KR100382989B1 - 공기조화기 - Google Patents

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KR100382989B1 KR1019950024954A KR19950024954A KR100382989B1 KR 100382989 B1 KR100382989 B1 KR 100382989B1 KR 1019950024954 A KR1019950024954 A KR 1019950024954A KR 19950024954 A KR19950024954 A KR 19950024954A KR 100382989 B1 KR100382989 B1 KR 100382989B1
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한기술분야
본발명은 설정된 온도에 기초해서 실온을 제어하는 공기조화기에 관한것이다.
2. 발명이 해결하려고하는 기술적과제
본발명은 쾌적감을 손상하는일이없이 소비에너지를 저감시킬수가있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로한다.
3. 발명의 해결방법의 요지
피조화실의 실온을 검출하는 실온검출수단과 목표온도를 설정하기위한 온도설정수단과 상기한 실온검출수단에의해 검출된 실온이 상기한 목표온도에 도달하도록 공기조화운전을 행하는 공기조화수단과 상기한 공기조화수단의 공기조화운전에의해 실온이 상기한 목표온도에 거의 도달한후에 목표온도를 소정의 법칙에 기초하여 주기적으로 상하로 보정함과동시에 이 보정을 행한 후의 목표온도의 평균치를 보정을 행하기전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동시키는 목표온도변경수단을 구비한 것을 특징으로하는 공기조화기이다.
4. 발명의 중요한 용도
본발명은 쾌적감을 손상하는일이없이 소비에너지를 저감시킬수가있는 설정된 온도에 기초해서 실온을 제어하는 공기조화기에 관한것이다.

Description

공기조화기
본 발명은, 공기조화기에 관한 것이며, 보다 상세하게는 설정된 온도에 기초해서 실온을 제어하는 공기조화기에 관한 것이다.
종래로부터 실내 및 실외에 각각 배치된 냉매에 의해 열교환을 행하는 한쌍의 열교환기, 냉매를 압축하는 압축기, 냉매의 유동방향을 전환하는 4방향 밸브 및 모세관을 구비하고, 4방향밸브의 전환 등에 의해 난방, 냉방, 제습등의 각종의 운전모드(mode)로 공기조화를 행하도록 한 공기조화기가 알려져 있다.
이와 같은 공기조화기는 실온을 검출하는 온도센서를 구비하고 냉방시나 난방시에는 실온이 설정된 목표온도에 일치하도록 공기조화를 행하는 것이 일반적이다.
또 근년에는 인버터(inverter)에 의해 압축기의 운전주파수를 변경 가능하게 하고 공기조화부하에 따라 압축기의 운전주파수, 즉 운전능력을 변경하므로서 설정온도에 대해 정밀도가 양호하게 실온을 제어할 수 있게 한 소위 인버터형의 공기조화기도 널리 알려져있다.
그러나 인간의 감각의 특성으로서 일정한 환경상태 (기온, 습도, 풍량등이 일정)에 장시간 놓여지면 그 환경에 순응하여 그 환경에 놓여진 당초는 쾌적감을 느끼고 있었다고 해도 쾌적감이 서서히 약해져가는 것으로 알려져있다. 이 때문에 공기조화기가 작동되고 실온이 설정된 목표온도에 일치한 후도 소정시간이 경과하여 재실자가 그 환경상태에 순응해버리면 새로운 쾌적감이 얻어지도록 목표온도가 변경되고 결과로서 헛되이 에너지가 소비되는 일이 있었다.
여기서 상기한 사실을 감안하여 본 발명은 쾌적감을 손상하는 일이 없이 소비 에너지를 절감시킬 수가 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위해 청구항 1에 기재된 공기조화기는, 피조화실의 실온을 검출하는 실온검출수단과, 목표온도를 설정하기 위한 온도설정수단과, 상기 실온검출수단에의해 검출된 실온이 상기 목표온도에 도달하도록 공기조화운전을 행하는 공기조화수단과, 상기 공기조화수단의 공기조화운전에 의해 실온이 상기 목표온도에 거의 도달한 후에 목표온도를 소정의 법칙에 기초하여 주기적으로 상하로 보정함과 동시에 이 보정을 행한 후의 목표온도의 평균치를 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동시키는 목표온도변경수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
또 청구항2에 기지된 공기조화기는, 청구항1에 기재된 발명에 있어서, 목표온도변경수단은 실온이 목표온도를 포함하는 소정 온도범위 내에 있는 시간이 소정시간이상으로 도달하는 때에 상기 목표온도의 보정을 개시하는 것을 특징으로 한다.
다시 또 상기 목적을 달성하기 위해 청구항3에 기재된 공기조화기는, 피조화실의 실온을 검출하는 실온검출수단과, 목표온도를 설정하기 위한 온도설정수단과, 실온검출수단에의해 검출된 실온이 상기 목표온도에 도달하도록 공기조화운전을 행하는 공기조화수단과, 상기 공기조화수단의 공기조화운전에의해 실온이 상기 목표온도에 도달 또는 거의 도달한때부터 소정시간 후에 상기 목표온도를 1/f변동에 기초해서 주기적으로 상하로 보정함과 동시에 이 보정을 행한 후의 목표온도의 평균치를 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동시키는 목표온도변경수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
청구항 1에 기재된 공기조화기에 의하면, 공기조화수단은 실온검출수단에의해 검출된 실온이 온도설정수단을 통해서 설정된 목표온도에 도달하도록 공기조화운전을 행한다.
이와 같이해서 공기조화수단에의해 공기조화운전이 행해지고 실온이 목표온도에 거의 도달한 후에 목표온도변경수단은 목표온도를 소정의 법칙에 기초해서 주기적으로 상하로 보정함과 동시에 그 보정을 행한 후의 목표온도의 평균치를 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 공기조화기의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동시킨다.
이것에 의해 목표온도는 소정의 법칙에 기초해서 주기적으로 상하로 보정되고 다시또 이 보정을 행한 후의 목표온도의 평균치는 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동된 값이 되고 이에 수반해서 공기조화수단에서 소비되는 에너지도 절감된다. 또한 본 발명에 의한 공기조화기는, 냉방기능 및 난방기능을 구비한 공기조화기(소위 에어컨)라도 냉방기능만을 구비한 공기조화기(소위 쿨러)라도 또는 난방기능만을 구비한 공기조화기(소위 히터)라도 되지만 상기 「보정을 행하기 전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동시킨다」라고 하는 것은 냉방의 경우에는 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 높은 온도로 보정하는 것, 또 난방의 경우에는 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 낮은 온도로 보정하는 것을 의미한다.
상기와 같이 목표온도가 보정되는 것에 수반해서 실온은 소정의 법칙에 기초해서 주기적으로 상하로 변동되고 다시 또 실온의 평균치는 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동된 값이 된다.
이와 같이 실온은 주기적으로 상하로 변동하기 때문에 재실자가 실내의 환경상태가 일정하다고 느끼기 어렵고 쾌적감이 서서히 약해지는 것을 방지할 수가 있다.
따라서 예를 들면 재실자가 새로운 쾌적감을 구해서 목표온도를 당초 설정된 온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 증가하는 측의 온도(냉방의 경우 당초 설정된 온도보다 낮은 온도, 난방의 경우는 당초 설정된 온도보다도 높은 온도)로 변경하는 등에 의해 다시 또 소비에너지가 증대되는 것이 없어지기 때문에 쾌적감을 손상하는 일이 없이 소비에너지를 절감시킬 수가 있다.
청구항 2에 기재된 공기조화기에 의하면, 청구항 1에 기재된 공기조화기에 있어서, 목표온도변경수단은 실온이 목표온도로부터 소정 온도범위 내에 있는 시간이 소정시간이상에 도달하는 때에 목표온도의 보정을 개시한다.
이것에 의해 당초 실온이 목표온도근방에서 안정하기까지의 사이는 인간의 감각은 아직 실내의 환경상태에 익숙해있지 않기 때문에 실온을 소망의 온도(목표온도)근방으로 함으로써 쾌적감을 부여할 수가 있다.
또 실온이 소정시간이상 목표온도로부터 소정온도범위내의 값이었던, 즉 실온이 목표온도근방에서 안정된 후는 목표온도변경수단은 목표온도의 평균치를 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동시켜 실온이 이 목표온도에 도달하도록 공기조화수단에의해 공기조화운전이 행해지기 때문에 재실자의 감각이 실내의 환경상태에 익숙해져서 쾌적감이 약해지는 것을 방지하고 재실자의 쾌적감을 지속시킬 수 가 있다.
따라서 재실자의 감각의 변화에 대응해서 쾌적감을 지속시키기 위해 세밀한 실온제어를 실현시킬 수가 있다.
청구항 3에 기재된 공기조화기에 의하면, 공기조화수단은 실온검출수단에 의해 검출된 실온이 온도설정수단을 통해서 설정된 목표온도에 도달하도록 공기조화운전을 행한다.
이와 같이해서 공기조화수단에의해 공기조화운전이 행해지고 실온이 목표온도에 도달 또는 거의 도달한때로부터 소정시간후에 목표온도변경수단은 목표온도를 1/f 변동에 기초해서 주기적으로 상하로 보정함과 동시에 이 보정을 행한 후의 목표온도의 평균치를 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동시킨다.
이것에 의해 목표온도는 1/f 변동에 기초해서 주기적으로 상하로 보정되고 다시또 이 보정을 행한 후의 목표온도의 평균치는 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동된 값이 된다.
상기와 같이 목표온도가 보정되는데 수반하여, 실온은 1/f 변동에 기초해서 주기적으로 상하로 변동하고 다시또 실온의 평균치는 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동된 값이 된다.
또한 1/f 변동은 그 예로서 인간의 맥박수의 시간변화 등을 들 수가 있고 인간에게 각별한 쾌적감을 부여하는 것으로 되어있다.
실온은 1/f 변동에 기초해서 주기적으로 상하로 변동하기 때문에 재실자가 실내의 환경상태를 일정하다고 느끼기 어렵고 쾌적감이 서서히 약해지는 것을 방지할 수가 있고, 또한 재실자에게 각별한 쾌적감을 부여할 수가 있다. 또 예를 들면 재실자가 쾌적감을 원해서 목표온도를 당초 설정된 온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 증가하는 측의 온도 (냉방의 경우 당초 설정된 온도보다도 낮은 온도, 난방의 경우 당초 설정된 온도보다도 높은 온도)로 변경하는 등에 의해 다시또 소비에너지를 증대시킬 필요는 없고 쾌적감을 손상하는 일이 없이 소비에너지를 절감시킬 수 있다.
[실시예]
다음에 본 발명의 실시예를 도면에 기초해서 상세히 설명한다.
또한 하기에서는 본 발명에 지장이 없는 수치를 사용해서 설명하지만 본 발명의 다음에 든 수치에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예의 공기조화기는 제 1도에 나타내는 것과 같이 실내장치(10)와 실외장치(12)를 구비함과 동시에 실내장치(10)과 실외장치(12)에 냉매를 순환시키는 냉매순환로가 설치되어 있다.
실내장치(10)에는 실내열교환기(16)이 설치되어 있다.
이 실내열교환기(16)의 근방에는 실내열교환기(16)를 통과시켜서 송풍하기 위한 후술하는 팬(fan)전동기(70E)에 의해 구동되는 팬(17)이 설치되어 있다.
실내열교환기(16)는 굵은 관으로 구성된 냉매배관(18)을 거쳐서 실외장치(12)의 밸브(20)은 접속되어 있다.
또 밸브(20)은 머플러(22)를 거쳐서 4방향밸브(36)에 접속되어 있다.
4방향밸브(36)는 축압기(24), 압축기(26), 머플러(38) 및 4방향밸브(26)을 거쳐서 실외열교환기(28)에 접속되어 있다,
실외열교환기(28)은 모세관(30) 및 스트레이너(42)를 거쳐서 밸브(32)에 접속됨과 동시에 전자밸브(40)을 거쳐서 머플러(38)과 4방향밸브(36)과의 사이에 접속되어 있다.
그리고 밸브(32)가 세관으로 구성된 냉매배관(34)를 거쳐서 실내열교환기(16)에 접속되므로 밀폐된 냉매순환으로 즉 냉동주기가 형성되어있다.
또한 실외열교환기(28)의 근방에는 실외열교환기(28)을 통과시켜서 송풍시키기위한 후술하는 팬전동기(112A)에 의해 구동되는 팬(29)가 설치되어있다.
제 2도는 실내장치(10)의 전기회로를 나타내는 것이며 이 전기회로는 전원기판(70) 및 제어기판(72)를 구비하고 있다.
전원기판(70)에는 실내에의 송풍량을 조정하는 팬전동기(70E)(DC 브러시레스전동기)가 접속된 구동회로(70A), 전동기를 구동시키기 위한 전력을 생성시키는 전동기 전원회로(70B), 제어회로용의 전력을 생성시키는 제어회로용 전원회로(70C), 및 직렬회로용의 전력을 생성시키는 직렬회로용전원회로(70D)가 설치되어 있다.
따라서 전동기전원회로(70B)로부터 구동회로(70A)에 공급되는 직류전력의 전압을 변경함으로서 팬전동기(70E)의 회전수, 즉 송풍장치의 송풍량을 마이크로 컴퓨터에 의해 임의로 조절할 수가 있다.
본 실시예예서는 예를 들면 이 전압을 12V-36V 의 범위에서 256단계로 제어하고 있다.
제어기판(72)에는 직렬회로용 전원회로(70D)에 접속된 직렬회로(72A), 전동기를 구동시키는 구동회로(72B), 및 제어회로로서의 마이크로컴퓨터(72C)가 설치되어 있다.
구동회로(72B)에는 플랩(flap)을 상하로 이동시키는 상하플랩용의 스텝전동기(74A), 좌우플랩용스텝전동기(74B),(74C) 및 상면의 온도를 검출하는 플로어센서의 방향을 변경하는 플로어센서용의 스텝전동기(74D)가 접속되어있다.
이들 스텝전동기는 마이크로컴퓨터(72C)로부터의 신호에 의해 회전각도가 제어된다.
또 마이크로컴퓨터(72C)에는 표시기판(76)에 설치된 운전모드등을 표시하는 표시용 LED 및 원격조작장치로부터의 조작신호를 수신하는 수신회로가 접속되고, 다시 또 센서기판(78)에 설치된 상면의 온도를 검출하는 플로어센서 및 광센서가 접속되어 있다.
다시 또 마이크로컴퓨터(72C)에는 실온을 검출하는 실온센서(80A), 실내열교환기(16)의 온도를 검출하는 열교환기용온도센서(80B)가 접속됨과 동시에 스위치기판(82)에 설치된 자기진단용LED, 통상의 운전과 시운전으로 전환하는 운전전환스위치 및 자기진단스위치가 접속되어 있다.
제 3도는 실외장치(12)의 전기회로를 나타내는 것이며 이 전기회로는 정류회로(100) 및 제어기판(102)을 구비하고 있다.
또한 실외장치(12)의 전기회로는 ①∼③으로서 표시되는 복수의 단자를 거쳐서 제 2도의 실내장치(10)의 전기회로에 접속되어있다.
제어기판(102)에는 실내장치(10)의 직렬회로용전원회로(70D)에 접속된 직렬회로(102A), 노이즈를 제거하는 노이즈필터(102B), (102C), (102D), 인버터(104)를 스위칭하기 위한 전력을 생성시키는 스위칭전원회로(102E), 제어회로로서의 마이크로컴퓨터(102F)가 설치되어있다.
마이크로컴퓨터(102F)는 실내장치(20)의 직렬회로(72A), 및 직렬회로(102A)를 거쳐서 실내장치(10)의 마이크로컴퓨터(72C)로부터 송신되는 제어신호에 기초해서 압축기에 공급하는 교류전력의 주파수(18Hz∼150Hz)와 각각의 기기의 동작을 제어한다.
스위칭전원회로(102E)에는 인버터(104)가 접속되고 인버터(104)에는 냉매를 압축하는 압축기(106)이 접속되어있다.
또 마이크로컴퓨터(102F)는 외기온도를 검출하는 외기온도센서로서의 외기온도써미스터(thermistor)(110A), 실외열교환기(28)의 온도를 검출하는 코일온도센서로서의 코일온도써미스터(110B), 압축기의 온도를 검출하는 온도센서로서의 압축기온도써미스터(110C)가 접속되어있다.
또 실외장치(100)에는 4방향밸브(36) 및 전자밸브(40)이 접속되어있다.
또한 112A는 팬전동기, 112B는 팬전동기용 콘덴서이다.
이 공기조화기에 의하면 전자밸브(40)를 OFF한 상태에서 4방향 밸브(36)을전환해서 냉매가 실내열교환기(16), 냉매배관(18), 밸브(20), 머플러(22), 4방향밸브(36), 축압기(24), 압축기(26), 머플러(38), 4방향밸브(36), 실외열교환기(28), 모세관(30), 스트레이너(42), 밸브(32), 냉매배관(34) 및 실내열교환기(16)의 순으로 순화하도록 하면 실내열교환기(16)에서 냉매가 증발하고 또한 실외열교환기(28)에서 냉매가 응축하기 때문에 실내의 냉방을 행할 수가 있다.
또 상기와 역으로 냉매를 순환시키면 실내열교환기(16)에서 냉매가 응축하고 또한 실외열교환기(28)에서 냉매가 증발하기 때문에 실내의 난방을 행할 수가 있다.
다시또 난방운전시에 전자밸브(40)을 ON으로해서 압축기(26)로부터 토출되는 고온의 냉매의 일부를 실외열교환기(28)로 유입하도록 함으로서 실외측열교환기(28)의 온도를 상승시켜서 성애가 부착되기 어렵게 할 수 있다.
다음에 제 4도내지 제 8도를 참조해서 본실시예의 실내장치의 마이크로컴퓨터(72C)에의해 실행되는 공기조화루우틴(routine)에 대해 설명한다.
제 4도의 플로우차아트에 나타내는 제어루우틴이 개시되는 것은 도시하지 않은 원격조작장치 또는 공기조화기에 설치된 도시하지 않은 스위치에 의해 운전의 개시가 지시된 경우이다.
스텝 200에서 도시하지 않은 원격조작장치등으로부터 입력된 운전모드, 설정온도, 팬의 풍향, 및 팬의 풍량등의 설정정보를 입력시킨다.
또한 마이크로컴퓨터(72C)에 내장된 도시하지 않은 ROM에는 초기값(default)의 설정정보가 미리 기억되어있고 원격조작장치등에의해 변경되지 않은 설정정보에관해서는 초기값의 설정정보가 채용된다.
다음의 스텝 202에서는 설정정보중의 운전모드가 자동운전인가 아닌가를 판단하여 긍정판단의 경우에는 스텝 204로, 부정판단의 경우 즉 냉방, 난방, 건조등의 다른 모드인 경우에는 스텝 224로 각각 진행된다.
스텝 224에서는 각 운전모드로 설정정보에 기초한 운전을 행한다.
그 상세한 내용은 종래의 기술과 동일하며 본발명과는 직접관계가 없기 때문에 여기서는 설명을 생략한다.
그리고 다음의 스텝 226에서 운전중에 원격조작장치등에의해 설정정보가 변경되었다고 판단되기까지 상기 스텝 224를 계속한다.
또한 스텝 226에서 긍정판단된 경우에는 상기 스텝 200으로부터 재실행한다.
한편 자동운전의 운전모드 설정이었든 경우에는 스텝 202에서 긍정판단되고 스텝 204로 진행하여 상기 스텝 200에서 입력한 설정온도 Ta와 실온 Tt를 비교한다.
설정온도 Ta가 실온 Tt보다 높은 경우 즉 재실자가 실내를 난방하고 싶은경우에는 긍정판단되고 스텝 208로 진행하여 제5도에 나타내는 난방제어의 서브루우틴을 실행한다.
또 설정온도 Ta가 실온 Tt보다 낮은 경우 재실자가 실내를 냉방하고 싶은 경우에는 부정판단되고 스텝 206으로 진행하여 제6도에 나타내는 냉방제어의 서브루우틴을 실행한다.
다음에 제5도에 나타내는 난방제어의 서브루우틴에대해 난방제어시의 실온추이의 1예를 제7도의 그래프를 사용해서 설명한다.
스텝 300에 있어서, │Ta-Tt│와 △│Ta-Tt│ (전회의 │Ta-Tt│ 로부터의 변화량)에 기초해서 퍼지(fuzzy)연산에 의해 압축기의 운전주파수를 설정한다.
다음에 여기서의 주파수 설정에 관해 설명한다.
실내장치(10)의 마이크로컴퓨터(72C)는 목표온도와 실온과의 차이온도 및 이 차이온도의 변화량에 기초해서 퍼지연산을 행하여 압축기(26)의 운전능력(주파수)의 변동분을 산출하여 이 운전능력의 변동분을 실외장치(12)의 마이크로컴퓨터(102F)에 인터페이스회로 및 신호선을 거쳐서 송신한다.
또 실외장치(12)의 마이크로컴퓨터(102F)는 현재 압축기(26)에 공급하고있는 교류전력의 주파수에 이 증감분의 주파수를 가한 새로운 주파수의 교류전력을 압축기(26)에 공급한다.
이와같이 목표온도와 실온으로부터 압축기(26)에 공급하는 교류전력의 주파수를 증감시킴으로써 목표온도를 유지하기 위해 필요한 압축기(26)의 운전능력(교류전력의 주파수)가 구해지고 이 운전능력으로 압축기(26)의 운전이 유지된다.
또 이와같은 상태에서 목표온도를 변경한 경우에는 마이크로컴퓨터(72C)에 의해 새로이 압축기(26)의 운전능력의 변동분이 산출되고 목표온도(공기조화부하)를 유지하는데 필요한 운전능력(주파수)이 설정된다.
그리고 다음의 스텝 301에서 상기와 같이 설정된 주파수에 의해 난방운전이행해진다.
이 난방운전에의해 실온은 제7도에 나타내는 시간 0∼시간 t1에서 상승한다.
다음의 스텝 302에서는 온난감웨이브(wave), 즉 본발명에관한 온도제어에 있어서의 목표온도를 주기적으로 상하로 보정함으로서 실온을 주기적으로 변화시키는 제어가 행해지고 있는가 아닌가를 나타내는 플래그가 ON인가 아닌가를 판단한다.
긍정판단의 경우에는 스텝 318로 진행하고, 부정판단의 경우에는 스텝 304로 진행한다.
처음에는 상기 플래그는 ON이 아니기 때문에 스텝 304로 진행하여 실온 Tt가 설정온도 Ta-1℃ 이상에 달했는가 아닌가를 판단한다.
온난감웨이브의 개시직후(제7도의 시간 0∼시간 t1) 에서는 실온 Tt는 설정온도 Ta-1℃ 이상에 달하지 않았기 때문에 부정판단되고 스텝 306으로 진행하여 마이크로컴퓨터(72C)에 의해 제어되는 도시하지 않은 타이머가 OFF로 된다.
또한 초기값 상태에서는 OFF로 되어있다.
그리고 그후 스텝 300으로 복귀하여 거기서부터 재실행한다.
한편 예를 들면 제7도에서 시간 t1이 되고 실온 Tt가 설정온도 Ta-1℃ 이상에 달하면 스텝 304에서 긍정판단되 스텝 308로 진행하여 타이머가 ON(기동)되고 다시또 계시된다.
또한 이미 타이머가 ON인때에는 리셋하지 않고 계시만을 행한다.
다음의 스텝 310에서는 스텝 308의 계시결과에 의해 타이머가 10분이상 경과하고있는가 아닌가를 판단한다.
제7도의 시간 t1과 시간 t2의 사이에 있어서는 실온 Tt가 설정온도 Ta-1℃ 이상이기 때문에 스텝 304에서는 긍정판단되고 상기 스텝 308에서 타이머가 ON 되고나서 10분 경과하지 않았기 때문에 스텝 310에서는 부정판단되고 스텝 300으로 복귀하여 거기서부터 재실행한다.
또 시간 t2가되면 타이머가 10분 이상 경과하기 때문에 스텝 310에서는 긍정판단되고 스텝 312로 진행하여 초회의 목표온도 T0로서 Ta-1℃를 설정한다.
다음의 스텝 314에서는 상세한 것을 후술하는 온난감웨이브가 개시된 즉 온난감웨이브가 ON이 되었다고 하는 운전상태의 정보가 세트된다.
그리고 다음의 스텝 316에서는 온난감웨이브가 개시되고서 부터의 시간을 계측하기위해 타이머를 재설정한다.
그후 스텝 300으로 복귀하여 거기서부터 재실행한다.
그리고 스텝 300, 301을 재실행한 후 스텝 302에서는 온난감웨이브가 ON이면 긍정판단되고 스텝 318로 진행한다.
스텝 318에서는 압축기의 운전주파수가 소정치 이상으로 되어있는가 아닌가를 판단하고 다시또 다음의 스텝 320에서는 원격조작장치등에의해 설정정보가 변경되었는가 아닌가를 판단한다.
이들의 어느것이나 하나의 스텝에 있어서 긍정판단된경우에는 서브루우틴을종료하고 주루우틴으로 복귀한다.
스텝 318과 스텝 320에서 다같이 부정판단인 경우에는 스텝 322로 진행하여 타이머를 계시하고, 다음의 스텝 324에서는 스텝 322의 계시 결과에 의해 타이머가 1분이상 경과하였는가 아닌가를 판단한다.
또한 처음에는 스텝 316에서 타이머가 기동되고 나서의 시간, 즉 스텝 314에서 온난감웨이브가 개시되고 나서부터의 시간이 스텝 322에서 계측되고 스텝 324에서 1분이상 경과했는가 아닌가를 판단하게 된다.
1분 경과하지 않은 경우에는 부정판단되고 스텝 300으로 복귀하여 거기서부터 재실행된다.
또 1분 경과한 경우에는 긍정판단되고 스텝 326으로 진행하여 후술하는 변동량을 산출하기 위한 변수 M을 증가분 1로서 증분시킨다.
또한 변수 M은 당초 초기치 0에 초기화되어있고 그 스텝에서 증분 1로서 증분되고 그 값이 121로된때 도시하지 않은 인터럽트루우틴(interrupt routine)에서 강제적으로 그값이 1로 세트된다.
즉 초기치 0의 변수 M은 1∼120의 정수를 반복하게된다.
다음의 스텝 328에서 새로운 목표온도 Ta가 다음의 식(1) 및 (2)에 기초해서 설정된다.
식 (1)중의 T0는 상기 초회의 목표온도 T0이며 최초로 설정된 목표온도 Ta보다도 1℃ 낮은온도이다.
또, 식 (2)중의 KM은 미리 기억된 변수 K이며 이 변수 K의 값은 최대치 +1.0 최소치 -1.0의 범위에서 제8도에 나타내는 바와같이 1분마다 변화하도록 설정되어 있다.
최초는 제8도에 나타내는 K1의 값이 판독되고 새로운 목표온도 Ta가 설정된다.
그리고 다음의 스텝 330에서는 새로운 목표온도 Ta가 설정되고 부터의 시간을 계측하기위해 타이머를 재설정한다.
그후 스텝 300으로 복귀하여 거기서부터 재실행된다.
온난감웨이브가 ON되고나서부터 2회째이후는 스텝 302에서 긍정판단되고 운전중에 원격조작장치등으로부터 설정정보가 변경된 경우 또는 압축기의 운전주파수가 소정치이상으로 된경우(즉 공기조화기에 가해지는 부하가 크게된경우)를 제외하고 스텝 318, 320에서는 다같이 부정판단되고 상기 스텝330에서 타이머가 재설정되고나서부터 1분 경과하기까지 스텝 322, 324가 반복 실행된다.
그리고 1분 경과하면 스텝 324에서 긍정판단되고 다음의 스텝 326, 328에 있어서 전회 판독한 변수 K의 다음의 1분간의 변수 K의값, 즉 제8도의 K2의 값이 판독되고 이 값에 기초해서 상기 식 (1),(2)로부터 새로운 설정온도 Ta가 설정된다.
그리고 다음의 스텝 330에서 재차 타이머가 재 설정된다.
상기와 같이 스텝 300, 302, 318, 320, 322, 324, 325, 328, 330이 반복됨으로서 상기 식 (1) 및 (2)로부터 명백한 바와같이 당초의 설정온도 Ta보다도 1도 낮은 온도의 상하 0.5도를 최대온도 변동폭으로 한 실온제어, 즉 온난감웨이브가 실행된다.
이것에 의해 제7도에 나타내는 바와같이 실온은 시간 t3 이후 설정온도 Ta보다도 1도 낮은온도의 상하 0.5도를 최대온도변동폭으로서 변동시킨다.
또한 변동폭의 중심을 설정온도 Ta보다도 1도 낮은 온도로하고있는 것은 온도를 변동시키므로서 평균의 실온이 소망의온도(설정온도)보다도 1도 낮은온도라도 인간의 쾌적감은 소망의온도(설정온도)일때와 거의 변하지 않는다는 실험적인 데이터에 기초한 것이다.
또한 난방제어루우틴은 도시하지않은 원격조작장치 또는 공기조화기에 설치된 도시하지 않은 스위치에 의해 운전의 정지가 지시되므로서 강제적으로 종료된다.
한편 제6도에 나타내는 냉방제어의 서브루우틴에대해 설명한다.
스텝 350에 있어서, │Ta-Tt│와 △│Ta-Tt│(전회의 │Ta-Tt│로부터의 변화량)에 기초해서 퍼지연산에 의해 압축기의 운전주파수를 상기 스텝 300과 같이 설정한다.
다음의 스텝 351에서는 스텝 350에서 설정된 주파수에의해 냉방운전이 행해진다.
그리고 다음의 스텝 352에서는 청량감웨이브, 즉 상술한 난방제어에 있어서 온난감웨이브에 대응해서 냉방제어에 있어서 실행되는 목표온도를 주기적으로 상하로 보정하므로서 실온을 주기적으로 변화시키는 제어가 행해지고 있는가 아닌가를 표시하는 플래그가 ON인가 아닌가를 판단한다.
긍정판단의 경우에는 스텝 368로 진행하고, 부정판단의 경우에는 스텝 354로 진행한다.
처음에는 상기 플래그는 ON이 아니기 때문에 스텝 354로 진행하고 실온 Tt 가 설정온도 Ta+1℃이하에 도달했는가 아닌가를 판단한다.
부정판단되면 스텝 356으로 진행하여 타이머가 OFF로되고 그후 스텝 350으로 복괴하여 거기서부터 재실행한다.
또 긍정판단되면 스텝 358로 진행하여 타이머가 ON(기동)되고 다시또 계시된다.
또한 타이머가 이미 ON인때에는 재설정하지않고 계시만을 행한다.
다음의 스텝 360에서는 스텝 358의 계시결과에 의해 타이머가 10분이상 경과하고있는가 아닌가를 판단한다.
부정판단되면 스텝 350으로 복귀하고 거기서부터 재실행한다.
또 긍정판단되면 스텝 362로 진행하여 초회의 목표온도 T0로서 Ta+1℃를 설정하고, 다음의 스텝 364에서는 상세한 것을 후술하는 청량감웨이브가 개시되고 즉청량감웨이브가 ON이되었다고하는 운전상태의 정보가 세트된다.
그리고 다음의 스텝 366에서는 청량감웨이브가 개시되고서 부터의 시간을 계측하기위해 타이머를 재설정한다.
그후 스텝 350으로 복귀하여 거기서부터 재실행한다.
그리고 스텝 350, 351을 재실행한후, 스텝 352에서는 온난감웨이브가 ON이라고 긍정판단되고 스텝 368로 진행한다.
스텝 368에서는 상술한 스텝 318과같이 압축기의 운전주파수가 소정치이상으로 되어있는가 아닌가를 판단하고 다시또 다음의 스텝 370에서는 상술한 스텝 320과 같이 원격조작장치등에의해 설정정보가 변경되었는가 아닌가가 판단된다.
이들 어느것인가의 하나의 스텝에있어서 긍정판단된 경우에는 서브루우틴을 종료하고 주루우틴으로 복귀한다.
스텝 368과 스텝 370에서 다같이 부정판단된 경우에는 스텝 372로 진행하여 타이머를 계시하고, 다음의 스텝 374에서는 스텝 372의 계시결과에 의해 타이머가 1분이상 경과하고있는가 아닌가를 판단한다.
1분 경과하고 있지 않은 경우에는 부정판단되 스텝 350으로 복귀하고 거기서부터 재실행된다.
또 1분 경과한 경우에는 긍정판단되고 상기 난방운전의 경우의 스텝 326, 328, 330과 같은 스텝 376, 378, 380을 실행한다.
즉 스텝 376에서 변동량을 산출하기 위한 변수 M을 증분 1로서 증분하고 다음의 스텝 378에있어서 새로운 목표온도 Ta가 다음의 식 (1) 및 (2)에 기초해서 설정된다.
식 (1)중의 T0는 상기 초외의 목표온도 T0이며 최초로 설정된 목표온도 Ta보다도 1℃ 높은온도이다.
이어서 다음의 스텝 380에서는 새로운 목표온도 Ta가 설정되고서 부터의 시간을 계측하기 위해 타이머를 재설정하고 그후 스텝 350으로 복귀하고 거기서부터 재실행한다.
청량감웨이브가 ON되고부터 2회째 이후는, 스텝 352에서 긍정판단되고 운전중에 원격조작장치 등에 의해 설정정보가 변경된 경우 혹은 압축기의 운전주파수가 소정치이상으로 된 때(즉 공기조화기에 가해지는 부하가 크게된 경우)를 제외하고, 스텝 368, 370에서는 다같이 부정판단되고 상술한 스텝 380에서 타이머가 재설정 되고나서 1분 경과하기까지 스텝 372, 374가 반복 실행된다.
그리하여 1분 경과하면 스텝 374에서 긍정판단되고 다음의 스텝 376, 378에서 전회 판독한 변수 K의 다음의 1분간의 변수 K의 값, 즉 제8도의 K2의값이 판독되고 이 값에 기초하여 상기 식 (1), (2)로부터 새로운 설정온도 Ta가 설정된다.
그리고 다음의 스텝 380에서 재차 타이머가 재설정된다.
상기와 같이 스텝 350, 352, 368, 370, 372, 374, 376, 378, 380이 반복되므로서 상기 식 (1) 및 식 (2)로부터 명백한 바와같이 당초의 설정온도 Ta보다도 1도 높은 온도의 상하 0.5도를 최대온도변동폭으로한 실온제어, 즉 청량감웨이브가 실행된다.
이것에의해 실온은 최초의 설정온도 Ta 보다도 1도 높은 온도의 상하 0.5도를 최대온도변동폭으로서 변동한다.
또한 이 냉방제어루우틴은 도시하지 않은 원격조작장치 또는 공기조화기에 설치된 도시하지 않은 스위치에의해 운전의 정지가 지시되므로서 강제적으로 종료된다.
이상의 설명으로부터 명백한 바와같이 본 실시예에 의하면 당초 실온이 목표온도근방에서 안전하기까지의 사이, 즉 인간의 감각이 환경에 익숙하기까지의 사이는 실온을 소망의 온도(목표온도)근방으로 함으로서 쾌적감을 부여할 수 있고 또 실온이 목표온도근방에서 안정한후, 즉 인간의 감각이 환경에 익숙해져서 쾌적감이 약해진 후는 실온을 변동시킴으로서 환경을 변동시켜서 쾌적감을 지속시킬 수가 있다.
즉 이 경우 인간의 감각의 변화에 따라 쾌적감은 지속시키기 위한 보다 세밀한 실온제어를 실현시킬 수가 있다.
또 난방운전과 냉반운전의 어느 경우에도 목표온도를 공기조화부하가 경감되는 측으로 이동시키고있기 때문에 종래에 실온을 거의 당초의 설정온도와 동등하게되도록 제어하고있는 때와 비교해서 공기조화기의 부하가 저감된다. 즉 에너지절감을 실현할 수가 있다.
또한 본 실시예의 수치설정의 경우 약 7%의 에너지절감효과가 있다고 하는 실험결과를 얻었다.
또한 본실시예에서는 제8도에 나타내는 것과 같은 시간과 함께 값이 변화하는 정수 K를 미리 기억해두고 그 데이터를 그때마다 판독하도록 했으나 다음에 나타내는 카오스연산식 (3)에 기초해서 1/f의 파워스펙트럼(power spectrum)이되는 온도변동데이터를 시간의 경과와 함께 그때마다 연산하므로서 온도제어데이터를 얻도록 해도된다.
이 1/f의 파워스펙트럼이되는 변동, 소위 1/f 변동은 인간의 맥박의 변화도 그 일예라고 하고있고 인간에서 각별한 쾌적감을 부여하는 것으로 되어있다.
따라서 상기와 같이 해서 온도변동을 실현하면 보다 각별한 쾌적감을 부여할 수가있다.
또 본 실시예와 간이 실온을 변화시키는 (변동을 갖게하는)외에 팬의 풍량도 본실시예의 실온변화와 같은 변화(변동) 또는 상기와 같은 1/f 변동을 하도록 제어하므로서 다시또 각별한 쾌적감을 부여할 수가 있다.
또한 본 실시예에 있어서는 냉방기능 및 난방기능을 구비한 공기조화기(소위 에어콘)의 예를 나타냈으나 냉방기능만을 구비한 공기조화기(소위 쿨러)라도 또 난방기능만을 구비한 공기조화기(소위 히터)라도 본발명을 적용할수 가있다.
청구항1에 기재된 공기조화기에 의하면, 목표온도는 소정의 법칙에 기초해서 주기적으로 상하로 보정되고 다시또 이 보정을 행한후의 목표온도의 평균치는 보정을 행하기전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동된 값으로되고 다시또 상기한 바와같이 목표온도가 보정되는것에 수반하여 실온은 소정의 법칙에 기초해서 주기적으로 상하로 변동하고 다시또 실온의 평균치는 보정을 행하기전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동된 값이 된다.
따라서 쾌적감을 손상하는일이없이 소비에너지를 절감시킬수있다고하는 우수한 효과를 갖는다.
청구항 2에 기재된 공기조화기에의하면, 당초 실온이 목표온도근방에서 안정하기까지의 사이는 인간의 감각은 아직 실내의 환경상태에 익숙하지않기 때문에 실온을 소망의 온도(목표온도)근방으로 하므로서 쾌적감을 부여할 수가 있다.
또 실온이 소정시간이상 목표온도로부터 소정온도범위내의 값이었든 즉 실온이 목표온도근방에서 안정된후는 목표온도변경수단은 목표온도의 평균치를 보정을 행하기전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동시키고 실온이 이 목표온도에 도달하도록 공기조화수단에의해 공기조화운전이 행해지기 때문에 재실자의 감각이 실내의 환경상태에 익숙해져서 쾌적감이 약해지는 것을 방지하고 재실자의 쾌적감을 지속시킬수가 있다.
따라서 재실자의 감각의 변화에 따라 쾌적감을 지속시키기위해 미세한 실온제어를 실현할 수 있다고 하는 우수한 효과를 갖는다.
청구항 3에 기재된 공기조화기에 의하면, 목표온도는 1/f변동에 기초해서 주기적으로 상하로 보정되고 다시또 이 보정을 행한 후의 목표온도의 평균치는 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동된 값이 되고 다시또 상기와 같이 목표온도가 보정되는데 수반하여 실온은 1/f 변동에 기초하여 주기적으로 상하로 변동하고 다시또 실온의 평균치는 보정을 행하기 전의 목표온도보다도 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동된 값이 된다.
따라서 쾌적감을 손상하는 일이없이 소비에너지를 절감시킬 수 있다고 하는 우수한 효과를 갖는다.
또 실온은 1/f 변동에 기초해서 주기적으로 상하로 변동하기 때문에 재실자에게 각별한 쾌적감을 부여할 수가 있다고하는 우수한 효과도 또한 갖는다.
제 1도는 본발명의 실시예의 공기조화기의 냉매회로도
제 2도는 공기조화기의 실내장치의 전기회로도
제 3도는 공기조화기의 실외장치의 전기회로도
제 4도는 제어루우틴을 나타내는 플로우차아트
제 5도는 난방제어의 서브루우틴을 나타내는 플로우차아트
제 6도는 냉방제어의 서브루우틴을 나타내는 플로우차아트
제 7도는 실온의 변동상황을 나타내는 선도
제 8도는 변동을 갖게 한 설정온도를 연산하기 위한 정수의 변화를 나타내는 선도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10. 실내장치
12. 실외장치
16. 실내열교환기
28. 실외열교환기

Claims (3)

  1. 피조화실의 실온을 검출하는 실온검출수단과,
    목표온도를 설정하기위한 온도설정수단과,
    상기 실온검출수단에의해 검출된 실온이 상기 목표온도에 도달하도록 공기조화운전을 행하는 공기조화수단과,
    상기 공기조화수단의 공기조화운전에의해 실온이 상기 목표온도에 거의 도달한후에 상기 목표온도를 소정의 법칙에 기초하여 주기적으로 상하로 보정함과동시에 이 보정을 행한후의 상기 목표온도의 평균치를, 보정을 행하기전의 상기 목표온도보다도 상기 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동시키는 목표온도변경수단을 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 목표온도변경수단은, 실온이 목표온도를 포함하는 소정온도범위 내에 있는 시간이 소정시간이상에 도달하는 때에 상기 목표온도의 보정을 개시하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  3. 피조화실의 실온을 검출하는 실온검출수단과,
    목표온도를 설정하기위한 온도설정수단과,
    상기 실온검출수단에의해 검출된 실온이 상기 목표온도에 도달하도록 공기조화운전을 행하는 공기조화수단과,
    상기 공기조화수단의 공기조화운전에 의해 실온이 상기 목표온도에 도달 또는 거의 도달한때로부터 소정시간후에 상기 목표온도를 1/f변동에 기초해서 주기적으로 상하로 보정함과 동시에, 이 보정을 행한후의 상기 목표온도의 평균치를, 보정을 행하기전의 상기 목표온도보다도 상기 공기조화수단의 공기조화부하가 경감되는 방향으로 이동시키는 목표온도변경수단을 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기.
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