KR20070078548A

KR20070078548A - 에어컨의 중앙제어 시스템

Info

Publication number: KR20070078548A
Application number: KR1020060008914A
Authority: KR
Inventors: 김해진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2007-08-01

Abstract

본 발명은 멀티 에어컨을 구성하는 실외기와 연결되는 복수개의 층별 제어기 및 중앙제어기가 서로 연동되는 에어컨의 중앙제어 시스템에 관한 것으로서, 실내기 및 실외기로 구성되어, 실내 공기조화를 수행하는 복수개의 에어컨과, 상기 복수개의 에어컨 중 일부개와 연결되어, 연결된 하위 에어컨으로 제어명령을 전송하는 제 1 제어기가 적어도 하나 이상 구성되고, 적어도 하나 이상의 제 1 제어기와 연결되어 상기 복수개의 에어컨 전부에 관한 제어명령을 전송하는 제 2 제어기와, 상기 제 1 제어기와 상기 제 2 제어기 사이에 송수신되는 신호의 통신규격을 상호 변환하는 중계기를 포함하여 구성됨에 따라, 층별 단순제어는 물론, 중앙제어가 가능해져 건물에서의 냉/난방 관리의 효율성이 증대된다는 효과가 있다.

에어컨, 중앙 제어기, 중계기, 통신규격

Description

에어컨의 중앙제어 시스템{Air conditioner's central controlling system}

도 1 은 종래 발명에 따른 에어컨의 중앙제어 시스템의 구성도,

도 2 는 본 발명에 따른 에어컨의 중앙제어 시스템의 구성도,

도 3 은 본 발명에 따른 에어컨의 중앙제어 시스템의 블록도,

도 4 는 본 발명에 따른 에어컨의 중앙제어 시스템에서의 연동방법이 도시된 도면,

도 5 는 본 발명에 따른 에어컨의 중앙제어 시스템에서 각 모드별 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

200: 멀티에어컨 201: 실외기

300: 층별 제어기 400: 중앙제어기

500: 중계기

본 발명은 복수개의 에어컨을 중앙 제어할 수 있는 중앙제어 시스템에 있어서, 멀티 에어컨을 구성하는 실외기와 연결되는 복수개의 층별 제어기가 서로 연동되도록 하고, 각 실내기의 세부기능을 중앙에서 제어할 수 있는 중앙제어기가 상기 층별 제어기와 연동되도록 상기 층별 제어기 및 상기 중앙제어기 사이에 송수신되는 신호를 중계하는 중계기가 구비되는 에어컨의 중앙제어 시스템에 관한 것이다.

멀티에어컨 시스템(20)은 한대의 실외기(21) 및 상기 실외기와 공유되는 복수개의 실내기(11 내지 15)로 구성된 시스템을 의미하며, 한 대의 실외기(21)를 이용하여 각 실을 냉/난방할 수 있으므로 효율성이 높고 경제적인 장점이 있다. 최근, 건물의 각 층마다 이러한 멀티에어컨(20)이 설치되고 있다.

상기 멀티에어컨(20)을 이용하여 실내를 동시 냉방 또는 부분 냉방하기 위해서는 실외기(21)가 이와 연결된 복수개의 실내기(11 내지 15)의 상태정보를 파악하고, 각 실내기를 제어 관리할 수 있어야 한다.

따라서, 사용자가 소정의 실내기로 냉방 명령을 입력하면, 상기 실내기와 연결되어 냉매 순환을 제어하는 실외기(21)는 연결된 복수개의 실내기(11 내지 15) 중 어느 실내기에서 어떠한 냉방 명령이 입력되었는지를 파악하여 냉매의 응축 정도를 조절한다.

종래 멀티에어컨 시스템의 구성을 도 1을 통해 살펴보면, 복수개의 실내기(11 내지 15)와 연결된 실외기(21)는 층별 제어기(30)와 연결되어 신호를 송수신하 는데, 상기 층별 제어기는 층 단위로 중앙 제어를 수행하기 위한 제어기기로서, 운전/정지 등의 단순한 명령이 입력되는 기기이다.

그러나, 상기 층별 제어기(30)가 관리할 수 있는 실내기의 최대 개수는 16대에 불과하며, 각 층마다 설치된 층별 제어기(31 내지 35)가 서로 연동되지 않았으므로 관리자는 적어도 중앙 제어를 위해 적어도 각 층에 설치된 층별 제어기에 접근하여야 한다는 번거로움이 있었다.

이는 대형건물 또는 고층건물처럼 여러 대의 실외기가 각 층마다 설치되거나, 층별 제어기가 설치된 층이 여러 층인 경우, 실내 공기조화를 관리하는데 소요되는 인력 및 비용이 상당하다는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 멀티 에어컨을 구성하는 실외기와 연결되는 복수개의 층별 제어기가 서로 연동되도록 하고, 각 실내기의 세부기능을 중앙에서 제어하는 중앙제어기가 상기 층별 제어기와 연동되도록 상기 층별 제어기 및 상기 중앙제어기 사이에 송수신되는 신호를 중계하는 중계기가 구비되는 에어컨의 중앙제어 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 에어컨의 중앙제어 시스템은 실내기 및 실외기로 구성되어, 실내 공기조화를 수행하는 복수개의 에어컨과, 상기 복수개의 에어컨 중 일부개와 연결되어, 연결된 하위 에어컨으로 제어명령을 전송하는 제 1 제어기가 적어도 하나 이상 구성되고, 적어도 하나 이상의 제 1 제어기와 연결되어 상기 복수개의 에어컨 전부에 관한 제어명령을 전송하는 제 2 제어기와, 상기 제 1 제어기와 상기 제 2 제어기 사이에 송수신되는 신호의 통신규격을 상호 변환하는 중계기를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 중계기는 시스템에 연결된 복수개의 실외기와 신호를 송수신하여, 상기 실외기의 하위에 연결된 복수개의 실내기에 관한 네트워크 주소정보를 탐색하는 실내기 탐색모드가 시스템 연결 직후 초기 소정의 시간동안 구동되고, 이후 소정의 주기마다 구동된다.

상기 실내기 탐색모드가 완료된 후, 상기 중계기는 상기 제 1 제어기로 마스터 권한을 부여하고, 상기 제 1 제어기의 제어에 의해 상기 제 1 제어기 하위에 연결된 복수개의 실외기로부터 복수개의 실내기에 관한 상태정보를 수신하는 모니터링 모드가 구동되고, 상기 제 2 제어기로부터 실내기 제어를 위한 제어명령이 수신되면, 상기 복수개의 실외기로 제어명령을 전송하는 제어명령 처리모드가 구동된다.

이하, 본 발명의 에어컨의 중앙제어 시스템의 구성이 도시된 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

멀티에어컨 시스템(200)은 건물 내 사무실마다, 또는 각 방마다 설치되는 복 수개의 실내기(101 내지 105)와, 상기 복수개의 실내기와 공유되고, 상기 복수개의 실내기를 통해 순환되는 냉매의 흐름을 제어하는 실외기(201)로 구성되고, 이러한 멀티에어컨 시스템은 각 층마다 설치되는 것으로 예시한다.

즉, 멀티에어컨 시스템은 한 대의 실외기(200)에 복수개의 실내기(100)가 연결되어 설치시 공간 활용성이 뛰어나고 설치비 부담이 적어 경제적인 장점이 있으며, 아울러 실외기 한 대가 복수개의 실내기와 연결되어 운전되므로 전력 소모가 줄어들어 에너지 효율성도 뛰어나다.

이러한 실외기(201)는 고온 고압의 기체 냉매를 액냉매로 응축시키는 응축수단으로서 압축기에서 나온 고온고압의 기체냉매가 상기 실외기를 통과하는 동안 실외공기가 기체 냉매의 열을 제거하여 액화 현상이 나타남에 따라 점차 응축되어 중온고압의 액체 냉매가 된다. 따라서 실외기(201)는 공기를 송풍하여 열교환 효율을 상승시키는 실외팬 및 모터로 이루어진 실외 송풍기를 포함하여 구성된다.

이러한 중온고압의 액체 냉매가 팽창 밸브에서 팽창되어 저온저압의 액체 냉매가 되어 실내기(101 내지 105)를 통과하면, 상기 액체 냉매는 실내 공기로부터 열을 흡수하여 증발 현상이 일어나 스스로는 기화되고, 실내 공기의 온도는 떨어지게 되어 실내 냉방이 수행된다. 따라서 상기 실내기는 실내의 공기가 통하고, 더워지거나 차가워진 공기를 실내로 토출시키는 모터 및 실내팬으로 이루어진 실내 송풍기 등을 포함하여 구성된다.

이러한 복수개의 실내기(101 내지 105)는 각 실에 설치되고, 상기 실외기(201)와 통신선(L1)을 통해 연결되는바, 상기 통신선은 RS-485 통신규격의 신호가 송수신되는 선이다. 이로써 상기 실외기(201)는 자체 연결된 복수개의 실내기(101 내지 105)의 공기 조화 상태를 관리할 수 있게 된다.

층별 제어기(또는 제 1 제어기, 300)는 상기 멀티에어컨 시스템(200)을 구성하는 실외기(201)와 연결되며, 하위에 최대 16개의 실내기를 중앙 제어할 수 있다. 다만, 층별 제어기(300)는 온/오프 등의 단순한 제어기능만을 지원한다. 상기 실내기(101 내지 105)와 층별 제어기(300) 역시 RS-485 규격의 통신선(L1)을 통해 신호를 송수신한다.

중앙제어기(또는 제 2 제어기, 400)는 최대 256개의 실내기를 중앙 제어할 수 있으며, 온/오프 등의 단순한 제어기능 뿐만 아니라, 온도조절, 스케줄 제어, 전력 관리 등의 세부기능의 제어가 가능하다. 이때, 상기 중앙제어기(400)는 웹패드이거나 컴퓨터가 이용될 수 있으며, 이더넷 통신선(L2)을 통해 신호를 송수신한다.

이를 위해 상기 중앙제어기(400)는 인터넷망을 통해 수신된 원격의 제어명령 신호 또는 입력부를 통해 입력된 제어명령 신호가 저장되고, 연결된 멀티에어컨 시스템에 관한 설정정보가 저장되는 데이터베이스와, 상기 인터넷망을 통해 신호가 송수신되도록 하는 외부 통신부와, 상기 멀티에어컨 시스템과 신호가 송수신되도록 하는 내부 통신부, 그리고 내/외부 망에서 송수신되는 신호의 흐름을 제어하는 제어부를 포함하여 구성된다.

동시에 상기 중앙제어기(400)는 제어 명령의 입력 및 출력이 가능하도록 키패드와 같은 입출력부를 수반하고, 상기 멀티에어컨(200)의 세부기능을 편리하게 제어할 수 있도록 하는 그래픽 유저 인터페이스(GUI)로 구현된 제어 프로그램이 구동된다.

중계기(500)는 각 층에 설치된 실내기를 제어하는 복수개의 층별 제어기(300)를 통합하는 기능을 수행하므로, 각 층에 설치된 층별 제어기(300)가 슬래이브 기기가 되고, 본 발명의 중계기(200)는 마스터 기기가 된다. 또한, 상기 층별 제어기(300)와 상기 중앙제어기(400) 사이에 송수신되는 신호를 중계하기 위하여 통신규격을 변환한다.

상기와 같이 구성되는 에어컨의 중앙제어 시스템 및 그 동작방법을 도 4 및 도 5를 참조로 하여 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다. 특히, 도 4는 전체적인 시스템의 연동방법에 관한 흐름도이고, 도 5a,도 5b, 도 5c는 각 모드에서의 흐름도이다.

먼저, 중앙제어기(400)와 중계기(500)는 이더넷규격을 기반으로 하여 신호를 송수신하며, 상기 중앙제어기(400)에서 제어신호를 송신하면, 상기 제어신호를 수신한 중계기(500)는 실외기(201)가 인식할 수 있는 데이터로 변환하여 RS-485 통신규격을 기반으로 하여 전송한다.

마찬가지 방법으로 상기 중계기(500)는 상기 실외기(201)로부터 수신한 실내기 정보를 상기 중앙제어기(400)로 전송하고, 상기 중앙제어기는 상기 실내기 정보를 수신받아 실내기의 상태를 디스플레이한다.

그리고, 실외기(201)와 상기 실외기의 하위에 연결된 복수개의 실내기(101 내지 105)는 중계기(500)로부터 수신한 상기 통합 제어시의 제어신호를 해당 실내 기로 전송하고, 상기 제어신호를 수신한 실내기는 상기 제어신호에 따라 동작을 수행한 후, 제어결과에 관한 상태정보를 상기 실외기(201)로 전송한다. 상기 실외기(201)는 상기 실내기의 상태정보를 상기 중계기(500)로 전송하여 최종적으로 에어컨의 상태가 상기 중앙제어기(200)에 디스플레이된다.

여기서, 상기 중계기(500)는 복수개의 층별 제어기(300)의 마스터 기기로 동작되는바, 상기 마스터 기기/ 슬래이브 기기의 설정에 관해 설명하면 다음과 같다.

상기 중계기(500)는 언제나 마스터 기기로서 동작하며, 전체 통신기능을 관장한다. 그리고 층별 제어기(300) 및 실외기(201)는 슬래이브 기기로 동작한다.

즉, 도 1을 참조한 종래 발명에서는 복수개의 층별 제어기(30) 중 어느 하나(31)는 마스터 기기로 동작되고, 나머지는 슬래이브 기기(32 내지 35)로 동작되었으나, 본 발명에서는 중계기(500)를 별도로 구비하여, 상기 중계기가 마스터 기기가 되고, 복수개의 층별 제어기(300)는 슬래이브 기기로서 상기 중계기에 의해 제어된다.

또한, 중계기(500)와 층별 제어기(300) 그리고 실외기(201)는 RS-485 통신규격을 기반으로 신호를 송수신하며, 이러한 RS-485 통신선(L1)을 통해 송수신되는 데이터는 송신측 코드 및 수신측 코드를 구분하며, 소정의 데이터가 송신측 기기에 의해 송신되면 RS-485 통신선에 연결된 상기 송신측 기기를 제외한 모든 기기에서 상기 데이터를 수신하고, 이를 수신한 실외기는 자신의 코드가 상기 수신측 코드와 동일한지를 확인하고, 상기 데이터가 자신과 연결된 실내기에 대한 데이터인지를 확인한다.

만약, 상기 두 조건이 모두 만족하면 상기 실외기(201)는 수신에 대한 응답을 송신측 기기로 회신한다.

이와 같이 동작되는 중앙제어 시스템에 구비되는 상기 중계기(500)는 3가지 모드로 동작되는데, 이는 각각 실내기 탐색모드(Ⅰ), 모니터링 모드(Ⅱ), 제어명령 처리모드(Ⅲ)이다.

먼저, 상기 중계기(500)는 초기 10분 동안 소정의 실외기(201)와 신호를 송수신하여 상기 실외기에 연결된 복수개의 실내기를 탐색한다.

상기 실내기 탐색모드(Ⅰ)에서 상기 중계기(500)는 층별 제어기와 통신할 필요가 없고, 도 3에 도시된 바와 같이 실외기와만 통신한다.

상기 중계기(500)의 하위에는 상기한 바와 같이 256대의 실내기가 설치될 수 있으며, 각 실내기(101 내지 105)는 0x00 ~ 0xFF와 같이 고유의 네트워크 주소가 할당된다.

시스템 전체에 전원이 인가되면 각 실외기(201)가 상기 실외기와 연결되는 복수개의 실내기를 인식하고, 중계기(500)는 상기 실외기의 하위에 속하는 0x00 ~ 0xFF까지의 실내기에 데이터를 전송한다.(①)

각 실외기(201)는 자신에게 연결된 실내기 주소에 해당되는 데이터가 수신되면, 이에 응답하게 되고, 중계기(500)는 해당 실내기가 연결된 것으로 판단한다.(②)

그리고, 상기 실내기 탐색모드가 완료되면, 실외기 및 상기 실외기와 연결되는 복수개의 실내기를 모니터링하는 모니터링 모드(Ⅱ)로 진입하는데, 상기 중계기 (500)는 모니터링하고자하 하는 실내기를 관리하는 층별 제어기(300)에게 마스터 권한을 인계하고, 상기 층별 제어기는 상기 실내기와 연결된 실외기(201)로 데이터를 전송한다.(① 내지 ④)

이후, 상기 실외기(201)는 연결된 실내기로부터 상태정보 데이터를 수신하여, 이를 층별 제어기(300)로 응답한다. 이때, 상기 실외기는 층별 제어기에 응답하는 것은 물론, 중계기로도 실내기에 관한 상태정보 데이터를 전송하므로 상기 중계기도 이를 수신하여 실내기 상태를 모니터링할 수 있다.(⑤a,⑤b)

이러한 모니터링 모드(Ⅱ)에서 상기 중계기(500)는 새로 연결된 실내기를 탐색하기 위하여 주기적으로 실내기 탐색모드(Ⅰ)로 전환하는바, 도 3에 도시된 바와 같이 현재 연결된 모든 실내기에 대하여 모니터링 모드(Ⅱ)에 있다가 연결된 모든 실내기에 대해 통신이 완료되면, 새로 연결된 실내기를 탐색하기 위하여 다시 차례로 연결을 시도한다.

그리고, 상기 중계기(500)와 연결된 중앙제어기(400)로부터 소정의 실내기에 대한 제어명령이 전송되면, 이를 수신한 중계기(500)는 제어명령 처리모드(Ⅲ)로 진입한다.

상기 중계기(500)는 실외기(201)로 제어명령을 전송하고, 상기 실외기는 연결된 실내기로 제어명령을 전송한 후, 상기 중계기로 응답을 회신함으로써 제어명령의 중계를 처리한다.(⑥,⑦)

이러한 제어명령의 처리가 완료되면 상기 중계기(500)는 다시 모니터링 모드(Ⅱ)로 진입한다.

이때, 상기 층별 제어기(300)는 상기 중계기(500)가 모니터링 모드인 경우에만 실외기로 제어명령을 전송할 수 있고, 그 이외의 모드인 경우에는 실외기로 제어명령을 전송할 수 없게 된다.

즉, 상기 층별 제어기(300)는 사용자에 의해 입력된 제어명령이 있는 경우, 상기 중계기(500)가 모니터링 모드(Ⅱ)인 경우에만 제어권을 인계받아 마스터 기기로서 실외기(201)로 상기 제어명령을 전송할 수 있게 되며, 이때 상기 제어명령을 수신한 실외기는 이를 해당 실내기로 전송하는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의한 에어컨의 중앙제어 시스템을 예시된 도면을 참조로 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 중앙제어 시스템은 멀티 에어컨을 구성하는 실외기와 연결되는 복dd수개의 층별 제어기 및 각 실내기의 세부기능을 중앙에서 제어하는 중앙제어기가 서로 연동되도록 하는 중계기를 제공함으로써 층별 단순제어는 물론, 중앙제어가 가능해져 건물에서의 냉/난방 관리의 효율성이 증대된다는 효과가 있다.

Claims

실내기 및 실외기로 구성되어, 실내 공기조화를 수행하는 복수개의 에어컨과, 상기 복수개의 에어컨 중 일부개와 연결되어, 연결된 하위 에어컨으로 제어명령을 전송하는 제 1 제어기가 적어도 하나 이상 구성되고,

적어도 하나 이상의 제 1 제어기와 연결되어 상기 복수개의 에어컨 전부에 관한 제어명령을 전송하는 제 2 제어기와,

상기 제 1 제어기와 상기 제 2 제어기 사이에 송수신되는 신호의 통신규격을 상호 변환하는 중계기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
청구항 1에서,

상기 중계기는 마스터 기기로 설정되고, 상기 적어도 하나 이상의 제 1 제어기는 상기 중계기에 대하여 슬래이브 기기로 설정되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
청구항 1에서,

상기 복수개의 에어컨 및 상기 제 1 제어기는 RS-485 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
청구항 1에서,

상기 제 2 제어기는 이더넷 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
청구항 1에서,

상기 제 1 제어기는 최대 16대의 에어컨이 하위 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
청구항 1에서,

상기 복수개의 실내기는 각각 고유의 네트워크 주소가 할당되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
청구항 6에서,

상기 중계기는 시스템에 연결된 복수개의 실외기와 신호를 송수신하여, 상기 실외기의 하위에 연결된 복수개의 실내기에 관한 네트워크 주소정보를 탐색하는 실내기 탐색모드가 시스템 연결 직후 초기 소정의 시간동안 구동되고, 이후 소정의 주기마다 구동되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
청구항 6에서,

상기 중계기는 상기 제 1 제어기로 마스터 권한을 부여하고, 상기 제 1 제어 기의 제어에 의해 상기 제 1 제어기 하위에 연결된 복수개의 실외기로부터 복수개의 실내기에 관한 상태정보를 수신하는 모니터링 모드가 구동되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.
청구항 6에서,

상기 중계기는 상기 제 2 제어기로부터 실내기 제어를 위한 제어명령이 수신되면, 상기 복수개의 실외기로 제어명령을 전송하는 제어명령 처리모드가 구동되는 것을 특징으로 하는 에어컨의 중앙제어 시스템.