KR102280217B1 - Air conditioner and operating method - Google Patents

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KR102280217B1
KR102280217B1 KR1020140073508A KR20140073508A KR102280217B1 KR 102280217 B1 KR102280217 B1 KR 102280217B1 KR 1020140073508 A KR1020140073508 A KR 1020140073508A KR 20140073508 A KR20140073508 A KR 20140073508A KR 102280217 B1 KR102280217 B1 KR 102280217B1
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최동석
김영수
이제헌
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 전기요금 피크요금제에 대응하여 압축기의 전류제어, 냉매온도 제어 및 압축기의 압력제어 중 어느 하나의 방법을 사용하여 실외기를 최적 제어하여 전기요금을 최대한 줄이면서 실내의 쾌적도 저하를 최소화하는 제어방법 및 공기조화기에 대한 발명이다.
일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어 방법은 전기요금 피크시간대인지 여부를 결정하고, 전기요금 피크시간대이면, 미리 정해진 온도 범위 내에서 압축기의 전류제어, 냉매온도 제어 및 압축기의 압력제어 중 적어도 어느 하나를 사용하여 냉방량 또는 난방량을 감소시키는 것을 포함한다. The present invention is a method of optimally controlling an outdoor unit by using any one of current control, refrigerant temperature control, and compressor pressure control in response to the peak electricity rate system to reduce electricity bills as much as possible while minimizing deterioration in indoor comfort. It is an invention for a control method and an air conditioner.
The control method of the air conditioner according to an embodiment determines whether the electricity rate is in the peak time period, and when the electricity rate is in the peak time period, at least any one of current control of the compressor, refrigerant temperature control, and pressure control of the compressor within a predetermined temperature range. It involves reducing the amount of cooling or heating by using one.

Description

공기조화기 및 그 제어방법 { Air conditioner and operating method } Air conditioner and its control method { Air conditioner and operating method }

본 발명은 공기조화기와 그 제어 방법에 대한 발명으로, 보다 상세하게 냉난방 부하가 큰 낮 시간대에 요금을 올리고 전기소비가 작은 심야시간대에는 요금을 낮추는 전기요금 피크요금제에 대응하여 에어컨의 설정온도, 냉매온도, 고압 및 인버터 타입 에어컨의 부분부하 등을 최적 제어하여 전기요금을 최대한 줄이면서 실내의 쾌적도 저하를 최소화하는 제어방법 및 공기조화기에 대한 발명이다.The present invention relates to an air conditioner and its control method, in more detail, the set temperature of the air conditioner, the refrigerant in response to the peak electricity rate system, which raises the rate during the daytime when the heating and cooling load is large and lowers the rate during the late night time when the electricity consumption is small. It is an invention of a control method and an air conditioner that minimizes deterioration of indoor comfort while reducing electricity bills by optimally controlling temperature, high pressure and partial load of inverter type air conditioner

공기조화기는 실외 공기와 냉매 사이의 열교환을 수행하는 실외기와 실내 공기와 냉매 사이의 열교환을 수행하는 실내기를 포함하고 냉매를 통하여 실내 공기의 열 에너지를 실외로 방출하거나 실외 공기의 열 에너지를 실내로 흡입하는 장치이다. 일반적으로 공기조화기는 공조공간인 실내의 냉방 또는 난방을 수행하기 위한 목적으로 사용되는 장치로 실내기 및 실외기 상호간에 냉매를 순환시켜 액상의 냉매가 증발할 때 주위의 열을 흡수하고 기상의 냉매가 응축할 때 주위에 열을 방출하는 특성을 이용하여 냉방 또는 난방 모드를 수행하게 되며, 공기조화기의 냉방 또는 난방 모드는 그 냉매의 순환 방향에 따라 결정된다.
통상의 일반적인 공기조화기는 설정온도에 따라 Thermo On/Off를 반복한다. 즉, 냉방의 경우 현재온도가 설정온도 이상일 경우 냉방이 지속되다가 설정온도 -1도에서 꺼지고, 설정온도 +1도에서 다시 켜지는 제어를 반복한다. 또한, 전기요금을 고려한 제어가 적용된 경우, 온도 조절을 통해 예냉 운전을 수행하고, 피크 구간에서는 설정 온도 상승 제어 정도의 단순한 제어를 제공한다.
그러나, 전기요금을 고려한 제어에 있어서, 예냉 운전 구간에 축열된 에너지를 사용한 후에는 설정 온도 조절을 통해 에너지 절감만을 제공하여, 피크구간에서의 지속적 에너지 절감의 수단 지원에 한계가 있으며, 축열 시에 단순히 에너지를 관리자가 전체 공간에 대해서 일괄적으로 설정온도를 내려 축열을 하는 것이 일반적이어서, 해당 공간의 축열특성을 반영하지 못한다.
또한, 피크 구간의 설정에 있어서도 통상 피크구간의 상세 설정이 어렵기 때문에 단순히 하루 중에 절전시간을 설정하여 해당 구간에서 절전운전을 수행하며, 절감 운전을 수행하였을 경우에도, 사용자는 제어했다는 사실만을 알뿐 에너지 절감량과 비용, 절감율은 제공되지 않기 때문에 관리자의 해당 제어 사용 욕구를 저해하는 문제가 있었다. The air conditioner includes an outdoor unit that performs heat exchange between outdoor air and a refrigerant and an indoor unit that performs heat exchange between indoor air and a refrigerant. It is an inhalation device. In general, an air conditioner is a device used for the purpose of cooling or heating a room, which is an air-conditioning space, by circulating refrigerant between indoor and outdoor units to absorb surrounding heat when liquid refrigerant evaporates, and condensing gaseous refrigerant. The cooling or heating mode is performed using the characteristic of emitting heat to the surroundings, and the cooling or heating mode of the air conditioner is determined according to the circulation direction of the refrigerant.
A typical general air conditioner repeats Thermo On/Off according to the set temperature. That is, in the case of cooling, if the current temperature is higher than the set temperature, the cooling is continued, then turned off at the set temperature of -1°C, and the control is repeated at +1°C. In addition, when the control in consideration of the electricity rate is applied, the pre-cooling operation is performed through temperature control, and a simple control of the set temperature increase control degree is provided in the peak section.
However, in the control in consideration of the electricity rate, after using the stored energy in the pre-cooling operation section, only energy saving is provided through the set temperature control, so there is a limit to supporting the means of continuous energy saving in the peak section, It is common for the energy manager to simply lower the set temperature for the entire space to store heat, so it does not reflect the heat storage characteristics of the space.
In addition, even in the setting of the peak section, it is usually difficult to set the detailed setting of the peak section, so the power saving operation is performed in the section by simply setting the power saving time during the day, and even when the saving operation is performed, the user only knows that the user has control. Since the amount of energy saving, cost, and reduction rate are not provided, there was a problem that hindered the manager's desire to use the corresponding control.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로 실내의 쾌적도 저하를 최소화하면서 요금이 낮은 시간대에 예냉/예열하고 요금이 높은 시간대에 운전 시간을 줄이면서 고효율 운전을 유도하여 전체적인 전기요금을 낮추도록 제어하는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공한다. The present invention is to solve the above-mentioned problems, and control to reduce the overall electric bill by inducing high-efficiency operation while minimizing the deterioration of indoor comfort while pre-cooling/preheating during the low-rate time zone and reducing the operating time during the high-rate time zone An air conditioner and a control method thereof are provided.

상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어 방법은,
실외기와 적어도 하나의 실내기를 가지고, 냉방 운전 및 난방 운전이 가능한 공기조화기의 제어 방법으로서,전기요금 피크시간대인지 여부를 결정하고, 전기요금 피크시간대이면, 미리 정해진 온도 범위 내에서 압축기의 전류제어, 냉매온도 제어 및 압축기의 압력제어 중 적어도 어느 하나를 사용하여 냉방량 또는 난방량을 감소시키는 것을 포함한다.
또한, 압축기의 전류제어는, 압축기의 회전수가 제한되도록 인버터에서 공급하는 전류의 상한값을 설정하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 냉매온도 제어는, 실내기 팽창밸브에서 냉매 감압시에 냉매 온도가 미리 정해진 온도 이상이 되도록 실내기 팽창밸브를 제어하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 압축기의 압력제어는, 압축기에서 냉매 토출시 토출밸브를 조절하여 압력을 제어하는 방법 및 압축기 압력의 상한값을 설정하여 압축기 회전수를 제한하는 방법 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 실내기의 현재온도와 기준온도의 차이를 기준으로 실내기의 냉방 능력 또는 난방 능력을 판단하는 것을 더 포함할 수 있고, 판단된 냉방 능력 또는 난방 능력을 기준으로 압축기의 전류제어, 냉매온도 제어 및 압축기의 압력제어 중 어느 하나의 방식을 사용하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 실내기의 냉방 능력 또는 난방 능력을 판단하는 것은, 각 실내별 실내기가 필요로 하는 냉방량 또는 난방량에 대한 데이터를 획득하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 전기요금 피크시간대 이전에는 예냉 운전 또는 예열 운전을 수행 하고, 전기요금 피크시간대 이후에는 일반운전을 수행하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 예냉 운전 또는 예열 운전을 수행하는 것은, 미리 정해진 기간 동안 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터를 획득하고 획득한 데이터에 기초하여 목표온도에 도달하기 위한 예냉 또는 예열 시간을 결정하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 미리 정해진 기간 동안 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터를 획득하는 것은, 각 실내별 기준온도 도달시간에 대하여 일자별로 가중치를 부여하고,
가중치가 부여된 일자별 데이터에 기초하여 예냉 또는 예열 운전에 필요한 소요시간을 산출하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 일자별로 가중치를 부여하는 것은, 과거의 이력일수록 더 작은 가중 지수를 적용하고 최근의 이력일수록 더 큰 가중 지수를 적용하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 미리 정해진 기간 동안 획득된 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터를 저장하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 사용자가 확인할 수 있도록 전기요금제 정보와 에너지 및 전기요금 절감 결과를 표시하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 사용자로부터 전기요금제 정보 또는 변동된 전기요금제 정보에 대하여 직접 입력받는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 상술한 목적을 달성하기 위한 일 실시 예에 따른 공기조화기는,
실외 공기와 냉매 사이에 열교환을 수행하는 적어도 하나의 실외기, 실내 공기와 상기 냉매 사이에 열교환을 수행하는 적어도 하나의 실내기, 전기요금 피크시간대인지 여부를 결정하고, 전기요금 피크시간대이면 미리 정해진 온도 범위 내에서 압축기의 전류제어, 냉매온도 제어 및 압축기의 압력제어 중 적어도 어느 하나를 사용하여 냉방량 또는 난방량을 감소시키도록 실외기 및 실내기를 제어하는 마이컴을 포함한다.
또한, 마이컴은, 실내기의 현재온도와 기준온도의 차이를 기준으로 실내기의 냉방 능력 또는 난방 능력을 판단하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 마이컴은, 전기요금 피크시간대 이전에는 예냉 운전 또는 예열 운전을 하고, 전기요금 피크시간대 이후에는 일반운전을 하도록 실외기 및 실내기를 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 마이컴은, 미리 정해진 기간 동안 획득한 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터에 기초하여 목표온도에 도달하기 위한 예냉 또는 예열 시간을 결정하는 것을 더 포함할 수 있다.
또한, 미리 정해진 기간 동안 획득된 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함할 수 있다.
또한, 사용자가 확인할 수 있도록 전기요금제 정보와 에너지 및 전기요금 절감 결과를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
또한, 사용자로부터 전기요금제 정보 또는 변동된 전기요금제 정보에 대하여 직접 입력받을 수 있는 입력부를 더 포함할 수 있다. A control method of an air conditioner according to an embodiment for achieving the above object,
A control method of an air conditioner that has an outdoor unit and at least one indoor unit, and capable of cooling and heating operations, determining whether it is a peak time for electricity rates, and controlling the current of a compressor within a predetermined temperature range when it is a peak time for electricity rates , and reducing the amount of cooling or heating by using at least one of the refrigerant temperature control and the pressure control of the compressor.
In addition, the current control of the compressor may include setting an upper limit value of the current supplied from the inverter so that the rotation speed of the compressor is limited.
Also, the refrigerant temperature control may include controlling the indoor unit expansion valve so that the refrigerant temperature is equal to or higher than a predetermined temperature when the refrigerant is depressurized in the indoor unit expansion valve.
In addition, the pressure control of the compressor may include at least one of a method of controlling the pressure by adjusting a discharge valve when the refrigerant is discharged from the compressor and a method of limiting the number of rotations of the compressor by setting an upper limit value of the compressor pressure.
In addition, the method may further include determining the cooling capability or heating capability of the indoor unit based on the difference between the current temperature and the reference temperature of the indoor unit, and the current control of the compressor, the refrigerant temperature control and It may further include using any one method of the pressure control of the compressor.
Also, determining the cooling capacity or heating capacity of the indoor unit may include acquiring data on the amount of cooling or heating required for each indoor unit.
In addition, the method may further include performing a pre-cooling operation or a preheating operation before the peak time of the electricity rate, and performing a normal operation after the peak time of the electricity rate.
In addition, performing the pre-cooling operation or the pre-heating operation may include acquiring data on the pre-cooling or pre-heating operation time for a predetermined period and determining the pre-cooling or pre-heating time for reaching the target temperature based on the obtained data. there is.
In addition, in obtaining data on the pre-cooling or pre-heating operation time for a predetermined period, a weight is given to the reference temperature arrival time for each room by date,
It may include calculating the required time required for the pre-cooling or pre-heating operation based on the weighted data for each day.
In addition, assigning weights to each date may include applying a smaller weighting index to a past history and applying a larger weighting index to a more recent history.
In addition, the method may further include storing data about the pre-cooling or pre-heating operation time acquired for a predetermined period.
In addition, the method may further include displaying electricity rate plan information and energy and electricity rate reduction results for the user to check.
In addition, the method may further include directly receiving the electricity rate plan information or the changed electricity rate plan information from the user.
In addition, the air conditioner according to an embodiment for achieving the above object,
At least one outdoor unit performing heat exchange between outdoor air and the refrigerant, at least one indoor unit performing heat exchange between indoor air and the refrigerant, and determining whether it is a peak time for electricity rates, and a predetermined temperature range if during peak hours for electricity rates and a microcomputer that controls the outdoor unit and the indoor unit to reduce the amount of cooling or heating by using at least one of current control, refrigerant temperature control, and pressure control of the compressor in the compressor.
In addition, the microcomputer may further include determining the cooling capability or the heating capability of the indoor unit based on a difference between the current temperature and the reference temperature of the indoor unit.
In addition, the microcomputer may further include controlling the outdoor unit and the indoor unit to perform a pre-cooling operation or a preheating operation before the peak time of the electricity rate, and to perform a normal operation after the peak time of the electricity rate.
In addition, the microcomputer may further include determining a pre-cooling or pre-heating time for reaching the target temperature based on data about the pre-cooling or pre-heating operation time acquired for a predetermined period.
In addition, it may further include a storage unit for storing data on the pre-cooling or pre-heating operation time acquired for a predetermined period.
In addition, the display unit may further include a display unit for displaying electricity rate information and energy and electricity rate reduction results so that the user can confirm.
In addition, it may further include an input unit that can directly receive the electricity rate plan information or the changed electricity rate information from the user.

이상에서 설명한 바와 같이 구성되는 개시된 발명에 의한 공기조화기와 제어 방법에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.
먼저, 요금이 낮은 시간대에 예냉/예열하고 요금이 높은 시간대에 운전 시간을 줄이면서 고효율 운전을 유도하여 전체적인 전기요금을 낮추도록 제어하는 것을 목적으로 한다.
또한, 사용자가 에너지와 비용을 편리하게 절감하고, 이를 수치화한 데이터로 관리할 수 있도록 하고, 절감 운전 수행시에는 일/월/년간 데이터와 절감에너지/절감 비용의 분석 데이터와 절감율의 데이터를 제공하여, 수행한 제어의 내용을 가시화하여 사용자의 에너지 절약 동력을 확보한다. According to the air conditioner and control method according to the disclosed invention configured as described above, the following effects can be expected.
First, the purpose is to control to lower the overall electricity bill by inducing high-efficiency operation while pre-cooling/preheating during the low-rate time zone and reducing the operating time during the high-rate time zone.
In addition, it allows users to conveniently save energy and costs and manage them with numerical data, and provides daily/monthly/yearly data, analysis data of energy saving/saving cost, and data of savings rate when performing a saving operation. Thus, the contents of the performed control are visualized to secure the energy saving power of the user.

도 1은 일 실시 예에 따른 공기조화기의 구성도 이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 공기조화기의 냉매 순환 과정을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 공기조화기에 포함되는 실외기의 제어 신호의 흐름을 도시한 블럭도 이다.
도 4는 일 실시예에 의한 공기조화기(10)에 포함되는 실내기의 제어 신호의 흐름을 도시한 블럭도 이다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기의 구성도 이다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기의 냉매 흐름을 도시한 도면이다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기에 포함되는 실내기(200a) 각각의 제어 신호의 흐름을 도시한 블럭도 이다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 공기조화기에 포함되는 분배기의 제어 신호의 흐름을 도시한 블럭도 이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어 신호의 흐름을 도시한 블럭도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 11은 국내의 전기요금 피크요금제에 따른 시간대별 요금의 변화양상을 도시한 그래프이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어방법에 따라 시간대별로 공기조화기가 동작하는 양상을 도시한 그래프이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어방법에 따른 동작 결과 부하량의 조절 양상을 도시한 그래프이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어방법에 따른 동작 결과 공기조화기의 효율이 변화되는 양상을 도시한 그래프이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어방법에 따른 동작 결과 전력량이 절감되는 양상을 도시한 그래프이다. 1 is a block diagram of an air conditioner according to an embodiment.
2 is a diagram illustrating a refrigerant circulation process of an air conditioner according to an embodiment.
3 is a block diagram illustrating a flow of a control signal of an outdoor unit included in an air conditioner according to an exemplary embodiment.
4 is a block diagram illustrating a flow of a control signal of an indoor unit included in the air conditioner 10 according to an exemplary embodiment.
5 is a configuration diagram of a multi-type air conditioner according to another embodiment.
6 is a diagram illustrating a refrigerant flow in a multi-type air conditioner according to another embodiment.
7 is a block diagram illustrating the flow of control signals of each of the indoor units 200a included in the multi-type air conditioner according to another exemplary embodiment.
8 is a block diagram illustrating a flow of a control signal of a distributor included in an air conditioner according to another embodiment.
9 is a block diagram illustrating a flow of a control signal of an air conditioner according to an exemplary embodiment.
10 is a flowchart illustrating a method of controlling an air conditioner according to an exemplary embodiment.
11 is a graph showing changes in rates for each time period according to the domestic electricity rate peak rate system.
12 is a graph illustrating an operation of the air conditioner for each time period according to a control method of the air conditioner according to an embodiment.
13 is a graph illustrating an adjustment aspect of an operation result load amount according to a control method of an air conditioner according to an exemplary embodiment.
14 is a graph illustrating a change in efficiency of the air conditioner as a result of an operation according to a control method of the air conditioner according to an exemplary embodiment.
15 is a graph illustrating an aspect in which an amount of power is reduced as a result of an operation according to a control method of an air conditioner according to an exemplary embodiment.

본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있음을 이해하여야 한다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 개시된 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 공기조화기(10)의 구성도 이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 공기조화기(10)는 실외 공간에 마련되어 실외 공기와 냉매 사이의 열교환을 수행하는 실외기(100), 실내 공간에 마련되어 실내 공기와 냉매 사이에 열교환을 수행하는 실내기(200)를 포함한다. 또한, 사용자로부터 실내기(200)에 대한 동작 명령을 입력받는 원격제어기(500)를 포함할 수 있다.
실외기(100)는 기상 냉매를 압축하는 압축기(110), 실외 공기와 냉매 사이의 열교환을 수행하는 실외 열교환기(120), 압축기(110)에서 토출된 냉매를 실외 열교환기(120)와 실내기(200) 가운데 어느 하나로 선택적으로 안내하는 사방밸브(130), 난방 시에 실외 열교환기(120)로 안내되는 냉매를 감압하는 실외 팽창밸브(140), 액상 냉매가 압축기(110)로 유입되는 것을 방지하는 어큐뮬레이터(150)를 포함할 수 있다.
실내기(200)는 실내 공기와 냉매 사이의 열교환을 수행하는 실내 열교환기(210)와, 냉방 시 실내 열교환기(210)로 제공되는 냉매를 감압하는 실내 팽창밸브(220)를 포함할 수 있다.
이하, 공기조화기(10)의 냉방 모드 및 난방 모드에서 냉매의 순환 과정에 대해 설명한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 공기조화기(10)의 냉매 순환 과정을 도시한 도면이다.
도 2에서, 실선으로 표시된 화살표는 공기조화기가 난방을 하는 경우의 냉매흐름을 도시한 것이고, 점선으로 표시된 화살표는 공기조화기가 냉방을 하는 경우의 냉매 흐름을 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 공기조화기(10)가 냉방 모드인 경우 냉매는 실외기(100)의 압축기(110)에 의하여 고압으로 압축되고, 압축된 냉매는 사방밸브(130)에 의하여 실외 열교환기(120)로 안내된다. 압축된 냉매는 실외 열교환기(120)에서 응축되며, 응축되는 동안 냉매는 실외 공기로 잠열을 방출한다. 응축된 냉매는 실내기(200)로 안내될 수 있다.
실내기(200)로 안내된 냉매는 실내기(200)에 마련된 실내 팽창밸브(220)에서 감압된 후 실내 열교환기(210)에서 증발된다. 증발되는 동안 냉매는 실내 공기로부터 잠열을 흡수한다. 이와 같이 냉방 모드 시에 공기조화기(10)는 실내 열교환기(210)에서 발생하는 냉매와 실내 공기 사이의 열교환을 이용하여 실내 공기를 냉각시킬 수 있다.
증발된 냉매는 실외기(100)로 안내되고, 실외기(100)의 어큐뮬레이터(150)에서 미쳐 증발되지 못한 액상 냉매와 증발된 기상 냉매로 분리된 후 기상 냉매가 압축기(110)로 제공된다. 압축기(110)로 안내된 냉매는 압축되고, 다시 사방밸브(130)로 제공됨으로써 상술한 냉매 순환을 반복할 수 있다.
요약하면, 냉방 모드에서 공기조화기(10)는 실내기(200)에서 실내 공기의 열에너지를 흡수하고, 실외기(100)에서 실외로 열에너지를 방출함으로써 실내의 열에너지를 실외로 방출한다.
공기조화기(10)의 난방 모드인 경우 냉매는 실외기(100)의 압축기(110)에 의하여 고압으로 압축되고, 압축된 냉매는 실내기(200)로 안내된다.
냉매는 실내기(200)에 마련된 실내 열교환기(210)에서 응축된다. 응축되는 동안 냉매는 실내 공기로 잠열을 방출한다. 이와 같이 난방 모드 시에 공기조화기(10)는 실내 열교환기(210)에서 발생하는 냉매와 실내 공기 사이의 열교환을 이용하여 실내 공기를 가열할 수 있다. 응축된 냉매는 실내 팽창밸브(220)에서 감압된 후 실외기(100)로 안내된다.
실외기(100)로 안내된 냉매는 실외기(100)에 마련된 실외 팽창밸브(140)에서 감압된 후 실외 열교환기(120)에서 증발된다. 증발된 냉매는 실외기(100)의 어큐뮬레이터(150)에서 미쳐 증발되지 못한 액상 냉매와 증발된 기상 냉매로 분리된 후 기상 냉매가 압축기(110)로 제공된다. 압축기(110)로 안내된 냉매는 압축되고, 다시 사방밸브(130)로 제공됨으로써 상술한 냉매 순환을 반복할 수 있다.
요약하면, 난방 모드에서 공기조화기(10)는 실외기(100)에서 실외 공기의 열에너지를 흡수하고, 실내에서 실내기(200)에서 실내로 열에너지를 방출함으로써 실외의 열에너지를 실내로 전달한다.
이하, 공기조화기(10)에 포함된 구성들 사이의 신호의 흐름에 대하여 설명한다.
도 3은 일 실시 예에 따른 공기조화기(10)에 포함되는 실외기(100)의 제어 신호의 흐름을 도시한 블럭도 이다.
도 3을 참조하면, 실외기(100)는 사용자 또는 관리자로부터 실외기(100) 또는 공기조화기(10)에 대한 동작 명령을 받는 실외기 조작부(160), 실외기(100) 또는 공기조화기(10)의 동작 정보를 표시하는 실외기 표시부(165), 실외기(100)에 포함된 압축기(110)와 사방밸브(130)를 구동하는 실외기 구동부(170), 실외기(100)의 동작과 관련된 프로그램 및 데이터를 저장하는 실외기 저장부(175), 공기조화기(10)에 포함된 실내기(200)와 통신하는 실외기 통신부(180), 실외기(100)에 포함된 각각의 구성에 전원을 공급하는 실외기 전원부(185), 실외기(100)에 포함된 각 구성의 동작을 제어하는 실외기 제어부(190)를 포함할 수 있다.
실외기 조작부(160)는 실외기(100) 또는 공기조화기(10)에 대한 동작 명령을 입력받기 위한 버튼형 스위치, 멤브레인(membrane) 스위치 또는 터치 패널(touch panel) 등을 포함할 수 있으며, 실외기 표시부(165)는 실외기(100) 또는 공기조화기(10)의 동작 정보를 표시하기 위한 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD) 패널 또는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 등을 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 실외기 조작부(160)와 실외기 표시부(165)는 실외기 조작부(160)와 실외기 표시부(165)를 일체화한 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)를 포함할 수 있다.
실외기 구동부(170)는 실외기 제어부(190)의 제어 신호에 따라 압축기(110), 사방밸브(130)를 구동한다. 특히, 실외기 구동부(170)는 압축기(110)를 구동하기 위하여 압축기(110) 모터(미도시)에 구동전류를 공급하는 인버터(inverter)를 포함할 수 있다.
실외기 저장부(175)는 실외기(100)의 동작과 관련된 프로그램 및 데이터를 영구적으로 저장하기 위한 자기 디스크(magnetic disc), 반도체 디스크(solid state disk) 등의 비휘발성 메모리 뿐만 아니라 실외기(100)가 동작하는 과정에서 생성될 수 있는 임시 데이터를 임시적으로 저장하는 D-램(D-RAM), S-램(S-RAM) 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
실외기 통신부(180)는 RS-485 등의 통신방식을 이용하여 실내기(200)와 통신을 수행하는 통신모듈을 포함할 수 있다.
실외기 전원부(185)는 외부 전원을 정류하는 정류 회로, 정류된 전원에 포함된 리플을 제거하는 평활 회로 등을 포함할 수 있다.
실외기 제어부(190)는 실외기(100)에 포함된 각 구성의 동작을 제어한다.
예를 들어, 실외기 통신부(185)를 통하여 실내기(200)로부터 냉방 요청이 수신되면, 실외기 제어부(190)는 냉방 요청 수신 신호를 실내기(200)에 전송하기 위하여 실외기 통신부(180)를 제어하고, 압축기(110)가 가동되도록 실외기 구동부(170)를 제어한다. 이와 같은 실외기 제어부(190)는 실외기(100)의 동작과 관련된 모든 연산을 수행하는 단일의 범용 프로세서(General Processor)를 포함하거나, 또는 통신과 관련된 연산만을 수행하는 통신 프로세서, 제어 동작과 관련된 연산만을 수행하는 제어 프로세서 등과 같이 특화된 연산을 수행하는 프로세서를 포함할 수도 있다.
도 4는 일 실시예에 의한 공기조화기(10)에 포함되는 실내기(200)의 제어 신호의 흐름을 도시한 블럭도 이다.
도 4를 참조하면, 실내기(200)는 사용자로부터 실내기(200) 에 대한 동작 명령을 입력받는 실내기 조작부(225), 실내기(200)의 동작 정보를 표시하는 실내기 표시부(230), 실내의 온도를 검출하는 실내기 온도검출부(235), 실내기(200)의 동작과 관련된 프로그램 및 데이터를 저장하는 실내기 저장부(240), 공기조화기(10)에 포함된 실외기(100)와 통신하는 실내기 통신부(245), 실내기(200)에 포함되는 각각의 구성에 전원을 공급하는 실내기 전원부(250), 실내기(200)에 포함된 각 구성의 동작을 제어하는 실내기 제어부(255), 냉방 시 실내 열교환기(210)로 제공되는 냉매를 감압하는 실내 팽창밸브(220)를 포함할 수 있다.
실내기 조작부(225)는 실내기(200)에 대한 동작 명령을 입력받기 위한 버튼형 스위치, 멤브레인(membrane) 스위치 또는 터치 패널(touch panel) 등을 포함할 수 있다. 다만, 공기조화기(10)가 실내기(200)에 대한 동작 명령을 입력받고 실내기(200)의 동작 정보를 표시하는 원격제어기(500)를 포함하는 경우, 실내기(200)의 실내기 조작부(225)는 실내기(200)의 전원을 공급하는 전원 버튼만을 포함하더라도 무방하다.
실내기 표시부(230)는 실내기(200)의 동작 정보를 표시하기 위한 액정 디스플레이 패널 또는 발광 다이오드 패널 등을 포함할 수 있다. 다만, 공기조화기(10)가 실내기(200)에 대한 동작 명령을 입력받고 실내기(200)의 동작 정보를 표시하는 원격제어기(500)를 포함하는 경우,실내기(200)의 실내기 표시부(230)는 해당 실내기(200)의 전원 공급 여부 및 동작 여부를 표시하는 전원 표시 엘이디 및 동작 표시 엘이디를 포함하더라도 무방하다.
실내기 온도검출부(235)는 실내기(200)가 위치하는 실내 온도를 감지하고, 감지된 온도에 대응하는 전기적 신호를 출력한다. 이와 같은 실내기 온도검출부(235)는 온도에 따라 전기적 저항이 변화하는 써미스터(thermistor)를 포함할 수 있다.
실내기 저장부(240)는 실내기(200)의 동작과 관련된 프로그램 및 데이터를 영구적으로 저장하기 위한 자기 디스크, 반도체 디스크 등의 비휘발성 메모리 뿐만 아니라 실내기(200)가 동작하는 과정에서 생성될 수 있는 임시 데이터 를 임시적으로 저장하는 D-램, S-램 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
실내기 통신부(245)는 RS-485 등의 통신방식을 이용하여 실외기(100)와 통신을 수행하는 통신모듈을 포함할 수 있다.
실내기 전원부(250)는 외부 전원을 정류하는 정류 회로, 정류된 전원에 포함된 리플을 제거하는 평활 회로 등을 포함할 수 있다.
실내기 제어부(255)는 실내기(200)에 포함된 각 구성의 동작을 제어한다.
예를 들어, 실내 온도가 냉방 목표 온도보다 높으면, 실내기 제어부(255)는 실외기(100)에 냉방 요청 신호를 전송하도록 실내기 통신부(245)를 제어하고, 공기조화기(10)가 냉방 동작 중임을 표시하도록 실내기 표시부(230)를 제어할 수 있다. 또한, 공기조화기(10)가 냉방모드인 경우, 실내기 팽창밸브(220)에서 냉매를 감압하는 경우 냉매 온도가 미리 정해진 온도 이상이 되도록 실내기 팽창밸브(220)를 제어할 수 있다. 이와 같은 실내기 제어부(255)는 실내기(200)의 동작과 관련된 모든 연산을 수행하는 단일의 범용 프로세서를 포함하거나, 또는 통신과 관련된 연산만을 수행하는 통신 프로세서, 제어 동작과 관련된 연산만을 수행하는 제어 프로세서 등과 같이 특화된 연산을 수행하는 프로세서를 포함할 수도 있다.
이상으로, 일 실시 예에 따른 공기조화기(10)에 대해 설명하였다. 다음으로 다를 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기의 구성 및 그 신호 흐름에 대해 설명한다.
도 5는 다른 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기(10a)의 구성도이고, 도 6은 다른 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기(10a)의 냉매 흐름을 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 다른 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기(10a)는 실외 공간에 마련되어 실외 공기와 냉매 사이의 열교환을 수행하는 실외기(100a), 실내 공간에 마련되어 실내 공기와 냉매 사이에 열교환을 수행하는 복수의 실내기(200a), 실외기(100a)로부터 공급되는 냉매를 실내기(200a)로 분배하고 냉방 또는 난방이 선택적으로 수행되도록 하는 분배기(300a)를 포함한다. 또한, 사용자로부터 실내기(200a)에 대한 동작 명령을 입력받는 원격제어기(500a)를 포함할 수 있다.
실외기(100a)는 도 1의 실내기(100)와 실질적으로 동일하며 이하 도 1과 중복되는 설명은 생략한다.
실내기(200a-1, 200a-2, 200a-3, 200a-n)는 실내 공기와 냉매 사이의 열교환을 수행하는 실내 열교환기(210a-1, 210a-2, 210a-3, 210a-n), 냉방 시에 실내 열교환기(210a-1, 210a-2, 210a-3, 210a-n)로 제공되는 냉매를 감압하는 실내 팽창밸브(220a-1, 220a-2, 220a-3, 220a-n)를 포함한다.
분배기(300a)는 실외기(100a)와 실내기(200a) 사이에 마련되어 실외기(100a)로부터 제공되는 냉매를 실내기(200a)로 안내하기 위한 냉매관과, 냉매관 상에 마련되어 공기조화기(10a)의 운전 모드 즉, 냉방 모드 또는 난방 모드에 따라 냉매의 흐름을 제어하는 냉방 밸브(310a-1, 310a-2, 310a-3, 310a-n)와 난방 밸브(320a-1, 320a-2, 320a-3, 320a-n)를 포함한다.
이하, 공기조화기(10a)의 냉방 모드 및 난방 모드에서 냉매의 순환 과정에 대해 설명한다.
도 6을 참조하면, 공기조화기(10a)가 냉방 모드인 경우 냉매는 실외기(100a)의 압축기(110a)에 의하여 고압으로 압축되고, 압축된 냉매는 사방밸브(130a)에 의하여 실외 열교환기(120a)로 안내된다. 압축된 냉매는 실외 열교환기(120a)에서 응축되며, 응축되는 동안 냉매는 실외 공기로 잠열을 방출한다. 응축된 냉매는 분배기(300a)를 거쳐 선택적으로 실내기(200a)로 안내될 수 있다.
실내기(200a)로 안내된 냉매는 실내기(200a)에 마련된 실내 팽창밸브(220a)에서 감압된 후 실내 열교환기(210a)에서 증발된다. 증발되는 동안 냉매는 실내 공기로부터 잠열을 흡수한다. 이와 같이 냉방 모드 시에 공기조화기(10a)는 실내 열교환기(210a)에서 발생하는 냉매와 실내 공기 사이의 열교환을 이용하여 실내 공기를 냉각시킬 수 있다. 증발된 냉매는 분배기(300a)에 마련된 냉방 밸브(310a)를 거쳐 실외기(100a)로 안내된다. 이후 냉매의 흐름은 전술한 바와 동일한 바 이하 중복되는 설명은 생략한다.
공기조화기(10a)가 난방 모드인 경우 냉매는 실외기(100a)의 압축기(110a)에 의하여 고압으로 압축되고, 압축된 냉매는 사방밸브(130a)에 의하여 분배기(300a)로 안내된다. 분배기(300a)에서 냉매는 분배기(300a)의 난방 밸브(320a)를 거쳐 선택적으로 실내기(200a)로 안내된다.
냉매는 실내기(200a)에 마련된 실내 열교환기(210a)에서 응축된다. 응축되는 동안 냉매는 실내 공기로 잠열을 방출한다. 이와 같이 난방 모드 시에 공기조화기(10a)는 실내 열교환기(210a)에서 발생하는 냉매와 실내 공기 사이의 열교환을 이용하여 실내 공기를 가열할 수 있다. 응축된 냉매는 실내 팽창밸브(220a)에서 감압된 후 분배기(300a)를 거쳐 실외기(100a)로 안내된다. 이후 냉매의 흐름은 전술한 바와 동일한 바 이하 중복되는 설명은 생략한다.
이하, 멀티형 공기조화기(10a)에 포함된 구성들 사이의 신호의 흐름에 대하여 설명한다. 실외기(100a)에 대한 제어 신호 흐름의 예는 도 2에서 설명한 것과 동일한 바 이하 중복되는 설명은 생략한다.
도 7은 다른 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기(10a)에 포함되는 실내기(200a) 각각의 제어 신호의 흐름을 도시한 블럭도 이다.
도 7을 참조하면, 실내기(200a)는 사용자로부터 실내기(200a) 에 대한 동작 명령을 입력받는 실내기 조작부(225a), 실내기(200a)의 동작 정보를 표시하는 실내기 표시부(230a), 실내기(200a)의 동작과 관련된 프로그램 및 데이터를 저장하는 실내기 저장부(240a), 공기조화기(10a)에 포함된 실외기(100a)와 통신하는 실내기 통신부(245a), 실내기(200a)에 포함되는 각각의 구성에 전원을 공급하는 실내기 전원부(250a), 실내기(200a)에 포함된 각 구성의 동작을 제어하는 실내기 제어부(255a), 냉방 시 실내 열교환기(210a)로 제공되는 냉매를 감압하는 실내 팽창밸브(220a)를 포함할 수 있다. 즉, 별도의 온도 검출부를 포함하지 않다는 점에서 도 3의 실내기(200a)와 차이가 있으며 실내기 조작부(225a), 실내기 표시부(230a), 실내기 저장부(240a), 실내기 통신부(245a), 실내기 전원부(250a) 및 실내기 제어부(255a)에 대한 구성은 도 3에서 설명한 것과 실질적으로 동일한 바 이하 중복되는 설명은 생략한다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 공기조화기(10a)에 포함되는 분배기(300a)의 제어 신호의 흐름을 도시한 블럭도 이다.
도 8을 참조하면, 분배기(300a)는 사용자 또는 관리자로부터 분배기(300a)에 대한 동작 명령을 입력받는 분배기 조작부(325a), 분배기(300a)의 동작 정보를 표시하는 분배기 표시부(330a), 분배기(300a)에 포함된 난방 밸브 및 난방 밸브를 구동하는 분배기 구동부(335a), 분배기(300a)의 동작과 관련된 프로그램 및 데이터를 저장하는 분배기 저장부(340a), 공기조화기(10a)에 포함된 실외기(100a), 실내기(200a)와 통신하는 분배기 저장부(345a), 분배기(300a)에 포함된 각각의 구성에 전원을 공급하는 분배기 전원부(350a), 분배기(300a)에 포함된 각 구성의 동작을 제어하는 분배기 제어부(355a)를 포함한다.
분배기 조작부(325a)는 전원 입력 등의 분배기(300a)에 대한 동작 명령을 입력받기 위한 버튼형 스위치, 멤브레인 스위치 등을 포함할 수 있으며, 분배기 표시부(330a)는 분배기(300a)의 연결 상태 등의 분배기(300a)의 동작 정보를 표시하기 위한 액정 디스플레이 패널 또는 발광 다이오드 패널 등을 포함할 수 있다. 다만 경우에 따라서 분배기 조작부(325a) 또는 분배기 표시부(330a)를 포함하지 않을 수도 있다.
분배기 구동부(335a)는 분배기 제어부(355a)의 제어 신호에 따라 난방밸브 및 냉방밸브를 구동한다. 구체적으로 난방밸브 및 냉방밸브를 개폐하기 위하여 구동 전류를 생성하여 난방밸브 및 냉방밸브에 제공한다.
분배기 저장부(340a)는 분배기(300a)의 동작과 관련된 프로그램 및 데이터를 영구적으로 저장하기 위한 자기 디스크, 반도체 디스크 등의 비휘발성 메모리 뿐만 아니라 분배기(300a)가 동작하는 과정에서 생성될 수 있는 임시 데이터를 임시적으로 저장하는 D-램, S-램 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
분배기 저장부(345a)는 RS-485 등의 통신방식을 이용하여 실외기(100a) 및 실내기(200a)와 통신을 수행하는 통신모듈을 포함할 수 있다.
분배기 전원부(350a)는 외부 전원을 정류하는 정류 회로, 정류된 전원에 포함된 리플을 제거하는 평활 회로 등을 포함할 수 있다.
분배기 제어부(355a)는 분배기(300a)에 포함된 각 구성의 동작을 제어한다.
예를 들어, 분배기 저장부(345a)를 통하여 실외기(100a)로부터 제 3 냉방밸브에 대한 개방 요청이 수신되면 분배기 제어부(355a)는 실외기(100a)로 밸브 개방 요청 수신 신호를 실외기(100a)에 전송하도록 분배기 저장부(345a)를 제어하고, 제 3 냉방밸브를 개방하도록 분배기 구동부(335a)를 제어할 수 있다.
이상으로, 다른 실시 예에 따른 멀티형 공기조화기(10a)의 각 구성에 대해 설명하였다.
이하 실시 예에 따른 공기조화기(10)와 제어 방법에 대해 상세하게 설명한다.
도 9는 일 실시 예에 따른 공기조화기(10)에 포함되는 마이컴(400)의 제어 신호의 흐름을 도시한 블럭도 이다.
도 9를 참조하면, 마이컴(400)은 사용자 또는 관리자가 전기요금제를 선택하거나 변동된 전기요금제에 대하여 직접 입력 또는 편집 하거나, 기준온도범위 설정, 요금레벨 입력 및 편집, 외기온도 및 실내 설정온도를 입력하는 입력부(405), 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터 및 공기조화기 운전에 따른 데이터를 저장하는 저장부(410), 사용자가 확인할 수 있도록 전기요금제 정보와, 에너지 및 전기요금 절감 결과를 표시하는 표시부(415)를 포함할 수 있다.
입력부(405)는 사용자 또는 관리자로부터 정보를 입력받기 위한 버튼형 스위치, 멤브레인(membrane) 스위치 또는 터치 패널(touch panel) 등을 포함할 수 있으며, 표시부(415)는 전기요금정보, 에너지 및 요금 절감 효과를 표시하기 위한 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display: LCD)패널 또는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED) 패널 등을 포함할 수 있다. 뿐만 아니라, 입력부(405)와 표시부(415)를 일체화한 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel: TSP)를 포함할 수도 있다.
저장부(410)는 마이컴(400)으로부터 산출된 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터 및 공기조화기 운전에 따른 데이터를 영구적으로 저장하기 위한 자기 디스크(magnetic disc), 반도체 디스크(solid state disk) 등의 비휘발성 메모리 뿐만 아니라 실외기(100), 실내기(200)가 동작하는 과정에서 생성될 수 있는 임시 데이터를 임시적으로 저장하는 D-램(D-RAM), S-램(S-RAM) 등의 휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
마이컴(400)은 실외기 제어부(190)의 동작을 제어한다. 예를 들어, 미리 정해진 기간동안 획득된 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터에 기초한 예냉 또는 예열 시간에 따라 실외기 제어부(190)를 제어하고 그에 따라 실내기 제어부(255)를 제어하여 예상 시간만큼 공기조화기의 운전을 수행하고, 입력부(405), 저장부(410)와의 상호작용을 제어한다. 또한, 전기요금 피크시간대 및 전기요금제에 따라 공기조화기의 운전방법을 판단하고, 실내기의 현재온도와 기준온도의 차이를 기준으로 실내기의 냉방 능력 또는 난방 능력을 판단하여 그에 따라 실외기 제어부(190)와 실내기 제어부(255)를 제어하여 해당 운전을 제어한다. 이와 같은 마이컴(400)은 실외기 제어부(190) 및 실내기 제어부(255)의 동작과 관련된 모든 연산을 수행하는 단일의 범용 프로세서(General Processor)를 포함하거나, 또는 통신과 관련된 연산만을 수행하는 통신 프로세서, 제어 동작과 관련된 연산만을 수행하는 제어 프로세서 등과 같이 특화된 연산을 수행하는 프로세서를 포함할 수도 있다.
입력부(405)를 사용하여 사용자 또는 관리자가 전기요금제를 선택하거나 변동된 전기요금제에 대하여 직접 입력 또는 편집 할 수 있다. 선택 되거나 입력된 전기요금제에 따라 마이컴(400)이 공기조화기의 운전방법을 판단할 수 있다. 사용자 또는 관리자는 냉방 또는 난방에 있어서 기준온도범위를 설정할 수 있고, 공기조화기의 동작이 기준온도 범위 내에서 유지될 수 있도록 제어할 수 있다. 외기온도 및 실내 설정온도를 입력할 수도 있다. 마이컴(400)이 획득한 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터를 기초로 예냉 또는 예열 시간을 얼마동안 수행할 것인지 설정하고, 운전방법에 따라 동작시간을 설정할 수 있다. 또한, 전기요금의 레벨을 설정하여 시간대에 따라 어떤 구간이 전기요금 피크타임제에 포함되는지 설정할 수 있고, 운전방법에 따른 공기조화기의 동작과 관련하여 실내 온도 쾌적도를 선호하는지 에너지 절약을 선호하는지를 입력할 수 있다. 또한, 외기온도 및 예냉 또는 예열시 설정해 놓은 목표온도 도달시간을 입력할 수 있다.
도 9의 제어 신호의 흐름을 살펴보면, 사용자 또는 관리자는 입력부(405)를 통하여 관련정보를 입력한다. 마이컴(400)은 사용자 또는 관리자로부터 입력받은 관련정보와, 과거에 예냉 또는 예열 및 공기조화기 운전결과에 따라 획득되어 저장부(410)에 저장되어 있던 데이터를 기초로 실외기 제어부(190) 및 실내기 제어부(255)를 제어하여 선택한 운전방법에 따라 공기조화기를 작동시킨다. 공기조화기의 작동이 끝나면 운전 결과에 따른 정보를 저장부(410)에 저장한다.
도 10은 일 실시 예에 따른 공기조화기(10)의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 공기조화기(10)의 제어 방법은 전기요금 피크시간대인지 여부를 결정하는 단계(500), 전기요금 피크시간대 이전인지 이후인지 여부를 결정하는 단계(505), 실내기의 냉방 능력 또는 난방 능력을 판단하는 단계(510), 실외기를 제어하는 단계(515), 고효율 운전을 진행하는 단계(520), 획득된 예냉 또는 예열 운전시간 데이터로부터 목표온도 도달을 위한 예냉 또는 예열 시간을 결정하는 단계(525), 예냉 또는 예열 운전을 진행하는 단계(530), 일반운전을 진행하는 단계(535)를 포함 한다.
보다 상세하게, 먼저 마이컴(400)이 현재 시간이 전기요금 피크시간대인지 여부를 결정한다(500). 여기서, 마이컴(400)은 실외기 제어부(190) 및 실내기 제어부(255)와 별개의 상위 제어부로 DMS(Data Management Server)제어기를 의미한다. 전기요금 피크시간대인지 여부는 전기요금제와 관련이 있고, 이미 편성되어 있는 전기요금제에 관한 정보는 마이컴(400)에 기본적으로 저장이 되어 있으며, 마이컴(400)은 시스템 에어컨의 전체 서버와 연동이 되어 전기요금제가 변동이 되는 경우 전체 서버에서 업데이트를 하여 마이컴(400)에 전송 한다. 사용자는 전기요금제를 입력부(405)를 통해 선택 하거나 직접 입력할 수 있으며 만약 변동된 전기요금제가 업데이트 되지 않은 경우에는 사용자가 직접 전기요금제를 편집할 수도 있다.
마이컴(400)은 현재 시간이 몇 시인지에 따라 해당 시간이 전기요금 피크시간대인지 판단하여, 전기요금 피크시간대가 아니라면 전기요금 피크시간대 이전인지 이후인지를 판단한다(505). 현재 시간이 전기요금 피크시간대인 경우 고효율 운전을 진행(520)하고, 전기요금 피크시간대 이전인 경우에는 예냉 운전 또는 예열 운전(530)을 진행 하고 그 외의 시간대인 경우에는 일반운전(535)을 진행 한다. 여기서, 고효율 운전(520)은 실내기의 냉방량 또는 난방량은 감소시키되 효율은 높이면서 실내의 쾌적온도로 미리 설정되어 있는 기준온도 범위 내에서 최대한 온도를 유지시키는 운전을 말하고, 예냉 운전 또는 예열 운전(530)은 전기요금이 낮은 시간대에 미리 실내를 예비적으로 냉방 또는 난방 시켜 놓기 위한 운전을 말한다.
마이컴(400)이 현재 시간이 전기요금 피크시간대라고 판단하면(500), 먼저 실내기의 냉방 능력 또는 난방 능력을 판단(510)한다. 실내기의 냉방 능력 또는 난방 능력은 실내기의 현재온도와 기준온도의 차이 및 실내기의 냉방 효율 또는 난방 효율을 기준으로 판단되는 것이고 판단된 냉방 능력, 난방능력에 따라 실외기를 제어(515)하여 압축기의 전류제어, 냉매온도 제어, 압축기의 압력제어 중 어느 하나의 방식을 사용하는 것이다.
실내기의 냉방 능력, 난방 능력을 판단(510)하는 것을 구체적으로 살펴보면 예를 들어, 방1의 현재온도가 24℃이고 희망온도가 반영된 기준온도가 20℃이며 방1에 배치되어 있는 공기조화기(10)의 전력에 따라 현재온도를 기준온도에 맞추기 위해 4℃만큼 냉방시킬 경우에 필요한 실내기의 요구 능력이 80%이고, 방2의 현재온도가 26℃이고 기준온도가 18℃이며 방2에 배치되어 있는 공기조화기(10)의 전력에 따라 현재온도를 기준온도에 맞추기 위해 8℃만큼 냉방시킬 경우에 필요한 실내기의 요구 능력이 50%라면 마이컴(400)은 이러한 각 실내기들의 요구능력을 획득하고 취합하여 실외기가 압축기 또는 냉매온도 등을 제어해야 할 요구능력을 산출하여 실외기를 제어(515)하게 된다. 이 때, 실내기들의 요구 능력은 설정해 놓은 시간 간격으로 측정하고 일정시간 동안의 값을 누적한 평균값을 산출하여 실외기를 제어(515)한다. 결과적으로 실외기를 제어(515)하여 실내 온도가 기준온도 범위 내에서 머무를 수 있도록 하며 실외기 제어(515)의 내용에 대해서는 이하에서 상세히 설명 한다.
실외기 제어(515)에 있어서 압축기의 전류제어에 대하여 살펴보면, 압축기의 전류제어는 압축기의 구동을 위해 압축기 모터에 구동전류를 공급하는 역할을 하는 인버터(inverter)측에 전류제한을 가하는 것이다. 즉, 압축기에 공급되는 전류가 인버터에서 설정된 상한치에 의해 제한이 되므로 내부 로직상에서 전류값을 올려서 압축기의 회전수를 상승시키고자 하여도, 올릴 수 없게 회전수가 제한되는 것이다.
실외기 제어(515)에 있어서 냉매온도 제어에 대하여 살펴보면, 냉매온도 제어는 냉방시에 사용되는 방법으로써, 실내기 측의 실내 열교환기(210)으로 유입되는 냉매온도를 제어하는 것이다. 구체적으로, 실외 열교환기(120)에서 응축된 냉매가 실내 열교환기(210)로 유입되기 전에 실내 팽창밸브(220)에서 팽창되어 압력이 감소하는데 이때, 냉매온도를 조절하기 위해서 실내 팽창밸브(220)를 제어할 수 있다. 즉, 고효율 운전을 위하여 냉매온도를 예냉/예열 운전일때 보다 고온으로 제어하는 경우 결과적으로 압축기(110)의 회전수는 감소하게 되고, 냉매온도 상승시 실내 열교환기(210)에서 냉매가 증발 하면서 흡열반응이 일어날 때, 더 적은 열을 흡수하게 되므로 냉방 능력은 감소 하지만 감소된 냉방 능력으로 실내의 쾌적온도를 유지시키므로, 전체적인 냉방 과정에서 볼 때 상대적으로 효율은 증가하게 된다. 냉매온도 제어의 예를 들면, 보통의 냉방 과정에서 실내기에 유입되는 냉매 온도가 7℃ ~ 9℃라면, 고효율 운전에 있어서의 냉매 온도는 12℃ ~ 14℃ 정도로 상대적으로 고온의 냉매를 유입 시킬 수 있다. 냉매온도 제어는 압축기(110)의 회전수나 주파수를 직접적으로 변화시키지 않고, 실내 팽창밸브(220)를 제어하여 냉매온도를 제어하고 결과적으로 압축기(110)의 회전수가 해당 냉매온도를 맞추기 위해서 변경되는 것이다.
실외기 제어(515)에 있어서 압축기(110)의 압력제어에 대하여 살펴보면, 압축기(110)의 압력제어는 난방시에 사용되는 방법으로써, 압축기(110)에서 토출된 고온, 고압의 기체가 실내기의 실내 열교환기(210)로 보내지는 데, 이 때 압축기(110)의 토출밸브를 조절하여 제어하는 방법이 있고 또는 압축기(110)에 기준 압력을 정해 놓고 그 기준 압력 제한에 의하여 압축기(110)의 회전수가 감소하도록 하는 방법이다. 압축기(110)의 토출밸브를 조절하여 제어하는 방법은, 압축기(110)의 회전수에는 제한을 가하지 않은 채로 토출밸브를 조절하여 토출되는 기체의 압력을 조절하는 것으로, 고효율 운전 시에는 일반적인 경우 보다 토출되는 기체의 압력을 저압으로 조절한다. 따라서 기체의 온도도 상대적으로 저온상태가 되어 실내 열교환기(210)에서 액체로 응축되는 경우에 발열량이 일반적인 경우보다 감소하여 난방 능력은 감소하지만 감소된 난방 능력으로 실내의 쾌적온도를 유지시키므로, 전체적인 난방 과정에서 볼 때 상대적으로 효율은 증가하게 된다. 압축기(110)에 기준 압력을 정해 놓고 그 기준 압력 제한에 의하여 압축기(110)의 회전수가 감소하도록 하는 방법은, 압축기(110)의 압력 제한에 따라 토출되는 기체의 목표 고압이 하강하므로 압축기(110)의 회전수가 해당 압력을 맞추기 위해서 감소하므로 에너지 절감 효과가 발생할 수 있다.
상술한 공기조화기의 제어방법에 의하여 전기요금의 피크시간대에 고효율 운전(520)을 진행하게 되면, 실내기의 냉방 능력 또는 난방 능력은 상대적으로 감소하여 실내의 냉방 또는 난방의 정도는 적어지나, 전기요금이 낮은 시간대에 미리 예냉 또는 예열을 해 둔 결과 적은 냉방량, 난방량으로도 실내의 쾌적 온도를 유지할 수 있으므로, 공기조화기의 효율은 증가하게 되고 에너지 절감 효과와 전기요금이 높은 구간에서 전기요금 절감 효과가 발생 할 수 있다.
마이컴(400)은 전기요금 피크시간대가 아니라고 판단하면(500) 현재 시간이 전기요금 피크시간대 이전인지 여부를 판단하여(505) 이전이라고 판단하면 먼저 저장부(410)에 저장되어 있는 예냉 또는 예열 운전시간 데이터로부터 목표온도 도달을 위한 예냉 또는 예열 운전시간을 결정 한다(525). 마이컴(400)은 각 실내별로 미리 정해진 기간 동안의 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터를 획득하는데, 예냉을 하는 경우의 예를 들어 구체적으로 살펴보면, 특정 실내를 예냉할 때 t1이라는 시간을 예상하고 예냉을 하였는데 예냉 시작 후 t1보다 적은 시간 내에 기준온도에 도달할 때에는 차후에 예냉 하는 경우 t1보다 적은 시간인 t2라는 시간을 새로 설정하여 예냉을 하고 t1보다 많은 시간이 걸려서 기준온도에 도달할 때에는 차후 예냉시 t1보다 많은 시간인 t3라는 시간을 새로 설정하여 예냉을 진행 한다. 즉, 마이컴(400)이 미리 정해진 기간 동안의 예냉 또는 예열 운전시간의 데이터를 획득하는 것은 각 실내기의 목표온도 도달을 위한 예냉 또는 예열 운전시간을 결정하기 위한 과정이다.
미리 정해진 기간 동안의 예냉 또는 예열 운전시간 데이터를 통해 예냉, 예열 운전시간을 결정하는 경우 일자별로 가중치를 부여하여 예냉, 예열을 할 해당일에 가까운 날의 기록일 수록 신뢰도가 높으므로 큰 가중 지수를 적용하고 과거의 기록일 수록 신뢰도가 낮으므로 작은 가중 지수를 적용하여 예냉, 예열 운전시간을 결정 한다. 이는 과거의 예냉, 예열 운전시간 일수록 현재의 예냉, 예열 운전시간을 결정 하는데 더 낮은 영향을 가지기 때문이다. 예를 들면, 예냉, 예열 운전시간을 기록하여 평균을 내는 경우 1, 0.8, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 0.2 및 0.1을 가중 지수로 삼아 계산할 수 있다.
예냉 또는 예열 운전은 전기요금이 높은 시간대를 대비하여 전기요금이 낮은 시간대에 미리 예냉 또는 예열을 해 놓는 운전으로, 냉방시에는 기준 쾌적온도의 최저 온도까지 온도를 내려 예냉을 하고 난방시에는 기준 쾌적온도의 최고 온도까지 온도를 올려 예열을 한다. 또한 각 실내기들의 최대 효율에 따라 최대 예냉 또는 최대 예열 능력으로 예냉 또는 예열을 하며, 예냉 시에는 냉매온도 제어를 통해 저온의 냉매를 사용하여 예냉을 하고, 예열 시에는 압축기의 압력제어를 통해 고온 고압의 기체를 실내기로 보내어 예열을 수행 한다.
마이컴(400)이 현재 시간이 전기요금 피크시간대가 아니고(500) 또한, 전기요금 피크시간대 이전도 아니라고 판단하는 경우(505) 공기조화기(10)의 일반운전(535)을 진행 한다. 일반운전(535)은 공기조화기(10)를 켜거나 끄는 방식으로 제어하여 실내의 쾌적온도 범위 내에서 온도를 유지시키는 것이다. 일반운전(535)을 진행 하다가 예냉, 예열 운전(530)을 수행해야 하는 시점이 오면 다시 예냉, 예열 운전(530)을 시작 하며 상술한 과정이 반복될 수 있다.
예냉, 예열 운전(530)에 따른 예냉, 예열 운전시간 기록과 고효율 운전(520)을 진행하기 위한 실내기의 냉방 능력 또는 난방 능력에 대한 데이터는 저장부(410)에 저장이 되고, 차후 예냉, 예열 운전(530) 또는 고효율 운전(520) 수행시에 사용될 수 있다.
이상으로, 일 실시 예에 따른 공기조화기(10)의 제어 방법에 대해 설명하였다. 공기조화기(10)의 제어 방법이 이에 한정되는 것은 아니며 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있는 범위 내의 변경을 포함하는 개념으로 넓게 이해되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법은, 시스템 에어컨 상의 멀티형 공기조화기(10a)에도 적용이 가능하다. 따라서 상술한 도 9의 일 실시 예에 따른 공기조화기(10)에 포함되는 마이컴(400)의 제어 신호의 흐름을 도시한 블럭도에 대한 설명과 도 10의 일 실시 예에 따른 공기조화기(10)의 제어방법을 도시한 순서도에 대한 설명은 멀티형 공기조화기(10a)에도 그대로 적용이 될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
도 11은 국내의 전기요금 피크요금제에 따른 시간대별 요금의 변화양상을 도시한 그래프이다.
도11에 도시된 바와 같이 경부하, 중부하, 최대부하인 시간대에 따라 전기요금은 더 높게 과금 된다. 그래프를 보면 전기요금이 상승하는 지점이 09:00, 11:00, 13:00 세 지점이 있는데 전기요금 상승지점 이전 시간대에 미리 예냉 또는 예열을 해놓고 전기요금이 상승해서 유지되는 구간인 09:00-11:00, 11:00-12:00, 13:00-17:00 에는 고효율 운전을 진행하여 예냉 또는 예열을 해놓지 않았을 때 보다 전기요금 절감과 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어방법에 따라 시간대별로 공기조화기가 동작하는 양상을 도시한 그래프이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 공기조화기의 일반운전 구간에서의 운전은 종래 일반 공기조화기에 따른 제어방법과 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법이 동일하다.
도 12에 도시된 바와 같이 그래프 1은 종래 일반 공기조화기의 on/off 식 부하량 제어 방법이다. 즉, 냉방을 예로 들면 쾌적온도 범위 내에서 온도 유지를 위하여 기준온도 이하로 온도가 내려가면 공기조화기의 전원을 off 하고 다시 기준온도 이상으로 온도가 올라가면 공기조화기의 전원을 on 하는 방식으로 제어한다. 이 경우에는 공기조화기를 온도에 따라 계속 on/off 해야 되는 바, 오히려 전력소모가 커지게 된다.
그래프 2는 본 발명의 제어방법에 따른 실내온도 변화 양상을 도시한 것으로, 일반운전 구간은 종래의 공기조화기의 제어방법과 같으나, 예냉/예열 구간인 t1~t2에서 설정온도까지 온도를 하강시킨 뒤에 전기요금이 높은 구간인 t2~t3에서 냉방량 또는 난방량을 감소시키고 운전 효율은 증가시키는 고효율 운전을 진행하고, 그 이후에는 다시 일반운전을 진행한다. 상술한 바와 같이 전기요금 시간대 및 전기요금제를 기준으로 공기조화기의 운전방법을 결정하여 예냉/예열 운전 및 고효율 운전을 수행한다.
도 13은 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어방법에 따른 동작 결과 부하량의 조절 양상을 도시한 그래프이다.
도 13에 도시된 바와 같이 그래프 1은 상기 언급한 바와 같이 본 발명의 제어방법에 따른 시간별 온도변화를 도시한 것이며, 그래프 2는 본 발명의 제어방법에 따른 공기조화기의 운전을 수행하는 경우 실질적인 부하량의 증감을 나타낸 것이다. 즉, 예냉/예열 구간에서는 전기요금이 낮은 구간 이므로 냉방능력 또는 난방능력(부하량)을 늘려서 예냉/예열을 수행하고 고효율 운전 구간에서는 전기요금이 높은 전기요금 피크시간대 이므로 냉방능력 또는 난방능력을 줄여서 결과적으로 전기요금 절감의 효과를 가져오는 것이다.
그래프 3은 예냉/예열 구간에서 운전 수행시에 증가한 부하량을 도시한 그래프이고, 그래프 4는 고효율 운전 구간에서 운전 수행시에 감소한 부하량을 도시한 그래프이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어방법에 따른 동작 결과 공기조화기의 효율이 변화되는 양상을 도시한 그래프이다.
도 14에 도시된 바와 같이 그래프 1은 냉방시에 고효율 운전에 따라 냉방능력을 감소시켜 운전하는 경우 부하량의 변화와 그에 따른 효율의 변화를 나타낸 것이고 그래프 2는 난방시에 고효율 운전에 따라 난방능력을 감소시켜 운전하는 경우 부하량의 변화와 그에 따른 효율의 변화를 나타낸 것이다. 냉방능력 또는 난방능력을 25%, 50% 만큼 감소시켜서 고효율 운전을 수행하는 경우에 공기조화기의 운전 효율은 냉방시에는 최대 1.24배, 난방시에는 최대 1.39배 까지 증가함을 알 수 있다.
도 15는 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어방법에 따른 동작 결과 전력량이 절감되는 양상을 도시한 그래프이다.
도 15에 도시된 바와 같이 그래프 1은 일자별로 사용 전력량을 조회해보기 위한 검색화면의 예시이다. 선택항목에서는 검색하고자 하는 실내의 장소를 선택하고, 항목 에서는 전력량 또는 전력요금 항목을 선택하며, 날짜 단위 및 기간을 선택하여 조회하고자 하는 일자의 전력량을 조회해 볼 수 있다. 이러한 검색화면의 검색내용 입력은 입력부(405)를 통하여 사용자 또는 관리자가 수행할 수 있다.
그래프 2는 1/23 - 1/29 사이의 기간을 예시로 하여 조회한 화면을 나타낸 것이다. 도시된 바와 같이, 본원 발명에 의한 공기조화기의 제어방법에 따라 고효율 운전을 수행한 결과 전력량(kWh)이 감소하였음을 알 수 있고 따라서 에너지 절감 효과와 전기요금절감 효과가 나타남을 확인할 수 있다.
지금까지, 전기요금 피크시간대에 고효율 운전을 통하여 전기요금 및 에너지 절감 효과를 가져오는 공기조화기(10, 10a)의 제어 방법에 대해 설명하였다. 공기조화기(10, 10a)의 제어 방법의 예가 이에 한정되는 것은 아니며 통상의 기술자가 쉽게 실시할 수 있는 범위 내의 변경을 포함하는 개념으로 넓게 이해되어야 할 것이다. It should be understood that the configurations shown in the embodiments and drawings described in this specification are only preferred examples of the disclosed invention, and there are various modifications that can replace the embodiments and drawings of the present specification at the time of filing of the present application. .
Hereinafter, embodiments of the disclosed invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1 is a block diagram of an air conditioner 10 according to an embodiment.
Referring to FIG. 1 , an air conditioner 10 according to an embodiment includes an outdoor unit 100 provided in an outdoor space to perform heat exchange between outdoor air and a refrigerant, and an outdoor unit 100 provided in an indoor space to perform heat exchange between indoor air and a refrigerant. and an indoor unit 200 that In addition, it may include a remote controller 500 that receives an operation command for the indoor unit 200 from the user.
The outdoor unit 100 includes a compressor 110 for compressing a gaseous refrigerant, an outdoor heat exchanger 120 for performing heat exchange between outdoor air and the refrigerant, and an outdoor heat exchanger 120 and an indoor unit ( 200) a four-way valve 130 for selectively guiding to any one, an outdoor expansion valve 140 for decompressing the refrigerant guided to the outdoor heat exchanger 120 during heating, and preventing the liquid refrigerant from flowing into the compressor 110 It may include an accumulator 150 that
The indoor unit 200 may include an indoor heat exchanger 210 that performs heat exchange between indoor air and a refrigerant, and an indoor expansion valve 220 that depressurizes the refrigerant provided to the indoor heat exchanger 210 during cooling.
Hereinafter, the circulation process of the refrigerant in the cooling mode and the heating mode of the air conditioner 10 will be described.
2 is a diagram illustrating a refrigerant circulation process of the air conditioner 10 according to an exemplary embodiment.
In FIG. 2 , an arrow indicated by a solid line shows a refrigerant flow when the air conditioner performs heating, and an arrow indicated by a dotted line shows a refrigerant flow when the air conditioner performs cooling.
Referring to FIG. 2 , when the air conditioner 10 is in the cooling mode, the refrigerant is compressed to a high pressure by the compressor 110 of the outdoor unit 100 , and the compressed refrigerant is compressed by the four-way valve 130 in the outdoor heat exchanger ( 120). The compressed refrigerant is condensed in the outdoor heat exchanger 120, and while condensed, the refrigerant releases latent heat to outdoor air. The condensed refrigerant may be guided to the indoor unit 200 .
The refrigerant guided to the indoor unit 200 is decompressed by the indoor expansion valve 220 provided in the indoor unit 200 and then evaporated in the indoor heat exchanger 210 . During evaporation, the refrigerant absorbs latent heat from the room air. As described above, in the cooling mode, the air conditioner 10 may cool the indoor air by using heat exchange between the refrigerant generated in the indoor heat exchanger 210 and the indoor air.
The evaporated refrigerant is guided to the outdoor unit 100 , and the vapor refrigerant is provided to the compressor 110 after being separated into a non-evaporated liquid refrigerant and an evaporated vapor refrigerant in the accumulator 150 of the outdoor unit 100 . The refrigerant guided to the compressor 110 is compressed, and again provided to the four-way valve 130 , so that the above-described refrigerant circulation can be repeated.
In summary, in the cooling mode, the air conditioner 10 absorbs the thermal energy of the indoor air from the indoor unit 200 and radiates the thermal energy from the outdoor unit 100 to the outdoors, thereby discharging the indoor thermal energy to the outdoors.
In the heating mode of the air conditioner 10 , the refrigerant is compressed to a high pressure by the compressor 110 of the outdoor unit 100 , and the compressed refrigerant is guided to the indoor unit 200 .
The refrigerant is condensed in the indoor heat exchanger 210 provided in the indoor unit 200 . During condensing, the refrigerant releases latent heat into the room air. As described above, in the heating mode, the air conditioner 10 may heat the indoor air by using heat exchange between the refrigerant generated in the indoor heat exchanger 210 and the indoor air. The condensed refrigerant is decompressed by the indoor expansion valve 220 and then guided to the outdoor unit 100 .
The refrigerant guided to the outdoor unit 100 is decompressed by the outdoor expansion valve 140 provided in the outdoor unit 100 and then evaporated in the outdoor heat exchanger 120 . The evaporated refrigerant is separated into a non-evaporated liquid refrigerant and an evaporated vapor refrigerant in the accumulator 150 of the outdoor unit 100 , and then the vapor refrigerant is provided to the compressor 110 . The refrigerant guided to the compressor 110 is compressed, and again provided to the four-way valve 130 , so that the above-described refrigerant circulation can be repeated.
In summary, in the heating mode, the air conditioner 10 absorbs the thermal energy of the outdoor air from the outdoor unit 100 and transmits the outdoor thermal energy to the indoor by discharging the thermal energy from the indoor unit 200 to the indoor.
Hereinafter, the flow of signals between components included in the air conditioner 10 will be described.
3 is a block diagram illustrating a flow of a control signal of the outdoor unit 100 included in the air conditioner 10 according to an exemplary embodiment.
Referring to FIG. 3 , the outdoor unit 100 includes the outdoor unit operation unit 160 , the outdoor unit 100 or the air conditioner 10 that receives an operation command for the outdoor unit 100 or the air conditioner 10 from a user or manager. The outdoor unit display unit 165 for displaying operation information, the outdoor unit driving unit 170 for driving the compressor 110 and the four-way valve 130 included in the outdoor unit 100, and programs and data related to the operation of the outdoor unit 100 are stored. The outdoor unit storage unit 175, the outdoor unit communication unit 180 that communicates with the indoor unit 200 included in the air conditioner 10, and the outdoor unit power supply unit 185 that supplies power to each component included in the outdoor unit 100 , the outdoor unit control unit 190 for controlling the operation of each component included in the outdoor unit 100 may be included.
The outdoor unit operation unit 160 may include a button-type switch, a membrane switch, or a touch panel for receiving an operation command for the outdoor unit 100 or the air conditioner 10, and the outdoor unit display unit ( The 165 may include a liquid crystal display (LCD) panel or a light emitting diode (LED) panel for displaying operation information of the outdoor unit 100 or the air conditioner 10 . In addition, the outdoor unit manipulation unit 160 and the outdoor unit display unit 165 may include a touch screen panel (TSP) in which the outdoor unit manipulation unit 160 and the outdoor unit display unit 165 are integrated.
The outdoor unit driving unit 170 drives the compressor 110 and the four-way valve 130 according to a control signal from the outdoor unit control unit 190 . In particular, the outdoor unit driving unit 170 may include an inverter that supplies a driving current to a motor (not shown) of the compressor 110 to drive the compressor 110 .
The outdoor unit storage unit 175 includes a non-volatile memory such as a magnetic disk and a solid state disk for permanently storing programs and data related to the operation of the outdoor unit 100 as well as the outdoor unit 100 . It may include a volatile memory such as a D-RAM and S-RAM that temporarily stores temporary data that may be generated during operation.
The outdoor unit communication unit 180 may include a communication module that communicates with the indoor unit 200 using a communication method such as RS-485.
The outdoor unit power supply unit 185 may include a rectifying circuit for rectifying external power, a smoothing circuit for removing ripples included in the rectified power, and the like.
The outdoor unit controller 190 controls the operation of each component included in the outdoor unit 100 .
For example, when a cooling request is received from the indoor unit 200 through the outdoor unit communication unit 185, the outdoor unit control unit 190 controls the outdoor unit communication unit 180 to transmit a cooling request reception signal to the indoor unit 200, The outdoor unit driving unit 170 is controlled to operate the compressor 110 . The outdoor unit control unit 190 includes a single general processor that performs all operations related to the operation of the outdoor unit 100, or a communication processor that performs only communication-related operations and only operations related to control operations. It may include a processor that performs a specialized operation, such as a control processor that performs the operation.
4 is a block diagram illustrating a flow of a control signal of the indoor unit 200 included in the air conditioner 10 according to an exemplary embodiment.
Referring to FIG. 4 , the indoor unit 200 includes an indoor unit operation unit 225 that receives an operation command for the indoor unit 200 from a user, an indoor unit display unit 230 that displays operation information of the indoor unit 200, and the indoor temperature. The indoor unit temperature detection unit 235 for detecting, the indoor unit storage unit 240 for storing programs and data related to the operation of the indoor unit 200 , and the indoor unit communication unit 245 for communicating with the outdoor unit 100 included in the air conditioner 10 . ), an indoor unit power supply unit 250 for supplying power to each component included in the indoor unit 200 , an indoor unit control unit 255 for controlling an operation of each component included in the indoor unit 200 , and an indoor heat exchanger 210 for cooling. ) may include an indoor expansion valve 220 that depressurizes the refrigerant provided to it.
The indoor unit manipulation unit 225 may include a button-type switch, a membrane switch, or a touch panel for receiving an operation command for the indoor unit 200 . However, when the air conditioner 10 includes a remote controller 500 that receives an operation command for the indoor unit 200 and displays operation information of the indoor unit 200, the indoor unit operation unit 225 of the indoor unit 200 may include only the power button for supplying power to the indoor unit 200 .
The indoor unit display unit 230 may include a liquid crystal display panel or a light emitting diode panel for displaying operation information of the indoor unit 200 . However, when the air conditioner 10 includes a remote controller 500 that receives an operation command for the indoor unit 200 and displays operation information of the indoor unit 200, the indoor unit display unit 230 of the indoor unit 200 may include a power display LED and an operation display LED indicating whether the corresponding indoor unit 200 is powered on and whether it is operating or not.
The indoor unit temperature detection unit 235 detects the indoor temperature at which the indoor unit 200 is located, and outputs an electrical signal corresponding to the sensed temperature. The indoor unit temperature detection unit 235 may include a thermistor whose electrical resistance changes according to temperature.
The indoor unit storage unit 240 includes a non-volatile memory such as a magnetic disk or a semiconductor disk for permanently storing programs and data related to the operation of the indoor unit 200 , as well as a temporary memory that may be generated during the operation of the indoor unit 200 . It may include a volatile memory such as D-RAM and S-RAM for temporarily storing data.
The indoor unit communication unit 245 may include a communication module that communicates with the outdoor unit 100 using a communication method such as RS-485.
The indoor unit power supply unit 250 may include a rectifying circuit for rectifying external power, a smoothing circuit for removing ripples included in the rectified power, and the like.
The indoor unit controller 255 controls the operation of each component included in the indoor unit 200 .
For example, when the indoor temperature is higher than the cooling target temperature, the indoor unit controller 255 controls the indoor unit communication unit 245 to transmit a cooling request signal to the outdoor unit 100 and indicates that the air conditioner 10 is in a cooling operation. The indoor unit display unit 230 may be controlled to display. Also, when the air conditioner 10 is in the cooling mode, when the indoor unit expansion valve 220 depressurizes the refrigerant, the indoor unit expansion valve 220 may be controlled so that the refrigerant temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. The indoor unit controller 255 includes a single general-purpose processor that performs all operations related to the operation of the indoor unit 200 , or a communication processor that performs only communication-related operations, and a control processor that performs only operations related to control operations. It may include a processor that performs a specialized operation, such as.
As described above, the air conditioner 10 according to an embodiment has been described. Next, a configuration of a multi-type air conditioner according to another embodiment and a signal flow thereof will be described.
5 is a block diagram of a multi-type air conditioner 10a according to another embodiment, and FIG. 6 is a diagram illustrating a refrigerant flow in the multi-type air conditioner 10a according to another embodiment.
Referring to FIG. 5 , a multi-type air conditioner 10a according to another embodiment includes an outdoor unit 100a provided in an outdoor space to perform heat exchange between outdoor air and a refrigerant, and an outdoor unit 100a provided in an indoor space to exchange heat between indoor air and a refrigerant. and a distributor 300a that distributes refrigerant supplied from the plurality of indoor units 200a and the outdoor unit 100a to the indoor unit 200a and selectively performs cooling or heating. In addition, it may include a remote controller 500a that receives an operation command for the indoor unit 200a from the user.
The outdoor unit 100a is substantially the same as the indoor unit 100 of FIG. 1 , and a description overlapping with FIG. 1 will be omitted.
The indoor units 200a-1, 200a-2, 200a-3, and 200a-n include indoor heat exchangers 210a-1, 210a-2, 210a-3, and 210a-n that perform heat exchange between indoor air and a refrigerant; Indoor expansion valves 220a-1, 220a-2, 220a-3, 220a-n for decompressing the refrigerant provided to the indoor heat exchangers 210a-1, 210a-2, 210a-3, and 210a-n during cooling includes
The distributor 300a includes a refrigerant pipe provided between the outdoor unit 100a and the indoor unit 200a to guide the refrigerant provided from the outdoor unit 100a to the indoor unit 200a, and a refrigerant pipe provided on the air conditioner 10a. The cooling valves 310a-1, 310a-2, 310a-3, and 310a-n and the heating valves 320a-1, 320a-2, 320a- that control the flow of the refrigerant according to the operation mode, that is, the cooling mode or the heating mode. 3, 320a-n).
Hereinafter, the circulation process of the refrigerant in the cooling mode and the heating mode of the air conditioner 10a will be described.
6, when the air conditioner 10a is in the cooling mode, the refrigerant is compressed to a high pressure by the compressor 110a of the outdoor unit 100a, and the compressed refrigerant is compressed by the four-way valve 130a in the outdoor heat exchanger ( 120a). The compressed refrigerant is condensed in the outdoor heat exchanger 120a, and while condensed, the refrigerant releases latent heat to outdoor air. The condensed refrigerant may be selectively guided to the indoor unit 200a through the distributor 300a.
The refrigerant guided to the indoor unit 200a is decompressed by the indoor expansion valve 220a provided in the indoor unit 200a and then evaporated in the indoor heat exchanger 210a. During evaporation, the refrigerant absorbs latent heat from the room air. As described above, in the cooling mode, the air conditioner 10a may cool the indoor air by using heat exchange between the refrigerant generated in the indoor heat exchanger 210a and the indoor air. The evaporated refrigerant is guided to the outdoor unit 100a through the cooling valve 310a provided in the distributor 300a. Since the flow of the refrigerant is the same as described above, the overlapping description will be omitted below.
When the air conditioner 10a is in the heating mode, the refrigerant is compressed to a high pressure by the compressor 110a of the outdoor unit 100a, and the compressed refrigerant is guided to the distributor 300a by the four-way valve 130a. In the distributor 300a, the refrigerant is selectively guided to the indoor unit 200a through the heating valve 320a of the distributor 300a.
The refrigerant is condensed in the indoor heat exchanger 210a provided in the indoor unit 200a. During condensing, the refrigerant releases latent heat into the room air. As described above, in the heating mode, the air conditioner 10a may heat the indoor air by using heat exchange between the refrigerant generated in the indoor heat exchanger 210a and the indoor air. The condensed refrigerant is decompressed by the indoor expansion valve 220a and then guided to the outdoor unit 100a through the distributor 300a. Since the flow of the refrigerant is the same as described above, the overlapping description will be omitted below.
Hereinafter, the flow of signals between the components included in the multi-type air conditioner 10a will be described. An example of a control signal flow for the outdoor unit 100a is the same as that described with reference to FIG. 2 , and thus a redundant description will be omitted.
7 is a block diagram illustrating a flow of control signals of each of the indoor units 200a included in the multi-type air conditioner 10a according to another exemplary embodiment.
Referring to FIG. 7 , the indoor unit 200a includes an indoor unit manipulation unit 225a that receives an operation command for the indoor unit 200a from a user, an indoor unit display unit 230a that displays operation information of the indoor unit 200a, and the indoor unit 200a. In each configuration included in the indoor unit storage unit 240a for storing programs and data related to the operation of the indoor unit, the indoor unit communication unit 245a communicating with the outdoor unit 100a included in the air conditioner 10a, and the indoor unit 200a The indoor unit power supply unit 250a for supplying power, the indoor unit controller 255a for controlling the operation of each component included in the indoor unit 200a, and the indoor expansion valve 220a for reducing the refrigerant supplied to the indoor heat exchanger 210a during cooling ) may be included. That is, it is different from the indoor unit 200a of FIG. 3 in that it does not include a separate temperature detection unit, and includes an indoor unit manipulation unit 225a, an indoor unit display unit 230a, an indoor unit storage unit 240a, an indoor unit communication unit 245a, and an indoor unit power supply unit. Configurations of 250a and the indoor unit controller 255a are substantially the same as those described with reference to FIG. 3 , and thus overlapping descriptions will be omitted.
8 is a block diagram illustrating a flow of a control signal of the distributor 300a included in the air conditioner 10a according to another embodiment.
8, the distributor 300a is a distributor operation unit 325a that receives an operation command for the distributor 300a from a user or an administrator, a distributor display unit 330a that displays operation information of the distributor 300a, the distributor ( The heating valve included in 300a) and the distributor driving unit 335a for driving the heating valve, the distributor storage unit 340a for storing programs and data related to the operation of the distributor 300a, and the outdoor unit included in the air conditioner 10a (100a), the distributor storage unit 345a communicating with the indoor unit 200a, the distributor power supply unit 350a for supplying power to each component included in the distributor 300a, and the operation of each component included in the distributor 300a It includes a distributor control unit (355a) for controlling the.
The distributor operation unit 325a may include a button type switch, a membrane switch, etc. for receiving an operation command for the distributor 300a such as power input, and the distributor display unit 330a is a distributor such as the connection state of the distributor 300a. It may include a liquid crystal display panel or a light emitting diode panel for displaying operation information of 300a. However, in some cases, the dispenser manipulation unit 325a or the dispenser display unit 330a may not be included.
The distributor driving unit 335a drives the heating valve and the cooling valve according to the control signal of the distributor control unit 355a. Specifically, in order to open and close the heating valve and the cooling valve, a driving current is generated and provided to the heating valve and the cooling valve.
The divider storage unit 340a is a non-volatile memory such as a magnetic disk or a semiconductor disk for permanently storing programs and data related to the operation of the divider 300a as well as a temporary that may be generated during the operation of the divider 300a. It may include a volatile memory such as D-RAM and S-RAM for temporarily storing data.
The distributor storage 345a may include a communication module that communicates with the outdoor unit 100a and the indoor unit 200a using a communication method such as RS-485.
The distributor power supply unit 350a may include a rectifying circuit for rectifying external power, a smoothing circuit for removing ripples included in the rectified power, and the like.
The distributor control unit 355a controls the operation of each component included in the distributor 300a.
For example, when an open request for the third cooling valve is received from the outdoor unit 100a through the distributor storage unit 345a, the distributor control unit 355a transmits a valve opening request reception signal to the outdoor unit 100a to the outdoor unit 100a. The distributor storage unit 345a may be controlled to transmit, and the distributor driving unit 335a may be controlled to open the third cooling valve.
As described above, each configuration of the multi-type air conditioner 10a according to another embodiment has been described.
Hereinafter, the air conditioner 10 and the control method according to the embodiment will be described in detail.
9 is a block diagram illustrating a flow of a control signal of the microcomputer 400 included in the air conditioner 10 according to an embodiment.
Referring to FIG. 9 , the microcomputer 400 allows a user or administrator to select an electricity rate plan, directly input or edit a changed electricity rate plan, set a reference temperature range, input and edit a rate level, set outdoor temperature and indoor temperature. The input unit 405 to input, the storage unit 410 for storing data about the pre-cooling or preheating operation time and data according to the operation of the air conditioner, displays the electricity rate information and the energy and electricity rate reduction results so that the user can check it It may include a display unit 415 that
The input unit 405 may include a button-type switch, a membrane switch, or a touch panel for receiving information from a user or an administrator, and the display unit 415 provides electricity bill information, energy and bill saving effect. It may include a liquid crystal display (LCD) panel or a light emitting diode (LED) panel for displaying . In addition, a touch screen panel (TSP) in which the input unit 405 and the display unit 415 are integrated may be included.
The storage unit 410 includes a magnetic disk, a solid state disk, etc. for permanently storing data on the precooling or preheating operation time calculated from the microcomputer 400 and data according to the operation of the air conditioner. D-RAM, S-RAM, etc. for temporarily storing temporary data that may be generated during the operation of the outdoor unit 100 and the indoor unit 200 as well as the non-volatile memory of the It may include volatile memory.
The microcomputer 400 controls the operation of the outdoor unit controller 190 . For example, the outdoor unit controller 190 is controlled according to the precooling or preheating time based on data on the precooling or preheating operation time acquired for a predetermined period, and the indoor unit controller 255 is controlled accordingly to control the air conditioner for the expected time. , and controls interaction with the input unit 405 and the storage unit 410 . In addition, the operation method of the air conditioner is determined according to the peak time of the electricity rate and the electricity rate system, and the cooling or heating capacity of the indoor unit is determined based on the difference between the current temperature and the reference temperature of the indoor unit, and accordingly, the outdoor unit control unit 190 and the indoor unit controller 255 to control the corresponding operation. The microcomputer 400 includes a single general processor that performs all operations related to the operation of the outdoor unit control unit 190 and the indoor unit control unit 255, or a communication processor that performs only communication related operations; The processor may include a processor that performs a specialized operation, such as a control processor that only performs an operation related to a control operation.
Using the input unit 405, a user or administrator can select an electricity rate plan or directly input or edit a changed electricity rate plan. The microcomputer 400 may determine the operation method of the air conditioner according to the selected or input electricity rate plan. A user or manager may set a reference temperature range for cooling or heating, and may control the operation of the air conditioner to be maintained within the reference temperature range. It is also possible to input the outdoor temperature and the indoor set temperature. Based on the data on the pre-cooling or pre-heating operation time obtained by the microcomputer 400 , it is possible to set how long the pre-cooling or pre-heating time is to be performed, and the operating time may be set according to the operation method. In addition, by setting the level of the electricity rate, it is possible to set which sections are included in the electricity rate peak time system according to the time zone, and it is possible to determine whether indoor temperature comfort or energy saving is preferred in relation to the operation of the air conditioner according to the operation method. can be entered. In addition, the outside temperature and the time to reach the target temperature set during pre-cooling or pre-heating can be input.
Referring to the flow of the control signal in FIG. 9 , a user or an administrator inputs related information through the input unit 405 . The microcomputer 400 includes the outdoor unit control unit 190 and the indoor unit based on the related information input from the user or manager and the data obtained according to the results of pre-cooling or preheating and air conditioner operation in the past and stored in the storage unit 410 . The control unit 255 is controlled to operate the air conditioner according to the selected operation method. When the operation of the air conditioner is finished, information according to the operation result is stored in the storage unit 410 .
10 is a flowchart illustrating a control method of the air conditioner 10 according to an embodiment.
Referring to FIG. 10 , the control method of the air conditioner 10 according to an embodiment includes the steps of determining whether an electricity rate is during a peak time ( 500 ), and determining whether it is before or after the peak time of an electricity rate ( 505 ). ), determining the cooling capability or heating capability of the indoor unit (510), controlling the outdoor unit (515), performing a high-efficiency operation (520), and obtaining a target temperature from the obtained pre-cooling or pre-heating operation time data. It includes a step 525 of determining a pre-cooling or pre-heating time, a step 530 of performing a pre-cooling or pre-heating operation, and a step 535 of performing a normal operation.
In more detail, first, the microcomputer 400 determines whether the current time is an electricity rate peak time ( 500 ). Here, the microcomputer 400 is an upper control unit separate from the outdoor unit control unit 190 and the indoor unit control unit 255 and means a DMS (Data Management Server) controller. Whether the electricity rate is during peak hours is related to the electricity rate plan, and information about the electricity rate plan that is already organized is basically stored in the microcomputer 400, and the microcomputer 400 is linked with the entire server of the system air conditioner. When the electricity rate plan changes, the entire server updates and transmits the update to the microcomputer 400 . The user may select or directly input the electricity rate plan through the input unit 405, and if the changed electricity rate plan is not updated, the user may directly edit the electricity rate plan.
The microcomputer 400 determines whether the corresponding time is the peak time of the electricity rate according to the current time, and if it is not the peak time of the electricity rate, it is determined whether it is before or after the peak time of the electricity rate ( 505 ). If the current time is during the peak electricity rate period, high-efficiency operation (520) is performed. If the current time is before the peak electricity rate period, pre-cooling operation or pre-heating operation (530) is performed, and in other times, normal operation (535) is performed. do. Here, the high-efficiency operation 520 refers to an operation in which the cooling amount or heating amount of the indoor unit is reduced but the efficiency is increased while maintaining the maximum temperature within the reference temperature range preset as the indoor comfortable temperature, and the pre-cooling operation or the pre-heating operation Reference numeral 530 refers to an operation for preliminarily cooling or heating the room during a time when electricity rates are low.
When the microcomputer 400 determines that the current time is the peak time of the electricity rate ( 500 ), first, the cooling or heating capability of the indoor unit is determined ( 510 ). The cooling or heating capacity of the indoor unit is determined based on the difference between the current temperature and the reference temperature of the indoor unit and the cooling or heating efficiency of the indoor unit. Control, refrigerant temperature control, and pressure control of the compressor are used in any one of the methods.
In detail, the determination 510 of the cooling capacity and heating capacity of the indoor unit is, for example, the current temperature of room 1 is 24°C, the reference temperature reflecting the desired temperature is 20°C, and the air conditioner ( According to the power of 10), the required capacity of the indoor unit is 80% when cooling by 4℃ to match the current temperature to the standard temperature, the current temperature of room 2 is 26℃, the standard temperature is 18℃, and it is placed in room 2 If the required capacity of the indoor unit is 50% when cooling by 8°C in order to adjust the current temperature to the reference temperature according to the power of the air conditioner 10, the microcomputer 400 acquires the required capacity of each of these indoor units and In combination, the required ability for the outdoor unit to control the compressor or refrigerant temperature is calculated and the outdoor unit is controlled ( 515 ). In this case, the required capability of the indoor units is measured at a set time interval, and an average value obtained by accumulating values for a predetermined time is calculated to control the outdoor unit ( 515 ). As a result, the outdoor unit is controlled 515 so that the indoor temperature can stay within the reference temperature range, and the contents of the outdoor unit control 515 will be described in detail below.
Referring to the current control of the compressor in the outdoor unit control 515, the current control of the compressor applies a current limit to the inverter, which serves to supply the driving current to the compressor motor for driving the compressor. That is, since the current supplied to the compressor is limited by the upper limit set by the inverter, even if an attempt is made to increase the rotation speed of the compressor by increasing the current value in the internal logic, the rotation speed is limited so that it cannot be increased.
Referring to the refrigerant temperature control in the outdoor unit control 515 , the refrigerant temperature control is a method used for cooling, and controls the refrigerant temperature flowing into the indoor heat exchanger 210 on the indoor unit side. Specifically, the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger 120 is expanded in the indoor expansion valve 220 before being introduced into the indoor heat exchanger 210 to reduce the pressure. At this time, in order to control the refrigerant temperature, the indoor expansion valve 220 ) can be controlled. That is, when the refrigerant temperature is controlled to be higher than that in the pre-cooling/pre-heating operation for high-efficiency operation, as a result, the number of rotations of the compressor 110 decreases, and when the refrigerant temperature rises, the refrigerant evaporates in the indoor heat exchanger 210 and absorbs heat. When the reaction occurs, less heat is absorbed, so the cooling capacity is decreased, but the reduced cooling capacity maintains the comfortable temperature of the room, so the efficiency is relatively increased in the overall cooling process. For example, if the temperature of the refrigerant flowing into the indoor unit is 7°C to 9°C in the normal cooling process, the refrigerant temperature in high-efficiency operation is about 12°C to 14°C. there is. Refrigerant temperature control does not directly change the rotation speed or frequency of the compressor 110, but controls the refrigerant temperature by controlling the indoor expansion valve 220, and as a result, the rotation speed of the compressor 110 is changed to match the refrigerant temperature. will be.
Looking at the pressure control of the compressor 110 in the outdoor unit control 515 , the pressure control of the compressor 110 is a method used for heating, and the high-temperature and high-pressure gas discharged from the compressor 110 is discharged into the indoor unit of the indoor unit. It is sent to the heat exchanger 210, at this time there is a method of controlling the discharge valve of the compressor 110 by adjusting or setting a reference pressure in the compressor 110 and rotating the compressor 110 by limiting the reference pressure. A way to reduce the number. The method of controlling and controlling the discharge valve of the compressor 110 is to adjust the pressure of the discharged gas by adjusting the discharge valve without applying a limit to the rotation speed of the compressor 110, and in high-efficiency operation, it is more common than in the general case. Adjust the pressure of the discharged gas to a low pressure. Therefore, when the temperature of the gas is also relatively low and condensed into a liquid in the indoor heat exchanger 210, the amount of heat generated is reduced compared to the general case, so that the heating capacity is reduced, but the comfortable temperature of the room is maintained with the reduced heating capacity. In the heating process, the efficiency is relatively increased. In the method of setting a reference pressure in the compressor 110 and reducing the number of rotations of the compressor 110 by the reference pressure limitation, the target high pressure of the discharged gas is lowered according to the pressure limitation of the compressor 110, so that the compressor 110 ), the number of revolutions is reduced to match the corresponding pressure, so energy saving effect may occur.
When the high-efficiency operation 520 is performed during the peak time of the electricity rate according to the control method of the air conditioner, the cooling or heating capacity of the indoor unit is relatively decreased, so that the degree of cooling or heating of the room decreases, but As a result of pre-cooling or pre-heating at a time when the rate is low, it is possible to maintain a comfortable indoor temperature even with a small amount of cooling and heating, so the efficiency of the air conditioner increases, energy saving effect and electricity in the section with high electricity rates There may be cost savings.
If the microcomputer 400 determines that the electricity rate is not during the peak period (500), it determines whether the current time is before the peak period of the electricity rate (505). If it is determined that it is before, the pre-cooling or preheating operation stored in the storage unit 410 first The pre-cooling or pre-heating operation time for reaching the target temperature is determined from the time data (525). The microcomputer 400 acquires data on the pre-cooling or pre-heating operation time for a predetermined period for each room. In the case of pre-cooling, for example, in detail, when pre-cooling a specific room, the time t1 is predicted and pre-cooling is performed. When the reference temperature is reached within a time less than t1 after the start of pre-cooling, when pre-cooling is performed later, a new time called t2, which is less than t1, is newly set and pre-cooling takes more time than t1. Pre-cooling is performed by setting a new time called t3, which is more time than t1. That is, when the microcomputer 400 acquires data of the pre-cooling or pre-heating operation time for a predetermined period, it is a process for determining the pre-cooling or pre-heating operation time for reaching the target temperature of each indoor unit.
When determining the pre-cooling or pre-heating operation time based on the pre-cooling or pre-heating operation time data for a predetermined period, weights are given for each day, and the more reliable the record is, the higher the reliability of the pre-cooling or pre-heating operation. Since the reliability is lower as the record is in the past, a small weighting index is applied to determine the pre-cooling and pre-heating operation time. This is because the past pre-cooling and pre-heating operation time has a lower influence on determining the current pre-cooling and pre-heating operation time. For example, when recording and averaging precooling and preheating operation times, 1, 0.8, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 0.2, and 0.1 can be used as weighting indices to calculate.
Pre-cooling or pre-heating operation is an operation that pre-cools or pre-heats in a time when the electricity rate is low in preparation for a time when the electricity rate is high. During cooling, the temperature is lowered to the lowest temperature of the standard comfort temperature and pre-cooled, and when heating, the temperature is pre-cooled. Preheat by raising the temperature to the highest temperature. In addition, according to the maximum efficiency of each indoor unit, pre-cooling or pre-heating is performed with maximum pre-cooling or maximum pre-heating capability. During pre-cooling, pre-cooling is performed using a low-temperature refrigerant through refrigerant temperature control, and during pre-heating, high temperature and high pressure are performed by controlling the compressor pressure. Preheating is performed by sending the gas of the indoor unit.
If the microcomputer 400 determines that the current time is not during the peak electricity rate (500) or before the peak period of the electricity rate (505), the general operation of the air conditioner 10 (535) is performed. The general operation 535 is to maintain the temperature within the comfortable temperature range of the room by controlling the air conditioner 10 by turning it on or off. When the time comes to perform the pre-cooling and pre-heating operation 530 while the normal operation 535 is in progress, the pre-cooling and pre-heating operation 530 is started again, and the above-described process may be repeated.
Data on the pre-cooling and pre-heating operation time records according to the pre-cooling and pre-heating operation 530 and the cooling or heating capability of the indoor unit for performing the high-efficiency operation 520 are stored in the storage unit 410 , and subsequently pre-cooling and pre-heating It may be used when performing the operation 530 or the high-efficiency operation 520 .
As described above, the control method of the air conditioner 10 according to an embodiment has been described. The control method of the air conditioner 10 is not limited thereto, and should be broadly understood as a concept including a change within a range that can be easily implemented by a person skilled in the art.
The method for controlling the air conditioner according to the present invention is applicable to the multi-type air conditioner 10a on the system air conditioner. Accordingly, a block diagram illustrating a flow of a control signal of the microcomputer 400 included in the air conditioner 10 according to the embodiment of FIG. 9 and the air conditioner ( The description of the flowchart illustrating the control method of 10) can be applied to the multi-type air conditioner 10a as it is, and thus the overlapping description will be omitted.
11 is a graph showing changes in rates for each time period according to the domestic electricity rate peak rate system.
As shown in FIG. 11, the electricity rate is higher according to the time of light load, heavy load, and maximum load. If you look at the graph, there are three points where the electricity rate rises at 09:00, 11:00, and 13:00, and it is 09:00, the section where the electricity rate rises and is maintained after pre-cooling or preheating in the time before the electricity rate rise point. At -11:00, 11:00-12:00, and 13:00-17:00, high-efficiency operation is carried out to save electricity bills and energy savings compared to when pre-cooling or pre-heating is not performed.
12 is a graph illustrating an operation of the air conditioner for each time period according to a control method of the air conditioner according to an embodiment.
As shown in FIG. 12 , the control method of the conventional general air conditioner and the control method of the air conditioner according to the present invention are the same as for the operation in the general operation section of the air conditioner.
As shown in FIG. 12 , Graph 1 is an on/off type load control method of a conventional general air conditioner. That is, for cooling, for example, in order to maintain the temperature within the comfortable temperature range, the power of the air conditioner is turned off when the temperature falls below the reference temperature, and the power of the air conditioner is turned on when the temperature rises above the reference temperature. do. In this case, the air conditioner has to be continuously turned on/off according to the temperature, and power consumption is rather increased.
Graph 2 shows the change in indoor temperature according to the control method of the present invention. The general operation section is the same as the control method of the conventional air conditioner, but the temperature is lowered to the set temperature in the pre-cooling/preheating section t1 to t2. Afterwards, in the section t2 to t3, where the electricity rate is high, the high-efficiency operation that reduces the amount of cooling or heating and increases the operating efficiency is performed, and thereafter, normal operation is performed again. As described above, a pre-cooling/preheating operation and a high-efficiency operation are performed by determining the operation method of the air conditioner based on the electricity rate time period and electricity rate system.
13 is a graph illustrating an adjustment aspect of an operation result load amount according to a control method of an air conditioner according to an exemplary embodiment.
As shown in FIG. 13 , graph 1 shows the temperature change over time according to the control method of the present invention as mentioned above, and graph 2 shows the actual temperature change according to the control method of the present invention when the air conditioner is operated according to the control method of the present invention. It shows the increase and decrease of the load. In other words, in the pre-cooling/preheating section, the electricity rate is low, so pre-cooling/preheating is performed by increasing the cooling capacity or heating capacity (load). This will result in a reduction in electricity bills.
Graph 3 is a graph showing the amount of load increased when the operation is performed in the pre-cooling/preheating section, and Graph 4 is a graph showing the amount of load that is decreased when the operation is performed in the high-efficiency operation section.
14 is a graph illustrating a change in efficiency of the air conditioner as a result of an operation according to a control method of the air conditioner according to an exemplary embodiment.
As shown in Fig. 14, Graph 1 shows the change in the load amount and the resulting change in efficiency when the cooling capacity is reduced according to the high-efficiency operation during cooling, and Graph 2 shows the heating capacity according to the high-efficiency operation during heating. In the case of reduced operation, the change in the load amount and the resulting change in efficiency are shown. It can be seen that, when high-efficiency operation is performed by reducing the cooling or heating capacity by 25% or 50%, the operating efficiency of the air conditioner increases by a maximum of 1.24 times during cooling and 1.39 times when heating.
15 is a graph illustrating an aspect in which an amount of power is reduced as a result of an operation according to a control method of an air conditioner according to an exemplary embodiment.
As shown in FIG. 15 , graph 1 is an example of a search screen for inquiring the amount of power used by date. You can search the amount of electricity for the day you want to search by selecting the indoor location you want to search in the selection item, selecting the amount of electricity or electricity rate in the item, and selecting the date unit and period. A user or an administrator may input the search content on the search screen through the input unit 405 .
Graph 2 shows the searched screen using the period between 1/23 - 1/29 as an example. As shown, it can be seen that the amount of electric power (kWh) is reduced as a result of performing high-efficiency operation according to the control method of the air conditioner according to the present invention, and thus, it can be confirmed that the energy saving effect and the electric charge saving effect are exhibited.
Up to now, the control method of the air conditioners 10 and 10a which brings about the effect of saving electricity and energy through high-efficiency operation during peak hours of electricity rates has been described. Examples of the control method of the air conditioners (10, 10a) are not limited thereto, and should be broadly understood as a concept including a change within a range that can be easily implemented by a person skilled in the art.

10, 10a : 공기조화기
100, 100a : 실외기
110, 110a : 압축기
120, 120a : 실외 열교환기
130, 130a : 사방밸브
140, 140a : 실외 팽창밸브
150, 150a : 어큐뮬레이터
170 : 실외기 구동부
190 : 실외기 제어부
200, 200a : 실내기
210, 210a : 실내 열교환기
220, 220a : 실내 팽창밸브
255, 255a : 실내기 제어부
300a : 분배기
400 : 마이컴
405 : 입력부
410 : 저장부
415 : 표시부
500, 500a : 원격제어기10, 10a: air conditioner
100, 100a: outdoor unit
110, 110a: compressor
120, 120a : outdoor heat exchanger
130, 130a: four-way valve
140, 140a: outdoor expansion valve
150, 150a: accumulator
170: outdoor unit driving unit
190: outdoor unit control unit
200, 200a: indoor unit
210, 210a: indoor heat exchanger
220, 220a: Indoor expansion valve
255, 255a: indoor unit control unit
300a: divider
400: microcomputer
405: input unit
410: storage
415: display unit
500, 500a: remote controller

Claims (19)

실외기와 적어도 하나의 실내기를 가지고, 냉방 운전 및 난방 운전이 가능한 공기조화기의 제어 방법에 있어서,
전기요금 피크시간대인지 여부를 결정하고;
전기요금 피크시간대이면, 미리 정해진 온도 범위 내에서 압축기의 전류제어, 냉매온도 제어 및 상기 압축기의 압력제어 중 적어도 어느 하나를 사용하여 냉방량 또는 난방량을 감소시키고;
전기요금 피크시간대 이전에는 예냉 운전 또는 예열 운전을 수행 하는 것;을 포함하고,
상기 예냉 운전 또는 예열 운전을 수행하는 것은,
미리 정해진 기간 동안 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터를 획득하고;
상기 획득한 데이터에 기초하여 목표온도에 도달하기 위한 예냉 또는 예열 시간을 결정하는 것;이되,
상기 미리 정해진 기간 동안 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터를 획득하는 것은,
각 실내별 기준온도 도달시간에 대하여 일자별로 가중치를 부여하고;
상기 가중치가 부여된 일자별 데이터에 기초하여 예냉 또는 예열 운전에 필요한 소요시간을 산출하는 것;을 포함하는 공기조화기의 제어방법.In the control method of an air conditioner having an outdoor unit and at least one indoor unit, the cooling operation and the heating operation are possible,
determine whether it is during peak electricity rates;
reducing the amount of cooling or heating by using at least one of the current control of the compressor, the refrigerant temperature control, and the pressure control of the compressor within a predetermined temperature range during the peak time of the electricity price;
Including; performing a pre-cooling operation or a pre-heating operation before the peak time of the electricity rate;
Performing the pre-cooling operation or the pre-heating operation,
acquiring data on a pre-cooling or pre-heating operation time for a predetermined period;
determining a pre-cooling or pre-heating time to reach a target temperature based on the acquired data;
Acquiring data on the pre-cooling or pre-heating operation time for the predetermined period includes:
assigning a weight to each day for the time to reach the reference temperature for each room;
Calculating the time required for the pre-cooling or pre-heating operation based on the weighted data for each day; 제 1항에 있어서,
상기 압축기의 전류제어는,
압축기의 회전수가 제한되도록 인버터에서 공급하는 전류의 상한값을 설정하는 것을 포함하는 공기조화기의 제어방법.The method of claim 1,
The current control of the compressor,
A control method of an air conditioner comprising setting an upper limit value of a current supplied from an inverter so that the rotation speed of the compressor is limited. 제 1항에 있어서,
상기 냉매온도 제어는,
실내기 팽창밸브에서 냉매 감압시에 상기 냉매 온도가 미리 정해진 온도 이상이 되도록 상기 실내기 팽창밸브를 제어하는 것을 포함하는 공기조화기의 제어방법.The method of claim 1,
The refrigerant temperature control is
and controlling the indoor unit expansion valve so that the temperature of the refrigerant is equal to or greater than a predetermined temperature when the refrigerant is reduced in the indoor unit expansion valve. 제 1항에 있어서,
상기 압축기의 압력제어는,
압축기에서 냉매 토출시 토출밸브를 조절하여 압력을 제어하는 방법 및 압축기 압력의 상한값을 설정하여 압축기 회전수를 제한하는 방법 중 적어도 어느 하나를 포함하는 공기조화기의 제어방법.The method of claim 1,
The pressure control of the compressor,
A control method of an air conditioner comprising at least one of a method of controlling a pressure by adjusting a discharge valve when a refrigerant is discharged from a compressor and a method of limiting the number of rotations of the compressor by setting an upper limit value of the compressor pressure. 제 1항에 있어서,
상기 실내기의 현재온도와 기준온도의 차이를 기준으로 상기 실내기의 냉방 능력 또는 난방 능력을 판단하는 것;을 더 포함하고, 상기 판단된 냉방 능력 또는 난방 능력을 기준으로 상기 압축기의 전류제어, 상기 냉매온도 제어 및 상기 압축기의 압력제어 중 어느 하나의 방식을 사용하는 것;을 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.The method of claim 1,
and determining the cooling capacity or heating capacity of the indoor unit based on the difference between the current temperature and the reference temperature of the indoor unit, and controlling the current of the compressor and the refrigerant based on the determined cooling capacity or heating capacity. Using any one of temperature control and pressure control of the compressor; Control method of an air conditioner further comprising a. 제 5항에 있어서,
상기 실내기의 냉방 능력 또는 난방 능력을 판단하는 것은,
각 실내별 실내기가 필요로 하는 냉방량 또는 난방량에 대한 데이터를 획득하는 것을 포함하는 공기조화기의 제어방법.6. The method of claim 5,
Determining the cooling capability or heating capability of the indoor unit includes:
A control method of an air conditioner, comprising acquiring data on an amount of cooling or heating required by an indoor unit for each room. 제 1항에 있어서,
전기요금 피크시간대 이후에는 일반운전을 수행하는 것을 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.The method of claim 1,
The control method of an air conditioner further comprising performing a normal operation after the peak time of the electricity rate. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 일자별로 가중치를 부여하는 것은,
과거의 이력일 수록 더 작은 가중 지수를 적용하고 최근의 이력일 수록 더 큰 가중 지수를 적용하는 것인 공기조화기의 제어방법.The method of claim 1,
To assign weights by date,
A control method of an air conditioner that applies a smaller weighting index to the past history, and applies a larger weighting index to the more recent history. 제 1항에 있어서,
상기 미리 정해진 기간 동안 획득된 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터를 저장하는 것을 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.The method of claim 1,
The control method of the air conditioner further comprising storing data on the pre-cooling or pre-heating operation time acquired during the predetermined period. 제 1항에 있어서,
사용자가 확인할 수 있도록 전기요금제 정보와 에너지 및 전기요금 절감 결과를 표시하는 것을 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.The method of claim 1,
The control method of the air conditioner further comprising displaying electricity rate plan information and energy and electricity rate reduction results so that the user can check. 제 1항에 있어서,
사용자로부터 전기요금제 정보 또는 변동된 전기요금제 정보에 대하여 직접 입력받는 것을 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.The method of claim 1,
The method of controlling an air conditioner further comprising directly inputting electricity rate plan information or changed electricity rate plan information from a user. 실외 공기와 냉매 사이에 열교환을 수행하는 적어도 하나의 실외기;
실내 공기와 상기 냉매 사이에 열교환을 수행하는 적어도 하나의 실내기;
전기요금 피크시간대인지 여부를 결정하고, 전기요금 피크시간대이면 미리 정해진 온도 범위 내에서 압축기의 전류제어, 냉매온도 제어 및 상기 압축기의 압력제어 중 적어도 어느 하나를 사용하여 냉방량 또는 난방량을 감소시키도록 상기 실외기 및 실내기를 제어하는 마이컴;을 포함하고,
상기 마이컴은,
전기요금 피크시간대 이전에는 예냉 운전 또는 예열 운전을 하도록 상기 실외기 및 실내기를 제어하고,
미리 정해진 기간 동안 획득한 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터에 기초하여 목표온도에 도달하기 위한 예냉 또는 예열 시간을 결정하는 것이되,
상기 예냉 또는 예열 운전에 대한 데이터는, 상기 마이컴이 각 실내별 기준온도 도달시간에 대하여 일자별로 가중치를 부여한 것이고,
상기 예냉 또는 예열 시간을 결정하는 것은, 상기 마이컴이 상기 가중치가 부여된 일자별 데이터에 기초하여 예냉 또는 예열 운전에 필요한 소요시간을 산출하는 것인 공기조화기.at least one outdoor unit performing heat exchange between the outdoor air and the refrigerant;
at least one indoor unit performing heat exchange between indoor air and the refrigerant;
It is determined whether it is during the peak time of the electricity rate, and if it is during the peak time of the electricity rate, the amount of cooling or heating is reduced by using at least one of the current control of the compressor, the refrigerant temperature control, and the pressure control of the compressor within a predetermined temperature range. a microcomputer that controls the outdoor unit and the indoor unit to
The microcomputer is
Controls the outdoor unit and the indoor unit to perform a pre-cooling operation or a pre-heating operation before the peak electricity bill time,
determining the pre-cooling or pre-heating time to reach the target temperature based on the data on the pre-cooling or pre-heating operation time obtained for a predetermined period,
The data for the pre-cooling or pre-heating operation is that the microcomputer assigns weights to the time to reach the reference temperature for each room by date,
In determining the pre-cooling or pre-heating time, the microcomputer calculates the required time required for the pre-cooling or pre-heating operation based on the weighted data for each day. 제 13항에 있어서,
상기 마이컴은,
상기 실내기의 현재온도와 기준온도의 차이를 기준으로 상기 실내기의 냉방 능력 또는 난방 능력을 판단하는 것을 더 포함하는 공기조화기.14. The method of claim 13,
The microcomputer is
The air conditioner further comprising determining a cooling capability or a heating capability of the indoor unit based on a difference between the current temperature and a reference temperature of the indoor unit. 제 13항에 있어서,
상기 마이컴은,
전기요금 피크시간대 이후에는 일반운전을 하도록 상기 실외기 및 실내기를 제어하는 것을 더 포함하는 공기조화기.14. The method of claim 13,
The microcomputer is
The air conditioner further comprising controlling the outdoor unit and the indoor unit to perform normal operation after the peak time of the electricity rate. 삭제delete 제 13항에 있어서,
미리 정해진 기간 동안 획득된 예냉 또는 예열 운전시간에 대한 데이터를 저장하는 저장부;를 더 포함하는 공기조화기.14. The method of claim 13,
The air conditioner further comprising a; storage unit for storing data on the pre-cooling or pre-heating operation time acquired for a predetermined period. 제 13항에 있어서,
사용자가 확인할 수 있도록 전기요금제 정보와 에너지 및 전기요금 절감 결과를 표시하는 표시부;를 더 포함하는 공기조화기.14. The method of claim 13,
The air conditioner further comprising a; a display unit for displaying the electricity rate plan information and energy and electricity rate reduction results so that the user can check. 제 13항에 있어서,
사용자로부터 전기요금제 정보 또는 변동된 전기요금제 정보에 대하여 직접 입력받을 수 있는 입력부;를 더 포함하는 공기조화기.14. The method of claim 13,
The air conditioner further comprising a; input unit that can directly receive the electricity rate plan information or the changed electricity rate information from the user.
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