KR20200004521A - 공기조화기의 냉방 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내 공기가 열적 쾌적 대역 내에 위치하도록 온도와 습도를 모두 고려하여 공기조화기의 냉방을 제어하여 실내 사용자가 쾌적성을 느낄 수 있는 공기조화기의 냉방 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 실외기, 실외기를 제어하는 실외 제어모듈, 실내기, 실내기를 제어하며, 상기 실외 제어모듈과 통신으로 연결된 실내 제어모듈, 실내기와 실외기를 연결하는 냉매관, 실내기가 위치하는 실내 공간에 형성된 취출기에 연결되어 외기를 공급하는 덕트, 상기 덕트에 배치되는 송풍기 및 댐퍼, 외기의 온도와 습도를 계측하는 실외 온도센서 및 실외 습도센서, 실내 공간의 온도와 습도를 계측하는 실내 온도센서 및 실내 습도센서를 포함하는 공기조화기의 냉방 제어 방법에 있어서, 공기조화기를 구동하여 냉방 운전을 시작하는 냉방 운전 시작 단계; 상기 실내 온도센서 및 실내 습도 센서를 이용하여 실내 공간의 온도 및 습도 센서를 계측하는 실내측 계측 단계; 실내 공간 계측 단계에서 획득된 실내 온도 및 상대 습도를 이용하여 실내측 절대습도비 및 엔탈피를 계산하는 실내측 계산 단계; 절대습도비 및 온도 값이 사전에 정의된 습공기선도 상의 열적 쾌적 대역 이내에 위치하는지 여부를 판단하는 열적 쾌적 대역 판단 단계; 및 열적 쾌적 대역 이내에 위치하는 경우, 실내측 계측 단계를 다시 수행하고, 열적 쾌적 대역 이외에 위치하는 경우, 온도와 절대습도비 값이 사전에 정의된 습공기선도 상의 열적 쾌적 대역 이내에 위치하도록 냉방 부하를 조절하거나, 외기를 공급하는 냉방 부하 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기의 냉방 제어 방법{Cooling control method for air conditioner}

본 발명은 공기조화기의 냉방 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 괘적한 상태에 이를 수 있는 공기조화기의 냉방 제어 방법에 관한 것이다.

일반적인 공기조화기는 하절기와 같이 기온이 높은 계절에 실내의 더운공기를 흡입하여 열교환 작용을 통해 냉각시킨 다음 다시 실내로 분출함으로써 실내의 기온을 적절히 조절하기 위한 것으로, 압축기와 응축기, 증발기 및 팽창 밸브 등과 같이 냉동사이클을 이루어 냉기를 생성하기 위한 기기들과, 생성된 냉기를 배출하는 송풍팬 등을 포함하여 구성되어 있다.

공기조화기는 냉동사이클을 이루는 기기들의 배치 구조에 따라 크게 일체형과 분리형으로 구분된다. 이중에서 분리형 공기조화기는 실내에 설치되어 실내공기의 냉각 순환작용을 행하는 실내기와, 실외에 설치되는 실외기로 분리구성되는데, 실내기에는 증발기 및 순환팬이 구비되며, 실외기에는 응축기와 압축기, 응축기용 냉각팬 및 팽창밸브가 구비되고, 실내기와 실외기는 냉매관에 의해 연결된다.

이러한 공기조화기에 의하면 저온 저압의 기체상태 냉매가 압축기에 의해 고온 고압으로 압축되고, 압축된 고온 고압의 기체상태 냉매가 응축기에 의해 냉각 응축되어 고압의 액체상태로 된 다음, 팽창 밸브에 의해 저온 저압의 기체 상태로 변화되고, 계속해서 증발기에서 저온 저압의 기체 상태로 변하면서 주위로부터 열을 빼앗아 증발기 주위 공기를 냉각시키게 된다. 냉각된 공기는 순환팬에 의해 실내기 외부로 배출됨으로써 실내의 기온이 조절된다.

한편, 공기조화기는 실내온도를 특정치로 설정할 경우 냉방부하에 따라 냉방용량이 자동제어됨으로써 실내온도가 설정된 특정치에 가깝게 유지되도록 하는 자동 운전 방식으로 제어되는데, 이러한 자동 운전 방식에 의하면, 실내온도가 설정온도를 기준으로 하여 제한 범위(대략 1℃) 이하로 낮아지면 압축기와, 순환팬의 작동이 멈추게 되고, 이 상태에서 실내온도가 제한 범위 이상 높아질 경우, 압축기와 순환팬의 작동이 재개됨으로써 실내온도의 조절이 이루어진다.

여기서, 냉방부하가 클 경우에는 압축기에 의한 냉매 순환량이 많아짐과 동시에 순환팬의 회전속도 역시 빨라짐으로써 냉기의 배출량이 증대되어 냉각효과가 높아진다. 즉, 이와 같은 자동 운전 방식에 의하면 냉기의 토출량이 조절됨으로써 냉방부하 변화에 신속한 대응이 가능하다는 특징이 있다.

한편, 공기조화기의 작동 시 실내기와 근접한 사람의 경우에는 실내기에서 토출되는 냉기와 직접 접하게 되는데, 상술한 바와 같이 냉기의 온도를 조절할 수 없는 종래의 냉방용량 조절 시스템에 의하면 특히 냉방부하가 증가되어 냉기의 배출량이 많아질 경우, 실내기를 중심으로 급격히 기온이 낮아지기 때문에 근접한 사람들이 한기를 느끼거나, 국부적인 피부온도의 차이를 느끼게 되며, 심할 경우에는 감기에 걸리기도 하는 등, 건강에 해로운 결과가 유발된다는 문제점이 있다.

상기와 같이 온도만을 이용하여 공기조화기를 제어하는 경우 발생할 수 있는 단점을 극복하기 위한 다양한 구성들이 제안되었다.

예를 들면, 공개특허 제2002-0004097호에는 운전 초기에 운전초기 설정값 이하로 운전하여 벽면 온도를 낮추어 줌으로써 실내의 공기온도가 어느 정도 상승하더라도 사용자의 체감온도를 계속해서 같도록 해주어 절전 효과를 얻을 수 있도록 하고, 아울러 실내의 공기온도 뿐만아니라 사용자의 체감온도를 조절해 줌으로써 쾌적한 환경을 만들어 주는 공기조화기의 쾌적 운전방법이 개시되어 있다.

또한, 공개특허 제2003-0030414호에는 압축기와 순환팬의 작동되는 냉방시작단계와; 사용자의 조작에 의해 목표로 하는 실내온도 기준치가 설정되는 실내온도 설정단계와; 냉방작동 시작시점으로부터의 경과시간을 체크하는 타이머 작동단계와; 토출되는 냉기의 온도 및 풍량, 풍향 등의 냉기조건이 설정되는 냉기 조건설정단계와; 상기 타이머를 통해 냉방작동 시간의 기준치 경과여부를 판단하는 냉방 작동 시간 판단 단계와; 냉방 작동 시간이 기준치를 경과한 경우에 냉기온도를 일정치 만큼 높이는 냉기온도 상승단계와; 상기 냉기온도 상승단계가 시작되어 일정시간이 경과된 후, 실내온도의 기준치 도달여부를 판단하는 실내온도 측정단계와; 상기 실내온도 측정단계에서 실내온도가 기준치에 도달한 경우, 압축기는 정지하고, 순환팬만이 작동상태를 유지하며, 실내온도 측정단계로 순환하는 압축기 정지단계를 포함하여 이루어지는 에어컨의 쾌적 운전 방법이 개시되어 있다.

상기 발명들은 냉방 운전 시 체감 온도를 대상으로 다양한 방식의 제어 방법을 제안하여 추구하고자 하는 목적에 대해서 우수한 효과는 나타내고 있으나, 실제 사람이 외기에서 느끼는 쾌적성은 온도만이 아니라 다른 요소들도 포함하고 있으므로, 온도만을 제어 대상으로 하는 경우, 쾌적성 달성이 극히 제한적인 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 실내 공기가 열적 쾌적 대역 내에 위치하도록 온도와 습도를 모두 고려하여 공기조화기의 냉방을 제어하여 실내 사용자가 쾌적성을 느낄 수 있는 공기조화기의 냉방 제어 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 실외기, 실외기를 제어하는 실외 제어모듈, 실내기, 실내기를 제어하며, 상기 실외 제어모듈과 통신으로 연결된 실내 제어모듈, 실내기와 실외기를 연결하는 냉매관, 실내기가 위치하는 실내 공간에 형성된 취출기에 연결되어 외기를 공급하는 덕트, 상기 덕트에 배치되는 송풍기 및 댐퍼, 외기의 온도와 습도를 계측하는 실외 온도센서 및 실외 습도센서, 실내 공간의 온도와 습도를 계측하는 실내 온도센서 및 실내 습도센서를 포함하는 공기조화기의 냉방 제어 방법에 있어서, 공기조화기를 구동하여 냉방 운전을 시작하는 냉방 운전 시작 단계; 상기 실내 온도센서 및 실내 습도 센서를 이용하여 실내 공간의 온도 및 습도 센서를 계측하는 실내측 계측 단계; 실내 공간 계측 단계에서 획득된 실내 온도 및 상대 습도를 이용하여 실내측 절대습도비 및 엔탈피를 계산하는 실내측 계산 단계; 절대습도비 및 온도 값이 사전에 정의된 습공기선도 상의 열적 쾌적 대역 이내에 위치하는지 여부를 판단하는 열적 쾌적 대역 판단 단계; 및 열적 쾌적 대역 이내에 위치하는 경우, 실내측 계측 단계를 다시 수행하고, 열적 쾌적 대역 이외에 위치하는 경우, 온도와 절대습도비 값이 사전에 정의된 습공기선도 상의 열적 쾌적 대역 이내에 위치하도록 냉방 부하를 조절하거나, 외기를 공급하는 냉방 부하 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 냉방 부하 제어 단계는: 상기 실외 온도센서 및 실외 습도센서를 이용하여 외기의 온도 및 상대습도를 계측하는 외기 계측단계; 실외측 엔탈피를 계산하는 외기 엔탈피 계산 단계; 실내측 엔탈피와 외기측 엔탈피를 비교하는 엔탈피 비교단계; 외기 엔탈피가 실내 엔탈피보다 큰 경우 냉방 부하를 조절하는 냉방 부하 조절 단계; 및 외기 엔탈피가 실내 엔탈비보다 작은 경우 외기를 공급하는 외기 조절 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 냉방 부하 조절 단계에서는 계측된 실내 공간의 공기가 습공기선도 상의 열적 쾌적 대역과 온도 차이가 있는 경우에는 온도 차이를 줄이는 방향으로 냉방 부하를 조절하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 냉방 부하 조절 단계에서는 계측된 실내 공간의 공기가 습공기선도 상의 열적 쾌적 대역과 습도 차이가 있는 경우에는 습도 차이를 줄이는 방향으로 냉방 부하를 조절하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 냉방 부하의 조절은 실외기측에 배치된 압축기의 회전속도를 변경하여 조절하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 외기 조절 단계는 덕트에 배치되는 송풍기 및 댐퍼의 동작을 조절하여 외기를 조절하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 엔탈피 차이에 비례하여 상기 송풍기와 댐퍼를 조절하여 외기 유량을 조절하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공기조화기의 냉방 제어 방법은 냉방 대상이 되는 실내 공간이 열적 쾌적 대역에 위치하도록 온도와 습도를 모두 고려한 제어를 수행하여, 실내 사용자가 열적 쾌적성을 느낄 수 있는 효과가 있으며, 또한 열적 쾌적 대역에 위치한 후에는 지속 유지를 위하여 공기조화기를 제어하여 과냉방을 억제하여 소비전력 사용량을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 냉방 제어 방법이 적용되는 공기조화기의 구성을 설명하는 설명도이며,
도 2는 도 2는 습공기선도에 도시된 열적 쾌적 대역을 나타내는 설명도이며,
도 3는 본 발명의 제어 방법이 구현되는 제어 장치의 구성도이며,
도 4는 본 발명에 따른 공기조화기의 냉방 제어 방법의 흐름도이다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 '모듈' 및 '부'는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 '모듈' 및 '부'는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.

본 발명에 따른 공기조화기의 냉난방 제어 방법은 도 1에 도시된 바와 같은 공기조화기(100)를 대상으로 한다. 상기 공기조화기(100)는 단일 실외기에 다수의 실내기가 연결된 단일 멀티 공기조화기일 수 있으나, 단일 실외기와 단일 실내기로 구성되는 일반적인 공기조화기에도 적용될 수 있다.

도 1에 도시된 공기조화기(100)는 멀티형의 구성이나, 설명의 편의를 위하여 실내기는 단일개만을 도시하고 있다. 그러나 필요한 경우, 다수의 실내기에서 동시에 본 발명에 따른 제어 방법을 적용할 수 있다.

상기 공기조화기(100)는 실내 공간(1)을 대상으로 냉난방을 수행하며, 상기 실내 공간(1)에는 외기가 유입되는 취출구(2)가 형성되며, 상기 취출구(2)에는 외기가 유입되는 덕트(3)과 연결되어 있고, 상기 덕트(3) 내부에는 송풍기(4) 및 댐퍼(5)가 각각 설치되어 있다.

여기서 상기 송풍기(4)는 외기를 상기 취출구(2) 측으로 송풍하는 기능을 하고, 상기 댐퍼(5)는 덕트(3)의 개방 정도를 조절하는 역할을 한다.

한편, 상기 실내공간(1) 외부에는 실외기(20)가 위치하고, 상기 실내공간(1) 내부에는 실내기(30)가 위치하며, 상기 실내기(30)와 실외기(20)는 2개의 유로를 포함하는 냉매관(10)을 통하여 서로 연결되어 있다.

물론 다수의 실내기(30)가 배치되는 경우, 상기 실내기(30)는 상기 냉매관(10)에서 분지되어 연결된다.

상기 실외기(20)에는 냉난방 운전 상태에 따라 냉동 싸이클을 순환하는 냉매의 방향을 조절하는 사방밸브, 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기, 압축된 냉매를 응축시켜서 외부로 온풍을 토출하는 실외 열교환기, 냉매 유량 조절을 위한 실외 팽창밸브 등을 포함하여 구성되며, 추가하여 실외기(20)의 구성을 제어하는 실외 제어모듈(40)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 실외기(20)는 별도의 실외 온도센서(21)와 실외 습도센서(22)를 포함하여 실외기(20) 주변의 온도와 습도를 감지한다.

한편, 실외 팽창밸브에서 배출되는 냉매가 고압액관과 연결되고, 압축기에서 배출되는 냉매는 고압기관에 연결되고 마지막으로 압축기로 유입되는 냉매가 연결되는 저압기관에 각각 연결되는 경우, 상기 냉매관(10)은 냉난방 선택에 따라 고압액관 및 고압기관 또는 저압기관 및 고압액관과 각각 연통하여 동작하며, 필요에 따라 각 실내기(30)는 냉난방이 별도로 수행될 수 있다.

상기 실내기(30)는 상기 냉매관(10)과 연통하여 실내기(30) 내부로 냉매를 유동시켜 냉난방을 수행하는 실내 열교환기, 해당 실내기(30)로 공기를 유입시키는 실내 팬, 실내 열교환기를 통과하기 전 냉매를 평창시키는 실내 팽창밸브, 전체 실내기(30)를 제어하는 실내 제어모듈(50)을 포함하여 구성된다.

또한, 실내공간(1)의 온도와 습도를 측정하는 실내 온도센서(31) 및 실내 습도센서(32)를 포함한다.

또한, 필요한 경우 인체 감지 센서가 추가로 설치될 수 있으며, 상기 실내 온도센서(31), 실내 습도센서(32) 및 인체 감지 센서 등은 해당 실내기(30)가 배치된 공간의 온도 제어를 위한 구성으로, 해당 실내기(30) 또는 유선 리모컨 등에 장착되며, 상기 실내 제어모듈(50)은 실내기(30) 내부 또는 벽면에 부착된 리모컨 등에 구현될 수 있다.

또한, 상기 실외 제어모듈(40)과 상기 실내 제어모듈(50)은 서로 통신 가능하도록 연결된다. 예를 들면 상기 실내 온도센서(31) 및 상기 실내 습도센서(32)에서 감지된 값은 상기 실내 제어모듈(50)에서 관리되는 경우, 상기 실외 제어모듈(40)은 통신을 통하여 상기 실내 온도센서(31)와 상기 실내 습도센서(32)에서 감지되는 값들을 상기 실내 제어모듈(50)을 통하여 지속적으로 수신할 수 있다.

또한, 상기 실외 제어모듈(40)은 상기 송풍기(4)와 상기 댐퍼(5)의 동작을 제어할 수 있다. 즉, 상기 실외 제어모듈(40)은 상기 송풍기(4)의 가동 및 송풍 정도 그리고 상기 댐퍼(5)의 위치를 조절하여 상기 덕트(3)의 개방 정도를 조절할 수 있으므로, 결국 상기 덕트(3)를 통하여 취출구(2)로 공급되는 외기의 유량을 조절할 수 있다.

상기와 같은 하드웨어적 구성을 통하여 본 발명에 따른 공기조화기의 냉난방 제어 방법이 수행된다.

본 발명에 따른 공기조화기의 냉난방 제어 방법은 실내공간(1)의 공기 상태가 열적 쾌적 대역(thermal comfort zone)에 위치하는지 여부에 따라 공기조화기를 제어하는 것을 특징으로 한다.

여기서 열적 쾌적 대역은 도 2에 도시된 바와 같이, 실내 공간(1) 내의 공기가 습공기선도(psychrometric chart)에서 특정한 영역에 위치하는 것을 의미한다.

즉, 실내 공간(1)의 건구온도, 상대습도가, 예를 들면 1.0 clo(통상의 옷을 입은 상태, 겨울)에서는 도색된 부분의 영역에 위치해야 되는 것을 의미하고, 반팔 정도의 옷을 입은 상태(0.5 clo, 여름)에서는 그 중 실선으로는 마킹한 영역에 건구온도와 상대습도가 위치해야 되는 것을 의미한다.

상기 열적 쾌적 대역은 일부 상태에 따라 변경되나, 겨울 또은 여름인 경우 각각 정의된 영역을 의미하고, 공기조화기의 냉방 운전은 주로 여름에 가동하는 경우가 많으므로, 본 발명에서는 0.5 clo인 상기 실선 영역을 기준으로 제어를 수행하도록 한다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 냉방 제어 방법은 상기 실외 제어모듈(40)을 기준으로 진행되며, 실내기(30)의 제어가 필요한 경우 상기 실외 제어모듈(40)이 상기 실내 제어모듈(50)에 제어 요청을 한 후, 상기 실내 제어모듈(50)에서 실행하며, 냉매유량 등과 같이 냉방 부하의 제어는 상기 실외 제어모듈(40)에서 바로 수행한다.

한편, 본 발명에 따른 공기조화기의 냉난방 제어 방법은 실내기(30) 및 실외기(20)에서 온도(건구온도) 및 습도(상대습도)를 측정하고, 측정된 값을 기준으로 다수의 물리량을 계산한 후, 상기 물리량을 기준으로 제어를 수행한다.

상기 물리량은 절대습도비(W) 및 엔탈피(h)로 다음과 같이 계산된다.

W=0.62198×P_w/(P_atm-P_w) 수학식 1]

P_w=RH×e((77.345+0.0057T-7235/T)/T^8.2) 수학식 2]

h=1.006T+W×(1.84T+2501) 수학식 3]

단, W는 절대습도비[kg/kg], P_atm는 대기압[Pa], P_W는 수증기 분압[Pa], T는 건구온도[K], RH는 상대습도[%], h는 엔탈피[kJ/kg]를 의미한다.

즉, 측정되는 실내기(30)측 또는 실외기(20)측 온도 및 습도는 각각 건구온도 및 상대습도에 해당하고, 해당값을 기준으로 수학식 2, 수학식 1 및 수학식 3 순으로 계산을 진행하면, 절대습도비(W)와 엔탈피(h)를 구할 수 있다.

한편, 도 3과 같은 제어 장치에서 실내 공간(1)의 공기 상태가 다음 예와 같은 경우, 각 예에 대한 제어 방법은 다음과 같다.

예 1) 실내 공간(1)의 건구온도 25도, 절대습도비 0.006인 경우, 도 2에 도시된 (A)지점이고, 상기 지점은 열적 쾌적 대역 내부이므로, 압축기 속도를 현 수준으로 유지하는 제어를 수행한다.

예 2) 실내 공간(1) 건구온도 20도, 절대습도비 0.006인 경우, 도 2에 도시된 (B)지점이고, 상기 지점은 열적 쾌적 대역 외부로 특히 과냉방 중인 상태이므로 압축기 속도 감속 제어를 수행한다.

예 3) 실내 공간(1) 건구온도 25도, 절대습도비 0.016인 경우, 도 2에 도시된 (C)지점이고, 상기 지점은 열적 쾌적 대역 외부로 특히 다습 상태이므로 압축기 속도 증가 제어를 수행한다.

상기와 같이 실내 공간(1)에서 측정한 건구온도와 상대습도를 기초로하여 냉방을 제어하며, 필요한 경우, 실외기(20)측에서 감지한 온도 및 상대습도를 기초로 계산한 엔탈피와 실내 공간(1)의 엔탈피를 비교하여 차이값에 따라 외기의 주입 여부를 결정하는 방식으로 외기 주입 제어도 수행할 수 있다.

이하 본 발명에 따른 공기조화기의 냉방 제어 방법을 도 4에 도시된 흐름도를 기초로 구체적으로 설명한다.

공기조화기(100)에 구동신호가 인가되면, 각종 전기적 부품으로 전기가 공급되고, 실내기(30) 측 실내 제어모듈(50)과 실외기(20) 측 실외 제어모듈(40)은 구동에 필요한 신호를 주고받는다.

그리고 실외기(20)의 실외 제어모듈(40)은, 압축기 구동을 위한 신호를 전달받고, 압축기를 구동하고, 실외팬, 사방밸브 등이 현재 운전모드에 따른 상태로 제어되어진다.

한편, 실내기(30) 측의 실내 제어모듈(50)은 실내팬을 동작시키고, 실외기(20) 압축기에서 고온고압으로 압축된 냉매가 실외 열교환기와 열교환을 수행한 후, 냉매관(10)를 통해서 실내기(30) 측으로 공급되어진다.

실내기(30)에 공급된 냉매는, 실내 공기와 열교환 작용을 수행한 후, 다시 냉매관(10)을 통해서 실외기(20) 측으로 복귀되어진다. 상기 실외기(20) 측으로 복귀된 냉매는 어큐물레이터 등을 통과하여 압축기에 유입된다.

물론 실내기(30)의 온도에 따라 실내 팽창밸브를 조절하여 유동하는 냉매 양을 조절하여 최종적으로 실내측 공기 온도를 조절한다.

상기와 같은 제어는, 실외기(20)와 실내기(30) 사이에 동일한 과정으로 이루어지고, 상기와 같은 제어동작의 반복 수행으로, 각 실내기(30)가 설치된 실내 공간 내부는 사용자가 요구하는 온도에 맞게 조절되어진다.

한편, 필요한 경우, 난방 운전도 진행되며, 난방 운전은 압축기의 구동이 중지되고, 실외기(20) 측 사방밸브는 난방 운전 모드로 전환된다.

그러나 난방 운전인 경우에는 본 발명에 따른 냉방 제어 방법은 적용되지 않으므로, 제어가 종료되고, 냉방 제어인 경우 이후 절차가 진행된다(S101).

냉방 운전이 진행되는 경우, 실내 공간(1) 내부에 위치하는 실내 온도센서(31) 및 실내 습도센서(32)를 통하여 실내 온도와 실내 상대습도를 계측한다(S102).

상기 단계에서 계측된 온도와 상대습도를 기준으로 실외 제어모듈(40)은 실내 공간(1)의 절대습도비 및 엔탈피를 계산한다(S103).

계산된 절대습도비 및 온도를 이용하여 습공기선도상의 위치가 사전에 정의된 열적 쾌적 대역 내에 있는지 여부를 판단한다(S104).

실내 공간(1)의 공기가 열적 쾌적 대역 내에 있는 경우에는 현 상태의 공기조화기 구동을 유지하면서 S102 단계를 수행한다.

실내 공간(1)의 공기가 열적 쾌적 대역 이외에 있는 경우, 실내기(20)측에 연결된 실외 온도센서(21) 및 실외 습도센서(22)를 이용하여 외기의 건구온도와 상대습도 값을 계측한다(S105).

계측된 외기 상태를 기초로 외기측 엔탈피 값을 계산한다(S106).

외기측 엔탈피 값과 실내측 엔탈피 값을 대비한다(S107).

외기측 엔탈피 값이 실내측 엔탈피 값보다 큰 경우에는 실내측 공기의 습공기선도상의 위치에 따라 압축기의 속도를 조절한 후(S108) S102단계를 수행한다.

외기측 엔탈피 값이 실내측 엔탈피 값보다 작은 경우에는 차이값에 연동하여 상기 송풍기(4) 및 댐퍼(5)를 조절한 후(S109) S102단계를 수행한다.

이때 엔탈피 차이값에 따라 상기 송풍기(4)의 속도와 댐퍼(5)의 개방 정도를 연동하여 제어한다.

만약 송풍기(4)가 온/오프만 동작하는 경우에는 송풍기(4) 온 후 댐퍼(5)의 개방 정도만 엔탈피 차이값에 비례하여 조절하는 방식으로 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기의 냉방 제어 방법은 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성에 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

1: 실내 공간 2: 취출구
3: 덕트 4: 송풍기
5: 댐퍼 10: 냉매관
20: 실내기 21: 실외 온도센서
22: 실외 습도센서 30: 실내기
31: 실내 온도센서 32: 실외 습도센서
40: 실외 제어모듈 50: 실내 제어모듈
100: 공기조화기

Claims (7)

1. 실외기, 실외기를 제어하는 실외 제어모듈, 실내기, 실내기를 제어하며, 상기 실외 제어모듈과 통신으로 연결된 실내 제어모듈, 실내기와 실외기를 연결하는 냉매관, 실내기가 위치하는 실내 공간에 형성된 취출기에 연결되어 외기를 공급하는 덕트, 상기 덕트에 배치되는 송풍기 및 댐퍼, 외기의 온도와 습도를 계측하는 실외 온도센서 및 실외 습도센서, 실내 공간의 온도와 습도를 계측하는 실내 온도센서 및 실내 습도센서를 포함하는 공기조화기의 냉방 제어 방법에 있어서,
   공기조화기를 구동하여 냉방 운전을 시작하는 냉방 운전 시작 단계;
   상기 실내 온도센서 및 실내 습도 센서를 이용하여 실내 공간의 온도 및 습도 센서를 계측하는 실내측 계측 단계;
   실내 공간 계측 단계에서 획득된 실내 온도 및 상대 습도를 이용하여 실내측 절대습도비 및 엔탈피를 계산하는 실내측 계산 단계;
   절대습도비 및 온도 값이 사전에 정의된 습공기선도 상의 열적 쾌적 대역 이내에 위치하는지 여부를 판단하는 열적 쾌적 대역 판단 단계; 및
   열적 쾌적 대역 이내에 위치하는 경우, 실내측 계측 단계를 다시 수행하고,
   열적 쾌적 대역 이외에 위치하는 경우, 온도와 절대습도비 값이 사전에 정의된 습공기선도 상의 열적 쾌적 대역 이내에 위치하도록 냉방 부하를 조절하거나,
   외기를 공급하는 냉방 부하 제어 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방 제어 방법.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 냉방 부하 제어 단계는:
   상기 실외 온도센서 및 실외 습도센서를 이용하여 외기의 온도 및 상대습도를 계측하는 외기 계측단계;
   실외측 엔탈피를 계산하는 외기 엔탈피 계산 단계;
   실내측 엔탈피와 외기측 엔탈피를 비교하는 엔탈피 비교단계;
   외기 엔탈피가 실내 엔탈피보다 큰 경우 냉방 부하를 조절하는 냉방 부하 조절 단계; 및
   외기 엔탈피가 실내 엔탈비보다 작은 경우 외기를 공급하는 외기 조절 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방 제어 방법.
   
3. 청구항 2에 있어서, 상기 냉방 부하 조절 단계에서는 계측된 실내 공간의 공기가 습공기선도 상의 열적 쾌적 대역과 온도 차이가 있는 경우에는 온도 차이를 줄이는 방향으로 냉방 부하를 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방 제어 방법.
   
4. 청구항 2에 있어서, 상기 냉방 부하 조절 단계에서는 계측된 실내 공간의 공기가 습공기선도 상의 열적 쾌적 대역과 습도 차이가 있는 경우에는 습도 차이를 줄이는 방향으로 냉방 부하를 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방 제어 방법.
   
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서, 상기 냉방 부하의 조절은 실외기측에 배치된 압축기의 회전속도를 변경하여 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방 제어 방법.
   
6. 청구항 2에 있어서, 상기 외기 조절 단계는 덕트에 배치되는 송풍기 및 댐퍼의 동작을 조절하여 외기를 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방 제어 방법.
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 엔탈피 차이에 비례하여 상기 송풍기와 댐퍼를 조절하여 외기 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 냉방 제어 방법.
   

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