KR102489912B1 - 공조기기 및 그 제습량 산출 방법 - Google Patents

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Abstract

공조기기가 개시된다. 공조기기는, 공조기기의 운전 상태 및 공조기기의 주변 공기 정보를 센싱하는 센서, 센서에 의해 센싱된 정보에 기초하여 토출 공기의 온도 및 습도 정보를 산출하고, 산출된 온도 및 습도 정보에 기초하여 제습량을 산출하는 프로세서 및 산출된 제습량을 제공하는 디스플레이를 포함한다.

Description

공조기기 및 그 제습량 산출 방법{AIR CONDITIONER AND METHOD FOR CACULATING AMOUNT OF DEHUMIDIFICATION THEREOF}
본 발명은 제습량을 디스플레이하는 공조기기 및 그 제습량 산출 방법에 관한 것이다.
최근 많은 가정 및 사무실에서는 쾌적한 실내환경을 유지하기 위하여 제습 기능이 포함된 에어컨 또는 제습기와 같은 공조기기를 구비하고 있다. 일반적으로 제습기는 압축기, 열교환기 및 팬으로 구성되며, 실내의 습한 공기에서 습기를 흡입하여 제거한 후 다시 배출하는 장치이다.
종래의 공조기기는 사용자에게 현재 실내 습도 및 희망 습도만을 제공하였고, 이에 따라, 사용자는 공조기기가 실내 습도를 어느 정도 줄여주고 있는지 즉, 공조기기의 구체적인 제습량을 확인할 수 없는 문제가 있었다.
위와 같은 문제점을 해결하고자 일부 공조기기는 열교환기를 거쳐 흐르는 응축수를 센서를 통해 센싱하여 제습량을 측정하였다. 하지만, 응축수를 별도의 공간에 담수하여 제습량을 측정하는 경우 응축수에서 오염, 냄새 및 미생물 발생, 재료비 상승, 공조기기의 부피가 커지는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 필요성에 따라 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 응축수를 별도의 공간에 담수할 필요없이 알고리즘을 통하여 순간 및 누적 제습량 산출하고, 산출된 제습량을 디스플레이하는 공조기기 및 그 제습량 산출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공조기기는, 공조기기의 운전 상태 및 상기 공조기기의 주변 공기 정보를 센싱하는 센서, 상기 센서에 의해 센싱된 정보에 기초하여 토출 공기의 온도 및 습도 정보를 산출하고, 상기 산출된 온도 및 습도 정보에 기초하여 제습량을 산출하는 프로세서 및 상기 산출된 제습량을 제공하는 디스플레이를 포함한다.
또한, 상기 공조기기로 공기를 흡입하는 흡입부를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 센서에 의해 센싱된 상기 주변 공기 정보에 기초하여 상기 흡입부를 통해 흡입되는 공기의 절대 습도를 산출하고, 상기 산출된 상기 흡입 공기의 절대 습도 및 상기 토출 공기의 온도 및 습도 정보에 기초하여 상기 제습량을 산출할 수 있다.
여기서, 상기 공조기기의 운전 상태는, 상기 공조기기에 구비된 냉매 압축기의 운전 주파수 정보를 포함하며, 상기 주변 공기 정보는, 상기 공조기기가 배치된 실내의 온도 정보, 및 상기 공조기기가 배치된 실내의 풍량 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공조기기는, 실내 풍량 보정값에 관한 데이터를 저장하는 저장부를 더 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 실내의 풍량 정보에 대응되는 실내 풍량 보정값을 상기 저장부로부터 획득하고, 상기 획득된 실내 풍량 보정값, 상기 냉매 압축기의 운전 주파수 정보, 및 상기 공조기기가 배치된 실내의 온도 정보에 기초하여 상기 토출 공기의 건구 온도 및 상대 습도 정보를 산출할 수 있다.
여기서, 상기 프로세서는, 상기 토출 공기의 건구 온도, 상기 토출 공기의 상대 습도, 상기 흡입 공기의 절대 습도에 기초하여 상기 제습량을 산출할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 하기와 같은 수학식에 기초하여 상기 제습량을 산출할 수 있다.
제습량 = (X1 - X2) * 질량 유량
여기서, X1(kg/kgDA)은 흡입 공기의 절대 습도, X2(kg/kgDA)는 토출 공기의 절대 습도를 나타낸다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 냉매 압축기의 운전 주파수가 기설정된 값 이상이면, 기저장된 상수값을 상기 토출 공기의 상대 습도 정보로 이용하여 상기 제습량을 산출할 수 있다.
또한, 상기 프로세서는, 상기 산출된 제습량에 기초한 순간 제습량 및 상기 순간 제습량을 누적한 누적 제습량 중 적어도 하나를 상기 디스플레이를 통해 제공할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기기의 제습량 산출 방법은, 상기 공조기기의 운전 상태 및 상기 공조기기의 주변 공기 정보를 센싱하는 단계, 상기 센싱된 정보에 기초하여 토출 공기의 온도 및 습도 정보를 산출하고, 상기 산출된 온도 및 습도 정보에 기초하여 제습량을 산출하는 단계 및 상기 산출된 제습량을 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 공조기기로 공기를 흡입하는 단계를 더 포함하며, 상기 제습량을 산출하는 단계는, 상기 센싱된 주변 공기 정보에 기초하여 상기 흡입된 공기의 절대 습도를 산출하고, 상기 산출된 상기 흡입 공기의 절대 습도 및 상기 토출 공기의 온도 및 습도 정보에 기초하여 상기 제습량을 산출할 수 있다.
여기서, 상기 공조기기의 운전 상태는, 상기 공조기기에 구비된 냉매 압축기의 운전 주파수 정보를 포함하며, 상기 주변 공기 정보는, 상기 공조기기가 배치된 실내의 온도 정보, 및 상기 공조기기가 배치된 실내의 풍량 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제습량을 산출하는 단계는, 상기 실내의 풍량 정보에 대응되는 실내 풍량 보정값을 획득하고, 상기 획득된 실내 풍량 보정값, 상기 냉매 압축기의 운전 주파수 정보, 및 상기 공조기기가 배치된 실내의 온도 정보에 기초하여 상기 토출 공기의 건구 온도 및 상대 습도를 산출할 수 있다.
또한, 상기 제습량을 산출하는 단계는, 상기 토출 공기의 건구 온도, 상기 토출 공기의 상대 습도, 상기 흡입 공기의 절대 습도에 기초하여 상기 제습량을 산출할 수 있다.
또한, 상기 제습량을 산출하는 단계는, 하기와 같은 수학식에 기초하여 상기 제습량을 산출할 수 있다.
제습량 = (X1 - X2) * 질량 유량
여기서, X1(kg/kgDA)은 흡입 공기의 절대 습도, X2(kg/kgDA)는 토출 공기의 절대 습도를 나타낸다.
또한, 상기 제습량을 산출하는 단계는, 상기 냉매 압축기의 운전 주파수가 기설정된 값 이상이면, 기저장된 상수값을 상기 토출 공기의 상대 습도 정보로 이용하여 상기 제습량을 산출할 수 있다.
한편, 상기 산출된 제습량을 제공하는 단계는, 상기 산출된 제습량에 기초한 순간 제습량 및 상기 순간 제습량을 누적한 누적 제습량 중 적어도 하나를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 공조기기는 기설정된 알고리즘을 통해 구체적인 제습량을 산출하여 디스플레이하고, 공조기기가 응축수를 담수할 별도의 공간을 구비할 필요가 없게 된다. 이에 따라, 공조기기의 부피가 축소되고, 비용이 감소되므로 사용자의 편의성이 향상된다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기기(100)를 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 제습기의 제습량을 측정하기 위한 종래 기술의 일 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습기의 일 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습량 디스플레이의 일 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습기의 일 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습기의 냉매 압축기 운전 주파수에 따른 토출 공기의 상대 습도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습량 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습량 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하 본 발명의 다양한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기기(100)를 설명하기 위한 도면들이다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기기의 구현 형태를 설명하기 위한 도면이다.
도 1a에 따르면, 공조기기(100)는 공기 조화가 가능한 에어컨, 제습기, 송풍기 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 실내공기를 정화하고, 냉각·감습, 가열·가습을 하는 모든 장치로 구현될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 공조기기(100)가 제습기로 구현되는 경우를 상정하여 설명하도록 한다.
공조기기(100)가 제습기로 구현되는 경우 제습기는 흡입구를 통해 실내 공기를 흡입하고, 흡입 공기는 증발기와 응축기를 통과하면서 열교환, 즉 증발기로 열을 빼앗기면서 냉각된다. 이로 인해 증발기 표면에는 공기 중의 습도가 포화되어 응축수가 맺힌 후 물받이 통 내로 담수된다. 또한, 증발기를 통과하면서 건조된 공기는 토출부를 통해 다시 실내로 토출되면서 제습이 완료된다.
이와 같은 제습 기능을 수행하는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기기(100)는 공조기기(100)의 운전 상태 및 공조기기(100)의 주변 공기 정보에 기초하여 제습량을 산출하고, 산출된 제습량을 디스플레이할 수 있는데, 공조기기(100)의 구체적 구성을 나타내는 블럭도를 참고하여 본 발명의 다양한 실시 예에 대해 설명하도록 한다.
도 1b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 기기의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 1b에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 기기(100)는 센서(110), 디스플레이(120) 및 프로세서(130)를 포함한다.
센서(110)는 공조기기(100)의 운전 상태 및 공조기기(100)의 주변 공기 정보를 센싱할 수 있다. 여기에서 공조기기(100)의 운전 상태는 공조기기(100)의 전반적인 운전 상태로서, 냉매 압축기의 운전주파수, 증발기, 응축기, 냉매량, 배관 길이 및 공기순환팬에 관한 정보일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
공조기기(100)의 주변 공기 정보는 공조기기(100)가 배치된 실내 공기에 관한 정보로서, 실내 온도, 실내 상대 습도 및 실내 풍량 등과 같은 다양한 정보일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 센서(110)는 공조기기(100)의 외관에 구비될 수 있으나, 내부에 구비되어도 무관하다. 센서(110)는 공조기기(100)의 실내 공기 흡입부에 구비될 수도 있다. 따라서, 센서(110)는 흡입 공기의 상대 습도 및 건구 온도를 센싱할 수 있다. 또한, 공조기기(100)에는 하나의 센서(110)만이 구비될 수 있으며, 센싱 목적에 따라 복수의 센서(110)가 구비될 수도 있다.
센서(110)는 내부로 흡입된 공기의 온도를 감지하는 공기 온도센서(미도시), 실내의 풍속을 감지하는 풍속센서(미도시), 실내의 습도 또는 내부로 흡입된 공기의 습도를 감지하는 습도센서(미도시) 등이 일체로 또는 개별적으로 구비될 수 있다.
프로세서(130)는 공조기기(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 여기서, 프로세서(130)는 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), controller, 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다.
프로세서(130)는 전술한 센서(110)에 연결되어, 센서(110)에서 센싱된 공조기기(100)의 운전 상태 및 공조기기(100)의 주변 공기 정보를 전달받을 수 있다.
프로세서(130)는 센서(110)에 의해 센싱된 주변 공기 정보 중 흡입 공기의 건구 온도 및 상대 습도에 기초하여 흡입 공기의 절대 습도를 산출할 수 있다.
건구 온도는 습구 온도에 대응되는 개념으로, 현재 기온에 해당하는 온도를 의미한다. 상대 습도는 특정한 온도의 대기 중에 포함되어 있는 수증기의 압력을 그 온도의 포화 수증기 압력으로 나눈 것을 의미한다.
Figure 112016072237305-pat00001
여기서, RH는 상대습도, p(H2O)는 흡입 공기에 포함되어 있는 수증기의 압력, p*(H20)는 흡입 공기 온도의 포화 수증기 압력으로 나눈 것을 나타낸다.
절대습도는 습한 공기에 포함되어 있는 수분과 마른 공기와의 중량비(kg/kgDA)이다. 마른 공기의 중량
Figure 112016072237305-pat00002
에 대해 습한 공기에 포함되는 수분의 중량이
Figure 112016072237305-pat00003
일 때, 그 비 SH를 절대 습도라고 한다.
Figure 112016072237305-pat00004
또한, 프로세서(130)는 센서(110)에 의해 센싱된 정보, 즉 공조기기(100)의 운전 상태 및 공조기기(100)의 주변 공기 정보 중 냉매 압축기의 운전 주파수, 실내 건구 온도 및 실내 풍량 보정값에 기초하여 공조기기(100)에서 토출되는 토출 공기의 온도 및 습도 정보를 산출하고, 산출된 온도 및 습도 정보에 기초하여 토출 공기의 절대 습도를 산출할 수 있다.
프로세서(130)는 산출된 흡입 공기의 절대 습도 및 토출 공기의 절대 습도에 기초하여 제습량을 산출할 수 있다.
디스플레이(120)는 액정 디스플레이(liquid crystal display), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode) 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이로 구현될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 디스플레이(120)는 터치 스크린으로 구현될 수 있다. 따라서, 디스플레이(120)는 공조기기(100)를 제어할 수 있는 다양한 GUI 아이템을 디스플레이 할 수 있고, 터치 스크린을 통한 터치 신호가 프로세서(130)에 전달되어 공조기기(100)를 제어할 수 있다.
디스플레이(120)는 다양한 화면을 디스플레이한다. 여기에서, 화면은 공조기기(100)의 운전 상태 정보 화면, 실내 공기 정보 화면, 사용자가 입력한 제어 명령에 관한 화면, 프로세서(130)가 산출한 제습량에 관한 화면 등을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1c는 도 1b에 도시된 공조기기(100)의 세부 구성을 나타내는 블록도이다. 도 1c에 따르면, 공조기기(100)는 센서(110), 디스플레이(120), 프로세서(130), 저장부(140), 냉매 압축기(150)를 포함한다.
저장부(140)는 공조기기(100)를 구동시키기 위한 O/S(Operating System), 펌웨어(Firmware) 등을 저장한다. 특히 저장부(140)는 실내 풍량 보정값에 관한 데이터를 저장한다. 따라서, 센서(110)가 실내 풍량 정보를 센싱하면, 프로세서(130)는 센싱된 실내 풍량 정보에 대응되는 실내 풍량 보정값을 저장부(140)로부터 획득할 수 있다.
프로세서(130)는 획득된 실내 풍량 보정값, 냉매 압축기(150)의 운전 주파수 정보 및 공조기기(100)가 배치된 실내 온도 정보에 기초하여 토출 공기의 건구 온도 및 상대 습도 정보를 산출할 수 있다. 여기서, 프로세서(130)는 토출 공기의 건구 온도, 토출 공기의 상대 습도에 기초하여 토출 공기의 절대 습도를 산출할 수 있다.
토출 공기의 건구 온도 및 상대 습도에 기초하여 절대 습도를 산출함에 있어서 일반적으로 다음과 같은 계산식이 이용될 수 있다.
Figure 112016072237305-pat00005
여기서 수증기 압력은 토출 공기 온도에서의 포화 수증기 압력과 토출 공기의 상대 습도를 곱하여 산출할 수 있다.
프로세서(130)는 센서(110)에 의해 센싱된 주변 공기 정보에 기초하여 흡입 공기의 절대 습도를 산출하고, 산출된 흡입 공기의 절대 습도와 토출 공기의 절대 습도에 기초하여 제습량을 산출할 수 있다.
프로세서(130)는 아래와 같은 수학식을 통해 제습량을 산출한다.
제습량(kg/h) = (X1 - X2) * 질량 유량(kg/h)
여기서, X1(kg/kgDA)은 흡입 공기의 절대 습도, X2(kg/kgDA)는 토출 공기의 절대 습도를 의미한다.
유량은 유체의 흐름 중 일정 면적의 단면을 통과하는 유체의 체적, 질량 또는 중량을 시간에 대한 비율로 표현한 것을 말한다. 따라서, 질량 유량은 단위시간 동안 흐르는 공기의 중량을 의미한다. 질량 유량의 단위는 kg/h 가 된다.
또한, 프로세서(130)는 냉매 압축기(150)의 운전 주파수가 기설정된 값 이상이면, 기저장된 상수값을 토출 공기의 상대 습도 정보로 이용하여 제습량을 산출할 수 있다. 즉, 냉매 압축기(150)의 운전 주파수가 기설정된 값 이상이면, 프로세서(130)는 토출 공기의 건구 온도만을 산출한 뒤, 산출된 토출 공기의 건구 온도와 기저장된 상수값에 기초하여 토출 공기의 절대 습도를 산출할 수 있다. 프로세서(130)는 흡입 공기의 절대 습도 및 산출된 토출 공기의 절대 습도에 기초하여 공조기기의 제습량을 산출할 수 있다.
또한, 프로세서(130)는 산출된 제습량에 기초한 순간 제습량 및 순간 제습량을 누적한 누적 제습량 중 적어도 하나를 디스플레이를 통해 제공할 수 있다.
즉, 산출된 제습량에 기초한 순간 제습량은 기설정된 시간동안 이루어진 제습량을 의미한다. 기설정된 시간동안 이루어진 제습량을 누적하여 제습기 가동 후 총 제습량인 누적 제습량을 디스플레이를 통해 제공할 수 있다.
압축기(150)는 저압 및 저온 상태의 냉매를 전달받아 고압 및 고온상태의 냉매로 압축하여 응축기로 전달한다. 냉매 압축기(150)는 구동시 강한 진동을 수반하게 되며, 이러한 진동은 공조기기(100)의 내부에 구비된 다른 부품들도 진동시킨다. 센서(110)는 냉매 압축기(150)의 운전 주파수를 측정하여 프로세서(130)에 전달하고, 프로세서(130)는 냉매 압축기(150)의 운전 주파수에 기초하여 토출 공기의 건구 온도 및 상대 습도 정보를 산출할 수 있다.
도 2는 제습기의 제습량을 측정하기 위한 종래 기술의 일 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 2에 따르면, 종래 제습기는 제습량을 측정하기 위하여 배수관(230)에 별도의 수조탱크(210), 제습량 측정 센서(220)를 구비하였다. 따라서, 응축수가 담수하기 위하여 배수관에 수조탱크(210)를 설치하고, 수조탱크(210)에 별도의 제습량 측정 센서(220)를 설치하였다. 제습량 측정 센서(220)는 수조탱크(210)에 담긴 응축수의 양을 센싱하여 제습량을 측정할 수 있다. 다만, 별도의 수조탱크(210)를 구비하기 위한 공간이 요구되며, 응축수에서 오염 및 냄새가 발생되는 문제가 있다. 또한, 제습기의 구동시 수조탱크(210)에 이미 응축수가 존재하는 경우에는 제습량 측정 센서(220)가 누적 제습량을 정확히 측정할 수 없는 문제가 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습기의 일 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 3에 따르면, 제습기는 흡입부(310)를 통해 제습기가 배치된 실내 공기를 흡입한다. 흡입부(310)를 통해 흡입된 공기는 증발기, 응축기 및 공기순환팬을 거쳐 수분이 감소된다. 제습기는 토출부(320)를 통해 수분이 감소된 공기를 실내로 토출한다.
디스플레이(330)는 터치 스크린으로 이루어질 수 있으며, 현재 습도, 사용자 설정 습도 등을 디스플레이하고, 사용자의 입력을 위한 다수의 버튼을 디스플레이하는 UI(User Interface)를 함께 구비할 수 있다. 특히, 디스플레이(330)는 프로세서(130)에서 산출된 제습량을 디스플레이할 수 있다.
물받이통(340)은 제습기에 장착되어 응축수를 수거한다. 다만, 공조기기(100)에 따라서 물받이통(340)을 구비하지 않을 수 있다. 예를 들어, 공조기기(100)가 에어컨으로 구현되는 경우, 응축수는 물받이통(340)에 담수되지 않고 실외에 배출될 수 있다.
센서(350)는 제습기의 일측에 구비되어 제습기가 배치된 실내 공기의 정보를 센싱할 수 있다. 도 3에서 센서(350)는 실내 공기의 상대 습도, 건구 온도 및 풍량을 센싱할 수 있다. 또한, 센서는 제습기의 흡입부(310) 주변에 구비되어, 제습기 흡입 공기의 상대 습도, 건구 온도를 센싱할 수 있다. 또한, 센서(350)는 제습기의 운전 상태를 센싱할 수 있다. 또한, 도 3에서 센서(350)는 하나만이 도시되어 있으나, 제습기는 복수의 센서(350)를 구비할 수 있다. 센서(350)의 목적에 따라 2이상의 센서(350)로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제습기의 외관에 제1센서를 구비하여 실내 풍량 정보를 센싱하고, 흡입부(310) 내부에 제2센서를 구비하여 흡입 공기의 상대 습도 및 건구 온도를 센싱할 수 있다.
센서(350)가 센싱한 정보는 프로세서(130)로 전달될 수 있다. 센서(350)가 제습기의 운전 상태 및 제습기의 주변 공기 정보를 센싱하여 프로세서(130)로 전달되면, 프로세서(130)는 센싱된 정보에 기초하여 토출부(320)에서 토출되는 공기의 온도 및 습도 정보를 산출할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 산출된 토출 공기의 온도 및 습도 정보에 기초하여 토출 공기의 절대습도를 산출할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 센서(350)에서 전달받은 흡입 공기의 상대 습도 및 건구 온도에 기초하여 흡입 공기의 절대 습도를 산출할 수 있다. 프로세서(130)는 흡입 공기의 절대 습도, 토출 공기의 절대습도에 기초하여 제습량을 산출할 수 있다. 산출된 제습량은 디스플레이(330)를 통해 디스플레이 된다.
센서(350)는 냉매 압축기(150)의 운전 주파수 정보를 센싱할 수 있다. 또한, 냉매 압축기(150)의 운전 주파수 정보는 프로세서(130)에 의해 획득될 수 있다. 프로세서(130)는 센서(350)에서 전달받은 흡입 공기의 상대 습도, 건구 온도 및 냉매 압축기(150)의 운전 주파수 정보에 기초하여 토출부(320)에서 토출되는 공기의 온도 및 습도 정보를 산출할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 산출된 토출 공기의 온도 및 습도 정보에 기초하여 토출 공기의 절대습도를 산출할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 흡입 공기의 절대 습도, 토출 공기의 절대습도에 기초하여 제습량을 산출할 수 있다.
또한, 센서(350)는 제습기가 배치된 실내의 풍량 정보를 센싱하여 프로세서(130)로 전달할 수 있다. 프로세서(130)는 센서(350)로부터 전달받은 실내 풍량 정보에 대응하는 실내 풍량 보정값을 저장부(140)로부터 획득할 수 있다. 프로세서(130)는 센서(350)가 센싱한 흡입 공기의 상대 습도 및 흡입 공기의 건구 온도에 기초하여 흡입 공기의 절대 습도를 산출할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 흡입 공기의 실내온도, 실내 풍량 보정값, 냉매 압축기(150)의 운전 주파수에 기초하여 토출 건구 온도 및 토출 상대 습도를 산출할 수 있다. 프로세서(130)는 아래와 같은 수학식을 이용하여 토출 건구 온도 및 토출 상대 습도를 산출한다.
토출 건구 온도 = C1 + C2*흡입 공기의 건구 온도 + C3*냉매 압축기의 운전 주파수 + C4*실내 풍량 보정값
토출 상대 습도 = A1 + A2*흡입 공기의 건구 온도 + A3*냉매 압축기의 운전 주파수 + A4*실내 풍량 보정값
여기서, C1 내지 C4는 상수값이며, 실험 데이터를 통하여 선정된다. 또한, A1 내지 A4 역시 상수값이며, 실험 데이터를 통하여 선정된다. 냉매 압축기(150)의 운전 주파수는 일반적으로 Hz단위를 가지므로, 상술한 수학식에서 냉매 압축기(150)의 운전 주파수에는 단위를 제외한 값만을 대입하여 토출 건구 온도 및 토출 상대 습도를 산출한다.
프로세서(130)는 토출 건구 온도 및 토출 상대 습도에 기초하여 토출 공기의 절대 습도를 산출할 수 있다.
또한, 프로세서(130)는 산출된 흡입 공기의 절대 습도 및 토출 공기의 절대 습도에 기초하여 아래의 수학식을 이용하여 제습량을 산출할 수 있다.
제습량(kg/h) = (X1 - X2)*질량 유량
여기서, X1(kg/kgDA)은 흡입 공기의 절대 습도, X2(kg/kgDA)는 토출 공기의 절대 습도를 의미한다. 질량 유량은 단위시간 동안 흐르는 공기의 중량을 의미한다.
유량은 유체의 흐름 중 일정 면적의 단면을 통과하는 유체의 체적, 질량 또는 중량을 시간에 대한 비율로 표현한 것을 말한다. 따라서, 질량 유량은 단위시간 동안 흐르는 공기의 중량을 의미한다. 질량 유량의 단위는 kg/h 가 된다.
상술한 수학식에서 제습량은 kg/h의 단위로 산출되나, 프로세서(130)는 산출된 제습량을 ℓ/h로 환산하여 디스플레이(330)에 제공할 수 있다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습량 디스플레이의 일 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 4a에 따르면, 종래 제습기는 디스플레이(330)를 통해 현재습도(410)를 제공하였다. 따라서, 종래 제습기는 제습기가 배치된 실내 공기의 상대 습도만을 디스플레이 하였고, 추가적으로 사용자의 설정 습도, 풍량 등을 디스플레이 할 수 있었다.
도 4b에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습기의 디스플레이(330)는 구체적인 제습량(420)을 제공한다. 따라서, 제습기의 디스플레이(330)는 종래 제습기에서 제공하는 실내 공기의 상대 습도, 사용자 설정 습도 외에 추가적으로 제습량을 제공 할 수 있다.
도 4c에 따르면, 디스플레이(330)는 순간 제습량(430) 및 누적 제습량(440) 중 적어도 어느 하나를 디스플레이 할 수 있다.
제습기의 가동 시점부터 제습량 확인 시점까지 누적된 제습량은 누적 제습량(440)에 디스플레이 되고, 제습량 확인 시점의 제습량은 순간 제습량(430)에 디스플레이 된다. 프로세서(130)가 산출하는 제습량은 순간 제습량일 수 있다. 구체적으로, 기설정 시간동안 제습기가 제습한 양이 순간 제습량 일 수 있다. 따라서, 프로세서(130)는 순간 제습량을 누적하여 누적 제습량을 산출할 수 있다. 도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습량 디스플레이의 일 구현 예로서, 프로세서(130)는 순간 제습량 및 누적 제습량 중 적어도 어느 하나가 디스플레이 되도록 제어할 수 있다.
또한, 제습기는 순간 제습량 또는 누적 제습량이 기설정 제습량을 초과 또는 미달한 경우 프로세서(130)가 제습기의 운전 상태를 제어하도록 설정될 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 누적 제습량이 기설정 제습량에 도달한 경우에만 디스플레이 되도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 누적 제습량이 기설정 제습량을 초과한 경우에 제습기의 풍량을 약풍으로 제어할 수 있다. 프로세서(130)는 순간 제습량이 기설정 제습량에 미달하는 경우에 제습기의 풍량을 강풍으로 제어할 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습기의 일 구현 예를 나타내는 도면이다.
도 5에 따르면, 제습기는 제습기가 배치된 주변 공기 정보를 센싱하기 위한 센서(350)외에 토출부(320)에 토출 공기를 센싱하기 위한 센서(510)를 구비할 수 있다.
토출 공기 정보 측정 센서(510)는 제습기의 외관, 토출부(320)의 주변에 구비될 수 있으며, 토출부(320)의 내부에 구비될 수도 있다. 토출 공기 정보 측정 센서(510)는 토출부(320)를 통하여 토출되는 공기에 관한 정보를 센싱할 수 있다. 구체적으로, 토출 공기 정보 측정 센서(510)는 토출 공기의 건구 온도, 습구 온도 및 상대 습도를 센싱할 수 있다. 토출 공기 정보 측정 센서(510)는 외부로 토출되는 공기의 온도를 감지하는 공기 온도센서(미도시), 토출 공기의 습도를 감지하는 습도센서(미도시) 등이 일체로 또는 개별적으로 구비될 수 있다.
이에 한정되는 것은 아니며, 토출 공기 정보 측정 센서(510)는 다양한 센서를 구비하여 토출 공기의 풍량, 풍속 등 다양한 정보를 센싱할 수 있다.
토출 공기 정보 측정 센서(510)는 센싱한 토출 공기 정보를 프로세서(130)로 전달할 수 있다. 프로세서(130)는 전달받은 토출 공기 정보에 기초하여 토출 공기의 절대 습도를 산출할 수 있다. 프로세서(130)는 산출된 토출 공기의 절대 습도와 센서(350)가 센싱한 주변 공기 정보에 기초하여 제습량을 산출할 수 있다.
도 5에서 토출 공기 정보 측정 센서(510)는 하나만 구비되어 있으나, 복수의 센서로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 토출 공기 정보 측정 센서는 토출 공기의 건구 온도를 측정할 수 있으며, 제2 토출 공기 정보 측정 센서는 토출 공기의 습구 온도를 측정할 수 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 토출 공기 정보 측정 센서는 토출 공기의 상대 습도를 측정하여 프로세서(130)로 전달할 수 있다. 토출 공기 정보 측정 센서(510)가 복수의 센서로 구비되어, 제1 토출 공기 정보 측정 센서는 토출부(320) 주변에, 제2 토출 공기 정보 측정 센서는 토출부(320) 내부에 구비되는 것과 같이 서로 다른 위치에 구비될 수 있음은 물론이다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습기의 냉매 압축기(150)의 운전 주파수에 따른 토출 공기의 상대 습도 변화를 나타내는 그래프이다. 도 6의 그래프는 실험을 통해 얻은 데이터로 운전 주파수(Hz)의 변화에 따른 토출 공기의 상대 습도(%) 변화를 보여준다. 도 6에 따르면, 운전 주파수가 b, c, d(Hz) 인 경우 토출 공기의 상대 습도(%)가 실내온도에 상관없이 큰 변화를 가지지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 운전 주파수가 a(Hz) 인 경우 실내온도에 상관없이 토출 공기의 상대 습도(%)가 큰 변화를 가지는 것을 알 수 있다. 따라서, 토출 공기의 상대 습도 변화가 기설정된 % 이내로 일정하게 유지되는 구간에서는 프로세서(130)가 토출 공기의 상대 습도를 산출하지 않고, 상수값을 사용할 수 있다. 따라서, 저장부(140)는 실내 온도에 상관없이 냉매 압축기(150)의 운전 주파수에 따라 토출 공기의 상대 습도가 일정해지는 구간의 냉매 압축기(150)의 운전 주파수 및 토출 공기의 상대 습도 정보에 관한 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 프로세서(130)는 냉매 압축기(150)의 운전 주파수가 기설정된 값 이상이면, 기저장된 상수값을 토출 공기의 상대 습도로 이용하여 토출 공기의 절대 습도를 산출할 수 있다.
예를 들어, 센서(110)가 센싱한 운전 주파수(Hz)가 도 6의 운전 주파수 기설정된 값 b 내지 d(Hz)에 해당하면, 프로세서(130)는 토출 공기의 상대 습도로 기저장된 상수값을 저장부(140)에 저장된 데이터로부터 획득할 수 있다. 프로세서(130)는 획득한 상수값 및 토출 공기의 건구 온도에 기초하여 토출 공기의 절대 습도를 산출할 수 있다.
따라서, 프로세서(130)는 냉매 압축기(150)의 운전 주파수(Hz)가 기설정된 값 이하에서만, 센서(110)로부터 전달받은 주변 공기 정보에 기초하여 토출 공기의 상대 습도를 산출할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습량 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7에 도시된, 제습량 산출 방법에 따르면 공조기기의 운전상태 및 주변 공기 정보를 센싱한다(S710).
이어서, 센싱된 정보에 기초하여 토출 공기의 온도 및 습도 정보를 산출한다(S720).
또한, 산출된 온도 및 습도 정보에 기초하여 제습량을 산출하고,(S730) 산출된 제습량을 제공한다(S740).
또한, 제습량 산출 방법은 공조기기로 공기를 흡입하는 단계 더 포함하며, 제습량을 산출하는 S730단계에서는 센싱된 주변 공기 정보에 기초하여 흡입된 공기의 절대 습도를 산출하고, 산출된 흡입 공기의 절대 습도 및 토출 공기의 온도 및 습도 정보에 기초하여 제습량을 산출한다.
여기서, 공조기기의 운전 상태는, 공조기기에 구비된 냉매 압축기(150)의 운전 주파수 정보를 포함하며, 주변 공기 정보는 공조기기가 배치된 실내의 온도 정보, 및 공조기기가 배치된 실내의 풍량 정보를 포함한다.
또한, 제습량을 산출하는 S730단계에서는 실내의 풍량 정보에 대응되는 실내 풍량 보정값을 획득하고, 획득된 실내 풍량 보정값, 냉매 압축기(150)의 운전 주파수 정보, 및 공조기기가 배치된 실내의 온도 정보에 기초하여 토출 공기의 건구 온도 및 상대 습도를 산출한다.
또한, 제습량을 산출하는 S730단계에서는 토출 공기의 건구 온도, 토출 공기의 상대 습도, 흡입 공기의 절대 습도에 기초하여 제습량을 산출한다.
또한, 제습량을 산출하는 S730단계에서는 하기와 같은 수학식에 기초하여 제습량을 산출한다.
제습량 = (X1 - X2) * 질량 유량
여기서, X1(kg/kgDA)은 흡입 공기의 절대 습도, X2(kg/kgDA)는 토출 공기의 절대 습도를 나타낸다.
유량은 유체의 흐름 중 일정 면적의 단면을 통과하는 유체의 체적, 질량 또는 중량을 시간에 대한 비율로 표현한 것을 말한다. 따라서, 질량 유량은 단위시간 동안 흐르는 공기의 중량을 의미한다. 질량 유량의 단위는 kg/h 가 된다.
또한, 제습량을 산출하는 S730단계에서는 냉매 압축기(150)의 운전 주파수가 기설정된 값 이상이면, 기저장된 상수값을 토출 공기의 습도 정보로 이용하여 제습량을 산출한다.
한편, 산출된 제습량을 제공하는 S740단계에서는 산출된 제습량에 기초한 순간 제습량 및 순간 제습량을 누적한 누적 제습량 중 적어도 하나를 제공한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습량 산출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습량 산출 방법에 따르면, 냉매 압축기(150)의 운전 주파수, 공조기기의 실내온도 및 실내 풍량을 센싱할 수 있다(S810). 이어서 실내 풍량 값을 보정하여 실내 풍량 보정 값을 획득한다(S820). 이어서, 센싱값에 기초하여 흡입 공기의 절대 습도를 산출한다(S830). 이어서, 센싱된 냉매 압축기(150)의 운전 주파수, 공조기기의 실내온도 및 실내 풍량에 기초하여 토출 건구 온도를 산출한다(S840). 냉매 압축기(150)의 운전 주파수가 기설정된 운전 주파수 값 이상이면(S850:Y), 토출 상대습도로 기정된 상수값을 이용한다(S860). 이어서, 토출 건구 온도 및 토출 상대습도를 이용하여 토출공기의 절대습도를 산출한다(S870). 이어서, 흡입 공기의 절대 습도 및 토출 공기의 절대 습도에 기초하여 제습량을 산출하여 제공한다(S880).
한편, 냉매 압축기(150)의 운전 주파수가 기설정된 운전 주파수 값 이상이 아닐 경우(S850:N), 센싱된 냉매 압축기(150)의 운전 주파수, 공조기기의 실내 온도 및 실내 풍량에 기초하여 토출 상대 습도를 산출한다(S890). 이어서, 토출 건구 온도 및 토출 상대습도를 이용하여 토출공기의 절대습도를 산출한다(S870). 이어서, 흡입 공기의 절대 습도 및 토출 공기의 절대 습도에 기초하여 제습량을 산출하여 제공한다(S880).
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 공조기기는 기설정된 알고리즘을 통해 구체적인 제습량을 산출하여 디스플레이하고, 공조기기가 응축수를 담수할 별도의 공간을 구비할 필요가 없게 된다. 이에 따라, 공조기기의 부피가 축소되고, 비용이 감소되므로 사용자의 편의성이 향상된다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 방법들은, 기존 공조기기에 대한 소프트웨어 업그레이드만으로도 구현될 수 있다.
또한, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들은 공조기기에 구비된 임베디드 서버, 또는 공조기기 외부의 서버를 통해 수행되는 것도 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 제습량 산출 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
일 예로, 공조기기의 운전 상태 및 공조기기의 주변 공기 정보에 기초하여 토출 공기의 온도 및 습도 정보를 산출하는 단계 및 산출된 온도 및 습도 정보에 기초하여 제습량을 산출하는 단계를 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 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 이해되어져서는 안될 것이다.
110 : 센서 120 : 디스플레이
130 : 프로세서

Claims (16)

  1. 공조 기기에 있어서,
    흡입부;
    냉매 압축기;
    토출부;
    디스플레이;
    센서를 구비하되,
    상기 흡입부를 통해 공기가 흡입되면, 상기 센서를 통해 획득된 상기 공조 기기의 주변 공기 정보에 기초하여 상기 흡입 공기의 절대 습도를 획득하고,
    상기 흡입 공기가 제습되도록 상기 냉매 압축기를 제어하고,
    상기 토출부를 통해 제습된 공기를 토출하며,상기 센서를 통해 감지된 운전 주파수가 기 설정된 운전 주파수 이상이면, 상기 센서를 통해 감지된 상기 토출 공기의 온도와 일정한 상수 값을 상기 토출 공기의 상대 습도로 이용하여 상기 토출 공기의 절대 습도를 획득하며,
    상기 센서를 통해 감지된 상기 운전 주파수가 상기 기 설정된 운전 주파수 미만이면, 상기 운전 주파수에 따른 상기 토출 공기의 상대 습도를 획득하고, 상기 토출 공기의 온도 및 상기 토출 공기의 상대 습도를 이용하여 상기 토출 공기의 절대 습도를 획득하며,
    상기 흡입 공기의 절대 습도 및 상기 토출 공기의 절대 습도에 기초하여 제습량을 획득하고,
    상기 획득된 제습량을 디스플레이하도록 상기 디스플레이를 제어하는 프로세서;를 포함하는 공조 기기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 공조 기기는,
    실내 풍량 보정값에 관한 데이터를 저장하는 저장부;를 더 포함하며,
    상기 토출 공기의 온도는, 상기 토출 공기의 건구 온도이고,
    상기 주변 공기 정보는, 상기 공조 기기가 배치된 실내의 온도 및 실내의 풍량 정보를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 실내의 풍량 정보에 대응되는 실내 풍량 보정값을 상기 저장부로부터 획득하고,
    상기 획득된 실내 풍량 보정값, 상기 냉매 압축기의 운전 주파수, 및 상기 실내의 온도에 기초하여 상기 토출 공기의 건구 온도를 획득하는, 공조 기기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 토출 공기의 온도는, 상기 토출 공기의 건구 온도인, 공조 기기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    하기와 같은 수학식에 기초하여 상기 제습량을 산출하는, 공조 기기.
    제습량 = (X1 - X2) * 질량 유량
    여기서, X1(kg/kgDA)은 상기 흡입 공기의 절대 습도, X2(kg/kgDA)는 상기 토출 공기의 절대 습도를 나타냄.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 획득된 제습량에 기초한 순간 제습량 또는 상기 순간 제습량을 누적한 누적 제습량 중 적어도 하나를 획득하며,
    상기 순간 제습량 또는 상기 누적 제습량 중 적어도 하나를 디스플레이하도록 상기 디스플레이를 제어하는, 공조 기기.
  9. 공조 기기의 제습량 산출 방법에 있어서,
    상기 공조 기기로 공기가 흡입되는 단계;
    상기 공조 기기의 주변 공기 정보에 기초하여 상기 흡입 공기의 절대 습도를 획득하는 단계;
    상기 흡입 공기가 제습되도록 냉매 압축기를 동작시키는 단계;
    제습된 공기를 토출하는 단계;
    상기 냉매 압축기의 운전 주파수를 감지하는 단계;
    상기 운전 주파수가 기 설정된 운전 주파수 이상이면, 상기 토출 공기의 온도와 일정한 상수 값을 상기 토출 공기의 상대 습도로 이용하여 상기 토출 공기의 절대 습도를 획득하는 단계;
    상기 운전 주파수가 상기 기 설정된 운전 주파수 미만이면, 상기 운전 주파수에 따른 상기 토출 공기의 상대 습도를 획득하고, 상기 토출 공기의 온도 및 상기 토출 공기의 상대 습도를 이용하여 상기 토출 공기의 절대 습도를 획득하는 단계;
    상기 흡입 공기의 절대 습도 및 상기 토출 공기의 절대 습도에 기초하여 제습량을 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 제습량을 디스플레이하는 단계; 를 포함하는 제습량 산출 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제9항에 있어서,
    상기 토출 공기의 온도는, 상기 토출 공기의 건구 온도이고,
    상기 주변 공기 정보는, 상기 공조 기기가 배치된 실내의 온도 및 실내의 풍량 정보를 포함하고,
    상기 제습량 산출 방법은,
    상기 실내의 풍량 정보에 대응되는 실내 풍량 보정값을 획득하는 단계; 및
    상기 획득된 실내 풍량 보정값, 상기 운전 주파수, 및 상기 실내의 온도에 기초하여 상기 토출 공기의 건구 온도를 획득하는 단계;를 더 포함하는, 제습량 산출 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 토출 공기의 온도는, 상기 토출 공기의 건구 온도인, 제습량 산출 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제습량을 산출하는 단계는,
    하기와 같은 수학식에 기초하여 상기 제습량을 산출하는, 제습량 산출 방법.
    제습량 = (X1 - X2) * 질량 유량
    여기서, X1(kg/kgDA)은 상기 흡입 공기의 절대 습도, X2(kg/kgDA)는 상기 토출 공기의 절대 습도를 나타냄.
  15. 삭제
  16. 제13항에 있어서,
    상기 디스플레이하는 단계는,
    상기 획득된 제습량에 기초한 순간 제습량 또는 상기 순간 제습량을 누적한 누적 제습량 중 적어도 하나를 디스플레이하는, 제습량 산출 방법.
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