KR20050055905A - 에어컨의 중앙제어 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화를 위해 건물내 각 실마다 설치되는 다수개의 에어컨과, 상기 다수개의 에어컨과 네트워크망을 통해 연결되고, 상기 에어컨의 상태를 각각 다른 기능으로 제어하는 1개 이상의 모듈이 상기 에어컨의 동작을 제어/모니터링하는 모듈을 통해 상기 에어컨의 기기정보 데이터 또는 상태정보 데이터가 저장되는 데이터베이스와 연결되는 중앙제어기와, 상기 다수개의 에어컨과 상기 중앙제어기 사이에 송수신되는 데이터의 프로토콜을 상호 변환하는 프로토콜 변환기를 포함하여 구성됨에 따라, 다수 모듈이 동시에 사용하는 기기정보 데이터 및 상태정보 데이터가 공유되도록 하여 각 모듈에 억세스하는 데이터의 일관성을 유지하고, 프로그램 구조를 단순화함으로써 제어 프로그램의 효율성을 향상시킬 수 있다.

Description

에어컨의 중앙제어 시스템{Air conditioner's central controlling system}

본 발명은 다수 에어컨을 중앙제어할 수 있는 중앙제어기에서 구동되는 제어 프로그램의 각 모듈이 동시에 사용하는 기기정보 데이터 및 상태정보 데이터가 공유되도록 하여 각 모듈에 억세스하는 데이터의 일관성을 유지하고, 프로그램 구조를 단순화함으로써 중앙 제어의 효율성을 향상시킬 수 있는 에어컨의 중앙제어 시스템에 관한 것이다.

최근 들어 에어컨의 사용이 크게 증가하면서 가정 내의 각 방마다, 또는 건물 내의 사무실마다 에어컨이 설치되고 있다.

종래의 경우 각 실에 설치된 에어컨은 실내기에 부착된 버튼 또는 리모콘에 의해 사용자의 제어명령(온/오프, 냉방, 송풍, 방향, 세기 등)이 입력되었고, 입력된 제어명령에 따라 실내기에 내장된 마이컴은 에어컨의 동작을 제어하여 실내의 공기조화가 수행되도록 하였다.

만약, 에어컨이 동작 이상상태인 경우 건물 관리자는 상기 에어컨이 설치된 각 실마다 접근하여 상태를 파악하고 수리 및 유지 관리를 위한 제어명령을 입력하였으므로, 학교 또는 대형 건물에 설치된 여러대의 에어컨을 공동 관리하는 경우, 각 실마다 개별 제어 및 개별 관리작업이 수동적으로 이루어질 수밖에 없어 상당한 관리시간이 소요되었고, 이로 인해 건물 관리비용도 상승하였다.

최근에는 상기 다수개의 에어컨과 네트워크망을 통해 연결되는 중앙 제어기를 이용하여 각 에어컨을 통합 제어할 수 있도록 하였으나, 도 1에 도시된 종래의 중앙 제어기(20)는 온/오프 등의 단순 명령의 입력 및 확인 기능만이 구현되어 있었으므로, 각 에어컨과 연결되는 전원 버튼 및 전원 온/오프시마다 점/소등되는 램프가 구비되는 것뿐이었다. 즉, 각 에어컨의 세부 기능 제어가 불가능하므로 동작 오류시에도 각 에어컨에 개별 접근하여 관리를 할 수밖에 없어 이용도가 낮았다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 다수 에어컨의 중앙제어를 위해 이용되는 중앙제어기에서 구동되는 제어 프로그램을 구성하는 각 모듈이 동시에 사용하는 에어컨 기기정보 데이터 및 상태정보 데이터가 각 모듈간에 상호 공유될 수 있도록 하여 프로그램의 구조를 단순화시키고, 각 모듈이 억세스하는 데이터가 연동될 수 있도록 하는 에어컨의 중앙제어시스템을 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 에어컨의 중앙제어 시스템은, 공기조화를 위해 건물내 각 실마다 설치되는 다수개의 에어컨과, 상기 다수개의 에어컨과 네트워크망을 통해 연결되고, 상기 에어컨의 상태를 각각 다른 기능으로 제어하는 1개 이상의 모듈이 상기 에어컨의 동작을 제어/모니터링하는 모듈을 통해 상기 에어컨의 기기정보 데이터 또는 상태정보 데이터가 저장되는 데이터베이스와 연결되는 중앙제어기와, 상기 다수개의 에어컨과 상기 중앙제어기 사이에 송수신되는 데이터의 프로토콜을 상호 변환하는 프로토콜 변환기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 에어컨의 중앙제어 시스템의 구성이 도시된 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 건물 내 각 실에는 다수개의 에어컨(100)이 설치되는데, 에어컨의 특정 종류에 한정되지 않는다. 즉, 단일의 실내기-실외기로 구성되는 싱글형 에어컨, 다수 실내기-소수 실외기로 구성되는 멀티형 에어컨의 구조로 다수 에어컨이 연결될 수 있고, 각 에어컨은 냉방 전용이거나 또는 난방이 겸용되는 히트펌프식 에어컨이 이용될 수 있다.

중앙제어기(200)는 도 2에 도시된 바와 같이 다수개의 에어컨과 네트워크망을 통해 연결되어 각 에어컨의 상태를 모니터링하고, 제어를 위한 제어명령을 전송함으로써 각 에어컨의 동작을 중앙 제어할 수 있으며, TCP/IP 통신규격을 기반으로 하는 중앙제어기와 RS-485 규격의 통신라인으로 연결되는 다수 에어컨(100)이 상호 데이터를 송수신하기 위해서 상호 프로토콜을 변환하는 프로토콜 변환기(150)가 상기 중앙제어기(200) 및 다수 에어컨(100)을 중계한다.

기본적으로, 본 발명의 중앙제어기(200)는 제어명령이 입력되는 입력부(미도시)와, 제어상태가 디스플레이되는 화면부(미도시)를 포함하여 구성되며, 생산자에 따라 상기 입력부 및 화면부가 단일 기기에 통합되는 터치스크린 방식의 모니터로 구현될 수도 있다.

따라서, 관리자는 다수대의 에어컨을 통합 제어하는 중앙제어기(200)에서 구동되는 제어 프로그램을 조작함으로써 통합 제어/모니터링을 수행할 수 있는데, 상기 제어 프로그램은 각각 고유의 기능을 수행하는 다수개의 운전모듈을 가지는데, 이는 제어/모니터 모듈(210), 시스템제어 모듈(220), 스케줄제어 모듈(230), 피크전력제어 모듈(240), 시스템설정 모듈(250) 등으로 이루어진다.

이러한 다수개의 모듈은 상이한 기능을 수행하지만 각 모듈이 억세스하는 데이터는 에어컨 정보와 같이 공용되어 이용되는 데이터가 많고, 일부에서 처리된 데이터를 수신하여 재이용하는 등 상호간 데이터를 주고받아야 동작이 가능한 모듈이 있다.

그러므로 하나의 제어 프로그램을 구성하는 다수개의 모듈이 각각 억세스하여 이용하는 데이터의 효율적 이용을 위해서는 각 모듈이 상호 연동을 통해 상기 데이터를 공유할 수 있다. 이렇게 동일한 데이터가 각 모듈에서 공유됨에 따라, 각 모듈별로 독립적으로 데이터를 억세스하게 되는 경우 발생될 수 있는 데이터의 일관성(consistency) 저해 문제가 해소될 수 있다.

먼저, 제어/모니터 모듈(210)은 네트워크망을 통해 다수 에어컨의 상태정보를 판독함으로써 상태 모니터링을 수행하는 한편, 개별, 그룹별, 전체 에어컨의 통합 제어를 위한 제어신호를 발령한다. 이를 위해 상기 제어/모니터 모듈(210)은 프로토콜 변환부(150) 및 인터페이싱을 수행하는 프로그램 엔진모듈(260)을 거쳐 전송되는 에어컨의 기기정보 데이터 및 에어컨의 상태정보 데이터를 최우선으로 로딩하는 다수 모듈의 대표이다.

따라서, 상기 제어/모니터 모듈(210)은 각 에어컨의 기기정보 데이터가 저장된 데이터베이스(DB)를 억세스하고, 각 에어컨으로부터 전송되는 상태정보 데이터를 수신한 프로그램 엔진모듈(260)로부터 상태정보 데이터를 로딩한다.

시스템모니터 모듈(220)은 전체 에어컨의 세부적인 동작상태를 실시간으로 확인할 수 있도록 신호처리하는 모듈로서, 예를 들어 현재 운전상태, 운전모드, 풍량, 풍향, 잠금, 설정온도, 고장상태, 현재 사용전력량 등의 상태파악을 수행한다. 이를 위해 상기 시스템모니터 모듈(220)은 상기 제어/모니터 모듈(210)이 로딩한 기기정보 데이터 및 각 에어컨의 상태정보 데이터를 공유하여 이를 판독한다.

스케줄제어 모듈(230)은 다수 에어컨 각각의 개별 스케줄, 그룹별 스케줄, 전체 에어컨의 운전 스케줄을 설정할 수 있도록 하는 동시에, 관리자에 의해 설정된 운전 스케줄에 따라 해당 에어컨의 운전이 동작되도록 하며, 이를 위해 상기 제어/모니터 모듈(210)에 로딩된 기기정보 데이터를 참고한다.

피크전력제어 모듈(240)은 다수 에어컨의 전력사용량을 실시간으로 감시하면서 현재 구동되는 에어컨에 의해 소비되는 전력사용량이 목표설정치, 즉 안정적인 전력관리를 위해 설정된 최대허용치 이하로 운전되도록 상기 에어컨의 동작을 가동 또는 정지시키는 기능을 수행한다.

이때, 상기 피크전력제어 모듈(240)은 각 에어컨의 전력사용량을 파악하기 위하여 상기 제어/모니터 모듈(210)에 로딩된 기기정보 데이터 및 상태정보 데이터를 판독하며, 만약 전력사용량이 최대허용치를 초과하는 경우 전력제어모드를 수행함으로써 에어컨의 운전을 정지시키거나, 냉방모드를 송풍모드로 전환함으로써 전력사용량이 절감되도록 한다.

시스템설정 모듈(250)은 중앙제어기(200)를 통해 각 에어컨의 동작을 통합 제어할 수 있도록 관리자에 의해 추가, 변경 또는 삭제되는 각 에어컨의 기기정보(에어컨 ID, 실외기 번호, 실내기 번호, 설치위치, 냉방능력 등)를 관리한다. 따라서, 시스템설정 모듈(250)은 상기 제어/모니터링 모듈(210)에 로딩된 기기정보 데이터를 판독하는 한편, 관리자에 의해 변경된 에어컨의 기기정보 데이터를 데이터베이스(DB) 및 제어/모니터 모듈(210)로 전달함으로써 제어/모니터 모듈(210)에 의해 억세스되는 데이터가 데이터베이스(DB)의 것과 연동되도록 한다.

도 3을 참조하여 본 발명의 중앙제어기의 제어 프로그램에 구현된 각 모듈이 연동하여 에어컨의 기기정보 데이터를 억세스하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 중앙제어기(200)가 실행되면 제어/모니터링 모듈은 데이터베이스(DB)에 저장된 에어컨의 기기정보 데이터를 로딩한다.(①)

상기 제어/모니터링 모듈(210)은 로딩된 에어컨의 기기정보 데이터를 다른 모듈(시스템모니터 모듈, 스케줄제어 모듈, 피크전력제어 모듈, 시스템설정 모듈)과 공유하며, 따라서 각 모듈마다 에어컨 기기정보 데이터를 개별적으로 억세스하는 것이 아니라, 상기 제어/모니터링 모듈(210)에 의해 로딩된 데이터를 판독하기만 하므로, 에어컨 데이터는 언제나 일관성(consistency)을 유지하게 된다.(②)

또한, 데이터베이스(DB)에 저장된 에어컨 기기정보 데이터를 추가, 삭제, 변경할 수 있는 시스템설정 모듈(250)은 관리자의 셋팅작업이 있을 경우 갱신된 기기정보 데이터를 상기 제어/모니터 모듈(210)에 전달하는 동시에 상기 데이터베이스(DB)에 저장되도록 한다.(③)

도 4를 참조하여 본 발명의 중앙제어기의 제어 프로그램에 구현된 각 모듈이 연동하여 에어컨의 상태정보 데이터를 억세스하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

중앙제어기(200)는 네트워크망에 연결된 다수 에어컨으로부터 상태정보 데이터를 수신하여 이를 데이터베이스(DB)에 전달하는 한편, 상기 제어/모니터 모듈(210)로 전달하며, 이를 담당하는 모듈이 프로그램 엔진모듈(260)이다.

여기서, 상기 TCP/IP를 기반으로 네트워킹하는 중앙제어기(200)는 RS-485 규격의 네트워크망을 통해 연결된 다수 에어컨과 데이터를 상호 송수신하기 위하여 프로토콜을 상호 변환하는 프로토콜 변환기(150)와 연결된다.

이러한 프로토콜 변환기(150)에 의해 규격변환 후 전달되는 각 에어컨의 상태정보 데이터는 상기 프로그램 엔진모듈(260)을 거쳐 상기 제어/모니터 모듈(210)로 전달된다. 상태정보 데이터란 각 에어컨의 운전상태, 운전모드, 풍량, 풍향, 잠금, 온도설정, 고장상태. 전력사용량 등에 관한 것이고, 이는 각 실에 배치된 에어컨이 조작됨에 따라 실시간으로 변동될 수 있는 데이터이다.(①)

상기한 바와 같이, 상기 제어/모니터 모듈(210) 및 시스템모니터 모듈(220)은 각 에어컨의 동작 상태 파악을 위하여 상태정보 데이터를 이용하고, 피크전력제어 모듈(240) 역시 상태정보 데이터를 이용하여 현재 전력사용량을 파악한다. 이때에도 상기 시스템모니터 모듈(220) 및 피크전력제어 모듈(240)은 상기 제어/모니터 모듈(210)에 로딩된 에어컨 상태정보 데이터를 공유하므로, 모듈간 억세스하는 데이터는 항시 일관성(consistency)을 유지하게 된다.(②)

그리고, 상기 제어/모니터 모듈(210), 스케줄제어 모듈(230), 피크전력제어 모듈(240)은 구현된 바에 의해 에어컨의 운전모드 또는 전원을 제어하기 위한 제어신호를 각각 발령하며, 이는 상기 프로그램 엔진모듈(260)을 통해 해당 에어컨으로 전달된다.(③a, ③b, ③c)

이상과 같이 본 발명에 의한 에어컨의 중앙제어 시스템을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 에어컨의 중앙제어 시스템은 중앙제어기에서 구동되는 제어 프로그램에 구현된 다수 모듈이 동시 사용하는 에어컨 기기정보 데이터 및 상태정보 데이터를 모듈 상호간 공유할 수 있도록 하여 각 모듈이 억세스하는 데이터의 일관성을 유지하도록 하고, 프로그램 구조를 단순화함으로써 제어 프로그램의 개발비용을 감소시킬 수 있다.

도 1 은 종래 발명의 에어컨의 제어 시스템의 구성도,

도 2 는 본 발명의 에어컨의 중앙제어 시스템의 구성도,

도 3 은 본 발명의 제어 프로그램의 각 모듈이 기기정보 데이터를 억세스하는 신호 흐름도,

도 4 는 본 발명의 제어 프로그램의 각 모듈이 상태정보 데이터를 억세스하는 신호 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 다수개의 에어컨 200: 중앙 제어기

210: 제어/모니터모듈 220: 시스템모니터 모듈

230: 스케줄제어 모듈 240: 피크전력제어 모듈

250: 시스템설정 모듈 260: 프로그램 엔진모듈

Claims (4)

1. 공기조화를 위해 건물내 각 실마다 설치되는 다수개의 에어컨과; 상기 다수개의 에어컨과 네트워크망을 통해 연결되고, 상기 에어컨의 상태를 각각 다른 기능으로 제어하는 1개 이상의 모듈이 상기 에어컨의 동작을 제어/모니터링하는 모듈을 통해 상기 에어컨의 기기정보 데이터 또는 상태정보 데이터가 저장되는 데이터베이스와 연결되는 중앙제어기와; 상기 다수개의 에어컨과 상기 중앙제어기 사이에 송수신되는 데이터의 프로토콜을 상호 변환하는 프로토콜 변환기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 중앙제어기는 네트워크망을 통해 다수개의 에어컨의 상태정보 데이터를 수신하여 이를 상기 데이터베이스로 저장하는 동시에, 상기 1개 이상의 모듈에서 발령되는 제어신호를 수신하여 이를 해당 에어컨으로 전송하는 프로그램 엔진모듈과; 상기 데이터베이스에 저장된 다수 에어컨의 기기정보 데이터 또는 상태정보 데이터를 최우선 로딩하고, 이를 기반으로 각 에어컨의 동작을 제어/모니터링하는 제어/모니터 모듈과; 상기 제어/모니터 모듈에서 로딩된 상태정보 데이터를 기반으로 각 에어컨의 시스템을 실시간 모니터링하는 시스템모니터 모듈과; 상기 제어/모니터 모듈에서 로딩된 기기정보 데이터의 설정/변경을 관리하고, 갱신된 기기정보 데이터를 상기 제어/모니터링 모듈로 전달하는 시스템설정 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 중앙제어기는 상기 제어/모니터 모듈에서 로딩된 기기정보 데이터를 기반으로 각 에어컨의 운전스케줄의 설정/변경을 관리하고, 설정된 운전스케줄에 따라 해당 에어컨의 운전이 제어되도록 제어신호를 발령하는 스케줄제어 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 중앙제어기는 상기 제어/모니터 모듈에서 로딩된 기기정보 데이터를 기반으로 다수 에어컨의 전력사용량을 모니터링하는 동시에 상기 전력사용량이 최대허용치를 초과하지 않도록 각 에어컨의 운전을 제어하는 제어신호를 발령하는 피크전력제어 모듈을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.