KR20070066293A - 멀티형 공기조화기의 전력제어장치 및 전력제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 멀티형 공기조화기의 전력제어장치 및 전력제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수용가의 소비전력을 관리전력량 이하로 제어하기 위해 랜덤하게 발생하는 난수를 이용하여 복수의 실내기 중 제어대상 실내기를 선정제어함으로써 소비전력을 절감하는 멀티형 공기조화기의 전력제어장치 및 전력제어방법에 관한 것이다. 효율적인 소비전력의 절감을 위해 본 발명의 멀티형 공기조화기의 전력제어장치는 복수의 실내기를 포함하는 멀티형 공기조화기에 있어서, 상기 멀티형 공기조화기를 포함하는 수용가의 소비전력을 측정하는 소비전력측정장치와, 상기 측정된 소비전력에 따라 소비전력을 단계별로 제어하는 경우 소비전력 제어대상인 멀티형 공기조화기에서 랜덤하게 발생하는 난수를 이용하여 상기 복수의 실내기 중 소비전력 제어대상 실내기를 선정하고 그 선정된 실내기의 소비전력을 절감하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

멀티형 공기조화기의 전력제어장치 및 전력제어방법{A control apparatus and control method of Muilti air conditioner}

도 1은 본 발명에 따른 전력제어시스템의 일실시예를 나타내는 제어블록도.

도 2a, 2b, 2c는 종래의 전력제어시스템에서의 그룹핑에 의한 전력제어를 나타내는 도면.

도 3a, 3b, 3c는 본 발명에 따른 전력제어시스템에서의 전력제어를 나타내는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 전력제어시스템의 전력제어의 제1실시예의 제어흐름도.

도 5는 본 발명에 따른 전력제어시스템의 전력제어의 제2실시예의 제어흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

10 : 디멘드제어기 12 : 인터페이스 모듈

14 : 공조제어부 20 : 소비전력측정장치

16 : 실외기 18 : 실내기

본 발명은 멀티형 공기조화기의 전력제어장치 및 전력제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수용가의 소비전력을 관리전력량 이하로 제어하기 위해 랜덤하게 발생하는 난수를 이용하여 복수의 실내기 중 제어대상 실내기를 선정제어함으로써 소비전력을 절감하는 멀티형 공기조화기의 전력제어장치 및 전력제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 대전력을 소비하는 수용가는 전기공급회사인 한국전력으로부터 계약전력을 공급받아 각종 설비들을 가동시킨다. 이 때 한국전력은 주계량기를 원격검침하여 각 수용가의 소비전력량을 파악하는데 전기사용량이 급증하는 계절(예를 들면 6월 내지 8월)에 15분 평균 소비전력량이 계약에서 정한 관리전력량을 초과할 경우 할증요금을 부과하고 있다.

이러한 경우를 방지하기 위해 수용가에 마련되는 수전설비에서는 15분 평균 소비전력량을 관리전력량 이하가 되도록 조절하는데, 수전설비는 수용가에서 소비하는 순시 소비전력을 검지하는 소비전력 측정장치와, 소정시간 동안 수용가에서 소비하는 평균 소비전력이 관리전력량을 넘지 않도록 제어하는 디멘드 제어기와, 디멘드 제어기의 제어신호에 의해 연결되거나 차단되고, 수용가의 각 부하와 연결된 복수의 릴레이를 구비하는 접점신호발생기를 포함한다.

이와 같은 수전설비가 설치된 수용가로 전력이 공급되면 소비전력 측정장치는 순시 소비전력을 검지하고 검지된 소비전력량 데이터를 디멘드 제어기로 전송한다. 디멘드 제어기는 입출력장치로부터 전송된 소비전력량 데이터를 분석하여 15분 평균 소비전력량이 관리전력량을 초과할 것인지를 분석한다. 그리고 위의 분석에서 15분 평균 소비전력량이 관리전력량을 초과할 것으로 예상되면 디멘드 제어기는 접점신호발생기의 복수의 릴레이 중에서 특정부하와 연결된 릴레이를 차단하여 수용가 전체의 소비전력량을 낮추거나 단계별 경보신호에 해당하는 접점신호를 발생하여 멀티형 공기조화기의 소비전력을 절감함으로써 15분 평균 소비전력량이 관리전력량을 넘는 것을 방지하였다.

도 2a, 2b, 2c는 종래의 전력제어방법을 나타내는 도면으로써 종래에는 소비되는 순시전력에 대응하여 요구되는 전력절감비율에 따라 여러 종류의 그룹을 정하고 순환주기마다 각 그룹을 순환하면서 소비전력을 절감하였다. 즉, 도 2a는 25%, 도 2b는 33%, 도 2c는 50%의 전력절감 효과를 얻을 수 있다.

이러한 종래의 전력제어방법은 그룹의 선정에 있어서 동일 공조공간의 실내기가 동일그룹에 편성되는 경우 소비전력 제어시 그 공간의 쾌적성이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 위의 문제점을 방지하기 위해서는 설치된 위치 등을 고려하여 그룹을 편성하여야 하므로 설정작업이 복잡하게 되고 설치환경의 변화에 능동적으로 대응할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 단계별 전력억제 제어에 대하여 균등하고 효율적으로 멀티형 공기조화기의 소비전력을 절감할 수 있는 멀티형 공기조화기의 전력제어장치 및 전력제어방법을 제공함에 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 멀티형 공기조화기의 전력제어장치는 복수의 실내기를 포함하는 멀티형 공기조화기에 있어서, 상기 멀티형 공기조화기를 포함하는 수용가의 소비전력을 측정하는 소비전력측정장치와, 상기 측정된 소비전력에 따라 소비전력을 단계별로 제어하는 경우 소비전력 제어대상인 멀티형 공기조화기에서 랜덤하게 발생하는 난수를 이용하여 상기 복수의 실내기 중 소비전력 제어대상 실내기를 선정하고 그 선정된 실내기의 소비전력을 절감하도록 제어하는 제어부를 포함한다.

또한, 상기 제어부는 상기 소비전력의 단계별 제어마다 대응하는 기준값을 설정하고 상기 복수의 실내기마다 발생한 난수와 상기 기준값을 비교하여 상기 소비전력 제어대상 실내기를 선정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 소비전력 제어대상으로 선정된 실내기는 현재 운전상태보다 낮은 단계로의 운전을 실시하도록 제어함으로써 소비전력을 절감하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 복수의 실내기의 각각에 마이컴을 더 구비하고 상기 각 실내기 마이컴은 상기 제어부로부터 상기 기준값을 전송받아 각 마이컴별로 발생시킨 난수와 상기 기준값을 비교하여 소비전력 제어대상여부를 개별적으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 소비전력을 절감하도록 하는 제어는 미리 설정된 일정한 주기마다 실시하는 것을 특징으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 멀티형 공기조화기의 전력제어방법은 복수의 실내기를 포함하는 멀티형 공기조화기의 전력제어방법에서 있어서, 수용가 전체의 소비전력을 측정하여 상기 측정된 소비전력에 따라 소비전력의 제어단계를 판단하는 단계; 상기 소비전력의 제어단계에 대응하는 기준값을 설정하는 단계; 상기 복수의 실내기마다 랜덤하게 발생하는 난수와 상기 기준값을 비교하여 소비전력 제어대상 실내기를 선정하는 단계; 상기 선정된 제어대상 실내기의 소비전력을 절감하도록 제어한다.

또한, 상기 소비전력의 절감 제어는 일정한 주기마다 행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소비전력 제어대상으로 선정된 실내기는 현재 운전상태보다 낮은 단계로의 운전을 실시하도록 제어함으로써 소비전력을 절감하는 것을 특징으로 한다.

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

도 1은 본 발명에 따른 전력제어시스템의 일실시예를 나타내는 제어블록도.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 전력제어시스템은 수용가에서 소비하는 순시 소비전력을 검지하는 소비전력 측정장치(20)와, 수용가 전체에서 소정시간동안 소비하는 평균 소비전력량이 전기공급회사와의 계약전력량인 기준 소비전력량 보다 작도록 관리하는 디멘드 제어기(10)와, 디멘드 제어기(11)의 제어신호에 의해 연결되거나 차단되는 복수의 릴레이로 구성된 경보릴레이(미도시)의 접점상태에 상 응하는 경보신호를 발생시키는 인터페이스 모듈(12)과, 인터페이스 모듈(12)의 경보신호에 연계하여 멀티에어컨 시스템의 동작을 제어하는 제어부(14)를 포함한다.

수용가는 복수의 실외기(16)와, 복수의 실외기(16)에 연결된 복수의 실내기(18)를 포함하여 이루어져 있다. 디멘드 제어기(10)는 소비전력 측정장치(20)에서 측정된 순시 소비전력값을 입력받아 15분 평균 소비전력량이 기준 소비전력량을 초과할 것인지를 예상한다. 예를 들어 15분 동안의 기준 소비전력량이 300kVA이고, 15분 중에서 10분 동안 수용가에서 소비한 평균 소비전력량이 270kVA로 측정되면 수용가의 소비패턴으로 볼 때 15분 평균 소비전력량이 300kVA를 초과할 가능성이 상당히 큰 것으로 예상한다.

이처럼 수용가의 15분 평균 소비전력량이 기준 소비전력량을 초과할 것으로 판단되면 디멘드 제어기(10)는 수용가의 소비전력을 낮추기 위해 소비전력 제어대상 순서에 따라 각 멀티형 공기조화기에 소비전력의 단계별 제어명령을 전달하게 된다. 소비전력 관리대상 순서는 각 부하마다 설정되어 있으며 이 순서는 디멘드 제어기(10)에 저장되어 있다. 따라서 디멘드 제어기(10)는 수용가의 소비전력을 낮추기 위해 소비전력 관리대상의 순서가 빠른 부하부터 소비전력 관리대상으로 하여 운전상태를 변경시키고, 멀티형 공기조화기가 소비전력 관리대상 순서가 되면 멀티에어컨 시스템의 소비전력을 감소시키도록 제어한다.

인터페이스 모듈(13)은 복수의 릴레이의 접점상태를 모니터링하고, 그에 상응하는 경보신호를 공조제어부(20)로 전송한다. 접점상태에 상응하는 경보신호는 멀티에어컨 시스템의 전력을 관리하기 위해 마련된 복수의 릴레이 중에서 몇 개의 릴레이가 차단되고 몇 개의 릴레이가 연결되었는지에 대한 신호이다.

복수의 릴레이중 차단된 릴레이가 많을수록 높은 단계의 경보신호가 제어부(14)로 전달되면 제어부(14)는 대상 멀티형 공기조화기의 소비전력을 단계별로 제어하게 된다. 이러한 본 발명에 따른 제어를 도 3a, 3b, 3c와 도 4를 참조하여 이하에서 설명한다.

수용가의 순시소비전력을 측정하여 디멘드제어기(14)는 예상 소비전력이 관리전력량을 넘을 것으로 예측되면 관리대상순서에 따라 소비전력의 단계별 제어명령이 제어부(14)에 인터페이스모듈(12)을 통해 전달되게 된다. 이러한 단계별 제어명령에 따라 제어부(14)는 대상 멀티형 공기조화기의 소비전력 제어를 수행하는데 입력된 제어명령에 따른 경보의 레벨을 판단하게 된다.(S410, S420단계) 각 레벨에 따라 기준값(K)을 달리 설정하게 되는데 일예로 약(25), 중(50), 강(75)로 나누어 설정할 수 있다. 물론 이러한 레벨은 수용가의 필요에 의해 더욱 세분화하여 설정할 수 있음은 물론이다.(S430, S434, S438단계) 이렇게 경보의 레벨에 따라 기준치를 설정하고 제어부(14)의 소비전력의 절감제어가 일정주기(일예로 5분)전에 있었는지 즉, 이전처리를 마친 후 5분이 경과하였는지를 체크한다. 이는 사이클을 단시간으로 하면 대상이 되는 실내기의 비율이 기준값에 대해서 오차가 발생하지만 장시간으로 하면 충분하게 기준값과 동일한 비율을 나타내기 때문이다.(S440단계) 일정주기가 경과한 경우에는 각 실내기를 순차적으로 대상으로 하여 난수를 발생하고 그 난수와 기준값을 비교한다.(S450, S460단계) 난수는 0~100사이에서 선택하는데 나올 확율이 동일하므로 기준값을 25로 설정하는 경우 소비전력제어대상이 될 확율 은 25%정도가 된다. 이를 통해서 전체 실내기를 그룹으로 설정하지 않아도 기준값을 변경함으로써 소비전력의 절감율을 다양하고 간편하게 변경할 수 있다. 예를 들어 도 3c는 약 50%의 소비전력의 절감효과를 볼 수 있는 경우를 나타낸다. 이 경우의 기준값은 50으로 설정하면 적당할 것이다. 비교결과 기준값(K)보다 현 실내기(i)에 대한 난수(Ri)가 작을 경우 전력억제 제어 중인지를 판단한다.(S470단계) 이러한 판단은 각 실내기의 마이컴 내지는 제어부(14)에 저장된 각 실내기의 상태정보를 통해 판단하게 된다. 판단결과 제어 중인 경우 현 실내기(i)가 제어 중인 경우 전력억제 제어명령을 대상 실내기에 송신하여 전력억제 제어를 지속하고 현 실내기(i)가 제어 중임을 저장한다. 제어대상이 아닌 경우에는 현 실내기(i)의 운전정보를 저장한 후에 제어명령을 송신하고 제어중임을 저장한다.(S480, S490, S500단계) 전력억제 제어명령은 현재 실내기의 운전상태보다 낮은 상태로 운전하도록 하는 것으로 예를 들어 송풍운전만 수행하던지 대상 실내기를 운전정지하도록 하는 제어명령을 말한다. 현 실내기(i)가 제어대상이 아닌 경우 이전에 저장된 기존운전정보를 읽어 현 실내기(i)로 전달하여 기존운전모드로 운전하도록 하고 현 실내기(i)가 정상운전 중임을 저장한다.(S520, S530, S540, S550단계) 대상실내기에 대한 처리가 모두 완료되었는지를 판단하고 완료되지 않은 경우 S460단계의 비교과정 이하단계를 반복하여 수행한다.(S510단계)

도 5는 본 발명에 따른 전력제어시스템의 전력제어의 제2실시예의 제어흐름도인데 도 4의 제어가 별도로 마련된 제어부(14)를 통해 이루어지는 반면에 별도의 제어부(14)는 경보의 레벨에 따른 기준값(K)만을 정하여 이를 실내기의 마이컴으로 전송하고 이하의 과정은 실내기의 마이컴에서 이루어지도록 하여 연결된 실내기의 대수와 무관하게 처리시간을 단축하고 제어부(14)의 처리부하를 작게 할 수 있는 효과가 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 미리 그룹핑을 할 필요없이 균일하고 효율적으로 소비전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 각 실내기의 설치환경에 영향받지 않고 각 공조공간의 쾌적함을 유지하면서 소비전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 설치환경의 변화에 무관하게 단계별 소비전력의 절감을 효율적으로 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims (8)

1. 복수의 실내기를 포함하는 멀티형 공기조화기에 있어서,

   상기 멀티형 공기조화기를 포함하는 수용가의 소비전력을 측정하는 소비전력측정장치와,

   상기 측정된 소비전력에 따라 소비전력을 단계별로 제어하는 경우 소비전력 제어대상인 멀티형 공기조화기에서 랜덤하게 발생하는 난수를 이용하여 상기 복수의 실내기 중 소비전력 제어대상 실내기를 선정하고 그 선정된 실내기의 소비전력을 절감하도록 제어하는 제어부를 포함하는 멀티형 공기조화기의 전력제어장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 소비전력의 단계별 제어마다 대응하는 기준값을 설정하고 상기 복수의 실내기마다 발생한 난수와 상기 기준값을 비교하여 상기 소비전력 제어대상 실내기를 선정하는 것이 특징인 멀티형 공기조화기의 전력제어장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 소비전력 제어대상으로 선정된 실내기는 현재 운전상태보다 낮은 단계로의 운전을 실시하도록 제어함으로써 소비전력을 절감하는 것이 특징인 멀티형 공기조화기의 전력제어장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 복수의 실내기의 각각에 마이컴을 더 구비하고 상기 각 실내기 마이컴은 상기 제어부로부터 상기 기준값을 전송받아 각 마이컴별로 발생시킨 난수와 상기 기준값을 비교하여 소비전력 제어대상여부를 개별적으로 판단하는 것이 특징인 멀티형 공기조화기의 전력제어장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 소비전력을 절감하도록 하는 제어는 미리 설정된 일정한 주기마다 실시하는 것이 특징인 멀티형 공기조화기의 전력제어장치.
6. 복수의 실내기를 포함하는 멀티형 공기조화기의 전력제어방법에서 있어서,

   수용가 전체의 소비전력을 측정하여 상기 측정된 소비전력에 따라 소비전력의 제어단계를 판단하는 단계;

   상기 소비전력의 제어단계에 대응하는 기준값을 설정하는 단계;

   상기 복수의 실내기마다 랜덤하게 발생하는 난수와 상기 기준값을 비교하여 소비전력 제어대상 실내기를 선정하는 단계;

   상기 선정된 제어대상 실내기의 소비전력을 절감하도록 제어하는 단계를 포함하는 멀티형 공기조화기의 전력억제방법
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 소비전력의 절감 제어는 일정한 주기마다 행하는 것이 특징인 멀티형 공기조화기의 전력제어방법
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 소비전력 제어대상으로 선정된 실내기는 현재 운전상태보다 낮은 단계로의 운전을 실시하도록 제어함으로써 소비전력을 절감하는 것이 특징인 멀티형 공기조화기의 전력제어방법.

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