KR20140147287A - 인체감지용 안테나 유닛을 가지는 공기조화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내 열교환기, 실내팬 및 실내기 하우징을 포함하는 실내기, 압축기, 실외 열교환기, 실외 팽창밸브 및 실외기 하우징을 포함하는 실외기 및 상기 실내기가 설치된 공간에 위치하는 인체의 움직임 또는 인원수를 감지하는 인체감지 안테나 유닛을 포함하고, 상기 인체감지용 안테나 유닛은, 복수 개의 어레이 안테나, 외부면에 상기 복수 개의 어레이 안테나가 설치되는 하우징, 상기 복수 개의 어레이 안테나로부터 전파신호를 수신하거나 복수 개의 어레이 안테나로 전파신호를 전송하는 트랜시버 및 상기 복수 개의 안테나 어레와 상기 트랜시버를 선택적으로 연결시키는 스위치를 포함하는 공기조화장치를 제공한다.

Description

인체감지용 안테나 유닛을 가지는 공기조화장치{Air conditioning apparatus having an antenna unit for sensing human}
본 발명은 공기조화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내공간에 위치하는 인체의 움직임 또는 인원수를 감지하는 인체감지용 안테나 유닛을 가지는 공기조화장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화장치는 냉매를 압축, 응축, 팽창, 증발시키는 과정을 수행하여, 실내 공간을 냉방 또는 난방시키는 장치이다.
최근 지구 온난화에 따른 에너지 절감 방안이 이슈로 부각되면서 종래에 에너지 소비 장치들의 효율적인 에너지 소비를 위한 여러 가지 방법들이 제시되고 있다.
이러한 에너지 절감의 측면에서 공기조화장치는 실내에 위치하는 인원 또는 인체의 움직임을 감지하여 이에 따라 온도제어를 하는 방법들이 제안되었다.
한편, 종래의 공기조화장치는 인체를 감지하는 방법에 따라 다음의 2가지로 분류될 수 있다.
먼저, 삼각 측량 방식은 미리 정의되어 있는 기준점들로부터 거리를 측정하여 물체의 위치를 계산하는 방식으로써, 적외선을 사용하는 액티브 배지(Active Badges), 초음파를 사용하는 액티브 배트(Active Bats), 비전을 사용하는 이지 리빙(easy Living) 등과 같은 시스템이 있다.
다음으로, 근접 방식은 알려져 있는 기준점과의 근접성을 이용하여 위치를 결정하는 방식으로서, 압력센서를 이용한 스마트 플로어(Smart Floor), RFID를 이용한 자동인식시스템(Automatic ID systems) 등이 있다.
또한, 인체감지장치는 거주자의 단말기 소유 여부에 따라 액티브 배트와 같은 단말기 기반 방법과 비전 센서나 압력 센서 등을 사용한 비단말기 기반 방법으로 나누어 볼 수 있다.
적외선이나 초음파를 사용하는 단말기 기반 방식의 경우 거주자의 위치를 찾는 것이 아니라 거주자가 소지한 단말기의 위치를 찾는 것이다. 이로 인하여, 실내공간에서 거주자가 항상 단말기를 소지하고 있어야만 위치를 인식할 수 있는 문제점이 있다.
반면, 단말기를 필요로 하지 않는 비전을 이용한 이지 리빙의 경우 가정 내에서 사생활 침해 논란을 야기할 수 있으며, 압력 센서를 이용한 스마트 플로어의 경우 낮은 확장성과 관리의 어려움이 존재한다.
최근까지 보안 및 가전조명 분야에서 사용되거나 개발되고 있는 인체감지센서들은 외부 열원에 반응하는 전기적 신호를 직접 만들어 내는 PIR(초전형 적외선 센서) 센서를 사용하고 있으며, 이러한 기존의 인체감지센서는 감지구역 내에 존재하는 인체가 움직일 경우에만, PIR 센서가 인체에게서 발산되는 8~12㎛를 적외선을 감지하여 수광 에너지의 변화로 전기적인 신호가 발생되어 이를 통해 감지범위 내에서 움직이고 있는 인체를 인식할 수 있다.
상기와 같은 종래의 인체감지센서 또는 장치들은 사용자가 단말기를 소유해야하는 불편함 또는 적외선을 이용하여 감지하는 경우 해상도가 매우 떨어져 인체의 움직임 및 인원수를 정확히 감지할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 실내공간에 위치하는 인체의 움직임 또는 인원수를 보다 정확하게 감지할 수 있는 공기조화장치 및 이의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 실내 열교환기, 실내팬 및 실내기 하우징을 포함하는 실내기, 압축기, 실외 열교환기, 실외 팽창밸브 및 실외기 하우징을 포함하는 실외기 및 상기 실내기가 설치된 공간에 위치하는 인체의 움직임 또는 인원수를 감지하는 인체감지 안테나 유닛을 포함하고, 상기 인체감지용 안테나 유닛은, 복수 개의 어레이 안테나, 외부면에 상기 복수 개의 어레이 안테나가 설치되는 하우징, 상기 복수 개의 어레이 안테나로부터 전파신호를 수신하거나 복수 개의 어레이 안테나로 전파신호를 전송하는 트랜시버 및 상기 복수 개의 안테나 어레와 상기 트랜시버를 선택적으로 연결시키는 스위치를 포함하는 공기조화장치를 제공한다.
여기서, 상기 트랜시버 및 스위치는 상기 안테나 유닛의 하우징 내부에 설치되는 것이 바람직하다.
한펴, 상기 하우징은 원뿔형상 또는 반구형상일 수 있다.
이때, 상기 원뿔의 하면(모서리) 또는 반구의 하면(잘린 단면의 반대면)은 실내공간을 향하도록 설치된다.
그리고, 상기 하우징은 상기 실내기 또는 상기 실내기가 설치된 실내공간의 천장에 착탈가능하게 설치될 수 있다.
또는, 상기 실내기 하우징은 하면 외관의 테두리부를 형성하는 전면판넬과, 상기 전면판넬의 상부에 구비되며 내부에 실내팬 및 실내 열교환기를 수용하는 캐비넷을 포함하며, 상기 하우징은 상기 전면판넬에 착탈가능하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 어레이 안테나는 상기 하우징의 외면을 따라 일정한 간격을 이루며 구비될 수 있다.
여기서, 상기 실내기가 설치된 공간은 복수 개의 탐지구역으로 분할되며, 상기 어레이 안테나의 갯수는 상기 탐지구역의 갯수에 대응되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 트랜시버 및 스위치는 하나의 PCB 기판 위에 실장되며, 상기 스위치는 상기 PCB 기판 위에 실장되는 RF 스위칭 소자일 수 있다.
한편, 상기 스위치는 상기 하우징에 설치되는 복수 개의 어레이 안테나를 일정한 방향을 따라 순차적으로 상기 트랜시버와 연결 및 해제할 수 있다.
여기서, 상기 어레이 안테나는 IR-UWB 안테나인 것이 바람직하다.
본 발명은, 실내공간에 위치하는 인체의 움직임 또는 인원수를 보다 정확하게 감지할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 인체감지용 안테나 유닛을 천장 또는 실내기에 착탈 가능하도록 하여 실내공간의 크기 또는 형상에 따라 설치위치를 변경시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 복수 개의 어레이 안테나를 순차적으로 연결시키는 스위치를 구비하여, 모터를 이용하여 안테나를 회전시키지 않아도 되며, 이에 따라 모터 제작비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 공기조화장치의 실내기를 나타낸 사시도
도 2는 공기조화장치의 실외기를 나타낸 사시도
도 3은 실내기 및 실외기의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 안테나 유닛의 외형을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 안테나 유닛의 외형을 나타낸 사시도.
도 6은 안테나 유닛이 천장에 설치된 실시예를 나타낸 도면
도 7은 복수 개의 구역으로 분할된 실내공간과 안테나 유닛을 개략적으로 나타낸 개략도.
도 8은 안테나 유닛의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도
이하 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 공기조화장치의 실내기(10)를 나타낸 사시도이며, 도 2는 실외기(20)를 나타낸 사시도이다. 도 3은 실내기(10) 및 실외기(20)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치를 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치는 실내기(10) 및 실외기(20)를 포함한다. 또한, 상기 공기조화장치는 사방밸브(240)를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 실내기(10)는 실내 열교환기(150) 및 실내팬(160)을 포함할 수 있다. 상기 실내기(10)는 실내기 하우징(11)을 더 포함하며, 상기 실내 열교환기(150) 및 실내팬(160)은 상기 실내기 하우징(11)의 내부에 수용된다.
상기 실내 열교환기(150)는 냉방 운전 시 증발기로 작용하고 난방 운전 시 응축기로 작용할 수 있다. 상기 실내 열교환기(150)는 냉매가 순환하는 순환경로(230)를 통해 실외기(20)의 실외 열교환기(270)와 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따를 경우 실내기(10)는 상부가 천장 내부에 삽입되어 고정되며, 하면이 천장 하측으로 노출되도록 설치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 실내기(10)의 외관을 형성하는 실내기 하우징(11)은 하면 외관의 테두리부를 형성하는 전면판넬(110)을 포함할 수 있다. 또한, 전면판넬(110) 중앙부에 설치되어 실내공기가 실내기(10) 내부로 유입되도록 하는 흡입그릴(120)을 포함할 수 있다. 또한, 실내기(10)의 상부 외관을 형성하고 내부에 다수의 부품이 내장되는 캐비넷(130)을 포함할 수 있다. 상기 캐비넷(130)은 상기 전면판넬(110)의 상부에 구비된다. 또한, 캐비넷(130) 상면을 차폐함과 동시에 실내기(10)가 천장 내부에 장착되도록 하는 베이스(140)를 포함할 수 있다.
전면판넬(110)은 내부가 사각형 모양으로 천공되어 흡입그릴(120)이 장착되며 하면에는 직사각형상의 토출구(112)가 형성된다. 토출구(112)는 실내기(10) 내부에서 열교환된 공기가 다시 실내로 토출되도록 하는 것으로, 전면판넬(110)의 전후좌우에 동일한 형상으로 천공 형성될 수 있다.
토출구(112)에는 토출구(112)를 통해서 실내로 토출되는 공기의 유동방향을 강제하는 루버(114)가 형성된다. 루버(114)는 토출구(112)의 형상 및 크기와 대응되는 사각판 모양을 가지며, 회전동력을 발생하는 모터(미도시)와 연결되어 회동함으로써 공기 유동 방향을 강제할 수 있게 된다. 따라서, 토출구(112)를 통해서 실내공간으로 토출되는 공기는 토출구(112)와의 거리가 먼 곳까지 송풍되어 실내기(10)는 공기조화를 극대화하게 된다.
전면판넬(110)의 중앙부에는 대략 사각판 모양을 가지는 흡입그릴(120)이 장착된다. 흡입그릴(120)은 전술한 바와 같이 실내 공기가 상기 실내기(10) 내부로 흡입되도록 한다. 따라서, 흡입그릴(120)의 중앙부에는 가로방향으로 길게 절제되어 상하부가 관통되도록 흡입구(122)가 다수 개 형성된다. 도면부호 116은 누설된 냉매를 검출하는 냉매센서이다.
한편, 상기 캐비넷(130)의 내부에는 실내 열교환기(150) 및 실내팬(160)이 설치될 수 있다.
상기 실내기(10)는 복수 개가 구비될 수 있으며, 복수 개의 실내기(10)는 복수의 실내공간들에 각각 배치될 수 있다. 상기 실외기(20)는 실외 공간에 배치되는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 상기 실외기(20)는 압축기(220), 실외 열교환기(270), 실외 팽창밸브(250) 및 실외팬(260)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 실외기(20)는 실외기 하우징(21)을 더 포함하며(도 2 참조), 상기 압축기(220), 실외 열교환기(270), 실외 팽창밸브(250) 및 실외팬(260)을 상기 실외기 하우징(21)의 내부에 수용된다. 상기 실외 열교환기(270)는 냉방 운전 시 응축기로 작용하고 난방 운전 시 증발기로 작용할 수 있다.
상기 압축기(220)는 유입되는 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축시킨다. 압축기(220)는 다양한 구조로 적용될 수 있으며, 인버터형 압축기가 채택될 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 실외기 하우징(21)은 실외기(20)의 내부 공간을 전방에서 차폐하고, 전면 외관을 형성하는 전면판넬(211)을 포함할 수 있다. 또한, 좌/우측으로 외부 공기의 유입을 안내하는 측면그릴(213)을 포함할 수 있다. 또한, 후방에서 내부로 외부 공기의 유입을 안내하는 후면그릴(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 다수 개 부품을 지지하는 베이스(219)를 포함할 수 있다. 또한, 내부에서 열교환된 공기의 상방향 토출을 안내하는 상면판넬(215)을 포함할 수 있다.
상면판넬(215)의 중앙부에는 한 쌍의 통기공(214)이 형성되어 실외기(20) 내부에서 열교환된 공기를 실외기(20) 외부로 토출할 수 있게 된다.
통기공(214) 상면 테두리에는 원통 모양의 쉬라우드(shroud)(212)가 장착되고, 쉬라우드(212)는 통기공(214)의 갯수와 대응되는 갯수로 구비되며, 통기공(214)을 통해서 실외기(20) 내부로 토출되는 공기의 유동 방향을 안내하게 된다. 상기 쉬라우드(212)의 내부에는 실외팬(260)이 구비될 수 있다.
상기 사방밸브(240)는 압축기(220)에서 토출된 냉매의 순환경로(230)를 조절한다. 즉, 상기 사방밸브(240)는 냉난방 전환을 위한 유로 전환 밸브로서, 압축기(220)에서 압축된 냉매를 냉방 운전 시 실외 열교환기(270)로 안내하고, 난방 운전시 실내 열교환기(150)로 안내한다.
또한, 상기 공기조화장치는 후술하는 인체감지 안테나 유닛(300)에 의해 감지된 인원 또는 인체의 움직임에 따라 온도, 풍향, 풍량 및 풍속 중 적어도 하나를 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따를 경우 실내기(10)가 설치된 공간에 위치하는 인체의 움직임 또는 인원수를 감지하는 인체감지용 안테나 유닛(300)을 포함할 수 있다.
도 4 및 도 8을 참조하면, 상기 안테나 유닛(300)은 복수 개의 어레이 안테나(310)를 포함할 수 있다. 또한, 외부면에 상기 복수 개의 어레이 안테나(310)가 설치되는 하우징(320)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 어레이 안테나(310)로 전파신호를 송신하거나 상기 어레이 안테나(310)로부터 전파신호를 수신하는 트랜시버(transceiver)(370)를 포함할 수 있다. 또한, 복수 개의 어레이 안테나(310)와 상기 트랜시버(370)를 선택적으로 연결시키는 스위치(350)를 포함할 수 있다. 또한, 트랜시버(370)로부터 어레이 안테나(310)가 수신한 반사파 신호를 전달받아 신호를 처리하며, 실내공간의 위치하는 인체의 움직임 여부 및 인원수를 판단하는 신호처리장치(390)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 트랜시버(370)는 전파신호를 송신하는 송신기와 수신기로 대체될 수 있다.
본 발명에서 이용되는 안테나 유닛(300)은 UWB(Ultra Wide Band) 안테나인 것이 바람직하다. 보다 상세하게는 IR-UWB(Impulse Radio UWB)인 것이 바람직하다.
IR－UWB는 표준화 기구인 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineering)에 의해 표준화 작업 중이며 2007년 IEEE 802.15.4a 규격으로 표준화가 일단락 되었다. IR－UWB는 초광대역 펄스를 이용한 저속 위치기반 네트워크 표준으로써, 현재 대두되고 있는 유비쿼터스 환경의 기반이 되는 정밀한 거리 추정 및 위치 추정의 기능을 제공하기 위한 기술 표준이다. IEEE 802.15.4a에서 제시하는 IR－UWB는 거리 추정시 오차 범위 1m 이하의 정밀도를 제공하도록 한다. 무선 통신 기반으로 주파수 대역은 3.1GHz ~ 10.6GHz의 초 광대역을 사용하며, 시스템의 동작 범위는 30m 이내를 보장하도록 한다.
IR－UWB에서 사용하는 주파수 대역은 크게 3개의 대역으로 나눠지며 서브－GHz 대역([0027] sub－GHz band), 낮은 대역(low－band), 높은 대역(high－band)로 구분될 수 있다. 3개의 대역에 16개의 채널이 할당되어 이를 통해 통신이 수행될 수 있다. 16개의 채널은 0, 3, 9번의 필수 채널(mandatory channel)과 그 외의 선택 채널(optional channel)로 나뉠 수 있으며 반드시 한 개의 필수 채널이 구현될 것을 요구한다. IEEE 802.15.4a 표준 규격에서 제공하는 IR－UWB는 정지 및/또는 저속 이동 상황에서의 위치 추정에 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 인체감지용 안테나 유닛(300)은 실내기(10)가 설치된 실내공간에 위치하는 것이 바람직하며, 그 위치가 반드시 한정되지는 않는다. 그러나, 안테나 유닛(300)이 사각지대를 가지지 않고 실내 공간을 모두 커버(감지)하기 위해서는 상기 안테나 유닛(300)은 실내기(10)가 설치되는 실내공간의 천장(C)에 설치되는 것이 바람직하다. (도 6 참조)
상기 안테나 유닛(300)은 실내 공간의 천장, 즉, 천장벽에 설치되거나, 상술한 실내기(10)에 설치될 수 있다. 이때, 실내기(10)의 실내기 하우징(11)에 설치될 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 안테나 유닛(300)은 실내기 하우징(11)의 전면패널(110)에 설치될 수 있다.
도 1을 참조하면, 이때, 상기 안테나 유닛(300)은 전면패널(110)의 가장자리부에 설치될 수 있다. 전면패널(110)이 사각형상인 경우 상기 안테나 유닛(300)은 전면패널의 모서리부(A)에 설치될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따를 경우 인접하는 토출구(112) 사이에 위치하는 모서리부(A)에 설치될 수 있다.
한편, 상기 안테나 유닛(300)은 천장면 또는 실내기(10)에 착탈 가능하게 구비된다. 따라서, 실내기(10)가 설치되는 실내공간에서 장애물이 없고 실내공간의 전방위를 가장 잘 커버할 수 있는 위치에 선택적으로 안테나 유닛(300)을 설치할 수 있다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 하우징(320)은 내부에 소정의 공간을 가지며 외면에 어레이 안테나(310)가 설치된다. 상기 하우징(320)의 형상은 다양하게 변형될 수 있으나 실내 공간을 모두 커버하기 위해서 외면의 단면이 원형 형상을 가지는 것이 바람직하다. 일 실시예로 상기 하우징(320)은 원뿔형상일 수 있다.
상기 하우징(320)이 원뿔형상인 경우, 원뿔의 모서리가 하부를 향하도록 설치된다. 즉, 원뿔의 모서리가 실내공간을 향하도록 설치된다. 보다 구체적으로, 원뿔의 모서리는 천장면에서 아래로 수직한 방향을 향하도록 설치된다. 이때 원뿔의 하부면은 천장면(C)에 밀착되도록 설치된다. 앞서 설명한 바와 같이 상기 하우징(320)의 내부에는 트랜시버(370) 및 스위치(350) 중 적어도 하나가 설치되며 바람직하게는 트랜시버(370) 및 스위치(350)가 모두 상기 하우징(320)의 내부에 설치된다. 상기 트랜시버(370) 및 스위치(350)와 신호처리장치(390)와의 통신을 위해 상기 하우징(320)의 하부면은 개구되는 것이 바람직하다.
어레이 안테나(310)는 복수 개의 안테나 패턴(311)이 일렬로 배치되어 하나의 어레이 안테나(310)를 구성한다. 상기 안테나 패턴(311)은 상기 하우징(320)의 외면에 부착된다.
복수 개의 어레이 안테나(310)는 상기 하우징(320)의 외부면을 따라 설치된다. 이때, 복수 개의 어레이 안테나(310)는 일정한 간격을 가지고 상기 하우징(320)의 외부면에 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 어레이 안테나(310)는 복수 개의 안테나 패턴(311)이 일렬로 배치된 구조로서 하우징(320)의 모서리에서 하우징(320)의 하부면을 향하도록(또는 그 반대방향) 설치된다. 따라서, 복수 개의 어레이 안테나(310)는 하우징(320)의 외주면의 원주방향을 따라 소정간격 이격되도록 설치된다.
하나의 어레이 안테나(310)는 분할된 실내공간에 위치하는 인체의 움직임 또는 인원수를 감지한다.
한편, 도 5를 참조하면 상기 하우징(320)은 반구형상일 수 있다. 상기 하우징(320)이 반구형상인 경우에도 복수 개의 어레이 안테나(310)은 하우징(320)의 하부면을 향하도록 설치되며, 외주면의 원주방향을 따라 소정간격 이격되도록 설치된다 상기 하우징(320)의 형상은 반드시 이에 한정될 것은 아니며 다각원뿔 형상을 가질 수 있다.
한편, 도 7을 참조하면, 어레이 안테나(310)의 갯수와 분할된 실내공간의 갯수는 대응된다. 예를 들어, 실내기(10)가 설치되는 실내공간을 8개의 구역으로 분할하는 경우 하우징(320)에는 8개의 어레이 안테나(310)가 구비될 수 있다.
어레이 안테나(310)에서 방사되는 전파는 분할된 실내공간의 해당구역으로 전파되며 장애물(인체 또는 고정된 물체)에 의해 반사된다. 반사된 전파는 다시 해당구역을 감지하는 어레이 안테나(310)에 의해 수신된다.
도 8을 참조하면, 트랜시버(370)는 어레이 안테나(310)가 방사하는 전파신호를 생성하여 어레이 안테나(310)로 송신하거나 어레이 안테나(310)로부터 수신된 전파신호를 수신하는 기능을 한다. 상기 트랜시버(370)는 상기 하우징(320)의 내부에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 트랜시버(370)는 어레이 안테나(310)로부터 수신된 전파신호를 신호처리장치(390)로 전송한다. 신호처리장치(390)는 수신된 전파신호를 이용하여 해당 구역의 인체의 움직임 또는 인원수를 감지할 수 있다. 한편, 신호처리장치(390)에 의해 감지된 인체의 움직임 또는 인원수에 따라 제어부는 실내온도, 풍향, 풍량 및 풍속 중 적어도 하나를 제어하게 된다.
한편, 트랜시버(370)에 의해 생성된 전파신호를 복수 개의 어레이 안테나(310)로 보내기 위해 안테나 유닛(300)은 스위치(350)를 가진다. 상기 스위치(350)는 어레이 안테나(310)와 트랜시버(370) 사이에 위치할 수 있다.
상기 스위치(350)는 복수 개의 어레이 안테나(310)와 트랜시버(370)를 선택적으로 연결시킨다.
복수 개의 어레이 안테나(310)가 총 n개가 구비되는 경우, 상기 스위치(350)는 n개의 어레이 안테나(310)를 순차적으로 트랜시버(370)와 연결시킨다.
제1 어레이 안테나(311)가 전파를 방사하는 경우 상기 스위치(350)는 제1 어레이 안테나(311)와 트랜시버(370)를 연결시키며, 제2 어레이 안테나(312)가 전파를 방사하는 경우 제2 어레이 안테나(312)를 트랜시버(370)와 연결시킨다. 이와 같이 순차적으로 제n 어레인 안테나를 트랜시버(370)와 연결시키고 난 후 다시 제1 어레이 안테나(311)를 트랜시버(370)와 연결시킨다.
상기 n개의 어레이 안테나(310)는 n개로 분할된 실내공간의 해당 구역에 위치하는 인체의 움직임 또는 인원수를 감지한다.
상기 스위치(350)는 MEMS구조의 RF 스위칭 소자로 구성될 수 있다. 이때, 스위치(350)는 소자형태로 PCB 상에 구비될 수 있다. 이때, 상기 스위치는 PCB 상에 실장된다. 더불어, 상기 트랜시버(370)와 스위치(350)가 함께 하나의 PCB 상에 소자형태로 실장될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 인체감지용 안테나 유닛(300)의 작동에 대해 설명한다.
상기 복수 개의 어레이 안테나(310)는 하우징(320)의 외주연을 따라 원주방향으로 배치된다. 이때, 복수 개의 어레이 안테나(310)의 각각은 분할된 각 실내공간(Zone 1 내지 8)에 위치하는 인체의 움직임 또는 인원수를 감지한다.
스위치(350)는 복수 개의 어레이 안테나(310)를 순차적으로 트랜시버(370)와 연결 및 연결을 해제시킨다. 이때, 상기 스위치(350)는 일정한 방향을 따라 하우징(320)에 설치된 인접한 어레이 안테나(310)를 연결시킨다.
스위치(350)는 특정 어레이 안테나(310)와 트랜시버(370)와의 연결을 해제한 후에 특정 어레이 안테나(310)가 감지하는 구역과 인접하는 구역을 감지하는 어레이 안테나(310)를 연결시킨다. 즉, 스위치(350)는 제1구역(Zone 1)을 감지하는 어레이 안테나(310)를 트랜시버(370)와 연결시키고, 다음으로 제1구역(Zone 1)과 인접하는 제2구역(Zone 2)을 감지하는 어레이 안테나(310)를 트랜시버(370)와 연결시킨다. 이때, 스위치(350)는 반시계방향(또는 시계방향)을 따라 어레이 안테나(310)를 트랜시버(370)와 연결시킬 수 있다.
구체적으로, 제1 어레이 안테나(311)가 해당 구역의 인체의 움직임 또는 인원수를 감지하는 경우, 스위치(350)는 제1 어레이 안테나(311)와 트랜시버(370)를 연결시킨다.
트랜시버(370)는 전파신호를 어레이 안테나(310)를 통해 방사될 전파신호를 제1 어레이 안테나(311)로 송신한다.
그리고, 제1 어레이 안테나(311)는 제1구역(Zone 1)로 전파를 방사한다. 제1 어레이 안테나(311)에서 방사된 전파는 제1구역의 장애물에 의해 반사되어 다시 제1 어레이 안테나(311)에 의해 수신된다.
제1 어레이 안테나(311)에 의해 수신된 전파신호는 스위치(350)를 통해 트랜시버(370)로 전송된다. 트랜시버(370)는 제1 어레이 안테나(311)로부터 수신된 전파신호를 신호처리장치(390)로 전송한다.
트랜시버(370)가 신호처리장치(390)로 전파신호를 전송하게 되며, 스위치(350)는 제1 어레이 안테나(311)와 트랜시버(370)와의 연결을 해제한다. 그리고, 스위치(350)는 제2 어레이 안테나(312)와 트랜시버(370)를 연결시킨다. 이후 과정은 앞서 설명한 제1 어레이 안테나(311)에서 수행되는 것과 동일하므로 반복적인 설명은 생략한다.
이와 같은 과정을 반복하며, 스위치(350)는 n번 어레이 안테나(310)와 트랜시버(370)와의 연결을 해제한 후 다시 제1 어레이 안테나(311)와 트랜시버(370)를 연결시킨다.
이때, 상기 제1 어레이 안테나(311)와 제2 어레이 안테나(312)는 서로 인접하여 위치하는 어레이 안테나(310)이다. 다시 말해, 제1 어레이 안테나(311)와 제2 어레이 안테나(312)는 분할된 실내공간에서 인접하는 두 구역을 각각 감지하는 어레이 안테나이다.
본 발명은, IR-UWB 안테나를 종래에 적외선을 이용하여 인체를 감지하는 것에 비해 실내공간에 위치하는 인체의 움직임 또는 인원수를 보다 정확하게 감지할 수 있다.
그리고, 인체감지용 안테나 유닛을 천장 또는 실내기에 착탈 가능하도록 하여 실내공간의 크기 또는 형상에 따라 설치위치를 변경시킬 수 있는 이점이 있다.
공기조화장치가 설치되는 실내 공간은 건물구조에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 이때, 인체감지용 안테나 유닛을 실내기에 고정시킬 경우 다양한 실내 공간에 형상에 대응되도록 적정위치에 안테나 유닛을 배치할 수 없는 단점이 있다. 본 발명에서는 안테나 유닛을 착탈 가능하게 구비하여 해당 실내 공간을 가장 잘 커버할 수 있는 위치에 안테나 유닛을 설치할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 안테나를 이용하여 인체를 감지하는 경우 하나의 안테나가 실내의 전방위를 모두 감지할 수 없으므로 모터를 이용하여 안테나를 회전시키는 방법이 있을 수 있다. 이에 비해, 복수 개의 어레이 안테나를 순차적으로 연결시키는 스위치를 구비하여, 모터를 이용하여 안테나를 회전시키지 않아도 되며, 이에 따라 모터 제작비용을 절감할 수 있으며, 공기조화장치의 제작비용을 절감할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
10 실내기
11 실내기 하우징
150 실내 열교환기
160 실내팬
20 실외기
21 실외기 하우징
220 압축기
240 사방밸브
250 팽창밸브
260 실외패
270 실외 열교환기
21 실외기 하우징
300 안테나 유닛
310 어레이 안테나
320 하우징
350 스위치
370 트랜시버
390 신호처리장치

Claims (10)

  1. 실내 열교환기, 실내팬 및 실내기 하우징을 포함하는 실내기;
    압축기, 실외 열교환기, 실외 팽창밸브 및 실외기 하우징을 포함하는 실외기; 및
    상기 실내기가 설치된 공간에 위치하는 인체의 움직임 또는 인원수를 감지하는 인체감지 안테나 유닛;을 포함하고,
    상기 인체감지용 안테나 유닛은,
    복수 개의 어레이 안테나;
    외부면에 상기 복수 개의 어레이 안테나가 설치되는 하우징;
    상기 복수 개의 어레이 안테나로부터 전파신호를 수신하거나 복수 개의 어레이 안테나로 전파신호를 전송하는 트랜시버; 및
    상기 복수 개의 안테나 어레와 상기 트랜시버를 선택적으로 연결시키는 스위치;를 포함하는 공기조화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 트랜시버 및 스위치는 상기 안테나 유닛의 하우징 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징은 원뿔형상 또는 반구형상인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 실내기 또는 상기 실내기가 설치된 실내공간의 천장에 착탈가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실내기 하우징은 하면 외관의 테두리부를 형성하는 전면판넬과, 상기 전면판넬의 상부에 구비되며 내부에 실내팬 및 실내 열교환기를 수용하는 캐비넷을 포함하며,
    상기 하우징은 상기 전면판넬에 착탈가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 어레이 안테나는 상기 하우징의 외면을 따라 일정한 간격을 이루며 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 실내기가 설치된 공간은 복수 개의 탐지구역으로 분할되며, 상기 어레이 안테나의 갯수는 상기 탐지구역의 갯수에 대응되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 트랜시버 및 스위치는 하나의 PCB 기판 위에 실장되며, 상기 스위치는 상기 PCB 기판 위에 실장되는 RF 스위칭 소자인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는 상기 하우징에 설치되는 복수 개의 어레이 안테나를 일정한 방향을 따라 순차적으로 상기 트랜시버와 연결 및 해제하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 어레이 안테나는 IR-UWB 안테나인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
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