KR100863708B1

KR100863708B1 - 공기조화기와 그 제어방법 및 제어방법을 저장하는기록매체

Info

Publication number: KR100863708B1
Application number: KR1020070012245A
Authority: KR
Inventors: 신동환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-02-06
Filing date: 2007-02-06
Publication date: 2008-10-16
Also published as: KR20080073530A

Abstract

본 발명은 공기조화기와 그 제어방법 및 제어방법을 저장하는 기록매체에 관한 것이다. 본 발명에 따른 공기조화기는, 공기를 냉각/난방하는 열교환부와, 냉각/난방된 공기를 외부로 송풍시키는 송풍부와, 실내온도를 감지하는 온도감지부와, 설정온도와 실내온도에 기초하여 열교환부를 ON/OFF시키는 온도스위칭부와, 온도스위칭부에 의해 열교환부가 OFF된 경우, 설정온도와 실내온도 및 열교환부가 OFF된 시점부터 특정 시간까지의 시간범위에 기초하여 외부로 송풍되는 공기의 풍량을 조절하도록 송풍부를 제어하는 제어부를 포함한다.

이에 의해, 정밀한 실내온도 측정을 통해 실내 환경 변화에 즉각적으로 대처할 수 있도록 한다.

Description

공기조화기와 그 제어방법 및 제어방법을 저장하는 기록매체{AIR CONDITIONER AND CONTROL METHOD THEREOF AND STORAGE THEREFOR}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 블록도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 제어 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 온도감지부 20 : 온도스위칭부

30 : 열교환부 40 : 송풍부

50 : 제어부 100 : 공기조화기

본 발명은 공기조화기와 그 제어방법 및 제어방법을 저장하는 기록매체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 정밀한 실내온도 측정을 통해 공기조화기를 제어하기 위한 관한 것이다.

실외기와 실내기는 상호 연동하여 실내기가 위치가 장소의 주변 공기를 조화한다. 실내기는 자신의 놓인 장소의 주변 공기에 대해 온도, 습도 등을 파악하여 사용자의 요구나, 기 설정된 설정값에 의해 온도 및 습도 등을 조절할 수 있도록 한다. 이와 같이 실내기가 주변 공기를 조절하기 위해서는 실외기와 연동이 필수적이다. 실외기는 실내기로부터 유입된 냉매를 재사용할 수 있도록 압축하는 등의 기능을 수행한다. 근래에 들어 실외기와 실내기가 통합된 제품이 출시되고 있다.

실내기는 실내기가 놓인 위치의 주변 공기 온도 즉 실내온도를 측정하고 측정된 실내온도와 설정온도의 비교를 통해 냉각/난방된 공기를 외부로 방출하는 열교환기를 ON/OFF 제어할 수 있다. 즉 난방시 측정된 실내온도가 설정온도보다 크면 열교환기를 OFF시켜 난방 공기를 발생하지 않도록 하는 것이다.

종래의 공기조화기는 이와 같은 실내온도에 따른 공기조화기의 자동제어방법은 실내기 외부에서 유입된 외부 공기와 실내기 내부에서 발생한 내부 공기의 혼합으로 열교환부를 ON/OFF하는데 있어서 정확한 제어가 불가능하도록 하는 문제점을 가지고 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 실내온도를 정밀하게 측정하여 실내 환경 변화에 대응하여 신속하게 동작하도록 하기 위한 공기조화기와 그 제어방법 및 제어방법을 저장하는 기록매체를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 공기조화기에 있어서, 공기를 냉각/난방하는 열교환부와, 냉각/난방된 공기를 외부로 송풍시키는 송풍부와, 실내온도를 감지하는 온도감지부와, 설정온도와 실내온도에 기초하여 열교환부를 ON/OFF시키는 온도스위칭부와, 온도스위칭부에 의해 열교환부가 OFF된 경우, 설정온도와 실내온도 및 열교환부가 OFF된 시점부터 특정 시간까지의 시간범위에 기초하여 외부로 송풍되는 공기의 풍량을 조절하도록 송풍부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서 설정온도는 실내의 온도환경에 기초한 가변온도를 포함하고, 제어부는 가변온도를 포함한 설정온도와 실내온도 및 시간범위에 기초하여 외부로 송풍되는 공기의 풍량을 조절하도록 송풍부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

온도스위칭부에 의해 상기 열교환부가 ON되는 경우, 제어부는 실내온도가 설정온도에 도달하도록 냉각/난방된 공기를 외부로 송풍하도록 송풍부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 목적은, 공기를 냉각/난방하는 열교환부와, 실내온도와 설정온도에 기초하여 열교환부를 ON/OFF시키는 온도스위칭부를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 실내온도를 감지하는 단계와, 열교환부가 OFF된 시점부터 특정 시간까지 시간범위를 측정하는 단계와, 실내온도와 설정온도 및 시간범위에 기초하여 외부로 송풍되는 공기의 풍량을 조절하는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 의해서도 달성된다.

본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은 온도스위칭부에 의해 열교환부가 ON되는 경우, 실내온도가 설정온도에 도달하도록 냉각/난방된 공기를 외부로 송풍하는 풍량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 상기 목적은, 상기 공기조화기의 제어방법을 저장하는 컴퓨터 독취 가능 매체에 있어서, 공기조화기의 제어방법을 실행하기 위한 공기조화기에 포함되는 컴퓨터용 프로그램이 수록된 것을 특징으로 하는 컴퓨터 독취 가능 매체에 의해서도 달성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(100)의 블록도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기(100)는 온도감지부(10)와, 온도스위칭부(20)와, 열교환부(30)와, 송풍부(40) 및 이들을 제어하는 제어부(50)를 포함한다.

온도감지부(10)는 실내기가 놓인 위치의 실내온도를 감지한다. 온도감지부(10)는 공기 중의 열의 감지할 수 있는 모든 소자를 포함한다. 또한 온도감지부(10)는 실내기의 외부 또는 내부에 마련될 수 있다.

만일 공기조화기(100)가 실내의 천정 등에 설치된 경우 대기의 흐름 특성상 더운 공기는 위로 상승하는 특성을 고려하여 온도감지부(10)는 실제 감지된 실내온도에 대기의 기류 특성을 고려한 가변온도를 사용할 수 있다. 즉 기 설정된 설정온도가 20인 경우, 실내의 천정 가까이에서 감지된 실내온도는 실내의 바닥에 가까이에서 감지된 실내온도보다 높을 수 있다. 이것은 난방을 위한 경우이고, 냉방을 위한 경우도 실내의 천정에서 감지된 실내온도는 실내의 바닥에서 감지된 실내온도보다 높다. 따라서 생산자나 소비자는 이를 위해 설정된 설정온도에 대해 가변온도를 적용하여 가변온도가 적용된 설정온도와 온도감지부(10)에 의해 감지된 실내온도를 제어부(50)가 비교하도록 할 수 있다. 물론 생산자와 소비자는 설정온도에 가변온도를 적용하는 것이 아닌 온도감지부(10)에 의해 감지된 실내온도에 가변온도를 적용하여 설정온도와 비교하도록 할 수 있다.

온도스위칭부(20)는 온도감지부(10)에 의해 감지된 실내온도와 사용자에 의해서 또는 디펄트(Default)로 설정된 설정온도에 기초하여 열교환부(30)를 ON/OFF시킨다. 일반적으로 서머 스위치(Thermo Switch)라고 한다. 온도스위칭부(20)는 온도에 의해 ON/OFF되는 소자는 모두 포함할 수 있다.

열교환부(30)는 실내의 공기를 냉각 또는 난방시키기 위해 냉각/난방된 공기를 발생시킨다. 즉 열교환부(30)는 매체가 냉방을 위한 냉매냐, 난방을 열매냐에 따라 냉각된 공기를 발생시키거나 난방된 공기를 발생시킨다.

공기조화기(100)는 일반적으로 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 포함한다.

압축기는 증발기에서 증발한 저온저압의 기체 냉매를 흡입하여 다음의 응축기에서 응축 액화할 수 있도록 응축온도에 해당되는 포화압력까지 압력을 증대시키는 기능을 수행한다.

응축기는 압축기에서 토출된 고온고압의 기체냉매를 주위의 공기나 냉각수에 열 교환시켜 기체 냉매의 열을 방출하여 응축 액화하는 기능을 수행한다.

팽창밸브는 좁은 곳을 통과한 응축 액화된 냉매를 넓은 곳으로 방축하여 냉매를 압력으로부터 해방시켜 증발시키는 기능을 한다.

증발기는 팽창밸브를 통과한 저온저압의 냉매를 유입하여 피 냉각 물체와 열 교환시키는 기기이다. 즉 냉매의 증발열을 이용하여 냉장과 냉도 및 난방을 목적으로 한다.

실내공기를 냉방하기 위해선 위의 기능이 순차적으로 압축, 응축, 팽창, 증발의 순으로 수행되어져한다. 그러나 난방을 위해서라면 냉방의 역순으로 수행되면 된다.

도 1에서 열교환부(30)는 증발기에 해당한다.

공기조화기(100)는 물리적으로 실외기와 실내기로 구분될 수 있다. 그러나 창문형과 같은 공기조화기(100)는 실내기와 실외기를 통합형 공기조화기(100)도 있다.

또한 설치장소에 따라 벽걸이형, 천장형, 천장매립형, 타워형 등으로 나눌 수 있다.

송풍부(40)는 열교환부(30)에 의해 발생한 냉각 또는 난방된 공기를 외부로 송풍시킨다. 송풍부(40)는 프로펠러 형태로 마련되어 프로펠러의 회전운동을 통해 냉각 또는 난방된 공기를 외부로 송풍한다. 또한 송풍부(40)는 제어부(50)의 제어에 따라 회전속도가 제어되고, 동작시간에 의해 조절되며, 시간 별로 회전속도를 조절할 수 있다. 물론 설정온도와 실내온도에 의해 조절된다.

제어부(50)는 온도스위칭부(20)에 의해 열교환부(30)가 OFF된 경우, 설정온도와 온도감지부(10)에 의해 감지된 실내온도 및 열교환부(30)가 OFF된 시점부터 특정 시간까지의 시간범위에 기초하여 외부로 송풍되는 공기의 풍량을 조절할 수 있도록 송풍부(40)를 제어한다.

여기서 시간범위는 열교환부(30)가 OFF된 시점부터 특정시간까지의 시간범위를 복수로 레벨 범위로 나누고 각 레벨에 대해 시간범위에 따라 송풍부(40)가 송풍하는 공기의 풍량을 조절할 수 있도록 하는 것이다. 예를 들면 제어부(50)는 열교환부가 OFF된 시점부터 제1일정시간까지 송풍되는 공기의 풍량을 하이(High)로 하고 제1일정시간부터 제2일정시간까지 공기의 풍량을 미들(Middle)로 하고, 제2일정시간부터 제3일정시간까지 로우(Low)가 되도록 송풍부(40)를 제어하는 것이다. 송풍부(40)가 외부로 송풍하는 공기의 풍량을 조절함으로써, 온도감지부(10)가 최대한 실내기 내부에서 발생한 열이나 외부온도에서 유입된 열에 의해 실제 실내온도를 감지하는데 오차가 발생하지 않도록 하기 위한 것이다.

또한 제어부(50)는 설정온도와 실내온도의 차에 대해 소정의 범위를 적용하고 두 온도의 차가 소정의 범위에 대해 초과, 미만, 소정의 범위내 등의 범위에 따라 송풍하는 공기의 풍향을 조절하도록 송풍부(40)를 제어한다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(100)의 더욱 상세히 설명한 것이다.

공기조화기(100)는 천정매립형 난방용 에어컨을 일예로 설명한다.

현재 난방용 에어컨(100)의 설정온도는 22도이다. 여기서 사용자가 설정온도를 20도로 설정하였다 하더라도 실제 설정온도는 사용자가 설정한 온도는 20보다 큰 22도가 된다. 이것은 가변온도를 설정온도에 적용하였기 때문이다. 실제 사용자는 천정형 에어컨(100)의 아래에 위치하므로 실제 천정형 에어컨(100)이 위치한 천정의 실내온도는 더 높기 때문이다. 만일 사용자가 설정온도로 20도를 설정하였다 면 온도감지부(10)는 사용자가 있는 위치의 실내온도가 아닌 천정형 에어컨(100)이 위치한 실내온도를 감지할 것이고 고온의 공기는 상승한다는 공기의 특성상 사용자가 위치한 실내온도는 천정형 에어컨(100)이 위치한 실내온도보다 더 낮다. 따라서 온도감지부(10)가 실내온도를 22도로 감지하였을 때 사용자가 위치한 실내온도는 실제 20도가 된다. 따라서 온도감지부(10)가 20도를 감지하였다 하더라도, 설정온도를 사용자가 설정한 설정온도 20도에 가변온도 2도를 더하여 22도로 설정한다. 따라서 사용자가 설정온도를 20도 설정하였다 하더라도 제어부(50)는 사용자가 설정한 설정온도(20도)에 가변온도(2도)를 더한 22도를 설정온도로 설정한다.

온도감지부(10)가 실내온도를 22도로 감지하면 제어부(50)는 열교환부(30)가 OFF되도록 온도스위칭부(20)를 제어한다. 그리고 제어부(50)는 실내온도를 더 이상 높일 필요가 없으므로 외부로 송풍되는 공기의 풍향이 최대한 약하게 송풍(예 : Ultra Low 풍)되도록 송풍부(40)를 제어한다. 비록 열교환부(30)가 OFF상태에 있더라도 공기를 난방시키기 위한 열매는 약하게 나마 열교환부(30)에 유입되고 열교환부(30)도 유입된 열매에 의해 공기를 난방시킨다. 그리고 이때 송풍부(40)는 울트라 로우 풍으로 송풍하고 있으므로 외부로 방출되는 공기는 희박하다. 그리고 외부에 있는 난방된 공기는 실내기 내부로 유입될 수 있다. 따라서 실내기 내부의 열교환부(30)에 의해 발생한 열과, 외부에서 내부로 유입된 공기의 열에 의해 온도감지부(10)는 실제 실내온도가 아닌 열교환부(30)에 의해 발생한 열과, 외부로 송풍되었던 난방된 공기가 실내기 내부로 역류한 공기의 온도에 의해 간섭이 생긴 온도를 감지하게 된다.

제어부(50)는 열교환부(30)의 OFF시에도 발생하는 난방된 공기를 외부로 송풍하고, 이미 난방되어 외부로 송풍된 공기가 유입되지 않도록 시간범위에 기초하여 송풍의 풍량을 조절하기 위해 송풍부(40)를 제어한다.

예를 들면, 열교환부(30)가 OFF되고 ((설정온도 + 가변온도) - 실내온도)) < -1이면, 제어부(50)는 송풍부(40)가 로우(Low) 풍으로 송풍하도록 하고, -1 <= ((설정온도 + 가변온도) - 실내온도)) < 1 인 경우, 제어부(50)는 열교환부(30)가 OFF된 시점부터 시간을 카운트(Count)하여 3분 동안은 하이(High) 풍으로, 이후 2분 동안은 미들(Middle) 풍으로, 이후 5분 동안은 로우(Low) 풍으로 공기의 송풍 풍량을 조절하도록 송풍부(40)를 제어한다. 또한 제어부(50)는 ((설정온도 + 가변온도) - 실내온도)) >= 1이면, 열교환부(30)가 ON되도록 온도스위칭부(20)를 제어한다. 열교환부(30)가 ON되면 제어부(50)는 실내온도를 난방시키기 위하여 열교환부(30)에 공급되는 열매의 양을 증가시키고 외부로 송풍되는 송풍량도 사용자가 설정한 송풍량이 되도록 송풍부(40)를 제어한다. 위에서 (설정온도 + 가변온도) - 실내온도를 복수의 레벨로 나누기 위한 경계온도인 -1, 0, 1은 예를 설명하기 위한 상수일 뿐, 생산자에 의해 변경될 수 있다. 또한 각 레벨에서 풍량이 달라지는 시간 또한 생산자에 의해 변경될 수 있다.

상기 일예는 공기조화기(100)가 난방을 목적으로 한 경우이지만, 냉방을 위해서도 사용될 수 있음은 물론이다.

본 실시예의 제어부(50)는 하드웨어 및 소프트웨어에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어로서, 제어부(50)는 소프트웨어인 컴퓨터프로그램이 저장되는 비휘발성메 모리(도시 안됨)와, 비휘발성메모리에 저장된 컴퓨터프로그램이 로딩되는 RAM(도시 안됨)과, RAM에 로딩된 컴퓨터프로그램을 실행하는 프로세서(도시 안됨)를 포함할 수 있다. 비휘발성메모리는 하드디스크드라이브, 플래쉬메모리 및 ROM을 포함한다. 비휘발성메모리는 본 발명의 공기조화기(100)가 포함하는 프로세서가 읽을 수 있는 프로그램이 기록된 기록매체(computer-readable recording medium)의 일례이다.

컴퓨터프로그램은 프로세서가 읽고 실행할 수 있는 코드로서, 도 2에 도시된 단계 S10 내지 단계 S40과 같은 제어부(50)의 동작을 수행하도록 하는 코드를 포함한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(100)의 제어방법 흐름도이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 공기를 냉각/난방하는 열교환부와, 실내온도와 설정온도에 기초하여 상기 열교환부를 ON/OFF시키는 온도스위칭부를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 실내온도를 감지한다(S10). 열교환부가 OFF된 시점부터 특정 시간까지 시간범위를 측정한다(S20). 실내온도와 설정온도 및 시간범위에 기초하여 외부로 송풍되는 공기의 풍량을 조절한다(S30). 온도스위칭부에 의해 열교환부가 ON되는 경우, 실내온도가 설정온도에 도달하도록 냉각/난방된 공기를 외부로 송풍하는 풍량을 조절한다(S40).

비록, 본 발명의 몇몇 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 본 발명에 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기와 그 제어방법 및 제어방법을 저장하는 기록매체는 정밀한 실내온도 측정을 통해 실내 환경 변화에 즉각적으로 대처할 수 있다.

Claims

공기조화기에 있어서,

공기를 냉각/난방하는 열교환부와;

상기 냉각/난방된 공기를 외부로 송풍시키는 송풍부와;

실내온도를 감지하는 온도감지부와;

상기 열교환부의 동작을 ON/OFF시키는 온도스위칭부와;

상기 실내온도가 미리 정해진 설정온도에 도달하여 상기 온도스위칭부에 의해 상기 열교환부의 동작이 OFF된 경우, 상기 열교환부의 동작이 OFF된 시점부터 특정시간동안 상기 외부로 송풍되는 공기의 풍량을 조절하도록 상기 송풍부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서,

상기 설정온도는 실내의 온도환경에 기초한 가변온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 제어부는, 상기 실내온도가 상기 설정온도를 벗어나 상기 온도스위칭부에 의해 상기 열교환부의 동작이 ON되는 경우, 상기 실내온도가 상기 설정온도에 도달하도록 상기 냉각/난방된 공기를 외부로 송풍하도록 상기 송풍부를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
공기를 냉각/난방하는 열교환부와, 상기 열교환부의 동작을 ON/OFF시키는 온도스위칭부를 포함하는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

(a) 실내온도를 감지하는 단계와;

(b) 상기 실내온도가 미리 정해진 설정온도에 도달하여 상기 온도스위칭부에 의해 상기 열교환부의 동작이 OFF된 경우, OFF된 시점부터 특정시간동안 외부로 송풍되는 공기의 풍량을 조절하는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제4항에 있어서,

상기 공기조화기의 제어방법은,

(c) 상기 실내온도가 상기 설정온도를 벗어나 상기 온도스위칭부에 의해 상기 열교환부의 동작이 ON되는 경우, 상기 실내온도가 상기 설정온도에 도달하도록 상기 냉각/난방된 공기를 외부로 송풍하는 풍량을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
제4항 또는 제5항에 따른 공기조화기의 제어방법을 실행하기 위한 공기조화기에 포함되는 컴퓨터용 프로그램이 수록된 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법을 저장하는 기록매체.