KR101186313B1 - 에어컨의 그룹제어 시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 1 이상의 실내기로 구성되는 상위그룹과, 상기 상위그룹에 종속되고, 1대의 마스터 실내기 및 1 이상의 슬래이브 실내기로 구성되는 1 이상의 하위그룹과, 실내기로부터 수신한 제어명령에 따라 냉매 순환을 제어하고, 상기 제어명령에 따른 운전률이 최소부하 판단을 위한 기준치 미만인 경우 제어대상인 실내기 및 상기 마스터 실내기를 동반하여 운전 제어하는 실외기 제어부를 포함하여 구성됨에 따라, 시스템에 무리를 주는 최소부하 운전을 방지하는 것은 물론, 그룹제어시 에너지 낭비를 최소화할 수 있다.

실내기, 멀티에어컨, 그룹제어, 마스터, 슬래이브

Description

에어컨의 그룹제어 시스템 및 그 동작방법{Air conditioner's group control system and its operating method}

도 1 은 종래 발명의 에어컨의 그룹제어 시스템의 구성도,

도 2 는 본 발명의 에어컨의 그룹제어 시스템의 구성도,

도 3 은 본 발명의 에어컨의 그룹제어 시스템의 동작방법이 도시된 순서도이다.

본 발명은 기존 그룹에 하위그룹을 형성하고, 상기 하위그룹에 최소부하 기준치를 초과하는 용량을 가지는 1대의 마스터 실내기를 구비함으로써 최소부하 미만의 다른 실내기가 운전되는 경우 동반 운전되고, 해당 실내기가 정지되는 경우에도 운전을 유지하여 최소부하로 에어컨 시스템이 구동되는 경우를 방지할 수 있는 에어컨의 그룹제어 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.

멀티 에어컨은 각 실마다 배치되는 복수개의 실내기와, 상기 복수개의 실내기와 공유되어 연결되고, 제어명령에 따라 각 실내기로 공급되는 냉매량을 분배하고, 냉매의 순환을 제어하는 실외기를 포함하여 구성된다.

이러한 멀티 에어컨은 실외기가 차지하는 공간을 절약할 수 있고, 복수개의 실내기를 하나의 실외기가 담당하므로 에너지 효율을 향상시킬 수 있으나, 실외기가 처리해야 하는 냉방 또는 난방부하가 최저 기준치 미만이거나, 최고 기준치 초과인 경우 문제가 된다.

난방운전의 경우를 예를 들면, 희망하는 난방온도가 높거나 동시에 많은 실내기가 난방운전을 동시에 요청하는 경우 과부하로 인해 실외기가 제어하는 압축기, 실외팬 등이 과열될 수 있다.

반면, 난방운전을 요청하는 실내기 운전률(용량)이 실외기에 연결된 전체 운전률 대비 10% 미만인 경우에는 최소부하로 인해 저압 제한으로 인해 예열시간이 길어지고, 난방능력이 저하되는 등의 오류가 발생될 수 있으며, 최소부하인 냉방운전의 경우 실내기 배관온도의 하강으로 인해 구동정지가 잦아져서 실내기에서 이상소음이 발생한다는 문제점이 있었다.

이를 해소하기 위하여 종래 방식에서는 멀티에어컨을 그룹으로 묶어 여러대의 실내기를 동시에 제어함으로써 최소부하로 구동되는 경우를 방지하였는데, 이를 도 1을 참조하여 설명한다.

그룹제어란, 실내기가 위치한 실(ROOM)의 종류에 따라 운전모드, 운전시간 등의 패턴이 유사한 경우 소정의 실내기를 그룹으로 형성하여 동시 제어하는 것으 로서, 실외기 제어부(3)에 구현되는 제어방식이다.

도 1에 도시된 실내기 1,2,3은 그룹 1(G_1)을 형성하고, 실내기 N-2,N-1,N은 그룹 K(G_K)를 형성하며, 동일한 그룹 내 실내기(1)는 하나의 제어명령 입력으로 동시에 운전되므로, 최소부하로 구동되는 경우를 방지할 수 있다.

그러나, 이러한 종래의 그룹 제어 방식으로는 그룹에 속하는 모든 실내기가 동시에 운전 또는 정지되었으므로, 제어를 원하지 않는 실내기가 불필요하게 운전 또는 정지되는 등 에너지 소비면에서 비효율적이라는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 멀티에어컨 시스템을 이루는 복수개의 실내기를 하나 이상의 그룹으로 나누고, 그 그룹에 종속되는 하위그룹이 형성되는 에어컨의 그룹제어 시스템 및 그 동작방법을 제공하고자 한다.

또한, 상기 하위그룹에는 1대 이상의 슬래이브 실내기와, 상기 슬래이브 실내기의 운전이 최소부하 용량 미만인 경우에 상기 슬래이브 실내기와 동반되어 운전되는 1대의 마스터 실내기가 구비됨에 따라, 최소부하로 운전되는 경우를 방지하는 동시에 그룹 제어로 인한 에너지 손실을 감소시키는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 에어컨의 그룹제어 시스템은 1대의 마스터 실내기 및 1대 이상의 슬래이브 실내기가 하위그룹을 구성하고, 상기 하위그룹의 복수개가 상기 마스터 실내기를 공유하는 적어도 하나의 상위 그룹과; 상기 마스터 실내기와 슬래이브 실내기로부터 수신한 제어명령에 따라 냉매 순환을 제어하고, 상기 슬래이브 실내기의 제어명령에 따른 운전률이 최소부하 판단을 위한 기준치 미만이면, 제어대상인 슬래이브 실내기 및 상기 마스터 실내기를 동반하여 운전 제어하는 실외기 제어부를 포함한다.

또한, 본 발명의 에어컨의 그룹제어 시스템의 동작방법은 실외기 제어부가 소정의 실내기로부터 제어명령 신호를 수신하는 단계와; 상기 제어명령에 따른 실내기 운전률이 기준치 미만인 경우 최소부하로 판단하는 단계와; 최소부하로 판단된 경우, 제어대상이 되는 실내기 및 상기 실내기가 속하는 그룹 내 1대의 마스터 실내기를 동반하여 상기 제어명령에 따라 운전 제어하는 단계를 포함한다.

먼저, 멀티 에어컨시스템은 각 실마다 실내기가 설치되며, 상기 실내기와 공유되어 각 실내기를 순환하는 냉매의 흐름을 분배 및 제어하는 실외기로 구성된다.

또한, 싱글 에어컨 시스템은 각 실마다 실내기가 설치되며, 상기 실내기와 일대일로 연결되어 상기 실내기에서 전송된 제어명령에 따라 냉매의 순환을 제어하는 실외기로 구성된다.

도 2에서는 멀티 에어컨 시스템을 예시하였으나, 에어컨의 종류에 의해 본 발명의 기술사상이 한정되지 않음을 명시한다. 이하, 도 2를 참조하여 본 발명의 그룹제어 시스템의 구성을 살펴보면 다음과 같다.

각각의 실내기(10)는 상호 구분을 위하여 식별번호가 부여되고, 각 식별번호를 인식하는 실외기(20)는 통신선을 통해 어떤 실내기에서 제어명령이 입력되었는지를 판단하고, 해당 실내기로 냉매를 분배하여 순환시킨다.

이러한 실내기 식별번호는 실내기(10) 일측에 형성된 로터리 스위치에 의해 하드웨어적으로 입력 가능하고, 각 실내기의 마이컴에 소프트웨어적으로 입력 가능하다. 이러한 식별번호를 통해 각각의 실내기를 구분할 수 있는 것은 물론, 1대 이상의 실내기가 그룹을 형성하는 경우, 식별번호의 최상위 번호(또는 최하위 번호)가 동일한지 여부에 따라 동일 그룹에 속하는 실내기인지를 실외기가 판단할 수 있다.

여기서, 본 발명의 1대 이상의 실내기로 구성된 그룹을 상위그룹(G_1,G_2)이라 하며, 이는 종래 발명에서의 일반적인 그룹과 대조하기 위함이다.

또한, 본 발명은 상기 상위그룹에 종속되는 하위그룹(sub-group, 1_SG1, 1_SG2, 2_SG1, 2_SG2)의 설정이 가능하며, 이 역시 상기 식별번호를 통해 실외기의 제어부(30)가 판별한다.

즉, 멀티 에어컨 시스템에는 복수개의 상위그룹이 설정 가능하며, 하나의 상위그룹은 다시 복수개의 하위그룹으로 설정 가능하다.

이러한 하위그룹은 하나의 마스터 실내기(0F,MF)와, 1대 이상의 슬래이브 실내기(00,01,M0,M1)로 구성되며, 이때 상기 마스터 실내기는 연결된 실외기가 최소부하라고 인식하는 운전율(10%로 예시한다) 이상의 용량을 가진다.

따라서, 상기 마스터 실내기(0F,MF)가 구동되는 한 최소부하 운전은 수행되지 않으며, 이에 따르는 종래의 문제점도 해결된다.

이때, 상기 마스터 실내기(0F,MF)는 상위그룹을 이루는 실내기 중 1대이며, 모든 하위그룹은 상기 마스터 실내기(0F,MF)를 포함하여 구성된다.

아울러, 이러한 마스터 실내기는 식별번호에 [F]를 포함하는바, 도 2에 도시된 제 1 상위그룹(G_1)은 [0F]라는 식별번호를 가지는 실내기를 포함하여 구성되며, [00]과 [0F]로 구성되는 제 1 하위그룹(1_SG1)과, [01]과 [0F]로 구성되는 제 2 하위그룹(1_SG2)을 포함하여 구성된다.

마찬가지로, 도 2 에 도시된 제 2 상위그룹(G_2)은 [MF]라는 식별번호를 가지는 실내기를 포함하여 구성되며, [M0]과 [MF]로 구성되는 제 1 하위그룹(2_SG1)과, [M1]과 [MF]로 구성되는 제 2 하위그룹(2SG_2)을 포함하여 구성된다.

이와 같이 설정되는 제 1 상위그룹(G_1) 및 제 2 상위그룹(G_2), 그리고 각각의 그룹에 종속되는 제 1 하위그룹(1_SG1,2_SG1) 및 제 2 하위그룹(1_SG2,2_SG2)은 실외기 제어부(30)에 의해 인식되는바, 상기 실외기 제어부는 소정의 실내기에서 전송된 제어명령에 따라 압축기, 실내/외팬 등의 장치를 구동하여 냉매의 분배 및 순환을 제어한다.

이때, 상기 식별번호는 사용자 또는 설계자에 의해 변경될 수 있는 값으로서, 각 실내기의 제어부(미도시) 및 실외기의 제어부(30)에 의해 인식되며, 식별번호는 편집 가능하다.

만약, 상기 제어명령에 따른 운전률이 기준치 미만인 경우 최소부하 운전을 방지하기 위하여 상기 마스터 실내기(0F,MF)가 동반 운전되도록 제어한다.

따라서, 하위그룹 내의 어느 슬래이브 실내기가 조작됨에 따라 운전 제어명령을 수신한 실외기 제어부(30)는 상기 슬래이브 실내기가 속하는 그룹의 마스터 실내기(0F,MF)만을 제어하여 운전시킴으로써 최소부하 운전을 방지하는 한편, 동일 그룹내 다른 슬래이브 실내기는 운전되지 않으므로 에너지 낭비를 줄일 수 있다.

또한, 운전중인 어느 슬래이브 실내기가 조작됨에 따라 정지 제어명령을 수신한 실외기 제어부는 해당 슬래이브 실내기만을 정지시키고, 동반 운전중인 마스터 실내기 및 운전중인 다른 슬래이브 실내기는 동일 그룹내에 속한다 하더라도 운전상태가 유지되도록 제어하므로, 본 발명의 시스템은 최소부하로 운전되는 경우를 방지하는 동시에 제어대상이 아닌 실내기의 운전이 정지되는 종래 그룹 제어방식의 문제점을 해결할 수 있다.

도 3 은 본 발명의 에어컨의 그룹제어 시스템의 동작방법이 도시된 순서도이며, 이를 참조하여 본 발명의 실외기 제어부에 구현된 알고리즘을 설명하면 다음과 같다.

에어컨 시스템을 구성하는 복수개의 실내기마다 식별번호가 부여된다. 이러한 식별번호는 상위그룹/하위그룹/마스터 또는 슬래이브 실내기인지 여부를 판별하기 위하여 숫자 또는 문자가 나열된 코드이며, 실외기 제어부는 이를 인식함으로써 연결된 실내기를 개별제어 또는 그룹제어할 수 있다.

특히, 상기 하위그룹은 하나의 마스터 실내기와 1대 이상의 슬래이브 실내기 로 구분되는바, 상기 마스터 실내기는 단독으로 운전되는 경우 최소부하 판단을 위한 기준치를 초과하는 실내기이며, 상기 식별번호에 [F]를 포함한다. 나머지 실내기를 모두 슬래이브 실내기라 한다.

상기 실외기와 연결된 어느 실내기로부터 사용자 제어명령이 입력됨에 따라, 상기 제어명령 신호를 수신한 실외기 제어부는 냉매의 분배/순환을 제어하여 해당 실내기를 통해 공기조화가 이루어지도록 한다.(S1)

이때, 상기 제어명령에 따른 실내기 운전률(용량)이 기준치(10%) 미만으로써 최소부하인 것으로 판단되는 경우, 실외기 제어부는 최소부하 운전을 방지하기 위하여 본 발명의 그룹 제어를 수행한다.(S2)

즉, 제어대상인 실내기가 속하는 하위그룹 내 1대의 마스터 실내기를 동반하여 운전시킨다. 이때 상기 제어대상인 실내기가 속하는 상위그룹에 속하는 나머지 실내기는 운전되지 않으므로 종래와 같이 해당 그룹내 모든 실내기가 운전됨에 따른 에너지 낭비를 줄일 수 있다.(S3,S4)

만약, 상기 슬래이브 실내기를 통해 운전을 정지시키는 정지 제어명령이 입력된 경우, 상기 실외기 제어부는 운전중인 마스터 실내기는 운전을 유지하여 최소부하로 시스템이 운전되는 것을 방지하고, 오직 해당 슬래이브 실내기의 운전만을 정지시킨다.(S5 내지 S7)

이상과 같이 본 발명에 의한 에어컨의 그룹제어 시스템 및 그 동작방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 에어컨의 그룹제어 시스템 및 그 동작방법은 최소부하 미만의 운전명령이 실내기로 입력되는 경우, 해당 실내기와 동일한 하위그룹 내 마스터 실내기 1대만이 동반되어 운전되므로 에어컨 시스템에 무리를 주는 최소부하 운전을 방지할 수 있으며, 그룹 내 다른 실내기의 운전상태에 영향을 미치지 않아 에너지 낭비를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1대의 마스터 실내기 및 1대 이상의 슬래이브 실내기로 구성되는 복수의 하위그룹;

상기 하위그룹의 복수개가 상기 마스터 실내기를 공유하는 적어도 하나의 상위 그룹;

상기 마스터 실내기와 슬래이브 실내기로부터 수신한 제어명령에 따라 냉매 순환을 제어하고,

상기 슬래이브 실내기의 제어명령에 따른 운전률이 최소부하 판단을 위한 기준치 미만이면, 제어대상인 슬래이브 실내기와 동일한 하위그룹에 포함된 마스터 실내기가 상기 제어대상인 슬래이브 실내기와 동반하여 운전하도록 제어하는 실외기 제어부를 포함하고,

상기 복수의 하위그룹은 상위그룹 내 1대의 상기 마스터 실내기를 공유하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 그룹제어 시스템.

청구항 1에서,

상기 마스터 실내기와 슬래이브는 어느 상위그룹/하위그룹에 속하는지에 대한 정보가 포함된 식별번호가 고유하게 부여된 에어컨의 그룹제어 시스템.

청구항 1에서,

상기 마스터 실내기는 상기 최소부하 판단을 위한 기준치 이상의 운전률로 구동되는 실내기인 에어컨의 그룹제어 시스템.

삭제

청구항 1에서,

상기 실외기 제어부는 운전중인 슬래이브 실내기로부터 운전정지를 요구하는 제어명령을 수신한 경우, 동반 운전중인 마스터 실내기는 운전이 유지되게 제어하는 에어컨의 그룹제어 시스템.

1대의 마스터 실내기와 1대 이상의 슬래이브 실내기로 구성되는 복수의 하위그룹을 구성하고, 복수의 상기 하위그룹이 상기 마스터 실내기를 공유하는 적어도 하나의 상위그룹으로 구성된 복수의 실내기 중, 소정 실내기로부터 실외기 제어부가 제어명령 신호를 수신하는 단계;

상기 제어명령에 따른 실내기 운전률이 기준치 미만인 경우 최소부하로 판단하는 단계; 및

최소부하로 판단된 경우, 제어대상이 되는 실내기가 포함된 하위그룹의 마스터 실내기가 상기 제어대상이 되는 실내기와 동반하여 상기 제어명령에 따라 운전되도록 제어하는 단계를 포함하는 에어컨의 그룹제어 시스템의 동작방법.

청구항 6에서,

실외기 제어부가 운전중인 실내기로부터 운전정지를 요구하는 제어명령을 수신하는 단계와,

상기 실내기의 운전이 정지되도록 하는 동시에 동반 운전중인 마스터 실내기의 운전이 유지되도록 하는 단계를 더 포함하는 에어컨의 그룹제어 시스템의 동작방법.

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