KR20050074695A - 공조기기 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 냉난방기와, 전열교환기를 갖는 환기장치가 마련된 공조기기에 관한 것으로서, 목표온도범위 및 환기시간을 설정하는 조작부와; 실외온도 및 실내온도를 감지하는 실외온도센서 및 실내온도센서와; 상기 전열교환기의 구동시간을 측정하는 타이머와; 상기 냉난방기와 상기 환기장치의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 실외온도센서 및 상기 실내온도센서에 의해 감지된 상기 실외온도 및 상기 실내온도 중 어느 하나가 상기 목표온도범위 내이면, 상기 타이머에 의해 상기 환기시간동안 상기 전열교환기를 작동시키고, 상기 실외온도 및 상기 실내온도가 상기 목표온도범위를 벗어나면, 상기 냉난방기를 작동시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 냉난방기와 환기장치가 마련된 공조기기의 제어방법에 있어서, 상기 냉난방기와 상기 환기장치의 전원을 온시켜서 목표온도범위 및 환기시간을 설정하는 단계와; 실외온도를 감지하는 단계와; 상기 감지된 실외온도가 상기 목표온도범위 내에 있는 경우, 상기 냉난방기를 오프시키고 상기 환기장치를 상기 환기시간 동안 작동시키는 단계와; 상기 감지된 실외온도가 상기 목표온도범위를 벗어나는 경우, 실내온도를 감지하는 단계와; 상기 감지된 실내온도가 상기 목표온도범위를 벗어나는 경우, 상기 환기장치를 오프시키고 상기 냉난방기를 상기 실내온도가 상기 목표온도범위 내에 도달될 때까지 작동시키는 단계와; 상기 감지된 실내온도가 상기 목표온도범위 내에 있는 경우, 상기 냉난방기를 오프시키고 상기 환기장치를 상기 환기시간 동안 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 냉난방기와 환기장치 모두 전원이 온상태에서 냉난방기와 환기장치가 선택적으로 작동되어 에너지 및 냉난방 효율을 향상시킬 수 있는 공조기기 및 그 제어방법을 할 수 있다.

Description

공조기기 및 그 제어방법 {Air Conditioner and Control Method thereof}
본 발명은, 공조기기 및 공조기기 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 실외온도 및 실내온도에 따라 냉난방기와 환기장치가 선택적으로 작동되는 공조기기 및 공조기기 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공조기기는 실내공기를 냉난방하는 냉난방기와, 실내공기를 실외공기와 교환하는 환기장치 등을 통칭한다.
한국특허공개 제2001-0045980호의 냉난방기는 실내를 향해 설치되어 실내공기와 열교환하는 실내부와, 실외를 향해 설치되어 실외공기와 열교환하는 실외부를 가진다. 여기서, 실내부는 실외로부터의 냉매를 실내공기와 열교환하는 실내열교환기와, 실내공기를 흡입 및 토출하는 송풍팬을 구비하며, 실외부는 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기와, 실외공기와 냉매를 열교환하는 실외열교환기를 구비하여 냉동사이클을 구성한다. 이러한 냉난방기의 제어방법은 실내온도를 설정하고 냉방 및 난방 중 어느 일측 모드를 선택하는 단계와, 냉방모드 선택시 소정의 시간이 경과한 후 실내온도를 감지하여 실내온도가 설정온도의 최대허용하한치 이하인 경우 난방모드로 전환하는 단계와, 난방모드 선택시 및 난방모드로 전환시 중 어느 일측의 경우 소정의 시간이 경과한 후 실내의 온도를 감지하여 실내온도가 설정온도의 최대허용상한치 이상인 경우 냉방모드로 전환하는 단계로 이루어져 냉난방모드가 자동적으로 제어된다.
한편, 한국특허공개 제2003-0063856호에 기재된 환기장치는 실외공기가 실내로 안내되는 급기덕트와, 급기덕트와 교차하여 실내공기가 실외로 안내되는 배기덕트와, 급기덕트와 배기덕트가 교차하는 지점에 실외공기와 실내공기가 열교환되는 전열교환기로 구성된다. 이러한 구성에 의한 환기 자동제어방법은 CO2센서가 실내의 CO2농도를 일정간격을 두고 검출하는 단계와, 컨트롤러가 CO2농도를 전기적 신호로 인가받아 기 설정된 제1기준농도와 비교하여 환기여부를 판단하는 단계와, CO2센서에서 검출된 CO2가 제1기준농도 이상일 경우 컨트롤러가 급기팬 및 배기팬에 전원을 인가함으로써 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 전열교환기를 통해 열교환되면서 실내를 자동으로 환기시키는 단계로 이루어진다.
그런데, 이러한 종래의 공조기기에 있어서는, 냉난방기와 환기장치가 각각 독립적으로 제어되므로 냉난방기와 환기장치를 모두 운전시킬 경우 냉난방기와 환기장치가 동시에 작동되는 경우가 발생하여 냉난방 효율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 냉난방기와 환기장치 모두 전원이 온상태에서 냉난방기와 환기장치가 선택적으로 작동되어 에너지 및 냉난방 효율을 향상시킬 수 있는 공조기기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 냉난방기와 환기장치가 마련된 공조기기의 제어방법에 있어서, 상기 냉난방기와 상기 환기장치의 전원을 온시켜서 목표온도범위 및 환기시간을 설정하는 단계와; 실외온도를 감지하는 단계와; 상기 감지된 실외온도가 상기 목표온도범위 내에 있는 경우, 상기 냉난방기를 오프시키고 상기 환기장치를 상기 환기시간 동안 작동시키는 단계와; 상기 감지된 실외온도가 상기 목표온도범위를 벗어나는 경우, 실내온도를 감지하는 단계와; 상기 감지된 실내온도가 상기 목표온도범위를 벗어나는 경우, 상기 환기장치를 오프시키고 상기 냉난방기를 상기 실내온도가 상기 목표온도범위 내에 도달될 때까지 작동시키는 단계와; 상기 감지된 실내온도가 상기 목표온도범위 내에 있는 경우, 상기 냉난방기를 오프시키고 상기 환기장치를 상기 환기시간 동안 작동시키는 단계에 의해 달성된다.
여기서, 상기 목표온도범위는 목표온도에서 대략 ±2℃ 내지 ±3℃인 것이 바람직하다.
또한, 상기 환기장치는 전열교환기를 포함하며, 상기 환기시간은 상기 전열교환기의 작동시간에 의해 판단되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 냉난방기와, 전열교환기를 갖는 환기장치가 마련된 공조기기에 있어서, 목표온도범위 및 환기시간을 설정하는 조작부와; 실외온도 및 실내온도를 감지하는 실외온도센서 및 실내온도센서와; 상기 전열교환기의 구동시간을 측정하는 타이머와; 상기 냉난방기와 상기 환기장치의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 제어부는 상기 실외온도센서 및 상기 실내온도센서에 의해 감지된 상기 실외온도 및 상기 실내온도 중 어느 하나가 상기 목표온도범위 내이면, 상기 타이머에 의해 상기 환기시간동안 상기 전열교환기를 작동시키고, 상기 실외온도 및 상기 실내온도가 상기 목표온도범위를 벗어나면, 상기 냉난방기를 작동시키는 것에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 상기 목표온도범위는 목표온도에서 대략 ±2℃ 내지 ±3℃인 것이 바람직하다.
또한, 상기 환기시간은 상기 전열교환기의 작동시간에 의해 판단되는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
공조기기는 실내공기를 냉난방하는 냉난방기와, 실내공기를 실외공기와 교환하는 환기장치 등을 통칭한다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 냉난방기(10)는 순환하는 냉매의 물리적변화 즉, 액상에서 기상으로 기상에서 액상으로 반복 변화할 때 이루어지는 에너지변화를 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시킨다. 이에, 냉난방기(10)는 실내를 향해 설치되어 실내공기와 열교환하는 실내부(11)와, 실외를 향해 설치되어 실외공기와 열교환하는 실외부(12)를 가진다. 실내부(11)는 실외로부터의 냉매를 실내공기와 열교환하는 실내열교환기(13)와, 실내공기를 흡입 및 토출하는 송풍팬(14)을 갖는다. 실외부(12)는 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(15)와, 실외공기와 냉매를 열교환하는 실외열교환기(16)와, 실외열교환기(16)를 냉각시키는 실외팬(17)을 갖는다.
한편, 환기장치(20)는 실외공기가 실내로 안내되는 급기덕트(21)와, 급기덕트(21)와 교차하여 실내공기가 실외로 안내되는 배기덕트(22)와, 급기덕트(21)와 배기덕트(22)가 교차하는 지점에 실외공기와 실내공기가 열교환되는 전열교환기(23)로 구성된다. 급기덕트(21)의 일단에는 실외와 연통하는 급기흡입구(24)가 형성되고 타단에는 실내와 연통되는 급기배출구(25)가 형성되어 있다. 그리고, 배기덕트(22)의 일단에는 실내와 연통되는 배기흡입구(26)가 형성되고 타단에는 실외와 연통되는 배기배출구(27)가 형성된다. 전열교환기(23)는 그 내부에 급기덕트(21)와 연통되는 다수의 급기통로와 급기통로(28)와 이웃하며 배기덕트(22)와 연통되는 다수의 배기통로(29)가 마련되어 있다.
이러한 냉난방기(10)와, 전열교환기(23)를 갖는 환기장치(20)가 마련된 공조기기는 목표온도범위(Ts) 및 환기시간(t)을 설정하는 조작부(30)와, 실외온도(To) 및 실내온도(Tr)를 감지하는 실외온도센서(31) 및 실내온도센서(32)와, 전열교환기(23)의 구동시간을 측정하는 타이머(33)와, 냉난방기(10)와 환기장치(20)의 작동을 제어하는 제어부(34)를 포함한다.
환기시간(t)은 환기량을 의미하며, 환기량은 냉난방기(10)가 운전하지 않은 시간대에서 환기장치(20)가 가동되는 시간의 비율을 말한다.
조작부(30)에는 냉난방기(10)와 환기장치(20)의 전원을 각각 선택할 수 있는 전원모드선택부(35)와, 목표온도범위(Ts)와 환기시간(t)을 설정할 수 있는 설정부(36)가 마련되어 있다.
제어부(34)는 실외온도센서(31) 및 실내온도센서(32)에 의해 감지된 실외온도(To) 및 실내온도(Tr) 중 어느 하나가 목표온도범위(Ts) 내이면, 타이머(33)에 의해 환기시간(t)동안 전열교환기(23)를 작동시키고, 실외온도(To) 및 실내온도(Tr)가 목표온도범위(Ts)를 벗어나면, 냉난방기(10)를 작동하도록 제어한다.
여기서, 제어부(34)는 조작부(30)와, 실외온도센서(31) 및 실내온도센서(32)와, 타이머(33)로부터 신호를 입력받으며, 입력받은 신호에 기초하여, 냉난방기(10) 구동시 압축기구동회로(37)로 신호를 출력하여 압축기(15)의 구동을 제어하고, 환기장치(20) 구동시 전열교환기구동회로(38)로 신호를 출력하여 전열교환기(23)의 구동을 제어하는 것이 바람직하다.
이러한 공조기기는, 도 3에 도시된 바와 같이, 조작부(30)의 전원모드선택부(35)를 통해 냉난방기(10)와 환기장치(20)에 전원이 공급되고 목표온도범위(Ts) 및 환기시간(t)이 설정되면(S10), 실외온도센서(31)는 실외온도(To)를 감지한다(S20).
감지된 실외온도(To)와 설정된 목표온도범위(Ts)를 비교하여(S30), 실외온도(To)가 목표온도범위(Ts) 내에 있을 경우, 냉난방기(10)가 오프되고, 환기장치(20)가 환기시간(t)동안 작동된다(S60,S70). 여기서, 환기장치(20)내에는 전열교환기(23)를 포함하며, 환기시간(t)은 전열교환기(23)의 작동시간에 의해 판단되는 것이 바람직하다. 이 때, 제어부(34)는 압축기(15)의 구동을 정지하고, 환기장치(20)가 환기시간(t)동안 작동되도록 타이머(33)로부터의 전열교환기(23) 작동시간을 입력받고, 입력신호에 따라 전열교환기구동회로(38)로 신호를 출력하여 전열교환기(23)를 제어한다.
한편, 감지된 실외온도(To)가 목표온도범위(Ts)를 벗어난 경우, 실내온도센서(32)는 실내온도(Tr)를 감지한다(S40). 감지된 실내온도(Tr)와 설정된 목표온도범위(Ts)를 비교하여(S50), 실내온도(Tr)가 목표온도범위(Ts)를 벗어나는 경우, 환기장치(20)가 오프되고 실내온도(Tr)가 목표온도범위(Ts)내에 도달할 때까지 냉난방기(10)가 작동된다(S80,S90). 이 때, 제어부(34)는 전열교환기(23)의 구동을 정지하고, 실내온도(Tr)가 목표온도범위(Ts)내에 도달할 때까지 압축기구동회로(37)로 신호를 출력하여 압축기(15)를 작동하도록 제어한다.
한편, 감지된 실내온도(Tr)가 목표온도범위(Ts) 내에 있는 경우, 냉난방기(10)가 오프되고, 환기장치(20)가 환기시간(t)동안 작동된다(S60,S70). 이 때, 제어부(34)는 압축기(15)의 구동을 정지하고, 환기장치(20)가 환기시간(t)동안 작동되도록 타이머(33)로부터 전열교환기(23)의 작동시간을 입력받고, 입력신호에 따라 전열교환기구동회로(38)로 신호를 출력하여 전열교환기(23)를 제어한다.
전술한 목표온도범위(Ts)는 목표온도에서 대략 ±2℃ 내지 ±3℃인 것이 바람직하다.
전술한 예에서는 사용자가 목표온도범위(Ts)를 조작부(30)의 설정부(36)를 통해 설정하도록 되어 있으나, 사용자가 설정부(36)에서 목표온도는 직접 설정하고, 목표온도를 기준으로 소정온도(±2℃ 내지 ±3℃)는 시스템에서 미리 설정되도록 할 수 있음은 물론이다. 그리고, 목표온도를 기준으로 소정온도가 ±2℃ 내지 ±3℃에 한정되지 아니하고 공조기기가 설치되는 환경에 따라 소정온도를 변화시킬 수 있음은 물론이다.
도면상에서는 냉난방기와 환기장치가 별개로 분리 설치된 상태에서 선택적으로 작동되도록 마련되어 있으나, 본 발명은 냉난방기와 환기장치가 일체형인 경우에도 적용가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 냉난방기와 환기장치 모두 전원이 온상태에서 냉난방기와 환기장치가 선택적으로 작동되어 에너지 및 냉난방 효율을 향상시킬 수 있는 공조기기 및 그 제어방법이 제공된다.
도 1은 본 발명에 따른 공조기기의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 공조기기의 제어블럭도,
도 3은 본 발명에 따른 공조기기의 제어과정을 나타낸 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 냉난방기 15 : 압축기
20 : 환기장치 23 : 전열교환기
30 : 조작부 31 : 실외온도센서
32 : 실내온도센서 33 : 타이머
34 : 제어부

Claims (6)

  1. 냉난방기와 환기장치가 마련된 공조기기의 제어방법에 있어서,
    상기 냉난방기와 상기 환기장치의 전원을 온시켜서 목표온도범위 및 환기시간을 설정하는 단계와;
    실외온도를 감지하는 단계와;
    상기 감지된 실외온도가 상기 목표온도범위 내에 있는 경우, 상기 냉난방기를 오프시키고 상기 환기장치를 상기 환기시간 동안 작동시키는 단계와;
    상기 감지된 실외온도가 상기 목표온도범위를 벗어나는 경우, 실내온도를 감지하는 단계와;
    상기 감지된 실내온도가 상기 목표온도범위를 벗어나는 경우, 상기 환기장치를 오프시키고 상기 냉난방기를 상기 실내온도가 상기 목표온도범위 내에 도달될 때까지 작동시키는 단계와;
    상기 감지된 실내온도가 상기 목표온도범위 내에 있는 경우, 상기 냉난방기를 오프시키고 상기 환기장치를 상기 환기시간 동안 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조기기의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 목표온도범위는 목표온도에서 대략 ±2℃ 내지 ±3℃인 것을 특징으로 하는 공조기기의 제어방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 환기장치는 전열교환기를 포함하며, 상기 환기시간은 상기 전열교환기의 작동시간에 의해 판단되는 것을 특징으로 하는 공조기기의 제어방법.
  4. 냉난방기와, 전열교환기를 갖는 환기장치가 마련된 공조기기에 있어서,
    목표온도범위 및 환기시간을 설정하는 조작부와;
    실외온도 및 실내온도를 감지하는 실외온도센서 및 실내온도센서와;
    상기 전열교환기의 구동시간을 측정하는 타이머와;
    상기 냉난방기와 상기 환기장치의 작동을 제어하는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는 상기 실외온도센서 및 상기 실내온도센서에 의해 감지된 상기 실외온도 및 상기 실내온도 중 어느 하나가 상기 목표온도범위 내이면, 상기 타이머에 의해 상기 환기시간동안 상기 전열교환기를 작동시키고, 상기 실외온도 및 상기 실내온도가 상기 목표온도범위를 벗어나면, 상기 냉난방기를 작동시키는 것을 특징으로 하는 공조기기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 목표온도범위는 목표온도에서 대략 ±2℃ 내지 ±3℃인 것을 특징으로 하는 공조기기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 환기시간은 상기 전열교환기의 작동시간에 의해 판단되는 것을 특징으로 하는 공조기기.
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