KR20090064979A - 덕트형 공기조화 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 덕트형 공기조화 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 덕트 내부의 정압을 변경하여 설치 시 대용량의 송풍팬 모터로 교체해야 하는 번거로움을 감소시키며, 운전 시 덕트 내부의 정압이 증가하는 경우에도 송풍팬 모터에 과부하가 걸리는 것을 방지하는 덕트형 공기조화 시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

이를 위해 본 발명에 따른 덕트형 공기조화 시스템은 실내로 공기를 토출하는 토출구가 형성된 덕트에 연결되는 본체; 상기 본체 내에 설치되어 상기 본체에 형성된 흡입구를 통해 외기를 흡입하여 상기 덕트로 송풍하는 송풍팬어셈블리; 상기 흡입구의 개도를 조절하는 개도조절부; 상기 실내의 필요토출풍량과 상기 토출구에서 토출되는 토출풍량의 관계에 따라 상기 개도조절부를 통해 상기 흡입구의 개도를 조절하는 제어부를 포함한다.

덕트형 공기조화 시스템, 풍량

Description

덕트형 공기조화 시스템 및 그 제어방법{Duct type air conditioner and controlling method of the same of}

본 발명은 덕트형 공기조화 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 덕트의 토출구에서 토출되는 토출풍량을 조절하는 덕트형 공기조화 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화란 건물이나 방과 같은 실내의 공기를 사용목적에 따라 온도, 습도, 기류흐름, 정화 등의 요소를 최적의 조건으로 유지하는 것을 말한다.

근래에는 건물의 일측 또는 건물의 옥상 등에 설치되어 건물 내부의 공조공간에 기 설치된 덕트에 공기조화공기를 제공하는 공기조화 유닛을 포함하는 덕트형 공기조화 시스템이 출시되고 있다.

공기조화 유닛은 공기조화 유닛 외부의 공기를 흡입하여 냉각하거나 가열하는 등을 하여 건물 등에 미리 설치된 덕트로 공기조화 공기를 제공한다.

이러한 덕트형 공기조화 시시템은, 내부에 덕트의 길이 및 상태 등에 따른 정압이 걸리는 덕트의 토출구에서 토출되는 토출풍량과 공기조화영역에서 필요로 하는 필요토출풍량이 다른 경우, 공기조화 유닛에서 토출되는 토출풍량이 공기조화 영역에서 필요로 하는 필요토출풍량에 알맞도록 조절될 것이 요구되고 있다.

이러한 요구에 대응하고자, 종래의 덕트형 공기조화 시스템은 설치 시에는 덕트의 길이 및 상태 등에 따른 덕트 내부의 정압을 변경하지 않은 채 공기조화 유닛에서 용량이 다른 송풍팬 모터로 변경하여 대응하고 있다.

그리고 운전 시에는 한국공개특허공보 특 2001-0062961호에서 제시되는 바와 같이, 덕트의 길이 및 상태 등에 따른 덕트 내부의 정압을 변경하지 않은 체 덕트의 토출구에 설치되는 토출풍량감지센서에서 감지되는 토출풍량을 이용하여 공기조화 유닛의 송풍팬 모터의 회전속도를 조절함으로써 덕트의 토출구에서 토출되는 토출풍량이 조절되도록 하여 대응하고 있다.

그러나, 종래의 덕트형 공기조화 시스템은 설치 시 덕트의 토출구에서 토출되는 토출 풍량이 공기조화 영역에서의 필요 토출 풍량보다 작은 경우 덕트 내부의 정압을 감소시키지 않은 체 공기조화 유닛에서 대용량의 송풍팬 모터로 교체해야 하는 번거로움이 있고, 운전 시에는 덕트 내부에 먼지 등의 이물질이 쌓이여 덕트 내부의 정압이 증가하여 덕트에서 토출되는 토출풍량이 감소하는 경우 덕트에서 토출되는 토출풍량을 증가시키기 위해 송풍팬 모터를 고속으로 회전해야 하기 때문에 송풍팬 모터에 과부하가 걸리는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 덕트 내부의 정압을 변경하여 설치 시 대용량의 송풍팬 모터로 교체해야 하는 번거로움을 감소시키며, 운전 시 덕트 내부의 정압이 증가하는 경우에도 송풍팬 모터에 과부하가 걸리는 것을 방지하는 덕트형 공기조화 시스템 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 덕트형 공기조화 시스템은 실내로 공기를 토출하는 토출구가 형성된 덕트에 연결되는 본체; 상기 본체 내에 설치되어 상기 본체에 형성된 흡입구를 통해 외기를 흡입하여 상기 덕트로 송풍하는 송풍팬어셈블리; 상기 흡입구의 개도를 조절하는 개도조절부; 상기 실내의 필요토출풍량과 상기 토출구에서 토출되는 토출풍량의 관계에 따라 상기 개도조절부를 통해 상기 흡입구의 개도를 조절하는 제어부를 포함한다.

여기서, 상기 토출구에는 토출풍량을 감지하여 제어부에 토출풍량을 송출하는 토출풍량감지센서가 설치된다.

그리고 상기 제어부는 상기 필요토출풍량를 이용하여 필요토출풍량범위를 산출하고, 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위 내에 있도록 한다. 여기서, 상기 제어부는 설치운전 시 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위내에 있으면 상기 토출풍량을 상기 필요토출풍량으로 저장한다. 그리고 상기 제어부는 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위보다 크면 상기 흡입공기량이 감소되도록 하고, 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위보다 크지 않으면 상기 흡입량이 증가되도록 한다.

그리고 상기 제어부는 사용자가 체감으로 얻어 입력부를 통하여 입력하는 상기 토출풍량을 이용한다.

다른 측면에서 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 덕트형 공기조화 시스템의 제어방법은 공기조화 영역에서 필요로 하는 필요토출풍량을 이용하여 필요토출풍량범위를 산출하는 단계; 송풍팬모터가 회전되도록 하여 덕트의 토출구에서 토출되는 토출풍량을 입력받는 단계; 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위에 있는가를 판단하는 단계; 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위에 있지 않으면 공기조화 유닛으로 흡입되는 흡입공기량이 조절되도록 하는 단계를 포함한다.

여기서 상기 필요토출풍량범위를 산출하는 단계는 설치자에 의한 입력부로부터 상기 필요토출풍량을 입력받는다.

그리고 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위에 있으면 상기 토출풍량을 상기 필요토출풍량으로 저장하는 단계를 포함한다.

그리고 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위보다 크면 상기 흡입공기량이 감소되도록 하고, 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위보다 크지 않으면 상기 흡입량이 증가되도록 한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 덕트형 공기조화 시스템 및 그 제어방법에 의하여, 공기조화 유닛의 흡입 공기량을 조절하여 덕트 내부의 정압을 변경함으로써, 설치 시 대용량의 송풍팬 모터로 교체해야 하는 번거로움을 감소시키며, 운전 시 덕트 내부의 정압이 증가되지 않도록 하여 송풍팬 모터에 과부하가 걸리는 것을 방지하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 덕트형 공기조화 시스템(1)는 외부공기를 내부로 흡입하여 공기조화 공기를 생성하여 외부로 배기하는 공기조화 유닛(100) 및 공기조화 유닛(100)에서 배기되는 공기조화 공기가 실내로 토출되도록 하는 덕트(10)와, 공기조화 유닛(100)에 공기조화를 위한 냉매를 제공하는 열교환유닛(50) 및 덕트형 공기조화 시스템(1)을 제어하는 제어부(200)를 포함한다.

공기조화 유닛(100)는 외형을 형성하는 본체(110)과 본체(100)의 내부에 설 치되는 송풍팬 어셈블리(140)와 본체(110)의 일측에 형성되는 흡입구(111)에 형성되어 본체(100)로 흡입되는 흡입 공기량이 조절되도록 하는 흡입구셔터(120)를 포함한다.

본체(110)에 형성되는 흡입구(111)의 대칭되는 부분에는 배기구(112)가 형성된다. 본체(110) 내부에는 공기조화를 위한 열교환기(130)가 설치된다. 배기구(112)는 덕트(10)의 메인 덕트(11)과 연결된다.

송풍팬 어셈블리(140)는 송풍팬(141)와 송풍팬(141)에 연결되는 회전축을 회전하는 송풍팬 모터(142)로 이루어진다. 이러한 송풍팬 어셈블리(140)는 제어부(200)에 의해 송풍팬 모터(142)가 회전하면 흡입구(111)를 통하여 외부공기를 흡입하여 배기구(112) 쪽으로 배기한다.

그리고 송풍팬 모터(141)의 전원 선에는 송풍팬모터전류센서(240)가 설치되고, 송풍팬모터전류센서(240)는 송풍팬모터(240)에 흐르는 전류를 감지하여 제어부(200)에 송출한다. 여기서, 송풍팬모터(240)에 흐르는 전류는 덕트(10)의 토출구(130)를 통하여 토출되는 토출풍량과 비례한다.

흡입구셔터(122)는 흡입구(111) 상에 회동 가능하게 설치되어 흡입구(111)를 개폐한다. 흡입구셔터(122)는 흡입셔터모터(121)의 회전량에 따라 흡입구(111)를 개방하여 흡입구(111)의 개방정도가 조절되도록 한다.

덕트(10)는 공기조화 유닛(100)에서 배기되는 공기조화 공기가 흐르는 메인덕트(11)와 메인덕트(11)의 일측에 연결되어 방 등의 공기조화영역(R)으로 공기조화 공기가 토출되도록 하는 복수의 서브덕트(12)로 이루어진다. 한편, 덕트(10)는 건물이 건축될 당시에 설치되어, 메인 덕트(10)의 길이와 서브덕트(12)의 개수는 건물에 따라 다양하게 된다.

복수의 서브 덕트(12)의 각각의 토출구(13)는 공기조화영역(R)을 향하며, 그 일측에는 각각의 토출구(13)를 통하여 토출되는 토출풍량을 측정하기 위한 토출풍량감지센서(20)가 설치된다. 토출풍량감지센서(20)는 각각의 토출구(13)를 통하여 토출되는 공기의 토출풍량을 감지하여 제어부(200)로 송신한다. 토출풍량감지센서(20)의 구체적인 구성 및 작용에 대하여는 한국공개특허공보 특2001-0062961호에 제시된 사항으로 생략하기로 한다.

열교환유닛(50)은 압축기(도면에 도시되지 않음)와 열교환기(도면에 도시되지 않음) 및 열교환유닛 송풍팬 어셈블리(도면에 도시되지 않음)로 이루어져, 열교환기(130)에 열교환을 위한 냉매를 제공한다. 다시 말하면, 공기조화 유닛(100)이 난방운전을 하는 경우에는 열교환 유닛(50)은 열교환기(130)로 기상의 냉매를 제공하고, 공기조화 유닛(100)이 냉방운전을 수행하는 때에는 열교환기(130)로 액상의 냉매를 제공한다.

제어부(200)의 입력 측에는 입력부(210)와 토출풍량감지센서(20)와 송풍팬모터전류센서(240)가 제공되고, 출력 측에는 송풍팬모터(143)를 구동하는 송풍팬모터구동부(220)와 흡입구셔터모터(121)를 구동하는 흡입구셔터모터구동부(230)가 제공된다. 그리고 제어부(200)에는 필요토출풍량 또는 필요 송풍팬모터 전류가 저장되는 메모리(250)가 제공된다.

입력부(210)를 통하여 설치자 또는 사용자는 제어부(200)에 체감으로 얻은 덕트(11)의 토출구(12)에서 토출되는 토출풍량을 입력할 수 있으며, 공기조화 영역(R)에서 필요로 하는 필요토출풍량을 입력할 수 있게 된다.

이러한 제어부(200)는 덕트(11)의 토출구(12)에서 토출되는 토출풍량과 공기조화영역(R)에서 필요로 하는 필요토출풍량을 이용하여 흡입구셔터(122)가 작동되도록 하여 흡입구(111)를 통하여 흡입되는 흡입공기량이 조절되도록 한다. 이에 따라, 토출구(12)를 통하여 토출되는 토출풍량이 조절된다.

그리고 제어부(200)는 필요토출풍량를 이용하여 필요토출풍량범위를 산출하고, 흡입구셔터 모터 구동부(230)에 제어신호를 공급하여 덕트(11)의 토출구(12)를 통하여 토출되는 토출풍량이 필요토출풍량범위 내에 있도록 한다. 다시 말하면, 제어부(200)는 토출풍량이 필요토출풍량범위보다 크면 흡입구셔터(122)가 흡입구(111)를 기준값 만큼 닫도록 하여 흡입구(111)를 통하여 흡입되는 흡입공기량이 감소되도록 하고, 토출풍량이 필요토출풍량범위보다 크지 않으면 흡입구셔터(122)가 흡입구(111)를 기준값 만큼 열도록 하여 흡입구를 통하여 흡입되는 흡입공기량이 증가되도록 한다. 여기서, 필요토출풍량범위는 필요토출풍량을 기준으로 한 오차한계 범위를 의미한다.

그리고 제어부(200)는 덕트형 공기조화 시스템(1)이 초기 설치되어 운전하는 때에는 토출풍량이 필요토출풍량범위내에 있으면 토출풍량을 필요토출풍량으로 저장한다.

이하 본 발명에 따른 덕트형 공기조화 시스템의 제어방법에 대하여 도면과 함께 설명하기로 한다.

도 3을 참조하면, 덕트형 공기조화 시스템(1)이 운전을 시작하면, 제어부(200)는 설치운전인가를 판단한다(301). 여기서, 설치운전은 덕트형 공기조화 시스템(1)이 건물 등에 설치되어 처음 운전될 때의 운전을 의미한다. 그리고 설치운전인가의 판단방법은 메모리(250)에 필요토출풍량 또는 필요 송풍 팬 모터 전류가 저장되어 있는가를 판단하여 판단한다. 즉, 메모리(250)에 필요 토출 풍량 또는 필요 송풍 팬 모터 전류가 저장되어 있지 않으면 설치운전인 것으로 판단한다.

설치운전이면 제어부(200)는 입력부(210)로부터 사용자 또는 설치자에 의한 전체 필요토출풍량을 입력받는다(302). 이어서, 제어부(200)는 송풍 팬 모터 구동부(220)에 제어신호를 공급하여 송풍팬 모터(143)가 회전하도록 한다(303).

이어서, 제어부(200)는 복수의 토출풍량감지센서(20)로부터 각각의 토출풍량을 수신하여 전체 토출풍량을 산출하거나, 설치자가 체감으로 얻어 입력부(210)를 통하여 입력하는 전체 토출 풍량을 입력받는다(304).

그 다음, 제어부(200)는 전체필요토출풍량을 기준으로 전체필요토출풍량범위의 한계를 정하고, 전체토출풍량이 전체필요토출풍량범위 내에 있는가를 판단한다(305). 여기서, 전체필요토출풍량은 복수의 공기조화 공간전체에서 필요로 하는 전체 토출 풍량을 의미하며, 전체필요토출풍량범위는 전체필요토출풍량을 기준으로 오차한계 안을 의미한다.

이때에, 전체토출풍량이 전체필요토출풍량범위 내에 있지 않으면, 제어부(200)는 전체토출풍량이 전체필요토출풍량범위보다 큰지를 판단한다(306). 여기서, 전체토출풍량이 필요토출풍량범위보다 크면 제어부(200)는 흡입구셔터모터구동 부(230)에 제어신호를 공급함으로써 흡입구셔터모터(121)가 흡입구셔터(122)를 회전하여 흡입구(111)를 기준 값 만큼 닫도록 하며(307) 상기 되는 304 단계 및 그 이후의 단계를 수행하고, 전체토출풍량이 전체필요토출풍량범위보다 크지 않으면 제어부(200)는 흡입구셔터모터구동부(230)에 제어신호를 공급하여 흡입구셔터모터(121)가 흡입구(111)를 기준 값 만큼 열도록 하며(308) 상기 되는 304 단계 및 그 이후의 단계를 수행한다. 반면에, 전체토출풍량이 전체필요토출풍량범위 내에 있으면, 제어부(200)는 전체토출풍량을 전체필요토출풍량으로 저장하거나, 현재 송풍팬 모터(121)에서 흐르는 전류를 감지하여 감지된 송풍팬 모터 전류를 필요 송풍 팬 모터 전류로 저장한다(309).

상기되는 301 단계에서 설치운전 조건이 아니면, 제어부(200)는 송풍팬 모터(143)이 회전되도록 하며(301a), 복수의 토출풍량감지센서(20)로부터 각각의 토출풍량을 수신하여 전체토출풍량을 산출하거나, 송풍팬 모터 전류 센서(240)로부터 송풍팬 모터 전류를 수신한다(310).

그 다음, 제어부(200)는 저장된 필요토출풍량을 기준으로 전체필요토출풍량범위의 한계를 정하여 전체 토출 풍량이 전체필요토출풍량범위 내에 있는가를 판단하거나, 저장된 필요 송풍팬 모터 전류를 기준으로 필요 송풍팬 모터 전류 범위의 한계를 정하여 감지된 송풍팬 모터 전류가 필요 송풍팬 모터 전류 범위 내에 있는가를 판단한다(311).

이때에, 전체토출풍량이 필요토출풍량범위 내에 있지 않거나 감지된 송풍팬 모터 전류가 필요 송풍팬 모터 전류 범위 내에 있지 않으면, 제어부(200)는 전체토 출풍량이 전체 필요 토출 풍량 범위보다 큰지 또는 감지된 송풍팬 모터 전류가 필요 송풍팬 모터 전류보다 작은지를 판단한다(312). 여기서, 전체토출풍량이 전체필요토출풍량범위보다 큰 때 또는 감지된 송풍 팬 모터 전류가 필요 송풍팬 모터 전류보다 작은 때에는, 제어부(200)는 흡입구셔터모터구동부(230)에 제어신호를 공급함으로써 흡입구셔터모터(121)가 흡입구셔터(122)를 회전하여 흡입구(111)를 기준 값 만큼 닫도록 하며(313) 상기 되는 310 단계 및 그 이후의 단계를 수행하고, 전체토출풍량이 전체필요토출풍량범위보다 크지 않은 때 또는 감지된 송풍 팬 모터 전류가 필요 송풍 팬 모터 전류 범위보다 작지 않은 때에는, 제어부(200)는 흡입구셔터모터구동부(230)에 제어신호를 공급함으로써 흡입구셔터모터(121)가 흡입구셔터(122)를 회전하여 흡입구(111)를 기준 값 만큼 열도록 하며(314) 상기 되는 310 단계 및 그 이후의 단계를 수행한다. 그리고 전체토출풍량이 전체필요토출풍량범위 내에 있는 때 또는 감지된 송풍팬 모터 전류가 필요 송풍팬 모터 전류 범위 내에 있는 때에는, 제어부(200)는 기준시간이 경과 하는지를 판단하여(315), 기준시간이 경과하지 않았으면 제어부(200는 계속하여 기준시간이 경과 하는지를 판단하고, 기준시간이 경과하였으면 제어부(200)는 운전종료조건인지를 판단하여(316) 운전종료조건이 아니면 상기되는 310 단계 및 그 이후의 단계를 수행하고 운전종료조건이면 종료한다.

도 1은 본 발명의 일시 예에 따른 덕트형 공기조화 시스템을 나타낸 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 덕트형 공기조화 시스템의 제어계통을 나타낸 블럭도이다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 덕트형 공기조화 시스템의 제어수순을 나타내는 흐름도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 덕트형 공기조화 시스템 10: 덕트

100: 공기조화 유닛 110: 본체

121: 흡입구 셔터 모터 122: 흡입구 셔터

Claims (10)

1. 실내로 공기를 토출하는 토출구가 형성된 덕트에 연결되는 본체와,

   상기 본체 내에 설치되어 상기 본체에 형성된 흡입구를 통해 외기를 흡입하여 상기 덕트로 송풍하는 송풍팬어셈블리;

   상기 흡입구의 개도를 조절하는 개도조절부

   상기 실내의 필요토출풍량과 상기 토출구에서 토출되는 토출풍량의 관계에 따라 상기 개도조절부를 통해 상기 흡입구의 개도를 조절하는 제어부를 포함하는 덕트형 공기조화 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 토출구에는 토출풍량을 감지하여 제어부에 토출풍량을 송출하는 토출풍량감지센서가 설치되는 덕트형 공기조화 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 필요토출풍량를 이용하여 필요토출풍량범위를 산출하고, 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위 내에 있도록 하는 덕트형 공기조화 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어부는 설치운전 시 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위내에 있으면 상기 토출풍량을 상기 필요토출풍량으로 저장하는 덕트형 공기조화 시스템.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위보다 크면 상기 흡입공기량이 감소되도록 하고, 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위보다 크지 않으면 상기 흡입량이 증가되도록 하는 덕트형 공기조화 시스템.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는 사용자가 체감으로 얻어 입력부를 통하여 입력하는 상기 토출풍량을 이용하는 덕트형 공기조화 시스템.
7. 공기조화 영역에서 필요로 하는 필요토출풍량을 이용하여 필요토출풍량범위를 산출하는 단계;

   송풍팬모터가 회전되도록 하여 덕트의 토출구에서 토출되는 토출풍량을 입력받는 단계;

   상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위에 있는가를 판단하는 단계;

   상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위에 있지 않으면 공기조화 유닛으로 흡입되는 흡입공기량이 조절되도록 하는 단계를 포함하는 덕트형 공기조화 시스템의 제어방법.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 필요토출풍량범위를 산출하는 단계는 설치자에 의해 입력부로부터 상기 필요토출풍량을 입력받는 덕트형 공기조화 시스템의 제어방법.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위에 있으면 상기 토출풍량을 상기 필요토출풍량으로 저장하는 단계를 포함하는 덕트형 공기조화 시스템의 제어방법.
10. 제 7 항에 있어서,

    상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위보다 크면 상기 흡입공기량이 감소되도록 하고, 상기 토출풍량이 상기 필요토출풍량범위보다 크지 않으면 상기 흡입량이 증가되도록 하는 덕트형 공기조화 시스템의 제어방법.

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