KR100732417B1 - 공기 조화기 및 그 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

공기 조화기 및 그 제어 방법을 개시한다. 본 발명에 따른 공기 조화기 및 그 제어 방법은 실내 공간의 각 위치별 온도에 따라 각각의 토출구에서 토출되는 냉기(또는 열기)의 양을 달리하여 빠른 시간에 실내 공간의 전체 온도가 균일해지도록 하는데 그 목적이 있다. 이와 같은 목적의 본 발명에 따른 공기 조화기는, 서로 다른 토출 방향을 갖는 적어도 두 개의 토출구와 적어도 두 개의 토출구 각각을 통해 냉기 또는 열기를 토출시키기 위한 적어도 두 개의 팬을 구비하여 천장에 설치되는 실내기와; 실내기가 설치되는 실내 공간에서 적어도 두 개의 토출구 각각을 통해 토출되는 냉기 또는 열기가 미치는 영역의 상대적으로 먼 곳에 각각 설치되는 적어도 두 개의 온도 센서와; 적어도 두 개의 온도 센서를 통해 검출한 각 위치의 온도가 서로 다를 때 각 위치의 온도가 균일해지도록 적어도 두 개의 팬의 회전 속도를 가변 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

공기 조화기 및 그 제어 방법{AIR CONDITIONER AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기 조화기의 실내기를 나타낸 도면.
도 2는 도 1에 나타낸 실내기의 설치 상태를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 계통을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 방법을 나타낸 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
13a, 13b : 제 1 및 제 2 토출구
202a, 202b : 제 1 및 제 2 횡류 팬
204a, 204b : 제 1 및 제 2 온도 센서
206 : 실내 공간
본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로, 특히 천정에 설치하여 적어도 두 개의 토출구를 통해 냉기 또는 열기를 실내에 공급하도록 이루어지는 공기 조화기 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기 조화기는 일정한 공간을 인간이 활동하기에 알맞은 온도, 습도, 기류 분포로 조절하는 장치인데 실내 공기가 가지고 있는 열을 흡수하여 외부에 배출하는 냉방 장치 또는 실외의 열을 흡수하여 실내에 방열하는 난방 장치로 사용될 수 있다.
공기 조화기는 여러 가지 모델이 있으며, 이 가운데 천장형 공기 조화기는 공기 조화를 실시하고자 하는 실내의 천장 위에 매립 공간을 마련하고, 여기에 실내기를 매립하여 운전함으로서 냉기 또는 열기가 천장에서 아래쪽 실내 공간으로 토출되도록 이루어진다. 이와 같은 천장형 공기 조화기에는 보통 두 개 이상의 토출구가 마련되며, 각각의 토출구를 통해 냉기(또는 열기)가 아래쪽 실내 공간으로 토출되어 실내 공간의 냉방(또는 난방)을 실시한다.
이와 같은 천장형 공기 조화기를 설치하여 운용함에 있어서, 실내 공간 내의 위치에 따라 온도가 더 높거나 더 낮은 경우가 발생할 수 있다. 즉 실내 공간의 어느 쪽은 사람들이 많이 모여 있어 그 체온에 의해 그 온도가 더 높을 수 있고, 이와 달리 다른 쪽의 온도는 상대적으로 낮을 수 있다.
만약 이와 같은 경우에 각각의 토출구를 통해 토출되는 냉기(또는 열기)의 양이 동일하다면 실내 공간의 위치 별 온도 불균형은 더 심화될 것이고, 실내 공간의 각 위치별 온도가 평준화되기 우해서는 상당한 시간이 요구되어 자칫 불필요한 공기 조화기의 구동에 따른 에너지의 낭비가 초래될 수 있다.
본 발명에 따른 공기 조화기 및 그 제어 방법은 실내 공간의 각 위치별 온도에 따라 각각의 토출구에서 토출되는 냉기(또는 열기)의 양을 달리하여 빠른 시간에 실내 공간의 전체 온도가 균일해지도록 하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적의 본 발명에 따른 공기 조화기는, 서로 다른 토출 방향을 갖는 적어도 두 개의 토출구와 적어도 두 개의 토출구 각각을 통해 냉기 또는 열기를 토출시키기 위한 적어도 두 개의 팬을 구비하여 천장에 설치되는 실내기와; 실내기가 설치되는 실내 공간에서 적어도 두 개의 토출구 각각을 통해 토출되는 냉기 또는 열기가 미치는 영역 중에서 상기 실내기가 설치된 위치로부터 상대적으로 먼 곳에 각각 설치되는 적어도 두 개의 온도 센서와; 적어도 두 개의 온도 센서를 통해 검출한 각 위치의 온도가 서로 다를 때 각 위치의 온도가 균일해지도록 적어도 두 개의 팬의 회전 속도를 가변 제어하는 제어부를 포함한다.
상술한 목적에 따른 공기 조화기의 제어 방법은, 서로 다른 토출 방향을 갖는 적어도 두 개의 토출구와 적어도 두 개의 토출구 각각을 통해 냉기 또는 열기를 토출시키기 위한 적어도 두 개의 팬을 구비하여 천장에 설치되는 실내기를 구비하는 공기 조화기의 제어 방법에 있어서, 실내기가 설치되는 실내 공간에서, 적어도 두 개의 토출구 각각을 통해 토출되는 냉기 또는 열기가 미치는 영역 중에서 실내기가 설치된 위치로부터 상대적으로 먼 곳의 온도를 검출하고; 적어도 두 개의 온도 센서를 통해 검출한 각 위치의 온도가 서로 다를 때 각 위치의 온도가 균일해지도록 적어도 두 개의 팬의 회전 속도를 가변 제어한다.
삭제
또한 냉방 모드일 때 실내 공간의 적어도 두 곳 가운데 상대적으로 온도가 더 높은 곳을 향하는 토출구로 더 많은 냉기가 토출되도록 적어도 두 개의 팬 각각의 회전 속도를 다르게 제어한다.
또한, 난방 모드일 때 실내 공간의 적어도 두 곳 가운데 상대적으로 온도가 더 낮은 곳을 향하는 토출구로 더 많은 열기가 토출되도록 적어도 두 개의 팬 각각의 회전 속도를 다르게 제어한다.
이와 같이 이루어지는 본 발명의 바람직한 실시예를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 먼저 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기 조화기의 실내기를 나타낸 도면이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 천장형 공기 조화기의 실내기는 내부에 각종 장치들을 포함하고 설치 시 천장에 삽입되는 부분인 본체 케이스(10)를 구비한다. 본체 케이스(10)의 일면에는 본체 케이스(10)가 천장에 삽입되었을 때 천장의 개구부를 덮기 위한 천장 패널(11)이 결합된다. 천장 패널(11)의 중앙에는 실내 공기를 흡입하기 위한 그릴 형태의 흡입구(14)가 마련되고, 이 흡입구(14)의 바깥쪽에는 냉기(또는 열기)를 토출하기 위한 좁고 긴 모양의 토출구(13) 두 개가 양 방향으로 형성된다. 토출구(13)에는 토출되는 냉기(또는 열기)의 양이나 방향을 조절하기 위한 블레이드(12a, 12b)가 설치된다.
도 2는 도 1에 나타낸 실내기의 설치 상태를 나타낸 도면이다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 본체 케이스(10)의 내부에는 실내 공간(206)의 공기를 순환시키기 위한 제 1 및 제 2 횡류 팬(202a, 202b) 각각에는 제 1 및 제 2 횡류 팬(202a, 202b)을 회전시키기 위한 두 개의 모터(208a, 208b)가 각각 설치된다. 그리고 제 1 및 제 2 횡류 팬(202a, 202b)의 사이에는 제 1 및 제 2 횡류 팬(202a, 202b)의 회전에 의해 본체 케이스(10) 내부로 흡입되는 실내 공기와 냉매 사이에 열 교환이 이루어지도록 두 개의 열 교환기(210a, 210b)가 설치된다.
이와 같은 천장형 공기 조화기의 실내기가 천장 내에 매립 설치되며, 이 실내기가 설치된 실내 공간의 서로 다른 두 위치에 제 1 및 제 2 온도 센서(204a, 204b)가 설치된다. 제 1 및 제 2 온도 센서(204a, 204b)는, 실내 공간의 서로 다른 두 곳의 온도 차를 감지할 수 있도록 설치하되, 그 각각의 설치 위치가 실내기의 두 토출구(13a, 13b)가 향하는 방향의 양 끝 쪽이 되도록 하는 것이 바람직하다.
예를 들면 그 평면이 직사각형인 실내 공간의 경우에는 직사각형의 긴 변의 양 끝에 해당되는 위치에 제 1 및 제 2 온도 센서(204a, 204b)를 설치하고, 실내기는 그 제 1 및 제 2 토출구(13a, 13b) 역시 각각 그 양 끝을 향하도록 설치하는 것이 바람직하다. 제 1 및 제 2 온도 센서(204a, 204b)는 천장형 공기 조화기의 제어부(도 3 참조)에 통신 가능하도록 연결되며, 각 설치된 위치의 공기의 온도를 검출하여 그 값을 제어부에 제공한다. 참고로, 도 2에서 제 1 온도 센서(204a)와 제 2 온도 센서(204b)가 설치된 위치를 편의상 각각 제 1 위치와 제 2 위치라 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 계통을 나타낸 도면이다. 도 3에서 제어부(302)는 천장형 공기 조화기의 동작 전반을 제어하는데, 이 제어부(302)의 입력 측에는 사용자로부터 설정 값을 입력받기 위한 입력부(304)와 도 2에서 언급한 제 1 및 제 2 온도 센서(204a, 204b)가 전기적으로 연결되며, 출력 측에는 구동부(310)가 연결되는데, 이 구동부(310)는 압축기(312)와 도 2에 나타낸 제 1 및 제 2 횡류 팬(202a, 202b)을 구동한다.
제어부(302)는 제 1 및 제 2 온도 센서(204a, 204b) 각각을 통해 검출되는 제 1 및 제 2 위치의 온도를 확인하고, 각 위치의 온도에 대응하도록 제 1 및 제 2 횡류 팬(202a, 202b) 각각의 회전 속도를 제어한다. 즉, 냉방 모드를 예로 들면, 제 1 위치의 온도가 더 높고 제 2 위치의 온도가 상대적으로 더 낮을 때, 온도가 높은 제 1 위치를 향하는 토출구의 횡류 팬의 회전 속도를 높여 더 많은 냉기를 공급함으로써 제 1 위치의 온도를 빠르게 떨어뜨리고, 온도가 낮은 제 2 위치를 향하는 토출구의 횡류 팬의 회전 속도를 낮추어 상대적으로 더 적은 양의 냉기를 공급함으로써 제 2 위치의 온도를 제 1 위치보다는 상대적으로 더 느리게 떨어뜨린다.
이와 같은 제어부(302)의 제어 동작을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 제어 방법을 나타낸 도면이다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 냉방 모드를 수행하기 위해 압축기(312)를 구동하고(412), 제 1 및 제 2 온도 센서(204a, 204b)를 통해 제 1 및 제 2 위치의 온도를 검출한다(404).
만약 제 1 위치의 온도가 제 2 위치의 온도보다 높으면, 제 1 횡류 팬(202a)의 회전 속도 즉 제 1 RPM을 제 2 횡류 팬(202b)의 회전 속도 즉 제 2 RPM보다 증가시켜서 제 1 토출구(13a)를 통해 토출되는 냉기의 양이 제 2 토출구(13b)를 통해 토출되는 냉기의 양보다 많게 한다(406). 이 때 제 1 RPM과 제 2 RPM의 차는 제 1 위치와 제 2 위치 사이의 온도 차에 비례하도록 하는 것이 바람직하다.
만약, 제 1 위치의 온도와 제 2 위치의 온도가 서로 동일하면 제 1 RPM과 제 2 RPM을 동일하게 하여 제 1 위치와 제 2 위치에 균일하게 냉기가 공급되도록 한다(408).
이와 달리, 제 2 위치의 온도가 제 1 위치의 온도보다 높으면 제 1 RPM보다 제 2 RPM을 높여서 제 2 토출구(13b)를 통해 토출되는 냉기의 양이 제 1 토출구(13a)를 통해 토출되는 냉기의 양보다 많게 한다. 이 때 제 1 RPM과 제 2 RPM의 차는 제 1 위치와 제 2 위치 사이의 온도 차에 비례하도록 하는 것이 바람직하다(410).
이와 같은 제 1 및 제 2 횡류 팬(202a, 202b)의 제어를 통해 제 1 위치의 온도와 제 2 위치의 온도가 동일해지면(412) 제 1 RPM과 제 2 RPM을 동일하게 유지한다(414).
이와 같은 제어는 냉방 모드뿐만 아니라 난방 모드에서도 동일하게 적용할 수 있으며, 다만 난방 모드에서는 온도가 높은 곳을 향하는 토출구의 횡류 팬을 상대적으로 더 저속으로 회전시키고 온도가 낮은 쪽을 향하는 토출구의 횡류 팬을 상대적으로 더 고속으로 회전시키는 것이 바람직하다.
또한 토출구가 두 개인 것에 국한되지 않고, 두 개 이상의 토출구를 가진 실내기라면 모두 적용 가능하며, 이 때는 각 토출구의 방향마다 온도 센서를 두어 해당 위치의 온도를 검출하는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 따른 공기 조화기 및 그 제어 방법은 실내 공간의 각 위치별 온도에 따라 각각의 토출구에서 토출되는 냉기(또는 열기)의 양을 달리하여 빠른 시간에 실내 공간의 전체 온도가 균일해지도록 한다.

Claims (5)

  1. 서로 다른 토출 방향을 갖는 적어도 두 개의 토출구와 상기 적어도 두 개의 토출구 각각을 통해 냉기 또는 열기를 토출시키기 위한 적어도 두 개의 팬을 구비하여 천장에 설치되는 실내기와;
    상기 실내기가 설치되는 실내 공간에서 상기 적어도 두 개의 토출구 각각을 통해 토출되는 냉기 또는 열기가 미치는 영역 중에서 상기 실내기가 설치된 위치로부터 상대적으로 먼 곳에 각각 설치되는 적어도 두 개의 온도 센서와;
    상기 적어도 두 개의 온도 센서를 통해 검출한 각 위치의 온도가 서로 다를 때 상기 각 위치의 온도가 균일해지도록 상기 적어도 두 개의 팬의 회전 속도를 가변 제어하는 제어부를 포함하는 공기 조화기.
  2. 삭제
  3. 서로 다른 토출 방향을 갖는 적어도 두 개의 토출구와 상기 적어도 두 개의 토출구 각각을 통해 냉기 또는 열기를 토출시키기 위한 적어도 두 개의 팬을 구비하여 천장에 설치되는 실내기를 구비하는 공기 조화기의 제어 방법에 있어서,
    상기 실내기가 설치되는 실내 공간에서, 상기 적어도 두 개의 토출구 각각을 통해 토출되는 냉기 또는 열기가 미치는 영역 중에서 상기 실내기가 설치된 위치로부터 상대적으로 먼 곳의 온도를 검출하고;
    상기 적어도 두 개의 온도 센서를 통해 검출한 각 위치의 온도가 서로 다를 때 상기 각 위치의 온도가 균일해지도록 상기 적어도 두 개의 팬의 회전 속도를 가변 제어하는 공기 조화기의 제어 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    냉방 모드일 때 상기 실내 공간의 적어도 두 곳 가운데 상대적으로 온도가 더 높은 곳을 향하는 토출구로 더 많은 냉기가 토출되도록 상기 적어도 두 개의 팬 각각의 회전 속도를 다르게 제어하는 공기 조화기의 제어 방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    난방 모드일 때 상기 실내 공간의 적어도 두 곳 가운데 상대적으로 온도가 더 낮은 곳을 향하는 토출구로 더 많은 열기가 토출되도록 상기 적어도 두 개의 팬 각각의 회전 속도를 다르게 제어하는 공기 조화기의 제어 방법.
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