KR102582636B1 - 실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템 - Google Patents

실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템은, 집열기와 공기정화유닛을 이용하고, 실내 온도, 실내 습도 및 엔탈피에 따라 습공기선도에서 냉,난방 쾌적 영역을 설정하고, 실내 미세먼지와 이산화탄소 수치를 줄이면서 공조 대상실의 상태값이 냉,난방 쾌적 영역에 들도록 엔탈피에 따라 히트펌프, 집열기, 열교환 환기유닛 및 공기정화유닛의 작동을 제어함으로써, 냉난방 에너지를 절감하고 시스템의 가동 방법을 최적화하여, 실내 환경을 개선하면서 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 재실, 비재실 상태와 실내,외 공기질에 따른 운전 개시조건을 다르게 설정하고, 각 운전 개시조건마다 히트펌프, 환기유닛열교환 환기유닛, 공기정화유닛 및 집열기의 작동을 다르게 제어하도록 구성됨으로써, 시스템의 효율을 보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템{HVAC system with air type solar thermal collector for concurrent control of indoor air quality and thermal comfort}
본 발명은 실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내 온도, 실내 습도 및 엔탈피에 따라 습공기선도에서 냉,난방 쾌적 영역을 설정하고, 실내 미세먼지 및 이산화탄소 수치를 줄이면서 공조 대상실의 상태값이 공조 대상실 냉,난방 쾌적 영역에 들도록 실외 미세먼지 조건과 실외 온도 및 실외 습도의 변화에 따른 엔탈피의 변화 조건을 반영하여, 히트펌프, 집열기, 열교환 환기유닛 및 공기정화유닛의 작동을 제어함으로써, 냉난방 에너지를 절감하고 시스템의 가동 방법을 최적화하여, 실내 환경을 개선하면서 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화 시스템(HVAC system)은 사무용 빌딩, 공장, 호텔, 식당, 병원 등을 포함한 다양한 건물에 설치되어, 실내를 냉방, 난방 및 환기하기 위한 시스템이다.
종래의 공기조화 시스템은, 관리자의 판단이나 실내 온도에만 의존하여 냉방, 난방 또는 환기 운전이 이루어지기 때문에, 효율적인 에너지 및 실내 공기질 관리가 어려운 문제점이 있다.
최근에는 실내 공기질 관리의 중요성 인식과 에너지 절감 노력에 따라 신재생 에너지원의 사용을 고려한 다양한 공기조화설비의 운영 방법에대한 개발과 적용이 활발히 이루어지고 있다.
한국등록특허 제10-1708379호
본 발명의 목적은, 공기식 태양열 집열기를 이용하여 실내 공기질을 개선하면서 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 공기조화 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템은, 공기를 집열 매체로 사용하여 태양열을 집열하는 집열기와; 상기 집열기에서 나온 공기와 실외 공기 중 적어도 하나와 공조 대상실에서 흡입한 실내 공기를 열교환시키는 열교환 환기유닛과; 상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 내부에 구비된 상변화물질(PCM, Phase Change Material)의 상변화에 따른 잠열을 이용하여 예열 또는 예냉하기 위한 PCM 유닛과; 상기 PCM 유닛에서 나온 공기를 정화시키기 위한 공기정화유닛과; 상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실외기와, 상기 PCM 유닛, 상기 공기정화유닛 및 상기 공조 대상실 중 적어도 하나에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실내기를 포함하여, 상기 공조 대상실을 냉방 또는 난방시키기 위한 히트펌프와; 상기 공조 대상실의 재실자의 유무를 감지하는 재실자 센서와; 상기 공조 대상실의 실내 공기의 이산화탄소 농도와 초미세먼지 농도를 포함한 실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 센서와; 상기 공조 대상실의 실외 공기의 초미세먼지 농도를 포함하는 실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 센서와; 상기 공조 대상실의 실내 온도를 측정하는 실내 온도센서와; 상기 공조 대상실의 실내 습도를 측정하는 실내 습도센서와; 상기 공조 대상실의 실외 온도를 측정하는 실외 온도센서와; 상기 공조 대상실의 실외 습도를 측정하는 실외 습도센서와; 상기 집열기의 집열 온도를 측정하는 집열기 온도센서와; 상기 실내,외 공기질과 재실자의 유무에 따라 미리 설정된 복수의 운전 개시조건들 중 하나를 판단하고, 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는, 상기 제어부는, 상기 운전 개시조건들 중 어느 하나가 판단되면, 상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 실내 습도 및 실내 공기 엔탈피를 포함한 공조 대상실의 상태값이 습공기선도에서 미리 설정된 냉방쾌적 영역, 냉방 영역 및 제습 영역 중 어느 영역에 포함되는 지에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛을 제어하여, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역에 포함되도록 제어하고, 상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 상대습도 및 실내 공기 엔탈피를 포함한 공조 대상실의 상태값이 습공기선도에서 미리 설정된 난방쾌적 영역, 난방 영역 및 상기 가습 영역 중 어느 영역에 포함되는 지에 따라 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛을 제어하여, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역에 포함되도록 제어한다.
상기 냉방쾌적 영역, 상기 냉방 영역 및 상기 제습 영역은, 상기 습공기선도에서 사용자에 의해 미리 설정된 냉방 실내온도 기준값, 냉방 상대습도 기준값 및 냉방 엔탈피 기준값에 따라 구획되어 설정된다.
상기 난방쾌적 영역, 상기 난방 영역 및 상기 가습 영역은, 상기 습공기선도에서 사용자에 의해 미리 설정된 난방 실내온도 기준값, 난방 상대습도 기준값 및 난방 엔탈피 기준값에 따라 구획되어 설정된다.
상기 운전 개시조건은, 상기 재실자 센서가 감지된 값이 재실자가 없다고 감지하는 값이고 상기 실내 공기질 센서에서 감지된 실내 공기의 이산화탄소 농도가 미리 설정된 재실 기준값 이하이면 비재실 상태이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도가 미리 설정된 초미세먼지 기준값 이하이면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 공기정화유닛은 운영하지 않도록 설정된 제1운전 개시조건과, 상기 비재실 상태이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도가 상기 초미세먼지 기준값을 초과하면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 열교환 환기유닛의 작동 모드에 따라 상기 공기정화유닛을 운영하도록 설정된 제2운전 개시조건을 포함한다.
상기 운전 개시조건은, 상기 재실자 센서가 감지된 값이 재실자가 있다고 감지하는 값이거나 상기 실내 공기질 센서에서 감지된 실내 공기의 이산화탄소 농도가 상기 재실 기준값을 초과하면 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도가 미리 설정된 이산화탄소 기준값 이하이고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도가 미리 설정된 초미세먼지 기준값 이하이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도가 미리 설정된 초미세먼지 기준값 이하이면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 공기정화유닛은 운영하지 않도록 설정된 제3운전 개시조건과, 상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도가 상기 이산화탄소 기준값 이하이고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도가 상기 초미세먼지 기준값 이하이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도가 상기 초미세먼지 기준값을 초과하면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 열교환 환기유닛의 작동 모드에 따라 상기 공기정화유닛을 운영하도록 설정된 제4운전 개시조건과, 상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도가 상기 이산화탄소 기준값 이하이고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도가 상기 초미세먼지 기준값을 초과하면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 공기정화유닛을 상시 운영하도록 설정된 제5운전 개시조건과, 상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도가 상기 이산화탄소 기준값을 초과하고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도가 상기 초미세먼지 기준값 이하이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도가 상기 초미세먼지 기준값 이하이면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 공기정화유닛은 운영하지 않도록 설정된 제6운전 개시조건과, 상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도가 상기 이산화탄소 기준값을 초과하고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도와 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도 중 적어도 하나가 상기 초미세먼지 기준값을 초과하면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 공기정화유닛을 상시 운영하도록 설정된 제7운전 개시조건을 포함한다.
상기 제어부는, 상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방 영역에 속하면, 실외 공기 엔탈피, 실내 공기 엔탈피, 상기 열교환 환기유닛에서 열교환되어 나와 상기 공조 대상실로 공급되기 이전의 급기(Supply air)의 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 냉방 습공기 엔탈피 제어모드를 수행한다.
상기 제어부는, 상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 제습 영역에 속하면, 실외 공기 중 수증기 엔탈피, 실내 공기 중 수증기 엔탈피, 상기 급기 중 수증기 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 냉방 수증기 엔탈피 제어모드를 수행한다.
상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 집열 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값 이하로 상기 집열기의 사용 정지 조건일 경우, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역에 속하면, 실외 공기 엔탈피, 실내 공기 엔탈피, 상기 열교환 환기유닛에서 열교환되어 나와 상기 공조 대상실로 공급되기 이전의 급기(Supply air)의 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하고, 상기 집열기를 운영하지 않도록 제어하는 난방 습공기 엔탈피 제어모드를 수행한다.
상기 제어부는, 상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 집열 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값 이하로 상기 집열기의 사용 정지 조건일 경우, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역에 속하면, 실외 공기 중 수증기 엔탈피, 실내 공기 중 수증기 엔탈피, 상기 급기 중 수증기 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하고, 상기 집열기를 운영하지 않도록 제어하는 난방 수증기 엔탈피 제어모드를 수행한다.
상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 집열 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값을 초과하여 상기 집열기의 사용 조건일 경우, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역에 속하면, 상기 집열기를 상시 운영하는 집열기 운영 제어모드를 수행한다.
상기 제어부는, 상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 집열 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값을 초과하여 상기 집열기의 사용 조건일 경우, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역에 속하면, 상기 집열 온도를 실내온도와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 집열기의 운영을 제어하는 집열온도 제어모드를 수행한다.
상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도가 미리 설정된 냉방 실내온도 기준값 이상이고, 실내 공기의 엔탈피가 미리 설정된 냉방 엔탈피 기준값 이상이면, 상기 냉방 영역으로 설정되고, 상기 공조 대상실의 실내 온도가 상기 냉방 실내온도 기준값 미만이고, 상기 공조 대상실의 실내 습도가 미리 설정된 냉방 상대습도 기준값 이상이고, 실내 공기의 엔탈피가 상기 냉방 엔탈피 기준값 이상이면, 상기 제습 영역으로 설정되고, 상기 공조 대상실의 실내 온도가 상기 냉방 실내온도 기준값 미만이고, 상기 공조 대상실의 실내 습도가 상기 냉방 상대습도 기준값 미만이고, 실내 공기의 상기 냉방 엔탈피 기준값 이상이면, 상기 냉방쾌적 영역으로 설정된다.
상기 냉방 실내온도 기준값은, 상기 재실자가 없는 비재실 상태에서 상기 재실자가 있는 재실 상태보다 설정 온도차만큼 높게 설정된다.
상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값 이하이고, 실내 공기의 엔탈피가 미리 설정된 난방 엔탈피 기준값 이하이면, 상기 난방 영역으로 설정되고, 상기 공조 대상실의 실내 온도가 상기 난방 실내온도 기준값 초과하고, 상기 공조 대상실의 실내 습도가 미리 설정된 난방 상대습도 기준값 이하이고, 실내 공기의 엔탈피가 상기 난방 엔탈피 기준값 이하이면, 상기 가습 영역으로 설정되고, 상기 공조 대상실의 실내 온도가 상기 난방 실내온도 기준값 초과하고, 상기 공조 대상실의 실내 습도가 상기 난방 상대습도 기준값 초과하고, 실내 공기의 엔탈피가 상기 난방 엔탈피 기준값 이하이면, 상기 난방 쾌적 영역으로 설정된다.
상기 난방 실내온도 기준값은, 상기 재실자가 없는 비재실 상태에서 상기 재실자가 있는 재실 상태보다 설정 온도차만큼 낮게 설정된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템은, 공기를 집열 매체로 사용하여 태양열을 집열하는 집열기와; 상기 집열기에서 나온 공기와 실외 공기 중 적어도 하나와 공조 대상실에서 흡입한 실내 공기를 열교환시키는 열교환 환기유닛과; 상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 내부에 구비된 상변화물질(PCM, Phase Change Material)의 상변화에 따른 잠열을 이용하여 예열 또는 예냉하기 위한 PCM 유닛과; 상기 PCM 유닛에서 나온 공기를 정화시키기 위한 공기정화유닛과; 상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실외기와, 상기 PCM 유닛, 상기 공기정화유닛 및 상기 공조 대상실 중 적어도 하나에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실내기를 포함하여, 상기 공조 대상실을 냉방 또는 난방시키기 위한 히트펌프와; 상기 공조 대상실의 재실자의 유무를 감지하는 재실자 센서와; 상기 공조 대상실의 실내 공기의 이산화탄소 농도와 초미세먼지 농도를 포함한 실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 센서와;상기 공조 대상실의 실외 공기의 초미세먼지 농도를 포함하는 실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 센서와; 상기 공조 대상실의 실내 온도를 측정하는 실내 온도센서와; 상기 공조 대상실의 실내 습도를 측정하는 실내 습도센서와; 상기 공조 대상실의 실외 온도를 측정하는 실외 온도센서와; 상기 공조 대상실의 실외 습도를 측정하는 실외 습도센서와; 상기 집열기의 집열 온도를 측정하는 집열기 온도센서와; 상기 실내,외 공기질과 재실 상태에 따라 미리 설정된 복수의 운전 개시조건들 중 하나를 판단하고, 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 실내 습도 및 실내 공기 엔탈피를 포함한 공조 대상실의 상태값이 습공기선도에서 미리 설정된 냉방쾌적 영역, 냉방 영역 및 제습 영역 중 어느 영역에 포함되는 지에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛을 제어하여, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역에 포함되도록 제어하고, 상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방 영역에 속하면, 실외 공기 엔탈피, 실내 공기 엔탈피, 상기 열교환 환기유닛에서 열교환되어 나와 상기 공조 대상실로 공급되기 이전의 급기(Supply air)의 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 냉방 습공기 엔탈피 제어모드를 수행하고, 상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 제습 영역에 속하면, 실외 공기 중 수증기 엔탈피, 실내 공기 중 수증기 엔탈피, 상기 급기 중 수증기 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 냉방 수증기 엔탈피 제어모드를 수행한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템은, 공기를 집열 매체로 사용하여 태양열을 집열하는 집열기와; 상기 집열기에서 나온 공기와 실외 공기 중 적어도 하나와 공조 대상실에서 흡입한 실내 공기를 열교환시키는 열교환 환기유닛과; 상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 내부에 구비된 상변화물질(PCM, Phase Change Material)의 상변화에 따른 잠열을 이용하여 예열 또는 예냉하기 위한 PCM 유닛과; 상기 PCM 유닛에서 나온 공기를 정화시키기 위한 공기정화유닛과; 상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실외기와, 상기 PCM 유닛, 상기 공기정화유닛 및 상기 공조 대상실 중 적어도 하나에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실내기를 포함하여, 상기 공조 대상실을 냉방 또는 난방시키기 위한 히트펌프와; 상기 공조 대상실의 재실자의 유무를 감지하는 재실자 센서와; 상기 공조 대상실의 실내 공기의 이산화탄소 농도와 초미세먼지 농도를 포함한 실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 센서와; 상기 공조 대상실의 실외 공기의 초미세먼지 농도를 포함하는 실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 센서와; 상기 공조 대상실의 실내 온도를 측정하는 실내 온도센서와; 상기 공조 대상실의 실내 습도를 측정하는 실내 습도센서와; 상기 공조 대상실의 실외 온도를 측정하는 실외 온도센서와; 상기 공조 대상실의 실외 습도를 측정하는 실외 습도센서와; 상기 집열기의 집열 온도를 측정하는 집열기 온도센서와; 상기 실내,외 공기질과 재실 상태에 따라 미리 설정된 복수의 운전 개시조건들 중 하나를 판단하고, 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 운전 개시조건들 중 어느 하나가 판단되면, 상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 상대습도 및 실내 공기 엔탈피를 포함한 공조 대상실의 상태값이 습공기선도에서 미리 설정된 난방쾌적 영역, 난방 영역 및 상기 가습 영역 중 어느 영역에 포함되는 지에 따라 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛을 제어하여, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역에 포함되도록 제어하고, 상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 집열 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값 이하로 상기 집열기의 사용 정지 조건일 경우, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역에 속하면, 실외 공기 엔탈피, 실내 공기 엔탈피, 상기 열교환 환기유닛에서 열교환되어 나와 상기 공조 대상실로 공급되기 이전의 급기(Supply air)의 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하고, 상기 집열기를 운영하지 않도록 제어하는 난방 습공기 엔탈피 제어모드를 수행하고, 상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 집열 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값 이하로 상기 집열기의 사용 정지 조건일 경우, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역에 속하면, 실외 공기 중 수증기 엔탈피, 실내 공기 중 수증기 엔탈피, 상기 급기 중 수증기 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하고, 상기 집열기를 운영하지 않도록 제어하는 난방 수증기 엔탈피 제어모드를 수행한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템은, 공기를 집열 매체로 사용하여 태양열을 집열하는 집열기와; 상기 집열기에서 나온 공기와 실외 공기 중 적어도 하나와 공조 대상실에서 흡입한 실내 공기를 열교환시키는 열교환 환기유닛과; 상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 내부에 구비된 상변화물질(PCM, Phase Change Material)의 상변화에 따른 잠열을 이용하여 예열 또는 예냉하기 위한 PCM 유닛과; 상기 PCM 유닛에서 나온 공기를 정화시키기 위한 공기정화유닛과; 상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실외기와, 상기 PCM 유닛, 상기 공기정화유닛 및 상기 공조 대상실 중 적어도 하나에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실내기를 포함하여, 상기 공조 대상실을 냉방 또는 난방시키기 위한 히트펌프와; 상기 공조 대상실의 재실자의 유무를 감지하는 재실자 센서와; 상기 공조 대상실의 실내 공기의 이산화탄소 농도와 초미세먼지 농도를 포함한 실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 센서와; 상기 공조 대상실의 실외 공기의 초미세먼지 농도를 포함하는 실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 센서와; 상기 공조 대상실의 실내 온도를 측정하는 실내 온도센서와; 상기 공조 대상실의 실내 습도를 측정하는 실내 습도센서와; 상기 공조 대상실의 실외 온도를 측정하는 실외 온도센서와; 상기 공조 대상실의 실외 습도를 측정하는 실외 습도센서와; 상기 집열기의 집열 온도를 측정하는 집열기 온도센서와; 상기 실내,외 공기질과 재실 상태에 따라 미리 설정된 복수의 운전 개시조건들 중 하나를 판단하고, 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 제어부와; 사용자 선호도 조사 결과에 의해 설정된 복수의 온열 환경 선호도들 중 하나를 입력받는 입력부와; 상기 입력된 온열 환경 선호도에 따라 습공기선도에서 냉방쾌적 영역, 냉방 영역, 제습 영역, 난방 쾌적 영역, 난방 영역 및 상기 가습 영역을 다르게 도출하여 설정하는 연산부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 운전 개시조건들 중 어느 하나가 판단되면, 상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 실내 습도 및 실내 공기 엔탈피를 포함한 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역, 상기 냉방 영역 및 상기 제습 영역 중 어느 영역에 포함되는 지에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛을 제어하여, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역에 포함되도록 제어하고, 상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 상대습도 및 실내 공기 엔탈피를 포함한 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역, 상기 난방 영역 및 상기 상기 가습 영역 중 어느 영역에 포함되는 지에 따라상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛을 제어하여, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역에 포함되도록 제어한다.
본 발명에 따른 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템은, 집열기와 공기정화유닛을 이용하고, 실내 온도, 실내 습도 및 엔탈피에 따라 습공기선도에서 냉,난방 쾌적 영역을 설정하고, 실내 미세먼지와 이산화탄소 수치를 줄이면서 공조 대상실의 상태값이 냉,난방 쾌적 영역에 들도록 엔탈피에 따라 히트펌프, 집열기, 열교환 환기유닛 및 공기정화유닛의 작동을 제어함으로써, 냉난방 에너지를 절감하고 시스템의 가동 방법을 최적화하여, 실내 환경을 개선하면서 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 재실, 비재실 상태와 실내,외 공기질에 따른 운전 개시조건을 다르게 설정하고, 각 운전 개시조건마다 히트펌프, 열교환 환기유닛, 공기정화유닛 및 집열기의 작동을 다르게 제어하도록 구성됨으로써, 시스템의 효율을 보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화시스템의 제어 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화시스템에서 운전 개시조건을 판단하는 방법을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 운전 개시조건을 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화시스템에서 제어모드를 판단하는 방법을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 히트펌프의 냉방 운전시 제어모드를 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 히트펌프의 난방 운전시 집열기 사용 정지 조건에서 제어모드를 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 히트펌프의 난방 운전시 집열기 온 조건에서 제어모드를 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템의 습공기선도에서 냉방 제어 영역을 구획한 일 예를 나타낸다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템의 습공기선도에서 난방 제어 영역을 구획한 일 예를 나타낸다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 집열기는 사용하지 않고, 열교환 환기유닛은 바이패스 모드(BP)이고, 공기정화유닛을 사용하지 않는 예를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 집열기는 사용하지 않고, 열교환 환기유닛은 열교환 모드(HE)이고, 공기정화유닛을 사용하지 않는 예를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 집열기는 사용하지 않고, 열교환 환기유닛은 내부순환 모드(CI)이고, 공기정화유닛을 사용하지 않는 예를 나타낸다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 집열기는 사용하지 않고, 열교환 환기유닛은 열교환 모드(HE)이고, 공기정화유닛을 사용하는 예를 나타낸다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 집열기를 사용하고, , 열교환 환기유닛은 바이패스 모드(BP)이고, 공기정화유닛을 사용하는 예를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기식 태양열 집열기를 이용한 공기조화시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기식 태양열 집열기를 이용한 공기조화시스템의 제어 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기식 태양열 집열기를 이용한 공기조화시스템은, 집열기(10), 열교환 환기유닛(20), PCM 유닛(30), 공기정화유닛(40), 히트펌프(50), 재실자 센서(101), 실내 이산화탄소 센서(102), 실내 초미세먼지 센서(103), 실외 초미세먼지 센서(104), 실내 온도센서(105), 실내 습도센서(106), 실외 온도센서(107), 실외 습도센서(109), 집열기 온도센서(108) 및 제어부(110)를 포함한다.
상기 집열기(10)는, 공기를 집열 매체로 사용하여 태양열을 집열하는 공기식 태양열 집열기이다.
상기 집열기(10)에는 태양열을 집열하고 나온 집열 공기를 외부로 배출하는 집열기 배출유로(11)가 연결된다. 상기 집열기 배출유로(11)에는 집열기 배출밸브(12)가 설치된다.
상기 열교환 환기유닛(20)은, 상기 집열기(10)에서 나온 공기와 실외 공기 중 적어도 하나와 공조 대상실(2)에서 흡입한 실내 공기를 열교환시키는 전열교환기이다.
상기 열교환 환기유닛(20)의 내부에는 열교환소자(25)가 설치된다.
상기 열교환 환기유닛(20)에는 외기 도입구(20a), 실외측 배기구(20b), 실내측 배기구(20c), 실내측 급기구(20d)가 형성된다.
상기 외기 도입구(20a)에는 외기 도입유로(61)가 연결된다. 상기 외기 도입유로(61)에는 외기 도입밸브(62)가 설치된다.
상기 외기 도입유로(61)와 상기 집열기 배출유로(11)는 집열공기 도입유로(15)로 연결된다. 상기 집열공기 도입유로(15)에는 집열공기 도입밸브(16)가 설치된다.
상기 실외측 배기구(20b)에는 상기 열교환 환기유닛(20)에서 나온 공기를 상기 히트펌프(50)의 실외기(51)로 안내하는 실외 배기유로(63)가 연결된다.
상기 실외 배기유로(63)에는 실외 배기밸브(64)가 설치된다.
상기 실내측 배기구(20c)에는 상기 공조 대상실(2)내 공기를 상기 열교환 환기유닛(20)으로 배출하도록 안내하는 제1실내 배기유로(91)가 연결된다.
또한, 상기 공조 대상실(2)과 상기 히트펌프(50)의 실내기(52)는 제2실내 배기유로(92)로 연결된다.
또한, 상기 제1실내 배기유로(91)에는 상기 공조 대상실(2)에서 배출된 실내 공기 중 적어도 일부를 상기 공기정화유닛(40)의 입구측으로 안내하기 위한 제3실내 배기유로(93)가 연결된다.
상기 제3실내 배기유로(93)에는 제3실내 배기밸브(95)가 설치된다.
상기 실내측 급기구(20d)에는 상기 열교환 환기유닛(20)에서 나온 공기를 상기 PCM 유닛(30)으로 안내하는 제1급기 유로(71)가 연결된다.
상기 제1급기 유로(71)에는 제1급기 밸브(84)가 설치된다.
상기 PCM 유닛(30)은, 내부에 상변화물질(PCM, Phase Change Material)이 구비되어, 상기 열교환 환기유닛(20)에서 나온 공기를 상기 상변화물질의 상변화에 따른 잠열을 이용하여 예열 또는 예냉하기 위한 유닛이다.
상기 PCM 유닛(30)의 출구와 상기 공기정화유닛(40)은 제2급기 유로(72)로 연결된다.
상기 제2급기 유로(72)에는 제2급기 밸브(82)가 설치된다.
상기 제2급기 유로(72)에는 제3급기 유로(73)가 연결된다.
상기 제3급기 유로(73)의 일측은 상기 공기정화유닛(40)의 입구측에 연결되고, 타측은 상기 공기정화유닛(40)의 출구측에 연결되어, 상기 공기정화유닛(40)을 바이패스하기 위한 유로이다.
상기 제3급기 유로(73)에는 제3급기 밸브(83)가 설치된다.
상기 공기정화유닛(40)은, 상기 PCM 유닛(30)에서 나온 공기를 정화시키는 유닛이다. 상기 공기정화유닛(40)은 헤파필터를 포함하는 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 공기정화유닛(40)과 상기 히트펌프(50)의 실내기(52)는 제4급기 유로(74)로 연결된다.
상기 실내기(52)와 상기 공조 대상실은 제5급기 유로(75)로 연결된다.
상기 히트펌프(50)는, 상기 PCM 유닛(30), 상기 공기정화유닛(40) 및 상기 공조 대상실 중 적어도 하나에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실내기(52)와, 상기 열교환 환기유닛(20)에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실외기(51)를 포함한다.
상기 재실자 센서(101)는, 상기 공조 대상실(2)에서 재실자의 유무를 감지하는 적외선 인체 감지 센서(PIR, Passive Infrared Sensor)인 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 재실자 센서(101)는 적외선을 통해 사람의 움직임을 감지하며, 재실자가 있다고 감지되면 1이라는 신호를 전송하고, 재실자가 없다고 감지되면 0이라는 신호를 송신할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 재실자 센서(101)는 상기 적외선 인체 감지 센서 이외에도 재실자의 유무를 확인할 수 있는 센서라면 적용 가능하다.
상기 공조 대상실(2)에는 실내 공기의 공기질을 측정하는 실내 공기질 센서가 설치된다.
상기 실내 공기질 센서는, 실내 공기의 이산화탄소 농도를 측정하는 실내 이산화탄소 센서(102)와, 실내 공기의 실내 초미세먼지 농도를 측정하는 실내 초미세먼지 센서(103)를 포함한다.
상기 공조 대상실(2)의 외부에는 실외 공기의 공기질을 측정하는 실외 공기질 센서가 설치된다.
상기 실외 공기질 센서는, 실외 공기의 초미세먼지 농도를 측정하는 실외 초미세먼지 센서(104)인 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 실내 온도센서(105)는, 상기 공조 대상실(2)의 실내 온도를 측정하는 센서이다.
상기 실내 습도센서(106)는, 상기 공조 대상실(2)의 상대습도와 절대습도를 측정하는 센서이다.
상기 실외 온도센서(107)는, 실외 공기의 실외 온도(Tout)를 측정하는 센서이다.
상기 실외 습도센서(109)는, 실외 공기의 실외 습도를 측정하는 센서이다.
상기 집열기 온도센서(108)는, 상기 집열기(10)에 설치되어 상기 집열기(10)에서 나온 집열공기의 온도, 즉 집열 온도(TSHG)를 측정하는 센서이다.
상기 제어부(110)는, 상기 집열기(10), 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)의 작동을 제어한다.
상기 제어부(110)는, 상기 센서들에서 측정한 값에 따라 운전개시조건을 판단하여 설정하고, 상기 센서들에서 측정한 상기 공조 대상실(2)의 상태값이 미리 설정된 쾌적 영역에 속하도록 제어모드를 판단하여 설정한다. 상기 제어부(110)의 제어방법은 뒤에서 상세히 설명하기로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화시스템의 제어방법을 설명하면, 다음과 같다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화시스템에서 운전 개시조건을 판단하는 방법을 개략적으로 나타낸 블록도이다.도 4는 도 3에 도시된 운전 개시조건을 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.
먼저, 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제어부(미도시)가 운전 개시조건을 판단하는 방법에 대해 설명한다.
상기 제어부(미도시)는, 상기 재실자 센서(101), 상기 실내 이산화탄소 농도센서(102), 상기 실내 초미세먼지 농도센서(103), 상기 실외 초미세먼지 농도센서(104)로부터 실내 공기질, 실외 공기질 및 재실자 정보를 입력받는다.(S10)
상기 제어부(미도시)는, 상기 재실자 센서(101)에서 감지된 값과 상기 실내 이산화탄소 농도센서(102)에서 감지된 값에 따라 재실자가 있는 재실 상태인지, 재실자가 없는 비재실 상태인지를 판단한다.(S20)
즉, 상기 제어부(미도시)는, 상기 재실자 센서(101)에서 감지된 값(PIR)이 재실자가 없다고 감지하는 값인 0이고, 상기 이산화탄소 농도센서(102)에 감지된 실내 공기의 이산화탄소가 상기 재실 기준값인 500ppm이하인 경우, 비재실 상태라고 판단한다.
또한, 상기 제어부(미도시)는, 상기 재실자 센서(101)에서 감지된 값(PIR)이 재실자가 있다고 감지하는 값인 1이거나, 상기 이산화탄소 농도센서(102)에 감지된 실내 공기의 이산화탄소가 미리 설정된 재실 기준값인 500ppm을 초과하는 경우, 재실 상태라고 판단한다.
상기 제어부(미도시)는 상기 재실 상태인지 상기 비재실 상태인지 판단되면, 상기 실내,외 공기질을 판단한다.(S30)
상기 제어부(미도시)는, 상기 재실 상태 또는 비재실 상태와 상기 실내,외 공기질에 따라 복수의 운전 개시조건들(Case1~7)을 판단한다.(S40)
도 4를 참조하면, 상기 재실자가 없는 비재실 상태라고 판단되면, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout)가 미리 설정된 초미세먼지 기준값(PMst) 이하인지 판단한다.(S31)
여기서, 실내,외 공기의 초미세먼지 농도(PMin, PMout)는 입자의 크기가 2.5μm이하인 초미세먼지 농도(PM 2.5, Particulate Matter less than 2.5μm)와 입자의 크기가 10μm 이하인 초미세먼지 농도(PM 10, Pariculate Matter less than 10μm)와를 각각 미리 설정된 기준값(PMst)과 비교하는 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout)가 상기 초미세먼지 기준값 이하이면, 제1운전 개시조건(Case1)으로 설정한다.(S41)
상기 제1운전 개시조건(Case1)은, 상기 비재실 상태일 때, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout)가 상기 초미세먼지 기준값 이하이면, 상기 공조 대상실의 실내 온도(Tin), 실내 습도(RHin) 및 실내 공기 엔탈피(hRA)를 포함한 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 제어하고, 상기 공기정화유닛(40)은 운영하지 않도록 설정된 운전 모드이다.
한편, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst)을 초과하면, 제2운전 개시조건(Case2)으로 설정한다.(S42)
상기 제2운전 개시조건(Case2)은, 상기 비재실 상태일 때, 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst)을 초과하면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 제어하되, 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동(ON)시 상기 공기정화유닛(40)을 운영하도록 설정된 운전 모드이다.
한편, 상기 단계(S20)에서 재실자가 있는 재실 상태라고 판단되면, 상기 실내 공기의 공기질과 상기 실외 공기의 공기질을 각각 미리 설정된 기준값(PMst)과 비교하여, 운전 개시조건을 설정한다.
상기 실내 공기의 이산화탄소 농도(CO2,in)가 미리 설정된 이산화탄소 기준값(COst)이하인지 판단한다.(S32)
상기 실내 공기의 이산화탄소 농도(CO2,in)가 상기 이산화탄소 기준값(COst) 이하이면, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도(PMin)를 미리 설정된 초미세먼지 기준값(PMst)과 비교한다.(S33)
상기 실내 공기의 초미세먼지 농도(PMin)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst) 이하이면, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout)를 상기 초미세먼지 기준값(PMst)과 비교한다.(S34)
상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst)이하이면, 제3운전 개시조건(Case3)으로 설정한다.(S43)
상기 제3운전 개시조건(Case3)은, 상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도(CO2,in)가 상기 이산화탄소 기준값(COst) 이하이고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도(PMin)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst) 이하이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst) 이하인 경우, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 제어하고, 상기 공기정화유닛(40)은 운영하지 않도록 설정된 운전 모드이다.
상기 단계(S34)에서 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst)을 초과하면, 제4운전 개시조건(Case4)으로 설정한다.(S44)
상기 제4운전 개시조건(Case4)은, 상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도(CO2,in)가 상기 이산화탄소 기준값(COst)이하이고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도(PMin)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst) 이하이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst)을 초과한 경우, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 제어하고, 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동시 상기 공기정화유닛(40)을 운영하도록 설정된 운전 모드이다.
상기 단계(S33)에서, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도(PMin)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst)을 초과하면, 제5운전 개시조건(Case5)으로 설정한다.(S45)
상기 제5운전 개시조건(Case5)은, 상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도(CO2,in)가 상기 이산화탄소 기준값(COst) 이하이고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도(PMin)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst)을 초과한 경우, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 제어하고, 상기 공기정화유닛(40)을 항상 운영하도록 설정된 운전 모드이다.
한편, 상기 단계(S32)에서, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도(CO2,in)가 상기 이산화탄소 기준값(COst)을 초과하면, 상기 실내 공기질과 상기 실외 공기질을 미리 설정된 기준값과 비교한다.(S35)
상기 단계(S35)에서 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도(PMin)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst) 이하이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst) 이하이면, 제6운전 개시조건(Case6)으로 설정한다.(S46)
상기 제6운전 개시조건(Case6)은, 상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도(CO2,in)가 상기 이산화탄소 기준값(COst)을 초과하고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도(PMin)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst) 이하이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout)가 상기 초미세먼지 기준값(PMst) 이하인 경우, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프의 작동을 제어하되, 상기 열교환 환기유닛(20)은 항상 운영하도록 설정되고, 상기 공기정화유닛(40)은 운영하지 않도록 설정된 운전모드이다.
한편, 상기 단계(S35)에서 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도(PMin)와 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout) 중 적어도 하나가 상기 초미세먼지 기준값(PMst)을 초과하면, 제7운전 개시조건(Case7)으로 설정한다.(S47)
상기 제7운전 개시조건(Case7)은, 상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도(CO2,in)가 상기 이산화탄소 기준값(COst)을 초과하고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도(PMin)와 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도(PMout) 중 적어도 하나라도 상기 초미세먼지 기준값(PMst)을 초과한 경우, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프의 작동을 제어하되, 상기 열교환 환기유닛(20)과 상기 공기정화유닛(40)을 항상 운영하도록 설정된 설정된 운전모드이다.
상기와 같이, 본 발명에서는 재실 또는 비재실 상태와 실내,외 공기질에 따라 복수의 운전 개시조건들 중 어느 하나가 결정될 수 있다.
한편, 상기 운전 개시조건들이 결정되면, 냉,난방 운전에 따라 제어모드를 설정하는 방법에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화시스템에서 제어모드를 판단하는 방법을 개략적으로 나타낸 블록도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 히트펌프의 냉방 운전시 제어모드를 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 운전 개시조건을 판단하는 단계(S40)에서 운전 개시조건이 결정되면, 운전 변수들을 측정 및 계산한다.(S100)
상기 운전 변수들은, 실내,외 온열 환경에 대한 변수들을 모두 포함한다. 여기서, 상기 운전 변수들은, 실내 온도(Tin), 실내 습도(RHin), 실내 공기 엔탈피(hRA), 실외 공기 엔탈피(hOA), 집열 공기의 집열 온도(TSHG), 상기 열교환 환기유닛(20)에서 열교환되어 나온 급기의 엔탈피(hSA), 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP), 실외 공기 중 수증기 엔탈피(hOA,VP) 및 상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)를 포함하는 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 실내 온도(Tin), 실내 습도 및 집열 온도(TSHG)는 상기 센서부들에 의해 측정된 값이다. 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)는, 실내 공기 중 건조공기의 엔탈피(hRA,DA)와 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP)를 포함한 값이며, 습공기 엔탈피라고도 한다.상기 실내 공기 엔탈피(hRA)는 실내 온도와 실내 상대습도를 이용하여 계산될 수 있으며, 상기 제어부(101) 또는 별도의 연산부(미도시)를 통해 계산될 수 있다. 상기 실외 공기 엔탈피(hOA)는, 실외 공기 중 건조공기의 엔탈피와(hOA,DA) 실외 공기 중 수증기 엔탈피(hOA,VP)를 포함한 값이며, 습공기 엔탈피라고도 한다. 상기 실외 공기 엔탈피(hOA)는 실외 온도와 실외 상대습도를 이용하여 계산될 수 있으며, 상기 제어부(101) 또는 별도의 연산부(미도시)를 통해 계산될 수 있다.
상기 운전 변수들의 측정 및 계산이 완료되면, 비재실 상태일 경우 운영 시각을 확인하는 단계를 수행한다.(S200)
도 6을 참조하면, 상기 단계(S200)는, 상기 제1운전 개시조건(Case1) 또는 상기 제2운전 개시조건(Case2)인지 확인하고(S201), 상기 제1,2운전 개시조건(Case1,2)일 경우, 현재 시간이 미리 설정된 운영 시각 범위에 포함되는지 여부를 판단한다.(S202)
여기서, 상기 제1,2운전 개시조건(Case1,2)는 모두 비재실 상태인 경우이며, 상기 비재실 상태일 때만 상기 운영 시각 범위인지 판단한다. 상기 운영 시각 범위는 난방 운전시 프리 히팅 시간이고, 냉방 운전시 프리 쿨링 시간이다. 본 실시예에서는, 아침 7시에서 9시 사이인 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 단계(S202)에서 운영 시각 범위가 아니라고 판단되면, 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)을 모두 사용 정지시킨다.(S203)
상기 단계(S202)에서 운영 시각 범위라고 판단되면, 실외 온도(Tout)와 실외 공기 엔탈피(hOA)에 따라 냉방 운전 또는 난방 운전을 결정하는 단계를 수행한다.(S300)
상기 단계(S300)에서는, 상기 실외 온도(Tout)를 미리 설정된 실외온도 기준값(Tout,st)과 비교하고, 상기 실외 공기 엔탈피(hOA)가 미리 설정된 실외 공기 엔탈피 기준값(hOA,st)과 비교한다.
상기 단계(S300)에서 상기 실외 온도(Tout)가 상기 실외온도 기준값(Tout,st) 이상이거나 상기 실외 공기 엔탈피(hOA)가 상기 실외 공기 엔탈피 기준값(hOA,st) 이상이면, 상기 히트펌프(50)의 냉방 운전 조건라고 판단한다.(S310)
상기 히트펌프(50)의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도(Tin), 실내 습도 (RHin) 및 실내 공기 엔탈피(hRA)를 포함한 공조 대상실의 상태값에 따라 냉방 제어 영역을 판단한다.(S400)
상기 냉방 제어 영역은, 습공기선도에서 사용자에 의해 설정된 냉방 실내온도 기준 범위, 냉방 상대습도 기준 범위 및 냉방 엔탈피 기준 범위에 따라 다수의 제어 영역으로 구획되어 설정된다. 여기서, 상기 냉방 실내온도 기준 범위는 냉방 실내온도 기준값(Tc)이고, 상기 냉방 상대습도 기준 범위는 냉방 상대습도 기준값(RHc,max)이고, 상기 냉방 엔탈피 기준 범위는, 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min)으로 설정된 것으로 예를 들어 설명한다.
도 9를 참조하면, 상기 냉방 제어 영역은, 습공기선도에서 냉방쾌적 영역, 냉방 영역 및 제습 영역으로 구획되어 설정된다. 도 9a는 비재실 상태일 때이고, 도 9b는 재실 상태를 나타낸다.
상기 냉방 영역은, 상기 습공기선도에서 상기 냉방 실내온도 기준값(Tc) 이상이고, 상기 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min) 이상인 범위에 해당하는 영역으로 설정된다. 상기 냉방 영역은 상기 히트펌프(50)의 냉방 운전이 요구되는 영역이다.
상기 제습 영역은, 상기 습공기선도에서 상기 냉방 실내온도 기준값(Tc) 미만이고, 상기 냉방 상대습도 기준값(RHc,max) 이상이고, 상기 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min) 이상인 범위에 해당하는 영역으로 설정된다. 상기 제습 영역은 상기 히트펌프(50)의 제습 운전이 요구되는 영역이다.
상기 냉방쾌적 영역은, 상기 습공기선도에서 상기 냉방 실내온도 기준값(Tc) 미만이고, 상기 냉방 상대습도 기준값(RHc,max) 미만이고, 상기 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min) 이상인 범위에 해당하는 영역으로 설정된다. 상기 냉방쾌적 영역은, 상기 히트펌프(50)의 냉방 운전에 의해 사용자가 쾌적하다고 느낄 수 있는 영역이고, 상기 히트펌프(50)의 냉방 운전과 제습 운전을 필요로 하지 않는 영역이다.
여기서, 상기 냉방 실내온도 기준값(Tc)은, 재실자가 없는 비재실 상태의 기준값(Tc,setback)은 재실자가 있는 재실 상태의 기준값(Tc,max)보다 설정 온도차만큼 높게 설정되는 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 설정 온도차는 2℃인 것으로 예를 들어 설명한다.
따라서, 재실 또는 비재실 상태에 따라 상기 냉방쾌적 영역, 상기 냉방 영역, 상기 가제습 영역이 다르게 설정된다.
도 9a를 참조하면, 상기 제1,2운전 개시조건에서 사용되는 비재실 상태의 냉방 실내온도 기준값(Tc)은 28℃이고, 상기 냉방 상대습도 기준(RHc,max)은 60%이며, 상기 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min)은 약 50.32이고, 냉방 엔탈피 기준 최대값(hc,max)은 59.84인 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 냉방 실내온도 기준값(Tc), 상기 냉방 상대습도 기준값(RHc,max) 및 상기 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min), 상기 냉방 엔탈피 기준 최대값(hc,max)은 사용자나 관리자 등에 의해 미리 설정될 수 있으며, 온열 환경 등을 고려하여 설정될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 상기 냉방 제어 영역을 판단하고(S400), 상기 냉방 제어 영역과 엔탈피에 따라 제어 모드를 판단하는 단계(S500)에 대해 설명한다.
먼저, 실내 온도, 실내 습도(RHin) 및 실내 공기 엔탈피(hRA)를 포함한 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역에 속하는지 판단하는 냉방쾌적 영역 판단 단계(S401)를 수행한다.(S401)
상기 냉방쾌적 영역 판단 단계(S401)에서는, 상기 실내 온도와 상기 냉방 실내온도 기준값(Tc)을 비교하고, 상기 실내 습도(RHin)와 상기 냉방 상대습도 기준값(RHc,max)을 비교하고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)를 상기 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min)과 비교한다. 여기서, 상기 실내 습도(RHin)는 상대습도를 사용한다.
상기 냉방쾌적 영역 판단 단계(S401)에서 상기 실내 온도가 상기 냉방 실내온도 기준값(Tc) 미만이고, 상기 실내 습도(RHin)가 상기 냉방 상대습도 기준값 미만이고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min) 이상이면, 상기 공조 대상실의 현재 상태가 상기 냉방쾌적 영역에 속한다고 판단한다.
상기 냉방쾌적 영역 판단 단계(S401)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역에 속한다고 판단되면, 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중인지 판단한다.(S404)
이 때, 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동 모드는 바이패스 모드(BP), 열교환 모드(HE), 내부 순환 모드(CI)를 포함한다. 상기 열교환 환기유닛(20)의 바이패스 모드(BP)는, 상기 열교환 환기유닛(20)으로 실외 공기와 실내 공기가 모두 유입되나, 상기 실외 공기가 상기 열교환기소자(25)를 통과하지 않고 상기 열교환기(25)를 바이패스하여, 내부에서 실내공기와 실외공기의 열교환이 이루어지지 않는 작동 모드이다. 상기 열교환 환기유닛(20)의 열교환 모드(HE)는, 상기 열교환 환기유닛(20)으로 실외 공기와 실내 공기가 모두 유입되어 상기 열교환소자(25)에서 열교환이 이루어지는 작동 모드이다. 상기 열교환 환기유닛(20)의 내부 순환 모드(CI)는 상기 열교환 환기유닛(20)으로 실외 공기가 유입되지 않고 실내 공기가 유입되어 다시 실내로 순환되는 작동 모드이다.
상기 단계(S404)에서 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중이라고 판단되면, 제1냉방 제어모드(C1)를 수행한다.
상기 제1냉방 제어모드(C1)는, 상기 히트펌프(50)가 냉방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역이고, 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중일 때의 제어모드이다.
상기 제1냉방 제어모드(C1)는, 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제1냉방 제어모드(C1)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
상기 단계(S404)에서 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중이 아니라고 판단되면, 제2냉방 제어모드(C2)를 수행한다.
상기 제2냉방 제어모드(C2)는, 상기 히트펌프(50)가 냉방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역이고, 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중이 아닐 때의 제어모드이다.
상기 제2냉방 제어모드(C2)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제2냉방 제어모드(C2)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 냉방 쾌적영역 판단 단계(S401)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역이 아니라고 판단되면, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방 영역인지 판단하는 냉방 영역 판단 단계(S402)를 수행한다.
상기 냉방 영역 판단 단계(S402)에서는, 상기 실내 온도와 상기 냉방 실내온도 기준값(Tc)을 비교하고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)를 상기 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min)과 비교한다. 상기 냉방 영역 판단 단계(S402)에서는 실내 습도(RHin)는 비교하지 않는다.
상기 냉방 영역 판단 단계(S402)에서 상기 실내 온도가 상기 냉방 실내온도 기준값(Tc) 이상이고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min) 이상이면, 상기 공조 대상실의 현재 상태가 상기 냉방 영역에 속한다고 판단한다.
상기 냉방 영역 판단 단계(S402)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방 영역에 속한다고 판단되면, 실외 공기 엔탈피(hOA), 실내 공기 엔탈피(hRA), 상기 열교환 환기유닛(20)에서 열교환되어 나와 상기 공조 대상실로 공급되기 이전의 급기(Supply air, SA)의 엔탈피에 따라 제어하는 냉방 습공기 엔탈피 제어모드(C3~C5)를 수행한다.
여기서, 실외 공기 엔탈피(hOA), 실내 공기 엔탈피(hRA) 및 급기의 엔탈피(hSA)는 습공기 엔탈피이다.
즉, 상기 냉방 영역 판단 단계(S402)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방 영역에 속한다고 판단되면, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)와 상기 실외 공기 엔탈피(hOA)를 비교한다.(S405)
상기 실외 공기 엔탈피(hOA)가 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)미만이면, 제3냉방 제어모드(C3)를 수행한다.
상기 제3냉방 제어모드(C3)는, 상기 히트펌프(50)가 냉방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방 영역이고, 상기 실외 공기 엔탈피(hOA)가 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)미만일 때의 제어모드이다.
상기 제3냉방 제어모드(C3)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제3냉방 제어모드(C3)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
상기 실외 공기 엔탈피(hOA)가 상기 실내 공기 엔탈피(hRA) 이상이면, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)를 상기 급기의 엔탈피(hSA)와 비교한다.(S406)
상기 급기의 엔탈피(hSA)가 상기 실내 공기 엔탈피(hRA) 미만이면, 제4냉방 제어모드(C4)를 수행한다.
상기 제4냉방 제어모드(C4)는, 상기 히트펌프(50)가 냉방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방 영역이고, 상기 급기의 엔탈피(hSA)가 상기 실내 공기 엔탈피(hRA) 미만일 때의 제어모드이다.
상기 제4냉방 제어모드(C4)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제4냉방 제어모드(C4)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
상기 급기의 엔탈피(hSA)가 상기 실내 공기 엔탈피(hRA) 이상이면, 제5냉방 제어모드(C5)를 수행한다.
상기 제5냉방 제어모드(C5)는, 상기 히트펌프(50)가 냉방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방 영역이고, 상기 급기의 엔탈피(hSA)가 상기 실내 공기 엔탈피(hRA) 이상일 때의 제어모드이다.
상기 제5냉방 제어모드(C5)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제5냉방 제어모드(C5)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 냉방 영역 판단 단계(S402)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방 영역이 아니라고 판단되면, 상기 제습 영역인지 판단하는 제습 영역 판단 단계(S403)를 수행한다.
상기 제습 영역 판단 단계(S403)에서는, 상기 실내 온도와 상기 냉방 실내온도 기준값(Tc)을 비교하고, 상기 실내 습도(RHin)와 상기 냉방 상대습도 기준값을 비교하고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)를 상기 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min)과 비교한다.
상기 제습 영역 판단 단계(S403)에서 상기 실내 온도가 상기 냉방 실내온도 기준값(Tc) 미만이고, 상기 실내 습도(RHin)가 상기 냉방 상대습도 기준값(RHc,max) 이상이고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min) 이상이면, 상기 공조 대상실의 현재 상태가 상기 제습 영역에 속한다고 판단한다.
상기 제습 영역 판단 단계(S403)에서 상기 제습 영역이라고 판단되면, 실외 공기 중 수증기 엔탈피(hOA,VP), 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP), 상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)에 따라 제어하는 냉방 수증기 엔탈피 제어모드(C6~C8)를 수행한다.
즉, 상기 제습 영역 판단 단계(S403)에서는 수증기 엔탈피에 따라 제어한다.
상기 실외 공기 중 수증기 엔탈피(hOA,VP)와 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP)를 비교한다.(S407)
상기 실외 공기 중 수증기 엔탈피(hOA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP) 미만이면, 제6냉방 제어모드(C6)를 수행한다.
상기 제6냉방 제어모드(C6)는, 상기 히트펌프(50)가 냉방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 제습 영역이고, 상기 실외 공기 중 수증기 엔탈피(hOA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP) 미만일 때의 제어모드이다.
상기 제6냉방 제어모드(C6)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제6냉방 제어모드(C6)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
상기 실외 공기 중 수증기 엔탈피(hOA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP) 이상이면, 상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)와 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP)를 비교한다.(S408)
상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP) 미만이면, 제7냉방 제어모드(C7)를 수행한다.
상기 제7냉방 제어모드(C7)는, 상기 히트펌프(50)가 냉방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 제습 영역이고, 상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP) 미만일 때의 제어모드이다.
상기 제7냉방 제어모드(C7)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제7냉방 제어모드(C7)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP) 이상이면, 제8냉방 제어모드(C8)를 수행한다.
상기 제8냉방 제어모드(C8)는, 상기 히트펌프(50)가 냉방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 제습 영역이고, 상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP) 이상일 때의 제어모드이다.
상기 제8냉방 제어모드(C8)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제8냉방 제어모드(C8)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 냉방 제습 영역 판단 단계(S403)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 제습 영역도 아니라고 판단되면, 제9냉방 제어모드(C9)를 수행한다.
상기 제9냉방 제어모드(C9)는, 상기 히트펌프(50)가 냉방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방 쾌적 영역, 상기 냉방 영역 및 상기 제습 영역이 모두 아닐 때의 제어모드이다.
상기 제9냉방 제어모드(C9)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제9냉방 제어모드(C9)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
상기와 같이, 상기 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 상태값이 속하는 제어 영역에 따라 다르게 제어하는 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9냉방 제어모드(C1~C9)를 설정할 수 있다. 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9냉방 제어모드(C1~C9)는 상기 운전 개시조건들에 따라 다르게 설정된다.
이하, 상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9냉방 제어모드(C1~C9)에 대해 설명한다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제1냉방 제어모드(C1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
여기서, 상기 공기정화유닛(40)의 사용 정지(OFF)는, 상기 제2급기 밸브(82)가 차폐되고, 상기 제3급기 밸브(83)가 개방되어 상기 공기정화유닛(40)이 사용되지 않는 것을 의미한다. 상기 공기정화유닛(40)의 온(ON)은, 상기 제2급기 밸브(82)가 개방되고, 상기 제3급기 밸브(83)가 차폐되어 상기 공기정화유닛(40)이 사용되는 상태를 의미한다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제2냉방 제어모드(C2)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)을 모두 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제3냉방 제어모드(C3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지(OFF)시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제4냉방 제어모드(C4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제5냉방 제어모드(C5)는 상기 히트펌프(50)는 냉방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부 순환모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제6냉방 제어모드(C6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제7냉방 제어모드(C7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제8냉방 제어모드(C8)는 상기 히트펌프(50)는 제습운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제9냉방 제어모드(C9)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20) 및 상기 공기정화유닛(40)을 모두 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9냉방 제어모드(C1~C9)에 대해 설명한다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제1냉방 제어모드(C1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동(ON)시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제2냉방 제어모드(C2)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)을 모두 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제3냉방 제어모드(C3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제4냉방 제어모드(C4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제5냉방 제어모드(C5)는 상기 히트펌프(50)는 냉방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부 순환모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제6냉방 제어모드(C6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 본 발명의 또 다른 측면에 따른 실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템은시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제7냉방 제어모드(C7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제8냉방 제어모드(C8)는 상기 히트펌프(50)는 제습운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제9냉방 제어모드(C9)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20) 및 상기 공기정화유닛(40)을 모두 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9냉방 제어모드(C1~C9)에 대해 설명한다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제1냉방 제어모드(C1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제2냉방 제어모드(C2)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)을 모두 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제3냉방 제어모드(C3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제4냉방 제어모드(C4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제5냉방 제어모드(C5)는 상기 히트펌프(50)는 제습 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)과 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제6냉방 제어모드(C6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제7냉방 제어모드(C7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제8냉방 제어모드(C8)는 상기 히트펌프(50)는 제습운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)과 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제9냉방 제어모드(C9)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20) 및 상기 공기정화유닛(40)을 모두 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9냉방 제어모드(C1~C9)에 대해 설명한다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제1냉방 제어모드(C1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제2냉방 제어모드(C2)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)을 모두 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제3냉방 제어모드(C3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제4냉방 제어모드(C4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제5냉방 제어모드(C5)는 상기 히트펌프(50)는 냉방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)과 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제6냉방 제어모드(C6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제7냉방 제어모드(C7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제8냉방 제어모드(C8)는 상기 히트펌프(50)는 제습운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제9냉방 제어모드(C9)는 상기 히트펌프(50) 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9냉방 제어모드(C1~C9)에 대해 설명한다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제1냉방 제어모드(C1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제2냉방 제어모드(C2)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)은 사용 정지시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제3냉방 제어모드(C3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제4냉방 제어모드(C4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제5냉방 제어모드(C5)는 상기 히트펌프(50)는 냉방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제6냉방 제어모드(C6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제7냉방 제어모드(C7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제8냉방 제어모드(C8)는 상기 히트펌프(50)는 제습운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제9냉방 제어모드(C9)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9냉방 제어모드(C1~C9)에 대해 설명한다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제1냉방 제어모드(C1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제2냉방 제어모드(C2)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제3냉방 제어모드(C3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제4냉방 제어모드(C4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제5냉방 제어모드(C5)는 상기 히트펌프(50)는 냉방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제6냉방 제어모드(C6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제7냉방 제어모드(C7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제8냉방 제어모드(C8)는 상기 히트펌프(50)는 제습운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제9냉방 제어모드(C9)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9냉방 제어모드(C1~C9)에 대해 설명한다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제1냉방 제어모드(C1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제2냉방 제어모드(C2)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제3냉방 제어모드(C3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제4냉방 제어모드(C4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제5냉방 제어모드(C5)는 상기 히트펌프(50)는 냉방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제6냉방 제어모드(C6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제7냉방 제어모드(C7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제8냉방 제어모드(C8)는 상기 히트펌프(50)는 제습운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제9냉방 제어모드(C9)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
한편, 상기 단계(S300)에서 상기 실외 온도(Tout)가 상기 실외온도 기준값(Tout,st) 미만이고, 상기 실외 공기 엔탈피(hOA)가 상기 실외 공기 엔탈피 기준값(hOA,st) 미만이면, 상기 히트펌프(50)의 난방 운전 조건라고 판단한다.(S320)
이하, 상기 히트펌프(50)의 난방 운전 조건일 때 제어모드를 결정하는 방법에 대해 설명한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 히트펌프의 난방 운전시 집열기 사용 정지 조건에서 제어모드를 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 7을 참조하면, 상기 집열 온도(TSHG)를 상기 난방 실내온도 기준값(TH)과 비교하여, 상기 집열기(10)의 온,사용 정지를 판단하기 위한 단계를 수행한다.(S321)
상기 집열 온도(TSHG)가 상기 난방 실내온도 기준값(TH) 이하이면, 상기 집열기(10)는 사용 정지된다.(S322)
이하, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전이고, 상기 집열기(10)가 사용 정지 상태일 때, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 실내 습도(RHin) 및 실내 공기 엔탈피(hRA)를 포함한 공조 대상실의 상태값에 따라 난방 제어 영역을 판단한다.(S400)
상기 난방 제어 영역은, 습공기선도에서 사용자에 의해 설정된 난방 실내온도 기준 범위, 난방 상대습도 기준 범위 및 난방 엔탈피 기준 범위에 따라 다수의 제어 영역으로 구획되어 설정된다. 여기서, 상기 난방 실내온도 기준 범위는 난방 실내온도 기준값(TH)이고, 상기 난방 상대습도 기준 범위는 난방 상대습도 기준값(RHH,min)이고, 상기 난방 엔탈피 기준 범위는 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max)인 것으로 예를 들어 설명한다.
도 10을 참조하면, 상기 난방 제어 영역은, 습공기선도에서 난방쾌적영역, 난방 영역 및 가습 영역으로 구획되어 설정된다. 도 10a는 비재실 상태일 때이고, 도 10b는 재실 상태를 나타낸다.
상기 난방쾌적영역은, 상기 습공기선도에서 상기 난방 실내온도 기준값(TH) 초과하고, 상기 난방 상대습도 기준값(RHH,min) 초과하고, 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max) 이하인 범위에 해당하는 영역으로 설정된다. 상기 난방쾌적영역은, 상기 히트펌프(50)의 난방 운전에 의해 사용자가 쾌적하다고 느낄 수 있는 영역이고, 상기 히트펌프(50)의 난방 운전과 가습 운전을 필요로 하지 않는 영역이다.
상기 난방 영역은, 상기 습공기선도에서 상기 난방 실내온도 기준값(TH) 이하이고, 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max) 이하인 범위에 해당하는 영역으로 설정된다. 상기 난방 영역은 상기 히트펌프(50)의 냉방 운전이 요구되는 영역이다.
상기 가습 영역은, 상기 습공기선도에서 상기 난방 실내온도 기준값(TH) 초과하고, 상기 난방 상대습도 기준값(RHH,min) 이하이고, 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max) 이하인 범위에 해당하는 영역으로 설정된다. 상기 가습 영역은, 상기 히트펌프(50)의 가습 운전이 요구되는 영역이다.
여기서, 상기 난방 실내온도 기준값(TH)은, 재실자가 없는 비재실 상태의 기준값(TH,setback)은 재실자가 있는 재실 상태의 기준값(TH,min)보다 설정 온도차만큼 낮게 설정되는 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 설정 온도차는 2℃인 것으로 예를 들어 설명한다.
따라서, 재실 또는 비재실 상태에 따라 상기 난방쾌적 영역, 상기 난방 영역, 상기 가습 영역이 다르게 설정된다.
도 10을 참조하면, 상기 제1,2운전 개시조건에서 사용되는 비재실 상태의 난방 실내온도 기준값(TH)은 20℃이고, 상기 난방 상대습도 기준값(RHH,min)은 50%이며, 난방 엔탈피 기준 최소값(hH,min)은 약 38.55이고, 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max)은 47.28인 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 난방 실내온도 기준값(TH), 상기 난방 상대습도 기준값(RHH,min) 및 상기 난방 엔탈피 기준 최소값(hc,min), 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max)은 사용자나 관리자 등에 의해 미리 설정될 수 있으며, 온열 환경 등을 고려하여 설정될 수 있다.
한편, 도 7을 참조하여, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전이고, 상기 집열기(10)가 사용 정지 상태일 때, 상기 난방 제어 영역을 판단하는 방법에 대해 설명한다.
상기 집열기(10)의 사용 정지 조건일 때, 실내 온도(Tin), 실내 습도(RHin), 실내 공기 엔탈피(hRA)를 포함한 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역에 속하는 지 판단하는 난방쾌적 영역 판단 단계(S411)를 수행한다.
상기 난방쾌적 영역 판단 단계(S411)에서는, 상기 실내 온도(Tin)와 상기 난방 실내온도 기준값(TH)을 비교하고, 상기 실내 습도(RHin)와 상기 난방 상대습도 기준값(RHH,min)을 비교하고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)를 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max)과 비교한다. 여기서, 상기 실내 습도(RHin)는 상대습도를 사용한다.
상기 난방쾌적 영역 판단 단계(S411)에서 상기 실내 온도(Tin)가 상기 난방 실내온도 기준값(TH)을 초과하고, 상기 실내 습도(RHin)가 상기 난방 상대습도 기준값(RHH,min)을 초과하고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max) 이하이면, 상기 공조 대상실의 현재 상태가 상기 난방쾌적 영역에 속한다고 판단한다.
상기 난방쾌적 영역 판단 단계(S411)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역에 속한다고 판단되면, 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중인지 판단한다.(S414)
상기 단계(S414)에서 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중이라고 판단되면, 제1난방 제어모드(H1)를 수행한다.
상기 제1난방 제어모드(H1)는, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전 조건이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역이고, 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중일 때의 제어모드이다.
상기 제1난방 제어모드(H1)는, 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제1난방 제어모드(H1)의 제어 내용은 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 단계(S414)에서 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중이 아니라고 판단되면, 제2난방 제어모드(H2)를 수행한다.
상기 제2난방 제어모드(H2)는, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역이고, 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중이 아닐 때의 제어모드이다.
상기 제2난방 제어모드(H2)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제2난방 제어모드(H2)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 난방 쾌적영역 판단 단계(S411)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역이 아니라고 판단되면, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역에 속하는지 판단하는 난방 영역 판단 단계(S412)를 수행한다.
상기 난방 영역 판단 단계(S412)에서는, 상기 실내 온도(Tin)와 상기 난방 실내온도 기준값(TH)을 비교하고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)를 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max)과 비교한다. 상기 난방 영역 판단 단계(S412)에서는 실내 습도(RHin)는 비교하지 않는다.
상기 난방 영역 판단 단계(S412)에서 상기 실내 온도(Tin)가 상기 난방 실내온도 기준값(TH) 이하이고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max) 이하이면, 상기 공조 대상실의 현재 상태가 상기 난방 영역에 속한다고 판단한다.
상기 난방 영역 판단 단계(S412)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역에 속한다고 판단되면, 실외 공기 엔탈피(hOA), 실내 공기 엔탈피(hRA), 상기 급기의 엔탈피(hSA)에 따라 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20) 및 상기 공기정화유닛(40)의 작동을 제어하되, 상기 집열기(10)는 운영하지 않도록 제어하는 난방 습공기 엔탈피 제어모드(H3~H5)를 설정한다.
여기서, 실외 공기 엔탈피(hOA), 실내 공기 엔탈피(hRA) 및 급기의 엔탈피(hSA)는 상기 습공기 엔탈피이다.
즉, 상기 난방 영역 판단 단계(S412)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역에 속한다고 판단되면, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)와 상기 실외 공기 엔탈피(hOA)를 비교한다.(S415)
상기 단계(S415)에서 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 실외 공기 엔탈피(hOA) 미만이면, 제3난방 제어모드(H3)를 수행한다.
상기 제3난방 제어모드(H3)는, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역이고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 실외 공기 엔탈피(hOA) 미만일 때의 제어모드이다.
상기 제3난방 제어모드(H3)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제3난방 제어모드(H3)의 제어 내용은 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 단계(S415)에서 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 실외 공기 엔탈피(hOA) 이상이면, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)를 상기 급기의 엔탈피(hSA)와 비교한다.(S416)
상기 단계(S416)에서 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 급기의 엔탈피(hSA) 미만이면, 제4난방 제어모드(H4)를 수행한다.
상기 제4난방 제어모드(H4)는, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역이고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 실외 공기 엔탈피(hOA) 미만일 때의 제어모드이다.
상기제4난방 제어모드(H4)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제4난방 제어모드(H4)의 제어 내용은 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 단계(S416)에서 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 급기의 엔탈피(hSA) 이상이면, 제5난방 제어모드(H5)를 수행한다.
상기 제5난방 제어모드(H5)는, 상기 히트펌프(50)가 냉방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역이고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 급기의 엔탈피(hSA) 이상일 때의 제어모드이다.
상기 제5난방 제어모드(H5)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제5난방 제어모드(H5)의 제어 내용은 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 난방 영역 판단 단계(S412)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역이 아니라고 판단되면, 상기 가습 영역인지 판단하는 가습 영역 판단 단계(S413)를 수행한다.
상기 가습 영역 판단 단계(S413)에서는, 상기 실내 온도(Tin)와 상기 난방 실내온도 기준값(TH)을 비교하고, 상기 실내 습도(RHin)와 상기 난방 상대습도 기준값을 비교하고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)를 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max)과 비교한다.
상기 가습 영역 판단 단계(S413)에서 상기 실내 온도(Tin)가 상기 난방 실내온도 기준값(TH)을 초과하고, 상기 실내 습도(RHin)가 상기 냉방 상대습도 기준값 이하이고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max) 이하이면, 상기 공조 대상실의 현재 상태가 상기 가습 영역에 속한다고 판단한다.
상기 가습 영역 판단 단계(S413)에서 상기 가습 영역이라고 판단되면, 실외 공기 중 수증기 엔탈피(hOA,VP), 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP), 상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)에 따라 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20) 및 상기 공기정화유닛(40)의 작동을 제어하되, 상기 집열기(10)는 운영하지 않도록 제어하는 난방 수증기 엔탈피 제어모드(H6~H8)를 설정한다.
즉, 상기 가습 영역이라고 판단되면, 수증기 엔탈피에 따라 제어한다.
상기 실외 공기 중 수증기 엔탈피(hOA,VP)와 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP)를 비교한다.(S417)
상기 실외 공기 중 수증기 엔탈피(hOA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP)를 초과하면, 제6난방 제어모드(H6)를 수행한다.
상기 제6난방 제어모드(H6)는, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역이고, 상기 실외 공기 중 수증기 엔탈피(hOA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP)를 초과일 때의 제어모드이다.
상기 제6난방 제어모드(H6)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제6난방 제어모드(H6)의 제어 내용은 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 단계(S417)에서 상기 실외 공기 중 수증기 엔탈피(hOA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP) 이하이면, 상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)와 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP)를 비교한다.(S418)
상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP)를 초과하면, 제7난방 제어모드(H7)를 수행한다.
상기 제7난방 제어모드(H7)는, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역이고, 상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP)를 초과할 때의 제어모드이다.
상기 제7난방 제어모드(H7)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제7난방 제어모드(H7)의 제어 내용은 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 단계(S418)에서 상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP) 이하이면, 제8난방 제어모드(H8)를 수행한다.
상기 제8난방 제어모드(H8)는, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역이고, 상기 급기 중 수증기 엔탈피(hSA,VP)가 상기 실내 공기 중 수증기 엔탈피(hRA,VP) 이하일 때의 제어모드이다.
상기 제8난방 제어모드(H8)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제8난방 제어모드(H8)의 제어 내용은 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 난방 가습 영역 판단 단계(S413)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역이 아니라고 판단되면, 제9난방 제어모드(H9)를 수행한다.
상기 제9난방 제어모드(H9)는, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역이 아닐 때의 제어모드이다.
상기 제9난방 제어모드(H9)도 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한 상기 제9난방 제어모드(H9)의 제어 내용은 뒤에서 상세히 설명한다.
상기와 같이, 상기 난방 운전이고 상기 집열기(10)의 사용 정지 조건일 때, 상기 공조 대상실의 상태값이 속하는 난방 제어 영역에 따라 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9난방 제어모드(H1~H9) 중 하나를 설정할 수 있다.
상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9난방 제어모드(H1~H9)는, 난방 운전이되 상기 집열기(10)를 사용 정지시키는 모드이다.
이하, 상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9난방 제어모드(H1~H9)에 대해 설명한다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제1난방 제어모드(H1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제2난방 제어모드(H2)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40) 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제3난방 제어모드(H3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제4난방 제어모드(H4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제5난방 제어모드(H5)는 상기 히트펌프(50)는 난방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부 순환모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제6난방 제어모드(H6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제7난방 제어모드(H7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제8난방 제어모드(H8)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제9난방 제어모드(H9)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9난방 제어모드(H1~H9)에 대해 설명한다.
상기 제2운전 개시조건일 때, 상기 제1난방 제어모드(H1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건일 때, 상기 제2난방 제어모드(H2)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)를 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건일 때, 상기 제3난방 제어모드(H3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건일 때, 상기 제4난방 제어모드(H4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건일 때, 상기 제5난방 제어모드(H5)는 상기 히트펌프(50)는 난방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부 순환모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건일 때, 상기 제6난방 제어모드(H6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건일 때, 상기 제7난방 제어모드(H7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건일 때, 상기 제8난방 제어모드(H8)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건일 때, 상기 제9난방 제어모드(H9)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9난방 제어모드(H1~H9)에 대해 설명한다.
상기 제3운전 개시조건일 때, 상기 제1난방 제어모드(H1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건일 때, 상기 제2난방 제어모드(H2)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40) 및 상기 집열기(10)를 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건일 때, 상기 제3난방 제어모드(H3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건일 때, 상기 제4난방 제어모드(H4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건일 때, 상기 제5난방 제어모드(H5)는 상기 히트펌프(50)는 냉방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)과 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건일 때, 상기 제6난방 제어모드(H6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건일 때, 상기 제7난방 제어모드(H7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건일 때, 상기 제8난방 제어모드(H8)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건일 때, 상기 제9난방 제어모드(H9)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9난방 제어모드(H1~H9)에 대해 설명한다.
상기 제4운전 개시조건일 때, 상기 제1난방 제어모드(H1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건일 때, 상기 제2난방 제어모드(H2)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건일 때, 상기 제3난방 제어모드(H3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건일 때, 상기 제4난방 제어모드(H4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건일 때, 상기 제5난방 제어모드(H5)는 상기 히트펌프(50)는 난방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)과 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건일 때, 상기 제6난방 제어모드(H6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건일 때, 상기 제7난방 제어모드(H7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건일 때, 상기 제8난방 제어모드(H8)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건일 때, 상기 제9난방 제어모드(H9)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9난방 제어모드(H1~H9)에 대해 설명한다.
상기 제5운전 개시조건일 때, 상기 제1난방 제어모드(H1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건일 때, 상기 제2난방 제어모드(H2)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)은 사용 정지시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건일 때, 상기 제3난방 제어모드(H3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건일 때, 상기 제4난방 제어모드(H4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건일 때, 상기 제5난방 제어모드(H5)는 상기 히트펌프(50)는 난방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건일 때, 상기 제6난방 제어모드(H6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건일 때, 상기 제7난방 제어모드(H7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건일 때, 상기 제8난방 제어모드(H8)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건일 때, 상기 제9난방 제어모드(H9)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9난방 제어모드(H1~H9)에 대해 설명한다.
상기 제6운전 개시조건일 때, 상기 제1난방 제어모드(H1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건일 때, 상기 제2난방 제어모드(H2)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건일 때, 상기 제3난방 제어모드(H3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건일 때, 상기 제4난방 제어모드(H4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건일 때, 상기 제5난방 제어모드(H5)는 상기 히트펌프(50)는 난방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건일 때, 상기 제6난방 제어모드(H6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건일 때, 상기 제7난방 제어모드(H7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건일 때, 상기 제8난방 제어모드(H8)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건일 때, 상기 제9난방 제어모드(H9)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,7,8,9난방 제어모드(H1~H9)에 대해 설명한다.
상기 제7운전 개시조건일 때, 상기 제1난방 제어모드(H1)는 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)의 작동을 유지하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건일 때, 상기 제2난방 제어모드(H2)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건일 때, 상기 제3난방 제어모드(H3)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건일 때, 상기 제4난방 제어모드(H4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건일 때, 상기 제5난방 제어모드(H5)는 상기 히트펌프(50)는 난방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건일 때, 상기 제6난방 제어모드(H6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건일 때, 상기 제7난방 제어모드(H7)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건일 때, 상기 제8난방 제어모드(H8)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건일 때, 상기 제9난방 제어모드(H9)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 열교환 모드(HE)로 작동시키고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키는 제어모드이다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 히트펌프의 난방 운전시 집열기 온 조건에서 제어모드를 판단하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 8을 참조하여, 상기 난방 운전이고 상기 집열기(10)의 온 조건일 때에 대해 설명하면, 다음과 같다.
상기 히트펌프(50)가 난방 운전이고, 상기 집열기(10)가 온 상태일 때, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 실내 습도(RHin) 및 실내 공기 엔탈피(hRA)를 포함한 공조 대상실의 상태값이 난방쾌적영역, 난방영역 및 가습 영역 중 어느 영역에 속하는지 판단한다.(S400)
먼저, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역에 속하는 지 판단하는 난방쾌적 영역 판단 단계(S421)를 수행한다.
상기 난방쾌적 영역 판단 단계(S421)에서는, 상기 실내 온도와 상기 난방 실내온도 기준값(TH)을 비교하고, 상기 실내 습도(RHin)와 상기 난방 상대습도 기준값(RHH,min)을 비교하고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)를 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max)과 비교한다. 여기서, 상기 실내 습도(RHin)는 상대습도를 사용한다.
상기 난방쾌적 영역 판단 단계(S421)에서 상기 실내 온도가 상기 난방 실내온도 기준값(TH)을 초과하고, 상기 실내 습도(RHin)가 상기 난방 상대습도 기준값(RHH,min)을 초과하고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max) 이하이면, 상기 공조 대상실의 현재 상태가 상기 난방쾌적 영역에 속한다고 판단한다.
상기 난방쾌적 영역 판단 단계(S421)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역에 속한다고 판단되면, 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중인지 판단한다.(S424)
상기 단계(S424)에서 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중이라고 판단되면, 제1집열기 제어모드(S1)를 수행한다.
상기 제1집열기 제어모드(S1)는, 상기 집열기(10)의 작동 조건이고, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역이고, 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중일 때의 제어모드이다.
상기 제1집열기 제어모드(S1)는, 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한상기 제1집열기 제어모드(S1)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
상기 단계(S424)에서 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 중이 아니라고 판단되면, 제2집열기 제어모드(S2)를 수행한다.
상기 제2집열기 제어모드(S2)는, 상기 집열기(10)의 작동 조건이고, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역이고, 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20)이 작동 정지일 때의 제어모드이다.
상기 제2집열기 제어모드(S2)는, 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한상기 제2집열기 제어모드(S2)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 난방 쾌적영역 판단 단계(S421)에서 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역이 아니라고 판단되면, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역에 속하는지 판단하는 난방 영역 판단 단계(S422)를 수행한다.
상기 난방 영역 판단 단계(S422)에서는, 상기 실내 온도(Tin)와 상기 난방 실내온도 기준값(TH)을 비교하고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)를 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max)과 비교한다. 상기 난방 영역 판단 단계(S422)에서는 실내 습도(RHin)는 비교하지 않는다.
상기 난방 영역 판단 단계(S422)에서 상기 실내 온도(Tin)가 상기 난방 실내온도 기준값(TH) 이하이고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max)이하이면, 상기 공조 대상실의 현재 상태가 상기 난방 영역에 속한다고 판단한다. 여기서, 실내 공기 엔탈피(hRA)는 상기 습공기 엔탈피이다.
상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역에 속한다고 판단되면, 상기 집열기를 상시 운영하는 제3집열기 제어모드(S3)를 수행한다.
상기 제3집열기 제어모드(S3)는, 상기 집열기를 상시 운영하는 집열기 운영 제어모드이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역에 속할 때의 제어모드이다.
상기 제3집열기 제어모드(S3)는, 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한상기 제3집열기 제어모드(S3)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역이 아니라고 판단되면, 상기 가습 영역인지 판단하는 가습 영역 판단 단계(S423)를 수행한다.
상기 가습 영역 판단 단계(S423)에서는, 상기 실내 온도(Tin)와 상기 난방 실내온도 기준값(TH)을 비교하고, 상기 실내 습도(RHin)와 상기 난방 상대습도 기준값(RHH,min)을 비교하고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)를 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max)과 비교한다.
상기 가습 영역 판단 단계(S423)에서 상기 실내 온도가 상기 난방 실내온도 기준값(TH)을 초과하고, 상기 실내 습도(RHin)가 상기 난방 상대습도 기준값(RHH,min) 이하이고, 상기 실내 공기 엔탈피(hRA)가 상기 난방 엔탈피 기준 최대값(hH,max) 이하이면, 상기 공조 대상실의 현재 상태가 상기 가습 영역에 속한다고 판단한다.
상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역이라고 판단되면, 상기 집열 온도(TSHG)를 상기 실내온도(Tin)와 비교하여(S425), 비교 결과에 따라 상기 집열기의 운영을 제어하는 집열온도 제어모드를 수행한다. 상기 집열온도 제어모드는 제4,5,6집열기 제어모드(S4~S6)를 포함한다.
즉, 상기 가습 영역인 경우, 상기 집열 온도(TSHG)를 상기 실내 온도(Tin)와 비교한다.(S425)
상기 집열 온도(TSHG)가 상기 실내 온도(Tin)를 초과하면, 제4집열기 제어모드(S4)를 수행한다.
상기 제4집열기 제어모드(S4)는, 상기 집열기(10)의 작동 조건이고, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전 조건이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역일 때 제어 모드이다.
상기 제4집열기 제어모드(S4)는, 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한상기 제4집열기 제어모드(S4)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 단계(S425)에서, 상기 집열 온도(TSHG)가 상기 실내 온도(Tin) 이하이면, 제5집열기 제어모드(S5)를 수행한다.
상기 제5집열기 제어모드(S5)는, 상기 집열기(10)의 작동 조건이고, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전 조건이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역일 때 제어 모드이다.
상기 제5집열기 제어모드(S5)는, 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한상기 제5집열기 제어모드(S5)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
한편, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역이 아니라고 판단되면, 미리 설정된 제6집열기 제어모드(S6)를 수행한다.
상기 제6집열기 제어모드(S6)는, 상기 집열기(10)의 작동 조건이고, 상기 히트펌프(50)가 난방 운전 조건이고, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역이 아닐 때의 제어 모드이다.
상기 제6집열기 제어모드(S6)는, 상기 제1,2,3,4,5,6,7운전 개시조건에 따라 다르게 설정된다. 상기 각 운전 개시조건들에 대한상기 제6집열기 제어모드(S6)의 제어는 뒤에서 상세히 설명한다.
상기와 같이, 상기 난방 운전이고 상기 집열기(10)의 온 조건일 때, 상기 공조 대상실의 상태값이 속하는 난방 제어 영역에 따라 상기 제1,2,3,4,5,6집열기 제어모드(S1~S6) 중 하나를 설정하여, 제어할 수 있다.
이하, 상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,집열기 제어모드(S1~S6)에 대해 설명한다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제1집열기 제어모드(S1)는, 상기 히트펌프(50)은 작동을 유지하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제2집열기 제어모드(S2)는, 상기 히트펌프(50)와 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40), 상기 집열기(10)를 모두 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제3집열기 제어모드(S3)는, 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기제4집열기 제어모드(S4)는, 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제5집열기 제어모드(S5)는, 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40), 상기 집열기(10)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제1운전 개시조건(Case1)일 때, 상기 제6집열기 제어모드(S6)는, 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40), 상기 집열기(10)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,집열기 제어모드(S1~S6)에 대해 설명한다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제1집열기 제어모드(S1)는 상기 히트펌프(50)은 작동을 유지하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제2집열기 제어모드(S2)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40), 상기 집열기(10)를 모두 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제3집열기 제어모드(S3)는 상기 히트펌프(50)는 난방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제4집열기 제어모드(S4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제5집열기 제어모드(S5)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40), 상기 집열기(10)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제2운전 개시조건(Case2)일 때, 상기 제6집열기 제어모드(S6))는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40), 상기 집열기(10)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,집열기 제어모드(S1~S6)에 대해 설명한다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제1집열기 제어모드(S1)는 상기 히트펌프(50)은 작동을 유지하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제2집열기 제어모드(S2)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제3집열기 제어모드(S3)는 상기 히트펌프(50)는 난방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제4집열기 제어모드(S4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제5집열기 제어모드(S5)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40), 상기 집열기(10)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제3운전 개시조건(Case3)일 때, 상기 제6집열기 제어모드(S6)는 상기 히트펌프(50), 상기 열교환 환기유닛(20), 상기 공기정화유닛(40), 상기 집열기(10)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,집열기 제어모드(S1~S6)에 대해 설명한다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제1집열기 제어모드(S1)는 상기 히트펌프(50)은 작동을 유지하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제2집열기 제어모드(S2)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제3집열기 제어모드(S3)는 상기 히트펌프(50)는 난방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제4집열기 제어모드(S4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제5집열기 제어모드(S5)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제4운전 개시조건(Case4)일 때, 상기 제6집열기 제어모드(S6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,집열기 제어모드(S1~S6)에 대해 설명한다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제1집열기 제어모드(S1)는 상기 히트펌프(50)은 작동을 유지하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제2집열기 제어모드(S2)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제3집열기 제어모드(S3)는 상기 히트펌프(50)는 난방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제4집열기 제어모드(S4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제5집열기 제어모드(S5)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제5운전 개시조건(Case5)일 때, 상기 제6집열기 제어모드(S6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,집열기 제어모드(S1~S6)에 대해 설명한다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제1집열기 제어모드(S1)는 상기 히트펌프(50)은 작동을 유지하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제2집열기 제어모드(S2)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제3집열기 제어모드(S3)는 상기 히트펌프(50)는 난방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제4집열기 제어모드(S4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제5집열기 제어모드(S5)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제6운전 개시조건(Case6)일 때, 상기 제6집열기 제어모드(S6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
이하, 상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제1,2,3,4,5,6,집열기 제어모드(S1~S6)에 대해 설명한다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제1집열기 제어모드(S1)는 상기 히트펌프(50)은 작동을 유지하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제2집열기 제어모드(S2)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제3집열기 제어모드(S3)는 상기 히트펌프(50)는 난방 운전하고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제4집열기 제어모드(S4)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 작동시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제5집열기 제어모드(S5)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 내부순환 모드(CI)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 사용 정지시키는 제어모드이다.
상기 제7운전 개시조건(Case7)일 때, 상기 제6집열기 제어모드(S6)는 상기 히트펌프(50)는 사용 정지시키고, 상기 열교환 환기유닛(20)은 바이패스 모드(BP)로 작동하고, 상기 공기정화유닛(40)은 사용 정지시키고, 상기 집열기(10)는 작동시키는 제어모드이다.
상기와 같이, 본 발명의 실시예에서는 실내,외 공기질과 재실자 정보에 따라 상기 제1~7운전 개시조건(Case1~7)를 판단한다.
또한, 상기 제1~7운전 개시조건(Case1~7)이 판단되고, 상기 히트펌프(50)의 냉방 운전 조건이면, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역, 상기 냉방 영역 및 상기 제습 영역 중 어느 영역에 속하는 지에 따라 상기 제1~9냉방 제어 모드(C1~C9)를 판단한다.
또한, 상기 제1~7운전 개시조건(Case1~7)이 판단되고, 상기 히트펌프(50)의 난방 운전 조건이고 상기 집열기(10)의 운전 조건이 아니면, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역, 상기 난방 영역 및 상기 가습 영역 중 어느 영역에 속하는 지에 따라 상기 제1~9난방 제어 모드(H1~H9)를 판단한다.
또한, 상기 제1~7운전 개시조건(Case1~7)이 판단되고, 상기 히트펌프(50)의 난방 운전 조건이고 상기 집열기(10)의 운전 조건이면, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역, 상기 난방 영역 및 상기 가습 영역 중 어느 영역에 속하는 지에 따라 상기 제1~6집열기 제어 모드(S1~S6)를 판단한다.
따라서, 본 발명에서는 상기 제1~7운전 개시조건(Case1~7)과 상기 공조 대상실의 상태값이 속하는 제어 영역에 따라 상기 제1~9냉방 제어 모드(C1~C9),상기 제1~9난방 제어 모드(H1~H9),상기 제1~6집열기 제어 모드(S1~S6) 중 어느 하나의 제어 모드로 제어함으로써, 시스템을 보다 효율적으로 제어할 수 있다.
한편, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 집열기는 사용하지 않고, 열교환 환기유닛은 바이패스 모드(BP)이고, 공기정화유닛을 사용하지 않는 예를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 상기 열교환 환기유닛(20)의 바이패스 모드(BP)시, 상기 공조 대상실(2)에서 나온 실내공기는 상기 열교환 환기유닛(20)을 통과하여 상기 실외기(51)로 유입되고, 상기 외기 도입유로(61)를 통해 유입된 실외 공기는 상기 열교환 환기유닛(20)을 통과하되 열교환소자(25)를 통과하지 않는다. 즉, 상기 실외 공기는 상기 열교환 환기유닛(20)의 내부에서 상기 열교환소자(25)를 통과하지 않는 별도의 바이패스 유로를 통과한다. 따라서, 상기 열교환 환기유닛(20)의 바이패스 모드(BP)시, 상기 열교환 환기유닛(20)에서 실내공기와 실외공기의 열교환이 이루어지지 않는다.
상기 열교환 환기유닛(20)에서 나온 실내 공기는 상기 실외기(51)로 유입되어, 상기 실외기(51)의 작동시 보조 열원으로 사용 후 배기된다.
상기 열교환 환기유닛(20)의 바이패스 모드(BP)는 상기 히트펌프(50)의 냉,난방시 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 집열기는 사용하지 않고, 열교환 환기유닛은 열교환 모드(HE)이고, 공기정화유닛을 사용하지 않는예를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 상기 열교환 환기유닛(20)의 열교환 모드(HE)시, 상기 공조 대상실(2)에서 나온 실내공기와 상기 외기 도입유로(61)를 통해 유입된 실외 공기는 상기 열교환소자(25)를 통과하면서 서로 열교환한다.
상기 열교환소자(25)에서 열교환된 실내 공기는 상기 실외기(51)로 유입되어, 상기 실외기(51)의 작동시 보조 열원으로 사용 후 배기된다.
상기 열교환소자(25)에서 열교환된 실내 공기는 상기 실외기(51)로 유입되어, 상기 실외기(51)의 작동시 보조 열원으로 사용 후 배기된다.
상기 열교환소자(25)에서 열교환된 실외 공기는 상기 PCM 유닛(20)을 통과한 후, 상기 공기정화유닛(40)을 바이패스한 후, 상기 실내기(52)를 통해 실내로 공급된다.
상기 열교환 환기유닛(20)의 열교환 모드(HE)는 상기 히트펌프(50)의 냉,난방시 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 집열기는 사용하지 않고, 열교환 환기유닛은 내부순환 모드(CI)이고, 공기정화유닛을 사용하지 않는 예를 나타낸다.
도 13을 참조하면, 상기 열교환 환기유닛(20)의 내부순환 모드(CI)시, 실외 공기는 도입되지 않고, 상기 공조 대상실(2)에서 나온 실내공기는 상기 열교환 환기유닛(20)을 통과하되 열교환하지 않고, 상기 PCM 유닛(30)과 상기 실내기(52)를 차례로 통과한 후, 실내로 다시 순환된다. 따라서, 상기 열교환 환기유닛(20)에서 실내공기와 실외공기의 열교환이 이루어지지 않는다.
상기 열교환 환기유닛(20)의 내부순환 모드(CI)는 상기 히트펌프(50)의 냉,난방시 동일하게 적용될 수 있다.
한편, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 집열기는 사용하지 않고, 열교환 환기유닛은 열교환 모드(HE)이고, 공기정화유닛을 사용하는 예를 나타낸다.
도 14를 참조하면, 상기 열교환 환기유닛(20)의 열교환 모드(HE)시, 상기 공조 대상실(2)에서 나온 실내공기와 상기 외기 도입유로(61)를 통해 유입된 실외 공기는 상기 열교환소자(25)를 통과하면서 서로 열교환한다.
상기 열교환소자(25)에서 열교환된 실내 공기는 상기 실외기(51)로 유입되어, 상기 실외기(51)의 작동시 보조 열원으로 사용 후 배기된다.
상기 열교환소자(25)에서 열교환된 실외 공기는 상기 PCM 유닛(20)과 상기 공기정화유닛(40)을 차례로 통과한 후, 상기 실내기(52)를 통해 실내로 공급된다.
또한, 상기 공기정화유닛(40)을 사용하는 예는 상기 공기정화유닛(40)의 온(ON)을 의미하며, 상기 열교환 환기유닛(20)의 바이패스 모드(BP)나 상기 내부순환 모드(CI)에도 적용할 수 있다.
한편, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템에서 집열기를 사용하고, 열교환 환기유닛은 바이패스 모드(BP)이고, 공기정화유닛을 사용하는 예를 나타낸다.
도 15를 참조하면, 상기 열교환 환기유닛(20)의 바이패스 모드(BP)시, 상기 공조 대상실(2)에서 나온 실내공기는 상기 열교환 환기유닛(20)을 통과하여 상기 실외기(51)로 유입되고, 상기 집열기(10)에서 나온 집열 공기는 상기 열교환 환기유닛(20)을 통과하되 열교환소자(25)를 통과하지 않는다. 즉, 상기 집열 공기는 상기 열교환 환기유닛(20)의 내부에서 상기 열교환소자(25)를 통과하지 않는 별도의 바이패스 유로를 통과한다. 따라서, 상기 열교환 환기유닛(20)의 바이패스 모드(BP)시, 상기 열교환 환기유닛(20)에서 실내공기와 집열공기의 열교환이 이루어지지 않는다.
상기 열교환 환기유닛(20)에서 나온 실내 공기는 상기 실외기(51)로 유입되어, 상기 실외기(51)의 작동시 보조 열원으로 사용 후 배기된다.
상기 열교환 환기유닛(20)에서 나온 집열 공기는 상기 PCM 유닛(20)과 상기 공기정화유닛(40)을 차례로 통과한 후, 상기 실내기(52)를 통해 실내로 공급된다.
또한, 상기 집열기(10)를 사용하는 예는 상기 히트펌프(50)의 난방 운전시 상기 열교환 환기유닛(20)의 다른 모드에도 적용 가능하다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화시스템은, 사용자 선호도 조사 결과에 의해 설정된 복수의 온열 환경 선호도들 중 하나를 선택하여 입력하기 위한 입력부(미도시)와, 상기 입력부(미도시)에 입력된 온열 환경 선호도에 따라 냉방 제어 영역 또는 난방 제어 영역을 다르게 도출하는 연산부(미도시)를 더 포함하고, 그 외 나머지 구성 및 작용은 상기 일 실시예를 적용할 수 있다.
상기 사용자 선호도 조사 결과는 미리 설문을 통해 사용자의 선호도를 조사하여 정리한 결과이다.
즉, 상기 연산부(미도시)는, 미리 설정된 연산 프로그램 등을 통해 상기 입력된 온열 환경 선호도에 따라 상기 냉방 실내온도 기준값(Tc), 상기 냉방 상대습도 기준값(RHc,max) 및 상기 냉방 엔탈피 기준 최소값(hc,min), 상기 냉방 엔탈피 기준 최대값(hc,max)을 다르게 도출한다. 따라서, 상기 온열 환경 선호도에 따라 상기 냉방쾌적 영역, 상기 냉방 영역, 상기 제습 영역이 다르게 설정될 수 있다.
또한, 상기 연산부(미도시)는, 상기 연산 프로그램 등을 통해 상기 입력된 온열 환경 선호도에 따라 상기 난방 실내온도 기준값(TH), 상기 난방 상대습도 기준값(RHH,min) 및 상기 난방 엔탈피 기준값(hH,max)을 다르게 도출한다. 따라서, 상기 온열 환경 선호도에 따라 상기 난방 쾌적 영역, 상기 난방 영역 및 상기 가습 영역을 다르게 설정될 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는 상기 냉방 제어 영역이 상기 냉방 쾌적 영역, 상기 냉방 영역 및 상기 제습 영역을 포함한 3가지 영역으로 구획되는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고, 상기 연산부(미도시)는, 상기 입력된 온열 환경 선호도에 따라 상기 냉방 제어 영역의 개수나 크기를 다르게 설정하는 것도 물론 가능하다.
또한, 상기 실시예에서는 상기 난방 제어 영역이 상기 난방 쾌적 영역, 상기 난방 영역 및 상기 가습 영역을 포함한 3가지 영역으로 구획되는 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고, 상기 연산부(미도시)는, 상기 입력된 온열 환경 선호도에 따라 상기 난방 제어 영역의 개수나 크기를 다르게 설정하는 것도 물론 가능하다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 집열기 20: 열교환 환기유닛
30: PCM 유닛 40: 공기정화유닛
50: 히트펌프

Claims (18)

  1. 공기를 집열 매체로 사용하여 태양열을 집열하는 집열기와;
    상기 집열기에서 나온 공기와 실외 공기 중 적어도 하나와 공조 대상실에서 흡입한 실내 공기를 열교환시키는 열교환 환기유닛과;
    상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 내부에 구비된 상변화물질(PCM, Phase Change Material)의 상변화에 따른 잠열을 이용하여 예열 또는 예냉하기 위한 PCM 유닛과;
    상기 PCM 유닛에서 나온 공기를 정화시키기 위한 공기정화유닛과;
    상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실외기와, 상기 PCM 유닛, 상기 공기정화유닛 및 상기 공조 대상실 중 적어도 하나에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실내기를 포함하여, 상기 공조 대상실을 냉방 또는 난방시키기 위한 히트펌프와;
    상기 공조 대상실의 재실자의 유무를 감지하는 재실자 센서와;
    상기 공조 대상실의 실내 공기의 이산화탄소 농도와 초미세먼지 농도를 포함한 실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 센서와;
    상기 공조 대상실의 실외 공기의 초미세먼지 농도를 포함하는 실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 센서와;
    상기 공조 대상실의 실내 온도를 측정하는 실내 온도센서와;
    상기 공조 대상실의 실내 습도를 측정하는 실내 습도센서와;
    상기 공조 대상실의 실외 온도를 측정하는 실외 온도센서와;
    상기 공조 대상실의 실외 습도를 측정하는 실외 습도센서와;
    상기 집열기의 집열 온도를 측정하는 집열기 온도센서와;
    상기 실내,외 공기질과 재실 상태에 따라 미리 설정된 복수의 운전 개시조건들 중 하나를 판단하고, 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 운전 개시조건들 중 어느 하나가 판단되면,
    상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 실내 습도 및 실내 공기 엔탈피를 포함한 공조 대상실의 상태값이 습공기선도에서 미리 설정된 냉방쾌적 영역, 냉방 영역 및 제습 영역 중 어느 영역에 포함되는 지에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛을 제어하여, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역에 포함되도록 제어하고,
    상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 상대습도 및 실내 공기 엔탈피를 포함한 공조 대상실의 상태값이 습공기선도에서 미리 설정된 난방쾌적 영역, 난방 영역 및 가습 영역 중 어느 영역에 포함되는 지에 따라 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛을 제어하여, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역에 포함되도록 제어하는,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉방쾌적 영역, 상기 냉방 영역 및 상기 제습 영역은, 상기 습공기선도에서 사용자에 의해 미리 설정된 냉방 실내온도 기준값, 냉방 상대습도 기준값 및 냉방 엔탈피 기준값에 따라 구획되어 설정된,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 난방쾌적 영역, 상기 난방 영역 및 상기 가습 영역은, 상기 습공기선도에서 사용자에 의해 미리 설정된 난방 실내온도 기준값, 난방 상대습도 기준값 및 난방 엔탈피 기준값에 따라 구획되어 설정된,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 운전 개시조건은,
    상기 재실자 센서가 감지된 값이 재실자가 없다고 감지하는 값이고 상기 실내 공기질 센서에서 감지된 실내 공기의 이산화탄소 농도가 미리 설정된 재실 기준값 이하이면, 비재실 상태이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도가 미리 설정된 초미세먼지 기준값 이하이면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 공기정화유닛은 운영하지 않도록 설정된 제1운전 개시조건과,
    상기 비재실 상태이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도가 상기 초미세먼지 기준값을 초과하면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 열교환 환기유닛의 작동 모드에 따라 상기 공기정화유닛을 운영하도록 설정된 제2운전 개시조건을 포함하는,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 운전 개시조건은,
    상기 재실자 센서가 감지된 값이 재실자가 있다고 감지하는 값이거나 상기 실내 공기질 센서에서 감지된 실내 공기의 이산화탄소 농도가 상기 재실 기준값을 초과하면, 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도가 미리 설정된 이산화탄소 기준값 이하이고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도가 미리 설정된 초미세먼지 기준값 이하이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도가 미리 설정된 초미세먼지 기준값 이하이면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 공기정화유닛은 운영하지 않도록 설정된 제3운전 개시조건과,
    상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도가 상기 이산화탄소 기준값 이하이고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도가 상기 초미세먼지 기준값 이하이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도가 상기 초미세먼지 기준값을 초과하면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 열교환 환기유닛의 작동 모드에 따라 상기 공기정화유닛을 운영하도록 설정된 제4운전 개시조건과,
    상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도가 상기 이산화탄소 기준값 이하이고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도가 상기 초미세먼지 기준값을 초과하면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 공기정화유닛을 상시 운영하도록 설정된 제5운전 개시조건과,
    상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도가 상기 이산화탄소 기준값을 초과하고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도가 상기 초미세먼지 기준값 이하이고, 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도가 상기 초미세먼지 기준값 이하이면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 공기정화유닛은 운영하지 않도록 설정된 제6운전 개시조건과,
    상기 재실 상태이고, 상기 실내 공기의 이산화탄소 농도가 상기 이산화탄소 기준값을 초과하고, 상기 실내 공기의 초미세먼지 농도와 상기 실외 공기의 초미세먼지 농도 중 적어도 하나가 상기 초미세먼지 기준값을 초과하면, 상기 공조 대상실의 상태값에 따라 상기 히트펌프와 상기 열교환 환기유닛을 제어하고, 상기 공기정화유닛을 상시 운영하도록 설정된 제7운전 개시조건을 포함하는,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히트펌프의 냉방 운전시,
    상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방 영역에 속하면,
    실외 공기 엔탈피, 실내 공기 엔탈피, 상기 열교환 환기유닛에서 열교환되어 나와 상기 공조 대상실로 공급되기 이전의 급기(Supply air)의 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 냉방 습공기 엔탈피 제어모드를 수행하는,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히트펌프의 냉방 운전시,
    상기 공조 대상실의 상태값이 상기 제습 영역에 속하면,
    실외 공기 중 수증기 엔탈피, 실내 공기 중 수증기 엔탈피, 상기 열교환 환기유닛에서 열교환되어 나와 상기 공조 대상실로 공급되기 이전의 급기 중 수증기 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 냉방 수증기 엔탈피 제어모드를 수행하는,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 집열 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값 이하로 상기 집열기의 사용 정지 조건일 경우,
    상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역에 속하면,
    실외 공기 엔탈피, 실내 공기 엔탈피, 상기 열교환 환기유닛에서 열교환되어 나와 상기 공조 대상실로 공급되기 이전의 급기(Supply air)의 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하고, 상기 집열기를 운영하지 않도록 제어하는 난방 습공기 엔탈피 제어모드를 수행하는,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 집열 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값 이하로 상기 집열기의 사용 정지 조건일 경우,
    상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역에 속하면,
    실외 공기 중 수증기 엔탈피, 실내 공기 중 수증기 엔탈피, 상기 열교환 환기유닛에서 열교환되어 나와 상기 공조 대상실로 공급되기 이전의 급기 중 수증기 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하고, 상기 집열기를 운영하지 않도록 제어하는 난방 수증기 엔탈피 제어모드를 수행하는,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 집열 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값을 초과하여 상기 집열기의 사용 조건일 경우,
    상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역에 속하면,
    상기 집열기를 상시 운영하는 집열기 운영 제어모드를 수행하는,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 집열 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값을 초과하여 상기 집열기의 사용 조건일 경우,
    상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역에 속하면,
    상기 집열 온도를 실내온도와 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 집열기의 운영을 제어하는 집열온도 제어모드를 수행하는,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 히트펌프의 냉방 운전시,
    상기 공조 대상실의 실내 온도가 미리 설정된 냉방 실내온도 기준값 이상이고, 실내 공기의 엔탈피가 미리 설정된 냉방 엔탈피 기준값 이상이면, 상기 냉방 영역으로 설정되고,
    상기 공조 대상실의 실내 온도가 상기 냉방 실내온도 기준값 미만이고, 상기 공조 대상실의 실내 습도가 미리 설정된 냉방 상대습도 기준값 이상이고, 실내 공기의 엔탈피가 상기 냉방 엔탈피 기준값 이상이면, 상기 제습 영역으로 설정되고,
    상기 공조 대상실의 실내 온도가 상기 냉방 실내온도 기준값 미만이고, 상기 공조 대상실의 실내 습도가 상기 냉방 상대습도 기준값 미만이고, 실내 공기의 상기 냉방 엔탈피 기준값 이상이면, 상기 냉방쾌적 영역으로 설정된,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 냉방 실내온도 기준값은,
    상기 재실자가 없는 비재실 상태에서 상기 재실자가 있는 재실 상태보다 설정 온도차만큼 높게 설정된,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 히트펌프의 난방 운전시,
    상기 공조 대상실의 실내 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값 이하이고, 실내 공기의 엔탈피가 미리 설정된 난방 엔탈피 기준값 이하이면, 상기 난방 영역으로 설정되고,
    상기 공조 대상실의 실내 온도가 상기 난방 실내온도 기준값 초과하고, 상기 공조 대상실의 실내 습도가 미리 설정된 난방 상대습도 기준값 이하이고, 실내 공기의 엔탈피가 상기 난방 엔탈피 기준값 이하이면, 상기 가습 영역으로 설정되고,
    상기 공조 대상실의 실내 온도가 상기 난방 실내온도 기준값 초과하고, 상기 공조 대상실의 실내 습도가 상기 난방 상대습도 기준값 초과하고, 실내 공기의 엔탈피가 상기 난방 엔탈피 기준값 이하이면, 상기 난방 쾌적 영역으로 설정된,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 난방 실내온도 기준값은,
    상기 재실자가 없는 비재실 상태에서 상기 재실자가 있는 재실 상태보다 설정 온도차만큼 낮게 설정된,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  16. 공기를 집열 매체로 사용하여 태양열을 집열하는 집열기와;
    상기 집열기에서 나온 공기와 실외 공기 중 적어도 하나와 공조 대상실에서 흡입한 실내 공기를 열교환시키는 열교환 환기유닛과;
    상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 내부에 구비된 상변화물질(PCM, Phase Change Material)의 상변화에 따른 잠열을 이용하여 예열 또는 예냉하기 위한 PCM 유닛과;
    상기 PCM 유닛에서 나온 공기를 정화시키기 위한 공기정화유닛과;
    상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실외기와, 상기 PCM 유닛, 상기 공기정화유닛 및 상기 공조 대상실 중 적어도 하나에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실내기를 포함하여, 상기 공조 대상실을 냉방 또는 난방시키기 위한 히트펌프와;
    상기 공조 대상실의 재실자의 유무를 감지하는 재실자 센서와;
    상기 공조 대상실의 실내 공기의 이산화탄소 농도와 초미세먼지 농도를 포함한 실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 센서와;
    상기 공조 대상실의 실외 공기의 초미세먼지 농도를 포함하는 실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 센서와;
    상기 공조 대상실의 실내 온도를 측정하는 실내 온도센서와;
    상기 공조 대상실의 실내 습도를 측정하는 실내 습도센서와;
    상기 공조 대상실의 실외 온도를 측정하는 실외 온도센서와;
    상기 공조 대상실의 실외 습도를 측정하는 실외 습도센서와;
    상기 집열기의 집열 온도를 측정하는 집열기 온도센서와;
    상기 실내,외 공기질과 재실 상태에 따라 미리 설정된 복수의 운전 개시조건들 중 하나를 판단하고, 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 운전 개시조건들 중 어느 하나가 판단되면,
    상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 실내 습도 및 실내 공기 엔탈피를 포함한 공조 대상실의 상태값이 습공기선도에서 미리 설정된 냉방쾌적 영역, 냉방 영역 및 제습 영역 중 어느 영역에 포함되는 지에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛을 제어하여, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역에 포함되도록 제어하고,
    상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방 영역에 속하면, 실외 공기 엔탈피, 실내 공기 엔탈피, 상기 열교환 환기유닛에서 열교환되어 나와 상기 공조 대상실로 공급되기 이전의 급기(Supply air)의 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 냉방 습공기 엔탈피 제어모드를 수행하고,
    상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 제습 영역에 속하면, 실외 공기 중 수증기 엔탈피, 실내 공기 중 수증기 엔탈피, 상기 급기 중 수증기 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 냉방 수증기 엔탈피 제어모드를 수행하는,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  17. 공기를 집열 매체로 사용하여 태양열을 집열하는 집열기와;
    상기 집열기에서 나온 공기와 실외 공기 중 적어도 하나와 공조 대상실에서 흡입한 실내 공기를 열교환시키는 열교환 환기유닛과;
    상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 내부에 구비된 상변화물질(PCM, Phase Change Material)의 상변화에 따른 잠열을 이용하여 예열 또는 예냉하기 위한 PCM 유닛과;
    상기 PCM 유닛에서 나온 공기를 정화시키기 위한 공기정화유닛과;
    상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실외기와, 상기 PCM 유닛, 상기 공기정화유닛 및 상기 공조 대상실 중 적어도 하나에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실내기를 포함하여, 상기 공조 대상실을 냉방 또는 난방시키기 위한 히트펌프와;
    상기 공조 대상실의 재실자의 유무를 감지하는 재실자 센서와;
    상기 공조 대상실의 실내 공기의 이산화탄소 농도와 초미세먼지 농도를 포함한 실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 센서와;
    상기 공조 대상실의 실외 공기의 초미세먼지 농도를 포함하는 실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 센서와;
    상기 공조 대상실의 실내 온도를 측정하는 실내 온도센서와;
    상기 공조 대상실의 실내 습도를 측정하는 실내 습도센서와;
    상기 공조 대상실의 실외 온도를 측정하는 실외 온도센서와;
    상기 공조 대상실의 실외 습도를 측정하는 실외 습도센서와;
    상기 집열기의 집열 온도를 측정하는 집열기 온도센서와;
    상기 실내,외 공기질과 재실 상태에 따라 미리 설정된 복수의 운전 개시조건들 중 하나를 판단하고, 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 운전 개시조건들 중 어느 하나가 판단되면,
    상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 상대습도 및 실내 공기 엔탈피를 포함한 공조 대상실의 상태값이 습공기선도에서 미리 설정된 난방쾌적 영역, 난방 영역 및 가습 영역 중 어느 영역에 포함되는 지에 따라 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛을 제어하여, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역에 포함되도록 제어하고,
    상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 집열 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값 이하로 상기 집열기의 사용 정지 조건일 경우, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방 영역에 속하면,
    실외 공기 엔탈피, 실내 공기 엔탈피, 상기 열교환 환기유닛에서 열교환되어 나와 상기 공조 대상실로 공급되기 이전의 급기(Supply air)의 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하고, 상기 집열기를 운영하지 않도록 제어하는 난방 습공기 엔탈피 제어모드를 수행하고,
    상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 집열 온도가 미리 설정된 난방 실내온도 기준값 이하로 상기 집열기의 사용 정지 조건일 경우, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 가습 영역에 속하면,
    실외 공기 중 수증기 엔탈피, 실내 공기 중 수증기 엔탈피, 상기 급기 중 수증기 엔탈피에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하고, 상기 집열기를 운영하지 않도록 제어하는 난방 수증기 엔탈피 제어모드를 수행하는,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
  18. 공기를 집열 매체로 사용하여 태양열을 집열하는 집열기와;
    상기 집열기에서 나온 공기와 실외 공기 중 적어도 하나와 공조 대상실에서 흡입한 실내 공기를 열교환시키는 열교환 환기유닛과;
    상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 내부에 구비된 상변화물질(PCM, Phase Change Material)의 상변화에 따른 잠열을 이용하여 예열 또는 예냉하기 위한 PCM 유닛과;
    상기 PCM 유닛에서 나온 공기를 정화시키기 위한 공기정화유닛과;
    상기 열교환 환기유닛에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실외기와, 상기 PCM 유닛, 상기 공기정화유닛 및 상기 공조 대상실 중 적어도 하나에서 나온 공기를 냉매와 열교환시키는 실내기를 포함하여, 상기 공조 대상실을 냉방 또는 난방시키기 위한 히트펌프와;
    상기 공조 대상실의 재실자의 유무를 감지하는 재실자 센서와;
    상기 공조 대상실의 실내 공기의 이산화탄소 농도와 초미세먼지 농도를 포함한 실내 공기질을 측정하는 실내 공기질 센서와;
    상기 공조 대상실의 실외 공기의 초미세먼지 농도를 포함하는 실외 공기질을 측정하는 실외 공기질 센서와;
    상기 공조 대상실의 실내 온도를 측정하는 실내 온도센서와;
    상기 공조 대상실의 실내 습도를 측정하는 실내 습도센서와;
    상기 공조 대상실의 실외 온도를 측정하는 실외 온도센서와;
    상기 공조 대상실의 실외 습도를 측정하는 실외 습도센서와;
    상기 집열기의 집열 온도를 측정하는 집열기 온도센서와;
    상기 실내,외 공기질과 재실 상태에 따라 미리 설정된 복수의 운전 개시조건들 중 하나를 판단하고, 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛의 작동을 제어하는 제어부와;
    사용자 선호도 조사 결과에 의해 설정된 복수의 온열 환경 선호도들 중 하나를 입력받는 입력부와;
    상기 입력된 온열 환경 선호도에 따라 습공기선도에서 냉방쾌적 영역, 냉방 영역, 제습 영역, 난방 쾌적 영역, 난방 영역 및 가습 영역을 다르게 도출하여 설정하는 연산부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 운전 개시조건들 중 어느 하나가 판단되면,
    상기 히트펌프의 냉방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 실내 습도 및 실내 공기 엔탈피를 포함한 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역, 상기 냉방 영역 및 상기 제습 영역 중 어느 영역에 포함되는 지에 따라 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛을 제어하여, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 냉방쾌적 영역에 포함되도록 제어하고,
    상기 히트펌프의 난방 운전시, 상기 공조 대상실의 실내 온도, 상대습도 및 실내 공기 엔탈피를 포함한 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역, 상기 난방 영역 및 상기 상기 가습 영역 중 어느 영역에 포함되는 지에 따라 상기 집열기, 상기 히트펌프, 상기 열교환 환기유닛 및 상기 공기정화유닛을 제어하여, 상기 공조 대상실의 상태값이 상기 난방쾌적 영역에 포함되도록 제어하는,
    실내공기질 및 열환경의 동시 제어가 가능한 공기식 태양열 집열기 연계 공기조화 시스템.
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