KR20140136768A - 공기조화기 시스템 및 그 동작방법 - Google Patents

공기조화기 시스템 및 그 동작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 동작방법에 관한 것으로 건물 내의 복수의 기기 및 공조장치를 통합하여 제어하고 모니터링 하는 통합 제어기를 구비함으로써, 빌딩제어 네트워크와 공기조화기 네트워크를 구분하지 않고 하나의 통합 네트워크를 형성하여 제어하여 데이터 속성에 관계없이 상호 통신 가능하고, 종합적인 제어 및 관리가 가능하여 제어 및 관리의 편의성이 크게 향상되는 효과가 있다.

Description

공기조화기 시스템 및 그 동작방법{ Air conditioner and method}
본 발명은 공기조화기 시스템 및 그 동작방법에 관한 것으로, 특히 건물 내의 대수의 기기 뿐 아니라, 실내외기를 포함하는 공조장치 뿐 아니라, 건물 내의 다수의 기기를 통합하여 제어하는 공기조화기 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 실내로 냉온의 공기를 토출하여, 실내 온도를 조절하고, 실내 공기를 정화하도록 함으로서 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 제공하기 위해 설치된다. 일반적으로 공기조화기는 열교환기로 구성되어 실내에 설치되는 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성되어 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다.
이러한 공기조화기는 열교환기로 구성된 실내기와, 압축기 및 열교환기 등으로 구성된 실외기로 분리되어 제어되며, 압축기 또는 열교환기로 공급되는 전원을 제어함으로서 동작된다. 또한, 공기조화기는 실외기에 적어도 하나의 실내기가 연결될 수 있으며, 요청되는 운전 상태에 따라, 실내기로 냉매를 공급하여, 냉방 또는 난방모드로 운전된다.
공기조화기는 냉매의 흐름에 따라 냉방운전되거나 난방운전되는데, 냉방운전 시, 실외기의 압축기에서 실외기의 열교환기를 거쳐 고온고압의 액체냉매가 실내기로 공급되면 실내기의 열교환기에서 냉매가 팽창되어 기화되면서 주변공기의 온도가 내려가 실내기 팬이 회전동작함에 따라 실내로 냉기가 토출되고, 난방운전 시 실외기의 압축기에서 고온고압의 기체냉매가 실내기로 공급되면, 실내기의 열교환기에서 고온고압의 기체냉매가 액화되어 방출된 에너지에 의해 따뜻해진 공기가 실내기팬의 동작에 따라 실내로 토출된다.
최근 공기조화기 뿐 아니라 건물 내의 설치된 기기들을 상호 연동하여 제어하고, 빌딩 내 기기를 통합하여 제어할 수 있는 빌딩제어 시스템이 구비되고 있다. 공기조화기는 이러한 빌딩제어 시스템과 결합하여 건물에 대한 총괄적인 관리가 가능하게 되었다.
그러나, 종래의 빌딩제어 시스템에서는 공기조화기와의 연동하여 제어하기는 하나, 그 기능에 제약이 있다. 온오프 등의 기본적인 제어기능한 모니터링만 가능할뿐, 실질적으로 요구되는 기능, 예를 들어 스케쥴 관리, 전력분배 기능, 피크전력 제어와 같은 기능은 사용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 건물 내의 복수의 기기 및 공조장치를 통합하여 제어하고 모니터링 하는 통합 제어기를 구비함으로써, 빌딩제어 네트워크와 공기조화기 네트워크를 구분하지 않고 하나의 통합 네트워크를 형성하여 제어하는 공기조화기 시스템 및 그 동작방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기조화기 시스템은 공기조화기 네트워크로 연결된 복수의 공기조화기 유닛; 빌딩제어 네트워크로 연결된 복수의 빌딩제어장치; 및 상기 공기조화기 유닛 및 상기 빌딩제어장치에 연결되어, 상기 공기조화기 유닛 및 상기 빌딩제어장치를 통합하여 그 동작을 모니터링하고, 제어하는 통합제어기;를 포함하고, 상기 통합제어기는 상기 공기조화기 유닛과 데이터를 송수신하는 HVAC통신부 및 데이터를 변환하여 상기 빌딩제어장치와 데이터를 송수신하는 빌딩제어통신부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기조화기 시스템의 동작방법은 공기조화기 유닛 또는 빌딩제어장치에 대한 설정이 입력되면 설정에 따른 동작제어를 위한 제어명령을 생성하는 단계; 제어대상을 구분하여 상기 공기조화기 유닛에 대한 설정인 경우 HVAC통신부로 제어명령을 인가하고, 상기 HVAC통신부가 공기조화기 유닛 중 제어대상인 유닛의 종류에 따라, 연결된 포트 및 통신방식을 판단하여 상기 제어명령을 해당 유닛으로 전송하는 단계; 및 상기 빌딩제어장치에 대한 설정인 경우 빌딩제어통신부로 제어명령을 인가하고, 상기 빌딩제어통신부가 상기 제어명령을 빌딩제어용 데이터로 변환한 후 론워크 통신모듈을 통해 상기 빌딩제어장치로 전송하는 단계; 를 포함한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템 및 그 동작방법은 건물 내의 다수의 기기와 공조장치를 연결하여 통합하여 제어하는 통합 제어기를 구비함으로써, 네트워크 구분없이 하나의 네트워크를 형성하므로 데이터 속성에 관계없이 상호 통신 가능하고, 종합적인 제어 및 관리가 가능하여 제어 및 관리의 편의성이 크게 향상되는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 구성이 도시된 도이다.
도 2 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 통합제어기의 구성이 도시된 블록도이다.
도 3 은 본 발명에 따른 통합제어기의 통신부의 구성이 도시된 블록도이다.
도 4 는 본 발명에 따른 통합제어기의 제어기능을 설명하는 데 참조되는 도이다.
도 5 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 동작방법이 도시된 순서도이다.
도 6 은 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 빌딩제어장치 동작방법이 도시된 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 구성이 도시된 도이다. .
도 1 에 도시된 바와 같이, 공기조화기 시스템은, 빌딩제어장치(40), 실내기(60), 실외기(50), 환기장치(70), 칠러(80)를 포함하는 공기조화기 유닛, 그리고 통합제어기(10)를 포함한다. 또한, 공기조화기 시스템은 통합제어기(10)에 접속하여 모니터링 및 제어를 수행하는 원격제어기(30)를 더 포함한다.
빌딩제어장치(40)는 이동장치 제어유닛(41), 보안제어유닛(42), 조명 제어유닛(43)을 포함하고, 경우에 따라 빌딩제어장치를 모니터링하고 제어하는 별도의 빌딩제어기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이동장치 제어유닛(41)은 엘리베이터, 에스컬레이터와 같이 건물 내에서의 이동장치에 대한 동작을 제어한다. 보안 제어유닛(42)은 외부 침입에 대한 침입감지 장치, 경보장치, 감시카메라 등과 같은 보안장치와, 가스누설감지기, 화재감지기 등의 방재장치의 동작을 제어한다. 조명제어유닛(43)은 건물 내의 조명을 제어하고 관리한다.
통합제어기(10)는 빌딩제어장치(40)와 빌딩제어네트워크로 상호 연결되며, 빌딩제어에 따른 프로토콜에 따라 데이터를 전송함으로써 그 동작을 제어한다.
공기조화기 유닛은 실외기(50) 및 실내기(60),환기유닛(70), 공기청정장치, 히터, 보일러 등의 칠러(80), 난방유닛, 가습유닛, 제습유닛, 히트펌프, 쇼케이스 등을 포함한다. 실내기는 스탠드형, 벽결이형 및 천장형 중 통합제어기(10)에 연결 가능한 것이라면 어느 경우에도 적용 가능하나, 이하 설명의 편의를 위하여 천장형인 것을 예로하여 설명한다.
여기서, 실외기(50)는 압축기 및 실외 열교환기 등으로 구성되어, 냉매를 압축하거나, 열교환하여 공기조화기의 운전상태에 따라 실내기(60)로 냉매를 공급한다. 실외기는 실내기의 요구에 의해 구동되고, 구동되는 실내기에 대응하여 냉/난방 용량이 가변됨에 따라 실외기의 작동 개수 및 실외기에 설치된 압축기의 작동 개수가 가변된다.
실내기(60)는 하나의 실외기에 하나가 연결될 수 있으나, 경우에 따라 하나의 실외기에 복수의 실내기가 연결될 수 있으며, 이러한 실내기는 하나의 실내에 하나 또는 둘 이상이 구비될 수 있다.
실내기(60)는 연결된 실외기(50)로부터 공급되는 냉매를 팽 창시키는 팽창밸브(미도시), 냉매의 열교환시키는 실내열교환기, 실내공기가 실내열교환기로 유입되도록 하고, 열교환된 공기가 실내로 노출되도록 하는 실내기팬(미도시), 다수의 센서(미도시), 실내기의 동작을 제어하는 제어수단(미도시)을 포함한다. 실내기(60)는 열교환된 공기를 토출하는 토출구를 포함하고, 토출구 에는 토출구를 여닫고, 토출되는 공기의 방향을 제어하는 풍향조절수단이 구비된다. 실내기는 실내기팬의 회전속도를 제어함으로써 흡입되는 공기 및 토출되는 공기를 제어함으로써, 풍량을 조절한다. 또한, 실내기는 경우에 따라 실내 공간에 존재하는 인체를 감지하는 인체감지수단을 더 포함할 수 있다. 또한, 실내기(60)는 실내기의 운전상태 및 설정정보가 표시되는 출력부 및 설정 데이터 입력을 위한 입력부를 더 포함할 수 있다. 실내기 본체는 유선 또는 무선방식으로 리모컨(미도시)과 연결되어, 리모컨으로부터 입력되는 데이터에 따라 동작이 설정되고, 운전상태가 리모컨을 통해 표시될 수 있다.
실외기(50)는 유입되는 냉매를 압축하여 고압의 기체 냉매를 토출하는 적어도 하나의 압축기(미도시), 냉매로부터 기체 냉매와 액체냉매를 분리하여, 기화되지 않은 액체냉매가 압축기로 유입되는 것을 방지하는 어큐뮬레이터(미도시), 압축기에서 토출된 냉매 중 오일을 회수하는 오일분리기, 외기와의 열교환에 의하여 냉매를 응축하거나 증발되도록 하는 실외열교환기(미도시), 실외 열교환기의 열교환을 보다 원활하게 하기 위하여 실외 열교환기로 공기를 유입하고 열교환된 공기를 외부로 토출하는 실외기팬(미도시), 실외기의 운전모드에 따라 냉매의 유로를 변경하는 사방밸브(미도시), 압력을 측정하는 적어도 하나의 압력센서(미도시), 온도를 측정하는 적어도 하나의 온도센서(미도시), 실외기의 동작을 제어하고 다른 유닛과의 통신을 수행하는 제어구성을 포함한다. 실외기는 그 외 다수의 센서, 밸브, 과냉각 장치 등을 더 포함하나, 그에 대한 설명은 하기에서 생략하기로 한다.
통합제어기(10)는 실내기(60), 실외기(60), 및 그 외 유닛(70, 80)과 연결되어, 소정의 통신방식에 따라 데이터를 송수신함으로써, 유닛의 동작을 모니터링 하고, 입력되는 사용자 명령 또는 지정된 스케줄이나 설정에 대응하여, 제어명령을 생성하고 각 유닛으로 전송함으로써 소정의 동작을 수행하도록 제어한다.
통합제어기(10)는 복수의 유닛에 대하여, 개별 유닛 단위로 제어하거나, 적어도 하나의 유닛을 소정 그룹 또는 존으로 구분하여 그룹단위 또는 존 단위로 그 동작을 제어할 수 있다. 통합제어기(10)는 복수의 유닛이 개별 동작함은 물론, 상호 연동하여 동작하도록 제어하며, 특히 소비 전력을 제한하는 경우, 빌딩제어장치(40) 및 공기조화기 유닛에 대하여 그 운전을 제어할 수 있다.
이때, 통합제어기(10) 및 공기조화기는 공기조화기 네트워크로 상호 연결되어 데이터를 송수신하며, 공기조화기 네트워크에 따른 프로토콜을 이용하여 데이터를 전송한다.
통합제어기(10)는 빌딩제어장치와 빌딩제어 프로토콜에 따라 데이터를 송수신함은 물론, 공기조화기 네트워크의 프로토콜에 따라 데이터를 송수신하여 빌딩제어장치와 공기조화기 유닛을 통합하여 제어하고 모니터링하게 된다. 그에 따라 통합제어기(10)는 빌딩제어 네트워크의 빌딩제어장치(40)와 공기조화기 네트워크의 공기조화기 유닛을 하나로 연결하여 통합된 하나의 네트워크로써 관리하게 된다.
이때, 통합제어기(10)는 공기조화기 네트워크와, 빌딩제어 네트워크, 양 네트워크에서의 데이터 전송을 위해, 각각에 필요한 통신모듈을 구비하며, 각 프로토콜에 대한 정보를 저장하고, 경우에 따라 상이한 프로토콜의 데이터 처리를 위한 변환기 또는 게이트웨이를 포함할 수 있다. 통합제어기는 실내기 및 실외기와의 통신방식과, 그 외 유닛과의 통신방식이 상이한 경우 각 통신방식에 대응하는 통신모듈을 구비하며, 경우에 따라 데이터를 변환하여 처리한다. 통합제어기(10)는 게이트웨이를 통해 데이터를 변환하여 처리함으로써, 빌딩제어장치 및 공기조화기 유닛에 대해 각각 제어명령을 전송하며, 그 데이터를 수신하여 각 유닛 및 장치에 대한 동작을 모니터링한다.
원격제어기(30)는 통합제어기(10)에 접속하여 원거리에서 빌딩제어장치 및 공기조화기 유닛에 대한 정보를 송수신함으로써 원거리에서 빌딩제어장치 또는 공기조화기 유닛을 각각 제어한다. 원격제어기의 제어명령은 통합제어기로 수신되어, 통합제어기에 의해 각각의 유닛으로 전달된다.
이때, 통합제어기(10)는 웹서버로써 동작하며, 원격제어기(30)는 통합제어기의 웹서버에 접속하여 공기조화기 유닛 및 빌딩제어장치를 모니터링하고 제어하게 된다.
도 2 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 통합제어기의 구성이 도시된 블록도이다.
도 2를 참조하면, 통합제어기(10)는 데이터부(160), 입력부(120), 출력부(130), 웹서버제어부(150), 게이트웨이(140), 빌딩제어통신부(170), HVAC통신부(180), 범용통신부(190) 및 통합제어기 동작 전반을 제어하는 제어부(110)를 포함한다.
입력부(120)는 적어도 하나의 버튼 또는 터치입력수단을 포함하며, 경우에 따라 버튼과 터치입력수단을 모두 포함할 수 있다. 입력부(120)는 구비되는 입력수단의 조작에 따라 입력되는 사용자 명령을 제어부(110)로 인가한다. 경우에 따라, 통합제어기(10)는 동작 설정을 위한 데이터 입력이 가능한 입력부가 구비되지 않을 수 있으며, 이 경우 웹서버의 외부 단말, 예를 들어 원격제어기(30)의 접속을 통해 제어데이터를 입력받을 수 있다.
출력부(130)는 숫자, 문자, 특수문자 또는 이미지를 출력하는 소정의 표시수단, 소정의 효과음 또는 경고음을 출력하는 스피커, 점등되거나 점멸되어 동작상태, 각 기기와의 연결상태 또는 경고를 출력하는 램프를 포함할 수 있다.
출력부(130)는 입력부(120)를 통해 입력되는 사용자 명령을 화면에 출력하거나, 입력된 사용자 명령에 대응하는 소정의 화면이 출력되도록 하고, 실내기의 운전설정, 운전상태, 이상 여부에 대한 정보를 표시한다. 또한 출력부(130)는 동작을 시작하는 경우, 종료하는 경우, 이상이 발생한 경우, 사용자에 의해 입력이 있는 경우와 같이 특정 상황에서 소정의 효과음 또는 경고음을 출력한다. 출력부(130)는 램프를 이용하여 동작상태 또는 네트워크 연결 상태를 색상으로 표시할 수 있다.
데이터부(160)에는 입력부(120)를 통해 입력되는 설정데이터, 통합제어기의 동작제어를 위한 제어데이터, 게이트웨이(140) 및 복수의 통신부(170 내지 190)를 통해 송수신되는 데이터 및 웹서버 데이터가 저장된다.
데이터부(160)는 HVAC통신부(180)로부터 수신되는 공기조화기의 동작상태 데이터, 공기조화기 제어데이터가 저장되고, 빌딩제어 통신부(170)로부터 수신되는 빌딩제어장치에 대한 데이터가 저장된다. 또한, 데이터부(160)는 게이트웨이(140)의 데이터 변환 및 상이한 네트워크 간의 통신을 위한 통신데이터가 저장되고, 원격제어기(30)에서 지원하는 데이터 속성 또는 데이터 포맷에 대한 정보가 저장된다.
빌딩제어통신부(170)는 빌딩제어 네트워크를 통해 복수의 빌딩제어장치(40)와 데이터를 송수신한다. HVAC통신부(180)는 실내기(60), 실외기(50), 환기유닛(70), 칠러(80) 등의 공기조화기 유닛와 데이터를 송수신하여 제어부(110)로 인가한다. 범용 통신부(190)는 인터넷 등에 연결되어 외부 단말(미도시) 또는 원격제어기(10)와 데이터를 송수신한다. 이때, 범용통신부(190)는 원격제어기(10)의 요청에 대응하여 웹서버의 데이터를 전송하고, 원격제어기(10)로부터 수신되는 데이터를 웹서버로 인가한다.
게이트웨이(140)는 빌딩제어통신부(170), HVAC통신부(180), 범용통신부(190)를 통해 송수신되는 데이터가 각각 지정된 프로토콜을 이용하여 데이터를 송수신할 수 있도록 하여 상이한 통신방식 간의 데이터 통신이 가능하게 한다.
제어부(110)는 복수의 통신부(170 내지 190)를 통해 송수신되는 데이터를 데이터부(170)에 저장하고, 입력부(120) 및 출력부(130)를 통한 데이터의 입출력을 제어한다. 제어부(110)는 수신되거나 또는 입력되는 데이터에 따라 운전설정이 변경되도록 하며, 빌딩제어장치 및 공기조화기 유닛의 동작상태에 대응하여 그 동작을 제어한다.
웹서버제어부(150)는 인터넷 등을 통한 외부 단말 또는 원격제어기(30)가 통합제어기(10)에 접속하여 빌딩제어장치(40) 및 공기조화기의 유닛에 대한 데이터를 확인할 수 있도록 서버 기능을 제어하고, 외부 단말 또는 원격제어기(30)을 통해 입력되는 데이터에 대응하여 빌딩제어장치(40) 및 공기조화기 유닛이 동작되도록 제어부(110)로 데이터를 인가한다.
웹서버제어부(150)는 입력되는 데이터를 데이터부(160)에 저장하고, 빌딩제어장치(40) 또는 공기조화기 유닛의 동작정보가 데이터부(160)에 저장되거나 또는 갱신되면, 웹서버의 데이터를 갱신하여 표시함으로써 원격제어기(30)로 변경된 데이터를 전송하여 외부 접속을 통한 동작상태 확인이 가능하도록 한다.
웹서버제어부(150)는 외부 단말 또는 원격제어기(30)가 접속하여, 빌딩제어장치(40) 및 공기조화기 유닛의 동작에 대한 상태 확인 및 명령 입력이 가능하도록 하는 웹페이지를 구성하고, 주기적으로 웹페이지를 갱신하여, 새로운 정보를 제공한다. 이때 웹서버제어부(150)는 범용통신부(190)를 통해 외부단말 또는 원격제어기(30)와 통신한다.
웹서버제어부(150)는 외부 단말 또는 원격제어기(30)의 접속에 대한 인증을 수행하여 접속을 제한할 수 있으며, 접속 권한에 따라 표시되는 데이터가 상이하게 표시되도록 한다.
제어부(110)는 입력부(120) 또는 웹서버제어부(150)를 통해 입력되는 데이터에 대응하여 빌딩제어장치(40) 및 공기조화기 유닛에 대한 동작을 제어하고, 그 동작정보를 수신하여 데이터부(160)에 저장한다.
제어부(110)는 공기조화기 유닛 또는 상기 빌딩제어장치에 대하여, 동작 여부, 운전에 따른 모드, 운전설정을 제어하고, 또한, 스케줄관리, 전력분배, 소비전력량관리, 피크전력제어 또는 디멘드제어를 수행한다. 이때 제어부(110)는 웹서버제어부(150)를 통해 외부 단말 또는 원격제어기(30)로부터 빌딩제어장치(40) 및 공기조화기 유닛에 대한 동작제어데이터는 물론, 스케줄 데이터, 전력분배설정데이터, 전력소비제어데이터를 수신하여, 빌딩제어장치(40) 및 공기조화기의 유닛의 동작을 설정하고 동작을 제어한다.
또한, 제어부(110)는 빌딩제어통신부(170), HVAC통신부(180) 및 범용통신부(190)을 통한 데이터 송수신을 제어하고, 게이트웨이(140)를 통해 변환된 데이터를 이용하여 상이한 네트워크 간에 통신 가능하도록 함으로써 빌딩제어장치(40)와 공기조화기 유닛이 하나의 통합 네트워크를 형성하도록 한다.
도 3 은 본 발명에 따른 통합제어기의 통신부의 구성이 도시된 블록도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 통합제어기의 빌딩제어통신부(170)는 통신처리부(171), 신호변환부(172), 관리부(173), 론워크통신모듈(174)로 구성된다.
빌딩제어통신부(170)는 통합제어기(10) 내에 구비되어 제어부(110)의 제어명령에 따라 빌딩제어장치(40)로 제어명령을 전송하고, 빌딩제어장치(40)의 운전 또는 상태 정보를 수신하여 제어부(110)로 인가한다.
이때, 통신처리부(171)는 제어부(110)와 캔통신(CAN)을 통해 제어부(110)의 제어명령을 수신하고 수신된 제어명령을 분석 및 처리한다. 또한, 론워크통신모듈(174)을 통한 데이터의 송수신을 제어한다.
론워크통신모듈(174)은 통신처리부(171)의 제어에 따라 빌딩제어장치(40)로 제어명령을 전송하고, 빌딩제어장치(40)의 데이터를 수신한다. 각 빌딩제어장치(40)에도 론워크통신모듈이 구비된다.
신호변환부(172)는 통신처리부(171)가 수신 및 분석한 제어부(110)의 제어명령을 론워크트통신모듈(174)을 통해 전송할 수 있도록 론표준변수로 변환한다. 또한 신호변환부(172)는 론워크통신모듈(174)을 통해 빌딩제어장치(40)로부터 수신된 데이터를 제어부(110)로 전송하기 전 데이터를 변환하여 통신처리부(171)로 인가한한다.
이때 관리부(173)는 신호변환부(172)에서 론표준변수로의 데이터를 변환에 사용되는 론표준변수를 관리한다.
도 4 는 본 발명에 따른 통합제어기의 제어기능을 설명하는 데 참조되는 도이다. 도 4를 참조하면, 통합제어기(10)는 웹서버제어부(150)를 통해 웹서버를 관리하고, 웹유저 인터페이스(Web UI)를 통해 원격제어기(30) 또는 외부 단말이 통합제어기(10)에 접속하여 빌딩제어장치(40) 및 공기조화기 유닛을 모니터링하고 제어하도록 한다.
통합제어기(10)는 데이터부(160)에 공용 라이브러리를 구축하여 각각의 서비스 기능 별 데이터를 관리하고, 각 유닛별,데이터를 처리 및 관리한다.
이때 통합제어기(10)는 연결된 공기조화기 유닛 및 빌딩제어장치(40)에 대하여, 스케줄, 이력정보, 제어 및 모니터링 기능을 제공하며, 이러한 기능은 출력부(130)의 디스플레이를 통해 출력되거나, 또는 웹서버의 웹페이즈를 통해 출력될 수 된다.
제어부(110)는 연결된 공기조화기 유닛 및 빌딩제어장치(40)에 대하여 각각의 유닛 및 장치에 대한 설비정보를 저장 및 관리하고, 유닛 또는 장치의 종류에 따른 제어정보를 바탕으로 그 동작을 제어한다.
빌딩제어통신부(170)는 제어부(110)와 캔통신(CAN)을 통해 내부적으로 데이터를 송수신하고, 연결된 빌딩제어장치(40)로 제어명령을 전송하여 그 동작을 제어하며 빌딩제어장치(40)의 데이터를 수신하여 제어부(110)로 인가한다.
범용통신부(190)는 웹서버 접속을 관리하고 원격제어기(30) 또는 외부 단말의 연결을 제어한다.
또한, HVAC통신부(180)는 연결된 공기조화기 유닛과 데이터를 송수신하여 제어부(110)의 제어명령에 따라 각 유닛이 동작하도록 하면서 각 유닛으로부터 수신되는 데이터를 제어부(110)로 인가한다. 이때, 각각 연결되는 유닛은 연결방식 또는 통신방식에 따라 통합제어기와 소켓으로 연결되거나 RS485통신으로 연결될 수 있으며 또는 일반 시리얼포트나 이더넷통신을 이용한 모드버스(MODBUS) 방식으로 연결되며, HVAC통신부(180)는 각각의 유닛 등에 대하여 데이터를 처리한다.
통합제어기(10)는 공기조화기 유닛에 대하여 구비되는 설비정보에 따라 각 유닛을 제어하되, 연결된 통신방식에 따라 유닛으로 데이터를 송수신하고, 빌딩제어장치(40)에 관련하여 별도로 구비되는 빌딩제어통신부(170)와의 내부 통신을 통해 그 동작을 제어하고 관리하게 된다.
그에 따라 통합제어기(10)는 스케줄 기능이 구비되지 않은 유닛 또는 빌딩제어장치에도 구비되는 서비스 기능을 적용하여 스케줄 제어를 수행하게 된다. 이때 제어부(110)는 유닛이나 빌딩제어장치에 자체 스케줄 기능이 없으므로, 통합제어기(10)에서 스케줄을 관리하여 이벤트 발생 시 그에 대한 제어명령을 전송함으로써 동작을 제어하여, 공기조화기 유닛이나 빌딩제어장치에 일정 스케줄에 따라 동작하도록 한다.
도 5 는 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 동작방법이 도시된 순서도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 통합제어기(10)의 제어부(110)는 공기조화기 유닛 및 빌딩제어장치(40)에 대한 데이터를 데이터부(160)에 저장하고, 웹서버제어부(150)와 데이터를 송수신하여 공기조화기 유닛 및 빌딩제어장치(40)에 대한 데이터가 웹서버에 반영되도록 한다(S201).
웹서버 제어부(150)는 웹서버에 개시되는 웹페이지상의 데이터를 관리하고,외부로부터 웹서버로의 접속을 관리한다. 이때 웹서버는 통합제어기(10) 내부에 구비되거나 또는 외부에 별도로 구비될 수 있다.
원격제어기(30) 또는 외부 단말이 인터넷을 통해 웹서버에 접속하면(S202), 통합제어기(10)의 범용통신부(190)는 원격제어기(30)의 접속에 대한 데이터를 웹서버제어부(150)로 인가하고, 웹서버제어부(150)는 원격제어기(30)의 웹서버 접속에 대한 접속 인증을 수행한다(S203). 원격제어기(30)에 대한 인증이 완료되면, 웹서버제어부(150)는 웹서버의 데이터가 원격제어기(30)에 제공되도록하고(S204-1), 범용통신부(190)는 웹서버의 데이터를 원격제어기(30)로 전송하여(S204-2) 원격제어기(30)에서 공기조화기 유닛 및 빌딩제어장치(40)에 대한 데이터를 모니터링 할 수 있도록 한다.
원격제어기(30)는 출력되는 데이터를 바탕으로 공기조화기 유닛 및 빌딩제어장치를 모니터링하고, 공기조화기 유닛 또는 빌딩제어장치에 대한 설정을 입력하여 그 동작을 제어할 수 있다(S205).
원격제어기(30)로부터 공기조화기 유닛에 대한 설정이 입력되면 설정데이터가 범용통신부(190)로 전송되고(S206-1), 범용통신부(190)는 수신된 원격제어기(30)의 설정데이터를 웹서버 제어부(150)로 인가한다(S206-2).
웹서버제어부(150)는 설정데이터에 대응하는 제어신호를 생성하여 제어부(110)로 인가하고(S207), 제어부(110)는 제어신호에 대응하여 공기조화기 유닛 에 대한 동작 설정을 변경한다(S208). 웹서버제어부(150)는 입력된 설정데이터에 따라 웹서버의 데이터를 갱신한다.
제어부(110)는 변경된 설정에 따라 제어신호를 생성하여 제어 대상인 공기조화기 유닛으로 전송되도록 HVAC통신부(180)로 인가한다(S209-1). 이때 HVAC통신부(180)는 제어부(110)의 제어신호를 제어대상인 공기조화기 유닛의 통신방식에 대응하여, 소정의 통신방식으로 제어신호를 공기조화기 유닛으로 전송한다(S209-2). 이때 복수의 공기조화기 유닛은 각각 통합제어기(10)와의 연결방식에 따라 상이한 통신방식으로 통합제어기와 통신할 수 있다.
공기조화기 유닛은 통합제어기(10)로부터 수신된 제어신호에 대응하여 설정을 변경하고 그에 따라 운전한다(S210). 예를 들어 제어신호가 풍량변경에 대한 제어신호인 경우, 그에 대응하여 풍량을 증가 또는 감소시켜 운전한다.
공기조화기 유닛은 변경된 동작에 대한 상태정보를 생성하고(S211), 상태정보를 통합제어기(10)로 전송한다(S212-1). HVAC통신부(180)는 공기조화기 유닛으로부터 상태정보를 수신하여 제어부(110)로 인가한다(S212-2).
제어부(110)는 공기조화기 유닛의 상태정보를 확인하고, 이를 웹서버제어부(150)로 인가한다(S213). 웹서버제어부(150)는 공기조화기 유닛의 상태정보를 바탕으로 웹서버의 데이터를 갱신한다(S214). 웹서버의 데이터가 갱신되면, 갱신된 데이터는 범용통신부(190)를 통해, 접속된 원격제어기(30)로 전송되어(S215-1, S215-2), 변경된 데이터가 원격제어기(30)에 표시된다(S216).
도 6 은 본 발명에 따른 공기조화기 시스템의 빌딩제어장치 동작방법이 도시된 순서도이다.
도 6을 참조하면, 통합제어기(10)는 공기조화기 유닛 외에도 빌딩제어장치(40)를 모니터링하고 제어한다. 통합제어기(10)의 제어부(110)는 공기조화기 유닛 및 빌딩제어장치(40)에 대한 데이터를 데이터부(160)에 저장하고, 웹서버제어부(150)와 데이터를 송수신하여 공기조화기 유닛 및 빌딩제어장치(40)에 대한 데이터가 웹서버에 반영되도록 한다(S301).
원격제어기(30) 또는 외부 단말이 인터넷을 통해 웹서버에 접속하면(S302), 범용통신부(190)는 원격제어기(30)의 접속에 대한 데이터를 웹서버제어부(150)로 인가하고, 웹서버제어부(150)는 원격제어기(30)의 웹서버 접속에 대한 접속 인증을 수행한다(S303).
웹서버제어부(150)는 웹서버의 데이터가 원격제어기(30)에 제공되도록 데이터를 범용통신부(190)를 통해 전송하고(S304-1, S304-2), 원격제어기(30)는 수신된 데이터를 화면에 표시하여 그 동작을 모니터링 하게 된다. 원격제어기(30)는 제공되는 웹서버의 제어메뉴를 통해 빌딩제어장치에 대한 설정데이터를 입력하여, 그 동작을 제어할 수 있다(S305).
원격제어기(30)로부터 빌딩제어장치(40)에 대한 설정이 입력되면 설정데이터가 범용통신부(190)를 통해 웹서버 제어부(150)로 인가된다(S306-1, S306-2).
웹서버제어부(150)는 설정데이터에 대응하는 제어신호를 생성하여 제어부(110)로 인가하고(S307), 제어부(110)는 제어신호에 대응하여 빌딩제어장치(40)에 대한 설정을 변경한다(S308).
제어부(110)는 변경된 설정에 따라 제어신호를 생성하여 제어 대상인 빌딩제어장치(40)로 제어신호가 전송되도록 빌딩제어통신부(170)로 인가한다(S309-1). 이때, 제어부(110)는 내부의 캔통신(CAN)을 통해 빌딩제어통신부(170)로 데이터는 인가한다.
이때 빌딩제어통신부(170)는 제어부(110)의 제어신호를, 제어대상인 빌딩제어장치(40)로 전송하기 위해, 제어부의 제어신호를 분석하고, 제어신호에 대응하는 제어변수이용하여 신호를 변환한 후(S310), 구비되는 론워크통신모듈(174)을 통해 해당 빌딩제어장치(40)로 전송한다(S311).
빌딩제어장치(40)는 통합제어기(10)로부터 수신된 제어신호에 대응하여 설정을 변경하고 그에 따라 동작한다(S312). 빌딩제어장치(40)는 운전 또는 동작이 변경됨에 따라 상태정보를 생성하고(S313), 상태정보를 통합제어기(10)로 전송한다(S314).
예를 들어, 통합제어기(10)는 조명 점등 및 소등에 대한 스케줄이 설정되어 있는 경우, 스케줄 설정된 시각에 조명제어를 위한 제어신호를 생성하여 빌딩제어장치(40) 중 조명제어유닛(43)로 전송한다. 조명제어유닛(43)은 통합제어기(10)로부터 조명 점등에 대한 제어신호를 수신하는 경우, 제어신호에 대응하여 특정 위치의 조명이 점등되도록 제어하고, 그에 대한 상태정보를 통합제어기(10)로 전송할 수 있다.
빌딩제어통신부(170)는 조명제어유닛(43)으로부터 수신된 상태정보를 변환한고(S315), 제어부(110)로 변환된 상태정보를 전송한다(S316).
제어부(110)는 웹서버제어부(150)로 빌딩제어장치(40)의 상태정보에 대한 데이터를 전송하고(S317), 웹서버제어부(150)는 이를 바탕으로 웹서버의 데이터를 갱신한다(S318). 갱신된 데이터는 범용통신부(190)를 통해 원격제어기(30)로 전송되고(S319-1, S319-2), 원격제어기(30)는 갱신된 데이터를 화면에 표시한다(S320).
통합제어기(10)는 원격제어기(30)로부터의 설정데이터가 입력되지 않더라도, 제어부(110)는 공과조화기 유닛 또는 빌딩제어장치(40)의 상태정보 및 운전설정에 대응하여 별도의 제어신호를 전송할 수 있고, 스케줄 또는 전력소비에 대한 제어기능이 설정된 경우, 설정 데이터에 대응하여 제어신호로써 전송함으로써 공기조화기 유닛 또는 빌딩제어장치를 제어할 수 있다.
통합제어기(10)는 공기조화기의 유닛 또는 빌딩제어장치(40)의 동작을 제어하는데에 따른 정보를 웹서버에 반영되고, 원격제어기(30)를 통해 모니터링 가능하도록 한다.
특히 통합제어기(10)는 빌딩제어통신부(170)를 통해 빌딩제어장치(40)와 연결됨에 따라 공기조화기 유닛은 물론 빌딩제어장치(40)를 통합하여 제어하게 된다.
본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 실시예에 따라서는 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.
모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있으나, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
10: 통합제어기 30: 원격제어기
40: 빌딩제어장치 41: 이동장치제어유닛
42: 보안제어유닛 43: 조명제어유닛
50: 실외기 60: 실내기
70: 환기유닛 80: 칠러
110: 제어부 120: 입력부
130: 출력부 150: 웹서버제어부
170: 빌딩제어통신부 180: HVAC통신부
190: 범용통신부

Claims (14)

  1. 공기조화기 네트워크로 연결된 복수의 공기조화기 유닛;
    빌딩제어 네트워크로 연결된 복수의 빌딩제어장치; 및
    상기 공기조화기 유닛 및 상기 빌딩제어장치에 연결되어, 상기 공기조화기 유닛 및 상기 빌딩제어장치를 통합하여 그 동작을 모니터링하고, 제어하는 통합제어기;를 포함하고,
    상기 통합제어기는 상기 공기조화기 유닛과 데이터를 송수신하는 HVAC통신부 및 데이터를 변환하여 상기 빌딩제어장치와 데이터를 송수신하는 빌딩제어통신부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합제어기는 상기 공기조화기 유닛 또는 상기 빌딩제어장치에 대한 설정에 따라 그 동작을 제어하고, 상기 공기조화기 유닛 또는 상기 빌딩제어장치로부터 수신되는 데이터를 분석하여 동작상태를 판단하고 제어하는 제어부를 더 포함하 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 공기조화기 유닛 또는 상기 빌딩제어장치에 대하여, 동작 여부, 운전에 따른 모드, 운전설정을 제어하고, 스케줄관리, 전력분배, 소비전력량관리, 피크전력제어 또는 디멘드제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 통합제어기는 상이한 통신방식의 데이터간에 상호 데이터를 변환하는 게이트웨이를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 빌딩제어통신부, 상기 HVAC통신부 및 범용통신부을 통한 데이터 송수신을 제어하고, 상기 게이트웨이를 통해 변환된 데이터를 이용하여 상이한 네트워크 간에 통신 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 빌딩제어통신부는
    상기 빌딩제어장치와 데이터를 송수신하는 론워크통신모듈;
    상기 제어부의 제어명령을 분석하고 및 처리하여 상기 론워트통신모듈을 통한 데이터의 송수신을 제어하는 통신처리부;
    상기 제어부의 제어명령과 론워크트통신모듈의 데이터를 변환하는 신호변환부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 빌딩제어통신부는 상기 신호변환부에서 데이터 변환에 사용되는 론표준변수를 관리하는 관리부; 를 더 포함하고,
    상기 변환부는 상기 제어부의 제어명령이 상기 론워크트통신모듈을 통해 전송할 수 있도록 론표준변수로 변환하고, 상기 론워크통신모듈을 통해 수신되는 데이터를 변환하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 빌딩제어통신부는 상기 제어부와 캔통신(CAN)으로 내부적으로 데이터를 송수신하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합제어기는, 상기 공기조화기 유닛 또는 상기 빌딩제어장치의 동작상태 데이터를 포함하고 상기 공기조화기 유닛 또는 상기 빌딩제어장치의 제어를 위한 메뉴화면이 구비되는 웹서버를 구현하고 관리하는 웹서버제어부; 및
    외부 단말 또는 원격제어기로부터의 상기 웹서버 접속에 따른 데이터를 송수신하는 범용통신부를 더 포함하는 공기조화기 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 웹서버 제어부는 상기 외부 단말 또는 상기 원격제어기의 요청에 대응하여 상기 공기조화기 유닛 또는 상기 빌딩제어장치의 동작상태 데이터를 상기 범용통신부를 통해 전송하고,
    상기 제어메뉴를 통해 상기 외부 단말 또는 상기 원격제어기로부터 설정데이터가 수신되면, 상기 제어부로 인가하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 원격제어기는 상기 웹서버에 접속하여 상기 공기조화기 유닛 또는 상기 빌딩제어장치의 동작상태에 대한 데이터를 수신하여 표시하고, 상기 웹서버로부터 제공되는 제어메뉴를 통해 상기 공기조화기 유닛 또는 상기 빌딩제어장치에 대한 설정데이터를 입력하여 전송하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 빌딩제어장치는 이동장치 제어유닛, 보안제어유닛, 조명 제어유닛 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기조화기 유닛은 실내기, 실외기, 환기장치, 칠러 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템.
  13. 공기조화기 유닛 또는 빌딩제어장치에 대한 설정이 입력되면 설정에 따른 동작제어를 위한 제어명령을 생성하는 단계;
    제어대상을 구분하여 상기 공기조화기 유닛에 대한 설정인 경우 HVAC통신부로 제어명령을 인가하고, 상기 HVAC통신부가 공기조화기 유닛 중 제어대상인 유닛의 종류에 따라, 연결된 포트 및 통신방식을 판단하여 상기 제어명령을 해당 유닛으로 전송하는 단계; 및
    상기 빌딩제어장치에 대한 설정인 경우 빌딩제어통신부로 제어명령을 인가하고, 상기 빌딩제어통신부가 상기 제어명령을 빌딩제어용 데이터로 변환한 후 론워크 통신모듈을 통해 상기 빌딩제어장치로 전송하는 단계; 를 포함하는 공기조화기 시스템의 동작방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    외부 단말 또는 원격제어기가 웹서버에 접속하여, 상기 웹서버를 통해 제공되는 웹페이지의 제어메뉴를 통해 상기 공기조화기 유닛 또는 상기 빌딩제어장치에 대한 설정을 입력하는 단계;
    상기 외부 단말 또는 원격제어기의 웹서버를 통한 설정입력을 웹서버제어부가 제어부로 인가하는 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기 시스템의 동작방법.
KR1020130057260A 2013-05-21 2013-05-21 공기조화기 시스템 및 그 동작방법 KR102164805B1 (ko)

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