KR100677881B1 - 멀티 에어컨 시스템의 운전제어장치 및 운전제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티 에어컨 시스템의 운전제어장치 및 운전제어방법에 관한 것으로, 복수의 실내기 및 실외기와, 수용가의 전체 소비전력을 측정하는 전력계와, 상기 소비전력이 경보레벨에 도달하면 경보를 발생시키는 경보기와, 상기 경보가 발생하면 상기 복수의 실내기가 설치된 각 지점의 열부하 크기에 따라 상기 복수의 실내기를 우선순위가 다른 여러 그룹으로 나누고, 상기 우선순위가 낮은 그룹일수록 해당 그룹에 소속된 실내기의 운전시간이 작도록 제어하는 중앙제어장치를 포함한다.

Description

멀티 에어컨 시스템의 운전제어장치 및 운전제어방법{A drive control apparatus and method of multi-air conditioning system}

도1은 여러 요인에 의해 각 실내기가 위치하는 지점별로 다른 열부하를 가지는 실내공간을 예시한 도면이다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 에어컨 시스템의 운전제어장치를 도시한 블록도이다.

도3은 각 그룹별로 다르게 설정된 운전시간 및 운전정지시간을 나타내는 도면이다.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 에어컨 시스템의 운전제어방법을 도시한 흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

10:전력계 11:경보기

12;중앙제어장치 13:실외기

14:실외기 제어부 15:실내기

16:실내온도센서 17:실내기 제어부

본 발명은 멀티 에어컨 시스템의 운전제어장치 및 운전제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수용가의 소비전력량이 계약전력량을 초과할 위험이 있으면 멀티 에어컨 시스템의 운전을 제한하여 소비전력량이 계약전력량을 넘지 않도록 하는 멀티 에어컨 시스템의 운전제어장치 및 운전제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 대전력을 소비하는 수용가는 전기공급회사인 한국전력으로부터 계약전력을 공급받아 각종 설비들을 가동시킨다. 이 때 한국전력은 주계량기를 원격검침하여 각 수용가의 소비전력량을 파악하는데 전기사용량이 급증하는 계절(예를 들면 6월 내지 8월)에 15분 평균 소비전력량이 계약전력량을 초과할 경우 할증요금을 부과하고 있다. 이와 같이 여름철에 전기사용량이 급증하는 이유는 대부분의 건물에서 냉방을 위해 에어컨을 가동하기 때문이며, 특히 멀티 에어컨 시스템이 설치되는 대형건물의 경우 소비전력의 상당부분이 에어컨의 가동에 사용된다.

따라서 수용가에서 사용되는 소비전력량이 계약전력량을 초과할 가능성이 있으면 멀티 에어컨 시스템의 가동을 일부 제한하여 소비전력량을 계약전력량 이하로 유지하는 기술이 종래에 제시되었는데, 그 일례가 일본공개특허 특개2002-139238호이다. 발신기 부착 전력량계와, 디멘드 제어장치와, 복수의 공기조화기를 포함하는 일본공개특허 2002-139238호에서는 발신기 부착 전력량계에서 전송된 펄스신호를 적산하여 사용전력량을 산출하고, 단위시간당 전력량으로부터 예측 전력량을 연산 하고, 예측 전력량이 디멘드 계약 전력량을 초과할 것으로 예측되면 복수의 공기조화기를 순차적으로 정지시켜 사용전력량이 계약전력량을 넘지 않도록 하였다.

그러나 이러한 종래의 멀티 에이컨 시스템의 전력제어방식은 사용전력량의 제한을 위해 실내기의 운전을 무조건 순차적으로 정지시켜 공조공간에서 특정지점의 온도가 다른 지점에 비해 지나치게 높아지는 문제점이 있었다. 예를 들어 도1에 도시한 바와 같이 직사광선이 투과하여 다른 공간보다 온도가 쉽게 상승하는 유리창 주위에 설치된 멀티 에어컨 시스템의 실내기(A)도 소비전력을 줄이기 위해 다른 지점에 설치된 실내기와 동일한 시간동안 운전을 정지시켜 유리창 주위의 온도가 지나치게 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 사용전력을 줄이기 위한 멀티 에어컨 시스템의 운전제한시에 각 실내기가 설치된 지점의 열부하에 따라 운전제한정도를 다르게 하는 멀티 에어컨 시스템의 운전제어장치 및 운전제어방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 적어도 하나의 실외기에 연결되는 복수의 실내기와, 수용가의 전체 소비전력을 측정하는 전력계와, 소비전력이 경보레벨에 도달하면 경보를 발생시키는 경보기와, 경보가 발생하면 복수의 실내기 각각이 설치된 지점마다의 열부하 크기에 따라 복수의 실내기를 우선순위가 다른 복수의 그룹으로 나누고, 복수의 그룹 가운데 우선순위가 낮은 그룹일수록 해당 그룹에 소속된 실내기의 운전시간이 작도록 제어하는 중앙제어장치를 포함한다.

또한 상기 중앙제어장치는 상기 열부하가 큰 지점에 설치된 실내기로 이루어진 그룹일수록 상기 우선순위를 높게 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 복수의 실내기에는 각 실내기가 설치된 지점의 온도를 측정하는 실내온도센서가 장착되며, 상기 중앙제어장치는 상기 실내온도센서 및 각 실내기의 운전정보를 이용하여 상기 복수의 실내기가 설치된 각 지점의 온도가 1℃변하는데 걸린 실내기의 평균운전시간을 연산하고 상기 평균운전시간이 길수록 상기 열부하가 큰 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 경보레벨은 복수의 레벨로 설정되며, 상기 중앙제어장치는 경보기에서 전달된 경보레벨이 낮으면 각 그룹별로 다르게 설정된 운전시간 동안 상기 복수의 실내기를 운전시키고, 상기 경보레벨이 높으면 낮은 우선순위의 그룹에 소속된 실내기들부터 운전을 정지시키는 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티 에어컨 시스템의 운전 제어 방법은 복수의 실내기를 구비하는 멀티 에어컨 시스템의 운전 제어 방법에 있어서, 수용가의 전체 소비전력을 측정하다가 소비전력이 경보레벨에 도달하면 경보를 발생시키고, 경보가 발생하면 복수의 실내기 각각이 설치된 지점마다의 열부하 크기에 따라 복수의 실내기를 우선순위가 다른 복수의 그룹으로 나누고, 복수의 그룹 가운데 우선순위가 낮은 그룹일수록 해당 그룹에 소속된 실내기의 운전시간이 작도록 제어한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다. 본 발명의 일실시예에 따른 멀티에어컨 시스템의 운전제어장치는 실외기(13) 및 실외기(13)에 연결된 복수의 실내기(15)와, 수용가에서 소비하는 소비 전력을 검지하는 전력계(10)와, 소비전력이 경보레벨에 도달하면 경보를 발생시키는 경보기(11)와, 경보가 발생하면 멀티 에어컨 시스템의 운전을 제한하여 소비전력을 줄이는 중앙제어장치(12)를 포함한다. 수용가는 실외기(13) 및 복수의 실내기(15)외에 기타 부하(17)로 이루어져 있다.

실외기(13)의 제어부(14) 및 각 실내기(15)의 제어부(17)는 서로 데이터 통신을 하고, 각 실내기(15)에는 실내온도센서(16)가 마련되어 각 실내기(15)가 설치된 지점의 실내온도를 측정한다.

경보기(11)에서 발생되는 경보레벨은 소비전력이 계약전력에 도달한 정도에 따라 여러 단계로 설정함이 바람직하다. 예를 들어 소비전력이 계약전력의 85%에 도달하면 경보레벨1, 소비전력이 계약전력의 90%에 도달하면 경보레벨2, 소비전력이 계약전력의 95%에 도달하면 경보레벨3의 경보가 발생되도록 설정한다.

중앙제어장치(12)는 주기적으로 실외기(13)와 데이터 통신을 하여 멀티 에어컨 시스템의 운전데이터(예를 들면 실외기(13) 및 각 실내기(15)의 운전여부, 운전세기 등)를 파악한다. 그리고 경보기(11)에서 경보가 발생되면 각 실내기(15)의 열부하에 따라 복수의 실내기(15)를 여러개의 그룹으로 나눈다. 이 때 열부하는 각 실내기(15)가 설치된 지점의 온도가 1℃ 변하는데 걸린 실내기의 평균운전시간을 연산하여 구할 수 있다. 즉, 중앙제어장치(12)는 실외기(13)와 데이터 통신을 하여 전달받은 운전데이터 및 실내온도센서(16)의 측정값에서 실내기(15)의 운전시간 및 이 시간 동안의 실내온도 변화량을 파악하고, 실내기(15)의 운전시간을 실내온도 변화량으로 나누어 얻은 값에서 각 실내기(15)가 설치된 지점의 열부하 크기를 알 수 있다.

예를 들어 A실내기가 20분 운전되는 동안 A실내기가 설치된 지점의 실내온도가 5℃ 하강하고, B실내기가 30분 운전되는 동안 B실내기가 설치된 지점의 실내온도가 6℃하강하였다면, A실내기가 설치된 지점의 실내온도가 1℃하강하는 데는 4분이 소요되고 B실내기가 설치된 지점의 실내온도가 1℃하강하는 데는 5분이 소요되었으므로 B실내기가 설치된 지점의 열부하가 A실내기가 설치된 지점의 열부하 보다 큼을 알 수 있다.

위와 같은 방법으로 열부하의 크기가 연산되면 열부하의 크기에 따라 복수의 실내기(15)를 여러 그룹으로 나눈다. 그리고 각 그룹에 소속된 실내기의 운전시간 및 운전정지시간을 설정한다. 이 때 열부하가 큰 지점에 설치된 실내기로 이루어진 그룹은 도3과 같이 열부하가 작은 지점에 설치된 실내기로 이루어진 그룹 보다 높은 우선순위를 주어 상대적으로 운전시간을 길게 한다. 도3에서 우선순위는 그룹1>그룹2>그룹3이며, 우선순위가 높은 그룹1의 운전시간이 그룹2 및 그룹3에 비해 길게 설정된 것을 알 수 있다.

이와 같이 열부하가 큰 지점에 설치된 실내기로 이루어진 그룹의 운전시간을 상대적으로 길게 하는 것은 이 그룹에 소속된 실내기들이 설치된 지점은 같은 세기로 냉기를 공급하더라도 다른 그룹에 소속된 실내기가 설치된 지점보다 열유입량이 많아 온도를 낮추기 어렵기 때문이다.

한편, 도3에서 표시된 각 그룹의 운전시간 및 운전정지시간은 경보레벨이 낮을 때 적용되며, 경보레벨이 높아지면 우선순위가 낮은 그룹에 소속된 실내기들부 터 순차적으로 운전을 정지시킬 수도 있다. 즉, 경보레벨이 낮을 때는 각 실내기의 운전시간을 조금씩 제한하는 방식이지만 경보레벨이 높아지면 우선순위가 낮은 그룹에 소속된 실내기들의 운전을 계속해서 정지시켜 소비전력을 줄인다.

도4를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 멀티 에어컨 시스템의 운전제어방법을 설명한다. 복수의 실내기가 운전되고 있는 동안(20) 중앙제어장치(12)는 실외기(13)와 데이터 통신을 하여 각 실내기(15)가 설치된 지점의 온도를 주기적으로 파악한다(22). 전력계(10)는 수용가에서 소비하는 소비전력을 실시간으로 계측하고, 경보기(11)는 전력계(10)에서 측정되는 소비전력이 경보레벨에 도달하면 경보를 발생시킨다(24).

중앙제어장치(12)는 경보기(11)에서 경보가 발생했는지 판단하여(26) 경보가 발생했으면 전술한 방법으로 각 실내기(15)가 설치된 지점의 열부하를 연산하여 열부하의 크기에 따라 복수의 실내기(15)를 여러 그룹으로 나눈다(28). 그리고, 우선순위에 따라 각 그룹의 운전시간 및 운전정지시간을 다르게 설정하고, 설정된 대로 운전되도록 실외기(13)에 각 실내기(15)의 운전명령 또는 운전정지명령을 전달한다. 그러면 실외기(13)는 중앙제어장치(12)에서 전달된 제어명령대로 각 실내기(15)를 운전시키거나 운전정지시킨다. 이처럼 소비전력량이 계약전력량을 넘을 위험이 있으면 실내기의 운전을 일부 제한하여 수용가 전체의 소비전력량이 감소되도록 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 수용가의 소비전력을 줄이기 위해 멀티 에어컨 시스템의 운전을 제한할 때 각 실내기가 설치된 지점의 열부하를 고려하여 실내기의 운전을 제한하므로 소비전력량이 계약전력량을 넘지 않게 하면서도 실내공간이 고르게 냉방되도록 할 수 있다.

Claims (5)

1. 적어도 하나의 실외기에 연결되는 복수의 실내기와,

   수용가의 전체 소비전력을 측정하는 전력계와,

   상기 소비전력이 경보레벨에 도달하면 경보를 발생시키는 경보기와,

   상기 경보가 발생하면 상기 복수의 실내기 각각이 설치된 지점마다의 열부하 크기에 따라 상기 복수의 실내기를 우선순위가 다른 복수의 그룹으로 나누고, 상기 복수의 그룹 가운데 우선순위가 낮은 그룹일수록 해당 그룹에 소속된 실내기의 운전시간이 작도록 제어하는 중앙제어장치를 포함하는 멀티 에어컨 시스템의 운전제어장치
2. 제1항에 있어서,

   상기 중앙제어장치는 상기 열부하가 큰 지점에 설치된 실내기로 이루어진 그룹일수록 상기 우선순위를 높게 설정하는 것을 특징으로 하는 멀티 에어컨 시스템의 운전제어장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 복수의 실내기에는 각 실내기가 설치된 지점의 온도를 측정하는 실내온도센서가 장착되며, 상기 중앙제어장치는 상기 실내온도센서 및 각 실내기의 운전정보를 이용하여 상기 복수의 실내기가 설치된 각 지점의 온도가 1℃변하는데 걸린 실내기의 평균운전시간을 연산하고 상기 평균운전시간이 길수록 상기 열부하가 큰 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 멀티 에어컨 시스템의 운전제어장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 경보레벨은 복수의 레벨로 설정되며, 상기 중앙제어장치는 경보기에서 전달된 경보레벨이 낮으면 각 그룹별로 다르게 설정된 운전시간 동안 상기 복수의 실내기를 운전시키고, 상기 경보레벨이 높으면 낮은 우선순위의 그룹에 소속된 실내기들부터 운전을 정지시키는 것을 특징으로 하는 멀티 에어컨 시스템의 운전제어장치.
5. 복수의 실내기를 구비하는 멀티 에어컨 시스템의 운전 제어 방법에 있어서,

   수용가의 전체 소비전력을 측정하다가 상기 소비전력이 경보레벨에 도달하면 경보를 발생시키고,

   상기 경보가 발생하면 상기 복수의 실내기 각각이 설치된 지점마다의 열부하 크기에 따라 상기 복수의 실내기를 우선순위가 다른 복수의 그룹으로 나누고,

   상기 복수의 그룹 가운데 우선순위가 낮은 그룹일수록 해당 그룹에 소속된 실내기의 운전시간이 작도록 제어하는 멀티 에어컨 시스템의 운전제어방법.

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