KR100356562B1 - 축사용 환기 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전압/주파수 제어용 인버터를 사용하여 환풍기용 모터를 회전제어함에 의해, 저전력의 공급으로 원하는 풍량의 환기가 이루어질수 있도록 하는 축사용 환기 제어방법을 제공한다.

즉, 본 발명은, 전압/주파수 제어용 인버터를 이용하여 축사의 환풍을 위한 환풍기의 동작을 저전력으로 큰 풍량효율이 얻어질수 있도록 하므로서, 축사의 건조 및 적정온도 유지를 위한 전력 사용비용이 대폭적으로 절감될수 있을뿐만 아니라, 축사의 온도를 소망하는 온도로 유지하도록 자동운전이 가능하게 되어 신뢰성이 향상되는 축사용 환기 제어방법을 제공한다.

Description

축사용 환기 제어방법{Ventilation control method of cattle shed}

본 발명은 축사용 환기 제어기술에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 축사를 환기시키기 위한 환풍기의 운전시 전력효율을 향상시키기 위한 축사용 환기 제어방법에 관한 것이다.

주지된 바와같이, 가축을 키우기 위한 축사의 경우에는 가축이 배설하는 각종의 오물에 의해 젖어있는 상태로 유지되어 있는 바, 그러한 젖어있는 바닥을 건조시켜야 할뿐만 아니라, 하절기에 가축의 스트레스를 예방하기 위한 수단으로서 환기장치가 채용되어 있다.

이러한 축사용 환기장치는 축사의 크기에 따라 단일개 또는 다수개의 환풍기를 설치하여 외부로 부터의 공기를 순환시키도록 되어 있고, 그러한 환풍기의 설치위치는 환풍날개가 축사의 바닥을 향하도록 배치된다.

한편, 축사용 환기장치에서는 환풍기를 회전시키기 위한 수단으로서 3상 모터를 채용하고 있고, 사용자에 의한 운전 스위치의 스위칭조작에 의해 전원을 인가받은 모터에서 정속 운전을 수행함에 따라, 환풍기가 회전하면서 외부로 부터 공기를 유입받아 축사에 환기시키도록 하고 있다.

그러나, 이러한 축사용 환기장치에서는 외부의 온도조건이나 사계절 상태와는 무관하게 운전스위치의 스위칭 조작만으로 3상 모터를 회전구동시킬수 있도록 되어 있기 때문에, 불필요한 전력이 소비될뿐만 아니라, 최적의 환기기능의 달성이 어렵다는 문제점이 있다.

또한, 전력의 공급조절없이 전속운전을 하게 되어, 전력효율이 저하된다는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 전압/주파수 제어용 인버터를 이용하여 환풍기용 모터를 회전 제어할 때, 저전력의 공급으로도 원하는 풍량의 환기가 이루어질수 있도록 하는 축사용 환기 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 축사용 환기 제어장치의 구성상태를 나타낸 블럭구성도.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 저전력형 인버터 운전시의 운전효율을 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 축사용 환기 제어방법의 흐름도를 나타낸 플로우챠트.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10; 온도센서 20; 키입력부

30; 세그먼트 표시부 40; 마이컴

50; 전원부 60; 인버터

70; 환풍모터

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1에서와 같이 축사용 환기제어장치는, 온도센서(10), 키입력부(20), 세크먼트 표시부(30), 마이컴(40), 전원부(50), 인버터(60), 환풍모터(70)로 구성된다.

상기 온도센서(10)는 축사내부의 소정위치에 설치되어 축사의 현재온도를 감지하게 되는 바, 축사의 규모에 따라 단일개 또는 다수개를 조합하여 설치하는 것이 바람직하다.

상기 키입력부(20)는 일반적인 정속운전을 명령하기 위한 노말운전모드와, 인버터(60)에 의한 전력절감 운전을 명령하기 위한 이코노미운전모드를 선택하는 모드선택키(22)와, 설정온도를 업/다운 조작에 의해 선택하는 온도 업/다운키(24,26) 및, 그 온도 업/다운키(24,26)에 의해 선택된 온도를 설정하는 설정키(28)를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 세크먼크 표시부(30)는 상기 키입력부(20)의 모드선택키(22)에 의해 선택되는 모드상태의 표시와, 상기 온도 업/다운키(24,26)와 설정키(28)에 의한 설정온도의 지정상태를 가시적으로 표시하기 위한 7세크먼트 표시소자로 이루어진다.

또한, 상기 마이컴(40)은 상기 키입력부(20)의 모드선택키(22)에 의한 모드선택에 따라 일반적인 노말운전모드나 이코노미운전모드로 운전을 실행하여, 상기 온도 업/다운키(24,26)와 설정키(28)에 의해 지정된 설정온도와 상기 온도센서(10)에 의해 감지되는 축사내부의 온도에 따라 모터의 속도데이터를 산출하여 온도에 적응적인 운전이 실행되도록 제어한다.

그리고, 상기 인버터(60)는 이코노미운전모드 하에서 상기 마이컴(40)으로 부터의 속도데이터에 따라 전원부(50)로 부터 교류전원을 인가받아 환풍모터(70)의 구동을 위한 전압/주파수 조정을 수행한다.

여기서, 상기 마이컴(40)에 의한 일반적인 운전에 따른 노말(noraml)운전모드에서는 도 2에 도시된 바와같이, 전력의 공급량에 비례하여 환풍기의 풍량이 리니어하게 형성되는 곡선그래프의 경향이 나타나게 되는 바, 예컨대 60%의 풍량을 얻기 위해서는 곡선그래프의 b1점에 해당되어 22%의 전력이 필요하게 되는 한편, 예컨대 80%의 풍량을 얻기 위해서는 직선그래프의 b2점에 해당되어 60%의 전력이 필요하게 된다.

하지만, 상기 인버터(60)에 의한 이코노미운전모드하에서는 도 2에 도시된 바와같이, 노말운전모드에서와 동일한 풍량에 대해서 전력의 공급량이 저하되는 곡선그래프 ES CURVE의 경향이 나타나게 되는 바,예컨대 60%의 풍량을 얻기 위해서는 곡선그래프의 E1점에 해당되어 15%의 전력만이 필요하게 되는 한편, 에컨대 80%의 풍량을 얻기 위해서는 직선그래프의 E2점에 해당되어 33%의 전력만이 필요하게 된다.이는 인버터(60)의 전압/주파수 조정기능에 의해 가능하게 된다.

또한, 상기 인버터(60)의 전압/주파수 조정에 의한 절약운전의 경우에는 100%의 풍량에서 20%이상의 전력이 절감 가능하다.

여기서, 상기 환풍모터(70)를 구성하는 환풍팬에서 발생되는 풍량(WT)은 하기한 수학식1에 의해 정의된다.

[수학식 1]

(단, PT는 날개의 각도, 블레이드의 넓이를 갖는 피치(pich)를 나타내고, N은 모터팬의 회전수를 나타낸다)

여기서, 상기 회전수(N)는(단, F는 공급주파수, P는 모터극수)로 정의되는 바, 상기 환풍모터(70)의 회전은 공급주파수(F)에 비례하게 된다.

따라서, 절약운전의 경우에는 환풍모터(70)에 갖추어진 환풍팬의 피치(PTs)가 5.5㎥/Hz이고, 300의 풍량에 대하여 전력이 1.1kW로 제작하게 되면, 주파수(F)는이므로 54Hz가 산출된다.

한편, 도 2에 도시된 바와같이, 90%의 풍량에서는 70%의 전력이 필요하므로 필요전력은 1.1kW×0.7=0.8kW가 산출된다.즉, 300 정도의 풍량을 실현하기 위해서는 0.8kW의 전력만이 필요하게 됨에 따라, 20%의 전력 절감이 가능하게 된다.

이어, 상기한 바와같이 이루어진 본 발명의 동작에 대해 도 3의 플로우챠트를 참조하여 상세히 설명한다.

먼저, 마이컴(40)은 세그먼트 표시부(30)를 표시 구동시켜서 초기상태 즉, 초기온도 상태를 표시한다.(단계 S10)

그 상태에서, 키입력부(20)의 모드선택키(22)가 키조작되어 노말일반모드 또는 이코노미운전모드가 선택되고, 온도 업/다운키(24,26) 및 설정키(28)가 키조작되어 설정온도를 설정하는 동작을 수행하게 되면, 상기 마이컴(40)은 상기 키입력부(20)에 의해 선택된 모드상태로 세트되고서 입력받은 설정온도를 세그먼트 표시부(30)에 표시하게 된다.(단계 S11)

이때, 온도센서(10)에서는 축사 내부의 온도를 감지하여 그 감지결과에 따른 감지신호를 상기 마이컴(40)에 입력하게 된다.(단계 S12)

한편, 상기 마이컴(40)은 상기 온도센서(10)로 부터 입력받은 감지신호를 통해 해당 온도센서(10)에 이상이 발생되어 비정상적으로 동작하는지의 여부를 판단한다.(단계 S13)

상기 판단결과, 상기 온도센서(10)에 이상이 발생되었다고 판단되면, 상기 세그먼트 표시부(30)에 그 온도센서(10)의 에러상태를 표시하고(단계 S14), 인버터(60)를 구동 제어하여 환풍모터(70)가 최저속으로 회전구동되도록 한다.(단계 S15)

하지만, 상기 판단결과에 따라 상기 온도센서(10)가 정상적으로 온도를 감지하고 있다고 판단되면, 상기 마이컴(40)은 그 온도센서(10)로 부터 감지된 온도를 미리 설정된 온도와 비교하게 된다.(단계 S16)

상기 마이컴(40)은 상기 온도센서(10)로 부터 감지된 온도가 설정온도와 편차가 발생되는지의 여부를 판단한다.(단계 S17)

상기 판단결과, 상기 온도센서(10)로 부터 감지된 온도가 설정온도와 편차가 발생되고 있다고 판단되는 경우에는 그 편차에 따른 환풍모터(70)의 속도데이터를 선택하게 된다.(단계 S18)

상기 편차에 따른 속도데이터가 산출된 상태에서, 상기 마이컴(40)은 상기 환풍모터(70)의 회전모드가 이코노미운전모드로 설정되어 있는지의 여부를 판단한다.(단계 S19)

상기 판단결과, 상기 환풍모터(70)에 대한 회전모드가 노말운전모드로 설정되어 있는 것으로 판단되면, 상기 마이컴(40)이 인버터(60)를 제어하므로서, 상기 인버터(60)는 전원부(50)로 부터의 동작전원에 의해 상기 환풍모터(70)가 노말운전모드로 구동시킨다.(단계 S20)

하지만, 상기 판단결과에 따라 회전모드가 이코노미운전모드로 설정되어 있는 것으로 판단되는 경우에, 상기 마이컴(40)은 상기 환풍모터(70)의 회전에 의해 예컨대 90%의 풍량을 얻고자 하게 되면, 도 2에서와 같이 그 90%의 풍량에 대해서 70%의 전력이 필요하므로 0.8kW의 필요전력을 얻기 위한 절약운전 데이터(ES DATA)를 선택한다.(단계 S21)

그에따라, 상기 마이컴(40)은 상기 선택된 절약운전 데이터(ES DATA)에 기초하여 상기 인버터(60)를 이코노미운전모드로 제어함에 의해, 상기 인버터(60)는 전압/주파수 조정동작에 기초하여 상기 환풍모터(70)를 예컨대 90%의 풍량이 얻어지도록 저전력으로 회전구동시키는 이코노미운전모드로 그 구동이 이루어진다.(단계 S22)

단, 상기 이코노미운전모드가 도 2에 도시된 바와같이 절약운전에 의한 모드인 경우에는 노말운전모드에 비해 풍량 100%에서 전력은 20% 이상 절감 가능하게 된다.

상기한 바와같이 이루어진 본 발명에 따르면, 전압/주파수 제어용 인버터를 이용하여 축사의 환풍을 위한 환풍기의 동작을 저전력으로 큰 풍량효율이 얻어질수 있도록 하므로서, 축사의 건조 및 적정온도 유지를 위한 전력 사용비용이 대폭적으로 절감될수 있을뿐만 아니라, 축사의 온도를 소망하는 온도로 유지하도록 자동운전이 가능하게 되어 신뢰성이 향상된다는 효과를 갖게 된다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 키입력부에 포함된 모드선택키의 키조작으로 노말운전모드 또는 이코노미운전모드를 선택한 후 세그먼트표시부를 구동시켜 초기의 온도상태를 표시하고, 온도센서가 축사 내부의 온도를 감지하며, 감지된 온도를 마이컴이 미리 설정된 온도와 비교하여 온도편차가 발생하였는가를 판단하는 축사용 환기 제어방법에 있어서,

   상기 모드선택키로 부터 환풍모터에 대한 회전모드가 노물운전모드로 설정되면 상기 마이컴이 인버터 제어를 통해 환풍모터를 노말운전모드로 운전시키는 단계;

   상기 모드선택키로 부터 환풍모터에 대한 회전모드가 이코노미운전모드로 설정되면 상기 마이컴이 인버터 제어를 통해 환풍모터를 이코노미운전모드로 운전시키는 단계; 및,

   상기 단계로 부터 이코노미운전모드로 구동할 때 환풍모터의 회전수(풍량)를 감속시키되 상기 환풍모터의 구동을 위한 소비전력은 노말운전모드에 비해 상당폭으로 절감되는 저전력으로 제어하는 단계; 로 진행함을 특징으로 하는 축사용 환기 제어방법.