媒となる。このため、室外ユニット120は空気を送風して熱交換効率を高める室外ファン及びモータからなる室外送風機を含む。
続いて、前述の中温高圧の液体冷媒は膨脹弁で膨脹され、低温低圧の液体冷媒として室内ユニット110を通過しながら室内空気から熱を奪って蒸発現象により自ら気化され、これにより、室内空気の温度が低下しつつ室内の冷房が行われる。このため、室内ユニット110もまた、室内の空気が通過し、高温または低温状態になった空気を室内に吐出させるモータ及び室内ファンからなる室内送風機などを含む。
このような複数台の室内ユニット110は、建物内の指定された箇所に設置されると共に、室外ユニット120とネットワーク接続され、これにより、室外ユニット120はこれに接続された複数台の室内ユニット110の制御状態変化を管理し、それに基づいて冷媒の凝縮度合を調節して該当室内ユニット110に送出できる。
このように構成されるマルチエアコン100は、中央制御器300により統合制御されるが、中央制御器300は、RS−485規格の内部ネットワークN2を介してマルチエアコン100と接続される一方、TCP/IP規格の外部ネットワークN1を介して遠隔制御機器200に接続される。
ここで、RS−485規格は、シリアル転送のインタフェース規格の一つであり、マルチポイント通信回線のための標準である。また、TCP/IP規格は、約2.5km内で最大1,024個のマルチポイント相互間において10Mbpsの転送速度で情報を交換できる近距離通信網(LAN)に利用される標準である。
図2に示すように、中央制御器300には、複数個の遠隔制御機器200が多重接続され、内部ネットワークN2を介して内部制御機器201が多重接続されている。次に、各遠隔制御機器200及び中央制御器300の詳細構成を 図3及び図4を参照して説明する。図3は中央制御器300の構成図であり、図4は遠隔制御機器200の構成図である。
中央制御器300は、室外ユニット120と接続される内部ネットワーク接続部350と、遠隔からマルチエアコンの動作を制御する遠隔制御機器200と接続される外部ネットワーク接続部340とを含んでいるため、管理者は中央制御器300を利用してそれに接続された複数台の室外ユニット120を中央制御し、さらには各室に設置された室内ユニット110の動作を制御できるだけでなく、遠隔制御者もまた中央制御器300に接続してマルチエアコン100の動作制御を行うことができる。
ここで、内部ネットワーク接続部350は、電力線通信網を介して信号を送受信する電力線通信モジュール、または、ブルートゥース通信規格を基盤に信号を送受信するブルートゥース通信モジュールで具現されると好ましく、利用されるネットワークの種類によって異なるモジュールが装着される。
遠隔制御機器200は、図4に示すように、遠隔地から外部ネットワーク(インターネット網)に有線/無線で接続可能な機器であって、中央制御器300に接続してマルチエアコン100の制御のための制御命令信号を入力する。このとき、遠隔制御機器200はIP(インターネットプロトコル)アドレスが入力されて中央制御器300に接続される。
このため、遠隔制御機器200は、中央制御器300から制御用GUIプログラムを受信するネットワーク接続部240と、マルチエアコン100の動作制御のための制御命令が入力される入力部220と、制御結果が出力される出力部230と、入力部220から入力された制御命令に応じて制御信号を生成し、制御用GUIプログラムをウェブページ上で駆動させる制御部210と、を含んで構成される。
中央制御器300に接続した遠隔制御機器200では、制御権限の認証を受けてウェブページ上で駆動される制御用GUIプログラムが自動実行されると、マルチエアコンの状態モニタリングを行ったり動作制御のための制御命令を入力することができ、また、制御用GUIプログラムを通じて制御結果を確認できる。このため、中央制御器200には認証部360が備えられる。
このような制御プログラムは、別途にインストールすることなく実行可能であるため便利であり、中央制御器300において駆動される制御プログラムと同一なものである。
中央制御器300は、内部ネットワークN2を介して各マルチエアコン100との信号送受信を可能にする内部ネットワーク接続部350と、外部インターネット網N1に有線/無線で接続された遠隔制御機器200との信号送受信を可能にする外部ネットワーク接続部340と、マルチエアコンの制御のために駆動される制御用GUIプログラムを通じて制御命令が入力される入力部320と、エアコンの制御結果が出力される出力部330とを含んで構成される。
さらに、中央制御器300は、中央制御器300に接続された一つ以上の遠隔制御機器200に制御用GUIプログラムを転送し、また、入力された制御命令または遠隔から入力された制御命令信号が衝突なしで該当エアコンに転送され動作制御されるように信号仲介を行う制御部310を含む。このとき、中央制御器300は各遠隔制御機器200の制御権限を認証し、遠隔制御機器200の接近を許す。
すなわち、本発明のマルチエアコンの中央制御システムでは、図2に示すように、各室に配置された室内ユニット110を用いた個別制御、中央制御器300において駆動される制御用GUIプログラムを利用した統合制御、内部ネットワークN2を介して中央制御器300に接続した内部制御機器201による制御、外部ネットワークN1を介して中央制御器300に接続した遠隔制御機器200による制御が行われる。
ここで、中央制御器の制御部310は、マルチエアコン100が統合制御されるように制御用GUIプログラムを駆動させる駆動制御モジュール311と、外部ネットワークN1を介して接続され、制御権限が認証された一つ以上の遠隔制御機器200のウェブブラウザ上で制御用GUIプログラムが駆動されるよう、それを転送する転送制御モジュール313と、多重接続された遠隔制御機器200から制御命令信号が同時受信される場合、これらの信号が衝突無しで該当マルチエアコン100に転送されるように転送時間を調整する衝突制御モジュール312とを含んで構成される。
さらに、衝突制御モジュール312は、多重接続された遠隔制御機器200から同時受信された制御命令信号を臨時格納するバッファを含む。
駆動制御モジュール311が動作して制御用GUIプログラムが駆動されると、管理者は入力部320を用いて制御命令を入力し、これによりマルチエアコン100の動作が統合制御される。
制御権限の認証された遠隔制御機器200が中央制御器300に接続されると、転送制御モジュール313は遠隔制御機器200に制御用GUIプログラムを自動転送する。これにより、遠隔制御機器200には中央制御器300と同じGUI環境が具現され、遠隔制御者は別途のプログラムインストールなしでウェブブラウザ上でマルチエアコン100の動作を制御できる。
したがって、遠隔制御機器200から入力された制御命令信号が定められたプロトコルにより中央制御器300に転送され、中央制御器300は受信された制御命令信号を処理して該当エアコンに転送する。さらに、中央制御器300はエアコンから応答される制御結果信号を受信して遠隔制御機器200に転送する。
仮に、図2に示すように、一つ以上の遠隔制御機器200が中央制御器300に多重接続して制御用GUIプログラムをダウンロードする場合、各遠隔制御機器200には同じ制御GUI環境が具備されるので、あたかも複数個の中央制御器300が備えられたかのように動作が行われる。
したがって、中央制御器300の衝突制御モジュール312は、多重接続された遠隔制御機器200または内部制御機器201が同時に制御命令を転送することにより命令が重複受信される場合、人工知能アルゴリズムを実行させて各制御命令信号を一旦受信した後、時間差をおいてそれぞれのエアコンに該当制御命令信号を転送することによって送受信時に生じる信号衝突を防止する。
これは、各エアコンから応答した制御結果信号を該当遠隔制御機器200に転送する場合にも同様に適用され、より安定したマルチエアコン中央制御システムが具現される。
ここで、中央制御器300の入力部320及び出力部330はタッチスクリーンパネルで一体具現され、入力操作の便宜性を図る。
また、中央制御器300にはネットワークに沿って接続される複数台の室内ユニット/室外ユニットに関する設定情報、ネットワーク接続情報、設置箇所、そして遠隔制御機器200の認証情報が格納されるデータベース370が備えられる。
次に、上記のように構成される本発明のマルチエアコン中央制御システムの動作方法を図5に基づいて説明する。まず、第1段階で、マルチエアコンの状態モニタリングまたは動作制御のための制御命令が入力されるよう、中央制御器において制御用GUIプログラムを駆動する。(S1)
第2段階では、インターネット網を介してマルチエアコンを制御しようとする遠隔制御機器が中央制御器に接続されると、中央制御器が遠隔制御機器のウェブブラウザ上で制御用GUIプログラムが駆動されるよう、それを転送する。(S2)
このとき、中央制御器は制御用GUIプログラム転送に先立って遠隔制御機器の制御権限認証を行う。
第3段階では、中央制御器において駆動されたり遠隔制御機器のウェブブラウザ上で駆動される制御用GUIプログラムを通じて入力された制御命令信号を受信する。(S3)
第4段階では、第3段階で同時に複数の制御命令が受信されるか否かを感知する。(S4)
制御命令が同時受信されると、各制御命令の転送時間を異ならせて調整し(S5)、該当エアコンに制御命令を転送する(S6)。制御命令が同時受信でない場合は、該当エアコンに制御命令をそのまま転送する。これにより、多重接続された遠隔制御機器により複数個の制御命令が同時に受信されることから生じうる制御命令衝突を防ぐことができる。
第5段階では、中央制御器が、制御命令に応じて動作制御されたエアコンからの制御結果信号を受信し、その制御結果を直接出力したり遠隔制御機器に出力する(S7)。
このように構成されるマルチエアコンの中央制御システム及びその動作方法は、内部/外部ネットワークを介して中央制御器に接続する一つ以上の制御機器を利用してマルチエアコンの動作を制御できるため、制御範囲が拡張されるという利点がある。
また、制御機器において別途の制御プログラムをインストールすることなく、ウェブブラウザ上で駆動される制御用GUIプログラムを中央制御器からダウンロードしてエアコンの状態モニタリング及び動作制御が行えるため、制御便宜性が増大する。
かつ、ネットワーク内部/外部から中央制御器に多重接続することから同時に発令される制御命令が衝突しないように信号の転送時間を自動的に調整するため、マルチエアコンの誤動作を低減し、安定したシステム具現が可能になる。
従来の発明に係るマルチエアコンの制御システムを示す構成図である。 本発明に係るマルチエアコンの中央制御システムの概略図である。 本発明のマルチエアコンの中央制御器の構成図である。 本発明の遠隔制御機器の構成図である。 本発明のマルチエアコンの中央制御システムの動作を示すフローチャートである。
符号の説明
100 マルチエアコン
110 室内ユニット
120 室外ユニット
200 遠隔制御機器
300 中央制御器
310 制御部
320 入力部
330 出力部
340 外部ネットワーク接続部
350 内部ネットワーク接続部
360 認証部
370 データベース

Claims (10)

  1. 空気調和のために各室毎に設置される室内ユニット及び前記室内ユニットに共有されて冷媒流れを制御する室外ユニットとからなるマルチエアコンと、
    駆動されたウェブブラウザ上で入力された各エアコンの状態モニタリングまたは動作制御のための制御命令信号が外部ネットワークを介して受信され、受信された各エアコンの制御結果を出力する遠隔制御機器と、
    インストールされている各エアコンの統合制御用GUIプログラムを、外部ネットワークを介して前記遠隔制御機器に転送すると同時に、前記遠隔制御機器から受信した制御命令信号の転送時間を調整した後、内部ネットワークを介して該当エアコンに転送する中央制御器と、
    前記中央制御器と内部ネットワークを介して接続され、前記マルチエアコンの動作制御及び状態モニタリングを行う一つ以上の内部制御機器と、
    を含んで構成され
    前記中央制御器は、
    内部ネットワークを介して各エアコンと信号を送受信する内部ネットワーク接続部と、
    外部ネットワークに有線/無線で接続された遠隔制御機器と信号を送受信する外部ネットワーク接続部と、
    前記制御用GUIプログラムを用いて制御命令を入力し、制御結果を出力する入/出力部と、
    接続された遠隔制御機器に前記制御用GUIプログラムを転送し、入力された制御命令または内部/外部ネットワークを介して転送された制御命令信号が衝突なしで該当エアコンに転送されるようにする制御部と、を含んで構成され、
    前記制御部は、
    前記マルチエアコンが統合制御されるように制御用GUIプログラムを駆動させる駆動制御モジュールと、
    外部ネットワークを介して、前記中央制御器により制御権限が認証された遠隔制御機器が前記中央制御器に接続されると、一つ以上の遠隔制御機器のウェブブラウザ上で駆動される前記制御用GUIプログラムを前記遠隔制御機器に自動転送する転送制御モジュールと、
    多重接続された遠隔制御機器から制御命令信号が同時に受信される場合、それらの信号が衝突なしで該当エアコンに転送されるように転送時間を調整する衝突制御モジュールと、を含んでなることを特徴とするマルチエアコンの中央制御システム。
  2. 前記衝突制御モジュールは、多重接続された遠隔制御機器から同時に受信された制御命令信号を臨時格納するバッファを含んでなることを特徴とする請求項に記載のマルチエアコンの中央制御システム。
  3. 前記中央制御器は、遠隔制御機器の制御権限認証を行う認証部を更に含むことを特徴とする請求項に記載のマルチエアコンの中央制御システム。
  4. 前記内部ネットワーク接続部は、電力線通信網を介して信号を送受信する電力線通信モジュールであることを特徴とする請求項に記載のマルチエアコンの中央制御システム。
  5. 前記内部ネットワーク接続部は、ブルートゥース通信規格を基盤に信号を送受信するブルートゥース通信モジュールであることを特徴とする請求項に記載のマルチエアコンの中央制御システム。
  6. 前記中央制御器は、マルチエアコンの設定情報及びネットワーク接続情報、設置箇所、遠隔制御機器の認証情報が格納されるデータベースをさらに含んでなることを特徴とする請求項に記載のマルチエアコンの中央制御システム。
  7. 前記遠隔制御機器は、
    前記中央制御器から制御用GUIプログラムを受信するネットワーク接続部と、
    前記マルチエアコンの動作制御のための制御命令が入力される入力部と、
    マルチエアコンの制御結果及び動作状態が出力される出力部と、
    前記入力部に入力された制御命令に応じて制御信号を生成し、前記制御用GUIプログラムをウェブページ上に駆動させる制御部と、を含んでなることを特徴とする請求項1に記載のマルチエアコンの中央制御システム。
  8. 前記制御部は、
    前記入力部から入力された制御命令に応じて制御信号を生成する制御信号生成モジュールと、
    前記マルチエアコンの制御のために前記中央制御器から受信した制御用GUIプログラムをウェブブラウザ上で駆動させる駆動モジュールと、を含んで構成されたことを特徴とする請求項に記載のマルチエアコンの中央制御システム。
  9. 空気調和のために室内に設置される複数台の室内ユニット及びこれら室内ユニットに共有されて冷媒流れを制御する少数台の室外ユニットとからなるマルチエアコンと、前記マルチエアコンの動作を制御する中央制御器とが備えられたマルチエアコンの中央制御システムの動作方法において、
    前記中央制御器に前記マルチエアコンの状態モニタリングまたは動作制御のための制御命令が入力される制御用GUIプログラムを駆動する第1段階と、
    前記中央制御器が、インターネット網を介して前記マルチエアコンを制御しようとする遠隔制御機器のウェブブラウザ上で前記制御用GUIプログラムが駆動されるように、前記中央制御器により制御権限が認証された遠隔制御機器が前記中央制御器に接続されると、前記制御用GUIプログラム前記遠隔制御機器に自動転送する第2段階と、
    前記中央制御器または一つ以上の遠隔制御機器のウェブブラウザ上で駆動される制御用GUIプログラムを用いて制御命令を入力する第3段階と、
    前記制御命令が同時入力される場合、信号衝突が生じないように転送時間を調整して該当エアコンに制御命令信号を転送する第4段階と、
    前記制御命令信号に応じて動作制御されたエアコンから制御結果信号を受信し、これを直接出力したり、または、前記遠隔制御機器へ出力する第5段階と、を含んでなることを特徴とするマルチエアコンの中央制御システムの動作方法。
  10. 前記第2段階は、接続された遠隔制御機器の制御権限認証を行う過程を更に含んでなることを特徴とする請求項に記載のマルチエアコンの中央制御システムの動作方法。
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