KR20030057925A - 천장형 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천장형 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서 실내에 공기 조화를 위하여 천장에 설치된 공기조화기의 베인에 상기 실내 특정면의 복사온도를 측정할 수 있는 복사온도 센서를 장착하고 상기 복사온도 센서를 통해 측정된 복사온도를 상기 사용자가 설정한 기준온도 혹은 실내의 건구온도와 비교하여 그에 따라 공기조화기의 구동방식이 제어되도록 함으로써 상기 천장형 공기조화기가 냉방 혹은 난방 기능을 수행 시 실내의 공기 조화가 보다 빠른 시간 내에 효율적으로 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.

Description

천장형 공기조화기 및 그 제어방법{Ceiling Type Air-Conditioner and Controlling Method for the Same}

본 발명은 천장형 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 특히 공기조화기 초기 작동 시 실내의 복사온도에 따라 공기조화기의 구동 방식이 제어되어 실내의 공기 조화가 효율적으로 이루어지도록 하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

최근 들어 대규모의 식당이나 사무실에 장착되어 실내의 공기 조화가 균일하게 이루어지도록 하는 공기조화기의 사용이 크게 증가하고 있다.

상기한 천장형 공기조화기는 실내를 조화시키기 위하여 실내의 천장에 설치되어 실내 각 방향으로 토출풍이 향하도록 구성되므로 기존의 벽걸이형 공기조화기나 직립형 공기조화기에 비하여 실내온도가 비교적 동일하게 유지될 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 천장에 장착된 공기조화기가 블록으로 도시된 블록도이다. 도시된 바와 같이 전창형 공기조화기는 각 방향으로 공기를 토출시키도록 흡입구(H)가 설치된 판넬(P)에 부착되는 복수개의 베인(a,b,c,d)을 포함하여 구성된다.

여기서 상기 베인(a,b,c,d)의 양끝에는 통상 스테핑모터가 장착되어 있으며 상기 공기조화기의 제반사항을 제어하는 마이컴이 스테핑모터로 제어신호를 전달함에 따라 상기 베인(a,b,c,d)의 각도가 조절되고 토출풍의 토출방향이 조정된다.

그러나 상기와 같은 천장형 공기조화기의 초기 구동 시 실내 공기 조화가 이루어지기까지 상당한 시간이 소요된다는 문제점이 있다.

한 예로 난방기능을 상기 천장형 공기조화기가 수행하게 되는 경우 따뜻한 공기는 그 특성상 차가운 공기보다 가벼워 실내의 바닥으로 잘 전달이 되지 않아 난방기능을 수행한다고 하여도 실내의 바닥까지 상기 따뜻한 공기가 전달되어 난방효과가 발생하기까지 상당한 시간이 소요된다.

또한 냉방기능을 상기 천장형 공기조화기가 수행하게 되는 경우 차가운 공기는 그 특성상 따뜻한 공기보다 무거워 실내의 바닥으로 가라앉게 되고 따라서 냉방이 진행됨에 따라 바닥의 온도는 점점 감소하면서도 실내의 공기는 떨어지지 않아 실내 온도의 불균형이 발생한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 실내 공기 조화를 위하여 설치되는 공기조화기에 복사온도 센서를 측정하고 상기 복사온도 센서를 통해 측정된 실내 복사온도에 따라 공기조화기의 초기 구동방식을 제어함으로써 단시간 내에 효율적으로 냉·난방 기능이 수행될 수 있도록 하는 천장형 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 천장형 공기조화기가 전창에 장착된 예가 도시된 블록도,

도 2는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 구성이 도시된 블록도,

도 3은 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 제1 제어방법의 흐름이 도시된 순서도,

도 4는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 제2 제어방법의 흐름이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

11 : 복사온도 센서13 : 마이컴

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 천장형 공기조화기의 특징에 따르면, 천장형 공기조화기의 베인에 연동되어 상기 베인 구동 시 상기 천장형 공기조화기가 설치된 실내 바닥의 복사온도를 측정하는 복사온도 센서와, 상기 복사온도 센서를 통해 측정된 복사온도 값을 디지털 값으로 변환하는 아날로그/디지털 변환기와, 상기 아날로그/디지털 변환기를 통해 변환된 복사온도 값을 통해 공기조화기 구동 시 실내 바닥의 평균 복사온도를 계산하고 그에 따라 공기조화기 구동방식을 제어하는 마이컴을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 의한 천장형 공기조화기 제어방법의 제1 특징에 따르면, 천장형 공기조화기의 베인에 장착된 복사온도 센서를 통해 실내 바닥의 복사온도를 측정하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 측정된 실내 바닥의 복사온도와 사용자가 설정한 기준온도를 비교하는 제2 단계와, 공기조화기 초기 작동 시 상기 제2 단계의 비교결과 복사온도가 기준온도보다 낮은 경우 상기 베인을 수직으로 조정하여 기준시간 이상 토출량이 바닥으로 향하도록 하여 바닥난방을 수행하고 복사온도가 기준온도보다 높은 경우 상기 기준시간보다 적은 시간 바닥난방을 수행하는 제3 단계 이루어진다.

또한, 본 발명에 의한 천장형 공기조화기 제어방법의 제2 특징에 따르면, 천장형 공기조화기의 베인에 장착된 복사온도 센서를 통해 실내 바닥의 복사온도를 측정하는 제1 단계와, 상기 제1 단계에서 복사온도가 측정된 실내의 건구온도와 상기 측정된 복사온도의 온도차를 계산하는 제2 단계와, 상기 제2 단계의 계산된 온도차가 기준온도차 이상인 경우 상기 베인을 수평으로 조정하여 실내 공기가 대류하도록 하고 기준온도차 이하인 경우 상기 베인을 수직으로 조정하여 토출풍이 바닥을 향하도록 하는 제3 단계로 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 천장형 공기조화기는 도 2에 도시된 바와 같이 베인에 장착되어 실내 복수개의 바닥의 복사온도를 측정하는 복사온도 센서(11)와, 상기 복사온도 센서(11)에서 측정된 복사온도 값을 디지털 값으로 변환하는 아날로그/디지털 변환기(12)와, 상기 아날로그/디지털 변환기(12)에서 변환된 복사온도 값에 따라 실내 바닥의 평균 복사온도를 계산하고 그에 따라 상기 베인의 움직임을 제어하는 스테핑 모터를 제어하여 공기조화기의 초기 작동시의 토출량의 토출방향과 시간을 제어하는 마이컴(13)으로 구성된다.

본 실시예에서는 베인에(a)에 복사온도 센서(11)가 장착된다. 즉, 본 실시예에서 상기 복사온도 센서(11)는 상기 베인(a)의 한단이 스테핑 모터(14)와 연결됨에 따라 상기 베인(a)의 타단에 부착되어 상기 스테핑 모터(14)가 상기 베인(a) 구동 시 상기 베인(a)과 함께 실내 바닥의 복사온도를 측정하게 된다.

여기서 상기 천장형 공기조화기의 복수개의 베인(a,b,c,d)은 상기 천장형 공기조화기가 구동하지 않는 경우 클로즈되어 있으며 상기 천장형 공기조화기가 초기 동작 시 상기 복수개의 베인(a,b,c,d)이 완전히 오픈되는 동안 상기 베인(a)에 장착된 복사온도 센서(11)는 실내 복수개의 바닥의 복사온도를 측정한다. 경우에 따라 상기 복사온도 센서(11)는 상기 베인(a,b,c,d)의 한단이 아니라 상기 공기조화기의 판넬에 장착되어 실내의 복사온도를 측정할 수 있으며 이는 천장형 공기조화기 제작과정의 편의와 복사온도를 측정하고자 하는 실내의 크기 등에 따라 변화 가능하다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 제1 동작을 도 3을참고로 살펴보면 다음과 같다. 여기서는 상기 천장형 공기조화기가 난방기능을 수행하는 경우를 예로 든다.

먼저, 제1 단계에서 사용자가 천장형 공기조화기로 난방기능과 기준온도인 희망 난방온도를 설정하고 동작시킨다. (S1)

제2 단계에서 상기 공기조화기의 클로즈되었던 베인이 오픈되면서 상기 베인과 연동되는 복사온도 센서가 실내 바닥의 복사온도를 측정한다. (S2)

제3 단계에서 상기 마이컴은 상기 복사온도 센서가 측정된 복사온도 값을 통해 실내 바닥의 평균 복사온도를 계산한다. (S3)

제4 단계에서 상기 마이컴은 상기 계산된 평균 복사온도(Tf)가 상기 기준온도(a) 이상인 경우 바닥난방 기준시간을 x분 설정한다. 만일 상기 평균 복사온도(Tf)가 상기 기준온도(a) 이하이고 상기 기준온도보다 대략 5~6℃ 더 낮은 온도(b) 이상인 경우 바닥난방 기준시간을 x+α분 설정한다. 한편, 상기 평균 복사온도(Tf)가 상기 기준온도보다 더 낮은 온도(b) 이하인 경우 바닥난방 기준시간을 x+β분 설정한다.(S4) 여기서 상기 β는 상기 α보다 크다.

제5 단계에서 상기 마이컴은 바닥난방을 수행한다.(S5) 여기서 바닥난방이라 함은 상기 스테핑 모터를 제어하여 상기 베인이 수직으로 조정되도록 함으로써 상기 천장형 공기조화기의 토출풍이 바닥을 향하도록 하는 것을 의미한다.

제6 단계에서 상기 마이컴은 상기 제4 단계에서 바닥난방을 수행한 시간이 상기 제4 단계에서 평균 복사온도에 따라 설정된 바닥난방 기준시간을 초과하였는지 확인한다. (S6)

만일, 상기 제6 단계에서 수행시간이 기준시간을 초과하지 않은 경우 상기 본 발명에 따른 천장형 공기조화기 제어방법은 상기 제5 단계로 복귀하고 상기 제6 단계에서 수행시간이 기준시간을 초과한 경우 제7 단계에서 상기 공기조화기 마이컴은 바닥난방의 수행을 종료하고 그에 따라 정상적인 난방기능이 수행된다. (S7)

도 4는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기가 냉방기능을 수행하는 경우 그에 따른 제어방법의 흐름이 도시된 순서도이다.

먼저 제11 단계에서 사용자는 공기조화기로 냉방기능을 설정함과 동시에 기준온도인 희망 냉방온도를 설정하고 상기 공기조화기를 동작시킨다. (S11)

제12 단계에서 상기 공기조화기가 동작함에 따라 상기 공기조화기의 베인은 구동하게 되며 상기 베인과 연동하는 복사온도 센서는 상기 베인 구동 시 실내 바닥의 복사온도를 측정한다. (S12)

제13 단계에서 상기 공기조화기의 마이컴은 상기 복사온도 센서를 통해 측정된 복사온도에 따라 실내 바닥의 평균 복사온도를 계산한다. (S13)

제14 단계에서 상기 공기조화기의 마이컴은 천장형 공기조화기의 흡입구를 통해 흡입되는 상기 실내 공기의 건구온도(Tr)와 상기 제13 단계에서 계산된 평균 복사온도의 차이를 계산한다. (S14) 여기서 상기 천장형 공기조화기가 상기 흡입구를 통해 실내 공기의 건구온도를 측정하기 위하여는 건구온도 센서가 필요하나 이는 종래 천장형 공기조화기에 장착되어 있는 부분으로써 이에 관한 보다 상세한 설명은 생략한다.

제15 단계에서 상기 마이컴은 상기 건구온도(Tr)와 복사온도(Tf)의 차이가기준온도차(δ) 이상인지 비교하여 판단한다. (S15)

만일 상기 제15 단계에서 상기 온도차(Tr-Tf)가 기준온도차(δ)보다 큰 경우 이는 실내 온도가 바닥온도보다 높다는 의미이며 이에 따라 제16 단계에서 상기 마이컴은 상기 스테핑 모터를 제어함으로써 상기 베인을 수평으로 조정하여 토출풍이 바닥을 아닌 실내를 향하도록 하고 실내 공기가 대류되도록 한다. (S16)

한편, 상기 제17 단계에서 상기 온도차(Tr-Tf)가 기준온보다(δ)보다 작은 경우 이는 상기 스테핑 모터를 제어함으로써 상기 베인을 수직으로 조정하여 토출풍이 바득으로 향하도록 한다. (S17)

상기와 같이 구성되는 본 발명의 천장형 공기조화기 및 그 제어방법은 실내에 공기 조화를 위하여 천장에 설치된 공기조화기의 베인에 상기 실내 특정면의 복사온도를 측정할 수 있는 복사온도 센서를 장착하고 상기 복사온도 센서를 통해 측정된 복사온도를 상기 사용자가 설정한 기준온도 혹은 실내의 건구온도와 비교하여 그에 따라 공기조화기의 구동방식이 제어되도록 함으로써 상기 천장형 공기조화기가 냉방 혹은 난방 기능을 수행 시 실내의 공기 조화가 보다 빠른 시간 내에 효율적으로 이루어지도록 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 천장형 공기조화기의 베인에 연동되어 상기 베인 구동 시 상기 천장형 공기조화기가 설치된 실내 바닥의 복사온도를 측정하는 복사온도 센서와; 상기 복사온도 센서를 통해 측정된 복사온도 값을 디지털 값으로 변환하는 아날로그/디지털 변환기와; 상기 아날로그/디지털 변환기를 통해 변환된 복사온도 값을 통해 공기조화기 구동 시 실내 바닥의 평균 복사온도를 계산하고 그에 따라 공기조화기 구동방식을 제어하는 마이컴을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 마이컴은 상기 공기조화기가 난방기능을 수행 시 상기 복사온도 센서를 통해 측정된 실내 바닥 복사온도를 사용자가 설정한 희망온도와 비교하여 상기 측정된 복사온도가 설정 희망온도보다 낮은 경우 베인을 수직방향으로 조정하여 토출풍이 바닥을 향하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 마이컴은 상기 공기조화기가 냉방기능을 수행 시 상기 실내 건구온도와 상기 복사온도 센서를 통해 측정된 실내 바닥 복사온도의 온도차를 계산하여 상기 온도차가 기준온도차보다 높은 경우 베인을 수평방향으로 조정하여 실내 공기가 대류하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
4. 천장형 공기조화기의 베인에 장착된 복사온도 센서를 통해 실내 바닥의 복사온도를 측정하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계에서 측정된 실내 바닥의 복사온도와 사용자가 설정한 기준온도를 비교하는 제2 단계와;

   공기조화기 초기 작동 시 상기 제2 단계의 비교결과 복사온도가 기준온도보다 낮은 경우 상기 베인을 수직으로 조정하여 기준시간 이상 토출량이 바닥으로 향하도록 하여 바닥난방을 수행하고 복사온도가 기준온도보다 높은 경우 상기 기준시간보다 적은 시간 바닥난방을 수행하는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기 제어방법.
5. 천장형 공기조화기의 베인에 장착된 복사온도 센서를 통해 실내 바닥의 복사온도를 측정하는 제1 단계와;

   상기 제1 단계에서 복사온도가 측정된 실내의 건구온도와 상기 측정된 복사온도의 온도차를 계산하는 제2 단계와;

   상기 제2 단계의 계산된 온도차가 기준온도차 이상인 경우 상기 베인을 수평으로 조정하여 실내 공기가 대류하도록 하고 기준온도차 이하인 경우 상기 베인을 수직으로 조정하여 토출풍이 바닥을 향하도록 하는 제3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기 제어방법.