KR101937695B1 - 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

온도값 수신부가, 냉난방기가 실내에 공급하는 공기의 온도값인 공급 온도값, 실내 공기의 온도값인 실내 온도값 및 냉난방기에 포함된 냉열원 코일의 온도값인 코일 온도값 각각을 미리 설치된 복수의 온도 센서로부터 기설정된 시간 구간 별로 수신하는 단계, 동작 판단부가, 공급 온도값 및 실내 온도값의 차이에 기초하여 냉난방기의 동작 여부를 기설정된 시간 구간 별로 판단하는 단계 및 에너지 교환량 산출부가, 실내 온도값 및 코일 온도값의 차이에 기초하여 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 단계를 포함하는, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.

Description

냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CALCULATING ENERGY EXCHANGE AMOUNT OF AIR TEMPERATURE CONTROL UNIT}
본 발명은 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하기 위한 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 이를 위한 장치에 관한 것이다.
냉난방기는 건물의 실내 온도를 조절하기 위한 장치로, 그 예시로 냉방기, 난방기, 복합 냉난방기 등이 현재 널리 시판되고 있으며, 냉방기는 에어컨 등을 비롯하여 여름에 실내 공기의 온도를 낮추기 위한 장치를 의미하고, 난방기는 온풍기 등을 비롯하여 겨울에 실내 공기의 온도를 높이기 위한 장치를 의미할 수 있으며, 복합 냉난방기는 하나의 장치로 여름에는 냉방 겨울에는 온방을 할 수 있는 장치를 의미할 수 있다.
이러한 냉난방기에 의한 에너지 교환량을 산출하는 것은 건물 내부에 위치하는 사용자들에게 쾌적한 생활 환경을 제공하고, 건물 자체의 에너지 효율을 산출하기 위해 필요하다.
그러나 종래에는, 이러한 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하기 위해서 초음파 센서를 비롯한 각종 센서들을 동시에 활용하여 실제 냉난방기가 공급하거나 제거하는 에너지량을 직접 측정하는 방식을 활용하기 때문에 고가의 장비가 필요한 문제가 있다.
한국 공개특허공보 제10-2010-0034515호(2010.04.01.)
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 미리 설치된 복수의 온도 센서로부터 공급 온도값, 실내 온도값 및 코일 온도값을 수집하고, 수집된 온도값에 기초하여 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하기 위함이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법은 온도값 수신부가, 냉난방기가 실내에 공급하는 공기의 온도값인 공급 온도값, 실내 공기의 온도값인 실내 온도값 및 냉난방기에 포함된 냉열원 코일의 온도값인 코일 온도값 각각을 미리 설치된 복수의 온도 센서로부터 기설정된 시간 구간 별로 수신하는 단계, 동작 판단부가, 공급 온도값 및 실내 온도값의 차이에 기초하여 냉난방기의 동작 여부를 기설정된 시간 구간 별로 판단하는 단계 및 에너지 교환량 산출부가, 실내 온도값 및 코일 온도값의 차이에 기초하여 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따라, 냉난방기의 동작 여부를 기설정된 시간 구간 별로 판단하는 단계는, 공급 온도값 및 실내 온도값의 차이값인 공급-실내 온도 차이값을 기설정된 시간 구간 별로 산출하는 단계 및 공급-실내 온도 차이값이 미리 설정된 동작 임계값보다 큰 시간 구간을 냉난방기가 동작하는 시간 구간으로 판단하는 단계를 포함한다.
예를 들어, 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 단계는, 실내 온도값 및 코일 온도값의 차이값인 실내-코일 온도 차이값을 기설정된 시간 구간 별로 산출하는 단계, 실내-코일 온도 차이값을 미리 저장된 에너지 교환 성능 저하율 테이블에 매칭하여, 실내-코일 온도 차이값에 대응되는 에너지 교환 성능 저하 계수를 기설정된 시간 구간 별로 선택하는 단계 및 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 구간 에너지 교환 용량에 에너지 교환 성능 저하 계수를 곱하여 냉난방기가 동작하는 시간 구간 별로 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따라, 에너지 교환 성능 저하 계수는, 실내-코일 온도 차이값이 감소할수록 선형적 또는 비선형적으로 함께 감소하는 비례 계수이다.
예를 들어, 구간 에너지 교환 용량은, 냉난방기의 시간당 에너지 교환 용량을 나타내는 정격 용량과 기설정된 시간 구간의 비율에 기초하여 산출된다.
예를 들어, 에너지 교환량 산출부가, 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 냉난방기의 에너지 교환량을 일 단위로 합산하여 냉난방기의 일일 에너지 교환량을 산출하는 단계를 더 포함한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기의 에너지 교환량 산출 장치는, 냉난방기가 실내에 공급하는 공기의 온도값인 공급 온도값, 실내 공기의 온도값인 실내 온도값 및 냉난방기에 포함된 냉열원 코일의 온도값인 코일 온도값 각각을 미리 설치된 복수의 온도 센서로부터 기설정된 시간 구간 별로 수신하는 온도값 수신부, 공급 온도값 및 실내 온도값의 차이에 기초하여 냉난방기의 동작 여부를 기설정된 시간 구간 별로 판단하는 동작 판단부 및 실내 온도값 및 코일 온도값의 차이에 기초하여 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 에너지 교환량 산출부를 포함한다.
예컨대, 동작 판단부는, 공급 온도값 및 실내 온도값의 차이값인 공급-실내 온도 차이값을 기설정된 시간 구간 별로 산출하고, 공급-실내 온도 차이값이 미리 설정된 동작 임계값보다 큰 시간 구간을 냉난방기가 동작하는 시간 구간으로 판단한다.
예를 들어, 에너지 교환량 산출부는, 실내 온도값 및 코일 온도값의 차이값인 실내-코일 온도 차이값을 기설정된 시간 구간 별로 산출하고, 실내-코일 온도 차이값을 미리 저장된 에너지 교환 성능 저하율 테이블에 매칭하여, 실내-코일 온도 차이값에 대응되는 에너지 교환 성능 저하 계수를 기설정된 시간 구간 별로 선택하고, 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 구간 에너지 교환 용량에 에너지 교환 성능 저하 계수를 곱하여 냉난방기가 동작하는 시간 구간 별로 냉난방기의 에너지 교환량을 산출한다.
일 실시예에 따라, 에너지 교환 성능 저하 계수는, 실내-코일 온도 차이값이 감소할수록 선형적 또는 비선형적으로 함께 감소하는 비례 계수이다.
예를 들어, 구간 에너지 교환 용량은, 냉난방기의 시간당 에너지 교환 용량을 나타내는 정격 용량과 기설정된 시간 구간의 비율에 기초하여 산출된다.
일 실시예에 따라, 에너지 교환량 산출부는, 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 냉난방기의 에너지 교환량을 일 단위로 합산하여 냉난방기의 일일 에너지 교환량을 산출한다.
본 발명에 의하면, 미리 설치된 복수의 온도 센서로부터 공급 온도값, 실내 온도값 및 코일 온도값을 수집하고, 수집된 온도값에 기초하여 냉난방기의 에너지 교환량을 산출할 수 있기 때문에, 고가의 센서 장비들을 활용하지 않고도 냉난방기의 에너지 교환량을 간접적으로 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 장치가 활용되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법에서 냉난방기의 동작 여부를 판단하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법에서 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 장치에서 냉난방기가 난방기인 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 장치에서 냉난방기가 냉방기인 경우를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 아래와 같다.
먼저 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기(10) 에너지 교환량 산출 장치(100)가 동작하기 위한 환경 및 그 활용 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 장치가 활용되는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
냉난방기(10)는 냉열원 코일(11)을 포함할 수 있으며, 냉난방기(10)에는 제1 온도 센서(1), 제2 온도 센서(2) 및 제3 온도 센서(3)가 미리 배치될 수 있다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 장치(100)는 사용자 단말기(20)에 포함되어, 제1 온도 센서(1), 제2 온도 센서(2) 및 제3 온도 센서(3) 각각이 측정한 온도값을 수신할 수 있다.
냉난방기(10)는 에어컨(Air Conditioner)을 비롯한 각종 냉방기, 온풍기를 비롯한 각종 난방기, 냉방 및 난방 기능을 동시에 수행할 수 있는 복합 냉난방기를 비롯하여 공기의 온도를 조절하기 위한 각종 장치를 의미할 수 있으며, 본 발명은 특정 냉난방기(10)의 실시예로 한정되지 않는다.
즉, 본 발명에서 냉난방기(10)는 냉방 및 난방의 기능을 모두 수행할 수 있는 복합 냉난방기뿐만 아니라 실내에서 에너지를 제거하여 냉방의 기능만을 수행하는 냉방기, 실내에 에너지를 공급하여 난방의 기능만을 수행하는 난방기를 모두 포함하는 실내 온도를 조절하기 위한 각종 장치를 모두 의미하는 것으로 정의한다.
냉열원 코일(11)은 냉난방기(10)의 일부 구성으로 냉난방기(10)가 냉방 또는 난방 기능 수행하기 위하여 유체가 흐르는 관을 의미할 수 있다.
예컨대, 냉난방기(10)가 냉방기이거나 냉방 모드에서 동작하는 경우 냉열원 코일(11)에는 냉매를 비롯한 저온의 유체가 흐를 수 있으며, 냉난방기(10)가 난방기이거나 난방 모드에서 동작하는 경우 냉열원 코일(11)에는 뜨거운 물을 비롯한 고온의 유체가 흐를 수 있다.
이때, 냉난방기(10) 내부의 팬(미도시)은 냉열원 코일(11)의 방향으로 송풍할 수 있으며, 송풍된 공기는 냉열원 코일(11)을 지나며 온도가 올라가거나 내려간 상태로 송풍구를 통해 실내에 공급되게 된다.
제1 온도 센서(1)는 냉난방기(10)가 실내에 공급하는 공기의 온도값인 공급 온도값(T2)을 측정하고 측정한 공급 온도값(T2)을 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 장치(100)로 전송할 수 있다.
이때, 도면 상에는 제1 온도 센서(1)가 냉난방기(10)의 송풍구에 배치된 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 제1 온도 센서(1)는 송풍구 외에도 냉난방기(10)가 실내에 공급하는 공기의 온도값인 공급 온도값(T2)을 측정하기 위한 각종 위치에 배치될 수 있다.
제2 온도 센서(2)는 실내 공기의 온도값인 실내 온도값(T1)을 측정하고, 측정한 실내 온도값(T1)을 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 장치(100)로 전송할 수 있다.
이때, 도면 상에는 제2 온도 센서(2)가 냉난방기(10)의 본체 외부에 배치된 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 제2 온도 센서(2)는 냉난방기(10)의 본체 외부 외에도 실내 공기의 온도값인 실내 온도값(T1)을 측정하기 위한 각종 위치에 배치될 수 있다.
제3 온도 센서(3)는 냉난방기(10)에 포함된 냉열원 코일(11)의 온도값인 코일 온도값(T3)을 측정하고, 측정한 코일 온도값(T3)을 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 장치(100)로 전송할 수 있다.
이때, 도면 상에는 제3 온도 센서(3)가 냉열원 코일(11)에 직접 배치된 것으로 도시되었으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로 제3 온도 센서(3)는 냉열원 코일(11)에 직접 배치되는 외에도, 냉열원 코일(11)과 일정거리 이격하여 배치될 수도 있으며, 냉열원 코일(11)의 온도값이 코일 온도값(T3)을 측정하기 위한 각종 위치에 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 장치(100)는 사용자 단말기(20)에 포함될 수 있다.
예컨대, 사용자 단말기(20)는 클라우드 서버, 스마트 폰, 스마트 패드, PDA를 비롯하여 일반 사용자들에게 널리 보급되어 활용되며, 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zignee), 와이파이(WIFI)를 비롯한 각종 통신 기능을 제공하는 각종 단말기를 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 사용자 단말기(20)는 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 장치(100)를 위해 별도로 제작된 단말기를 의미할 수도 있으며, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 장치(100)는 특정 사용자 단말기(20)에 포함되는 것으로 한정되지 않는다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 장치(100)는 클라우드서버(Cloud Server), 블루투스(Bluetooth), 지그비(Zignee), 와이파이(WIFI)를 비롯한 각종 통신 기능을 활용하여, 제1 온도 센서(1), 제2 온도 센서(2) 및 제3 온도 센서(3)와 통신할 수 있으며, 본 발명은 특정 통신 방법으로 한정되지 않는다.
이제 도 2를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 장치(100)를 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 장치(100)는 온도값 수신부(110), 동작 판단부(120) 및 에너지 교환량 산출부(130)를 포함한다.
온도값 수신부(110)는 냉난방기(10)가 실내에 공급하는 공기의 온도값인 공급 온도값(T2), 실내 공기의 온도값인 실내 온도값(T1) 및 냉난방기(10)에 포함된 냉열원 코일(11)의 온도값인 코일 온도값(T3) 각각을 미리 설치된 복수의 온도 센서(1, 2, 3)로부터 기설정된 시간 구간 별로 수신한다.
예컨대, 복수의 온도 센서(1, 2, 3)는 공급 온도값(T2)을 측정하는 제1 온도 센서(1), 실내 온도값(T1)을 측정하는 제2 온도 센서(2) 및 코일 온도값(T3)을 측정하는 제3 온도 센서(3)를 포함할 수 있으며, 온도값 수신부(110)는 제1 온도 센서(1), 제2 온도 센서(2) 및 제3 온도 센서(3) 각각으로부터 온도값을 수신할 수 있다.
동작 판단부(120)는 공급 온도값(T2) 및 실내 온도값(T1)의 차이에 기초하여 냉난방기(10)의 동작 여부를 기설정된 시간 구간 별로 판단한다.
에너지 교환량 산출부(130)는 실내 온도값(T1) 및 코일 온도값(T3)의 차이에 기초하여 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 냉난방기(10)의 에너지 교환량을 산출한다.
예컨대, 동작 판단부(120)는, 공급 온도값(T2) 및 실내 온도값(T1)의 차이값인 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)을 기설정된 시간 구간 별로 산출하고, 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)이 미리 설정된 동작 임계값보다 큰 시간 구간을 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간으로 판단한다.
에너지 교환량 산출부(130)는, 실내 온도값(T1) 및 코일 온도값(T3)의 차이값인 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)을 기설정된 시간 구간 별로 산출하고, 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)을 미리 저장된 에너지 교환 성능 저하율 테이블에 매칭하여, 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)에 대응되는 에너지 교환 성능 저하 계수를 기설정된 시간 구간 별로 선택하고, 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 구간 에너지 교환 용량에 에너지 교환 성능 저하 계수를 곱하여 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간 별로 냉난방기(10)의 에너지 교환량을 산출한다.
일 실시예에 따라, 에너지 교환 성능 저하 계수는, 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)이 감소할수록 선형적 또는 비선형적으로 함께 감소하는 비례 계수이다.
예컨대, 구간 에너지 교환 용량은, 냉난방기(10)의 시간당 에너지 교환 용량을 나타내는 정격 용량과 기설정된 시간 구간의 비율에 기초하여 산출될 수 있다.
일 실시예에 따라, 에너지 교환량 산출부(130)는, 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 냉난방기(10)의 에너지 교환량을 일 단위로 합산하여 냉난방기(10)의 일일 에너지 교환량을 산출한다.
본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 장치(100)에 대한 보다 구체적인 설명은 이하 도 3 내지 도 7b를 참조하여 후술하도록 하며, 중복되는 설명은 생략한다.
이제 도 3 내지 도 7b를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 방법은 공급 온도값(T2), 실내 온도값(T1) 및 코일 온도값(T3) 각각을 수신하는 단계(S310), 냉난방기(10)의 동작 여부를 판단하는 단계(S320) 및 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 단계(S330)를 포함한다.
S310 단계는 온도값 수신부(110)가, 냉난방기(10)가 실내에 공급하는 공기의 온도값인 공급 온도값(T2), 실내 공기의 온도값인 실내 온도값(T1) 및 냉난방기(10)에 포함된 냉열원 코일(11)의 온도값인 코일 온도값(T3) 각각을 미리 설치된 복수의 온도 센서로부터 기설정된 시간 구간 별로 수신하는 단계를 의미할 수 있다.
예컨대, S310 단계에서 온도값 수신부(110)는 제1 온도 센서(1)로부터 냉난방기(10)가 실내에 공급하는 공기의 온도값인 공급 온도값(T2)을 수신하고, 제2 온도 센서(2)로부터 실내 공기의 온도값인 실내 온도값(T1)을 수신하며, 제3 온도 센서(3)로부터 냉난방기(10)에 포함된 냉열원 코일(11)의 온도값인 코일 온도값(T3)을 기설정된 시간 구간 별로 수신할 수 있다.
일 실시예에 따라, 기설정된 시간 구간이 10분인 경우, S310 단계에서 온도값 수신부(110)는 10분마다 1회씩 공급 온도값(T2), 실내 온도값(T1) 및 코일 온도값(T3)을 수신할 수 있으나, 기설정된 시간 구간이 10분인 경우는 일 실시예로써 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
S320 단계는 동작 판단부(120)가, 공급 온도값(T2) 및 실내 온도값(T1)의 차이에 기초하여 냉난방기(10)의 동작 여부를 기설정된 시간 구간 별로 판단하는 단계를 의미할 수 있다.
이제 도 4를 계속 참조하여, S320 단계를 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법에서 냉난방기의 동작 여부를 판단하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기(10)의 에너지 교환량 산출 방법에서 냉난방기(10)의 동작 여부를 판단하는 단계(S320)는 공급-실내 온도 차이값을 산출하는 단계(S321) 및 공급-실내 온도 차이값이 동작 임계값보다 큰 시간 구간을 냉난방기 동작 시간 구간으로 판단하는 단계(S323)를 포함한다.
S321 단계는 동작 판단부(120)가, 공급 온도값(T2) 및 실내 온도값(T1)의 차이값인 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)을 기설정된 시간 구간 별로 산출하는 단계를 의미할 수 있다.
예컨대 S321 단계에서, 기설정된 시간 구간이 10분인 경우에서 0시 00분에 측정된 공급 온도값(T2)이 15도이고 실내 온도값(T1)이 15도인 경우 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)은 0도이며, 0시 10분에 측정된 공급 온도값(T2)이 20도이고 실내 온도값(T1)이 15도인 경우 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)은 5도이며, 0시 20분에 측정된 공급 온도값(T2)이 42도이고 실내 온도값(T1)이 21도인 경우 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)은 21도일 수 있다.
S323 단계는 동작 판단부(120)가 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)이 미리 설정된 동작 임계값보다 큰 시간 구간을 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간으로 판단하는 단계를 의미할 수 있다.
상술한 예시에서, 동작 임계값이 10도인 경우를 예로 들어 S323 단계를 설명하면, 0시 00분의 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)은 0도이고, 0시 10분의 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)은 5도이며, 0시 20분의 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)은 21도이기 때문에, S323 단계에서 동작 판단부(120)는 0시 00분부터 0시 10분까지는 냉난방기(10)가 동작하지 않는 시간 구간으로 판단하고, 0시 10분부터 0시 20분까지는 냉난방기(10)가 동작하지 않는 시간 구간으로 판단하고, 0시 20분부터 0시 30분까지는 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간으로 판단할 수 있다.
이는, 실내 온도값(T1)과 공급 온도값(T2)의 차이값이 작은 경우는 냉난방기(10)가 동작하지 않는 상태를 의미할 수 있고, 반대로 실내 온도값(T1)과 공급 온도값(T2)의 차이값이 큰 경우는 냉난방기(10)가 동작하는 상태를 의미할 수 있기 때문이다.
한편, 상술한 예시에서 동작 임계값이 10도인 경우는 일 실시예로써 본 발명의 실시예에 따른 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법은 상술한 동작 임계값 이외에도 필요에 따라 다양한 동작 임계값을 설정할 수 있으며, 본 발명은 특정 동작 임계값에 한정되지 않는다.
이제, 도 3 및 도 5를 계속 참조하여, S330 단계를 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법에서 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 단계를 설명하기 위한 순서도이다.
S330 단계는 에너지 교환량 산출부(130)가, 실내 온도값(T1) 및 코일 온도값(T3)의 차이에 기초하여 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 냉난방기(10)의 에너지 교환량을 산출하는 단계를 의미할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, S330 단계는 실내-코일 온도 차이값 산출 단계(S331), 에너지 교환 성능 저하계수 선택 단계(S333) 및 구간 에너지 교환 용량에 에너지 교환 성능 저하 계수를 곱하여 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 단계(S335)를 포함한다.
S331 단계는 에너지 교환량 산출부(130)가 실내 온도값(T1) 및 코일 온도값(T3)의 차이값인 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)을 기설정된 시간 구간 별로 산출하는 단계를 의미할 수 있다.
예컨대 S331 단계에서, 기설정된 시간 구간이 10분인 경우에서 0시 00분에 측정된 실내 온도값(T1)이 15도이고 코일 온도값(T3)이 17도인 경우 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)은 2도이며, 0시 10분에 측정된 실내 온도값(T1)이 15도이고 코일 온도값(T3)이 45도인 경우 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)은 30도이며, 0시 20분에 측정된 실내 온도값(T1)이 21도이고 코일 온도값(T3)이 65도인 경우 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)은 44도일 수 있다.
S333 단계는 에너지 교환량 산출부(130)가 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)을 미리 저장된 에너지 교환 성능 저하율 테이블에 매칭하여, 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)에 대응되는 에너지 교환 성능 저하 계수를 기설정된 시간 구간 별로 선택하는 단계를 의미할 수 있다.
이때, 에너지 교환 성능 저하율 테이블은 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)에 따라 냉난방기(10)의 에너지 교환 성능이 저하된 정도를 나타내는 계수인 에너지 교환 성능 저하 계수와 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)을 매칭한 테이블을 의미할 수 있다.
여기서, 에너지 교환 성능 저하 계수는, 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)이 감소할수록 선형적 또는 비선형적으로 함께 감소하는 비례 계수일 수 있다.
즉, 실내 온도값(T1)과 코일 온도값(T3)의 차이가 클수록 냉난방기(10)의 성능은 좋은 상태를 의미하게 되고, 실내 온도값(T1)과 코일 온도값(T3)의 차이가 작을수록 냉난방기(10)의 성능은 나쁜 상태를 의미하게 될 수 있다.
여기서, 에너지 교환 성능 저하율 테이블에 대한 보다 구체적인 설명은 이하 도 6b 및 도 7b를 참조하여 후술하도록 하며, 중복되는 설명은 생략한다.
S335 단계는 에너지 교환량 산출부(130)가 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 구간 에너지 교환 용량에 에너지 교환 성능 저하 계수를 곱하여 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간 별로 냉난방기(10)의 에너지 교환량을 산출하는 단계를 의미할 수 있다.
이때, 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간은 상술한 S320 단계에서의 판단 결과에 따라 결정될 수 있다.
예를 들어, 구간 에너지 교환 용량은, 냉난방기(10)의 시간당 에너지 교환 용량을 나타내는 정격 용량과 기설정된 시간 구간의 비율에 기초하여 산출될 수 있다.
예를 들어, 정격 용량은 냉난방기(10)가 시간당 교환할 수 있는 에너지량을 나타내는 용량으로 그 단위는 kcal/hour로 나타날 수 있다.
예컨대, 기설정된 시간 구간이 10분인 경우 구간 에너지 교환 용량은 정격 용량의 시간 단위인 1시간(60분)을 10분 단위로 변환한 용량으로 정격 용량을 6으로 나눈 용량을 의미할 수 있다.
예컨대, 정격 용량이 6000kcal/hour이고 기설정된 시간 구간이 10분인 경우 구간 에너지 교환 용량은 1000kcal/10min을 의미할 수 있다.
예컨대, S335 단계에서 냉난방기(10)가 동작하는 특정 시간 구간에 대한 구간 에너지 교환 용량이 1000kcal/10min이고 에너지 교환 성능 저하 계수가 0.7인 경우, 냉난방기(10)가 동작하는 특정 시간 구간에 대한 냉난방기(10)의 에너지 교환량은 7000kcal일 수 있다.
일 실시예에 따라, 냉난방기(10)가 난방기인 경우 에너지 교환량은 난방기가 실내에 공급하는 에너지 공급량을 의미할 수 있으며, 냉난방기(10)가 냉방기인 경우 에너지 교환량은 냉방기가 실내에서 제거하는 에너지 제거량을 의미할 수 있다.
예를 들어, 도면에 도시되지는 않았으나 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법은 일일 에너지 교환량을 산출하는 단계(미도시)를 더 포함할 수도 있다.
예를 들어, 일일 에너지 교환량을 산출하는 단계(미도시)는 에너지 교환량 산출부(130)가, 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 냉난방기(10)의 에너지 교환량을 일 단위(daily)로 합산하여 냉난방기(10)의 일일 에너지 교환량을 산출하는 단계를 의미할 수 있다.
예를 들어, 기설정된 시간 구간이 10분이 경우 하루는 총 144개의 시간 구간으로 분할 될 수 있으며, 일일 에너지 교환량을 산출하는 단계(미도시)에서 에너지 교환량 산출부(130)는 총 144개의 시간 구간 중 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간에 대한 에너지 교환량을 합산하여 일일 에너지 교환량을 산출할 수 있다.
이제, 도 6a 및 도 6b를 참조하여 냉난방기(10)가 난방기인 경우에서 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 장치를 설명한다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 장치에서 냉난방기가 난방기인 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 기설정된 시간 구간이 10분이고 정격 용량이 6000kcal/hour인 경우를 예로 들어 냉난방기(10)가 난방기인 경우를 설명한다.
S310 단계에서, 온도값 수신부(110)는 실내 온도값(T1), 공급 온도값(T2) 및 코일 온도값(T3)을 수신할 수 있으며, 0시 20분의 경우를 예로 들어 설명하면 실내 온도값(T1)은 21도, 공급 온도값(T2)은 42도, 코일 온도값(T3)은 65도 일 수 있다.
S321 단계에서, 동작 판단부(120)는 실내 온도값(T1) 및 공급 온도값(T2)의 차이값인 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)을 산출할 수 있으며, 0시 20분의 경우를 예로 들어 설명하면 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)은 21도일 수 있다.
S323 단계에서, 동작 판단부(120)는 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)이 미리 설정된 동작 임계값보다 큰 시간 구간을 냉난방기(10)가 동작하는 시간으로 판단할 수 있으며, 동작 임계값이 10도이고, 0시 20분부터 0시 30분까지의 시간 구간을 예로 들어 설명하면, 0시 20분의 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)은 21도로 동작 임계값(10도)보다 크므로 0시 20분부터 0시 30분까지의 시간 구간은 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간으로 판단될 수 있다.
S331 단계에서, 에너지 교환량 산출부(130)는 실내 온도값(T1) 및 코일 온도값(T3)의 차이값인 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)을 산출할 수 있으며, 0시 20분의 경우를 예로 들어 설명하면 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)은 44도일 수 있다.
S333 단계에서, 에너지 교환량 산출부(130)는 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)을 도 6b에 도시된 바와 같은 에너지 교환 성능 저하율 테이블에 매칭하여, 에너지 교환 성능 저하 계수를 선택할 수 있으며, 0시 20분의 경우를 예로 들어 설명하면 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)은 44도이기 때문에 도 6b에 도시된 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)이 Δ40 이상인 구간에 포함되어 에너지 교환 성능 저하 계수는 0.9로 선택될 수 있다.
S335 단계에서, 에너지 교환량 산출부(130)는 정격 용량(6000kcal/hour)을 6으로 나눈 용량인 구간 에너지 교환 용량(1000kcal/10min)에 에너지 교환 성능 저하 계수를 곱하여 난방기가 실내에 공급하는 에너지 공급량을 산출할 수 있으며, 0시 20분의 경우를 예로 들어 설명하면, 에너지 교환 성능 저하 계수는 0.9이기 때문에, 0시 20분에서 0시 30분까지 난방기가 실내에 공급하는 에너지 공급량은 900kcal로 산출될 수 있다.
이제, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 냉난방기(10)가 냉방기인 경우에서 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 장치를 설명한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법 및 장치에서 냉난방기가 냉방기인 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a에 도시된 바와 같이, 기설정된 시간 구간이 10분이고 정격 용량이 5400kcal/hour인 경우를 예로 들어 냉난방기(10)가 냉방기인 경우를 설명한다.
S310 단계에서, 온도값 수신부(110)는 실내 온도값(T1), 공급 온도값(T2) 및 코일 온도값(T3)을 수신할 수 있으며, 0시 40분의 경우를 예로 들어 설명하면 실내 온도값(T1)은 26도, 공급 온도값(T2)은 10도, 코일 온도값(T3)은 5도 일 수 있다.
S321 단계에서, 동작 판단부(120)는 실내 온도값(T1) 및 공급 온도값(T2)의 차이값인 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)을 산출할 수 있으며, 0시 40분의 경우를 예로 들어 설명하면 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)은 16도일 수 있다.
S323 단계에서, 동작 판단부(120)는 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)이 미리 설정된 동작 임계값보다 큰 시간 구간을 냉난방기(10)가 동작하는 시간으로 판단할 수 있으며, 동작 임계값이 10도이고, 0시 40분부터 0시 50분까지의 시간 구간을 예로 들어 설명하면, 0시 40분의 공급-실내 온도 차이값(ΔT12)은 16도로 동작 임계값(10도)보다 크므로 0시 40분부터 0시 50분까지의 시간 구간은 냉난방기(10)가 동작하는 시간 구간으로 판단될 수 있다.
S331 단계에서, 에너지 교환량 산출부(130)는 실내 온도값(T1) 및 코일 온도값(T3)의 차이값인 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)을 산출할 수 있으며, 0시 40분의 경우를 예로 들어 설명하면 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)은 21도일 수 있다.
S333 단계에서, 에너지 교환량 산출부(130)는 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)을 도 7b에 도시된 바와 같은 에너지 교환 성능 저하율 테이블에 매칭하여, 에너지 교환 성능 저하 계수를 선택할 수 있으며, 0시 40분의 경우를 예로 들어 설명하면 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)은 21도이기 때문에 도 7b에 도시된 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)이 Δ20 이상인 구간에 포함되어 에너지 교환 성능 저하 계수는 0.9로 선택될 수 있다.
S335 단계에서, 에너지 교환량 산출부(130)는 정격 용량(5400kcal/hour)을 6으로 나눈 용량인 구간 에너지 교환 용량(900kcal/10min)에 에너지 교환 성능 저하 계수를 곱하여 난방기가 실내에 공급하는 에너지 공급량을 산출할 수 있으며, 0시 40분의 경우를 예로 들어 설명하면, 에너지 교환 성능 저하 계수는 0.9이기 때문에, 0시 40분에서 0시 50분까지 냉방기가 실내에서 제거하는 에너지 제거량은 810kcal로 산출될 수 있다.
이제, 도 6b 및 도 7b를 동시에 참조하여, 에너지 교환 성능 저하 계수를 설명한다.
도 6b 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 에너지 교환 성능 저하 계수는 최대성능일 때 그 값이 1이며, 실내-코일 온도 차이값(ΔT13)이 감소할수록 함께 감소하는 비례계수를 의미할 수 있다.
이때, 에너지 교환 성능 저하 계수가 1인 경우는 냉난방기(10)의 설계시의 공장 성능을 의미할 수 있다.
이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.
1: 제1 온도 센서 2: 제2 온도 센서
3: 제3 온도 센서 10: 냉난방기
11: 냉열원 코일 20: 사용자 단말기
100: 냉난방기의 에너지 교환량 산출 장치
110: 온도값 수신부 120: 동작 판단부
130: 에너지 교환량 산출부

Claims (12)

  1. 온도값 수신부가, 냉난방기가 실내에 공급하는 공기의 온도값인 공급 온도값, 실내 공기의 온도값인 실내 온도값 및 상기 냉난방기에 포함된 냉열원 코일의 온도값인 코일 온도값 각각을 미리 설치된 복수의 온도 센서로부터 기설정된 시간 구간 별로 수신하는 단계;
    동작 판단부가, 상기 공급 온도값 및 상기 실내 온도값의 차이에 기초하여 상기 냉난방기의 동작 여부를 상기 기설정된 시간 구간 별로 판단하는 단계; 및
    에너지 교환량 산출부가, 상기 실내 온도값 및 상기 코일 온도값의 차이에 기초하여 상기 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 상기 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 단계를 포함하고,
    상기 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 단계는,
    상기 실내 온도값 및 상기 코일 온도값의 차이값인 실내-코일 온도 차이값을 상기 기설정된 시간 구간 별로 산출하는 단계;
    상기 실내-코일 온도 차이값을 미리 저장된 에너지 교환 성능 저하율 테이블에 매칭하여, 상기 실내-코일 온도 차이값에 대응되고 상기 실내-코일 온도 차이값이 감소할수록 선형적 또는 비선형적으로 함께 감소하는 비례 계수인 에너지 교환 성능 저하 계수를 상기 기설정된 시간 구간 별로 선택하는 단계; 및
    상기 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 구간 에너지 교환 용량에 상기 에너지 교환 성능 저하 계수를 곱하여 상기 냉난방기가 동작하는 시간 구간 별로 상기 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉난방기의 동작 여부를 상기 기설정된 시간 구간 별로 판단하는 단계는,
    상기 공급 온도값 및 상기 실내 온도값의 차이값인 공급-실내 온도 차이값을 상기 기설정된 시간 구간 별로 산출하는 단계; 및
    상기 공급-실내 온도 차이값이 미리 설정된 동작 임계값보다 큰 시간 구간을 상기 냉난방기가 동작하는 시간 구간으로 판단하는 단계를 포함하는, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 구간 에너지 교환 용량은,
    상기 냉난방기의 시간당 에너지 교환 용량을 나타내는 정격 용량과 상기 기설정된 시간 구간의 비율에 기초하여 산출되는, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 교환량 산출부가, 상기 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 상기 냉난방기의 에너지 교환량을 일 단위로 합산하여 상기 냉난방기의 일일 에너지 교환량을 산출하는 단계를 더 포함하는, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 방법.
  7. 냉난방기가 실내에 공급하는 공기의 온도값인 공급 온도값, 실내 공기의 온도값인 실내 온도값 및 상기 냉난방기에 포함된 냉열원 코일의 온도값인 코일 온도값 각각을 미리 설치된 복수의 온도 센서로부터 기설정된 시간 구간 별로 수신하는 온도값 수신부;
    상기 공급 온도값 및 상기 실내 온도값의 차이에 기초하여 상기 냉난방기의 동작 여부를 상기 기설정된 시간 구간 별로 판단하는 동작 판단부; 및
    상기 실내 온도값 및 상기 코일 온도값의 차이에 기초하여 상기 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 상기 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 에너지 교환량 산출부를 포함하고,
    상기 에너지 교환량 산출부는,
    상기 실내 온도값 및 상기 코일 온도값의 차이값인 실내-코일 온도 차이값을 상기 기설정된 시간 구간 별로 산출하고, 상기 실내-코일 온도 차이값을 미리 저장된 에너지 교환 성능 저하율 테이블에 매칭하여, 상기 실내-코일 온도 차이값에 대응되는 상기 실내-코일 온도 차이값이 감소할수록 선형적 또는 비선형적으로 함께 감소하는 비례 계수인 에너지 교환 성능 저하 계수를 상기 기설정된 시간 구간 별로 선택하고, 상기 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 구간 에너지 교환 용량에 상기 에너지 교환 성능 저하 계수를 곱하여 상기 냉난방기가 동작하는 시간 구간 별로 상기 냉난방기의 에너지 교환량을 산출하는 것을 특징으로 하는 냉난방기의 에너지 교환량 산출 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 동작 판단부는,
    상기 공급 온도값 및 상기 실내 온도값의 차이값인 공급-실내 온도 차이값을 상기 기설정된 시간 구간 별로 산출하고, 상기 공급-실내 온도 차이값이 미리 설정된 동작 임계값보다 큰 시간 구간을 상기 냉난방기가 동작하는 시간 구간으로 판단하는, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 구간 에너지 교환 용량은,
    상기 냉난방기의 시간당 에너지 교환 용량을 나타내는 정격 용량과 상기 기설정된 시간 구간의 비율에 기초하여 산출되는, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 에너지 교환량 산출부는,
    상기 냉난방기가 동작하는 시간 구간 각각에 대한 상기 냉난방기의 에너지 교환량을 일 단위로 합산하여 상기 냉난방기의 일일 에너지 교환량을 산출하는, 냉난방기의 에너지 교환량 산출 장치.
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