KR20050074825A - 에어컨의 피크전력 제어시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 한 대 이상의 에어컨이 설치된 공기조화 시스템에 있어서, 에어컨의 가동시 소비되는 총 전력사용량이 허용치 이내로 한정되도록 에어컨의 운전을 제어하는 에어컨의 피크전력 제어시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 실내 공기조화를 위해 설치되는 한대 이상의 에어컨과, 상기 한대 이상의 에어컨의 가동시 소비되는 전력사용량을 감지하는 적산전력계와, 상기 적산전력계에서 감지된 전력사용량이 허용치를 초과하는 경우 상기 에어컨 중 일부를 선택적으로 가동시키는 피크전력 제어를 수행하는 피크전력제어장치를 포함하여 구성됨에 따라, 총 전력사용량을 일정수준으로 유지하여 전력초과 사용시 발생되는 전력차단 위험 또는 전력 부가요금을 감소시킴으로써 효율적인 전력관리가 이루어지도록 하는 효과가 있다.

Description

에어컨의 피크전력 제어시스템 및 그 동작방법{Air conditioner's peak power controlling system and its operating method}

본 발명은 한 대 이상의 에어컨이 설치된 건물의 에어컨 시스템에 있어서, 가동중인 에어컨의 총 전력사용량을 감지하고, 감지된 총 전력사용량이 허용치를 초과하는 경우 운전 우선순위가 낮은 에어컨의 운전을 정지시키는 피크전력 제어를 수행함으로써 건물내 총 전력사용량을 일정수준으로 유지시킬 수 있는 에어컨의 피크전력 제어시스템 및 그 동작방법에 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.

또한, 에어컨이 동작 이상상태인 경우 도 1 과 같이 건물 관리자는 상기 에어컨이 설치된 각 실에 개별적으로 접근하여 동작 상태를 파악하고, 수리 및 유지 관리를 위한 제어명령을 입력하였다.

따라서, 학교 또는 대형 건물과 같이 다수대의 에어컨(10)이 설치된 장소의 경우, 상기 다수 에어컨(10)을 공동 관리하는 관리자는 각 실마다 개별적인 관리작업을 수행하였으므로 매우 수동적이었으며, 따라서 이를 위해 소요되는 관리인력 및 시간이 상당하다는 단점이 있었다.

특히, 상기 에어컨은 초기 구동시에는 물론, 정상 운전시에도 소비전력이 상당한 가전기기이므로 이러한 에어컨이 건물내 다수개 설치되어 있는 경우 에어컨의 총 피크전력치가 건물내 설치된 전원차단기의 허용범위를 초과할 우려가 있어 전원차단의 위험이 있었다. 따라서 가동중인 에어컨은 물론, 기타 가전기기로 물리적 충격을 줄 수 있어 제품의 내구성을 저하시킨다.

또한, 전력공급사(한국전력)에서는 시즌별/건물별/사업자별로 상이한 전력허용치를 한정하는데, 만약 상기 허용치를 초과하게 되면 누진적으로 전기세가 과세되어 전기요금이 상승하게 되므로 에어컨의 이용도가 저하된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 한 대 이상의 에어컨이 설치된 건물의 공조시스템에 있어서, 가동중인 에어컨의 총 전력사용량을 감지하여 상기 전력사용량이 허용치를 초과하는 경우 강제적으로 피크전력 제어를 수행함으로써 전원차단의 위험을 방지하고, 안정적인 전력관리가 이루어지도록 하는 에어컨의 피크전력 제어시스템 및 그 동작방법을 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 의한 에어컨의 피크전력 제어시스템은, 실내 공기조화를 위해 설치되는 한대 이상의 에어컨과, 상기 한대 이상의 에어컨의 가동시 소비되는 전력사용량을 감지하는 적산전력계와, 상기 적산전력계에서 감지된 전력사용량이 허용치를 초과하는 경우 상기 에어컨 중 일부를 선택적으로 가동시키는 피크전력 제어를 수행하는 피크전력제어장치를 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 의한 에어컨의 피크전력 제어시스템의 동작방법은 한대 이상의 에어컨과 통신선을 통해 연결된 적산전력계에 의해 에어컨 가동시 소비되는 총 전력사용량이 감지되는 제 1 단계와, 상기 총 전력사용량과 기설정된 허용치를 비교하여 정상운전복귀 판단 또는 피크전력제어 판단을 수행하는 제 2 단계와, 상기 판단결과에 따라 에어컨마다 부여된 운전 우선순위에 따라 각 에어컨의 운전동작을 제어하는 제 3 단계를 포함하여 이루어진다.

이하, 본 발명의 에어컨의 피크전력 제어시스템의 구성이 도시된 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

에어컨은 실내기(110)와 실외기(120)가 연결되는 방식에 따라 싱글형 에어컨과, 멀티형 에어컨으로 구분할 수 있는데 먼저 싱글형 에어컨은 실내에 배치되는 실내기(110)와 상기 실내기와 일대일 연결되어 냉매순환을 제어하는 실외기(120)로 구성되고, 멀티형 에어컨은 연결된 다수개의 실내기(110)로 적절한 냉매를 분배하고 순환을 제어하는 한 대의 실외기(120)와, 상기 실외기와 공유 연결되어 실내 공기조화를 수행하는 다수대의 실내기(110)로 구성된다.

이러한 싱글형 에어컨 또는 멀티형 에어컨이 각 실에 또는 각 층마다 배치되어 건물 전체의 공기조화 기능을 수행하게 된다.

여기서, 각 실에 설치되는 실내기(110)는 천장형, 벽걸이형, 입식형 등 그 종류에 구애받지 않으며, 모델, 동작상태에 따라 상이한 전력사용량을 가진다.

이러한 다수대의 실내기(110) 및 실외기(120)가 가동됨에 따라 소비되는 총 전력사용량을 측정하기 위하여 적산전력계(200)는 건물내로 전원을 공급하는 주전원과 에어컨 시스템 사이에 연결된다. 또한, 피크전력 제어장치(300)와 통신선을 통해 연결되어 측정된 총 전력사용량을 피크전력제어장치로 출력한다.

도 3을 참조하여 본 발명의 피크전력제어장치(300)의 구성을 살펴보면, 상기 피크전력제어장치(300)는 통신선을 통해 상기 에어컨과 신호를 송수신하는 에어컨 통신부(310)와, 상기 에어컨마다 부여된 운전 우선순위가 저장된 메모리부(320)와, 상기 적산전력계(200)에서 감지된 총 전력사용량이 기설정된 허용치를 초과하는 경우 상기 운전 우선순위가 낮은 에어컨부터 순차적으로 운전 정지시키는 피크전력 제어를 수행하는 피크전력 제어부(330)를 포함하여 구성된다.

상기 운전 우선순위는 사용자 또는 관리자에 의해 기설정된 값으로서 실내 공기조화가 필수적으로 요구되는 기계실 등과 같은 곳은 운전 우선순위가 높게 책정되고, 복도 등과 같은 장소의 에어컨은 운전 우선순위가 낮게 책정되는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 허용치란 한국전력에서 시즌별/건물별/사업자별로 상이하게 할당하는 전력의 상한치를 고려하여 건물내 관리자에 의해 입력되는 전력량으로서 정상운전 복귀판단의 기준이 되는 제 1 허용치와, 피크전력 제어판단의 기준이 되는 제 2 허용치로 구분된다.

이때, 상기 피크전력 제어부(330)는 상기 총 전력사용량과 제 1 허용치를 비교하여 정상운전 복귀 판단을 수행하는 제 1 비교부(331)와, 상기 총 전력사용량과 제 2 허용치를 비교하여 피크전력 제어 판단을 수행하는 제 2 비교부(332)와, 상기 제 1 비교부의 비교결과, 상기 총 전력사용량이 제 1 허용치 이내인 경우 운전 우선순위가 높은 에어컨부터 순차적으로 정상 운전시키고, 상기 제 2 비교부의 비교결과, 상기 총 전력사용량이 제 2 허용치를 초과하는 경우 운전 우선순위가 낮은 에어컨부터 순차적으로 운전 정지시키는 제어신호를 발령하는 동작제어부(333)를 포함하여 구성된다.

만약 상기 운전 우선순위가 동일한 경우 상기 동작제어부(333)는 교대로 운전순번을 로테이션(rotation)하여 운전제어를 수행한다.

이와 같이 구성되는 에어컨의 피크전력 제어시스템의 동작방법을 도 4에 도시된 순서도를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 한대 이상의 에어컨과 통신선을 통해 연결된 적산전력계에 의해 에어컨 가동시 소비되는 총 전력사용량이 감지된다.(S2) 이때 각각의 에어컨은 미리 운전 우선순위가 부여되어 있다.(S1)

감지된 상기 총 전력사용량과 기설정된 허용치를 비교하여 정상운전복귀 판단 또는 피크전력제어 판단을 수행한다.

비교결과, 상기 총 전력사용량이 제 1 허용치 이내인 경우 운전 우선순위가 높은 에어컨부터 순차적으로 정상운전을 복귀시키고(S3,S4), 상기 총 전력사용량이 제 2 허용치를 초과하는 경우 운전 우선순위가 낮은 에어컨부터 순차적으로 운전정지시키는 과정으로 이루어진다(S5,S6). 만약, 운전 우선순위가 동일한 에어컨의 경우에는 교대로 운전제어를 수행한다.

판단결과에 따라 에어컨마다 부여된 운전 우선순위에 따라 각 에어컨의 운전동작을 제어한다.

이상과 같이 본 발명에 의한 에어컨의 피크전력 제어시스템 및 그 동작방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 본 발명의 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 응용이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 에어컨의 피크전력 제어시스템 및 그 동작방법은 적산전력계에 의해 감지된 에어컨 구동에 따른 총 전력사용량이 허용치를 초과하는 경우 운전 우선순위가 낮은 에어컨부터 순차적으로 운전 정지시킴으로써 총 전력사용량이 일정수준 이내로 한정되도록 전력관리를 편리하게 수행할 수 있음은 물론, 과도한 전력소비에 따른 건물 전체 입주자의 비용부담을 절감할 수 있어 경제적인 장점이 있다.

도 1 은 종래 발명의 에어컨의 제어 시스템의 구성도,

도 2 는 본 발명의 멀티형 에어컨의 구성도,

도 3 은 본 발명의 피크전력 제어장치의 구성도,

도 4 는 본 발명의 에어컨의 피크전력 제어시스템의 동작방법이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

100: 다수개의 에어컨 110: 실내기

120: 실외기 200: 적산전력계

300: 피크전력 제어장치 310: 에어컨 통신부

320: 메모리부 330: 피크전력 제어부

Claims (9)

1. 실내 공기조화를 위해 설치되는 한 대 이상의 에어컨과; 상기 한 대 이상의 에어컨의 가동시 소비되는 전력사용량을 감지하는 적산전력계와; 상기 적산전력계에서 감지된 전력사용량이 허용치를 초과하는 경우 상기 에어컨 중 일부를 선택적으로 가동시키는 피크전력 제어를 수행하는 피크전력제어장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 피크전력 제어시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어컨은 실내기 및 실외기가 일대일 연결되는 싱글형 에어컨인 것을 특징으로 하는 에어컨의 피크전력 제어시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 에어컨은 한대 이상의 실내기 및 상기 실내기와 공유되어 연결되어 냉매를 분배하는 실외기로 이루어지는 멀티형 에어컨인 것을 특징으로 하는 에어컨의 피크전력 제어시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 피크전력제어장치는 통신선을 통해 상기 에어컨과 신호를 송수신하는 에어컨 통신부와; 상기 에어컨마다 부여된 운전 우선순위가 저장된 메모리부와; 상기 적산전력계에서 감지된 총 전력사용량이 기설정된 허용치를 초과하는 경우 상기 운전 우선순위가 낮은 에어컨부터 순차적으로 운전 정지시키는 피크전력 제어를 수행하는 피크전력 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 피크전력 제어시스템.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 피크전력 제어부는 상기 총 전력사용량과 제 1 허용치를 비교하여 정상운전 복귀 판단을 수행하는 제 1 비교부와; 상기 총 전력사용량과 제 2 허용치를 비교하여 피크전력 제어 판단을 수행하는 제 2 비교부와; 상기 제 1 비교부의 비교결과, 상기 총 전력사용량이 제 1 허용치 이내인 경우 운전 우선순위가 높은 에어컨부터 순차적으로 정상 운전시키고, 상기 제 2 비교부의 비교결과, 상기 총 전력사용량이 제 2 허용치를 초과하는 경우 운전 우선순위가 낮은 에어컨부터 순차적으로 운전 정지시키는 제어신호를 발령하는 동작제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 피크전력 제어시스템.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 동작제어부는 상기 운전 우선순위가 동일한 에어컨의 경우 교대로 운전제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 피크전력 제어시스템.
7. 한대 이상의 에어컨과 통신선을 통해 연결된 적산전력계에 의해 에어컨 가동시 소비되는 총 전력사용량이 감지되는 제 1 단계와; 상기 총 전력사용량과 기설정된 허용치를 비교하여 정상운전복귀 판단 또는 피크전력제어 판단을 수행하는 제 2 단계와; 상기 판단결과에 따라 에어컨마다 부여된 운전 우선순위에 따라 각 에어컨의 운전동작을 제어하는 제 3 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어컨의 피크전력 제어시스템의 동작방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 제 3 단계는 비교결과 상기 총 전력사용량이 제 1 허용치 이내인 경우 운전 우선순위가 높은 에어컨부터 순차적으로 정상운전을 복귀시키고, 상기 총 전력사용량이 제 2 허용치를 초과하는 경우 운전 우선순위가 낮은 에어컨부터 순차적으로 운전정지시키는 과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 에어컨의 피크전력 제어시스템의 동작방법.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 제 3 단계는 상기 운전 우선순위가 동일한 에어컨의 경우 교대로 운전제어하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 피크전력 제어시스템의 동작방법.