KR101858747B1 - 공기 조화기 및 그의 제어방법 - Google Patents

공기 조화기 및 그의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기 조화기 및 그의 제어방법에 관한 것이다. 일 측면에 따른 공기 조화기는, 공기 조화기의 작동 정보를 입력할 수 있는 입력부; 상기 공기 조화기가 작동하는 중에 실내 온도를 측정하기 위한 실내 온도 센서; 및 상기 공기 조화기가 설치된 공간의 비정상 상태 정보를 발생하기 위한 알림부를 포함하고, 상기 공기 조화기가 동작될 때, 단위 온도 만큼 실내 온도가 변경될 때의 실제 소요시간이 기준 조건을 만족하지 않으면 상기 알림부가 작동하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기 조화기 및 그의 제어방법{Air conditioner and method of controlling the same}
본 명세서는 공기 조화기 및 그의 제어방법에 관한 것이다.
사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위하여 압축기, 응축기, 팽창기, 증발기로 이루어지는 냉매사이클을 이용하여 실내를 냉난방 시키거나 공기를 정화시키는 기기이다.
상기 공기 조화기는 하나의 실외기에 하나의 실내기가 연결된 공기조화기와, 하나 이상의 실외기에 다수의 실내기를 연결하여 공기조화기를 여러 대 설치한 것과 같은 효과를 얻는 멀티형 공기조화기 등이 있다.
종래의 공기 조화기는, 사용자가 목표 온도를 입력하면, 실내 온도를 측정하여, 실내 온도가 목표 온도에 도달하도록 작동한다. 그런데, 실내의 창문 등이 열린 상태에서 공기 조화기가 작동하는 경우, 실내 부가가 커지게 되므로, 창문 등이 열리지 않은 경우에 비하여, 실내 온도가 목표 온도에 도달하기까지 많은 시간이 소요된다. 따라서, 공기 조화기가 장시간 운전하게 되어 전력 소비가 증가되는 문제가 있다.
선행문헌 한국 등록특허공보 제10-0504508호(2005.08.01)에는 냉난방 절환형 공기조화기의 운전방법이 개시된다.
본 발명의 목적은 사용자에게 실내가 비정상 환경 임을 알려주어 전력 낭비를 줄일 수 있도록 하는 공기 조화기 및 그의 제어방법을 제공하는 것에 있다.
일 측면에 따른 공기 조화기는, 공기 조화기의 작동 정보를 입력할 수 있는 입력부; 상기 공기 조화기가 작동하는 중에 실내 온도를 측정하기 위한 실내 온도 센서; 및 상기 공기 조화기가 설치된 공간의 비정상 상태 정보를 발생하기 위한 알림부를 포함하고, 상기 공기 조화기가 동작될 때, 단위 온도 만큼 실내 온도가 변경될 때의 실제 소요시간이 기준 조건을 만족하지 않으면 상기 알림부가 작동하는 것을 특징으로 한다.
다른 측면에 따른 공기 조화기는, 공기 조화기의 작동 정보를 입력할 수 있는 입력부; 상기 공기 조화기가 작동하는 중에 실내 온도를 측정하기 위한 실내 온도 센서; 및 상기 공기 조화기가 설치된 공간의 비정상 상태 정보를 발생하기 위한 알림부를 포함하고, 상기 공기 조화기가 동작될 때, 변경되는 실내 온도가 기준 조건을 만족하지 않으면 상기 알림부가 작동하는 것을 특징으로 한다.
또 다른 측면에 따른 공기 조화기의 제어방법은, 공기 조화기의 작동 명령이 입력되어 공기 조화기가 냉방 또는 난방 운전되는 단계; 단위 온도 만큼 실내 온도가 변화되는데 소요되는 실제 소요시간이 인식되고, 인식된 실제 소요시간과 기준 시간을 비교하는 단계; 및 실제 소요시간이 기준 시간을 초과하는 경우 알림부가 작동하는 단계를 포함한다.
또 다른 측면에 따른 공기 조화기의 제어방법은, 공기 조화기의 작동 명령이 입력되어 공기 조화기가 냉방 또는 난방 운전되는 단계; 단위 시간 당 실내 온도 변화 정보값을 인식하고, 인식된 온도 변화 정보값과 기준 정보값을 비교하는 단계; 및 인식된 온도 변화 정보값이 기준 정보값 보다 작은 경우 알림부가 작동하는 단계를 포함한다.
제안되는 발명에 의하면, 설치 공간의 공조 환경이 비정상 상태인 것을 사용자에게 알림으로써, 에너지가 낭비되는 것을 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 블럭도.
도 2는 공기 조화기가 설치되는 공간의 상태 정보를 입력하는 방법을 설명하는 흐름도.
도 3은 도 2에서 계산된 기준 시간을 보정하는 방법을 설명하는 흐름도.
도 4는 본 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 설명하는 흐름도.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시 예의 공기 조화기(1)는, 실내기와 실외기를 포함할 수 있다. 상기 실내기와 실내기는 분리된 물품으로서 별도의 장소에 설치되거나 일체로 형성될 수 있다. 본 실시 예에서 상기 공기 조화기(1)의 종류에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
본 실시 예의 공기 조화기(1)는, 작동을 제어하는 제어부(10)와, 각종 명령 또는 정보를 입력하기 위한 입력부(11)와, 실내 온도를 측정하기 위한 실내 온도 센서(12)와, 공기 조화기(1)의 작동에 필요한 정보를 저장하기 위한 메모리(13)와, 단위 온도 변화시간을 측정하기 위한 타이머(14)과, 실내가 비정상 환경임을 알려주기 위한 알림부(15)를 포함한다.
상세히, 상기 입력부(11)를 이용하여, 공기 조화기(1)의 작동 조건을 입력할 수 있다. 상기 작동 조건은, 목표 온도, 목표 풍량, 풍향 등일 수 있다. 또한, 상기 입력부(11)를 이용하여 상기 공기 조화기(1)가 설치되는 공간(이하에서는 "설치 공간"이라함)의 상태 정보를 입력할 수 있다. 상기 설치 공간의 상태 정보는, 공간의 넓이(또는 부피), 공간의 천정높이, 창문의 개수, 벽 재질, 열기구(일 례로 전등)의 개수 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 실시 예에서는, 입력된 상기 설치 공간의 상태 정보를 상기 공기 조화기(1)의 제어를 위한 인자로 사용한다. 본 실시 예에서 상기 입력부(11)를 통하여 입력할 수 있는 상기 설치 공간의 상태 정보의 종류에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
상기 메모리(13)에는, 상기 공기 조화기의 제어를 위한 각종 정보가 입력된다. 상기 입력부(11)를 통하여 목표 온도가 입력되는 경우에는 입력된 목표 온도가 상기 메모리(13)에 저장될 수 있다. 또한, 상기 메모리(13)에는 실내 온도가 단위 온도 만큼 변경되는데 소요되는 시간 정보가 저장될 수 있다. 상기 시간 정보를 획득하는 방법에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 알림부(15)는, 창문이 열려있는 등 실내 환경이 공기 조화기가 작동하기에 부적절한 상태인 경우로 판단되었을 때 작동할 수 있다. 상기 알림부(15)는 시각적 정보 또는 청각적 정보를 발생할 수 있다. 일 례로, 상기 알림부(15)는 발광부이거나, 디스플레이부이거나, 부저회로, 또는 음향 출력부 등일 수 있다. 본 실시 예에서 상기 알림부(15)의 종류에는 제한이 없음을 밝혀둔다.
상기 타이머(14)는 상기 제어부(10)와 별도의 구성이거나, 상기 제어부(10)가 상기 타이머의 기능을 수행할 수 있다. 상기 타이머(14)는 실내 온도가 단위 온도 만큼 변경될 때의 소요 시간을 카운트한다.
도 2는 공기 조화기가 설치되는 공간의 상태 정보를 입력하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 입력부(11)를 통하여 상기 공기 조화기가 설치되는 공간의 상태 정보를 입력하게 된다(S1). 상기 설치 공간의 상태 정보는 상기 공기 조화기의 최초 설치 시에 입력할 수 있으나, 상기 설치 공간의 구조가 변경된 경우에는 설치 공간의 상태 정보를 설치 후에도 재입력할 수 있다.
상기 설치 공간의 상태 정보가 입력되면, 상기 제어부(10)는 입력된 상태 정보를 기초로 실내 공조 조건을 판단한다(S2). 상기 실내 공조 조건은 입력된 상태 정보에 따라 달라질 수 있으며, 상기 실내 공조 조건은 일 례로 실내 부하 정보일 수 있다. 상기 설치 공간이 크거나 열기구가 많거나 창문이 많은 경우에는 실내 부하가 큰 것으로 판단될 것이고, 상기 설치 공간이 작거나 창문이 적거나 열기구가 적은 경우에는 실내 부하가 작은 것으로 판단될 것이다.
실내 공조 조건이 판단되면, 판단된 실내 공조 조건을 기초로 상기 공기 조화기의 용량에 의해서 상기 설치 공간의 실내 온도를 단위 온도(일 례로 1도임) 만큼 변경시키는데 소요되는 시간을 계산하고, 계산된 시간 정보는 상기 메모리(13)에 저장된다(S3).
이 때, 상기 제어부(10)는 난방 시 실내 온도를 단위 온도 만큼 변경시키는데 소요되는 제1단위 온도 변경 시간(이하에서는 "제1기준 시간"이라고 함)과 냉방 시 실내 온도를 단위 온도 만큼 변경시키는데 소요되는 제2단위 온도 변경 시간(이하에서는 "제2기준 시간"이라고 함)를 각각 계산하게 된다. 상기 제1기준 시간과 상기 제2기준 시간은 동일하거나 다를 수 있다.
상기 제1기준 시간 및 상기 제2기준 시간은 입력된 작동 조건에 따라서 달라질 수 있다. 예를 들어, 풍량이 강일 때의 기준시간과 풍량이 약일 때의 기준시간은 다를 수 있다. 따라서, 상기 제어부(10)는 공기 조화기의 작동 조건을 반영하여 다수의 제1기준 시간 및 다수의 제2기준 시간을 계산한다.
본 실시 예에서 단계 S1 내지 S3를 통칭하여 공기 조화기 셋팅 과정이라 한다.
도 3은 도 2에서 계산된 기준 시간을 보정하는 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 3을 참조하면, 상기 공기 조화기 셋팅 과정에서 판단된 기준 시간을 보정하기 위하여 상기 공기 조화기가 시운전된다(S11). 이 때, 상기 공기 조화기의 시운전은 상기 공기 조화기 셋팅 과정이 완료되면 자동으로 수행되거나, 사용자가 공기 조화기 시운전 명령을 입력한 경우에 수행될 수 있다.
상기 공기 조화기가 시운전되면, 상기 실내 온도가 단위 온도 만큼 변경되는데 소요되는 실제 소요시간이 계산된다(S12). 이 때, 냉방 운전일 때와 난방 운전일 때의 실제 소요시간이 각각 계산될 수 있다.
그 다음, 상기 제어부(10)는 제1기준 시간 및 제2기준 시간을 각각 실제 소요시간으로 보정하고(S13), 보정된 제1기준 시간 및 제2기준 시간 정보가 상기 메모리(13)에 저장된다(S13). 이 때, 상기 메모리(13)에 저장된 시간 정보는 오차가 고려된 정보일 수 있다. 즉, 실제 소요시간이 제1시간인 경우, 오차가 고려된 정보는 제1시간 보다 증가된 제2시간일 수 있다.
도 4는 본 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 설명하는 흐름도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 공기 조화기의 작동을 위하여 운전 시작 명령이 입력된다(S31). 그 다음, 상기 공기 조화기는 목표 온도를 인식한다(S32). 일 례로, 상기 공기 조화기가 온되면, 상기 공기 조화기는 이전에 입력되었던 목표 온도를 인식하게 되고, 상기 입력부(11)를 통하여 목표 온도를 새롭게 입력하면, 새롭게 입력된 목표 온도가 인식된다.
상기 공기 조화기의 작동 명령이 입력되면, 상기 공기 조화기가 작동하게 되고, 상기 실내 온도 센서(12)에서는 실내 온도가 측정된다(S33).
그 다음, 단계 S31에서 입력된 명령이 난방 운전 명령인 경우에는 상기 실내 온도 센서(12)에서 측정된 실내 온도가 목표 온도 미만인지 여부를 판단한다(S34 및 S35). 만약, 측정된 실내 온도가 목표 온도 미만인 경우에는 상기 공기 조화기는 난방 운전을 지속적으로 수행한다(S36).
반면, 측정된 실내 온도가 목표 온도 이상인 경우에는 상기 공기 조화기의 난방 운전이 현재 불필요하므로, 상기 공기 조화기는 송풍 운전하거나 운전 대기하고(S41), 단계 S34로 복귀한다.
상기 공기 조화기가 난방 운전되는 중에는 실내 온도가 단위 온도 만큼 변경되는데 소요되는 시간이 측정되고, 상기 제어부(10)는 측정된 시간과 상기 제1기준 시간을 비교한다(S37). 만약, 상기 측정된 시간이 상기 제1기준 시간을 초과하는 경우에는 상기 제어부(10)는 상기 알림부(15)가 작동되도록 한다(S38).
예를 들어 창문이 열려있는 경우에는 실내 부하가 커지게 되어 측정된 시간이 상기 제1기준 시간을 초과하게 된다. 따라서, 본 실시 예에서는 측정된 시간이 상기 제1기준 시간을 초과하는 경우, 설치 공간의 환경이 비정상 상태인 것을 사용자에게 알리기 위하여 상기 알림부(15)를 작동시킨다. 그러면, 상기 사용자는 상기 알림부(15)의 작동을 확인하게 되어 창문을 닫는 등의 조치를 취할 수 있으며, 이 경우, 상기 공기 조화기의 작동 시간 증가(실내 온도가 목표 온도에 도달할 때까지 소요 시간이 증가되므로)에 따른 에너지 낭비를 줄일 수 있다.
반면, 측정된 시간이 상기 제1기준 시간을 초과하지 않는 경우에는 단계 S34로 복귀하게 된다.
상기 알림부(15)가 작동한 후에는 운전 종료 명령이 입력되었는지 여부가 판단된다. 운전 종료 명령이 입력되면 상기 공기 조화기는 운전을 종료하게 된다(S40). 반면, 운전 종료 명령이 입력되지 않았으면 단계 S34로 복귀하게 된다.
한편, 단계 S31에서 입력된 명령이 냉방 운전 명령인 경우에는 상기 실내 온도 센서(12)에서 측정된 실내 온도가 목표 온도를 초과하였는지 여부를 판단한다(S34 및 S42). 만약, 측정된 실내 온도가 목표 온도를 초과한 경우에는 상기 공기 조화기는 냉방 운전을 지속적으로 수행한다(S43). 반면, 측정된 실내 온도가 목표 온도 이하인 경우에는 상기 공기 조화기의 냉방 운전이 현재 불필요하므로, 상기 공기 조화기는 송풍 운전하거나 운전 대기하고(S45), 단계 S34로 복귀한다.
상기 공기 조화기가 냉방 운전되는 중에는 실내 온도가 단위 온도 만큼 변경되는데 소요되는 시간이 측정되고, 상기 제어부(10)는 측정된 시간과 상기 제2기준 시간을 비교한다(S44). 만약, 상기 측정된 시간이 상기 제2기준 시간을 초과하는 경우에는 상기 제어부(10)는 상기 알림부(15)가 작동되도록 한다(S38).
반면, 측정된 시간이 상기 제2기준 시간을 초과하지 않는 경우에는 단계 S34로 복귀하게 된다.
상기 알림부(15)가 작동한 후에는 운전 종료 명령이 입력되었는지 여부가 판단된다. 운전 종료 명령이 입력되면 상기 공기 조화기는 운전을 종료하게 된다(S40). 반면, 운전 종료 명령이 입력되지 않았으면 단계 S34로 복귀하게 된다.
본 실시 예에 의하면, 설치 공간의 환경이 비정상 상태인 것을 사용자에게 알림으로써, 에너지가 낭비되는 것을 줄일 수 있다.
본 실시 예에서 난방 운전 시 상기 측정된 시간이 상기 제1기준 시간을 초과하거나 냉방 운전 시 상기 측정된 시간이 제2기준 시간을 초과하는 경우를 기준 조건을 만족하지 않는 경우라 할 수 있다. 따라서, 상기 기준 조건을 만족하는 경우는 상기 측정된 시간이 상기 제1기준 시간 또는 제2기준 시간 이하인 경우이다.
또한, 기준 조건을 만족하지 않는 경우는 실내 온도의 변경 시간이 느린 것을 의미하므로, 변경되는 실내 온도가 기준 조건을 만족하지 않는 경우라고도 할 수 있다.
위의 실시 예에서는 설치 공간의 상태 정보를 입력하여 기준 시간을 계산하고, 시운전을 통하여 기준 시간을 보정하는 것으로 설명하였으나, 이와 달리 설치 공간의 상태 정보를 입력하지 않고, 시운전을 통하여 기준 시간을 계산하는 것도 가능하다.
또한, 위의 실시 예에서는 단위 온도 만큼 실내 온도가 변화될 때의 시간 정보를 이용하여 설치 공간의 비정상 상태 여부를 판단하였으나, 이와 달리 단위 시간 당 실내 온도 변화 정보값(예를 들어, 변화율, 변화량 등)과 기준 정보값을 이용하여 설치 공간의 비정상 상태 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어 설치 공간이 비정상 상태인 경우 단위 시간 당 실내 온도 변화량은 정상 상태일 때보나 작다. 즉, 단위 시간 당 실내 온도 변화량이 기준 변화량 보다 작은 경우 설치 공간이 비정상 상태인 것으로 판단될 수 있다.
10: 제어부 11: 입력부
12: 실내 온도 센서 13: 메모리
15: 알림부

Claims (14)

  1. 공기 조화기의 작동 조건이 포함된 작동 정보를 입력할 수 있는 입력부;
    상기 공기 조화기가 작동하는 중에 실내 온도를 측정하기 위한 실내 온도 센서;
    단위 온도 만큼 실내 온도가 변경될 때의 소요되는 시간인 기준 시간이 저장되는 메모리;
    상기 공기 조화기가 설치된 공간의 비정상 상태 정보를 발생하기 위한 알림부; 및
    상기 입력부를 통하여, 상기 공기 조화기가 설치되는 공간의 상태 정보를 입력받고, 여기서 상기 상태 정보는, 상기 공기 조화기가 설치되는 공간의 넓이, 공간의 천정 높이, 창문의 개수 및 열기구의 개수 중 적어도 하나 이상을 포함하고,
    상기 입력된 상태 정보를 기초로 실내 공조 조건을 판단하여, 상기 판단된 실내 공조 조건을 기초로 단위 온도 만큼 실내 온도가 변경되는데 소요되는 기준 시간을 계산하여 상기 메모리에 저장하고,
    상기 공기 조화기가 운전 시, 단위 온도 만큼 실내 온도가 변화되는데 소요되는 실제 소요시간이 인식되고, 인식된 실제 소요시간과 상기 메모리에 저장된 기준 시간을 비교하여, 상기 실제 소요시간이 상기 기준 시간을 초과하는 경우 상기 알림부를 작동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기준 시간은, 제1기준시간 및 제2기준시간을 포함하고,
    상기 제1기준시간은, 상기 공기 조화기가 난방 운전 시, 실내 온도를 단위 온도 만큼 변경시키는데 소요되는 제1단위 온도 변경 시간이고,
    상기 제2기준시간은, 상기 공기 조화기가 냉방 운전 시, 실내 온도를 단위 온도 만큼 변경시키는데 소요되는 제2단위 온도 변경 시간인 공기 조화기.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 작동 조건은, 목표 온도, 목표 풍량 및 풍향 중 적어도 하나 이상을 포함하는 공기 조화기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 메모리에 저장된 기준 시간은 상기 공기 조화기의 시운전에 의해서 실제로 계산된 소요시간으로 보정되는 공기 조화기.
  8. 공기 조화기가 설치되는 공간의 상태 정보가 입력되는 단계, 여기서 상기 상태 정보는, 상기 공기 조화기가 설치되는 공간의 넓이, 공간의 천정 높이, 창문의 개수 및 열기구의 개수 중 적어도 하나 이상을 포함하고;
    상기 입력된 상태 정보를 기초로 실내 공조 조건이 판단되는 단계;
    상기 실내 공조 조건을 기초로 단위 온도 만큼 실내 온도가 변경되는데 소요되는 기준 시간이 계산되어 메모리에 저장되는 단계;
    공기 조화기의 작동 조건이 포함된 작동 명령이 입력되어 공기 조화기가 냉방 또는 난방 운전되는 단계;
    단위 온도 만큼 실내 온도가 변화되는데 소요되는 실제 소요시간이 인식되고, 인식된 실제 소요시간과 상기 메모리에 저장된 기준 시간을 비교하는 단계; 및
    상기 실제 소요시간이 상기 기준 시간을 초과하는 경우 알림부가 작동하는 단계를 포함하는 공기 조화기의 제어방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기준시간은, 제1기준시간 및 제2기준시간을 포함하고,
    상기 제1기준시간은, 상기 공기 조화기가 난방 운전 시, 실내 온도를 단위 온도 만큼 변경시키는데 소요되는 제1단위 온도 변경 시간이고,
    상기 제2기준시간은, 상기 공기 조화기가 냉방 운전 시, 실내 온도를 단위 온도 만큼 변경시키는데 소요되는 제2단위 온도 변경 시간인 공기 조화기의 제어방법.
  10. 삭제
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 기준 시간은, 상기 공기 조화기의 시운전 시, 단위 온도 만큼 실내 온도가 변화되는데 실제로 소요된 시간인 공기 조화기의 제어방법.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 작동 조건은, 목표 온도, 목표 풍량 및 풍향 중 적어도 하나 이상을 포함하는 공기 조화기의 제어방법.
  13. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 공기 조화기가 난방 운전되는 경우, 상기 실제 소요시간이 제1기준시간을 초과하는 경우 상기 알림부를 작동시키고,
    상기 공기 조화기가 냉방 운전되는 경우, 상기 실제 소요시간이 제2기준시간을 초과하는 경우 상기 알림부를 작동시키고,
    상기 제1기준시간과 상기 제2기준시간은, 입력된 작동 조건에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 공기 조화기가 난방 운전되는 경우, 상기 실제 소요시간이 상기 제1기준시간을 초과하는 경우 알림부가 작동하고,
    상기 공기 조화기가 냉방 운전되는 경우, 상기 실제 소요시간이 상기 제2기준시간을 초과하는 경우 알림부가 작동하며,
    상기 제1기준시간과 상기 제2기준시간은, 입력된 작동 조건에 따라 변경되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
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