KR102379838B1 - 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는 압축기가 배치되는 실외기; 상기 실외기와 연결되고, 조화된 공기를 소정의 공간으로 송풍시키는 실내기; 및 상기 실내기에 배치되고, 상기 공간의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하고, 상기 온도센서는, 상기 공간을 복수의 영역으로 구분짓고, 상기 복수의 영역 각각의 온도를 측정하는 표본수집단계와; 측정된 상기 복수의 영역의 온도를 토대로 기준값을 설정하는 기준설정단계와; 상기 기준값과 상기 복수의 영역의 온도를 비교하여, 상기 공간의 온도를 산출하는 온도산출단계를 포함하는 온도측정방법을 통해 상기 공간의 온도를 측정하여, 실내온도값의 산출 시, 사람이나 히터와 같은 열원의 온도가 미치는 영향을 배제하여, 산출된 실내온도값의 오차를 줄일 수 있는 이점이 있다.

Description

공기조화기 {Air Conditioner}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온도측정 정밀도가 향상된 온도센서를 포함하는 공기조화기에 관한 것이다.
공기조화기는 실내의 공기를 흡입하여 냉각, 가열, 송풍, 청정 등의 작용을 거쳐 조화된 공기를 공급하는 장치이다.
사용자가 원하는 수준의 공기질상태를 제공하기 위해, 공기조화기는 온도센서를 통해 측정된 온도값과 사용자가 설정한 온도값을 비교하여, 압축기와 송풍팬을 비롯한 공기조화기 각종 부품의 출력량과 구동상태를 제어한다.
이 때, 실내공기질 상태를 최적으로 조성함과 동시에 공기조화기의 냉난방효율을 극대화시키기 위해서는 온도센서의 정밀한 측정이 요구된다.
하지만, 통상의 온도센서는 실내온도값을 산출하는 과정에서, 사람이나 히터와 같은 열원의 존재가 산출값에 영향을 미치게 되어, 실제 실내의 온도와 산출된 값 사이에 극심한 오차가 발생하는 문제점이 있었다.
한국등록특허 특0124554는, 정밀한 온도측정을 통해 공기조화기의 소비전력을 절감시키는 방식을 개시하고 있으나, 다수 지점에서 시간에 따른 온도변화를 기반으로 온도데이터를 분석 및 처리함으로써, 열원의 존재에 따른 산출온도값의 오차문제를 해결하지 못하고, 정밀한 온도값을 산출하기 위해서 장시간이 소요된다는 문제점이 있었다.
한국등록특허 특0124554
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 정확한 실내온도값을 산출해내는 온도센서가 구비된 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 실내에 배치된 열원의 존재를 파악할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 정밀한 실내온도산출을 위한 시간이 단축된 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 정밀한 실내온도산출을 위한 정보처리프로세스가 단순화된 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 정밀하게 측정된 실내온도를 기반으로 냉난방 구동효율이 향상된 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 압축기가 배치되는 실외기; 상기 실외기와 연결되고, 조화된 공기를 소정의 공간으로 송풍시키는 실내기; 및 상기 실내기에 배치되고, 상기 공간의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하고, 상기 온도센서는, 상기 공간을 복수의 영역으로 구분짓고 상기 복수의 영역 각각의 온도를 측정하는 표본수집단계와; 측정된 상기 복수의 영역의 온도를 토대로 기준값을 설정하는 기준설정단계와; 상기 기준값과 상기 복수의 영역의 온도를 비교하여 상기 공간의 온도를 산출하는 온도산출단계를 포함하여, 다양한 표본에서 수집된 온도값을 근거로 정확한 온도값을 산출해낼 수 있다.
상기 온도센서는, 상기 복수의 영역의 온도와 상기 기준값의 차이에 대한 제한값을 설정하고, 상기 제한값을 토대로 상기 공간의 온도를 측정할 수 있어, 측정된 온도값의 오차를 줄일 수 있다.
상기 온도센서는, 상기 기준값과의 차이가 상기 제한값 이상인 상기 영역을 열출입이 일어나는 열원배치영역으로 식별할 수 있어, 열원의 존재를 판단할 수 있다.
상기 온도센서는, 상기 기준값과의 차이가 상기 제한값 이상인 상기 영역의 온도값을 배제한 채 상기 공간의 온도를 산출할 수 있어, 열원의 존재가 산출값에 미치는 영향을 제거할 수 있다.
상기 온도센서는, 상기 기준값과의 차이가 상기 제한값 이상인 상기 영역의 온도값을 제외한 나머지 영역의 온도값들의 평균을 상기 온도로 산출할 수 있어, 산출된 온도값에 신뢰도를 부여할 수 있다.
상기 온도센서는, 상기 기준값에 대한 근사정도에 따른 가중치가 부여된 영역의 온도값들의 평균을 상기 공간의 온도로 산출할 수 있어, 산출된 온도값의 신뢰도를 높일 수 있다.
상기 기준값은, 측정된 상기 복수의 영역의 온도 중 가장 낮은 값으로 설정될 수 있어, 열원존재 판단 기준을 낮게 설정할 수 있다.
상기 기준값은, 측정된 상기 복수의 영역의 온도값들의 평균으로 설정될 수 있어, 열원존재 판단 기준을 높일 수 있다.
상기 온도센서는, 상기 공간의 온도를 산출할 시, 측정된 상기 복수의 영역의 온도 중 섭씨 36도 내지 38도의 범위에 해당되는 값을 배제할 수 있어, 사람의 존재가 산출된 온도값에 미치는 영향을 제거할 수 있다.
상기 실내기는, 둘레방향으로 이격되게 복수의 토출구가 형성될 수 있고, 상기 온도센서는, 상기 복수의 토출구 사이에 배치될 수 있어, 토출구로부터 토출된 공기가 산출된 온도값에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 측정대상공간을 복수의 영역으로 구분짓고, 상기 복수의 영역 각각의 온도를 측정하는 표본수집단계; 측정된 상기 복수의 영역의 온도를 토대로 기준값을 설정하는 기준설정단계; 및 상기 기준값과 상기 복수의 영역의 온도를 비교하여, 상기 측정대상공간의 온도를 산출하는 온도산출단계를 포함하는 온도측정방법을 통해 실내온도를 산출할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 공기조화기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　실내온도값의 산출 시, 사람이나 히터와 같은 열원의 온도가 미치는 영향을 배제하여, 산출된 실내온도값의 오차를 줄일 수 있는 장점이 있다.
둘째,　측정대상공간을 분할하여 기준값과 비교함으로써, 열원의 존재 및 위치를 쉽게 파악할 수 있는 장점도 있다.
셋째,　복수의 영역의 온도값을 동시에 측정하고, 이를 기반으로 실내공간의 온도값을 산출함으로써, 실내온도산출을 위해 소요되는 시간을 줄일 수 있는 장점도 있다.
넷째, 정밀하게 측정된 온도값을 기반으로 압축기나 송풍팬의 구동상태를 제어함으로써, 공기조화기의 전반적인 냉난방성능을 향상시킬 수 있는 장점도 있다.
다섯째, 실내온도값 산출을 위한 프로세스를 단순화하여, 정보처리부하를 줄일 수 있는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 온도센서의 배치구조를 설명하는 도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 온도센서의 내부구조를 나타내는 도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 온도센서의 측정영역을 설명하는 도이다.
도 5(a)는 본 발명의 실시예에 따른 온도센서 측정영역의 분할을 설명하는 도이다.
도 5(b)는 본 발명의 실시예에 따른 온도센서 측정영역의 군집화를 설명하는 도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 온도측정프로세스를 나타내는 도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 구체화된 온도측정프로세스를 나타내는 도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 온도측정 정밀도를 나타내는 도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 공기조화기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 공기조화기 실내기(10)의 사시도이다.
실내기(10)는 냉매배관(미도시)을 통해 실외기(미도시)와 연결되며, 실외기(미도시)에는 냉매를 압축하는 압축기(미도시)가 배치되어, 냉매를 고온고압상태로 만든 뒤, 냉매배관(미도시)을 통해 실내기(10)로 유동시킨다.
실내기(10)는 실내공간에 배치될 수 있고, 실내의 천장에 매설되어 하면이 실내바닥을 마주보도록 배치될 수 있다. 실내기의 하측에는 패널(11)이 배치될 수 있고, 패널(11)의 전체적인 외형은 사각기둥형일 수 있다.
패널(11)에는 공기가 흡입되는 흡입구(12)가 형성될 수 있고, 흡입구(12)는 패널(11)의 중앙부에 형성될 수 있다. 흡입구(12)의 외측에는 흡입된 공기가 토출되는 토출구(13)가 형성될 수 있고, 토출구(13)는 패널(11)의 둘레방향으로 이격되게 복수개가 형성될 수 있다.
흡입구(12)는 다수의 흡입공의 집합체일 수 있고, 상기 집합체는 사각형일 수 있다. 토출구(13)는 사각형의 흡입구(12) 각 변의 외측에 이격되게 4개가 형성될 수 있다.
실내기(10)의 내부에는 공기를 흡입 및 토출시키는 송풍팬(미도시)이 배치될 수 있고, 실내의 공기는 송풍팬(미도시)에 의해 흡입구(12)를 통해 흡입되어 토출구(13)를 통해 실내로 토출될 수 있다. 실내기(10) 내부에는 흡입된 공기를 냉매와 열교환시키는 열교환기(미도시)가 배치될 수 있고, 흡입구(12)를 통해 흡입된 공기는 열교환기(미도시)를 거치면서 냉각된 뒤, 토출구(13)를 통해 토출될 수 있다.
패널(11)은 사각기둥형일 수 있고, 이에 따라 4개의 모서리(A)를 가질 수 있다. 모서리(A)는 토출구(13) 사이에 형성된 엣지로서 이해될 수 있고, 단부가 라운딩처리될 수 있다.
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여, 온도센서(20)의 배치위치 및 배치구조를 설명한다.
모서리(A)에는 후술할 온도센서(20)가 배치될 수 있고, 온도센서(20)는 패널(11)의 상면에 부착되어 실내기(10) 외부에 노출되지 않을 수 있다. 온도센서(20)가 모서리(A)에 배치됨으로 인해, 토출구(13)에서 토출된 공기가 온도센서(20)의 온도측정에 미치는 영향을 최소화할 수 있다.
패널(11)은 온도센서(20)를 수용하고, 온도센서(20)를 실내기(10) 외부와 차폐시키기 위한 온도센서커버(11a)를 구비할 수 있다. 온도센서(20)는 온도센서커버(11a)의 상면에 부착될 수 있고, 온도센서커버(11a)는 커버체결부(11b)를 통해 패널(11)에 체결되어 온도센서(20)를 지지할 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여, 온도센서(20)의 원리에 대해 설명한다. 도 3은 온도센서(20)의 종단면도를 나타낸 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 온도센서(20)로는, 적외선을 감지하여 온도를 측정하는 Thermopile Array 센서를 사용할 수 있다.
온도센서(20)는, 외관을 형성하는 캡(21)을 포함할 수 있고, 캡(21)은 온도센서(20) 내부로 적외선 파장만을 투과시키는 필터(21a)를 포함할 수 있다. 절대온도 0K이상의 온도를 가진 열원은 적외선을 방출하는 데, 방출된 적외선은 온도센서(20)의 필터(21a)를 거쳐 온도센서(20) 내부로 투과된다. 내부로 투과된 적외선은 캡(21) 내부에 배치된 블랙바디(22)에 흡수되어 열을 발생시킨다.
블랙바디(22)는 제 1접합부(23), 제 2접합부(24), 스탬(25) 및 서킷부(27)와 함께 회로를 구성할 수 있다. 제 1접합부(23)와 제 2접합부(24)는 금속재질일 수 있고, 서로 다른 종류의 금속재질일 수 있다.
적외선이 블랙바디(22)에 흡수될 시, 제 1접합부(23)와 제 2접합부(24)가 이종의 금속재질로 구성됨에 따라, 제 1접합부(23)와 제 2접합부(24)에 온도차가 발생되고, "제백 효과"에 의해 상기 회로에 기전력이 발생하게 된다.
온도센서(20)는 상기 회로에 발생된 기전력을 토대로 온도값을 산출하고, 발생된 기전력의 값은 방출된 적외선의 열량과 연계된다. 방출된 적외선의 열량은 "플랑크 곡선"에 의해 계산될 수 있는 데, "플랑크 법칙"에 따를 때, 방출된 적외선의 열량은 각 파장에서의 에너지값의 총합으로서, "플랑크 곡선"에서의 적분값으로 치환될 수 있다. 방출된 적외선 열량이 온도와 파장을 변수로 하는 함수로 나타내어짐에 따라, 방출된 적외선 열량과 파장값을 토대로 온도값을 계산할 수 있으며, 이에 온도값과 방출된 적외선 열량값은 상호 치환이 가능한 상태라고 할 수 있다.
결과적으로 온도센서(20)는, 플랑크 법칙과 제벡효과를 통해 방출된 적외선 열량값을 토대로 온도값을 계산해내며, 산출된 온도값의 정확도를 높이기 위해 주변온도를 측정하여 산출된 온도값을 보정하는 써미스터(26)를 구비할 수 있다.
이하에서는 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 온도센서(20)가 측정하는 측정대상공간을 설명한다.
도 4는, 온도센서(20)의 측정대상공간을 설명하기 위해, 실내공간을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 실내공간의 일례로서 직육면체 형상의 공간(S)을 상정하고 있으나, 본 발명의 실내기(10)는 공간의 형상에 구애받지 않고 다양한 형상의 공간 내에 배치될 수 있다.
하기에서 설명하는 공간(S)은 닫힌 계(Closed System)을 형성하는 폐공간을 의미할 수 있고, 실내기(10)는 공간(S) 내에 배치되어, 공간(S) 내의 공기질을 조화시키는 기능을 수행할 수 있다. 실내기(10)는 공간(S)의 상부에 배치될 수 있고, 온도센서(20)는 공간(S) 하부영역의 온도를 측정할 수 있다.
온도센서(20)는 공간(S)의 온도측정을 위해, 공간(S) 바닥면의 온도를 공간(S)의 온도로서 간주할 수 있고, 이에 온도센서(20)의 측정대상영역(F)은 바닥면에 형성될 수 있다. 온도센서(20)의 측정대상영역(F)은, 온도센서(20)로부터 가상의 수직축(X)을 형성시키고, 상기 가상의 수직축(X)으로부터 소정의 화각(θ)을 갖는 복수의 경사선(Y)을 형성시킨 다음, 상기 복수의 경사선(Y) 각각이 바닥과 교차되는 교점들을 이어그린 폐루프의 내측 공간으로서 규정될 수 있다. 이 때, 화각(θ)은 60도일 수 있고, 상기 폐루프는 사각형으로 형성될 수 있다.
공간(S) 내에는 각기 다른 온도를 가지고, 다른 파장의 적외선을 방출하는 열원(H1, H2)이 배치될 수 있고, 열원(H1, H2)이 측정대상영역(F)에 위치하는 경우, 온도센서(20)가 온도값을 산출하는 과정에서 열원(H1, H2)이 방출하는 적외선이 영향을 미치게 되어, 실내공기의 정확한 온도측정이 불가할 수 있다.
열원(H1, H2)은 절대온도 0K 이상의 온도값을 가지는 발열체 또는 흡열체일 수 있고, 제 1열원(H1)은 사람일 수 있고, 제 2열원(H2)은 히터나 난방용품일 수 있다. 특히, 사람의 경우, 체온이 섭씨 36도 내지 38도로 일정함에 따라, 사람이 측정대상영역(F)에 위치할 때, 사람의 존재로 인해 온도센서(20)에 의해 측정된 온도값이 실제 실내온도보다 높게 측정될 수 있다.
이하에서는 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따라 측정대상영역(F)을 분할하는 방식을 설명한다.
도 5(a)는 측정대상영역(F)을 복수개의 셀(C)로 분할한 것을 나타낸 것이고, 도 5(b)는 복수의 셀(C)의 집합체인 복수의 군집(G)을 나타낸 것이다.
측정대상영역(F)은 복수개의 셀(C)로 분할될 수 있다. 각 셀(C)의 크기는 동일할 수 있고, 각 셀(C)의 형상은 사각형일 수 있다. 다만, 셀(C)의 크기와 모양은 도면에 도시된 바에 한정되지 않고, 공간(S)의 배치 또는 열원의 분포에 따라 달라질 수 있다.
온도센서(20)는 측정대상영역(F)에 포함된 각 셀(C)에서의 온도값을 각각 측정할 수 있다. 복수의 셀(C)은 8X8의 어레이를 형성할 수 있고, 측정대상영역(F)에는 총 64개의 셀(C)이 형성될 수 있다. 다만, 셀(C)의 개수는 이에 한정되지 않고 다양한 실시양태를 가지고 복수개가 형성될 수 있다. 복수의 셀(C)은 서로 인접하게 배치될 수 있고, 복수의 셀(C)의 집합체는 측정대상영역(F)을 형성할 수 있다.
측정대상영역(F)은 복수의 군집(G)의 집합체를 의미할 수도 있다. 군집(G)은 복수의 셀(C)을 포함할 수 있고, 복수의 셀(C)이 형성하는 집합체를 의미할 수도 있다. 이에 따라, 측정대상영역(F)의 가장 작은 단위체는 셀(C)일 수 있고, 군집(G)은 셀(C)보다는 큰 단위체일 수 있다.
군집(G)은 측정대상영역(F)을 4개의 영역으로 분할할 수 있고, 이에 따라 4개의 군집(G1, G2, G3, G4)이 측정대상영역(F)을 구성할 수 있다. 다만, 군집(G)의 개수는 이에 한정되지 않고 다양한 개수로 분할되어 측정대상영역(F)을 구성할 수 있다.
각 군집(G1, G2, G3, G4)은 인접한 셀(C)들의 집합체로서 이해될 수 있고, 각 군집(G1, G2, G3, G4)을 구성하는 셀(C)의 개수는 동일할 수 있다. 각 군집(G1, G2, G3, G4)을 구성하는 셀(C)은 4X4 어레이를 형성할 수 있고, 각 군집(G1, G2, G3, G4)은 총 16개의 셀(C)로 구성될 수 있다. 다만, 군집(G)을 구성하는 셀(C)들의 배열 형태나 개수는 이에 한정되지 않고 다양하게 구현될 수 있다.
각 군집(G1, G2, G3, G4)은 서로 인접하게 배치될 수 있고, 이에 군집(G1, G2, G3, G4) 간에 경계선(B1, B2)이 형성될 수 있다. 도 5를 기준으로, 좌측상부에는 제 1군집(G1)이 형성될 수 있고, 우측상부에는 제 2군집(G2)이 형성될 수 있고, 좌측하부에는 제 3군집(G3)이 형성될 수 있고, 우측하부에는 제 4군집(G4)이 형성될 수 있다. 다만, 각 군집(G1, G2, G3, G4)은 경계선(B1, B2)을 기준으로 구역의 분할을 위해 임의로 네이밍한 것이며, 상대적인 위치관계를 갖는 동등한 단위체일 수 있으므로, 군집(G)의 위치관계 또는 형태는 다양한 실시양태를 가질 수 있다.
제 1군집(G1)은 복수의 제 1단위체(C1-1, C1-2)로 구성될 수 있고, 제 2군집(G2)은 복수의 제 2단위체(C2-1, C2-2)로 구성될 수 있고, 제 3군집(G3)은 복수의 제 3단위체(C3-1, C3-2)로 구성될 수 있고, 제 4군집(G4)는 제 4단위체(C4-1, C4-2)로 구성될 수 있다. 각 단위체(C1-1, C1-2, C2-1, C2-2, C3-1, C3-2, C4-1, C4-2)는 각기 다른 온도값을 나타낼 수 있으며, 이에 온도센서(20)에 다양한 표본을 제공할 수 있다. 각 단위체(C1-1, C1-2, C2-1, C2-2, C3-1, C3-2, C4-1, C4-2)의 구분은 경계선(B1, B2)을 기준으로 결정될 수 있고, 제 1군집(G1)에 속하는 셀을 제 1단위체(C1)라 할 수 있고, 제 2군집(G2)에 속하는 셀을 제 2단위체(C2)라 할 수 있고, 제 3군집(G3)에 속하는 셀을 제 3단위체(C3)라 할 수 있고, 제 4군집(G4)에 속하는 셀을 제 4단위체(C4)라 할 수 있다.
제 1군집(G1)은 복수의 제 1단위체(C1)들의 온도값을 토대로 제 1군집온도를 산출할 수 있고, 제 2군집(G2)은 복수의 제 2단위체(C2)들의 온도값을 토대로 제 2군집온도를 산출할 수 있고, 제 3군집(G3)은 복수의 제 3단위체(C3)들의 온도값을 토대로 제 3군집온도를 산출할 수 있고, 제 4군집(G4)은 복수의 제 4단위체(C4)들의 온도값을 토대로 제 4군집온도를 산출할 수 있다.
측정대상영역(F)은 복수의 군집(G1, G2, G3, G4)의 집합체일 수 있고, 상기한 제 1군집온도, 제 2군집온도, 제 3군집온도 및 제 4군집온도를 토대로 측정대상영역(F)의 온도값을 산출할 수 있다.
이하에서는 도 6을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 공간(S)의 온도값을 산출하는 프로세스를 개괄적으로 설명한다.
도 6은 공간(S)의 온도값을 산출하는 프로세스가 크게 3단계로 구분될 수 있음을 나타낸 것이다.
온도센서(20)는 공간(S) 내의 측정대상영역(F)을 복수의 셀(C)로 구분짓고, 복수의 셀(C) 각각의 온도를 측정하는 표본수집단계(S100)와; 측정된 복수의 셀(C)의 온도를 토대로 기준값을 설정하는 기준설정단계(S200)와; 설정된 기준값과 복수의 셀(C)의 온도를 비교하여, 공간(S)의 온도를 산출하는 온도산출단계(S300)를 포함할 수 있다. 이 때, 기준값은 셀(C)이 아닌 군집(G)의 군집온도를 토대로 설정될 수도 있고, 공간(S)의 온도를 산출할 시, 설정된 기준값과 셀(C)의 온도를 비교하는 것이 아닌, 설정된 기준값과 군집(G)의 군집온도를 비교하여 공간(S)의 온도를 산출할 수도 있다.
표본수집단계(S100)에서는 공간(S) 내에서 측정대상영역(F)을 확정하고, 확정된 측정대상영역(F)을 복수의 셀(C)로 분할하여, 분할된 셀(C) 각각에서의 온도값을 표본으로 수집하는 프로세스가 진행될 수 있다.
기준설정단계(S200)에서는 수집된 표본을 토대로 기준값을 설정하는 프로세스가 진행될 수 있다. 이 때, 기준값을 설정하기 위한 표본으로는 셀(C) 각각의 온도값을 사용할 수도 있고, 군집(G)의 군집온도를 사용할 수도 있다.
온도산출단계(S300)에서는 설정된 기준값과 표본을 비교하여, 공간(S)의 온도를 산출하는 프로세스가 진행될 수 있다. 이 때, 설정된 기준값과의 비교대상이 되는 표본은 셀(C) 각각의 온도일 수도 있고, 군집(G)의 군집온도일 수도 있다.
이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따라 공간(S)의 온도값을 산출하는 프로세스를 세부적으로 설명한다.
도 7은 도 6에 도시된 각 프로세스(S100, S200, S300)를 세분화하여 나타낸 것이다.
표본수집단계(S100)는 각 셀(C)의 온도를 측정하는 단계인 셀온도측정단계(S110)와, 셀(C)을 군집화하여 군집(G)의 온도를 산출하는 군집온도산정(S120)단계를 포함할 수 있다.
셀온도측정단계(S110)에서, 온도센서(20)는 각 셀(C)에서 발생되는 적외선 열량을 토대로 셀(C)의 온도값을 산출하여 표본으로 삼을 수 있다. 산출된 셀(C)의 온도값들은 다양하게 분포될 수 있으며, 서로 간에 편차가 존재할 수 있다.
군집온도산정단계(S120)에서, 온도센서(20)는 각 단위셀(C1, C2, C3, C4)들을 분류하여 군집(G1, G2, G3, G4)을 형성시켜, 각 군집(G1, G2, G3, G4)의 군집온도를 산출할 수 있다. 군집(G1, G2, G3, G4)을 형성하는 과정에서, 셀(C)의 온도가 섭씨 36도 내지 38도 범위라면, 해당 셀(C)은 어느 군집에도 속하지 못하고 배제될 수 있다. 이는, 제 1열원(H1, 사람)이 위치하는 셀(C)을 공간(S)의 온도산출과정에서 배제함으로써, 사람의 체온이 공간(S)의 온도값에 미치는 영향을 배제하기 위함일 수 있다. 또한, 온도센서(20)는 모든 셀(C)의 온도값들의 평균값을 셀(C) 각각의 온도와 비교하여, 상기 평균값과의 차이가 소정 수치(약 15도) 이상 차이날 경우, 해당 셀(C)을 공간(S)의 온도산출과정에서 배제할 수 있다. 이는, 상기 평균값과 비교하여 편차가 심한 셀(C)을 열원이 위치한 영역으로 간주하여, 열원이 공간(S)의 온도값에 미치는 영향을 배제하기 위함일 수 있다.
군집온도산정단계(S120)에서, 온도센서(120)는 형성된 각 군집(G1, G2, G3, G4)들의 군집온도를 산출할 수 있다. 이하 설명의 편의상 제 1군집(G1)의 군집온도를 제 1온도(T1)으로 이름하고, 제 2군집(G2)의 군집온도를 제 2온도(T2)로 이름하고, 제 3군집(G3)의 군집온도를 제 3온도(T3)로 이름하고, 제 4군집(G4)의 군집온도를 제 4온도(T4)로 이름한다. 군집온도(T1, T2, T3, T4)는 각 군집(G1, G2, G3, G4)에 속하는 셀(C)들의 온도값들의 평균값일 수 있다.
기준값설정단계(S210)에서는, 산정된 군집온도(T1, T2, T3, T4)를 토대로 공간(S) 온도값 산출에 기준이 되는 기준값을 설정할 수 있다. 상기 기준값은 군집온도(T1, T2, T3, T4) 중 가장 낮은 온도값을 채택할 수 있고, 이에 상기 기준값은 제 1온도(T1)와, 제 2온도(T2)와, 제 3온도(T3)와, 제 4온도(T4) 중 어느 하나의 값일 수 있다. 상기 기준값은 군집온도(T1, T2, T3, T4)의 평균값으로 설정될 수도 있고, 이에 상기 기준값은 제 1온도(T1)와, 제 2온도(T2)와, 제 3온도(T3)와, 제 4온도(T4)의 평균값일 수 있다.
군집차등화단계(S310)에서는, 설정된 상기 기준값을 토대로 공간(S) 온도값 산출에 필요한 군집온도를 선별할 수 있다. 군집온도를 선별함에 있어서, 온도센서(20)는 설정된 상기 기준값과의 차이에 대한 제한값을 설정할 수 있다. 상기 제한값은, 상기 기준값과 군집온도(T1, T2, T3, T4) 간의 차이가 인용할만한 정도임을 판단하는 판단기준으로서 기능할 수 있다. 상기 제한값은 바람직하게는 섭씨 2도일 수 있으나, 제한값은 이에 한정되지 않고 다른 값으로 설정될 수 있다. 온도센서(20)는 상기 제한값을 기준으로 하여, 상기 기준값과의 차이가 상기 제한값 이하인 군집온도는 공간(S) 온도값 산출을 위한 값으로서 선별하고, 나머지 군집온도는 선별하지 않을 수 있다. 이러한 프로세스를 통해, 상기 기준값과의 편차가 심한 군집을 열원이 배치된 영역으로 간주하여 배제함으로써, 공간(S)의 온도값 산출 시 열원이 미치는 영향을 제거할 수 있다.
공간온도산출단계(S320)에서는, 선별된 군집온도값을 토대로 공간(S)의 온도값을 산출할 수 있다. 이 때, 산출된 공간(S)의 온도값은 측정대상영역(F)의 온도값일 수 있으며, 온도센서(20)는 측정대상영역(F)의 온도값을 공간(S)의 온도로 간주할 수 있다. 온도센서(20)는 군집차등화단계(S310)에서 선별된 군집온도들의 평균값을 공간(S)의 온도값으로 간주할 수 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따라 공간(S)의 온도값을 산출하는 프로세스에 대해 설명한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 공간(S) 온도 산출 시, 군집차등화단계(S310')를 제외한 나머지 프로세스는 상기한 일 실시예의 경우와 동일하므로 설명을 생략한다.
군집차등화단계(S310')에서는, 설정된 상기 기준값을 토대로 공간(S) 온도값 산출에 필요한 군집온도(T1, T2, T3, T4)들을 차별화시킬 수 있다. 군집온도(T1, T2, T3, T4)를 차별화시킴에 있어서, 온도센서(20)는 설정된 상기 기준값과의 차이에 대한 제한값을 설정할 수 있다. 상기 제한값은 일 실시예의 경우와 동일하므로 설명을 생략한다. 온도센서(20)는 상기 제한값을 기준으로 하여, 상기 기준값과의 차이가 상기 제한값 이하인 군집온도는 공간(S) 온도값 산출을 위한 값으로서 선별하고, 나머지 군집온도는 선별하지 않을 수 있다.
이후, 온도센서(20)는 선별된 군집온도에 대하여 상기 기준값과의 차이에 따라 가중치를 부여할 수 있다. 상기 가중치는, 상기 기준값과의 차이에 따라 각 군집온도가 공간(S) 온도값 산출에 미치는 영향력에 차이를 줄 수 있다. 이하 설명의 편의를 위해 상기 기준값과 군집온도의 차이를 차이값(D)으로 정의한다. 구체적으로, 상기 제한값을 섭씨 2도로 설정하는 경우, 차이값(D)이 0이라면 가중치는 1을 부여할 수 있고, 차이값(D)이 0.5도라면 가중치는 0.8을 부여할 수 있고, 차이값(D)이 1도라면 가중치는 0.5를 부여할 수 있고, 차이값(D)이 1.5도라면 가중치는 0.3을 부여할 수 있고, 차이값(D)이 2도라면 가중치는 0.1을 부여할 수 있다. 또한, 상기 제한값의 의의에 따라, 차이값(D)이 2도를 초과한다면, 가중치는 0을 부여할 수 있다. 다만, 차이값(D)과, 차이값(D)에 대응되는 가중치는 다양하게 설정될 수 있으며, 상기한 바에 한정되지 않는다.
군집차등화단계(S310')에서는 각 군집온도(T1, T2, T3, T4)에 상기한 가중치를 반영하여 수정군집온도(T1', T2', T3', T4')를 산출할 수 있다. 수정군집온도(T1', T2', T3', T4')는 각 군집온도(T1, T2, T3, T4)에 부여된 가중치를 해당 군집온도(T1, T2, T3, T4)에 곱한 값일 수 있다.
공간온도산출단계(S320)에서는, 수정군집온도(T1', T2', T3', T4')를 토대로 공간(S)의 온도값을 산출할 수 있다. 이 때, 산출된 공간(S)의 온도값은 측정대상영역(F)의 온도값일 수 있으며, 온도센서(20)는 측정대상영역(F)의 온도값을 공간(S)의 온도로 간주할 수 있다. 온도센서(20)는 수정군집온도(T1', T2', T3', T4')들의 평균값을 공간(S)의 온도값으로 간주할 수 있다.
이하에서는 도 8을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 온도센서(20)의 작용효과를 설명한다.
도 8은, 도 4에 도시된 측정대상영역(F)에 열원을 배치하고, 시간에 따른 열원과, 바닥과, 실내기 주위의 실제 온도를 온도센서(20)에서 측정된 온도값과 비교한 것을 나타낸 그래프이다.
그래프의 가로축은 공기조화기와 열원이 가동된 이후부터 소요된 시간을 초(sec) 단위로 나타낸 것이고, 세로축은 온도를 섭씨단위로 나타낸 것이다.
그래프 상의 일점쇄선은 열원의 온도변화를 나타낸 것이고, 이점쇄선은 실내기의 온도변화를 나타낸 것이고, 실선은 바닥의 실제온도변화를 나타낸 것이고, 점선은 온도센서(20)에 의해 측정된 온도값변화를 나타낸 것이다.
그래프를 해석해보면, 시간이 흐름에 따라 열원과 실내기의 온도는 상승하게 되고, 이에 따라 바닥의 온도도 더불어 상승되는 것을 확인할 수 있다. 이 때, 온도센서(20)에 의해 측정된 온도값선도는 바닥의 실제온도의 변화선도와 거의 일치하는 경향성을 보이며, 이에 따라 본 발명의 온도센서(20)에 의해 온도측정값의 정밀도가 향상되었음을 확인할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10: 실내기 11: 패널
12: 흡입구 13: 토출구
20: 온도센서 S: 공간
F: 측정대상공간 C: 셀
G: 군집

Claims (13)

  1. 압축기가 배치되는 실외기;
    상기 실외기와 연결되고, 조화된 공기를 소정의 공간으로 송풍시키는 실내기; 및 상기 실내기에 배치되고, 상기 공간의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하고,
    상기 온도센서는,
    상기 공간을 복수의 영역으로 구분짓고, 상기 복수의 영역 각각의 온도를 측정하는 표본수집단계와;
    측정된 상기 복수의 영역의 온도를 토대로 기준값을 설정하는 기준설정단계와;
    상기 기준값과 상기 복수의 영역의 온도를 비교하여, 상기 공간의 온도를 산출하는 온도산출단계를 포함하고,
    상기 공간의 온도를 산출할 시, 상기 기준값과의 근사정도에 따른 가중치가 부여된 상기 복수의 영역의 온도값을 토대로 상기 공간의 온도를 산출하는 공기조화기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 온도센서는,
    상기 복수의 영역의 온도와 상기 기준값의 차이에 대한 제한값을 설정하고, 상기 제한값을 토대로 상기 공간의 온도를 측정하는 공기조화기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 온도센서는,
    상기 기준값과의 차이가 상기 제한값 이상인 상기 영역을 열출입이 일어나는 열원배치영역으로 식별하는 공기조화기.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 온도센서는,
    상기 기준값과의 차이가 상기 제한값 이상인 상기 영역의 온도값을 배제한 채, 상기 공간의 온도를 산출하는 공기조화기.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 온도센서는,
    상기 기준값과의 차이가 상기 제한값 이상인 상기 영역의 온도값을 제외한 나머지 영역의 온도값들의 평균을 상기 공간의 온도로 산출하는 공기조화기.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 온도센서는 상기 공간의 온도를 산출할 시,
    상기 복수의 영역 중, 상기 기준값과의 차이가 상기 제한값 이상인 상기 영역의 온도값을 배제하고,
    상기 기준값에 대한 근사정도에 따른 가중치가 부여된 나머지 영역의 온도값들의 평균을 상기 공간의 온도로 산출하는 공기조화기.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 온도센서는,
    상기 가중치가 부여된 온도값들의 평균을 상기 공간의 온도로 산출하는 공기조화기.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 기준값은,
    측정된 상기 복수의 영역의 온도 중 가장 낮은 값으로 설정되는 공기조화기.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 기준값은,
    측정된 상기 복수의 영역의 온도값들의 평균으로 설정되는 공기조화기.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 공간의 온도를 산출할 시,
    측정된 상기 복수의 영역의 온도 중, 섭씨 36도 내지 38도의 범위에 해당되는 값은 배제되는 공기조화기.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 실내기는,
    둘레방향으로 이격되게 복수의 토출구가 형성되고,
    상기 온도센서는,
    상기 복수의 토출구 사이에 배치되는 공기조화기.
  13. 압축기가 배치되는 실외기;
    상기 실외기와 연결되고, 조화된 공기를 소정의 공간으로 송풍시키는 실내기; 및 상기 실내기에 배치되고, 상기 공간의 온도를 측정하는 온도센서를 포함하고,
    상기 온도센서는,
    상기 공간을 복수의 영역으로 구분짓고, 상기 복수의 영역 각각의 온도를 측정하는 표본수집단계와;
    측정된 상기 복수의 영역의 온도를 토대로 기준값을 설정하는 기준설정단계와;
    상기 기준값과 상기 복수의 영역의 온도를 비교하여, 상기 공간의 온도를 산출하는 온도산출단계를 포함하고,
    상기 복수의 영역의 온도와 상기 기준값의 차이에 대한 제한값을 설정하고,
    상기 공간의 온도를 산출할 시, 상기 복수의 영역 중 상기 기준값과의 차이가 상기 제한값 이상인 상기 영역의 온도값을 배제하고, 상기 기준값에 대한 근사정도에 따른 가중치가 부여된 나머지 영역의 온도값들의 평균을 상기 공간의 온도로 산출하는 공기조화기.
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