KR101835072B1 - 온도가변형 냉방장치 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도가변형 냉방장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 실내를 냉방하기 위한 냉방장치는, 실외온도를 측정하기 위한 실외온도센서와; 실내온도를 측정하기 위한 실내온도센서와; 실내온도가 동작기준온도에 도달되는 경우에 동작하며, 서로 다른 동작기준온도를 가지는 복수의 냉각수단들과; 실외온도센서를 통해 측정되는 실외온도가 미리 설정된 기준실외온도보다 높은지 또는 낮은지를 판단하여, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 낮은 경우에는, 상기 복수의 냉각수단들 각각의 동작여부를 결정하는 동작기준온도를, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 높은 경우보다 더 높게 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

온도가변형 냉방장치 및 그 제어방법{AIR CONDITIONING APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 온도가변형 냉방장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실외온도의 변화에 관계없이 실내의 온도를 동일하게 유지할 수 있는 온도가변형 냉방장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적인 냉방장치(Air Conditioner)는 냉매가 증발할 때 주위에서 열을 빼앗는 증발열을 이용하는 것으로, 냉매로는 통상 저온에서도 쉽게 증발하는 암모니아, 프레온, 공비혼합냉매, 클로로메틸 등과 같은 액체를 사용한다.

이러한 통상적인 냉방장치는 압축기에서 고압으로 압축된 기체 상태의 냉매가 응축기를 거치면서 외기와의 열교환에 의해 고압의 액체상태의 냉매로 응축된 후에 팽창밸브 또는 모세관 등을 통해 저압의 분무상태 냉매로 변환된다.

그리고, 저압의 분무상태의 냉매는 증발기로 유입되어 내기와의 열교환에 의해 증발된 후에 다시 압축기로 유입되어 상술한 과정의 사이클이 순환되는데, 이 때 증발기에서 발생된 냉매의 증발열로 냉각된 공기는 송풍팬에 의해 냉방하고자 하는 소정의 공간이나 대상체로 송풍된다.

즉, 이러한 일반적인 냉방장치는 액화 및 증발 등과 같은 상변화가 용이한 냉매를 이용하여 냉방하고자 하는 소정의 공간이나 대상체를 냉각시킨다.

특히, 통신 기지국 또는 통신차량 등의 경우 그 내부에 다수의 유무선 통신장비들이 설치되는데, 이러한 통신장비들은 잦은 열발생에 의해 접촉불량 및 기기고장 등과 같은 각종 오동작을 유발할 수 있으므로 4계절 연중무휴로 냉방시켜야만 작동의 안정성을 확보할 수 있다.

이러한 4계절 연중 무휴의 냉방이 필요한 공간에서는 통상적으로 복수의 냉각수단을 구비하여, 실내온도가 상승함에 대응하여 가동되도록 하고 있다. 예를 들어 실내온도가 제1설정온도 이상이면, 복수의 냉각수단 중 제1냉각수단이 동작되도록 하고, 실내온도가 제1설정온도 보다 높은 제2설정온도 이상이면 제2냉각수단이 동작되도록 하는 방식이다. 실내온도가 제2설정온도 이상인 경우는 제1냉각수단 및 제2냉각수단이 함께 동작되므로 실내온도를 낮추는 것이 용이해지게 된다.

종래의 냉방장치의 경우는 실외온도와는 관계없이 실내온도를 기준으로 하여 각 냉각수단의 동작을 결정하는 방식이다. 이 경우 겨울철과 여름철의 실내온도가 달라지는 문제점이 발생되는 경우가 있다.

겨울철의 경우에는 외부의 온도가 낮기 때문에 그 만큼 실내온도가 특정온도 이상으로 올라가는 일이 적고, 실내온도를 적정한 설정온도로 내리는 것도 쉽다. 그러나 여름철과 같이 외기의 온도가 상대적으로 높은 경우에는 실내온도가 특정온도 이상으로 올라가는 일이 많게 되고, 냉각수단의 가동횟수도 많아지게 될 것이다. 특히 여름철의 경우 설정된 실내온도를 유지하기 위해 복수의 냉각수단을 모두 가동한다고 하여도, 설정된 실내온도를 유지하는 것이 어려우며 대부분 설정된 실내온도보다 1~2℃ 높게 실내온도가 유지되는 경우가 있다. 따라서, 실외온도 즉 외기의 온도에 대응하여 냉방장치의 동작을 제어하는 것이 필요하게 된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1563620호(2015.10.21.)

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 종래의 문제점을 극복할 수 있는 온도가변형 통신장비용 냉방장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 외기의 온도에 대응하여 냉방장치를 제어할 수 있는 도가변형 냉방장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 계절변화나 온도변화에 관계없이 실내온도가 일정하게 유지되도록 할 수 있는 온도가변형 냉방장치 및 그 제어방법을 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 구체화에 따라, 본 발명에 따른 실내 냉방장치는, 실외온도를 측정하기 위한 실외온도센서와; 실내온도를 측정하기 위한 실내온도센서와; 실내온도가 동작기준온도에 도달되는 경우에 동작하며, 서로 다른 동작기준온도를 가지는 복수의 냉각수단들과; 실외온도센서를 통해 측정되는 실외온도가 미리 설정된 기준실외온도보다 높은지 또는 낮은지를 판단하여, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 낮은 경우에는, 상기 복수의 냉각수단들 각각의 동작여부를 결정하는 동작기준온도를, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 높은 경우보다 더 높게 제어하는 제어부를 구비한다.

상기 기준실외온도는, 상기 동작기준온도들 중 가장 낮은 동작기준온도보다 낮고 0℃ 보다 높은 온도범위에서 정해질 수 있다.

상기 기준실외온도는 3~15℃의 범위에서 임의로 설정된 온도일 수 있다.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 다른 구체화에 따라, 본 발명에 따른 통신장비가 배치된 실내를 냉방하기 위한 냉방장치는, 실내온도를 측정하기 위한 실내온도센서와; 실외온도를 측정하기위한 실외온도센서와; 실내온도가 제1동작기준온도 이상에서 동작하며, 외기에 의해 냉각된 냉매를 순환시켜 실내를 냉각시키기 위한 제1냉각수단과; 실내온도가 상기 제1동작기준온도보다 높은 온도값을 가지는 제2동작기준온도 이상에서 동작하며, 제1압축기와, 제1응축기와, 제1팽창밸브와, 및 제1증발기를 이용하여 실내를 냉각시키기 위한 제2냉각수단과; 실내온도가 상기 제2동작기준온도보다 높은 온도값을 가지는 제3동작기준온도 이상에서 동작하며, 제2압축기와, 제2응축기와, 제2팽창밸브와, 및 제2증발기를 이용하여 실내를 냉각시키기 위한 제3냉각수단과; 상기 제1냉각수단, 상기 제2냉각수단 및 상기 제3냉각수단을 제어하고, 상기 실외온도센서를 통해 측정되는 실외온도가 기준실외온도보다 낮은 제2모드에는, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 높은 제1모드보다, 상기 제1동작기준온도, 상기 제2동작기준온도 및 상기 제3동작기준온도를 더 높게 제어하는 제어부를 구비한다.

상기 냉방장치는, 상기 제1모드에서는, 상기 제1동작기준온도를 제1설정온도로 하고 상기 제2동작기준온도를 제2설정온도로 하고 상기 제3동작기준온도를 제3설정온도로 하여, 실내온도가 제1설정온도보다 낮으면 모든 냉각수단의 동작을 오프(off)시키고, 실내온도가 상기 제2설정온도 이상이고 제3설정온도보다 낮으면 상기 제2냉각수단을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제3설정온도 이상이면 상기 제2냉각수단 및 상기 제3냉각수단을 통해 실내를 냉각시키고, 상기 제2모드에서는, 상기 제1동작기준온도를 상기 제1설정온도보다 높은 온도인 상기 제4설정온도로 하고 상기 제2동작기준온도를 상기 제2설정온도보다 높은 온도인 제5설정온도로 하고, 상기 제3동작기준온도를 상기 제3설정온도보다 높은 온도인 제6설정온도로 하여, 실내온도가 상기 제4설정온도보다 낮으면 모든 냉각수단의 동작을 오프(off)시키고, 실내온도가 상기 제4설정온도 이상이고 제5설정온도보다 낮으면 상기 제1냉각수단을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제5설정온도 이상이고 제6설정온도보다 낮으면 상기 제1냉각수단 및 상기 제2냉각수단을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제6설정온도 이상이면, 상기 제1냉각수단, 상기 제2냉각수단 및 상기 제3냉각수단을 통해 실내를 냉각시킬 수 있다.

상기 제1냉각수단은, 상기 제1모드에서는 상기 제1동작기준온도와는 관계없이 동작이 중지되거나 외기에 의해 열교환된 냉매를 실외로 바이패스시키도록 동작되고, 상기 제2모드에서는 실내온도가 상기 제1동작기준온도 이상인 경우에 냉각동작을 수행할 수 있다.

상기 기준실외온도는 3~15℃의 범위에서 임의로 설정된 온도이고, 상기 제2설정온도와 상기 제4설정온도는 동일온도값이고, 상기 제3설정온도와 상기 제5설정온도는 동일온도값을 가질 수 있다.

상기 제1모드와 상기 제2모드는 하나의 온도값을 가지는 상기 기준실외온도를 기준으로 모드전환이 이루어지거나, 서로 다른 온도값을 가지는 두 개의 기준실외온도를 기준으로 모드전환이 이루어질 수 있다.

상기 제1모드는 상기 실외온도가 15℃ 보다 높을 때 시작되고, 상기 제2모드는 상기 실외온도가 3℃보다 낮을 때 시작될 수 있다.

상기한 기술적 과제들의 일부를 달성하기 위한 본 발명의 다른 구체화에 따라, 본 발명에 따른 복수의 냉각수단을 가지는 냉방장치의 제어방법은, 실외온도센서를 통해 측정되는 실외온도가 미리 설정된 기준실외온도보다 높은지 또는 낮은지를 판단하는 단계와; 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 낮은 경우에는, 상기 복수의 냉각수단 각각의 동작여부를 결정하는 동작기준온도를, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 높은 경우보다 더 높게 제어하는 단계를 구비한다.

본 발명에 따르면, 모드에 따른 냉방방식의 개선을 통해 안정적인 냉각사이클의 구동을 가능하게 함은 물론 냉방의 효율화와 신뢰성 향상효과를 얻을 수 있다. 또한 계절변화에 관계없이 실내온도가 일정하게 유지되도록 할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 냉방장치의 블록도이고,
도 2는 도 1의 냉방장치의 구현 예이고,
도 3은 도 2의 동작순서도이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예가, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 철저한 이해를 제공할 의도 외에는 다른 의도 없이, 첨부한 도면들을 참조로 하여 상세히 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 실내 냉방장치의 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 냉방장치(500)는 실내공간의 실내온도를 측정하기 위한 실내온도센서(TS1)와 실외온도(외기온도)를 측정하기 위한 실외온도센서(TS2), 제1냉각수단(100), 제2냉각수단(200), 제3냉각수단(300) 및 제어부(400)를 구비한다.

상기 제1냉각수단(100), 제2냉각수단(200), 제3냉각수단(300)은 통상의 기술자에게 잘 알려진 냉각수단일 수 있다. 도 1에서는 이해의 편의를 위해 상기 제1냉각수단(100), 제2냉각수단(200), 제3냉각수단(300)의 3개의 냉각수단을 도시하고 있으나, 본 발명에서 냉각수단은 3개에 한정되지 않고 2개 또는 그 이상의 냉각수단으로 구성되는 것도 가능하다.

상기 제1냉각수단(100)은 실내온도가 제1동작기준온도 이상인 경우에 동작하며, 상기 제2냉각수단(200)은 실내온도가 제2동작기준온도 이상인 경우에 동작하고, 상기 제3냉각수단(300)은 실내온도가 제3동작기준온도 이상인 경우에 동작한다. 상기 제2동작기준온도는 상기 제1동작기준온도보다 높은 온도값을 가지고, 상기 제3동작기준온도는 상기 제2동작기준온도보다 높은 온도값을 가진다.

상기 제어부(400)는 상기 제1냉각수단(100), 상기 제2냉각수단(200) 및 상기 제3냉각수단(300)을 제어하고, 상기 실외온도센서(TS2)를 통해 측정되는 실외온도가 미리 정해진 기준실외온도보다 낮은 제2모드에는, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 높은 제1모드보다, 상기 제1동작기준온도, 상기 제2동작기준온도 및 상기 제3동작기준온도를 더 높게 제어한다.

구체적으로, 상기 제어부(400)는 실외온도센서(TS2)를 통해 측정되는 실외온도가 미리 설정된 기준실외온도보다 높은지 또는 낮은지를 판단하여, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 낮은 제2모드의 경우에는, 상기 복수의 냉각수단 각각의 동작여부를 결정하는 동작기준온도를, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 높은 제1모드의 경우보다 더 높게 제어하게 된다.

예를 들어, 상기 제1모드에서는, 상기 제1동작기준온도를 제1설정온도로 하고 상기 제2동작기준온도를 제2설정온도로 하고 상기 제3동작기준온도를 제3설정온도로 하여, 실내온도가 제1설정온도보다 낮으면 모든 냉각수단의 동작을 오프(off)시키고, 실내온도가 제1설정온도 이상이면 제1냉각수단(100)을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제2설정온도보다 이상이고 제3설정온도보다 낮으면 상기 제1냉각수단(100) 및 상기 제2냉각수단(200)을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제3설정온도 이상이면 상기 제2냉각수단(200) 및 상기 제3냉각수단(300)을 통해 실내를 냉각시키게 된다.

상기 제2모드에서는, 상기 제1동작기준온도를 상기 제1설정온도보다 높은 온도인 상기 제4설정온도로 하고 상기 제2동작기준온도를 상기 제2설정온도보다 높은 온도인 제5설정온도로 하고, 상기 제3동작기준온도를 상기 제3설정온도보다 높은 온도인 제6설정온도로 하여 동작이 수행된다.

즉 실내온도가 상기 제4설정온도보다 낮으면 모든 냉각수단의 동작을 오프(off)시키고, 실내온도가 상기 제4설정온도 이상이고 제5설정온도보다 낮으면 상기 제1냉각수단(100)을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제5설정온도 이상이고 제6설정온도보다 낮으면 상기 제1냉각수단 및 상기 제2냉각수단(200)을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제6설정온도 이상이면, 상기 제1냉각수단(100), 상기 제2냉각수단(100) 및 상기 제3냉각수단(300)을 통해 실내를 냉각시키게 된다.

여기서 상기 제1모드와 상기 제2모드를 나누는 기준이 되는 상기 기준실외온도는 냉방장치가 설치되는 장소의 날씨나 온도에 따라 달리 적용가능하며, 상기 동작기준온도들 중 가장 낮은 동작기준온도보다 낮은 온도범위에서 영상온도로 정해질 수 있다. 구체적으로 0℃ 보다 높고 상기 제1동작기준온도 이하의 온도범위에서 임의로 정해질 수 있다. 구체적인 예로 상기 기준실외온도는 3~15℃의 범위에서 임의로 설정될 수 있다. 기준 실외온도가 3℃ 인 경우는 다수의 실험을 통해 상기 제1냉각수단 만으로도 충분히 원하는 실내온도를 유지할 수 있다고 판단되는 실외온도이고, 기준실외온도가 15℃ 인 경우는 상기 제2냉각수단 및/또는 상기 제3냉각수단의 가동이 필수적이라 판단되는 실외온도이다.

그리고, 상기 제2설정온도와 상기 제4설정온도는 동일온도값이고, 상기 제3설정온도와 상기 제5설정온도는 동일온도값을 가질 수 있다.

예를 들어, 제1설정온도는 24℃, 제2설정온도는 25℃, 제3설정온도는 26℃라고 가정하는 경우에, 제4설정온도는 25℃, 제5설정온도는 26℃, 제6설정온도는 28℃로 정해질 수 있다.

또한, 상기 제1모드와 상기 제2모드는 하나의 온도값을 가지는 상기 기준실외온도를 기준으로 하여 모드전환이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 기준실외온도가 6.0℃ 인 경우 이를 기준으로, 이 온도보다 낮은 경우 제2모드, 높은 경우에는 제1모드로 정해질 수 있고, 기준실외온도와 실외온도가 같은 경우는 선택에 따라 제1모드 또는 제2모드로 동작하도록 하는 것이 가능하다.

이와 달리, 상기 제1모드와 상기 제2모드는 서로 다른 온도값을 가지는 두 개의 기준실외온도를 기준으로 모드전환이 이루어질 수 있다. 예를들어, 상기 제1모드는 실외온도가 제1기준실온도인 11℃ 또는 15℃ 이상일 때 시작되고, 상기 제2모드는 실외온도가 제2기준실외온도인 3℃ 또는 5℃ 이하일 때 시작되는 등의 방식으로 모드전환이 이루어질 수 있다.

본 발명의 제1실시예의 경우는 제1냉각수단이 일반적인 냉각수단에 속하는 경우이나, 제1냉각수단이 외기를 이용하여 냉각하는 냉각수단일 경우를 한정하여 본 발명의 제2실시예를 설명하기로 한다.

제1설정온도(T1)는 24℃, 제2설정온도(T2)는 25℃, 제3설정온도(T3)는 26℃라고 가정할 경우에, 종래기술의 경우, 영하의 날씨가 계속되는 동절기의 경우에는 외기를 이용하는 제1냉각수단(100)에 의해 실내를 냉각하게 되므로, 실내가 제1설정온도인 24℃ 로 유지된다. 그러나, 외기의 온도가 상승되는 하절기의 경우에는 제1냉각수단(100)을 통해 실내를 냉각하는 것이 불가능해지게 된다. 이 경우는 제1냉각수단은 바이패스 동작을 하게 되고, 제2냉각수단(200) 또는 제3냉각수단(300)을 동작시켜 실내를 냉각하게 된다. 이 경우는 실내의 온도가 제2설정온도인 25℃로 유지되게 되어 계절에 따라 실내온도 차이가 1~2℃ 정도로 발생되어 온도편차가 발생되는 문제점이 있다. 이에 따라 온도변화에 민감한 장비의 손상이 발생되는 문제점이 있다. 본 발명의 제2실시예는 이러한 문제점을 극복하기 위한 것이다.

본 발명의 제2실시예에 따르면, 상기 제1냉각수단(100)은 외기를 이용하여 냉각하는 냉각수단일 수 있다. 즉 실내온도가 제1동작기준온도 이상인 경우에 동작하며, 외기에 의해 냉각된 냉매를 순환시켜 실내를 냉각시키기 위한 것이다. 예를 들어 겨울철과 같이 외기의 온도가 낮은 경우에 외기에 의해 냉각된 냉매를 순환시켜 실내를 냉각시키기 위한 것이다. 따라서 외기에 의해 냉각된 냉매가 실내온도보다 높은 온도를 가지는 경우에는 동작하지 않거나, 냉매를 바이패스시켜 외부로 배출하는 구성을 가지게 된다.

상기 제2냉각수단(200)은 실내온도가 제2동작기준온도 이상인 경우에 동작한다. 상기 제2냉각수단(200)은 제1압축기와, 제1응축기와, 제1팽창밸브와, 및 제1증발기를 이용하여 실내를 냉각시킨다.

상기 제3냉각수단(300)은 실내온도가 제3동작기준온도 이상인 경우에 동작하며, 제2압축기와, 제2응축기와, 제2팽창밸브와, 및 제2증발기를 이용하여 실내를 냉각시키게 된다.

상기 제어부(400)는 상기 제1냉각수단(100), 상기 제2냉각수단(200) 및 상기 제3냉각수단(300)을 제어하고, 상기 실외온도센서(TS2)를 통해 측정되는 실외온도가 미리 정해진 기준실외온도보다 낮은 제2모드에는, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 높은 제1모드보다, 상기 제1동작기준온도, 상기 제2동작기준온도 및 상기 제3동작기준온도를 더 높게 제어한다.

구체적으로, 복수의 냉각수단을 가지는 통신장비용 냉방장치가 있는 경우에, 상기 제어부(400)는 실외온도센서(TS2)를 통해 측정되는 실외온도가 미리 설정된 기준실외온도보다 높은지 또는 낮은지를 판단하여, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 낮은 제2모드의 경우에는, 상기 복수의 냉각수단 각각의 동작여부를 결정하는 동작기준온도를, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 높은 제1모드의 경우보다 더 높게 제어하게 된다. 상기 기준실외온도는 본 발명의 제1실시예의 경우와 동일하게 정해질 수 있다.

예를 들어, 상기 제1모드에서는, 상기 제1동작기준온도를 제1설정온도로 하고 상기 제2동작기준온도를 제2설정온도로 하고 상기 제3동작기준온도를 제3설정온도로 하여, 실내온도가 제1설정온도보다 낮으면 모든 냉각수단의 동작을 오프(off)시키고, 실내온도가 상기 제2설정온도보다 이상이고 제3설정온도보다 낮으면 상기 제2냉각수단(200)을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제3설정온도 이상이면 상기 제2냉각수단(200) 및 상기 제3냉각수단(300)을 통해 실내를 냉각시키게 된다.

상기 제1모드는 봄, 여름, 가을철 등 비교적 외기온도가 높을 때에 동작하는 것으로 이 경우, 상기 제1냉각수단(100)은 상기 제1모드에서는 상기 제1동작기준온도와는 관계없이 동작이 중지되거나, 동작하는 경우에는 외기에 의해 열교환된 냉매를 실외로 바이패스시키도록 동작된다.

그리고, 상기 제2모드에서는, 상기 제1동작기준온도를 상기 제1설정온도보다 높은 온도인 상기 제4설정온도로 하고 상기 제2동작기준온도를 상기 제2설정온도보다 높은 온도인 제5설정온도로 하고, 상기 제3동작기준온도를 상기 제3설정온도보다 높은 온도인 제6설정온도로 하여 동작이 수행된다.

즉 실내온도가 상기 제4설정온도보다 낮으면 모든 냉각수단의 동작을 오프(off)시키고, 실내온도가 상기 제4설정온도 이상이고 제5설정온도보다 낮으면 상기 제1냉각수단(100)을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제5설정온도 이상이고 제6설정온도보다 낮으면 상기 제1냉각수단 및 상기 제2냉각수단(200)을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제6설정온도 이상이면, 상기 제1냉각수단(100), 상기 제2냉각수단(100) 및 상기 제3냉각수단(300)을 통해 실내를 냉각시키게 된다. 상기 제1냉각수단은, 상기 제2모드에서는 실내온도가 상기 제1동작기준온도 이상인 경우에 냉각동작을 수행하게 된다. 그리고, 실내온도가 상기 제5설정온도 이상인 경우에, 상기 제1냉각수단(100)의 동작이 적합하지 않은 경우에는 상기 제1냉각수단(100)은 동작하지 않거나 바이패스 동작을 수행하는 것도 가능하다.

여기서 상기 제1모드와 상기 제2모드를 나누는 기준이 되는 상기 기준실외온도는 3~15℃이고, 상기 제2설정온도와 상기 제4설정온도는 동일온도값이고, 상기 제3설정온도와 상기 제5설정온도는 동일온도값을 가질 수 있다.

예를 들어, 제1설정온도는 24℃, 제2설정온도는 25℃, 제3설정온도는 26℃라고 가정하는 경우에, 제4설정온도는 25℃, 제5설정온도는 26℃, 제6설정온도는 28℃로 정해질 수 있다.

또한, 상기 제1모드와 상기 제2모드는 하나의 온도값을 가지는 상기 기준실외온도를 기준으로 하여 모드전환이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 기준실외온도가 6.0℃ 인 경우 이를 기준으로, 이 온도보다 낮은 경우 제2모드, 높은 경우에는 제1모드로 정해질 수 있고, 기준실외온도와 실외온도가 같은 경우는 선택에 따라 제1모드 또는 제2모드로 동작하도록 하는 것이 가능하다.

이와 달리, 상기 제1모드와 상기 제2모드는 서로 다른 온도값을 가지는 두 개의 기준실외온도를 기준으로 모드전환이 이루어질 수 있다. 예를들어, 상기 제1모드는 실외온도가 제1기준실외온도인 11℃ 또는 15℃ 이상일 때 시작되고, 상기 제2모드는 실외온도가 제2기준실외온도인 3℃ 또는 5℃ 이하일 때 시작되는 등의 방식으로 모드전환이 이루어질 수 있다.

도 2는 도 1의 냉방장치의 구현 예이고, 도 3은 도 2의 동작순서도이다.

본 발명에 따른 냉방장치는 내부에 열교환용 튜브가 구비되고 브라인 배관 상에 설치되며 브라인펌프와 연결되는 브라인방식의 열교환기와, 내부에 열교환용 튜브가 구비되고 냉매배관 상에 설치되며 압축기 및 팽창밸브와 연결되는 냉매방식의 열교환기와, 실내 및 실외 송풍기가 구비된 실내기 모듈과 실외기 모듈을 포함하는 통신장비용 냉방장치와 기본적인 구성은 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉방장치는 제어부(400)의 동작 및 실내온도센서(TS1)와 실외온도센서(TS2)를 구비한다는 구성상의 차이점을 을 제외한 기본적인 구조는 종래의 통신용 냉방장치와 동일한 구조를 가진다.즉, 실내공간에 배치된 실내기 모듈(10) 및 기지국의 실외공간에 배치된 실외기 모듈(20)로 구성된다.

상기 실내기 모듈(10)은 제1냉각수단(100), 제2냉각수단(200) 및 제3냉각수단(300)을 구비한다.

상기 제1냉각수단(100)은 외기를 이용하여 실내를 냉각하기 위한 것으로, 실내 송풍기(260)와, 냉매가 순환되는 순환배관(110)과, 상기 순환배관(110) 상에 배치되어 외기에 의해 냉각된 냉매가 실내 공기와 1차적으로 열교환하는 제1 실내 열교환기(120)와, 순차적으로 제1실내 열교환기(120)를 거친 냉매가 응축기(220)와 2차적으로 열교환하는 제2실내 열교환기(130)와, 외기가 제1차 실내 열교환기(120)를 거치지 않고 제2 실내열교환기(130)로 냉매를 순환시키는 바이패스배관(140)과, 상기 순환배관(110) 및 바이패스배관(140)에 각각 설치되는 바이패스밸브(150)로 구성된다.

상기 제2냉각수단(200)은 제1압축기(210)와, 상기 제2 실내 열교환기(130)와 열교환하는 제1응축기(220)와, 제1팽창밸브(230)와, 제1증발기(240)로 구성된다.

상기 제3냉각수단(300)은 제2압축기(310)와, 상기 제2실내 열교환기(130)와 열교환하는 제2응축기(320)와, 제2팽창밸브(330) 및 제2증발기(340)로 구성된다.

상기 제3냉각수단(300)은 상기 제2냉각수단(200)과 함께 상기 제1실내 열교환기(120) 및 제2실내 열교환기(130)와 중첩하여 열교환하게 된다.

상기 실외기 모듈(20)은 순환배관(110) 상에 설치되는 순환펌프(22), 실외 열교환기(24,25) 및 실외 송풍기(26,27)로 구성된다. 외기의 활용을 높여 실외 열교환의 효율을 높이기 위해 상기 실외 열교환기 및 실외송풍기도 복수로 구비될 수 있다,

또한 이중 열교환이 가능하도록 상기 증발기(240,340)가 상기 제1 실내 열교환기(120)보다 송풍구에 가깝게 배치되어 실내 송풍기(260)에 의해 실내공기가 제1 실내 열교환기(120)와 증발기(240,340)에 순차적으로 경유하며 통신장비로 송풍하도록 구성한다.

본 발명이 적용되는 통신장비용 냉방장치는 도 2 통해 설명된 통신장비용 냉방장치 뿐 아니라, 통상의 기술자에게 알려진 다양한 냉방장치에 적용가능하다. 예를 들어, 수냉식 냉각방식 또는 공랭식 냉각방식 등에 모두 적용될 수 있고, 제2냉각수단 및 제3냉각수단의 구성요소의 일부 또는 전체가 실내에 구성되는 것도 가능하고, 실외에 구성되는 것도 가능하다.

상기 제어부(400)를 통한 제어방법은 도 3에 도시된 순서도를 통해 설명한다. 도 3a는 상기 제1모드에서의 동작순서도이고, 도 3b는 상기 제2모드에서의 동작순서도이다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 우선 실내온도(Tin)와 실외온도(Tout)를 측정한다(S100).

다음으로 상기 실외온도(Tout)가 상기 기준실외온도(TOR)보다 낮은지 여부를 판단하게 된다(S110).

상기 실외온도(Tout)가 상기 기준실외온도(TOR)보다 높으면(No), 상기 제1모드로 동작하게 된다(S112). 상기 실외온도(Tout)가 상기 기준실외온도(TOR)와 동일한 경우는 제1모드 또는 제2모드 중 어느 하나의 모드로 동작하도록 설정된다.

상기 제1모드로 동작되는 경우 상기 제어부(400)에서는 상기 제1동작기준온도를 제1설정온도(T1)로 하고 상기 제2동작기준온도를 제2설정온도(T2)로 하고 상기 제3동작기준온도를 제3설정온도(T3)로 하여 각 냉각수단(100,200,300)의 동작을 제어하게 된다.

이후 실내온도(Tin)가 제1설정온도(T1)보다 낮은지 여부를 판단한다(S114).

상기 실내온도(Tin)가 제1설정온도(T1)보다 낮으면(Yes), 전체 냉각수단(100,200,300)을 오프시킨다(S115).

상기 실내온도(Tin)가 제1설정온도(T1) 이상이면(No), 상기 실내온도(Tin)가 제1설정온도(T1) 이상이고 제2설정온도(T2)보다 낮은지 여부를 판단한다(S116).

상기 실내온도(Tin)가 제1설정온도(T1) 이상이고 제2설정온도(T2)보다 낮으면(Yes), 상기 제1냉각수단(100)은 바이패스 동작을 수행한다(S117).

상기 제1냉각수단(100)의 경우에, 외기에 의해 열교환된 냉매가 실내 공기의 온도보다 높거나 실내 냉방의 효율이 낮아서 냉방이 부적절한 경우에 바이패스 밸브(150)를 통해 냉매가 바이패스배관(140)으로 유입되도록 하여 제1 실내 열교환기(120)와의 교환이 차단된 채, 실외로 인출되게 하는 바이패스 동작을 수행하게 된다. 상기 제1모드의 경우에는 제1냉각수단(100)을 통한 실내냉각이 비효율적이라 판단되는 경우, 상기 제1냉각수단(100)은 동작하지 않거나 항상 바이패스 동작을 수행하게 된다.

상기 실내온도(Tin)가 제2설정온도(T2) 이상이면(No), 상기 실내온도(Tin)가 제2설정온도(T2) 이상이고 제3설정온도(T3)보다 낮은지 여부를 판단한다(S118).

상기 실내온도(Tin)가 제2설정온도(T2) 이상이고 상기 제3설정온도(T3)보다 낮으면(Yes), 제2냉각수단(200)을 동작시켜 실내를 냉방하게 된다(S119).

그리고 상기 실내온도(Tin)가 제3설정온도(T3) 이상이면(No), 상기 제2냉각수단(200) 및 상기 제3냉각수단(300)을 동작시켜 실내를 냉방하게 된다(S120).

이러한 동작은 실내온도 및 실외온도의 변화에 따라 대응되는 동작을 반복적으로 수행하게 된다.

도 3b에 도시된 바와 같이, 우선 실내온도(Tin)와 실외온도(Tout)를 측정한다(S100).

다음으로 상기 실외온도(Tout)가 상기 기준실외온도(TOR)보다 낮은지 여부를 판단하게 된다(S110).

상기 실외온도(Tout)가 상기 기준실외온도(TOR)보다 낮으면(Yes), 상기 제2모드로 동작하게 된다(S212). 상기 실외온도(Tout)가 상기 기준실외온도(TOR)와 동일한 경우는 제1모드 또는 제2모드 중 어느 하나의 모드로 동작하도록 설정된다.

상기 제2모드로 동작되는 경우 상기 제어부(400)에서는 상기 제1동작기준온도를 제4설정온도(T4)로 하고 상기 제2동작기준온도를 제5설정온도(T5)로 하고 상기 제3동작기준온도를 제6설정온도(T6)로 하여 각 냉각수단(100,200,300)의 동작을 제어하게 된다.

이후 실내온도(Tin)가 제4설정온도(T4)보다 낮은지 여부를 판단한다(S214).

상기 실내온도(Tin)가 제4설정온도(T4)보다 낮으면(Yes), 전체 냉각수단(100,200,300)을 오프시킨다(S215).

상기 실내온도(Tin)가 제4설정온도(T4) 이상이면(No), 상기 실내온도(Tin)가 제4설정온도(T4) 이상이고 제5설정온도(T5)보다 낮은지 여부를 판단한다(S216).

상기 실내온도(Tin)가 제4설정온도(T4) 이상이고 제5설정온도(T5)보다 낮으면(Yes), 이 경우는 외기가 낮은 온도이어서 상기 제1냉각수단(100)을 이용하여 실내공간을 냉각하는 것이 효율적이므로, 상기 제1냉각수단(100)을 이용한 냉각을 수행하게 된다(S217).

상기 실내온도(Tin)가 제5설정온도(T4) 이상이면(No), 상기 실내온도(Tin)가 제5설정온도(T5) 이상이고 제6설정온도(T6)보다 낮은지 여부를 판단한다(S218).

상기 실내온도(Tin)가 제5설정온도(T5) 이상이고 상기 제6설정온도(T6)보다 낮으면(Yes), 상기 제1냉각수단(100) 및 제2냉각수단(200)을 동작시켜 실내를 냉방하게 된다(S219).

그리고 상기 실내온도(Tin)가 제6설정온도(T6) 이상이면(No), 상기 제1냉각수단(100), 상기 제2냉각수단(200) 및 상기 제3냉각수단(300)을 동작시켜 실내를 냉방하게 된다(S220).

이러한 동작은 실내온도 및 실외온도의 변화에 따라 대응되는 동작을 반복적으로 수행하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 실외온도가 상기 기준실외온도보다 낮은 제2모드의 경우에는, 상기 복수의 냉각수단 각각의 동작여부를 결정하는 동작기준온도를, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 높은 제1모드의 경우보다 더 높게 제어하게 되면, 제1모드의 경우는 냉방에 의한 실내유지온도를 제2설정온도로 유지하는 것이 가능하고, 제2모드의 경우는 실내유지온도를 제4설정온도로 유지하는 것이 가능하여, 제2설정온도와 제4설정온도가 같은 온도값을 가지도록 하게되면, 계절에 관계없이 항상 일정한 실내유지온도를 가지는 것이 가능하다.

상기한 실시예의 설명은 본 발명의 더욱 철저한 이해를 위하여 도면을 참조로 예를 든 것에 불과하므로, 본 발명을 한정하는 의미로 해석되어서는 안될 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기본적 원리를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 명백하다 할 것이다.

10: 실내기 모듈 20: 실외기 모듈
100: 제1냉각수단 110: 순환배관
120: 제1실내 열교환기 130: 제2실내 열교환기
140: 바이패스배관 150: 바이패스밸브
200: 제2냉각수단 210,310: 압축기
220,320: 응축기 230,330: 팽창밸브
240,340: 증발기 260: 실내 송풍기
300: 제3냉각수단 22: 순환펌프
24: 실외 열교환기 26: 실외 송풍기
TS1: 실내온도센서 TS2: 실외온도센서

Claims (10)

1. 실내 냉방장치에 있어서:
   실외온도를 측정하기 위한 실외온도센서와;
   실내온도를 측정하기 위한 실내온도센서와;
   실내온도가 동작기준온도에 도달되는 경우에 동작하며, 서로 다른 동작기준온도들을 가지는 복수의 냉각수단들과;
   실외온도센서를 통해 측정되는 실외온도가 미리 설정된 기준실외온도보다 높은지 또는 낮은지를 판단하여, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 낮은 경우에는, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 높은 경우보다, 상기 복수의 냉각수단들 각각의 동작여부를 결정하는 동작기준온도를 더 높게 제어하는 제어부를 구비함을 특징으로 하는 냉방장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 기준실외온도는, 상기 동작기준온도들 중 가장 낮은 동작기준온도보다 낮고 0℃ 보다 높은 온도범위에서 정해짐을 특징으로 하는 냉방장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 기준실외온도는 3~15℃의 범위에서 임의로 설정된 온도임을 특징으로 하는 냉방장치.
4. 실내를 냉방하기 위한 냉방장치에 있어서:
   실내온도를 측정하기 위한 실내온도센서와;
   실외온도를 측정하기위한 실외온도센서와;
   실내온도가 제1동작기준온도 이상에서 동작하며, 외기에 의해 냉각된 냉매를 순환시켜 실내를 냉각시키기 위한 제1냉각수단과;
   실내온도가 상기 제1동작기준온도보다 높은 온도값을 가지는 제2동작기준온도 이상에서 동작하며, 제1압축기와, 제1응축기와, 제1팽창밸브와, 및 제1증발기를 이용하여 실내를 냉각시키기 위한 제2냉각수단과;
   실내온도가 상기 제2동작기준온도보다 높은 온도값을 가지는 제3동작기준온도 이상에서 동작하며, 제2압축기와, 제2응축기와, 제2팽창밸브와, 및 제2증발기를 이용하여 실내를 냉각시키기 위한 제3냉각수단과;
   상기 제1냉각수단, 상기 제2냉각수단 및 상기 제3냉각수단을 제어하고, 상기 실외온도센서를 통해 측정되는 실외온도가 기준실외온도보다 낮은 제2모드에는, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 높은 제1모드보다, 상기 제1동작기준온도, 상기 제2동작기준온도 및 상기 제3동작기준온도를 더 높게 제어하는 제어부를 구비함을 특징으로 하는 특징으로 하는 냉방장치.
5. 청구항 4에 있어서, 상기 냉방장치는,
   상기 제1모드에서는, 상기 제1동작기준온도를 제1설정온도로 하고 상기 제2동작기준온도를 제2설정온도로 하고 상기 제3동작기준온도를 제3설정온도로 하여, 실내온도가 제1설정온도보다 낮으면 모든 냉각수단의 동작을 오프(off)시키고, 실내온도가 상기 제2설정온도 이상이고 제3설정온도보다 낮으면 상기 제2냉각수단을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제3설정온도 이상이면 상기 제2냉각수단 및 상기 제3냉각수단을 통해 실내를 냉각시키고,
   상기 제2모드에서는, 상기 제1동작기준온도를 상기 제1설정온도보다 높은 온도인 제4설정온도로 하고 상기 제2동작기준온도를 상기 제2설정온도보다 높은 온도인 제5설정온도로 하고, 상기 제3동작기준온도를 상기 제3설정온도보다 높은 온도인 제6설정온도로 하여, 실내온도가 상기 제4설정온도보다 낮으면 모든 냉각수단의 동작을 오프(off)시키고, 실내온도가 상기 제4설정온도 이상이고 제5설정온도보다 낮으면 상기 제1냉각수단을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제5설정온도 이상이고 제6설정온도보다 낮으면 상기 제1냉각수단 및 상기 제2냉각수단을 통해 실내를 냉각시키고, 실내온도가 상기 제6설정온도 이상이면, 상기 제1냉각수단, 상기 제2냉각수단 및 상기 제3냉각수단을 통해 실내를 냉각시킴을 특징으로 하는 냉방장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 제1냉각수단은, 상기 제1모드에서는 상기 제1동작기준온도와는 관계없이 동작이 중지되거나 외기에 의해 열교환된 냉매를 실외로 바이패스시키도록 동작되고, 상기 제2모드에서는 실내온도가 상기 제1동작기준온도 이상인 경우에 냉각동작을 수행함을 특징으로 하는 냉방장치.
7. 청구항 5에 있어서,
   상기 기준실외온도는 3~15℃의 범위에서 임의로 설정된 온도이고, 상기 제2설정온도와 상기 제4설정온도는 동일온도값이고, 상기 제3설정온도와 상기 제5설정온도는 동일온도값을 가짐을 특징으로 하는 냉방장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제1모드와 상기 제2모드는 하나의 온도값을 가지는 상기 기준실외온도를 기준으로 모드전환이 이루어짐을 특징으로 하는 냉방장치.
9. 청구항 7에 있어서,
   상기 기준실외온도는 서로 다른 온도값을 가지는 제1기준실외온도와 제2기준실외온도로 구분되고, 상기 제1모드는 실외온도가 제1기준실온도 이상일 때 시작되고, 상기 제2모드는 실외온도가 제2기준실외온도 이하일 때 시작됨을 특징으로 하는 냉방장치.
10. 복수의 냉각수단을 가지는 냉방장치의 제어방법에 있어서:
    실외온도센서를 통해 측정되는 실외온도가 미리 설정된 기준실외온도보다 높은지 또는 낮은지를 판단하는 단계와;
    상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 낮은 경우에는, 상기 복수의 냉각수단 각각의 동작여부를 결정하는 동작기준온도를, 상기 실외온도가 상기 기준실외온도보다 높은 경우보다 더 높게 제어하는 단계를 구비함을 특징으로 하는 냉방장치의 제어방법.

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