KR20110021478A - Ventilation device and control method thereof - Google Patents

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KR20110021478A
KR20110021478A KR1020090079299A KR20090079299A KR20110021478A KR 20110021478 A KR20110021478 A KR 20110021478A KR 1020090079299 A KR1020090079299 A KR 1020090079299A KR 20090079299 A KR20090079299 A KR 20090079299A KR 20110021478 A KR20110021478 A KR 20110021478A
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Abstract

PURPOSE: A ventilation system and a control method thereof are provided to ensure sufficient ventilation even if the static pressure in a duct increases. CONSTITUTION: A ventilation system(1) comprises an intake duct, an exhaust duct(20), an intake fan(15), an exhaust fan(25), a heat exchanger(5), an intake motor, an exhaust motor, and a control device. The intake duct forms an intake flow path(5a) for drawing outdoor air into the indoor space by the intake fan. The exhaust duct forms an exhaust flow path(5b) which crosses the intake duct and discharges indoor air to the outdoor space by the exhaust fan. The heat exchanger is installed in the intersection of the exhaust duct and the intake duct and implements heat-exchange between the outdoor air drawn in and the indoor air discharged. The intake motor and the exhaust motor respectively rotate the intake fan and the exhaust fan. The control device measures the driving current and rotation speed of the intake motor or/and the exhaust motor, estimates the current static pressure in a duct from the measurements, and determines the target rotation speed of the motor in order to raise or lower the current rotation speed of the motor.

Description

환기장치 및 그 제어방법{Ventilation device and control method thereof}Ventilation device and control method

본 발명은 환기장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 별도의 정압 센서나 토출되는 풍량값을 측정하여 피드백하는 제어장치를 사용하지 않고도 정풍량(Constant Air Flow)을 제공할 수 있어 덕트 내의 정압이 증가하는 경우에도 공기 조화 영역에 충분한 환기량을 제공할 수 있는 환기장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ventilator and a control method thereof, and more specifically, to provide a constant air flow rate without using a separate static pressure sensor or a control device that measures and feeds back a discharged air flow rate value. The present invention relates to a ventilator capable of providing a sufficient amount of ventilation in an air conditioning region even when the static pressure increases, and a control method thereof.

본 발명은 별도의 정압 센서나 토출되는 풍량값을 측정하여 피드백하는 제어장치를 사용하지 않고도 팬 부하 모터의 전류와 속도 정보만 가지고 원하는 정풍량을 얻어내고, 이를 자체 시운전을 통해 파악한 팬 부하 모터의 운전 전류와 속도 정보로 팬의 운전특성을 실시간으로 자체 교정하여 더욱 정교한 정풍량을 제공할 수 있는 환기 장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention obtains the desired amount of static air flow only by the current and speed information of the fan load motor without using a separate static pressure sensor or a control device that measures and feeds back the amount of discharged air flow, and the fan load motor obtained through self-testing. The present invention relates to a ventilation device and a control method thereof capable of providing more precise static air flow by self-calibrating a driving characteristic of a fan in real time with operating current and speed information.

일반적으로 환기장치는 실내의 오염된 공기를 배출하고, 실외의 신선하고 깨끗한 공기를 흡입하여 실내로 공급하는 장치를 말한다. In general, the ventilator is a device for discharging indoor polluted air and sucking and supplying fresh and clean air to the room.

환기기능이 없는 공기조화장치는 실내 공기를 순환시키며 냉각 또는 가열하여 실내를 냉방 또는 난방한다. 공기조화장치에 필터 등이 구비되는 경우가 있으 나, 실내의 오염도는 서서히 증가하게 되고, 필터 등에 의한 공기청정기능은 한계가 있으므로, 실내공기의 환기과정이 필요하게 된다.An air conditioner without a ventilation function circulates indoor air and cools or heats the room to cool or heat the room. In some cases, the air conditioner is provided with a filter, but the degree of pollution in the room is gradually increased, and the air cleaning function by the filter is limited. Therefore, a ventilation process of the indoor air is required.

따라서, 실내공기를 순환시키며 실내를 냉난방하는 공기조화장치가 설치된 경우에도 별도의 환기장치가 구비되는 경우가 있다.Therefore, a separate ventilation device may be provided even when an air conditioner for circulating indoor air and cooling and heating the room is installed.

종래 환기장치는 실외 공기를 실내 공간으로 흡입하기 위한 급기 유로를 형성하는 급기 덕트와 상기 급기 덕트와 교차하며 실내 공기를 실외 공간으로 배기하기 위한 배기 유로를 형성하는 배기 덕트를 포함한다.The conventional ventilator includes an air supply duct forming an air supply passage for sucking outdoor air into the indoor space and an exhaust duct intersecting the air supply duct and forming an exhaust passage for exhausting indoor air into the outdoor space.

또한, 종래 환기장치는 급기 덕트의 일 측에 장착되어 실외 공기를 실내 공간으로 흡입하기 위한 급기팬과 상기 배기덕트의 일측에 장착되어 실내 공기를 실외 공간으로 배기하기 위한 배기팬 및 상기 각 팬을 회전시키는 급기모터 및 배기모터를 포함한다.In addition, the conventional ventilator is mounted on one side of the air supply duct, the air supply fan for suctioning outdoor air into the indoor space and the exhaust fan and each fan for exhausting indoor air to the outdoor space is mounted on one side of the exhaust duct It includes an air supply motor and an exhaust motor to rotate.

이와 같이 구성된 종래의 환기장치에서의 환기과정을 구체적으로 살펴본다.The ventilation process in the conventional ventilation device configured as described above will be described in detail.

실내 공기가 어느 정도 오염되었을 때 배기팬에 전원이 인가되면서 실내 공기가 배기 덕트로 유입되어 실외 공간으로 배출되고, 이와 동시에, 급기팬에 전원이 인가되면서 신선한 실외 공기가 급기 덕트를 통해 실내 공간으로 유입되며, 실내 공간의 환기가 이루어진다.When the indoor air is contaminated to some extent, power is supplied to the exhaust fan, and the indoor air flows into the exhaust duct and is discharged into the outdoor space. At the same time, the fresh air is supplied to the indoor space through the air supply duct while the air supply fan is supplied with power. Inflow, ventilation of the indoor space is achieved.

이러한 덕트형 환기장치는 내부에 덕트의 길이 및 상태 등에 따른 정압이 걸리는 덕트의 토출구에서 토출되는 토출풍량과 공기조화영역에서 필요로 하는 필요토출풍량이 다른 경우, 공기조화 유닛에서 토출되는 토출풍량이 공기조화영역에서 필요로 하는 필요토출풍량에 알맞도록 조절될 것이 요구되고 있다.The duct-type ventilator has a discharge air volume discharged from the air conditioning unit when the discharge air volume discharged from the discharge port of the duct that is subjected to the static pressure according to the length and condition of the duct therein is different from the required discharge air volume required in the air conditioning area. It is required to be adjusted to suit the required discharge air volume required in the air conditioning zone.

종래의 덕트형 환기장치에서는 설치 시 덕트의 토출구에서 토출되는 토출 풍량이 공기조화 영역에서의 필요 토출 풍량보다 작은 경우 덕트 내부의 정압을 감소시키거나, 대용량의 팬 모터로 교체하는 방법 등이 사용되고 있다.In the conventional duct type ventilation system, when the discharge air volume discharged from the discharge port of the duct is smaller than the required discharge air volume in the air conditioning area, a method of reducing the static pressure inside the duct or replacing a large fan motor is used. .

특히, 초고층 건축물의 경우 외풍이 시시각각 달라지게 되며, 이러한 외풍압의 변동은 덕트 내의 정압을 증가 또는 감소시키게 된다. 외풍압의 증가에 따라 덕트 내의 정압이 증가하여 덕트에서 토출되는 토출풍량이 감소하는 경우에는 실내 공간을 쾌적하게 유지하기 위한 충분한 환기량이 제공되지 못하는 문제점이 있었다.In particular, in the case of high-rise buildings, the draft is changed at different times, and the fluctuation of the draft can increase or decrease the static pressure in the duct. When the amount of discharge air discharged from the duct decreases due to an increase in the static pressure in the duct due to the increase in the external wind pressure, there is a problem in that sufficient ventilation amount is not provided to maintain the indoor space comfortably.

이와 같이 종래 환기장치는 외풍압에 의한 덕트 내의 정압 변동에 따라 충분한 환기량을 제공하지 못하므로, 실내 공간을 쾌적하게 유지하기 어려운 문제점이 있었다.As described above, the conventional ventilation device does not provide sufficient ventilation according to the static pressure fluctuation in the duct due to the external wind pressure, and thus there is a problem that it is difficult to maintain the indoor space comfortably.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 정풍량(Constant Air Flow)을 제공할 수 있어 덕트 내의 정압이 증가하는 경우에도 충분한 환기량을 제공할 수 있는 환기장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a constant air flow (Constant Air Flow) and a ventilation device that can provide a sufficient ventilation amount even when the static pressure in the duct increases It is to provide a control method.

또한, 본 발명의 다른 목적은 별도의 정압 센서나 토출되는 풍량값을 측정하여 피드백하는 제어장치를 사용하지 않고도 팬 부하 모터의 전류와 속도 정보만 가지고 원하는 정풍량을 얻어내고, 이를 자체 시운전을 통해 파악한 팬 부하 모터의 운전 전류와 속도 정보로 팬의 운전특성을 실시간으로 자체 교정하여 더욱 정교한 정풍량을 제공할 수 있는 환기장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to obtain the desired amount of constant air flow only by the current and speed information of the fan load motor without using a separate static pressure sensor or a control device for measuring and feeding back the discharged air flow rate value, and through this self-test The present invention provides a ventilator and a control method thereof capable of providing more precise static air flow by self-calibrating the operating characteristics of a fan in real time based on the determined fan load motor operating current and speed information.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 외풍압의 증가에 따라 덕트 내의 정압이 증가하는 경우에 팬 모터의 회전 속도를 가속시킴으로써 일정한 환기량을 유지할 수 있고, 덕트 내의 정압이 감소하는 경우에 팬 모터의 회전 속도를 감속시킴으로써 불필요한 전력소모를 방지할 수 있는 환기장치 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to maintain a constant ventilation amount by accelerating the rotational speed of the fan motor when the static pressure in the duct increases with the increase in the outside air pressure, the rotation of the fan motor when the static pressure in the duct decreases It is to provide a ventilator and a control method thereof capable of preventing unnecessary power consumption by reducing the speed.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 것으로,The present invention is to achieve the above object,

본 발명의 일 측면에 따르면, According to one aspect of the invention,

실외 공기를 실내 공간으로 흡입하기 위한 급기 유로를 형성하는 급기 덕트 및 상기 급기 덕트와 교차하며 실내 공기를 실외 공간으로 배기하기 위한 배기 유 로를 형성하는 배기 덕트; 상기 급기 덕트의 일측에 마련되어 실외 공기를 실내 공간으로 흡입하기 위한 급기팬 및 상기 배기 덕트의 일측에 마련되어 실내 공기를 실외 공간으로 배기하기 위한 배기팬; 상기 급기 덕트와 배기 덕트의 교차 영역에 마련되며, 배기되는 실내 공기와 흡입되는 실외 공기가 열교환되는 전열 교환기; 상기 급기팬 및 배기팬을 각각 회전시키는 급기모터 및 배기모터; 및 정풍량을 제공하기 위하여 급기모터 및 배기모터 중 적어도 하나 이상의 모터의 운전전류 및 회전속도를 측정하고, 그 값으로 현재 덕트 내의 정압을 추정하며, 추정된 정압에 따라 자체 시운전을 통해 파악된 실제 모터의 목표 회전속도를 판단하여 상기 모터의 현재 회전 속도를 가속 또는 감속시키는 제어장치를 포함하는 환기장치가 제공된다.An air supply duct forming an air supply flow path for sucking outdoor air into the indoor space, and an air exhaust duct intersecting with the air supply duct and forming an air exhaust passage for exhausting indoor air to the outdoor space; An air supply fan provided on one side of the air supply duct to suck outdoor air into the indoor space, and an air exhaust fan provided on one side of the exhaust duct to exhaust indoor air to the outdoor space; An electrothermal heat exchanger provided at an intersection area of the air supply duct and the air exhaust duct, the heat exchanger for exchanging indoor air to be exhausted and outdoor air to be sucked; An air supply motor and an exhaust motor which rotate the air supply fan and the exhaust fan, respectively; And to measure the operating current and rotational speed of at least one of the air supply motor and the exhaust motor in order to provide a constant air flow rate, and to estimate the static pressure in the current duct by the value, and to obtain the actual air pressure through the self test operation according to the estimated static pressure. A ventilator is provided that includes a control device for determining a target rotational speed of the motor to accelerate or decelerate the current rotational speed of the motor.

여기서, 상기 제어장치는 모터의 현재 회전속도보다 목표 회전속도가 큰 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 가속시키고, 현재 회전속도보다 작은 값을 가지면 모터의 회전속도를 감속시킬 수 있다.Here, the control device may accelerate the rotational speed of the motor when the target rotational speed is greater than the current rotational speed of the motor, and reduce the rotational speed of the motor when the control speed is smaller than the current rotational speed.

또한, 상기 제어장치는 모터의 목표 회전속도를 지시하고, 측정된 모터의 현재 회전속도를 비교하는 제어부와 입력받은 모터의 목표 회전속도에 따라 모터의 회전속도를 듀티값의 PMW신호로 변환하여 모터를 구동시키는 모터구동부를 포함할 수 있다.In addition, the control device indicates the target rotational speed of the motor, converts the rotational speed of the motor into a PMW signal of the duty value according to the control unit for comparing the measured current rotational speed of the motor and the input target rotational speed of the motor It may include a motor driving unit for driving.

상기 제어장치는 샘플링 시간 동안 모터로부터 측정된 평균 듀티값을 구하여 현재 정압값을 추정하고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간에 포함된 경우에 모터의 현재 회전속도를 유지시킬 수 있다.The controller obtains an average duty value measured from the motor during the sampling time, estimates the current static pressure value, and maintains the current rotational speed of the motor when the average duty value is included in the constant wind amount duty interval determined through trial run. Can be.

이와는 다르게, 상기 제어장치는 샘플링 시간 동안 모터로부터 측정된 평균 듀티값을 구하여 현재 정압값을 추정하고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간의 최대값보다 큰 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 가속시키고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간의 회소값보다 작은 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 감속시킬 수 있다.Alternatively, the controller obtains an average duty value measured from the motor during the sampling time, estimates the current static pressure value, and when the average duty value has a value larger than the maximum value of the constant air flow rate duty period determined through trial run. The rotation speed of the motor may be accelerated, and the rotation speed of the motor may be slowed down when the average duty value is smaller than the recovery value of the constant wind amount duty period determined through the trial run.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 실내 또는 실외 공기를 실외 공간 또는 실내 공간으로 유동시키기 위한 유로가 형성된 덕트; 상기 덕트의 일측에 마련되며 실내 또는 실외 공기를 실외 공간 또는 실내 공간으로 배기 또는 급기하기 위한 팬; 상기 팬을 회전시키기 위한 모터; 및 운전 중인 모터의 회전속도를 측정하고, 그 값으로 현재 덕트 내의 정압을 추정하며, 추정된 정압에 따라 자체 시운전을 통해 파악된 실제 모터의 목표 회전속도를 판단하여 상기 모터의 현재 회전 속도를 가속 또는 감속시키는 제어장치를 포함하는 환기장치가 제공된다.According to another aspect of the invention, the duct is formed with a flow path for flowing indoor or outdoor air to the outdoor space or indoor space; A fan provided at one side of the duct and configured to exhaust or supply indoor or outdoor air to an outdoor space or an indoor space; A motor for rotating the fan; And measuring the rotational speed of the motor in operation, estimating the static pressure in the current duct by using the value, and determining the target rotational speed of the actual motor determined through self-test according to the estimated static pressure to accelerate the current rotational speed of the motor. Or a ventilator comprising a control device to slow down.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 덕트;와 상기 덕트 내부의 유로 상에 설치된 팬;과 팬을 회전시키는 모터; 및 공기 조화 영역에 정풍량을 제공하기 위하여 덕트 내의 정압의 증가 또는 감소에 따라 모터의 회전속도를 가속 또는 감속시키는 제어장치;를 포함하는 환기장치의 제어방법으로서, (a) 모터의 목표 회전속도를 입력하는 단계; (b) 운전 중인 모터의 현재 회전속도를 측정하고, 그 값으로 현재 덕트 내의 정압을 추정하며, 추정된 정압에 따라 자체 시운전을 통해 파악된 실제 모터의 목표 회전속도를 판단하고, 입력된 목표 회전속도와 측정된 현재 회전속도를 비교하는 단계; 및 (c) 상기 목표 회전속도가 현재 회전속도보다 큰 경우에 모터의 회전속도를 감속시키고, 상기 목표 회전속도가 현재 회전속도보다 작은 경우에 모터의 회전속도를 감속시키는 단계를 포함하는 환기장치의 제어방법이 제공된다.According to another aspect of the invention, the fan and the fan installed on the flow path inside the duct; and a motor for rotating the fan; And a control device for accelerating or decelerating the rotational speed of the motor in accordance with the increase or decrease of the static pressure in the duct to provide a constant airflow amount in the air conditioning region, comprising: (a) a target rotational speed of the motor; Inputting; (b) Measuring the current rotational speed of the motor in operation, estimating the static pressure in the current duct by using the value, and determining the actual rotational speed of the actual motor identified through the self test run according to the estimated static pressure, and inputting the target rotation Comparing the speed with the measured current rotation speed; And (c) decelerating the rotational speed of the motor when the target rotational speed is greater than the current rotational speed, and decelerating the rotational speed of the motor when the target rotational speed is less than the current rotational speed. A control method is provided.

여기서, 상기 제어장치는 모터의 목표 회전속도를 지시하고, 측정된 모터의 현재 회전속도를 비교하는 제어부와 입력받은 모터의 목표 회전속도에 따라 모터의 회전속도를 듀티값의 PMW신호로 변환하여 모터를 구동시키는 모터구동부를 포함할 수 있다.Herein, the control device instructs the target rotational speed of the motor, converts the rotational speed of the motor into a PMW signal having a duty value according to the control unit comparing the measured current rotational speed of the motor and the input rotational speed of the motor. It may include a motor driving unit for driving.

상기 제어장치는 샘플링 시간 동안 모터로부터 측정된 평균 듀티값을 구하여 현재 정압값을 추정하고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간에 포함된 경우에 모터의 현재 회전속도를 유지시킬 수 있다.The controller obtains an average duty value measured from the motor during the sampling time, estimates the current static pressure value, and maintains the current rotational speed of the motor when the average duty value is included in the constant wind amount duty interval determined through trial run. Can be.

이와는 다르게, 상기 제어장치는 샘플링 시간 동안 모터로부터 측정된 평균 듀티값을 구하여 현재 정압값을 추정하고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간의 최대값보다 큰 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 가속시키고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간의 회소값보다 작은 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 감속시킬 수 있다.Alternatively, the controller obtains an average duty value measured from the motor during the sampling time, estimates the current static pressure value, and when the average duty value has a value larger than the maximum value of the constant air flow rate duty period determined through trial run. The rotation speed of the motor may be accelerated, and the rotation speed of the motor may be slowed down when the average duty value is smaller than the recovery value of the constant wind amount duty period determined through the trial run.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 환기장치 및 그 제어방법에 따르면 정풍량(Constant Air Flow)을 제공하여 덕트 내의 정압이 증가하는 경우에도 충분한 환기량을 제공할 수 있다.As described above, according to the ventilation apparatus and the control method thereof according to the present invention, it is possible to provide a sufficient amount of ventilation even when the constant pressure in the duct is increased by providing a constant air flow rate.

또한, 본 발명에 따른 환기장치 및 그 제어방법은 별도의 정압 센서나 토출되는 풍량값을 측정하여 피드백하는 제어장치를 사용하지 않고도 팬 부하 모터의 전류와 속도 정보만 가지고 원하는 정풍량을 얻어내고, 이를 자체 시운전을 통해 파악한 팬 부하 모터의 운전 전류와 속도 정보로 팬의 운전특성을 실시간으로 자체 교정하여 더욱 정교한 정풍량을 제공할 수 있다.In addition, the ventilator and the control method according to the present invention obtains the desired amount of constant air flow with only the current and speed information of the fan load motor without using a separate static pressure sensor or a control device for measuring and feeding back the discharged air flow rate value, The self-calibration of the fan's operating characteristics in real time using the fan load motor's operating current and speed information obtained through self-testing can provide more precise static air flow.

또한, 본 발명에 따른 환기장치 및 그 제어방법은 외풍압의 증가에 따라 덕트 내의 정압이 증가하는 경우에 팬 모터의 회전 속도를 가속시킴으로써 일정한 환기량을 유지할 수 있고, 덕트 내의 정압이 감소하는 경우에 팬 모터의 회전 속도를 감속시킴으로써 불필요한 전력소모를 방지할 수 있다.In addition, the ventilator and the control method according to the present invention can maintain a constant ventilation amount by accelerating the rotational speed of the fan motor when the static pressure in the duct increases with the increase in the external wind pressure, when the static pressure in the duct decreases By reducing the rotation speed of the fan motor, unnecessary power consumption can be prevented.

본 발명은 실내 또는 실외 공기를 실외 공간 또는 실내 공간으로 유동시키기 위한 유로가 형성된 덕트; 상기 덕트의 일측에 마련되며 실내 또는 실외 공기를 실외 공간 또는 실내 공간으로 배기 또는 급기하기 위한 팬; 상기 팬을 회전시키기 위한 모터; 및 운전 중인 모터의 회전속도를 측정하고, 그 값으로 현재 덕트 내의 정압을 추정하며, 추정된 정압에 따라 자체 시운전을 통해 파악된 실제 모터의 목표 회전속도를 판단하여 상기 모터의 현재 회전 속도를 가속 또는 감속시키는 제어장치를 포함하는 환기장치에 관한 것이다.The present invention provides a duct in which a flow path for flowing indoor or outdoor air to an outdoor space or an indoor space is formed; A fan provided at one side of the duct and configured to exhaust or supply indoor or outdoor air to an outdoor space or an indoor space; A motor for rotating the fan; And measuring the rotational speed of the motor in operation, estimating the static pressure in the current duct by using the value, and determining the target rotational speed of the actual motor determined through self-test according to the estimated static pressure to accelerate the current rotational speed of the motor. Or it relates to a ventilator comprising a control device for slowing down.

여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치는 상기 덕트는 급기덕트와 배기덕트을 포함하여 구성될 수 있고, 상기 팬은 급기덕트 및 배기덕트에 각각 장착되는 급기팬과 배기팬을 포함하여 구성될 수 있고, 상기 급기팬 및 배기팬은 하나 이상이 설치될 수 있으며, 급기팬과 배기팬에는 급기모터와 배기모터와 각각 연결될 수 있다.Here, the ventilation device according to an embodiment of the present invention may be configured such that the duct includes an air supply duct and an exhaust duct, and the fan includes an air supply fan and an exhaust fan respectively mounted in the air supply duct and the exhaust duct. One or more air supply fan and exhaust fan may be installed, and the air supply fan and the exhaust fan may be connected to the air supply motor and the exhaust motor, respectively.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치 및 그 제어방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, a ventilation apparatus and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings show exemplary forms of the present invention, which are provided to explain the present invention in more detail, and the technical scope of the present invention is not limited thereto.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, irrespective of the reference numerals, the same or corresponding components will be given the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. For convenience of description, the size and shape of each component may be exaggerated or reduced. have.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 요부 구성도이다. 1 is a main configuration diagram of a ventilation device according to an embodiment of the present invention.

도 1를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치(10)는 실외 공기를 실내 공간으로 흡입하기 위한 급기 유로(5a)를 형성하는 급기 덕트(10) 및 상기 급기 덕트(10)와 교차하며 실내 공기를 실외 공간으로 배기하기 위한 배기 유로(5b)를 형성하는 배기 덕트(20)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a ventilation device 10 according to an embodiment of the present invention may include an air supply duct 10 and an air supply duct 10 forming an air supply flow path 5a for sucking outdoor air into an indoor space. And an exhaust duct 20 that crosses and forms an exhaust passage 5b for exhausting indoor air to the outdoor space.

여기서, 급기 덕트(10) 및 배기 덕트(20)는 박스 형태의 하우징(도시되지 않음) 내에 구비될 수 있으며, 상기 급기 덕트(10)에는 양 종단에 실외 공기를 흡입하기 위하여 실외와 연통된 급기 흡입구(11)와 상기 흡입 공기를 실내 공간으로 토출하기 위한 급기 배출구(13)가 각각 형성된다.Here, the air supply duct 10 and the exhaust duct 20 may be provided in a box-shaped housing (not shown), the air supply duct 10 is in communication with the outdoor air to suck the outdoor air at both ends An inlet 11 and an air supply outlet 13 for discharging the intake air into the indoor space are respectively formed.

또한, 상기 배기 덕트(20)에는 양 종단에 실내 공기를 흡입하기 위하여 실내와 연통된 배기 흡입구(21)와 상기 흡입 공기를 실외 공간으로 토출하기 위한 배기 배출구(23)가 각각 형성된다.In addition, the exhaust duct 20 is provided with an exhaust inlet 21 for communicating indoors at both ends and an exhaust outlet 23 for discharging the intake air to the outdoor space, respectively.

또한, 상기 급기 유로(5a) 상에는 실외 공기 중에 포함된 이물질을 거르는 필터(도시되지 않음)가 구비될 수 있다.In addition, a filter (not shown) may be provided on the air supply passage 5a to filter foreign matter contained in outdoor air.

또한, 환기장치(1)는 상기 급기 덕트(10)의 일측에 마련되어 실외 공기를 실내 공간으로 흡입하기 위한 급기팬(15)과 상기 배기 덕트(20)의 일측에 마련되어 실내 공기를 실외 공간으로 배기하기 위한 배기팬(25) 및 상기 급기 덕트(10)와 배기 덕트(20)의 교차 영역(30)에 마련되며, 배기되는 실내 공기와 흡입되는 실외 공기가 열교환되는 전열 교환기(5)를 포함한다.In addition, the ventilator 1 is provided at one side of the air supply duct 10 and provided at one side of the air supply fan 15 and the exhaust duct 20 to suck outdoor air into the indoor space, and exhausts indoor air to the outdoor space. It is provided in the exhaust fan 25 and the cross-sectional area 30 of the air supply duct 10 and the exhaust duct 20, and includes a total heat exchanger (5) for the heat exchange between the exhaust indoor air and the outdoor air sucked. .

여기서, 상기 전열 교환기(5)를 통과하는 실내공기와 실외공기는 혼합되지 않은 상태로 각각 유동되며, 상호 열교환되어 실내에 적합한 온도의 실외공기가 공급된다.Here, the indoor air and the outdoor air passing through the heat exchanger (5) are flowed unmixed, respectively, and heat exchanged with each other to supply the outdoor air at a temperature suitable for the room.

또한, 환기장치(1)는 급기 유로(5a)와 배기 유로(5b)에 바이패스 유로(도시되지 않음) 등이 형성되어 전열교환환기와 보통환기가 선택적으로 수행되도록 구성될 수 있고, 급기팬 및 배기팬은 요구되는 급기량 및 배기량을 고려하여 하나 이상 마련될 수 있다. In addition, the ventilator 1 may be configured such that a bypass flow path (not shown) and the like are formed in the air supply flow path 5a and the exhaust flow path 5b to selectively perform the total heat exchange ventilation and the normal ventilation, and the air supply fan And one exhaust fan may be provided in consideration of the required air supply amount and the exhaust amount.

이와 같이 구성된 환기장치(1)에서의 환기과정을 살펴보면, 실내 공기가 어느 정도 오염되었을 때 배기팬(25)에 전원이 인가되면서 실내 공기가 배기 덕트(20)로 유입되어 실외 공간으로 배출되고, 이와 동시에, 급기팬(15)에 전원이 인가되면서 신선한 실외 공기가 급기 덕트(10)를 통해 실내 공간으로 유입된다.Looking at the ventilation process in the ventilation device 1 configured as described above, when the indoor air is somewhat contaminated, the power is applied to the exhaust fan 25, the indoor air is introduced into the exhaust duct 20 and discharged into the outdoor space, At the same time, fresh outdoor air is introduced into the indoor space through the air supply duct 10 while power is supplied to the air supply fan 15.

또한, 환기장치(1)는 상기 급기팬(15) 및 배기팬(25)을 각각 회전시키는 급기모터(도시되지 않음)와 배기모터(도시되지 않음); 및 정압변동에 대응하여 상기 급기모터 및 배기모터 중 적어도 하나 이상의 모터의 회전 속도를 제어하는 제어장 치(100)를 포함한다.In addition, the ventilation device 1 includes an air supply motor (not shown) and an exhaust motor (not shown) for rotating the air supply fan 15 and the exhaust fan 25, respectively; And a control device 100 for controlling the rotational speed of at least one of the air supply motor and the exhaust motor in response to the static pressure fluctuation.

여기서, 상기 제어장치는 제 1 제어장치 및 제 2 제어장치를 포함할 수 있고, 이때 제 1 및 제 2 제어장치는 급기모터 및 흡기모터와 각각 연결될 수 있다. 즉, 각 모터에 제어장치가 각각 연결될 수 있으며, 필요에 따라 어느 한 모터의 회전 속도만을 제어할 수도 있고, 급기모터 및 흡기모터의 회전속도를 동시에 제어할 수도 있다.Here, the control device may include a first control device and a second control device, wherein the first and second control devices may be connected to the air supply motor and the intake motor, respectively. That is, a control device may be connected to each motor, respectively, and may control only the rotational speed of any one motor, and may simultaneously control the rotational speeds of the air supply motor and the intake motor as necessary.

이하, 흡기모터와 배기모터의 제어장치 및 제어방법은 동일하므로, 흡기모터 및 배기모터를 모터로 지칭(130)하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, since the control apparatus and control method of the intake motor and the exhaust motor are the same, the intake motor and the exhaust motor are referred to as a motor 130 and will be described in detail.

상기 모터(130)는 DC브러쉬모터, BLDC(BrushLess DC)모터, PMSM(Permanent Magnet Syncronous Motor), 동기모터(Syncronous Motor), 유도전동기(Induction Motor), 릴럭턴스 모터(Reluctance Motor), 스테핑모터(Stepping Motor), 초음파 모터(Ultrasonic Motor), 리니어 모터(Linear Motor) 등이 다양하게 이용될 수 있으나, 본 실시예에서는 BLDC모터가 이용되는 것으로 한정한다. The motor 130 may include a DC brush motor, a brushless DC (BLDC) motor, a permanent magnet syncronous motor (PMSM), a synchronous motor, an induction motor, a reluctance motor, and a stepping motor. Stepping motors, ultrasonic motors, linear motors, and the like can be used in various ways, but in the present embodiment, a BLDC motor is limited.

상기 브러시리스(BL)DC모터란 일반적으로 회전자에 계자, 고정자에는 전기자 권선을 설치하고, 센서를 이용하여 권선의 전류방향을 결정하는 모터로서, 일반적으로 전류의 방향전환은 3상 또는 4상 인버터(Inverter)를 이용하고 있다. The brushless (BL) DC motor is a motor that generally installs an armature winding in a rotor and a stator in a rotor and determines a current direction of the winding by using a sensor. In general, the direction change of the current is three-phase or four-phase. An inverter is used.

또한, BLDC모터는 저속 고속에서 토크가 비교적 높고 고속회전도 가능하며, 반도체 소자로 코일 전류를 구동하기 때문에 수명이 매우 길고 소음과 잡음을 거의 발생시키지 않으며, 구동부에서 직접 속도조절을 할 수 있으므로 환기 장치 등의 공기조화기의 송풍모터로 매우 적합한다.In addition, BLDC motor has a relatively high torque at low speed and high speed, and can be rotated at high speed.Because the coil current is driven by a semiconductor device, it has a very long life, generates little noise and noise, and can directly adjust the speed at the driving part. It is very suitable as blower motor of air conditioner such as equipment.

도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 요부 구성을 나타내는 개념도로서, 본 발명의 환기장치를 구성하는 모터(130)를 구동하기 위한 구성이 도시되어 있다.2 and 3 is a conceptual diagram showing the main configuration of the ventilation device according to an embodiment of the present invention, the configuration for driving the motor 130 constituting the ventilation device of the present invention is shown.

급기팬(15) 및 배기팬(25)은 각 모터(130)에 의하여 구동되며, 상기 모터는 제어장치(100)에 의하여 그 속도가 제어된다.The air supply fan 15 and the exhaust fan 25 are driven by the respective motors 130, the speed of which is controlled by the control device 100.

상기 제어장치(100)는 운전 중인 모터(130)의 회전속도를 측정하고, 그 값으로 현재 덕트 내의 정압을 추정하며, 추정된 정압에 따라 자체 시운전을 통해 파악된 실제 모터의 목표 회전속도를 판단하여 상기 모터의 현재 회전 속도를 가속 또는 감속시킨다.The control device 100 measures the rotational speed of the motor 130 in operation, estimates the static pressure in the current duct by using the value, and determines the target rotational speed of the actual motor determined through the self test operation according to the estimated static pressure. To accelerate or decelerate the current rotational speed of the motor.

또한, 상기 제어장치(100)는 정풍량을 제공하기 위하여 급기모터 및 배기모터 중 적어도 하나 이상의 모터의 운전전류 및 회전속도를 측정하고, 그 값으로 현재 덕트 내의 정압을 추정하며, 추정된 정압에 따라 자체 시운전을 통해 파악된 실제 모터의 목표 회전속도를 판단하여 상기 모터의 현재 회전 속도를 가속 또는 감속시킬 수 있다.In addition, the control device 100 measures the operating current and the rotational speed of at least one of the air supply motor and the exhaust motor to provide a positive air flow amount, and estimates the static pressure in the current duct by using the value as the estimated static pressure. Accordingly, the target rotational speed of the actual motor determined through the self-test can be determined to accelerate or decelerate the current rotational speed of the motor.

여기서, 상기 제어장치(100)는 모터(130)의 현재 회전속도보다 목표 회전속도가 큰 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 가속시키고, 현재 회전속도보다 작은 값을 가지면 모터(130)의 회전속도를 감속시킨다.Here, the control device 100 accelerates the rotational speed of the motor when the target rotational speed is greater than the current rotational speed of the motor 130, and the rotation of the motor 130 when the control device 100 has a value smaller than the current rotational speed Slow down the speed.

도 2를 참조하면, 상기 제어장치(100)는 상기 모터(130)로 구동 펄스를 인가하는 모터 구동부(120) 및 상기 모터 구동부(120)의 동작 제어를 수행하는 제어부(110)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the control device 100 may include a motor driver 120 for applying a driving pulse to the motor 130 and a controller 110 for controlling the operation of the motor driver 120. have.

구체적으로, 제어장치(100)는 모터(130)의 목표 회전속도(RPM)를 지시하고, 측정된 모터(130)의 현재 회전속도(RPM)를 비교하는 제어부(110)와 입력받은 모터의 목표 회전속도에 따라 모터의 회전속도를 듀티값의 PMW신호로 변환하여 모터를 구동시키는 모터구동부(120)를 포함할 수 있다.Specifically, the control device 100 indicates the target rotational speed (RPM) of the motor 130, and compares the measured current rotational speed (RPM) of the motor 130 and the target of the input motor The motor driving unit 120 may convert the rotational speed of the motor into a PMW signal having a duty value to drive the motor according to the rotational speed.

도 3을 참조하면, 상기 모터 구동부(120)는 교류 전압을 직류 전압으로 변환하는 정류부(도시되지 않음)와 상기 제어부에서 입력된 모터의 목표 회전속도(목표 RPM) 및 상기 모터의 회전 속도에 대응되는 듀티(duty)값에 따라 상기 정류부에서 정류된 직류전압을 듀티(duty)값의 PWM전압으로 변조하는 구동 회로부(121)와 상기 PWM전압을 3상 전압으로 변화하여 모터(130)에 인가하는 인버터부(122) 및 상기 모터(130)의 회전속도를 측정하여 그 값을 구동 회로부(121)로 전달하는 홀 센서부(123)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the motor driver 120 corresponds to a rectifier (not shown) for converting an AC voltage into a DC voltage, a target rotational speed (target RPM) of the motor input from the controller, and a rotational speed of the motor. The driving circuit unit 121 modulates the DC voltage rectified by the rectifying unit into a PWM voltage having a duty value according to the duty value, and the PWM voltage is changed into a three-phase voltage and applied to the motor 130. It may include a Hall sensor unit 123 to measure the rotational speed of the inverter unit 122 and the motor 130 and transmit the value to the driving circuit unit 121.

상기 모터 구동부(121)에서는 정류부에서 발생된 직류전압이 모터에 인가되는 3상 전압에 맞는 전압크기가 되도록 PWM신호를 발생시킨다. PWM신호의 폭은 상기 제어부에서 인가된 모터의 목표 회전속도(운전 주파수) 및 듀티값에 의해 결정된다.The motor driver 121 generates a PWM signal such that the DC voltage generated from the rectifier is a voltage size corresponding to the three-phase voltage applied to the motor. The width of the PWM signal is determined by the target rotational speed (operation frequency) and the duty value of the motor applied by the controller.

인버터부(122)는 모터(130)에 구동전압을 인가하는 스위치 소자로서, 인버터부(122)는 PWM신호를 인가받아 직류전압을 3상 전압으로 변환하고, 모터(130)의 각 권선에 3상 전압을 공급하여 자계를 형성함으로써 모터(130)를 회전시킨다.The inverter unit 122 is a switch device for applying a driving voltage to the motor 130. The inverter unit 122 receives a PWM signal and converts a DC voltage into a three-phase voltage, The motor 130 is rotated by supplying a phase voltage to form a magnetic field.

이와 같이 모터(130)가 회전됨에 따라 모터(130)의 권선에는 역기전력이 발생하는 바, 이 역기전력을 상기 홀센서부(123)에서 회전자의 위치를 감지하여 모 터(130)의 모터(130)의 현재 회전속도를 측정할 수 있다.As the motor 130 is rotated as described above, a counter electromotive force is generated in the winding of the motor 130. The counter electromotive force is detected by the Hall sensor unit 123 to detect the position of the rotor. ) Can measure the current rotation speed.

여기서, 제어장치(100)는 샘플링 시간 동안 모터로부터 측정된 평균 듀티값을 구하여 현재 정압값을 추정하고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간에 포함된 경우에 모터의 현재 회전속도를 유지시킨다.Here, the control device 100 obtains an average duty value measured from the motor during the sampling time, estimates the current static pressure value, and the current rotation of the motor when the average duty value is included in the static air flow rate duty interval determined through the trial run. Maintain speed.

이와는 다르게, 상기 제어장치(100)는 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간의 최대값보다 큰 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 가속시키고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간의 회소값보다 작은 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 감속시킨다.In contrast, the control device 100 accelerates the rotational speed of the motor when the average duty value is greater than the maximum value of the static air flow rate duty interval determined through the trial run, and the average duty value is subjected to the trial run. When it has a value smaller than the found value of the determined static air flow rate duty period, the rotation speed of the motor is decelerated.

이하, 제어장치(100)의 구체적인 제어 동작을 설명하기 위하여 환기장치 및 팬의 정압-풍량 관계를 설명한다.Hereinafter, in order to explain a specific control operation of the control device 100, a static pressure-airflow relationship between the ventilation device and the fan will be described.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 정압-풍량 관계를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing the static pressure-air volume relationship of the ventilation apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 4의 (a)를 참조하면, 환기장치의 정압-풍량을 나타내는 증가선(L1 및 L2) 및 팬의 정압-풍량 특성(A)의 교점에서 목표 풍량(Q1, 환기량)이 결정되며, 외풍압이 시시각각 변동되어 증가한 경우에 덕트 내의 정압이 증가(L1 -> L2)하게 되면, 실제 환기량(Q2)은 목표 풍량(Q1) 보다 낮은 풍량으로 결정된다.Referring to Figure 4 (a), the target air flow rate (Q1, the ventilation amount) is determined at the intersection of the increase line (L1 and L2) indicating the static pressure-air flow rate of the ventilator and the static pressure-air flow characteristic (A) of the fan, If the static pressure in the duct increases (L1-> L2) when the wind pressure increases and fluctuates, the actual ventilation amount Q2 is determined to be lower than the target air volume Q1.

본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 제어방법은 목표 풍량(Q3)을 고정(정풍량)시킨 상태에서, 외풍에 의하여 정압이 증가(L1->L2)하여도, 모터의 회전 속도를 가속 제어하여 팬의 정압-풍량 특성(B)을 변화시킬 수 있다.In the control method of the ventilator according to an embodiment of the present invention, the rotational speed of the motor is accelerated even when the static pressure is increased (L1-> L2) by the external wind in the state where the target air volume Q3 is fixed (static air volume). The control can change the constant pressure-flow rate characteristic (B) of the fan.

정풍량(Constant Air Flow)은 최고 정압과 최저 정압 사이의 변동 범위에서 최대 기준 풍량과 최소 기준 풍량의 구간을 벗어나지 않은 상태의 풍량을 의미하고, 정풍량 제어는 정압 변동에 상관없이 공기 조화 영역에 공급되는 풍량을 일정하게 유지시키는 것이다.Constant air flow refers to the amount of air flow without departing from the range between the maximum reference air flow and the minimum reference air flow in the range of fluctuation between the highest static pressure and the lowest static pressure. The amount of air supplied is kept constant.

풍량은 공기 속도에 비례하므로, 공기의 속도를 조절함으로써 정압 변동에 관계없이 일정한 풍량을 유지할 수 있으며, 여기서, 본 발명은 공기의 속도를 측정하지 않고 이에 상응하는 모터(130)의 부하전류와 회전속도를 구하여 일정한 풍량이 유지되도록 한다.Since the air volume is proportional to the air speed, it is possible to maintain a constant air volume regardless of the static pressure fluctuation by adjusting the air speed, where the present invention does not measure the air speed, and the load current and rotation of the motor 130 corresponding thereto. Obtain the speed so that a constant amount of air is maintained.

또한, 모터의 회전속도와 정압 및 풍량은 자체 시운전을 통하여 파악될 수 있다. 즉, 모터의 회전속도를 알게 되면, 이에 따른 현재 정압 및 풍량을 알 수 있고, 반대로 현재 정압을 바탕으로 요구되는 풍량을 얻기 위한 모터의 목표 회전속도를 알 수 있다.In addition, the rotational speed, the static pressure, and the air volume of the motor can be grasped through self-testing. That is, when the rotational speed of the motor is known, the present static pressure and the amount of wind may be known, and conversely, the target rotational speed of the motor for obtaining the required amount of air based on the current static pressure may be known.

이하, 위와 같은 구조를 갖는 환기장치(1)의 덕트 내 정압 변동에 따른 모터의 제어방법을 구체적으로 살펴본다.Hereinafter, the control method of the motor according to the static pressure variation in the duct of the ventilator 1 having the above structure will be described in detail.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 제어방법을 나타내는 플로우 차트이다.5 and 6 are flowcharts illustrating a control method of a ventilation device according to an embodiment of the present invention.

도 5을 참조하면, 본 발명의 일 실시에에 따른 환기장치의 제어방법은 (a) 모터의 목표 회전속도를 입력하는 단계(S10); (b) 운전 중인 모터의 현재 회전속도를 측정하고, 그 값으로 현재 덕트 내의 정압을 추정하며, 추정된 정압에 따라 자체 시운전을 통해 파악된 실제 모터의 목표 회전속도를 판단하고, 입력된 목표 회전속도와 측정된 현재 회전속도를 비교하는 단계(S20); 및 (c) 상기 목표 회전속도 가 현재 회전속도보다 큰 경우에 모터의 회전속도를 감속(S40)시키고, 상기 목표 회전속도가 현재 회전속도보다 작은 경우에 모터의 회전속도를 가속(S30)시키는 단계를 포함한다.Referring to Figure 5, the control method of the ventilation apparatus according to an embodiment of the present invention (a) inputting a target rotational speed of the motor (S10); (b) Measuring the current rotational speed of the motor in operation, estimating the static pressure in the current duct by using the value, and determining the actual rotational speed of the actual motor identified through the self test run according to the estimated static pressure, and inputting the target rotation Comparing the speed with the measured current rotation speed (S20); And (c) decelerating the rotational speed of the motor when the target rotational speed is greater than the current rotational speed (S40), and accelerating the rotational speed of the motor (S30) when the target rotational speed is smaller than the current rotational speed. It includes.

한편, 상기 제어장치는 도 2 및 도 3을 통하여 설명한 제어장치(100)와 동일하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Meanwhile, since the control device is the same as the control device 100 described with reference to FIGS. 2 and 3, detailed description thereof will be omitted.

도 6을 참조하면, 제어부에서 모터의 목표 회전속도(RPM) 및 모터의 회전 속도에 대응되는 듀티값(듀티 지시 전압)이 모터 구동부로 입력(S100)되고, 상기 모터 구동부에서는 모터의 현재 회전속도(RPM)를 측정하여 현재 모터의 회전 속도에 대응되는 듀티값을 제어부로 전달한다.Referring to FIG. 6, in the controller, a duty value (duty indicating voltage) corresponding to the target rotational speed (RPM) of the motor and the rotational speed of the motor is input to the motor driving unit (S100), and the current rotational speed of the motor in the motor driving unit. (RPM) is measured and the duty value corresponding to the rotational speed of the current motor is transmitted to the controller.

제어부에서는 샘플링 시간 및 응답 시간이 설정될 수 있으며, 설정된 샘플링 시간에 도달(S200)하면 평균 듀티값을 계산(S300)한다. 상기 평균 듀티값은 샘플링 시간 동안의 듀티값의 합을 샘플링 시간으로 나눈 값이다. 이때 풍량은 일정하게 고정되며, 가변되는 정압에 따라 모터의 회전속도(운전 주파수)를 가변시키게 된다.The controller may set a sampling time and a response time, and when the set sampling time is reached (S200), the controller calculates an average duty value (S300). The average duty value is a value obtained by dividing the sum of the duty values during the sampling time by the sampling time. At this time, the air volume is fixed constantly, and the rotational speed (operation frequency) of the motor is varied according to the variable static pressure.

한편, 제어부는 홀 센서부에서 측정되며 모터 구동부로부터 전달받은 모터의 현재 회전속도와 구동 회로부로 전달한 모터의 목표 회전속도를 비교(S400)하여, 그 패드백을 다시 구동 회로부로 전달한다.On the other hand, the control unit compares the current rotational speed of the motor measured by the Hall sensor unit and the motor transmitted from the motor driving unit with the target rotational speed of the motor delivered to the driving circuit unit (S400), and transmits the pad back to the driving circuit unit.

상기 피드백은 평균 듀티값이 기설정된 듀티값의 범위 내에 포함되는 경우에는 모터의 현재 속도를 유지(S500)시키는 것으로 수행된다.The feedback is performed by maintaining the current speed of the motor (S500) when the average duty value is included in the range of the preset duty value.

한편, 평균 듀티값이 기설정된 정풍량 듀티 범위 내에 포함되어 있지 않은 경우에는 평균 듀티값이 기설정된 정풍량 듀티 구간의 상위구간에 포함되는지 여부(S600)를 판단한다.On the other hand, if the average duty value is not included in the predetermined constant air volume duty range, it is determined whether the average duty value is included in an upper section of the predetermined constant air volume duty interval (S600).

전술한 바와 같이, 풍량을 고정시킨 상태에서 정압의 변동에 따른 모터의 회전 속도는 실험적으로 얻을 수 있으며, 이러한 테이블에 따르면 정압에 따른 기설정된 듀티값(정풍량 듀티값)은 구간(범위)으로 나타난다.As described above, the rotational speed of the motor according to the change of the static pressure can be obtained experimentally while the air flow rate is fixed. According to this table, the preset duty value (static air flow duty value) according to the static pressure is a section (range). appear.

따라서 상기 테이블을 이용하면, 상기 평균 듀티값을 통해 현재 정압을 추정할 수 있으며, 추정된 정압을 바탕으로 기존 실험을 통해 확보된 데이터를 사용하여 모터의 실제 목표 회전속도(RPM)를 판단하여, 샘플링 시간 동안 모터 구동부에 입력되고 있는 현재 모터의 회전속도(RPM)과 비교하여 그 보상값을 입력함으로써, 환기장치의 정풍량 제어가 수행되는 것이다.Therefore, by using the table, it is possible to estimate the current static pressure through the average duty value, and to determine the actual target rotational speed (RPM) of the motor using the data obtained through the existing experiment based on the estimated static pressure, The amount of airflow control of the ventilation device is performed by inputting the compensation value compared with the rotational speed RPM of the current motor being input to the motor driving unit during the sampling time.

한편, 기설정된 듀티값이라 함은 정풍량 듀티값을 나타내며, 이러한 정풍량 듀티값은 정압과 풍량에 따라 실험적으로 결정할 수 있으며, 정압-풍량 특성 또한 실험적으로 결정할 수 있다. 또한, 펄스 폭제어를 수행하는 모터 구동 전압을 출력하여 듀티값이 제어되고, 구동펄스의 듀티값과 구동 전압은 선형성을 가지게 되며, 따라서 듀티값은 모터의 회전속도와 비례관계에 놓이게 된다.On the other hand, the preset duty value represents a constant air flow rate duty value, the constant air flow rate duty value can be determined experimentally according to the static pressure and the air flow rate, and the static pressure-air flow rate characteristics can also be determined experimentally. In addition, the duty value is controlled by outputting the motor driving voltage for performing the pulse width control, and the duty value and the driving voltage of the driving pulse have linearity, so that the duty value is in proportion to the rotational speed of the motor.

상기 피드백은 평균 듀티값이 기설정된 듀티값의 범위보다 상위 구간보다 큰 값, 즉 정풍량 듀티값의 범위의 최대값보다 큰 값을 갖는 경우에는 모터의 회전속도를 감속(S700)시키고, 평균 듀티값이 기설정된 듀티값의 범위보다 하위 구간보다 낮은 값, 즉 정풍량 듀티값의 범위의 최소값보다 작은 값을 갖는 경우에는 모터의 회전속도를 가속(S800)시키는 것으로 수행된다.The feedback decelerates the rotational speed of the motor (S700) when the average duty value is greater than the upper range than the preset duty value range, that is, the value is larger than the maximum value of the range of the constant airflow duty value (S700). When the value has a value lower than a lower section than the range of the preset duty value, that is, a value smaller than the minimum value of the range of the constant wind amount duty value, the rotation speed of the motor is accelerated (S800).

이와 같이 본 발명에 따른 환기장치 및 그 제어방법은 정풍량(Constant Air Flow)을 제공할 수 있어 덕트 내의 정압이 증가하는 경우에도 충분한 환기량을 제공할 수 있다.As described above, the ventilator and the control method thereof according to the present invention can provide a constant air flow rate and thus provide a sufficient amount of ventilation even when the static pressure in the duct increases.

또한, 별도의 정압 센서나 토출되는 풍량값을 측정하여 피드백하는 제어장치를 사용하지 않고도 팬 부하 모터의 전류와 속도 정보만 가지고 원하는 정풍량을 얻어내고, 이를 자체 시운전을 통해 파악한 팬 부하 모터의 운전 전류와 속도 정보로 팬의 운전특성을 실시간으로 자체 교정하여 더욱 정교한 정풍량을 제공할 수 있다.Also, without using a separate static pressure sensor or a control device that measures and feeds back the amount of discharged air, it obtains the desired amount of static air by using only the current and speed information of the fan load motor, and operates the fan load motor that is grasped through self-testing. Current and speed information can be used to self-calibrate the fan's operating characteristics in real time to provide more precise airflow.

아울러 외풍압의 증가에 따라 덕트 내의 정압이 증가하는 경우에 팬 모터의 회전 속도를 가속시킴으로써 일정한 환기량을 유지할 수 있고, 덕트 내의 정압이 감소하는 경우에 팬 모터의 회전 속도를 감속시킴으로써 불필요한 전력소모를 방지할 수 있다.In addition, when the static pressure in the duct increases as the external wind pressure increases, it is possible to maintain a constant ventilation amount by accelerating the rotational speed of the fan motor. It can prevent.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration, and those skilled in the art having various ordinary knowledge of the present invention may make various modifications, changes, and additions within the spirit and scope of the present invention. And additions should be considered to be within the scope of the following claims.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 요부 구성도.1 is a main configuration diagram of a ventilation device according to an embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 요부 구성을 나타내는 개념도.2 and 3 is a conceptual diagram showing the main configuration of the ventilation device according to an embodiment of the present invention.

도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 정압-풍량 관계를 나타내는 그래프.Figure 4 is a graph showing the pressure-air flow relationship of the ventilation device according to an embodiment of the present invention.

도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 환기장치의 제어방법을 나타내는 플로우 차트.5 and 6 is a flow chart showing a control method of the ventilation device according to an embodiment of the present invention.

Claims (10)

실외 공기를 실내 공간으로 흡입하기 위한 급기 유로를 형성하는 급기 덕트 및 상기 급기 덕트와 교차하며 실내 공기를 실외 공간으로 배기하기 위한 배기 유로를 형성하는 배기 덕트;An air supply duct forming an air supply passage for sucking outdoor air into the indoor space, and an air exhaust duct intersecting with the air supply duct and forming an air exhaust passage for exhausting indoor air into the outdoor space; 상기 급기 덕트의 일측에 마련되어 실외 공기를 실내 공간으로 흡입하기 위한 급기팬 및 상기 배기 덕트의 일측에 마련되어 실내 공기를 실외 공간으로 배기하기 위한 배기팬;An air supply fan provided on one side of the air supply duct to suck outdoor air into the indoor space, and an air exhaust fan provided on one side of the exhaust duct to exhaust indoor air to the outdoor space; 상기 급기 덕트와 배기 덕트의 교차 영역에 마련되며, 배기되는 실내 공기와 흡입되는 실외 공기가 열교환되는 전열 교환기;An electrothermal heat exchanger provided at an intersection area of the air supply duct and the air exhaust duct, the heat exchanger for exchanging indoor air to be exhausted and outdoor air to be sucked; 상기 급기팬 및 배기팬을 각각 회전시키는 급기모터 및 배기모터; 및An air supply motor and an exhaust motor which rotate the air supply fan and the exhaust fan, respectively; And 정풍량을 제공하기 위하여 급기모터 및 배기모터 중 적어도 하나 이상의 모터의 운전전류 및 회전속도를 측정하고, 그 값으로 현재 덕트 내의 정압을 추정하며, 추정된 정압에 따라 자체 시운전을 통해 파악된 실제 모터의 목표 회전속도를 판단하여 상기 모터의 현재 회전 속도를 가속 또는 감속시키는 제어장치를 포함하는 환기장치.In order to provide a constant air flow, the operating current and the rotational speed of at least one of the air supply motor and the exhaust motor are measured, the value of the current is estimated by the static pressure in the duct, and the actual motor obtained through self-testing according to the estimated static pressure. And a controller for determining a target rotational speed of the controller to accelerate or decelerate the current rotational speed of the motor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어장치는 모터의 현재 회전속도보다 목표 회전속도가 큰 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 가속시키고, 현재 회전속도보다 작은 값을 가지면 모터 의 회전속도를 감속시키는 것을 특징으로 하는 환기장치.And the control device accelerates the rotational speed of the motor when the target rotational speed is greater than the current rotational speed of the motor, and decelerates the rotational speed of the motor when the control device has a value smaller than the current rotational speed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어장치는 모터의 목표 회전속도를 지시하고, 측정된 모터의 현재 회전속도를 비교하는 제어부와 입력받은 모터의 목표 회전속도에 따라 모터의 회전속도를 듀티값의 PMW신호로 변환하여 모터를 구동시키는 모터구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 환기장치.The control device instructs the target rotational speed of the motor, converts the rotational speed of the motor into a PMW signal having a duty value according to the control unit comparing the measured current rotational speed of the motor and the input motor target rotational speed to drive the motor. Ventilation apparatus comprising a motor driving unit to. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제어장치는 샘플링 시간 동안 모터로부터 측정된 평균 듀티값을 구하여 현재 정압값을 추정하고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간에 포함된 경우에 모터의 현재 회전속도를 유지시키는 것을 특징으로 하는 환기장치.The controller obtains an average duty value measured from the motor during the sampling time, estimates the current static pressure value, and maintains the current rotational speed of the motor when the average duty value is included in the constant wind amount duty interval determined through trial run. Ventilation apparatus characterized in that. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제어장치는 샘플링 시간 동안 모터로부터 측정된 평균 듀티값을 구하여 현재 정압값을 추정하고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간의 최대값보다 큰 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 가속시키고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간의 회소값보다 작은 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 감속시키는 것을 특징으로 하는 환기장치.The controller obtains an average duty value measured from the motor during the sampling time, estimates the current static pressure value, and rotates the motor when the average duty value is larger than the maximum value of the constant air flow rate duty period determined through trial run. And accelerating the speed, and decelerating the rotational speed of the motor when the average duty value is smaller than the recovery value of the constant wind amount duty period determined through the trial run. 실내 또는 실외 공기를 실외 공간 또는 실내 공간으로 유동시키기 위한 유로가 형성된 덕트;A duct in which a flow path for flowing indoor or outdoor air to an outdoor space or an indoor space is formed; 상기 덕트의 일측에 마련되며 실내 또는 실외 공기를 실외 공간 또는 실내 공간으로 배기 또는 급기하기 위한 팬; A fan provided at one side of the duct and configured to exhaust or supply indoor or outdoor air to an outdoor space or an indoor space; 상기 팬을 회전시키기 위한 모터; 및A motor for rotating the fan; And 운전 중인 모터의 회전속도를 측정하고, 그 값으로 현재 덕트 내의 정압을 추정하며, 추정된 정압에 따라 자체 시운전을 통해 파악된 실제 모터의 목표 회전속도를 판단하여 상기 모터의 현재 회전 속도를 가속 또는 감속시키는 제어장치를 포함하는 환기장치.Measure the rotational speed of the motor in operation, estimate the static pressure in the current duct by using the value, and determine the target rotational speed of the actual motor identified through the self test according to the estimated static pressure to accelerate the current rotational speed of the motor or A ventilator comprising a control device to slow down. 덕트;와 상기 덕트 내부의 유로 상에 설치된 팬;과 팬을 회전시키는 모터; 및 공기 조화 영역에 정풍량을 제공하기 위하여 덕트 내의 정압의 증가 또는 감소에 따라 모터의 회전속도를 가속 또는 감속시키는 제어장치;를 포함하는 환기장치의 제어방법으로서,A fan installed on the flow path inside the duct; and a motor for rotating the fan; And a control device for accelerating or decelerating the rotational speed of the motor in accordance with the increase or decrease of the static pressure in the duct so as to provide a constant air volume in the air conditioning region. (a) 모터의 목표 회전속도를 입력하는 단계;(a) inputting a target rotational speed of the motor; (b) 운전 중인 모터의 현재 회전속도를 측정하고, 그 값으로 현재 덕트 내의 정압을 추정하며, 추정된 정압에 따라 자체 시운전을 통해 파악된 실제 모터의 목표 회전속도를 판단하고, 입력된 목표 회전속도와 측정된 현재 회전속도를 비교하는 단계; 및(b) Measuring the current rotational speed of the motor in operation, estimating the static pressure in the current duct by using the value, and determining the actual rotational speed of the actual motor identified through the self test run according to the estimated static pressure, and inputting the target rotation Comparing the speed with the measured current rotation speed; And (c) 상기 목표 회전속도가 현재 회전속도보다 큰 경우에 모터의 회전속도를 감속시키고, 상기 목표 회전속도가 현재 회전속도보다 작은 경우에 모터의 회전속도를 감속시키는 단계를 포함하는 환기장치의 제어방법.(c) decelerating the rotational speed of the motor when the target rotational speed is greater than the current rotational speed, and decelerating the rotational speed of the motor when the target rotational speed is less than the current rotational speed. Way. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제어장치는 모터의 목표 회전속도를 지시하고, 측정된 모터의 현재 회전속도를 비교하는 제어부와 입력받은 모터의 목표 회전속도에 따라 모터의 회전속도를 듀티값의 PMW신호로 변환하여 모터를 구동시키는 모터구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.The control device instructs the target rotational speed of the motor, converts the rotational speed of the motor into a PMW signal having a duty value according to the control unit comparing the measured current rotational speed of the motor and the input motor target rotational speed to drive the motor. A control method of a ventilation device comprising a motor driving unit to. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제어장치는 샘플링 시간 동안 모터로부터 측정된 평균 듀티값을 구하여 현재 정압값을 추정하고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간에 포함된 경우에 모터의 현재 회전속도를 유지시키는 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.The controller obtains an average duty value measured from the motor during the sampling time, estimates the current static pressure value, and maintains the current rotational speed of the motor when the average duty value is included in the constant wind amount duty interval determined through trial run. Method of controlling the ventilation device, characterized in that. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제어장치는 샘플링 시간 동안 모터로부터 측정된 평균 듀티값을 구하여 현재 정압값을 추정하고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간의 최대값보다 큰 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 가속시키고, 상기 평균 듀티값이 시운전을 통해 파악된 정풍량 듀티 구간의 회소값보다 작은 값을 갖는 경우에 모터의 회전속도를 감속시키는 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.The controller obtains an average duty value measured from the motor during the sampling time, estimates the current static pressure value, and rotates the motor when the average duty value is larger than the maximum value of the constant air flow rate duty period determined through trial run. And accelerating the speed and decelerating the rotational speed of the motor when the average duty value is smaller than the recovery value of the static air flow rate duty period determined through the trial run.
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KR20150059975A (en) * 2013-11-25 2015-06-03 삼성전자주식회사 Air conditioner and method for control of air conditioner
KR101963411B1 (en) * 2018-12-19 2019-03-28 김규현 Constant Airflow control method

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