KR102664464B1 - A deep-learning based energy-saving air-conditioner and control method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실외기와 상기 실외기로부터 공급되는 열매체와 실내 공기를 열교환시켜 실내공간을 냉방 또는 난방시키는 공기조절기(AHU)를 포함하는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기에 있어서, 상기 공기조절기의 일측에 설치되어 외부로 배기되는 실내 공기와 상기 공기조절기의 내부로 유입되는 실외 공기를 전열교환시키는 회전형 전열교환기부, 상기 전열교환하는 실내외 공기의 온습도 정보를 측정하는 온습도 센싱부, 상기 회전형 전열교환기부의 동작을 제어하는 제어모듈을 포함하고, 상기 제어모듈은 상기 온습도 센싱부에서 측정된 상기 전열교환 이전의 실외 공기(OA)에 대한 온습도 정보를 입력으로 하여 상기 회전형 전열교환기부의 회전속도를 출력하도록 기계학습된 딥러닝부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a deep learning-based energy-saving air conditioner including an outdoor unit and an air conditioner (AHU) that cools or heats an indoor space by exchanging heat between the heat medium supplied from the outdoor unit and indoor air, and is provided on one side of the air conditioner. A rotary heat exchanger unit installed to exchange heat between indoor air exhausted to the outside and outdoor air flowing into the air conditioner, a temperature and humidity sensing unit measuring temperature and humidity information of the indoor and outdoor air to be exchanged heat, and the rotary heat exchanger. It includes a control module that controls the operation of the base, and the control module inputs temperature and humidity information about the outdoor air (OA) before the heat exchange measured by the temperature and humidity sensing unit to determine the rotation speed of the rotary heat exchanger unit. It is characterized by including a deep learning unit that has been machine learned to output.

Description

딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기 및 그 제어방법{A deep-learning based energy-saving air-conditioner and control method thereof}Deep learning based energy-saving air-conditioner and control method thereof}

본 발명은 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 회전형 전열교환기를 적용한 공기조화기에 있어서 딥러닝 기법을 이용하여 공기조화기의 운전 조건별로 상기 회전형 전열교환기의 회전 속도를 최적 속도로 제어함으로써 공기조화기 성능과 전열교환 효율을 향상시켜 에너지 절감에 기여할 수 있는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a deep learning-based energy-saving air conditioner and a control method thereof. More specifically, in an air conditioner applying a rotary total heat exchanger, the deep learning technique is used to control the air conditioner according to the operating conditions of the air conditioner. This study relates to a deep learning-based energy-saving air conditioner and its control method that can contribute to energy savings by improving the performance and total heat exchange efficiency of the air conditioner by controlling the rotation speed of the typical total heat exchanger at the optimal speed.

일반적으로 공기조화장치란 실내로 공급되는 공기의 온도, 습도, 기류 등을 최적 상태로 조절하여 주는 장치를 의미하는 것으로서, 통상 가정용으로 사용되는 소형 공기조화장치와 빌딩이나 공장 등의 대형 공간에 사용되는 순환식 공기조화장치로 구분된다.In general, an air conditioning device refers to a device that optimally adjusts the temperature, humidity, and airflow of air supplied indoors. It is usually used in small air conditioning devices for home use and in large spaces such as buildings and factories. It is classified into a circulating air conditioning device.

이 중 순환식 공기조화장치는 냉매와 공기의 열교환이 이루어지는 공기조절기와 실내 공간을 벽면 또는 천정면에 형성된 공기 유로로 연결하고 상기 공기조절기에서 온도와 습도가 조절된 공기가 지속적으로 실내 공간으로 공급되도록 구성되는데, 이러한 공기조절기는 복수 개의 패널이 육면체 형태의 관형 덕트를 형성하도록 조립되어 주로 건물의 외부 또는 지하(저층) 바닥면 등에 고정 설치된다.Among these, the circulating air conditioning device connects the indoor space with an air conditioner in which heat exchange between refrigerant and air is performed through an air channel formed on the wall or ceiling, and the air conditioner continuously supplies air with controlled temperature and humidity to the indoor space. This air conditioner is composed of a plurality of panels assembled to form a hexahedral tubular duct, and is mainly installed fixedly on the outside of a building or on the floor of a basement (lower floor).

상기와 같이 구성되는 순환식 공기조화장치의 경우, 상기 공기조절기에서 실내 공기를 흡입하여 일부는 배기시키고 나머지는 실외 공기와 혼합하여 이를 냉매가 흐르는 열교환기와 열교환시킨 후 상기 공기 유로를 통해 다시 실내 공간으로 공급하도록 구성된다.In the case of a circulating air conditioning device configured as above, the air conditioner sucks in indoor air, exhausts some of it, mixes the rest with outdoor air, exchanges heat with a heat exchanger through which refrigerant flows, and returns to the indoor space through the air flow path. It is configured to supply.

이 경우 배기되는 실내 공기의 폐열 회수를 통한 에너지 절감을 위하여 대부분의 순환식 공기조화기는 배기되는 실내 공기와 유입되는 실외 공기를 전열교환시켜 실내 공기의 폐열을 회수하는 전열교환기를 사용하게 되는데, 이러한 배기열 회수용 전열교환기를 적용한 순환식 공기조화장치에 관한 상세한 구성은 하기 [문헌 1]과 [문헌 2]에 상세히 개시되어 있다.In this case, in order to save energy by recovering the waste heat of the exhausted indoor air, most circulation air conditioners use a total heat exchanger that recovers the waste heat of the indoor air by exchanging heat between the exhausted indoor air and the incoming outdoor air. The detailed configuration of a circulation air conditioning device using a total heat exchanger for exhaust heat recovery is disclosed in detail in [Document 1] and [Document 2] below.

상기 배기열 회수용 전열교환기는 열교환기의 구조 및 전열교환 방식에 따라 판형 전열교환기(문헌 1의 경우)과 회전형 전열교환기(문헌 2의 경우)로 구분될 수 있는데, 회전형 전열교환기의 전열교환 효율이 상대적으로 우수하기 때문에 최근에는 회전형 전열교환기를 적용한 제품의 보급이 점차적으로 증가하는 추세이다.The total heat exchanger for exhaust heat recovery can be divided into a plate-type total heat exchanger (in the case of Document 1) and a rotary total heat exchanger (in the case of Document 2) depending on the structure of the heat exchanger and the total heat exchange method. Because of its relatively excellent efficiency, the spread of products using rotary total heat exchangers has been gradually increasing recently.

그러나, 이러한 회전형 전열교환기의 경우 회전 속도를 증가시킬수록 전열교환 효율이 높아지는 것으로 알려져 있으나, 이는 전열교환기의 회전속도 증가에 따른 제반 손실인자(누기율 증가, 전열교환기 구동모터의 입력 증가, 기구부 마모도 증가, 고장 발생율 증가)를 반영하지 않은 것이기 때문에 공기조화기의 운전 조건에 따라서는 고속으로 전열교환기를 회전시키는 경우가 오히려 저속이나 중속으로 회전시키는 경우보다 공기조화기의 성능 및/또는 전열교환 효율 측면에서 더 불리해지는 문제점이 있었다. However, in the case of such a rotary total heat exchanger, it is known that the total heat exchange efficiency increases as the rotation speed increases, but this is due to various loss factors (increased leakage rate, increased input of the total heat exchanger drive motor, mechanical Because it does not reflect increased wear and failure rate), depending on the operating conditions of the air conditioner, rotating the total heat exchanger at high speed improves the performance and/or total heat exchange of the air conditioner compared to rotating the total heat exchanger at low or medium speed. There was a problem that made it more disadvantageous in terms of efficiency.

[문헌 1] 한국공개특허 제2001-0094498호(2001. 11. 1. 공개)[Document 1] Korean Patent Publication No. 2001-0094498 (published on November 1, 2001)

[문헌 2] 한국등록특허 제10-1036193호(2011. 5. 16. 공고)[Document 2] Korean Patent No. 10-1036193 (announced on May 16, 2011)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 회전형 전열교환기를 적용한 공기조화기에 있어서 딥러닝 기법을 이용하여 공기조화기의 운전 조건별로 상기 회전형 전열교환기의 회전 속도를 최적 속도로 제어함으로써 공기조화기 성능과 전열교환 효율을 향상시켜 에너지 절감에 기여할 수 있는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above. The purpose of the present invention is to use a deep learning technique in an air conditioner applying a rotary total heat exchanger to determine the rotary total heat exchanger according to the operating conditions of the air conditioner. The purpose is to provide a deep learning-based energy-saving air conditioner and its control method that can contribute to energy savings by improving air conditioner performance and heat exchange efficiency by controlling the rotation speed of the air conditioner at an optimal speed.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 실외기와 상기 실외기로부터 공급되는 열매체와 실내 공기를 열교환시켜 실내공간을 냉방 또는 난방시키는 공기조절기(AHU)를 포함하는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기에 있어서, 상기 공기조절기의 일측에 설치되어 외부로 배기되는 실내 공기와 상기 공기조절기의 내부로 유입되는 실외 공기를 전열교환시키는 회전형 전열교환기부, 상기 전열교환하는 실내외 공기의 온습도 정보를 측정하는 온습도 센싱부, 상기 회전형 전열교환기부의 동작을 제어하는 제어모듈을 포함하고, 상기 제어모듈은 상기 온습도 센싱부에서 측정된 상기 전열교환 이전의 실외 공기(OA)에 대한 온습도 정보를 입력으로 하여 상기 회전형 전열교환기부의 회전속도를 출력하도록 기계학습된 딥러닝부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a deep learning-based energy-saving air conditioning system that includes an outdoor unit and an air conditioner (AHU) that cools or heats the indoor space by exchanging heat between the heat medium supplied from the outdoor unit and indoor air. In the apparatus, a rotary heat exchanger unit installed on one side of the air conditioner to exchange heat between indoor air exhausted to the outside and outdoor air flowing into the air conditioner, and measuring temperature and humidity information of the indoor and outdoor air for which the heat is exchanged. It includes a temperature and humidity sensing unit and a control module that controls the operation of the rotary heat exchanger unit, wherein the control module receives temperature and humidity information about the outdoor air (OA) before the heat exchange measured by the temperature and humidity sensing unit as input. It is characterized by including a deep learning unit that is machine-learned to output the rotation speed of the rotary heat exchanger unit.

또한, 상기 제어모듈은, 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대해 상기 회전형 전열교환기부의 회전속도별로 측정된 상기 전열교환 이후의 실외 공기(SA)와 전열교환 이전의 실내 공기(RA)에 대한 온습도 정보인 실내외 공기 온습도 정보가 저장된 메모리부, 상기 실내외 공기 온습도 정보를 이용하여 상기 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대한 상기 회전형 전열교환기부의 회전속도별 전열교환 효율을 연산한 운전데이터를 생성하는 전열효율 연산부, 미리 정해진 회전속도별 가중치를 적용하여 상기 운전데이터의 전열교환 효율을 보정하여 딥러닝을 위한 학습데이터를 생성하는 학습데이터 생성부를 더 포함하되, 상기 딥러닝부는 상기 학습데이터를 이용하여 실외 공기(OA)의 온습도 조건별로 전열교환 효율이 가장 높은 회전속도를 출력하도록 기계학습하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control module controls the outdoor air (SA) after total heat exchange and the indoor air (RA) before total heat exchange, which are measured for each rotational speed of the rotary total heat exchanger unit, with respect to the temperature and humidity conditions of outdoor air (OA). A memory unit storing indoor/outdoor air temperature/humidity information, which is temperature/humidity information for indoor/outdoor air, operating data calculating heat exchange efficiency at each rotational speed of the rotary heat exchanger unit for the temperature/humidity conditions of the outdoor air (OA) using the indoor/outdoor air temperature/humidity information. It further includes a heat efficiency calculating unit that generates a learning data generation unit that generates learning data for deep learning by correcting the heat exchange efficiency of the operation data by applying a predetermined weight for each rotation speed, wherein the deep learning unit generates the learning data. It is characterized by machine learning to output the rotation speed with the highest heat exchange efficiency for each temperature and humidity condition of outdoor air (OA).

또한, 상기 회전속도별 가중치는 회전형 전열교환기부의 회전속도의 증가에 따른 누기율 증가 인자, 회전형 전열교환기 구동력 증가 인자, 기구부 마모도 증가 인자, 기구부 고장률 증가 인자 중 적어도 어느 하나의 인자를 포함하여 정해지는 것을 특징으로 한다.In addition, the weight for each rotational speed includes at least one of the following factors: an increase in air leakage rate due to an increase in the rotational speed of the rotary heat exchanger, an increase in driving force of the rotary heat exchanger, an increase in wear of the mechanism, and an increase in failure rate of the mechanism. It is characterized by being determined.

또한, 상기 회전속도별 가중치는 상기 회전형 전열교환기부의 회전속도가 증가될수록 작아지도록 정해지되, 냉방운전 또는 난방운전 중 어느 하나인 상기 공기조화기의 운전모드별로 다르게 정해지는 것을 특징으로 한다.In addition, the weight for each rotational speed is determined to decrease as the rotational speed of the rotary heat exchanger unit increases, and is determined differently depending on the operation mode of the air conditioner, which is either a cooling operation or a heating operation. .

또한, 상기 제어부는 공기조화기의 운전 중에 미리 정해진 방식에 따라 현재 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대해 상기 회전형 전열교환기부의 회전속도를 변화시키면서 상기 실내외 공기 온습도 정보를 수집하여 상기 메모리부에 저장하는 온습도 정보 수집모드를 더 수행하고, 미리 정해진 주기에 따라 상기 새로 저장된 실내외 공기 온습도 정보를 이용하여 상기 딥러닝부가 재학습하도록 상기 전열효율 연산부, 학습데이터 생성부 및 딥러닝부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the control unit collects the indoor and outdoor air temperature and humidity information while changing the rotation speed of the rotary heat exchanger unit with respect to the current temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA) according to a predetermined method during operation of the air conditioner, and the memory unit collects the temperature and humidity information of the indoor and outdoor air. Further perform a temperature and humidity information collection mode to store the temperature and humidity information, and control the operations of the thermal efficiency calculation unit, the learning data generation unit and the deep learning unit so that the deep learning unit re-learns using the newly stored indoor and outdoor air temperature and humidity information according to a predetermined cycle. It is characterized by:

또한, 본 발명은 실외기와 상기 실외기로부터 공급되는 열매체와 실내 공기를 열교환시켜 실내공간을 냉방 또는 난방시키는 공기조절기(AHU)를 포함하는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 제어방법에 있어서, (a) 상기 공기조절기의 외부로 배기되는 실내 공기와 상기 공기조절기의 내부로 유입되는 실외 공기를 전열교환시키는 회전형 전열교환기에서 전열교환 이전의 실외 공기(OA)의 온습도 정보를 측정하는 단계, (b) 상기 측정된 실외 공기(OA)의 온습도 정보를 입력으로 하여 상기 회전형 전열교환기의 회전속도를 출력하도록 기계학습된 딥러닝 모듈을 이용하여 상기 회전형 전열교환기의 회전속도를 결정하는 단계, 및 (c) 상기 결정된 회전속도로 상기 회전형 전열교환기를 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention relates to a control method of a deep learning-based energy-saving air conditioner including an outdoor unit and an air conditioner (AHU) that cools or heats an indoor space by exchanging heat between the heat medium supplied from the outdoor unit and indoor air, (a) measuring temperature and humidity information of outdoor air (OA) before heat exchange in a rotary heat exchanger that exchanges heat between indoor air exhausted to the outside of the air conditioner and outdoor air flowing into the air conditioner, (b) determining the rotation speed of the rotary total heat exchanger using a machine-learned deep learning module to input the measured temperature and humidity information of the outdoor air (OA) and output the rotation speed of the rotary total heat exchanger. , and (c) rotating the rotary total heat exchanger at the determined rotation speed.

또한, (d) 상기 딥러닝 모듈을 기계학습시키는 단계를 더 포함하되, 상기 (d) 단계는 상기 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대해 상기 회전형 전열교환기의 회전속도별로 상기 전열교환 이후의 실외 공기(SA)와 전열교환 이전의 실내 공기(RA)에 대한 온습도 정보인 실내외 공기 온습도 정보를 측정하는 단계, 상기 실내외 공기 온습도 정보를 이용하여 상기 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대한 상기 회전형 전열교환기의 회전속도별 전열교환 효율을 연산하여 운전데이터를 생성하는 단계, 미리 정해진 회전속도별 가중치를 적용하여 상기 운전데이터의 전열교환 효율을 보정하여 딥러닝을 위한 학습데이터를 생성하는 단계, 및 상기 학습데이터를 이용하여 실외 공기(OA)의 온습도 조건별로 전열교환 효율이 가장 높은 회전속도를 출력하도록 기계학습하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, (d) further includes the step of machine learning the deep learning module, wherein the step (d) is performed after the total heat exchange according to the rotation speed of the rotary total heat exchanger with respect to the temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA). Measuring indoor and outdoor air temperature and humidity information, which is temperature and humidity information about indoor air (RA) before heat exchange with outdoor air (SA), and using the indoor and outdoor air temperature and humidity information to determine the temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA) Generating operation data by calculating the heat exchange efficiency for each rotational speed of a typical heat exchanger, generating learning data for deep learning by correcting the heat exchange efficiency of the operation data by applying a predetermined weight for each rotation speed, And a machine learning step using the learning data to output a rotational speed with the highest heat exchange efficiency for each temperature and humidity condition of outdoor air (OA).

또한, (e) 공기조화기의 운전 중에 미리 정해진 방식에 따라 현재 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대해 상기 회전형 전열교환기의 회전속도를 변화시키면서 상기 실내외 공기 온습도 정보를 수집하는 단계와, (f) 미리 정해진 주기에 따라 상기 (e) 단계에서 수집된 실내외 공기 온습도 정보를 이용하여 상기 딥러닝 모듈을 재학습시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, (e) collecting the indoor and outdoor air temperature and humidity information while changing the rotational speed of the rotary total heat exchanger with respect to the current temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA) according to a predetermined method while operating the air conditioner, ( f) further comprising the step of retraining the deep learning module using the indoor and outdoor air temperature and humidity information collected in step (e) according to a predetermined cycle.

본 발명에 따른 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기 및 그 제어방법은 회전형 전열교환기를 적용한 공기조화기에 있어서 상기 회전형 전열교환기의 회전 속도 증가에 따른 손실인자의 영향을 고려하여 상기 회전형 전열교환기의 회전 속도를 최적 속도로 제어하도록 구성되기 때문에 공기조화기 성능과 전열교환 효율을 향상시킴으로써 에너지 절감에 기여할 수 있는 장점을 가진다.The deep learning-based energy-saving air conditioner and its control method according to the present invention consider the influence of loss factors due to an increase in the rotation speed of the rotary heat exchanger in an air conditioner applying a rotary heat exchanger. Since it is configured to control the rotational speed of the total heat exchanger at an optimal speed, it has the advantage of contributing to energy saving by improving the performance of the air conditioner and total heat exchange efficiency.

또한, 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기 및 그 제어방법은 딥러닝 기법을 이용하여 공기조화기의 운전 조건(운전모드 및 실외 공기 온습도 조건)별로 상기 회전형 전열교환기의 최적 속도를 결정하도록 구성되기 때문에 상기 공기조화기의 임의의 운전 조건에 대해서도 높은 신뢰도를 가진 에너지 절감 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.In addition, the deep learning-based energy-saving air conditioner and its control method according to the present invention use deep learning techniques to optimize the rotary heat exchanger according to the operating conditions (operating mode and outdoor air temperature and humidity conditions) of the air conditioner. Since it is configured to determine the speed, it has the advantage of achieving a highly reliable energy saving effect even under arbitrary operating conditions of the air conditioner.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 전체 구성을 나타낸 도면,
도2는 도1에 도시한 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기에 적용된 공기조절기의 구성을 나타낸 도면,
도3은 도2에 도시한 공기조절기에 설치된 회전형 전열교환기에서의 전열교환 과정을 설명하기 위한 도면,
도4a와 도4b는 각각 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 동작 구성을 설명하기 위한 블럭도,
도5는 도4b에 도시한 전열효율 연산부와 학습데이터 생성부에서 생성한 운전데이터와 학습데이터의 일예를 나타낸 도면,
도6은 도4b에 도시한 딥러닝부의 학습 알고리즘 구조를 설명하기 위한 도면,
도7과 도8은 각각 도1에 도시한 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
1 is a diagram showing the overall configuration of a deep learning-based energy-saving air conditioner according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a diagram showing the configuration of an air conditioner applied to the deep learning-based energy-saving air conditioner shown in Figure 1;
Figure 3 is a diagram for explaining the total heat exchange process in the rotary total heat exchanger installed in the air conditioner shown in Figure 2;
Figures 4a and 4b are block diagrams for explaining the operation configuration of a deep learning-based energy-saving air conditioner, respectively;
Figure 5 is a diagram showing an example of operation data and learning data generated by the heat efficiency calculation unit and learning data generation unit shown in Figure 4b;
Figure 6 is a diagram for explaining the structure of the learning algorithm of the deep learning unit shown in Figure 4b;
Figures 7 and 8 are flow charts to explain the control method of the deep learning-based energy-saving air conditioner shown in Figure 1, respectively.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 이용하여 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail using the accompanying drawings.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 전체 구성을 나타낸 도면이고, 도2는 도1에 도시한 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기에 적용된 공기조절기의 구성을 나타낸 도면이며, 도3은 도2에 도시한 공기조절기에 설치된 회전형 전열교환기에서의 전열교환 과정을 설명하기 위한 도면이다.Figure 1 is a diagram showing the overall configuration of a deep learning-based energy-saving air conditioner according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is an air conditioner applied to the deep learning-based energy-saving air conditioner shown in Figure 1. This is a diagram showing the configuration, and Figure 3 is a diagram for explaining the total heat exchange process in the rotary total heat exchanger installed in the air conditioner shown in Figure 2.

본 발명에 따른 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기는 열매체를 공급하는 실외기(20)와, 상기 실외기(20)로부터 공급되는 열매체와 실내 공기를 열교환시켜 실내공간(30)을 냉방 또는 난방시키는 공기조절기(10)(AHU, Air Handling Unit)를 포함하여 구성된다.The deep learning-based energy-saving air conditioner according to the present invention includes an outdoor unit (20) that supplies a heat medium, and air that cools or heats the indoor space (30) by heat exchanging the heat medium supplied from the outdoor unit (20) and indoor air. It consists of a regulator (10) (AHU, Air Handling Unit).

이때, 상기 실외기(20)는 냉열원 또는 온열원으로 기능하는 것으로 통상의 냉방용 에어컨 실외기, EHP/GHP 등의 히트펌프 실외기, 칠러 또는 보일러 등으로 구성될 수 있는데, 설명의 편의를 위하여 본 실시예에서는 상기 실외기(20)가 EHP 실외기인 경우를 일예로서 설명한다.At this time, the outdoor unit 20 functions as a cold heat source or a hot heat source and may be composed of a normal air conditioner outdoor unit for cooling, a heat pump outdoor unit such as EHP/GHP, a chiller, or a boiler. For convenience of explanation, this embodiment In the example, the case where the outdoor unit 20 is an EHP outdoor unit will be described as an example.

본 실시예의 경우 상기 실외기(20)는 내부에 압축기(미도시), 응축기(미도시) 및 팽창밸브(미도시)를 구비하여 후술하는 공기조절기(10) 내부의 코일 열교환기(142)와 함께 냉동사이클을 구성하는 것으로서, 냉방시 저온저압의 냉매를 공급하는 토출관(21)과 실내 공기와 열교환한 냉매가 유입되는 흡입관(22)을 통하여 상기 공기조절기(10)의 코일 열교환기(142)와 연결된다.In the case of this embodiment, the outdoor unit 20 has a compressor (not shown), a condenser (not shown), and an expansion valve (not shown) inside, together with a coil heat exchanger 142 inside the air conditioner 10 to be described later. Constituting a refrigeration cycle, the coil heat exchanger (142) of the air regulator (10) is operated through a discharge pipe (21) that supplies low-temperature, low-pressure refrigerant during cooling and a suction pipe (22) through which refrigerant that has exchanged heat with indoor air flows in. is connected to

또한, 상기 공기조절기(10)는 흡기관(40)과 급기관(50)을 통해 냉난방이 필요한 적어도 하나의 실내 공간(30)과 연결되는데, 상기 흡기관(40)과 급기관(50)은 건물의 벽면이나 천정을 통하여 실내 공간(30) 내부와 연통되도록 설치된다.In addition, the air conditioner 10 is connected to at least one indoor space 30 requiring cooling and heating through an intake pipe 40 and an air supply pipe 50, where the intake pipe 40 and the air supply pipe 50 are It is installed to communicate with the interior of the indoor space 30 through the wall or ceiling of the building.

이 경우, 상기 흡기관(40)과 급기관(50)은 배관이나 덕트 형태로 구성되는 것이 바람직하다.In this case, the intake pipe 40 and the air supply pipe 50 are preferably configured in the form of pipes or ducts.

상술한 바와 같이 실내 공간(30)과 연결된 공기조절기(10)는 흡기관(40)을 통해 실내 공기를 흡입한 후 이 중 일부는 배기관(60)을 통해 외부로 배출하고 실외공기 유입관(70)을 통해 유입한 실외 공기와 나머지 실내 공기를 혼합하여 냉매가 흐르는 코일 열교환기(142)와 열교환이 이루어지도록 한다.As described above, the air conditioner (10) connected to the indoor space (30) sucks indoor air through the intake pipe (40), then discharges some of it to the outside through the exhaust pipe (60) and the outdoor air inlet pipe (70). ) is mixed with the outdoor air introduced through the remaining indoor air to exchange heat with the coil heat exchanger 142 through which the refrigerant flows.

이와 같이 열교환이 이루어진 공기는 급기관(50)을 통하여 실내 공간(30)으로 공급되는데, 상기 실내 공간의 벽면 또는 천정 일측에는 상기 흡기관(40)과 연통되는 흡기공(31)과 급기관(50)과 연통되는 급기공(32)이 형성되어 실내 공기의 흡입 및 공기조절기(10)로부터의 급기가 이루어지도록 한다.The air that has undergone heat exchange in this way is supplied to the indoor space 30 through the air supply pipe 50. On one side of the wall or ceiling of the indoor space, there is an intake hole 31 communicating with the intake pipe 40 and an air supply pipe ( A supply hole 32 communicating with 50 is formed to allow intake of indoor air and supply of air from the air conditioner 10.

한편, 상기 공기조절기(10)는 대략 복수의 패널을 조합하여 직육면체의 덕트 형상으로 이루어진 하우징(100)과, 상기 하우징(100) 내부에 형성된 흡기부(110), 공기혼합부(120), 제1열교환부(130), 제2열교환부(140), 급기부(150)를 포함하여 구성된다.On the other hand, the air conditioner 10 includes a housing 100 formed in the shape of a rectangular duct by combining a plurality of panels, an intake unit 110 formed inside the housing 100, an air mixing unit 120, and a It is comprised of a first heat exchange unit 130, a second heat exchange unit 140, and an air supply unit 150.

상기 흡기부(110)에서는 실내 공간(30)으로부터 실내 공기를 흡입하여 하우징(100) 내부로 유동시키게 되는데, 이를 위하여 상기 흡기부(110)는 흡기관(40)과 연통되는 흡기구(112)를 통해 실내 공기를 흡입하는 제1송풍팬(111)을 포함하여 구성된다.The intake unit 110 sucks indoor air from the indoor space 30 and flows it into the housing 100. For this purpose, the intake unit 110 has an intake port 112 that communicates with the intake pipe 40. It is configured to include a first blowing fan 111 that sucks indoor air through.

본 실시예의 경우 일예로서 상기 흡기구(112)는 상기 하우징(100)의 일측 단부 천정면에 형성되고, 상기 제1송풍팬(111)은 흡입된 실내 공기를 지면과 평행한 상기 하우징(l00)의 내부 유로 방향으로 배출하는 것으로 구성하였다.In the case of this embodiment, as an example, the intake port 112 is formed on the ceiling surface of one end of the housing 100, and the first blowing fan 111 blows the sucked indoor air into the housing 100 parallel to the ground. It is configured to discharge toward the internal flow path.

또한, 상기 공기혼합부(120)에서는 상기 제1송풍팬(111)에 의하여 상기 하우징(100)의 내부로 흡입된 실내 공기 중 일부의 배기와, 새로운 실외 공기의 유입이 이루어진다.In addition, the air mixing unit 120 exhausts some of the indoor air sucked into the housing 100 by the first blowing fan 111 and introduces new outdoor air.

이를 위하여, 상기 공기혼합부(120)는 중앙부의 격벽(125)에 의하여 상술한 흡기부(110)에 인접한 제1공간(123)과 후술하는 제2열교환부(140)에 인접한 제2공간(124)으로 구분되도록 구성되는데, 상기 제1공간(123)의 상부에는 흡입된 실내 공기 중 일부가 외부로 배출되는 배기구(121)가 형성되고 상기 제2공간(124)의 상부에는 실외 공기가 유입되는 실외공기 유입구(122)가 형성된다.For this purpose, the air mixing unit 120 is divided into a first space 123 adjacent to the above-described intake unit 110 by the central partition 125 and a second space adjacent to the second heat exchange unit 140 described later ( 124), wherein an exhaust port 121 is formed in the upper part of the first space 123 through which some of the sucked indoor air is discharged to the outside, and outdoor air flows in in the upper part of the second space 124. An outdoor air inlet 122 is formed.

따라서, 상기 제1송풍팬(111)에 의하여 제1공간(123)으로 유입된 실내 공기 중 일부는 배기구(121)를 통해 실외로 배출되고, 나머지는 격벽(125)에 형성된 바이패스 댐퍼(126)를 통해 제2공간(124)으로 유입되어 상기 실외공기 유입구(122)를 통해 유입되는 실외 공기와 혼합된다.Therefore, some of the indoor air introduced into the first space 123 by the first blowing fan 111 is discharged to the outdoors through the exhaust port 121, and the remainder is discharged to the outside through the bypass damper 126 formed on the partition wall 125. ) flows into the second space 124 and mixes with the outdoor air flowing in through the outdoor air inlet 122.

또한, 상기 제1열교환부(130)는 하우징(100) 내부에서 상기 배기구(121) 및 실외공기 유입구(122)와 상기 공기혼합부(120) 사이에 설치되어 공기혼합부(120)로부터 배출되는 실내 공기와 공기혼합부(120)로 유입되는 실외 공기를 전열교환시키는 회전형 전열교환기로 구성된다.In addition, the first heat exchange unit 130 is installed between the exhaust port 121 and the outdoor air inlet 122 and the air mixing unit 120 inside the housing 100 to discharge the air discharged from the air mixing unit 120. It consists of a rotary total heat exchanger that exchanges total heat between indoor air and outdoor air flowing into the air mixing unit 120.

구체적으로, 상기 제1열교환부(130)는 하우징(100) 내부에서 상기 배기구(121) 및 실외공기 유입구(122)와 상기 공기혼합부(120) 사이에 설치된 원반형의 케이싱(131), 상기 케이싱(131)의 중앙부에 형성된 회전축(132), 상기 케이싱(131)의 내부에서 상기 회전축(132)에 회전 가능하도록 결합된 원반형의 전열교환기 로터(133), 및 상기 전열교환기 로터(133)를 회전시키는 전열교환기 구동부(230)를 포함하여 구성된다.Specifically, the first heat exchange unit 130 includes a disk-shaped casing 131 installed between the exhaust port 121 and the outdoor air inlet 122 and the air mixing unit 120 inside the housing 100, and the casing A rotating shaft 132 formed in the central portion of the casing 131, a disk-shaped total heat exchanger rotor 133 rotatably coupled to the rotating shaft 132 inside the casing 131, and the total heat exchanger rotor 133 are rotated. It is composed of a total heat exchanger driving unit 230.

이때, 상기 전열교환기 로터(133)는 도3에 도시한 바와 같이 회전에 의하여 제1공간(123)에서 배기되는 실내 공기로부터 전달받은 현열과 잠열을 제2공간(124)으로 유입되는 실외 공기에 전달하는 방식으로 전열교환을 하게 된다.At this time, as shown in FIG. 3, the total heat exchanger rotor 133 rotates and transfers the sensible heat and latent heat transferred from the indoor air exhausted from the first space 123 to the outdoor air flowing into the second space 124. Heat is exchanged through heat transfer.

본 발명의 상세한 설명 및 특허청구범위에서는 설명의 편의를 위하여 상기 전열교환이 이루어지기 이전의 실외 공기는 '실외 공기(OA)', 전열교환이 이루어진 이후 상기 공기조절기(10)의 제2공간(124) 내부로 유입된 실외 공기는 '실외 공기(SA)', 전열교환이 이루어지기 이전의 실내 공기는 '실내 공기(RA)'로 각각 나타내기로 한다. In the detailed description and patent claims of the present invention, for convenience of explanation, the outdoor air before the total heat exchange is referred to as 'outdoor air (OA)', and the second space of the air conditioner 10 after the total heat exchange is performed ( 124) The outdoor air introduced inside will be referred to as ‘outdoor air (SA)’, and the indoor air before heat exchange will be referred to as ‘indoor air (RA)’.

또한, 상기 제2열교환부(140)는 상기 공기혼합부(120)의 후방에 배치되어 상기 공기혼합부(120)에서 공급되는 실내 공기와 실외 공기의 혼합 공기와 상기 실외기(20)로부터 공급되는 열매체 사이의 열교환이 이루어지게 되는데, 이를 위하여 상기 제2열교환부(140)는 공기 혼합부(120)로부터 유입되는 공기의 오염물질을 제거하기 위한 에어 필터(141)와, 상기 오염물질이 제거된 공기를 열매체와 열교환시키는 코일 열교환기(142)를 포함하여 구성된다.In addition, the second heat exchange unit 140 is disposed behind the air mixing unit 120 and mixes the indoor air and outdoor air supplied from the air mixing unit 120 with the mixed air supplied from the outdoor unit 20. Heat exchange between heating mediums is performed. For this purpose, the second heat exchange unit 140 includes an air filter 141 to remove contaminants from the air flowing in from the air mixing unit 120, and an air filter 141 from which the contaminants are removed. It is configured to include a coil heat exchanger 142 that exchanges heat with air and the heat medium.

이때, 상기 에어 필터(141)와 코일 열교환기(142)는 하우징(100)의 내부 유로에 수직으로 설치되어, 상기 하우징(100)을 유동하는 실내 공기와 실외 공기의 혼합 공기가 거의 수직으로 상기 에어 필터(141)와 코일 열교환기(142)의 전면부를 통과하도록 구성된다.At this time, the air filter 141 and the coil heat exchanger 142 are installed vertically in the internal flow path of the housing 100, so that the mixed air of indoor air and outdoor air flowing through the housing 100 flows almost vertically. It is configured to pass through the front part of the air filter 141 and the coil heat exchanger 142.

또한, 상술한 바와 같이 제2열교환부(140)를 통과한 공기는 급기부(150)의 제2송풍팬(151)에 의하여 급기관(50)과 연통되는 급기구(152)를 통하여 각 실내 공간(30)으로 공급됨으로써 상기 실내 공간(30)을 냉난방하게 된다.In addition, as described above, the air that has passed through the second heat exchange unit 140 is supplied to each room through the air supply port 152 communicated with the air supply pipe 50 by the second blowing fan 151 of the air supply unit 150. By being supplied to the space 30, the indoor space 30 is cooled and heated.

다음으로, 도4a 내지 도7을 이용하여 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 동작 구성을 설명하기로 한다.Next, the operation configuration of the deep learning-based energy-saving air conditioner according to the present invention configured as described above will be described using FIGS. 4A to 7.

도4a와 도4b는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 동작 구성을 설명하기 위한 블럭도이고, 도5는 도4b에 도시한 전열효율 연산부와 학습데이터 생성부에서 생성한 운전데이터와 학습데이터의 일예를 나타낸 도면이며, 도6은 도4b에 도시한 딥러닝부의 학습 알고리즘 구조를 설명하기 위한 도면이다.Figures 4a and 4b are block diagrams for explaining the operation configuration of a deep learning-based energy-saving air conditioner, and Figure 5 shows the operation data and learning generated by the thermal efficiency calculation unit and the learning data generation unit shown in Figure 4b. This is a diagram showing an example of data, and Figure 6 is a diagram for explaining the structure of the learning algorithm of the deep learning unit shown in Figure 4b.

본 발명에 따른 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기는 실내 공간(30) 또는 공기조절기(10)의 일측에 설치되어 공기조화기의 운전과 관련된 정보가 입력되거나 출력되는 입출력부(210), 상기 공기조화기의 운전에 필요한 온도와 습도에 관한 정보를 측정하기 위한 온습도 센싱부(220), 및 상기 입출력부(210)와 온습도 센싱부(220)로부터 입력된 정보에 따라 상기 공기조화기의 운전을 제어하는 제어모듈(200)을 포함하여 구성된다.The deep learning-based energy-saving air conditioner according to the present invention includes an input and output unit 210 that is installed on one side of the indoor space 30 or the air conditioner 10 and inputs or outputs information related to the operation of the air conditioner. A temperature and humidity sensing unit 220 for measuring information on temperature and humidity required for operation of the air conditioner, and operation of the air conditioner according to information input from the input/output unit 210 and the temperature and humidity sensing unit 220. It is configured to include a control module 200 that controls.

또한, 상기 온습도 센싱부(220)는 회전형 전열교환기인 상기 제1열교환부(130) 근처에서 전열교환 이전의 실외 공기(OA), 전열교환 이후의 실외 공기(SA), 및 전열교환 이전의 실내 공기(RA)의 온습도 정보를 측정하도록 구성되며, 필요에 따라서는 실내 공간(30)의 내부나 코일 열교환기(142) 부근 등 공기조절기(10)의 각 부분에 대한 온습도에 대한 정보를 측정할 수도 있다.In addition, the temperature and humidity sensing unit 220 detects outdoor air (OA) before total heat exchange, outdoor air (SA) after total heat exchange, and air before total heat exchange near the first heat exchange unit 130, which is a rotary total heat exchanger. It is configured to measure temperature and humidity information of indoor air (RA), and, if necessary, measures information on temperature and humidity for each part of the air conditioner 10, such as inside the indoor space 30 or near the coil heat exchanger 142. You may.

이때, 상기 온습도 정보는 온도계와 습도계를 이용한 온도와 습도로 표현될 수도 있고, 건습구 온도계를 이용한 건구 온도와 습구 온도로 표현될 수도 있다.At this time, the temperature and humidity information may be expressed as temperature and humidity using a thermometer and a hygrometer, or as dry bulb temperature and wet bulb temperature using a wet and dry bulb thermometer.

본 실시예에서는 일예로서 상기 온습도 정보가 건구 온도와 습구 온도로 표현되도록 구성하였는데, 이 경우 건구 온도와 습구 온도의 차이를 습도표나 습공기선도에서 검색하여 습도를 구할 수 있게 된다.In this embodiment, as an example, the temperature and humidity information is configured to be expressed as dry bulb temperature and wet bulb temperature. In this case, the humidity can be obtained by searching the difference between dry bulb temperature and wet bulb temperature in a humidity table or psychrometric diagram.

또한, 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기는 상기 전열교환기 로터(133)를 회전시키는 전열교환기 구동부(230), 제1,2송풍팬(111,151)을 구동시키는 송풍팬 구동부(240)와 실외기(20)의 압축기 등을 구동시키는 실외기 구동부(250)를 더 포함하여 구성되며, 상기 제어모듈(200)은 상기 입출력부(210)와 온습도 센싱부(220)에서 입력되는 정보를 이용하여 상기 전열교환기 구동부(230), 송풍팬 구동부(240), 및 실외기 구동부(250)의 동작을 제어함으로써 공기조화기의 운전을 제어하게 된다.In addition, the deep learning-based energy-saving air conditioner according to the present invention includes a total heat exchanger driving part 230 that rotates the total heat exchanger rotor 133, and a blowing fan driving part 240 that drives the first and second blowing fans 111 and 151. ) and an outdoor unit driving unit 250 that drives the compressor of the outdoor unit 20, and the control module 200 uses information input from the input/output unit 210 and the temperature and humidity sensing unit 220. Thus, the operation of the air conditioner is controlled by controlling the operations of the total heat exchanger driver 230, the blower fan driver 240, and the outdoor unit driver 250.

또한, 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 제어모듈(200)은 상술한 방식으로 공기조화기의 운전을 제어하는 제어부(201), 상기 온습도 센싱부에서 측정된 온습도 정보가 저장된 메모리부(202), 상기 온습도 정보를 이용하여 제1열전달부(130)(즉, 회전형 전열교환기 또는 전열교환기 로터)의 전열교환 효율을 연산하는 전열효율 연산부(203), 딥러닝 기법을 이용하여 상기 온습도 정보에 따라 상기 전열교환기 로터(133)의 회전속도를 결정하는 딥러닝부(204), 상기 전열교환 효율을 이용하여 상기 딥러닝부(204)의 학습데이터를 생성하는 학습데이터 생성부(205)를 포함하여 구성된다. In addition, the control module 200 of the deep learning-based energy-saving air conditioner according to the present invention includes a control unit 201 that controls the operation of the air conditioner in the above-described manner, and temperature and humidity information measured by the temperature and humidity sensing unit. A stored memory unit 202, a heat transfer efficiency calculation unit 203 that calculates the heat exchange efficiency of the first heat transfer unit 130 (i.e., a rotary heat exchanger or a heat exchange rotor) using the temperature and humidity information, and a deep learning technique. A deep learning unit 204 determines the rotation speed of the heat exchanger rotor 133 according to the temperature and humidity information, and generates learning data for the deep learning unit 204 using the heat exchange efficiency. It is composed of a unit 205.

이때, 상기 메모리부(202)에는 상기 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 따라 회전형 전열교환기부(즉, 상기 전열교환기 로터(133))의 회전속도별로 측정된 상기 실외 공기(SA)와 실내 공기(RA)의 온습도 정보가 저장될 수 있는데, 상기 온습도 정보는 시운전 등을 통하여 미리 측정되어 저장될 수 있다.At this time, the memory unit 202 contains the outdoor air (SA) and indoor air measured at the rotation speed of the rotary heat exchanger unit (i.e., the total heat exchanger rotor 133) according to the temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA). Temperature and humidity information of the air (RA) may be stored, and the temperature and humidity information may be measured and stored in advance through test runs, etc.

또한, 상기 전열효율 연산부(203)는 상기 메모리부(202)에 저장된 온습도 정보를 이용하여 상기 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 따른 회전형 전열교환기부(즉, 상기 전열교환기 로터(133))의 회전속도별 전열교환 효율을 연산하고, 이를 이용하여 생성한 운전데이터를 상기 메모리부(202)에 저장하게 된다.In addition, the thermal efficiency calculation unit 203 uses the temperature and humidity information stored in the memory unit 202 to determine the rotary heat exchanger unit (i.e., the total heat exchanger rotor 133) according to the temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA). The heat exchange efficiency is calculated for each rotation speed, and the operation data generated using this is stored in the memory unit 202.

또한, 상기 회전형 전열교환기부(즉, 상기 전열교환기 로터(133))의 전열교환 효율(ηTH)은 아래의 [수식 1]에 의하여 구해질 수 있다.In addition, the total heat exchange efficiency (η TH ) of the rotary total heat exchanger unit (i.e., the total heat exchanger rotor 133) can be obtained by [Equation 1] below.

[수식 1][Formula 1]

Figure 112023094190215-pat00001
Figure 112023094190215-pat00001

이때, 상기 수식에서 h는 엔탈피를 의미하는 것으로서, 해당 공기의 온습도 정보와 습공기선도를 이용하여 구할 수 있다.At this time, h in the above formula refers to enthalpy, which can be obtained using the temperature and humidity information of the relevant air and the hygroscopic diagram.

도5의 (a)에는 상기 전열효율 연산부(203)에서 생성한 운전데이터의 일예를 도시하였는데, 상기 운전데이터에는 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 따라 전열교환기 로터(133)의 회전속도별 전열교환 효율이 저장된다.Figure 5(a) shows an example of operation data generated by the thermal efficiency calculation unit 203. The operation data includes heat transfer at the rotation speed of the heat exchanger rotor 133 according to the temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA). Exchange efficiency is saved.

본 실시예에서는 일예로서 상기 전열교환기 로터(133)의 회전속도가 미리 정해진 저속, 중속, 고속의 3단계로 이루어지는 경우를 설명하나 이에 한정되지 아니하며, 필요에 따라서는 상기 회전속도는 RPM 단위로 이루어질 수도 있다.In this embodiment, as an example, a case where the rotation speed of the total heat exchanger rotor 133 is comprised of three predetermined levels of low speed, medium speed, and high speed is described, but the case is not limited to this, and if necessary, the rotation speed is performed in RPM units. It may be possible.

또한, 상기 운전데이터는 공기조화기의 냉방운전과 난방운전에 대하여 각각 생성될 수 있다.Additionally, the operation data may be generated for cooling operation and heating operation of the air conditioner, respectively.

한편, 도5의 (a)에 도시된 전열교환기 로터(133)의 회전속도별 전열교환 효율은 전체 온습도 조건에서 회전속도가 고속일 때가 전열교환 효율이 가장 높은 것으로 나타나는데, 이는 단순히 실내외 공기의 온습도 정보만을 이용하여 상기 [수식 1]에 의하여 연산된 결과로서 전열교환기 로터(133)의 회전속도의 증가에 따른 손실인자를 고려하지 않은 값이다.Meanwhile, the total heat exchange efficiency according to the rotation speed of the total heat exchanger rotor 133 shown in (a) of Figure 5 shows that the total heat exchange efficiency is highest when the rotation speed is high under the overall temperature and humidity conditions, which is simply the temperature and humidity of the indoor and outdoor air. This is a result calculated according to the above [Equation 1] using only information, and is a value that does not take into account the loss factor due to an increase in the rotation speed of the total heat exchanger rotor 133.

따라서, 공기조화기의 모든 운전조건에서 무조건 전열교환기 로터(133)를 고속으로 회전시키게 되면 특정 운전조건에 대해서는 공기조화기의 성능과 전열교환 효율이 저하되는 경우가 발생될 수 있다.Therefore, if the total heat exchanger rotor 133 is unconditionally rotated at high speed in all operating conditions of the air conditioner, the performance and total heat exchange efficiency of the air conditioner may be reduced for certain operating conditions.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상기 연산된 회전속도별 전열교환 효율에 전열교환기 로터(133)의 회전속도 증가에 따른 손실인자를 고려한 가중치를 적용함으로써 공기조화기 운전조건(즉, 냉방 또는 난방운전, 실내외 공기의 온습도 조건)별로 최적의 회전속도를 결정하여 상기 전열교환기 로터(133)를 회전시키도록 구성한 것을 특징으로 한다. The present invention is intended to solve this problem, by applying a weight considering the loss factor due to an increase in the rotation speed of the total heat exchanger rotor 133 to the calculated heat exchange efficiency at each rotation speed, thereby determining the air conditioner operating conditions (i.e. It is characterized in that it is configured to rotate the total heat exchanger rotor 133 by determining the optimal rotation speed for each condition (cooling or heating operation, temperature and humidity conditions of indoor and outdoor air).

이때, 상기 전열교환기 로터(133)의 운전조건별 최적 회전속도는 후술하는 바와 같이 딥러닝 기반으로 구해지게 된다.At this time, the optimal rotation speed for each operating condition of the total heat exchanger rotor 133 is obtained based on deep learning, as will be described later.

이를 위하여, 먼저 상기 학습데이터 생성부(205)는 미리 정해진 회전속도별 가중치를 상기 운전데이터의 전열교환 효율에 적용하여 후술하는 딥러닝부(204)의 딥러닝(또는 기계학습)을 위한 학습데이터를 생성하게 되는데, 도5의 (b)에는 상기 학습데이터의 일예를 도시하였다.To this end, the learning data generation unit 205 first applies predetermined weights for each rotational speed to the heat exchange efficiency of the operation data to generate learning data for deep learning (or machine learning) of the deep learning unit 204, which will be described later. is generated, and Figure 5(b) shows an example of the learning data.

이때, 상기 회전속도별 가중치는 회전형 전열교환기(즉, 전열교환기 로터(133))의 회전속도의 증가에 따른 누기율 증가 인자, 전열교환기 구동력 증가 인자, 기구부 마모도 증가 인자, 기구부 고장률 증가 인자 등을 포함하는 손실인자 중 적어도 어느 하나의 손실인자를 포함하여 정해지는 것이 바람직하다.At this time, the weights for each rotational speed include an increase in air leakage rate, an increase in the driving force of the total heat exchanger, an increase in wear of the mechanical part, an increase in the failure rate of the mechanical part, etc., as the rotational speed of the rotary heat exchanger (i.e., the total heat exchanger rotor 133) increases. It is desirable to determine it by including at least one loss factor among the loss factors including.

따라서, 상기 회전속도별 가중치는 상기 전열교환기 로터(133)의 회전속도가 증가될수록 작아지도록 정해지게 되는데, 이러한 가중치는 냉방운전 또는 난방운전 중 어느 하나인 상기 공기조화기의 운전모드별로 다르게 정해지는 것이 바람직하다.Therefore, the weight for each rotation speed is determined to decrease as the rotation speed of the total heat exchanger rotor 133 increases. This weight is determined differently depending on the operation mode of the air conditioner, which is either cooling operation or heating operation. It is desirable.

본 실시예에서는 일예로서 상기 누기율 증가 인자, 전열교환기 구동력 증가 인자, 기구부 마모도 증가 인자, 기구부 고장률 증가 인자를 고려하여 하기 [표 1]과 같이 상기 회전속도별 가중치를 적용하였는데, 이러한 가중치는 공기조화기의 종류와 설치 환경 등에 따라 이와 다르게 설정될 수도 있음은 물론이다.In this embodiment, as an example, the weights for each rotational speed were applied as shown in [Table 1] in consideration of the air leakage rate increase factor, the total heat exchanger driving force increase factor, the mechanical part wear increase factor, and the mechanical part failure rate increase factor. These weights were applied based on the air Of course, it may be set differently depending on the type of conditioner and installation environment.

저속sleaze 중속medium speed 고속high speed 냉방운전시 가중치Weight during cooling operation +8.5%+8.5% +2%+2% +0%+0% 난방운전시 가중치Weight during heating operation +3%+3% +1%+1% +0%+0%

이와 같이, 상기 운전데이터의 회전속도별 전열교환 효율에 회전속도별 가중치를 적용할 경우 도5의 (b)에 도시한 학습데이터에 나타낸 바와 같이 온습도 조건별로 최대 전열교환 효율을 나타내는 전열교환기 로터(133)의 회전속도가 다르게 나타남을 알 수 있다.In this way, when a weight for each rotation speed is applied to the heat exchange efficiency for each rotation speed of the operation data, the heat exchanger rotor ( 133), it can be seen that the rotation speed appears different.

또한, 상기 딥러닝부(204)는 상기 측정된 실외 공기(OA)의 온습도 정보를 입력으로 하여 상기 회전형 전열교환기(즉, 전열교환기 로터(133))의 회전속도를 출력하도록 기계학습이 이루어지는데, 구체적으로는 상기 학습데이터를 이용하여 실외 공기(OA)의 온습도 조건별로 전열교환 효율(즉, 가중치 적용에 의하여 보정된 전열교환 효율)이 가장 높은 회전속도를 출력하도록 기계학습하게 된다.In addition, the deep learning unit 204 performs machine learning to output the rotational speed of the rotary heat exchanger (i.e., the total heat exchanger rotor 133) by inputting the measured temperature and humidity information of the outdoor air (OA). Specifically, using the learning data, machine learning is performed to output the rotational speed with the highest heat exchange efficiency (i.e., heat exchange efficiency corrected by applying weights) for each temperature and humidity condition of outdoor air (OA).

상기 딥러닝부(204)는 RNN, CNN, DNN, MLP 등 공지된 딥러닝 학습 알고리즘 중 어느 하나에 의하여 상기 기계학습을 수행하도록 구성될 수 있는데, 본 실시예에서는 일예로서 도6에 도시한 구조를 가진 다층 퍼셉트론(MLP, multi-layer perceptron) 신경망 모델을 이용하여 기계학습을 수행하였다.The deep learning unit 204 may be configured to perform the machine learning by any one of known deep learning algorithms such as RNN, CNN, DNN, and MLP. In this embodiment, the structure shown in FIG. 6 is an example. Machine learning was performed using a multi-layer perceptron (MLP) neural network model.

이때, 상기 딥러닝부(204)는 상기 학습데이터 중 온습도 정보(본 실시예의 경우 건구 온도와 습구 온도)를 입력으로 하여 전열교환 효율이 가장 높은 회전속도를 출력하도록 기계학습하게 된다.At this time, the deep learning unit 204 uses temperature and humidity information (dry bulb temperature and wet bulb temperature in this embodiment) among the learning data as input and performs machine learning to output the rotation speed with the highest heat exchange efficiency.

상술한 바와 같은 방식으로 상기 메모리부(202)에 저장된 온습도 정보를 이용하여 상기 딥러닝부(204)의 기계학습이 완료되면 상기 제어부(201)는 상기 온습도 센싱부(220)에서 측정한 실외 공기(OA)의 온습도 정보를 상기 딥러닝부(204)에 입력하여 출력된 회전속도로 상기 전열교환기 로터(133)가 회전하도록 상기 전열교환기 구동부(230)를 동작시키게 된다.When the machine learning of the deep learning unit 204 is completed using the temperature and humidity information stored in the memory unit 202 in the same manner as described above, the control unit 201 determines the outdoor air measured by the temperature and humidity sensing unit 220. The temperature and humidity information of (OA) is input to the deep learning unit 204, and the total heat exchanger driving unit 230 is operated so that the total heat exchanger rotor 133 rotates at the output rotation speed.

또한, 상기 전열교환기 구동부(230)는 회전속도 가변이 가능한 공지된 전동모터 중 어느 하나에 의하여 바람직하게 구현될 수 있다.Additionally, the electric heat exchanger driving unit 230 may be preferably implemented by any one of known electric motors capable of variable rotation speed.

한편, 상기 제어부(201)는 공기조화기의 운전 중에 미리 정해진 방식에 따라 현재 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대해 상기 회전형 전열교환기(즉, 전열교환기 로터(133))의 회전속도를 변화시키면서 상기 실내외 공기에 대한 온습도 정보를 수집하여 상기 메모리부(202)에 저장하는 온습도 정보 수집모드를 더 수행하도록 구성될 수 있다. Meanwhile, the control unit 201 changes the rotation speed of the rotary heat exchanger (i.e., the total heat exchanger rotor 133) with respect to the current temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA) according to a predetermined method during operation of the air conditioner. It may be configured to further perform a temperature and humidity information collection mode in which temperature and humidity information about the indoor and outdoor air is collected and stored in the memory unit 202 while doing so.

이때, 상기 온습도 정보 수집모드는 미리 정해진 주기로 수행되는 방식, 제습 운전과 같은 특정 운전모드 중에 수행되는 방식, 또는 실외 공기(OA) 온습도 조건이 설정값 이상으로 변화되는 경우에 수행되는 방식 등으로 설정될 수 있다.At this time, the temperature and humidity information collection mode is set to be performed at a predetermined period, performed during a specific operation mode such as dehumidification operation, or performed when the outdoor air (OA) temperature and humidity conditions change beyond the set value. It can be.

이러한 상기 온습도 정보 수집모드는 초기에 메모리부(202)에 저장된 온습도 정보의 양이 제한적이기 때문에 이를 이용한 상기 딥러닝부(204)의 학습결과의 정확성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 공기조화기의 운전 중에 추가적으로 상기 학습데이터를 확보하기 위하여 수행된다.In this temperature and humidity information collection mode, the amount of temperature and humidity information initially stored in the memory unit 202 is limited, so that the accuracy of the learning results of the deep learning unit 204 using this mode is reduced. This is performed to additionally secure the learning data.

따라서, 상기 제어부(201)는 미리 정해진 주기에 따라 상기 새로 저장된 온습도 정보를 이용하여 상기 딥러닝부(204)가 재학습하도록 상기 전열효율 연산부(203), 학습데이터 생성부(205) 및 딥러닝부(204)의 동작을 제어하게 되는데, 상기 재학습 주기는 필요에 따라 일 단위, 주 단위, 월 단위 또는 연 단위 등으로 설정될 수 있다.Therefore, the control unit 201 operates the thermal efficiency calculation unit 203, the learning data generation unit 205, and the deep learning unit 204 to re-learn the deep learning unit 204 using the newly stored temperature and humidity information according to a predetermined cycle. The operation of the unit 204 is controlled, and the re-learning cycle can be set on a daily basis, weekly basis, monthly basis, or yearly basis as needed.

마지막으로, 도7과 도8에 도시한 흐름도를 이용하여 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 제어방법을 설명하기로 한다.Finally, the control method of the deep learning-based energy-saving air conditioner according to the present invention configured as described above will be explained using the flowcharts shown in FIGS. 7 and 8.

상기 입출력부(210)를 통하여 공기조화기(또는 공기조절기(10))의 운전신호가 수신되면(S110), 상기 제어부(201)는 송풍팬 구동부(240)와 실외기 구동부(250)를 제어하여 실외기(20)와 제1,2송풍팬(111,151)을 작동시켜 공기조화기를 운전시키게 된다(S120).When an operation signal of the air conditioner (or air conditioner 10) is received through the input/output unit 210 (S110), the control unit 201 controls the blower fan driver 240 and the outdoor unit driver 250. The outdoor unit 20 and the first and second blowing fans 111 and 151 are operated to operate the air conditioner (S120).

상기 S120 단계가 완료되면, 상기 제어부(201)는 상술한 바와 같이 상기 온습도 센싱부(220)를 이용하여 상기 실외 공기(OA)에 대한 온습도 정보를 측정하고(S130), 상기 측정된 온습도 정보를 상기 딥러닝부(204)에 입력하게 된다.When step S120 is completed, the control unit 201 measures temperature and humidity information about the outdoor air (OA) using the temperature and humidity sensing unit 220 as described above (S130), and stores the measured temperature and humidity information. It is input into the deep learning unit 204.

또한, 상기 S130 단계가 완료되면, 상기 제어부(201)는 상기 딥러닝부(204)에서 출력된 회전속도로 상기 전열교환기 로터(133)의 회전속도를 결정하고(S140), 결정된 회전속도에 따라 상기 전열교환기 로터(133)가 회전하도록 상기 전열교환기 구동부의 동작을 제어하게 된다(S150).In addition, when step S130 is completed, the control unit 201 determines the rotation speed of the total heat exchanger rotor 133 at the rotation speed output from the deep learning unit 204 (S140), and according to the determined rotation speed The operation of the total heat exchanger driving unit is controlled so that the total heat exchanger rotor 133 rotates (S150).

상기 S150 단계가 완료되면, 상기 제어부(201)는 운전 프로그램 등에 미리 저장된 온습도 정보 수집모드 운전 조건이 충족되었는지 여부를 판단하고(S160), 판단결과 충족된 경우이면 후술하는 바와 같이 S200 단계를 수행하게 된다.When step S150 is completed, the control unit 201 determines whether the temperature and humidity information collection mode operation conditions pre-stored in the driving program, etc. are satisfied (S160), and if the determination result is satisfied, performs step S200 as described later. do.

반면에, 상기 S160 단계의 판단결과 온습도 정보 수집모드 운전 조건이 충족되지 않은 경우이면 상기 제어부(201)는 공기조화기 운전 정지신호가 수신되었는지 여부를 판단하고(S170), 수신되지 않은 경우이면 상기 S130 단계를 반복하여 수행하게 된다.On the other hand, if the determination result in step S160 is that the temperature and humidity information collection mode operation conditions are not met, the control unit 201 determines whether the air conditioner operation stop signal has been received (S170). If not, the control unit 201 determines whether the air conditioner operation stop signal has been received (S170). Step S130 is performed repeatedly.

또한, 상기 S170 단계의 판단결과 공기조화기 운전 정지신호가 수신된 경우이면, 상기 제어부(201)는 상기 실외기(20), 제1,2송풍팬(111,151), 및 전열교환기 로터(133)의 구동을 오프시켜 공기조화기의 운전을 정지시키고 제어를 종료하게 된다.In addition, if an air conditioner operation stop signal is received as a result of the determination in step S170, the control unit 201 controls the outdoor unit 20, the first and second blowing fans 111 and 151, and the total heat exchanger rotor 133. By turning off the drive, the operation of the air conditioner is stopped and control is terminated.

한편, 상기 S160 단계의 판단결과 상기 온습도 정보 수집모드 운전 조건이 충족된 경우이면, 상기 제어부(201)는 현재 상기 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대해 상기 전열교환기 로터(133)의 회전속도를 변화시키면서 회전속도별 상기 실외 공기(SA)와 실내 공기(RA)의 온습도 정보를 측정한다(S210).Meanwhile, as a result of the determination in step S160, if the temperature and humidity information collection mode operation conditions are met, the control unit 201 adjusts the rotational speed of the total heat exchanger rotor 133 with respect to the current temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA). While changing, the temperature and humidity information of the outdoor air (SA) and indoor air (RA) are measured at each rotation speed (S210).

상기 S210 단계가 완료되면 상기 제어부(201)는 전열효율 연산부(203)를 통해 상술한 바와 같이 전열교환기 로터(133)의 회전속도별 전열교환 효율을 연산하여 새로운 운전데이터를 생성시킨다(S220).When step S210 is completed, the control unit 201 calculates the heat exchange efficiency for each rotational speed of the heat exchanger rotor 133 as described above through the heat efficiency calculation unit 203 and generates new operation data (S220).

상기 S220 단계가 완료되면, 상기 제어부(201) 새로 생성된 운전데이터를 이용하여 상술한 바와 같은 방식으로 학습데이터 생성부(205)에 의해 새로운 학습데이터를 생성시키게 된다(S230).When step S220 is completed, the control unit 201 uses the newly generated driving data to generate new learning data by the learning data generating unit 205 in the same manner as described above (S230).

이때, 상기 제어부(201)는 새로 측정된 온습도 정보, 새로 생성된 운전데이터 및 학습데이터를 상기 메모리부(202)에 저장할 수 있다.At this time, the control unit 201 may store the newly measured temperature and humidity information, newly generated operation data, and learning data in the memory unit 202.

상기 S240 단계가 완료되면, 상기 제어부(201)는 새로 생성된 학습데이터를 이용하여 재학습하도록 상기 딥러닝부(204)의 동작을 제어한 후(S240), 상기 S170 단계를 수행하게 된다.When step S240 is completed, the control unit 201 controls the operation of the deep learning unit 204 to re-learn using the newly generated training data (S240), and then performs step S170.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기 및 그 제어방법은 회전형 전열교환기를 적용한 공기조화기에 있어서 상기 회전형 전열교환기의 회전 속도 증가에 따른 손실인자의 영향을 고려하여 상기 회전형 전열교환기의 회전 속도를 최적 속도로 제어하도록 구성되기 때문에 공기조화기 성능과 전열교환 효율을 향상시킴으로써 에너지 절감에 기여할 수 있는 장점을 가진다.The deep learning-based energy-saving air conditioner and its control method according to the present invention configured as described above are the effects of loss factors due to an increase in the rotation speed of the rotary heat exchanger in an air conditioner applying a rotary heat exchanger. Since it is configured to control the rotational speed of the rotary total heat exchanger at an optimal speed in consideration of, it has the advantage of contributing to energy saving by improving the performance of the air conditioner and total heat exchange efficiency.

또한, 본 발명에 따른 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기 및 그 제어방법은 딥러닝 기법을 이용하여 공기조화기의 운전 조건(운전모드 및 실외 공기 온습도 조건)별로 상기 회전형 전열교환기의 최적 속도를 결정하도록 구성되기 때문에 상기 공기조화기의 임의의 운전 조건에 대해서도 높은 신뢰도를 가진 에너지 절감 효과를 얻을 수 있는 장점이 있다.In addition, the deep learning-based energy-saving air conditioner and its control method according to the present invention use deep learning techniques to optimize the rotary heat exchanger according to the operating conditions (operating mode and outdoor air temperature and humidity conditions) of the air conditioner. Since it is configured to determine the speed, it has the advantage of achieving a highly reliable energy saving effect even under arbitrary operating conditions of the air conditioner.

10 : 공기조절기(AHU) 20 : 실외기
110 : 흡기부 120 : 공기혼합부
130 : 제1열교환부 133 : 전열교환기 로터
140 : 제2열교환부 150 : 급기부
200 : 제어모듈 203 : 전열효율 연산부
204 : 딥러닝부 205 : 학습데이터 생성부
220 : 온습도 센싱부 230 : 전열교환기 구동부
10: Air conditioner (AHU) 20: Outdoor unit
110: intake section 120: air mixing section
130: first heat exchanger 133: total heat exchanger rotor
140: second heat exchange unit 150: air supply unit
200: Control module 203: Heat efficiency calculation unit
204: Deep learning unit 205: Learning data generation unit
220: Temperature and humidity sensing unit 230: Electric heat exchanger driving unit

Claims (10)

실외기와, 상기 실외기로부터 공급되는 열매체와 실내 공기를 열교환시켜 실내공간을 냉방 또는 난방시키는 공기조절기(AHU)를 포함하는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기에 있어서,
상기 공기조절기의 일측에 설치되어 외부로 배기되는 실내 공기와 상기 공기조절기의 내부로 유입되는 실외 공기를 전열교환시키는 회전형 전열교환기부;
상기 전열교환하는 실내외 공기의 온습도 정보를 측정하는 온습도 센싱부;
상기 회전형 전열교환기부의 동작을 제어하는 제어모듈을 포함하고,
상기 제어모듈은,
상기 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대해 상기 회전형 전열교환기부의 회전속도별로 측정된 상기 전열교환 이후의 실외 공기(SA)와 전열교환 이전의 실내 공기(RA)에 대한 온습도 정보인 실내외 공기 온습도 정보가 저장된 메모리부;
상기 실내외 공기 온습도 정보를 이용하여 상기 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대한 상기 회전형 전열교환기부의 회전속도별 전열교환 효율을 연산한 운전데이터를 생성하는 전열효율 연산부;
미리 정해진 회전속도별 가중치를 적용하여 상기 운전데이터의 전열교환 효율을 보정하여 딥러닝을 위한 학습데이터를 생성하는 학습데이터 생성부; 및
상기 온습도 센싱부에서 측정된 상기 전열교환 이전의 실외 공기(OA)에 대한 온습도 정보를 입력으로 하여 상기 회전형 전열교환기부의 회전속도를 출력하도록 기계학습된 딥러닝부를 포함하되,
상기 딥러닝부는 상기 학습데이터를 이용하여 실외 공기(OA)의 온습도 조건별로 전열교환 효율이 가장 높은 회전속도를 출력하도록 기계학습하고,
상기 회전속도별 가중치는 회전형 전열교환기부의 회전속도의 증가에 따른 누기율 증가 인자, 회전형 전열교환기 구동력 증가 인자, 기구부 마모도 증가 인자, 기구부 고장률 증가 인자 중 적어도 어느 하나의 인자를 포함하여 정해지는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기.
In a deep learning-based energy-saving air conditioner that includes an outdoor unit and an air conditioner (AHU) that cools or heats the indoor space by exchanging heat between the heat medium supplied from the outdoor unit and indoor air,
A rotary heat exchanger unit installed on one side of the air conditioner to exchange heat between indoor air exhausted to the outside and outdoor air flowing into the air conditioner;
A temperature and humidity sensing unit that measures temperature and humidity information of the indoor and outdoor air undergoing heat exchange;
It includes a control module that controls the operation of the rotary heat exchanger unit,
The control module is,
Indoor and outdoor air, which is temperature and humidity information for the outdoor air (SA) after total heat exchange and indoor air (RA) before total heat exchange, measured at each rotation speed of the rotary heat exchanger unit for the temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA) A memory unit storing temperature and humidity information;
A thermal efficiency calculation unit that generates operating data that calculates heat exchange efficiency for each rotational speed of the rotary heat exchanger unit for the temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA) using the indoor and outdoor air temperature and humidity information;
A learning data generator that generates learning data for deep learning by correcting the heat exchange efficiency of the operation data by applying a predetermined weight for each rotation speed; and
It includes a machine-learned deep learning unit to output the rotation speed of the rotary heat exchanger unit by inputting the temperature and humidity information about the outdoor air (OA) before the heat exchange measured by the temperature and humidity sensing unit,
The deep learning unit uses the learning data to perform machine learning to output the rotation speed with the highest heat exchange efficiency for each temperature and humidity condition of outdoor air (OA),
The weight for each rotational speed is determined to include at least one of the following factors: an increase in air leakage rate due to an increase in the rotational speed of the rotary heat exchanger, an increase in driving force of the rotary heat exchanger, an increase in wear of the mechanism, and an increase in failure rate of the mechanism. A deep learning-based energy-saving air conditioner characterized by:
삭제delete 삭제delete 제1항에서,
상기 회전속도별 가중치는 상기 회전형 전열교환기부의 회전속도가 증가될수록 작아지도록 정해지되, 냉방운전 또는 난방운전 중 어느 하나인 상기 공기조화기의 운전모드별로 다르게 정해지는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기.
In paragraph 1:
The weight for each rotational speed is determined to become smaller as the rotational speed of the rotary heat exchanger unit increases, but is determined differently depending on the operation mode of the air conditioner, which is either a cooling operation or a heating operation. based energy-saving air conditioner.
제1항 또는 제4항에서,
상기 제어모듈은 공기조화기의 운전 중에 미리 정해진 방식에 따라 현재 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대해 상기 회전형 전열교환기부의 회전속도를 변화시키면서 상기 실내외 공기 온습도 정보를 수집하여 상기 메모리부에 저장하는 온습도 정보 수집모드를 더 수행하고, 미리 정해진 주기에 따라 상기 새로 저장된 실내외 공기 온습도 정보를 이용하여 상기 딥러닝부가 재학습하도록 상기 전열효율 연산부, 학습데이터 생성부 및 딥러닝부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기.
In paragraph 1 or 4:
During operation of the air conditioner, the control module collects the indoor and outdoor air temperature and humidity information by changing the rotational speed of the rotary heat exchanger unit with respect to the current temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA) according to a predetermined method, and collects the indoor and outdoor air temperature and humidity information in the memory unit. Further performing a storage temperature and humidity information collection mode, and controlling the operations of the thermal efficiency calculation unit, the learning data generation unit and the deep learning unit so that the deep learning unit re-learns using the newly stored indoor and outdoor air temperature and humidity information according to a predetermined cycle. A deep learning-based energy-saving air conditioner characterized by:
실외기와, 상기 실외기로부터 공급되는 열매체와 실내 공기를 열교환시켜 실내공간을 냉방 또는 난방시키는 공기조절기(AHU)를 포함하는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 제어방법에 있어서,
(a) 상기 공기조절기의 외부로 배기되는 실내 공기와 상기 공기조절기의 내부로 유입되는 실외 공기를 전열교환시키는 회전형 전열교환기에서 전열교환 이전의 실외 공기(OA)의 온습도 정보를 측정하는 단계;
(b) 상기 측정된 실외 공기(OA)의 온습도 정보를 입력으로 하여 상기 회전형 전열교환기의 회전속도를 출력하도록 기계학습된 딥러닝 모듈을 이용하여 상기 회전형 전열교환기의 회전속도를 결정하는 단계;
(c) 상기 결정된 회전속도로 상기 회전형 전열교환기를 회전시키는 단계; 및
(d) 상기 딥러닝 모듈을 기계학습시키는 단계를 포함하되,
상기 (d) 단계는,
(d-1) 상기 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대해 상기 회전형 전열교환기의 회전속도별로 상기 전열교환 이후의 실외 공기(SA)와 전열교환 이전의 실내 공기(RA)에 대한 온습도 정보인 실내외 공기 온습도 정보를 측정하는 단계;
(d-2) 상기 실내외 공기 온습도 정보를 이용하여 상기 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대한 상기 회전형 전열교환기의 회전속도별 전열교환 효율을 연산하여 운전데이터를 생성하는 단계;
(d-3) 미리 정해진 회전속도별 가중치를 적용하여 상기 운전데이터의 전열교환 효율을 보정하여 딥러닝을 위한 학습데이터를 생성하는 단계; 및
(d-4) 상기 학습데이터를 이용하여 실외 공기(OA)의 온습도 조건별로 전열교환 효율이 가장 높은 회전속도를 출력하도록 기계학습하는 단계를 포함하고,
상기 회전속도별 가중치는 회전형 전열교환기부의 회전속도의 증가에 따른 누기율 증가 인자, 회전형 전열교환기 구동력 증가 인자, 기구부 마모도 증가 인자, 기구부 고장률 증가 인자 중 적어도 어느 하나의 인자를 포함하여 정해지는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 제어방법.
In the control method of a deep learning-based energy-saving air conditioner including an outdoor unit and an air conditioner (AHU) that cools or heats the indoor space by exchanging heat between the heat medium supplied from the outdoor unit and indoor air,
(a) measuring temperature and humidity information of outdoor air (OA) before heat exchange in a rotary heat exchanger that exchanges heat between indoor air exhausted to the outside of the air conditioner and outdoor air flowing into the air conditioner;
(b) determining the rotation speed of the rotary total heat exchanger using a machine-learned deep learning module to input the measured temperature and humidity information of the outdoor air (OA) and output the rotation speed of the rotary total heat exchanger. ;
(c) rotating the rotary total heat exchanger at the determined rotation speed; and
(d) including the step of machine learning the deep learning module,
In step (d),
(d-1) Temperature and humidity information for the outdoor air (SA) after the total heat exchange and the indoor air (RA) before the total heat exchange according to the rotation speed of the rotary total heat exchanger for the temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA) Measuring indoor and outdoor air temperature and humidity information;
(d-2) generating operation data by calculating the heat exchange efficiency at each rotational speed of the rotary heat exchanger for the temperature and humidity conditions of the outdoor air (OA) using the indoor and outdoor air temperature and humidity information;
(d-3) generating learning data for deep learning by correcting the heat exchange efficiency of the operation data by applying a predetermined weight for each rotation speed; and
(d-4) using the learning data to perform machine learning to output the rotational speed with the highest heat exchange efficiency for each temperature and humidity condition of outdoor air (OA),
The weight for each rotational speed is determined to include at least one of the following factors: an increase in air leakage rate due to an increase in the rotational speed of the rotary heat exchanger, an increase in driving force of the rotary heat exchanger, an increase in wear of the mechanism, and an increase in failure rate of the mechanism. A control method for an energy-saving air conditioner based on deep learning, characterized by:
삭제delete 제6항에서,
(e) 공기조화기의 운전 중에 미리 정해진 방식에 따라 현재 실외 공기(OA)의 온습도 조건에 대해 상기 회전형 전열교환기의 회전속도를 변화시키면서 상기 실내외 공기 온습도 정보를 수집하는 단계;와
(f) 미리 정해진 주기에 따라 상기 (e) 단계에서 수집된 실내외 공기 온습도 정보를 이용하여 상기 딥러닝 모듈을 재학습시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 제어방법.
In paragraph 6:
(e) collecting the indoor and outdoor air temperature and humidity information while changing the rotational speed of the rotary heat exchanger with respect to the current temperature and humidity conditions of outdoor air (OA) according to a predetermined method while operating the air conditioner; and
(f) a deep learning-based energy-saving air conditioner further comprising the step of retraining the deep learning module using the indoor and outdoor air temperature and humidity information collected in step (e) according to a predetermined cycle. control method.
삭제delete 제6항 또는 제8항에서,
상기 회전속도별 가중치는 상기 회전형 전열교환기부의 회전속도가 증가될수록 작아지도록 정해지되, 냉방운전 또는 난방운전 중 어느 하나인 상기 공기조화기의 운전모드별로 다르게 정해지는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 에너지 절감형 공기조화기의 제어방법.
In paragraph 6 or 8:
The weight for each rotational speed is determined to be smaller as the rotational speed of the rotary heat exchanger unit increases, but is determined differently depending on the operation mode of the air conditioner, which is either a cooling operation or a heating operation. Control method of an energy-saving air conditioner based on
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