KR20090052608A - 공기 조화기 시스템 - Google Patents

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KR20090052608A
KR20090052608A KR1020070119205A KR20070119205A KR20090052608A KR 20090052608 A KR20090052608 A KR 20090052608A KR 1020070119205 A KR1020070119205 A KR 1020070119205A KR 20070119205 A KR20070119205 A KR 20070119205A KR 20090052608 A KR20090052608 A KR 20090052608A
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이희준
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 공기 조화기 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 기 설정된 운전 스케줄에 따라 공기 조화기의 동작을 제어하는 원격 제어기를 포함하며, 원격 제어기는 외부로부터 기상정보를 제공받아 기상정보 및 운전 스케줄에 기초하여 소정 기간에 대한 예측 전력량을 산출한다. 본 발명에 따르면, 각 국가의 전기 소비량 규제에 적합하도록 전기기기 시스템의 전력을 제어할 수 있어, 전기기기 시스템의 운용에 따른 운용 비용이 감소되며, 사용자의 쾌적도가 손상되지 않는 범위에서 사용자가 원하는 공조환경을 신속하게 조성할 수 있는 이점이 있다.
Figure P1020070119205
전력제어기, 기상정보 서버, 디맨드 제어, 피크제어

Description

공기 조화기 시스템{ Air conditioner system }
본 발명은 공기 조화기 시스템에 관한 것으로서, 특히 기상정보 데이터를 제공받아 기상정보 및 공기 조화기의 운전 스케줄에 기초하여 피크제어 및 디맨드 제어를 수행하는 공기 조화기 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 전기기기는 전기 에너지를 소비하는 장치로서, 전기기기로는 공기조화장치, 환기기기, 조명기기 등이 있다. 최근 들어, 전기의 사용을 효율적으로 관리하기 위하여, 다양한 장치들이 개발되고 있다. 각 전기기기의 전력 제어를 위한 원격제어기는 전기기기 시스템의 전기 소비량을 측정하고 예측하여, 특정 조건에 부합하도록 전기기기를 제어한다. 이때, 전력의 소비 부하를 순차적으로 오프함으로써 전력 소비를 억제하는 방식으로 진행하며, 허용전력량 내에서 멀티형 공기조화장치의 운전율을 조절하게 된다.
그러나, 종래에는 공기 조화기의 실내기 및 실외기에 대한 운전 설정 데이터에 기초하여 전력량을 예측하여 전력을 제어하였으므로, 주변 환경에 의해 변화되는 전력량을 예측하는 것이 불가능하여 목표 전력량을 초과하는 경우가 발생하였다.
본 발명의 목적은, 기상정보 데이터를 제공받아 기상정보 및 공기 조화기의 운전 스케줄에 기초하여 피크제어 및 디맨드 제어를 수행하도록 하는 공기 조화기 시스템을 제공함에 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기 조화기 시스템은 실내기 및 실외기, 기 설정된 운전 스케줄에 따라 공기 조화기의 동작을 제어하는 원격 제어기를 포함하며, 상기 원격 제어기는 외부로부터 기상정보를 제공받아 상기 기상정보 및 상기 운전 스케줄에 기초하여 소정 기간에 대한 예측 전력량을 산출한다.
또한, 상기 원격 제어기는 산출된 상기 예측 전력량과 목표 전력량을 비교하여 상기 예측 전력량이 상기 목표 전력량을 초과한 경우, 소정 기간에 대한 상기 공기 조화기의 운전 스케줄을 변경 설정한다. 한편, 상기 원격 제어기는 산출된 상기 예측 전력량과 목표 전력량을 비교하여 상기 예측 전력량이 상기 목표 전력량 이하인 경우, 상기 운전 스케줄에 따라 상기 공기 조화기의 동작을 제어한다.
여기서, 상기 목표 전력량은 상기 공기 조화기의 피크 전력량 및 상기 공기 조화기 시스템의 디멘드 전력량 중 적어도 하나를 포함한다. 또한, 상기 기상정보는 기상예보 및 과거 기상데이터를 포함한다.
또한, 상기 원격 제어기는 상기 예측 전력량으로부터 전력 요금을 산출한다.
본 발명에 따른 공기 조화기 시스템은, 각 국가의 전기 소비량 규제에 적합하도록 전기기기 시스템의 전력을 제어할 수 있어, 전기기기 시스템의 운용에 따른 운용 비용이 감소되며, 사용자의 쾌적도가 손상되지 않는 범위에서 사용자가 원하는 공조환경을 신속하게 조성할 수 있는 이점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 조화기 시스템에 대한 구성이 도시된 도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 공기 조화기 시스템은 다수개의 실내기(33) 및 다수개의 실내기(33) 동작을 제어하는 실외기(31)를 포함하는 공기 조화기(30)와, 환기기기(40), 조명기기(50) 등을 포함하며, 공기 조화기(30)와, 환기기기(40), 조명기기(50)에 대한 동작을 제어하는 원격제어기를 포함한다.
여기서, 각 공기 조화기(30)는 복수 개의 실내기(33) 및 실외기(31)를 포함한다. 복수개의 실내기(33)는 실내 공간에 각각 배치되어 공기 조화 동작을 수행하고, 실외기(31)는 실외 공간에 배치되어 복수의 실내기(33) 동작을 제어한다. 하지만, 공기 조화기(30)의 구성은 전술한 바에 한정되지 않는다.
원격제어기(10)는 공기 조화기(30)의 실외기(31)와 연결되어 공기 조화기(30)의 운전상태를 모니터링하고 그 운전을 통합 또는 개별적으로 제어한다. 원격제어기(10)는 실내 공간에 배치되어 있는 실내기(33)의 운전을 제어하기 위해, 실외기(31)와 통신선을 통해 연결되는 외부 입력장치로 구성될 수 있다. 여기서, 원격제어기(10)와 실외기(31)는 다양한 통신방식으로 데이터를 송수신할 수 있다. 또한, 원격제어기(10)는 환기기기(40) 및 조명기기(50) 등과 연결되어, 환기기기(40) 및 조명기기(50) 등의 동작을 통합 또는 개별적으로 제어한다. 마찬가지로, 원격제어기(10)는 환기기기(40) 및 조명기기(50) 등의 동작을 제어하기 위한 외부 입력장치로 구성될 수도 있다.
한편, 공기 조화기(30), 환기기기(40), 조명기기(50)의 각 동작을 제어하는 로컬제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 로컬제어기는 공기 조화기(30)의 동작을 제어하는 제1 로컬제어기, 환기기기(40)를 제어하는 제2 로컬제어기, 및 조명기기(50)를 제어하는 제3 로컬제어기를 포함하며, 각 로컬제어기는 종류가 상이한 전기기구를 제어할 수도 있다. 이때, 각각의 로컬제어기는 원격제어기(10)와 네트워크로 연결된다. 이때, 공기 조화기(30), 환기기기(40), 조명기기(50) 등은 로컬제어기를 통해 원격제어기(10)에 연결되는 것이 아니라 원격 제어기에 직접 연결될 수도 있다.
한편, 공기 조화기(30), 환기기기(40) 및 조명기기(50)와 원격제어기(10) 사이에 구비되어, 공기 조화기(30), 환기기기(40) 및 조명기기(50)에 대한 전력량을 감지하는 전력량계(20)를 더 포함한다. 여기서, 전력량계(20)는 공기 조화기(30), 환기기기(40) 및 조명기기(50) 각각에 대한 전력량 및 전체 사용 전력량을 감지한다. 이때, 감지된 전력량은 원격제어기(10)로 인가된다.
이에, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 원격제어기(10)의 구성을 좀 더 상세히 설명하고자 한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 원격제어기(10)의 구성이 도시된 블록도이다.
도 2를 참조하면, 원격제어기(10)는 입력부(13), 디스플레이부(15), 데이터베이스부(17), 데이터송수신부(19) 및 전력제어부(11)를 포함한다.
입력부(13)는 사용자의 조작신호를 입력받는 기능을 수행하며, 복수 개의 입력키가 구비되거나 혹은 터치 패널 방식으로 구현될 수 있다. 디스플레이부(15)는 원격제어기(10)에 연결된 공기 조화기(30), 환기기기(40), 조명기기(50) 등의 제어동작에 따른 화면이 표시된다. 디스플레이부(15)에 표시되는 화면은 UI(user interface) 화면이며, 사용자의 조작 편의성을 향상시키기 위하여 GUI(graphic user interface) 화면일 수 있다.
데이터베이스부(17)는 공기 조화기(30), 환기기기(40), 조명기기(50) 등을 제어하기 위한 설정 데이터가 저장된다. 다시 말해, 실내기(33) 설정 정보 및 그에 대한 그룹정보가 저장되며, 등록된 실내기(33) 또는 그 그룹에 대한 운전 스케줄 설정 정보가 저장되며, 환기기기(40) 및 조명기기(50)의 동작 스케줄 정보가 저장될 수 있다.
또한, 데이터베이스부(17)는 연결된 각 공기 조화기(30), 환기기기(40), 조명기기(50)에 대한 전력제어 설정 데이터가 저장된다. 여기서, 전력제어 설정 데이터는 공기 조화기(30)에 대한 피크 제어 설정 데이터 및 공기 조화기(30)를 포함한 환기기기(40), 조명기기(50)에 대한 디맨드 제어 설정 데이터를 포함한다.
이때, 디맨드 제어는 각 국가에 대한 전력 요금의 부과 방법에 근거하여 전기기구의 전력을 제어하는 방법이다. 국가별 디맨드 제어 방법의 일 예로서, 일본에서의 디맨드 제어방법은 다음과 같다. 일본에서는 30분 단위로 총 사용 전기 사 용량을 1개월 간 측정하고, 그 중 최대 값을 그 달의 최대 전기 사용량으로 하고, 상기 달을 포함한 전년도의 임의의 30분간 전기 사용량의 최대 값을 금년도 1년 간의 계약 전기 사용량으로 한다. 즉, 금년도의 전력 요금은 상기 계약 전기 사용량에 단가를 곱한 값이다. 그리고, 사용자가 계약 전기 사용량 이상의 전력을 소비하면, 할증 요금을 부과한다. 따라서, 전년도의 특정 30분의 기간에 전기 사용량이 많게 되면, 불필요하게 금년의 전기 사용량이 증가하는 문제점이 있다. 상기로부터, 일본국의 디맨드 제어 방법은, 내년의 월별 전력요금 단가를 제한하기 위하여, 30분간 총 전기 사용량을 설정전력량 이하로 제한하는 것이다. 30분간 총 전기 사용량을 설정전력량 이하로 제한하는 구체적인 방법은, 다양하게 선택될 수 있다.
이에, 원격제어기(10)는 다수의 공기 조화기(30) 중 일부 공기 조화기(30)의 운전을 정지시키거나, 냉방 운전되는 실내기(33)들의 설정 온도를 높임으로써, 전기 사용량을 감소시킬 수 있다. 일본국 특허공개번호 제2000-131688호, 일본국 특허공개번호 제2000-182920호에 구체적인 제어 방법들이 개시되어 있다. 대한민국의 전력 요금 산정 방법은 일본국의 전력 요금 산정 방법과 유사한 바, 상기의 일본국의 디맨드 제어방법은 대한민국에도 유사하게 적용될 수 있다.
한편, 데이터송수신부(19)는 공기 조화기(30)의 실외기(31) 또는 실내기(33)와의 데이터통신 환경을 설정하고, 각 실외기(31) 및 실내기(33) 간 신호를 송수신한다. 또한, 데이터송수신부(19)는 환기기기(40) 및 조명기기(50)와의 데이터 통신환경을 설정하여 환기기기(40) 및 조명기기(50)로 제어신호를 송출한다.
또한, 데이터송수신부(19)는 전령량계로부터 감지된 전력량 데이터를 수신하 여, 전력 제어부(11)로 인가한다. 한편, 데이터송수신부(19)는 인터넷망을 통해 기상정보 서버(60)와 연결되어, 원격제어기(10)와 기상정보 서버(60) 간 데이터를 송수신한다.
전력 제어부(11)는 데이터송수신부(19)를 통해 전력량계(20)로부터 소정의 시간 동안 측정된 전력량에 대한 데이터를 전달받는다. 또한, 전력 제어부(11)는 데이터송수신부(19)에 연결된 기상정보 서버(60)로부터 기상정보 데이터를 제공받는다. 여기서, 기상정보 데이터는 과거의 특정 기간에 대한 기상 데이터 및 소정 시간 후의 기상예보 데이터 등을 포함한다.
따라서, 전력 제어부(11)는 전력량계(20)를 통해 전달받은 전력량 데이터와, 기상정보 서버(60)로부터 제공된 기상정보 데이터 및 데이터베이스부(17)에 저장된 과거 피크제어 설정 데이터 등을 고려하여 소정 시간 후의 전력량을 예측한다. 이때, 전력 제어부(11)는 공기 조화기(30)의 예측전력량에 대해 피크 전력제어의 목표 전력량을 초과하는지 감지하여, 소정 시간에 대한 공기 조화기(30)의 예측전력량이 피크 전력제어의 목표 전력량을 초과한 것으로 판단된 경우, 공기 조화기(30)의 실내기(33) 및 실외기(31) 운전을 제어한다.
일 예로서, 실내기(33) 및 실외기(31) 또는 그를 포함하는 그룹에 대한 제어 빈도수 또는 설정온도, 동작모드 등을 포함하는 운전 설정 데이터 등을 제어함으로써, 소정 시간에 대한 전력량이 피크 전력제어의 목표 전력량을 초과하지 않도록 한다.
한편, 전력 제어부(11)는 전력량계(20)로부터 공기 조화기(30) 및 환기기 기(40), 조명기기(50) 등과 같이 연결된 전기기기 전체에 대해 소정의 시간동안 측정된 전력량 데이터를 인가받는다. 이때, 전력 제어부(11)는 피크제어와 마찬가지로 데이터송수신부(19)를 통해 연결된 기상정보 서버(60)로부터 기상정보 데이터를 제공받아, 전력량 데이터와, 데이터베이스부(17)에 저장된 과거 디맨드제어 설정 데이터 등을 고려하여 소정 시간 후의 전력량을 예측한다.
전력 제어부(11)는 연결된 전체 전기기기의 예측전력량이 디맨드 전력제어의 목표 전력량을 초과하는지 감지한다. 만일, 전기기기에 대한 예측전력량이 디맨드 전력제어의 목표 전력량을 초과하는 것으로 감지된 경우, 전력 제어부(11)는 연결된 전체 전기기기의 동작을 제어함으로써, 소정 시간 후 총 전력량이 목표 전력량을 초과하지 않도록 한다. 이때, 예측된 전력량으로부터 전력 요금을 산출하여, 요청에 따라 산출된 전력 요금 정보를 제공한다.
여기서, 원격제어기(10)는 연결된 공기 조화기(30), 환기기기(40) 및 조명기기(50) 등에 대해 직접 디맨드 제어하는 것이 가능하며, 각 전기기기에 연결된 로컬제어기를 통해 디맨드 제어하는 것 또한 가능하다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 원격제어기(10)의 동작 흐름이 도시된 순서도이다.
도 3을 참조하면, 원격제어기(10)는 연결된 공기 조화기(30)에 대한 운전 스케줄 설정이 완료되면(S100), 설정에 따라 공기 조화기(30)의 운전 스케줄이 수행되도록 제어한다(S110). 이때, 공기 조화기(30) 운전동작 후 소정시간이 경과되면(S120), 전력량계(20)의 실내기(33) 및 실외기(31)에 대한 소정 시간의 전력량 데이터를 인가받는다(S130).
또한, 기상정보 서버(60)에 접속하여 기상정보 데이터를 제공받아(S140), 공기 조화기(30)의 전력량 데이터와, 기상정보 데이터 및 과거 전력제어 설정 데이터 등을 고려하여 소정 시간 후의 전력량을 예측한다(S150). 여기서, 기상정보 데이터는 과거의 특정 기간에 대한 기상 데이터 및 소정 시간 후의 기상예보 데이터 등을 포함한다. 한편, 과거 전력제어 설정 데이터는 피크제어 설정 데이터 및 디맨드 제어 설정 데이터를 포함한다. 이때, 디맨드 제어를 적용하는 경우에는 공기 조화기(30)뿐만 아니라, 원격제어기(10)에 연결된 환기기기(40), 조명기기(50) 등의 모든 전기기기에 대한 총 전력량을 예측한다.
이때, 소정 시간에 대한 공기 조화기(30)의 예측전력량과 전력제어 목표 전력량을 비교하여, 예측전력량이 목표 전력량을 초과하는지 감지한다(S160). 여기서, 전력제어 목표 전력량은 피크제어 목표 전력량 및 디맨드 제어 목표 전력량 중 적어도 하나를 포함한다. 만일, 공기 조화기(30)의 예측전력량이 전력제어 목표 전력량을 초과한 것으로 감지된 경우(S160), 원격제어기(10)는 공기 조화기(30)의 운전 스케줄을 변경함으로써 소정 시간 후의 총 전력량이 목표전력량을 초과하지 않도록 한다(S170). 한편, 공기 조화기(30)의 예측전력량이 전력제어 목표 전력량을 초과하지 않은 것으로 판단된 경우에는, 기 설정된 운전 스케줄에 따라 공기 조화기(30)의 실내기(33) 및 실외기(31)를 제어한다(S180).
한편, 전력제어 동작에 대한 종료 명령이 인가되면(S190), 모든 동작을 종료하고, 그렇지 않은 경우에는 'S110' 내지 'S180' 단계를 반복하여 수행하도록 한 다.
도 4는 도 3에 대한 상세 동작 흐름이 도시된 순서도로서, 'S160' 내지 'S180' 단계에 대한 상세 동작 흐름을 도시하였다.
도 3에서 'S160'과 같이 예측전력량과 목표전력량을 비교하는 단계는, 크게 디맨드 전력량과 비교하는 과정(S161)과, 피크전력량과 비교하는 과정(S163)으로 구분하여 설명할 수 있다. 즉, 원격제어기(10)의 전력제어부(11)는 연결된 전체 전기기기에 대한 소정 시간 후의 전력량을 예측하여, 기 설정된 디맨드 제어의 목표전력량과 비교한다(S161). 이때, 예측전력량이 디맨드 제어의 목표전력량을 초과한 경우, 공기 조화기(30) 시스템을 디맨드 제어한다(S165). 이때, 공기 조화기(30)의 운전스케줄을 변경함으로써, 총 사용전력량이 목표 전력량을 초과하지 않도록 할 수 있다(S170).
또한, 원격제어기(10)의 전력제어부(11)는 연결된 공기 조화기(30)에 대한 소정 시간 후의 전력량을 예측하여, 기 설정된 피크제어의 목표전력량과 비교한다(S163). 이때, 예측전력량이 피크제어의 목표전력량을 초과한 경우, 공기 조화기(30)의 운전스케줄을 변경함으로써, 총 사용전력량이 목표 전력량을 초과하지 않도록 할 수 있다(S170). 물론, 예측전력량이 피크제어의 목표전력량을 초과하지 않은 경우에는 기 설정된 운전 스케줄에 따라 공기 조화기(30)의 실내기(33) 및 실외기(31)를 제어한다(S180).
이상과 같이 본 발명에 의한 공기 조화기 시스템은 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 조화기 시스템의 구성이 도시된 도,
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 조화기 시스템의 구성이 도시된 블록도,
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 원격제어기의 동작 흐름이 도시된 도, 그리고
도 4 는 도 3에 대한 상세 동작 흐름이 도시된 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
10: 원격제어기 11: 전력제어부
13: 입력부 15: 디스플레이부
17: 데이터베이스부 19: 데이터송수신부
20: 전력량계 30: 공기조화기
40: 환기기기 50: 조명기기
60: 기상정보 서버

Claims (6)

  1. 기 설정된 운전 스케줄에 따라 공기 조화기의 동작을 제어하는 원격 제어기를 포함하는 공기 조화기 시스템에 있어서,
    상기 원격 제어기는, 외부로부터 기상정보를 제공받아 상기 기상정보 및 상기 운전 스케줄에 기초하여 소정 기간에 대한 예측 전력량을 산출하는 공기 조화기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격 제어기는, 산출된 상기 예측 전력량과 목표 전력량을 비교하여 상기 예측 전력량이 상기 목표 전력량을 초과한 경우, 소정 기간에 대한 상기 공기 조화기의 운전 스케줄을 변경 설정하는 공기 조화기 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서
    상기 원격 제어기는, 산출된 상기 예측 전력량과 목표 전력량을 비교하여 상기 예측 전력량이 상기 목표 전력량 이하인 경우, 상기 운전 스케줄에 따라 상기 공기 조화기의 동작을 제어하는 공기 조화기 시스템.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 목표 전력량은, 상기 공기 조화기의 피크 전력량 및 상기 공기 조화기 시스템의 디멘드 전력량 중 적어도 하나를 포함하는 공기 조화기 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기상정보는, 기상예보 및 과거 기상데이터를 포함하는 공기 조화기 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 원격 제어기는, 상기 예측 전력량으로부터 전력 요금을 산출하는 공기 조화기 시스템.
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CN102168875A (zh) * 2010-02-27 2011-08-31 三菱电机株式会社 空气调节器
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CN106225172A (zh) * 2016-08-17 2016-12-14 珠海格力电器股份有限公司 空调控制装置、方法及系统

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