KR100511997B1 - 에어컨의 중앙제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 실에 설치된 다수 에어컨 시스템 중 각 실내기별 소비된 전력사용량을 모니터링할 수 있어 각 실내기의 상태 파악이 용이함은 물론, 상기 실내기로 냉매를 배분하는 실외기의 상태를 파악할 수 있는 에어컨의 중앙제어 시스템에 관한 것으로서, 공기조화를 위해 건물내 각 실마다 설치되는 다수개의 실내기 및 상기 다수 실내기와 공유되어 냉매의 순환을 제어하는 실외기를 포함하는 멀티에어컨과, 상기 실외기와 연결되어 상기 멀티에어컨 가동시 소비되는 전력사용량을 측정하는 적산전력계와, 상기 적산전력계에서 측정된 전력사용량을 판독하여 각 실내기별 전력사용량을 산출 및 표시하는 전력표시기와, 상기 멀티에어컨 또는 상기 전력표시기와 네트워크망을 통해 연결되어 상기 전력표시기에서 산출된 실내기별 전력사용량에 따라 상기 실외기의 전력분배를 제어하는 중앙제어기를 포함하여 구성됨에 따라, 실시간으로 개별 에어컨의 전력소비상태를 보다 정확하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 각 실내기에 대한 실외기의 전력 배분상태를 확인할 수 있어 전력관리를 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

에어컨의 중앙제어 시스템{Air conditioner's central controlling system }

본 발명은 다수 에어컨과 네트워크망을 통해 연결되어 에어컨을 중앙 제어할 수 있는 중앙제어기를 포함하는 에어컨의 중앙제어 시스템에 관한 것으로서, 특히 상기 중앙제어기는 전력표시기 또는 개별 에어컨과의 통신을 통해 각 에어컨의 개별 전력사용량을 모니터링하고, 이를 기초로 하여 분산 제어를 수행하는 에어컨의 중앙제어 시스템에 관한 것이다.

최근 들어 에어컨의 사용이 크게 증가하면서 가정 내의 각 방마다, 또는 건물 내의 사무실마다 에어컨이 설치되고 있다.

이러한 에어컨은 크게 소규모 실내의 공기조화에 적합한 싱글형 에어컨과, 대형 건물에 설치되어 공동 관리가 가능한 멀티에어컨 시스템으로 구분할 수 있는데, 먼저 상기 통상의 에어컨은 실내기(10)가 내실에 설치되고, 상기 실내기(10)와 연결되어 냉매를 순환시키는 실외기(20)가 실외에 설치됨에 따라 각 실마다 독립적으로 개별 제어가 가능하다.

이러한 에어컨은 공동 관리가 불필요한 소규모 건물 등에서 각 실마다 독립적으로 설치/운영되므로, 사용자의 제어명령 입력은 각 실에 설치되어 있는 실내기(10)를 통해 이루어진다.

반면, 멀티에어컨 시스템은 다수개의 실내기(10)가 각 실마다 설치되고, 상기 다수 실내기와 연결되는 소수개의 실외기(20)가 설치된다. 상기 실외기(20)는 연결된 다수 실내기(10)의 상태정보를 모니터링하고, 연결된 다수 실내기(10)를 거쳐 순환되는 냉매의 분배 및 순환을 제어한다.

이러한 멀티에어컨 시스템은 통상의 에어컨보다는 건물 전체의 관리 측면에서 전기 에너지 소비로 인한 비용 부담이 감소되어 경제적인 이점이 있긴 하나, 냉매를 순환하여 공기조화를 수행하는 에어컨의 특성상, 사용 전력량이 타 가전기기에 비해 상당하고, 따라서 이로 인한 관리비용이 상당하다.

이상에서 에어컨의 종류를 개략적으로 살펴보았으나, 본 명세서의 종래/본 발명에 관한 설명에서는 에어컨의 종류에 한정되지 않고 포괄하는 개념으로서의 에어컨으로 통칭하기로 한다.

상기한 바와 같이 에어컨 가동시 소비되는 전력사용량이 상당하고, 이로 인한 비용적 부담이 상당할 뿐만 아니라, 한국전력과 같은 전력공급업체에서 각 건물당 허용하는 최대허용 전력치를 한정하는 것이 대부분인데, 이는 특히 계절/시간대/지역 별로 매우 상이하게 책정된다.

따라서, 통상의 가정 또는 건물에는 도 1에 도시된 바와 같이 적산전력계(30)가 전력인입선과 연결되어 일정기간동안 사용한 가정 또는 건물의 사용 전력량을 측정하는데, 상기 적산전력계(30)에는 상기 최대허용 전력치가 표시되어 있으며, 이 허용값을 초과하면 누진적으로 전기세가 과세되어 전기 관리비용의 상승하게 되는 것은 물론, 퓨즈가 끊어져 가정 또는 건물 내로 인가되는 전력을 자동으로 차단시킨다.

이러한 적산전력계(30)는 보통 kWh(킬로와트시) 단위로 수치 표시되며, 전력회사가 관리하므로 개인이 교환할 수 없도록 봉인되어 있다. 이러한 적산전력계(30)는 건물 내 가전기기의 전체 사용전력량을 측정하는 것이 통상적이나, 에어컨의 가동으로 인해 전력 소비가 상당한 경우 건물 관리자는 상기 적산전력계를 실외기와 연결하여 에어컨 가동만을 위해 사용된 전력량을 측정할 수도 있다.

그러나, 이러한 종래 발명에서는 다수개의 에어컨의 설치된 대형 건물에서 각 실내기(10) 별 사용전력량을 측정할 수 없었으므로 실내기(10) 각각에 대한 사용전력량을 파악할 수 없었고, 따라서 다수 실내기와 공유되는 실외기(20)가 각각의 실내기로 분배하는 전력량을 제어할 수 없었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 건물 내에 설치된 멀티에어컨 시스템에 적산전력계를 연결하여 측정된 사용전력량을 전력표시기가 실내기별로 분리 표시함에 따라 이를 중앙제어기가 판독하여 실내기 각각이 소비한 사용전력량을 실시간으로 디스플레이함은 물론, 실외기의 전력분배기능을 제어할 수 있는 에어컨의 중앙제어 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 의한 에어컨의 중앙제어 시스템은, 공기조화를 위해 건물내 각 실마다 설치되는 다수개의 실내기 및 상기 다수 실내기와 공유되어 냉매의 순환을 제어하는 실외기를 포함하는 멀티에어컨과, 상기 실외기와 연결되어 상기 멀티에어컨 가동시 소비되는 전력사용량을 측정하는 적산전력계와, 상기 적산전력계에서 측정된 전력사용량을 판독하여 각 실내기별 전력사용량을 산출 및 표시하는 전력표시기와, 상기 멀티에어컨 또는 상기 전력표시기와 네트워크망을 통해 연결되어 상기 전력표시기에서 산출된 실내기별 전력사용량에 따라 상기 실외기의 전력분배를 제어하는 중앙제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 에어컨의 중앙제어 시스템의 구성이 도시된 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도면에는 에어컨은 한 대의 실외기에 다수개의 실내기가 연결되는 멀티에어컨 시스템이 도시되었고, 이를 예시로 하여 설명하기로 한다.

멀티에어컨은 한 대의 실외기(200)에 다수개의 실내기(100)를 연결하여 해당 건물의 냉난방 용량을 충족시킬 수 있는 공조설비로서, 다수개의 실내기(100)와 공유되는 실외기(200)는 제어명령에 따라 연결된 실내기의 팽창밸브의 개폐량을 적산하여 실외기(200) 내 압축기의 회전수를 제어하여 적절한 양의 냉매가 순환되도록 한다.

또한 실외기(200)의 운전상태에 따라 실외기의 응축기 팬의 속도를 제어할 수 있으므로 에너지 소비를 최소화할 수 있다. 이를 위해 상기 실외기(200)는 연결된 실내기(100)의 동작 상태를 실시간으로 감지하여야 하므로, 다수 실내기(100)와 직렬 통신으로 연결되어 신호를 송수신한다.

그리고, 상기 실외기(200)는 빌딩 내 관리실 등 한 장소에서 건물 전체의 에어컨 시스템을 중앙 제어할 수 있는 중앙제어기(500)와 이더넷 라인을 통해 연결되므로, 관리자는 상기 중앙제어기(500)를 이용한 중앙제어 또는 각 실내기(100) 또는 실외기(200)를 통해 개별제어가 가능하다. 이를 에어컨의 중앙제어 시스템이라 칭한다.

상기 중앙제어 시스템은 기계실이 따로 필요 없어 초기 투자비용이 중앙공조설비에 비해 30~40%이상 절감되며, 운전비용도 40~50%이상 절감할 수 있을 뿐 아니라 실외기에 따라 난방을 겸할 수 있어 다양한 공기조화 기능을 수행할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 각 실에는 실내기(100)가 설치되며, 상기 실내기(100)는 천장형, 벽걸이형, 입식형 등 그 종류에 구애받지 않으며, 설치되는 실내기(100)의 종류 또는 모델에 따라 상이한 전력사용량을 가질 수 있다. 그리고 실외기(200)는 다수 실내기(100)와 연결되어 제어명령에 따라 냉매의 순환을 제어함으로써 각 실의 공기조화가 이루어지도록 한다.

또한, 상기 실외기(200)는 일정기간동안 에어컨 가동시 소비된 전력사용량을 측정하는 적산전력계(300)와 연결되며, 상기 적산전력계는, 펄스통신을 통해 측정된 전력사용량을 기반으로 각 실내기(100)별 전력사용량을 산출하고 이를 표시하는 전력표시기(400)와 연결된다. 이러한 전력표시기(400)는 연결된 실내기 대수, 실외기 대수, 설계자에 의해 제시된 각각의 소비전력값이 설정되어 있으므로, 이를 기반으로 각 실내기별 전력사용량을 산출 및 측정한다.아울러, 상기 전력표시기(400)는 상기 실외기(200)가 상기 중앙제어기(500)와 연결되는 직렬통신라인(RS-485)과 연결되어 개별 실내기별로 산출된 전력사용량이 상기 중앙제어기(500)로 전송되도록 한다.

특히, 상기 다수 실내기(100)는 종류, 기능, 모델, 설치년도, 사용빈도 등에 따라 가동시 소비되는 전력사용량이 각각 상이하므로, 상기 실외기(200) 또는 상기 중앙제어기(500)는 각 실내기(100)마다 운전가중치를 부가하여 상기 전력표시기(400)에서 보다 정확하게 실내기별 전력사용량이 산출되도록 한다.

상기 중앙제어기(500)는 상기 멀티에어컨과 네트워크망을 통해 연결되어 각 에어컨의 상태를 모니터링하고, 제어를 위한 제어명령을 전송함으로써 각 에어컨의 세부기능을 중앙 제어함은 물론, 상기 전력표시기(400)에서 산출된 실내기(100)별 전력사용량에 따라 상기 실외기(200)의 전력분배기능을 제어한다. 또한 이더넷 통신라인을 통해 상기 멀티에어컨 시스템과 연결되므로, 인터넷망(I)으로의 접속이 가능하다.

이에 따라 관리자는 상기 중앙제어기(500)에서 구동되는 제어프로그램을 통해 상기 전체 에어컨 시스템의 전력사용량 및 실내기(100) 각각의 전력사용량을 실시간으로 모니터링할 수 있다.

여기서, 상기 멀티에어컨은 직렬통신(RS-485)으로 상호 연결되며, 상기 전력표시기(400)와도 직렬통신으로 연결된다. 따라서 이더넷 통신라인과 연결되는 중앙제어기(500)와 상기 멀티에어컨 시스템이 연결되기 위해서는 상이한 통신규격의 신호를 중계하는 브리지(510)가 규격 변환을 수행한다.

이상과 같이 본 발명에 의한 에어컨의 중앙제어 시스템 및 그 동작방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 응용이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 에어컨의 중앙제어 시스템은 에어컨 시스템에서 소비된 사용전력량은 물론, 실내기 각각에서 소비된 사용전력량을 실시간으로 파악할 수 있으므로 보다 정확한 전력사용량의 파악 및 관리가 가능하고, 특히 동작 이상으로 인해 과도하게 전력을 소비하는 실내기의 개별 관리가 가능하다. 그리고 상기 실외기의 전력분배기능을 제어함으로써 효율적이고 경제적인 전력 관리가 이루어질 수 있다.

도 1 은 종래 발명의 에어컨 시스템의 구성도,

도 2 는 본 발명의 멀티에어컨 시스템의 구성도,

도 3 은 본 발명의 중앙제어 시스템의 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 실내기 200: 실외기

300: 적산전력계 400: 전력표시기

500: 중앙제어기 510: 브리지(bridge)

Claims (4)

1. 공기조화를 위해 건물내 각 실마다 설치되는 다수개의 실내기 및 상기 다수 실내기와 공유되어 냉매의 순환을 제어하는 실외기를 포함하는 멀티에어컨과; 상기 실외기와 연결되어 상기 멀티에어컨 가동시 소비되는 전력사용량을 측정하는 적산전력계와; 상기 적산전력계에서 측정된 전력사용량을 판독하여 각 실내기별 전력사용량을 산출 및 표시하는 전력표시기와; 상기 멀티에어컨 또는 상기 전력표시기와 네트워크망을 통해 연결되어 상기 전력표시기에서 산출된 실내기별 전력사용량에 따라 상기 실외기의 전력분배를 제어하는 중앙제어기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전력표시기는 상기 적산전력계에서 측정된 전력사용량 판독을 위해 상기 적산전력계와 펄스통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 전력표시기는 상기 실외기와 RS-485규격의 통신라인으로 연결되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 중앙제어 시스템은 이더넷 규격의 신호를 송수신하는 상기 중앙제어기와 RS-485규격의 신호를 송수신하는 상기 실외기 사이의 신호 규격을 상호 변환함으로써 중계 기능을 수행하는 브리지를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.