KR0182727B1

KR0182727B1 - 공기조화기의 풍향제어방법

Info

Publication number: KR0182727B1
Application number: KR1019960044646A
Authority: KR
Inventors: 김남식; 문중기
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 1996-10-08
Filing date: 1996-10-08
Publication date: 1999-05-01
Also published as: CN1108490C; JPH10115447A; CN1178892A; JP2820933B2; US5875639A; KR19980026273A

Abstract

본 발명은 인체활동량감지센서를 사용하여 공기조화기가 설치된 실내의 각 구역별 인체의 움직임을 검지하여 토출되는 기류의 풍향을 조절하도록 제어함으로써 공조성능을 향상시킬 수 있도록 된 공기조화기의 풍향제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 실내공기를 흡입하여 그 내부에 마련된 소정의 열교환수단에 의해 열교환시킨 뒤 실내로 토출시키는 본체, 상기 본체의 일측에 마련되어 토출되는 공기의 풍향을 상하 및 좌우로 제어하는 루버, 공조공간을 다수개의 영역으로 구분하여 각 영역내에 존재하는 사용자의 유무를 감지하는 센서를 구비하고, 상기 센서에 의해 감지된 사용자의 위치로 열교환된 공기를 토출시키도록 상기 루버의 구동을 제어하는 공기조화기에 있어서, 상기 센서의 각 감지가능범위에서 입력되는 신호의 유무에 의거하여 적어도 어느 하나의 영역내에 사용자가 존재하는 가를 판단하는 단계, 상기 판단결과 사용자가 적어도 어느 한 영역내에 존재하는 경우에는 사용자가 해당 영역에 존재하는 시간을 누적적산하는 단계, 상기 누적적산된 각 영역별 사용자 존재감지시간을 전체의 공조운전시간과 비교하여 그 비율을 산출하는 단계, 상기 단계에서 산출된 각 운전시간에 대한 각 영역별의 사용자 존재비율에 의거하여 상기 루버의 구동을 제어함으로써 실내로 토출되는 공기의 풍향을 가변시키는 루버구동단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기의 풍향제어방법

본 발명은 공기조화기의 풍향제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체활동량감지센서를 사용하여 공기조화기가 설치된 실내의 각 구역별 인체의 움직임을 검지하여 토출되는 기류의 풍향을 조절하도록 제어함으로써 공조성능을 향상시킬 수 있도록 된 공기조화기의 풍향제어방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 공기조화기의 일반적인 구성을 보인 사시도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 공기조화기의 실내기는 본체(10)의 일측에 실내의 상대적으로 고온인 공기가 흡입되는 흡입그릴(11)이 배치되고, 흡입그릴(11)의 하측에는 증발기를 통과하는 냉매에 함유된 열과 교환되어 냉각된 공기를 토출하는 냉기토출구(12)가 형성된다. 이러한 공기의 흡입 및 토출동작은 도시되지 않은 실내팬에 의하여 수행된다. 냉기토출구(12)에는 통상적으로 실내로 토출되는 냉기의 토출방향을 결정하기 위하여 풍향조절루버(20)가 회동가능하게 연재되는데, 이는 각각 토출되는 냉기의 방향을 상하로 조절하기 위한 상하조절루버(21) 및 토출되는 냉기의 좌우풍향을 조절하기 위한 좌우조절루버(22)를 구비한다. 또한, 상기 상하조절루버(21) 및 좌우조절루버(22)는 각각 이들을 구동시키기 위하여 축결합된 각 모터에 의하여 그 구동이 제어되게 된다.

한편, 공기조화기의 전면 일측에는 도시되지 않은 원격조정기로부터 송출되는 적외선신호를 수신하는 적외선 수신부(31) 및 실내공간내의 인체의 움직임을 감지하는 인체활동량감지부(40)가 마련된다. 이러한 인체활동량감지부(40)는 도 2 에 도시한 바와 같이, 소정의 감지영역으로 분할된 각 영역내에 존재하는 인체의 유무를 감지하기 위하여 마련된 다수개의 인체활동량감지센서를 구비하며, 이러한 각 인체활동량감지센서는 공기조화기의 냉난방운전이 개시되게 되면 소정의 적외선신호를 송출하고 그 송출된 신호의 수신여부 및 수신되는 신호의 크기에 따라 각 해당 영역내에 사람의 유무를 판단하게 된다.

또한, 도시되지 않은 제어부에서는 상기 인체활동량감지부(40)의 감지결과를 입력받아 각 영역내에 존재하는 사람의 유무를 판단하고, 사람이 존재하지 않는 영역으로 증발기와의 열교환에 의해 냉각된 공기가 토출되지 않도록 상하조절루버(21) 및 좌우조절루버(22)의 구동을 제어하여 현재 실내에 존재하는 사용자의 움직임에 따라 토출되는 기류의 풍향이 연동되어 가변될 수 있도록 하여 사용자의 만족감을 증대시킬 수 있도록 한다.

또한, 이와는 반대로 사용자가 직접적으로 냉기가 토출되는 것을 원하지 않는 경우에는 사용자가 존재하는 현재 영역만을 회피하여 타방향으로 냉기가 토출되도록 좌우조절루버(22) 및 상하조절루버(21)의 구동을 제어함으로써 사용자에게 간접적인 냉방효과를 제공하여 사용자의 다양한 기호를 만족시켜 제품에 대한 선호도를 높일 수 있도록 하였다.

그러나, 이러한 종래의 공기조화기의 루버구동제어장치에 있어서, 실제로 실내공간내에 배치된 공기조화기의 설치위치에 따라 인체활동량감지부(40)의 감지영역은 변동되게 되는 데, 즉 실내공간의 중앙에 설치된 경우에는 좌,우,중앙영역내의 사용자의 존재유무를 모두 감지할 수 있으나, 실내공간의 좌측 혹은 우측에 치우쳐서 설치된 경우에는 각각 우측 및 좌측에 있는 사용자의 유무를 판단할 수 없는 사각영역이 발생되어 사용자의 위치에 맞는 정확한 토출풍향의 제어를 수행할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로 그 목적은 공기조화기의 설치위치 및 사용자의 위치에 따라 토출되는 공기의 풍향을 조절하여 정확하고 효율적인 풍향제어 및 공조성능을 발휘할 수 있도록 된 공기조화기의 풍향제어방법을 제공하고자 하는 것이다.

도 1은 일반적인 공기조화기의 구성을 보인 사시도이다.

도 2는 일반적인 공기조화기의 일실시예에 따른 공조공간내의 실적용상태를 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 구성을 보인 제어블럭도이다.

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기의 풍향제어방법을 보인 플로우차트이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100...마이컴,110...기능선택부,

120...좌우루버구동부,130...상하루버구동부,

140...압축기구동부,150...운전시간누적타이머,

210,230,250...인체감지센서,220,240,260...데이터누적부

이러한 목적을 실현하기 위하여 본 발명에 따른 공기조화기의 풍향제어방법은 실내공기를 흡입하여 그 내부에 마련된 소정의 열교환수단에 의해 열교환시킨 뒤 실내로 토출시키는 본체, 상기 본체의 일측에 마련되어 토출되는 공기의 풍향을 상하 및 좌우로 제어하는 루버, 공조공간을 다수개의 영역으로 구분하여 각 영역내에 존재하는 사용자의 유무를 감지하는 센서를 구비하고, 상기 센서에 의해 감지된 사용자의 위치로 열교환된 공기를 토출시키도록 상기 루버의 구동을 제어하는 공기조화기에 있어서, 상기 센서의 각 감지가능범위에서 입력되는 신호의 유무에 의거하여 적어도 어느 하나의 영역내에 사용자가 존재하는 가를 판단하는 단계, 상기 판단결과 사용자가 적어도 어느 한 영역내에 존재하는 경우에는 사용자가 해당 영역에 존재하는 시간을 누적적산하는 단계, 상기 누적적산된 각 영역별 사용자 존재감지시간을 전체의 공조운전시간과 비교하여 그 비율을 산출하는 단계, 상기 단계에서 산출된 각 운전시간에 대한 각 영역별의 사용자 존재비율에 의거하여 상기 루버의 구동을 제어함으로써 실내로 토출되는 공기의 풍향을 가변시키는 루버구동단계를 구비한 것을 특징으로 한다.

이하에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 구성 및 작용효과를 상세하게 설명한다.

먼저, 도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 개략적인 구성을 보인 제어블럭도이다. 이에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 공기조화기는 사용자로부터 희망하는 운전의 종류, 실내온도, 토출풍량등을 포함하는 운전에 필요한 각종 정보를 입력받는 기능선택부(110)와, 상기 기능선택부(110)로부터 사용자의 운전개시명령이 입력되면 소정시간 후에 압축기를 구동시켜 냉방 혹은 난방운전을 수행하도록 하는 압축기 구동부(140)와, 상기 압축기의 구동시간을 카운트하여 전체 공조운전시간을 누적연산하는 운전시간누적타이머(150)와, 실내에 존재하는 사용자의 위치를 감지하도록 공기조화기의 본체 전면의 소정 위치에 다수개 설치된 인체감지센서(210,230,250)와, 상기 각 인체감지센서의 감지결과를 각각 누적적산하는 데이터누적부(220,240,260)와, 상기 운전시간누적타이머(150)에 의하여 소정의 운전시간이 경과됨이 판단되면 상기 각 데이터누적부(220,240,260)로부터 상기 각 인체감지센서(210,230,250)의 감지결과를 입력받아 각 검지영역별 누적된 데이타의 비율에 따라 실내의 사용자가 존재하지 않는 영역을 판단하여 소정의 제어신호를 출력하는 마이컴(100)과, 상기 마이컴(100)의 제어신호에 따라 좌우루버의 구동을 제어하여 실내로 토출되는 기류의 좌우풍향을 조절하는 좌우루버구동부(120)와, 상기 마이컴(100)의 제어신호에 따라 상하루버의 구동을 제어하여 실내로 토출되는 기류의 상하풍향을 조절하는 상하루버구동부(130)를 구비한다.

상기 각 인체감지센서(210,230,250)는 적외선센서등이 양호하게 사용되며, 실내의 각 검지영역으로 송출한 적외선이 반사되어 수신되게 되면, 수신된 검지신호를 소정크기로 증폭하고, 기설정된 소정의 기준전압과 비교하여 그 비교결과 검지된 신호가 기준전압보다 큰 경우에 예컨데 하이신호를 출력하여 각 데이터누적부(220,240,260)에 누적시키게 된다.

이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 공기조화기의 풍향제어방법을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도 4는 본 발명에 따른 공기조화기의 풍향제어방법을 보인 플로우차트이다. 이에 도시한 바와 같이, 사용자가 기능선택부(110)에 마련된 조작키이를 통해 희망하는 실내온도 및 토출풍량등을 선택한 뒤 운전개시신호를 입력하게 되면, 마이컴(100)에서는 압축기구동부(140)를 통해 압축기를 소정의 회전수로 구동시켜 냉방 혹은 난방운전을 수행하게 된다. 이때 단계(s10)에서는 압축기의 구동개시에 따라 운전시간누적타이머(150)의 값을 소정비율로 증가시켜 누적적산하게 된다. 또한, 단계(s12)에서는 좌측영역을 감지하는 인체감지센서(210)에 의해 좌측의 감지영역내에 사람의 존재유무를 감지하고, 감지결과 사람이 존재하는 것으로 감지되면 단계(s14)에서와 같이 데이터누적부(220)의 타이머를 소정 값만큼 증가시키게 된다. 반면, 좌측 감지영역내에 사람이 존재하지 않으면 단계(s16)에서 중앙의 감지영역내에 사람의 존재여부를 감지하는 인체감지센서(230)를 통해 중앙영역내의 사람의 존재여부를 감지하고, 만약 존재하면 상기 단계(s14)와 같이 단계(s18)에서 데이터누적부(240)의 타이머를 소정 비율로 증가시키게 된다.

또한, 상기 단계(s16)의 감지결과 중앙의 감지영역내에 사람이 존재하지 않으면 단계(s20)에서 인체감지센서(250)에 의해 우측의 감지영역내에 사람이 존재하는 가를 감지하게 되고, 만약 우측감지영역내에 사람이 존재함이 판단되면 단계(s22)에서 데이터누적부(260)의 타이머를 증가시키게 된다.

이렇게 각 인체감지센서(210,230,250)를 통해 실내공간내를 소정 영역으로 분할하여 각 감지영역내에 사람이 존재하는 가를 판단하고, 만약 사람이 존재하는 경우 공기조화기의 총운전시간에 대해 그 해당 감지영역내에 사람이 존재하는 시간의 비율에 따라 토출되는 공기의 풍향을 제어하게 된다. 이는 단계(s24)에서와 같이, 누적된 공기조화기의 운전시간(St)에 대한 좌측감지영역내에서 사람이 있는 것으로 감지된 누적시간(Sa)의 비율이 해당 영역에 사람이 존재하지 않는다고 판단되는 아주 작은 비교상수 Ta(이때, 1 ≫ Ta ＞ 0)이하인가를 판단하게 된다. 상기 판단결과 Sa/St의 값이 비교상수 Ta이하이면 좌측영역내에는 사람이 거의 존재하지 않는 것으로 판단하게 된다.

또한, 단계(s26)에서는 공기조화기의 누적운전시간(St)에 대한 우측감지영역내에서 사람이 있는 것으로 감지된 누적시간(Sc)의 비를 기설정된 비교상수 Ta와 비교하고, 상기 비교결과 Sc/St의 값이 Ta이하이면 우측감지영역내에서는 사람이 거의 존재하지 않는 것으로 판단하고 이하를 진행하게 된다.

단계(s32)에서는 상기 단계(s24)및 단계(s26)의 판단결과에 따라 좌측영역 및 우측영역의 적어도 어느 한 영역내에 사용자가 존재하지 않는 것으로 판단되는 가를 결정하고, 상기 단계(s32)에서 적어도 좌측영역 및 우측영역의 어느 한 영역내에 사용자가 존재하지 않는 것으로 판단되면 단계(s34)에서는 상하루버구동부(130) 및 좌우루버구동부(120)의 구동을 제어하여 사용자가 존재하지 않는 영역으로는 냉기가 토출되지 않도록 루버의 회전범위를 가변시키게 된다.

반면, 상기 단계(s32)의 판단결과 좌측영역과 우측영역의 어느 한 곳에서도 사용자가 없다고 판단되어지지 않으면 즉, 좌측영역과 우측영역내에 모두 사용자가 소정 시간동안 존재하는 것으로 판단되어 지면 이하의 단계를 수행하여 좌측영역 및 우측영역내에 사용자가 머물었던 비율의 대소에 따라 토출되는 공기의 풍향을 제어하게 된다. 이는 단계(s36)에서는 좌측영역내의 사람의 존재시간에 관한 데이터가 누적적산된 데이터누적부(220)의 누적시간(Sa)이 우측영역내의 사람의 존재시간을 누적적산한 시간(Sc)이상인가를 비교하게 된다. 이때 상기 단계(s36)의 비교결과 누적시간(Sa)이 누적시간(Sc)이상이면 단계(s38)이하를 진행하고, 이하이면 단계(s48)이하를 수행하게 된다.

먼저, 좌측영역내의 사람의 존재시간을 누적적산한 시간(Sa)이 우측영역내의 사람의 존재시간을 누적적산한 시간(Sc)이상이면 단계(s38)에서는 상기 두 시간의 비율, 즉 Sc/Sa를 산출하고, 그 두 시간의 비율이 기설정된 비례별 상수값 S1(단, 1 S1 0)이상인가를 판단하게 된다. 상기 판단결과 Sc/Sa가 비례상수 S1이상이면 단계(s40)으로 진행하여 좌측영역 끝부터 우측영역의 끝까지 골고루 냉기가 토출되도록 좌우루버 및 상하루버의 구동을 제어하게 된다. 이는, 우측영역 및 좌측영역내에 사용자가 존재한 시간의 누적적산된 값이 거의 동일하므로 전영역으로 열교환된 공기를 토출시켜 균일한 냉방효과를 얻을 수 있도록 하기 위함이다.

하지만, 상기 단계(s38)의 비교결과 Sc/Sa가 비례별 상수값 S1이하이면, 단계(s42)로 진행하여 Sc/Sa를 S1보다 작은 값으로 기설정된 비례별 상수값 S2와 비교하게 된다. 상기 단계(s42)의 비교결과 Sc/Sa가 S2이상이면 좌측영역끝에서 우측영역의 중간까지만 냉기가 토출되도록 좌우루버의 구동을 제어하게 된다. 이는 좌측영역에 사용자가 존재한 시간이 우측영역에 사용자가 존재하였던 시간보다 소정 비율만큼 크므로 좌측영역의 끝에서 우측영역의 중간까지만 냉기가 토출되도록 하고, 우측영역의 일부영역에는 냉기가 토출되지 않도록 하여 사용자가 없는 빈 공간으로 불필요하게 냉기가 토출되는 것을 방지한다. 또한, 상기 단계(s42)의 판단결과 Sc/Sa가 S2보다 작으면 단계(s46)으로 진행하게 되고 이때에는 우측영역에는 사용자가 없는 것으로 판단하여 좌측영역의 끝에서 중앙영역의 끝까지만 냉기가 토출되도록 좌우루버의 회전범위를 제한하게 된다.

한편, 상기 단계(s36)의 판단결과 사용자가 우측영역에 존재했던 시간이 좌측영역에 존재했던 시간보다 더 오랜 경우에는 단계(s48)로 진행하여, 각 영역내에 존재했던 시간의 비율을 연산하게 된다. 이는 사용자가 우측영역내에 존재했던 시간에 대하여 좌측영역내에 존재했던 시간의 비율인 Sa/Sc의 값을 소정의 기설정된 비례상수 S1과 비교하고, 상기 비교결과 우측영역에 대한 좌측영역내의 존재비율이 S1이상이면, 사용자가 각 좌측영역 및 우측영역내에 거의 동일한 시간동안 존재하였던 것이므로 단계(s50)으로 진행하여 우측영역의 끝에서 좌측영역의 끝까지 고르게 냉기가 토출되도록 좌우루버 및 상하루버의 회전범위를 설정하게 된다.

반면, 상기 단계(s48)의 비교결과 사용자의 우측영역에 대한 좌측영역의 존재비율이 S1이하이면 단계(s52)로 진행하여 기설정된 비례상수 S2(단, S2 S1)와 비교하고, 상기 비교결과 우측영역에 대한 좌측영역내의 사용자의 존재비율이 S2이상이면 단계(s54)로 진행한다. 이때 단계(s54)에서는 실내공간의 우측영역의 끝에서 좌측영역의 중간지역까지 냉기가 토출될 수 있도록 좌우루버의 회전범위를 가변시키게 된다.

또한, 상기 단계(s52)의 비교결과 우측영역에 대한 좌측영역내의 사용자의 존재비율 Sa/Sc이 기설정된 비례상수 S2이하이면 좌측영역에는 사용자가 존재하지 않는 것으로 판단하고, 단계(s56)에서 우측영역으로부터 중앙영역의 끝까지 냉기가 토출되도록 좌우루버의 회전범위를 제한시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기의 풍향제어방법에 의하여 실내공간의 각 영역내에 사용자가 존재하였던 시간의 비율에 따라 토출되는 공기의 풍향을 가변시킴으로써 빈공간으로 냉기가 토출됨에 따른 공조성능의 저하 및 전력의 낭비등을 방지하고, 효율적인 공조운전을 수행할 수 있는 이점을 제공하게 된다.

Claims

실내공기를 흡입하여 그 내부에 마련된 소정의 열교환수단에 의해 열교환시킨 뒤 실내로 토출시키는 본체, 상기 본체의 일측에 마련되어 토출되는 공기의 풍향을 상하 및 좌우로 제어하는 루버, 공조공간을 다수개의 영역으로 구분하여 각 영역내에 존재하는 사용자의 유무를 감지하는 센서를 구비하고, 상기 센서에 의해 감지된 사용자의 위치로 열교환된 공기를 토출시키도록 상기 루버의 구동을 제어하는 공기조화기에 있어서,

상기 센서의 각 감지가능범위에서 입력되는 신호의 유무에 의거하여 적어도 어느 하나의 영역내에 사용자가 존재하는 가를 판단하는 단계,

상기 판단결과 사용자가 적어도 어느 한 영역내에 존재하는 경우에는 사용자가 해당 영역에 존재하는 시간을 누적적산하는 단계,

상기 누적적산된 각 영역별 사용자 존재감지시간을 전체의 공조운전시간과 비교하여 그 비율을 산출하는 단계,

상기 단계에서 산출된 각 운전시간에 대한 각 영역별의 사용자 존재비율에 의거하여 상기 루버의 구동을 제어함으로써 실내로 토출되는 공기의 풍향을 가변시키는 루버구동단계를 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 풍향제어방법.
제 1 항에 있어서, 상기 루버구동단계는 좌,우,중앙영역내의 사용자의 존재를 감지하는 각 센서의 감지시간을 누적적산하여, 그 누적된 좌,우측의 누적 존재시간의 비율에 따라 루버의 회전각도를 가변시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 풍향제어방법.
제 2 항에 있어서, 상기 루버구동단계는 상기 좌측의 누적 존재시간에 대한 우측의 누적 존재시간의 비율을 소정의 기설정된 비례상수 s1과 상기 s1보다 작은 비례상수s2와 비교하고, 상기 비교결과 좌측의 누적 존재시간에 대한 우측의 누적존재시간의 비율이 s1보다 크면 좌측영역 끝부터 우측영역끝까지 루버를 구동시키고, s1이하 s2이상이면 좌측영역끝에서 우측영역의 중간까지 루버를 구동시키고 s2이하이면 좌측영역끝에서 중앙영역끝까지 루버를 구동시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 풍향제어방법.
제 2 항에 있어서, 상기 루버구동단계는 상기 우측의 누적존재시간에 대한 좌측의 누적 존재시간의 비율을 소정의 기설정된 비례상수 s1과 상기 s1보다 작은 비례상수 s2와 비교하고, 상기 비교결과 우측의 누적존재시간에 대한 좌측의 누적존재시간의 비율이 s1보다 크면 우측영역 끝부터 좌측영역의 끝까지 루버를 구동시키고, s1이하 s2이상이면 우측영역끝에서 좌측영역의 중간까지 루버를 구동시키고, s2이하이면 우측영역끝에서 중앙영역끝까지 루버를 구동시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 풍향제어방법.