KR20170137356A - 다수의 실내기를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치 - Google Patents

다수의 실내기를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170137356A
KR20170137356A KR1020160069367A KR20160069367A KR20170137356A KR 20170137356 A KR20170137356 A KR 20170137356A KR 1020160069367 A KR1020160069367 A KR 1020160069367A KR 20160069367 A KR20160069367 A KR 20160069367A KR 20170137356 A KR20170137356 A KR 20170137356A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
indoor
indoor units
unit
units
priority
Prior art date
Application number
KR1020160069367A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102481809B1 (ko
Inventor
김경재
송관우
박건혁
서정일
이대은
조혜정
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020160069367A priority Critical patent/KR102481809B1/ko
Priority to EP17807052.0A priority patent/EP3450864B1/en
Priority to US16/304,920 priority patent/US10837669B2/en
Priority to PCT/KR2017/005780 priority patent/WO2017209559A1/ko
Publication of KR20170137356A publication Critical patent/KR20170137356A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102481809B1 publication Critical patent/KR102481809B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F24F11/006
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46Improving electric energy efficiency or saving
    • F24F11/0012
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/50Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/56Remote control
    • F24F11/58Remote control using Internet communication
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63Electronic processing
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/04Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/50Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/56Remote control
    • F24F11/59Remote control for presetting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63Electronic processing
    • F24F11/64Electronic processing using pre-stored data
    • F24F2011/0047
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2140/00Control inputs relating to system states
    • F24F2140/60Energy consumption
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/20Pc systems
    • G05B2219/26Pc applications
    • G05B2219/2614HVAC, heating, ventillation, climate control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

본 개시는 센서 네트워크(Sensor Network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication) 및 사물 인터넷(Internet of Things, IoT)을 위한 기술과 관련된 것이다. 본 개시는 상기 기술을 기반으로 하는 지능형 서비스(스마트 홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 헬스 케어, 디지털 교육, 소매업, 보안 및 안전 관련 서비스 등)에 활용될 수 있다. 본 발명은 실내기를 효율적으로 제어하기 위한 방법으로, 실내기를 제어하는 방법에 있어서, 필요 가동 실내기의 수를 계산하고, 복수의 실내기 중 가동이 가능한 실내기의 수를 계산하고, 계산된 우선순위를 기반으로 적어도 하나의 가동이 가능한 실내기를 가동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

다수의 실내기를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치 {APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLING PLURAL AIR CONDITIONER INDOOR DEVICES}
본 발명은 하나의 실외기에 연결된 다수의 실내기를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
인터넷은 인간이 정보를 생성하고 소비하는 인간 중심의 연결 망에서, 사물 등 분산된 구성 요소들 간에 정보를 주고 받아 처리하는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 망으로 진화하고 있다. 클라우드 서버 등과의 연결을 통한 빅데이터(Big data) 처리 기술 등이 IoT 기술에 결합된 IoE (Internet of Everything) 기술도 대두되고 있다. IoT를 구현하기 위해서, 센싱 기술, 유무선 통신 및 네트워크 인프라, 서비스 인터페이스 기술, 및 보안 기술과 같은 기술 요소 들이 요구되어, 최근에는 사물간의 연결을 위한 센서 네트워크(sensor network), 사물 통신(Machine to Machine, M2M), MTC(Machine Type Communication)등의 기술이 연구되고 있다.
IoT 환경에서는 연결된 사물들에서 생성된 데이터를 수집, 분석하여 인간의 삶에 새로운 가치를 창출하는 지능형 IT(Internet Technology) 서비스가 제공될 수 있다. IoT는 기존의 IT(information technology)기술과 다양한 산업 간의 융합 및 복합을 통하여 스마트홈, 스마트 빌딩, 스마트 시티, 스마트 카 혹은 커넥티드 카, 스마트 그리드, 헬스 케어, 스마트 가전, 첨단의료서비스 등의 분야에 응용될 수 있다.
한편, 건물 내의 온습도 조절을 위해서는 하나의 실외기에 다수의 실내 공간에 위치하는 실내기가 연결되어 구동되고 있다. 실내 공간 냉방을 위해 실내기는 실내 온도보다 낮은 온도의 공기를 배출하고, 실외기는 실내 공간의 열을 배출하는 역할을 하며, 실내 공간 난방시에는 실내기는 실내 온도보다 높은 온도의 공기를 배출하고, 실외기는 낮은 온도의 공기를 배출하는 역할을 한다.
실내 공간별로 위치한 실내기는 개별적으로 제어되며, 이러한 제어가 실외기의 에너지 효율을 고려하지 않고 이루어지므로 실외기의 에너지 효율이 낮아지는 문제가 발생한다. 또한 각 실내기는 실내 공간별로 위치해 있으므로, 각 실내 공간 별로 공간 열 변화율과 위치한 실내기의 냉난방 용량이 다르므로 다수의 실내기를 연동해 효율적으로 제어하기 어렵다는 문제가 있다. 또한 다수의 실내기를 공조해 제어하는 방식의 효율적인 운전을 시도할 경우, 각 실외기별로 효율이 높은 영역이 상이하므로 효율적인 스케줄링이 어렵다는 문제점이 있다.
그러므로 본 발명은 실외기의 고효율 영역을 추출하고, 실외기의 고효율 영역 및 상황에 따른 적절한 실내기 운용을 통해 에너지 효율이 높은 실외기 및 실내기 운용 방법 및 장치를 제안한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 실내기를 제어하는 방법에 있어서, 필요 가동 실내기의 수를 계산하는 단계; 복수의 실내기 중 가동이 가능한 실내기의 수를 계산하는 단계; 및 계산된 우선순위를 기반으로 적어도 하나의 가동이 가능한 실내기를 가동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 복수의 실내기의 우선순위를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 적어도 하나의 가동이 가능한 실내기를 가동한 후 상기 복수의 실내기의 우선순위를 재계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 복수의 실내기의 우선순위는 각 실내기가 위치한 실내 공간이 측정 시간 중 쾌적함을 유지한 시간의 비율을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 한다. 또한 상기 복수의 실내기의 우선순위는 각 실내기가 위치한 실내 공간의 열효율을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 가동이 가능한 실내기의 수를 계산하는 단계는, 특정 실내기가 위치한 실내 공간이 지연 시간 후 쾌적 범위를 벗어나지 않는 경우 상기 특정 실내기를 가동 가능한 실내기로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 필요 가동 실내기의 수는 특정 외기 온도 별로 계산된 실내 온도 변화율 대비 실외기의 에너지 소비량을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 적어도 하나의 가동이 가능한 실내기를 가동하는 단계는, 상기 필요 가동 실내기의 수와 상기 가동 가능한 실내기의 수를 비교하는 단계; 만약 상기 필요 가동 실내기의 수가 가동 가능한 실내기의 수보다 더 크다면, 상기 가동 가능한 실내기를 모두 가동하는 단계; 및 만약 상기 필요 가동 실내기의 수가 상기 가동 가능한 실내기의 수와 같거나 더 작다면, 각 실내기의 우선순위를 기반으로 상기 가동 가능한 실내기 중 상기 필요 가동 실내기의 수의 실내기를 가동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 냉난방 가동 시간 및 각 실내 공간의 실내 온도 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 실내기를 제어하는 장치에 있어서, 제어 신호 및 측정 데이터를 송수신하는 송수신부; 상기 측정 데이터를 기반으로 필요 가동 실내기의 수를 계산하고, 복수의 실내기 중 가동이 가능한 실내기의 수를 계산하고, 계산된 우선순위를 기반으로 적어도 하나의 가동이 가능한 실내기를 가동하도록 제어하는 제어부; 및 상기 측정 데이터 및 상기 우선순위를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제어부는 상기 복수의 실내기의 우선순위를 계산하도록 더 제어하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제어부는 상기 적어도 하나의 가동이 가능한 실내기를 가동한 후 상기 복수의 실내기의 우선순위를 재계산하도록 더 제어하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 복수의 실내기의 우선순위는 각 실내기가 위치한 실내 공간이 측정 시간 중 쾌적함을 유지한 시간의 비율을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 복수의 실내기의 우선순위는 각 실내기가 위치한 실내 공간의 열효율을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제어부는 특정 실내기가 위치한 실내 공간이 지연 시간 후 쾌적 범위를 벗어나지 않는 경우 상기 특정 실내기를 가동 가능한 실내기로 판단하도록 더 제어하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 필요 가동 실내기의 수는 특정 외기 온도 별로 계산된 실내 온도 변화율 대비 실외기의 에너지 소비량을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제어부는 상기 필요 가동 실내기의 수와 상기 가동 가능한 실내기의 수를 비교하고, 만약 상기 필요 가동 실내기의 수가 가동 가능한 실내기의 수보다 더 크다면, 상기 가동 가능한 실내기를 모두 가동하고, 만약 상기 필요 가동 실내기의 수가 상기 가동 가능한 실내기의 수와 같거나 더 작다면, 각 실내기의 우선순위를 기반으로 상기 가동 가능한 실내기 중 상기 필요 가동 실내기의 수의 실내기를 가동하도록 더 제어하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제어부는 상기 저장부가 상기 측정 데이터에 포함되는 냉난방 가동 시간 및 각 실내 공간의 실내 온도 데이터를 저장하도록 더 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 다수의 실내기를 효율적으로 제어하는 방법에 따르면, 다수의 실내기를 효율적으로 제어해 냉방 및 난방을 위한 에너지를 효율적으로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 빌딩 서버 및 게이트웨이를 포함하는 시스템을 도시한 도면이다.
도 2a는 실외기 및 실내기의 구조 및 실내기에 따른 실내 온도의 변화를 도시한 도면이다.
도 2b는 실외기의 효율을 도시한 도면이다.
도 3a는 실내기가 냉난방을 수행하는 경우 시간에 따른 실내 온도의 변화를 도시한 도면이다.
도 3b는 특정 외기 온도에서의 실외기의 고효율 영역을 도시한 도면이다.
도 4는 실내기 및 실외기 동작에서 추출되는 파라미터를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 내용을 도시한 흐름도이다.
도 6a는 냉난방 가동 시간 및 동작 주기를 추출하는 방법을 도시한 도면이다.
도 6b는 특히 냉난방 가동 시간을 저장하는 방법을 도시한 도면이다.
도 7a는 실외기의 고효율 영역을 추출하고 필요한 실내기 가동 대수 n을 계산하는 방법을 도시한 도면이다.
도 7b는 외기 온도 별 실외기의 고효율 영역을 도시한 도면이다.
도 8은 가동이 가능한 실내기의 개수를 계산하는 방법을 도시한 도면이다.
도 9a는 현재 온도와 쾌적 영역의 경계선(boundary)까지의 거리(온도차)를 도시한 도면이다.
도 9b는 냉방의 경우 첫 번째 방법에 따라 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다.
도 9c는 난방의 경우 첫 번째 방법에 따라 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다.
도 9d는 현재 온도에서 쾌적 영역의 경계선까지 걸리는 시간을 도시한 도면이다.
도 9e는 냉방의 경우 두 번째 방법에 따라 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다.
도 9f는 냉방의 경우 두 번째 방법에 따라 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다.
도 10a는 각 실내 공간이 쾌적함을 유지한 정도를 도시한 도면이다.
도 10b는 실내 온도가 쾌적 범위를 유지한 시간을 기준으로 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다.
도 10c은 공간 열효율을 기준으로 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다.
도 11은 실내기 스케줄링 방법을 도시한 도면이다.
도 12a는 실내기가 냉방을 수행하는 경우 우선순위를 업데이트하는 방법을 도시한 도면이다.
도 12b는 실내기가 난방을 수행하는 경우 우선순위를 업데이트하는 방법을 도시한 도면이다.
도 12c는 우선순위 계산의 세 번째로 실내 온도가 쾌적 범위를 유지한 시간을 기준으로 우선순위를 계산해 업데이트하는 방법에 대한 도면이다.
도 13은 우선순위 계산의 네 번째로 공간 열효율을 기준으로 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다.
도 14a는 스마트 빌딩 서버의 구성 요소를 도시한 장치도이다.
도 14b는 게이트웨이의 구성 요소를 도시한 장치도이다.
도 14c는 실내기 및 실외기를 포함하는 냉난방 장치의 구성 요소를 도시한 장치도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 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.
이하의 설명에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 스마트 빌딩 서버 및 게이트웨이를 포함하는 시스템을 도시한 도면이다.
도 1에 따르면, 스마트 빌딩 서버(100)은 건물 내 각 공간에 위치하는 게이트웨이(gateway) 및 사용자의 와 통신할 수 있다. 일례로, 로비(110)에 위치한 게이트웨이(115)는 스마트 빌딩 서버(100)과 신호를 송수신하며 또한 로비에 위치한 무인 물품보관소, 실내기, 조명 등과 신호를 송수신할 수 있다. 이 때 스마트 빌딩 서버(100)은 게이트웨이(115)를 통해 로비에 위치한 기기들을 제어할 수 있다. 또한 스마트 빌딩 서버(100)은 사무실(120)에 위치한 게이트웨이(125)를 통해 사무실에 위치한 조명, 실내기 등을 제어할 수 있다. 또한 스마트 빌딩 서버(100)은 주차장(130)에 위치한 게이트웨이(135)를 통해 감시카메라(CCTV), 요금 정산기 등을 제어할 수 있다. 또한 스마트 빌딩 서버(100)은 상점(140)에 위치한 게이트웨이(145)를 통해 디스플레이, 조명, 실내기 등을 제어할 수 있다. 또한 스마트 빌딩 서버(100)는 식당(150)에 위치한 게이트웨이(155)를 통해 디스플레이, 냉장고, 조명, 실내기 등을 제어할 수 있다. 또한 스마트 빌딩 서버(100)는 사용자의 웨어러블 디바이스(wearable device)(160) 및/또는 스마트 디바이스(smart device)(170)와 신호를 송수신할 수 있다. 이러한 웨어러블 디바이스 또는 스마트 디바이스는 각 공간에 위치하는 기기와 신호를 송수신할 수 있다. 도 1에서는 게이트웨이가 개별적으로 존재해 각 기기를 제어하는 경우를 도시하였으나, 개별적인 게이트웨이 없이 특정 위치에 위치한 특정 기기가 게이트웨이의 역할을 수행해 다른 기기를 제어하고 스마트 빌딩 서버와 신호를 송수신할 수 있다.
도 2a는 실외기 및 실내기의 구조 및 실내기에 따른 실내 온도의 변화를 도시한 도면이다.
도 2a에 따르면, 하나의 실외기(200)은 다수개의 실내기와 연결되어 있다. 도 2a의 경우 실외기(200)은 제1실내기(210), 제2실내기(212), 제3실내기(214) 및 제4실내기(216)과 연결되어 있으며, 각 실내기는 각 실내 공간에 위치한다. 또는 다수의 실내기가 하나의 실내 공간에 위치할 수 있다.
도 2a의 2a(1)은 제1실내기의 구동에 따른 시간(220)에 따른 실내 온도(230)의 변화를 도시한 도면이고 2a(2)는 제3실내기의 구동에 따른 시간(220)에 따른 실내 온도(230)의 변화를 도시한 도면이다. 제1실내기와 제3실내기의 경우 각 실내기의 냉방 용량, 각 실내 공간의 냉방 에너지당 실내 온도 변화율이 다르므로 2(1) 및 2(2)와 같이 서로 다른 실내 온도 변화의 양상을 보이게 된다.
도 2b는 실외기의 효율을 도시한 도면이다.
도 2b에 따르면, 실외기의 냉난방 에너지의 생성 정도는 실외기가 최대로 생성할 수 있는 에너지를 100%라고 할 때 0에서 100%까지의 범위로 조절되며, 실내기의 요청에 따라 그 비율을 조절한다. 실외기가 생성하는 냉난방 에너지는 실외기가 소비한 전력량에 비례하지 않기 때문에 실외기가 생성하는 냉난방 에너지의 비율에 따라 그 효율이 달라지게 된다. 도 2b의 2b(1)는 실외기가 소비한 소비 전력(240) 대비 생성하는 냉난방 에너지의 비율(250)을 도시한 도면이다. 이 때 실외기가 생성하는 냉난방 에너지의 비율을 냉난방 능력 %라 한다. 도 2b의 2b(2)는 실외기의 냉난방 능력 %(250) 대비 냉난방 효율(260)(이하 효율과 혼용한다)을 도시한 도면이다. 이 때 효율이란 냉난방 능력 %를 실외기의 소비 전력으로 나눈 것으로, 실외기의 소비 전력 대비 냉난방 능력 %라 할 수 있다. 이러한 효율은 실내 온도변화율/소비 전력에 비례하며, 또한 냉난방 능력 %는 실내기의 가동 대수와 비례한다.
이 때 냉난방 공조시 실외기의 고효율 영역을 추출하는 방법을 기술한다.
고효율 영역이란 외기 온도 별로 단위 소비 전력에 대비해 실내 온도 변화율을 추출해 실내 온도 변화율이 높은 영역으로, 상기 데이터는 데이터베이스에 저장된 외기 온도 별로 실내 온도 및 전력 사용량 데이터를 기반으로 추출될 수 있다. 단 이 때 실내 온도의 변화율은 도 3a와 같이 실내 온도가 반영되는데 걸리는 지연 시간인 d 후에 수집된 데이터를 활용해 계산된다. 도 3a는 실내기가 냉난방을 수행하는 경우 시간(300)에 따른 실내 온도(310)의 변화를 도시한 도면으로, 3a(1)은 실내기가 냉방을 수행하는 경우이고, 3a(2)는 실내기가 냉방을 수행하는 경우이다. 3a(1)의 경우 실내기가 냉방을 시작한 후 지연 시간 d가 지나야 실내 온도가 점점 낮아지는 것을 확인할 수 있으며, 3a(2)의 경우 실내기가 난방을 시작한 후 지연 시간 d가 지나야 실내 온도가 점점 높아지는 것을 확인할 수 있다.
도 3b는 특정 외기 온도에서의 실외기의 고효율 영역을 도시한 도면이다. 실외기의 효율은 냉난방을가동하는 실내기 가동 대수(350) (이는 실내기의 풍량의 조합 또는 실내 온도와 설정 온도의 차이가 될 수도 있다) 대비 실내 온도 변화율(ΔT)/에너지 소비량(EC)(360)으로, 이 때 실내 온도 변화율/에너지 소비량이 높은 370 부분이 실외기의 고효율 영역이라 할 수 있다. 이 때 실내 온도 변화율/에너지 소비량이 미리 정해진 문턱값 이상일 경우 상기 실내기 가동 대수를 실외기의 고효율 영역으로 칭할 수 있다. 실내기는 일정한 온도를 유지하기 위해 냉난방 동작을 반복하므로, 고정된 외기 온도에 대해 상기 고효율 영역 데이터를 추출하는 것은 어렵지 않다.
아래에서는 실내기의 효율적인 스케줄링을 위한 파라미터를 정의한다.
도 4는 실내기 및 실외기 동작에서 추출되는 파라미터를 도시한 도면이다.
도 4에 따르면, 4(1)은 제1공간의 실내기의 동작을, 4(2)는 제2공간의 실내기의 동작을, 4(3)은 제3공간의 실내기의 동작을 도시한 도면이다. 이 때, t는 현재 시점을 의미하고, hi(t)는 t시점의 i 공간 주기의 종료 시점를 의미한다. 공간 주기란 특정 공간 내에서 냉방 또는 난방이 시작되는 시점으로부터 다시 냉방 또는 난방이 필요할 때까지의 시간을 의미하며, hi(t)가 종료된 후 실내기는 냉방 또는 난방을 가동하여야 한다. si(t)는 t시점에서 i 공간 주기 내의 최소 요구 가동 시간을 의미하고, ri(t)는 t시점에서 i 공간 주기 내의 남아있는 가동 시간을 의미한다. 4(1)에서 현재 시점이 t(420)이라면 제1공간 주기 h1(t)(440)와 제1공간의 최소 요구 가동 시간s1(t)(430)는 도시된 바와 같다. 이 때 남아있는 가동 시간 r1(t)(450)는 도시된 바와 같다.
이러한 파라미터는 시간에 따른 실내 온도의 변화 데이터에서 추출할 수 있는 것으로, 실내기는 반복적으로 냉방 또는 난방을 가동하므로 누적된 시간에 따른 실내 온도의 변화 데이터 및 냉난방 가동 시간 데이터를 이용해 이러한 파라미터가 추출될 수 있다.
또한 각 실내기의 냉난방 능력, 실내기의 노후 정도 등 각 공간 내에 위치한 실내기의 특성과 각 공간의 발열 정도, 공간의 넓이, 건물 내에서의 공간의 위치 등과 같은 공간의 특성에 따라 이러한 파라미터는 달라질 수 있다. 일례로 도 4에서 확인할 수 있듯이 제1 내지 제3공간의 상기 파라미터들은 모두 다르며 이러한 파라미터들은 시간이 흐름에 따라 업데이트될 수 있다.
도 5는 본 발명의 내용을 도시한 흐름도이다.
도 5에 따르면, 각 공간별로 외기 온도에 따른 냉난방 가동 시간 및 동작 주기가 데이터베이스에 저장된 데이터로부터 추출된다(500). 이후 외기 온도에 따른 냉난방 가동 대수 및 실외기의 효율이 계산되어 실외기의 고효율 영역인 필요 가동 실내기의 수 n이 계산된다(510). 이후 가동 가능한 실내기 대수가 계산되고(520), 가동 가능한 실내기들의 스케줄링 우선순위(이하 우선순위와 혼용)가 계산되고(530), 계산된 우선순위 및 필요 가동 실내기의 수 n를 기반으로 한 스케줄링에 따라 가동 가능한 실내기가 가동되고(550), 가동 후 실내 온도에 따른 실내기별 우선순위가 새롭게 계산되어 업데이트된다(560). 이 때, 500 단계에서 추출된 냉난방 가동 시간 및 동작 주기, 510 단계에서 계산된 필요 가동 실내기의 수 n, 560 단계에서 계산된 업데이트된 우선순위는 데이터베이스에 저장된다(570).
이러한 추출 및 계산은 스마트 빌딩 서버의 제어부 또는 실외기의 제어부에서 수행될 수 있으며, 데이터베이스는 스마트 빌딩 서버의 저장부 또는 실외기의 저장부에 위치할 수 있다.
아래에서는 본 발명의 각 단계를 상세하게 설명한다.
첫 번째로 냉난방 가동 시간 및 동작 주기를 추출하는 방법에 대해 기술한다. 도 6a는 냉난방 가동 시간 및 동작 주기를 추출하는 방법을 도시한 도면이다. 도 6a에 따르면, 제어부는 현재 실내기가 냉난방 가동중인지 판단하고(600), 만약 그렇다면 냉난방 가동 시간 및 실내 온도를 기록한다(610). 이 때 가동 시간 및 실내 온도 데이터는 데이터베이스에 저장된다(630). 이후 제어부는 상기 데이터를 기반으로 동작 주기 및 가동 시간에 따른 온도 변화를 추출한다(640).
도 6b는 특히 냉난방 가동 시간을 저장하는 방법을 도시한 도면이다. 도 6b에 따르면, 제어부는 실내기의 상태가 냉난방 미가동(Off)에서 가동(On)으로 변화했는지 판단하고(650), 만약 그렇다면 가동 상태로 변화한 시각을 데이터베이스에 저장한다(660). 그렇지 않다면 실내기의 상태가 냉난방 가동에서 미가동으로 변화했는지 판단하고(670), 만약 그렇다면 미가동 상태로 변화한 시각을 데이터베이스에 저장한다(680).
두 번째로 실외기의 고효율 영역을 추출하고 필요한 실내기 가동 대수 n을 계산하는 방법에 대해 기술한다. 도 7a는 실외기의 고효율 영역을 추출하고 필요한 실내기 가동 대수 n을 계산하는 방법을 도시한 도면이다. 도 7a에 따르면, 제어부는 설정 온도에 따라 냉난방이 가동되고 있는 실내기의 개수, 가동되고 있는 실외기의 개수를 추출하고(700), 실내 온도의 변화율을 추출하고(710) 실외기의 에너지 소비량을 추출하고(730) 가동중인 실내기에 대한 정보, 실내 온도 변화율 및 실외기의 에너지 소비량 데이터를 데이터베이스에 저장하고(720) 데이터베이스에 저장된 상기 데이터를 기반으로 실외기의 고효율 영역 및 필요한 실내기 가동 대수 n을 계산한다(740). 이 때 가동되고 있는 실외기의 개수와 이에 연결된 실내기의 설정 온도를 고려하여 n을 계산한다. 일례로 실외기가 1대 가동되고 실내기의 설정 온도가 23도일 때 냉방을 가동하는 실내기의 개수가 12대이면 고효율 구간일 수 있다. 다른 일례로 실외기가 2대 가동되고 실내기의 설정 온도가 20도로 냉방을 가동하는 실내기의 개수가 19대이고, 설정 온도가 27도로 난방을 가동하는 실내기의 개수가 5대면 고효율 구간일 수 있다. 또다른 일례로 실외기가 2대 가동되고 실내기의 설정 온도가 24도로 냉방을 가동하는 실내기의 대수가 27대면 고효율 구간일 수 있다.
도 7b는 외기 온도 별 실외기의 고효율 영역을 도시한 도면이다. 도 7a의 방법에 의해 제어부는 특정 외기 온도 별 실내기 가동 대수(750) 대 실내 온도 변화율/실외기의 에너지 소비량(760)을 계산하고, 실내 온도 변화율/실외기의 에너지 소비량이 가장 높은 때의 실내기 가동 개수를 필요한 실내기 가동 대수 n(770)으로 결정한다.
세 번째로 가동이 가능한 실내기의 개수를 추출하는 방법에 대해 기술한다. 도 8은 가동이 가능한 실내기의 개수를 계산하는 방법을 도시한 도면이다. 이 때 가동이 가능하다는 의미는 원하는 시간에 가동할 수 있다는 것을 의미한다. 효율적인 실내기 운용을 위해 냉난방 시간 및/또는 주기를 변경하더라도 실내 공간의 쾌적함이 유지되어야 하므로, 지금 가동해야만 하는 실내기는 가동 가능한 실내기에 포함되지 않는다.
도 8에 따르면, 제어부는 가동이 가능한 실내기의 대수 m을 0으로 설정하고, 전체 실내기의 대수 i를 0으로 설정한다(800) 이후 i를 i+1로 재설정하고(810), i번째 실내기가 위치한 공간이 d분 (d는 도 3a의 지연 시간을 의미한다) 후에 쾌적 범위를 벗어나지 않고 과냉방/과난방 상태에 해당하지 않는지 판단한다(820). 만약 그렇지 않다면 i번째 실내기는 쾌적 범위를 벗어나지 않기 위해 바로 가동되어야 하므로 가동 가능한 실내기에 포함되지 않으므로 810 단계로 돌아간다. 만약 그렇다면 i번째 실내기는 가동 가능한 실내기에 포함되므로 m을 m+1로 재설정한다(830). 이 때 가동 가능한 실내기에 대한 정보를 데이터베이스에 저장한다(840). 이후 i가 최대 실내기 개수보다 크거나 같은지 판단하고(850), 그렇다면 종료하고, 그렇지 않다면 810 단계로 돌아간다.
820 단계에서 쾌적 범위는 PMV(Predicted Mean Value)를 기반으로 계산하며 이는 ISO 7730 또는 ASHRAE 표준을 참고할 수 있다. 쾌적 범위란 PMV의 값이 -0.5 < PMV < 0.5 를 만족한다는 것을 의미하고, 과냉방 상태는 실내기가 냉방을 가동할 때 PMV < 0 인 경우를 의미하며, 과난방 상태는 실내기가 난방을 가동할 때 PMV > 0 인 경우를 의미한다. PMV의 값의 의미는 아래 표 1을 참고한다.
PMV값 의미
+3 Hot
+2 Warm
+1 Slightly Warm
0 Neutral
-1 Slightly Cool
-2 Cool
-3 Cold
네 번째로 가동 가능한 실내기의 우선순위를 계산하는 방법에 대해 기술한다.
우선순위 계산의 첫 번째로 현재 온도와 쾌적 영역의 경계선(boundary)까지의 거리(온도차)를 기준으로 우선순위를 계산하는 방법에 대해 기술한다. 상기 방법에 따르면 현재 온도와 쾌적 영역의 경계선까지의 거리를 기준으로 우선순위를 계산하며, 현재 온도에서 쾌적 영역의 경계선까지의 거리가 짧은 순서대로 우선순위를 부여한다. 또한 냉방시에는 현재 온도에서 쾌적 영역 상단 경계선까지의(즉 높은 온도까지의) 거리를 사용하고, 난방시에는 현재 온도에서 쾌적 영역 하단 경계선까지(즉 낮은 온도까지의) 거리를 사용한다. 상기 방법은 현재 온도에서 쾌적 영역을 벗어나기까지의 온도 차이를 이용해 우선순위를 계산하는 것으로, 그 거리가 짧을수록 (즉 쾌적 영역을 벗어나기까지의 온도차가 적을수록) 급히 냉방 또는 난방이 필요하므로 우선순위를 높게 할당하게 된다.
도 9a는 현재 온도와 쾌적 영역의 경계선(boundary)까지의 거리(온도차)를 도시한 도면이다. 9a(1)은 냉방의 경우로, 실외 온도가 쾌적 영역의 상단 경계선보다 높은 경우일 것이므로 냉방을 통해 현재 온도(실내 온도)를 낮추게 되며, 이 경우 쾌적 영역의 상단 경계선까지의 거리가 사용자가 쾌적할 수 있는 온도 구간이며, 이러한 거리가 짧을수록 냉방이 급히 필요하게 된다. 9a(2)은 난방의 경우로, 실외 온도가 쾌적 영역의 하단 경계선보다 낮은 경우일 것이므로 난방을 통해 현재 온도(실내 온도)를 높이게 되며, 이 경우 쾌적 영역의 하단 경계선까지의 거리가 사용자가 쾌적할 수 있는 온도 구간이며, 이러한 거리가 짧을수록 난방이 급히 필요하게 된다.
도 9b는 냉방의 경우 첫 번째 방법에 따라 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다. 도 9b에 따르면, 우선순위 pri_i는 쾌적범위 상단 경계선의 온도 ? 현재 온도로 계산되며(900), 이 때 데이터베이스에서 쾌적범위 경계선 데이터를 출력해 계산에 참고하며 계산된 우선순위 pri_i를 데이터베이스에 저장한다(905).
도 9c는 난방의 경우 첫 번째 방법에 따라 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다. 도 9c에 따르면, 우선순위 pri_i는 현재 온도 - 쾌적범위 하단 경계선의 온도로 계산되며(910), 이 때 데이터베이스에서 쾌적범위 경계선 데이터를 출력해 계산에 참고하며 계산된 우선순위 pri_i를 데이터베이스에 저장한다(915).
우선순위 계산의 두 번째로 실내기 미 가동시 현재 온도에서 쾌적 영역의 경계선까지 실내 온도가 변하는데 걸리는 시간을 기준으로 우선순위를 계산하는 방법에 대해 기술한다. 상기 방법에 따르면 실내기 미 가동시 현재 온도에서 쾌적 영역의 경계선까지 온도가 변하는 시간이 짧은 순서대로 우선순위를 부여한다. 또한 냉방시에는 현재 온도에서 쾌적 영역 상단 경계선까지의(즉 높은 온도까지의) 거리를 사용하고, 난방시에는 현재 온도에서 쾌적 영역 하단 경계선까지(즉 낮은 온도까지의) 거리를 사용한다. 상기 방법은 현재 온도에서 쾌적 영역을 벗어나기까지 걸리는 시간을 이용해 우선순위를 계산하는 것으로, 그 시간이 짧을수록(즉 금방 쾌적해지지 않을수록) 급히 냉방 또는 난방이 필요하므로 우선순위를 높게 할당하게 된다.
도 9d는 현재 온도에서 쾌적 영역의 경계선까지 걸리는 시간을 도시한 도면이다. 9d(1)은 냉방의 경우로 실외 온도가 쾌적 영역의 상단 경계선보다 높은 경우일 것이므로 냉방을 통해 현재 온도(실내 온도)를 낮추게 되며, 이 경우 쾌적 영역의 상단 경계선까지의 온도가 변하는데 걸리는 시간이 사용자가 쾌적할 수 있는 시간이며, 이러한 시간이 짧을수록 냉방이 급히 필요하게 된다. 9d(2)는 난방의 경우로 실외 온도가 쾌적 영역의 하단 경계선보다 낮은 경우일 것이므로 난방을 통해 현재 온도(실내 온도)를 높이게 되며, 이 경우 쾌적 영역의 하단 경계선까지의 온도가 변하는데 걸리는 시간이 사용자가 쾌적할 수 있는 시간이며, 이러한 시간이 짧을수록 난방이 급히 필요하게 된다.
도 9e는 냉방의 경우 두 번째 방법에 따라 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다. 도 9e에 따르면, 우선순위 pri_i는 실내기가 가동되지 않을 때 현재 온도에서 경계선 상단 온도까지 도달하는데 소요되는 시간으로 계산되며(920), 이 때 데이터베이스에서 쾌적범위 경계선 데이터를 출력해 계산에 참고하며 계산된 우선순위 pri_i를 데이터베이스에 저장한다(925).
도 9f는 냉방의 경우 두 번째 방법에 따라 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다. 도 9f에 따르면, 우선순위 pri_i는 실내기가 가동되지 않을 때 현재 온도에서 경계선 하단 온도까지 도달하는데 소요되는 시간으로 계산되며(930), 이 때 데이터베이스에서 쾌적범위 경계선 데이터를 출력해 계산에 참고하며 계산된 우선순위 pri_i를 데이터베이스에 저장한다(935).
우선순위 계산의 세 번째로 실내 온도가 쾌적 범위를 유지한 시간을 기준으로 우선순위를 계산하는 방법에 대해 기술한다. 상기 방법은 쾌적함을 유지한 시간의 비율을 이용해 우선순위를 계산하여, 각 실내 공간이 쾌적함을 유지한 시간을 각 실내 공간 별로 유사하게 맞추는 것을 목적으로 한다.
도 10a는 각 실내 공간이 쾌적함을 유지한 정도를 도시한 도면이다. 10a(1)는 시간에 따른 실내 온도가 변화되었으나 쾌적 범위 내에서 변화하였으며, 이는 쾌적함이 유지된 것으로 우선순위가 낮은 경우에 해당한다. 10a(2)는 시간에 따른 실내 온도가 변화하며 쾌적 범위를 벗어났으며, 이는 쾌적함이 유지되지 못한 시간이 상당 비율 존재하므로 우선순위가 높은 경우에 해당한다.
도 10b는 실내 온도가 쾌적 범위를 유지한 시간을 기준으로 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다. 도 10b에 따르면, 제어부는 과거 t 시간 동안 쾌적함을 유지했던 시간 c를 추출한다(1000). 이는 데이터베이스에 저장된 시간에 따른 실내 온도 및 쾌적도를 기반으로 추출된다(1020). 이후 제어부는 우선순위 (scheduling priority) prii = (t-c)/t로 계산한다(1010). 이 때 i 공간이 t 시간 내내 쾌적함을 유지했다면 c는 t가 되고, 이 때 우선순위는 0이 된다. 반대로 i 공간이 t 시간 동안 계속 쾌적하지 않았다면 c는 0이 되고, 이 때 우선순위는 1이 된다. 즉 쾌적함을 유지하지 못한 시간이 길어질수록 계산된 우선순위는 커지게 된다. 또한 제어부는 1010 단계에서 계산한 우선순위를 데이터베이스에 저장한다(1020). 이 때 관찰 시간 t는 미리 정해져 있으며, 상황에 따라 변경되어 적용 가능하다.
우선순위 계산의 네 번째로 공간 열효율을 기준으로 우선순위를 계산하는 방법에 대해 기술한다. 상기 방법은 열효율이 높은 공간을 우선적으로 냉난방의 대상으로 하면 전체 건물의 열효율이 높아지는 효과가 있기 때문에, 이를 통해 에너지 소비를 절감하는 것을 목적으로 한다. 특정 공간의 열효율이 높다는 것은 실내 온도가 기준 온도만큼 변화되는 시간이 타 공간보다 길다는 것으로, 냉난방시 그 효과를 오래 유지할 수 있음을 의미한다.
도 10c은 공간 열효율을 기준으로 우선순위를 계산하는 방법을 도시한 도면이다. 도 10c에 따르면, 제어부는 i 공간이 냉난방을 하지 않는 상태에서 실내 온도가 1도 변화되는 시간인 f를 추출한다(1050). 이는 데이터베이스에 저장된 실내 온도 및 냉난방 가동 시간 데이터를 기반으로 추출된다(1070). 이후 제어부는 우선순위 prii = f 로 계산한다(1060). 1010 단계에서 계산된 우선순위는 제어부에 의해 데이터베이스에 저장된다(1070).
다섯 번째로 실내기 가동을 최적화하기 위한 실내기 스케줄링 방법에 대해 기술한다. 제어부는 실외기가 고효율 영역에서 가동되게 하기 위해 실내기의 냉난방 가동 주기를 변경한다. 이를 위해 제어부는 공간별 쾌적함 유지 여부를 확인하고, 스케줄링에 활용 가능한 실내기를 추출한 후 주어진 상황에서 최대한 효율적인 실내기 및 실외기의 운용을 시도한다.
도 11은 실내기 스케줄링 방법을 도시한 도면이다. 도 11에 따르면, 제어부는 가동 가능한 실내기의 개수 m 보다 실외기의 고효율 영역에 해당하는 실내기의 개수 n 이 더 큰지 비교한다(1100). 이 때 m보다 n이 더 크다면 제어부는 m개의 실내기를 모두 가동한다(1130). 이후 제어부는 공간에 위치한 실내기별로 우선순위를 재계산하여 우선순위를 업데이트하고(1160), 업데이트된 우선순위를 데이터베이스에 저장한다(1170).
1100 단계에서 m 보다 n이 작거나 같다면, 제어부는 각 실내기 별로 우선순위를 계산하고(1110) 이후 계산된 우선순위를 기준으로 우선순위가 높은 순서대로 n개의 실내기를 선택하고 선택된 실내기를 가동한다(1120). 이 때 제어부는 앞서 기술된 두 개의 우선순위 계산 기준 중 하나만을 이용해 n개의 실내기를 선택할 수 있으며, 또한 두 개의 우선순위 계산 기준을 모두 이용해 n개의 실내기를 선택할 수 있다. 이후 제어부는 m-n개의 실내기(즉 가동 가능하나 선택되지 않은 실내기)가 과냉방/과난방 상태가 아니면서 각 실내기가 위치한 공간이 지연 시간 d 후에 쾌적 범위를 벗어나는지 판단한다(1140). 만약 지연 시간 d 후에 쾌적 범위를 벗어나는 공간이 있다면 상기 공간에 위치한 실내기를 가동하고(1150) 실내기의 우선순위를 업데이트한다(1160). 또한 지연 시간 d 후에 쾌적 범위를 벗어나는 공간이 없다면 제어부는 실내기의 우선순위를 업데이트한다(1160). 제어부는 실내기의 우선순위를 업데이트하고 업데이트된 우선순위를 데이터베이스에 저장한다(1170).
여섯 번째로 실내기 가동 후 실내기의 우선순위를 업데이트하는 방법에 대해 기술한다.
우선순위 계산의 첫 번째로 현재 온도와 쾌적 영역의 경계선까지의 거리(온도차)를 기준으로 우선순위를 계산하는 방법을 따를 경우 별도의 우선순위 업데이트가 필요하지 않다.
우선순위 계산의 두 번째로 실내기 미 가동시 현재 온도에서 쾌적 영역의 경계선까지 실내 온도가 변하는데 걸리는 시간을 기준으로 우선순위를 계산하는 방법을 따를 경우 우선순위 업데이트 방법을 기술한다. 도 12a는 실내기가 냉방을 수행하는 경우 우선순위를 업데이트하는 방법을 도시한 도면이다. 도 12a에 따르면, 냉방 미가동 상태에서 실내 온도가 1도 변화하는데 걸리는 시간인 f가 측정된다(1200). 이 때 데이터베이스에 저장되어 있던 쾌적범위 경계선 데이터를 참고할 수 있다(1210). 이후 우선순위 pri_i는 (쾌적범위 경계선 상단 온도 ? 현재 온도) * f로 계산된다(1215). 이 때 계산된 우선순위 pri_i를 데이터베이스에 저장한다(1210).
도 12b는 실내기가 난방을 수행하는 경우 우선순위를 업데이트하는 방법을 도시한 도면이다. 도 12b에 따르면, 난방 미가동 상태에서 실내 온도가 1도 변화하는데 걸리는 시간인 f가 측정된다(1220). 이 때 데이터베이스에 저장되어 있던 쾌적범위 경계선 데이터를 참고할 수 있다(1230). 이후 우선순위 pri_i는 (현재 온도 ? 쾌적범위 경계선 하단 온도) * f로 계산된다(1225). 이 때 계산된 우선순위 pri_i를 데이터베이스에 저장한다(1230).
도 12c는 우선순위 계산의 세 번째로 실내 온도가 쾌적 범위를 유지한 시간을 기준으로 우선순위를 계산해 업데이트하는 방법에 대한 도면이다. 상기 도 12c의 내용은 도 10b의 내용과 동일하다. 단 실내기 가동 후 우선순위를 계산하므로 실내기 가동의 효과를 반영한 우선순위를 도출하게 되다는 점이 그 차이점이다.
도 13은 우선순위 계산의 네 번째로 공간 열효율을 기준으로 우선순위를 계산하는 방법에 대한 도면이다. 상기 도 13의 내용은 도 10c의 내용과 동일하다. 단 실내기 가동 후 우선순위를 계산하므로 실내기 가동의 효과를 반영한 우선순위를 도출하게 되다는 점이 그 차이점이다.
도 14는 본 발명을 실시할 수 있는 장치를 도시한 도면이다.
도 14a는 스마트 빌딩 서버의 구성 요소를 도시한 장치도이다. 도 14a에 따르면 스마트 빌딩 서버(1400)는 송수신부(1410), 제어부(1420) 및 저장부(1430)으로 구성될 수 있다. 송수신부(1420)는 각 실내 공간의 게이트웨이 또는 게이트웨이의 역할을 하는 기기와 신호를 송수신할 수 있으며, 제어부(1430)에서 생성된 정보를 각 게이트웨이 또는 각 기기로 전달하고, 각 기기 또는 게이트웨이로부터 각종 데이터를 수신하는 역할을 수행한다. 제어부(1420)는 송수신부(1420)가 수신한 데이터를 저장부(1430)의 데이터베이스에 저장하도록 제어하고, 상기 데이터베이스에 저장된 데이터를 기반으로 냉난방 가동 시간 및 동작 주기 추출, 실외기의 고효율 영역 에 대응하는 필요 실내기 가동 개수 계산, 가동 가능한 실내기 개수계산, 우선순위 계산, 우선순위를 기반으로 가동할 실내기 결정 등의 동작을 수행할 수 있다. 저장부(1430)는 상기 데이터를 저장하는 역할을 수행한다. 상기 저장부는 스마트 빌딩 서버와 함께 위치할 수 있고, 또는 물리적으로 분리되어 있을 수 있으나 도 14a와 같은 연결관계가 존재한다.
도 14b는 게이트웨이의 구성 요소를 도시한 장치도이다. 도 14b에 따르면, 각 실내 공간에 위치한 게이트웨이(1440)은 송수신부(1450) 및 제어부(1460)으로 구성될 수 있다. 송수신부(1450)는 각 실내 공간에 위치한 복수의 기기 및 스마트 빌딩 서버(1400)와 신호를 송수신할 수 있다. 특히 송수신부는 스마트 빌딩 서버(1400)로부터 전달된 상기 기기에 대한 명령을 기기로 전달할 수 있으며, 복수의 기기가 측정한 각종 데이터를 스마트 빌딩 서버(1400)으로 전달할 수 있다. 제어부(1460)는 상기 송수신부가 기술한 동작을 수행할 수 있도록 제어한다.
도 14c는 실내기 및 실외기를 포함하는 냉난방 장치의 구성 요소를 도시한 장치도이다. 도 14c에 따르면, 실내기 또는 실외기는 송수신부(1470), 제어부(1480) 및 센서(1490)으로 구성될 수 있다. 도시되지 않았으나 데이터를 저장할 수 있는 저장부 또한 구성요소가 될 수 있다. 송수신부(1470)는 게이트웨이(1440)로부터 제어 신호를 수신하고, 센서(1490)가 측정한 데이터 신호를 전송할 수 있다. 센서(1490)는 실내 온도, 실외 온도 등을 측정하는 역할을 수행할 수 있다. 제어부(1480)는 상기 제어부(1480) 및 센서(1490)가 기술한 동작을 수행할 수 있도록 제어한다.
본 발명에 따르면, 실외기의 고효율 영역 및 상황에 따른 적절한 실내기 운용을 통해 에너지 효율성이 높은 실내기 및 실외기 동작이 가능하다.

Claims (18)

  1. 실내기를 제어하는 방법에 있어서,
    필요 가동 실내기의 수를 계산하는 단계;
    복수의 실내기 중 가동이 가능한 실내기의 수를 계산하는 단계; 및
    계산된 우선순위를 기반으로 적어도 하나의 가동이 가능한 실내기를 가동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 실내기의 우선순위를 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 가동이 가능한 실내기를 가동한 후 상기 복수의 실내기의 우선순위를 재계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 방법.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 복수의 실내기의 우선순위는 각 실내기가 위치한 실내 공간이 측정 시간 중 쾌적함을 유지한 시간의 비율을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 방법.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 복수의 실내기의 우선순위는 각 실내기가 위치한 실내 공간의 열효율을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가동이 가능한 실내기의 수를 계산하는 단계는, 특정 실내기가 위치한 실내 공간이 지연 시간 후 쾌적 범위를 벗어나지 않는 경우 상기 특정 실내기를 가동 가능한 실내기로 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필요 가동 실내기의 수는 특정 외기 온도 별로 계산된 실내 온도 변화율 대비 실외기의 에너지 소비량을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가동이 가능한 실내기를 가동하는 단계는,
    상기 필요 가동 실내기의 수와 상기 가동 가능한 실내기의 수를 비교하는 단계;
    만약 상기 필요 가동 실내기의 수가 가동 가능한 실내기의 수보다 더 크다면, 상기 가동 가능한 실내기를 모두 가동하는 단계; 및
    만약 상기 필요 가동 실내기의 수가 상기 가동 가능한 실내기의 수와 같거나 더 작다면, 각 실내기의 우선순위를 기반으로 상기 가동 가능한 실내기 중 상기 필요 가동 실내기의 수의 실내기를 가동하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    냉난방 가동 시간 및 각 실내 공간의 실내 온도 데이터를 저장하는 단계를 더 포함하는 실내기 제어 방법.
  10. 실내기를 제어하는 장치에 있어서,
    제어 신호 및 측정 데이터를 송수신하는 송수신부;
    상기 측정 데이터를 기반으로 필요 가동 실내기의 수를 계산하고, 복수의 실내기 중 가동이 가능한 실내기의 수를 계산하고, 계산된 우선순위를 기반으로 적어도 하나의 가동이 가능한 실내기를 가동하도록 제어하는 제어부; 및
    상기 측정 데이터 및 상기 우선순위를 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 복수의 실내기의 우선순위를 계산하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 적어도 하나의 가동이 가능한 실내기를 가동한 후 상기 복수의 실내기의 우선순위를 재계산하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 장치.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 복수의 실내기의 우선순위는 각 실내기가 위치한 실내 공간이 측정 시간 중 쾌적함을 유지한 시간의 비율을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 장치.
  14. 제11항 또는 제12항에 있어서,
    상기 복수의 실내기의 우선순위는 각 실내기가 위치한 실내 공간의 열효율을 기반으로 계산되는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 특정 실내기가 위치한 실내 공간이 지연 시간 후 쾌적 범위를 벗어나지 않는 경우 상기 특정 실내기를 가동 가능한 실내기로 판단하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 장치.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 필요 가동 실내기의 수는 특정 외기 온도 별로 계산된 실내 온도 변화율 대비 실외기의 에너지 소비량을 기반으로 결정되는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 장치.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 필요 가동 실내기의 수와 상기 가동 가능한 실내기의 수를 비교하고, 만약 상기 필요 가동 실내기의 수가 가동 가능한 실내기의 수보다 더 크다면, 상기 가동 가능한 실내기를 모두 가동하고, 만약 상기 필요 가동 실내기의 수가 상기 가동 가능한 실내기의 수와 같거나 더 작다면, 각 실내기의 우선순위를 기반으로 상기 가동 가능한 실내기 중 상기 필요 가동 실내기의 수의 실내기를 가동하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 장치.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 저장부가 상기 측정 데이터에 포함되는 냉난방 가동 시간 및 각 실내 공간의 실내 온도 데이터를 저장하도록 더 제어하는 것을 특징으로 하는 실내기 제어 장치.
KR1020160069367A 2016-06-03 2016-06-03 다수의 실내기를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치 KR102481809B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160069367A KR102481809B1 (ko) 2016-06-03 2016-06-03 다수의 실내기를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치
EP17807052.0A EP3450864B1 (en) 2016-06-03 2017-06-02 Method and apparatus for effectively controlling plurality of indoor devices
US16/304,920 US10837669B2 (en) 2016-06-03 2017-06-02 Method and apparatus for effectively controlling plurality of indoor devices
PCT/KR2017/005780 WO2017209559A1 (ko) 2016-06-03 2017-06-02 다수의 실내기를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160069367A KR102481809B1 (ko) 2016-06-03 2016-06-03 다수의 실내기를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170137356A true KR20170137356A (ko) 2017-12-13
KR102481809B1 KR102481809B1 (ko) 2022-12-28

Family

ID=60478843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160069367A KR102481809B1 (ko) 2016-06-03 2016-06-03 다수의 실내기를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10837669B2 (ko)
EP (1) EP3450864B1 (ko)
KR (1) KR102481809B1 (ko)
WO (1) WO2017209559A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019139203A1 (en) * 2018-01-10 2019-07-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for controlling air conditioner in air conditioning system
CN112268351A (zh) * 2020-09-07 2021-01-26 珠海格力电器股份有限公司 一种租赁空调的控制装置、方法及空调器

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160146389A (ko) * 2015-06-12 2016-12-21 삼성전자주식회사 댁 내 기기를 제어하는 방법 및 이를 위한 장치
CN108413567B (zh) * 2018-03-14 2020-05-26 山东建筑大学 基于物联网的中央空调节费优化方法与系统
CN111089346B (zh) * 2018-10-24 2022-08-19 青岛海尔空调器有限总公司 一种智能家居系统
CN111089343B (zh) * 2018-10-24 2021-07-23 青岛海尔空调器有限总公司 一种可移动的空调及智能家居系统
CN109974224B (zh) * 2019-04-01 2021-10-08 珠海格力电器股份有限公司 自适应场所使用需求的空调器、控制空调器的方法及装置
US11874009B2 (en) * 2020-03-30 2024-01-16 Daniel J Dempsey HVAC performance tracking system and method thereof

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016003805A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 東芝キヤリア株式会社 空調システム

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100412411B1 (ko) 2001-09-13 2003-12-31 위니아만도 주식회사 멀티에어컨의 실내기 제어방법
KR100470474B1 (ko) 2002-03-26 2005-02-07 위니아만도 주식회사 멀티 에어컨의 제어장치 및 방법
KR100554282B1 (ko) 2004-09-23 2006-02-24 삼성전자주식회사 멀티에어컨의 실내기 우선제어방법
US8033479B2 (en) 2004-10-06 2011-10-11 Lawrence Kates Electronically-controlled register vent for zone heating and cooling
KR100688203B1 (ko) * 2005-02-25 2007-03-02 엘지전자 주식회사 멀티 에어컨의 중앙 제어시스템 및 그의 전력 제어방법
KR100803572B1 (ko) 2006-10-10 2008-02-15 엘지전자 주식회사 멀티 에어컨의 운전제어장치 및 방법
JP4151727B2 (ja) * 2006-12-22 2008-09-17 ダイキン工業株式会社 空調管理装置
KR100844324B1 (ko) 2007-01-26 2008-07-07 엘지전자 주식회사 멀티에어컨의 디맨드 제어시스템 및 디맨드 제어방법
KR101346448B1 (ko) 2007-09-03 2014-01-10 엘지전자 주식회사 절환형 멀티 공기조화기 및 냉난방 절환 방법
US8019567B2 (en) 2007-09-17 2011-09-13 Ecofactor, Inc. System and method for evaluating changes in the efficiency of an HVAC system
KR20090046227A (ko) 2007-11-05 2009-05-11 엘지전자 주식회사 공기 조화기 및 그 동작방법
CN104246384B (zh) 2012-03-26 2016-12-07 三菱电机株式会社 空气调节机控制装置和空气调节机控制方法
KR20140129779A (ko) * 2013-04-30 2014-11-07 엘지전자 주식회사 공기조화기 및 공기조화기 제어방법
JP6299785B2 (ja) * 2016-02-19 2018-03-28 ダイキン工業株式会社 空調システム

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016003805A (ja) * 2014-06-16 2016-01-12 東芝キヤリア株式会社 空調システム

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019139203A1 (en) * 2018-01-10 2019-07-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus and method for controlling air conditioner in air conditioning system
US10969129B2 (en) 2018-01-10 2021-04-06 Samsung Electronics Co., Ltd Apparatus and method for controlling air conditioner in air conditioning system
CN112268351A (zh) * 2020-09-07 2021-01-26 珠海格力电器股份有限公司 一种租赁空调的控制装置、方法及空调器
CN112268351B (zh) * 2020-09-07 2022-01-28 珠海格力电器股份有限公司 一种租赁空调的控制装置、方法及空调器

Also Published As

Publication number Publication date
KR102481809B1 (ko) 2022-12-28
WO2017209559A1 (ko) 2017-12-07
EP3450864A1 (en) 2019-03-06
US10837669B2 (en) 2020-11-17
EP3450864A4 (en) 2019-05-08
EP3450864B1 (en) 2020-04-01
US20190178519A1 (en) 2019-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20170137356A (ko) 다수의 실내기를 효율적으로 제어하는 방법 및 장치
US11353226B2 (en) Air-conditioner based on parameter learning using artificial intelligence, cloud server, and method of operating and controlling thereof
US7854389B2 (en) Application of microsystems for comfort control
US9887854B2 (en) Method and apparatus for dynamically changing group control mode by using user intervention information
US11635217B2 (en) Air-conditioner based on parameter learning using artificial intelligence, cloud server, and method of operating and controlling thereof
CN107560113B (zh) 一种智能空调器控制方法及空调器
US20150285527A1 (en) Method and apparatus for controlling energy in hvac system
KR102437291B1 (ko) 온도 자동 제어 방법 및 장치
CN107883536B (zh) 空调设备的参数调整方法及装置、终端
CN109101065B (zh) 智能家居温湿度环境智能调节系统
US20150159894A1 (en) Air conditioning management device and air conditioning management system
KR102272333B1 (ko) Ai 기반으로 대상 건물의 냉방 시스템을 최적 제어하는 클라우드 서버 및 방법, 냉방 시스템 제어 장치
JP6057248B2 (ja) 空調管理装置、空調管理システム
US20160290673A1 (en) Apparatus and method for adaptively applying central hvac system and individual hvac system
CN106322682B (zh) 温度调节方法、装置及系统
JP5709002B2 (ja) 運転制御装置、運転制御方法、プログラム
US10852043B2 (en) DC varaiable speed compressor control method and control system
CN109062074B (zh) 智能家居环境实时管理系统
CN104006502A (zh) 空调运行方法和装置
CN109469961B (zh) 一种空调智能控制系统
JP7215070B2 (ja) 制御プログラム、制御方法および制御装置
KR101839560B1 (ko) 공기조화기, 전력제어 시스템 및 그 방법
CN109240102A (zh) 智能家居环境管控系统
KR20190084449A (ko) 중앙제어를 통한 개별 실내온도 제어방법
JP6979606B2 (ja) 空気調和機の制御装置、空気調和機の制御方法、およびプログラム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right