KR20110061383A - 버스 공조 시스템 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

버스 공조 시스템의 운영 조건을 운전자의 주관이 아닌 승객의 쾌적감 지수를 이용하여 버스 공조 시스템을 제어하는 버스 공조 시스템 제어 방법이 제공된다. 상기 버스 공조 시스템 제어 방법은 a) 승객석 각 영역별 대표 온도들을 측정하는 단계; b) 각 운행 시기별, 태양열 평균 복사 온도, 승객의 활동량, 착의량 데이터, 및 각 운전 모드가 풍속에 따른 실내 각 부분의 대류 열전달 계수 데이터를 데이터베이스화하고 있는 메모리로부터, 현재의 운행 시기 및 운전 모드에 따른 데이터들을 독출하는 단계; c) 상기 단계 a)에 의해 측정된 각 영역별 대표 온도들 및 단계 b)에 의해 독출된 데이터를 기초로 실시간 등가 온도를 구하는 단계; 및 d) 상기 단계 c)에서 구한 실시간 등가 온도 및 계절별 최적 등가 온도를 대비하는 단계; 및 e) 상기 단계 d)의 대비 결과를 기초로, 상기 버스 공조 시스템을 제어하는 단계를 포함한다.
버스, 공조, 등가 온도, 최적

Description

버스 공조 시스템 제어 방법{Method of controlling bus air conditioner system}
본 발명은 버스 공조 시스템을 제어 하는 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 버스 공조 시스템의 운영 조건을 운전자의 주관이 아닌 승객의 쾌적감 지수를 이용하여 버스 공조 시스템을 제어하는 버스 공조 시스템 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 공조 시스템은 계절에 따라 냉기 또는 온기를 차내로 공급하여 차내에 쾌적한 공기조화 환경을 제공함으로써, 탑승자에게 쾌적한 환경을 제공하기 위해 사용된다. 대부분의 차량에 있어서, 공조 시스템은 운전자가 조작하도록 구성되어, 가능한 그 조작이 간편하여야 함은 물론이며, 공조시스템의 작동시 차내의 전체 공간에 걸쳐서 균일한 온도의 공기를 공급하여 탑승자 모두에게 쾌적한 공기조화 환경을 제공할 수 있도록 구성하는 것이 중요하다. 차량의 공조 시스템은 냉방 장치와 난방 장치가 거의 일체화 제작되어 그 조작을 단순화되어 있다. 또한 차내를 균일한 온도로 조절 및 유지하는 공조 시스템이 상당한 수준까지 개발되어 있다.
도 1 및 도 2는 버스 공조 시스템으로 종래 적용되고 있는 에어로 FATC 시스템 및 유니버스 공조 시스템의 운전 방식을 각각 나타낸 도면들이다.
도 1의 에어로 FATC 시스템의 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 내외 기온의 비교를 통해 공조 시스템의 운전을 제어하기 때문에, 대표적인 내부 기온의 산출이 어렵고, 센서의 신뢰성 확보에 어려움이 있다. 또한, 쾌적함은 온도, 일사량, 및 풍속 등에 의해 복합적으로 결정되나, 에어로 FATC 시스템은 단순히 내외 기온만을 이용하여 공조 시스템을 제어하기 때문에 승객의 상태를 충분히 반영하는데에 어려움이 있다. 그리고, 대형 버스와 같은 대공간의 불균일한 환경 조건이 충분히 제어에 반영되지 않는 문제가 있다.
도 2에 나타낸 유니버스 공조 시스템의 경우에는, 승용차 타입의 제어 방식을 채택하고 있어, 난방의 경우 수동 조작으로 전후방을 상이하게 조절하고, 리턴 그릴 측의 내기온 센서와 설정 온도 사이의 차이에 따라 냉방 모드의 경우 송풍량을 자동 조절할 수 있으나, 운전 조건 선정이 운전자의 주관적인 판단에 의존함으로써 탑승객의 상태를 정확히 반영치 못하는 문제가 있다.
따라서, 외부의 환경 및 승객의 상태에 따라, 운전자의 주관이 아닌 보다 객관적으로 버스 승객들에게 쾌적함을 줄 수 있는 버스 공조 시스템 제어 방법이 필요하다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 버스 공조 시스템의 운영 조건을 운전자의 주관이 아닌 승객의 쾌적감 지수를 이용하여 버스 공조 시스템을 제어하는 버스 공조 시스템 제어 방법를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 버스 공조 시스템 제어 방법은, 버스 공조 시스템을 제어하는 방법으로서, a) 승객석 각 영역별 대표 온도들을 측정하는 단계; b) 각 운행 시기별, 태양열 평균 복사 온도, 승객의 활동량, 착의량 데이터, 및 각 운전 모드가 풍속에 따른 실내 각 부분의 대류 열전달 계수 데이터를 데이터베이스화하고 있는 메모리로부터, 현재의 운행 시기 및 운전 모드에 따른 데이터들을 독출하는 단계; c) 상기 단계 a)에 의해 측정된 각 영역별 대표 온도들 및 단계 b)에 의해 독출된 데이터를 기초로 실시간 등가 온도를 구하는 단계; 및 d) 상기 단계 c)에서 구한 실시간 등가 온도 및 계절별 최적 등가 온도를 대비하는 단계; 및 e) 상기 단계 d)의 대비 결과를 기초로, 상기 버스 공조 시스템을 제어하는 단계를 포함한다.
상기 실시간 등가 온도 teq
Figure 112009074254106-PAT00001
이며,
여기서, M은 승객의 활동량, W은 착의량, va는 공기 평균 속도, 및
Figure 112009074254106-PAT00002
은 태양열 평균 복사 온도이며, 상기 태양열 평균 복사 온도
Figure 112009074254106-PAT00003
Figure 112009074254106-PAT00004
이며,
여기서, Ac는 실내 표면적, Aw는 유리창 면적, ta는 공기 온도, 및 tw는 유리창 온도이다.
상기 승객의 활동량 M 및 착의량 W은 상수이며, 상기 공기 평균 속도 va는 상기 버스 공조 시스템의 덕트 토출량이 이용된다.
상기 공조 시스템은 하나 이상의 냉방용 블로우 및 하나 이상의 난방용 블로우를 포함하며, 상기 단계 e)의 상기 공조 시스템 제어는 상기 하나 이상의 냉방용 블로우 및 상기 하나 이상의 난방용 블로우를 각각 제어한다.
본 발명에 의하면, 공조 시스템의 운행을 운전자의 주관이 아니라 승객의 쾌적함 지수를 이용하여, 버스 객석의 영역별로 온도를 조절함으로써, 버스의 운행 중 실내 환경을 향상시킬 수 있게 된다.
이하, 첨부된 예시 도면에 의거하여 본 발명의 실시예에 따른 버스 공조 시 스템 제어 방법을 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 버스 공조 시스템 제어 방법이 적용될 수 있는 버스 공조 시스템 제어 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명이 적용되는 버스 공조 시스템 제어 장치는 하나 이상의 센서(310) 및 하나 이상의 블로우(330)를 포함하는 버스 공조 시스템(300), 본 발명에 따른 데이터를 D/B화하여 저장하는 메모리(200) 및 본 발명에 따라 상기 버스 공조 시스템(300)을 제어하기 위한 마이콤(100)을 포함한다.
상기 센서들(310)은 버스 내부의 각 영역에 설치되어 설치된 영역의 온도들을 각각 감지하고, 그 감지 결과들을 상기 마이콤(100)에 제공한다.
상기 메모리(200)에는 본 발명에 따라 공조 시스템의 제어하는 데에 필요한 데이터들이 저장된다. 예컨대, 상기 메모리(200)에는 버스의 운행 시기별 태양열 평균 복사 온도, 승객의 활동량 및 착의량, 및 상기 공조 시스템(300)의 각 운전 모드의 풍속에 따른 실내 각 부분의 대류 열전달 계수 데이터가 사전에 수치 해석을 통해 미리 DB화하여 저장된다.
또한, 상기 마이콤(100)은 이하에서 상세히 설명하게 될 본 발명에 따른 제어 방법에 따라 상기 공조 시스템(300)을 제어한다.
한편, 상기 공조 시스템(300)은 도 5에 도시된 바와 같이, 객실 내의 상부에 설치되는 냉방 덕트(350)와 객실 하부에 설치되는 난방 덕트(370)를 포함하며, 상기 냉방 덕트(350) 및 상기 난방 덕트(370)에는 상술한 하나 이상의 블로우(330)가 설치된다. 예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이, 냉방 덕트(350)에 3개의 블로우들 그 리고 난방 덕트(370)에는 2개의 블로우들이 설치될 수 있다. 또한, 덕트들 내부에는 공기를 전후 방향으로 유도할 수 있는 가이드 베인(도시하지 않음)이 설치된다. 따라서, 상기 마이콤(100)은 상기 버스의 객실 전후방 블로우들을 개별 제어함으로써, 객실의 전후방 냉난방을 개별적으로 조절할 수 있게 된다. 예를 들면, 난방시 전방보다 후방의 온도가 낮을 경우 전방에 많은 양의 난방용 공기를 불어내도록 함으로써 전체적으로 온도가 일정한 쾌적한 상태를 유지하도록 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 버스 공조 시스템 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 기술한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 버스 공조 시스템 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 4를 참조하면 먼저, 상기 공조 시스템(300)의 센서들(310)은 버스 내부의 각 영역별 대표 온도들을 측정하고, 그 측정 결과를 상기 마이콤(100)에 제공한다(S1).
상기 마이콤(100)은 각 운행 시기별, 태양열 평균 복사 온도, 승객의 활동량, 착의량 데이터, 및 각 운전 모드가 풍속에 따른 실내 각 부분의 대류 열전달 계수 데이터를 데이터베이스화하고 있는 상기 메모리(200)로부터, 현재의 운행 시기 및 운전 모드에 따른 데이터들을 독출한다(S2).
이어, 마이콤(100)은 상기 단계 S1에 의해 측정된 각 영역별 대표 온도들 및 단계 S2에서 독출한 데이터를 기초로 실시간 등가 온도를 구한다(S3).
상기 마이콤(100)은 상기 실시간 등가 온도 teq를 하기의 식을 이용하여 구한다.
Figure 112009074254106-PAT00005
상기 식에서 M은 승객의 활동량, W은 착의량, va는 공기 평균 속도, 및
Figure 112009074254106-PAT00006
은 태양열 평균 복사 온도이다.
또한 상기 마이콤(100)은 상기 태양열 평균 복사 온도
Figure 112009074254106-PAT00007
를 하기의 식을 통해 얻을 수 있다.
Figure 112009074254106-PAT00008
상기 식에서, Ac는 실내 표면적, Aw는 유리창 면적, ta는 공기 온도, 및 tw는 유리창 온도이다. 상기 식에서, 바람직하게는 상기 승객의 활동량 M 및 착의량 W은 상수로서 상기 메모리(200)에 사전에 저장된다. 또한, 상기 공기 평균 속도 va는 상기 버스 공조 시스템(300)의 덕트(도시하지 않음) 토출량과 동일하다.
이어, 마이콤(100)은 상기 단계 S3)에서 구한 실시간 등가 온도 및 계절별 최적 등가 온도를 대비한 후, 그 대비 결과를 기초로, 상기 버스 공조 시스템(300)의 상기 냉난방 덕트들(350, 370)에 설치된 냉난방 블로우들(330)을 각각 제어한 다. 또한, 버스 내의 공간을 복수개의 영역으로 구분하고, 구분된 영역에서 개별적인 대비결과를 토대로 블로우들(330)의 토출 공기량을 제어함으로써 버스 내의 불균형한 온도 분포를 방지한다. 그 결과 전체적으로 쾌적한 상태를 유지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 버스의 내부의 온도를 계절별, 시간대별, 및 영역별로 제어함으로써, 객실의 실내 환경을 보다 쾌적하게 유지할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 버스 공조 시스템에 적용되고 있는 에어로 FATC 시스템의 운전 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래의 버스 공조 시스템에 적용되고 있는 유니버스 공조 시스템의 운전 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 버스 공조 시스템 제어 방법이 적용될 수 있는 버스 공조 시스템 제어 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 버스 공조 시스템 제어 방법의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 버스 공조 시스템의 냉방 덕트 및 난방 덕트에 설치되는 블오우들을 설명하기 위한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 마이콤 200: 메모리
300: 공조 시스템 310: 센서
330: 블로우

Claims (3)

  1. 버스 공조 시스템을 제어하는 방법으로서,
    a) 승객석 각 영역별 대표 온도들을 측정하는 단계;
    b) 각 운행 시기별, 태양열 평균 복사 온도, 승객의 활동량, 착의량 데이터, 및 각 운전 모드가 풍속에 따른 실내 각 부분의 대류 열전달 계수 데이터를 데이터베이스화하고 있는 메모리로부터, 현재의 운행 시기 및 운전 모드에 따른 데이터들을 독출하는 단계;
    c) 상기 단계 a)에 의해 측정된 각 영역별 대표 온도들 및 단계 b)에 의해 독출된 데이터를 기초로 실시간 등가 온도를 구하는 단계; 및
    d) 상기 단계 c)에서 구한 실시간 등가 온도 및 계절별 최적 등가 온도를 대비하는 단계; 및
    e) 상기 단계 d)의 대비 결과를 기초로, 상기 버스 공조 시스템을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 버스 공조 시스템 제어 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 실시간 등가 온도 teq
    Figure 112009074254106-PAT00009
    이며,
    여기서, M은 승객의 활동량, W은 착의량, va는 공기 평균 속도, 및
    Figure 112009074254106-PAT00010
    은 태양열 평균 복사 온도이며,
    상기 태양열 평균 복사 온도
    Figure 112009074254106-PAT00011
    Figure 112009074254106-PAT00012
    이며,
    여기서, Ac는 실내 표면적, Aw는 유리창 면적, ta는 공기 온도, 및 tw는 유리창 온도인 것 특징으로 하는 버스 공조 시스템 제어 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공조 시스템은 하나 이상의 냉방용 블로우 및 하나 이상의 난방용 블로우를 포함하며, 상기 단계 e)의 상기 공조 시스템 제어는 상기 하나 이상의 냉방용 블로우 및 상기 하나 이상의 난방용 블로우를 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 버스 공조 시스템 제어 방법.
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