KR20060013597A

KR20060013597A - 공기조화기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20060013597A
Application number: KR1020040062233A
Authority: KR
Inventors: 위민환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-08-07
Filing date: 2004-08-07
Publication date: 2006-02-13

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 특히 본 발명은 사용자의 행동 영역 위주로 제어된 조화 공기를 토출함으로서 사용자에게 안정되고 빠른 쾌적감을 제공하고, 불필요한 부분으로 조화공기가 토출되는 것을 줄임으로서 에너지 효율을 높인다.

이를 위해 본 발명은 본체와, 이 본체에 서로 다른 방향의 복수의 영역으로 토출 가능하도록 마련된 복수의 토출구와, 이 복수의 토출구 측에 회전가능하게 마련된 복수의 풍향날개와, 이 복수의 풍향날개를 회전시키는 복수의 풍향날개구동부와, 이 복수의 영역의 영상이미지를 촬영하는 복수의 영상촬영부와, 복수의 영역 중 집중 토출 영역을 저장하는 저장부와, 소정시간동안 복수의 영상촬영부를 통해 촬영된 영상이미지에 따라 사용자의 행동 영역을 인식하고, 인식된 행동 영역에서의 인체의 존재시간을 근거로 하여 집중 토출 영역을 판단하여 저장부에 저장시키고, 저장부에 저장된 집중 토출 영역으로 조화 공기가 집중 토출되도록 복수의 풍향날개구동부의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법 {AIR CONDITIONER AND CONTROL METHOD}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 사시도이다.

도 2는 도 1의 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 제어블록도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 제어흐름도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

30 : 리모컨수신부 31a 내지 31b : 영상촬영부

40 : 제어부 41 : 색감차인식부

42 : 윤곽변동인식부 43 : 행동영역인식부

44 : 집중토출영역판단부 50a 내지 50b : 풍향날개구동부

51 : 팬구동부 52 : 압축기구동부

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 위치공간에 따라 토출기류를 제어하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 소수의 가족이 사용하는 주택에 있어서, 공기조화기는 설치장소 에서 사용자가 행동하는 범위와 행동하지 않는 범위를 구분하지 않고, 정해진 방식으로 조화 공기를 토출하게 된다. 이러한 경우, 공기조화기에서 토출되는 공기는 가족의 위치와 상관없이 토출되게 된다.

그러나, 사용자가 움직이는 범위가 넓거나, 특정 위치에 고정되지 않은 경우 등 전체적으로 넓은 영역으로 조화 공기를 토출할 필요가 있는 경우 또는 사용자가 움직이는 영역이 넓지 않거나, 특정 위치에 고정되는 경우 등 좁은 영역으로 조화 공기를 토출할 필요가 있는 경우에는 공기조화기에서 토출되는 조화 공기를 그에 해당하지 않는 영역에 비하여 해당하는 영역으로 상대적으로 집중 토출할 필요가 있다.

하지만, 종래의 공기조화기는 사용자의 행동 영역을 인식하지 못하여 사용자가 행동하지 않는 공간과 사용자가 행동하는 공간의 구분을 하지 못하였다. 이로 인해, 기류를 토출하는 공간의 효율적인 운영 미비로 사용자의 쾌적감을 얻기 힘들며 에너지 효율이 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 사용자의 행동 영역 위주로 제어된 조화 공기를 토출함으로서 사용자에게 안정되고 빠른 쾌적감을 제공하고, 불필요한 영역으로 조화공기가 토출되는 것을 줄임으로서 에너지 효율을 높일 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기조화기는 본체와, 상기 본체에 서로 다른 방향의 복수의 영역으로 토출 가능하도록 마련된 복수의 토출구와, 상기 복수의 토출구 측에 회전 가능하게 마련된 복수의 풍향날개를 구비하는 공기조화기에 있어서, 상기 복수의 영역의 영상이미지를 촬영하는 복수의 영상촬영부와, 상기 복수의 영역 중 집중 토출영역을 저장하는 저장부와, 상기 복수의 영상촬영부를 통해 촬영된 상기 복수의 영역 각각에 대한 복수의 영상이미지로부터 상기 집중 토출영역을 판단하여 상기 저장부에 저장시키고, 상기 저장부에 저장된 집중 토출 영역을 근거로 하여 상기 복수의 풍향날개의 작동을 제어하는 제어부를 포함한다.

상기 제어부는 각 영역의 영상촬영부를 통해 촬영된 복수의 영상이미지의 색조, 명도, 채도에 의한 색감차를 인식하는 색감차인식부와, 각 영역의 영상촬영부를 통해 촬영된 복수의 영상이미지를 기초로 하여 각 영상이미지의 색조, 명도, 채도에 의한 이미지 프로세싱을 거쳐 생성된 윤곽 데이터의 위치변환을 바탕으로 윤곽변동을 인식하는 윤곽변동인식부와, 상기 색감차인식부와 윤곽변동인식부를 통해 인식된 색감차 정보와 윤곽변동 정보에 기초하여 각 영역에서의 인체의 존재유무와 존재위치를 인식하여 사용자의 행동영역을 인식하는 행동영역인식부와, 상기 행동영역인식부를 통해 인식된 행동영역에서의 사용자의 존재시간을 근거로 하여 집중 토출 영역을 판단하는 집중토출영역판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 공기조화기는 상기 복수의 풍향날개를 회전시키며, 상기 제어부에 의해 작동되는 복수의 풍향날개구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 공기조화기는 집중토출제어를 위한 리모트컨트롤신호를 수신하는 리모컨수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 공기조화기의 제어방법은 서로 다른 방향의 복수의 영역으로 조화 공기를 토출하는 복수의 토출구와, 토출되는 조화 공기의 풍향 및 풍량을 조절하는 풍향날개와, 상기 복수의 영역에 대한 영상이미지를 촬영하는 복수의 영상촬영부를 구비하는 공기조화기에 있어서, 상기 복수의 영역 각각에 대하여 복수의 영상이미지를 촬영하고, 상기 촬영된 각 영역에 대한 복수의 영상이미지로부터 인체의 존재유무와 존재위치에 따라 사용자의 행동영역을 인식하고, 상기 인식된 행동영역에서의 인체의 존재시간을 근거로 하여 상기 복수의 영역 중 집중 토출이 필요한 영역을 판단하고, 상기 판단된 집중 토출이 필요한 영역을 저장시키고, 상기 저장된 집중 토출이 필요한 영역을 근거로 하여 상기 복수의 풍향날개의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 천장(1) 내부에 진입 설치되는 본체(10)를 구비한다. 본체(10)의 일면에는 본체가 천장(1)에 삽입되기 위해 형성된 천장의 개구부를 덮기 위한 천장패널(11)이 결합된다.

본체(10)의 내부에는 중앙에 실내공기의 송풍을 위한 송풍장치(20)가 설치되고, 송풍장치(20)의 외곽 쪽에 공기를 냉각시키거나 가열시키는 열교환기(21)가 설치된다. 그리고 천장패널(11)에는 중앙에 흡입구(14)가 형성되고, 흡입구(14)의 외곽 쪽 사방에 토출구(13)가 형성된다. 또한, 흡입구(14) 쪽에는 다수의 통공(14a) 이 형성된 흡입그릴(15)이 설치되고, 각각의 토출구(13) 쪽에는 토출되는 조화 공기의 양이나 방향을 조절하기 위한 풍향날개(12a, 12b, 12c, 12d)가 설치되며, 이 각각의 풍향날개(12a, 12b, 12c, 12d)의 한쪽 모서리부분에는 풍향날개(12a, 12b, 12c, 12d)를 소정범위 내에서 회전시키기 위한 각각의 풍향날개구동모터(22a, 22b)가 연결되고 반대쪽 모서리는 회전이 가능하도록 천장패널(11)에 힌지로 연결되어 있다.

송풍장치(20)는 하부의 흡입구(14) 쪽으로부터 공기를 흡입하여 반경방향 외곽으로 토출시키는 원심형 터보팬(20a)과, 이 터보팬(20a)을 구동하도록 본체(10)의 내측 상면에 고정되는 구동모터(20b)를 포함한다. 열교환기(21)는 터보팬(20a)의 동작에 의해 송풍되는 공기가 통과하면서 열 교환될 수 있도록 터보팬(20a) 외곽의 사방 둘레에 설치된다. 또 열교환기(21)는 열교환기(21)로부터 흘러내리는 응축수를 모아서 배출시키도록 본체(10)의 내측 하부에 설치되는 지지부재(23)에 의해 지지된다. 또한 지지부재(23)에는 터보팬(20a)의 입구 쪽과 터보팬(20a)의 출구 쪽 공간을 구획하여 공기흐름이 원활하도록 하는 공기안내판(24)이 설치된다.

이러한 구성은 본체(10) 내부의 송풍장치(20)가 동작할 때 흡입구(14)를 통하여 본체(10)의 내부로 흡입된 공기가 열교환기(21)를 통과하면서 열 교환된 후 토출구(13)를 통하여 화살표와 같이, 다시 실내의 각 공간으로 공급됨으로써 실내공간의 냉방 또는 난방을 수행할 수 있도록 한 것이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 제어블록도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기는 전반적인 제 어를 수행하는 제어부(40)와, 이 제어부(40)에 전기적으로 접속되는 리모컨수신부(30)(30)와, 복수의 영상촬영부(31a 내지 31d)와, 복수의 풍향날개구동부(50a 내지 50d)와, 팬구동부(51)와, 압축기구동부(52)를 구비한다.

리모컨수신부(30)(30)는 리모컨에서 송출되는 리모트컨트롤신호를 수신하며, 특히, 리모컨에 마련되는 후술되는 집중 토출제어를 위한 버튼신호를 수신한다.

영상촬영부(31a 내지 31d)는 영상이미지를 촬영하기 위한 것으로, 본체의 각 토출영역측에 마련되며, 각 토출영역의 영상이미지를 촬영한다. 이 영상촬영부(31a 내지 31d)는 적외선 또는 가시광선의 상보형 금속 산화막 반도체(Complementary Metal Oxide Semiconductor ; CMOS) 센서 또는 전하 결합소자(Charge Coupled Device; CCD) 센서로 이루어진다. 이러한 영상촬영부(31a 내지 31d)는 영상이미지를 구성하도록 x축방향 및 y축방향의 2차원의 좌표 공간에 매핑되는 복수의 픽셀로 이루어진다.

제어부(40)는 색감차인식부(41), 윤곽변동인식부(42)와, 행동영역인식부(43)와, 집중토출영역판단부(44)를 포함한다. 색감차인식부(41)는 각 영역의 영상촬영부(31a 내지 31d)를 통해 촬영된 복수의 영상이미지의 색조, 명도, 채도에 의한 색감차를 인식한다. 윤곽변동인식부(42)는 각 영역의 영상촬영부(31a 내지 31d)를 통해 촬영된 복수의 영상이미지를 기초로 하여 각 영상이미지의 색조, 명도, 채도에 의한 이미지 프로세싱을 거쳐 생성된 윤곽 데이터의 위치변환을 바탕으로 윤곽변동을 인식한다. 행동영역인식부(43)는 색감차인식부(41)와 윤곽변동인식부(42)를 통해 인식된 색감차 정보와 윤곽변동 정보에 기초하여 각 영역에서의 인체의 존재유 무와 존재위치를 인식하여 사용자의 행동영역을 인식한다. 집중토출영역판단부(44)는 행동영역인식부(43)를 통해 인식된 행동영역에서의 사용자의 존재시간을 근거로 하여 집중 토출 영역을 판단한다.

저장부(53)는 제어부(40)의 제어신호에 따라 집중토출영역판단부(44)에서 판단된 집중토출영역을 저장한다.

풍향날개구동부(50a 내지 50d)는 풍향날개를 소정각도로 회전시키고, 팬구동부(51)는 터보팬을 구동시키고, 압축기구동부(52)는 압축기(CM)를 구동시킨다.

제어부(40)의 동작을 살펴보면, 제어부(40)는 집중토출제어를 위한 버튼신호가 있으면, 소정시간동안 각 토출구측에 마련된 영상촬영부(31a 내지 31d)를 통해 각 영역의 영상이미지를 촬영한다. 그리고, 촬영된 영상이미지에 따라 사용자의 행동영역을 인식하고, 인식된 행동영역에서의 인체의 존재시간을 근거로 하여 집중토출영역을 판단한다. 집중토출영역이 판단되면, 판단된 집중토출영역을 저장부(53)에 저장시킨 후 이후에는 집중토출영역을 판단하기 위한 일련의 과정을 거치지 않고, 각 영역에서의 사용자의 유무에 관계없이 저장부(53)에 저장된 집중토출영역으로 집중 토출하도록 풍향날개를 제어하게 된다. 즉, 제어부(40)는 사용자의 실제 행동영역을 학습하고, 학습된 실제 행동 영역 중 집중 토출이 필요한 영역을 저장부(53)에 저장해 둔 후, 필요한 경우, 저장부(53)에 저장된 집중 토출영역으로 조화 공기를 집중 토출한다. 이때, 집중토출영역에 상응하는 풍향날개는 최대한 열고, 다른 영역 측에 상응하는 풍향날개는 최대한 닫음으로서 최대한 많은 양의 조화 공기를 집중토출영역 측으로 토출할 수 있도록 제어한다. 또한, 선택적으로 토 출되는 조화공기의 양을 늘리도록 터보팬을 회전속도를 증가시킬 수도 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 제어흐름도이다. 도 3을 참조하여 도 4를 살펴보면, 먼저, 작동모드 100에서 제어부(40)는 리모컨수신부(30)(30)를 통해 집중토출제어를 위한 신호가 수신되었는지를 판단한다.

작동모드 100에서의 판단결과 집중토출제어를 위한 신호가 수신되지 않았으면, 제어부(40)는 작동모드 110으로 진행하여 정상 토출제어를 수행한다. 이 정상 토출제어는 사용자의 행동영역에 관계없이 일정하게 풍향날개를 제어하는 방식이다.

작동모드 100에서의 판단결과 집중토출제어를 위한 신호가 수신되었으면, 제어부(40)는 작동모드 101에서 각각의 영상촬영부(31a 내지 31d)를 통해 소정시간동안 각 영역의 영상이미지를 촬영한다.

이렇게 촬영된 영상이미지들은 각각의 영역을 대상으로 작동모드 102와 103에서 제어부(40)는 색감차인식부(41)와 윤곽변동인식부(42)를 통해 색감차와 윤곽변동을 인식한다.

그리고, 작동모드 104에서 제어부(40)는 작동모드 102와 103에서 인식된 색감차와 윤곽변동에 기초하여 각 영역에서의 인체의 존재유무와 존재위치를 인식하고, 인식된 인체의 존재유무와 존재위치를 근거로 하여 사용자의 행동영역을 인식한다.

작동모드 104에서 사용자의 행동영역을 인식한 후 작동모드 105에서 제어부(40)는 행동영역인식부(43)를 통해 인식된 행동영역에서의 사용자의 존재시간을 근 거로 하여 집중토출영역을 판단한다.

작동모드 105에서 집중토출영역이 판단되면, 작동모드 106에서 제어부(40)는 작동모드 105에서 판단된 집중토출영역을 저장부(53)에 저장시킨다.

그런 후 작동모드 107에서 제어부(40)는 저장부(53)에 저장된 집중토출영역으로 조화 공기를 집중 토출시키기 위한 제어를 수행한다.

이후에는 제어부(40)는 작동모드 100 내지 106을 거치지 않고, 즉, 토출영역에서의 사용자의 유무에 관계없이 저장부(53)에 저장된 집중토출영역으로 조화 공기를 집중 토출시키게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 사용자의 행동 영역 위주로 조화 공기를 토출하여 사용자에게 안정되고, 빠른 쾌적감을 제공하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 조화 공기가 불필요한 영역으로 토출되는 것을 줄임으로서 에너지 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims

본체와, 상기 본체에 서로 다른 방향의 복수의 영역으로 토출 가능하도록 마련된 복수의 토출구와, 상기 복수의 토출구 측에 회전 가능하게 마련된 복수의 풍향날개를 구비하는 공기조화기에 있어서,

상기 복수의 영역의 영상이미지를 촬영하는 복수의 영상촬영부와,

상기 복수의 영역 중 집중 토출영역을 저장하는 저장부와,

상기 복수의 영상촬영부를 통해 촬영된 상기 복수의 영역 각각에 대한 복수의 영상이미지로부터 상기 집중 토출영역을 판단하여 상기 저장부에 저장시키고, 상기 저장부에 저장된 집중 토출 영역을 근거로 하여 상기 복수의 풍향날개의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화기.
제1항에 있어서, 상기 제어부는 상기 각 영역에서의 상기 복수의 영상이미지의 색조, 명도, 채도에 의한 색감차를 인식하는 색감차인식부와, 상기 각 영역에서의 상기 복수의 영상이미지의 색조, 명도, 채도에 의한 이미지 프로세싱을 거쳐 생성된 윤곽 데이터의 위치변환을 바탕으로 윤곽변동을 인식하는 윤곽변동인식부와, 상기 색감차인식부와 윤곽변동인식부를 통해 인식된 색감차 정보와 윤곽변동 정보에 기초하여 각 영역에서의 인체의 존재유무와 존재위치를 인식하여 사용자의 행동영역을 인식하는 행동영역인식부와, 상기 행동영역인식부를 통해 인식된 행동영역에서의 사용자의 존재시간을 근거로 하여 집중 토출 영역을 판단하는 집중토출영역 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서, 상기 복수의 풍향날개를 회전시키며, 상기 제어부에 의해 작동되는 복수의 풍향날개구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서, 상기 공기조화기는 집중토출제어를 위한 리모트컨트롤신호를 수신하는 리모컨수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
서로 다른 방향의 복수의 영역으로 조화 공기를 토출하는 복수의 토출구와, 토출되는 조화 공기의 풍향 및 풍량을 조절하는 풍향날개와, 상기 복수의 영역에 대한 영상이미지를 촬영하는 복수의 영상촬영부를 구비하는 공기조화기에 있어서,

상기 복수의 영역 각각에 대하여 복수의 영상이미지를 촬영하고,

상기 촬영된 각 영역에 대한 복수의 영상이미지로부터 인체의 존재유무와 존재위치에 따라 사용자의 행동영역을 인식하고,

상기 인식된 행동영역에서의 인체의 존재시간을 근거로 하여 상기 복수의 영역 중 집중 토출이 필요한 영역을 판단하고,

상기 판단된 집중 토출이 필요한 영역을 저장시키고,

상기 저장된 집중 토출이 필요한 영역을 근거로 하여 상기 복수의 풍향날개의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.