KR101527609B1 - 공기 조화 시스템 및 그의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 실시예는 공기 조화 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

본 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 실내 공기와 실외 공기가 유동하는 유로가 각각 형성되는 실내 유닛; 상기 실외 공기의 유로 상에 제공되는 다수 개의 실내 열교환기; 상기 각 실내 열교환기에 각각 연결되는 다수 개의 실외기; 상기 실내 공기의 습도를 감지하는 습도 감지부; 및 감지된 실내 습도와 목표 습도를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 다수 개의 실외기 중 작동되는 실외기의 수가 조절되도록 하는 제어부가 포함된다.

공기 조화 시스템

Description

공기 조화 시스템 및 그의 제어방법{Air conditioning system and method of controlling the same}

본 실시예는 공기 조화 시스템 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 현대인들은 하루의 일과를 대부분 실내에서 생활하고 있으며, 이에 따라 쾌적한 실내 환경에 대한 관심이 증대되고 있다. 이러한, 관심을 충족하고자 현대에는 공기 조화기를 이용하여 겨울 또는 여름에 실내의 온도가 적절히 유지되도록 하고 있다.

또한, 실내의 환기를 위하여 창문 개방에 의한 자연 환기를 하거나 상기 공기 조화기와 별도로 환기 장치를 설치하고 있다. 그러나, 상기와 같이 공기 조화기와 환기 장치가 별도로 설치된 경우 상기 공기 조화기와 환기 장치를 설치하기 위한 별도의 공간이 요구되고, 상기 공기 조화기 및 환기 장치를 각각 설치하기 위한 배관 구조가 복잡한 문제가 있게 된다.

따라서, 근래에는 환기와 공기 조화가 동시에 이루어지는 공기 조화 시스템이 개발되고 있다.

상기 공기 조화 시스템은 다수 개의 실내 열교환기가 구비되는 실내 유닛과, 상기 각 실내 열교환기에 각각 연결되는 다수 개의 실외기가 포함된다.

그리고, 실내 공기는 상기 실내 유닛으로 유입된 후에 외부로 배출되고, 외부 공기는 상기 실내 유닛으로 유입된 후에 상기 실내 열교환기를 통과한 후 실내로 공급된다.

본 실시예의 목적은 냉방 운전시 실내 부하 및 실외 부하에 대응하여 다수 개의 실외기의 작동이 조절되도록 하여, 실내 온도 및 습도가 효과적으로 조절되도록 하는 공기 조화 시스템 및 그의 제어방법을 제안하는 것에 있다.

일 측면에 따른 공기 조화 시스템은 실내 공기와 실외 공기가 유동하는 유로가 각각 형성되는 실내 유닛; 상기 실외 공기의 유로 상에 제공되는 다수 개의 실내 열교환기; 상기 각 실내 열교환기에 각각 연결되는 다수 개의 실외기; 상기 실내 공기의 습도를 감지하는 습도 감지부; 및 감지된 실내 습도와 목표 습도를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 다수 개의 실외기 중 작동되는 실외기의 수가 조절되도록 하는 제어부가 포함된다.

다른 측면에 따른 공기 조화 시스템의 제어 방법은 제습 모드가 선택되어 실내 유닛으로 유입되는 공기의 습도가 감지되는 단계; 감지된 습도와 목표 습도가 비교되는 단계; 비교 결과에 따라, 상기 실내 유닛과 연결되는 다수 개의 실외기 중 작동되는 실외기의 수가 판단되는 단계; 및 판단된 수의 실외기가 작동되는 단계가 포함된다.

제안되는 실시예에 의하면, 목표 습도와 실내 습도의 비교 결과에 따라 작동되는 실외기의 수가 결정되므로, 실내 공기의 온도 및 습도 조절이 원활이 이루어 질 수 있고, 공기 조화 시스템의 효율적인 운전이 가능한 장점이 있다.

즉, 실내 습도가 목표 습도 보다 낮은 경우 상기 다수 개의 실외기의 작동이 정지된 상태에서 급기 유로 상의 공기가 실내로 유입되므로, 실내 공기의 온도 및 습도가 유지될 수 있고, 상기 다수 개의 실외기의 작동에 따른 전력 소비가 줄어들 수 있는 장점이 있다.

또한, 실내 습도가 목표 습도 보다 높은 경우, 실내 부하와 실외 부하를 비교하여 작동되는 실외기의 수가 결정되므로, 실내 부하가 작은 경우에서 모든 실외기가 작동되는 것이 방지되고, 실내 온도의 급격한 저하가 방지된다.

이하에서는 도면을 참조하여 실시예에 대해서 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 실시에에 따른 공기 조화 시스템은, 다수 개의 실내 열교환기(142, 144, 146)가 구비되는 실내 유닛(10)과, 상기 각 실내 열교환기(142, 144, 146)에 각각 연결되는 다수 개의 실외기(21, 22, 23)가 포함된다.

본 실시예에서는 세 개의 실내 열교환기와 세 개의 실외기가 구비되는 것을 예를 들어 설명한다. 그러나, 상기 실내 열교환기와 실외기의 갯수가 동일하다면,상기 실내 열교환기 및 실외기의 갯수는 제한이 없다. 여기서, 도시되지는 않았으나 각 실외기의 내부에는 압축기와 실외 열교환기 등이 구비됨은 물론이다.

상기 실내 유닛(10)은 실내 공간과 연결되어 실내의 냉난방이 가능하도록 함 과 동시에 실내의 환기가 이루어지도록 한다.

이하에서는 상기 실내 유닛(10)에 대해서 상세하게 설명한다.

상기 실내 유닛(10)은 외형을 이루는 케이싱(110)과, 상기 케이싱(110) 내부에 형성되어 실내 공기가 외부로 배기되도록 하는 배기 유로(113)와, 실외 공기가 실내로 급기되도록 하는 급기 유로(123)가 포함된다.

상기 배기 유로(113)에는 배기 팬(114)이 구비되고, 상기 급기 유로(123)에는 급기 팬(124)이 구비된다.

상세히, 상기 케이싱(110)에는, 상기 배기 유로(113)와 상기 급기 유로(123)가 구획되도록 하는 구획부(130)가 구비된다. 그리고, 상기 구획부(130)에는 상기 배기 유로(113) 상의 일부 공기가 상기 급기 유로(123)로 이동되도록 하기 위한 댐퍼(131)가 구비된다.

따라서, 상기 댐퍼(131)가 작동하여 상기 급기 유로(123)와 상기 배기 유로(113)가 연통되면, 상기 배기 유로(113) 상의 일부 공기가 상기 급기 유로(123)로 이동된다. 그리고, 상기 배기 유로(113)로 이동된 일부 실내 공기는 상기 급기 유로로 유입된 실외 공기가 합쳐진 상태에서 상기 실내 열교환기(142, 144, 146)를 통과하게 된다.

상기 케이싱(110)에는, 실내 공기가 상기 케이싱(110) 내부로 흡입되도록 하는 실내 공기 흡입구(111)와, 상기 케이싱(110) 내부로 흡입된 실내 공기가 배기되도록 하는 실내 공기 배출구(115)와, 외부 공기가 상기 케이싱(110) 내부로 흡입되도록 하는 실외 공기 흡입구(121)와, 상기 케이싱(110) 내부로 흡입된 실외 공기가 실내로 배출되도록 하는 실외 공기 배출구(122)가 구비된다.

그리고, 상기 실내 공기 배출구(115) 및 실외 공기 흡입구(121)에는 각각 댐퍼(115, 121)가 구비된다.

그리고, 상기 다수 개의 실내 열교환기(142, 144, 146)는 상기 급기 유로(123) 상에 제공된다. 상기 다수 개의 실내 열교환기(142, 144, 146)는 일 례로 공기의 유동 방향을 기준으로 병렬로 배치된다. 그러나, 본 실시예에서 상기 다수 개의 실내 열교환기(142, 144, 146)의 배치는 제한되지 않으며, 직렬로 배치될 수도 있다.

또한, 상기 급기 유로(123)에는 상기 급기 유로(123) 상의 공기를 필터링하기 위한 필터(132)가 구비된다.

상기 다수 개의 실외기(21, 22, 23)는 각각 상기 실내 열교환기(142, 144, 146)와 연결되며, 독립적으로 작동된다. 예를 들면, 냉방 운전 시, 제 1 실외기(21) 만 작동하는 경우 상기 급기 유로(123) 상의 공기 중 상기 제 1 실외기(21)와 연결되는 제 1 실내 열교환기(142)를 통과하는 공기는 열교환되어 온도가 하강되고, 작동되지 않는 제 2 및 제 3 실외기(22, 23)와 연결된 제 2 및 제 3 실내 열교환기(144, 146)를 통과하는 공기는 열교환이 이루어지지 않게 된다.

여기서, 냉방 운전 시, 상기 실내 열교환기를 통과하는 외부 공기는 상기 실내 열교환기를 통과하면서 열교환되어 온도가 하강하고, 제습이 이루어지게 된다.

도 2는 본 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 제어 구성을 보여주는 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 공기 조화 시스템은, 상기 배기 유로(113)로 이동되는 실내 공기의 온도를 감지하는 제 1 온도 센서(211)와, 상기 급기 유로(123)로 이동되는 실이 공기의 온도를 감지하는 제 2 온도 센서(212)와, 상기 실내 공기의 습도를 감지하는 습도 감지부와, 상기 각 댐퍼(115, 125, 131)를 구동시키기 위한 댐퍼 구동부(230)와, 상기 공기 조화 시스템의 작동 모드를 선택하기 위한 모드 선택부(240)와, 상기 공기 조화 시스템의 작동을 제어하는 제어부(210)가 포함된다.

상세히, 상기 습도 감지부로는, 습도 센서(221)가 포함된다. 상기 제어부(210)는, 제습 모드 하에서, 상기 습도 센서(221)에서 감지된 실내 공기의 습도와 목표 습도를 비교하여 상기 다수 개의 실외기의 작동을 제어한다.

그리고, 상기 제어부(210)는 실내 습도가 목표 습도 보다 높은 경우에는, 상기 제 1 온도 센서(211)에서 감지된 실내 온도와 상기 제 2 온도 센서(212)에서 감지된 실외 온도 차에 대응한 수의 실외기가 작동되도록 한다.

도 3은 본 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 제어방법을 보여주는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 상기 모드 선택부(240)를 통하여 제습 모드가 입력되면, 상기 공기 조화 시스템은 제습 모드로 운전된다(S1).

본 실시예에서는 일 례로, 냉방 운전되는 중에 제습 모드가 추가되는 경우에 대해서 설명하기로 한다.

제습 모드가 선택되면, 상기 급기 팬(114) 및 배기 팬(124)이 회전되어 실내 공기가 상기 배기 유로(113)로 유입되고, 실외 공기가 상기 급기 유로(123)로 유입된다. 그리고, 상기 습도 센서(221)에서 상기 실내 공기의 습도가 감지된다(S2). 또한, 상기 제 1 온도 센서(211)에서 실내 온도가 감지되고, 상기 제 2 온도 센서(212)에서 실외 온도가 감지된다.

그 다음, 상기 제어부(210)에서는 감지된 실내 습도와 목표 습도를 계산한다. 상기 목표 습도는 사용자가 설정할 수 있다.

만약, 상기 실내 습도가 목표 습도 보다 낮은 경우 상기 제어부(210)는 상기 다수 개의 실외기(21, 22, 23) 전부가 정지되도록 한다. 그러면, 상기 급기 유로(123) 상의 공기가 열교환 과정을 거치지 않고 실내로 유입된다. 여기서, 실내 습도가 목표 습도 보다 낮은 경우는 실내 습도를 낮추어줄 필요가 없으므로, 상기 실외기(21, 22, 23) 전체의 작동이 정지되도록 하여 상기 실내 열교환기(142, 144, 146)를 통과하는 공기의 온도 저하 및 제습이 이루어지지 않도록 한다(S4).

이와 같이 상기 실내 습도가 목표 습도 보다 낮은 경우 상기 실외기(21, 22, 23) 전체의 작동이 정지되도록 하는 경우 상기 실외기(21, 22, 23) 작동에 따른 전력 소비가 줄어드는 장점이 있다.

반면, 상기 실내 습도가 목표 습도 보다 높은 경우, 상기 제어부(210)는 실내 부하와 실외 부하를 비교하여 상기 다수 개의 실외기 중 작동되는 실외기의 수를 판단하여 판단된 수 만큼의 실외기가 작동되도록 한다(S5).

여기서, 실외 공기의 부하에 따라 실내로 유입되는 공기의 습도가 달라질 수 있으므로, 본 실시예에서는 상기 실내 부하와 실외 부하를 비교하여 실내로 유입되 는 공기의 습도 및 온도가 조절되도록 한다. 그리고, 실내로 유동되는 공기의 습도는 작동되는 실외기와 연결된 실내 열교환기를 통과면서 낮아질 수 있음은 상술한 바와 같다.

일 례로 실내 부하와 실외 부하의 차에 대응하여 작동되는 실외기의 수는 아래의 표와 같이 설정될 수 있다.

dT : 외기 온도 - 내기 온도	작동되는 실외기 수(총 3개)
dT ≤T1	1개
T1< dT ≤T2	2개
dT > T2	3개

상기 표1을 참조하면, 외기 온도와 내기 온도의 차가 제 1 기준 온도(T1) 보다 작은 경우에는 실외 부하가 상대적으로 작은 경우이므로 3개의 실외기 중 하나의 실외기가 작동되도록 하여 공기 중의 일부가 제습이 이루어지도록 한다. 이와 같은 경우에는 실내 온도의 급격한 저하 없이 제습이 가능하게 된다.

그리고, 외기 온도와 내기 온도의 차가 제 1 기준 온도(T1)보다 크고 제 2 기준 온도(T2) 이하인 경우, 상기 제어부(210)는 3개의 실외기 중 두 개의 실외기가 작동되도록 한다.

또한, 외기 온도와 내기 온도의 차가 제 2 기준 온도(T2) 보다 큰 경우, 실외 부하가 상대적으로 큰 경우이므로, 상기 제어부(210)는 모든 실외기가 작동되도록 하여 실내 공기의 온도 및 습도가 신속하게 낮아지도록 한다.

본 실시예에서는 세 개의 실외기를 예를 들어 설명하였으나, 네 개 이상의 실외기가 구비될 수 있으며, 이러한 경우에도 상기 표1 같이 외기 온도와 내기 온도의 차에 따라 작동되는 실외기의 수를 설정하여 실외기의 작동이 조절되도록 할 수 있다.

이와 같은 본 실시예에 의하면, 실내 습도가 목표 습도 보다 높은 경우 실내 부하와 실외 부하를 비교하여 작동되는 실외기의 수가 결정되므로, 실외 부하가 작은 경우 불필요하게 모든 실외기가 작동되는 것이 방지될 수 있고, 공기 조화 시스템의 효율적인 운전이 가능하게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 구성을 개략적으로 보여주는 도면.

도 2는 본 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 제어 구성을 보여주는 블럭도.

도 3은 본 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 제어방법을 보여주는 흐름도.

Claims (6)

1. 실내 공기와 실외 공기가 유동하는 유로가 각각 형성되는 실내 유닛;

   상기 실외 공기의 유로 상에 제공되는 다수 개의 실내 열교환기;

   상기 각 실내 열교환기에 각각 연결되는 다수 개의 실외기;

   상기 실내 공기의 습도를 감지하는 습도 감지부; 및

   감지된 실내 습도와 목표 습도를 비교하고, 비교 결과에 따라 상기 다수 개의 실외기 중 작동되는 실외기의 수가 조절되도록 하는 제어부가 포함되며,

   상기 실내 유닛은,

   외형을 이루는 케이싱;

   상기 케이싱 내부에 형성되어 실내 공기가 외부로 배기되도록 하는 배기유로;

   실외 공기가 실내로 급기되도록 하는 급기유로; 및

   상기 배기유로와 상기 급기유로가 구획되는 구획부 상에 배치되며, 상기 배기유로 상의 일부 공기가 상기 급기유로로 이동되도록 하기 위한 댐퍼를 포함하고,

   상기 배기유로 상의 일부 공기가 상기 댐퍼를 통해 상기 급기유로로 이동되면,

   상기 다수개의 실내 열교환기는 상기 제어부에 의해 각각 독립적으로 작동되어 열교환을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 실내 습도가 상기 목표 습도 보다 낮은 경우, 상기 다수 개의 실외기의 작동은 정지되는 공기 조화 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 실내 습도가 상기 목표 습도 보다 높은 경우, 실내 부하와 실외 부하의 차이에 대응하여 상기 다수 개의 실외기 중 작동되는 실외기의 수가 결정되는 공기 조화 시스템.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제

Images