KR101573363B1 - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 각 실별로 측정되는 실내온도에 대한 평균을 산출하고 온도값에 따라 제어할 대상인 실내기를 선정하여 피크제어 또는 디멘드 제어 시 제어대상인 실내기를 우선하여 그 운전을 제한함으로써, 실 별 실내온도의 편차를 최소화하면서 공기조화기의 운전율 제어를 통해 소비되는 에너지를 감소시켜, 사용자의 불편을 최소화하고 그에 따른 만족도를 향상시키면서 에너지를 절약하는 효과가 있다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법 { Air-conditioner and method }

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 특히 측정되는 실내 온도에 대응하여 각 실내기의 운전을 제어하여 에너지를 절약하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.

이러한 공기조화기는 열교환기로 구성된 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성된 실외기로 분리되어 제어되며, 압축기 또는 열교환기로 공급되는 전원을 제어함으로써 동작된다. 또한, 공기조화기는 실외기에 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있으며, 요청되는 운전 상태에 따라, 실내기로 냉매를 공급하여, 냉방 또는 난방모드로 운전된다.

공기조화기는 냉매의 흐름에 따라 냉방운전되거나 난방운전되는데, 냉방운전 시, 실외기의 압축기에서 실외기의 열교환기를 거쳐 고온고압의 액체냉매가 실내기로 공급되면 실내기의 열교환기에서 냉매가 팽창되어 기화되면서 주변공기의 온도가 내려가 실내기 팬이 회전동작함에 따라 실내로 냉기가 토출되고, 난방운전 시 실외기의 압축기에서 고온고압의 기체냉매가 실내기로 공급되면, 실내기의 열교환기에서 고온고압의 기체냉매가 액화되어 방출된 에너지에 의해 따뜻해진 공기가 실내기팬의 동작에 따라 실내로 토출된다.

최근 이러한 공기조화기는 에너지 소비의 주요 원인으로 지목되어 전기공급이 부족한 경우 운전을 제한하는 주요 대상이 되고 있다. 그에 따라 공기조화기는 에너지 절약을 위한 에너지 세이빙모드를 탑재하여 운전하거나 또는 디멘드 제어, 피크 제어 등과 같은 제어를 통해 소비 에너지를 감소하는 방안이 마련되고 있다.

디멘드 제어 또는 피크 제어 시, 공기조화기는 가동되는 공기조화기 유닛의 수를 감소시키거나 설정되는 온도를 가변하는 등 다양한 제어를 실시한다.

그러나 디멘드 제어 또는 피크 제어 시, 지정된 순서나 운전 시간에 따라 운전율을 제어하는 경우, 실 별 조건에 관계없이 운전이 제한되게 되므로 희망온도와의 온도차가 커져 사용자의 불편을 초래하게 된다.

예를 들어, 남향의 룸과 북향의 룸은 동일한 설정에 제어하더라도 희망온도에 도달하는데에는 시간에 차이가 있고, 작은 룸과 큰 룸 또한 희망온도에 도달하는데에는 차이가 발생하게 되는데 동시에 운전을 시작하여 동시에 운전을 정지하는 등, 실 별 조건과 무관하게 운전을 제한하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 공기조화기의 에너지 소비를 절약하기 위한 운전 제어에 있어서, 감지되는 실내온도에 대응하여 제어할 대상인 실내기를 선정하여 그 동작을 제어함으로써, 실내온도의 편차를 최소화하면서 소비 에너지를 감소시키는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기조화기는, 실외기; 상기 실외기에 연결되는 실내기; 및 상기 실내기 및 상기 실외기에서 소비되는 전력량에 대응하여 상기 실내기의 운전을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 실내기가 설치되는 룸의 실내온도를 수신하고, 복수의 룸의 실내온도에 대한 평균온도를 산출하여, 상기 평균온도와 상기 복수의 룸의 실내온도의 온도차에 따라 피크제어대상을 설정하고, 상기 피크제어대상에 포함되는 실내기의 운전을 제한하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제어기는 소비전력량이 설정값에 도달하면 상기 피크제어대상에 포함된 실내기에 대하여 상기 평균온도와의 온도차에 따라 순차적으로 운전 정지되도록 하고, 설정시간 간격으로 상기 실내기로부터 실내온도를 수신하여 새로운 피크제어대상을 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 공기조화기의 제어방법은 복수의 룸에 설치된 복수의 실내기로부터 실내온도를 수신하는 단계; 상기 복수의 실내기로부터 수신되는 실내온도에 대한 평균온도를 산출하는 단계; 운전모드에 따라 상기 평균온도와 실내온도의 차이에 대응하여 상기 복수의 실내기로부터 피크제어대상을 설정하는 단계; 및 소비전력량이 설정값에 도달하는 상기 피크제어대상에 포함되는 실내기의 운전을 제한하는 단계를 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법은, 측정되는 실내온도에 대응하여 복수의 실에 대한 평균을 산출하고 온도값에 따라 제어할 대상인 실내기를 선정하여 우선하여 그 운전을 제한함으로써, 실내온도의 편차를 최소화하면서 공기조화기의 운전율 제어를 통해 소비되는 에너지를 감소시켜, 사용자의 불편을 최소화하고 그에 따른 만족도를 향상시키면서 에너지를 절약하는 효과가 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 공기조화기 유닛의 제어구성이 도시된 블록도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 실 별 온도 분포가 도시된 도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 공기조화기의 실내온도에 따른 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어대상 실내기로 설정되는 실내기 그룹의 예가 도시된 예시도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어대상 설정 방법이 도시된 순서도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 공기조화기의 구성이 도시된 도이다. 도 1을 참조하면, 공기조화기는 복수의 실내기(20, 21 내지 29)와 실외기(10, 11, 12)를 포함한다. 또한, 공기조화기는 실내기 및 실외기와 연결되는 디멘드제어기(51)를 더 포함한다. 경우에 따라 복수의 실내기 및 실외기의 데이터를 수신하여 그 동작을 모니터링 하고 제어하는 원격제어기를 더 포함할 수 있다. 이때, 원격제어기에 디멘드 제어 또는 피크제어 기능이 구비되는 경우, 원격제어기를 통한 피크제어가 가능하다.

공기조화기는 하나의 실내기 및 하나의 실외기로 구성될 수 있고 복수의 실외기를 포함할 수 있으며, 설치형태에 따라 천장형, 스탠드형, 벽걸이형 등으로 구분될 수 있다. 또한, 공기조화기는 실외기 및 실내기뿐 아니라, 환기유닛, 공기청정유닛, 가습유닛, 제습유닛, 히터와 같은 유닛을 더 포함하여 구성할 수 있으나 그에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.

실내기(20)는 연결된 실외기(10)로부터 공급되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(미도시), 실내 열교환기(미도시), 실내공기가 실내 열교환기로 유입되도록 하고, 열교환된 공기가 실내로 노출되도록 하는 실내기팬(미도시), 다수의 센서(미도시), 실내기의 동작을 제어하는 제어수단(미도시)을 포함한다. 실내기(20)는 열교환된 공기를 토출하는 토출구(미도시)를 포함하고, 토출구에는 토출구를 여닫고, 토출되는 공기의 방향을 제어하는 풍향조절수단(미도시)이 구비된다. 실내기는 실내기팬의 회전속도를 제어함으로써 흡입되는 공기 및 토출되는 공기를 제어하며, 풍량을 조절한다. 또한, 실내기는 경우에 따라 실내 공간에 존재하는 인체를 감지하는 인체감지수단을 더 포함할 수 있다. 또한, 실내기(20)는 실내기의 운전상태 및 설정정보가 표시되는 출력부 및 설정 데이터 입력을 위한 입력부를 더 포함할 수 있다.

실외기(10)는 연결된 실내기(20)의 요구 또는 원격제어기의 제어명령에 대응하여, 냉방모드 또는 난방모드로 동작되며, 복수의 실내기로 냉매를 공급한다.

실외기(10)는 유입되는 냉매를 압축하여 고압의 기체 냉매를 토출하는 적어도 하나의 압축기(미도시), 냉매로부터 기체 냉매와 액체 냉매를 분리하여 기화되지 않은 액체냉매가 압축기로 유입되는 것을 방지하는 어큐뮬레이터(미도시), 압축기에서 토출된 냉매 중 오일을 회수하는 오일분리기(미도시), 외기와의 열교환에 의하여 냉매를 응축하거나 증발되도록 하는 실외 열교환기(미도시), 실외 열교환기의 열교환을 보다 원활하게 하기 위하여 실외 열교환기로 공기를 유입하고 열교환된 공기를 외부로 토출하는 실외기팬(미도시), 실외기의 운전모드에 따라 냉매의 유로를 변경하는 사방밸브(미도시), 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력센서(미도시), 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도센서(미도시), 실외기의 동작을 제어하고 다른 유닛과의 통신을 수행하는 제어구성을 포함한다. 실외기는 그 외 다수의 센서, 밸브, 과냉각 장치 등을 더 포함하나, 그에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.

리모컨(30)은 실내기와 통신선으로 연결되는 유선리모컨 또는 무선통신을 통해 데이터를 송수신하는 무선리모컨 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 경우에 따라 또한, 복수의 실내기를 제어하는 단순제어기가 사용될 수 있다. 리모컨(30)은 입력되는 데이터에 따라 실내기의 운전설정을 저장하고 실내기로 전송하고, 실내기의 운전상태를 표시하고 설치된 룸의 실내환경, 예를 들어 실내온도를 측정하여 표시한다.

디멘드제어기(51)는 전력량계(미도시)로부터 입력되는 소비전력량에 대응하여 복수의 실내기의 운전을 제어한다. 별도의 원격제어기(미도시) 연결된 경우 디멘드제어기(51)는 실내기 운전에 대한 제어명령을 원격제어기로 전송한다. 이때, 전력량계는 복수의 실내기(21 내지 29) 또는 복수의 실외기(11,12)로 공급되는 전원선에 연결되어 소비되는 전력량을 측정하여 디멘드 제어기(51)로 입력한다.

디멘드제어기(51)는 순간 소비전력량 또는 소정 기간 동안의 누적소비전력량을 바탕으로, 기 설정된 기준값 이상인 경우 이를 판단하여 실내기의 동작을 제한하는 제어명령을 각 실내기로 전송한다.

디멘드제어기(51)는 복수의 실내기가 설치된 룸의 실내온도를 입력받아 실내온도를 기준으로 운전을 제한할 제어대상 실내기를 설정하여 그 동작을 제어한다. 이때 복수의 실내기 중, 디멘드 제어에서 제외할 실내기를 별도로 예외 실내기로 설정하여 예외 실내기는 배제하고 나머지 실내기로부터 제어대상 실내기를 설정하여 운전을 제어한다.

도 2 는 본 발명에 따른 공기조화기 유닛의 제어구성이 도시된 블록도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 디멘드제어기(51)는 입력부(140), 표시부(150), 통신부(130), 데이터부(120), 그리고 동작 전반을 제어하는 제어부(110)를 포함한다. 또한, 복수의 센서를 포함한 감지부(미도시) 더 포함할 수 있다.

통신부(130)는 실내기(20) 및 실외기(10)의 데이터를 수신하고, 입력부(140)를 통해 입력된 데이터 및 디멘드 제어를 위한 제어명령을 실내기(20)로 전송한다.

통신부(160)는 실내기 및 실외기와 유선 또는 무선통신을 통해 데이터를 송수신할 수 있고, 그 연결방식에 따라 직접 실내기에 연결되거나 실외기를 통해 실내기의 데이터를 수신할 수 있다. 이때, 디멘드제어기(51)는 실내기 및 실외기와 동일한 통신방식으로 통신하는 것을 기본으로 하나, 경우에 따라 상이한 통신방식이 사용될 수 있고, 또한 별도의 게이트웨이가 구비될 수 있다.

또한, 통신부(160)는 복수의 실내기로부터 각 룸(room)에서 측정된 실내온도를 수신한다.

입력부(140)는 적어도 하나의 버튼 또는 스위치와 같은 소정의 입력수단을 포함한다. 입력부(140)는 구비되는 입력수단이 조작됨에 따라 소정의 신호를 제어부(110)로 입력한다.

이때, 입력부(140)는 디멘드 제어 설정을 위한 복수의 버튼이 구비된다. 예를 들어 입력부(140)에는 복수의 실내기 또는 적어도 하나의 실내로 구성된 실내기 그룹에 대한 운전 제어키, 목표 전력량을 설정 및 입력하기 위한 버튼 또는 스위치가 구비되며, 디멘드 제어시 제어모드, 예를 들어 순차 제어, 랜덤제어 등의 모드 선택을 위한 버튼이 구비된다.

표시부(150)는 숫자, 문자, 특수문자 또는 이미지를 출력하는 표시수단을 포함한다. 표시부(150)는 공기조화기에서 소비되는 전력량에 대한 정보를 표시한다. 표시부(150)는 순시전력, 누적전력, 순간소비전력에 대한 정보를 표시하고, 또한, 디멘드 제어시 제어모드 또는 제어대상에 대한 정보를 표시한다.

또한, 디멘드제어기(51)는 표시부(150) 외에도 소정의 효과음 또는 경고음을 출력하는 버저 또는 스피커, 그리고 점등되거나 점멸되어 동작상태, 또는 경고를 출력하는 램프를 더 포함할 수 있다.

데이터부(120)에는 공기조화기의 소비전력량 데이터, 실내기별 운전 설정, 예외설정된 실내기에 대한 데이터, 각 실 별 온도데이터, 제어대상 실내기에 대한 데이터, 디멘드 제어에 따른 설정값 및 제어데이터가 저장된다. 또한, 데이터부(120)에는 통신부(130)를 통해 데이터를 송수신하기 위한 각 실내기의 주소 등 통신데이터가 저장되고, 송수신되는 데이터가 임시저장된다.

제어부(110)는 입출력되는 데이터를 처리하고 통신부(130)를 통해 실내기와의 데이터 송수신을 제어하며, 공기조화기의 소비전력량에 대응하여 복수의 실내기에 대한 디멘드 제어를 수행한다. 제어부(110)는 복수의 실내기 또는 실외기에 대한 소비전력량의 순시전력, 누적전력 등의 전력소비에 대한 데이터를 산출하고 이를 표시부(150)를 통해 출력한다.

제어부(110)는 공기조화기의 소비전력량이 소정 기준값 이상이 되면 디멘드 제어를 시작할 수 있고, 또는 설정에 따라 디멘드 제어모드가 선택된 경우 실내기의 운전을 제어한다. 제어부(110)는 각 실내기에 대한 제어명령을 생성하여 통신부(130)로 인가하고, 통신부(130)는 각 실내기로 제어명령을 전송한다. 그에 따라 제어명령을 수신한 실내기는 그에 대응하여 운전설정을 변경하거나 운전을 정지한다.

제어부(110)는 수신되는 각 실 별 실내온도에 대한 평균을 연산하고, 연산된 평균온도를 바탕으로 복수의 실내기 중 제어 대상인 실내기를 설정하여 그 운전을 제어하는 제어명령을 생성한다. 제어부(110)는 디멘드 제어 시, 제어대상인 실내기에 대해 순차제어, 랜덤제어, 우선순위 제어를 수행하여 소비 전력량을 감소시킨다.

이때, 제어부(110)는 복수의 실내기 중 예외 실내기를 제외하고 나머지 실내기에 대한 평균을 산출하여 제어대상인 실내기를 설정한다. 또한, 제어부(110)는 제어대상으로 설정된 실내기의 수가 기준수 미만인 경우에는 제어대상으로 설정되지 않은 실내기로부터 제어대상인 실내기를 추가하여 그 동작을 제어한다. 즉 제어대상인 실내기의 운전을 제한하더라도 소비 전력량이 감소하지 않는 경우에는 그외의 실내기를 추가하여 운전을 제한함으로써 소비전력량이 감소하도록 하고, 그에 따라 공기조화기의 소비전력량이 피크전력을 초과하지 않도록 한다.

또한, 제어부(110)는 디멘드 제어에 따른 제어 이력을 저장하고, 경우에 따라 소정 기간 단위로 디멘드 제어에 따른 리포트를 생성할 수 있다.

도 3 은 본 발명에 따른 실 별 온도 분포가 도시된 도이다. 도 3을 참조하면, 22층의 건물에는 1층부터 22층까지 각각 4개의 룸이 존재하고, 각 룸의 실내온도가 디멘드제어기(51)로 수신된다.

이때 실내온도는 각 룸에 설치된 실내기 또는 실내기에 연결된 리모컨에 의해 측정되어 디멘드제어기(51)로 전송된다.

디멘드제어기(51)의 제어부(110)는 수신되는 룸 별 실내온도를 데이터부(120)에 저장하고, 각 실내기의 운전상태를 체크한다. 이때 제어부(110)는 운전 정지된 실내기에 대해서는 운전상태를 체크하고, 실내온도가 측정되지 않거나 운전에 이상이 발생한 실내기는 에러(Error)상태로 체크한다. 또한, 제어부(110)는 디멘드 제어에서 제외 대상인 룸에 대해 '예외' 상태로 설정한다.

도시된 바와 같이, 제어부(110)는 도시된 바와 같이, 건물 내 총 88대의 실내기에 대하여, 운전중 67대, 에러발생 3대, 예외 실내기 10대, 그리고 운전정지된 8대를 확인한다.

제어부(110)는 복수의 룸에 대해 각각의 실내온도를 수신하여 평균온도를 산출한다. 이때 제어부(110)는 예외룸의 실내기뿐 아니라, 운전OFF된 실내기, 에러 상태인 실내기에 대하여 예외 실내기로 설정하여, 평균온도 산출에서 제외함은 물론 이후 디멘드 제어에서도 예외를 적용하여 그 동작을 제한하지 않는다.

다만, 디멘드 제어 중, 운전OFF된 실내기가 동작을 시작하는 경우, 예외룸의 실내기이거나 에러가 발생한 경우가 아니라면 디멘드 제어의 대상으로 포함한다. 즉 디멘드 제어 도중 동작을 시작하는 실내기는 다음 평균온도 연산 시에 그 실내온도를 반영하고, 제어대상으로 선정되는 경우 그 운전을 제어한다.

제어부(110)는 에러발생 실내기 3, 예외룸의 실내기 10, 운전정지 실내기 8인 21대의 실내기에 대해서 제외대상인, 예외 실내기로 설정하고, 나머지 운전중인 67대의 실내기로부터 디멘드 제어를 위한 피크제어대상 실내기를 설정한다.

제어부(110)는 운전중인 67대의 실내기에 대한 평균온도를 산출하여 실내평균온도 22.5도를 기준으로 제어대상 실내기를 설정한다. 제어부(110)는 난방중에는 22.5도 이상인 실내기 27대를 제어대상 실내기로 설정하고, 냉방중에는 평균온도 22.5 이하인 실내기 40대를 제어대상 실내기로 설정할 수 있다. 경우에 따라 제어대상 실내기의 수가 기준수 미만인 경우 실내온도와 평균온도의 온도차에 따라 제어대상 실내기를 추가할 수 있다.

제어부(110)는 제어대상으로 설정된 실내기에 대하여 운전을 정지하도록 제어하거나 또는 송풍운전되도록 한다. 이때, 제어부(110)는 제어대상인 실내기에 대하여 운전을 정지하는 것을 기본으로 하나, 경우에 따라 제어부(110)는 제어대상인 실내기를 복수의 그룹으로 구분하여 소정 시간 간격으로 순차적으로 운전이 정지되도록 할 수 있고, 복수의 그룹 내에서 교번운전되도록 설정할 수 있다. 즉 제 1 제 2 그룹으로 구분하는 경우 제1 그룹은 운전을 정지하고 제 2 그룹은 소정시간 운전한 후, 제 1 그룹이 다시 운전을 시작하고 제 2 그룹은 운전을 정지하는 것을 반복할 수 있다.

이때, 예외 실내기로 설정되지 않은 나머지 실내기는 설정에 따라 기존의 운전상태를 유지한다.

제어부(110)는 설정된 운전주기에 따라 소정 시간 간격으로 실내온도 측정 및 평균온도 산출을 반복하여 수행하고, 그에 따라 피크제어대상인 실내기를 새로 설정하여 그 운전을 제어한다.

제어부(110)는 운전 정지된 실내기 중 어느 하나가 운전을 시작하면, 운전중 실내기로 변경하여 평균온도 산출에 포함되도록 한다.

도 4 는 본 발명에 따른 공기조화기의 실내온도에 따른 제어방법이 도시된 순서도이다. 도 4를 참조하면, 복수의 실내기 및 실외기에 연결된 디멘드제어기(51)는 실내기의 운전정보를 수신한다(S310). 디멘드제어기(51)의 제어부(110)는 실내기의 운전정보에 따라, 예외실내기를 설정한다(S320). 앞서 설명한 바와 같이, 제어부(110)는 실내기의 운전정보에 대응하여, 예외룸의 실내기, 에러발생 실내기, 운전정지 중인 실내기를 예외실내기로 설정한다.

제어부(110)는 예외실내기를 제외한 나머지 실내기에 대하여, 실내온도의 평균을 연산한다(S330). 이때 예외실내기는 디멘드 제어시, 피크제어대상으로 선정되지 않는 실내기이므로, 해당 실내기가 설치된 룸의 실내온도 또한 평균온도 산출에서 제외한다.

제어부(110)는 모든 실내온도, 즉 예외실내기를 제외한 나머지 실내기가 설치된 룸의 실내온도가 평균온도인지 여부를 판단하고(S340) 모든 실내온도가 평균온도인 경우 예외실내기를 제외한 모든 실내기를 피크제어대상으로 설정한다(S350). 예를 들어 디멘드제어기에 의한 운전제어가 반복되면 모든 실내온도는 평균온도에 수렴될 수 있다.

한편, 모든 실내온도가 평균온도가 아닌 경우, 현재 실내기의 운전모드에 따라 피크제어대상을 설정한다(S360).

난방중인 경우, 제어부(110)는 실내온도가 평균온도 이상인 실내기를 피크제어대상으로 설정하고(S370), 냉방중인 경우 실내온도가 평균온도 이하인 실내기를 피크제어대상으로 설정한다(S380). 물론 예외실외기를 제외한 나머지 모든 실내기에 대하여 피크제어대상을 설정한다.

피크제어대상이 설정되면, 제어부(110)는 제어명령을 생성하여 통신부(130)를 통해 각 실내기로 전송하여 피크제어대상인 실내기의 운전을 제어한다(S390). 예를 들어 피크제어대상인 실내기가 운전을 정지하도록 제어할 수 있다. 또한, 냉방 또는 난방운전 상태에서 송풍운전으로 전환하도록 제어할 수 있다. 경우에 따라, 예를 들어 예외 실내기를 제외한 모든 실내기가 피크제어대상인 경우에는 2 또는 3개의 그룹으로 구분하여 순차운전되도록 하거나 교번운전되도록 제어할 수 있다.

제어부(110)는 피크제어 또는 디멘드 제어모드가 해제되면(S400), 운전제어를 종료하고, 각 실내기가 입력된 설정에 따라 운전되는 일반 운전모드로 운전하도록 한다(S420).

제어부(110)는 피크제어 또는 디멘드 제어모드가 유지되는 상태에서, 설정된 운전주기에 도달하면(S410) 실내기의 운전정보를 다시 수신하여 예외실내기를 다시 설정하고, 평균온도를 연산하여 새로운 피크제어대상을 설정한 후 그 동작을 제어한다(S310 내지 S390).

제어부(110)는 이와 같은 운전제어를 주기적으로 반복하여 수행한다. 그에 따라 복수의 룸의 실내온도는 평균온도에 근접해 질 수 있고, 실내온도의 편차는 감소하게 된다.

도 5 는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어대상 실내기로 설정되는 실내기 그룹의 예가 도시된 예시도이다.

도 5의 a에 도시된 바와 같이, 디멘드제어기(51)는 실내기의 운전정보를 수신하여 각 실내기의 운전상태를 판단한다.

예를 들어, 전체 실내기(201) 88대는 에러 실내기(202) 3대, 예외룸으로 설정된 제외대상 실내기(203) 10대, 운전정지 실내기(204) 8대, 운전중 실내기(205) 67대로 구성될 수 있다.

에러 실내기(202)는 이상 발생으로 인하여 동작 불가능한 실내기이고, 제외대상 실내기는 예외룸, 예를 들어 전산실과 같은 특수 목적의 룸에 설치된 실내기로 피크제어에서 제외되는 실내기이다. 운전정지 실내기(204)는 현재 동작상태를 기준으로 동작 정지된 실내기이고, 추후 운전을 시작하면 다시 운전중 실내기(205)로 변경될 수 있다. 운전중 실내기(205)는 입력된 설정에 따라 난방 또는 냉방의 운전을 수행하고 있는 실내기로 운전중 실내기로부터 피크제어대상을 설정할 수 있다.

이때 운전중 실내기(205)는 평균온도 이상인 실내기(206) 27대와, 평균온도 미만인 실내기(207) 40대로 나눌 수 있는데, 난방중인 경우 평균온도 이상인 실내기(206)가 피크제어대상으로 설정되고, 냉방중인 경우 평균온도 미만(또는 이하)인 실내기(207)가 피크제어대상으로 설정된다.

제어부(110)는 피크제어대상이 모두 운전을 정지하도록 제어할 수 있다.

냉방중인 경우, 평균온도 미만(또는 이하)인 실내기(207)가 피크제어대상으로 설정되는데, 이때 도 5의 b에 도시된 바와 같이, 제어부(110)는 평균온도 미만인 실내기(207)를 1 그룹(208)과 2 그룹(209)으로 나누어 제어할 수 있다. 예를 들어 평균온도 미만인 실내기 중, 평균온도와의 온도차에 따라 두 개의 그룹으로 나누어 온도차가 큰 1그룹(208) 20대를 1차 정지(OFF)되도록 하고, 소정시간 후 2그룹(209) 20대를 2차 정지(OFF)되도록 제어할 수 있다. 이때 평균온도 미만인 실내기로부터 온도차에 따라 그룹을 구분하므로, 냉방 중 실내온도가 낮은 실내기, 즉 희망온도에 근접한 순서대로 1그룹에 포함된다.

또한, 도 5의 c에 도시된 바와 같이, 냉방중 피크제어대상인 평균온도 미만 실내기(207)는 1그룹(210)과 2그룹(211)로 구분하여 그 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(110)는 목표하는 전력감소량을 위한 피크제어대상에 대한 기준수를 설정할 수 있는데, 피크제어대상이 기준수 35대 이상인 경우, 평균온도와의 온도차에 따라 기준수만큼의 실내기는 1그룹, 그외의 실내기를 2그룹으로 설정하여 1그룹(210)은 운전 정지하도록 하고, 나머지 2그룹은 운전을 유지하도록 제어할 수도 있다. 또는 1그룹은 운전 정지하도록 하고 2그룹은 운전과 정지를 반복하는 교번운전을 수행할 수 있다.

한편, 난방중인 경우에는 평균온도 이상인 실내기(206)가 피크제어대상으로 설정된다. 도 5의 d에 도시된 바와 같이, 제어부(110)는 평균온도 이상인 실내기(206)를 피크제어대상으로 설정하여 운전 정지(OFF)하도록 제어한다(212).

이때, 평균온도 이상인 실내기(206) 27대의 운전 정지만으로 소비전력량의 감소가 미미한 경우, 제어부(110)는 피크제어대상을 평균온도 미만 실내기(207)로부터 추가 설정할 수 있다.

제어부(110)는 평균온도 미만 실내기(207) 중, 평균온도와의 온도차에 따라 1그룹과 2그룹으로 구분하여 1그룹은 피크제어대상으로 추가하여 운전이 정지되도록 하고(213), 2그룹은 피크제어대상에 추가하지 않고 기존의 운전상태를 유지하도록 할 수 있다. 이때 1그룹은, 난방중이므로 평균온도와의 온도차가 적은 실내기 가 대상이 되며, 즉 실내온도가 높은 순서대로 피크제어대상에 추가될 수 있다.

디멘드 제어기는 공기조화기에서 소비되는 전력량을 감시하고 설정된 피크값을 넘지 않도록 제어해야하므로, 앞서 설명한 바와 같이, 피크제어대상이 운전정지하도록 제어함은 물론 경우에 따라 피크제어대상을 추가하여 제어할 수 있다.

도 6 은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어대상 설정 방법이 도시된 순서도이다. 도 6을 참조하면, 제어부(110)는 피크제어대상을 제어하여 소비 전력량을 감소시키는데 있어서, 전력소비의 증가속도가 제어에 의한 감소 정도를 넘어서는 경우 피크제어대상을 추가하여 제어할 수 있다.

제어부(110)는 복수의 실내기로부터 수신되는 실내온도에 대하여, 예외실내기를 제외한 나머지 실내기의 실내온도로부터 평균온도를 연산하여, 평균온도를 기준으로 피크제어대상을 설정한다(S450). 앞서 설명한 바와 같이, 난방중에는 평균온도 이상인 실내온도의 실내기를 피크제어대상으로 설정하고, 냉방중에는 평균온도 미만(또는 이하)인 실내기를 피크제어대상으로 설정한다.

이때, 설정된 피크제어대상의 수가 기준수 미만인 경우, 설정된 피크제어대상에 대해 운전을 우선 제어한다(S490). 디멘드 제어기(51)의 제어부(110)는 피크제어대상이 운전 정지하거나 또는 송풍모드로 전환되도록 제어한다.

또한, 제어부(110)는 피크제어대상이 아닌 실내기 중, 평균온도와 실내온도의 차이가 작은 실내기, 즉 평균온도에 근접한 순서대로 피크제어대상으로 추가 설정한다(S500).

예를 들어 피크제어대상의 기준수가 35인데, 기 설정된 피크제어대상 실내기의 수가 27인 경우, 온도차가 적은 순서대로 8대를 추가로 피크제어대상으로 설정한다. 즉 난방중 평균온도 이상인 실내기의 수가 27대로 피크제어대상을 설정한 경우, 평균온도 이하인 실내기인 실내기 중 평균온도와의 온도차가 적은, 즉 평균온도에 가까운 순서대로 8대의 실내기를 추가로 피크제어대상으로 설정할 수 있다.

피크제어대상이 추가되면, 제어부(110)는 추가된 피크제어대상의 운전을 제어한다(S510).

이때, 평균온도에 따라 설정된 피크제어대상인 실내기의 운전을 제어함으로써 전력소비를 컨트롤할 수 있다면, 필요한 정도의 전력감소가 발생한다면 위와 같이 피크제어대상 추가 없이 제어를 유지할 수 있다.

한편, 피크제어대상의 수가 기준수 이상인 경우(S470), 제어부(110)는 피크제어대상 중 평균온도와의 온도차가 큰 실내기부터 순차적으로 운전을 제어한다(S480). 즉 난방중인 경우에는 평균온도와의 온도차가 큰, 실내온도가 높은 순서대로 운전을 제어하고, 냉방중인 경우에는 실내온도가 낮은 순서대로 운전을 제어할 수 있다.

제어부(110)는 피크제어대상에 대하여 일시에 운전을 정지시키거나, 또는 앞서 설명한 바와 같이 실내온도에 따라 2 또는 3개의 그룹으로 구분하여 순차적으로 운전을 제어할 수 있고, 소정시간 간격으로 교번운전 하도록 설정할 수 있다. 운전방식은 설정 또는 목표하는 전력감소의 량에 따라 가변 될 수 있다.

피크제어대상의 수가 기준수와 동일한 경우, 제어부(110)는 피크제어대상의 운전을 제어한다(S510). 제어부(110)는 피크제어대상이 운전 정지되도록 하거나 도는 송풍모드로 전환되도록 한다. 또한, 피크제어대상에 대한 기준수가 설정되지 않은 경우에는 별도의 피크제어대상 추가 없이 평균온도를 기준으로 피크제어대상으로 설정된 실내기를 제어할 수 있다.

그에 따라 본 발명의 공기조화기는 디멘드제어기(51)에 설정된 운전주기에 따라 실내온도를 측정하고 실내온도와 평균온도에 따라 다음 피크제어대상을 설정하여 반복하여 운전되도록 함으로써, 소비되는 전력량을 감소시키면서 복수의 룸의 온도편차가 감소된다.

본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 실시예에 따라서는 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있으나, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

10, 11, 12: 실외기 20, 21 내지 29: 실내기
30, 31 내지 39: 리모컨 51: 디멘드제어기
110: 제어부 120: 데이터부
130: 통신부 140: 입력부
150: 표시부

Claims (17)

1. 실외기;
   상기 실외기에 연결되는 실내기; 및
   상기 실내기 및 상기 실외기에서 소비되는 전력량에 대응하여 상기 실내기의 운전을 제어하는 제어기를 포함하고,
   상기 제어기는 상기 실내기가 설치되는 룸의 실내온도를 수신하고, 운전중인 실내기 중 예외실내기를 제외한 나머지 실내기에 대하여, 복수의 룸의 실내온도에 대한 평균온도를 산출하여, 상기 평균온도와 상기 복수의 룸의 실내온도의 온도차에 따라 피크제어대상을 설정하고, 소비전력량이 설정값에 도달하면 상기 피크제어대상에 포함된 실내기에 대하여 상기 평균온도와의 온도차에 따라 순차적으로 운전 정지되도록 하고, 설정시간 간격으로 상기 실내기로부터 실내온도를 수신하여 새로운 피크제어대상을 설정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 에러가 발생한 실내기, 운전정지된 실내기, 제외대상인 실내기를 상기 예외실내기로 설정하고, 상기 예외실내기를 제외한 나머지 운전중인 실내기로부터 상기 피크제어대상을 설정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 냉방모드에서 실내온도가 상기 평균온도 이하인 룸에 설치된 실내기, 또는 난방모드에서 실내온도가 상기 평균온도 이상인 룸에 설치된 실내기를 상기 피크제어대상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 소비전력량이 설정값에 도달하면 상기 피크제어대상에 포함된 실내기가 운전정지되도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
7. 삭제
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 소비전력량이 설정값에 도달하면 상기 피크제어대상에 포함된 실내기를 적어도 2개의 그룹으로 구분하여 교번 운전하도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 피크제어대상에 포함된 실내기의 수가 기준대수 미만인 경우 상기 평균온도와 실내온도의 온도차에 따라 상기 피크제어대상에 실내기를 추가 설정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기는 예외실내기를 제외한 나머지 실내기에 대하여, 상기 복수의 룸의 실내온도가 상기 평균온도와 동일한 경우, 상기 예외실내기를 제외한 모든 실내기를 상기 피크제어대상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
11. 복수의 룸에 설치된 복수의 실내기로부터 실내온도를 수신하는 단계;
    운전중인 실내기 중 예외실내기를 제외한 나머지 실내기에 대하여, 상기 복수의 실내기로부터 수신되는 실내온도에 대한 평균온도를 산출하는 단계;
    운전모드에 따라 상기 평균온도와 실내온도의 차이에 대응하여 상기 복수의 실내기로부터 피크제어대상을 설정하는 단계;
    소비전력량이 설정값에 도달하면, 상기 피크제어대상에 포함된 실내기에 대하여 상기 평균온도와의 온도차에 따라 순차적으로 운전 정지되도록 하여 상기 피크제어대상에 포함되는 실내기의 운전을 제한하는 단계; 및
    설정시간 간격으로 상기 실내기로부터 실내온도를 수신하여 새로운 피크제어대상을 설정하는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
12. 삭제
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 평균온도 산출 시,
    상기 복수의 실내기 중, 에러가 발생한 실내기, 운전정지된 실내기, 제외대상인 실내기를 예외실내기로 설정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 피크제어대상의 설정 시, 냉방모드에서 실내온도가 상기 평균온도 이하인 룸에 설치된 실내기, 또는 난방모드에서 실내온도가 상기 평균온도 이상인 룸에 설치된 실내기를 상기 피크제어대상으로 설정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 피크제어대상의 운전을 제한하는 경우, 상기 피크제어대상에 포함된 실내기를 적어도 2개의 그룹으로 구분하여 교번운전 중 어느 하나로 운전을 제한하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
16. 제 11 항에 있어서,
    상기 피크제어대상 설정 시, 상기 피크제어대상에 포함된 실내기의 수가 기준대수 미만인 경우 상기 평균온도와 실내온도의 온도차에 따라 상기 피크제어대상에 실내기를 추가 설정하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.
17. 제 11 항에 있어서,
    상기 피크제어대상 설정 시,
    상기 복수의 룸의 실내온도가 상기 평균온도와 동일한 경우, 상기 복수의 실내기를 상기 피크제어대상으로 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
    

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