KR20010018555A - 에어컨의 쾌적운전 제어시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도센서와 습도센서를 이용하여 실내 설정온도를 실외온도에 따라 자동으로 조절되도록 하는 동시에 습도가 소정범위 내로 유지되도록 하며, 에어컨 동작시 토출구의 상하플랩(flap)을 조정하여 냉기가 사용자에게 직접 토출되지 않도록 하여 사용상의 편의성을 높일 수 있는 에어컨의 쾌적운전 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서,

그 장치는, 실내온도 및 실외온도를 감지하는 온도감지부; 실내습도를 감지하는 습도감지부; 상기 온도감지부 및 습도감지부의 출력신호를 입력받아 실내온도와 실외온도의 차이가 기준온도차 이내로 유지될 수 있도록 하는 동시에 실내습도가 기준습도 범위 이내로 유지될 수 있도록 시스템의 동작을 제어하는 마이컴; 상기 마이컴의 제어신호에 따라 실내로 토출되는 공기의 온도를 낮추어주기 위한 증발기와 송풍팬의 동작을 결정하는 냉기구동부; 및 상기 마이컴의 제어신호에 따라 실내습도를 조절하기 위해 가습을 수행하는 가습부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

에어컨의 쾌적운전 제어시스템 및 그 제어방법 { Comfortable operation control system and the method of Air conditioner }

본 발명은 에어컨의 쾌적운전 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내온도 및 실내습도의 조절을 통해 쾌적한 실내환경을 만들어 줄 뿐만아니라 여름철 냉방병을 예방하는 효과도 나타낼 수 있는 에어컨의 쾌적운전 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기의 냉동사이클에 따른 냉매의 증발잠열을 이용하여 실내의 온도를 낮추어서 쾌적하게 유지하는 장치이다.

상기와 같은 에어컨에서 냉동사이클의 동작을 간략히 살펴보면, 상기 압축기가 냉매를 압축하여 포화압력까지 냉매의 압력을 상승시키고, 상기 응축기가 공기를 이용하여 고압의 냉매가 갖고 있는 열을 흡수하여 냉매를 액화시킨다. 이와 같이 액화된 냉매는 상기 팽창밸브의 교축작용에 의해 압력이 낮아지고, 이 냉매가 증발기에서 증발하면서 실내공기가 갖고있는 열을 흡수함으로써 열교환에 의해 실내공기의 온도를 낮추어준다. 상기의 동작이 이루어진 후 온도가 낮아진 공기를 실내로 토출시킴으로써 실내를 쾌적하게 유지한다.

도 1a, 1b는 일반적인 패키지형 에어컨의 실내기를 나타낸 도면으로써, 도 1a는 정면도이고, 도 1b는 측면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 에어컨 본체(100)의 하부에는 실내공기를 시스템의 내부로 흡입하는 흡입구(110)가 형성되어 있으며, 상기 에어컨 본체(100)의 상부에는 시스템 내부에서 열교환된 냉기를 실내로 토출하는 토출구(120)가 형성되어 있다. 또한, 상기 에어컨 본체(100)의 내측 중앙에는 상기 흡입구(110)를 통해 실내공기를 흡입하고 열교환된 냉기를 상기 토출구(120)를 통해 실내로 토출하는 송풍팬(130)이 장착되어 있으며, 상기 흡입구(110)를 통해 흡입된 실내공기를 열교환시켜 냉각시키는 증발기(150)가 장착되어 있다.

한편, 도 1a의 참조번호 140은 에어컨 본체(100)의 전면에 장착되어 사용자가 에어컨의 구동을 제어하기 위한 신호를 입력할 수 있도록 하는 조작판(140)을 나타내고, 도 1b의 참조번호 160은 상기 흡입구(110)에 장착되어 흡입되는 실내공기에 포함된 이물질을 제거하는 집진기를 나타낸다.

상기와 같은 구성을 갖는 에어컨은, 사용자가 조작판(140)을 통해 구동신호를 입력시키면 상기 에어컨 본체(100)의 내측에 장착된 송풍팬(130)이 구동하여 실내공기를 흡입구(110)를 통해 흡입한 후 토출구(12)를 통해 다시 실내로 토출한다. 이때, 흡입된 실내공기는 상기 증발기(150)에서 열교환동작에 의해 온도가 내려간 후 실내로 토출되어 실내의 온도를 쾌적하게 유지한다.

이상에서 설명한 일반적인 패키지형 에어컨은, 밀폐된 공간에서의 계속적인 동작으로 인해 실내공기의 질이 저하되고, 그로 인해 사용자의 건강에 악영향을 미치게 되는 문제점이 발생한다. 특히, 취침운전을 실행시키게 될 경우에 에어컨의 운전이 종료된 후에 다시 실내의 온도가 올라가게 되어 사용자들이 숙면에 장애를 일으키는 문제점이 발생한다.

상기와 같은 이유로 인해 최근에는 필요에 따라 실외공기를 도입하여 실내공기를 환기시키는 기능이 추가된 에어컨이 개발되고 있다.

도 2는 종래 기술에 의한 에어컨에서 외기도입 장치의 실외기의 내부구성을 보이기 위한 단면도이며, 도 3은 종래 기술에 의한 에어컨에서 외기도입 장치의 실내기의 내부구성을 보이기 위한 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 실외기(1)에는 실외공기를 흡입하기 위하여 모터가 내장된 흡입팬(2)이 장착되고, 상기 흡입팬(2)의 일측으로는 외기 흡입부(3)가 돌출되어 있으며, 상기 외기 흡입부(3)의 선단에는 벌레등 이물질이 들어가지 못하도록 방충망(4)이 부착되어 있다. 이때, 상기 흡입팬(2)의 타측에는 흡입된 실외공기의 통로인 흡입호스(5)가 연결되어 있는데, 상기 흡입호스(5)는 실내기(6)로 연결되어 실외공기를 제공하는 역할을 수행한다. 상기 실내기(6)에서는 증발기(7)의 동작에 의해 상기 흡입호스(5)를 통해 흡입된 실외공기의 온도를 낮추어주고, 실내팬(8)의 동작에 따라 실외공기를 실내로 토출시키도록 구성된다.

도 2의 미설명 참조번호 9는 실외기(1)에 위치되는 응축기에서 발생되는 열을 방열시키기 위한 냉각팬을 나타낸다.

상기와 같은 종래 기술에서는 환기의 필요성을 도입하였고, 이를 위하여 외기 도입수단 및 이를 제어하기 위한 제어수단을 구비하도록 하여, 실외공기를 실내로 유입시키도록 하였으며, 외부온도가 실내온도보다 낮을 경우에는 실내로 유입되는 실외공기를 이용하여 실내를 냉방시킬 수 있게 하였다.

그러나, 이상에서 설명한 바와 같은 종래 기술이 적용된 에어컨의 제어방법은 단지 실내온도가 상승하는 경우 및 실내공기의 질이 저하되는 경우에 외기도입으로 인한 실내환기에만 초점을 맞춘 것으로서, 에어컨을 계속적으로 동작시키는 경우에 실내의 온도가 계속적으로 내려가게 되어 실외와 실내의 온도차이가 심하게 벌어짐으로써 냉방병의 원인이 되는 문제점이 발생한다.

또한, 종래 기술의 에어컨에는 사용자에 의한 신호입력없이 자동으로 동작을 멈추는 기능이 없기 때문에 계속적으로 냉방을 수행하게 되어 전기료가 증가하게 되는 문제점이 발생한다.

또한, 종래 기술의 에어컨에는 습도를 조절하는 기능이 포함되어 있지 않기 때문에 동작에 따라 실내의 습도가 계속적으로 낮아지게 되어 사용자의 건강에 악영향을 미치게 되는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 에어컨에 온도센서와 습도센서를 이용하여 실내 설정온도를 자동으로 조절되도록 하는 동시에 습도가 소정범위 내로 유지되도록 하고, 에어컨 동작시 토출구의 상하플랩(flap)을 조정하여 냉기가 사용자에게 직접 토출되지 않도록 하여 냉방병을 방지할 수 있도록 하는 에어컨의 쾌적운전 제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

도 1a는 일반적인 패키지형 에어컨의 실내기를 나타낸 정면도,

도 1b는 일반적인 패키지형 에어컨의 실내기를 나타낸 측면도,

도 2는 종래 기술에 의한 에어컨의 외기도입 장치에서 실외기의 내부구성을 보이기 위한 단면도,

도 3은 종래 기술에 의한 에어컨의 외기도입 장치에서 실내기의 내부구성을 보이기 위한 단면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에어컨에 적용되는 쾌적운전 제어시스템의 구성을 도시한 블록도,

도 5은 본 발명의 실시예에 따른 쾌적운전 제어방법을 보여주는 흐름도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 온도감지부 20 : 습도감지부

30 : 메모리부 40 : 마이컴

50 : 가습부 60 : 플랩구동부

70 : 키입력부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징에 따르면, 실내온도 및 실외온도를 감지하는 온도감지부; 실내습도를 감지하는 습도감지부; 상기 온도감지부 및 습도감지부의 출력신호를 입력받아 실내온도와 실외온도의 차이가 기준온도차 이내로 유지될 수 있도록 하는 동시에 실내습도가 기준습도 범위 이내로 유지될 수 있도록 시스템의 동작을 제어하는 마이컴; 상기 마이컴의 제어신호에 따라 실내로 토출되는 공기의 온도를 낮추어주기 위한 증발기와 송풍팬의 동작을 결정하는 냉기구동부; 및 상기 마이컴의 제어신호에 따라 실내습도를 조절하기 위해 가습을 수행하는 가습부;를 포함하는 에어컨의 쾌적운전 제어시스템을 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 마이컴의 제어신호에 따라 토출된 냉기가 사용자에게 직접 닿지 않도록 상하플랩의 위치를 결정하는 플랩구동부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 특징에 따르면, 실내온도, 실외온도 및 실내습도를 감지하는 제1 과정; 상기 제1 과정에서 감지된 실내온도와 실외온도의 차이가 기준온도차 이상인 경우에 실내온도와 실외온도의 차이가 기준온도차 이내로 유지될 수 있도록 냉기를 토출하는 제2 과정; 및 상기 제1 과정에서 감지된 실내습도가 기준습도 이하로 낮아진 경우에 실내습도가 기준습도 범위 이내로 유지될 수 있도록 가습을 수행하는 제3 과정;을 포함하여 이루어지는 에어컨의 쾌적운전 제어방법을 제공한다.

이때, 본 발명의 부가적인 특징에 따르면, 상기 제2 과정에는 냉기가 토출되는 동안에 토출된 냉기가 사용자에게 직접 닿지 않도록 토출방향을 조절하는 단계가 포함되는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 의한 에어컨에 적용되는 쾌적운전 제어시스템의 구성을 도시한 블록도이고, 도 5은 본 발명에 따른 쾌적운전 제어방법을 보여주는 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 쾌적운전 제어시스템은 온도감지부(10), 습도감지부(20), 메모리부(30), 마이컴(40), 가습부(50), 플랩구동부(60), 키입력부(70)를 포함하여 구성된다.

상기에서, 상기 온도감지부(10)는 실시간으로 실외온도와 실내온도를 감지하여 마이컴(40)으로 인가하는데 통상적인 온도센서를 이용한다. 또한, 상기 습도감지부(20)의 경우도 실시간으로 실내습도를 감지하여 마이컴(40)으로 인가하는데 통상적인 습도센서를 이용한다.

또한, 상기 메모리부(30)는 쾌적운전을 위한 데이터값과 동작패턴 및 시스템의 동작에 필요한 프로그램을 저장하고 있다가 필요에 따라 상기 마이컴(40)으로 제공한다.

또한, 상기 마이컴(40)은 상기 온도감지부(10)와 습도감지부(20)로부터 입력되는 온도와 습도에 대한 신호를 이용하여 상기 메모리부(30)로부터 쾌적운전을 위한 패턴에 관한 정보를 입력받아 쾌적운전 제어를 수행한다.

또한, 상기 가습부(50)는 마이컴(40)의 제어신호에 따라 실내습도를 조절하기 위해 가습을 수행하고, 상기 플랩구동부(60)는 마이컴(40)의 제어신호에 따라 토출된 냉기가 사용자에게 직접 닿지 않도록 상하플랩의 위치를 결정한다. 또한, 상기 키입력부(70)는 사용자가 별도의 패턴으로 시스템을 동작시키고자 하는 경우에 제어신호를 입력받는 기능을 수행한다.

한편, 도 2에는 도시되어 있지 않으나, 본 발명에는 상기 마이컴(40)의 제어신호에 따라 실내로 토출되는 공기의 온도를 낮추어주기 위한 증발기와 송풍팬의 동작을 결정하는 냉기구동부가 포함된다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 동작을 첨부한 도 5의 흐름도를 참조하여 상세히 설명하고자 한다.

먼저, 상기 온도감지부(10)의 각 온도센서를 통해 현재 실내온도 및 실외온도를 감지하고(S11), 상기 습도감지부(20)의 습도센서를 통해 현재 실내습도를 감지한다.(S12)

상기의 동작에 의해 감지된 온도 및 습도신호는 상기 마이컴(40)으로 입력되는데, 상기 마이컴(40)은 키입력부(70)를 통해 사용자에 의한 별도 쾌적운전코스의 선택에 관한 입력이 있었는지를 판단한다.(S13) 이와 같은 동작을 수행하는 이유는 상기 메모리부(30)에 저장된 동작패턴에 따라 쾌적운전을 수행하기 전에 사용자가 특별히 원하는 동작패턴이 있는 경우에 우선순위를 두어 그에 따라 동작시키기 위해서이다.

상기에서 키입력부(70)를 통한 쾌적운전코스 선택에 관한 입력이 있는 경우에 상기 마이컴(40)은 사용자에 의해 선택된 쾌적운전코스를 상기 메모리부(30)로부터 입력받고(S14), 상기 키입력부(70)를 통한 쾌적운전코스 선택에 관한 입력이 없었으면 온도 및 습도신호를 상기 메모리부(30)에 저장된 실험데이터값과 비교하여 가장 이상적인 쾌적운전코스를 판단하고 그에 관한 데이터값을 상기 메모리부(30)로부터 입력받는다.(S15)

상기의 동작에 의해 마이컴(40)으로 쾌적운전코스에 대한 정보가 입력되면, 상기 마이컴(40)은 냉기구동부(미도시)와 가습부(50) 및 플랩구동부(60)를 동작시켜 쾌적운전 제어를 수행한다.(S16,S17) 이때, 운전초기에 에어콘 내부의 습기를 제거하기 위하여 2∼3분간 송풍모드에서 시스템을 동작시킬 수 있으며, 상기 마이컴(40)은 쾌적운전이 이루어지는 동안에 필요에 따라 시스템의 공기청정 기능이 자동으로 설정되어 수행될 수 있도록 한다.

상기에서 마이컴(40)이 수행하는 쾌적운전은 실외온도와 실내온도의 차이가 많을수록 냉방병이 발생될 가능성이 많기 때문에 실외온도와 실내온도의 차이가 5℃ 이내로 유지되도록 하고, 실내습도가 30∼60% 이내로 유지되도록 하는 것을 말한다. 또한, 이와 같은 동작과 더불어 상기 플랩구동부(60)를 동작시켜 상하플랩을 위쪽으로 고정하여 냉기가 사용자의 몸에 직접 닿지 않도록 함으로써 냉기로 인한 불쾌감을 느끼지 않도록 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 실내온도와 실외온도의 차이를 5℃ 이내로 유지되도록 함과 동시에 습도가 자동으로 조절되도록 함으로써 자동으로 동작이 온/오프 되기 때문에 전기료를 줄일 수 있도록 하는 동시에 냉방병을 방지하여 사용자의 건강에 악영향을 미치는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 에어컨의 냉기 토출시 냉기가 사용자의 몸에 직접 닿지 않도록 함으로써 사용자가 느낄 수 있는 불쾌감을 줄이기 때문에 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (2)

1. 에어컨의 쾌적운전 제어시스템에 있어서,

   실내온도 및 실외온도를 감지하는 온도감지부;

   실내습도를 감지하는 습도감지부;

   상기 온도감지부 및 습도감지부의 출력신호를 입력받아 실내온도와 실외온도의 차이가 기준온도차 이내로 유지될 수 있도록 하는 동시에 실내습도가 기준습도 범위 이내로 유지될 수 있도록 시스템의 동작을 제어하는 마이컴;

   상기 마이컴의 제어신호에 따라 실내로 토출되는 공기의 온도를 낮추어주기 위한 증발기와 송풍팬의 동작을 결정하는 냉기구동부; 및

   상기 마이컴의 제어신호에 따라 실내습도를 조절하기 위해 가습을 수행하는 가습부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 쾌적운전 제어시스템.
2. 에어컨의 쾌적운전 제어방법에 있어서,

   실내온도, 실외온도 및 실내습도를 감지하는 제1 과정;

   상기 제1 과정에서 감지된 실내온도와 실외온도의 차이가 기준온도차 이상인 경우에 실내온도와 실외온도의 차이가 기준온도차 이내로 유지될 수 있도록 냉기를 토출하는 제2 과정; 및

   상기 제1 과정에서 감지된 실내습도가 기준습도 이하로 낮아진 경우에 실내습도가 기준습도 범위 이내로 유지될 수 있도록 가습을 수행하는 제3 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어컨의 쾌적운전 제어방법.