KR101862743B1 - Pmv에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법 - Google Patents

Pmv에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101862743B1
KR101862743B1 KR1020160031066A KR20160031066A KR101862743B1 KR 101862743 B1 KR101862743 B1 KR 101862743B1 KR 1020160031066 A KR1020160031066 A KR 1020160031066A KR 20160031066 A KR20160031066 A KR 20160031066A KR 101862743 B1 KR101862743 B1 KR 101862743B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pmv
temperature
indoor
room temperature
fan speed
Prior art date
Application number
KR1020160031066A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170107290A (ko
Inventor
강성희
임승철
김재현
송경근
이승현
송낙영
오명도
Original Assignee
오텍캐리어 주식회사
(주)신성화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 오텍캐리어 주식회사, (주)신성화학 filed Critical 오텍캐리어 주식회사
Priority to KR1020160031066A priority Critical patent/KR101862743B1/ko
Publication of KR20170107290A publication Critical patent/KR20170107290A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101862743B1 publication Critical patent/KR101862743B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/50—Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/56—Remote control
    • F24F11/59—Remote control for presetting
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/72—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure
    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/77—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by controlling the speed of ventilators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022—Compressor control arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F24F2110/12—Temperature of the outside air

Abstract

PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법이 개시된다.
장치는 설정 실내온도, 설정 PMV 및 실내팬 속도를 포함하는 공기조화기의 운전조건을 설정하는 설정부; 측정 실내온도 및 설정 실내온도 간 차이에 상응하는 실내 부하량을 계산하는 부하량 연산부; 예측 PMV를 계산하는 PMV 예측부; 및 실내 부하량을 기초로 압축기 속도 및 실외팬 속도를 결정하되, 실내 부하량 변화에 따른 압축기 속도 증감값과 실외팬 속도 증감값을 계산하여 운전주기마다 압축기 속도와 실외팬 속도를 조절하고, 예측 PMV 및 설정 PMV 간 차이를 기초로 실내팬 속도 증감값을 계산하여 운전주기마다 실내팬 속도를 조절하는 운전 제어부를 포함한다.
이에 따라 공기조화기에 맞게 단순화/최적화된 PMV 예측을 구현하면서도 데이터베이스화된 실험값들을 이용해 PMV 예측의 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있으며, 예측 PMV를 적용해 공기조화기의 운전을 효율적으로 제어하여 각 개인마다 다르게 느끼는 사용자의 쾌적감을 최대한 만족시킬 수 있다.

Description

PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING OPERATION OF AIR-CONDITIONER BASED ON PMV AND METHOD THEREOF}
본 발명은 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
최근 공기조화기는 단순히 설정온도를 맞추기 위한 운전에서 사용자들이 보다 편안하고 쾌적하게 느끼는 사용자 중심의 실내환경을 구현하고자 하는 방향으로 진화하고 있다.
이를 위해서는, 공기흐름을 중심으로 종합적인 실내환경의 질과 인간이 느끼는 쾌적함을 고려하여 공기조화기의 운전이 이루어져야 한다.
PMV(Predicted Mean Vote)는 실내환경과 인간의 쾌적감과의 상관관계를 나타내는 대표적인 열환경 평가지표로서, 국제 표준(ISO 7730)에 의거하여 계산되는 값이며, 공기조화기는 이 PMV에 기반하여 효율적인 운전을 수행할 수 있다.
전술한 PMV는 +3 ~ -3까지의 7단계(Hot, Warm, Slightly warm, Neutral, Slightly cool, Cool, Cold)로 사람이 느끼는 열 쾌적감을 표현한 값으로, 인간의 온열감각을 형성하는 주요 인자들(신진대사량, 의복 열저항치, 건구온도, 복사온도, 풍속, 상대습도 등)을 반영하여 예측할 수 있다.
종래에는 신진대사량과 의복 열저항치(의복에 의한 열저항치), 그리고 대상공간의 여러 위치에 설치된 고가의 다양한 센서들을 통해 측정되는 건구온도, 복사온도, 풍속, 상대습도 등을 기반으로 PMV를 예측하는 것이 일반적이다.
이와 같이 예측되는 PMV는 다양한 실내환경에 적용 가능한 종합적인 지표로서의 활용도가 높다.
반면, PMV에 영향을 미치는 다양한 인자들을 측정함에 있어 정확한 값을 얻기 위해서는 넓은 공간의 여러 위치에 흩어져 있는 고가의 각종 센서들을 설치/사용하여야 함으로 인해 편의성이 떨어지고 이들 데이터를 이용한 PMV의 산출시 연산 복잡도가 높다.
또한 각종 센서들을 균일하게 분포시키거나 대상공간과 각 인자의 특성을 고려하여 센서들의 분포를 적절히 결정하여야 하는 등 많은 수의 센서들을 적정 장소에 배치하여야 하는 문제로 인해 정확하고 신뢰도 높은 데이터를 얻기가 어렵다.
따라서, 표준화된 종래 PMV 예측 방안을 공기조화기에 맞게 최적화하여 공기조화기의 운전시 간소한 지표로서 보다 쉽게 적용 가능한 PMV를 예측하는 방안이 요구된다.
한국등록특허공보 제10-1275147호 (공고일: 2013년06월17일)
설비공학논문집, Vol.19 No.11 (2007년11월), 논문명: 다중회귀분석을 통한 PMV 모델의 단순화
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 실내공간의 여러 위치에 고가의 센서들을 설치/사용하지 않고서 공기조화기의 운전시에 쉽게 적용할 수 있는 단순화된 PMV를 예측할 수 있도록 하는 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공기조화기에 맞게 단순화/최적화된 PMV 예측을 구현하면서도 데이터베이스화된 실험값들을 이용해 PMV 예측의 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있도록 하는 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 PMV의 예측이나 예측 PMV를 적용한 공기조화기의 운전 제어시에 단순 온도뿐만 아니라 인체 온도감각이나 쾌적 여부에 큰 영향을 주는 풍속, 복사온도, 실내외 온도차 등의 주요 인자를 함께 고려하여 각 개인마다 다르게 느끼는 사용자의 쾌적감을 최대한 만족시킬 수 있도록 하는 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치는 설정 실내온도, 설정 PMV 및 실내팬 속도를 포함하는 공기조화기의 운전조건을 설정하는 설정부; 측정 실내온도 및 상기 설정 실내온도 간 차이에 상응하는 실내 부하량을 계산하는 부하량 연산부; 예측 PMV를 계산하는 PMV 예측부; 및 상기 부하량 연산부에서 계산된 실내 부하량을 기초로 압축기 속도 및 실외팬 속도를 결정하되, 실내 부하량 변화에 따른 압축기 속도 증감값과 실외팬 속도 증감값을 계산하여 운전주기마다 압축기 속도와 실외팬 속도를 조절하고, 상기 PMV 예측부에서 계산된 예측 PMV 및 상기 설정 PMV 간 차이를 기초로 실내팬 속도 증감값을 계산하여 상기 운전주기마다 실내팬 속도를 조절하는 운전 제어부를 포함한다.
본 발명에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치에서, 상기 PMV 예측부는, 상기 측정 실내온도를 기초로 복사온도를 예측하는 복사온도 예측부; 상기 실내팬 속도를 기초로 풍속을 예측하는 풍속 예측부; 및 상기 측정 실내온도를 건구온도로 사용하여, 건구온도, 예측 복사온도, 예측 풍속 및 기설정된 계절 상수로부터 PMV를 예측하는 PMV 연산부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치에서, 상기 복사온도 예측부는, 상기 측정 실내온도에 고정된 복사열값을 더하여 예측 복사온도를 구할 수 있다.
본 발명에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치에서, 상기 복사온도 예측부는, 상기 측정 실내온도에 복사열값을 더하여 예측 복사온도를 구하되, 운전시간에 따라 복사열값을 가변할 수 있다.
본 발명에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치에서, 상기 복사온도 예측부는, 상기 측정 실내온도 및 측정 실외온도를 함께 고려하여 예측 복사온도를 구할 수 있다.
본 발명에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치에서, 상기 복사온도 예측부는, 실외온도에 따른 실내외 복사열 비중을 가감하기 위해 아래 수학식에 의해 예측 복사온도(T_RAD)를 구할 수 있다.
[수학식]
T_RAD = (T_ODA - T_RA) * {a2 / (T_ODA_R - T_RA_R)} + a1 + T_RA
(단, T_RA는 측정 실내온도, T_ODA는 측정 실외온도, T_RA_R는 설정 실내온도, T_ODA_R는 설정 실외온도이고, a1, a2는 상수로서 각각 실내 복사열값 및 실외 복사열값임)
본 발명에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치에서, 상기 PMV 예측부는, 아래 수학식에 의해 예측 PMV를 구할 수 있다.
[수학식]
PMV = A * Ta + B * Trp - C * Avp - D
(단, Ta는 측정 실내온도, Trp는 예측 복사온도, Avp는 예측 풍속이고, A는 실내온도 계수, B는 복사온도 계수, C는 풍속 계수로서 A, B, C 각각은 기설정된 값이며, D는 여름철 상수인 D1 또는 겨울철 상수인 D2임)
한편, 본 발명에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 방법은, 설정 실내온도, 설정 PMV 및 실내팬 속도를 포함하는 공기조화기의 운전조건을 설정하는 단계; 측정 실내온도 및 상기 설정 실내온도 간 차이에 상응하는 실내 부하량을 계산하여 실내 부하량 변화에 따른 압축기 속도 증감값과 실외팬 속도 증감값을 계산하는 단계; 예측 PMV를 계산하는 단계; 상기 예측 PMV 및 상기 설정 PMV 간의 차이를 기초로 실내팬 속도 증감값을 계산하는 단계; 및 상기 압축기 속도 증감값, 상기 실외팬 속도 증감값 및 상기 실내팬 속도 증감값을 적용하여 주기적으로 압축기 속도, 실외팬 속도 및 실내팬 속도를 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 방법에서, 상기 예측 PMV를 계산하는 단계는, 상기 측정 실내온도를 기초로 복사온도를 예측하는 단계; 상기 실내팬 속도를 기초로 풍속을 예측하는 단계; 및 상기 측정 실내온도를 건구온도로 사용하여 건구온도, 예측 복사온도, 예측 풍속 및 기설정된 계절 상수로부터 PMV를 예측하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법에 따르면, 실내공간의 여러 위치에 설치된 고가의 센서들을 이용하지 않고서 공기조화기의 운전시에 쉽게 적용할 수 있는 단순화된 PMV를 예측할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법에 따르면, 공기조화기에 맞게 단순화/최적화된 PMV 예측을 구현하면서도 데이터베이스화된 실험값들을 이용해 PMV 예측의 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법에 따르면, PMV의 예측이나 예측 PMV를 적용한 공기조화기의 운전 제어시에 단순 온도뿐만 아니라 인체 온도감각이나 쾌적 여부에 큰 영향을 주는 풍속, 복사온도, 실내외 온도차 등의 주요 인자들을 함께 고려하여 각 개인마다 다르게 느끼는 사용자의 쾌적감을 최대한 만족시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치의 개략적인 구성도.
도 2는 도 1에 나타난 PMV 예측부의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 방법의 흐름도.
도 4는 도 3에 나타난 일부 단계를 설명하기 위한 참조도.
도 5는 도 3에 나타난 일부 단계를 세분화한 흐름도.
알려져 있는 바와 같이, PMV 지표는 신진대사량, 의복에 의한 열저항치, 건구온도, 복사온도, 풍속, 상대습도 등 인간의 온열 감각을 형성하는 다양한 인자들을 이용하여 계산할 수 있다.
또한 비특허문헌 1에 따르면, PMV에 미치는 각 변수의 영향을 정량적으로 평가하기 위해 다중회귀분석을 수행하여 다양한 인자들 중 PMV에 크게 기여하는 주요 인자를 확인한 결과, 의복 열저항치 > 건구온도 > 풍속 > 복사온도 > 상대습도의 순서로 PMV에 미치는 영향이 큰 것이 확인되었다.
다중회귀분석은 PMV를 종속변수로 하고, 각 인자를 독립변수로 하여 각 인자가 PMV에 어느 정도 영향을 미치는지를 분석하는 통계기법으로서 적용되었다.
이때 각 인자값의 측정위치는 여름에는 총 13지점, 겨울에는 총 9지점에서 이루어졌으며, 전체적으로 측정점의 위치가 고르게 분포되도록 선정되었다. 그리고 대상공간은 복사온도의 영향을 고려하여 내부영역(inner zone)과 외부영역(outer zone)으로 구분되었다.
비특허문헌 1은 PMV에 대한 이러한 다중회귀분석을 통해 아래 수학식 1의 단순화된 PMV 회귀식을 제안하고 있다.
Figure 112016024965175-pat00001
여기서, Ta는 건구온도, Tr은 복사온도, Av는 풍속이다.
본 발명은 비특허문헌 1과 같은 PMV에 대한 다중회귀분석을 통해 공기조화기의 운전시 간소한 지표로서 활용 가능한 단순화된 PMV를 산출할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명은 주요 인자들의 값을 여러 측정위치에서 실시간으로 측정하는 대신 공기조화기에 맞는 최적의 방식으로 예측하여 실효성을 높이면서 동시에 이들 주요 변수의 정확도 및 신뢰도를 높일 수 있는 방안을 제안하고자 한다.
또한, 본 발명은 이와 같이 예측된 PMV를 이용해 공기조화기의 운전을 제어할 때 단순 온도뿐만 아니라 인체 온도감각이나 쾌적 여부에 큰 영향을 주는 풍속, 복사온도, 실내외 온도차 등의 주요 인자를 함께 고려하여 각 개인마다 다르게 느끼는 사용자의 쾌적감을 최대한 높일 수 있는 방안을 제안하고자 한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치의 개략적 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치는 설정부(110), 운전 제어부(120), 부하량 연산부(130) 및 PMV 예측부(140)를 포함한다.
설정부(110)에는 설정 실내온도(℃), 설정 PMV, 실내팬 속도(RPM) 등을 포함하는 공기조화기의 운전조건이 미리 설정되어 저장된다.
일 실시예에서 설정 실내온도/설정 PMV는 기본값(예컨대, 26℃/0.0)으로 자동 설정될 수 있다.
혹은, 동일 실내온도/동일 PMV 환경 하에서도 사용자마다 느끼는 쾌적감이 조금씩 다를 수 있으므로, 사용자가 개인 취향에 따라 설정 실내온도나 설정 PMV를 조절할 수도 있다(예컨대, 24℃, 0.2).
실내팬 속도는 풍속에 상응하는 값으로, 일례로 여러 단계의 풍속(F1~F16) 중 하나의 값(예컨대 F8)을 선정하여 공기조화기의 실내팬 속도(RPM)를 결정할 수 있다.
부하량 연산부(130)는 공기조화기의 실내기에 구비된 온도센서(미도시)를 통해 측정한 실내온도를 수신하고, 수신된 측정 실내온도와 설정부(110)에 저장된 설정 실내온도 간 차이에 상응하는 실내 부하량을 계산하여 운전 제어부(120)로 제공한다.
PMV 예측부(140)는 예측 PMV를 계산하여 운전 제어부(120)로 제공한다.
운전 제어부(120)는 부하량 연산부(130)에서 계산된 실내 부하량을 기초로 압축기 속도(RPS) 및 실외팬 속도(RPM)를 결정하여 온도 제어를 수행하되, 실내 부하량 변화에 따른 압축기 속도 증감값과 실외팬 속도 증감값을 계산하고 이를 적용하여 일정한 운전주기마다 압축기 속도와 실외팬 속도를 적절히 조절할 수 있다.
또한, 운전 제어부(120)는 공기조화기의 실내팬 속도에 의해 풍속 제어를 수행하되, PMV 연산부(145)를 통해 얻어지는 예측 PMV와 설정부(110)에 저장된 설정 PMV 간 차이에 해당하는 PMV 오프셋을 계산하고, 계산된 PMV 오프셋을 기초로 실내팬 속도 증감값을 계산하여 해당 운전주기마다 실내팬 속도를 적절히 조절할 수 있다.
도 2는 도 1에 나타난 PMV 예측부의 내부 구성을 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, PMV 예측부(140)는 복사온도 예측부(141), 풍속 예측부(143) 및 PMV 연산부(145) 등을 포함한다.
복사온도 예측부(141)는 실내기의 온도센서에서 측정된 실내온도(℃)를 수신하며 수신된 측정 실내온도에 의거하여 현재의 복사온도를 예측한 후 예측 복사온도를 PMV 연산부(145)로 인가한다.
풍속 예측부(143)는 공기조화기의 실내팬 속도(RPM)에 의거하여 실내의 풍속을 예측한 후 예측 풍속을 PMV 연산부(145)로 인가한다.
PMV 연산부(145)는 실내기의 온도센서를 통해 측정된 실내온도를 수신하여 수신된 측정 실내온도를 건구온도로 설정하고, 복사온도 예측부(141) 및 풍속 예측부(143) 각각에서 예측된 복사온도와 풍속을 수신한 후, 건구온도, 예측 복사온도, 예측 풍속과 기설정된 계절 상수를 이용해 예측 PMV를 산출한다.
여기서 산출되는 PMV는 공기조화기의 운전시 간소한 지표로서 활용 가능한 단순화된 PMV(=PMVs, PMV simple)를 의미한다.
전술한 PMV 연산부(145)는 아래 수학식에 의해 PMV(=(=PMVs)를 산출할 수 있다.
Figure 112016024965175-pat00002
여기서, Ta는 측정 실내온도(=건구온도), Trp는 예측 복사온도, Avp는 예측 풍속이고, A는 실내온도 계수, B는 복사온도 계수, C는 풍속 계수이다.
A, B, C 각각은 미리 설정되는 고정값이다. D는 계절 상수이며, 계절에 따른 의복 열저항치를 반영하여 설정하는 값으로서, 여름철 상수(D1) 또는 겨울철 상수(D2)로 설정될 수 있다.
전술한 수학식 2는 다중회귀분석을 통해 도출된 수식으로 PMV에 크게 기여하는 주요 인자로서 건구온도(Ta), 복사온도(Trp), 풍속(Avp)의 3가지 인자들을 선택한 것이다.
위 수학식 2에서 계절 상수(D)를 결정하는 과정을 예시하면 다음과 같다.
우선 PMV에 가장 영향이 많은 의복 열저항치값은 실험값들을 평균하여 사용한다. 예컨대, 계절에 따라 여름철에는 0.6clo, 겨울철에는 1.0clo를 사용한다. 그리고 PMV에 가장 영향이 없는 상대습도는 다른 인자들에 비해 가장 작은 값인 0.0055로 하고 기타 인자에 비해 PMV에 미치는 영향이 미비하므로 그 영향을 고려해 50%로 고정하여 사용한다. 이와 같이 의복 열저항치와 상대습도를 고려하여 계절별 상수값(D1: 5.9711, D2: 5.3136)을 서로 다르게 정의한다.
그 결과 건구온도(Ta), 복사온도(Trp), 풍속(Avp, 기류속도), 여름철 상수(D1), 겨울철 상수(D2)를 이용하여 간소한 지표인 PMVs를 구할 수 있다.
전술한 실내온도 계수(A), 복사온도 계수(B), 풍속 계수(C), 여름철 상수(D1), 겨울철 상수(D2) 등 PMV 예측을 위한 기본적인 설정정보는 데이터베이스(146)의 제1 DB(147)에 미리 저장될 수 있다.
데이터베이스(146)에는 PMV 예측을 위해 필요한 기본적인 설정정보를 저장하는 제1 DB(147) 이외에, 복사온도 예측을 위해 실내온도별/또는 실내외온도별 복사온도 실험값들을 데이터베이스화하여 저장한 제2 DB(148), 풍속 예측을 위해 팬 속도별 풍속 실험값들을 데이터베이스화하여 저장한 제3 DB(149) 등이 구비될 수 있다.
위 수학식 2에서 건구온도(Ta), 복사온도(Trp) 및 풍속(Avp)을 얻는 과정을 보다 상세히 예시하면 다음과 같다.
우선 공기조화기의 실내기에 장착된 온도센서를 통해 측정되는 실내온도가 건구온도(Ta)로서 사용된다.
다음으로 복사온도(Trp)는 복사온도 예측부(141)를 통해 예측된다.
종래 국제 표준(예컨대 ISO 7726)에 따라 복사온도를 산출하는 경우에는, 열 복사를 잘 흡수하는 흑구공을 이용하여 흑구공 내부에 장착된 온도센서로 측정한 후 공지의 수식을 이용해 복사온도를 산출한다.
이러한 복사온도 계산시에는, 자연대류 열전달 계수와 강제대류 열전달 계수를 산출해 먼저 비교하며, 비교결과에 따라, "자연대류 열전달 계수 > 강제대류 열전달 계수"인 경우와 "자연대류 열전달 계수 < 강제대류 열전달 계수"인 경우를 구분하고 서로 다른 복사온도 계산식을 적용하여야 한다.
자연대류 열전달 계수 > 강제대류 열전달 계수인 경우에는 수학식 3이 적용된다. 이 경우 산출되는 복사온도는 흑구온도(Tg), 실내온도(Ta) 및 흑구지름(D)의 함수이다.
Figure 112016024965175-pat00003
자연대류 열전달 계수 < 강제대류 열전달 계수인 경우에는 수학식 4가 적용된다. 이 경우 산출되는 복사온도는 흑구온도(Tg), 실내온도(Ta), 측정풍속(Va) 및 흑구지름(D)의 함수이다.
Figure 112016024965175-pat00004
위 수학식 3 및 수학식 4에서 D는 흑구지름, Va는 측정풍속, εg는 흑구방사율, Tg는 흑구온도, Ta는 실내온도,
Figure 112016024965175-pat00005
는 복사온도이다.
이 경우 전술한 바와 같이 여러 위치에 적정하게 분포되는 복수의 온도센서들을 설치/운용하여야 하며 연산 복잡도가 증가하게 되는 문제가 있다.
이와 비교하여, 본 발명의 일 실시예에서 복사온도 예측부(141)는 실험값들을 데이터베이스화하여 이를 기초로 예측 복사온도를 구하여 사용하는데, 그 방법을 예시하면 다음과 같다.
일례로, 비특허문헌 1(Table 3)에 따르면, 복사온도를 계절별로 측정한 실험결과 여름철 실험결과에서는 대부분 복사온도가 건구온도에 비해 평균적으로 2℃ 정도 높게 나타난다. 반면, 겨울철 실험결과에서는 측정시간에 따라 오전에는 비교적 복사온도가 건구온도에 비해 크지 않고, 오후 늦은 시간에는 복사온도가 건구온도보다 평균적으로 3℃ 낮게 나타난다.
그리고 이에 따른 PMV 회귀식 적용 결과를 살펴보면, 복사온도가 건구온도와 유사한 경우(겨울)에는 PMV 실험값과 PMV 회귀식에 의해 산출되는 PMVs의 차이가 평균적으로 가장 작게 나타난다. 그리고 복사온도가 건구온도에 비해 큰 경우(여름)에는 PMV 실험값과 PMV 회귀식에 의해 산출되는 PMVs에 비해 작게 나타난다.
전술한 복사온도 예측부(141)는 공기조화기의 실내기에 구비된 온도센서를 통해 측정한 실내온도를 건구온도로 사용하여 건구온도로부터 복사온도를 예측하되, 미리 데이터베이스화하여 제2 DB(148)에 저장한 실험값들의 패턴을 분석하여 복사온도의 예측에 활용함으로써, 복사온도 예측 과정을 단순화하면서도 복사온도 예측의 정확도/신뢰도를 높일 수 있다.
이때 공기조화기가 사용되는 장소에 따라 대상공간이 특정 모델로 선정될 수 있으며(예컨대, 32평 아파트 등), 실험값들을 얻기 위해 대상공간 모델별로 다양한 실내온도(또는 다양한 외기온도 및 실내온도)를 이용한 복사온도를 측정한 후 이를 제2 DB(148)에 데이터베이화하여 각 공기조화기에 적용할 수 있다.
다음으로, 풍속은 풍속 예측부(143)를 통해 예측된다.
풍속 예측부(143)는 실내기에 구비된 팬 속도에 따른 실내의 풍속을 예측한다.
이를 위해 먼저 대상공간을 실내공간에 상응하는 특정 모델(예컨대, 32평 아파트 등)로 선정한 후 실내기 풍속에 직접적으로 영향을 받지 않는 실내공간을 격자화하여 풍속을 측정함으로써 해당 실험값들을 얻는다.
이때 측정 방법으로 바닥에서 일정 높이(예컨대 1.2m)에서 실내기 풍속에 영향을 받지 않게 실내기의 토출구 부근을 제외한 실내공간을 모델링한 격자구조를 이용할 수 있으며, 실내팬의 속도별 풍속을 제3 DB(149)에 데이터베이스화하고 이를 이용해 현재 실내팬 속도에 따른 풍속을 예측할 수 있다.
이와 같은 구성에 있어서, 통상적인 공기조화기의 실내기 및 실외기에는 각각 온도센서가 구비되므로, 실내/실외온도를 얻기 위해 별도의 센서를 위치별로 구비하여 평균을 반복적으로 연산할 필요 없이 PMV 계산에 필요한 주요 인자값들을 쉽게 획득할 수 있다.
위 수학식 2의 PMV 계산에 사용되는 복사온도 및 풍속은 실험값이 아닌 예측값으로서, 복사온도 및 풍속을 예측하기 위해 필요한 실내/실외온도나 팬 속도는 공기조화기의 운전조건에 포함되는 기본적인 데이터이므로, 이를 이용하면 실험값들을 얻기 위한 별도의 센서들을 실내 여러 곳에 추가 설치하여 운용할 필요가 없다.
또한 실험값이 아닌 예측값을 사용하여 효율성을 도모하면서도 데이터베이스화된 실험값들을 기초로 예측값들의 정확도/신뢰도를 높여 PMV 실험값과의 유사성이 보다 높은 PMV(=PMVs)를 얻을 수 있게 된다.
한편 전술한 복사온도 예측부(141)가 실험값들을 데이터베이스화한 결과를 기초로 복사온도를 예측하는 방법으로는 다음과 같은 세 가지 방법이 있을 수 있다.
첫째, 복사온도 예측부(141)는 실내기의 온도센서를 통해 측정된 실내온도(건구온도)에 고정된 복사열값을 더하여 수학식 5와 같이 예측 복사온도를 구할 수 있다.
Figure 112016024965175-pat00006
여기서 T_RAD는 예측 복사온도, T_RA는 측정 실내온도이다.
a는 복사열값으로서, 고정된 상수이며, 실험값들을 데이터베이스화한 제2 DB(148)를 분석하여 결정할 수 있다.
일례로 비특허 문헌1을 참조할 경우 a≒2.6이다.
즉 비특허문헌 1(Table 3)의 실험값들을 제2 DB(148)에 저장한 경우 건구온도(실온) 및 복사온도 간 차이(복사온도 - 건구온도)는 2.19 ~ 3.45 사이의 값을 가지며 이를 평균하여 복사열값 a를 2.6으로 고정할 수 있다.
이때 대상공간은 공기조화기가 설치되는 아파트 모델로 선정하여 대상공간 모델별로 실험값들을 측정해 데이터베이스화할 수 있으며, 풍속은 일정범위(예컨대 0.1 ~ 0.19 m/s)로 가정할 수 있다.
둘째, 복사온도 예측부(141)는 실내기의 온도센서를 통해 측정된 실내온도에 복사열값을 더하여 예측 복사온도를 구하되, 공기조화기의 운전시간(예컨대 냉방가동시간)에 따라 복사열값을 가변하면서 가변되는 복사열값을 적용해 수학식 6과 같이 예측 복사온도를 구할 수 있다.
Figure 112016024965175-pat00007
a = b * f(hr)
여기서 T_RAD는 예측 복사온도, T_RA는 실내온도이다.
a는 복사열값으로서, 시간에 따라 가변되는 변수이며, 시간함수 "a = b * f(hr)"로부터 구해질 수 있다. b는 a를 계산하기 위해 일정하게 곱해지는 소정의 계수로서, 일례로 냉방가동시간에 따른 온도 변화를 관찰한 실험값들을 데이터베이스화한 결과에 의거하여 주어질 수 있다.
공기조화기의 냉방운전시에, 복사온도 예측부(141)는 냉방 가동되는 동안 일정 시간마다 복사열값을 낮추어 보다 정확하고 신뢰도 높은 예측 복사온도를 얻을 수 있다.
예컨대 복사온도 예측부(141)는 초기에 복사열값 a=2.6으로 설정하고, 냉방운전이 지속됨에 따라 일정 시간이 경과할 때마다 a의 값을 단계적으로 감소(예컨대, 2.5, 2.4, 2.3, … 순으로)시킬 수 있다.
이때 복사열값은 정해진 최대값 이하(예컨대 최대 2.6 이하의 값) 또는 정해진 최소값 이상(예컨대 최소 0.5 ~ 1 이상의 값)으로 유지할 수 있다.
셋째, 복사온도 예측부(141)는 실내외온도별 복사온도 실험값들을 측정해 데이터베이스화하여 제2 DB(148)로 저장한 후, 실내기의 온도센서를 통해 측정된 실내온도와 실외기의 온도센서를 통해 측정된 실외온도를 수신하고, 실내온도 및 실외온도를 함께 고려하여 제2 DB(148)로부터 예측 복사온도를 구할 수도 있다.
이 경우 복사온도 예측부(141)는 외기온도에 따른 실내외 복사열 비중을 가감하기 위해 아래 수학식 7에 의해 예측 복사온도(T_RAD)를 구할 수 있다.
Figure 112016024965175-pat00008
여기서 T_RA는 측정 실내온도, T_ODA는 측정 실외온도, T_RA_R는 설정 실내온도, T_ODA_R는 설정 실외온도이다. a1, a2는 소정의 상수로서 각각 실내 복사열값 및 실외 복사열값이다. a1, a2는 제2 DB(148)에 저장된 실내외온도별 복사온도 실험값들에 의거하여 결정될 수 있다.
이와 같이 실내온도 및 실외온도를 함께 고려하면 외기온도에 따른 실내외 복사열 비중의 가감이 가능한 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 방법의 흐름도이다.
먼저 설정 실내온도, 설정 PMV, 실내팬 속도 등 PMV 운전 모드를 위해 필요한 공기조화기의 초기 운전조건이 설정되어 설정부(110)에 미리 저장된다(S110).
예를 들면 '설정 PMV: 0.0, 설정 실내온도: 26℃, 실내팬 속도: F8(실내팬 속도 0~800RPM을 F1~F16의 16 단계별로 가변 가능)'의 초기 운전조건이 설정될 수 있다.
이때 사용자는 개인 취향에 맞게 자신의 설정 PMV를 기본값(0.0)보다 높거나 낮게 변경할 수 있으며, 또한 설정 실내온도를 변경하여 보다 자신의 취향에 맞는 PMV 운전 모드를 구성할 수도 있다.
이후 S110을 통해 설정된 운전조건에 따라 공기조화기의 초기 운전이 수행되며, 공기조화기의 운전 중에 실내기의 온도센서를 통해 실내온도가 측정되어 운전 제어부(120)로 인가된다. 아울러, PMV 예측을 위해 실외기의 온도센서를 통해 실외온도(외기온도)가 추가로 측정되어 운전 제어부(120)로 인가될 수도 있다.
운전 제어부(120)는 공기조화기의 운전시 부하량 연산부(130)를 통해 측정 실내온도 및 설정 실내온도 간 차이에 상응하는 실내 부하량을 계산하고, 계산된 실내 부하량을 기초로 압축기 속도 및 실외팬 속도를 설정하며, 실내 부하량 변화에 따른 압축기 속도 증감값과 실외팬 속도 증감값을 주기적으로 계산한다(S120).
또한, 운전 제어부(120)는 측정 실내온도(및 측정 실외온도)와 실내팬 속도로부터 예측 PMV를 계산하여(S130), S130에서 계산한 예측 PMV와 S110에서 저장된 설정 PMV 간의 차이에 상응하는 PMV 오프셋을 도출하며, 도출된 PMV 오프셋에 의해 실내팬 속도 증감값을 주기적으로 계산한다(S140).
PMV 오프셋(ΔPMV)에 따른 실내팬 속도 증감율을 예시하면 표 1과 같다.
ΔPMV 범위 실내팬 속도 증감값
ΔPMV >= 0.8 8
0.8 > ΔPMV >= 0.5 4
0.5 > ΔPMV >= 0.2 2
0.2 > ΔPMV >= -0.2 0
-0.2 > ΔPMV >=-0.5 -2
-0.5 > ΔPMV >= -0.8 -4
-0.8 >= ΔPMV -8
또한, 운전 제어부(120)는 이러한 PMV 운전 모드 중에 공기조화기의 실내기/실외기에 구비된 열교환기의 빙결 및 고온 방지 보호 동작을 수행하여 공기조화기를 최적의 상태로 유지할 수 있다(S150).
일례로, 운전 제어부(120)는 실내기 열교환기 온도가 1℃ 미만으로 30초간 연속 유지되면 실외기 압축기의 속도(RPS)를 감소시키고 이후 1℃ 이상이 될 때까지 압축기 속도가 단계적으로 감소되도록 압축기를 운전하여 열교환기의 빙결을 방지할 수 있다.
실내기 열교환기 온도가 55℃ 이상이 되는 경우에는 실외기 압축기의 속도(RPS)를 감소시키고 62℃ 이상이 되면 정지하여 고온으로부터의 보호 동작을 수행할 수 있다.
이후 운전 제어부(120)는 상기한 S120을 통해 계산된 압축기 속도 증감값과 실외팬 속도 증감값에 의해 일정한 운전주기마다 압축기 속도 및 실외팬 속도를 조절하고, 상기한 S140을 통해 계산된 실내팬 속도 증감값을 적용하여 해당 운전주기마다 실내팬 속도를 조절한다(S160).
S150 및 S160을 통해 운전 제어부(120)는 보호 동작을 만족하면서 PMV에 의한 압축기 속도 및 실내외 팬 속도를 결정하여 설정 PMV를 만족하도록 공기조화기의 운전을 수행할 수 있다.
이와 같이, 운전 제어부(120)는 실내온도(및 실외온도)와 실내팬 속도(풍속)에 의해 현재의 PMV를 주기적으로 예측하고 이에 맞는 실내 부하량을 선정하여 선정된 부하량에 맞는 최적의 냉난방 사이클을 형성할 수 있다.
이후 PMV 운전 모드 중 사용자 입력으로 모드 변경 요청이 발생하게 되면 그에 응답하여 PMV 운전 모드가 종료된다(S170).
예컨대 공기조화기의 냉방, 난방, 공기청정, 제습, 자동 운전모드 이외에 PMV 운전 모드가 가능하도록 구성된 경우에는 PMV 운전 모드를 종료하고 사용자가 선택한 다른 운전 모드로의 전환이 이루어질 수 있다.
일 실시예에서 설정 PMV의 값은 주기적으로 변경될 수도 있다.
도 3의 예를 참조하면, 운전 제어부(120)는 내부 타이머를 작동(S180)시켜 일정한 단위주기로 예측 PMV를 여러 번 계산하고(예컨대, 6초 주기로 10회), 정해진 운전주기(1분)가 도래할 때마다 이들의 이동 평균값을 구해 해당 값으로 설정 PMV를 갱신할 수 있다(예컨대, ISO 7730 기준)(S190, S110).
도 4는 실내 부하량에 따른 실외기 압축기의 운전 그래프를 예시한 것이다.
전술한 운전 제어부(120)는 '측정 실내온도 - 설정 실내온도'의 값에 의해 실내 부하량을 계산하여 계산된 실내 부하량을 기초로 압축기 속도를 증가시키거나 감소시킬 수 있다.
즉 도 4의 예를 참조하면, 실내 부하량의 값에 따라 A 범위 ~ J 범위까지 압축기의 속도(RPS)를 다단 변경할 수 있다.
K 지점은 측정 실내온도와 설정 실내온도의 차가 역전된 상황이며 이 경우 측정 실내온도가 설정 실내온도 이하로 내려간 상태로 지속적으로 냉방을 할 필요가 없기 때문에 압축기의 운전이 정지된다.
도 5는 도 3의 PMV 예측 단계(S130)를 세부 흐름을 예시한 도면이다.
전술한 도 2에서 설명한 바와 같이, 계절 상수(여름철 상수인 D1 또는 겨울철 상수인 D2)를 비롯해 실내온도 계수(A), 복사온도 계수(B), 풍속 계수(C), 여름철 상수(D1), 겨울철 상수(D2) 등 PMV 예측을 위한 기본적인 설정정보는 데이터베이스(146)의 제1 DB(147)에 미리 저장된다.
우선 복사온도 예측부(141)는 실내기의 온도센서를 통해 측정된 실내온도를 수신하고, 수신된 측정 실내온도와 제2 DB(148)에 저장된 실내온도별 평균 복사온도 실험값들을 이용해 복사온도를 예측한다(S131).
상기한 S131에서, 복사온도 예측부(141)는 측정 실내온도에 고정된 복사열값을 더하여 예측 복사온도를 구할 수 있다(수학식 5 참조). 이때 복사열값은 제2 DB(148)를 참조하여 일정한 고정값으로 설정할 수 있다.
또한 상기한 S131에서, 복사온도 예측부(141)는 운전시간(예컨대 냉방가동시간)에 따라 복사열값을 가변하면서 측정 실내온도에 복사열값을 더하여 예측 복사온도를 구할 수도 있다(수학식 6 참조).
또한 상기한 S131에서 복사온도 예측부(141)는 실내온도와 더불어 실외기의 온도센서를 통해 측정되는 실외온도를 수신한 다음, 측정 실내온도 및 측정 실외온도를 함께 고려하여 실내외온도를 기초로 예측 복사온도를 구할 수도 있다(수학식 7 참조).
이 경우에는 제2 DB(148)에 실내외온도별 평균 복사온도 실험값들을 측정하여 미리 저장한 후, 현재의 측정 실내온도 및 측정 실외온도에 의거하여 제2 DB(148)로부터 해당 평균 복사온도를 추출하고, 실내 복사열값과 실외 복사열값을 결정하여 외기온도에 따른 실내외 복사열 비중을 적절히 가감할 수 있다.
한편 풍속 예측부(143)는 기설정된 공기조화기의 운전조건 중 실내팬 속도를 확인하여 이를 기초로 실내의 풍속을 예측한다(S132).
이후 PMV 연산부(145)는 실내기/실외기의 온도센서를 통해 측정한 실내온도나 실내외온도, 상기한 S131에서 예측한 복사온도, 상기한 S132에서 예측한 풍속과, 기설정된 계절 상수(여름철 상수 또는 겨울철 상수)를 얻고, 이들 인자들을 전술한 수학식 2에 대입하여 예측 PMV를 구한다(S133).
이와 같이, PMV 예측시 실내기/실외기의 온도센서(미도시)를 통해 측정된 온도뿐 아니라 사용자의 쾌적감에 가장 직접적으로 영향을 주는 풍속과 복사온도를 고려하여 온도 및 풍속을 함께 제어하는 공기조화기의 PMV 운전 제어를 구현함으로써, 과도한 냉난방으로 인한 에너지 낭비를 방지하면서, 사용자가 피부로 느끼는 쾌적감을 최대한 높일 수 있다.
본 발명에 따른 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법의 구성은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
110: 설정부
120: 운전 제어부
130: 부하량 연산부
140: PMV 예측부
141: 복사온도 예측부
143: 풍속 예측부
145: PMV 연산부
146: 데이터베이스

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 설정 실내온도, 설정 PMV 및 실내팬 속도를 포함하는 공기조화기의 운전조건을 설정하는 설정부;
    측정 실내온도 및 상기 설정 실내온도 간 차이에 상응하는 실내 부하량을 계산하는 부하량 연산부;
    예측 PMV를 계산하는 PMV 예측부; 및
    상기 부하량 연산부에서 계산된 실내 부하량을 기초로 압축기 속도 및 실외팬 속도를 결정하되, 실내 부하량 변화에 따른 압축기 속도 증감값과 실외팬 속도 증감값을 계산하여 운전주기마다 압축기 속도와 실외팬 속도를 조절하고, 상기 PMV 예측부에서 계산된 예측 PMV 및 상기 설정 PMV 간 차이를 기초로 실내팬 속도 증감값을 계산하여 상기 운전주기마다 실내팬 속도를 조절하는 운전 제어부를 포함하며,
    상기 PMV 예측부는,
    상기 측정 실내온도를 기초로 복사온도를 예측하는 복사온도 예측부;
    상기 실내팬 속도를 기초로 풍속을 예측하는 풍속 예측부; 및
    상기 측정 실내온도를 건구온도로 사용하여, 건구온도, 예측 복사온도, 예측 풍속 및 기설정된 계절 상수로부터 PMV를 예측하는 PMV 연산부를 포함하고,
    상기 복사온도 예측부는,
    상기 측정 실내온도에 고정된 복사열값을 더하여 예측 복사온도를 구하는 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치.
  3. 삭제
  4. 설정 실내온도, 설정 PMV 및 실내팬 속도를 포함하는 공기조화기의 운전조건을 설정하는 설정부;
    측정 실내온도 및 상기 설정 실내온도 간 차이에 상응하는 실내 부하량을 계산하는 부하량 연산부;
    예측 PMV를 계산하는 PMV 예측부; 및
    상기 부하량 연산부에서 계산된 실내 부하량을 기초로 압축기 속도 및 실외팬 속도를 결정하되, 실내 부하량 변화에 따른 압축기 속도 증감값과 실외팬 속도 증감값을 계산하여 운전주기마다 압축기 속도와 실외팬 속도를 조절하고, 상기 PMV 예측부에서 계산된 예측 PMV 및 상기 설정 PMV 간 차이를 기초로 실내팬 속도 증감값을 계산하여 상기 운전주기마다 실내팬 속도를 조절하는 운전 제어부를 포함하며,
    상기 PMV 예측부는,
    상기 측정 실내온도를 기초로 복사온도를 예측하는 복사온도 예측부;
    상기 실내팬 속도를 기초로 풍속을 예측하는 풍속 예측부; 및
    상기 측정 실내온도를 건구온도로 사용하여, 건구온도, 예측 복사온도, 예측 풍속 및 기설정된 계절 상수로부터 PMV를 예측하는 PMV 연산부를 포함하고,
    상기 복사온도 예측부는,
    상기 측정 실내온도에 복사열값을 더하여 예측 복사온도를 구하되, 운전시간에 따라 복사열값을 가변하는 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치.
  5. 설정 실내온도, 설정 PMV 및 실내팬 속도를 포함하는 공기조화기의 운전조건을 설정하는 설정부;
    측정 실내온도 및 상기 설정 실내온도 간 차이에 상응하는 실내 부하량을 계산하는 부하량 연산부;
    예측 PMV를 계산하는 PMV 예측부; 및
    상기 부하량 연산부에서 계산된 실내 부하량을 기초로 압축기 속도 및 실외팬 속도를 결정하되, 실내 부하량 변화에 따른 압축기 속도 증감값과 실외팬 속도 증감값을 계산하여 운전주기마다 압축기 속도와 실외팬 속도를 조절하고, 상기 PMV 예측부에서 계산된 예측 PMV 및 상기 설정 PMV 간 차이를 기초로 실내팬 속도 증감값을 계산하여 상기 운전주기마다 실내팬 속도를 조절하는 운전 제어부를 포함하며,
    상기 PMV 예측부는,
    상기 측정 실내온도를 기초로 복사온도를 예측하는 복사온도 예측부;
    상기 실내팬 속도를 기초로 풍속을 예측하는 풍속 예측부; 및
    상기 측정 실내온도를 건구온도로 사용하여, 건구온도, 예측 복사온도, 예측 풍속 및 기설정된 계절 상수로부터 PMV를 예측하는 PMV 연산부를 포함하고,
    상기 복사온도 예측부는,
    상기 측정 실내온도 및 측정 실외온도를 함께 고려하여 예측 복사온도를 구하되, 실외온도에 따른 실내외 복사열 비중을 가감하기 위해 아래 수학식에 의해 예측 복사온도(T_RAD)를 구하는 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치.
    [수학식]
    T_RAD = (T_ODA - T_RA) * {a2 / (T_ODA_R - T_RA_R)} + a1 + T_RA
    (단, T_RA는 측정 실내온도, T_ODA는 측정 실외온도, T_RA_R는 설정 실내온도, T_ODA_R는 설정 실외온도이고, a1, a2는 상수로서 각각 실내 복사열값 및 실외 복사열값임)
  6. 삭제
  7. 제2항, 제4항, 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PMV 예측부는,
    아래 수학식에 의해 예측 PMV를 구하는 PMV에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치.
    [수학식]
    PMV = A * Ta + B * Trp - C * Avp - D
    (단, Ta는 측정 실내온도, Trp는 예측 복사온도, Avp는 예측 풍속이고, A는 실내온도 계수, B는 복사온도 계수, C는 풍속 계수로서 A, B, C 각각은 기설정된 값이며, D는 여름철 상수인 D1 또는 겨울철 상수인 D2임)
  8. 삭제
  9. 삭제
KR1020160031066A 2016-03-15 2016-03-15 Pmv에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법 KR101862743B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160031066A KR101862743B1 (ko) 2016-03-15 2016-03-15 Pmv에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160031066A KR101862743B1 (ko) 2016-03-15 2016-03-15 Pmv에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170107290A KR20170107290A (ko) 2017-09-25
KR101862743B1 true KR101862743B1 (ko) 2018-05-31

Family

ID=60035146

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160031066A KR101862743B1 (ko) 2016-03-15 2016-03-15 Pmv에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101862743B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109945437B (zh) * 2019-03-29 2020-09-25 广东美的制冷设备有限公司 空调器的控制方法、装置、空调器和存储介质
WO2023189067A1 (ja) * 2022-03-31 2023-10-05 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 設定方法、プログラム、及び設定システム

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100727352B1 (ko) * 2006-06-09 2007-06-13 현대자동차주식회사 차량용 공조시스템의 제어방법
JP2011127782A (ja) * 2009-12-15 2011-06-30 Toshiba Corp 空調制御装置、空調制御方法及び輻射温度計測装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100727352B1 (ko) * 2006-06-09 2007-06-13 현대자동차주식회사 차량용 공조시스템의 제어방법
JP2011127782A (ja) * 2009-12-15 2011-06-30 Toshiba Corp 空調制御装置、空調制御方法及び輻射温度計測装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170107290A (ko) 2017-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6111499B2 (ja) 空気調和システム、指示装置
WO2014171314A1 (ja) 空調システム制御装置
EP3891441B1 (en) System and method for personalized thermal comfort control
JP6125104B2 (ja) 空調制御装置、空調制御方法、および、プログラム
CN112805507B (zh) 空调机、空调机控制方法及记录介质
US6186407B1 (en) Humidity control based on an estimation using heating plant cycle, of inside window surface temperature
CN105020836B (zh) 空调器的舒适性控制方法及装置
CN110520679A (zh) 暖通空调机组控制器
EP3929497A1 (en) Air conditioner system
JP2011069601A (ja) 機器マネージメント装置およびプログラム
CN106500243B (zh) 控制空调输出温度的方法和装置
EP3502582A1 (en) Method for controlling a hvac-apparatus, control unit and use of a control unit
JP2021152416A (ja) 空調制御装置、空調制御方法、及び空調制御システム
JP2017101859A (ja) 空調制御システム、空調制御方法及び制御プログラム
JP2019194508A (ja) 快適性指標計算装置、プログラムおよび快適性指標計算方法
KR101862743B1 (ko) Pmv에 기반한 공기조화기의 운전 제어 장치 및 그 방법
KR101723938B1 (ko) 공기조화기의 열 쾌적도 산출장치 및 그 방법
KR100565697B1 (ko) 공조 시스템의 쾌적지수 제어방법
CA3146017A1 (en) Method and system for controlling the temperature of a room
EP0477796A2 (en) Method and apparatus for calculating thermal sensitivity
CN104919477B (zh) 房间的热特性估计装置和房间的热特性估计方法
KR20200036978A (ko) 공조 제어 장치 및 방법
JPH06347077A (ja) 室内環境制御装置
JPH04316947A (ja) 空気調和機の制御装置
JP2734193B2 (ja) 空気調和機の制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant