KR20150040133A - 공기 조화기 제어 장치, 공기 조화 시스템 및 공기 조화기 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 사용자가 불쾌감을 느끼지 않도록 공기 조화기의 에너지 소비를 효율적으로 절감하기 위한 공기 조화기 제어 장치, 공기 조화 시스템 및 공기 조화기 제어 방법을 제공하는 데 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 제1 시간 내 임의로 구분된 적어도 하나의 시간대에 상기 공기 조화기가 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드로 제어되도록 하는 스케줄링 정보를 복수 개 이용하여, 제2 시간 동안 설정된 목표 전력량과 현재까지 사용 전력량을 근거로 결정된 어느 하나의 상기 스케줄링 정보에 따라 상기 공기 조화기가 제어되도록 제어명령을 전송하는 제어부를 포함하는 공기 조화기 제어 장치를 제공한다.

Description

공기 조화기 제어 장치, 공기 조화 시스템 및 공기 조화기 제어 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING AN AIR CONDITIONER, AIR CONDITIONING SYSTEM}

본 발명은 공기 조화기 제어 장치, 공기 조화 시스템 및 공기 조화기 제어 방법으로서, 보다 구체적으로 소비 전력량을 절감하기 위해 공기 조화기의 운전을 제어하는 장치, 공기 조화 시스템 및 공기 조화기 제어 방법에 관한 발명이다.

공기 조화기(air conditioner)는 공기 조화 영역에 대한 공기를 흡입하고, 공기 조화(냉방, 난방, 제습, 가습, 정화 등)하여 내보내는 장치이다.

일반적으로 공기 조화기는 유체를 고온고압으로 압축시키는 압축기, 상기 압축기에서 이송된 고온고압의 냉매가스를 주변의 공기와 열 교환하여 저온 고압의 액체 냉매상태로 변화시키는 응축기, 상기 응축기에서 액체 상태로 변화되어 이송된 냉매를 저온 저압의 액체 및 기체 상태로 감압하는 팽창밸브 또는 모세관에서 이송된 저온 저압의 냉매를 통과시키면서 증발되어 주변의 열을 빼앗아 외부온도를 낮은 온도로 유지하는 증발기, 상기 증발기에서 냉각된 공기를 실내로 토출하는 송풍용 팬, 상기 증발기에서 기화된 냉매가스로부터 액체 상태의 냉매를 여과하여 다시 압축기로 유입되도록 하는 어큐뮬레이터(accumulator) 및 공기 조화기의 전체적인 구동을 제어하는 제어부를 포함한다.

한편, 공기 조화기는 실내기, 실외기, 제어장치, 및 연결관 등 구성의 종류와 개수에 따라 구분되는데, 하나의 실내기와 실외기로 구성된 RAC(Rotary Air Conditioner), 하나의 실외기와 하나 이상의 실내기와 덕트(duct)로 구성된 유니터리 공기 조화기(Unitary Air Conditioner), 하나 이상의 실외기와 하나 이상의 실내기와 중앙제어장치로 구성된 멀티 에어컨(Multi Air Conditioner) 등이 그것이다.

일반적으로, 압축기 및 응축기는 실외기에 포함되고, 증발기, 송풍팬 및 제어부는 실내기에 포함된다. 또한 공기 조화기의 제어는 실내기를 통해 이루어지며, 실외기는 실내기의 상태정보를 모니터하여 실내기로 냉매가 분배 및 순환되도록 제어한다. 이러한 공기 조화기는 냉매를 순환하여 공기 조화를 수행하는 공기 조화기의 특성상 사용 전력량이 타가전기기에 비해 상당하고 따라서 이로 인한 관리비용이 상당하다.

이와 같이, 공기 조화기는 전기 에너지를 상당량 소비하기 때문에, 전력 소비량이나 그에 따른 전기요금은 사용자에게 민감한 문제가 된다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위한 필요 기술이 절실히 요구되는 실정이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 바와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 사용자가 불쾌감을 느끼지 않도록 공기 조화기의 에너지 소비를 효율적으로 절감하기 위한 공기 조화기 제어 장치, 공기 조화 시스템 및 공기 조화기 제어 방법을 제공하는 데 있다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 제1 시간 내 임의로 구분된 적어도 하나의 시간대에 상기 공기 조화기가 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드로 제어되도록 하는 스케줄링 정보를 복수 개 이용하여, 제2 시간 동안 설정된 목표 전력량과 현재까지 사용 전력량을 근거로 결정된 어느 하나의 상기 스케줄링 정보에 따라 상기 공기 조화기가 제어되도록 제어명령을 전송하는 제어부를 포함하는 공기 조화기 제어 장치를 제공한다.

또한, 공기 조화기의 사용 전력량을 계측하는 전력 측정부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 제어부는 현재까지 상기 사용 전력량을 근거로 예측한 상기 제2 시간의 예상 사용 전력량과 상기 목표 전력량을 비교하여, 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정할 수 있다.

이때, 상기 제어부는 상기 제2 시간 내 상기 목표 전력량을 근거로 산출된 현재까지의 이상적 사용 전력량과 현재까지 상기 사용 전력량을 비교하여, 현재까지 상기 사용 전력량이 상기 이상적 사용 전력량보다 큰 경우, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 상기 제1 시간 내 상기 절전 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정할 수 있다.

한편, 상기 제어부는 상기 제1 시간 내 상기 일반 운전 모드 또는 상기 절전 운전 모드가 차지하는 비율에 따라 각각의 상기 스케줄링 정보에 레벨을 설정할 수 있다. 이 경우, 상기 제어부는 일정 주기로 상기 목표 전력량과 현재까지 상기 사용 전력량을 반복적으로 비교하여, 레벨을 순차적으로 증감시켜 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정할 수 있다.

또 다른 실시예에 따라, 상기 공기 조화기 제어 장치는 외부로부터 상기 전력 정보를 수신하는 통신부를 더 포함할 수 있다.

바람직하게, 상기 제어부는 시간대에 따른 전기요금 정보를 포함하는 전력 정보를 근거로 판단한 피크 시간대인 경우, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 상기 제1 시간 내 상기 절전 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정할 수 있다.

또 다른 실시예에 따라, 상기 제어부는 공기 조화 영역의 온도가 기 설정된 기준 온도 범위 내에 있으면 상기 공기 조화기가 상기 절전 운전 모드로 제어되도록 제어명령을 전송할 수 있다.

바람직하게, 상기 제어부는 상기 공기 조화 영역의 온도가 상기 기준 온도 범위 내에서 일정 시간 동안 유지되는 경우, 상기 공기 조화기의 운전을 정지하도록 하는 제어명령을 전송할 수 있다.

이때, 기준 온도는, 일출몰 시각으로 구분된 시간대에 따라 설정될 수 있고, 이를 위해 상기 제어부는, 기상청 서버로부터 수신한 일출몰 시각 정보를 이용한 일출몰 시각을 기준으로 구분된 시간대에 따라 상기 기준 온도를 설정하거나, 조도 센서에서 측정된 조도 값을 근거로 판단한 일출몰 시각을 기준으로 구분된 시간대에 따라 상기 기준 온도를 설정할 수 있다.

한편, 상기 기준 온도는 계절에 따라 다르게 설정될 수 있다.

또한, 본 발명은 공기 조화 영역에 대해 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드에 따라 동작하는 공기 조화기 및 제1 시간 내 임의로 구분된 적어도 하나의 시간대에 상기 공기 조화기가 상기 일반 운전 모드 또는 상기 절전 운전 모드로 제어되도록 하는 스케줄링 정보를 복수 개 포함하고, 제2 시간 동안 설정된 목표 전력량과 현재까지 사용 전력량을 근거로 결정된 어느 하나의 스케줄링 정보에 따라 상기 공기 조화기가 제어되도록 제어명령을 전송하는 공기 조화기 제어 장치를 포함하는 공기 조화 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 제2 시간 동안 설정된 목표 전력량과 현재까지 상기 사용 전력량을 근거로 제1 시간 동안 임의로 구분된 적어도 하나의 시간대에 공기 조화기가 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드로 제어되도록 하는 스케줄링 정보를 결정하는 단계 및 상기 결정된 스케줄링 정보에 따라 상기 공기 조화기가 제어되도록 상기 공기 조화기에 제어명령을 전송하는 단계를 포함하는 공기 조화기 제어 방법을 제공한다.

또한, 공기 조화기의 사용 전력량을 계측하는 단계를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 따라, 상기 스케줄링 정보를 결정하는 단계는 상기 사용 전력량을 근거로 예측한 상기 제2 시간의 예상 사용 전력량과 상기 목표 전력량을 비교하는 제1 비교 단계를 포함하되, 상기 제1 비교 단계에 의한 비교 결과를 근거로 상기 스케줄링 정보를 결정할 수 있다.

이때, 상기 스케줄링 정보를 결정하는 단계는 상기 제2 시간 내 상기 목표 전력량을 근거로 산출된 현재까지의 이상적 사용 전력량과 현재까지 상기 사용 전력량을 비교하는 제2 비교 단계를 더 포함하되, 상기 제2 비교 단계에 의한 비교 결과를 근거로 상기 사용 전력량이 상기 이상적 사용 전력량보다 큰 경우, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 상기 제1 시간 내 상기 절전 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정할 수 있다.

한편, 일정 주기로 상기 목표 전력량과 상기 사용 전력량을 반복적으로 비교하여, 상기 제1 시간 내 상기 일반 운전 모드 또는 상기 절전 운전 모드가 차지하는 비율에 따른 레벨이 설정된 스케줄링 정보 중 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정하되, 상기 레벨을 순차적으로 증감시켜 스케줄링 정보를 결정할 수 있다.

또 다른 실시예에 따라, 상기 스케줄링 정보를 결정하는 단계는 시간대에 따른 전기요금 정보를 포함하는 전력 정보를 근거로 피크 시간대인지 판단하는 단계를 포함하되, 피크 시간대인 경우, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 상기 제1 시간 내 상기 절전 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정할 수 있다.

또 다른 실시예에 따라, 상기 제어명령을 전송하는 단계는, 공기 조화 영역의 온도가 기 설정된 기준 온도 범위 내에 있으면 상기 공기 조화기가 상기 절전 운전 모드로 제어되도록 제어명령을 전송할 수 있다.

바람직하게, 상기 제어명령을 전송하는 단계는 온도가 상기 기준 온도 범위 내에서 일정 시간 동안 유지되는 경우, 상기 공기 조화기의 운전을 정지하도록 하는 제어명령을 전송할 수 있다.

이때, 상기 제어명령을 전송하는 단계는 일출몰 시각으로 구분된 시간대에 따라 상기 기준 온도를 설정하는 단계를 포함할 수 있고, 이를 위해, 상기 기준 온도를 설정하는 단계는, 기상청 서버로부터 일출몰 시각 정보를 수신하는 단계 및 상기 일출몰 시각 정보를 이용한 일출몰 시각을 기준으로 구분된 시간대에 따라 상기 기준 온도를 설정하는 단계를 포함하거나, 조도 센서에서 측정된 조도 값을 근거로 일출몰 시각을 판단하는 단계 및 상기 판단된 일출몰 시각을 기준으로 구분된 시간대에 따라 상기 기준 온도를 설정하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 공기 조화기 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.

이상의 본 발명에 따른 공기 조화기 제어 장치, 공기 조화 시스템 및 공기 조화기 제어 방법은 사용자가 불쾌감을 느끼지 않도록 하는 공기 조화기에 대한 감성 제어와 함께 공기 조화기의 에너지 소비를 효율적으로 절감할 수 있다.

또한, 조도 센서를 이용하여 정확한 일출몰 시간을 산출하고, 이를 근거로 구분된 시간대에 따라 기준 온도를 설정하여, 낮과 밤에 따라 공기 조화기가 달리 제어되도록 함으로써, 사용자의 감성을 고려한 제어와 함께 에너지 소비를 효율적으로 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기 제어 장치를 포함한 공기 조화 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기 제어 장치에 의해 제어되는 공기 조화기가 시간에 따라 소비하는 전력량을 도식화한 도면이다.
도 3은 시간대에 따라 설정된 공기 조화 영역의 기준 온도에 대한 일 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 조도 센서가 공기 조화 영역 내 배치된 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 시간에 따라 조도 센서에 의해 측정된 조도 값을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기 제어 방법을 단계별 흐름도로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스케줄링 정보를 결정하는 방법을 단계별 흐름도로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어명령 전송 방법을 단계별 흐름도로 나타낸 도면이다.

아래에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구성될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.

이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하고도 명확하게 설명하기로 한다.

제1 실시예

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기 제어 장치를 포함한 공기 조화 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기 조화 시스템(1)은 공기 조화기(20) 및 제어부(11)를 포함한 공기 조화기 제어 장치(10)를 포함한다.

공기 조화기(20)는 전술한 바와 같이, 공기 조화 영역에 대한 공기를 흡입하고, 공기 조화(일 예로, 냉방, 난방, 제습, 가습, 정화 등)하여 내보내는 장치로서, 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드로 동작할 수 있다.

일반 운전 모드는 공기 조화 영역이 사용자에 의해 설정된 온도, 풍량, 풍향 등에 따라 운전되도록 공기 조화를 수행하는 모드이고, 절전 운전 모드는 상기 일반 운전 모드보다 적은 전력 소비로 동작하는 모드이다.

절전 운전 모드로 동작하는 공기 조화기(20)는 일 예로, 공기 조화기(20)가 동작할 때 공기 조화 영역의 공기가 사용자에 의해 설정된 온도보다 높은 온도가 되도록 냉방을 수행하거나, 낮은 온도가 되도록 난방을 수행한다. 또한, 냉난방 운전을 하지 않고 송풍 운전만 수행하여, 일반 운전 모드로 동작하는 공기 조화기(20)가 소비하는 전력량보다 적은 전력량으로 동작한다.

공기 조화기 제어 장치(10)는 제어부(11)를 포함하여, 공기 조화기(20)를 제어하기 위한 제어명령을 공기 조화기(20)에 전송한다.

제어부(11)는 제1 시간 내 임의로 구분된 적어도 하나의 시간대에 공기 조화기(20)가 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드로 제어되도록 하는 스케줄링 정보를 복수 개 이용하여, 제2 시간 동안 설정된 목표 전력량과 현재까지 전력량을 근거로 결정된 어느 하나의 스케줄링 정보에 따라 공기 조화기(20)가 제어되도록 상기 공기 조화기(20)에 제어명령을 전송한다. 즉, 제어부(11)는 스케줄링 정보에 따라 공기 조화기(20)에 제1 시간 내 임의로 구분된 적어도 하나의 시간대마다 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드로 공기 조화기(20)가 제어되도록 제어 명령을 전송한다.

공기 조화기(20)가 스케줄링 정보에 따라 제어될 때, 세분화된 시간대 별로 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드로 동작하도록 스케줄링 정보를 구성하는 것이 바람직하며, 구체적인 일 예로, 상기 스케줄링 정보는 1 시간 내 5 분 단위로 나누어진 시간대 별로 사용자 설정에 의해 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드가 배치될 수 있다(하기 표 1 참조).

한편, 제어부(11)는 복수의 스케줄링 정보 중 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정하고, 그에 따라 공기 조화기(20)를 제어할 때, 상기 복수의 스케줄링 정보는 제1 시간 내 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드가 차지하는 비율을 기준으로 하여 레벨별로 구분될 수 있다. 일 예로, 하기 표 2에 나타낸 바와 같이, 복수의 스케줄링 정보는 제1 시간 내 절전 운전 모드가 차지하는 비율이 높을수록 높은 레벨의 스케줄링 정보가 되도록 구분될 수 있다. 이하에서는, 레벨에 따라 구분된 복수의 스케줄링 정보는 제1 시간 내 절전 운전 모드가 차지하는 비율이 높을수록 레벨이 높은 스케줄링 정보임을 가정하여 설명하되, 본 발명의 범위를 이에 한정하고자 하는 의도가 아님을 미리 밝혀둔다.

한편, 제어부(11)는 복수의 스케줄링 정보 중 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정하기 위해 제2 시간 동안 설정된 목표 전력량과 현재까지 사용 전력량을 근거로 한다. 여기서, 사용자에 의해 설정되는 목표 전력량은 제2 시간 단위로 설정되나, 제2 시간 단위는 일 예로, 1 개월 단위일 수 있다.

공기 조화기(20)가 제2 시간 동안 소비하는 전력이 사용자에 의해 기 설정된 목표 전력량을 기준으로 한 소정의 범위를 초과하지 않도록 복수의 스케줄링 정보 중 어느 하나를 결정하고, 그에 따라 공기 조화기(20)가 제어되도록 하여, 공기 조화기(20)가 소비하는 에너지의 양을 절감하도록 하는 것이 바람직하다.

일 실시예로서, 제2 시간 내 현재까지 사용 전력량을 근거로 예측한 예상 소비 전력이 목표 전력량을 기준으로 한 소정의 범위를 초과한 경우에는, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정(일 예로, 상기 표 2와 같은 레벨링된 스케줄링 정보에 따르는 경우, 현재 레벨보다 높은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)하고, 그에 따라 일반 운전 모드 및/또는 절전 운전 모드가 배치된 제1 시간 동안 제어명령을 공기 조화기(20)로 전송할 수 있다.

이와 달리, 상기 예상 소비 전력이 목표 전력량을 기준으로 한 소정의 범위를 초과하지 못한 경우에는, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 일반 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정(일 예로, 상기 표 2와 같은 레벨링된 스케줄링 정보에 따르는 경우, 현재 레벨보다 낮은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)하고, 그에 따라 제어명령을 공기 조화기(20)로 전송하는 것이 바람직하다.

후술하는 바와 같이, 제어부(11)가 결정한 어느 하나의 스케줄링 정보에 따라 공기 조화기(20)를 일반 운전 모드로 동작하도록 제어하는 경우라도, 공기 조화 영역이 기준 온도, 습도 및/또는 오염도 등을 만족하면, 제어부(11)는 공기 조화기(20)의 운전을 절전 운전 모드로 동작하도록 제어하거나 운전을 정지하도록 제어하는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 따른 제어부(11)는 스케줄링 정보를 결정할 때, 제2 시간 동안 현재까지의 사용 전력량을 근거로 제2 시간 동안의 예상 사용 전력량을 예측하고, 이를 목표 전력량과 비교함으로써, 복수의 스케줄링 정보 중 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정할 수 있다.

여기서, 제2 시간 내 현재까지 사용 전력량을 근거로 하여 제2 시간 동안의 예상 사용 전력량을 예측할 때, 종래의 다양한 방법에 의해 예측을 할 수 있으나, 일 실시예에 따라 선형적인 방법을 이용할 수 있다.

구체적인 일 예에 따르면, 제2 시간의 예상 사용 전력량은 과거 임의의 기간 동안 사용한 전력량의 평균 전력량에 제2 시간의 남은 기간을 곱하고, 여기에 현재까지 사용 전력량을 더함으로써, 구해질 수 있다(즉, 제2 시간의 예상 사용 전력량 = 현재까지 사용 전력량 + (과거 n 일치 전력 사용량 ÷ n 일) × 남은 일수).

이렇게, 제어부(11)는 제2 시간 동안의 예상 사용 전력량과 목표 전력량을 근거로 복수의 스케줄링 정보 중 어느 하나를 결정하고, 결정된 스케줄링 정보에 따라 공기 조화기(20)를 제어함으로써, 공기 조화기(20)의 에너지 소비를 절감은 물론 동시에 사용자의 감성을 고려할 수도 있게 된다.

한편, 제어부(11)는 복수의 스케줄링 정보 중 어느 하나의 스케줄링 정보를 제1 시간마다 주기적으로 반복하여 결정하는 것이 바람직하다. 현재까지의 사용 전력량이 목표 전력량 혹은 이를 기준으로 한 소정의 범위 내의 값으로 추종되도록 현재 상황에 맞는 스케줄링 정보를 선택함으로써, 사용자의 쾌적성을 고려함과 동시에 보다 효율적으로 공기 조화기(20)의 에너지 소비를 절감할 수 있다.

제2 실시예

한편, 본 발명에 따른 공기 조화기 제어 장치(10)는 현재까지 공기 조화기(20)의 사용 전력량과 현재까지의 이상적 사용 전력량을 비교하여, 제어 방향 즉, 공기 조화기(20)의 전력 소비량 감소 위주의 제어를 할지 여부를 결정할 수 있다.

여기서, 이상적 사용 전력량은 제2 시간의 목표 전력량을 근거로 산출될 수 있다. 이상적 사용 전력량은 제2 시간 동안의 사용 패턴 등을 고려한 종래의 다양한 방법에 의해 산출할 수 있으나, 일 실시예로, 제2 시간의 목표 전력량에 제2 시간 중 현재까지의 시간 비율을 곱한 전력량을 이상적 사용 전력량으로 할 수 있다(이상적 사용 전력량 = 목표 전력량 × 제2 시간 중 현재까지의 시간 ÷ 제2 시간).

이렇게 산출된 현재까지의 이상적 사용 전력량과 사용 전력량을 비교하여, 현재까지 사용 전력량이 이상적 사용 전력량보다 큰 경우, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보(일 예로, 상기 표 2와 같은 레벨링된 스케줄링 정보에 따르는 경우, 현재 레벨보다 높은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)를 결정할 수 있으나, 이와 반대로, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 모드 시간이 차지하는 비율이 낮은 스케줄링 정보를 결정하지 않도록 하여 공기 조화기(20)의 에너지 소비를 절감하도록 하는 것이 바람직하다.

이와 달리, 현재까지의 사용 전력량을 이상적 사용 전력량과 비교하여, 현재까지 사용 전력량이 이상적 사용 전력량보다 작은 경우, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정(일 예로, 상기 표 2와 같은 레벨링된 스케줄링 정보에 따르는 경우, 현재 레벨보다 높은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)하거나 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 모드 시간이 차지하는 비율이 낮은 스케줄링 정보를 결정(일 예로, 상기 표 2와 같은 레벨링된 스케줄링 정보에 따르는 경우, 현재 레벨보다 낮은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)할 수 있다. 즉, 현재까지의 사용 전력량이 이상적 사용 전력량에 미치지 못하는 경우, 제어부(11)는 공기 조화 영역이 사용자에 의해 설정된 기준 온도, 습도 및/또는 오염도 등을 만족하도록 사용 전력량에 무관하게 공기 조화기(20)가 동작할 수 있도록 제어명령을 전송할 수 있다.

한편, 제어부(11)가 일정 주기로 상기 이상적 사용 전력량과 현재까지의 사용 전력량을 반복적으로 비교하거나, 상기 예상 사용 전력량과 목표 전력량을 반복적으로 비교하여, 스케줄링 정보를 결정할 수 있으나, 레벨링된 스케줄링 정보를 이용하는 경우에는 레벨을 순차적으로 증감시켜, 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정하는 것이 바람직하다.

단계적으로 레벨을 증감시켜 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정함으로써, 사용자가 느끼는 온도, 습도 등이 급작스럽게 변하는 것을 방지하여, 사용자에 주는 불쾌감을 줄이도록 하는 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기 제어 장치에 의해 제어되는 공기 조화기가 시간에 따라 소비하는 전력량을 도식화한 도면이다.

도 2에 도시한 바와 같이, 제2 시간 동안 공기 조화기(20)에 설정된 기준 온도가 일정하다고 가정한 경우, 시간이 지남에 따라 목표 전력량을 근거로 산정된 이상적 사용 전력량은 선형적으로 증가할 수 있다.

가정하여, ① 시각에 산출한 공기 조화기(20)의 현재까지의 사용 전력량(C)이 이상적 사용 전력량(I)보다 큰 경우, 제어부(11)는 현재 스케줄링 정보에 대한 레벨보다 소정 레벨만큼 높은 스케줄링 정보를 결정(현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정)하고, 제1 시간이 지난 ② 시각과 제1 시간이 재차 지난 ③ 시각에도 여전히 현재까지의 사용 전력량(C)이 이상적 사용 전력량(I)보다 크기 때문에, 제어부(11)는 현재 스케줄링 정보에 대한 레벨보다 소정 레벨만큼 높은 스케줄링 정보를 결정(현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정)하나, ④ 시각에는 공기 조화기(20)의 현재까지의 사용 전력량(C)이 이상적 사용 전력량(I)보다 작기 때문에, 제어부(11)는 현재 스케줄링 정보에 대한 레벨보다 소정 레벨만큼 낮은 스케줄링 정보를 결정(현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 모드 시간이 차지하는 비율이 낮은 스케줄링 정보를 결정)한다.

이렇게, 본 발명에 따른 공기 조화기 제어 장치(10)는 도 2에 도시한 바와 같이, 공기 조화기(20)가 소비하는 전력량이 목표 전력량을 초과하지 않도록 제어부(11)가 공기 조화기(20)의 동작을 제어하더라도, ① 시간 이후에 나타난 바와 같이, 시간에 따른 소비 전력량의 증감 정도를 주기적으로 조절하여, 공기 조화기(20)가 전력을 소비하는 운전을 지속적으로 하도록 유도함으로써, 사용자가 불쾌감을 느끼지 않도록 제어를 수행할 수 있게 된다.

즉, 제어부(11)가 제1 시간을 주기로 반복적으로 스케줄링 정보를 변경하는 결정을 함으로써, 제어부(11)는 제2 시간에 설정된 목표 전력량을 초과하지 않도록 함과 동시에 사용자가 쾌적하도록 공기 조화기(20)를 제어할 수 있다.

제3 실시예

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기 제어 장치(10)는 외부로부터 전력 정보를 수신하는 통신부(13)를 포함할 수 있다.

통신부(13)는 외부 전력 시스템, 스마트 미터(Smart Meter), 홈 서버(Home Server ) 혹은 이들과 연결된 게이트웨이(미도시)(이하, "외부 장치"라 칭함)와 유무선 통신으로 연결되어 전력 정보를 수신할 수 있다.

여기서, 전력 정보는 일반 시간대와 일반 시간대보다 높은 전기요금이 부과되는 피크(peak) 시간대로 구분되어, 구분된 시간대에 따른 전기요금 정보를 포함할 수 있다. 즉, 전력 정보는 일반 시간대와 피크 시간대의 시작 시각 및 종료 시각을 포함할 수 있다.

일반적으로, 전력 공급자는 전체 전력 사용량이 증가하여 각 가정 등에 공급할 수 있는 잔여 전력이 일정 값 이하로 감소하게 되는 시간대를 통계 등의 자료를 근거로 하거나 실시간으로 관측하여 전기요금을 높게 책정한다. 즉, 전력 공급자는 피크 시간대에 높은 전기요금을 부과함으로써, 사용자들의 전력 사용을 줄이도록 유도하게 된다.

통신부(13)는 상기 외부 장치로부터 상기 전력 정보를 수신하기 위해, 상기 외부 장치와 유무선 통신 방식을 통해 연결되어 하는데, 데이터를 송수신할 수 있는 통신 방식이면 유선 또는 무선 방식을 불문하며, 일 예로, PSDN(Public Switching Data Network), ISDN(Integrated Services Digital Network), ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), VDSL(Very-high-data rate Digital Subscriber Line), 이더넷(Ethernet), PLC(Power Line Communication) 등의 유선 통신 혹은 와이브로(WIBRO), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)/WCDMA, 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide band), 와이파이(Wireless Fidelity), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access), IRDA(Infrared Data Association), 무선주파수(RF: Radio Frequency), 블루투스(Bluetooth), 이동 컴퓨팅(Mobile Computing), 주파수 공용 통신(TRS: Trunked Radio System) 및 IEEE1394 등의 무선 통신일 수 있다.

제어부(11)가 통신부(13)를 통해 외부 장치로부터 수신한 전력 정보를 이용하여, 피크 시간대임을 판단한 경우에는 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정(일 예로, 상기 표 2와 같은 레벨링된 스케줄링 정보에 따르는 경우, 현재 레벨보다 높은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 피크 시간대에 공기 조화기(20)가 소비하는 전력량을 더욱 줄임으로써, 사용자에게 전기요금이 과다하게 부과되는 것을 방지할 수 있다.

제4 실시예

본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(11)는 공기 조화 영역이 기준 온도, 습도 및/또는 오염도 등(특정 값 혹은 일정 범위일 수 있음)을 만족하면, 제어부(11)가 스케줄링 정보에 따라 공기 조화기(20)가 일반 운전 모드로 제어되도록 제어명령을 전송하는 경우라도, 제어부(11)는 상기 공기 조화기(20)에 절전 운전 모드의 제어명령을 전송하는 것이 바람직하다.

공기 조화 영역이 사용자에 의해 설정된 조건을 충족함에도 공기 조화기(20)가 일반 운전 모드로 동작하여 발생하는 전력 소비를 방지하기 위하여 제어부(11)는 공기 조화기(20)에 절전 운전 모드의 제어명령을 전송할 수 있다.

나아가, 공기 조화 영역이 일정 시간 동안 기준 온도, 습도 및/또는 오염도 등(특정 값 혹은 일정 범위일 수 있음)을 유지하는 경우에는, 공기 조화기(20)가 더 이상의 전력 소비를 하지 않도록 제어부(11)가 상기 공기 조화기(20)에 운전을 정지하도록 하는 제어명령을 전송하는 것이 바람직하다.

한편, 제어부(11)가 공기 조화기(20)에 절전 운전 모드 혹은 운전 정지의 제어명령을 전송할 때, 공기 조화 영역의 온도가 기준 온도를 만족해야 한다. 여기서, 기준 온도는 일출몰 시각으로 구분된 시간대에 따라 나누어 설정되는 것이 바람직하다.

도 3은 시간대에 따라 설정된 공기 조화 영역의 기준 온도에 대한 일 예를 나타낸 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 일출몰 시각으로 구분된 시간대별로 기준 온도(특정 값 혹은 일정 범위일 수 있음)가 달리 설정될 수 있다. 도 3은 여름을 가정하여 임의로 설정된 기준 온도이나, 기준 온도는 계절별로 여름, 겨울 또는 환절기에 따라 달리 설정될 수 있고, 동 계절이더라도 폭염 기간에 해당하는지 여부에 따라 달리 설정되는 것이 바람직하다. 즉, 사용자 설정에 의해 임의 기간 내 임의 기준 온도로 설정될 수 있으며, 이에 대한 일 예로 하기 표 3과 같이 나타낼 수 있다.

일출몰 시각은 사용자에 미리 설정될 수 있으나, 일 실시예에 따라, 통신부(13)를 통해 기상청 서버(미도시)로부터 일출몰 시각 정보를 수신하고, 수신한 일출몰 시각 정보를 이용하여 구분된 시간대 별로 기준 온도를 설정할 수 있다.

또 다른 실시예에 따라, 상기 일출몰 시각은 조도 센서(30)에서 측정된 조도 값을 근거로 판단한 일출몰 시각을 기준으로 구분된 시간대에 따라 기준 온도를 설정할 수 있다.

조도 센서(30)는 주변의 임의의 광원으로부터 입사된 빛을 감지하여, 조도를 측정하는 수단으로서, 측정된 조도 값을 통신부(13)를 통하거나 직접 제어부(11)에 전송하여, 제어부(11)가 측정된 조도 값을 이용하여 일출몰 시각을 판단할 수 있도록 한다. 이때, 조도 센서는 공기 조화 영역 내 외부 광원에 의한 영향 정도와 무관하게 임의의 영역에 배치될 수 있으나, 바람직하게는 도 4에 도시한 바와 같이, 외부 광원(S)의 조도를 측정할 수 있도록 공기 조화 영역 내 외부 광원(S)이 입사되는 창문(W)에 근접한 위치에 배치될 수 있다.

제어부(11)가 조도 센서(30)에서 측정된 조도 값을 이용하여 일출몰 시각을 판단하는 경우 다양한 방법에 의할 수 있으나, 일 실시예에 따라, 상기 조도 센서(30)에서 측정된 조도 값이 기 설정된 제1 조도 값보다 큰 시각을 기준으로 소정 시간의 범위 내에서 일출 시각을 결정하거나, 기 설정된 제2 조도 값보다 작은 시각을 기준으로 소정 시간의 범위 내에서 일몰 시각을 결정할 수 있다.

여기서, 상기 제1 및 제2 조도 값은 임의의 조도 값으로 설정할 수 있으나, 하루 중 조도 변화가 가장 적은 시간대에 측정된 조도 값을 기저 조도 값으로 산출하고, 기저 조도 값과 일정 크기 혹은 일정 범위 내의 값으로 제1 및 제2 조도 값을 결정하는 것이 바람직하다.

도 5는 시간에 따라 조도 센서에 의해 측정된 조도 값을 나타낸 도면이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 약 18시 전후부터 약 07시를 전후까지 즉, 일몰 후에는 조도 값의 변화가 거의 없고, 특히, R1 시간대인 오전 2시부터 오전 3시까지에는 계절의 변화에도 영향을 받지 않고, R1 시간대에는 조도 값이 거의 변하지 않는다. 따라서, 제어부(11)는 조도 센서(30)를 통해 R1 시간대에 측정되는 적어도 하나의 조도 값 또는 적어도 둘의 조도 값을 평균한 값을 기저 조도 값으로 할 수 있다.

한편, 일출몰 시각 판단하는 또 다른 실시예에 따르면, 제어부(11)는 조도 변화량을 이용하여 일출몰 시각을 판단할 수 있다.

일출 시각에는 조도 센서(30)에 햇빛으로부터 유입되는 외광이 많아져 조도 값이 증가함과 동시에 조도 변화량도 증가한다. 즉, 도 5에 도시한 바와 같이, R2 시간대에는 R1 시간대보다 소정의 시간 동안 변하는 조도 값의 변동폭은 크고, 이 변동폭은 시간이 지남에 따라 점차 커진다. 12시부터 15시 사이의 시간대에는 R2 시간대보다 조도 값의 변동폭이 더 커짐을 볼 수 있다. 반대로 일몰 시각에는 조도 센서(30)에 햇빛으로부터 유입되는 외광이 줄어들어 조도 값이 감소하고, 동시에 조도 변화량도 감소한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 18시 이전 부근에는 소정의 시간 동안 변하는 조도 값의 변동폭은 점자 작아짐을 볼 수 있다.

따라서, 일정 시간 동안 측정된 조도 값의 최댓값과 최솟값의 차이를 기준으로 조도 값의 변동 폭이 일정 크기 이상인 경우에는 상기 일정 시간 중 어느 한 시각을 일출 시각으로 결정할 수 있고, 조도 값의 변동 폭이 일정 크기 이하인 경우에는 상기 일정 시간 중 어느 한 시각을 일몰 시각으로 결정할 수 있다. 물론, 일출몰 시각을 결정하기 위해 조도 값의 변동 폭과 비교되는 일정 크기는 전술한 기저 조도 값을 산출하는 시간대에 측정되는 조도 값의 변동 폭보다는 큰 값이어야 한다.

이렇게 제어부(11)가 조도 센서(30)를 통해 측정된 조도 값을 이용하여 일출몰 시각을 판단함으로써, 공기 조화 영역의 지역, 위치 또는 방향 등과 무관하게 일괄적으로 기상청 서버로부터 수신한 일출몰 시각보다 정확하게 일출몰 시각을 판단할 수 있다.

제5 실시예

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기 제어 장치는, 도 1에 도시한 바와 같이, 전력 측정부(12), 저장부(14) 및 인터페이스부(15) 중 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

전력 측정부(12)는 공기 조화기(20)와 연결되어, 공기 조화기(20)의 실시간사용 전력량 및/또는 제2 시간 내 현재까지 누적 사용한 전력량을 측정하는 수단으로, 측정된 값을 제어부(11)에 전달할 수 있다.

제어부(11)는 현재까지 사용 전력량을 외부의 별도 전력량을 계측하는 수단 혹은 공기 조화기(20)로부터 실시간 계측되는 전력량을 수신하거나, 제2 시간 내 현재까지의 누적 전력량을 수신할 수 있다.

저장부(14)는 공기 조화기 제어 장치(10)로 수신되는 각종 데이터, 공기 조화기 제어 장치(10)에 포함된 구성 요소들이 처리한 각종 데이터 등을 저장하는 수단으로서, 구체적으로, 저장부(14)는 복수의 스케줄링 정보, 스케줄링 정보에 할당된 레벨 정보, 제2 시간의 목표 전력량, 현재 사용량, 현재까지의 누적 사용량, 제2 시간의 예상 사용 전력량, 현재까지 이상적 사용 전력량 등을 저장하고, 제어부(11)에 제공할 수 있다.

저장부(14)는 내장되거나 외장될 수 있으며, 장착 및 탈착이 가능한 형태로 구현될 수 있다. 저장부(14)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다.

인터페이스부(15)는 공기 조화기(20)에 대한 제어명령을 사용자로부터 직접 입력받거나, 현재 공기 조화기(20)의 상태(현재 온도, 습도, 오염도, 희망 온도, 습도, 오염도, 동작 모드, 송풍 여부, 전원의 온오프 상태 등)를 출력하는 수단이다.

인터페이스부(15)는 사용자로부터 제어명령을 입력받거나, 상태 정보를 출력하기 위한 수단으로서, 일반적으로 컴퓨터 단말기 또는 제어 터치 패널(Control Touch Panel)을 포함할 수 있다.

나아가, 인터페이스부(15)는 HTTP(HyperText Transfer Protocol), HTTPS(HyperText Transfer Protocol over Secure Socket Layer), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) 등을 사용하여 XML 기반의 메세지를 네트워크 상에서 교환하는 형태의 프로토콜인 SOAP 또는 빌딩 자동화용 통신 프로토콜인 BACnet 등을 이용하여, 원격지의 사용자로부터 제어명령을 입력받거나, 원격의 사용자로 각종 상태 정보를 전송할 수도 있다.

공기 조화기 제어 방법

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기 제어 방법을 단계별 흐름도로 나타낸 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기 제어 방법은, 도 6에 도시한 바와 같이, 스케줄링 정보를 결정하는 단계(S10) 및 공기 조화기(20)에 제어명령을 전송하는 단계(S20)를 포함한다.

이하, 도 1 내지 5을 참조하여 자세히 살펴보기로 하되, 앞선 설명과 중복되는 부분은 그에 갈음하고, 자세한 설명은 생략하기로 한다.

스케줄링 정보를 결정하는 단계(S10)는 제2 시간 동안 설정된 목표 전력량과 현재까지 사용 전력량을 근거로 제1 시간 동안 임의로 구분된 적어도 하나의 시간대에 공기 조화기(20)가 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드로 제어되도록 하는 스케줄링 정보를 결정하는 단계이고, 공기 조화기(20)에 제어명령을 전송하는 단계(S20)는 S10 단계에 의해 결정된 스케줄링 정보에 따라 공기 조화기가 제어되도록 공기 조화기(20)에 제어명령을 전송하는 단계이다.

제어부(11)는 제1 시간 내 임의로 구분된 적어도 하나의 시간대에 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드를 포함한 스케줄링 정보를 복수 개 중 어느 하나를 결정한다. 이때, 복수의 스케줄링 정보는 제1 시간(일 예로, 1 시간) 내 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드가 차지하는 비율을 기준으로 하여 레벨별로 구분될 수 있다(상기 표 2 참조).

제어부(11)가 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정할 때, 제2 시간 동안(일 예로, 1 개월) 설정된 목표 전력량과 현재까지 사용 전력량을 이용할 수 있다. 공기 조화기(20)가 제2 시간 동안 소비하는 전력이 사용자에 의해 기 설정된 목표 전력량을 기준으로 한 소정 범위를 초과하지 않도록 복수의 스케줄링 정보 중 어느 하나를 결정하고, 그에 따라 공기 조화기(20)가 제어되도록 하여, 공기 조화기(20)가 소비하는 에너지의 양을 절감할 수 있다.

일 실시예에 따른 스케줄링 정보를 결정하는 단계(S10)는, 도 7에 도시한 바와 같이, 현재까지의 사용 전력량을 근거로 예측한 제2 시간의 예상 사용 전력량과 목표 전력량을 비교하는 제1 비교 단계(S11a, S11b) 및 상기 제1 비교 단계에 의한 비교 결과를 근거로 스케줄링 정보를 결정하는 단계(S13, S14)를 포함할 수 있다.

제2 시간 내 현재까지 사용 전력량을 근거로 예측한 예상 소비 전력이 목표 전력량을 기준으로 한 소정의 범위를 초과한 경우에는, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정(일 예로, 상기 표 2와 같은 레벨링된 스케줄링 정보에 따르는 경우, 현재 레벨보다 높은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)(S13)하고, 그에 따라 제어명령을 공기 조화기(20)로 전송할 수 있다. 이와 달리, 상기 예상 소비 전력이 목표 전력량을 기준으로 한 소정의 범위를 초과하지 못한 경우에는, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 일반 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정(일 예로, 상기 표 2와 같은 레벨링된 스케줄링 정보에 따르는 경우, 현재 레벨보다 낮은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)(S14)하고, 그에 따라 제어명령을 공기 조화기(20)로 전송하는 것이 바람직하다.

이때, 제1 비교 단계(S11a, S11b) 이전에 외부의 별도 전력량을 계측하는 수단, 공기 조화기 제어 장치(10)에 포함된 전력 측정부(12) 혹은 공기 조화기(20)로부터 실시간 계측되는 전력량 및/또는 제2 시간 내 현재까지의 누적 전력량을 수신하여 현재까지의 사용 전력량을 산출할 수 있고(S1), 산출된 현재까지의 사용 전력량을 이용하여, 예상 사용 전력량 및/또는 이상적 사용 전력량을 산출할 수 있다(S2).

제2 시간 내 현재까지 사용 전력량을 근거로 하여 제2 시간 동안의 예상 사용 전력량을 예측할 때, 종래의 다양한 방법에 의한 예측이 가능하나, 일 실시예에 따라 선형적으로 예상 사용 전력량을 예측할 수 있다. 구체적인 일 예에 따르면, 제2 시간의 예상 사용 전력량은 과거 임의의 기간 동안 사용한 전력량의 평균 전력량에 제2 시간의 남은 기간을 곱하고, 여기에 현재까지 사용 전력량을 더함으로써, 구해질 수 있다(즉, 제2 시간의 예상 사용 전력량 = 현재까지 사용 전력량 + (과거 n 일치 전력 사용량 ÷ n 일) × 남은 일수).

이상적 사용 전력량은 후술할 제2 비교 단계(S12)에서 이용됨으로, 이상적 사용 전력량을 산출하는 구체적인 예는 후술하기로 한다.

이렇게, 제어부(11)가 제1 시간 내 구분된 시간대마다 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드로 조합된 스케줄링 정보 복수 개 중 어느 하나를 현재 사용 전력량 및 제2 시간 동안의 목표 전력량을 근거로 결정하고, 결정된 스케줄링 정보에 따라 공기 조화기(20)를 제어함으로써, 공기 조화기(20)의 에너지 소비를 절감은 물론 동시에 사용자의 감성을 고려할 수도 있게 된다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기 제어 방법은 도 7에 도시한 바와 같이, 제2 시간 내 목표 전력량을 근거로 산출된 현재까지의 이상적 사용 전력량과 현재까지 사용 전력량을 비교하는 제2 비교 단계(S12)를 더 포함할 수 있다.

즉, 현재까지 공기 조화기(20)의 사용 전력량과 현재까지의 이상적 사용 전력량을 비교하여, 제어 방향 즉, 공기 조화기(20)의 전력 소비량 감소 위주의 제어를 할지 여부를 결정할 수 있다.

현재까지의 사용 전력량을 이상적 사용 전력량과 비교하여, 현재까지 사용 전력량이 이상적 사용 전력량보다 큰 경우, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정(현재 레벨보다 높은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)할 수 있으나, 이와 반대로, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 모드 시간이 차지하는 비율이 낮은 스케줄링 정보를 결정하지 않도록 하여 공기 조화기(20)의 에너지 소비를 절감하도록 하는 것이 바람직하다.

이와 달리, 현재까지의 사용 전력량을 이상적 사용 전력량과 비교하여, 현재까지 사용 전력량이 이상적 사용 전력량보다 작은 경우, 전술한 바와 같이, 제2 시간 동안 설정된 목표 전력량과 예상 전력량을 비교하여, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정(현재 레벨보다 높은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)하거나 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 모드 시간이 차지하는 비율이 낮은 스케줄링 정보를 결정(현재 레벨보다 낮은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)할 수 있다. 즉, 현재까지의 사용 전력량이 이상적 사용 전력량에 미치지 못하는 경우, 제어부(11)는 공기 조화 영역이 사용자에 의해 설정된 기준 온도, 습도 및/또는 오염도 등을 만족하도록 사용 전력량에 무관하게 공기 조화기(20)에 제어 명령을 전송할 수 있다.

여기서, 이상적 사용 전력량은 제2 시간의 목표 전력량을 근거로 산출될 수 있다. 이상적 사용 전력량은 제2 시간 동안의 사용 패턴 등을 고려한 종래의 다양한 방법에 의해 산출할 수 있으나, 일 실시예로, 제2 시간의 목표 전력량에 제2 시간 중 현재까지의 시간 비율을 곱한 전력량을 이상적 사용 전력량으로 할 수 있다(이상적 사용 전력량 = 목표 전력량 × 제2 시간 중 현재까지의 시간 ÷ 제2 시간).

한편, 상기 공기 조화기 제어 방법은 일정 주기로 이상적 사용 전력량과 현재까지의 사용 전력량을 반복적으로 비교하거나, 예상 사용 전력량과 목표 전력량을 반복적으로 비교하여, 스케줄링 정보를 결정할 수 있으나, 레벨링된 스케줄링 정보를 이용하는 경우에는 레벨을 순차적으로 증감시켜, 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정하는 것이 바람직하다.

단계적으로 레벨을 증감시켜 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정함으로써, 사용자가 느끼는 온도, 습도 등이 급작스럽게 변하는 것을 방지하여, 사용자에 주는 불쾌감을 줄이도록 하는 것이 바람직하다.

도 7 하단에 도시한 바와 같이, 상기 스케줄링 정보를 결정하는 단계(S10)는 시간대에 따른 전기요금 정보를 포함하는 전력 정보를 근거로 피크(peak) 시간대인지 판단하는 단계(S15) 및 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정(현재 레벨보다 높은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)하는 단계(S16)를 포함할 수 있다.

제어부(11)가 통신부(13)를 통해 외부 장치로부터 수신한 전력 정보를 이용하여, 일반 시간대보다 높은 전기요금이 부과되는 피크 시간대임을 판단한 경우에는 현재 결정된 스케줄링 정보보다 제1 시간 내 절전 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정(현재 레벨보다 높은 레벨의 스케줄링 정보를 결정)하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 피크 시간대에 공기 조화기(20)가 소비하는 전력량을 더욱 줄임으로써, 전기요금이 과다하게 부과되지 않도록 방지할 수 있다.

도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 명령 전송 방법을 단계별 흐름도로 나타낸 도면이다.

도 8에 도시한 바와 같이, 공기 조화기(20)에 제어부(11)가 제어 명령을 전송하는 단계(S20)는, 공기 조화 영역의 온도가 기 설정된 기준 온도 범위(특정 값일 수 있음) 내에 있는지 판단하고(S25), 기준 온도 범위 내에 있으면 공기 조화기(20)가 절전 운전 모드로 제어되도록 제어명령을 전송(S29)하는 것이 바람직하다.

만약, 공기 조화 영역의 온도가 기준 온도 범위 내에서 일정 시간 유지(S26)된다면, 공기 조화기(20)의 운전을 정지하도록 제어명령을 전송(S28)하는 것이 바람직하다.

공기 조화 영역이 사용자에 의해 설정된 조건을 충족함에도 공기 조화기(20)가 일반 운전 모드로 동작하여 발생하는 전력 소비를 방지하기 위하여 제어부(11)는 공기 조화기(20)에 절전 운전 모드의 제어명령을 전송할 수 있고, 나아가 공기 조화 영역이 일정 시간 동안 기준 온도(특정 값 혹은 일정 범위일 수 있음) 등을 유지하는 경우에는, 공기 조화기(20)가 더 이상의 전력 소비를 하지 않도록 제어부(11)가 상기 공기 조화기(20)에 운전을 정지하도록 하는 제어명령을 전송하는 것이 바람직하다.

한편, 제어부(11)가 공기 조화기(20)에 절전 운전 모드 혹은 운전 정지의 제어명령을 전송(S28, S29)할 때, 공기 조화 영역의 온도가 기준 온도를 만족(S25)해야 한다. 여기서, 기준 온도는 일출몰 시각으로 구분된 시간대에 따라 나누어 설정(S21)되는 것이 바람직하다.

일출몰 시각은 사용자에 미리 설정될 수 있으나, 일 실시예에 따라, 통신부(13)를 통해 기상청 서버(미도시)로부터 일출몰 시각 정보를 수신(S211a)하고, 수신한 일출몰 시각 정보를 이용하여 구분된 시간대 별로 기준 온도를 설정(S211b)할 수 있다.

또 다른 실시예에 따라, 일출몰 시각은 조도 센서(미도시)에서 측정된 조도 값을 근거로 판단(S212a)한 일출몰 시각을 기준으로 구분된 시간대에 따라 기준 온도를 설정(S212b)할 수 있다. 제어부(11)가 조도 센서(30)에서 측정된 조도 값을 이용하여 일출몰 시각 판단하는 경우 다양한 방법에 의할 수 있으나, 구체적인 일 예에 따라, 조도 센서(30)에서 측정된 조도 값이 기 설정된 제1 조도 값보다 큰 경우를 기준으로 소정 시간의 범위 내에서 일출 시각을 결정하거나, 기 설정된 제2 조도 값보다 작은 경우를 기준으로 소정 시간의 범위 내에서 일몰 시각을 결정할 수 있고, 또 다른 예에 따라, 조도 변화량을 이용하여 일출몰 시각을 판단할 수 있다.

이렇게 제어부(11)가 조도 센서(30)를 통해 측정된 조도 값을 이용하여 일출몰 시각을 판단함으로써, 공기 조화 영역의 지역, 위치 또는 방향 등과 무관하게 일괄적으로 기상청 서버로부터 수신한 일출몰 시각보다 정확하게 일출몰 시각을 판단할 수 있다.

컴퓨터 판독 가능한 기록매체

이상 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기 제어 방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당 업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크, 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10: 공기 조화기 제어 장치 11: 제어부
12: 전력 측정부 13: 통신부
14: 저장부 15: 인터페이스부
20: 공기 조화기 30: 조도 센서
W: 창문 S: 외부 광원

Claims (27)

1. 제1 시간 내 임의로 구분된 적어도 하나의 시간대에 상기 공기 조화기가 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드로 제어되도록 하는 스케줄링 정보를 복수 개 이용하여, 제2 시간 동안 설정된 목표 전력량과 현재까지 사용 전력량을 근거로 결정된 어느 하나의 상기 스케줄링 정보에 따라 상기 공기 조화기가 제어되도록 제어명령을 전송하는 제어부;
   를 포함하는 공기 조화기 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   공기 조화기의 사용 전력량을 계측하는 전력 측정부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   현재까지 상기 사용 전력량을 근거로 예측한 상기 제2 시간의 예상 사용 전력량과 상기 목표 전력량을 비교하여, 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제2 시간 내 상기 목표 전력량을 근거로 산출된 현재까지의 이상적 사용 전력량과 현재까지 상기 사용 전력량을 비교하여, 현재까지 상기 사용 전력량이 상기 이상적 사용 전력량보다 큰 경우, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 상기 제1 시간 내 상기 절전 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   상기 제1 시간 내 상기 일반 운전 모드 또는 상기 절전 운전 모드가 차지하는 비율에 따라 각각의 상기 스케줄링 정보에 레벨을 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   일정 주기로 상기 목표 전력량과 현재까지 상기 사용 전력량을 반복적으로 비교하여, 레벨을 순차적으로 증감시켜 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공기 조화기 제어 장치는,
   외부로부터 상기 전력 정보를 수신하는 통신부;
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   시간대에 따른 전기요금 정보를 포함하는 전력 정보를 근거로 판단한 피크 시간대인 경우, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 상기 제1 시간 내 상기 절전 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어부는,
   공기 조화 영역의 온도가 기 설정된 기준 온도 범위 내에 있으면 상기 공기 조화기가 상기 절전 운전 모드로 제어되도록 제어명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 공기 조화 영역의 온도가 상기 기준 온도 범위 내에서 일정 시간 동안 유지되는 경우, 상기 공기 조화기의 운전을 정지하도록 하는 제어명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 기준 온도는, 일출몰 시각으로 구분된 시간대에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    기상청 서버로부터 수신한 일출몰 시각 정보를 이용한 일출몰 시각을 기준으로 구분된 시간대에 따라 상기 기준 온도를 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    조도 센서에서 측정된 조도 값을 근거로 판단한 일출몰 시각을 기준으로 구분된 시간대에 따라 상기 기준 온도를 설정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
14. 제 9 항에 있어서,
    상기 기준 온도는, 계절에 따라 설정되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 장치.
15. 공기 조화 영역에 대해 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드에 따라 동작하는 공기 조화기; 및
    제1 시간 내 임의로 구분된 적어도 하나의 시간대에 상기 공기 조화기가 상기 일반 운전 모드 또는 상기 절전 운전 모드로 제어되도록 하는 스케줄링 정보를 복수 개 포함하고, 제2 시간 동안 설정된 목표 전력량과 현재까지 사용 전력량을 근거로 결정된 어느 하나의 스케줄링 정보에 따라 상기 공기 조화기가 제어되도록 제어명령을 전송하는 공기 조화기 제어 장치;
    를 포함하는 공기 조화 시스템.
16. 제2 시간 동안 설정된 목표 전력량과 현재까지 상기 사용 전력량을 근거로 제1 시간 동안 임의로 구분된 적어도 하나의 시간대에 공기 조화기가 일반 운전 모드 또는 절전 운전 모드로 제어되도록 하는 스케줄링 정보를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 스케줄링 정보에 따라 상기 공기 조화기가 제어되도록 상기 공기 조화기에 제어명령을 전송하는 단계;
    를 포함하는 공기 조화기 제어 방법.
17. 제 16 항에 있어서,
    공기 조화기의 사용 전력량을 계측하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 방법.
18. 제 16 항에 있어서,
    상기 스케줄링 정보를 결정하는 단계는,
    상기 사용 전력량을 근거로 예측한 상기 제2 시간의 예상 사용 전력량과 상기 목표 전력량을 비교하는 제1 비교 단계;
    를 포함하되, 상기 제1 비교 단계에 의한 비교 결과를 근거로 상기 스케줄링 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 방법.
19. 제 18 항에 있어서,
    상기 스케줄링 정보를 결정하는 단계는,
    상기 제2 시간 내 상기 목표 전력량을 근거로 산출된 현재까지의 이상적 사용 전력량과 현재까지 상기 사용 전력량을 비교하는 제2 비교 단계;
    를 더 포함하되, 상기 제2 비교 단계에 의한 비교 결과를 근거로 상기 사용 전력량이 상기 이상적 사용 전력량보다 큰 경우, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 상기 제1 시간 내 상기 절전 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 방법.
20. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    일정 주기로 상기 목표 전력량과 상기 사용 전력량을 반복적으로 비교하여, 상기 제1 시간 내 상기 일반 운전 모드 또는 상기 절전 운전 모드가 차지하는 비율에 따른 레벨이 설정된 스케줄링 정보 중 어느 하나의 스케줄링 정보를 결정하되, 상기 레벨을 순차적으로 증감시켜 스케줄링 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 방법.
21. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 스케줄링 정보를 결정하는 단계는,
    시간대에 따른 전기요금 정보를 포함하는 전력 정보를 근거로 피크 시간대인지 판단하는 단계;
    를 포함하되, 피크 시간대인 경우, 현재 결정된 스케줄링 정보보다 상기 제1 시간 내 상기 절전 운전 모드 시간이 차지하는 비율이 높은 스케줄링 정보를 결정하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 방법.
22. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어명령을 전송하는 단계는,
    공기 조화 영역의 온도가 기 설정된 기준 온도 범위 내에 있으면 상기 공기 조화기가 상기 절전 운전 모드로 제어되도록 제어명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 방법.
23. 제 22 항에 있어서,
    상기 제어명령을 전송하는 단계는,
    온도가 상기 기준 온도 범위 내에서 일정 시간 동안 유지되는 경우, 상기 공기 조화기의 운전을 정지하도록 하는 제어명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 방법.
24. 제 22 항에 있어서,
    상기 제어명령을 전송하는 단계는,
    일출몰 시각으로 구분된 시간대에 따라 상기 기준 온도를 설정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 방법.
25. 제 24 항에 있어서,
    상기 기준 온도를 설정하는 단계는,
    기상청 서버로부터 일출몰 시각 정보를 수신하는 단계; 및
    상기 일출몰 시각 정보를 이용한 일출몰 시각을 기준으로 구분된 시간대에 따라 상기 기준 온도를 설정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 방법.
26. 제 24 항에 있어서,
    상기 기준 온도를 설정하는 단계는,
    조도 센서에서 측정된 조도 값을 근거로 일출몰 시각을 판단하는 단계; 및
    상기 판단된 일출몰 시각을 기준으로 구분된 시간대에 따라 상기 기준 온도를 설정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기 제어 방법.
27. 제 16 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 따른 상기 공기 조화기 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.

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