KR20100076560A

KR20100076560A - 공기조화기 및 그 동작방법

Info

Publication number: KR20100076560A
Application number: KR1020080134658A
Authority: KR
Inventors: 김동주; 김정영; 박내현; 박희웅
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2010-07-06
Also published as: EP2206983A2; US20100168922A1; EP2206983B1; ES2393944T3; EP2206983A3; CN101769571A; CN101769571B; US7881827B2; KR101558504B1

Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 실내 영역의 재실자를 감지하여 재실자의 위치에 대응하여 기류를 제어하는데 있어서, 재실자를 복수의 감지하여 그 누적된 감지결과에 대응하여 재실자의 위치를 산출하여, 재실자 위치 산출에 따른 정확도를 향상시키고, 감지 빈도를 이용하여 재실자의 사용량이 많은 영역으로 기류가 도달되도록 제어함으로써 복수의 재실자 또는 이동하는 재실자를 고려할 수 있어, 보다 쾌적한 실내 환경 제공이 가능한 효과가 있다.

공기조화기, 인체감지, 기류제어, 풍향제어, 자동운전, 적외선센서

Description

공기조화기 및 그 동작방법{Air conditioner and operating method thereof}

본 발명은 공기조화기 및 그 동작방법에 관한 것으로서, 특히 인체를 감지하여 인체의 위치를 산출하고, 그 위치에 대응하여 자동으로 기류를 제어하는 공기조화기 및 그 동작방법에 관한 것이다.

공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.

이러한 공기조화기는 열교환기로 구성된 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성된 실외기로 분리되어 제어되며, 압축기 또는 열교환기로 공급되는 전원을 제어함으로써 동작된다. 또한, 공기조화기는 실외기에 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있으며, 요청되는 운전 상태에 따라, 실내기로 냉매를 공급하여, 냉방 또는 난방모드로 운전된다.

이러한 공기조화기는 실내로 토출되는 풍향을 조절할 수 있도록 토출구에 풍 향조절수단이 구비되는 데, 리모컨 등에 구비된 풍향 설정 버튼을 조작함에 따라 풍향을 변경할 수 있다.

종래의 공기조화기는 상기와 같이 수동 조작을 통하여 풍향을 조절하였으나, 사용자가 멀리 떨어져 있거나 이동이 많은 경우 일일이 풍향을 조절하는 것이 쉽지 않으므로 사용자가 쾌적감을 느끼기 어려운 문제점이 있다.

이러한 풍향제어에는 한계가 있어, 최근에는 실내의 사용자 위치에 따라 기류를 제어하는 기술이 개발되고 있다.

그러나 인체의 위치를 판단하는데 있어서, 인체가 복수의 위치에서 감지되는 경우 등이 발생되며 이 경우 특정 위치를 기준으로 지정해야 할 필요성이 있으나, 그에 대한 기준이 명확하지 않고, 위치가 잘못 지정되는 경우 사용자로 하여금 불쾌감을 줄 수 있는 문제점이 있다.

그에 따라, 감지되는 데이터를 이용하여 기류를 제어할 위치를 산출하는데에 따른 기준이 확립될 필요성이 있다.

본 발명의 목적은 공기조화기에서 인체를 감지하여 인체 위치에 대응하여 토출되는 기류의 방향을 조절하는 경우, 인체를 복수 회 감지하고 누적된 데이터에 근거하여 인체가 위치한 영역을 산출함으로써, 기류제어를 수행할 영역을 더욱 정확하게 산출하여 인체감지에 따른 기류제어를 수행하는 공기조화기 및 그 동작방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 공기조화기는 회전동작하며, 실내영역 내의 재실자를 감지하는 인체감지부, 상기 인체감지부의 감지데이터를 이용하여 상기 재실자의 위치를 판단하여 기준영역을 산출하는 위치판단부 및 상기 인체감지부에 의해 기준횟수 이상 재실자 감지가 수행되도록 제어하고, 상기 위치판단부의 판단결과에 따라 상기 기준영역으로 기류가 토출되도록 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 위치판단부는 상기 인체감지부의 재실자 감지 횟수에 따른 빈도에 대응하여 상기 기준영역을 설정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 동작방법은 인체감지부가 회전 동작하여 실내영역에서 재실자를 감지하여 저장하는 단계, 감지 횟수가 기준횟수 이상인 경우 저장된 감지데이터로부터 각 영역별 빈도를 산출하는 단계, 감지 빈도가 높은 영역을 거리에 따른 기본영역으로 설정하는 단계 및 상기 기본영역에 대응하여 풍량을 설정하고 기류가 상기 기본영역에 도달되도록 하는 단계를 포함한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 동작방법은 인체감지를 이용하여 토출되는 기류의 방향을 조절하는데 있어서, 인체를 복수의 감지하여 그 누적된 데이터를 바탕으로 감지 빈도수에 따라 인체의 위치를 판단하여, 인체의 위치를 감지함에 따른 정확도가 향상되고, 인체가 복수로 감지되더라도 우선순위에 따라 위치를 판단하여, 이동이 많은 재실자도 고려할 수 있어, 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있고 그에 따라 사용자의 만족도가 향상되는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기를 나타내는 사시도이다. 도 1의 (a)는 스탠드형 실내기의 예이고, 도 1의 (b)는 벽걸이형 실내기의 예이다.

본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기는 스탠드형 공기조화기, 벽결이형 공기조화기 및 천장형 공기조화기 등의 어느 경우에도 적용 가능하나, 이하 설명의 편의를 위하여 스탠드형 공기조화기를 예로 설명한다.

본 발명의 공기조화기는 실내기(2-1)와, 실외기(미도시)를 포함하고, 실내기(2-1)와 실외기는 냉매배관을 통해 연결된다.

여기서, 실외기는 압축기 및 실외 열교환기 등으로 구성되어, 냉매를 압축하거나, 열교환하여 공기조화기의 운전상태에 따라 실내기로 냉매를 공급한다. 실외기는 실내기의 요구에 의해 구동되고, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변된다.

실외기는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기, 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외 열교환기 이외에도, 실외팬, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브를 포함한다. 또한, 압축기로부터 토출되는 냉매의 압력, 압축기로 공급되는 냉매의 압력을 측정하는 압력센서를 포함하고, 냉매배관에 연결되어 냉매온도를 측정하는 온도센서를 포함한다. 그 외 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함하나, 그에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.

실내기는 실내 열교환기와, 실내기팬, 실외기로부터 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브, 다수의 센서를 포함한다.

실내기는 하나의 실외기에 하나가 연결될 수 있으나, 경우에 따라 하나의 실외기에 복수의 실내기가 연결될 수 있으며, 이러한 실내기는 하나의 실내에 하나 또는 둘 이상이 구비될 수 있다.

이러한, 실외기와 실내기는 냉매배관을 통해 연결되어, 냉매의 흐름에 따라 냉매의 흐름에 따라 냉방 또는 난방 운전을 수행하고, 소정의 통신방식에 따라 상호 데이터를 송수신한다.

도 1의 (a)을 참조하면, 실내기(2-1)는 열원의 복사 열에 대한 복사 신호를 통하여 열원 중 인체 및 인체 오인 요소를 분리하여 인체 감지 신호를 출력하는 인체감지부(15-1)를 포함한다.

또한, 실내기(2-1)는 실내로 기류를 토출하는 좌측 토출구(12-1), 우측토출구(11-1), 상부토출구(13-1)를 포함하고, 그 내부에는 실내의 공기를 내부로 흡입한 후 외부로 토출되게 송풍력을 발생시키는 실내팬과, 실내팬에서 송풍된 공기를 냉매와 열교환시키는 실내열교환기를 포함하고, 하부에 공기 흡입구가 형성되어, 공기 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 내부에서 공조한 후, 좌측 토출구(12-1), 우측토출구(11-1), 상부토출구(13-1) 중 적어도 하나를 통해 공기가 토출되도록 하는 유로를 포함한다. 이때, 각 공기 흡입구와 좌측 토출구(12-1), 우측토출구(11-1), 상부토출구(13-1) 등의 공기 토출구 중 적어도 하나를 여닫음과 아울러 공기를 안내하는 베인이 설치되고, 베인은 공기 흡입구와 각 토출구를 여닫음을 뿐 아니라, 흡입 공기와 토출 공기의 방향을 안내한다.

또한, 실내기(2-1)는 실내기의 운전상태 및 설정정보가 표시되는 표시부(14-1) 및 설정 데이터 입력을 위한 입력부(미도시)가 구비된다.

이때, 표시부(14-1)는 토출구(13-1)의 하단에 구비되는 것을 예로 하나 전면 패널에 구비될 수도 있으며, 그 위치는 도면에 한정되지 않는다. 또한, 입력부는 적어도 하나의 버튼 또는 스위치, 터치패드, 터치스크린 등의 입력수단을 포함하여 데이터를 입력받는다.

실내기(2-1)는 상부 토출구가 상하로 승강 구동되는 것으로 예로 하였으나, 이는 도면에 한정되지 않는다. 단, 도 1의 (a)와 같이 인체감지부(15-1)가 상부 토출구에 구비되는 경우에는, 실내기(2-1) 운전 시 인체 감지가 가능하도록 그에 대응하는 위치 또는 구조로 설치되는 것이 바람직하다.

인체감지부(15-1)는 실내기의 상부 토출구(13-1)에 구비되는 것을 예로 하여 설명하나, 그 위치는 변경될 수 있고, 경우에 따라 상부 토출구(13-1)의 상층부, 실내기의 최상위에 돌출되어 회전되는 형태로 구비될 수 있다.

인체감지부(15-1)는 소정 각도 범위내에서 회전하여 실내를 스캐닝하고, 그에 따라 재실자를 감지한다. 이때, 인체감지부(15-1)는 적어도 하나의 적외선 방식의 센서를 포함한다.

인체감지부(15-1)는 구비되는 센서를 통해, 실내 영역을 회전하며 열원 복 사열을 감지함으로써, 재실자를 감지하게 된다.

인체감지부(15-1)는 제 1 회전방향 및 제 2 회전방향으로 회전하면서 스캔하고, 스캔된 데이터를 누적저장하고, 누적 저장된 데이터에 근거하여 인체를 감지한다.

실내기는 인체감지부(15-1)를 이용한 인체감지를 이용한 자동운전을 수행하기에 앞서, 사전에 준비운전을 수행하여 인체감지를 이용한 기류제어 시, 원활하고 효과적인 운전이 수행될 수 있도록 한다.

실내기는 입력되는 데이터 및 감지되는 실내 환경에 대응하여, 인체감지를 이용한 자동운전의 개시 여부를 결정하고, 조건을 만족하지 못하는 경우 인체감지를 이용한 자동운전이 해제되도록 한다.

도 1의 (b)를 참조하면, 실내기(2-2)는 본체 하부에 회전 동작되는 인체감지부(15-2)를 포함한다.

그 외 실내기 구성에 대한 설명은 전술한 바와 같으나, 실내기의 형태에 따라 토출구의 형태, 베인의 구조 및 그 제어방법 등은 상이하나, 기본적으로 공기흡입구와 토출구가 구비되고, 내부에 열교환기 및 실내팬이 구비되는 구성은 동일하다.

인체감지부(15-2)는 실내기 본체 내부에 삽입될 수 있으며, 실내기가 인체감지를 이용한 자동 운전 수행 시, 하강하여 실내기(2-2)의 본체 하부에서 회전 동작됨에 따라 실내 영역을 스캔한다. 이때, 인체감지부(15-2)는 전술한 바와 같이 적어도 하나의 적외선 기반의 센서를 포함하여 인체의 복사열을 감지함에 따라 재실 자를 감지한다.

단, 인체감지부(15-2)는 180도 회전 동작되어 실내를 센싱할 수 있으며, 경우에 따라 360도 회전 동작을 통한 센싱도 가능하나, 실내기가 벽면에 배치되는 점을 고려하면 270도 이하로 회전 동작되는 것이 바람직하다.

이하, 인체감지부는 도 1의 (a) 또는 (b)와 같이 실내기의 본체에 구비될 수 있으며, 그 위치 및 형태에 따라 감지 가능한 영역의 범위가 상이할 수 있으나, 이는 각각 일 예일 뿐, 도면에 한정되지 않으며, 실내 영역을 스캐닝하여 인체를 감지할 수 있는 위치 및 구조 라면, 적용 가능하다.

도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 실내기의 구성이 도시된 블록도이다.

도 2를 참조하면, 실내기 본체는 전술한 바와 같이 구성되며, 온도감지부(120), 입력부(200), 표시부(190), 데이터부(180), 인체감지부(130), 위치판단부(140), 통신부(150), 풍향제어부(160), 실내팬 제어부(170), 그리고 실내기 동작 전반을 제어하는 제어부(110)를 포함하여 그 동작된다.

또한, 본체는 풍향제어부(160)와 실내팬제어부(170)는 각각 모터와 연결되어 토출구에 구비되는 풍향조절수단을 제어하고, 실내팬이 회전 동작되도록 제어한다.

온도감지부(120)는 복수의 온도센서를 포함하여, 실내기로 흡입되거나 토출되는 공기의 온도, 실내 열교환기로 흡입되는 냉매의 배관온도, 실내 열교환기에서 토출되는 냉매의 배관온도를 감지하여 제어부(110)로 인가한다.

또한, 온도감지부(120)는 실내기 외부에도 설치될 수 있으며, 이 경우, 통신부(150)를 통해 유선 또는 무선 방식을 이용하여 감지된 온도값을 입력받아 제어 부(110)로 인가한다.

이때, 온도감지부(120)는 실내로 토출되는 공기의 온도에 대한 취출온도를 측정하고, 흡입되는 온도를 감지하여 실내온도를 측정할 수 있다. 경우에 따라, 실내온도는, 로컬제어기 등에서 측정되어 통신부(150)를 통해 입력될 수 있다.

입력부(200)의 공기조화기의 운전설정, 운전모드 등에 대한 데이터를 입력받아, 데이터를 제어부(110)로 인가한다. 입력부(200)는 적어도 하나의 스위치, 버튼을 포함하거나, 또는 터치조작 가능한 터치키, 터치패드 또는 터치스크린으로 구성될 수 있으며, 버튼조작 또는 터치입력을 통해 데이터를 입력받는다.

출력부(190)는 실내기의 메뉴화면을 출력하고, 입력부(200)를 통해 입력되는 데이터, 통신부(150)를 통해 송수신되는 데이터를 출력한다. 또한, 출력부(190)는 제어부(110)의 제어명령에 대응하여 공기조화기가 동작됨에 따라. 그 동작 상태 등을 출력한다. 이때, 전술한 도 1의 (a)와 같이, 출력부는 실내기 본체의 전면에 구비되며, 경우에 따라 전면 패널의 상단, 또는 상부 토출구의 하단에 위치할 수 있다.

이때, 출력부(190)는 문자, 이미지를 출력하는 표시수단을 포함하며, 그 외 효과음, 경고음, 음성안내 등의 소정 소리를 출력하는 음향출력수단, 점등 또는 점멸되거나 발광색에 따라 동작정보를 출력하는 램프 등을 더 포함할 수 있다.

통신부(150)는 유선 또는 무선 통신 방식에 따라 실외기 또는, 다른 실내기, 로컬제어기 등의 다른 유닛과 데이터를 송수신한다.

통신부(150)는 유선 케이블을 이용한 유선통신, 전력선 통신, 유선랜 등의 유선통신방식 뿐 아니라, 적외선, 블루투스, RF통신, 지그비통신과 같은 근거리 무선통신방식, 또는 무선랜, 와이브로, 고속이동통신 등의 무선통신방식 또한 적용될 수 있다.

데이터부(180)는 공기조화기 운전에 사용되는 제어데이터, 출력부(190)를 통해 출력되는 화면구성데이터, 효과음데이터 등의 데이터가 저장된다. 또한, 데이터부(180)는 위치판단부(140)가 인체감지부(130)에 의해 감지되는 신호를 해석하기 위한 위치감지데이터, 위치판단부에 의해 스캐닝되는 실내 영역, 실내온도 및 설정모드, 요구되는 부하정도에 대응하여 운전을 설정하기 위한 데이터가 저장된다. 특히, 데이터부(180)는 위치판단시 복수의 영역에 대한 우선순위 데이터가 저장된다.

인체감지부(130)는 전술한 도 1과 같이, 실내기 본체의 상단, 또는 하부에 구비되어 회전 동작됨에 따라, 실내 영역을 스캔하여 재실자를 감지한다. 이때, 인체감지부(130)는 적외선을 이용하여 인체를 감지할 수 있으며, 인체의 복사열을 이용하여 감지할 수도 있다.

이때, 인체감지부(130)는 인체를 감지하는 적어도 하나의 센서와, 상기 센서를 회전 동작시키는 회전부 등을 포함한다.

인체감지부(130)는 제어부(110)의 제어명령에 따라 회전 구동되며, 제 1 회전방향 또는 제 2 회전방향으로 회전동작하면서 실내 영역을 스캐닝한다. 인체감지부(130)는 실내영역에 대하여, 근거리, 원거리로 구분하여 감지할 수 있고, 좌, 우 및 중앙부를 구분하여 센싱(sensing)할 수 있다.

예를 들어, 인체감지부(130)는 약 25초 내지 50초 간격으로 실내영역을 스캐 닝하고, 그 데이터를 위치판단부(140)로 인가한다. 여기서, 인체감지부(130)는 설치위치 또는 그 구조에 따라 1회 스캔하는 데에 소요되는 시간이 상이할 수 있다. 전술한 도 1의 (a)의 같이 인체감지부(130)가 설치되는 경우 약 30초, 도 1의 (b)와 같이 인체감지부(130)가 설치되는 경우에는 스캐닝하는 각도가 보다 크므로 약 45초가 될 수 있다.

위치판단부(140)는 인체감지부(130)를 통해 입력되는 신호에 대응하여 인체를 감지한다. 여기서, 위치판단부(140)는 기 저장된 위치감지데이터, 판단을 위한 기준데이터에 근거하여, 인체를 감지하고, 그 위치를 판단한다.

위치판단부(140)는 인체감지부(130)를 통해 실내영역이 복수 회 반복하여 스캐닝되면, 그 데이터를 데이터부(180)에 누적하여 저장하고, 누적된 데이터를 이용하여 감지되는 빈도수에 따라 인체를 감지하고 그 위치를 판단하여 제어부(110)로 판단결과를 인가한다.

이때, 위치판단부(140)는 감지데이터에서 재실자까지의 거리와 각도데이터를 구분하여, 거리데이터는 누적하여 빈도를 산출하고, 각도데이터는 감지되는 즉시 제어부(110)로 인가하여, 풍향제어부(160)에 의해 루버의 토출각이 변경되도록 한다.

위치판단부(140)는 재실자의 위치를 판단함에 있어서, 데이터부(180)에 저장된 기준데이터, 위치판단에 따른 데이터, 우선순위 데이터를 참조하여 판단하며, 인체가 감지된 영역이 복수인 경우 원거리를 우선으로 하여 재실자의 위치를 판단한다.

위치판단부(140)는 복수의 재실자가 존재하는 경우에도, 원거리를 우선으로 하여, 인체감지 빈도수가 높은 영역에 인체가 위치하는 것으로 판단한다.

제어부(110)는 위치판단부(140)에 의해 입력되는 판단결과 데이터에 근거하여 풍량 및 풍향을 설정하고, 그에 대응하여 기류를 제어하기 위한 제어명령을 풍향제어부(160) 및 실내팬제어부(170)로 인가한다.

이때, 제어부(110)는 인체감지를 이용한 자동운전모드가 설정된 경우, 희망온도에 따른 기준온도를 판단하고, 온도감지부(120)를 통해 현재의 실내온도를 감지하여, 실내온도가 기준온도를 만족하는지 여부를 판단하여, 준비운전을 수행하거나, 인체감지를 이용한 자동운전이 수행되도록 한다. 이때, 제어부는 데이터부(180)에 저장된 기준온도테이블을 참조하여 희망온도에 따라 설정되는 기준온도를 확인한다.

제어부(110)는 감지된 실내온도가 희망온도에 따른 기준온도를 만족하지 않는 경우, 바로 자동운전을 수행하지 않고, 감지되는 인체에 관계없이 기류가 실내 전체에 도달되도록, 모든 토출구를 개방하고 풀스윙(Full swing)을 설정하여 준비운전을 수행하고, 상기 조건이 만족되는 경우 바로 자동운전을 수행한다. 제어부(110)는 실내온도가 제 2 기준온도를 만족하지 않는 경우 인체감지를 이용한 자동운전을 중지하고 준비운전을 수행한다. 또한, 제어부(110)는 소정시간 이상 준비운전을 수행하더라도, 실내온도가 기준온도에 도달하지 않는 경우에는 즉시 자동운전이 수행되도록 한다.

제어부(110)는 자동운전이 수행되는 중이거나, 자동운전 수행을 위해 준비운 전이 수행되는 중이라도, 자동운전모드 해제 요청이 입력되거나, 상기와 같이 자동운전모드를 해제 조건이 만족되면, 자동운전모드를 해제하고 일반 운전이 수행되도록 한다. 예를 들어, 제어부(110)는 난방모드, 제습, 인공지능, 공기청정, 송풍, 히터 모드 등의 운전모드가 설정되는 경우, 절전운전, 롱파워, 터보 운전 등의 부가기능이 설정되는 경우, 인체감지를 통한 자동운전모드를 해제한다. 또한, 제어부(110)는 취침운전이 설정되거나 취침운전 중인 경우, 인체감지를 이용한 자동운전모드 설정이 입력되더라도 입력을 무시하고 취침운전을 유지한다. 이 경우, 제어부(110)는 자동운전모드 설정 불가에 따른 안내메시지가 출력부(190)를 통해 출력되도록 할 수 있다. 또한, 제어부(110)는 위치판단부(140)에 의해 감지된 재실자의 위치에 대응하여 산출된 풍량 또는 풍향 설정이, 입력부(200) 또는 통신부(150)를 통해 로컬제어기 등에 의해 변경되는 경우, 자동운전모드가 해제되도록 한다.

여기서 제어부(110)는 인체감지부(130) 및 위치판단부(140)에 의한 감지결과를 인가받아 풍향 제어부(160) 및 실내팬제어부(170)를 제어하여, 실내로 토출되는 기류의 풍향과 풍량이 설정 및 변경되도록 제어한다.

제어부(110)는 위치판단부(140)로부터, 감지된 재실자의 위치정보 중, 각도데이터가 입력되면 그에 대응하여 풍향제어부(160)로 제어명령을 인가한다.

풍향제어부(160)는 제어부(110)의 제어명령에 대응하여, 좌측토출구, 우측토출구, 상부토출구의 개폐를 제어하고, 그 방향을 조절한다. 이때, 풍향제어부(160)는 입력된 각도데이터에 따른 토출각을 설정하고 그에 따라 베인 등의 풍향조절수단에 연결된 모터로 인가되는 전압 또는 전류를 가변시킴으로써 토출되는 기류의 좌우 방향을 제어한다.

여기서, 풍향제어부(160)는 인체감지부(130)에 의해 소정시간 간격으로 감지데이터가 입력되어 위치판단부(170) 및 제어부(110)를 통해 상기 소정시간 간격으로 각도데이터를 입력받으며, 각도데이터 또는 각도에 대응하는 토출각 설정데이터가 입력되는 때에 각 토출구의 풍향조절수단을 제어한다. 즉, 풍향제어부는 25내지 50초 간격으로 입력되는 각도데이터에 따라, 풍향조절수단을 제어하여 토출되는 기류의 방향이 주기적으로 변경되도록 한다.

실내팬제어부(170)는 제어부(110)의 제어명령에 대응하여 모터를 동작시킴으로써 실내팬을 구동시키고, 그 회전수를 제어한다.

이때, 실내팬제어부(170)는 위치판단부(140)에 의해 판단된 결과에 따라 근거리, 중거리, 원거리로 구분하여 풍량을 변경한다. 실내팬제어부(170)는 원거리인 경우 최대 풍량으로 설정한다. 또한, 실내팬제어부(160)는 거리에 따른 데이터를 입력받아 상하 토출각을 조절할 수 있다.

여기서, 제어부(110)는 공기조화기의 운전상태가 변경됨에 따라, 변경된 우전정보가 출력부(190)를 통해, 문자, 이미지, 소리, 경고등 중 적어도 하나를 통 출력되어, 사용자가 인지할 수 있도록 한다.

한편, 제어부(110)는 자동운전 중 인체가 감지되는 않는 경우, 상기와 같은 조건에 따라 자동운전모드가 해제되지 않는 한, 자동운전에 따른 최종 운전상태가 유지되도록 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 동작을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 인체감지 시, 실내영역을 복수의 영역으로 구분한 예가 도시된 도이다.

도 3을 참조하면, 실내영역은 복수의 영역으로 구분되고, 위치판단부(140)는 인체감지부(130)로부터 데이터가 입력되면, 이러한 영역에 따라 기류를 제공할 영역을 판단한다.

위치판단부(140)는 입력되는 감지데이터 중, 거리데이터와 각도데이터를 이용하여 재실자가 위한 영역을 판단하고, 각도데이터는 바로 제어부(110)로 인가하고, 거리데이터는 데이터부에 누적 저장한 후, 소정 횟수의 누적된 거리데이터를 이용하여 빈도수를 산출한다. 위치판단부(140)는 빈도가 가장 높은 영역을 재실자가 위치한 영역으로 인식한다.

이때, 위치판단부(140)는 거리데이터를 이용하고, 근거리영역(210-220), 중거리영역(220-230), 원거리 영역(230-240)으로 각 영역을 구분한다. 경우에 따라 보다 세분화하여 영역을 구분할 수도 있으나 상기와 같이 3개의 영역으로 구분하는 것을 예로 하여 설명한다.

인체감지부(130)에 의해 감지되는 각도데이터는 실내기 본체를 기준으로 하는 각도 값이므로 인체의 위치를 각도 값으로 세분화하며 표시하나, 위치판단부(140) 및 풍향제어부(160)는 크게 좌측영역(280), 우측영역(250), 중앙영역(260, 270)으로 구분하여 각각 영역에 재실자가 위치하는 경우 대응하는 토출구를 제어함으로 기류가 해당 영역에 도달되도록 한다. 여기서 중앙영역은 좌측중앙(270), 우 측중앙(260)으로 구분될 수 있으나, 하나의 중앙영역으로 인식할 수도 있다.

위치판단부(140)는 약 25 내지 45초 간격으로 입력되는 인체감지부(130)의 제어데이터에 대응하여 상기와 같이 그 위치를 판단하고, 거리데이터의 경우 매회 빈도가 높은 영역을 판단 한 후, 이를 소정 횟수 누적하여, 그 빈도수에 따라 재실자의 위치를 판단한다. 누적데이터를 이용한 위치산출 후 위치판단부(140)는 그 판단결과를 제어부(110)로 전송한다.

제어부(110)는 위치판단부(140)의 판단결과에 대응하여 풍향 및 풍량 설정에 따른 제어명령을 각각 풍향제어부(160)와 실내팬제어부(170)로 인가한다. 이때, 제어부(110)는 직접풍 또는 간접풍 설정에 대응하여 재실자 또는 그 주변에 기류가 제공되도록 한다.

예를 들어 6회 반복하여 감지하는 경우는 다음 표 1과 같다. 제 1 영역은 근거리 영역(210-220), 제 2 영역은 중거리영역(220-230), 제 3 영역은 원거리 영역(230-240)이다.

	1 영역	2 영역	3 영역
1회	1
2회		1
3회			1
4회			1
5회		1
6회			1

표 1 과 같이 인체가 감지되는 경우, 즉 1회 감지시 제 1 영역에서 인체가 감지되고, 2회 감지시에는 제 2 영역에서 감지되는 경우, 지정된 횟수만큼 누적한 후, 지정횟수 즉 6회 동안 제 1 영역 1회 제 2 영역 2회 제 3 영역 3회로 인체감지된 빈도수를 산출하여, 빈도가 가장 높은 제 3 영역을 재실자가 위치한 영역인 것으로 판단한다.

또한, 복수의 재실자가 존재하는 경우에는 매회 빈도에 따른 영역을 1차 선택하고, 기준횟수 누적 후 최종 판단한다.

	1영역	2영역	3영역	1차판단
1회	2	1		1영역
2회	1	2		2영역
3회		1	1	3영역
4회	1	2		2영역
5회	1	1		2영역
6회	1			1영역

상기 표2와 같이 1회 감지시, 제 1 영역에서 2, 2 영역에서 1 로 감지되는 경우 빈도가 높은 1영역으로 1차 판단하고, 2 회 감지시에는 빈도가 높은 2영역, 3회에서는 2영역과 3영역이 동일한 빈도를 가지므로 원거리인 3영역을 우선으로 하여 선정된다. 이때, 전술한 바와 같이, 제 1 영역은 근거리 영역인 (210-220), 제 2 영역은 (220-230), 제 3 영역은 원거리 영역(230-240)이다.

이렇게 6회 감지시, 매회 1차 판단 후, 1차 판단의 결과를 이용하여 최종적으로 그 빈도에 따른 재실자의 위치를 판단한다. 즉 1차 판단결과 2 영역의 빈도가 가장 높으므로 2 영역에 재실자가 위치하는 것으로 판단한다.

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 재실자 위치 산출 방법이 도시된 순서도이다.

도 4를 참조하면, 공기조화기는 자동운전모드가 설정되면, 자동운전조건에 따라 인체감지를 이용한 자동운전을 수행한다(S310).

인체감지부(130)는 실내영역을 스캐닝하여 복사열을 이용한 인체감지를 수행하고, 그 결과값을 위치판단부(140)로 인가한다(S320). 위치판단부(140)는 감지데이터를 데이터부에 누적하고 저장된 데이터를 바탕으로 거리와 각도에 따른 재실자의 위치를 판단한다.

인체감지부(130)로부터 인체 감지에 따른 데이터가 저장되면 위치판단부(140)는 매회 입력된 데이터를 이용하여 위치를 판단한 후 누적저장하고, 감지횟수가 기준횟수 이상이면(S340), 저장된 데이터를 이용하여 인체감지빈도가 높은 영역을 산출하여 재실자의 위치를 산출한다(S350). 감지횟수가 기준횟수 미만인 경우는 기준횟수까지 반복하여 스캐닝하고 이를 저장한다(S320 내지 S340).

빈도수에 따라 인체의 위치를 산출 시, 빈도가 동일한 영역이 복수인 경우(S360), 원거리를 우선으로 하여 재실자의 위치에 따른 영역을 선택한다(S370).

빈도가 동일한 영역이 존재하지 않는 경우에는 인체감지빈도가 높은 영역을 기준으로 기류 제어를 수행할 영역을 설정한다(S380). 이때, 빈도에 의해 선정되는 영역은 실내기 본체로부터의 거리에 대한 영역으로 근거리, 중거리, 원거리로 구분하여 위치를 판단할 수 있다.

상기와 같이 최종적으로 재실자의 위치에 따른 영역이 설정되면, 해당 영역을 기준영역으로 하여, 그 거리에 대응하여 풍량을 설정한다(S390). 또한, 각도에 따라 토출구의 개도 및 토출각을 설정한다(S400). 단, 토출구의 개도 및 토출각은 누적된 데이터를 사용하지 않고, 인체감지부(130)를 통해 감지되자마자 매회 각도데이터를 이용하여 설정된다.

실내기는 상기와 같이 재실자의 위치를 감지한 후 운전을 수행하여 해당영역으로 기류를 제공하거나 그 주변으로 기류가 제공되도록 한다(S410).

자동운전모드가 종료될 때까지 상기와 같이 인체감지 및 그에 따른 재실자의 위치에 대응하는 영역을 설정하여 누적저장한 후, 빈도수에 따라 영역을 설정하여 기류제어를 수행한다(S420, S320 내지 S320)

이때, 자동운전 중의 풍향 또는 풍량은 재실자의 위치에 따라 설정된다. 예를 들어, 재실자가 근거리의 왼쪽에 위치하는 경우 직접풍 설정 시, 그 위치에 대응하여 상하풍향 및 좌우 토출구의 개폐를 제어하고 그 토출각을 조절하여 풍향을 조절함으로써, 재실자의 위치로 기류가 도달되도록 한다. 또한, 재실자가 원거리의 중앙영역에 위치하는 경우에는 상부 토출구를 이용하여 토출각을 상향으로 조정함으로써 원거리로 기류가 도달되도록 하고, 상부 토출구만을 개방하거나 상부, 좌, 우 토출구를 모두 개방하되 중앙영역으로 토출각을 조절한다.

자동운전모드가 종료되는 경우, 또는 자동운전 모드의 해제 조건을 만족하는 경우 자동운전모드를 해제하고 일반운전을 수행한다(S420)(S430).

도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 복수의 재실자에 대한 위치 산출 방법이 도시된 순서도이다.

도 5를 참조하면, 공기조화기는 자동운전모드가 설정되면, 자동운전조건에 따라 인체감지를 이용한 자동운전을 수행한다(S310). 이때, 소정의 운전조건 만족시 자동운전이 수행되고 조건을 만족하지 못하는 경우에는 자동운전이 중지되거나 해제될 수 있다.

인체감지부(130)는 회전동작하여 실내영역을 스캔하는데, 이때 복사열을 이용하여 인체를 감지한다(S450). 그 결과값을 위치판단부(140)로 인가하면 위치판단부(140)는 거리와 각도데이터를 이용하여 위치를 산출한다. 이때, 1회 감지시 인체가 감지되는 영역이 복수인 경우 1회 감지된 결과 내에서 빈도가 높은 영역으로 재실자의 위치를 1차 판단한다(S460).

이때, 판단되는 영역은 전술한 바와 같이 실내기 본체로부터의 거리이고, 좌우 방향, 즉 각도는 매회 인체감지시마다 풍향제어부(160)로 각도데이터가 인가되어 토출각이 조절되고 경우에 따라 토출구의 개폐가 결정된다.

기준횟수 이상으로 감지되지 않은 경우에는 상기와 같은 과정을 반복하여 매회 별 빈도에 따른 1차 판단을 수행하고 그 결과를 저장한다(S450 내지 S470).

기준횟수 이상 감지 시, 1차 판단된 결과에 대한 빈도를 산출하고 인체감지빈도가 높은 영역을 산출한다. 이때 복수의 재실자의 허용하도록 설정되는 경우(S490), 기준영역이 복수로 설정된다(S500). 이때 허용되는 기준영역의 수는 제한될 수 있다.

경우에 따라, 복수의 기준영역이 허용되는 경우에는 매회 복수의 영역에서 인체가 감지되는 것을 인정하여, 1차 판단결과에 관계없이 기준횟수 전체에 대한 영역별 빈도를 산출하여 기준영역을 설정할 수 있다.

즉 전술한 표2에서 각 회별 1차 판단에 관계없이, 1영역이 총 6회, 2영역이 총 7회, 3영역이 1회로, 빈도를 산출하고 빈도가 높은 2 영역을 기준영역으로 설정한다.

기준영역 및 각도데이터에 따라 토출구의 개도 여부가 설정되고 토출각이 설정된다(S510). 또한, 기준영역에 대하여 거리에 따른 풍량이 설정된다(S520).

상기와 같이 설정된 풍량과 풍향에 따라 운전이 수행된다(S550).

한편, 복수의 기준영역을 허용하지 않도록 설정된 경우에는 인체가 감지된 매 회마다, 1차 판단된 결과를 기준으로 하여 기준횟수 전체에 대한 빈도를 산출하고, 빈도가 높은 영역을 기준영역으로 설정한다.

즉. 전수한 표2에서와 같이, 매회 빈도에 따라 1차 판단결과를 저장하고, 총 6회에 대하여 1차 판단결과 빈도가 가장 높은 영역을 기준영역으로 설정한다(S530). 이때, 동일한 빈도의 영역이 존재하는 경우에는 원거리를 우선으로 한다.

그에 따라 풍향 및 풍량을 설정하고, 설정에 따라 운전됨에 따라 재실자에게 직접풍 또는 간접풍으로 기류가 제공된다(S550).

따라서 본 발명은, 감지되는 복수의 재실자 또는 이동하는 재실자를 고려할 수 있도록 수회 누적된 감지데이터를 이용하여 감지 빈도수에 따라 실내기 본체로부터의 거리에 따른 영역을 설정하고, 매회 감지시마다 좌우 토출각을 변경하여 기류가 제공되도록 함으로써, 고정된 위치에 기류를 제공하지 않고 다양하게 재실자에게 기류를 제공할 수 있으며 재실자의 사용빈도가 높은 영역을 고려하여 기류를 제공하므로 더욱 쾌적한 실내환경을 제공하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 공기조화기 및 그 동작방법을 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 공기조화기를 나타내는 사시도,

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 인체감지 시, 실내영역을 복수의 영역으로 구분한 예가 도시된 도,

도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 재실자 위치산출방법이 도시된 순서도,

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

15-1, 15-2, 130: 인체감지부 110: 제어부

120: 온도감지부 140: 위치판단부

160: 풍향제어부 170: 실내팬제어부

Claims

회전동작하며, 실내영역 내의 재실자를 감지하는 인체감지부;

상기 인체감지부의 감지데이터를 이용하여 상기 재실자의 위치를 판단하여 기준영역을 산출하는 위치판단부; 및

상기 인체감지부에 의해 기준횟수 이상 재실자 감지가 수행되도록 제어하고, 상기 위치판단부의 판단결과에 따라 상기 기준영역으로 기류가 토출되도록 제어하는 제어부를 포함하고,

상기 위치판단부는 상기 인체감지부의 재실자 감지 횟수에 따른 빈도에 대응하여 상기 기준영역을 설정하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

토출되는 기류에 대하여 풍향을 제어하는 풍향제어부를 더 포함하고,

상기 풍향제어부는 상기 제어부의 제어명령에 대응하여, 상기 인체감지부에 의해 재실자가 감지되는 때, 상기 위치판단부로부터 인가되는 각도데이터에 따라 토출구의 좌우 토출각을 설정하는 공기조화기.
제 1 항 에 있어서,

토출되는 바람의 세기를 제어하는 실내팬제어부를 더 포함하고,

상기 실내팬제어부는 상기 제어부의 제어명령에 대응하여, 누적 저장된 감지 결과를 바탕으로 상기 위치판단부에 의해 설정된 상기 기준영역에 따라 풍량을 설정하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 위치판단부는 상기 인체감지부를 통한 재실자 감지 결과, 재실자가 감지되는 영역이 복수인 경우, 매회 감지 빈도에 대응하여 재실자의 위치에 따른 영역을 1차 판단하고,

상기 인체감지부에 의해 상기 기준횟수 이상 재실자 감지 후, 1차 판단결과를 종합하여, 감지 빈도가 높은 영역을 상기 기본영역으로 설정하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 위치판단부는 상기 인체감지부에 의해 상기 기준횟수 이상 재실자 감지 시, 각 영역별 총 감지 빈도를 산출하고, 빈도가 높은 영역을 상기 기본영역으로 설정하는 공기조화기.
제 4 항 또는 제 5 항 에 있어서,

상기 위치판단분는 빈도가 동일한 영역이 존재하는 경우, 원거리를 우선으로 하여 상기 기본영역을 설정하는 공기조화기.
인체감지부가 회전 동작하여 실내영역에서 재실자를 감지하여 저장하는 단 계;

감지 횟수가 기준횟수 이상인 경우 저장된 감지데이터로부터 각 영역별 빈도를 산출하는 단계;

감지 빈도가 높은 영역을 거리에 따른 기본영역으로 설정하는 단계; 및

상기 기본영역에 대응하여 풍량을 설정하고 기류가 상기 기본영역에 도달되도록 하는 단계를 포함하는 공기조화기의 동작방법.
제 7 항에 있어서,

상기 감지 및 저장단계 후, 상기 감지결과의 각도데이터에 대응하여 구비되는 각 토출구의 토출각을 설정하는 단계를 더 포함하는 공기조화기 동작방법.
제 7 항에 있어서,

상기 감지 및 저장단계 후, 복수의 영역에서 재실자가 감지된 경우, 매회 별 감지 빈도를 산출하고 재실자의 위치에 따른 영역을 1차 판단하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 동작방법.
제 9 항에 있어서,

상기 기본영역설정단계는,

복수의 영역에서 재실자가 감지된 경우,

상기 1차 판단결과를 종합하여 감지빈도가 높은 영역을 상기 기본영역으로 설정하는 공기조화기의 동작방법.
제 7 항에 있어서,

상기 기본영역설정단계는, 상기 기본횟수 이상의 감지결과를 누적하여 각 영역별 총 빈도를 산출하고, 감지 빈도가 높은 영역을 상기 기준영역으로 설정하는 공기조화기의 동작방법.