KR101202324B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자 감지장치를 구비한 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 저가의 다채널 열 감지센서를 이용하여 사용자의 존재 유무뿐만 아니라 사용자까지의 거리를 파악하고, 이를 바탕으로 공조운전을 제어하는 것이다.

이를 위해 본 발명은 토출되는 공기의 풍향과 풍량을 조절하여 공조공간을 공기조화시키는 공기조화기에 있어서, 공조공간에 있는 열원으로부터 발생되는 온도 값을 다수의 채널을 통해 측정하여 사용자 정보를 감지하는 사용자 감지장치; 및 측정된 온도 값에 기초하여 공조공간에 있는 사용자 정보를 파악하고, 파악된 사용자 정보에 따라 공기조화기의 공조운전을 제어하는 공조 제어부를 포함하고, 사용자 감지장치는 공조공간에 있는 열원으로부터 발생되는 적외선을 다수의 채널을 통해 읽어 들이는 다채널 열 감지센서를 포함하며, 공조 제어부는 다채널 열 감지센서의 각 채널의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 각도 값(a)을 이용하여 공기조화기에서 사용자까지의 거리(D)를 계산하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{An air conditioner and control method thereof}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 사용자 감지장치를 구비한 공기조화기의 실내기를 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 사용자 감지장치를 구비한 공기조화기의 제어 구성도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 사용자 감지장치를 구비한 공기조화기에서 공조공간 내의 사용자 정보를 파악하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 의한 사용자 감지장치를 구비한 공기조화기에서 사용자 정보를 파악하기 위한 제어 동작 순서도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 공기조화기 14 : 토출구

16 : 블레이드 22 : 실내팬

30 : 사용자 감지장치 31 : 열 감지센서

32 : A/D변환부 33 : 센서 제어부

34 : 메모리부 40 : 스텝모터

52 : 공조 제어부 54 : 구동부

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다채널 열 감지센서를 이용하여 사용자의 존재 유무뿐만 아니라 사용자까지의 거리를 파악하고, 이를 바탕으로 공조운전을 제어하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내의 냉방 또는 난방을 위한 목적으로 사용되는 장치로, 냉매가 순환되는 통상의 냉동사이클이 적용되어 액체상태의 냉매가 기화할 때에 주위의 열을 흡수하며 액화할 때에 그 열을 방출하는 특성에 의해 열교환된 공기(냉기 또는 온기)를 토출하여 실내온도를 조절하고 있다.

이러한 공기조화기에는 토출되는 공기의 기류(풍향 및 풍량)제어를 위해 팬과 블레이드를 설치하여 실내온도의 변화 또는 사용자의 조작에 따라 풍량을 변화시키거나 풍향을 조절하도록 하고 있으며, 최근에는 사용자의 존재 유무 및 사용자 위치를 파악하여 사용자 위치로 기류를 제어하거나 또는 사용자에게 바람이 직접 닿지 않도록 기류를 제어하기 위해 공기조화기에 인체감지장치를 구비하고 있다.

이러한 인체감지장치를 구비한 공기조화기로는 대한민국 공개특허공보 제1999-026255호가 있다.

동 공보에 개시된 공기조화기는 인체에서 발생되는 적외선을 검출하여 공기조화기에 근접한 사용자 거리를 감지하는 거리감지수단과, 사용자 위치를 감지하는 위치감지수단을 구비하여 감지된 사용자 거리와 위치에 따라 토출되는 공기의 풍향을 조절하면서 풍향위치에 따라 풍량을 변화시킴으로써 실내 전체의 공조효과를 높이도록 하였다.

그런데, 이러한 공기조화기는 사용자의 존재 유무와 사용자 위치를 파악하기 위해 고가(高價)의 거리감지수단과 위치감지수단을 모두 구비해야 하므로 제품원가를 상승시키고, 센서 고장으로 인한 AS비용도 증가하는 단점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 저가의 다채널 열 감지센서를 이용하여 사용자의 존재 유무뿐만 아니라 사용자까지의 거리를 파악함으로써 원가절감의 효과가 있으며 이를 통해 제품 경쟁력을 강화할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 저가의 다채널 열 감지센서를 통해 사용자 위치정보와 거리정보를 동시에 측정함으로써 고가의 거리감지수단과 위치감지수단을 사용하지 않고도 신뢰성을 만족할만한 시스템을 구현할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 토출되는 공기의 풍향과 풍량을 조절하여 공조공간을 공기조화시키는 공기조화기에 있어서, 상기 공조공간에 있는 열원으로부터 발생되는 온도 값을 다수의 채널을 통해 측정하여 사용자 정보를 감지하는 사용자 감지장치; 및 상기 측정된 온도 값에 기초하여 상기 공조공간에 있는 사용자 정보를 파악하고, 파악된 사용자 정보에 따라 상기 공기조화기의 공조운전을 제어하는 공조 제어부를 포함하고, 상기 사용자 감지장치는 상기 공조공간에 있는 열원으로부터 발생되는 적외선을 다수의 채널을 통해 읽어 들이는 다채널 열 감지센서를 포함하며, 상기 공조 제어부는 상기 다채널 열 감지센서의 각 채널의 온도측정영역과 상기 공기조화기가 이루는 각도 값(a)을 이용하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리(D)를 계산하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사용자 감지장치는 상기 공조공간에 있는 열원으로부터 발생되는 적외선을 일정시간마다 읽어 들이기 위해 상기 열 감지센서를 일정시간마다 수평으로 왕복 이동시키는 스텝모터를 더 포함한다.

삭제

또한, 상기 사용자 감지장치는 상기 열 감지센서의 다수의 채널을 통해 읽어 들인 적외선의 온도검출전압으로부터 각 채널의 온도 값을 측정하는 센서 제어부를 더 포함한다.

또한, 상기 사용자 감지장치는 상기 열 감지센서를 통해 전체 공조공간을 스캐닝하기 위한 다수의 채널 번호(n₁, n₂ .... n_k), 각 채널(n₁, n₂ .... n_k)의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 각도 값(a;a₁, a₂ .... a_k) 및 상기 열 감지센서가 설치된 높이(H)의 정보들이 저장된 메모리부를 더 포함한다.

또한, 상기 사용자 감지장치는 상기 측정된 각 채널의 온도 값들을 실시간으로 상기 공조 제어부에 전달하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조 제어부는 상기 측정된 각 채널의 온도 값들을 평균한 평균값을 계산하고, 계산된 평균값을 각 채널의 온도 값들과 비교하여 그 비교결과에 따라 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조 제어부는 상기 계산된 평균값보다 온도 값이 큰 채널을 이용하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조 제어부는 상기 계산된 평균값보다 온도 값이 큰 채널의 번호를 저장하고, 저장된 채널의 번호 중 최소 채널의 번호에 저장된 각도 값을 이용하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조 제어부는 상기 최소 채널의 번호에 저장된 각도 값(a)과 상기 열 감지센서의 높이 정보(H)를 아래의 [식 1]에 대입하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리(D)를 계산하는 것을 특징으로 한다.

D = H × tan(a) ..... [식 1]

또한, 상기 공조 제어부는 상기 계산된 사용자까지의 거리정보에 기초하여 상기 공조공간으로 토출되는 공기의 풍향과 풍량을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조 제어부에는 상기 열 감지센서를 통해 전체 공조공간을 스캐닝하기 위한 다수의 채널 번호(n₁, n₂ .... n_k), 각 채널(n₁, n₂ .... n_k)의 온도측정영역과 상기 공기조화기가 이루는 각도 값(a;a₁, a₂ .... a_k) 및 상기 열 감지센서가 설치된 높이(H)의 정보들이 저장된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공조 제어부는 상기 계산된 평균값보다 온도 값이 크지 않은 채널은 사용자가 없는 지역으로 파악하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 본 발명은 토출되는 공기의 풍향과 풍량을 조절하여 공조공간을 공기조화시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 공조공간에 있는 열원으로부터 발생되는 적외선을 다채널 열 감지센서에서 일정시간마다 읽어 들여 적외선의 온도검출전압으로부터 각 채널의 온도 값을 측정하고, 상기 측정된 각 채널의 온도 값에 기초하여 상기 공조공간에 있는 사용자 정보를 파악하고, 상기 파악된 사용자 정보에 따라 상기 공기조화기의 공조운전을 제어하되, 상기 사용자 정보를 파악하는 것은, 상기 각 채널의 온도측정영역과 상기 공기조화기가 이루는 각도 값(a)을 이용하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리(D)를 계산하는 것을 특징으로 한다.

삭제

또한, 본 발명은 상기 열 감지센서를 통해 전체 공조공간을 스캐닝하기 위한 다수의 채널 번호(n₁, n₂ .... n_k), 각 채널(n₁, n₂ .... n_k)의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 각도 값(a;a₁, a₂ .... a_k) 및 상기 열 감지센서가 설치된 높이(H)의 정보들을 메모리부에 미리 저장하고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사용자 정보를 파악하는 것은, 상기 측정된 각 채널의 온도 값들을 평균한 평균값을 계산하여 상기 계산된 평균값보다 온도 값이 큰 채널을 이용하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리를 계산하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 사용자 정보를 파악하는 것은, 상기 계산된 평균값보다 온도 값이 크지 않은 채널은 사용자가 없는 지역으로 파악하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리를 계산하는 것은, 상기 계산된 평균값보다 온도 값이 큰 채널의 번호를 저장하고, 저장된 채널의 번호 중 최소 채널의 번호에 저장된 각도 값(a)과 상기 열 감지센서의 높이 정보(H)를 아래의 [식 1]에 대입하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리(D)를 계산하는 것을 특징으로 한다.

D = H × tan(a) ..... [식 1]

또한, 상기 공조운전을 제어하는 것은, 상기 계산된 사용자까지의 거리정보에 기초하여 상기 공조공간으로 토출되는 공기의 풍향과 풍량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 사용자 감지장치를 구비한 공기조화기의 실내기를 도시한 사시도이다.

도 1에서, 공기조화기의 실내기(10;이하, 공기조화기라 한다)에는 실내공기가 흡입되도록 흡입구(12)가 양 측면 하부에 형성되고, 상기 흡입구(12)를 통해 흡입된 공기가 다시 실내로 토출되도록 토출구(14)가 양 측면 상부에 형성된다.

상기 토출구(14)에는 토출구(14)를 개폐시킴은 물론, 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 블레이드(16)가 설치되고, 상기 블레이드(16)의 상측에는 블레이드(16)를 구동하기 위한 구동모터(18)가 설치된다.

상기 구동모터(18)를 회전각도 분해능이 뛰어난 가변 자기 저항형 스텝핑모터(Variable Reluctance Type Stepping Motor)를 사용하게 되면 블레이드(16)의 단계적 방향 전환뿐만 아니라, 연속적인 방향 전환이 필요한 스윙모드를 자유자재로 구현할 수 있으며, 이외에도 블레이드(16)의 단계적 방향 전환과 연속적 방향 전환을 구현할 수 있는 것이라면 어떠한 동력장치를 사용할 수 있음은 물론이다.

따라서, 상기 블레이드(16)는 구동모터(18)의 구동에 따라 구동모터(18)의 회전축에 연결되어 회전각도가 변화하고, 이 변화하는 회전각도에 따라 토출구(14)를 통해 토출되는 공기의 풍향을 조절하고, 그 회전각도(default angle)의 위치에 따라 토출구(14)를 개폐시킨다.

또한, 상기 공기조화기(10)의 내부에는 흡입구(12)를 통해 흡입되는 실내공기를 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍 또는 온풍으로 열교환하는 실내열교환기(20)와, 상기 실내열교환기(20)에서 열교환된 공기를 송풍하는 실내팬(22)이 설치된다.

또한, 상기 공기조화기(10)의 전면 상부에는 공기조화기(10)가 설치된 공간(공조공간) 내에 사용자의 존재 유무뿐만 아니라 사용자 위치를 파악하기 위한 사용자 감지장치(30)가 설치되고, 상기 사용자 감지장치(30)의 일측에는 사용자의 움직임을 실시간으로 트랙킹하기 위해 사용자의 움직임을 트랙킹할 수 있는 속도로 상기 사용자 감지장치(30)를 일정시간마다 수평으로 왕복 이동시켜 전체 공조공간을 스캐닝하는 스텝모터(40)가 설치된다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 측면 토출방식의 스탠드형 공기조화기를 예로 들어 토출되는 공기의 풍향을 블레이드(16)를 통해 좌우로 조절하도록 하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 전면 또는 삼면 토출방식의 공기조화기의 경우 상하 또는 좌우 블레이드를 통해 토출되는 공기의 풍향을 상하좌우로 조절할 수 있음은 물론이며, 본 발명의 사용자 감지장치(30)는 어떠한 공기조화기에도 적용 가능하다.

도 2는 본 발명의 사용자 감지장치를 구비한 공기조화기의 제어 구성도로서, 사용자 감지장치(30), 입력부(50), 공조 제어부(52), 구동부(54) 및 표시부(56)를 포함한다.

상기 사용자 감지장치(30)는 공조공간 내에 사용자의 존재 유무뿐만 아니라 사용자 위치를 파악하기 위해 전체 공조공간의 온도정보를 측정하는 것으로, 공조공간 내에 있는 열원을 인지하기 위해 다수의 채널을 통해 적외선을 읽어 들여 출력되는 전압을 증폭시켜 온도검출전압으로 출력하는 다채널 서모파일(thermopile) 센서(31;이하, 열 감지센서라 한다)와, 상기 열 감지센서(31)에서 출력되는 각 채널의 온도검출전압의 아날로그 값을 디지털 전압값으로 변환하는 A/D변환부(32)와, 상기 A/D변환부(32)에서 디지털 전압값으로 변환된 각 채널의 온도 값을 측정하는 센서 제어부(33)와, 상기 열 감지센서(31)를 통해 전체 공조공간을 스캐닝하기 위한 다수의 채널 번호, 각 채널의 온도측정영역과 공기조화기(10)가 이루는 각도 값 및 상기 공기조화기(10)에 상기 열 감지센서(31)가 설치된 높이(H;공기조화기 설치 바닥 면으로부터 열 감지센서까지의 높이)의 정보들을 저장하는 메모리부(34)를 포함한다.

본 발명에서는 거리측정을 위한 열 감지센서(31)의 채널 정보와 열 감지센서(31)의 설치 높이(H)를 사용자 감지장치(30)의 메모리부(34)에 별도로 마련하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 열 감지센서(31)의 채널 정보를 공조 제어부(52)의 내부 메모리에 저장할 수도 있다.

상기 입력부(50)는 사용자가 원하는 운전모드(예를 들어, 냉방 또는 난방의 공조운전)와 설정온도, 설정풍량, 설정풍향 등의 운전정보를 입력하도록 키조작부 또는 리모콘신호수신부 등으로 구성된다.

상기 공조 제어부(52)는 입력부(50)로부터 입력된 운전모드에 따라 냉방과 난방 등 공기조화기(10)의 전반적인 동작을 제어하는 마이컴으로써, 상기 사용자 감지장치(30)에 의해 측정된 각 채널의 온도 값을 입력받아 모든 채널의 평균값을 계산하고, 각 채널의 온도 값을 계산된 평균값과 비교하여 각 채널의 온도 값이 평균값보다 큰 경우 해당 채널의 번호를 저장하여 사용자 위치정보를 파악하고, 파악된 사용자 위치정보로부터 해당 채널에 대응하는 거리정보(공기조화기에서 사용자까지의 거리)를 계산하여 사용자에게 쾌적한 공조환경을 조성할 수 있는 기류(풍향 및 풍량)를 제공한다.

상기 구동부(54)는 공조 제어부(52)의 제어신호에 따라 토출 풍향을 조절하기 위해 블레이드(18)를 구동시키는 구동모터(18), 토출 풍량을 변화시키는 실내팬(22) 및 공조공간 내의 사용자 정보를 스캐닝하기 위해 상기 열 감지센서(31)를 수평으로 왕복 이동시키는 스텝모터(40)의 구동을 제어한다.

상기 표시부(56)는 공조 제어부(52)의 제어신호에 따라 실내 열 환경 분석결과를 표시하거나 사용자 위치정보 등을 표시한다.

도 3은 본 발명의 사용자 감지장치를 구비한 공기조화기에서 공조공간 내의 사용자 정보(사용자 위치 및 거리정보)를 파악하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 3에서, 공기조화기(10)의 전면 상부에 설치되는 사용자 감지장치(30)는 실내 열 환경 분석을 위해 열 감지센서(31)의 다수의 채널(n₁, n₂ .... n_k)을 통해 공조공간 내에 있는 열원으로부터 발생되는 적외선을 읽어 들여 각 채널(n₁, n₂ .... n_k)의 온도 값을 측정한다.

상기 사용자 감지장치(30)에서 각 채널(n₁, n₂ .... n_k)의 온도 값이 측정되면, 공조 제어부(52)에서 각 채널(n₁, n₂ .... n_k)의 측정된 온도 값을 입력받아 평균값을 계산하고, 계산된 평균값을 각 채널(n₁, n₂ .... n_k)의 온도 값과 각각 비교하여 평균값보다 큰 각 채널(n₁, n₂ .... n_k)의 번호를 저장한다. 이후 공조 제어부(52)는 저장된 각 채널(n₁, n₂ .... n_k)의 번호 중 최소 채널의 번호를 찾아 최소 채널의 온도측정영역과 공기조화기(10)가 이루는 각도 값(a;a₁, a₂ .... a_k)을 메모리부(34)에서 불러와 불러온 각도 값(a)을 아래의 [식 1]에 대입하여 공기조화기(10)에서 사용자까지의 거리(D)를 계산한다.

D = H × tan(a) ..... [식 1]

여기에서, H는 공기조화기(10) 설치 바닥 면으로부터 사용자 감지장치(30;구체적으로는 열 감지센서)까지의 높이이고, a는 공기조화기(10) 설치 바닥 면에서부터 사용자 감지장치(30; 구체적으로는 열 감지센서)까지의 수직선분("OP")으로부터 반시계방향으로 각 채널(n₁, n₂ .... n_k)의 온도측정영역과 공기조화기(10)가 이루는 선분의 각도 값으로, H와 a의 값은 메모리부(34)에 미리 저장되어 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 공기조화기 및 그 제어방법의 동작과정 및 작용효 과를 설명한다.

도 4는 본 발명의 사용자 감지장치를 구비한 공기조화기에서 사용자 정보를 파악하기 위한 제어 동작 순서도로서, 공조운전 시 사용자 정보를 파악하여 토출 공기의 풍향과 풍량을 조절함으로써 사용자에게 쾌적한 공조환경을 조성하기 위한 것이다.

본 발명의 동작설명을 위한 초기조건으로서, 메모리부(34)에는 열 감지센서(31)의 채널 정보(다수의 채널 번호, 각 채널의 각도 값)와 열 감지센서(31)의 설치 높이(H)가 저장되어 있다.

먼저, 사용자가 원하는 운전모드(냉방 또는 난방의 공조운전)와 설정온도, 설정풍향, 설정풍량 등의 운전정보를 입력부(50)를 통해 공조 제어부(52)에 입력한다.

따라서, 공조 제어부(52)는 운전 온 인가를 판단하여(100), 운전 온 이면 공조공간 내 사용자의 움직임을 실시간으로 트랙킹하기 위해 구동부(54)를 통해 스텝모터(40)를 일정시간마다 동작시켜 사용자의 움직임을 트랙킹할 수 있는 속도로 열 감지센서(31)를 수평으로 왕복 이동시킨다(102).

상기 열 감지센서(31)가 일정속도를 가지고 일정시간마다 수평으로 왕복 이동하면서 다수의 채널을 통해 공조공간 내에 있는 열원으로부터 발생되는 적외선을 읽어 들여 온도검출전압을 출력하면, 열 감지센서(31)에서 출력되는 각 채널의 온도검출 아날로그 전압값은 A/D변환부(32)를 통해 디지털 전압값으로 변환되어 센서 제어부(33)에 전달된다.

따라서, 센서 제어부(33)는 A/D변환부(32)에서 디지털 전압값으로 변환된 각 채널의 온도 값을 측정하여 공조 제어부(52)에 전달한다(104).

이에 따라, 공조 제어부(52)는 사용자 감지장치(30)의 센서 제어부(33)에서 측정된 각 채널의 온도 값을 입력받아 모든 채널의 평균값을 계산하고(106), 각 채널의 온도 값을 계산된 평균값과 각각 비교하여(108), 각 채널의 온도 값이 평균값보다 큰 경우 해당하는 채널의 번호(N)를 저장한다(110).

한편, 상기 단계108의 비교결과, 각 채널의 온도 값이 평균값보다 크지 않은 경우 공조 제어부(52)는 해당 채널을 사용자가 존재하지 않는 지역이라고 파악한다(111). 이는 사용자가 존재하는 위치의 채널 번호(N)만을 저장하여 공기조화기(10)의 기류 제어(풍향 및 풍량 조절)를 사용자 정보(사용자 위치 및 거리정보) 중심으로 운전하기 위한 것이다.

도 3을 예로 들어 구체적으로 설명하면, 통상 사용자가 있는 위치의 온도 값은 대기 온도보다 높으므로 채널 n₂, n₃, n₄에서의 온도 값이 채널 n₁, n₅ 등의 온도 값보다 높다. 따라서 모든 채널의 평균값보다 채널 n₂, n₃, n₄에서 온도 값이 높은 값을 가지게 되어 사용자가 존재하는 위치의 채널 번호(N=2, 3, 4)를 공조 제어부(52)에 저장한다.

이에 따라, 공조 제어부(52)는 저장된 채널의 번호(N) 중 가장 낮은 채널(최소 채널)의 번호(Nmin; 도 3의 경우 n₂)를 찾아 저장하고(112), 저장된 최소 채널의 번호(Nmin)에 해당하는 각도 값(a;도 3의 경우 a₂)을 메모리부(34)에서 불러온 다(114).

이후, 공조 제어부(52)는 메모리부(34)에서 불러온 각도 값(a₂)을 아래의 [식 1]에 대입하여 공기조화기(10)에서 사용자까지의 거리(D)를 계산한다.(116)

D = H × tan(a₂) ..... [식 1]

이러한 방법으로, 사용자가 도 3의 (A)위치에 존재하는 경우 D₁ = H × tan(a₂)로 공기조화기(10)에서 사용자까지의 거리(D₁)를 계산하고, 사용자가 도 3의 (B)위치에 존재하는 경우 D₂ = H × tan(a₆)로 공기조화기(10)에서 사용자까지의 거리(D₂)를 계산할 수 있게 된다.

한편, 본 발명의 일실시예에서는 사용자의 존재 유무를 판단하기 위해 모든 채널의 평균값을 각 채널의 온도 값과 비교하여 사용자가 존재하는 위치의 채널 번호(N)를 결정하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 히스토그램이나 기울기의 차이 등을 이용하여 사용자가 존재하는 위치의 채널 번호(N)를 결정할 수도 있다.

이후, 공조 제어부(52)는 계산된 사용자까지의 거리(D) 정보에 기초하여 미리 정해진 풍향과 풍량 테이블에 따라 토출되는 공기의 풍향과 풍량을 조절하여(118), 사용자 위치로 기류를 제어하거나 또는 사용자에게 바람이 직접적으로 닿지 않도록 기류를 제어함으로써 사용자에게 쾌적한 공조환경을 조성할 수 있게 된다.

또한, 사용자가 입력부(50)를 통해 운전 오프를 선택하면, 공조 제어부(52)는 운전 오프인가를 판단하여(120) 운전 오프가 아닌 경우 상기 단계102로 피드백하여 열 감지센서(31)에 의해 일정시간마다 공조공간의 사용자 움직임을 실시간으로 트랙킹하면서 사용자의 존재 유무뿐만 아니라 사용자 수 및 사용자 위치(사용자까지의 거리) 등을 파악하여 토출되는 공기의 풍향과 풍량을 최적으로 조절하는 기류 제어를 계속한다.

한편, 상기 단계120의 판단 결과, 운전 오프인 경우 공조 제어부(52)는 열 감지센서(31)를 포함한 모든 부하의 동작을 중지하면서 운전을 종료한다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 공기조화기 및 그 제어방법에 의하면, 저가의 다채널 열 감지센서를 이용하여 사용자의 존재 유무뿐만 아니라 사용자까지의 거리를 파악함으로써 원가절감의 효과가 있으며 이를 통해 제품 경쟁력을 강화할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 저가의 다채널 열 감지센서를 통해 사용자 위치정보와 거리정보를 동시에 측정함으로써 사용자의 존재 유무 및 위치를 파악함에 있어 기존에 사용하던 고가의 거리감지수단과 위치감지수단을 사용하지 않고도 신뢰성을 만족할만한 시스템을 구현할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (20)

1. 토출되는 공기의 풍향과 풍량을 조절하여 공조공간을 공기조화시키는 공기조화기에 있어서,

   상기 공조공간에 있는 열원으로부터 발생되는 온도 값을 다수의 채널을 통해 측정하여 사용자 정보를 감지하는 사용자 감지장치; 및

   상기 측정된 온도 값에 기초하여 상기 공조공간에 있는 사용자 정보를 파악하고, 파악된 사용자 정보에 따라 상기 공기조화기의 공조운전을 제어하는 공조 제어부를 포함하고,

   상기 사용자 감지장치는 상기 공조공간에 있는 열원으로부터 발생되는 적외선을 다수의 채널을 통해 읽어 들이는 다채널 열 감지센서를 포함하며,

   상기 공조 제어부는 상기 다채널 열 감지센서의 각 채널의 온도측정영역과 상기 공기조화기가 이루는 각도 값(a)을 이용하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리(D)를 계산하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 사용자 감지장치는 상기 공조공간에 있는 열원으로부터 발생되는 적외선을 일정시간마다 읽어 들이기 위해 상기 다채널 열 감지센서를 일정시간마다 수평으로 왕복 이동시키는 스텝모터를 더 포함하는 공기조화기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 사용자 감지장치는 상기 다채널 열 감지센서의 다수의 채널을 통해 읽어 들인 적외선의 온도검출전압으로부터 각 채널의 온도 값을 측정하는 센서 제어부를 더 포함하는 공기조화기.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 사용자 감지장치는 상기 다채널 열 감지센서를 통해 전체 공조공간을 스캐닝하기 위한 다수의 채널 번호(n1, n2 .... nk), 각 채널(n1, n2 ....nk)의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 각도 값(a;a1, a2 .... ak) 및 상기 다채널 열 감지센서가 설치된 높이(H)의 정보들을 저장하는 메모리부를 더 포함하며,

   각 채널(n1, n2 .... nk)의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 각도 값(a;a1, a2 .... ak)은 공기조화기 설치 바닥 면에서부터 상기 다채널 열 감지센서까지의 수직선분으로부터 반시계방향으로 각 채널의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 선분의 각도 값인 공기조화기.
6. 제 4항에 있어서,

   상기 사용자 감지장치는 상기 측정된 각 채널의 온도 값들을 실시간으로 상기 공조 제어부에 전달하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 공조 제어부는 상기 측정된 각 채널의 온도 값들을 평균한 평균값을 계산하고, 계산된 평균값을 각 채널의 온도 값들과 비교하여 그 비교결과에 따라 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 공조 제어부는 상기 계산된 평균값보다 온도 값이 큰 채널을 이용하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
9. 제 8항에 있어서,

   상기 공조 제어부는 상기 계산된 평균값보다 온도 값이 큰 채널의 번호를 저장하고, 저장된 채널의 번호 중 최소 채널의 번호에 저장된 각도 값을 이용하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 공조 제어부는 상기 최소 채널의 번호에 저장된 각도 값(a)과 상기 다채널 열 감지센서의 높이 정보(H)를 아래의 [식 1]에 대입하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리(D)를 계산하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.

    D = H × tan(a) ..... [식 1]

    여기에서, 상기 각도 값(a)은 공기조화기 설치 바닥 면에서부터 상기 다채널 열 감지센서까지의 수직선분으로부터 반시계방향으로 채널의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 선분의 각도 값이다.
11. 제 10항에 있어서,

    상기 공조 제어부는 상기 계산된 사용자까지의 거리정보에 기초하여 상기 공조공간으로 토출되는 공기의 풍향과 풍량을 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
12. 제 10항에 있어서,

    상기 공조 제어부에는 상기 다채널 열 감지센서를 통해 전체 공조공간을 스캐닝하기 위한 다수의 채널 번호(n1, n2 .... nk), 각 채널(n1, n2 ....nk)의 온도측정영역과 상기 공기조화기가 이루는 각도 값(a;a1, a2 .... ak) 및 상기 다채널 열 감지센서가 설치된 높이(H)의 정보들이 저장되며, 각 채널(n1, n2 .... nk)의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 각도 값(a;a1, a2 .... ak)은 공기조화기 설치 바닥 면에서부터 상기 다채널 열 감지센서까지의 수직선분으로부터 반시계방향으로 각 채널의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 선분의 각도 값인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
13. 제 8항에 있어서,

    상기 공조 제어부는 상기 계산된 평균값보다 온도 값이 크지 않은 채널은 사용자가 없는 지역으로 파악하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
14. 토출되는 공기의 풍향과 풍량을 조절하여 공조공간을 공기조화시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

    상기 공조공간에 있는 열원으로부터 발생되는 적외선을 다채널 열 감지센서에서 일정시간마다 읽어 들여 적외선의 온도검출전압으로부터 각 채널의 온도 값을 측정하고,

    상기 측정된 각 채널의 온도 값에 기초하여 상기 공조공간에 있는 사용자 정보를 파악하고,

    상기 파악된 사용자 정보에 따라 상기 공기조화기의 공조운전을 제어하되,

    상기 사용자 정보를 파악하는 것은,

    상기 각 채널의 온도측정영역과 상기 공기조화기가 이루는 각도 값(a)을 이용하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리(D)를 계산하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
15. 삭제
16. 제 14항에 있어서,

    상기 다채널 열 감지센서를 통해 전체 공조공간을 스캐닝하기 위한 다수의 채널 번호(n1, n2 .... nk), 각 채널(n1, n2 .... nk)의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 각도 값(a;a1, a2 .... ak) 및 상기 다채널 열 감지센서가 설치된 높이(H)의 정보들이 메모리부에 미리 저장되어 있으며, 각 채널(n1, n2 .... nk)의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 각도 값(a;a1, a2 .... ak)은 공기조화기 설치 바닥 면에서부터 상기 다채널 열 감지센서까지의 수직 선분으로부터 반시계방향으로 각 채널의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 선분의 각도 값인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
17. 제 14항에 있어서,

    상기 사용자 정보를 파악하는 것은,

    상기 측정된 각 채널의 온도 값들을 평균한 평균값을 계산하여 상기 계산된 평균값보다 온도 값이 큰 채널을 이용하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리를 계산하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
18. 제 17항에 있어서,

    상기 사용자 정보를 파악하는 것은,

    상기 계산된 평균값보다 온도 값이 크지 않은 채널은 사용자가 없는 지역으로 파악하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
19. 제 17항에 있어서,

    상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리(D)를 계산하는 것은,

    상기 최소 채널의 번호에 저장된 각도 값(a)과 상기 다채널 열 감지센서의 높이 정보(H)를 아래의 [식 1]에 대입하여 상기 공기조화기에서 사용자까지의 거리(D)를 계산하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.

    D = H × tan(a) ..... [식 1]

    여기에서, 상기 각도 값(a)은 공기조화기 설치 바닥 면에서부터 상기 다채널 열 감지센서까지의 수직선분으로부터 반시계방향으로 채널의 온도측정영역과 공기조화기가 이루는 선분의 각도 값이다.
20. 제 19항에 있어서,

    상기 공조운전을 제어하는 것은,

    상기 계산된 사용자까지의 거리정보에 기초하여 상기 공조공간으로 토출되는 공기의 풍향과 풍량을 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.

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