KR101635558B1 - 공기조화기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기 시스템에 관한 것으로, 외기, 배기, 순환기를 조절하여 순환기와 외기가 혼합된 혼합기 또는 외기를 설정된 온도로 조절하여 냉/온의 급기를 실내로 공급하는 공조유닛 공조유닛으로 냉매를 공급하는 적어도 하나의 실외기; 실외기와 통신하여 공조유닛을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 측정되는 실내온도 및 요구되는 부하의 정도에 대응하여 복수의 실외기의 운전을 제어함으로써, 필요에 따라 실외기가 순차적으로 운전하도록 하고 복수의 실외기가 동시에 동작을 정지하지 않도록 함으로써, 복수의 실외기를 효율적으로 운전하고 그로 인하여 공조유닛이 연속하여 동작할 수 있으므로 운전의 효율성 및 제어의 편리성이 향상되는 효과가 있다.

Description

공기조화기 시스템{ Air-conditioner system}

본 발명은 공기조화기 시스템에 관한 것으로, 특히 순환되어 돌아오는 공기와 외부로부터 유입되는 공기를 조절하여 실내를 환기하고 실내온도를 제어하는 공기조화기 시스템에 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 실내로 냉온의 공기를 토출하여 실내온도를 제어하는데 그치지 않고, 실내 공기를 외부로 배출하고 외부공기를 유입시켜 실내온기를 환기 시키는 환기시스템과 결합하는 추세이다. 특히 창문이 없거나 또는 작은 사이즈의 창문이 설치되는 빌딩에서는 냉난방과 환기 시스템을 결합한 형태의 시스템이 주목받고 있다.

이러한 결합 형태의 공기조화기 시스템은 실외기 1대, 실내기 1 대로 구성되는 단순한 구조가 아니라, 실외기 이외에도 열원을 공급하는 복수의 수단이 상호 연결된다. 또한, 공기조화기 시스템은 공기가 실내를 순환하고 외기가 유입되도록 하는 장치가 상호 연동하여 동작함에 따라, 그 구조 또한 복잡해 지고 있다.

그에 따라 구비되는 복수의 장치가 요구되는 부하에 대응하여 효과적으로 운전할 수 있도록 하는 방안이 요구된다.

본 발명의 목적은 실내에서 순환되는 내부공기와 외부공기의 유입을 제어하여 공기를 환기하면서 실내온도를 효과적으로 제어하여 쾌적한 실내환경을 제공하는 공기조화기 시스템에서 실내온도 및 요구되는 부하의 정도에 따라 열원의 동작을 제어하는 공기조화기 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 따른 공기조화기 시스템은, 실외에서 공급되는 외기(Outdoor Air)와 실내로부터 실외로 배출되는 배기 (Exhaust Air), 실내 순환 후 재 공급되는 순환기(Return Air)를 조절하고, 상기 순환기와 상기 외기가 혼합된 혼합기 또는 상기 외기를 설정된 온도로 조절하여 냉/온의 급기(Supply Air)를 실내로 공급하는 공조유닛(공조유닛, Air Handling Unit); 상기 공조유닛으로 냉매를 공급하는 적어도 하나의 실외기; 및 상기 실외기와 통신하여 상기 공조유닛을 제어하는 제어기; 를 포함하고, 상기 제어기는 상기 공조유닛에서 측정되는 실내온도를, 목표온도 또는 목표온도에 소정값을 가산하거나 감산한 온도와 비교하여 상기 실외기의 운전대수 또는 운전률을 제어하고, 상기 제어기는 상기 목표온도로부터 복수의 기준온도를 설정하고 상기 복수의 기준온도를 목표온도로써 상기 실외기에 각각 설정하여, 상기 실외기에 각각 상이한 목표온도가 설정되어 상기 실외기가 순차적으로 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템은, 실내를 순환하는 공기와 배출되는 공기, 그리고 외부로부터 유입되는 공기의 양을 조절하여 실내를 환기시키는 동시에 외부 공기의 온도를 이용하여 실내온도를 조절하고 또한 혼합된 공기를 열교환하여 실내온도를 제어하는 공조유닛을 제어하는데 있어서, 측정되는 실내온도 및 요구되는 부하의 정도에 대응하여 복수의 실외기의 운전을 제어함으로써, 필요에 따라 실외기가 순차적으로 운전하도록 하고 복수의 실외기가 동시에 동작을 정지하지 않도록 함으로써 복수의 실외기를 효율적으로 운전하고 그로 인하여 공조유닛이 연속하여 동작할 수 있으므로 운전의 효율성 및 제어의 편리성이 향상되는 효과가 있다.

도 1 내지 도 3 은 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 구성이 도시된 도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 공조유닛의 구성이 도시된 도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 제어구성이 도시된 블록도이다.
도 6 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 인터페이스 유닛의 구성이 도시된 블록도이다.
도 7 은 본 발명에 따른 제어기를 구성하는 모듈화된 복수의 유닛 및 각 모듈과 연결되는 공기조화기 시스템이 도시된 도이다.
도 8 은 본 발명에 따른 제어기의 유닛 별 신호 흐름이 도시된 도이다.
도 9 내지 도 11 은 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 인터페이스 유닛의 모니터링화면의 실시예가 도시된 예시도이다.
도 12 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 실외기 수에 따른 실외기 운전제어방법이 도시된 순서도이다.
도 13 및 도 14 는 본 발명에 따른 온도변화에 따른 실외기 운전제어를 설명하는데 참조되는 예시도이다.
도 15 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 제습운전방법이 도시된 순서도이다.
도 16 은 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 실외기 제상운전 방법이 도시된 예시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시_예들에 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 내지 도 3 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 구성이 도시된 도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 공기조화기 시스템은 공조유닛(1), 실외기(2), 제어기(4), 그리고 제어기(4)에 연결되는 인터페이스유닛(5)을 포함한다.

공조유닛(공조유닛, Air Handling Unit)(1)은 실내로 공급되는 급기(Supply Air), 실내를 순환하고 돌아오는 순환기, 외부로부터 유입되는 외기, 외부로 배출되는 배기의 양을 조절하고, 열교환된 급기가 실내로 공급되도록 한다.

실외기(2)는 설정에 따라 냉방모드 또는 난방모드로 동작되어 공조유닛(1)으로 냉매를 공급한다. 이때 실외기(2)는 공조유닛(1)에서 공기의 열교환을 위한 열원을 제공하는 것으로, 실외기 이외에도 다른 열원이 사용될 수 있다. 예를 들어 히트펌프, 지열판 등을 통해 열원의 공급이 가능하다.

실외기(2)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.

제어기(4)는 공조유닛(1)의 구동 및, 순환하는 공기의 정도를 제어하고 설정된 목표온도로 공기가 공급되도록 제어한다. 또한, 제어기(4)는 실외기(2)와 통신하여 실외기에 목표온도를 설정하거나 실외기의 구동을 제어한다. 제어기(4)는 부하의 정도에 따라 실외기가 추가로 동작하거나 동작중인 실외기의 일부가 동작 정지하도록 한다.

인터페이스유닛(5)은 제어기(4)에 연결되어 제어기의 입력부 및 출력부로써 동작한다. 이때 인터페이스유닛(5)은 제어기(4)의 데이터를 바탕으로 공조유닛 및 실외기의 동작상태를 표시하고, 공조유닛 및 실외기에 대한 제어메뉴를 제공하여, 제어메뉴를 입력되는 데이터를 제어기(4)로 전송한다. 인터페이스 유닛(5)은 그래픽 기반의 모니터링 화면을 표시함으로써, 사용자가 쉽게 공조유닛 및 실외기의 동작상태를 확인할 수 있도록 한다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 공기조화기 시스템은, 공조유닛(1), 실외기(2), 제어기(4), 인터페이스유닛(5) 뿐 아니라, 실외기(2)에 연결되어 실외기를 제어하는 제 2 제어기(6), 공조유닛(1)으로부터 공급되는 공기가 토출되는 실에 설치되는 로컬제어기(9), 건물 내의 이동수단(12), 조명장치(11), 보안장치(13), 경보장치를 제어하는 빌딩제어기(8)를 더 포함한다.

로컬제어기(9)는 각 실의 온도 및 현재 운전중인 공조유닛의 운전정보를 표시할 뿐 아니라, 구비되는 입력수단을 통해 사용자 명령을 입력받아 제어기(4)로 전송한다.

제 2 제어기(6)는 실외기(2)와 연결되어 복수의 실외기를 통합하여 제어하는 실외기의 중앙제어기로써, 실외기의 동작을 제어하고, 실외기의 동작정보를 수집하여 저장한다. 제 2 제어기(6)는 제어기(4)의 설정에 따라 복수의 실외기가 동작하도록 제어하고, 실외기의 동작상태에 대한 데이터를 제어기(4)로 전송한다. 제 2 제어기(6)는 실외기의 동작뿐 아니라, 실외기의 운전 스케줄을 설정할 수 있고, 실외기에서 소비되는 에너지의 양에 따라 피크제어를 수행한다. 앞서 설명한 도 1 과 같이 제 2 제어기(6)가 연결되지 않는 경우, 제어기(4)는 실외기와 통신하며, 제어명령을 각 실외기로 전송하고, 실외기는 제어명령에 따라 운전모드 및 목표온도를 설정하여 동작한다.

제 3 제어기(7)는 제 2 제어기에 입출력수단이 구비되지 않는 경우 원격에서 제 2 제어기에 연결하여 데이터를 모니터링하고 제어명령을 입력하는 수단으로써 사용될 수 있다.

빌딩제어기(8)는 건물내의 경보 또는 보안장치(13)를 제어하고, 엘리베이터 또는 에스컬레이터와 같은 이동수단(12)의 동작을 제어하며, 조명장치(11)를 제어한다. 빌딩제어기(8)와 제어기(4)에는 소정의 변환수단이 구비되어 상이한 통신방식 또는 통신규약의 데이터를 상호 변환하여 통신할 수 있다.

예를 들어 빌딩제어기(8)는 화재발생 시 경고기를 동작시켜 경고를 출력함과 동시에 화재신호를 제어기(4)로 입력한다. 화재신호를 수신한 제어기(4)는 실외기 등의 열원의 동작을 정지시키고 연기가 외부로 배출되도록 댐퍼를 제어하게 된다. 또한, 조명의 온오프 상태를 제어기(4)로 전송하면, 제어기(4)는 이를 통해 실별 재실자의 존재 여부, 또는 해당 실의 사용 여부를 판단하여 해당 실로 공급되는 공기를 조절하여 온도제어를 중지할 수 있다.

이러한 공기조화기 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이, 건물의 크기 및 규모에 따라 공조유닛(1)(1a 내지 1c)이 복수로 설치될 수 있다. 또한, 그에 대응하여 실외기(2)(2a 내지 2c)를 포함하는 열원이 복수로 구비된다. 공조유닛(1)에는 각각 공조유닛의 용량에 대응하는 정도의 실외기(2)가 연결된다. 이때, 필요에 따라 공조유닛에 구비되는 팬의 수를 변경할 수 있고, 각 팬은 모듈화되어 조립 가능한 형태로 구성되어, 팬의 추가 또는 제거가 용이하다. 팬의 수를 변경함으로써 순환되는 공기의 총량이 가변된다.

공조유닛(1)은 덕트(3)(3a 내지 3c)로 연결되어 실내로 열교환된 공기를 토출한다. 각 실별, 실내온도는 실에 설치되는 센서 또는 로컬제어기(9)를 통해 측정 가능하다. 덕트(3)의 끝단, 즉 실내로 공기를 토출하는 토출구에는, 토출되는 공기의 방향 또는 공기량을 조절하는 조절수단이 구비될 수 있다.

제어기(4)는 제 2 제어기(6) 및 제 2 제어기(6)에 연결되는 제 3 제어기(7), 그리고 빌딩제어기(8)가 상호 연결되어 연동하여 동작하며, 제어기(4)는 제 2,3 제어기(6)(7) 및 빌딩제어기(8)와의 데이터를 송수신하고, 그에 대한 정보가 인터페이스유닛(5)을 통해 출력되도록 한다. 또한, 빌딩제어기(8) 및 제 2 제어기(6)가 연결되어 상호 연동하여 동작하는 경우 인터페이스유닛(5)을 통해 입력되는 데이터는 제어기(4)를 통해 제 2 제어기(6) 또는 빌딩제어기(8)로 전송되어 각각 그에 대응하는 동작이 수행된다.

도 4 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 공조유닛의 구성이 도시된 도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 공조유닛(1)은 다음과 같이 구분할 수 있다.

공조유닛(1)은 덕트(3)를 통해 실내로 공기를 공급하는 급기부, 실내를 순환하여 되돌아 오는 환기부, 공기를 외부로 방출하는 배기부, 외부 공기를 흡입하는 외기부, 그리고 외기 또는 순환기와 외기의 혼합기를 열교환하는 열교환부로 구성된다. 이때 각 부는 모듈화 되어 추가 하거나 제거 가능하도록 구성된다. 이때 배기부와 외기부는 하나의 모듈로 구성되어 혼합기부를 형성한다.

환기부에는 되돌아오는 순환기를 흡입하는 팬(56)이 구비된다. 급기부에는 외기 또는 혼합기를 덕트를 통해 실내로 공급하기 위한 팬(58)이 구비된다. 이때 환기부와 급기부에 각각 구비되는 팬(56)(58)은 각각 팬모터(57)(59)에 연결되어 제어기(4)의 제어명령에 따라 회전동작하고 그에 따라 공기가 유동한다. 환기부와 급기부에 구비되는 팬모터(57)(59)는 설정된 주파수에 따라 동작하는 인버터모터로써 각각의 팬이 온오프됨은 물론, 각 팬의 회전 속도를 제어한다. 환기부 및 외기부에는 각각 1내지 6대의 팬이 구비될 수 있고, 각 팬은 독립적으로 동작 가능하다. 이때 팬은 앞서 설명한 바와 같이 모듈화 되어 추가, 분리 및 제거가 용이하다.

환기부와 급기부에 구비되는 팬모터는 구동유닛(미도시)에 의해 동작한다. 제어기(4)는 구동유닛으로 제어명령을 인가하고, 구동유닛은 제어명령에 따라 팬모터를 제어함으로써 팬이 회전동작한다.

외기부에는 외부의 공기의 유입 정도를 조절하는 제 1 댐퍼(51)가 구비된다. 또한, 배기부에는 순환하여 돌아오는 순환기의 일부 또는 전체를 외부로 배출하는 제 2 댐퍼(52)가 구비된다. 댐퍼의 개도량에 따라 외부로 배출되는 공기의 양이 결정된다. 또한, 외기부와 배기부 사이에는 제 3 댐퍼(53)가 구비되어 순환기 중 일부 또는 전체가 급기로 공급되도록 조절한다. 제어기(4)는 제 1 내지 제 3 댐퍼(51 내지 53)의 개도를 조절한다.

외기부와 배기부 사이의 제 3 댐퍼(53)와 제 1,2 댐퍼(51,52)는 각각 상호 연동하여 개폐된다. 이때 환기부와 급기부에 구비되는 팬이 회전동작함에 따라 공기가 유동하고, 댐퍼의 개폐정도에 따라 공기의 유로가 결정되므로 그로인하여 공조유닛 내부의 압력에 의해 배기와 외기가 조절된다.

예를 들어 순환기의 70%가 급기로 공급되도록 제 3 댐퍼(53)가 약 67도 오픈되면, 배기부의 제 2 댐퍼(52)는 23도 오픈되어 30%의 순환기가 외부로 배출된다. 이때, 제 1 댐퍼(51)는 23도 오픈되어 외기가 공급된다. 순환기의 70%가 급기로 공급되고 30%가 외부로 배출되는 배기인 경우, 내부의 압력에 의해 배출된 만큼 외기가 30% 공급되어 급기는 70%의 순환기와 30%의 외기로 구성된 혼합기가 된다.

또한, 제 3 댐퍼(53)가 닫히고, 제 2 댐퍼(52)가 90도 오픈, 제 1 댐퍼(51)가 90도 오픈되는 경우, 순환기는 모두 배기로써 외부로 배출되고, 외부로부터 외기 100%의 공기가 실내로 공급된다. 이하, 외기가 100% 급기로써 공급되는 것을 전외기라 한다.

한편, 공조유닛(1)이 환기부를 포함하지 않고, 외기/배기부, 열교환부 및 급기부로 구성되는 경우, 순환되어 돌아오는 순환기 없이 외기만이 급기로써 공급되는 전외기로써 동작한다.

전외기 또는 혼합기는 열교환부를 통해 열교환되어 냉온의 공기로써 급기부를 통해 실내로 공급된다. 열교환부에는 열교환기(60)와 팽창밸브(61)가 구비된다. 제어기(4)는 실외기(2)(2a 내지 2c)에 목표온도를 설정하고 팽창밸브를 제어하여, 전외기 또는 혼합기의 온도가 목표온도가 되도록 한다. 실외기(2)로부터 공급되는 냉매는 팽창밸브를 통해 열교환기로 유입됨에 따라, 열교환기를 통과하는 전외기 또는 혼합기와 열교환되어 전외기 또는 혼합기가 목표온도에 도달하도록 한다. 이때 열교환기는 수랭식, 공냉식 어느 한쪽, 또는 양쪽을 결합한 방식이 사용 될 수 있다.

제어기(4)는 급기방식 또는 환기방식 중 어느 하나의 설정에 따라, 급기부에서 공급되는 급기의 온도를 실내온도로써 제어할 수 있고, 또는 순환되어 돌아오는 순환기의 온도를 실내온도로 하여 온도를 제어할 수 있다. 즉, 급기방식인 경우 급기의 온도가 목표온도가 되도록 하여 공급하고, 환기방식인 경우 순환기의 온도를 기준으로 목표온도에 따른 온도제어를 수행한다.

이때 인터페이스유닛(5)은 제어기(4)로 데이터를 입력하고, 제어기(4)에 저장되는 데이터를 바탕으로 공조유닛(1)의 동작상태 및 공기흐름을 모니터링 화면으로 출력한다. 인터페이스유닛(5)은 공조유닛에 대한 설정메뉴를 출력하고, 설정메뉴를 통해 입력되는 데이터를 제어기(4)로 전송하여 공조유닛을 제어하기 위한 기본데이터를 설정한다.

도 5 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 제어구성이 도시된 블록도이다. 도 5 에 도시된 바와 같이, 공기조화기 시스템은 제어기(4)에 의해 그 동작이 제어된다. 제어기(4) 외에도 실외기를 통합제어하는 제 2 제어기(6) 또는 제 3 제어기(7)가 구비될 수 있고, 빌딩제어기(8)가 연결되어 상호 연동하여 동작하게 된다.

제어기(4)는 메인유닛(110), 입출력유닛(120), 구동유닛(140), 통신유닛(130)으로 구성된다.

또한, 제어기(4)는 인터페이스유닛(5)과 연결되어 상호 통신한다. 그에 따라 인터페이스유닛(5)은 제어기(40)의 입출력장치로써 동작한다. 인터페이스유닛(5)은 제어기(4)로부터 탈부착 가능하도록 구성된다.

입출력유닛(120)은 공조유닛(1)과 연결되어 공조유닛(1)에 구비되는 각 장치를 제어하기 위한 제어신호를 전달하고, 공조유닛(1)의 각 장치의 상태정보를 메인유닛(110)으로 입력한다.

입출력유닛(120)에는 복수의 데이터포트가 구비되어 각각의 데이터포트는 공조유닛에 연결된다.

특히 입출력유닛(120)은 공조유닛(1)의 댐퍼(180)와 밸브(170)에 연결되어, 메인유닛(110)의 제어신호를 댐퍼(180)와 밸브(170)로 전달하고, 댐퍼(180)과 밸브(170)의 동작상태에 대한 데이터를 메인유닛(110)으로 입력한다.

구동유닛(140)은 공조유닛(1)의 팬(160)을 제어한다. 구동유닛(140)은 인버터 및 인버터 드라이버로 구성되어 팬모터를 제어함으로써 팬이 회전동작하도록 한다. 구동유닛(140)은 제어기(4) 내부에 설치되거나, 경우에 따라 제어기(4)의 외부, 팬 주변에 별도로 설치될 수 있다.

통신유닛(130)은 제어기(4)와 외부의 기기와 데이터를 송수신한다. 통신유닛(130)은 유선 또는 무선의 복수의 통신모듈을 포함하여 연결된 기기와 통신하며, 인터넷 접속을 통해 외부의 서버(미도시) 또는 원격의 단말(미도시)과 연결하여 데이터를 송수신한다.

메인유닛(110)은 공조유닛(1)의 동작 전반을 제어한다. 메인유닛(110)은 통신유닛(130)을 통해 실외기(2)의 데이터를 수신하고, 실외기(2)로 데이터를 전송하며, 실외기(2)의 동작상태에 따라 공조유닛(1)을 제어한다.

또한, 메인유닛(110)은 입출력유닛(120)을 통해 제어신호를 전송하고, 댐퍼(180) 및 밸브(170)에 대한 데이터를 입력받는다.

메인유닛(110)은 입출력유닛(120)과는 별도로 복수의 입출력단자를 포함하여 공조유닛(1)에 구비되는 감지부(150) 즉, 복수의 센서로부터 데이터를 입력받는다. 또한, 메인유닛(110)은 인터페이스 유닛(5)가 직접 연결되며, 제 2 제어기(6) 또는 빌딩제어기(8)와 연결된다. 이때, 제 2 제어기(6) 또는 빌딩제어기(8)는 통신방식에 따라 통신유닛(130)을 통해 통신할 수 있다.

또한, 메인유닛(110)은 데이터를 저장하는 메모리를 포함한다. 메모리에는 메인유닛의 동작하는데에 따른 데이터, 입출력유닛(120), 구동유닛(140), 통신유닛(130)과의 데이터 송수신을 위한 데이터, 입출력유닛(120) 및 감지부(150)를 통해 입력되는 데이터, 통신유닛(130)을 통해 송수신되는 데이터, 공조유닛(1)을 제어하기 위한 제어데이터, 그리고 공조유닛의 운전설정에 대한 데이터가 저장된다.

메모리는 하나 이상의 자기 디스크 저장 장치, 플래시 메모리 장치, 또는 기타 비휘발성 고상 메모리 장치 등의 비휘발성 메모리를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 아니하고, 판독 가능한 저장매체를 포함할 수 있다.

메인유닛(110)은 감지부(150) 및 입출력유닛(120)을 통해 입력되는 데이터에 따라 공조유닛(1)의 동작상태를 판단하고 그에 대응하여 공조유닛(1)의 동작을 제어한다. 메인유닛(110)은 제어신호를 생성하여 입출력유닛(120) 및 구동유닛(140)으로 인가하여 각각 공조유닛(1)의 댐퍼(180), 밸브(170) 그리고 팬(160)을 제어한다.

또한 메인유닛(110)은 인터페이스 유닛(5)으로부터 수신되는 데이터에 대응하여 공조유닛(1)의 운전을 설정하고, 공조유닛(1) 또는 실외기(2)의 동작상태에 대한 데이터를 인터페이스 유닛(5)으로 전송하여 출력되도록 한다.

메인유닛(110)은 인터페이스 유닛(5)과는 별도로 소정의 디스플레이와 적어도 하나의 버튼이 구비된다. 구비되는 버튼을 통해 메인유닛 또는 제어기 내부의 각 유닛에 대한 기본 설정에 대한 입력이 가능하고 디스플레이를 통해 간략한 정보가 표시된다. 인터페이스 유닛(5)이 제어기로부터 탈착된 경우 디스플레이와 버튼을 통해 데이터 입력이 가능하나, 제어설정에 따른 데이터는 인터페이스유닛을 통해 입력되는 것을 기본으로 한다.

도 6 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 인터페이스유닛의 구성이 도시된 블록 도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 인터페이스유닛(5)은 입력부(114), 출력부(115), 데이터부(116), 통신모듈(113), 입출력포트(112), 그리고 인터페이스 유닛의 동작 전반을 제어하는 제어부(111)를 포함한다.

통신모듈(113)은 메인유닛(110)과 인터페이스유닛(5)간에 데이터를 송수신한다. 통신모듈(113)은 통신선으로 메인유닛(110)에 연결된다.

통신모듈(113)은 예를 들어, RS485통신과 같은 시리얼통신방식으로 통신한다. 앞서 설명한 바와 같이, 메인유닛(110), 입출력유닛(120), 구동유닛(140), 통신유닛(130) 또한, 상호 시리얼 통신방식으로 데이터를 송수신한다.

또한, 통신모듈(113)은 외부의 단말(미도시)과의 통신을 위한 근거리통신모듈과 같은 무선통신수단을 더 포함할 수 있다.

입출력포트(112)는 외부 메모리의 장착을 위한 단자를 포함하고, 또한 외부 을 케이블을 통해 연결 가능한 연결단자가 구비될 수 있다.

입력부(114)는 적어도 하나의 버튼 또는 스위치, 터치패드와 같은 소정의 입력수단을 포함한다. 입력수단이 조작됨에 따라 소정의 키입력신호를 생성하여 제어부(111)로 입력한다.

예를 들어 입력부(114)는 버튼, 스위치, 키패드(key pad), 돔 스위치(dome switch), 터치입력부(정압/정전), 조그 휠 등으로 구성될 수 있다. 특히, 입력부가 후술하는 출력부(115)의 표시수단과 상호 레이어 구조를 이룰 경우, 이를 터치스크린(touch screen)이라 부를 수 있다.

출력부(115)는 숫자, 문자, 특수문자 또는 이미지를 출력하는 표시수단, 소정의 효과음 또는 경고음을 출력하는 스피커 또는 버저를 포함하고, 각종 상태 상태를 발광여부, 색상, 점멸상태에 따라 타나내는 적어도 하나의 램프를 포함한다.

출력부(115)는 제어기(4)로부터 수신되는 데이터를 그래픽 기반의 모니터링 화면으로 구현하여 표시수단에 출력한다. 입력부(114)의 입력수단이 조작됨에 따라 그에 대응하는 메뉴화면을 출력한다.

데이터부(116)에는 공조유닛 및 실외기에 대한 모니터링 화면을 출력하기 위한 데이터, 공조유닛에 대한 운전설정을 위한 데이터, 그리고 제어기(4)로부터 수신되는 데이터가 저장되고, 입력부(114)를 통해 입력되어 제어기(4)로 전송할 데이터가 저장된다.

제어부(111)는 입출력되는 데이터를 처리하고 통신모듈(113) 및 입출력포트(112)를 통한 데이터의 송수신을 제어하고, 입력부(114)의 키입력신호에 따른 제어신호를 생성하여 제어기(4)로 전송하고, 입력된 신호에 대응하는 화면이 출력부(115)를 통해 출력되도록 한다.

또한, 제어부(111)는 제어기(4)로부터 수신되는 데이터를 분석하여, 공조유닛(1) 및 실외기에 대한 운전상태가 출력부(115)를 통해 모니터링 화면으로 표시되도록 한다. 이때 제어부(111)는 수신되는 데이터에 대응하여 실시간으로 모니터링 화면이 변경되어 표시되도록 하고, 키입력신호에 대응하는 메뉴화면이 표시되도록 한다.

제어부(111)는 통신모듈(113)을 통해 연결되는 제어기(4)와의 연결상태를 감시하고, 연결 해제시 그에 대한 경고를 출력부(115)를 통해 출력한다.

도 7 은 본 발명에 따른 제어기를 구성하는 모듈화된 복수의 유닛 및 각 모듈과 연결되는 공기조화기 시스템이 도시된 도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 제어기(4)를 구성하는 각 유닛은 모듈화되어 상호 연결된다.

제어기(4)의 메인유닛(110), 입출력유닛(120), 구동유닛(140), 통신유닛(130), 그리고 인터페이스유닛(5)은 각각 상호 통신선으로 연결되어 데이터를 송수신한다. 예를 들어 공기조화기의 통신규격에 따라 RS485와 같은 씨리얼통신방식으로 데이터를 송수신할 수 있다. 이때 제어기(4)의 각 유닛은 통신유닛(130)과는 별도로, 내부적으로 상호 데이터를 송수신하기 위한 통신모듈이 각각 구비된다.

이때, 제어기(4)의 각 유닛은 모듈 단위로 추가 또는 제거 된다.

예를 들어 제어기(4)는 공조유닛(1)의 구성이 변경되는 경우, 필요에 따라 입출력유닛(120), 구동유닛(140), 통신유닛(130)이 추가될 수 있고, 또는 일부가 제거될 수 있다. 즉 공조유닛(1)에 팬이 추가 설치되는 경우, 팬을 구동하기 위한 구동 유닛이, 추가되는 팬의 수에 따라 추가 설치되고, 추가된 구동 유닛은 메인유닛과 통신선으로 연결된다.

그에 따라, 제어기(4)는 메인유닛(110)은 제 1 입출력유닛(120a), 제 2 입출력유닛(120b), 제 1 통신유닛(130a), 제 2 통신유닛(130b), 구동유닛(140)을 포함한다. 경우에 따라 구동유닛(140)은 제어기(4)로부터 분리되어 공조유닛에 인접하여 설치될 수 있다.

통신유닛(130)은 연결되는 실외기(2)의 수에 따라, 통신유닛이 추가되어, 제 1 통신유닛(130a), 제 2 통신유닛(130b)로 구성될 수 있다. 각각 연결된 실외기와의 데이터 송수신을 수행한다. 연결되는 실외기의 수가 증가하면 제 3 통신유닛(130)이 추가 설치 될 수 있다.

입출력유닛(120) 또한, 공조유닛에 설치되는 장치의 수에 따라 추가 설치되어 제 1 입출력유닛(120a), 제 2 입출력유닛(120b)으로 구성될 수 있다.

앞서 설명한 바와같이 송수신, 또는 입출력되는 데이터는 내부적으로 연결된 통신선을 통해 메인유닛(110)으로 전송된다.

또한 메인유닛(110)에는 인터페이스 유닛(5)과, 실외기(2)에 연결되는 제 2 제어기(6), 이동수단 및 조명장치 등에 연결되는 빌딩제어기(8) 등이 직접 연결된다.

인터페이스 유닛(5)은 메인유닛(110)과 통신선으로 연결되며, 입출력유닛(120) 및 통신유닛(130)과 동일한 시리얼 통신방식으로 통신한다.

한편, 메인유닛(110)은 제 2 제어기(6) 및 빌딩제어기(8)에 대하여, 각 제어기에 구비되는 통신방식에 따라 제어기(4) 내부의 통신방식과 동일하거나 또는 상이한 통신방식으로 데이터를 송수신할 수 있다.

도 8 은 본 발명에 따른 제어기의 유닛 별 신호 흐름이 도시된 도이다.

도 8의 a에 도시된 바와 같이, 메인유닛(110)은 구비되는 입출력단자를 통해 공조유닛(1)의 감지부(150), 즉 복수의 센서와 연결되어 공조유닛(1)에서 측정되는 데이터를 수신한다.

이때, 메인유닛(110)은 아날로그 입출력단자와, 디지털입출력단자를 모두 구비하여, 각각의 센서로부터 온도, 습도의 측정값을 수신하고, 공조유닛(1)의 운전상태에 관련하여 기동여부, 운전모드, 연기감지, 차압센서의 측정값, 비상정지 여부 등의 데이터를 수신한다.

메인유닛(110)은 아날로그 입출력단자를 통해 순환기의 환기온도, 환기습도, 급기온도, 급기 습도, 외기온도, 외기습도를 수신한다. 이때 습도센서가 설치되지 않는 경우 습도값은 입력되지 않는다. 메인유닛(110)은 환기팬과 급기팬의 팬 시그널을 수신한다.

또한, 메인유닛(110)은 디지털 입출력단자를 통해 기동 또는 정지 여부, 운전모드, 연기감지 여부, 차압센서의 데이터, 비상정지에 대한 신호를 수신하고, 상태확인을 위한 데이터와 발생된 알람의 등급에 대한 신호를 수신한다.

한편, 입출력유닛(120)은 제 1 및 제 2 입출력유닛(120a)(120b) 각각에서 온도, 유속, 밸브, 댐퍼, 히터 등에 대한 데이터를 수신하여 메인유닛(110)으로 전송한다.

제 1 입출력유닛(120a)은 혼합기의 온도, 급기유속, 환기유속, 온수밸브와 냉수밸브의 입출력 압력 또는 밸브 개폐에 따른 데이터, 동파방지 설정 여부, 가습기 밸브에 대한 데이터가 입력된다.

제 2 입출력유닛(120b)은 이산화탄소(CO2)센서, 차압센서, 정압센서의 측정데이터, 외기댐퍼 인 제 1 댐퍼(51), 배기댐퍼인 제 2 댐퍼(52), 그리고 혼합댐퍼인 제 3 댐퍼(53)의 개도량에 대한 데이터가 입력되고, 구비되는 예열히터의 데이터가 각각 입력된다.

이때, 가습기, 예열히터는 공조유닛(1)에 설치되는지 여부에 따라 데이터의 입력여부가 변경되고, 다른 장치가 설치되는 경우 설치된 장치의 데이터가 입출력유닛(120)을 통해 입력될 수 있다.

도 8의 b에 도시된 바와 같이, 구동유닛(140) 또한, 공조유닛(1)에 설치되는 팬의 수에 따라 추가 설치 되어 제 1 구동유닛(140a), 제 2 구동유닛(140b)으로 각각 연결되는 팬을 제어한다. 제 1 및 제 2 구동유닛(140a)(140b)는 통신선(L13)으로 연결되어 메인유닛(110)과 통신한다.

구동유닛(140)은 공급되는 전원을 필터링 하는 노이즈필터(141a, 141b)가 각각 구비되고, 필터링된 전원을 입력받아 팬모터(143a 내지 143d)를 구동하는 팬구동부(142a 내지 142d)를 포함한다.

제 1 내지 제 4 팬구동부(142a 내지 142d)는 각각 제 1 내지 제 4 팬모터(143a 내지 143d)에 연결되어 인버터모터인 팬모터를 제어한다. 팬구동부는 각각 인버터와 인버터 드라이버로 구성된다. 그에 따라 각각의 팬은 상이한 설정에 따라 독립적으로 동작 가능하다. 이때 각 팬은 연결된 팬 구동부의 제어명령에 따라 각각 상이한 회전속도로 동작할 수 있다.

하나의 노이즈필터에는 두개의 팬 구동부가 연결되고, 팬구동부에는 하나의 팬모터가 연결된다. 따라서 하나의 구동유닛에는 팬 2대가 연결되므로, 공조유닛(1)은 팬 추가가 2대 단위로 증가 하거나 제거 할 수 있다. 또한, 두개의 팬이 구동유닛에 연결되고, 각각 상이한 설정에 따라 동작 가능함에 따라 하나의 팬에 이상이 발생하는 경우 이상이 발생된 팬은 동작을 정지하되, 나머지 정상팬이 동작하게 된다. 이때 이상이 발생된 팬의 경우 정상 동작하는 팬의 영향으로, 기류에 따라 회전동작할 수 있으므로, 구동유닛(140)은 에러발생 시, 전기적 또는 물리적 잠금(lock)을 통해 팬이 회전동작 하지 않도록 한다.

도 9 내지 도 11 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 인터페이스 유닛의 모니터링화면의 실시예가 도시된 예시도이다.

도 9은 인터페이스 유닛의 시스템 상태를 나타내는 모니터링화면(210)이 도시된 도이다.

제어기(4)로 수신되는 데이터는 제어기(4)의 메인유닛(110) 내의 메모리에 저장된다.

메인유닛(110)은 저장된 데이터를 인터페이스유닛(5)으로 전송하고, 인터페이스유닛(5)은 제어기(4)로부터 수신되는 데이터를 분석하여 도 11에 도시된 바와 같이 공조유닛(1)에 대한 모니터링화면(210)을 출력부(115)에 표시한다. 이때 인터페이스 유닛(5)은 데이터를 분석하고, 그래픽으로 구현하는 프로그램이 구비된다.

인터페이스 유닛(5)의 제어부(111)는 공조유닛(1)에 대한 데이터를 바탕으로 제어기(4)로부터 수신되는 데이터를 분석하여, 공조유닛(1)의 구조에 대한 정보를 바탕으로 그래픽 기반의 모니터링 화면(210)을 구현하여 출력부(115)를 통해 표시한다.

제어부(111)는 공조유닛(1)에서 측정된 데이터, 온도, 습도, 밸브의 상태, 기동상태에 대한 정보에 따라 실제 측정된 데이터값이 화면에 표시되도록 한다. 예를 들어 급기온도와 흡기온도를 각각 수치로 표시할 수 있다. 데이터값은 문자, 숫자 및 특수기호 중 적어도 하나의 형태 또는 그 조합으로 표시될 수 있다.

제어부(111)는 공조유닛(1)에 설치되는 부품 및 장치에 대응하는 이미지 또는 아이콘데이터를 구비하고, 공조유닛(1)의 부품 및 장치가 설치된 위치에 대한 정보를 바탕으로, 실제 설치된 위치에 대응하는 영역에 해당 이미지 또는 아이콘이 표시되도록 한다. 또한, 제어부(111)는 모니터링 화면(210)에 공기의 흐름을 표시한다.

제어부(111)는 수신되는 데이터를 바탕으로 해당 이미지 또는 아이콘의 형상이 변경되어 표시되도록 한다. 그에 따라 각 장치의 동작상태가 아이콘 도는 이미지의 형상을 통해 나타나게 된다. 예를 들어 정상 동작하는 팬의 경우, 팬이 회전하는 형상으로 이미지가 표시되도록 하고, 에러가 발생된 팬의 경우, 정지한 상태에서 색상을 달리하여 표시할 수 있다. 예를 들어 팬을 붉은 색으로 표시하거나 별도의 경고알림을 추가하여 표시할 수 있다.

인터페이스 유닛(5)의 출력부(115)에 표시되는 모니터링화면(210)에는, 상단의 운전메뉴(220), 하단의 메인메뉴(290)가 표시되고, 화면 중앙부에는 메인화면이 표시된다. 모니터링 상태에서는 메인화면에 모니터링메뉴(230)가 표시된다. 이때 상단의 운전메뉴(220) 또는 하단의 메인메뉴(290) 중 어느 하나가 선택됨에 따라 그에 대응하는 데이터가 메인화면에 표시된다. 이때 운전메뉴(220)와 메인메뉴(290) 중 선택된 키는 다른키와는 상이하게 표시된다. 예를 들어 홈키(291)가 선택되고, 운전키(222)와 난방키(224)가 선택되면, 그에 따른 메인화면이 표시됨은 물론, 홈키와 난방키가 다른 키와 색상 또는 글자크기가 상이하게 표시되어, 현재 선택된 상태임을 나타낸다.

운전메뉴(220)에는 현재 접속된 사용자정보(211), 전원키(221), 운전키(222), 정지키(223), 난방키(224), 냉방키(225), 송풍키(226), 외기냉방키(227), 제습키(228), 그리고 부가기능키(229)가 표시된다.

사용자정보(211)는 인터페이스유닛(5)에 로그인한 사용자에 대한 정보가 표시되는데, 예를 들어 설치자, 관리자, 사용자로 구분 될 수 있고, 표시되는 이름은 변경가능함은 물론, 별도의 아이디 또는 아이콘으로 표시될 수 있다.

전원키(221)는 로그인 키로, 로그인 된 상태에서 선택되는 경우 현재 접속된 사용자 정보를 로그아웃한다. 로그아웃된 상태에서 선택되는 경우, 로그인 메뉴를 중앙의 메인화면에 표시하거나, 새로운 창을 생성하여 표시한다.

운전키(222)와 정지키(223)는 운전상태에 대한 키버튼으로 운전키(222)가 선택되면, 공조유닛(1)이 운전을 시작하고, 정지키(223)가 선택되면, 운전중인 공조유닛(1)이 운전을 정지하게 된다. 물론 공조유닛(1)이 정지상태인 경우 운전키(222)가 활성화되고, 공조유닛(1)이 운전상태인 경우에만 정지키(223)가 활성화된다. 운전키(222)가 선택되면, 제어부(111)는 그에 따른 제어신호를 제어기(4)로 전송하고, 제어기(4)는 제어신호에 대응하여 공조유닛을 제어한다.

난방키(224), 냉방키(225), 송풍키(226), 외기냉방키(227), 제습키(228)는 운전모드에 대한 것으로, 각각 공조유닛(1)이 난방모드, 냉방모드, 송풍모드, 외기냉방, 제습모드로 운전되도록 설정한다.

예를 들어 냉방키(225)가 선택되면, 공조유닛(1)은 냉방모드로 운전된다. 이때 제어부(111)는 냉방모드 설정에 대한 제어신호를 제어기(4)로 전송하고, 제어기(4)는 공조유닛(1)이 냉방모드로 운전되도록 제어함은 물론, 열원, 즉 실외기(2) 또한 냉방모드로 운전되도록 제어한다. 이때, 제어부(111)는 냉방키(225) 선택에 따라 제어신호를 전송한 후, 제어기(4)를 통해 수신되는 데이터에 따라 공조유닛(1)이 여전히 다른 운전모드, 예를 들어 송풍모드인 경우인 경우 제어부(111)는 메인화면 상의 운전모드는 송풍모드인 것으로 표시하고, 공조유닛(1)이 냉방모드로 변경되면 그때 냉방모드인 것으로 표시되도록 한다. 또한, 제어부(111)는 공조유닛(1)에 설치된 장치에 대응하여 특정 키를 활성화하거나 비활성화하여 표시할 수 있다. 예를 들어 순환기 또는 외기에 온습도 센서가 구비되지 않는 경우, 외기만으로 냉방운전을 수행할 수 없으므로 외기냉방키(227)는 비활성화되어 선택 불가능한 상태가 된다.

그리고 부가기능키(229)는 가습, 자동환기 등의 공조유닛(1)의 부가 기능에 대해 설정하는 메뉴로, 공조유닛(1)에 설치되는 장치에 대응하여 해당 장치에 대한 운전을 설정한다.

부가기능키(229)는 선택된 설정에 따라 키에 표시되는 내용이 변경될 수 있다. 선택한 횟수에 따라 가습, 자동환기, 가습 및 자동환기, 사용안함의 순서로 키에 표시되는 내용이 변경된다.

공조유닛(1)에 가습기능이 구비되지 않는 경우, 즉 가습기가 공조유닛(1)에 설치되지 않은 경우 가습기능은 선택이 불가능하다 또한, 이산화탄소센서가 공조유닛(1)에 설치되지 않는 경우에는 자동환기기능은 비활성되므로 선택 불가능하다. 비활성 기능이 선택되더라도 제어부(111)는 해당 기능에 대해 설정이 불가능하므로 사용안함으로 자동 변경할 수 있다. 또한, 운전모드가 제습 또는 외기냉방으로 선택된 경우, 가습, 자동환기를 설정할 수 없다.

가습기능이 구비되어 있더라도 사용하지 않는 경우, 또는 자동환기를 실시하지 않는 경우 사용안함으로 설정할 수 있다.

한편, 하단의 메인메뉴(290)에는 홈키(291), 스케줄키(292), 이력키(293), 설정키(294)가 표시되고, 우측에는 날짜 및 요일(295), 시간(296)이 표시된다.

홈키(291)는 홈화면을 메인화면에 표시하는 것으로, 공조유닛(1) 및 실외기(2)의 운전상태에 대한 모니터링메뉴(230)가 홈화면으로써 표시된다.

스케줄키(292)는 공조유닛(1)에 대한 운전스케줄을 설정하며, 이력키(293)는 공조유닛(1)의 운전이력 및 고장이력을 표시한다. 설정키(294)는 공조유닛(1)을 제어하기 위한 설정메뉴를 메인화면에 표시한다. 또한, 설정키(294)는 인터페이스유닛(5)의 동작에 대한 설정을 위한 메뉴가 메인화면에 표시된다. 예를 들어 화면 밝기와 같은 설정 변경이 가능하다.

또한, 날짜 및 요일(295), 또는 시간(296)이 선택되면, 시스템의 시간을 변경할 수 있는 메뉴가 표시된다.

메인화면은 표시되는 데이터에 따라, 복수의 탭(231,232,233)이 표시되어, 선택되는 탭에 대응하여 데이터가 변경되어 표시 된다. 모니터링 메뉴(230)는 시스템보기탭(231), 상세보기탭(232), 그리고 실외기상태탭(233)의 세개의 탭으로 구분되어 표시된다.

시스템보기탭(231)은 홈키(291)가 선택되는 경우 기본으로 선택되어 메인화면에 표시되는 탭으로, 모니터링메뉴(230)중 공조유닛(1)의 동작상태를 실시간으로 표시한다.

모니터링메뉴(230)에는 공기의 흐름이 화살표로 표시되고, 그에 따른 공기의 흡입 및 배기에 따라 순환기(237), 배기(235), 외기(236), 그리고 급기(238)가 각각 표시된다. 또한, 각각 구비되는 장치, 댐퍼, 밸브, 센서, 필터 등이 각각 이미지 또는 아이콘으로 표시되고, 그에 따른 데이터값이 화면에 표시된다.

이때 각 장치에 대한 이미지 또는 아이콘은 실체 설치되는 장치에 대응한 형태로 표시됨은 물론 실체 위치에 대응하도록 화면에 배치된다. 또한, 움직이는 장치인 경우 그에 대응하여 이미지 또는 아이콘이 가변되는 형태로 표시됨에 따라 장치의 움직임을 나타내고, 이상이 발생한 경우, 별도의 알람이 출력됨은 물론 화면상에 에러발생에 따른 이미지 또는 아이콘이 추가 표시되거나 색상이 변경되어 표시된다.

순환기(237)측에는 연감지센서가 구비되므로 그에 대응하여 연기감지 아이콘(247)이 표시되고, 농도(248), 습도(249), 온도센서(250)에 대한 이미지가 각각 표시되고, 그에 따른 데이터값이 1000ppm, 80%, 25.5도 로 각각 표시된다. 이때 연기감지는 연감지센서에 의해 화재로 인하여 발생하는 연기가 감지되는 경우 표시될 수 있고, 또는 색상을 달리하여 표시됨으로써 연기감지 여부를 나타낸다. 농도센서는 이산화탄소농도를 측정하는 것으로 실내를 순환하고 돌아오는 순환기의 이상화탄소농도에 따라 자동환기 여부를 결정할 수 있고 그에 따라 외기와 배기의 정도가 결정될 수 있다.

또한, 환기팬(246)이 표시되고, 그 상부에는 환기팬 각각에 대한 동작상태(251)가 표시된다. 환기팬(246)이 6개의 팬으로 구성된 경우 각각 F1 내지 F6으로 구분되어 표시되고, 동작상태에 대응하여 녹색, 흰색 또는 적색으로 색상을 달리하여 운전, 정지, 에러로 팬의 상태가 표시된다.

배기(235)측에는 배기 댐퍼(제 2 댐퍼)(52)(239)가 표시되고, 순환기 중 일부가 배기되는 경우 배기(235)측에 댐퍼의 개도량(252)이 표시된다. 또한 외기(236)측에는 외기 댐퍼(제 1 댐퍼)(51)(240)가 표시되고, 유입되는 외기를 조절하는 외기 댐퍼의 개도량(255)이 표시된다. 외기(236)측에는 유입되는 외기에 대한 온도(253)와 습도(254)가 표시된다. 외기측의 온도와 습도 센서는 외기댐퍼의 외부에 설치되는 것으로 외부온도와 외부습도를 측정하게 된다. 따라서 외기댐퍼가 닫힌 상태에서도 외부온도와 외부습도를 측정 가능하다.

배기 댐퍼(52)(239)의 개도량이 0인 경우 배기 댐퍼는 닫힌 상태로 순환기 100%가 급기로 공급됨을 의미한다. 이때 배기댐퍼의 개도는 외기댐퍼(제 1 댐퍼)(51)(240)와 연동하므로 외기 댐퍼(51)(240) 또한, 개도량이 0이 된다.

배기와 외기 사이에는 혼합 댐퍼(제 3 댐퍼)(53)(241)가 표시되고, 그에 대한 개도량(256)이 표시된다. 이때 댐퍼의 개도량은 개도각으로 나타나며, 0도일때는 닫힌상태이고 90도에서 최대 개방된다. 배기 0%, 외기 0%, 순환기가 100% 이므로 댐퍼는 90도로 최대 개방된다.

또한, 혼합 댐퍼(241)와 외기댐퍼(240) 사이에는 순환기와 외기가 혼합된 혼합기의 온도를 측정하는 온도센서(258)가 표시된다.

이때, 외기 또는 혼합기측과 급기측 사이에 설치되는 열교환기(243)(244)가 표시되고, 열교환기로 유입되는 공기의 이물질을 제거하기 위한 필터(242)가 표시된다.시기 또한양측에는 압력센서가 구비되어 필터를 통과하여 열교환기로 유입되는 공기의 압력(257)이 표시된다.

필터 청소 주기 또는 필터에 장착되는 필터차압센서의 데이터값에 따라 필터 청소가 필요한지 여부를 판단하여 청소시기를 나타내는 필터아이콘(259)이 표시된다.

급기(238)측에는 각각 압력(263), 습도(262), 온도(261) 센서가 표시되고, 급기팬(245)가 표시된다. 급기팬(245) 또한, 설치된 팬의 수에 따라 F1 내지 F6이 표시되고, 각각의 팬의 동작상태를 나타낸다.

모니터링메뉴(230)에 표시되는 팬과 댐퍼는 운전상태에 따라 움직이는 이미지로써 표시될 수 있고, 각 센서는 색상 또는 표시되는 데이터값에 따라 정상 동작 여부를 나타낸다. 또한, 경고아이콘이 표시될 수 있다.

도 10는 인터페이스 유닛에 표시되는 모니터링메뉴 중 상세정보가 표시되는 예시도이다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상세보기탭(232)이 선택되면, 모니터링메뉴(230)로 온도 및 습도(271), 잠금상태(272), 댐퍼 개도(273)와 팬운전상태(274)에 대한 상세정보가 표시된다. 즉, 앞서 설명한 시스템보기탭(231)의 공조유닛의 동작상태에 대한 상세정보이다.

각각 순환기, 급기, 외기, 혼합기에 대한 온도와 습도를 수치로 표시하고, 제어모드에 따른 잠금상태를 아이콘으로 나타낸다. 또한, 외기, 배기, 혼합기의 댐퍼 개도량을 표시한다. 댐퍼 개도량은 닫힘 0도에서 최대개방 90도 표시된다. 또한, 환기팬과 급기팬의 각각의 팬 운전상태(274)가 표시된다. 이때 각 팬의 온오프 여부, 이상 발생 여부가 표시된다.

도 11은 인터페이스 유닛에 표시되는 모니터링메뉴 중 실외기상태가 도시된 예시도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 공조유닛(1)에 연결되는 열외, 특히 실외기(2)에 대한 상태정보가 모니터링메뉴(230)에 표시된다.

공조유닛(1)에 연결된 실외기의 상태정보가 각 실외기 마다 표시되며(281 내지 286), 각 실외기와의 통신을 위한 주소, 운전, 정지, 에러 중 어느 하나의 운전상태, 제상운전 여부가 표시된다.

또한, 연결된 실외기(2)의 수에 따라 복수의 페이지로 구분되어 표시될 수 있다. 열원이 실외기가 아닌 경우, 예를 들어 보일러 또는 냉각탑 등인 경우 그에 대한 정보가 표시된다.

도 12 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 실외기 수에 따른 실외기 운전제어방법이 도시된 순서도이다. 도 12에 도시된 바와 같이, 제어기(4)는 운전모드에 따라 목표온도가 설정되면(S310), 연결된 실외기의 수를 판단한다(S320).

연결된 실외기의 수가 1대를 초과하는 경우, 제어기(4)는 복수의 실내기에 대하여, 설정된 목표온도를 바탕으로 복수의 기준온도를 설정한다.

예를 들어 목표온도에 대하여, 제1 내지 제 3 기준온도를 설정하되, 제 2 기준온도는 목표온도로 설정하고, 제 1 기준온도는 목표온도보다 1도 높은 값을 설정하며 제 3 기준온도는 목표온도보다 1도 낮은온도를 설정할 수 있다.

제어기(4)는 설정된 복수의 기준온도를 복수의 실외기에 각각 설정한다(S340). 그에 따라 복수의 실외기는 각각 상이한 기준온도가 목표온도로써 설정된다. 예를 들어 제 1 실외기와 제 2 실외기의 목표온도를 상이하게 설정하여 제 1 실외기는 입력된 목표온도인 제 2 기준온도를, 제 2 실외기는 제 1 기준온도를, 제 3 실외기는 제 3 기준온도가 목표온도로써 설정될 수 있다. 그에 따라 복수의 실외기는 각각 상이한 목표온도가 설정된다.

한편, 실외기가 한대인 경우 제어기(4)는 실외기에 입력된 목표온도를 기준온도로써 설정한다(S320).

제어기(4)는 실외기(2)가 설정된 기준온도에 따라 운전하도록 한다(S350). 이때 복수의 실외기는 각각 목표온도가 각각 상이한 기준온도로 설정되어 있으므로, 상이한 조건에서 운전을 시작하고 종료하게 된다.

즉 각각의 실외기에는 각각 상이한 기준온도가 설정되므로, 그에 따른 목표온도도 상이하게 설정되어 난방운전중에는 제 3 실외기가 제일 먼저 운전을 시작하고 냉방운전중에는 제 1 실외기가 제일먼저 운전을 시작하게 된다.

그에 따라 복수의 실외기의 운전 스케줄이 상이하게 되고, 이는 이후의 제상운전 시 각 실외기가 제상운전에 진입하는 시기 또한 차이가 나에 된다. 따라서 복수의 실외기가 한번에 운전불가 상태가되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 13 및 도 14 는 본 발명에 따른 온도변화에 따른 실외기 운전제어를 설명하는데 참조되는 예시도이다.

도 13은 환기온도를 기준으로 하여 냉방과 난방운전을 제어하는데에 따른 온도변화가 도시된 도이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 공조유닛(1)이 환기온도를 기준으로, 즉 환기온도를 실내온도로써 감지하여 운전을 제어하는 경우, 제어기(4)는 난방운전과 냉방운전 시, 각각 실외기를 온,오프제어하여 공조유닛(1)이 냉방 또는 난방운전하도록 한다.

도13의 a에 도시된 바와 같이 제어기(4)는 환기온도를 기준으로 냉방운전하는 경우(S1) 실외기에 대하여 목표온도를 설정한다. 그에 따라 실외기는 목표온도에 소정값을 더한 온도, 즉 목표온도보다 소정값 만큼 높은 온도에서 운전을 시작하고, 목표온도에 소정값을 뺀 온도, 즉 목표온도보다 소정값만큼 낮은 온도에서 운전을 정지한다.

그에 따라 실외기(2)는 T1 내지 T2 구간(Z1)에서 운전을 시작하고, 실내온도가 하락하면 T3 내지 T4 구간(Z2)에서 운전을 정지한다. 그에 따라 공조유닛(1)은 실내온도를 목표온도로 유지하게 된다.

한편 도 13이 b에 도시된 바와 같이, 환기온도를 기준으로 난방운전하는 경우(S2) 제어기(4)는 실외기에 대한 목표온도를 바탕으로, 목표온도와, 목표온도에 소정값을 더한 값을 기준으로 실외기가 운전하도록 설정할 수 있다.

그에 따라 실외기(2)는 T11 내지 T12구간(Z11)에서 운전을 시작하고, 실내온도가 상승하면 T13 내지 T14구간(Z12)에서 운전을 정지하게 된다.

이때 환기온도를 실내온도로써 제어하므로 환기온도를 기준으로 난방을 수행하는 경우 실제 공급되는 온도와 차이가 발생하므로 목표온도를 상이하게 설정할 수 있다.

한편 도 14는 급기온도를 실내온도로써 이용하여 온도제어하는 경우에 대한, 운전율변화 그래프이다.

도 14에 도시된 바와 같이, 제어기(4)는 급기온도를 기준으로 실내온도를 제어하는 경우, 목표온도를 기준으로 소정값 크고, 소정값 작은 값을 기준으로 실외기(2)가 냉방모드와 난방모드로 운전하도록 한다. 이때 제어기(4)는 실외기에 대한 운전율을 제어한다.

그에 따라 실외기(2)는 급기온도를 기준으로 냉방 및 난방운전하는 경우(S21, S22), 목표온도보다 소정값 낮은 온도와 목표온도보다 소정값 높은 온도를 기준으로 실외기의 운전율이 증가 또는 감소되도록 운전을 반복한다.

난방운전시(S22), T21내지 T22구간(Z21)에서 실외기가 운전율을 증가시키고, T23 내지 T24구간(Z22)에서 운전을 감소시킨다. 또한 냉방운전시(S21) T21내지 T22구간(Z21)에서 실외기가 운전율을 증가시키고, T23 내지 T24구간(Z22)에서 다시 운전율을 감소시킨다.

이와 같이 제어기(4)는 입력되는 목표온도를 바탕으로 각각의 운전에 대하여 소정값의 오차범위를 설정하여 실외기가 오차범위 내에서 운전하도록 함으로써 공조유닛(1)이 목표온도에 도달함은 물론 목표온도를 유지할 수 있도록 한다. 또한 운전율을 제어하여 목표온도에 도달하도록 제어한다.

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도 15는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 제습운전방법이 도시된 순서도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 제습모드에서도 실외기 운전을 제어할 수 있다.

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제습모드가 설정되면(S710), 제어기(4)는 워밍업운전을 시작한다(S720).

제어기(4)는 공조유닛(1)에 구비되는 습도센서를 통해 습도를 측정한다(S730).

제어기(4)는 측정된 실내습도와 목표습도간의 습도차(델타 H)을 연산한다(S740).

이때 습도차가 1% 이하인 경우(S750) 제어기(4)는 실외기가 정지하도록 한다(S760). 즉 습도가 목표습도에 근접하므로 더이상의 재습운전이 요구되지 않는 경우이다.

습도차가 1%이상이고 5%이하인 경우(S770), 제어기(4)는 실외기의 수를 확인한 후(S760), 실외기가 2대보다 많은 경우 실외기를 40%운전율로 운전하도록 제어한다(S810). 한편, 실외기의 수가 2대 이하인 경우 모든 실외기가 운전되도록 한다(S820).

습도차가 5% 초과 10% 미만인 경우(S790), 제어기(4)는 실외기의 수를 확인한 후(S800), 실외기가 2대보다 많은 경우 실외기를 70%운전율로 운전하도록 제어한다(S830). 한편, 실외기의 수가 2대 이하인 경우 모든 실외기가 운전되도록 한다(S820).

습도차가 10%이상인 경우에는 모든 실외기가 운전되도록 제어한다(S820).

제어기(4)는 제습운전 중 목표온도와의 습도차에 따라 실외기의 운전율을 제어함으로써 보다 목표습도에 빨리 도달할 수 있도록 한다.

도 16은 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 실외기 제상운전 방법이 도시된 예시도이다. 앞서 설명한 바와 같이 실외기의 운전 시점이 상이하게 설정되면 복수의 실외기는 각각 제상운전을 시작하는 시점 또한 상이해진다.

도 16의 (a)에 도시된 바와 같이, 제 1 실외기가 제 1 지점(P1)에서 운전을 시작하는 경우, 소정시간 운전 후인 제 2 지점(P2)에서 제상운전을 수행한다.

복수의 실이기가 동시에 제상운전을 시작하는 경우 공조유닛(1)의 냉난방운전이 불가능 해지므로, 도 16의 (b)에 도시된 바와 같이 제 2 실외기가 제 3 지점(P1)에서 운전을 시작하고, 도 16의 (c)에 도시된 바와 같이 제 3 실외기가 제 5 지점(P5)에서 운전을 시작하도록 제어함으로써, 각각 제 2 실외기는 제 4 지점(P4)에 제상운전을 시작하고 제 3 실외기는 제 6지점(P6)에서 제상운전을 시작한다.

그에 따라 복수의 실외기가 제상운전 시점이 겹치지 않도록 제어하여 공조유닛(1)이 연속하여 운전 가능하게 된다.

그에 따라 본 발명의 공기조화기 시스템은 순환기, 배기, 외기, 급기를 조절하여 실내공기를 순환시키고 그 온도를 조절하여 실내온도를 제어하는 공조유닛에 대하여, 필요에 따라 실외기가 순차적으로 운전하도록 하고 복수의 실외기가 동시에 동작을 정지하지 않도록 함으로써 복수의 실외기를 효율적으로 운전하고 그로 인하여 공조유닛이 정지하지 않고 연속하여 동작할 수 있으므로 운전의 효율성 및 제어의 편리성이 향상되는 효과가 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.

1: 공조유닛 2: 실외기
3: 덕트 4: 제어기
5: 인터페이스 유닛 6: 제 2 제어기
8: 빌딩제어기
110: 메인유닛 120: 입출력유닛
130: 통신유닛 140: 구동유닛
150: 감지부 160: 팬
170: 밸브 180: 댐퍼
111: 제어부 112: 입출력포트
113: 통신모듈 115: 출력부
115: 출력부 116: 데이터부

Claims (14)

1. 실외에서 공급되는 외기(Outdoor Air)와 실내로부터 실외로 배출되는 배기 (Exhaust Air), 실내 순환 후 회수되어 실내로 재 공급되는 순환기(Return Air)를 조절하고, 상기 순환기와 상기 외기가 혼합된 혼합기 또는 상기 외기를 설정된 온도로 조절하여 냉/온의 급기(Supply Air)를 실내로 공급하는 공조유닛(공조유닛, Air Handling Unit);
   상기 공조유닛으로 냉매를 공급하는 복수의 실외기; 및
   상기 복수의 실외기와 통신하여 상기 공조유닛을 제어하는 제어기; 를 포함하고
   상기 제어기는 상기 공조유닛에서 측정되는 실내온도를, 목표온도 또는 목표온도에 소정값을 가산하거나 감산한 온도와 비교하여 상기 복수의 실외기에 대한 실외기의 운전대수 또는 운전률을 제어하고,
   상기 제어기는 상기 목표온도로부터 복수의 기준온도를 설정하고 상기 복수의 기준온도를 목표온도로써 상기 복수의 실외기에 각각 설정하여, 상기 복수의 실외기가 각각 상이한 목표온도에 따라 순차적으로 구동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
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3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 운전중인 상기 복수의 실외기 중 어느 하나의 실외기가 제상운전을 시작하는 경우, 나머지 운전중인 실외기가 현재 운전상태를 유지하도록 하고, 상기 실외기의 제상운전이 종료되면 나머지 운전중인 실외기 중 어느 하나가 제상운전을 시작하도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 상기 목표온도에 설정값을 가산 하거나 또는 감산하여, 상기 복수의 기준온도를 설정하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 설정에 따라 급기온도 및 환기온도 중 어느 하나를 실내온도로 설정하여, 상기 복수의 실외기를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 운전모드에 따라 냉방중, 상기 실내온도가 상기 목표온도에 소정값을 가산한 온도 이상인 경우 상기 실외기가 운전하도록 하고, 상기 목표온도에 소정값을 감산한 온도 이하인 경우 운전을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 운전모드에 따라 난방중, 상기 실내온도가 상기 목표온도에 소정값을 감산한 온도 이하인 경우 상기 실외기가 운전을 시작하고 상기 목표온도에 소정값을 가산한 온도 이상인 경우 상기 실외기가 운전을 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어기는 설정시간 간격으로 상기 실내온도를 확인하여 상기 실외기의 운전대수를 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
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12. 삭제
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어기와 통신하여 상기 공조유닛 및 상기 복수의 실외기의 동작을 모니터링하고, 상기 공조유닛 및 상기 복수의 실외기를 통합제어하는 인터페이스유닛을 더 포함하고,
    상기 제어기는 상기 인터페이스유닛에 의해 설정되는 상기 목표온도를 기준으로 상기 실외기를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
    
14. 삭제

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