KR20120017840A - 공기조화시스템의 제어방법 - Google Patents

공기조화시스템의 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20120017840A
KR20120017840A KR1020100080721A KR20100080721A KR20120017840A KR 20120017840 A KR20120017840 A KR 20120017840A KR 1020100080721 A KR1020100080721 A KR 1020100080721A KR 20100080721 A KR20100080721 A KR 20100080721A KR 20120017840 A KR20120017840 A KR 20120017840A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air conditioning
conditioning system
operation mode
temperature
temperature difference
Prior art date
Application number
KR1020100080721A
Other languages
English (en)
Inventor
박희웅
천만호
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020100080721A priority Critical patent/KR20120017840A/ko
Publication of KR20120017840A publication Critical patent/KR20120017840A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46—Improving electric energy efficiency or saving
    • F24F11/47—Responding to energy costs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/65—Electronic processing for selecting an operating mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2140/00—Control inputs relating to system states
    • F24F2140/60—Energy consumption

Abstract

본 발명은 공기조화시스템의 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 전기요금 피크타임제의 시간대에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어함으로써 공기조화시스템의 작동으로 인해 발생되는 전기요금을 절감할 수 있는 공기조화시스템의 제어방법에 관한 것이다.

Description

공기조화시스템의 제어방법{A METHOD FOR CONTROLLING AIR CONDITIONING SYSTEM}
본 발명은 공기조화시스템의 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 전기요금 피크타임제의 시간대에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어함으로써 공기조화시스템의 작동으로 인해 발생되는 전기요금을 절감할 수 있는 공기조화시스템의 제어방법에 관한 것이다.
가정에서 사용되는 가전제품 또는 사무실에서 사용되는 사무기기등과 같은 전기제품이 작동하기 위한 전력은 일반적으로 한국전력공사에서 운영하는 전력발전소와, 송전선로, 그리고, 배선선로의 순서를 통하여 공급되는 것이 특징이다.
이는 분산전원이 아닌 중앙전원의 성격을 가지고 있으며, 중앙에서 주변부로 퍼져나가는 방사형구조이고, 수요자 중심이 아닌 단방향의 공급자 중심이라는 특징을 가지고 있다.
또한, 그 기술기반은 아날로그 또는 전자기계적이고, 사고시 수동적으로 복구되어야하고, 설비 또한 수동적으로 복구되어야 한다는 문제점이 있었다.
전기에 대한 가격의 정보도 실시간으로 알 수 있는 것이 아니라, 전력거래소를 통하여 제한적으로만 알 수 있었고, 가격제도 또한 시간대에 따라 가변적이고 전기요금이 가장 비싼 시간대인 전기요금 피크시간대를 포함하는 전기요금 피크타임제가 각 분야별로 일부 시행되고 있지만 가격변화를 통한 수요자에 대한 인센티브와 같은 유인책을 사용할 수 없다는 문제점도 있었다.
이러한 문제점을 해결하고, 에너지의 효율성을 제고하기 위하여 최근에는 스마트 그리드(Smart Grid, 지능형 전력망)에 대한 연구가 활발하게 진행중이다.
스마트 그리드라 함은 현대화된 전력기술과 정보통신 기술의 융합과 복합을 통하여 구현된 차세대 전력시스템 및 이의 관리체제를 의미한다.
상술한 바와 같이, 현재의 전력망은 중앙에 집중되고 생산자가 통제하는 수직적, 중앙 집중적인 네트워크인 반면에, 스마트 그리드는 공급자에게 덜 집중되어 있고, 수요자와 공급자 간의 상호작용을 가능케 해주는 수평적, 협력적, 분산적 네트워크이다.
스마트 그리드에서는 모든 전기기기, 전력저장장치 및 분산된 전원이 네트워크로 연결되어 수요자와 공급자 간의 상호작용을 가능하게 하므로, 스마트 그리드를 "에너지 인터넷"으로 부르기도 한다.
한편, 전기제품의 사용시 실시간으로 전력요금을 판단하고, 전력요금의 피크타임을 인식하게 하여, 그 시간에서의 전기제품의 사용을 가급적 자제시킴으로써 전기요금을 절약할 수 있는 전기제품 및 그 제어방법에 대한 필요성이 제기되어 왔다.
특히, 공기조화시스템의 가동(예를 들어, 공기조화시스템의 압축기의 가동)으로 인해 발생되는 전기요금은 가정 또는 산업 현장에서 발생되는 전기요금 중 상당한 비중을 차지하는바, 전력요금이 피크값이 되는 시간대에 공기조화시스템의 가동을 가급적 자제시키는 공기조화시스템의 제어방법에 대한 필요성이 제기되어 왔다.
본 발명의 목적은 공기조화시스템의 작동을 전기요금 시간대에 따라 제어함으로써 공기조화시스템으로 인해 발생되는 전기요금을 절감할 수 있는 공기조화시스템의 제어방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 공기조화시스템의 작동으로 인해 발생되는 전기요금을 절감하면서 동시에 실내 재실자가 실내 생활하는데 불편이 없도록 실내의 온도를 조절하는 공기조화시스템의 제어방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 과제 해결 수단은, 함하는 공기조화시스템의 제어방법이다.
본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, 본 발명은 공기조화시스템의 작동을 전기요금 시간대에 따라 제어함으로써 공기조화시스템으로 인해 발생되는 전기요금을 절감할 수 있는 효과가 있고, 동시에 실내 재실자가 실내 생활하는데 불편이 없도록 실내의 온도를 조절하는 효과가 있다. 이로 인해, 본 발명은 사용자 또는 실내 재실자에게 전기요금의 절감이라는 경제적 이익과 실내 생활의 쾌적함을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 스마트 그리드의 개략도이고,
도 2는 본 발명과 관련된 전력공급네트워크 시스템의 개략도이고,
도 3은 본 발명에 따른 공기조화시스템의 개략적인 구성도이고,
도 4는 본 발명에 따른 공기조화시스템의 제어방법의 순서흐름도이고,
도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 전기요금정보 수신단계에서 수신된 전기요금에 대한 그래프, 공기조화시스템을 예비작동모드로 작동시킨 경우 시간에 따른 온도의 변화 및 압축기 주파수의 변화에 대한 그래프이고,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 작동모드 선택단계의 세부적인 순서흐름도이고,
도 7은 본 발명의 제1실시예의 추가 실시예에 따른 작동모드 선택단계의 세부적인 순서흐름도이고,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 작동모드 선택단계의 세부적인 순서흐름도이고,
도 9는 본 발명의 제2실시예의 추가 실시예에 따른 작동모드 선택단계의 세부적인 순서흐름도이고,
도 10은 본 발명의 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드가 통상작동모드인 경우 작동단계의 세부적인 순서흐름도이고,
도 11는 본 발명의 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드가 예비작동모드인 경우 작동단계의 세부적인 순서흐름도이다.
이하 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 참고로, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불명확하게 할 염려가 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 스마트 그리드의 개략도에 관한 것으로서, 스마트 그리드는 화력발전이나 원자력발전 또는 수력발전을 통하여 전력을 발생시키는 발전소와, 신재생에너지인 태양광 또는 풍력을 이용한 태양광 발전소와 풍력발전소를 포함한다.
그리고, 상기 화력발전 또는 원자력발전소 또는 수력발전소는 송전선을 통하여 전력소로 전력을 보내고, 전력소에서는 변전소로 전기를 보내어 전기가 가정이나 사무실 같은 수요처로 분배되도록 한다.
그리고, 신재생 에너지에 의하여 생산된 전기도 변전소로 보내져 각 수요처로 분배되도록 한다. 그리고, 변전소에서 송전된 전기는 전력저장장치를 거쳐서 사무실이나 각 가정으로 분배된다.
가정용 전력네트워크(HAN, Home Area Network)를 사용하는 가정에서도 태양광이나 PHEV(하이브리드 전기자동차, Plug in Hybrid Electric Vehicle)에 장착된 연료전지를 통하여 전기를 자체적으로 생산하여 전기를 자체공급할 수 있고, 남는 전기는 외부에 되팔수도 있다.
그리고, 사무실이나 가정에는 스마트 계측장치가 마련되어서 각 수요처에서 사용되는 전력 및 전기요금을 실시간을 파악할 수 있고, 이를 통하여 사용자는 현재 사용되는 전력량 및 전기요금을 인지하여 상황에 따라 전력소모량이나 전기요금을 줄이는 방안을 강구할 수 있다.
한편, 상기 발전소, 전력소, 저장장치 및 수요처는 양방향 통신이 되기 때문에 수요처에서 일방적으로 전기를 받도록 하는 것만을 떠나서, 수요처의 상황을 저장장치, 전력소, 발전소로 통지함으로써 수요처의 상황에 맞게 전기 생산 및 전기분배를 수행할 수 있게 된다.
한편, 상기 스마트 그리드에서는 수요처의 실시간 전력관리 및 소요전력의 실시간 예측을 담당하는 에너지관리장치(30)(EMS, Energy Management System) 및 전력의 소모량을 실시간으로 계측하는 계측장치(AMI,Advanced Metering infrastructure)가 중추적인 역할을 담당한다.
여기서 스마트 그리드 하에서의 계측장치는 오픈 아키텍쳐를 근거로 하여 소비자를 통합하려는 기반기술로서 소비자에게는 전기를 효율적으로 사용하도록 하고, 전력공급자에게는 시스템상의 문제를 탐지하여 시스템을 효율적으로 운영할 수 있는 능력을 제공한다.
여기서, 오픈아키텍쳐란 일반적인 통신망과는 달리 스마트 그리드 시스템에서 전기기구가 어느 제조업체에서 제조되었는지 상관없이 모든 전기기구가 서로 연결될 수 있도록 하는 기준을 의미한다.
따라서, 상기 스마트 그리드에서 사용되는 계측장치는 "가격 대 장치(Prices to Devices)" 와 같은 소비자 친화적인 효율성 개념을 가능케 한다.
즉, 전력시장의 실시간 가격신호가 각 가정에 설치된 에너지관리장치(EMS)(30)를 통하여 중계되며, 에너지관리장치(EMS)(30)는 각 전기장치와 통신을 하며 이를 제어하므로 사용자는 에너지관리장치(EMS)(30)를 보고 각 전기장치의 전력정보를 인식하고 이를 기초로 소모전력량이나 전기요금 한계설정 등과 같은 전력정보처리를 수행함으로써 에너지 및 비용을 절약할 수 있다.
여기서 에너지관리장치(EMS)(30)는 사무실이나 가정에서 사용되는 로컬에너지관리장치(EMS)(30)와, 상기 로컬에너지관리장치(EMS)(30)와 양방향 통신을 하여 로컬에너지관리장치(EMS)(30)에서 취합된 정보를 처리하는 중앙에너지관리장치(EMS)(30)로 구성되는 것이 바람직하다.
스마트 그리드에서 공급자와 수요자간의 전력정보에 관한 실시간 통신이 가능하게 되기 때문에, "실시간 전력망 반응"을 현실화시킬 수 있고, 이에 따라서, 피크 수요(peak demand)를 맞추는데 소요되는 높은 비용을 줄일 수 있다.
도 2는 스마트 그리드의 주요 수요처인 가정에서의 전력공급네트워크 시스템(10)을 도시한 것이다.
상기 전력공급네트워크 시스템(10)은 각 가정에 공급되는 전력 및 전기요금, 전력소비피크타임구간 또는 전기요금 피크시간대를 실시간으로 측정할 수 있는 계측장치(스마트미터)(20)와, 상기 계측장치(스마트미터)(20)와 연결되며 가전장치와 같은 복수개의 전기장치와 연결되고 이들의 동작을 제어하는 에너지관리장치(EMS)(30)을 구비한다.
여기서, 상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 현재의 전기 소모상태 및 외부의 환경(온도, 습도)를 표시하는 화면(31)을 구비하고, 사용자의 조작이 가능한 입력버튼(32) 등을 구비한 단말기 형태로 마련되는 것이 바람직하다.
상기 에너지관리장치(EMS)(30)는 다시 가정 내부의 네트워크망을 통하여 냉장고(101), 세탁기 및 건조기(102), 공기조화시스템(110), TV(105) 또는 조리기기(104)와 같은 전기제품과 연결되어, 이들과 양방향 통신을 하게 된다.
집안 내부에서의 통신은 무선 또는 PLC(Power Line Communication)와 같은 유선을 통하여 이루어질 수 있다.
그리고, 각 전기제품들도 다른 전기제품들과 연결되어 통신이 가능해지도록 배치하는 것이 바람직하다.
도 3은 본 발명에 따른 공기조화시스템의 개략적인 구성도 또는 배치도이다. 본 발명에 따른 공기조화시스템은 실내의 재실자가 실내 생활시에 쾌적함을 느낄 수 있도록 실내의 온도를 조절한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화시스템은 실내의 공기와 냉매가 열교환하는 실내측 열교환기(도시되지 않음) 및 실내 송풍팬(112)을 포함하는 적어도 하나 이상의 실내기(111), 실외의 공기와 냉매가 열교환하는 실외측 열교환기(도시되지 않음), 실외 송풍팬(114) 및 냉매를 압축하고 냉매의 유속 및 유량을 조절하는 압축기(113)를 포함하는 적어도 하나 이상의 실외기(115), 냉매의 압력을 감소시키는 팽창 밸브(도시되지 않음), 냉매가 유동할 수 있도록 상기 실내기(111), 상기 실외기(115) 및 상기 팽창 밸브를 연결하는 냉매관(도시되지 않음) 및 서로 통신할 수 있도록 상기 실외기(115)와 상기 실외기(115)를 연결하는 통신선(117)을 포함한다. 여기서, 압축기(113)는 하나의 실외기(115) 내에 압축기(113)의 작동 주파수 또는 공기조화시스템에 포함되는 압축기(113)의 전체 수량 중 압축기(113)의 작동수량에 따라 냉매의 유량을 조절할 수 있어 공기조화시스템의 냉방량 또는 난방량을 조절할 수 있는 구성요소이나, 공기조화시스템의 구성요소 중 전력을 가장 많이 소비하는 구성요소 중 하나이기도 하다.
본 발명에 따른 공기조화시스템은, 실내기(111)의 실내 송풍팬(112) 및 실외기(115)의 실외 송풍팬(114) 중 적어도 하나 이상의 송풍팬의 작동주파수, 또는 실외기(115)에 포함된 압축기(113)의 작동주파수, 또는 상기 적어도 하나 이상의 실외기(115)에 포함된 복수개의 압축기(113)의 작동수량 중 적어도 하나 이상을 조절함으로써 공기조화시스템의 냉각량 또는 난방량을 제어할 수 있다.
즉, 공기조화시스템의 냉방량 또는 난방량을 증가시키기 위해서, 공기조화시스템의 제어부 또는 에너지관리장치(30)는 실내 송풍팬(112) 및 실외 송풍팬(114) 중 적어도 하나 이상의 송풍팬을 고주파수로 작동시키거나, 및/또는 실외기(115)에 포함된 압축기(113)(예를 들어, 인터버 압축기(113))를 고주파수로 작동시키거나, 및/또는 상기 적어도 하나 이상의 실외기(115)에 포함된 복수개의 압축기(113)의 작동수량을 증가시키도록 공기조화시스템을 제어한다. 반대로, 공기조화시스템의 냉방량 또는 난방량을 감소시키기 위해서, 공기조화시스템의 제어부 또는 에너지관리장치(30)는 실내 송풍팬(112) 및 실외 송풍팬(114) 중 적어도 하나 이상의 송풍팬을 저주파수로 작동시키거나, 및/또는 실외기(115)에 포함된 압축기(113)(예를 들어, 인터버 압축기(113))를 저주파수로 작동시키거나, 및/또는 상기 적어도 하나 이상의 실외기(115)에 포함된 복수개의 압축기(113)의 작동수량을 감소시키도록 공기조화시스템을 제어한다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화시스템은, 상기 공기조화시스템과 양방향 통신하고 각 가정에 공급되는 전력 및 전기요금, 전력소비피크타임구간 또는 전기요금 피크시간대를 실시간으로 측정할 수 있는 계측장치(스마트미터)(20)와 양방향 통신하는 에너지관리장치(30)(Energy Management System, EMS)를 포함한다. 게다가, 본 발명에 따른 공기조화시스템은, 실내의 온도를 측정하고 시간 변화에 따른 실내의 온도변화율을 계산하는 온도센서(119)를 포함하며, 상기 온도센서(119)는 상기 실내기(111)에 설치되며, 상기 에너지관리장치(30)와 통신 방식으로 연결되어 있다.
본 발명에 따른 공기조화시스템은 재실자의 선택에 따라 난방 모드 또는 냉방 모드로 작동될 수 있다. 공기조화시스템이 냉방 모드로 운전되는 경우(즉, 냉방량을 제어하는 경우) 실내측 열교환기는 증발기로서 작동하고 실외측 열교환기는 응축기로서 작동하여 실내의 온도를 하강시키고, 반대로 공기조화시스템이 난방 모드로 운전되는 경우(즉, 난방량을 제어하는 경우) 실내측 열교환기는 응축기로서 작동하고 실외측 열교환기는 증발기로서 작동하여 실내의 온도를 상승시킨다.
도 4는 본 발명에 따른 공기조화시스템(110)의 제어방법의 순서흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화시스템의 제어방법은, 전기요금정보 수신단계(210), 온도정보 수신단계(230), 작동모드 선택단계(250) 및 작동단계(270)를 포함한다.
상기 전기요금정보 수신단계(210)에서, 에너지관리장치(30)는 스마트미터를 통하여 전기공급원(예를 들어, 전력회사)이 제공하는 전기요금에 대한 정보를 수신한다. 특히, 상기 에너지관리장치(30)는 전기요금 피크타임제에 대한 정보를 수신하는데, 이때 전기요금 피크타임제란 전기요금이 시간대에 따라 가변적이며 전기 수요량이 많을 것으로 예측되어 전기요금이 하루 중 최고값이 되는 시간대인 전기요금 피크시간대를 포함하는 전기요금제도이다(도 5a 참고).
상기 온도정보 수집단계(230)에서, 에너지관리장치(30) 또는 실내기(111)는 자신에 통신방식으로 연결된 온도센서(119)를 통하여 실내의 온도 및 온도변화율에 대한 정보를 수집한다.
상기 작동모드 선택단계(250)에서, 에너지관리장치(30)는 상기 전기요금정보 수신단계에서 수신된 정보 및 상기 온도정보 수집단계에서 수집된 정보에 기초하여 실내의 온도를 조절하는 공기조화시스템의 작동모드를 선택한다. 본 발명에 따른 작동모드 선택단계는 현재시점, 현재시점의 실내의 온도와 사용자에 의해 설정된 목표 온도의 현재 시점의 온도차 및 에너지관리장치(30)에 기설정된 기준 온도차, 현재시점의 실내의 온도변화율의 크기과 에너지관리장치(30)에 기설정된 기준 온도변화율을 비교 또는 판단하여 전기요금을 절약하면서 동시에 실내의 쾌적함을 향상(즉, 재실자가 쾌적하게 실내생활을 할 수 있는 온도로 조절함)시킬 수 있도록 공기조화시스템의 작동모드를 선택한다. 상기 작동모드 선택단계에서 실행되는 구체적인 비교과정 또는 판단과정에 대해서는 이하에서 구체적으로 기술하기로 한다.
상기 작동단계(270)에서, 에너지관리장치(30)는 상기 작동모드 선택단계에서 선택된 작동모드에 따라 공기조화시스템을 작동시켜 실내의 온도를 조절하거나 또는 전기요금 피크시간대에 공기조화시스템을 정지시키거나 또는 공기조화시스템을 저냉방량 또는 저난방량으로 작동시켜 전기요금을 절약한다.
도 5a는 전력 공급원으로부터 제공되는 시간에 따른 또는 시간대에 따른 전기요금의 변화 그래프를 도시하고 있다. 이는 예시적인 그래프로서, 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
도 5a에 도시된 바와 같이, 전기요금정보 수신단계에서 스마트미터는 시간에 따른 또는 시간대에 따른 전기요금의 변화에 대한 정보를 수신한다. 본 그래프에 도시된 바와 같이, 하루 중 전기요금이 최대값이 되는 시간대가 전기요금 피크시간대(Δtpeak)가 된다. 스마트미터에 의해 수신된 전기요금에 대한 정보는 통신 방식으로 에너지관리장치(30)로 송신된다.
도 5b는 각각 전기요금 피크시간대(Δtpeak) 전의 소정 시간 동안 현재 작동 중인 공기조화시스템의 냉각량 또는 난방량을 증가시키거나 또는 현재 정지된 공기조화시스템을 고냉각량 또는 고난방량으로 미리 작동시키는 경우에(즉, 후술할 예비작동모드의 경우에), 실내기(111)에 설치된 온도센서(119)로 실시간으로 측정된 실내의 온도에 대한 그래프(여기서는, 일예로서 공기조화시스템이 냉방 모드로 작동되는 경우를 도시함)이고, 도 5c는 공기조화시스템의 고냉각량 또는 고난방량 작동에 대한 예시로서 시간대에 따른 공기조화시스템의 압축기(113) 또는 실내/외 송풍팬의 작동 주파수에 대한 그래프이다.
도 5b 및 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 전기요금정보 수신단계 후에, 에너지관리장치(30)는 상기 전기요금정보 수신단계(210)에서 스마트미터에 의해 수신된 전기요금 피크시간대(Δtpeak)에 대한 정보에 기초하여 전기요금 피크시간대(Δtpeak) 전의 소정 시간 동안 현재 작동 중인 공기조화시스템의 냉각량 또는 난방량을 증가시키거나 또는 현재 정지된 공기조화시스템을 고냉각량 또는 고난방량으로 미리 작동시키는 예비작동시간대(Δtpre)를 결정한다.
본 발명에 따른 에너지관리장치(30)는 전기요금을 절약하기 위하여 전기요금정보 수신단계에서 수신된 전기요금 피크시간대(Δtpeak)의 개시시점에 공기조화시스템을 정지시키거나 또는 저냉방량 또는 저난방량으로 작동시키므로, 상기 공기조화시스템은 전기요금 피크시간대(Δtpeak)에서 실내의 온도가 사용자에 의해 설정된 목표온도 이상이 되지 않도록 전기요금 피크시간대(Δtpeak) 이전에 미리 실내의 온도를 조절하여 전기요금 피크시간대(Δtpeak)에서 공기조화시스템이 작동하지 않아 실외의 온도에 의한 실내 온도의 자연적인 상승(도 5b 참고) 또는 하강에 미리 대비하기 위하여 전기요금 피크시간대(Δtpeak) 이전에 냉방 모드 또는 난방 모드로 작동되어야 한다. 이렇게, 전기요금 피크시간대(Δtpeak)에서 재실자가 실내 생활하는데 영향을 미치지 않을 정도로 (즉, 도 5b에서와 같이 공기조화시스템이 냉방모드로 작동되는 경우 실내의 온도가 목표온도보다 더 낮아지도록) 전기요금 피크시간대(Δtpeak) 이전에 실내의 온도를 하강 또는 증가시키기 위한 공기조화시스템의 작동모드를 예비작동모드라고 하고, 공기조화시스템이 예비작동모드로 작동하는 시간대를 예비작동시간대(Δtpre)라고 한다. 반대로, 공기조화시스템이 예비작동모드가 아닌 경우의 작동모드를 통상작동모드라고 하고, 상기 공기조화시스템이 통상작동모드로 작동되는 시간대를 통상작동시간대라고 한다.
도 5b 및 도 5c에 표시된 기준 온도차와 관련하여, 기준 온도차(ΔTstd)는 공기조화시스템이 작동되지 않거나 또는 저냉방량 또는 저난방량으로 작동되는 전기요금 피크시간대(Δtpeak)에서 재실자의 체온, 각 가전기기의 발열량, 실외의 온도 등으로 인해 실내의 온도가 자연적으로 증가하더라도, 이러한 자연적인 온도 증가량을 고려하여 전기요금 피크시간대(Δtpeak) 이전인 예비작동시간대(Δtpre)에 미리 공기조화시스템를 고냉방량 또는 고난방량으로 작동시켜 전기요금 피크시간대(Δtpeak)의 개시시점에는 실내의 온도와 목표온도의 온도차가 기설정된 소정범위(예를 들어, - 1 ℃ 내지 + 1 ℃) 내로 유지되도록 할 수 있는 온도차이다. 또한, 상기 기준 온도차(ΔTstd)는 공기조화시스템이 예비작동모드를 개시하는 기준이 된다. 즉, 온도정보 수집단계에서 온도센서(119)에 의해 측정된 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 상기 기준 온도차(ΔTstd) 이상이 되면 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템을 예비작동모드로 작동시킨다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 작동모드 선택단계(250)의 세부적인 순서흐름도이다. 본 발명의 제1실시예에 따른 작동모드 선택단계(250)는 전기요금 피크시간대(Δtpeak) 전인 예비작동시간대(Δtpre)에서 작동 중인 공기조화시스템의 냉각량 또는 난방량을 증가시키는 경우에 대한 작동모드 선택단계이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 작동모드 선택단계(250)에서, 에너지관리장치(30)는 우선 현재시점이 공기조화시스템의 예비작동시간대(Δtpre)인지를 판단한다(251).
에너지관리장치(30)가 상기 현재시점 판단과정에서 현재시점이 공기조화시스템의 예비작동시간대(Δtpre)가 아닌 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하고(253), 후술할 작동단계에서 통상작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동(즉, 실내기(111)의 실내 송풍팬(112) 및 실외기(115)의 실외 송풍팬(114) 중 적어도 하나 이상의 송풍팬의 작동주파수, 또는 실외기(115)에 포함된 압축기(113)의 작동주파수, 또는 상기 적어도 하나 이상의 실외기(115)에 포함된 복수개의 압축기(113)의 작동수량)을 제어한다(A).
반대로, 에너지관리장치(30)가 현재시점 판단과정에서 현재시점이 공기조화시스템의 예비작동시간대(Δtpre) 내인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 온도정보 수집단계에서 온도센서(119)에 의해 실시간으로 수집된 현재시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd)와 비교하여 기준 온도차(ΔTstd) 미만인지를 더 판단한다(252).
이후, 상기 에너지관리장치(30)가 상기 기준 온도차 비교과정에서 현재시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd) 미만인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하고(253) 후술할 작동단계에서 통상작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동(즉, 실내기(111)의 실내 송풍팬(112) 및 실외기(115)의 실외 송풍팬(114) 중 적어도 하나 이상의 송풍팬의 작동주파수, 또는 실외기(115)에 포함된 압축기(113)의 작동주파수, 또는 상기 적어도 하나 이상의 실외기(115)에 포함된 복수개의 압축기(113)의 작동수량)을 제어한다(A).
반대로, 상기 에너지관리장치(30)가 상기 기준 온도차 비교과정에서 현재시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd) 이상인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 예비작동모드로 선택하고(254) 후술할 작동단계에서 예비작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동(즉, 실내기(111)의 실내 송풍팬(112) 및 실외기(115)의 실외 송풍팬(114) 중 적어도 하나 이상의 송풍팬의 작동주파수, 또는 실외기(115)에 포함된 압축기(113)의 작동주파수, 또는 상기 적어도 하나 이상의 실외기(115)에 포함된 복수개의 압축기(113)의 작동수량)을 제어한다(B).
전술한 바와 같이, 에너지관리장치(30)는 본 발명의 제1실시예에 따른 작동모드 선택단계에서 현재시점 판단과정, 및 기준 온도차 비교과정을 거쳐, 현재시점이 예비작동시간대(Δtpre) 내이고 현재 시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd) 이상인 것으로 판단하는 경우에, 전기요금 피크구간에서 재실자가 쾌적한 실내생활을 영위할 수 있도록 목표온도에 가까운 온도범위로 온도를 유지시키면서 동시에 전기요금을 절약할 수 있도록 하는 예비작동모드를 공기조화시스템의 작동모드로 선택한다.
도 7은 본 발명의 제1실시예의 추가 실시예에 따른 작동모드 선택단계(250')의 세부적인 순서흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 작동모드 선택단계(250')에서, 에너지관리장치(30)는 우선 현재시점이 공기조화시스템의 예비작동시간대(Δtpre)인지를 판단한다(251'). 이때, 에너지관리장치(30)가 상기 현재시점 판단과정(251')에서 현재시점이 공기조화시스템의 예비작동시간대(Δtpre)가 아닌 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하고(254'), 후술할 작동단계에서 통상작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동(즉, 실내기(111)의 실내 송풍팬(112) 및 실외기(115)의 실외 송풍팬(114) 중 적어도 하나 이상의 송풍팬의 작동주파수, 또는 실외기(115)에 포함된 압축기(113)의 작동주파수, 또는 상기 적어도 하나 이상의 실외기(115)에 포함된 복수개의 압축기(113)의 작동수량)을 제어한다(A).
반대로, 에너지관리장치(30)가 현재시점 판단과정에서 현재시점이 공기조화시스템의 예비작동시간대(Δtpre) 내인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 온도정보 수집단계(230)에서 온도센서(119)에 의해 실시간으로 수집된 현재시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd)와 비교하여 기준 온도차(ΔTstd) 미만인지를 더 판단한다(252').
이후, 상기 에너지관리장치(30)가 상기 기준 온도차 비교과정(252')에서 현재시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd) 미만인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하고(254') 후술할 작동단계에서 통상작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어한다(A).
반대로, 상기 에너지관리장치(30)가 상기 기준 온도차 비교과정(252')에서 현재시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd) 이상인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 현재시점의 실내의 온도변화율의 크기을 기설정된 기준 온도변화율과 비교하여 현재시점의 실내의 온도변화율의 크기가 기준 온도변화율 미만인지를 더 판단한다(253'). 여기서, 기준 온도변화율이란 예비작동시간대(Δtpre)에서의 실내의 온도변화율로서, 기준 온도차(ΔTstd)에서 예비작동시간대(Δtpre)의 시간변화량을 나눈 값에 상수 K를 곱한 값이다.
Figure pat00001
이때, 바람직하게는 상기 상수 K는 0.7 내지 1이다.
이후, 에너지관리장치(30)가 기준 온도변화율 비교과정(253')에서 현재시점의 실내의 온도변화율의 크기가 기준 온도변화율 미만인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하고(254') 후술할 작동단계에서 통상작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어한다(A).
반대로, 에너지관리장치(30)가 기준 온도변화율 비교과정에서 현재시점의 실내의 온도변화율의 크기가 기준 온도변화율 이상인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 예비작동모드로 선택하고(255') 후술할 작동단계에서 예비작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어한다(B).
전술한 바와 같이, 에너지관리장치(30)는 본 발명의 제2실시예에 따른 작동모드 선택단계에서 현재시점 판단과정, 기준 온도차 비교과정 및 기준 온도변화율 비교과정을 거쳐, 현재시점이 예비작동시간대(Δtpre) 내이고, 현재 시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd) 이상인 동시에 현재 시점의 실내의 온도변화율의 크기가 기준 온도변화율 이상인 것으로 판단하는 경우에, 전기요금 피크구간에서 재실자가 쾌적한 실내생활을 영위할 수 있도록 목표온도에 가까운 온도범위로 온도를 유지시키면서 동시에 전기요금을 절약할 수 있도록 하는 예비작동모드를 공기조화시스템의 작동모드로 선택한다.
제1 실시예에 따른 작동모드 선택단계(250)와 달리, 제1 실시예의 추가 실시예에 따른 작동모드 선택단계(250')에서 기준 온도변화율 비교과정을 추가로 포함함으로써, 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템을 예비작동모드로 작동시키는 경우를 더 정확하게 판단할 수 있어, 전기요금 피크시간대(Δtpeak) 동안 실내의 온도를 더 정확하게 목표온도에 가깝게 유지시키면서 동시에 전기요금을 더 정확하고 세부적으로 절약할 수 있다. 이로 인해, 제1 실시예의 추가 실시예에 따른 작동모드 선택단계를 포함하는 공기조화시스템의 제어방법에 따르면, 제1 실시예에 따른 작동모드 선택단계를 포함하는 공기조화시스템의 제어방법에 비해 전기요금 절약량을 더 증가시킬 수 있다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 작동모드 선택단계(260)의 세부적인 순서흐름도이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 작동모드 선택단계(260)는 전기요금 피크시간대(Δtpeak) 전인 예비작동시간대(Δtpre)에서, 정지되어 있는 공기조화시스템(110)을 고냉각량 또는 고난방량으로 미리 작동시키는 경우에 대한 작동모드 선택단계이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 작동모드 선택단계(260)에서, 에너지관리장치(30)는 우선 현재시점이 공기조화시스템의 예비작동시간대(Δtpre)인지를 판단한다(261). 에너지관리장치(30)가 상기 현재시점 판단과정(261)에서 현재시점이 공기조화시스템의 예비작동시간대(Δtpre)가 아닌 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하고(264), 후술할 작동단계에서 통상작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어한다(A).
반대로, 에너지관리장치(30)가 현재시점 판단과정에서 현재시점이 공기조화시스템의 예비작동시간대(Δtpre) 내인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템이 현재시점에서 작동 중인지를 더 판단한다(262).
이후, 상기 에너지관리장치(30)가 상기 공기조화시스템의 작동진행여부 판단과정(262)에서 현재시점에 공기조화시스템이 실내의 온도를 하강 또는 상승시키기 위하여 작동 중인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하고(264) 후술할 작동단계에서 통상작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어한다(A).
반대로, 상기 에너지관리장치(30)가 상기 공기조화시스템의 작동진행여부 판단과정(262)에서 현재시점에 공기조화시스템이 작동 중이 아닌 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 온도정보 수집단계에서 온도센서(119)에 의해 실시간으로 수집된 현재시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd)와 비교하여 기준 온도차(ΔTstd) 미만인지를 더 판단한다(263).
이후, 상기 에너지관리장치(30)가 상기 기준 온도차 비교과정(263)에서 현재시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd) 미만인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하고(264) 후술할 작동단계에서 통상작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어한다(A).
반대로, 상기 에너지관리장치(30)가 상기 기준 온도차 비교과정(263)에서 현재시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd) 이상인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 예비작동모드로 선택하고(265) 후술할 작동단계에서 예비작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어한다(B).
전술한 바와 같이, 에너지관리장치(30)는 본 발명의 제2실시예에 따른 작동모드 선택단계에서 현재시점 판단과정, 작동진행여부 판단과정 및 기준 온도차 비교과정을 거쳐, 현재시점이 예비작동시간대(Δtpre) 내이고 현재시점에서 실내의 온도와 목표온도의 온도차를 감소시키기 위하여 공기조화시스템이 작동하고 있지 않으며, 현재 시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd) 이상인 것으로 판단하는 경우에, 전기요금 피크구간에서 재실자가 쾌적한 실내생활을 영위할 수 있도록 목표온도에 가까운 온도범위로 온도를 유지시키면서 동시에 전기요금을 절약할 수 있도록 하는 예비작동모드를 공기조화시스템의 작동모드로 선택한다.
도 9는 본 발명의 제2실시예의 추가 실시예에 따른 작동모드 선택단계(260')의 세부적인 순서흐름도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 작동모드 선택단계(260')에서, 에너지관리장치(30)는 우선 현재시점이 공기조화시스템의 예비작동시간대(Δtpre)인지를 판단한다(261'). 에너지관리장치(30)가 상기 현재시점 판단과정(261')에서 현재시점이 공기조화시스템의 예비작동시간대(Δtpre)가 아닌 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하고(265'), 후술할 작동단계에서 통상작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어한다(A).
반대로, 에너지관리장치(30)가 현재시점 판단과정(261')에서 현재시점이 공기조화시스템의 예비작동시간대(Δtpre) 내인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템이 현재시점에서 작동 중인지를 더 판단한다(262').
이후, 상기 에너지관리장치(30)가 상기 공기조화시스템의 작동진행여부 판단과정(262')에서 현재시점에 공기조화시스템이 실내의 온도를 하강 또는 상승시키기 위하여 작동 중인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하고(265') 후술할 작동단계에서 통상작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어한다(A).
반대로, 상기 에너지관리장치(30)가 상기 공기조화시스템의 작동진행여부 판단과정(262')에서 현재시점에 공기조화시스템이 작동 중이 아닌 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 온도정보 수집단계(230)에서 온도센서(119)에 의해 실시간으로 수집된 현재시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd)와 비교하여 기준 온도차(ΔTstd) 미만인지를 더 판단한다(263').
이후, 상기 에너지관리장치(30)가 상기 기준 온도차 비교과정(263')에서 현재시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd) 미만인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하고(265') 후술할 작동단계에서 통상작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어한다(A).
반대로, 상기 에너지관리장치(30)가 상기 기준 온도차 비교과정(263')에서 현재시점의 실내의 온도가 기준 온도차(ΔTstd) 이상인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 현재시점의 실내의 온도변화율의 크기를 기준 온도변화율과 비교하여 현재시점의 실내의 온도변화율의 크기가 기준 온도변화율 미만인지를 더 판단한다(264').
이후, 에너지관리장치(30)가 기준 온도변화율 비교과정(264')에서 현재시점의 실내의 온도변화율의 크기가 기준 온도변화율 미만인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하고(265') 후술할 작동단계에서 통상작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어한다(A).
반대로, 에너지관리장치(30)가 기준 온도변화율 비교과정에서 현재시점의 실내의 온도변화율의 크기가 기준 온도변화율 이상인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템의 작동모드를 예비작동모드로 선택하고(266') 후술할 작동단계에서 예비작동모드에 따라 공기조화시스템의 작동을 제어한다(B).
전술한 바와 같이, 에너지관리장치(30)는 본 발명의 제2실시예의 추가 실시예에 따른 작동모드 선택단계에서 현재시점 판단과정, 작동진행여부 판단과정, 기준 온도차 비교과정 및 기준 온도변화율 비교과정을 거쳐, 현재시점이 예비작동시간대(Δtpre) 내이고 현재시점에서 실내의 온도와 목표온도의 온도차를 감소시키기 위하여 공기조화시스템이 작동하고 있지 않으며, 현재 시점의 실내의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기준 온도차(ΔTstd) 이상인 동시에 현재 시점의 실내의 온도변화율의 크기가 기준 온도변화율 이상인 것으로 판단하는 경우에, 전기요금 피크구간에서 재실자가 쾌적한 실내생활을 영위할 수 있도록 목표온도에 가까운 온도범위로 온도를 유지시키면서 동시에 전기요금을 절약할 수 있도록 하는 예비작동모드를 공기조화시스템의 작동모드로 선택한다.
제2 실시예에 따른 작동모드 선택단계(260)와 달리, 제2 실시예에 따른 작동모드 선택단계(260')에서 기준 온도변화율 비교과정(264')을 추가로 포함함으로써, 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템을 예비작동모드로 작동시키는 경우를 더 정확하게 판단할 수 있어, 전기요금 피크시간대(Δtpeak) 동안 실내의 온도를 더 정확하게 목표온도에 가깝게 유지시키면서 동시에 전기요금을 더 정확하고 세부적으로 절약할 수 있다. 이로 인해, 제2 실시예의 추가 실시예에 따른 작동모드 선택단계를 포함하는 공기조화시스템의 제어방법에 따르면, 제2 실시예에 따른 작동모드 선택단계를 포함하는 공기조화시스템의 제어방법에 비해 전기요금 절약량을 더 증가시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드가 통상작동모드인 경우(A) 공기조화시스템의 작동단계(270)의 세부적인 순서흐름도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 에너지관리장치(30)가 작동모드 선택단계에서 공기조화시스템의 작동모드를 통상작동모드로 선택하는 경우(A), 작동단계(270)에서 상기 에너지관리장치(30)는 우선 현재시점의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기설정된 온도범위 내인지를 판단한다(271). 바람직하게는, 상기 기설정된 온도범위는 - 1 ℃ 내지 + 1 ℃이고, 더 바람직하게는 0 ℃이다.
이후, 에너지관리장치(30)가 상기 온도차 비교과정(271)에서 현재시점의 온도차의 크기가 기설정된 온도범위 내인 것으로 판단하는 경우(즉, 현재시점의 온도가 사용자에 의해 설정된 목표온도와 동일하거나 또는 현재시점의 온도가 사용자에 의해 설정된 목표온도에 근접한 경우), 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템을 저냉방량 또는 저난방량으로 작동시킨다(274). 즉, 이 경우, 에너지관리장치(30)는, 공기조화시스템을 정지시켜 불필요하게 전기요금이 발생하는 것을 방지하거나, 또는 공기조화시스템의 압축기(113)를 저주파수로 작동시키거나 또는 공기조화시스템의 실내 송풍팬(112) 및 실외 송풍팬(114) 중 적어도 하나 이상의 송풍팬을 저주파수로 작동시키거나 또는 공기조화시스템에 포함되는 압축기(113) 전체 수량 중 작동수량을 감소시켜, 전기요금 피크시간대(Δtpeak)에서 전기요금이 과도하게 발생되는 것을 방지한다.
반대로, 에너지관리장치(30)가 상기 온도차 비교과정(271)에서 현재시점의 온도차의 크기가 기설정된 온도범위 밖인 것으로 판단하는 경우, 현재의 온도가 사용자에 의해 설정된 목표온도에 도달하기에 적절한 냉각량 또는 난방량으로 공기조화시스템을 작동시킨 후(272), 현재시점이 전기요금 피크시간대(Δtpeak)인지를 더 판단한다(273).
이후, 에너지관리장치(30)가 상기 현재시점 판단과정(273)에서 현재시점이 전기요금 피크시간대(Δtpeak)인 것으로 판단하는 경우, 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템을 저냉방량 또는 저난방량으로 작동시킨다(274). 즉, 이 경우, 에너지관리장치(30)는, 공기조화시스템을 정지시켜 불필요하게 전기요금이 발생하는 것을 방지하거나, 또는 공기조화시스템의 압축기(113)를 저주파수로 작동시키거나 또는 공기조화시스템의 실내 송풍팬(112) 및 실외 송풍팬(114) 중 적어도 하나 이상의 송풍팬을 저주파수로 작동시키거나 또는 공기조화시스템에 포함되는 압축기(113) 전체 수량 중 작동수량을 감소시켜, 전기요금 피크시간대(Δtpeak)에서 전기요금이 과도하게 발생되는 것을 방지한다.
반대로, 에너지관리장치(30)가 상기 현재시점 판단과정(273)에서 현재시점이 전기요금 피크시간대(Δtpeak)가 아닌 것으로 판단하는 경우, 상기 온도차 비교과정(271)을 다시 실행한다.
도 11은 본 발명의 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드가 예비작동모드인 경우(B) 공기조화시스템의 작동단계(270)의 세부적인 순서흐름도이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 에너지관리장치(30)가 작동모드 선택단계에서 공기조화시스템의 작동모드를 예비작동모드로 선택하는 경우(B), 작동단계에서 상기 에너지관리장치(30)는 우선 실내의 현재시점의 온도가 목표온도 또는 목표온도 미만인 온도에 도달하도록 실내의 온도를 하강 또는 상승시키기 위하여 공기조화시스템를 고냉방량 또는 고난방량으로 작동시킨다(275).
이후, 에너지관리장치(30)는 현재시점이 전기요금 피크시간대(Δtpeak)의 개시시점 또는 전기요금 피크시간대(Δtpeak) 내인지를 더 판단한다(276).
이때, 에너지관리장치(30)가 상기 현재시점 판단과정(276)에서 현재시점이 전기요금 피크시간대(Δtpeak)의 개시시점 또는 전기요금 피크시간대(Δtpeak) 내인 것으로 판단하는 경우, 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템을 저냉방량 또는 저난방량으로 작동시킨다(278). 즉, 이 경우, 에너지관리장치(30)는, 공기조화시스템을 정지시켜 불필요하게 전기요금이 발생하는 것을 방지하거나, 또는 공기조화시스템의 압축기(113)를 저주파수로 작동시키거나 또는 공기조화시스템의 실내 송풍팬(112) 및 실외 송풍팬(114) 중 적어도 하나 이상의 송풍팬을 저주파수로 작동시키거나 또는 공기조화시스템에 포함되는 압축기(113) 전체 수량 중 작동수량을 감소시켜, 전기요금 피크시간대(Δtpeak)에서 전기요금이 과도하게 발생되는 것을 방지한다.
반대로, 에너지관리장치(30)가 상기 현재시점 판단과정(275)에서 현재시점이 전기요금 피크시간대(Δtpeak)의 개시시점 또는 전기요금 피크시간대(Δtpeak)가 아닌 것으로 판단하는 경우, 에너지관리장치(30)는 현재시점의 온도와 목표온도의 온도차의 크기가 기설정된 온도범위 내인지를 더 판단한다(277). 바람직하게는, 예비작동모드에서 목표온도보다 더 여유있는 온도를 확보하기 위하여, 상기 기설정된 온도범위는 공기조화시스템이 냉방모드로 운전되는 경우 - 4 ℃ 내지 0 ℃이고, 난방모드로 운전되는 경우 0 ℃ 내지 + 4 ℃이다. 예를 들어, 에너지관리장치(30)는 냉방모드의 경우 목표온도가 20 ℃인 경우, 예비작동모드의 종료시점에서는 실내의 온도가 16 ℃ 내지 20 ℃가 되는지를 판단한다.
이때, 에너지관리장치(30)가 현재시점의 온도차 비교과정(277)에서 현재시점의 온도차가 기설정된 온도범위 밖인 것으로 판단하는 경우, 상기 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템을 계속해서 고냉방량 또는 고난방량으로 작동시켜(275), (냉방모드의 경우) 실내의 온도가 목표온도 또는 목표온도 미만인 온도에 도달하도록 실내의 온도를 계속해서 하강시킨다.
반대로, 에너지관리장치(30)가 현재시점의 온도차 비교과정에서 현재시점의 온도차가 기설정된 온도범위 내인 것으로 판단하는 경우, 에너지관리장치(30)는 공기조화시스템을 저냉방량 또는 저난방량으로 작동시킨다(278). 즉, 이 경우, 에너지관리장치(30)는, 공기조화시스템을 정지시켜 불필요하게 전기요금이 발생하는 것을 방지하거나, 또는 공기조화시스템의 압축기(113)를 저주파수로 작동시키거나 또는 공기조화시스템의 실내 송풍팬(112) 및 실외 송풍팬(114) 중 적어도 하나 이상의 송풍팬을 저주파수로 작동시키거나 또는 공기조화시스템에 포함되는 압축기(113) 전체 수량 중 작동수량을 감소시켜, 전기요금 피크시간대에서 전기요금이 과도하게 발생되는 것을 방지한다.
본 발명은 작동모드 선택단계에서 현재시점, 현재시점의 온도와 목표온도의 온도차 또는 현재시점의 온도변화율 등을 고려하여 공기조화시스템을 저냉방량 또는 저난방량으로 작동시키거나 정지시킴으로써, 실내의 온도를 자동으로 하강 또는 상승시켜 재실자에게 쾌적한 실내환경을 제공하고, 이미 실내의 온도를 목표온도에 맞추어 재실자에게 쾌적한 실내 환경을 제공한 경우 공기조화시스템의 불필요한 작동을 방지하거나 또는 공기조화시스템을 저냉방량 또는 저난방량으로 작동시켜 전기요금을 절감시키면서 동시에 전기요금 피크시간대에는 공기조화시스템이 고냉방량 또는 고난방량으로 작동되는 것을 가급적 자제시킴으로써 전기요금 피크시간대에서 발생하는 과도한 전기요금을 절약할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능함은 물론이며, 그와 같은 변형은 청구범위의 기재 범위 내에 있게 된다.
30 : 에너지관리장치 110 : 공기조화시스템
200 : 공기조화시스템의 제어방법

Claims (24)

  1. 전기요금이 시간대에 따라 가변적이며 전기요금 피크시간대를 포함하는 전기요금 피크타임제에 대한 정보를 수신하는 전기요금정보 수신단계;
    온도센서로 실내의 온도 또는 온도변화율에 대한 정보를 수집하는 온도정보 수집단계;
    상기 전기요금정보 수신단계에서 수신된 정보 및 상기 온도정보 수집단계에서 수집된 정보에 기초하여 실내의 온도를 조절하는 공기조화시스템의 작동모드를 선택하는 작동모드 선택단계; 및
    상기 작동모드 선택단계에서 선택된 작동모드에 따라 공기조화시스템을 작동시키는 작동단계;를 포함하는 공기조화시스템의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    실내의 온도를 조절하는 공기조화시스템의 운전모드는 냉방모드 또는 난방모드 중 하나인 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전기요금정보 수신단계 후에, 상기 전기요금 피크시간대 전에 작동 중인 공기조화시스템의 냉각량 또는 난방량을 증가시키는 예비작동시간대를 결정하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전기요금정보 수신단계 후에, 상기 전기요금 피크시간대 전에 정지된 공기조화시스템을 고냉각량 또는 고난방량으로 미리 작동시키는 예비작동시간대를 결정하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 공기조화시스템의 냉각량 또는 난방량은, 실내기의 송풍팬 및 실외기의 송풍팬 중 적어도 하나 이상의 송풍팬의 작동주파수, 또는 실외기에 포함된 압축기의 작동주파수, 또는 상기 적어도 하나 이상의 실외기에 포함된 복수개의 압축기의 작동수량 중 적어도 하나 이상을 조절함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 공기조화시스템의 작동모드는, 상기 예비작동시간대에서 공기조화시스템의 냉각량 또는 난방량을 증가시키는 예비작동모드 또는 상기 예비작동시간대 이외의 시간대에서 사용자에 의해 설정된 목표온도에 따라 공기조화시스템을 작동시키는 통상작동모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 작동모드 선택단계에서 현재시점이 예비작동시간대 외인 경우, 상기 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드는 통상작동모드이고; 상기 작동모드 선택단계에서 현재시점이 예비작동시간대 내인 경우, 상기 작동모드 선택단계는 상기 온도정보 수집단계에서 수집된 현재의 온도와 사용자에 의해 설정된 목표온도와의 현재시점의 온도차의 크기가 기설정된 기준 온도차 미만인지를 비교하는 기준 온도차 비교과정를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기준 온도차 비교과정에서 현재시점의 온도차의 크기가 상기 기준 온도차 미만인 것으로 판단되는 경우, 상기 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드는 통상작동모드이고; 상기 기준 온도차 비교과정에서 현재시점의 온도차의 크기가 상기 기준 온도차 이상인 것으로 판단되는 경우, 상기 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드는 예비작동모드인 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 기준 온도차 비교과정에서 현재시점의 온도차의 크기가 상기 기준 온도차 미만인 것으로 판단되는 경우, 상기 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드는 통상작동모드이고; 상기 기준 온도차 비교과정에서 현재시점의 온도차의 크기가 기준 온도차 이상인 것으로 판단되는 경우, 상기 작동모드 선택단계는 상기 온도정보 수집단계에서 수집된 현재시점의 온도 변화율의 크기가 기설정된 기준 온도변화율 미만인지를 비교하는 온도변화율 비교과정를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 온도변화율 비교과정에서 현재시점의 온도변화율의 크기가 기준 온도변화율 미만인 것으로 판단되는 경우, 상기 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드는 통상작동모드이고; 상기 온도변화율 비교과정에서 현재시점의 온도변화율의 크기가 기준 온도변화율 이상인 것으로 판단되는 경우, 상기 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드는 예비작동모드인 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 공기조화시스템의 작동모드는, 상기 예비작동시간대에서 공기조화시스템을 고냉각량 또는 고난방량으로 작동시키는 예비작동모드 또는 상기 예비작동시간대 이외의 시간대에서 사용자에 의해 설정된 목표온도에 따라 공기조화시스템을 작동시키는 통상작동모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 작동모드 선택단계에서 현재시점이 예비작동시간대 외인 경우,
    상기 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드는 통상작동모드인 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 작동모드 선택단계에서 현재시점이 예비작동시간대 내이고 현재시점에서 공기조화시스템이 작동되고 있는 경우,
    상기 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드는 통상작동모드인 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 작동모드 선택단계에서 현재시점이 예비작동시간대 내이고 현재시점에서 공기조화시스템이 작동되고 있지 않은 경우,
    상기 작동모드 선택단계는 상기 온도정보 수집단계에서 수집된 현재의 온도와 사용자에 의해 설정된 목표온도와의 현재시점의 온도차의 크기가 기설정된 기준 온도차 미만인지를 비교하는 기준 온도차 비교과정를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 기준 온도차 비교과정에서 현재시점의 온도차의 크기가 상기 기준 온도차 미만인 것으로 판단되는 경우,
    상기 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드는 통상작동모드인 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 기준 온도차 비교과정에서 현재시점의 온도차의 크기가 상기 기준 온도차 이상인 것으로 판단되는 경우,
    상기 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드는 예비작동모드인 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 기준 온도차 비교과정에서 현재시점의 온도차의 크기가 기준 온도차 이상인 것으로 판단되는 경우,
    상기 작동모드 선택단계는 상기 온도정보 수집단계에서 수집된 현재시점의 온도 변화율의 크기가 기설정된 기준 온도변화율 미만인지를 비교하는 온도변화율 비교과정를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 온도변화율 비교과정에서 현재시점의 온도변화율의 크기가 기준 온도변화율 미만인 것으로 판단되는 경우,
    상기 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드는 통상작동모드인 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 온도변화율 비교과정에서 현재시점의 온도변화율의 크기가 기준 온도변화율 이상인 것으로 판단되는 경우,
    상기 작동단계에서 실행되는 공기조화시스템의 작동모드는 예비작동모드인 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  20. 제6항에 있어서,
    상기 작동모드 선택단계에서 선택된 공기조화시스템의 작동모드가 통상작동모드인 경우,
    상기 작동단계는 현재시점의 실내 온도와 사용자에 의해 설정된 목표온도와의 현재시점의 온도차의 크기가 기설정된 온도범위 내인지를 비교하는 온도 비교과정;를 포함하고, 현재시점의 온도차가 기설정된 온도범위 내인 경우 공기조화시스템을 정지시키거나 또는 공기조화시스템을 저냉방량 또는 저난방량으로 작동시키고; 현재시점의 온도차가 기설정된 온도범위 외인 경우, 사용자가 설정한 목표 온도에 따라 공기조화시스템을 작동시키는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 온도 비교과정에서 공기조화시스템을 작동시킨 후의 현재시점이 전기요금 피크시간대 내인 경우, 공기조화시스템을 정지시키거나 또는 저냉방량 또는 저난방량으로 작동시키고; 상기 온도 비교과정에서 공기조화시스템을 작동시킨 후의 현재시점이 전기요금 피크시단대 외인 경우, 상기 작동단계는 상기 온도 비교과정을 재실행하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  22. 제6항에 있어서,
    상기 작동모드 선택단계에서 선택된 공기조화시스템의 작동모드가 예비작동모드인 경우,
    상기 작동단계는 공기조화시스템을 고냉방량 또는 고난방량으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 예비작동모드에서 공기조화시스템을 고냉방량 또는 고난방량으로 작동시킨 후, 현재시점이 전기요금 피크시간대인 경우, 공기조화시스템을 정지시키거나 또는 저냉방량 또는 저난방량으로 작동시키고; 현재시점이 전기요금 피크시간대가 아닌 경우, 상기 작동단계는 현재시점의 실내의 온도와 사용자에 의해 설정된 목표온도와의 현재시점의 온도차의 크기가 기설정된 온도범위 내인지를 비교하여 판단하는 온도 비교과정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 온도 비교과정에서 현재시점의 온도차의 크기가 기설정된 온도범위 내인 경우, 공기조화시스템을 정지시키거나 또는 저냉방량 또는 저난방량으로 작동시키고; 상기 온도 비교과정에서 현재시점의 온도차의 크기가 기설정된 온도범위 외인 경우, 공기조화시스템을 계속해서 고냉방량 또는 고난방량으로 작동시키는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 제어방법.
KR1020100080721A 2010-08-20 2010-08-20 공기조화시스템의 제어방법 KR20120017840A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100080721A KR20120017840A (ko) 2010-08-20 2010-08-20 공기조화시스템의 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100080721A KR20120017840A (ko) 2010-08-20 2010-08-20 공기조화시스템의 제어방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120017840A true KR20120017840A (ko) 2012-02-29

Family

ID=45839682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100080721A KR20120017840A (ko) 2010-08-20 2010-08-20 공기조화시스템의 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120017840A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150144565A (ko) * 2014-06-17 2015-12-28 삼성전자주식회사 공기조화기 및 그 제어방법
WO2016136123A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 Mitsubishi Electric Corporation System and method for controlling an hvac unit based on thermostat signals
CN110160128A (zh) * 2019-06-05 2019-08-23 浙江东南建筑设计有限公司 一种节能暖通控制方法及其系统

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150144565A (ko) * 2014-06-17 2015-12-28 삼성전자주식회사 공기조화기 및 그 제어방법
WO2016136123A1 (en) * 2015-02-27 2016-09-01 Mitsubishi Electric Corporation System and method for controlling an hvac unit based on thermostat signals
CN107250678A (zh) * 2015-02-27 2017-10-13 三菱电机株式会社 用于基于恒温器信号控制hvac单元的系统和方法
US9869485B2 (en) 2015-02-27 2018-01-16 Mitsubishi Electric Corporation System and method for controlling an HVAC unit based on thermostat signals
CN107250678B (zh) * 2015-02-27 2019-11-26 三菱电机株式会社 用于基于恒温器信号控制hvac单元的系统和方法
CN110160128A (zh) * 2019-06-05 2019-08-23 浙江东南建筑设计有限公司 一种节能暖通控制方法及其系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9124098B2 (en) Managing excess renewable energy
KR20110068433A (ko) 전기제품의 소비전력 측정방법
JP5823085B1 (ja) 給湯機運転管理装置、給湯機運転管理システムおよび給湯機運転管理方法
US20120215371A1 (en) Method of controlling network system
US20120204044A1 (en) Method of controlling network system
KR20120017840A (ko) 공기조화시스템의 제어방법
KR101759932B1 (ko) 전기제품의 소비전력 산정방법
KR101015133B1 (ko) 태양광발전시스템 연계형 가전기기 제어시스템
KR101769367B1 (ko) 공기조화기의 제어방법
KR101721873B1 (ko) 전기제품의 제어방법
KR20110042862A (ko) 전력공급네트워크 시스템 및 그 제어방법
KR101181783B1 (ko) 에너지관리장치 및 이를 포함하는 공기조화시스템
KR101084156B1 (ko) 조명 및 공기조화시스템
KR20120012021A (ko) 공기조화기 및 이의 제어방법
KR20120017181A (ko) 공기조화기
KR20120016765A (ko) 공기조화시스템의 제어방법
KR20120012023A (ko) 환기장치의 제어방법
KR20120017182A (ko) 스마트 디바이스
KR101674955B1 (ko) 건조기의 제어방법
KR20120032211A (ko) 공기조화시스템 및 공기조화시스템의 제어방법
KR20120000294A (ko) 전기제품의 제어방법
KR101925025B1 (ko) 에너지관리장치의 제어방법
KR20120016740A (ko) 스마트 디바이스
KR20120005666A (ko) 통신컴포넌트의 제어방법
KR101629320B1 (ko) 통신컴포넌트의 제어방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
J201 Request for trial against refusal decision
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL NUMBER: 2017101000112; TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20170109

Effective date: 20170822