KR19980084645A - 공기조화기의 온도제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 온도제어방법에 있어서, 흡입구를 통해 흡입된 실내공기를 열교환시켜 토출구를 통하여 토출시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 사용자가 원하는 설정온도를 입력하는 온도입력스텝과, 상기 흡입구를 통해 흡입되는 실내공기의 온도를 감지하는 온도감지스텝과, 상기 온도입력스텝에서 입력된 설정온도 및 온도감지스텝에서 감지된 실내온도의 차를 산출하는 온도차산출스텝과, 상기 온도차산출스텝에서 산출된 소정온도이상이면 온도차를 신속히 줄여주는 제 1 퍼지추론을 수행하여 압축기를 제어하는 제 1 압축기제어스텝과, 상기 온도차산출스텝에서 산출된 온도차가 소정온도이하이면 정밀온도제어가 가능한 제 2 퍼지추론을 수행하여 압축기를 제어하는 제 2 압축기제어스텝과, 상기 제 1 및 제 2 압축기제어스텝에서 제어된 압축기의 구동에 따라 열교환된 공기를 실내로 토출하여 실내공기조화를 수행하는 공조운전스텝으로 이루어져, 실내온도와 설정온도의 차이정도에 따라 퍼지추론을 다르게 수행함으로서 효과적인 온도제어를 가능하게 한다.

Description

공기조화기의 온도제어방법

본 발명은 공기조화기의 온도제어방법에 관한 것으로, 특히 실내온도와 설정온도의 차이정도에 따라 퍼지추론을 다르게 수행하여 보다 효과적인 온도제어가 가능한 공기조화기의 온도제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내의 차가운 공기를 따뜻하게 하여 실내로 공급하는 난방장치와, 실내의 뜨거운 공기를 차갑게 하여 실내로 공급하는 냉방장치가 있다.

또한, 상기의 냉방기능과 난방기능을 겸한 냉난방장치도 있으며, 오염된 실내공기를 청정시키는 청정기능도 포함되어지는 상황이다.

도 1 에는 상기한 공기조화기들중에 냉난방기능을 하는 냉난방장치(통상적으로 에어콘이라 한다)의 실내유닛이 도시되어 있다.

물론, 상기 냉난방장치는 도시하지 않은 실외유닛을 포함함은 물론이다.

도 1 에 도시한 바와 같이, 참조부호 1 은 공기조화기의 실내기본체(이하, 실내기라 한다)이고, 상기 실내기(1)의 전면상부에는 실내공기를 흡입하는 흡입구(3)가 형성되어 있으며, 상기 실내기(1)의 전면하부에는 후술하는 열교환기에 의해 열교환된 공기(냉풍 또는 온풍)를 실내로 토출하는 토출구(5)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 토출구(5)의 우측에는 리모콘 콘트롤러(9 : 이하, 리모콘이라 한다)로부터 송신되는 원격제어신호를 수신하는 리모콘수신부(7)가 구비되어 있고, 상기 토출구(5)에는 상기 토출구(5)를 통해 실내로 토출되는 공기의 방향을 상하로 조절하는 풍향날개(11)가 설치되어 있다.

한편, 상기 리모콘(9)에는 사용자가 원하는 공기조화기의 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍 등)와 운전자의 시작/정지, 설정온도, 상기 토출구(5)를 통해 토출되는 공기의 풍량 및 풍향 등을 입력하도록 다수의 기능키가 구비되어 있다.

도 2 는 도 1 의 실내기를 벽면에 설치한 상태의 측단면도로써, 도 1 과 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 붙이고 중복되는 설명을 생략한다.

도 2 에 도시한 바와 같이, 실내기(1)의 내부에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기를 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍 또는 온풍으로 열교환하도록 상기 흡입구(3)의 후측에 일자형상의 열교환기(13)가 설치되어 있고, 상기 열교환기(13)의 후측하부에는 상기 흡입구(3)를 통해 실내공기를 흡입함과 동시에 상기 열교환기(13)에서 열교환된 공기를 상기 토출구(5)를 통해 실내로 토출시키는 실내팬(15)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 실내기(1)의 내부에는 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되어 상기 토출구(5)로 토출되는 공기의 흐름을 안내하는 덕트부재(17)가 설치되어 있다.

상기와 같이 구성된 공기조화기에 있어서, 사용자가 리모콘(9)을 조작하여 원하는 운전모드와 설정온도를 입력한 다음 운전/정지키(이하, 운전키라 한다)를, 온시키면, 실내팬(15)의 구동에 따라 흡입구(3)를 통해 실내공기가 실내기(1)내로 흡입되기 시작한다.

이때, 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 온도(Tr)를 감지하여 설정온도(Ts)와 비교하고, 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차에 따라 압축기의 회전주파수를 결정하여 압축기를 구동시킨다.

상기 압축기가 구동되면, 냉매의 순환에 따라 열교환기(13)가 열교환되므로 실내기(1)내로 흡입된 실내공기는 열교환기(13)를 통과하면서 열교환기(13)내에 흐르는 냉매의 증발점열에 의해 냉풍 또는 온풍으로 열교환되면서 덕트부재(17)의 안내를 받아 토출구(5)를 통해 실내로 토출되는, 상기 토출구(5)를 통해 토출되는 공기는 풍향날개(11)의 풍향각도에 따라 풍향이 조절되면서 공조운전을 수행한다.

그런데, 이와 같이 구성된 종래의 공기조화기에서는, 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차에 따라 압축기의 회전주파수를 결정하여 압축기를 구동하므로 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차가 클 경우에는 신속한 온도접근이 이루어지지 않아 빠른 공조운전을 기대하는 사용자의 욕구를 만족시키지 못하고, 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차가 작을 경우에는 정밀제어가 불가능하므로 쾌적감을 원하는 사용자의 욕구를 만족시키지 못한다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기위해 이루어진 것으로써, 실내온도와 설정온도의 차카 클 경우에는 신속한 온도접근이 가능한 퍼지추론을 수행하고, 실내온도와 설정온도의 차가 작을 경우에는 정밀제어가 가능한 퍼지추론을 각각 수행하여 온도차에 따른 효과적인 제어가 가능한 공기조화기의 온도제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 공기조화기의 온도제어방법은 흡입구를 통해 흡입된 실내공기를 열교환시켜 토출구를 통하여 토출시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 사용자가 원하는 설정온도를 입력하는 온도입력스텝과, 상기 흡입구를 통해 흡입되는 실내온도의 온도를 감지하는 온도감지스텝과, 상기 온도입력스텝에서 입력된 설정온도 및 온도감지스텝에서 감지된 실내온도의 차를 산출하는 온도차산출스텝과, 상기 온도차산출스텝에서 산출된 온도차가 소정온도이상이면 온도차를 신속히 줄여주는 제 1 퍼지추론을 수행하여 압축기를 제어하는 제 1 압축기제어스텝과, 상기 온도차산출스텝에서 산출된 온도차가 소정온도이하이면 정밀온도제어가 가능한 제 2 퍼지추론을 수행하여 압축기를 제어하는 제 2 압축기제어스텝과, 상기 제 1 및 제 2 압축기제어스텝에서 제어된 압축기의 구동에 따라 열교환된 공기를 실내로 토출하여 실내공기조화를 수행하는 공조운전스텝으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1 은 일반적은 공기조화기의 실내기를 도시한 사시도,

도 2 는 도 1 의 실내기를 벽면에 설치한 상태의 측단면도,

도 3 은 본 고안의 일실시예에 의한 공기조화기의 온도제어장치의 제어블록도,

도 4 는 본 고안에 의한 공기조화기의 온도제어 동작순서를 도시한 플로우챠트,

도 5 는 본 발명의 제 1 퍼지추론에 의한 주파수조정을 도시한 도표.

도 6 은 본 발명의 제 2 퍼지추론에 의한 주파수조정을 도시한 도표.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

3 : 흡입구5 : 토출구

9 : 리모콘11 : 풍향날개

13 : 열교환기15 : 실내팬

100 : 전원수단102 : 리모콘신호수단

104 : 제어수단106 : 실내온도감지수단

110 : 압축기구동수단112 : 풍향조절수단

114 : 팬모터구동수단116 : 표시수단

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 공기조화기는 도 1 및 도 2 에 도시한 종래의 구성과 동일하므로 동일명칭 및 동일부호를 명기하여 중복되는 설명을 생략한다.

도 2 에 도시한 바와 같이, 전원수단(100)은 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 동작에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 출력하고, 리모콘신호수단(102)은 사용자가 원하는 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍 등)와 설정온도(Ts), 설정풍향 등을 입력하는 리모콘(9)의 키조작에 따라 상기 리모콘(9)으로부터 송신되는 적외광신호를 수신하는 광수신부이다.

그리고, 제어수단(104)은 상기 전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 인가받아 상기 공기조화기를 초기화시킴은 물론, 상기 리모콘신호수단(102)에 의해 수신된 적외광신호에 따라 사용자가 선택한 운전조건을 판단하여 공기조화기의 전체적인 동작을 제어하는 마이크로컴퓨터로써, 이 제어수단(104)은 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 차에 따라 각각의 퍼지추론을 적용하는 압축기(111)의 운전주파수를 제어한다.

실내온도감지수단(106)은 실내기(1)가 설치된 위치의 실내온도를 감지하도록 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 온도(Tr)를 감지하고, 압축기구동수단(110)은 상기 리모콘(9)에 의해 사용자가 설정한 온도(Ts) 및 상기 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)의 차에 따라 상기 제어수단(106)으로부터 출력되는 제어신호를 받아서 압축기(111)를 구동제어한다.

또한, 풍향조절수단(112)은 상기 리모콘(9)에 의해 사용자가 설정한 풍향에 따라 상기 토출구(5)를 통해 토출되는 공기의 방향을 조절하도록 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 풍향모터(113)를 구동하여 풍향날개(11)를 이동시키고, 팬모터구동수단(114)은 상기 리모콘(9)에 의해 사용자가 설정한 풍량에 따라 상기 토출구(5)를 통해 토출되는 공기의 풍속을 조절하도록 상기 제어수단(104)으로부터 출력되는 제어신호를 입력받아 실내팬모터(115)의 회전수를 제어하여 실내팬(15)의 풍량을 조절한다.

또, 표시수단(116)은 상기 리모콘(9)에 의해 입력된 운전모드(자동, 냉방, 제습, 송풍, 난방 등)와 설정온도(Ts)를 표시함은 물론, 상기 공기조화기의 운전상태를 표시한다.

이하, 상기와 같이 구성된 공기조화기의 온도제어방법의 작용효과를 설명한다.

도 4 는 본 발명에 의한 공기조화기의 온도제어 동작순서를 도시한 플로우챠트로써, 도 4 에서 S는 스텝(STEP)을 표시한다.

먼저, 공기조화기에 전원이 인가되면, 전원수단(100)에서는 도시되지 않은 교류전원단으로부터 공급되는 상용교류전압을 상기 공기조화기의 구동에 필요한 소정의 직류전압으로 변환하여 각 구동회로 및 제어수단(104)에 출력한다.

따라서, 스텝S1에서는 상기 전원수단(100)으로부터 출력되는 직류전압을 제어수단(104)에서 입력받아 공기조화기를 초기화시킨다.

이때, 사용자가 리모콘(9)을 조작하여 원하는 공기조화기의 운전모드(예를 들면, 냉방)와 설정온도(Ts), 설정풍량을 입력한 다음 운전키를 누르면, 리모콘(9)에서는 키입력에 해당하는 원격제어신호를 소정의 프로토콜에 의해 부호화하고, 이렇게 부호화된 신호를 변조하여 적외광신호로 발신한다.

상기 리모콘(9)에서 적외광신호가 발신되면, 리모콘신호수신수단(102)에서는 이를 수신하여 전기신호로 변환하고, 이 변환된 전기신호를 복조하여 운전선택신호 및 운전시작신호(이하, 운전신호라 한다)를 제어수단(104)에 입력시킨다.

이에 따라, 스텝S2에서 제어수단(104)은 상기 리모콘신호수단(102)으로부터 운전신호가 입력되었는지를 판별하여, 운전신호가 입력되지 않은 경우(NO일 경우)에는 공기조화기를 운전대기상태로 유지하면서 스텝S2이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S2에서의 판별결과, 운전신호가 입력된 경우(YES일 경우)에는 공기조화기의 냉방운전을 수행하기위해 스텝S3으로 나아가서 제어수단(104)은 실내팬(15)을 구동하기위한 제어신호를 팬모터구동수단(114)에 출력한다.

따라서, 상기 팬모터구동수단(114)에서는 설정풍량에 따라 실내팬모터(115)의 회전수를 제어하여 실내팬(15)을 구동시킨다.

상기 실내팬(15)이 구동하면, 흡입구(3)를 통해 실내공기가 실내기(1)내로 흡입되기 시작하는데, 스텝S4에서는 이때에 상기 흡입구(3)를 통해 흡입되는 실내공기의 온도(Tr)를 실내온도감지수단(106)에서 감지한다.

이에 따라, 스텝S5에서 제어수단(104)은 실내온도감지수단(106)에 의해 감지된 실내온도(Tr)의 아날로그데이타를 입력받아 디지탈로 변환하여 사용자가 설정한 온도(Ts)가 실내온도(Tr)보다 작은가를 판별하여, 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr)보다 작지 않은 경우(NO일 경우)에는는 상기 스텝S4로 복귀하여 계속해서 실내온도(Tr)를 감지하면서 스텝S4이하의 동작을 반복수행한다.

상기 스텝S5에서의 판별결과, 설정온도(Ts)가 실내온도(Tr)보다 작을 경우(YES일 경우)에는 스텝S6으로 나아가서 제어수단(104)은 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차(E=Ts-Tr)가 │1℃│이상인가를 판별하여, 온도차(E)가 │1℃│이상인 경우(YES일 경우)에는 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차가 크다고 판단하여 스텝S7로 나아가서 온도차(E)를 신속히 줄여주기위한 제 1 퍼지추론을 수행한다.

제 1 퍼지추론은 도 2 에 도시한바와 같이, 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차를 나타내는 온도차(E)와, 40초 간격으로 변화하는 온도차(E)의 변화량{E(t)-E(t-1)}을 나타내는 온도변화량(△E)을 입력변수로 하여 압축기(111)의 최적 운전주파수를 추론한다.

즉, 온도차(E)가 -3℃이고 온도변화량(△E)이 -0.1이면 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 차에 따라 초기에 설정된 압축기(111)의 운전주파수를 증가시키고, 온도차(E)가 +3℃이고 온도변화량(△E)이 +0.1이면 따라 초기에 설정된 압축기(111)의 운전주파수를 감소시키면서 압축기의 능력을 가변시킨다.

따라서, 스텝S8에서는 상기의 제 1 퍼지추론을 수행하여 압축기(111)의 운전주파수를 결정하여 압축기(111)를 구동하기위한 제어신호를 압축기구동수단(110)에 출력한다.

따라서, 상기 압축기구동수단(110)에서는 제어수단(104)에서 결정된 운전주파수에 따라 압축기(111)를 구동시킨다.

상기 압축기(111)가 구동하면, 스텝S9에서는 실내팬(15)이 구동되면서 흡입구(3)를 통해 실내공기가 실내기(1)내로 흡입되고, 상기 흡입구(3)를 통해 흡입된 실내공기는 열교환기(13)내에 흐르는 냉매의 증발잠열에 의해 냉풍으로 열교환된다.

상기 열교환기(13)에서 냉풍으로 열교환된 공기는 상부로 이동되어 토출구(5)에 회동가능케 설치된 풍향날개(11)의 풍향각도에 따라 상하로 풍향이 조절되어 실내냉방을 수행하면서 동작을 종료한다.

한편, 상기 스텝S6에서의 판별결과, 온도차(E)가 │1℃│ 이상이 아닌 경우(NO일 경우)에는 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차가 작다고 판단하여 스텝S61로 나아가서 온도차(E)를 줄여줌과 동시에 리플이 적은 정밀제어를 위한 제 2 퍼지추론을 수행한다.

제 2 퍼지추론은 도 6 에 도시한 바와 같이, 설정온도(Ts)와 실내온도(Tr)의 차를 나타내는 온도차(E)와, 40초 간격으로 변화하는 온도차(E)의 변화량{E(t)-E(t-1)}을 나타내는 온도변화량(△E)을 입력변수로 하여 압축기(111)의 최적 운전주파수를 추론하는데, 온도차(E)의 간격이 제 1 퍼지추론보다 정밀하다.

즉, 온도차(E)가 -0.5℃이고, 온도변화량(△E)이 -0.1이면 실내온도(Tr)와 설정온도(Ts)의 차에 따라 초기에 설정된 압축기(111)의 운전주파수를 그대로 유지하고, 온도차(E)가 -0.5℃이고 온도변화량(△E)이 +0.1이면 초기에 설정된 압축기(111)의 운전주파수를 증가시키며, 온도차(E)가 +0.5℃이고 온도변화량(△E)이 -0.1이면 초기에 설정된 압축기(111)의 운전주파수를 감소시키고, 온도차(E)가 +0.5℃이고 온도변화량(△E)이 +0.1이면 초기에 설정된 압축기(111)의 운전주파수를 그대로 유지하면서 압축기의 능력을 가변시킨다.

이와 같이, 상기의 제 2 퍼지추론을 수행하여 압축기(111)의 운전주파수를 결정하면서 상기 스텝S8로 나아가서 스텝S8이하의 동작을 반복수행한다.

상기의 설명에서와 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 온도제어방법에 의하면, 실내온도와 설정온도의 차가클 경우에는 신속한 온도접근이 가능한 퍼지추론을 수행하고, 실내온도와 설정온도의 차가 작을 경우에는 정밀제어가 가능한 퍼지추론을 각각 수행하여 온도차에 따른 효과적인 제어가 가능하다는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 흡입구를 통해 흡입된 실내온도를 열교환시켜 토출구를 통하여 토출시키는 공기조화기의 제어방법에 있어서,

   사용자가 원하는 설정온도를 입력하는 온도입력스텝과,

   상기 흡입구를 통해 흡입되는 실내온도의 온도를 감지하는 온도감지스텝과,

   상기 온도입력스텝에서 입력된 설정온도 및 상기 온도감지스텝에서 감지된 실내온도의 차를 산출하는 온도차산출스텝과,

   상기 온도차산출스텝에서 산출된 소정온도이상이면 온도차를 신속히 줄여주는 제 1 퍼지추론을 수행하여 압축기를 제어하는 제 1 압축기제어스텝과,

   상기 온도차산출스텝에서 산출된 온도차가 소정온도이하이면 정밀온도제어가 가능한 제 2 퍼지추론을 수행하여 압축기를 제어하는 제 2 압축기제어스텝과,

   상기 제 1 및 제 2 압축기제어스텝에서 제어된 압축기의 구동에 따라 열교환된 공기를 실내로 토출하여 실내공기조화를 수행하는 공조운전스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 온도제어방법.