KR101867832B1 - 공기조화기 및 이의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전력요금의 변동에 대응하여 제어되는 공기조화기 및 이러한 공기조화기를 제어하는 방법을 개시한다. 본 발명은 현재 전력요금이 소정기준값 이상인지 판단하는 단계; 현재전력요금이 소정기준값 이상으로 판단되는 경우, 저전력사용장치에 보조전원의 전력을 공급하는 단계로 이루어지는 공기조화기 제어방법 및 이러한 제어방법에 따라 작동되는 공기조화기를 제공한다.

Description

공기조화기 및 이의 제어방법 {AIR CONDITIONER AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 공기조화기 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전력요금의 변동에 대응하여 제어되는 공기조화기 및 이러한 공기조화기를 제어하는 방법에 관한 것이다.

공기조화기는 보다 쾌적한 실내공간을 제공하기 위하여 상기 실내공간에 뜨겁거나 차가운 공기를 공급하며 실내공기를 정화하는 장치이다. 상기 공기조화기는 실외 및 실내에 각각 제공되는 열교환기들, 압축기 및 송풍팬등으로 이루어진다. 그러나, 공기조화기는 압축기 및 송풍팬등을 포함하고 있으므로, 다른 가전기기들에 비해 상대적으로 많은 전력을 필요로 한다.

한편, 에너지 및 전력요금의 절약의 측면에서, 전력사용의 효율화를 위해 지능형 전력망(스마트 그리드(smart grid))가 개발되어 있다. 이러한 지능형 전력망은 기본적으로 전력수요에 따라서 전력요금이 달라지는 변동요금제를 수반한다. 이러한 변동요금제 하에서는 전력수요가 큰 시간대에서의 단위시간당 전력요금은 현저하게 증가되며, 전력수요가 상대적으로 적은 시간대에서의 전력요금은 낮게 설정된다.

앞서 언급된 바와 같이, 공기조화기는 많은 전력을 소비하므로, 적어도 전력요금을 절약하기 위해서는 공기조화기는 이러한 변화되는 전력요금에 대응하여 적절하게 제어될 필요가 있다.

본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 변화되는 전력요금하에서 전력사용을 적절하게 제어할 수 있는 공기조화기 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면(aspect)에 따르면, 현재 전력요금이 소정기준값 이상인지 판단하는 단계; 현재전력요금이 소정기준값 이상으로 판단되는 경우, 저전력사용장치에 보조전원의 전력을 공급하는 단계로 이루어지는 공기조화기 제어방법을 제공한다.

다른 한편(alternatively), 본 발명의 다른 측면에 따르면, 컴프레서, 실외열교환기를 포함하는 실외기; 공기조화를 요구하는 실내공간을 가열하거나 냉각하도록 상기 실외기에 연결되는 실내기; 현재전력요금이 소정 기준값이상인 것으로 판단되는 경우 저전력사용장치에 상기 보조전원의 전력을 공급하는 제어장치로 이루어지는 공기조화기를 제공한다.

본 발명에 따르면, 보조전원의 전력을 공급함으로써 유료인 전력의 사용은 실제적으로 감소될 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자에 큰 불편을 발생시키지 않으면서도 전력요금은 절약되며, 에너지 효율을 크게 증가될 수 있다.

도 1은 스마트 그리드의 전체 구조를 나타내는 개략도;
도 2는 스마트 그리드내에 포함된 가정에서의 전력관리네트워크를 나타내는 개략도;
도 3은 에너지관리장치(EMS)의 일 예를 나타내는 도면;
도 4는 스마트 그리드에 포함되는 전력관리네트워크 및 이에 연결된 공기조화기를 나타내는 블록도;
도 5는 본 발명에 따른 공기조화기를 나타내는 개략도(schematic view); 그리고
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법을 나타내는 순서도들이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공기조화기 및 이의 제어방법에 대한 바람직한 실시예를 구체적으로 설명한다.

도 1은 스마트 그리드의 전체 구조를 나타내는 개략도이다. 스마트 그리드는 화력발전, 원자력발전 또는 수력발전을 통하여 전력을 발생시키는 통상적인 발전소와, 신재생에너지인 태양광 또는 풍력등을 이용한 태양광 발전소와 풍력발전소등를 포함한다.

상기 통상적인 발전소는 송전선을 통하여 급전소(power management center)로 전력을 보내고, 급전소는 변전소로 전력을 보내며, 이후 전력은 가정이나 사무실 같은 수요처로 분배된다. 신재생 에너지에 의하여 생산된 전력도 변전소로 보내져 각 수요처로 분배된다. 이러한 전력의 분배에 있어서, 변전소에서 송전된 전력은 전력저장장치를 거쳐서 사무실이나 각 가정으로 분배된다.

가정용 전력네트워크(HAN, Home Area Network)를 사용하는 가정에서도 재생에너지인 태양광이나 PHEV(하이브리드 전기자동차, Plug in Hybrid Electric Vehicle)에 장착된 연료전지를 통하여 전력을 자체적으로 생산 및 공급할 수 있고, 남는 전기는 되팔 수 있다. 사무실이나 가정에는 계측장치(이하, 스마트 미터)가 마련되어서 사용되는 전력 및 전력요금을 실시간을 파악할 수 있고, 따라서 소비자는 현재 상황에 따라 전력소모량이나 전기요금을 줄이는 방안을 강구할 수 있다. 상기 발전소, 급전소, 저장장치 및 수요처는 양방향 통신이 되기 때문에 수요처는 일방적으로 전력을 공급받을 뿐만 아니라, 수요처의 상황을 저장장치, 급전소, 발전소로 통지할 수 있다. 따라서, 수요처의 상황에 맞게 전력생산 및 전력분배가 수행할 수 있다.

한편, 상기 스마트 그리드는 수요처의 실시간 전력관리 및 소요전력의 실시간 예측을 담당하는 에너지관리장치(EMS, Energy Management System) 및 전력의 소모량을 실시간으로 계측하는 계측장치(AMI,Advanced Metering infrastructure)을 포함하며, 이들은 스마트그리드에서 중추적인 역할을 담당한다. 스마트 그리드 하에서의 계측장치는 오픈 아키텍쳐를 근거로 하여 소비자를 통합하려는 기반기술로서 소비자에게는 전력을 효율적으로 사용하도록 하고, 전력공급자에게는 시스템상의 문제를 탐지하여 시스템을 효율적으로 운영할 수 있는 능력을 제공한다. 오픈아키텍쳐란 일반적인 통신망과는 달리 스마트 그리드 시스템에서 가전기기가 어느 제조업체에서 제조되었는지 상관없이 모든 가전기기가 서로 연결될 수 있도록 하는 기준을 의미한다. 따라서, 상기 스마트 그리드에서 사용되는 계측장치는 "가격 대 장치(Prices to Devices)" 와 같은 소비자 친화적인 효율적인 개념을 가능케 한다.

보다 상세하게는, 전력관련정보(information related to electirc power 이하, 전력정보(electric power information)) 특히, 앞서 설명된 바와 같은 전체적인 수요에 따라 변동되는 전력가격정보가 가정의 외부에 위치된 스마트 그리드의 구성요소들로부터 각 가정에 설치된 에너지관리장치(EMS: Energy Management System 또는 Energy Management Server)와 스마트 미터로 제공된다. 또한, 각 가정내의 에너지관리장치(EMS)와 스마트 미터는 가정내에 배치된 가전기기와 통신을 하면서 이들로부터 전력사용과 관련된 정보들을 제공받을 수 있다. 이러한 정보교환의 관계를 고려할 때, 상기 전력정보는 전력회사에 의해 운영되는 가정 외부의 발전소, 급전소등으로부터 제공되는 가정에 공급되는 전력량 및 변화가능한 전력요금등(외부전력정보)과, 가정내의 가전기기들과 관련하여 계측되는 사용된 전력량 및 사용된 전력량에 따른 실제 청구될 전력요금등(내부전력정보)을 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 더 나아가, 상기 전력공급량 및 전력요금등은 가정외부에 배치되는 스마트 그리드의 구성요소들로부터 제공되므로 "외부전력요금"으로 정의될 수 있으며, 전력사용량 및 청구될 전력요금등은 가정내부에 배치되는 스마트 그리드의 구성요소들로부터 제공되므로 "내부전력요금"으로 추가적으로 정의될 수 있다. 따라서, 스마트 그리드 하에서 가정내에서 처리되는 전력정보는 전체적으로 전력공급량 및 전력요금인 외부전력정보와 전력사용량 및 청구될 전력요금인 내부전력정보를 포함하는 것으로 정의될 수 있다. 또한, 상기 스마트미터는 기본적으로 상기 외부 및 내부 전력정보를 수신하거나 계측하며, 상기 에너지관리장치는 수신 및 계측된 전력정보를 사용자에게 제공하며, 상기 전력정보에 기초하여 가전기기들을 제어할 수 있다. 상술된 정의는 다음에 설명되는 본 발명의 설명에 계속적으로 적용된다.

이러한 정의하에서, 사용자는 에너지관리장치(EMS) 또는 상기 스마트 미터를 통해 전체적인 전력정보를 인식하고, 전력 및 관련비용을 절약하도록 이를 기초로 가전기기들을 수동으로 제어할 수 있다. 보다 상세하게는, 사용자는 상기 인식된 전력정보에 기초하여 가전기기들에게 직접 작동지시를 주거나, 에너지관리장치를 통해 가전기기들에게 작동지시를 간접적으로 줄 수 있다. 또한, 상기 에너지관리장치는 수신한 전력정보에 기초하여 에너지 및 관련 비용을 절약할 수 있도록 기 설정된 제어방법에 따라 가전기기들을 자동적으로 제어할 수도 있다. 즉, 상기 에너지관리장치 및 스마트 미터는 수신된 전력정보에 기초하여 가정내의 가전기기들을 통합적으로 관리하는 중앙제어장치(즉, 서버)로서 작용하게 된다.

또한, 상기 각 가전기기는 기본적으로 외부에서 주어진 지시 및 각 가전기기의 작동관련정보를 수신하며, 이러한 지시 및 정보에 기초하여 각 가전기기의 운전을 제어하는 제어장치를 갖는다. 가정에 에너지관리장치 및 스마트 미터가 제공되는 경우, 이러한 가전기기의 제어장치는 사용자에 의해 직접 주어지는 지시에 추가적으로 에너지관리장치에서 주어지는 지시를 받으며, 이러한 주어진 지시들에 따라 해당 가전기기를 제어한다. 더 나아가, 상기 가전기기는 자체적으로 에너지관리장치 및 스마트 미터의 기능을 추가적으로 갖도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 이와 같은 가전기기는 앞서 설명된 바와 같은 이에 설치된 제어장치의 기본적인 기능이외에도 내부전력정보의 계측, 외부전력정보의 수신, 사용자에 대한 계측 및 수신된 전력정보의 제공, 계측 및 수신된 전력정보에 기초한 가전기기의 제어등을 수행하게 된다. 즉, 에너지관리장치 및 스마트 미터는 각각의 가전기기에 직접 제공되거나 통합될 수 있으며, 더 나아가, 해당 가전기기내에서 상기 가전기기의 제어장치와 물리적으로 통합될 수 있다. 이러한 경우, 각각의 가전기기는 전력정보에 기초한 제어를 위해 가정의 외부에 존재하는 스마트 그리트의 구성요소들과 직접적으로 상호작용(interact)이 가능한 독립적인 장치(stand-alone device)가 된다. 또한, 이러한 가전기기는 앞서 설명된 모든 전력관리 및 제어기능을 구비한 스마트 제어장치(smart contolling device)를 갖게 되거나 상기 가전기기의 제어장치 자체가 이와 같은 스마트 제어장치가 될 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 스마트 그리드에서 공급자와 수요자간의 전력정보에 관한 실시간 통신이 가능하기 때문에, 전력공급조건 즉, 변동되는 전력요금에 대응하여 수요자의 전력사용을 조절시킬 수 있는 "실시간 요구 반응(demand response)"을 현실화 시킬 수 있다. 또한, 전력사용이 능동적으로 적절하게 조절될 수 있으므로, 스마트 그리드는 전력회사가 전력공급과 관련하여 수요자의 피크 수요(peak demand)를 맞추는데 소요되는 높은 비용을 줄일 수 있다.

도 2는 스마트 그리드내에 포함된 가정에서의 전력관리네트워크를 나타내는 개략도이다.

상기 전력관리네트워크(10)는 스마트 미터(10)를 포함할 수 있다. 상기 스마트 미터(10)는 각 가정에 공급되는 전력량 및 전력요금과 같은 전력정보를 가정의 외부에 위치하는 스마트 그리드의 다른 구성요소들로부터 받을 수 있고, 가정 내에서 사용된 전력량 및 이에 따른 청구될 전력요금을 실시간으로 측정할 수 있다. 여기서 전력요금은 시간당 요금을 기준으로 제공되며, 전력사용량이 급격하게 증가되는 시간구간에서는 시간당 전력요금이 비싸지며, 전력사용량이 상대적으로 적은 시간구간(심야시간구간)에서는 시간당 전력요금이 싸진다.

또한, 전력관리네트워크(10)은 상기 스마트미터(20)와 연결되어 전력관련정보를 수신하며, 하나 이상의 가전기기와 통신하면서 이들의 동작을 제어할 수 있는 에너지관리장치(30)를 가질 수 있다. 상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 현재의 전력사용량, 전력요금등과 같은 전력정보 및 외부의 환경(온도,습도)과 같은 다양한 정보를 표시하는 디스플레이(31)을 가질 수 있으며, 사용자가 지시를 입력할 수 있게 하는 입력부(32)등을 갖는 단말장치가 될 수 있다. 상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 다시 가정 내부의 네트워크망을 통하여 공기조화기(100), 냉장고(200), 세탁기 및 건조기(300), TV(400) 및 조리기기(500)와 같은 가전기기와 연결되며, 이들과 양방향 통신을 할 수 있다. 집안 내부에서의 통신은 무선 또는 PLC와 같은 유선통신방식을 통해 이루어질 수 있다. 각 가전기기도 다른 통신이 가능하도록 연결될 수 있다. 이러한 에너지관리장치(30) 및 스마트 미터(20)는 도면에 나타난 것과 같이 분리된 장치들로서 존재할 수 있지만, 한편으로 앞서 설명된 모든 해당 기능들을 수행하는 단일장치로 통합될 수 있다.

도 3은 에너지관리장치(EMS)의 일 예를 나타내는 도면이며, 도시된 바와 같이, 상기 에너지관리장치(30)는 디스플레이(31)을 구비한 단말기 형태를 가지고 있다.

상기 디스플레이(31)는 현재 전력사용량, 누적된 히스토리에 의하여 예상되는 예상요금 및 이산화 탄소 발생량과 같은 전력사용정보, 현재 시간 구간의 전력요금 및, 다음 시간구간의 전력요금, 전력요금이 변하는 시간을 포함하는 실시간 전력정보, 그리고 날씨정보를 표시할 수 있다. 또한, 상기 디스플레이(31)는 각 가전기기의 시간대별 전력소모량 및 그 변화를 나타내는 그래프를 포함하며, 제품별 전력공급 여부에 관한 사항도 ON/OFF 상태로 표시될 수 있다.

이러한 디스플레이(31)의 일측에는 사용자가 필요에 따라 전기제품의 동작 등을 설정할 수 있는 입력부(32)가 마련된다. 이러한 입력부(32)를 이용하여 사용자는 자기가 사용하고자하는 전력량 또는 전력요금의 한계를 설정할 수 있고, 이러한 설정에 따라 에너지관리장치(EMS)(30)는 각 가전기기의 동작을 제어할 수 있게 된다.

또한, 앞서 설명된 바와 같이, 각 가전기기(100-500)는 스마트 미터 및 에너지관리장치의 모든 전력관리 및 제어기능을 갖는 스마트 제어장치(40)를 가질 수 있다. 상기 스마트제어장치(40)는 상기 스마트 미터(20) 및 에너지관리장치(30)와 함께 가정에 제공될 수 있다. 또한, 스마트미터/에너지관리장치(20,30) 및 스마트제어장치(40)는 서로 독립적으로 동일한 기능들을 수행할 수 있으므로, 상기 스마트제어장치(40)은 상기 스마트 미터(20) 및 에너지관리장치(30)없이 단독으로 가정에 제공될 수 있으며, 스마트제어장치(40)없이 상기 스마트 미터(20) 및 에너지관리장치(30)만이 가정에 제공될 수 있다. 상기 스마트미터(20) 및 에너지관리장치(30)와 함께 가정내에 존재하는 경우, 각 가전기기들은 전력정보에 기초한 제어에 있어서 상기 스마트제어장치(40) 또는 에너지관리장치(30)에 의해 선택적으로 제어될 수 있다. 상기 스마트제어장치(40)만이 가정내에 제공되는 경우에는 상기 스마트제어장치(40)가 단독으로 상기 스마트미터 및 에너지관리장치의 모든 기능을 수행하게 된다.

상기 스마트제어장치(40)는 각 가전기기 자체에 통합된(integrated) 통합장치(41)가 될 수 있다. 이러한 통합장치(41)는 각 가전기기 외부에 노출되게 부착되거나 이의 내부에 설치될 수 있다. 또한, 상기 스마트 제어장치(40)은 상기 각 가전기기의 플러그(P)에 끼워지는 스마트어댑터(42)가 될 수도 있다. 상기 스마트 어댑터(42)는 가정내의 아웃렛(70)에 끼워지며, 전력선 통신을 이용하여 외부로부터 전력공급량 및 전력요금과 같은 전력정보를 수신하고 가전기기로부터 전력사용량 및 이에 따른 청구될 전력요금을 계측할 수 있다. 또한, 자체적으로 디스플레이를 가져 이러한 정보를 사용자에게 제공할 수도 있으며, 전력정보에 기초하여 가전기기의 작동을 제어할 수도 있다.

상기 가정에 전력을 공급하는 곳은 일반적인 발전장비(화력, 원자력, 수력)을 구비하거나 신재생에너지(태양광, 풍력, 지열)등을 이용한 발전장비등을 구비한 전력회사(50)가 될 수 있다. 이외에도, 각 가정에 마련되는 보조전원(60)도 다른 전력공급원이 될 수 있다. 상기 보조전원(60)는 태양광 및 풍력 발전시설과 같은 자가발전시설(61)이나, 또한 가정이나 차량에 비치되는 연료전지(62)도 될 수 있다. 또한, 상기 보조전원(60)은 상기 자가발전시설(61)에서 생산된 전력을 저장할 수 있는 축전지(63)도 포함할 수 있다.

통상적으로 상기 보조전원(60)은 상기 스마트 미터(20)와 상기 에너지관리장치(40)에 생산된 전력량 및 저장된 전력량과 같은 전력정보를 제공한다. 그러나, 상기 스마트제어장치(40)가 가정내에 존재하는 경우, 상기 스마트제어장치(40)에 직접 상술된 전력정보를 제공할 수 있다.

도 4는 스마트 그리드에 포함되는 전력관리네트워크 및 이에 연결된 공기조화기를 나타내는 블록도이며, 도 5는 본 발명에 따른 공기조화기를 나타내는 개략도(schematic view)이다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 전력공급원은 전력회사(50) 및/또는 보조전원(60)이 될 수 있다. 이러한 전력공급원은 상기 스마트미터(20) 및/또는 상기 에너지관리장치(30)와 연결될 수 있으며, 선택적으로는 상기 공기조화기(100)에 직접제공되는 스마트 제어 장치(40)와도 통신가능하게 연결될 수 있다. 전력공급원 및 스마트 미터(20)의 기능은 앞서 상세하게 설명되었으므로 추가적으로 설명되지 않으며, 참고적으로 다음에서는 에너지관리장치(30)의 구성(configuration)이 보다 상세하게 설명된다.

상기 에너지관리장치(30)는 표시부(31), 입력부(32), 통신부(33) 및 제어부(34)를 포함한다.

상기 표시부(31)는 앞서 도 3에서 도시된 디스플레이(31)에 해당하며, 전력정보를 포함하여 다양한 정보를 표시한다. 예를 들어, 상기 표시부(31)는 상기 정보를 UI(User Interface) 또는 GUI(Graphic User Interface)를 이용하여 표시할 수 있다. 또한, 상기 표시부(31)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 또는 3차원 디스플레이(3D display)로 이루어질 수 있다. 상기 표시부(31)는 터치 스크린으로도 이루어질 수 있으며, 이러한 경우 상기 표시부(31)은 입력부(32)의 역할도 수행할 수 있다. 또한, 상기 표시부(31)은 사용자에게 여러가지 이벤트를 알려주기 위해 음향신호를 출력할 수 있는 모듈을 추가적으로 가질 수 있다.

상기 입력부(32)는 사용자가 여러가지 제어를 위한 지시를 입력할 수 있게 한다. 상기 입력부(32)는 키 패드(key pad), 방향키, 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 이루어질 수 있다.

상기 통신부(33)는 공기조화기(100)을 포함하는 가전기기들 및 기타 다른 주변장치들과 통신하는 역할을 한다. 즉, 상기 통신부(33)는 상기 외부 및 내부전력정보 및 다른정보들을 수신하는 수신장치와 이러한 수신된 정보에 기초한 제어신호 및 다른 정보들을 송신하는 송신장치를 포함한다. 상기 통신부(33)은 원거리 통신 모듈이나, 근거리 통신모듈 등으로 구성될 수 있다. 먼저, 원거리 통신모듈은 유선/무선 인터넷 접속을 위한 모듈로 구성될 수 있다. 상기 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다. 근거리 통신 모듈(short range communication module)은 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 이 이용될 수 있다.

상기 제어부(34)는 기본적으로 상기 표시부, 입력부, 통신부(31-33)의 작동을 제어한다. 또한, 상기 제어부(34)는 상기 입력부(32)에 의하여 사용자가 입력한 지시에 기초하여 상기 공기조화기(100)를 포함한 가전기기들을 제어할 수 있다. 한편으로, 상기 제어부(34)는 전력정보 및 다른 여러가지 정보에 기초하여 기설정된 제어방법에 따라 상기 가전기기들을 제어할 수도 있다.

이와 같은 에너지관리장치(30)의 구성은 동일하게 상기 스마트제어장치(40) 및 스마트 미터(20)에 적용될 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기(100)은 앞서 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 기본적으로 앞서 설명된 전력공급원(50,60), 스마트미터(20), 에너지관리장치(30)과 상호작용(interact)할 수 있도록 연결된다. 이러한 공기조화기(100)의 구성(configuration)을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저 상기 공기조화기(100)는 제어부(101)를 갖는다. 상기 제어부(101)는 기본적으로 상기 공기조화기(100)의 모든 장치들의 작동을 제어한다. 보다 상세하게는, 상기 제어부(101)은 상기 공기조화기에 주어진 지시 및 이의 작동관련정보를 수신하며, 이러한 지시 및 정보에 기초하여 상기 공기조화기(100)의 작동을 제어한다. 상기 제어부(101)는 사용자의 직접적인 지시이외에도 상기 에너지관리장치(30)로부터 주어지는 지시도 수신한다. 한편, 앞서 설명된 바와 같이, 상기 공기조화기(100)의 일부로서 스마트제어장치(40)가 제공될 수 있으며, 이러한 경우 상기 제어부(101)은 상기 스마트제어장치(40)로부터 직접 지시를 받을 수 있다. 더 나아가, 상기 스마트 제어장치(40)는 점선으로 표시된 바와 같이 상기 제어부(101)와 물리적으로 통합될 수 있다. 즉, 상기 스마트 제어장치(40) 및 제어부(101)가 하나의 마이크로 프로세서, 소위 스마트 칩(smart chip)으로 통합될 수 있으며, 상기 제어부(101) 자체가 스마트 제어장치(40)가 된다. 따라서, 이와 같은 제어부(101), 즉 통합된 스마트제어장치(40)는 앞서 설명된 스마트 미터(20)와 에너지관리장치(30)의 모든 기능을 하나의 장치만으로 구현할 수 있다. 즉, 상기 제어부(101)는 사용된전력 및 이에 따른 청구될 요금의 계측, 공급된 전력량 및 전력요금의 수신, 사용자에 대한 수신 및 계측된 정보의 제공을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제어부(101)는 수신 및 계측된 정보에 기초하여 가전기기의 작동을 기설정된 제어방법에 따라 직접 제어할 수 있다. 따라서, 이러한 스마트제어장치(40) 또는 이와 통합된 제어부(101)에 의해 상기 스마트미터(20) 및 에너지관리장치(30)없이도 전력관리네트워크(10)는 운영될 수 있다.

상기 공기조화기(100)는 또한 전원부(102)를 가지며, 상기 전원부(102)는 상기 공기조화기(100)에 전력을 공급하는 역할을 수행한다. 입력부(103)는 사용자가 상기 공기조화기(100)에 직접 작동지시를 줄 수 있도록 허용하며, 공기조화기의 컨트롤 패널에 해당한다. 통신부(104)는 다양한 정보 및 지시를 받기 위해 상기 공기조화기(100)와 스마트 그리드내의 다른 구성요소들을 연결시킨다. 즉, 상기 통신부(104)는 상기 외부 및 내부전력정보 및 다른 다양한 정보들을 수신하는 수신장치와 이러한 수신된 정보에 기초한 제어신호 및 다른 정보들을 송신하는 송신장치를 포함한다. 또한 상기 통신부(104)는 상기 에너지관리장치(30)의 통신부(33)와 동일한 여러가지 방식으로 스마트 그리드내의 다른 구성요소들과 통신할 수 있다. 센서부(105)는 상기 공기조화기(100)의 작동상태 및 온도, 습도와 같은 작동과 관련된 조건들을 감지한다. 표시부(106)는 디스플레이 패널로 이루어지며, 공기조화기(100)의 작동과 관련된 정보 뿐만 아니라 다양한 전력정보를 표시할 수 있다.

압축기(107)는 기본적으로 냉매를 흡입 및 가압한 후 토출하며, 이에 따라 냉매가 공기조화기(100)내의 냉매관을 따라 순환하게 한다. 보다 상세하게는, 압축기(107)는 증발된 저온저압의 기체냉매를 흡입하여 응축온도에 해당되는 포화압력까지 냉매의 압력을 증가시킨다. 즉, 압축기(107)은 고온고압의 기체냉매를 토출한다.

실외 열교환기(108)는 상기 공기조화기(100)가 실내공간을 냉각하는 경우, 고온고압의 기체냉매를 주위의 공기나 냉각수와 열교환시킴으로써 기체냉매로부터 열을 제거한다. 따라서, 기체냉매는 고온,고압의 액체 냉매로 응축된다. 즉, 상기 실외 열교환기(108)는 냉방시 응축기로 작동한다.

다른 한편, 상기 공기조화기(100)가 실내공간을 난방하는 경우, 상기 실외 열교환기(108)는 열교환을 통해 냉매가 열을 흡수하게 하며, 이에 따라 저온, 저압의 액체냉매는 저온, 저압의 기체냉매로 기화된다. 즉, 상기 실외 열교환기(108)는 난방시 증발기로 작용한다.

팽창밸브(Expansion Valve)(109)는 액화된 고온 고압의 냉매를 급격하게 팽창시켜 저온, 저압의 냉매로 변환시켜 주는 장치이다.

실내 열교환기(110)는 상기 실외 열교환기(108)과 반대로 작동한다. 즉, 냉방시에는 상기 실내열교환기(110)는 증발기로서 작동한다. 따라서, 상기 실내 열교환기(110)는 주위공기로부터 열을 흡수하므로, 공기는 냉각된다. 한편, 난방시에는 상기 실내열교환기(110)는 응축기로서 작동한다. 따라서, 상기 실내 열교환기(110)은 주위공기로 열을 방출하므로 공기는 가열된다.

제 1 팬(111)은 상기 실외 열교환기(108)에 제공되며, 열교환이 잘 수행되도록 상기 실외 열교환기(108)에 공기를 불어준다. 상기 제 2 팬(112)는 상기 실내 열교환기(110)에 제공되며, 상기 실내 열교환기(110)에서 냉각되거나 가열된 공기를 실내공간내에 불어준다.(blow)

앞서 설명된 압축기(107), 실외 열교환기(108) 및 제 1 팬(111)은 도 5에 도시된 실외기(130)내에 수용된다. 또한, 상기 실내 열교환기(109) 및 제 2 팬(112)은 실내기(140)내에 수용된다. 상기 실외기(130)는 큰 소음을 발생시키므로 일반적으로 실외에 배치된다. 반면, 상기 실내기(140)는 차갑거나 뜨거운 공기를 실내에 직접 공급하기 위해 실내에 배치된다. 이러한 실외기(130) 및 실내기(140)는 도시된 바와 같이 서로 분리되는 것이 일반적이지만, 서로 하나의 장치로 통합될 수 있다. 적어도 하나의 실내기(140)가 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 방에 설치되며, 다수개의 실내기들(140)이 하나의 방에 설치될 수 있다. 상기 실내기(140)는 효율적인 냉방 및 난방을 위해 천정에 설치되며, 천정이 아닌 다른 부분에도 설치될 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 실내기(140)는 도 5에 도시된 바와 같이, 실내로 차겁거나 뜨거운 공기를 토출하기 위한 토출구(141)를 갖는다. 또한, 상기 실내기(140)는 사람의 수를 감지할 수 있는 보조센서부(142)를 가질 수 있으며, 이러한 보조 센서부(142)는 다음의 본 발명의 제어방법과 관련하여 보다 상세하게 설명된다.

도 6은 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법을 나타내는 순서도이며, 이를 참조하여 제어방법을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

다른 설명이 없는 경우, 상기 아래의 제어방법은 가전기기의 일부이며, 또한 독립적인 장치로 제공되거나 가전기기의 제어부에 통합되는 스마트제어장치(40)에 의해 전체적으로 제어된다. 그러나, 이러한 본 발명의 제어방법이 스마트미터(20)/에너지관리장치(30) 뿐만 아니라 동일한 기능을 수행할수 있는 공기조화기의 다른 제어장치에 의해 제어될 수 있음은 이해가능하다. 또한, 앞서 설명된 공기조화기의 일반적인 구조에 추가적으로, 상기 제어방법에 요구되는 세부적인 구조와 기능은 다음의 제어방법의 세부적인 단계들과 함께 설명된다.

먼저, 상기 공기조화기(100)는 전력정보를 인식한다(S1). 상기 인식단계(S1)에서, 실제적으로 상기 스마트제어장치(40)가 상기 전력정보를 인식하게 된다. 여기서, 상기 전력정보는 앞서 설명된 바와 같이, 가정의 외부에 배치되는 스마트 그리드의 구성요소, 예를 들어 전력회사(50)로부터 수신되는 전력공급량 및 전력요금을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력정보는 가정내부의 구성요소들, 즉 가전기기들로부터 스마트제어장치(40)에서 능동적으로 수신되거나 계측되는 실제 사용전력량 (공기조화기 자체에서 사용된 전력량 포함) 및 이러한 사용전력량에 기초한 청구될 전력요금을 포함한다. 이러한 전력정보들중 전력사용을 억제하기 위해서는 상기 전력요금이 가장 중요한 파라메터가 되며, 이에 따라 다음에 설명되는 공기조화기의 제어는 상기 전력정보중 전력요금을 기준으로 수행되며 설명된다.

보다 상세하게는, 상기 인식단계(S1)에서 먼저, 상기 공기 조화기는 전력회사(50)로부터 상기 전력정보를 수신한다. 상기 수신단계에서, 상기 스마트제어장치(40)는 전력요금 및 다른 여러정보들을 포함하는 전력정보를 수신한다. 실제적으로 상기 전력요금은 소정 단위시간당 전력요금이 되며, 이러한 단위시간당 전력요금은 앞서 설명된 바와 같이, 전체적인 전력수요 및 전력생산량에 따라 변동된다. 일반적으로 상기 단위시간당 전력요금은 1시간당 전력요금이 될 수 있으나, 상기 소정 단위시간은 증가 또는 감소될 수도 있다.

이러한 단위시간당 전력요금을 포함하는 전력정보는 상기 스마트제어장치(40)에서 실시간으로 수신될 수 있다. 한편으로, 상기 스마트제어장치(40)는 소정 기간(time period)동안의 전력정보를 포함하는 테이블을 수신할 수도 있다. 즉, 상기 테이블은 소정기간동안의 서로 다른 단위시간당 전력요금들을 포함한다. 전력공급자, 예를 들어 전력회사는 전력 수요 및 전력생산을 예측하여 서로 다른 단위시간당 전력요금들을 포함하는 테이블, 즉 스케쥴을 미리 작성하고 이를 수요자에게 제공할 수 있다. 이러한 테이블은 일반적으로 하루동안 단위시간당 전력요금들을 포함하나, 더 길거나 더 짧은 시간기간동안의 단위시간당 전력요금들을 포함할 수 있다.

상기 수신단계이후, 공기조화기(100)의 스마트제어장치(40)는 상기 수신된 전력정보로부터 필요한 정보를 추출한다. 보다 상세하게는, 상기 스마트제어장치(40)는 수신된 전력정보로부터 전력요금정보를 추출하며, 이에 따라 전력요금을 최종적으로 인식하게 된다. 수신된 전력정보내에 포함된 다른 정보들도 마찬가지 방식으로 상기 스마트제어장치(40)에 의해 인식될 수 있다.

상기 인식단계(S1) 완료후, 상기 공기조화기(100)는 현재 전력요금이 소정기준값 이상인지 판단한다(S2). 상기 판단단계(S2)에서 상기 스마트제어장치(40)는 인식된 현재의 단위시간당 전력요금이 기 설정된 소정 기준값이상인지 판단한다. 상기 기준값은 예를 들어 과거 소정시간기간 (1주 또는 1달)동안의 모든전력요금들(즉, 모든 단위시간당 전력요금들)의 평균값이 될 수 있다. 다른 한편으로, 상기 기준값은 과거 소정시간동안의 해당 단위시간당 전력요금들의 평균값이 될 수도 있다. 따라서, 현재 전력요금이 상기 기준값이상이면, 현재의 전력요금은 상대적으로 비싸다는 것을 의미하며, 현재 전력요금이 상기 기준값미만이면, 현재의 전력요금이 상대적으로 싸다는 것을 의미할 수 있다.

만일, 상기 판단단계(S2)에서 현재 전력요금이 소정 기준값미만이면, 앞서 설명된 바와 같이, 상기 스마트제어장치(40)는 현재 전력요금이 상대적으로 비싸지 않다고 판단한다. 따라서, 상기 스마트제어장치(40)는 현재 수행중인 공기조화기의 작동을 계속적으로 유지한다. 또한, 이와 같이 공기조화기의 작동이 유지되는 동안, 앞서 설명된 인식단계(S1) 및 판단단계(S2)는 계속적으로 반복된다.

한편, 만일 상기 판단단계(S2)에서 현재 전력요금이 소정기준값이상이면, 상기 스마트제어장치(40)는 현재 전력요금이 상대적으로 비싸다고 판단한다. 따라서, 상기 공기조화기(100)는 저전력 사용장치에 상기 보조전원에서 발생한 전력을 공급한다(S4).

전력요금이 상대적으로 높은 시간구간동안 전력요금을 낮추기 위해서는 기본적으로 전력사용이 억제되거나 감소되어야 한다. 이러한 전력사용의 억제나 감소는 공기조화기의 성능을 부분적으로 감소시키거나 일부 작동을 제한함으로써 달성될 수 있다. 그러나, 공기조화기의 동일한 성능을 계속적으로 유지하면서 최적의 제어를 통해 전력사용을 억제하는 것이 가장 바람직하다. 이러한 이유로, 상기 공급단계(S4)에서 상기 스마트제어장치(40)는 전력요금이 높은 시간구간동안 기본적으로 외부에서 공급되는 전력, 예를 들어 전력회사(50)에 공급되는 전력과 함께 보조전원(60)의 전력을 공기조화기(40)에 공급한다.

이미 앞서 설명된 바와 같이, 상기 외부전력, 즉 전력회사(50)에서 공급되는 전력은 유료이며, 이의 가격은 계속 변동될 수 있다. 반면, 보조전원(60)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 태양광 및 풍력 발전시설과 같은 자가발전시설(61)이나, 또한 가정이나 차량에 비치되는 연료전지(62)도 될 수 있다. 또한, 상기 보조전원(60)은 상기 자가발전시설(61)에서 생산된 전력을 저장할 수 있는 축전지, 즉 축전장치(63)도 포함할 수 있다. 따라서, 이러한 보조전원(60)의 전력은 실질적으로 무료이다. 따라서, 이러한 보조전원(60)의 전력을 공급함으로써 유료인 전력의 사용은 실제적으로 감소되는 효과를 가져온다.

그럼에도 불구하고, 자가 발전시설(61)은 재생에너지를 이용하므로 발전량이 일정하지 않다. 또한, 상기 축전장치(63)나 연료전지(62)가 저장할 수 있는 전력량은 적다. 즉, 상기 보조전원(60)을 이용한 전력공급은 제한적이다. 이러한 이유로, 많은 전력을 요구하는 압축기(107)를 포함하여 공기조화기(100) 모든 구성요소들에 상기 보조전원(60)의 전력을 공급하는 것은 공기조화기의 작동을 불안정하게 할 수 있다. 따라서, 상기 공급단계(S4)에서 상기 보조전원(60)의 전력은 저전력사용장치에 먼저 제공된다. 또한, 같은 이유로, 상기 공급단계(S4)에 앞서서, 상기 스마트제어장치(40)는 상기 보조전원(60)에 충분한 전력이 있는지 먼저 판단한다(S3). 보다 상세하게는, 상기 스마트제어장치(40)는 앞서 판단단계(S2)에서 소정기준값이상인 것으로 판단된 현재의 전력요금이 적용되는 시간구간동안, 상기 보조전원(60)에 저장되거나 생산되는 전력이 상기 저전력사용장치를 작동시킬 수 있는지를 판단한다. 상기 판단단계(S3)에서, 상기 보조전원(60)이 충분한 전력공급능력을 갖는 것으로 판단되면, 앞서 설명된 바와 같은 공급단계(S4)에 따라 저전력 공급장치에 전력이 공급된다. 한편, 상기 보조전원(60)을 충분한 전력공급능력을 갖지 못한다고 판단되면, 상기 공기조화기, 즉 스마트제어장치(40)는 상기 공급단계(S4)를 수행하지 않으며, 전력요금이 높은 시간구간동안 전력사용을 감소시킬 수 있는 다른 제어방법을 수행시키게 된다. 이러한 판단단계(S3)는 보조전원(60)을 사용함으로써 발생될 수 있는 공기조화기의 불안정안 작동을 미리 예방할 수 있다.

상기 저전력 사용장치는 기본적으로 상기 저전력 사용장치는 요구되는 전력이 소정기준보다 적은 장치이다. 보다 상세하게는, 공기조화기에서 압축기(107)가 가장 많은 전력을 요구하며 안정적으로 작동될 필요가 있으므로, 상기 저전력 사용장치는 요구되는 전력이 공기조화기의 압축기의 요구전력보다 적은 장치가 된다. 예를 들어, 상기 저전력 사용장치는 디스플레이장치, 즉 표시부(106), 알람장치, 감지장치(105,142), 팬들(111,112)를 포함할 수 있다.

한편, 상기 판단단계(S2)에서 현재 전력요금이 소정 기준값미만이면, 현재 전력요금이 상대적으로 싸다고 간주될 수 있다. 따라서, 전력요금이 높은 시간기간동안 사용하기 위해 상기 스마트제어장치(40)는 상기 보조전원(60)의 축전장치(63)에 전력을 저장할 수 있다(S5).

앞서 설명된 바와 같이, 상기 제어방법에서 전력요금이 높은 시간기간동안 보조전원이 유료인 외부전력을 부분적으로 대체하므로, 유료전력사용이 크게 감소될 수 있다. 보조전원의 사용은 또한 저전력 사용장치에 제한되므로, 보조전원이 사용되는 동안에도 공기조화기는 안정적으로 작동할 수 있다. 또한, 실질적으로 동일한 전력이 계속 공기조화기에 공급되므로 공기조화기는 보조전원이 사용되는 동안 동일한 성능을 계속적으로 유지한다. 결과적으로 어떠한 성능의 저하나 작동의 불안정 없이 절력요금은 절약되며, 에너지 효율은 크게 증가된다.

앞서 설명된 바와 같이, 전력사용의 억제나 감소는 보조전원의 사용과 같은 최적의 제어를 통해 평상시와 동일한 성능을 유지하면서 달성될 수 있음에도 불구하고, 현저하게 전력사용을 감소시키기 위해서는 공기조화기의 성능의 부분적 감소 또는 일부작동의 제한이 보다 효과적이고 근본적일 수 있다. 따라서, 앞서 설명된 도 6에 설명된 보조전원의 공급단계(S4)에 추가적으로, 보다 큰 전력사용의 감소를 위해 감소된 성능 및 제한된 작동에 기초한 제어방법이 도 7에 도시된 바와 같이 고려될 수 있다.

한편, 실내공간의 공기조화상태는 사람에 의해 직접적으로 감지되므로, 공기조화를 위한 제어는 실제적으로 공기조화되는 실내공간내의 사람을 고려하여야 한다. 이러한 고려는 전력사용 감소를 위해 공기조화기의 성능을 감소시키거나 작동을 제한할 때 특히 중요하다. 따라서, 다음의 제어방법에서는 실제 실내공간내의 사람의 수가 인식되며 인식된 사람수에 기초한 제어가 수행된다. 또한, 이와 같은 사람수에 따른 제어방법은 상기 공급단계(S4)와 함께 수행될 수 있으며, 다른 한편, 상기 공급단계(S4)없이도 독립적으로 수행될 수 있다. 즉, 상기 충분한 보조전원의 판단단계(S3)에서 보조전원이 충분한 전력공급능력을 갖는 것으로 판단되면, 상기 공급단계(S4)에 추가적으로 도 7에 따른 사람수에 따른 제어방법이 수행될 수 있으며, 보조전원이 충분한 공급능력을 갖지 못한 것으로 판단되면, 바로 아래에 설명될 사람주에 따른 제어방법이 수행될 수 있다.

도 7을 참조하면, 만일 상기 판단단계(S2)에서 현재 전력요금이 소정기준값이상이면, 상기 스마트제어장치(40)는 현재 전력요금이 상대적으로 비싸다고 판단한다. 따라서, 상기 공기조화기(100)는 공기조화를 필요로 하는 각각의 실내공간내에 존재하는 사람의 수를 인식한다(S6).

먼저 상기 인식단계(S6)에서, 먼저 사용자는 공기조화기에 직접 해당 실내공간내에 있는 사람수를 입력할 수 있다. 이러한 입력은 공기조화기에 제공된 입력부(103), 즉 컨트롤 패널을 이용하여 수행될 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 판단단계(S2)에서 현재 전력요금이 기준값이상이라고 판단되면, 상기 스마트제어장치(40)는 상기 표시부(106)를 통해 문자 및 소리를 이용하여 공기조화가 요구되는 실내공간내의 사람수를 입력해줄 것을 사용자에게 요청할 수 있다. 사용자가 실내공간내에 있는 사람의 수를 직접 공기조화기에 입력하면, 공기조화기의 스마트제어장치(40)는 이를 후속제어를 위한 사람의 수로서 인식하게 된다. 다른 한편, 상기 스마트 제어장치(40)는 적어도 하나의 실내공간이 공기조화되기 시작할 때, 해당 실내공간내의 사람수를 입력해줄 것을 사용자에게 요청할 수 있다.

또한, 상기 인식단계(S6)에서, 상기 스마트제어장치(40)는 사람의 수를 감지할 수 있는 보조센서부(142)를 이용하여 상기 실내공간내의 사람수를 자동적으로 감지 및 판단할 수 있다. 이러한 보조센서부(142)는 적외선 센서, 열원센서 또는 카메라로 이루어질 수 있으며, 사람을 감지할 수 있는 다른 모든 센서들도 이러한 보조 센서부(142)에 적용가능하다. 보다 상세하게는, 적외선 센서는 상기 실내공간내에 있는 사람들의 운동량을 감지할 수 있으며, 이러한 운동량에 기초하여 사람 수를 판단할 수 있다. 열원센서는 실내공간내의 열원의 수를 감지할 수 있으며, 이렇게 감지된 열원의 수에 기초하여 사람수를 판단할 수 있다. 또한, 상기 카메라는 CCD(Charge-Coupled Device) 카메라로 이루어질 수 있다. 상기 카메라는 실내공간내의 사람들의 이미지를 얻으며, 얻어진 이미지를 분석하여 사람수를 판단할 수 있다.

이와 같은 인식단계(S6)의 세부적인 과정들을 통해, 상기 공기조화기의 스마트 제어장치(40)는 공기조화를 요구하는 실내공간내의 실제 사람의 수를 정확하게 인식할 수 있다.

상기 인식단계(S6) 완료후, 상기 공기조화기(100)는 각각의 실내공간에 대하여 인식된 사람수가 소정기준값 이상인지 판단한다(S7). 일반적으로 복수개의 실내공간들중 어느 하나에 사람이 3명 이상 있는 경우, 그와 같은 실내공간은 많은 수의 사람을 수용하고 있으며, 공기조화를 다른 실내공간들에 우선하여 (prior to) 필요로 하는 것으로 간주될 수 있다. 이러한 이유로, 상기 판단단계(S7)에서 기준값은 3명으로 설정된다.

따라서, 판단단계(S7)에서, 어느 하나의 실내공간에서 인식된 사람수가 소정값이상이면, 그와 같은 실내공간은 다른 실내공간보다 우선적으로 목표한 온도(기설정된 온도)에 도달하도록 공기조화된다. 즉, 냉방의 경우, 그와 같은 실내공간은 목표온도에 도달하도록 실내기(140)로부터 차가운 공기를 공급받으며, 난방의 경우, 그와 같은 실내공간은 목표온도에 도달하도록 실내기(140)로부터 뜨거운 공기를 공급받는다. 한편, 공기조화기의 여러 구성요소들중 압축기(107)는 이의 작동 및 제어에 많은 전력을 요구하는 반면, 상기 제 2 팬(112)은 상대적으로 적은 전력을 소비한다. 또한, 상기 제 2 팬(112)들은 실내공간들에 있는 실내기들(140)에 각각 제공되므로, 각각의 실내공간의 공기조화 작동을 개별적으로 제어하는 데 있어서 상기 제 2 팬(112)를 사용하는 것이 유리하다. 이러한 이유로, 상기 판단단계(S7)에서, 소정 실내공간내에서 인식된 사람수가 소정값이상이면, 그와 같은 실내공간이 목표한 온도에 단시간내에 도달하도록 상기 스마트제어장치(40)은 실내기(140)의 제 2 팬(112)를 이용하여 상기 실내공간에 공급되는 풍량을 조절한다. 이러한 풍량은 상기 제 2 팬(112)의 회전속도를 제어함으로서 조절될 수 있다. 즉, 상기 제 2 팬(112)를 빠른 속도로 회전시키면 많은 풍량이 실내공간에 공급되며, 상기 제 2 팬(112)를 낮은 속도로 회전시키면 상대적으로 적은 풍량이 실내공간에 공급된다. 따라서, 상기 풍량조절에 있어서, 상기 풍량을 증가시키면, 상기 실내기(140)로부터 더 많은 찬공기 또는 따뜻한 공기가 공급되어, 빨리 목표한 온도에 도달할 수 있다. 이와 같이 풍량을 증가시키기 위하여 공기조화기가 아직 작동하기 전인 경우에는 작동의 시작과 함께 상기 실내기(140)는 최초에 설정된 풍량보다 많은 풍량을 공급할 수 있으며, 공기조화기가 작동중인 경우에는 상기 실내기(140)는 현재 공급중인 풍량보다 많은 풍량을 공급할 수 있다. 반면, 어느 하나의 실내공간에서 상기 인식된 사람수가 소정값미만이면, 상기 스마트 제어장치(40)는 그와 같은 실내공간에 상대적으로 적은 풍량을 공급하게 된다.

한편, 인식된 사람수에 따라 보다 정확하게 풍량을 제어하기 위해, 공기조화기의 실내기(140)에서 제공되는 풍량은 "강풍"(번역시 "많은 풍량"으로 번역하는 것을 고려), "중풍"(중간풍량) 및 "약풍"(적은 풍량)으로 구분될 수 있다. 상기 강풍은 상기 중간풍량보다 더 많은 풍량을 나타내며, 상기 중풍은 상기 약풍보다 더 많은 풍량을 나타낸다. 즉, 상기 공기조화기의 실내기(140)는 단계적으로(점차적으로) 증가되는 3가지 레벨들에 해당하는 풍량들을 선택적으로 실내공간에 공급할 수 있다.

따라서, 상기 판단단계(S7)에서 어느 하나의 실내공간에서 인식된 사람수가 소정값이상이면, 상기 실내기(40)는 상기 설정된 풍량들중 강풍에 따른 풍량을 그와 같은 실내공간내에 제공할 수 있다(S9). 한편, 상기 판단단계(S7)에서 인식된 사람수가 소정값미만이면, 상기 실내기(40)는 상기 설정된 풍량들중 중풍 또는 약풍에 따른 풍량을 그와 같은 실내공간내에 제공할 수 있다(S10, S11). 이와 같은 구분된 풍량들로 인해, 인식된 사람수에 따라 보다 정확하게 풍량이 제어될 수 있으므로, 이는 소정값 이상의 사람을 수용된 실내공간을 다른 실내공간들에 우선적으로 목표온도에 도달하도록 공기조화하는데 있어서 유리하다.

여기서, 상기 중풍은 중간에 위치된 값이므로 상기 기설정된 풍량들에 있어서 일종의 기준풍량이 될 수 있다. 따라서, 앞서 설명된 바와 같이, 인식된 사람수가 소정 기준값 이상이면, 강풍이 공급되며, 이는 소정의 기준풍량보다 크게 상기 공기조화기의 실내기로부터 제공되는 풍량을 증가시키는 단계에 해당한다. 또한, 상기 인식된 사람수가 소정 기준값미만이면, 중풍 또는 약풍이 공급되며, 이는 소정의 기준풍량을 유지하거나 상기 소정의 기준풍량보다 작아지게 상기 실내기로부터 제공되는 풍량을 감소시키는 단계에 해당한다.

더 나아가, 상기 사람수 인식단계 및 판단단계(S6,S7)이후에, 상기 공기조화기는 각각의 실내공간에 설정된 목표온도 및 각각의 실내공간에서 측정된 현재온도차이가 소정값이상인지를 판단할 수 있다.(S8) 상기 판단단계(S8)에 있어서, 상기 센서부(105)에서 각각의 실내공간의 온도를 먼저 감지하며, 상기 각각의 실내공간의 목표온도 및 현재 온도의 차이(이하 "온도차")를 계산한다. 이후 상기 스마트제어장치(40)는 상기 온도차를 기준값과 비교한다. 상기 온도차는 실제 해당 실내공간의 공기조화가 진행된 정도를 나타낼 수 있다. 즉, 상기 온도차가 크면 이는 실내공간이 공기조화 되지 않았으며, 더 많은 공기조화를 필요로 한다는 것을 의미한다. 반면, 상기 온도차가 작으면, 이는 실내공간이 목표한 온도까지 거의 공기조화되었다는 것을 의미한다. 이러한 공기조화의 정도와 관련하여, 5℃의 온도차가 임계적 의미를 가지며, 이에 따라 상기 기준값은 5℃로 설정된다.

보다 상세하게는, 상기 판단단계들(S7,S8)에서 인식된 사람수가 소정값이상이고 상기 온도차가 소정값이상이면, 해당 실내공간이 많은 수의 사람을 수용하고 있으며, 아직까지 충분하게 공기조화되지 않았다는 것을 의미한다. 따라서, 상기 스마트제어장치(40)는 목표한 온도에 단기간내에 도달되도록 실내기로부터 제공되는 풍량을 증가시킨다. 실제적으로, 이러한 경우 상기 실내기(140)는 상기 설정된 풍량들중 강풍에 따른 풍량을 상기 실내공간내에 공급한다(S9).

또한, 상기 판단단계들(S7,S8)에서 인식된 사람수가 소정값이상이고 상기 온도차가 소정값미만이면, 해당 실내공간이 많은 수의 사람을 수용하고 있으나 설정된 목표온도까지 거의 공기조화된 것을 의미한다. 또한, 인식된 사람수가 소정값미만이고 상기 목표온도 및 현재온도의 차이가 소정값이상이면, 해당 실내공간이 적은 수의 사람을 수용하고 있으나 아직까지 충분하게 공기조화되지 않았다는 것을 의미한다. 따라서, 이러한 경우들에 있어서, 사람수 및 공기조화정도 둘다를 고려한 균형된 제어를 위해, 상기 실내기(140)는 상기 설정된 풍량들중 중풍에 따른 풍량을 해당 실내공간내에 공급한다(S10).

끝으로, 상기 판단단계들(S7,S8)에서 인식된 사람수가 소정값미만이고 상기 목표온도 및 현재온도의 차이가 소정값미만이면, 이는 해당 실내공간이 적은 수의 사람을 수용하고 있으며, 설정된 목표온도까지 거의 공기조화된 것을 의미한다. 따라서, 이러한 경우, 상기 실내기(40)는 상기 설정된 풍량들중 약풍에 따른 풍량을 상기 실내공간내에 공급한다(S11).

앞서 설명된 바와 같이, 온도차, 즉 공기조화의 정도를 추가적으로 고려함으로써 우선적으로 공기조화될 실내공간이 보다 정확하게 선정될 수 있으며, 이러한 선정된 실내공간이 다른 실내공간들에 우선하여 공기조화되도록 풍량이 적절하게 조절될 수 있다.

마찬가지로, 상기 중풍은 중간에 위치된 값이므로 상기 기설정된 풍량들에 있어서 일종의 기준풍량이 될 수 있다. 따라서, 앞서 설명된 바와 같이, 인식된 사람수가 소정값이상이고 상기 온도차가 소정값이상이면, 강풍이 공급되며, 이는 소정의 기준풍량보다 크게 상기 공기조화기의 실내기로부터 제공되는 풍량을 증가시키는 단계에 해당한다. 또한, 인식된 사람수가 소정값이상이고 상기 온도차가 소정값미만인 경우, 다른 한편 인식된 사람수가 소정값미만이고 상기 목표온도 및 현재온도의 차이가 소정값이상인 경우에는 중풍이 공급되며 이는 소정의 기준풍량을 유지하는 단계에 해당한다. 끝으로, 인식된 사람수가 소정값미만이고 상기 목표온도 및 현재온도의 차이가 소정값미만이면, 약풍이 공급되므로 이는 상기 소정의 기준풍량보다 작아지게 상기 실내기로부터 제공되는 풍량을 감소시키는 단계에 해당한다.

한편, 상기 인식단계(S6)에서 사람이 없는 것으로 인식되면, 전력낭비를 막기 위하여 상기 스마트제어장치(40)는 해당 실내공간의 공기조화 작동을 중단시킬 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 도 7에 따른 제어방법은 인식된 사람수에 기초하여 상기 실내공간으로 공급되는 풍량을 제어함으로써 상기 실내공간의 공기조화를 제어한다. 보다 상세하게는, 소정값 이상의 사람을 수용된 실내공간이 다른 실내공간들에 우선적으로 목표온도에 도달하도록 풍량의 조절에 의해 공기조화된다. 또한, 사람수에 추가적으로 공기조화의 정도를 고려함으로써 공기조화기는 보다 정확하게 우선적으로 공기조화될 실내공간을 선정할 수 있다. 상기 도 7에 따른 제어에서, 우선적으로 공기조화되도록 선정된 실내공간에는 많은 풍량이 제공되며, 다른 실내공간들에는 상대적으로 적은 풍량이 제공된다. 이와 같은 풍량의 제어에 의해, 전력요금이 높은 시간구간동안 전력사용은 크게 감소될 수 있는 반면, 사용자는 공기조화성능을 거의 인식하지 못한다. 따라서, 사용자에 큰 불편을 발생시키지 않으면서도 전력요금은 절약되며, 에너지 효율을 크게 증가된다. 더 나아가, 도 6에 따른 보조전원 공급단계와 함께 수행되는 경우, 도 7의 제어방법은 전력사용은 보다 크게 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 전력요금의 절약도 보다 현저해진다.

10: 전력관리네트워크 20: 스마트미터
30: 에너지관리장치 40: 스마트제어장치
50: 전력회사 60: 보조전원
100: 공기조화기

Claims (12)

1. 전력회사에 의해 운영되는 발전소 또는 급전소로부터 공급되는 현재 단위시간당 전력요금이 소정기준값 이상인지 판단하는 단계;
   현재 단위시간당 전력요금이 소정기준값 이상으로 판단되는 경우, 저전력사용장치에 보조전원의 전력을 공급하는 단계;
   현재 단위시간당 전력요금이 소정기준값 이상이면, 소정기준값 이상으로 단위시간당 전력요금이 적용되는 시간구간 동안에 상기 보조전원에 저장된 전력이 상기 저전력사용장치를 작동시키기에 충분한지 여부가 제어장치에 의해 판단되는 단계;
   상기 보조전원의 전력이 상기 시간구간동안 상기 저전력사용장치를 작동시키기에 충분하지 않다고 판단되는 경우, 실내공간 내에 존재하는 사람의 수를 인식하는 단계; 및
   현재 단위시간당 전력요금이 소정기준값 미만인 경우, 상기 보조전원의 축전장치에 전력을 저장하는 단계를 포함하고,
   상기 저전력사용장치는 요구되는 전력이 소정기준보다 적은 장치이며,
   실내공간 내에 존재하는 사람의 수 및 목표온도와 현재온도 사이의 온도차에 기초하여 실내기의 풍량이 강풍, 중풍 및 약풍 중 하나로 제어장치에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 공기조화기 제어방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 저전력사용장치는 요구되는 전력이 공기조화기에 구비되는 압축기의 요구전력보다 적은 장치인 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 저전력사용장치는 디스플레이장치, 알람장치, 감지장치 및 팬들을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 보조전원의 사용은 상기 압축기를 제외한 상기 저전력사용장치로 제한되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
5. 삭제
6. 삭제
7. 컴프레서, 실외열교환기를 포함하는 실외기;
   공기조화를 요구하는 실내공간을 가열하거나 냉각하도록 상기 실외기에 연결되는 실내기;
   실내공간의 온도를 감지하는 제1센서부와 실내공간 내에 존재하는 사람의 수를 감지하는 제2센서부; 및
   현재 단위시간당 전력요금이 소정 기준값이상인 것으로 판단되는 경우 저전력사용장치에 보조전원의 전력을 공급하고, 현재 단위시간당 전력요금이 소정기준값 미만인 것으로 판단되는 경우 보조전원의 축전장치에 전력을 저장시키는 제어장치를 포함하고,
   상기 저전력사용장치는 요구되는 전력이 소정기준보다 적은 장치이며,
   현재 단위시간당 전력요금이 소정 기준값 이상이면, 소정기준값 이상으로 단위시간당 전력요금이 적용되는 시간구간 동안에 상기 보조전원에 저장된 전력이 상기 저전력사용장치를 작동시키기에 충분한지 여부가 제어장치에 의해 판단되고,
   상기 보조전원의 전력이 상기 시간구간동안 상기 저전력사용장치를 작동시키기에 충분하지 않다고 판단되는 경우, 상기 제어장치는 상기 보조전원의 상기 저전력사용장치에 대한 전력의 공급 없이, 실내공간 내에 존재하는 사람의 수 및 목표온도와 실내공간의 현재온도 사이의 온도차에 기초하여 실내기의 풍량을 강풍, 중풍 및 약풍 중 하나로 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
8. 제7항에 있어서,
   상기 저전력사용장치는 요구되는 전력이 공기조화기에 구비되는 압축기의 요구전력보다 적은 장치인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 저전력사용장치는 디스플레이장치, 알람장치, 감지장치 및 팬들을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 보조전원의 사용은 상기 압축기를 제외한 상기 저전력사용장치로 제한되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
11. 삭제
12. 삭제

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