KR20070019184A - 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치 및 방법에 관한 것으로, 덕트내부를 통과하는 찬공기의 내부 유속으로 통과 유량을 산출하고, 그 통과 유량을 이용하여 실제 작동되고 있는 공기조화기의 냉방 능력을 산출하여 실시간으로 표시할 수 있도록 한 것이다. 이를 위하여 본 발명은 유니터리 공기조화기에 있어서, 임의의 덕트 내부에 설치되어, 해당 덕트 내부를 통과하는 냉기의 내부 유속을 측정하는 유속측정수단과; 실내공기의 온도를 측정하는 제1 온도감지수단과; 상기 덕트 내부를 통과하는 냉기의 온도를 측정하는 제2 온도감지수단과; 상기 유속측정수단에서 측정된 내부 유속을 이용하여 해당 덕트를 통과하는 냉기량을 연산하고, 그 연산된 냉기량과 덕트내부온도 및 실내온도를 기설정된 데이터와 비교하여 냉방능력을 산출하는 제어수단과; 상기 제어수단에서 산출된 냉방능력을 표시하는 표시수단을 포함하여 구성한다.

Description

유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치 및 방법{COOLING CAPACITY DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR UNITARY AIR CONDITION SYSTEM}

도 1 및 도 2는 히트펌프형 냉동사이클을 이용한 종래 유니터리 공기조화장치의 일례를 보인 모식도 및 계통도.

도3은 본 발명 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치에 대한 실시예의 구성을 보인 블록도.

도4는 본 발명 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시방법에 대한 실시예의 동작흐름도.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

100:유속측정수단 200,300:온도감지수단

400:제어수단 500:표시수단

본 발명은 유니터리 공기조화기에 관한 것으로, 특히 덕트내부를 통과하는 찬공기의 내부 유속으로 통과 유량을 산출하고, 그 통과 유량을 이용하여 실제 작동되고 있는 공기조화기의 냉방 능력을 산출하여 실시간으로 표시할 수 있도록 한 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 유니터리 공기조화기(Unitary Air condition System)는 공장, 사무실, 호텔, 가정 등의 지하실에 구비하는 냉난방 기구를 이용하여 한 곳에서 냉풍 또는 온풍을 만들고, 이를 건물내 벽체 등에 구비한 덕트(duct)를 통해 개별 공간으로 이송하여 공급하는 중앙집중식 냉난방 시스템의 일종이다.

유니터리 공기조화기는 냉난방이 필요한 영역과 필요하지 않은 영역을 구분하여 개별 영역마다 냉풍 또는 온풍을 독립적으로 공급할 수 있도록 대개 덕트의 중간에 영역제어기(zone controller)를 설치하거나, 또는 영역의 개수에 따라 복수 개의 냉난방 기구를 독립적으로 설치하고 있다.

도 1 및 도 2는 히트펌프형 냉동사이클을 이용한 종래 유니터리 공기조화장치의 일례를 보인 모식도 및 계통도이다.

이에 도시한 바와 같이 종래 유니터리 공기조화장치는, 건물(도면에선 2층 주택)의 외부에 고정 설치하는 한 개의 실외기(1)와, 실외기(1)의 제1 교환기(1b)와 냉매관으로 연결하여 상기한 건물의 지하실이나 별채 등에 고정 설치하는 냉온풍기(2)와, 냉온풍기(2)의 급기구와 배기구에 각각 연결하여 상기한 건물의 각 층 벽채에 분리 매설하는 급기덕트(3) 및 배기덕트(4)와, 급기덕트(3)와 배기덕트(4)의 중간에 설치하여 각 층으로의 급기 및 배기를 구분하는 영역조절기(5a~5d)를 포함하고 있다.

실외기(1)는 케이스의 내부에 설치하여 냉매가스를 압축하는 한 개 이상의 압축기(1a)와, 압축기(1a)에 냉매관으로 연결하여 냉매가스를 응축(냉방운전시)하 거나 잠열을 흡수(난방운전시)하는 제1 열교환기(1b)와, 냉매가스의 압력을 감압팽창하는 팽창기구(1c)와, 외부의 공기를 제1 열교환기(1b)로 공급하여 그 열교환기 (1b)의 열교환성능을 높이는 실외팬(미도시)으로 이루어져 있다.

냉온풍기(2)는 케이스의 내부에 상기한 제1 열교환기(1b)에 일단을 연결하는 동시에 팽창기구(1c)에 타단을 연결하는 제2 열교환기(2a)와, 제2 열교환기(2a)의 하류에 위치하여 냉풍 또는 온풍을 상기한 급기덕트(3)로 유도하는 급기팬(미도시)으로 이루어져 있다. 냉온풍기의 케이스는 그 내부에 상기한 제2 열교환기(2a)와 급기팬(미도시)을 수용하도록 대체로 "유(U)"자 모양의 공기유로를 형성하고, 그 공기유로의 급기측에는 급기덕트(3)를, 배기측에는 배기덕트(4)를 각각 연결하고 있다.

급기덕트(3)와 배기덕트(4)는 전술한 바와 같이 냉온풍기(2)의 급기구와 배기구에 연결하여 해당 영역(Z1,Z2)에 분관 매설하고, 각 급기덕트(3)와 배기덕트 (4)에는 해당 영역에 냉풍이나 온풍을 공급하는 토출구(3a)와 실내공기를 순환하도록 흡입하는 흡입구(4a)를 형성하고 있다.

영역조절기(5a~5d)는 통상 냉풍이나 온풍을 해당 영역으로 구분하여 공급할 수 있도록 그 해당 영역(Z1,Z2)에 매설된 급기덕트(3)의 중간과 배기덕트(4)의 중간에 설치하는 일종의 밸브로서, 해당 영역의 온도나 습도 등을 검출하여 이 검출된 값과 설정값을 비교하여 자동으로 온/오프 할 수 있도록 제어부(미도시)에 연결하거나 또는 수동으로 조작하도록 이루어져 있다.

상기와 같은 영역조절기를 구비한 히트펌프형 유니터리 공기조화장치는 다음 과 같이 동작한다.

즉, 2층 주택의 경우 각 층(해당 영역)(Z1,Z2)의 부하를 검출하여 그 부하가 설정값 이상이면 각각의 급기덕트(3)를 통해 냉풍 또는 온풍을 동시에 공급하는 반면 그 중 어느 한 쪽 영역만이 설정값 이상이면 해당 영역(Z1,Z2)의 급기덕트(3)를 통해 냉풍 또는 온풍을 구분하여 공급한다.

예컨대, 냉방운전시에는 실외기(1)의 압축기(1a)가 구동하여 냉매가스를 압축하고, 이 냉매가스는 실외기(1)의 제1 열교환기(1b)에서 응축되어 팽창기구(1c)를 통과한 후 냉온풍기(2)의 제2 열교환기(2a)를 거치면서 배기덕트(4)를 통해 공기유로로 흡입된 공기와 열전달하여 냉기를 발생하며, 이 냉기는 급기팬(미도시)에 의해 급기구를 통해 급기덕트(3)로 이동한다. 이때, 각 층(Z1,Z2)의 부하가 모두 설정값 이상이면 자동인 경우 제어부에 의해 자동으로 각 영역조절기(5a~5d)가 온(ON)되고 수동인 경우 사용자의 조작에 의해 각 영역조절기(5a~5d)를 열어 냉온풍기(2)에서 생성된 냉기가 상기한 각각의 급기덕트(3)로 이동하면서 각 층을 냉방하는 것이다. 반면, 어느 한 층(Z1,Z2)의 부하가 설정값 이하인 경우에는 부하가 높은 쪽의 영역조절기만 자동 또는 수동으로 열어 냉기가 해당 영역의 급기덕트(3)로만 이동하도록 하여 해당 층을 냉방하는 것이다.

한편, 난방운전시에도 동일하나 다만 냉매의 순환이 히트펌프형 냉동사이클에 따라 역순으로 진행된다.

여기서, 상술한 유니터리 공기조화장치는, 도3과 같이, 실내에 위치한 써모스태트가 실내 정보(실내온도와 희망온도의 차이)를 이용하여 실내기와 실외기를 제어한다.

즉, 실내 부하변수에 의해 계산된 정보 Y1,Y2(압축기의 온/오프 제어신호)에 의해 실내기와 실외기를 최소운전 또는 최대운전으로 제어한다.

이때, 상술한 종래 유니터리 공기조화장치의 사용자 클레임중 가장 많은 부분이 냉방능력을 부족인데, 이러한 냉방능력의 부족은 설치상의 문제,제품능력의 부적절한 선정등이 주요인이며, 실제 사용자(설치업자)들은 설치된 제품의 냉방능력을 정확하게 파악할 수 없어 냉방능력의 부족에 대한 적절한 대처가 어려운 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 덕트내부를 통과하는 찬공기의 내부 유속으로 통과 유량을 산출하고, 그 통과 유량을 이용하여 실제 작동되고 있는 공기조화기의 냉방 능력을 산출하여 실시간으로 표시할 수 있도록 한 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유니터리 공기조화기에 있어서,

임의의 덕트 내부에 설치되어, 해당 덕트 내부를 통과하는 냉기의 내부 유속을 측정하는 유속측정수단과;

상기 유속측정수단에서 측정된 내부 유속을 이용하여 해당 덕트를 통과하는 냉기량을 연산하고, 그 연산된 냉기량을 기설정된 기준 냉기량과 비교하여 냉방능력을 산출하는 제어수단과;

상기 제어수단에서 산출된 냉방능력을 표시하는 표시수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유니터리 공기조화기에 있어서,

임의의 덕트 내부에 설치되어, 해당 덕트 내부를 통과하는 냉기의 내부 유속을 측정하는 유속측정수단과;

실내공기의 온도를 측정하는 제1 온도감지수단과;

상기 덕트 내부를 통과하는 냉기의 온도를 측정하는 제2 온도감지수단과;

상기 유속측정수단에서 측정된 내부 유속을 이용하여 해당 덕트를 통과하는 냉기량을 연산하고, 그 연산된 냉기량과 덕트내부온도 및 실내온도를 기설정된 데이터와 비교하여 냉방능력을 산출하는 제어수단과;

상기 제어수단에서 산출된 냉방능력을 표시하는 표시수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 임의의 덕트 내부에 대한 냉기의 유속을 측정하는 과정과;

실내온도와 상기 임의의 덕트 내부온도를 검출하는 과정과;

상기 냉기의 유속을 이용하여 냉기량을 계산하고, 그 냉기량과 실내온도 및 덕트 내부온도를 기설정된 데이터와 비교하여 냉방능력을 산출하는 과정과;

상기 산출된 냉방능력을 표시하는 과정을 수행함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치 및 방법에 대한 작용과 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치에 대한 실시예의 구성을 보인 블록도이다.

도3에 도시한 바와같이 본 발명은, 유속측정수단(100),제1 온도감지수단(200),제2 온도감지수단(300),제어수단(400),표시수단(500)을 포함하여 구성한다.

상기 유속측정수단(100)은, 건물의 각 층 벽채에 분리 매설되는 임의의 덕트 내부에 설치되고, 해당 덕트 내부를 통과하는 냉기의 내부 유속을 측정하는데, 덕트의 임의의 위치들에 하나 이상의 유속측정수단(100)을 설치한다.

여기서는, 하나의 유속측정수단(100)을 임의의 덕트 내부에 설치한 것을 예로 하여 설명한다.

상기 제1 온도감지수단(200)은, 실내기 흡입구의 소정 위치에 설치되어 실내에서 실내기로 흡입되는 실내온도를 측정하고, 상기 제2 온도감지수단(300)은 상기 유속측정 수단(100)이 설치되는 덕트의 내부를 통과하는 냉기 온도를 측정한다.

상기 제어수단(400)은 상기 유속측정수단(100)에서 측정된 내부 유속을 이용하여 해당 덕트를 통과하는 냉기량을 연산하고, 그 연산된 냉기량과 덕트 내부온도 및 실내온도를 기설정된 데이터와 비교하여 냉방능력을 산출한다.

상기 제어수단(400)은 실험에 의해, 냉기량과 덕트 내부온도 및 실내온도에 따른 냉방능력이 기저장되는 저장수단(미도시)을 포함한다.

상기 표시수단(500)은 상기 제어수단(400)에서 산출된 냉방능력을 표시한다.

이와같은 본 발명의 동작을 도4를 참조하여 설명한다.

먼저, 실내기로부터 토출되는 냉기는 덕트를 통해 해당 실내로 공급된다.

이때, 유속 측정수단(100)은 임의의 덕트에 설치되어, 해당 덕트 내부를 통과하는 내기의 유속을 측정하고(SP1), 아울러 제2 온도감지수단(300)은 상기 유속측정수단(100)이 설치되는 덕트의 내부를 통과하는 냉기의 온도를 측정하여 제어수단(400)에 인가한다(SP2).

또한, 제1 온도감지수단(200)은 실내기 흡입구의 소정 위치에 설치되어 실내에서 실내기로 흡입되는 실내온도를 측정하여 상기 제어수단(400)에 인가한다(SP2).

그 다음, 상기 제어수단(400)은 내부 유속과, 해당 덕트 내부 단면적을 이용하여 냉기량을 연산한 다음(SP3), 하기의 수학식으로 냉방능력을 산출한다(SP4).

[수학식]

냉방능력(Q)=냉기량×(냉기온도-실내온도)

상기 제어수단(400)은, 다른 실시예로 냉기량과 냉기온도 및 실내온도를, 실험에 의해 기저장된 데이터와 비교하고, 그 비교결과에 근거하여 냉방능력을 산출할 수 도 있다.

그 다음, 상기 제어수단(400)에서 산출된 냉방능력을 표시수단(500)에 표시함으로써, 사용자에게 알리게 된다(SP5).

이에 따라, 사용자는 표시수단(500)을 통해 냉방능력을 인지하는데, 예를 들 어 냉력을 제대로 나오는데 시원하지 않는 경우에 냉동기 고장은 아니고 외부 부하가 너무 많거나 냉동기 용량 설정의 오류로 판단할 수 있다.

이때, 상기 본 발명에서 냉방능력을 표시함에 있어서, 냉기온도와 실내온도를 이용하지 않고, 다른 실시예로 임의의 덕트 내부를 통과하는 냉기량만을 이용하여 개략적인 냉방능력을 표시할 수 있는데, 이러한 방법은 상기 실시예 보다 정확도는 떨어지지만 저가의 비용으로 구현할 수 있는 장점이 있다.

즉, 본 발명은 유니터리 공기조화기의 덕트내부를 통과하는 찬공기의 내부 유속으로 통과 유량을 산출하고, 그 통과 유량과 실내온도 및 냉기온도를 이용하여 실제 작동되고 있는 공기조화기의 냉방 능력을 산출하도록 한 것이다.

상기 본 발명의 상세한 설명에서 행해진 구체적인 실시 양태 또는 실시예는 어디까지나 본 발명의 기술 내용을 명확하게 하기 위한 것으로 이러한 구체적 실시예에 한정해서 협의로 해석해서는 안되며, 본 발명의 정신과 다음에 기재된 특허 청구의 범위내에서 여러가지 변경 실시가 가능한 것이다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은, 덕트내부를 통과하는 찬공기의 내부 유속으로 통과 유량을 산출하고, 그 통과 유량을 이용하여 실제 작동되고 있는 공기조화기의 냉방 능력을 산출하여 실시간으로 표시함으로써, 사용자의 편의성을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 유니터리 공기조화기에 있어서,

   임의의 덕트 내부에 설치되어, 해당 덕트 내부를 통과하는 냉기의 내부 유속을 측정하는 유속측정수단과;

   상기 유속측정수단에서 측정된 내부 유속을 이용하여 해당 덕트를 통과하는 냉기량을 연산하고, 그 연산된 냉기량을 기설정된 기준 냉기량과 비교하여 냉방능력을 산출하는 제어수단과;

   상기 제어수단에서 산출된 냉방능력을 표시하는 표시수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치.
2. 제1 항에 있어서, 제어수단은,

   하기의 수학식으로 냉기량을 연산하는 것을 특징으로 하는 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치.

   [수학식]

   냉기량= V×A

   여기서, V:덕트 내부를 통과하는 냉기의 유속

   A:덕트 단면적
3. 유니터리 공기조화기에 있어서,

   임의의 덕트 내부에 설치되어, 해당 덕트 내부를 통과하는 냉기의 내부 유속을 측정하는 유속측정수단과;

   실내공기의 온도를 측정하는 제1 온도감지수단과;

   상기 덕트 내부를 통과하는 냉기의 온도를 측정하는 제2 온도감지수단과;

   상기 유속측정수단에서 측정된 내부 유속을 이용하여 해당 덕트를 통과하는 냉기량을 연산하고, 그 연산된 냉기량과 덕트내부온도 및 실내온도를 기설정된 데이터와 비교하여 냉방능력을 산출하는 제어수단과;

   상기 제어수단에서 산출된 냉방능력을 표시하는 표시수단을 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치.
4. 제3 항에 있어서, 제어수단은,

   하기의 수학식으로 냉방능력을 연산하는 것을 특징으로 하는 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치.

   [수학식]

   냉방능력(Q)=냉기량×(냉기온도-실내온도)
5. 제3 항에 있어서, 제어수단은,

   실험에 의해, 냉기량과 덕트 내부온도 및 실내온도에 따른 냉방능력이 기저장되는 저장수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시장치.
6. 임의의 덕트 내부에 대한 냉기의 유속을 측정하는 과정과;

   실내온도와 상기 임의의 덕트 내부온도를 검출하는 과정과;

   상기 냉기의 유속을 이용하여 냉기량을 계산하고, 그 냉기량과 실내온도 및 덕트 내부온도를 기설정된 데이터와 비교하여 냉방능력을 산출하는 과정과;

   상기 산출된 냉방능력을 표시하는 과정을 수행함을 특징으로 하는 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시방법.
7. 제6 항에 있어서,

   실험에 의해, 냉기량과 덕트 내부온도 및 실내온도에 따른 냉방능력을 기설정하는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시방법.
8. 제6 항에 있어서, 냉방능력을 산출하는 과정은,

   덕트 내부 유속과 해당 덕트 내부 단면적을 승산하여 냉기량을 연산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시방법.
9. 제6 항에 있어서,

   냉기량과 덕트 내부온도 및 실내온도를, 하기의 수학식에 적용하여 냉방능력을 연산하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 유니터리 공기조화기의 냉방능력 표시방법.

   [수학식]

   냉방능력(Q)=냉기량×(냉기온도-실내온도)

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