KR100529949B1 - 에어컨의 중앙제어 시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수개의 싱글형 에어컨 또는 멀티형 에어컨의 중앙제어를 수행할 수 있는 중앙제어기의 원활한 통신을 위하여 상기 다수 에어컨과 중앙제어기 사이에서 송수신되는 데이터의 규격을 변환처리하는 프로토콜 변환기가 구비되는 에어컨의 중앙제어 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 건물내 구축된 통신라인을 통해 상호 연결된 다수 에어컨과, 상기 다수 에어컨과 네트워크망을 통해 연결되어 각 에어컨의 제어/모니터링을 위한 제어명령이 입력되는 동시에 상기 에어컨의 상태정보를 확인할 수 있는 중앙제어기와, 상기 중앙제어기에서 발령된 제어명령 데이터에 제어타겟이 되는 에어컨의 네트워크주소 데이터를 추가함으로써 데이터의 통신규격을 변환처리하는 프로토콜 변환기를 포함하여 구성됨에 따라, 다수 에어컨의 통합제어가 가능하게 하고, 송수신되는 데이터의 신뢰성이 확보되어 보다 정확한 제어가 이루어질 수 있도록 한다.

Description

에어컨의 중앙제어 시스템 및 그 동작방법{Air conditioner's central controlling system and its operating method}

본 발명은 다수 에어컨을 통합 제어할 수 있는 에어컨의 중앙제어 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 다수 에어컨을 중앙에서 제어할 수 있는 중앙제어기에 착탈 가능하도록 연결되는 프로토콜 변환기가 상기 중앙제어기와 다수 에어컨 사이에서 송수신되는 데이터의 규격을 변환 처리함으로써 원활한 통신이 이루어지도록 하고, 이로써 보다 안정적인 중앙 제어가 이루어질 수 있는 에어컨의 중앙제어 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.

이하, 종래 다수 에어컨 시스템의 제어방법 및 관리방법에 관해 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 건물내 설치되는 에어컨 시스템은 크게 다수개의 싱글형 에어컨으로 구성되는 시스템과 다수개의 멀티형 에어컨으로 연결되는 시스템으로 구분할 수 있다.

싱글형 에어컨이란 실내에 설치되는 실내기와, 상기 실내기를 순환하는 냉매의 흐름을 제어하는 실외기가 1:1 연결되는 것으로서, 이러한 싱글형 에어컨이 각 실마다 배치되어 건물 전체의 공기조화를 수행한다.

멀티형 에어컨은 각 실마다 설치되는 다수 실내기와, 상기 다수 실내기와 공유되어 각 실내기를 순환하는 냉매의 흐름을 제어하는 실외기가 다수:1로 연결되는 것으로서, 이러한 멀티형 에어컨이 각 층마다 배치되어 건물 전체의 공기조화를 수행한다. 이러한 멀티형 에어컨은 하나의 실외기가 다수 실내기를 관할 제어한다는 점에 있어서, 다수개의 싱글형 에어컨이 설치된 에어컨 시스템에 비하여 설치공간의 제약을 받지 않고, 효율적인 에너지 관리가 가능하다는 장점이 있다.

이러한 상기 싱글형 에어컨 또는 멀티형 에어컨이 다수대 설치되는 에어컨 시스템의 관리를 위해서 종래의 경우, 각 실에 배치된 실내기를 통해 제어명령을 개별적으로 입력하고, 상기 제어명령을 전달받은 실외기에 의해 냉매가 순환됨에 따라 냉방 또는 난방(히트펌프식 에어컨의 경우에 한함)이 이루어졌다.

또한, 임의의 에어컨에 동작 이상이 있거나, 보수가 필요한 경우에도 해당 에어컨에 개별적으로 접근하여 관리작업을 수행할 수밖에 없었으므로 전체 건물에 설치된 다수 에어컨을 관리하는데 요구되는 관리인력/관리시간이 상당하였고, 이는 결국 건물의 관리비 상승의 요인이 되었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 각 에어컨의 개별관리 없이 다수 에어컨의 제어 또는 모니터링을 통합적으로 수행할 수 있는 중앙제어기를 도입하고, 상이한 통신규격을 기반으로 하는 상기 중앙제어기와 다수 에어컨 사이의 원활한 통신이 가능하도록 함으로써 중앙제어의 신뢰성을 확보하는 한편, 다수 에어컨의 관리 효율을 크게 향상시킬 수 있는 에어컨의 중앙제어 시스템 및 그 동작방법을 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 에어컨의 중앙제어 시스템의 특징에 따르면, 건물내 구축된 통신라인을 통해 상호 연결된 다수 에어컨과, 상기 다수 에어컨과 네트워크망을 통해 연결되어 각 에어컨의 제어/모니터링을 위한 제어명령이 입력되는 동시에 상기 에어컨의 상태정보를 확인할 수 있는 중앙제어기와, 상기 중앙제어기에서 발령된 제어명령 데이터에 제어타겟이 되는 에어컨의 네트워크주소 데이터를 추가함으로써 데이터의 통신규격을 변환처리하는 프로토콜 변환기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 건물내 구축된 통신라인을 통해 상호 연결되는 다수 에어컨과, 상기 다수 에어컨을 중앙 제어할 수 있는 중앙제어기 사이에 송수신되는 데이터의 규격변환을 처리하는 프로토콜 변환기는 상기 중앙제어기에 의해 통합 제어될 수 있는 다수 에어컨을 탐색하여 각 에어컨의 네트워크 주소정보를 저장하는 제 1 단계와, 특정 에어컨을 제어하기 위한 제어명령 데이터를 상기 중앙제어기로부터 전송받는 제 2 단계와, 제어타겟이 되는 에어컨의 네트워크 주소정보를 추가하여 데이터 규격을 변환처리한 후 해당 에어컨으로 전송하는 제 3 단계와, 상기 에어컨으로부터 네트워크 주소정보 및 상태정보가 내장된 응답데이터를 수신하는 제 4 단계와, 상기 응답데이터의 네트워크 주소정보를 삭제하여 데이터 규격을 변환처리한 후 중앙제어기로 전송하는 제 5 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1 은 본 발명의 에어컨의 중앙제어 시스템을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 프로토콜 변환기의 구성 블록도이다. 이를 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

건물내 다수대의 에어컨은 싱글형 에어컨(100)이 통신라인을 통해 네트워크 연결되어 시스템을 이루는 구조, 또는 멀티형 에어컨(200)이 통신라인을 통해 네트워크 연결되어 시스템을 이루는 구조, 또는 싱글형 에어컨(100) 및 멀티형 에어컨(200)이 동시에 연결되어 시스템을 이루는 구조를 가질 수 있으며, 본 발명의 중앙제어기(300) 및 프로토콜 변환기(400)는 에어컨 시스템의 구조 및 종류에 무관하게 적용될 수 있다.

이러한 다수개의 실내기와 실외기는 RS-485 통신라인을 통해 네트워킹되는데, 이로써 상기 실외기는 자체 연결된 실내기에서 입력된 제어명령에 따라 냉매를 분배하거나 그 흐름을 제어할 수 있다.

여기서, RS-485란 시리얼 전송의 인터페이스 규격의 하나로서 멀티포인트 통신회선을 위한 통신규격이다. RS-485는 낮은 임피던스 구동기와 수신기를 사용함으로써 회선당 노드수를 32개까지 허용하고, 최대 1200m까지 데이터 전송이 가능하다.

도 2의 점선표시는 멀티형 또는 다수 싱글형 에어컨으로 구성되는 단위 시스템을 의미하고, 이러한 단위 시스템은 예를 들어 건물내 각 층마다 설비될 수 있는 것이다. 상기 단위 시스템의 1차적 제어를 위해서 로컬제어기(250)가 연결될 수 있다.

이러한 다수 로컬제어기(250)는 다시 중앙제어기(300)로 통합 연결됨으로써 상기 로컬제어기(250)의 하위에 있는 다수 에어컨을 상기 중앙제어기(300)를 통해 제어 또는 모니터링할 수 있는 것이다. 상기 로컬제어기(250)가 구비되지 않는 경우, 상기 중앙제어기(300)는 각 단위 시스템의 실외기(멀티형 에어컨 시스템인 경우) 또는 실내기(싱글형 에어컨 시스템인 경우)에 각각 연결되어 중앙제어 기능을 수행한다.

상기 중앙제어기(300)는 기본적으로 관리자의 제어명령이 입력되는 입력부(미도시)와, 각 에어컨의 상태를 모니터링할 수 있도록 상태정보를 디스플레이하는 화면표시부(미도시)를 포함하여 구성되며, 이러한 제어기능을 위한 제어 프로그램을 구동하고, 제어 프로그램의 조작에 따라 신호 처리를 담당하는 데이터 처리부(미도시)를 포함한다.

이러한 상기 중앙제어기(300)는 이더넷 통신규격(TCP/IP)을 기반으로 한다. 즉, RS-485통신라인을 통해 연결되는 다수 에어컨과의 신호 송수신을 위해서 통신규격의 상호 변환이 필요하며 이는 프로토콜 변환기(400)에 의해 수행된다.

상기 프로토콜 변환기(400)는 상기 중앙제어기(300)에 시리얼 연결(RS-232)됨에 따라, 상기 중앙제어기(300)에서 발령하는 제어명령 데이터가 해당 에어컨으로 전송될 수 있도록 데이터의 규격을 변환처리한다.

도 2는 프로토콜 변환기(400)의 구성에 관한 블록도로서, 이를 참조하여 본 발명의 프로토콜 변환기의 기능을 살펴보면 다음과 같다.

프로토콜 변환기(400)는 중앙제어기(300)와 로컬제어기(250) 사이에 위치하거나, 상기 로컬제어기(250)가 없는 에어컨 시스템의 경우 중앙제어기(300)와 실외기 사이에 위치하여, 상호 송수신되는 데이터의 통신규격을 변환하는 기능을 수행한다.

만약, 중앙제어기(300)에서 특정 실내기에 관한 제어명령이 입력되면, 상기 중앙제어기에서 발령된 제어명령 데이터(이를 데이터 2 한다)를 수신한 데이터변환 처리부(410)는 현재 네트워크망을 통해 연결된 다수 에어컨 중 제어타겟이 되는 실내기의 네트워크 주소에 관한 정보를 상기 데이터 2에 추가함으로써 데이터를 변환한다.

이때, 주소 선택부(420)는 상기 실내기의 네트워크 주소 및 상기 실내기와 연결되는 실외기의 네트워크 주소를 탐색하여 저장하고, 이를 데이터변환 처리부(410)로 전달하는 기능을 수행한다.

따라서, 데이터변환 처리부(410)를 통과한 데이터(이를 데이터 1라 한다)는

[ 네트워크주소 필드 | 제어명령데이터 필드 ] 의 구조를 가진다.

이때 각 실내기 및 실외기의 네트워크 주소는 딥 스위치(DIP SWITCH) 등의 조작으로 생산자 또는 사용자에 의해 설정되는 것이다.

이와 같이 데이터 변환이 처리된 데이터 1은 통신변환 처리부(430)에서 RS-485 통신규격으로 변환된 후 네트워크망을 통해 해당 실내기로 전송된다.

도 2와 같이 구성되는 프로토콜 변환기(400)의 데이터변환 처리부(410)에 구현된 로직을 도 3의 순서도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 중앙제어기 -> 에어컨으로의 제어명령이 전송되는 경우를 예를 든다.

프로토콜 변환기의 메모리/변수 등이 초기화된다. (S1)

네트워크망을 통해 연결되는 다수 에어컨 중 상기 제어명령의 타겟이 되는 에어컨의 네트워크 주소를 탐색하여, 이를 저장한다.(S2)

상기 중앙제어기에서 발령된 제어명령 데이터(데이터 2)가 수신되면(S3), 상기 제어명령 데이터를 판독하여 체크썸을 비교한다(S4). 상기 제어명령 데이터에 이상이 없다고 판단되면 해당 에어컨의 네트워크 주소 필드를 상기 제어명령 데이터(데이터 2)에 추가 저장하여 데이터 1의 포맷으로 변환 처리한다.(S5)

변환된 데이터를 해당 에어컨으로 전송하고(S6), 통신대기한다(S7).

또한, 에어컨 -> 중앙제어기로 데이터가 전송되는 경우를 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

프로토콜 변환기의 메모리/변수 등이 초기화된다(L1).

특정 에어컨에서 발령된 데이터 1을 수신하여 이를 판독한다(L2). 상기 데이터 1은 상기 제어명령 데이터에 따라 동작 제어된 에어컨의 동작결과를 통보하기 위한 응답데이터이며,

[ 네트워크주소 필드 | 상태정보데이터 필드 ]의 구조를 가진다.

상기 데이터 1의 체크썸을 확인한 후 정상적인 데이터로 판정되면(L3), 상기 데이터 1의 헤드를 이루는 네트워크 주소가 상기 제어명령 데이터 전송시 저장된 네트워크주소 필드와 동일한 지를 비교한다(L4).

동일하다고 판단되면, 제어타겟인 에어컨으로부터의 응답이므로 상기 데이터 1의 포맷을 데이터 2의 포맷으로 변환한 후 상기 중앙제어기로 전송한다.(L5,L6) 이때, 상기 데이터 2는 [ 상태정보데이터 필드 ]의 구조를 가진다. 이후, 통신대기한다(L7).

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 시스템 및 그 동작방법은 RS-485 통신라인으로 연결된 다수 에어컨을 중앙 제어할 수 있는 중앙제어기와 다수 에어컨 사이에 프로토콜 변환기가 추가되어 상호 송수신되는 데이터의 규격변환 처리를 수행함으로써 다수 에어컨과의 원활한 통신이 이루어지도록 하고, 중앙제어기의 공용성 증대로 관리 효율성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명의 에어컨의 중앙제어 시스템이 도시된 도,

도 2 는 본 발명의 에어컨의 프로토콜 변환기의 구성이 도시된 블록도,

도 3 은 본 발명의 프로토콜 변환기의 데이터 변환처리의 흐름이 도시된 순서도(중앙제어기->에어컨),

도 4 는 본 발명의 프로토콜 변환기의 데이터 변환처리의 흐름이 도시된 순서도(에어컨->중앙제어기)이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 싱글형 에어컨 200: 멀티형 에어컨

300: 중앙제어기 400: 프로토콜 변환기

410: 데이터변환 처리부 420: 주소 선택부

430: 통신변환처리부

Claims (8)

1. 건물내 구축된 통신라인을 통해 상호 연결된 다수 에어컨과; 상기 다수 에어컨과 네트워크망을 통해 연결되어 각 에어컨의 제어/모니터링을 위한 제어명령이 입력되는 동시에 상기 에어컨의 상태정보를 확인할 수 있는 중앙제어기와; 상기 중앙제어기에서 발령된 제어명령 데이터에 제어타겟이 되는 에어컨의 네트워크주소 데이터를 추가함으로써 데이터의 통신규격을 변환처리하는 프로토콜 변환기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프로토콜 변환기는 상기 중앙제어기의 네트워크 연결/해제 상태에 따라 착탈 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어컨은 실내에 배치되는 실내기 및 상기 실내기와 일대일 연결되어 상기 실내기를 순환하는 냉매의 흐름을 제어하는 실외기로 구성되는 싱글형 에어컨인 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어컨은 각 실(room)마다 배치되는 다수 실내기 및 상기 다수 실내기와 공유되어 각 실내기를 순환하는 냉매의 흐름을 제어하는 소수 실외기로 구성되는 멀티형 에어컨인 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 프로토콜 변환기는 상기 중앙제어기와 시리얼 연결되어 상기 중앙제어기와 상기 다수 에어컨 사이에 송수신되는 데이터를 중계하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 프로토콜 변환기는 상기 중앙제어기로부터 전송되는 제어명령 데이터에 제어타겟이 되는 에어컨의 네트워크 주소정보를 추가하고, 상기 에어컨으로부터 전송되는 응답 데이터에서 상기 네트워크 주소정보를 삭제함으로써 데이터를 변환하는 데이터변환 처리부와; 상기 데이터변환 처리부와 다수 에어컨과 연결된 통신라인 사이에 송수신되는 데이터의 통신규격을 상호 변환처리하는 통신변환 처리부와; 상기 중앙제어기에 제어되는 다수 에어컨의 네트워크 주소정보를 저장함으로써 제어타겟이 되는 에어컨의 네트워크 주소를 판독하여 상기 데이터변환 처리부로 전달하는 주소선택부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
7. 건물내 구축된 통신라인을 통해 상호 연결되는 다수 에어컨과, 상기 다수 에어컨을 중앙 제어할 수 있는 중앙제어기 사이에 송수신되는 데이터의 규격변환을 처리하는 프로토콜 변환기에 있어서,

   상기 프로토콜 변환기는 상기 중앙제어기에 의해 통합 제어될 수 있는 다수 에어컨을 탐색하여 각 에어컨의 네트워크 주소정보를 저장하는 제 1 단계와; 특정 에어컨을 제어하기 위한 제어명령 데이터를 상기 중앙제어기로부터 전송받는 제 2 단계와; 제어타겟이 되는 에어컨의 네트워크 주소정보를 추가하여 데이터 규격을 변환처리한 후 해당 에어컨으로 전송하는 제 3 단계와; 상기 에어컨으로부터 네트워크 주소정보 및 상태정보가 내장된 응답데이터를 수신하는 제 4 단계와; 상기 응답데이터의 네트워크 주소정보를 삭제하여 데이터 규격을 변환처리한 후 중앙제어기로 전송하는 제 5 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템의 동작방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제 2 단계 및 제 4 단계는 전달받은 제어명령 데이터 또는 응답데이터의 체크썸(check sum)을 계산하여 오류판정을 수행하는 과정이 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템의 동작방법.