KR20200060936A

KR20200060936A - 공기조화기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20200060936A
Application number: KR1020180146133A
Authority: KR
Inventors: 황준; 김태우; 이상우; 박승준; 조형규; 주영주; 서형준
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2020-06-02
Also published as: US20220018569A1; WO2020106003A1; KR102609095B1

Abstract

공기조화기는, 서로 다른 흡입구 및 토출구를 각각 가지며 상호 격리되는 제1유로 및 제2유로가 내부에 마련된 하우징과, 제1유로에 배치되며 공기의 열교환을 수행하는 열교환기와, 제1유로에 배치되며 열교환기에 의해 열교환된 공기를 하우징 외부로 토출시키도록 동작하게 마련된 제1팬과, 제2유로에 배치되며 제2유로를 따라서 이동하는 공기를 하우징 외부로 토출시키도록 동작하게 마련된 제2팬과, 제1팬 및 제2팬을 각기 구동시키도록 마련된 구동부와, 실내온도 및 실외온도에 기초하여 제1팬이 동작되도록 하며, 실내온도 및 실외온도 중 적어도 하나가 기 설정된 온도조건을 만족하는 시간 구간에 대응하여 제2팬이 선택적으로 동작하도록 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법 {AIR CONDITIONER AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 사용자의 요구에 따라서 사용 공간 내의 공기의 여러 속성을 조정하는 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 공기조화기가 설치된 실내 환경의 냉방을 위해 열교환기에서 열교환된 공기가 실내 환경으로 토출되도록 구동하는 송풍팬에 관련된 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

공기조화기는 사용 공간의 요구에 따라서, 온도, 습도, 청정도, 기류 등의 속성을 조절하도록 마련된 장치를 지칭한다. 공기조화기는 기본적으로 기류를 형성하는 송풍기를 구비하고, 송풍기에 의해 순환되는 공기의 속성 중 적어도 하나를 변경함으로써, 사용 공간의 환경을 사용자에게 있어서 쾌적한 상태로 바꾼다. 공기조화기는 조절하는 공기의 속성에 따라서 구분되는 바, 그 예시로는 공기의 냉각을 위한 에어컨, 공기의 습도를 낮추기 위한 제습기, 공기의 청정도를 높이기 위한 공기청정기 등이 있다.

이 중에서 에어컨은 기화열에 의한 냉각 원리를 사용하여, 실내의 온도를 낮춘다. 액체가 기체로 기화할 때는 열을 흡수하고 기체가 액체로 응축할 때는 열을 방출하는데, 기화할 때 흡수하는 열이 기화열이다. 에어컨은 압축기로 압력을 크게 변화시켜 기체 상태였던 냉각제를 액체로 응축한 후, 압력을 낮춰서 증발기 안에서 액체 상태의 냉각제를 다시 증기로 기화시키며, 기화되는 냉각제에 의해 열을 흡수함으로써 주위의 온도를 낮춘다. 에어컨에 의한 냉각은 많은 기화열을 효율적으로 얻을 수 있는 간단한 냉각 사이클을 통해 수행되며, 이러한 방식은 냉장고에도 적용될 수 있다. 자연현상에서 열은 원래 높은 온도에서 낮은 온도로 이동하지만, 에어컨의 냉각 사이클을 통해서 반대 방향인 낮은 온도의 실내에서 높은 온도의 실외로 옮겨간다. 이를 위해, 에어컨은 찬 바람을 방출하는 실내기와, 더운 바람을 방출하는 실외기를 포함한다. 유사한 원리에 따라서, 냉장고도 마찬가지로 열이 낮은 온도의 기기 안에서 높은 온도의 기기 밖으로 옮겨간다.

에어컨의 실내기는, 사용자가 설정한 소정의 설정온도에 따라서 송풍팬에 의한 송풍량을 조절한다.그런데, 실내기가 설치된 실내 환경 및 실외기가 설치된 실외 환경을 포함하는 다양한 주변 환경의 상태에 따라서, 실내기의 가동 중에 사용자가 온도 및 기류에 대해 불쾌감을 느낄 수 있다.

예를 들어 실내기는 설정온도를 기준으로 실내온도가 내려가도록 최초 가동하는 초기가동구간 동안에 송풍량을 강풍으로 가동하고, 실내온도가 설정온도에 도달한 이후부터는 약풍으로 가동할 수 있다. 그런데 주변 환경의 온도가 낮을 때에 상기와 같이 동작하면, 사용자는 바람이 피부에 닿게 되는 기류감을 강하게 느낄 수 있다. 반면에 실내기가 초기가동구간에 약풍으로 가동하게 되는 경우에, 만일 주변 환경의 온도가 높을 때에 상기와 같이 동작할 수도 있다. 이 경우에는 온도 구배가 수직방향으로 급격하게 나타나는 온도 성층화(temperature stratification)가 실내에서 발생하므로, 사용자에게 쾌적한 냉방 효과를 제공하지 못한다.

따라서, 주변 환경의 상태를 고려하여, 사용자가 불쾌감을 느끼지 않도록 하는 범위 내에서 송풍을 제어하는 에어컨이 요구될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 서로 다른 흡입구 및 토출구를 각각 가지며 상호 격리되는 제1유로 및 제2유로가 내부에 마련된 하우징과, 상기 제1유로에 배치되며 공기의 열교환을 수행하는 열교환기와, 상기 제1유로에 배치되며 상기 열교환기에 의해 열교환된 공기를 상기 하우징 외부로 토출시키도록 동작하게 마련된 제1팬과, 상기 제2유로에 배치되며 상기 제2유로를 따라서 이동하는 공기를 상기 하우징 외부로 토출시키도록 동작하게 마련된 제2팬과, 상기 제1팬 및 상기 제2팬을 각기 구동시키도록 마련된 구동부와, 실내온도 및 실외온도에 기초하여 상기 제1팬이 동작되도록 하며, 상기 실내온도 및 상기 실외온도 중 적어도 하나가 기 설정된 온도조건을 만족하는 시간 구간에 대응하여 상기 제2팬이 선택적으로 동작하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함한다. 이로써, 공기조화기는 냉방을 위한 전력 소요를 효율적으로 하고, 사용자가 느끼는 기류감을 고려하여 쾌적한 냉방 환경을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 온도조건은, 상기 실내온도가 제1문턱값보다 높거나 또는 상기 실외온도가 제2문턱값보다 높은지 여부를 나타낼 수 있다. 이로써, 공기조화기는 온도 기반으로 현재의 사용 부하 조건을 판단하여, 효율적인 동작을 수행할 수 있다.

여기서, 상기 프로세서는, 상기 온도조건을 만족하는 상기 시간 구간이, 냉방을 위해 상기 열교환기 및 상기 제1팬이 가동되는 냉방 구간인지 여부를 판단하고, 상기 시간 구간이 상기 냉방 구간으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시킬 수 있다. 이로써, 공기조화기는 고부하 조건 하에서 급속한 냉방을 위해 송풍량을 증가시킬 수 있다.

여기서, 상기 프로세서는, 상기 온도조건을 만족하는 상기 시간 구간이 상기 냉방 구간이 아닌 것으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키지 않을 수 있다. 이로써, 공기조화기는 고부하 조건 하에서 적절한 냉방 온도가 유지되는 동안에는, 사용자가 기류감을 상대적으로 덜 느끼도록 동작할 수 있다.

또한, 상기 프로세서는, 상기 온도조건을 만족하지 않는 상기 시간 구간이, 상기 냉방 구간 중에서 상기 열교환기가 최초로 가동되는 초기 냉방 구간인지 여부를 판단하고, 상기 시간 구간이 상기 초기 냉방 구간으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키지 않고, 상기 시간 구간이 상기 초기 냉방 구간이 아닌 것으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시킬 수 있다. 이로써, 공기조화기는 저부하 조건 하에서 냉방 및 기류감을 고려하여 쾌적한 환경을 제공할 수 있다.

여기서, 상기 프로세서는, 상기 온도조건을 만족하지 않는 상기 시간 구간이 상기 냉방 구간이 아닌 것으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키지 않을 수 있다. 이로써, 공기조화기는 저부하 조건 하에서 적절한 냉방 온도가 유지되는 동안에는, 사용자가 기류감을 상대적으로 덜 느끼도록 동작할 수 있다.

또한, 상기 제2유로의 토출구는, 상기 제2팬의 상측에 배치될 수 있다. 이로써, 공기조화기는 상측의 온도와 하측의 온도가 서로 상이한 실내에서 공기를 순환시킬 수 있다.

또한, 상기 제2팬은 상기 제1팬의 하측에 배치될 수 있다. 이로써, 공기조화기는 제1유로를 통해 배출되는 냉각된 공기와 제2유로를 통해 배출되는 냉각되지 않은 공기가 섞이게 하여, 적절한 온도로 냉방되도록 조정할 수 있다.

또한, 상기 제1유로의 토출구를 커버하도록 상기 하우징에 결합되며 공기가 배출되는 복수의 타공을 가진 타공플레이트를 더 포함하며, 상기 제1팬은 상기 열교환기 및 상기 타공플레이트 사이에 배치될 수 있다. 이로써, 공기조화기는 냉각된 공기가 타공플레이트를 통해 분산되어 배출되도록 할 수 있다.

또한, 상기 실내온도 또는 상기 실외온도를 감지하는 센서를 더 포함하며, 상기 프로세서는 상기 센서로부터 상기 실내온도 또는 상기 실외온도의 정보를 획득할 수 있다. 이로써, 공기조화기는 현재 시점에서의 실내온도 또는 실외온도를 정확히 계측할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은, 제1유로에 배치된 열교환기를 구동시켜 상기 열교환기에 의해 상기 제1유로의 공기를 열교환시키는 단계와, 실내온도 및 실외온도에 기초하여 상기 제1유로에 배치된 제1팬을 구동시켜, 상기 제1유로의 열교환된 공기를 외부로 배출시키는 단계와, 상기 제1유로와 서로 다른 흡입구 및 토출구를 각각 가지며 상호 격리되는 제2유로에 배치된 제2팬을, 상기 실내온도 및 상기 실외온도 중 적어도 하나가 기 설정된 온도조건을 만족하는 시간 구간에 대응하여 선택적으로 구동시키는 단계를 포함한다. 이로써, 공기조화기는 냉방을 위한 전력 소요를 효율적으로 하고, 사용자가 느끼는 기류감을 고려하여 쾌적한 냉방 환경을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 구조를 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실내기의 외부 모습의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기에서 메인팬 및 서브팬의 위치를 개략적으로 나타내는 측단면도이다.
도 4는 도 3과 같은 실내기에서 메인팬 및 서브팬의 위치를 정면에서 본 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기의 구성 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기의 제어방법을 나타내는 플로우차트이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실내기의 구동부가 메인팬 및 서브팬을 제어하는 방식을 나타내는 예시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기가 고부하 조건에서 동작하는 방식에 관한 시간 대비 온도 변화의 그래프이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기가 저부하 조건에서 동작하는 방식에 관한 시간 대비 온도 변화의 그래프이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기가 각 부하 조건에서의 메인팬 및 서브팬의 RPM을 지정한 테이블의 예시도이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기가 서브팬의 구동을 제어하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예들에 관해 상세히 설명한다. 각 도면을 참조하여 설명하는 실시예들은 특별한 언급이 없는 한 상호 배타적인 구성이 아니며, 하나의 장치 내에서 복수 개의 실시예가 선택적으로 조합되어 구현될 수 있다. 이러한 복수의 실시예의 조합은 본 발명의 기술분야에서 숙련된 기술자가 본 발명의 사상을 구현함에 있어서 임의로 선택되어 적용될 수 있다.

만일, 실시예에서 제1구성요소, 제2구성요소 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 있다면, 이러한 용어는 다양한 구성요소들을 설명하기 위해 사용되는 것이며, 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용되는 바, 이들 구성요소는 용어에 의해 그 의미가 한정되지 않는다. 실시예에서 사용하는 용어는 해당 실시예를 설명하기 위해 적용되는 것으로서, 본 발명의 사상을 한정하지 않는다.

또한, 본 명세서에서의 복수의 구성요소 중 "적어도 하나(at least one)"라는 표현이 나오는 경우에, 본 표현은 복수의 구성요소 전체 뿐만 아니라, 복수의 구성요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 구조를 나타내는 예시도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는 에어컨으로 구현된다. 에어컨(1)은 건물의 실내와 같이 온도를 조정하고자 하는 환경의 제1장소에 설치하는 실내기(100)와, 건물의 실외와 같이 상기한 환경 이외의 제2장소에 설치하는 실외기(200)를 포함한다. 실내기(100) 및 실외기(200) 사이에서 냉매 또는 냉각제가 순환 이동하며, 실내기(100) 및 실외기(200)는 에너지에 의해 각각 냉매의 상태를 조정함으로써 상기한 환경에서의 온도를 조정한다. 본 실시예에서는 실내기(100) 및 실외기(200)가 각각 하나인 것으로 나타내고 있지만, 설계 방식에 따라서는 실내기(100) 또는 실외기(200)가 각각 복수 개일 수도 있다.

에어컨(1)은 기본적으로 기화열에 의한 냉각을 이용한다. 냉매는 액체에서 기체로 기화할 때에는 열을 흡수하고, 반대로 기체에서 액체로 응축할 때에는 열을 방출한다. 냉매가 기화할 때 흡수하는 열이 기화열이다. 에어컨(1)은 냉매가 액체 및 기체 사이를 변화하는 상변화를 이용하므로, 에어컨(1)에 사용되는 냉매는 기화점이 낮고 기화열이 큰 것이 사용된다. 또한, 에어컨(1)의 실내외 배관이 주로 금속으로 마련되는 바, 냉매는 배관에 사용되는 금속을 부식시키지 않을 특성이 요구된다. 또한, 냉매가 겨울에 얼게 되면 곤란하므로, 사용 지역에 따라서는 저온에서도 액상으로 존재할 수 있는 냉매가 요구될 수 있다.

이하, 냉매의 상변화 및 순환을 위한 실내기(100) 및 실외기(200)의 구조에 관해 설명한다.

실내기(100)는 실내 열교환기(110)를 포함한다. 실외기(200)는 압축기(210)와, 실외 열교환기(220)와, 팽창 밸브(230)와, 포웨이(four-way) 밸브(240)와, 서비스(service) 밸브(250)를 포함한다. 또한, 실내기(100) 및 실외기(200) 사이에 냉매가 이동하기 위한 유로를 제공하는 외부배관(300)이 설치된다. 외부배관(300)은, 실내기(100)로부터 유출되는 냉매가 실외기(200)로 유입되기 위한 유로를 제공하는 제1외부배관(310)과, 실외기(200)로부터 유출되는 냉매가 실내기(100)로 유입되기 위한 유로를 제공하는 제2외부배관(320)을 포함한다.

실내 열교환기(110)는 에어컨(1)이 냉각 모드 시의 증발기로서, 냉매를 저압 및 기상으로 변화시킨다. 증발기일 때의 실내 열교환기(110)에서 냉매는 주위 환경의 열을 흡수함으로써 기상으로 변화하며, 이에 의하여 실내 열교환기(110) 주위 환경의 온도가 내려간다. 저압 및 기상의 냉매는 제1외부배관(310)을 통해 실내기(100)로부터 실외기(200)로 이동하며, 압축기(210)로 유입된다.

압축기(210)는 기상의 차가운 냉매를 압축시켜, 고온 및 고압의 기상으로 변화시킨다. 이와 같이 압축기(210)가 냉매를 압축시키는 이유는, 높은 온도에서 액상으로의 상변화가 용이하기 때문이다. 또한, 압축기(210)는 저압의 냉매를 흡입하여 실외 열교환기(220)로 고압의 냉매를 배출함으로써, 냉매가 순환 사이클을 형성할 수 있도록 한다.

실외 열교환기(220)는 에어컨(1)이 냉각 모드 시의 응축기로서, 고온 및 고압의 냉매를 차게 해서 액상의 냉매로 응축시킨다. 즉, 압축기(210)로부터 유출되는 고온 및 고압의 냉매가 실외 열교환기(220)에서 대기와 열에 관한 상호작용을 수행하고, 냉매는 외부로 열을 방출함으로써 중온 및 고압으로 변화한다.

팽창 밸브(230)는 고압 및 액상의 냉매를 팽창시킴으로써 저압 및 2상의 냉매로 변화시킨다. 또는, 팽창 밸브(230)는 설계 방식에 따라서는 냉매의 유량을 조절하는 기능을 추가적으로 수행할 수도 있다. 팽창 밸브(230)를 통과한 냉매는 제2외부배관(320)을 통해 실내 열교환기(110)로 유입된다.

포웨이 밸브(240)는 냉매의 순환 사이클을 변경시키도록 동작하는 밸브이다. 포웨이 밸브(240)는 에어컨(1)이 냉각 모드 시 실내 열교환기(110)가 증발기로 동작하고 실외 열교환기(220)가 응축기로 동작하도록 하는 반면, 에어컨(1)이 난방 모드 시 실내 열교환기(110)가 응축기로 동작하고 실외 열교환기(220)가 증발기로 동작하도록 한다.

서비스 밸브(250)는 외부배관(300)을 비롯한 냉매의 순환 사이클에, 관리자가 진공상태 조정 및 냉매 보충을 할 수 있도록 마련된 밸브이다.

이와 같이, 냉매가 실내 열교환기(110), 제1외부배관(310), 압축기(210), 실외 열교환기(220), 팽창 밸브(230), 제2외부배관(320)의 사이클을 순환하는 동안에 냉매의 열교환이 수행됨으로써, 실내기(100)가 설치된 제1장소의 냉방이 이루어진다.

한편, 실내기(100)는 실내기(100)의 주변 환경의 온도, 즉 제1장소의 온도를 감지하기 위한 실내기 센서(120)를 포함한다. 또한, 실외기(200)는 실외기(200)의 주변 환경의 온도, 즉 제2장소의 온도를 감지하기 위한 실외기 센서(260)를 포함한다. 실내기(100) 및 실외기(200)는 상호 통신이 가능하도록 마련됨으로써, 실내기(100)는 실외기(200)로부터 실외기 센서(260)의 감지 결과를 취득할 수 있다.

다만, 실내기(100)가 제1장소의 온도 및 제2장소의 온도를 취득하는 방법은 상기 실시예에 의해 한정되지 않는다. 예를 들면, 실내기(100)는 IoT의 환경 하에서, 제1장소의 온도 또는 제2장소의 온도를 감지하는 별도의 외부장치로부터 감지 결과를 취득할 수 있다. 본 감지 결과는 외부장치로부터 직접 통신을 통해 실내기(100)에 전달될 수 있고, 또는 외부장치로부터 광역 네트워크를 통해 서버를 경유하여 실내기(100)에 전달될 수도 있다.

또는, 실내기(100)는 사용자 인터페이스를 통해 사용자가 제1장소 또는 제2장소의 온도를 입력하도록 제공할 수도 있다. 실내기(100)는 사용자가 온도의 구체적인 수치를 입력하도록 제공할 수 있다. 또는, 실내기(100)는 날씨, 날짜, 계절 등에 관한 복수의 프로파일을 선택 가능하게 제공하고, 사용자가 선택한 어느 한 프로파일에 대응하는 온도를 추정할 수도 있다. 예를 들면, 실내기(100)는 사용자가 "8월의 맑은 날씨"라는 프로파일을 선택하면, 해당 프로파일에 대응하는 온도를 유추하여 취득할 수 있다.

이하, 실내기(100)에 관해 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실내기의 외부 모습의 사시도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 실내기(100)는 외부 형상을 형성하며 실내기(100)의 다양한 구성요소를 내부에 수용하는 하우징(130)과, 하우징(130)에 결합되는 타공플레이트(140)과, 타공플레이트(140)을 마주하게 하우징(130) 상측 내부에 설치되는 메인팬(150)과, 하우징(130) 하측 내부에 설치되는 서브팬(160)을 포함한다. 실내기(100)가 스탠드 방식인 경우에 하우징(130)은 사각형의 기둥 형상을 가지지만, 본 실시예가 실내기(100)가 가질 수 있는 형상을 한정하는 것은 아니다. 본 실시예에서는 편의상 메인팬(150) 및 서브팬(160)으로 지칭하고 있지만, 이는 양자간의 구분을 위해 사용된 것일 뿐, 용어가 기능을 한정하는 것은 아니다. 예를 들어, 메인팬(150)은 제1팬으로, 서브팬(160)은 제2팬으로 각각 지칭할 수도 있다.

이하 실시예에서 설명의 편의를 위해, 하우징(130)의 각 영역에 관해 설명한다. 사용자가 하우징(130)을 정면에서 마주볼 때, 하우징(130)에서 X 방향에 있는 사용자를 마주하는 하우징(130)의 판면을 전방판면이라고 지칭한다. 전방판면의 반대편에 있는 하우징(130)의 판면을 후방판면이라고 지칭한다. 전방판면 및 후방판면 사이에 있으며 실질적으로 -Y 방향 및 Y 방향을 각각 향하는 하우징(130)의 각 판면을 좌측판면 및 우측판면이라고 지칭한다. 또한, 수직방향인 Z 방향을 따라서, 하우징(130)은 상측 및 하측으로 구분된다.

하우징(130)의 전방판면의 상측은 개방되어 있으며, 이 개방된 영역을 커버하는 타공플레이트(140)이 하우징(130)의 전방판면에 결합된다. 타공플레이트(140)은 미세한 타공이 다수 형성된 플라스틱 또는 메탈 플레이트를 포함한다. 타공플레이트(140)은 하우징(130) 내부의 공기를 외부로 배출시키되, 미세한 복수의 타공에 의해, 배출되는 공기를 분산시키는 한편 배출되는 공기의 속도를 줄인다.

한편, 하우징(130)은, 후방판면의 상측에 형성된 관통홀을 포함하는 메인흡입구(131)와, 후방판면의 하측에 형성된 관통홀을 포함하는 서브흡입구(132)와, 좌측판면 및 우측판면 각각의 상측에 형성된 관통홀을 포함하는 서브배출구(133)를 가진다. 메인흡입구(131)를 통해 하우징(130) 내부로 흡입되는 외부 공기는 타공플레이트(140)을 통해 다시 외부로 배출된다. 한편, 서브흡입구(132)를 통해 하우징(130) 내부로 흡입되는 외부 공기는 서브배출구(133)를 통해 다시 외부로 배출된다. 하우징(130)에서 메인흡입구(131)는 서브흡입구(132)보다 상측에 배치되며, 서브배출구(133) 또한 서브흡입구(132)보다 상측에 배치된다.

메인팬(150)은 하우징(130)의 상측 수용공간에 수용되며, 타공플레이트(140)의 후방을 마주하게 배치된다. 본 실시예에서는 메인팬(150)이 Z 방향을 따라서 세 개가 설치되는 것으로 나타내고 있지만, 메인팬(150)의 개수는 한정되지 않는다. 메인팬(150)은 지정된 RPM으로 회전함으로써, 메인흡입구(131)를 통해 유입되는 공기가 실내 열교환기를 거쳐 타공플레이트(140)을 통해 배출되도록 송풍시킨다.

서브팬(160)은 하우징(130)의 하측 수용공간에 수용된다. 서브팬(160)은 지정된 RPM으로 회전함으로써, 서브흡입구(132)를 통해 유입되는 공기가 서브배출구(133)를 통해 배출되도록 송풍시킨다.

여기서, 하우징(130) 내부에는 두 개의 유로가 마련된다. 제1유로는 메인흡입구(131), 실내 열교환기(도 1의 110), 메인팬(150), 타공플레이트(140)를 거치는 유로이다. 제2유로는 서브흡입구(132), 서브팬(160), 서브배출구(133)를 거치는 유로이다. 제1유로 및 제2유로는 하우징(130) 내에서 연통되지 않으며 상호 격리된다. 즉, 제1유로를 거쳐 배출되는 공기는 실내 열교환기에 의해 냉각된 공기이지만, 제2유로를 거쳐 배출되는 공기는 냉각되지 않은 공기이다. 서브배출구(133)를 통해 배출되는 공기는, 타공플레이트(140) 전방에서 타공플레이트(140)를 통해 배출되는 공기와 섞인다.

서브팬(160)에 의해 송풍되는 공기는 냉각되지 않은 공기인 것에 비해, 메인팬(150)에 의해 송풍되는 공기는 냉각된 공기이다. 따라서, 메인팬(150) 및 서브팬(160)의 함께 구동되는 경우에는, 단지 메인팬(150)의 RPM을 증가시키는 경우와 마찬가지로 송풍되는 공기의 송풍량이 증가된다. 그러나, 전자의 경우가 후자의 경우에 비해, 사용자가 기류감을 과도하게 느끼지 않게 하면서도 신속한 냉방이 가능하며, 전력을 효율적으로 사용한 냉방이 가능하다.

이하, 실내기(100)의 내부 구조에 관해 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기에서 메인팬 및 서브팬의 위치를 개략적으로 나타내는 측단면도이다.

도 4는 도 3과 같은 실내기에서 메인팬 및 서브팬의 위치를 정면에서 본 모습을 개략적으로 나타내는 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 실내기(100)는 하우징(130)의 상측에 X 방향을 향해 연장되며, 메인흡입구(131) 및 타공플레이트(140) 사이에 형성된 제1유로(134)를 포함한다. 제1유로(134) 상에는 실내 열교환기(110)가 배치되며, 제1유로(134) 상에서 실내 열교환기(110) 및 타공플레이트(140) 사이에는 메인팬(150)이 배치된다. 실내 열교환기(110) 및 메인팬(150)이 가동함에 따라서, 메인흡입구(131)를 통해 흡입된 공기는 냉각되어 타공플레이트(140)를 통해 배출된다.

또한, 실내기(100)는 하우징(130)의 하측으로부터 상측을 향해 연장된 제2유로(135)를 포함한다. 제2유로(135)는 정면에서 볼 때 Y자 형태로 분기하여 연장되는데, Y자 형태의 하측영역에 서브흡입구(132) 및 서브팬(160)이 배치되며, Y자 형태의 분기된 상측영역 각각에 서브배출구(133)가 배치된다.

제1유로(134) 및 제2유로(135)는 연통되지 않으며, 격벽 등에 의해 상호 분리된다. 이 때문에, 제1유로(134)를 지나는 공기는 제2유로(135)를 지나는 공기와 하우징(130) 내에서 만나지 않는다. 만일 제1유로(134) 및 제2유로(135)가 연통되게 되면, 제1유로(134)를 지나는 냉각된 공기 및 제2유로(135)를 지나는 냉각되지 않은 공기가 만나게 되어, 결과적으로 온도차로 인해 하우징(130) 내부에서 습기가 맺히는 현상이 발생할 수 있다. 이 때문에, 본 실시예에서는 제1유로(134) 및 제2유로(135)가 분리되고, 하우징(130) 외부에서 타공플레이트(140)를 통해 배출된 공기와 서브배출구(133)를 통해 배출된 공기가 섞이도록 마련된다.

통상적으로 차가운 공기는 실내 공간의 하측에 모이고 뜨거운 공기는 실내 공간의 상측에 모인다. 실내 열교환기(110)가 실내기(100)의 상측에 배치됨으로써, 실내기(100)는 실내 공간의 상측에 있는 상대적으로 뜨거운 공기를 냉각시켜 제1유로(134)를 거쳐 배출시킨다. 한편, 서브팬(160)이 실내기(100)의 하측에 배치됨으로써, 실내기(100)는 실내 공간의 하측에 있는 상대적으로 차가운 공기를 끌어올려, 제2유로(135)를 거쳐 실내 공간의 상측으로 배출시킨다.

이와 같이, 서브팬(160)은 실내 공간 내의 기류를 교반시키고, 상대적으로 차가운 공기를 실내 공간의 상측으로 옮기는 역할을 수행한다. 이 때, 서브팬(160)에 의해 이동하는 공기가 메인팬(150)에 의해 이동하는 냉각된 공기와 실내 공간의 상측에서 혼합됨으로써, 실내기(100)가 사용자가 쾌적하게 느낄 수 있는 온도로 실내 온도를 조정하도록 한다.

이하, 실내기(100)의 제어 구성에 관해 설명한다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기의 구성 블록도이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 실내기(100)는 실외기를 비롯한 다양한 외부장치와 통신하는 통신부(171)와, 사용자 입력이 수행되는 사용자입력부(172)와, 데이터가 저장되는 저장부(173)와, 실내기(100)의 다양한 구성요소들을 구동시키는 구동부(174)와, 실내기(100)가 설치된 제1장소의 온도를 감지하는 실내기 센서(120)와, 실내기 센서(120)의 감지 결과에 기초하여 구동부(174)를 제어하는 제어부 또는 프로세서(175)를 포함한다.

통신부(171)는 다양한 종류의 유선 및 무선 통신 프로토콜에 대응하는 통신모듈, 통신칩 등의 구성요소들 중 적어도 하나 이상을 포함하는 양방향 통신회로를 포함한다. 예를 들어 통신부(171)는 와이파이 방식에 따라서 AP와 무선통신을 수행하는 무선통신모듈, 라우터 또는 게이트웨이에 유선 접속된 랜카드, 전용 또는 범용 신호전송규격에 따른 케이블이 접속되는 포트일 수 잇다. 통신부(171)는 실외기와 통신하며, 실외기로부터 소정의 정보를 수신한다.

사용자입력부(172)는 사용자의 입력을 수행하기 위해 마련된 다양한 종류의 입력 인터페이스를 포함하며, 사용자의 입력 상태 또는 에어컨의 현재 상태를 표시하기 위한 디스플레이부를 포함한다. 사용자입력부(172)의 예시로는 실내기(100)의 기계적 또는 전자적 버튼부, 리모트 컨트롤러, 터치스크린 등이 있다.

저장부(173)는 프로세서(175)에 의해 억세스되며, 프로세서(175)의 제어에 따라서 데이터의 독취, 기록, 수정, 삭제, 갱신 등의 동작이 수행된다. 저장부(173)는 전원의 제공 유무와 무관하게 데이터를 저장할 수 있는 플래시메모리(flash-memory)와 같은 비휘발성 메모리와, 처리를 위한 데이터가 로딩되는 버퍼 또는 램과 같은 휘발성 메모리를 포함한다.

구동부(174)는 복수의 모터를 가지고, 실내 열교환기(110), 메인팬(150), 서브팬(160)과 같이 기계적으로 동작하는 실내기(100)의 구성요소들을 구동시킨다. 예를 들면, 구동부(174)는 인가되는 전압에 따라서, 메인팬(150) 또는 서브팬(160)을 지정된 RPM으로 회전시킨다.

실내기 센서(120)는 실내기(100)의 일측에 설치됨으로써 실내기(100)가 설치된 제1장소의 온도를 감지하여 프로세서(175)에 알린다. 실내기 센서(120)는 실내기(100)의 주변 온도를 감지하는 범위 내에서 다양한 방식의 온도센서가 적용될 수 있으며, 그 구현 방식은 한정되지 않는다.

프로세서(175)는 인쇄회로기판 상에 장착되는 CPU, 칩셋, 마이크로컨트롤러, 회로 등으로 구현되는 하나 이상의 하드웨어 프로세서를 포함하며, 설계 방식에 따라서는 SOC(system on chip)로 구현될 수도 있다. 프로세서(175)는 실내기(100)의 제반 동작을 수행하는 동작의 하드웨어 주체가 된다. 즉, 프로세서(175)는 저장부(173)에 저장된 기 설정된 인스트럭션을 실행함으로써 실내기(100)의 동작이 수행되게 한다. 소프트웨어의 관점에서 실내기(100)의 소정 동작은 운영체제 또는 커널이 수행하거나 또는 커널 상에서 실행되는 어플리케이션 프로그램에 의해 수행되는데, 프로세서(175)는 소프트웨어가 실행되도록 데이터의 연산, 처리 및 제어를 수행한다. 예를 들어 프로세서(175)는 실내기(100)의 운영체제 또는 커널을 실행시키고, 또한 커널 상에서 어플리케이션, 프로그램을 실행시킴으로써 프로세스가 수행되도록 한다.

본 실시예에 따른 프로세서(175)는 실내기 센서(120)에 의해 감지되는 제1장소의 제1온도값과, 통신부(171)를 통해 실외기로부터 실외기 센서에 의해 감지되는 제2장소의 제2온도값을 취득한다. 프로세서(175)는 제1온도값 및 제2온도값에 기초하여 메인팬(150)을 구동시키는 한편, 제1온도값 및 제2온도값 중 적어도 하나가 기 설정된 온도조건을 만족하는 시간 구간에 대응하여 서브팬(160)을 선택적으로 구동시킨다.

이하, 프로세서(175)의 동작에 관해 구체적으로 설명한다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기의 제어방법을 나타내는 플로우차트이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 아래 동작은 실내기의 프로세서에 의해 실행된다.

610 단계에서 실내기는 실내기 센서에 의해 감지된 실내온도를 취득한다.

620 단계에서 실내기는 실외기로부터 실외기 센서에 의해 감지된 실외온도를 취득한다. 본 실시예에서 실내온도는 실내기가 설치된 제1장소의 온도이며, 실외온도는 실외기가 설치된 제2장소의 온도이다. 통상적으로 제1장소는 실내이고 제2장소는 실외이지만, 제1장소 및 제2장소가 특정 장소로 한정되는 것은 아니다.

630 단계에서 실내기는 실내온도 및 실외온도에 기초하여 실내 열교환기 및 메인팬을 가동시킨다. 이 때, 실내기는 실내온도가 사용자에 의해 지정된 설정온도의 기 설정된 온도범위 내가 되도록, 실내 열교환기 및 메인팬의 동작을 제어한다.

640 단계에서 실내기는 메인팬이 가동되는 동안, 실내온도 및 실외온도 중 적어도 하나가 기 설정된 온도조건을 만족하는지 여부를 판단한다.

일 시간 구간에서 실내온도 및 실외온도 중 적어도 하나가 기 설정된 온도조건을 만족하는 것으로 판단하면, 650 단계에서 실내기는 해당 시간 구간에서 메인팬과 함께 서브팬을 가동시킨다.

반면, 일 시간 구간에서 실내온도 및 실외온도 중 적어도 하나가 기 설정된 온도조건을 만족하지 않는 것으로 판단하면, 660 단계에서 실내기는 해당 시간 구간에서 서브팬을 가동시키지 않는다.

이로써, 실내기는 실내 및 실외를 포함한 주변 환경의 상태를 고려하여, 사용자가 실내기로부터 출력되는 기류에 불쾌감을 느끼지 않도록 하는 범위 내에서 송풍을 제어하면서, 냉방을 수행할 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 실내기가 실내온도 및 실외온도 중 적어도 하나가 기 설정된 온도조건을 만족하는 시간 구간에 대응하여 서브팬을 선택적으로 구동시키는 구체적인 사용 예시에 관해 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실내기의 구동부가 메인팬 및 서브팬을 제어하는 방식을 나타내는 예시도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 구동부(174)는 메인팬(150) 및 서브팬(160)을 개별적으로 구동시킬 수 있으며, 상황에 따라서 메인팬(150)만을 구동시키거나 또는 메인팬(150) 및 서브팬(160)을 함께 구동시킨다. 구동부(174)는 인가되는 전압에 의해 메인팬(150) 또는 서브팬(160)을 기 설정된 RPM으로 회전시킨다.

예를 들면, 구동부(174)는 메인팬(150)을 터보풍, 강풍, 약풍, 자동풍 중 어느 하나의 모드로 구동시킨다. 여기서, 자동풍은 예를 들면 터보풍 및 약풍이 번갈아가며 수행되는 모드이다. 이상과 같은 모드의 명칭은 편의상 상호 구별을 위해 사용되는 용어이며, 용어 자체가 모드의 의미를 한정하는 것은 아니다. 또한, 구동부(174)는 서브팬(160)을 선택적으로 구동시킴으로써, 메인팬(150)의 네가지 모드와 조합시켜 총 여덟가지의 모드로 메인팬(150) 및 서브팬(160)을 구동시킬 수 있다.

메인팬(150) 또는 서브팬(160)은 하나만이 마련될 수도 있고 복수 개가 마련될 수 있다. 본 실시예에서는 메인팬(150)이 수직방향을 따라서 3개가 설치되고, 서브팬(160)이 메인팬(150) 하측에 하나가 설치되는 경우에 관해 설명하지만, 메인팬(150) 또는 서브팬(160)의 수가 한정되는 것이 아니다.

메인팬(150)이 복수 개인 경우에, 메인팬(150)은 동일 모드에서 모두 동일한 RPM으로 회전하도록 마련될 수 있고, 또는 동일 모드로 동작하는 경우에도 각 메인팬(150)의 RPM이 동일하지 않을 수도 있다. 예를 들면, 3개의 메인팬(150)이 수직방향을 따라서 배치되는 경우에, 상측에 배치된 메인팬(150)의 RPM이 하측에 배치된 메인팬(150)의 RPM보다 동일 모드에서 더 빠르게 설정될 수 있다. 이는, 상대적으로 더운 공기가 상대적으로 차가운 공기에 비해 가벼우므로, 보다 효율적으로 실내를 냉각시키기 위한 것이다.

프로세서(175)는 최초 시스템 전원이 턴온되면 실내온도를 계측하고, 사용자가 설정한 설정온도를 향해 실내온도가 내려가도록 구동부(174)를 가동시켜 냉방공정을 수행한다. 이 때, 프로세서(175)는 실내온도 및 실외온도 중 적어도 하나가 기 설정된 온도조건을 만족하는 시간 구간을 식별하고, 식별된 시간 구간에 대응하여 선택적으로 서브팬(160)을 가동시킨다. 여기서, 상기한 온도조건은, 에어컨의 동작에 대한 부하 조건에 관련된다. 이하, 부하 조건에 관해 설명한다.

부하 조건은 주로 에어컨이 설치되는 환경의 온도, 즉 실내기(100)를 설치 위치를 기준으로 볼 때, 실내온도 및 실외온도에 관련된다. 부하 조건은, 에어컨에 상대적으로 큰 부하를 가하는 고부하 조건과, 에어컨에 상대적으로 적은 부하를 가하는 저부하 조건으로 구분될 수 있다.

고부하 조건은 실내온도 및 실외온도 중 적어도 어느 하나가 상대적으로 높은 경우이다. 구체적으로, 고부하 조건은, 실내온도가 제1문턱값보다 높고 실외온도가 제2문턱값보다 높지 않은 경우, 실내온도가 제1문턱값보다 높지 않고 실외온도가 제2문턱값보다 높은 경우, 실내온도가 제1문턱값보다 높고 실외온도가 제2문턱값보다 높은 경우의 3가지 경우가 있다. 여기서, 제1문턱값 및 제2문턱값은 기 설정된 온도이며 특정한 수치로 한정되지는 않는다. 예를 들면 제1문턱값은 섭씨 27도, 제2문턱값은 섭씨 30도 정도로 지정될 수 있다.

고부하 조건의 예를 들면, 실외온도가 낮더라도 실내에서 요리를 위해 불을 사용하거나 또는 실내에 사람이 많이 모여 있는 경우, 실내온도가 낮더라도 실외온도가 높아서 복사열로 인해 실내온도의 상승이 예상되는 경우 등이 있다.

저부하 조건은 실내온도 및 실외온도가 모두 상대적으로 낮은 경우이다. 구체적으로, 저부하 조건은 실내온도가 제1문턱값보다 낮고 실외온도가 제2문턱값보다 낮은 경우이다. 저부하 조건의 예를 들면, 저녁, 밤, 장마철 등을 생각할 수 있다.

에어컨이 실내온도를 설정온도에 따라서 조절되도록 동작하는 결과는 고부하 조건 및 저부하 조건 모두에서 유사하지만, 고부하 조건 및 저부하 조건은 동작 환경이 상이하므로, 각 조건 하에서 에어컨의 세부적인 동작의 과정은 상이하다. 이하, 각 부하 조건 별 에어컨의 구체적인 동작에 관해 설명한다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기가 고부하 조건에서 동작하는 방식에 관한 시간 대비 온도 변화의 그래프이다.

도 8에 도시된 바와 같이, 실내기는 최초 가동하면 설정온도 및 실내온도를 확인한다. 설정온도는 사용자에 의해 설정되거나 또는 디폴트로 설정되어 있는 온도 값이다. 실내온도는 실내기가 가진 실내기 센서에 의해 감지된다. 실내기는 실외기로부터 실외온도를 취득하며, 실내온도 및 실외온도에 기초하여 부하 조건을 판단한다.

설정온도를 Tset라고 하면, Tset을 기준으로 기 설정된 냉방온도범위가 정해질 수 있다. 냉방온도범위는 (Tset-제1값)의 온도부터 (Tset+제2값)의 온도 사이의 범위로 정해지며, 실내기는 실내온도가 이러한 냉방온도범위에 있도록 가동한다. 여기서, 제1값 및 제2값은 사전에 설정된 값으로서 특정 수치로 한정되지는 않으며, 본 실시예의 경우에는 예를 들면 -1도 및 +3도로 각각 지정될 수 있다.

실내기는, 최초 가동 시점부터 실내온도가 (Tset-1)도에 도달할 때까지, 실내 열교환기 및 메인팬을 가동시켜 실내를 냉방시킨다. 여기서, 최초 가동 시점이란, 실내기의 전원이 턴온된 이후에, 실내기가 냉방을 위해 실내 열교환기 및 메인팬의 최초로 가동시키는 시점을 지칭한다. 이러한 초기 냉방 구간을 A 구간으로 지칭한다.

실내온도가 (Tset-1)도에 도달하면, 실내기는 실내 열교환기 및 메인팬의 모드를 변경시켜 가동시킴으로써, 실내온도가 더 이상 내려가지 않고 냉방온도범위를 유지하도록 한다. 이러한 냉방온도범위 유지구간을 B 구간으로 지칭한다.

실내온도가 (Tset+3)도까지 상승하면, 실내기는 다시 실내온도가 (Tset-1)도까지 내려가도록 실내 열교환기 및 메인팬을 가동시켜 실내를 냉방시킨다. 이러한 중간 냉방 구간을 C 구간으로 지칭한다. 이후에는 실내기의 동작이 B 구간 및 C 구간의 형태가 교대로 반복되도록 나타난다.

본 그래프에서 나타나는 것처럼, 실내기는 실내온도가 Tset을 중심으로 하는 냉방온도범위를 가능한 한 벗어나지 않도록 조정하는 방향으로 동작한다. 사용자의 입력에 의해 Tset가 변경되더라도, 실내기는 상기한 원리에 따라서 동작한다.

이러한 동작 방식 하에서, 고부하 조건 하에 있는 것으로 판단하는 경우에 실내기가 메인팬 및 서브팬을 구동시키는 방법에 관해 설명한다.

고부하 조건인 경우에, 실내기는 메인팬을 A 구간에서는 터보풍으로, B 구간에서는 강풍으로, C 구간에서는 터보풍으로 가동시킨다. 고부하 조건은 온도의 급격한 상승 요인이 있으며 사용자가 쉽게 더위를 느끼게 되는 상황이므로, 사용자 입장에서는 강한 기류감을 느끼더라도 실내온도가 빨리 떨어지는 것이 더 중요할 수 있다. 이에, 실내기는 A 구간 및 C 구간에서는 서브팬을 가동시킨다. 서브팬의 가동에 의해, 메인팬에 의한 터보풍의 기류가 보다 강해지며, 냉방 효과가 높아진다. 특히, 실내기는 A 구간 및 C 구간에서 사용자가 체감하는 냉방효과를 높이고, 온도 성층화에 따른 실내의 상하 온도차의 방지를 위해, 메인팬을 터보풍으로 가동시키는 한편 서브팬을 가동시킨다.

반면, B 구간은 실내온도가 냉방온도범위 내에 있으므로, 사용자가 기류감을 상대적으로 민감하게 느낄 수 있는 구간이다. 따라서, 실내기는 B 구간에서는 서브팬을 가동시키지 않고, 메인팬만 가동시킨다.

이하, 저부하 조건에서의 동작에 관해 설명한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기가 저부하 조건에서 동작하는 방식에 관한 시간 대비 온도 변화의 그래프이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 실내기는 실내온도가 설정온도 Tset을 기준으로 기 설정된 냉방온도범위 내에서 유지되도록 동작한다. 실내기의 기본적인 동작 원리는 앞선 실시예에서의 설명과 실질적으로 동일하다.

저부하 조건에서는 실내온도 및 실외온도가 모두 상대적으로 낮은 경우이므로, 고부하 조건에 비해 온도 성층화 현상이 현저히 발생하지 않으며, 사용자 입장에서도 냉방에 관한 이슈에 민감하게 반응하지 않을 수 있다. 따라서, 실내기는 전체적인 동작 구간 동안에 메인팬을 고부하 조건의 경우에 비해 낮은 RPM의 모드로 가동시킨다. 예를 들면, 실내기는 메인팬은 A 구간에서 강풍으로, B 구간에서 약풍으로, C 구간에서 강풍으로 각각 가동시킨다.

한편, 저부하 조건에서 사용자는 냉방보다는 기류감에 보다 민감하게 반응할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 고부하 조건에서는 다소의 기류감을 감수하더라도 빠른 냉방을 원할 수 있다. 반면에, 저부하 조건에서는 사용자가 상대적으로 높지 않은 온도 상태에 있으므로, 사용자는 피부에 닿는 기류감을 보다 민감하게 느낄 수 있다.

이에, 실내기는 A 구간, B 구간에는 서브팬을 가동시키지 않는다. 특히, A 구간은 운전 초기이기는 하지만 급격한 냉방의 중요성이 고부하 조건의 경우보다 떨어지므로, 기류감을 보다 중시하는 가동 방법이 필요하다. 따라서, 실내기는 고부하 조건에서의 A 구간에서 서브팬을 가동시키는 것에 비해, 저부하 조건에서의 A 구간에서 서브팬을 가동시키지 않는다.

B 구간은 실내온도가 냉방온도범위 내에 있으므로, 사용자가 기류감을 상대적으로 민감하게 느낄 수 있는 구간이다. 따라서, 실내기는 B 구간에서는 서브팬을 가동시키지 않고, 메인팬만 가동시킨다.

한편, 실내온도가 냉방온도범위를 넘어서는 (Tset+3)도 이상으로 올라가면, 실내온도를 다시 냉방온도범위 내로 내리기 위한 동작이 필요하다. 이 경우에는 다소의 기류감을 감수하고 빠른 냉방을 위해, 실내기는 C 구간에서 서브팬을 가동시킨다. 그러나, 저부하 조건에서의 메인팬의 RPM이 고부하 조건에서의 메인팬의 RPM보다 적으므로, C 구간에서 사용자가 느끼는 기류감은 상대적으로 작다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예에 따른 실내기는 고부하 조건 및 저부하 조건 각각에 대응하는 방식으로 메인팬 및 서브팬을 구동시킴으로써, 사용자가 느끼는 온도 및 기류감의 이슈를 고려한 쾌적한 냉방환경을 제공할 수 있다.

이하, 실내기의 메인팬 및 서브팬을 제어하는 방법 예시에 관해 설명한다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기가 각 부하 조건에서의 메인팬 및 서브팬의 RPM을 지정한 테이블의 예시도이다.

도 10에 도시된 바와 같이, 실내기는 고부하 조건 및 저부하 조건 각각에서, 시간 구간 별로 메인팬 및 서브팬의 RPM을 지정한 테이블(1000)을 참조할 수 있다. 예를 들어, 실내기가 3개의 메인팬과 1개의 서브팬을 포함하고 각 메인팬이 수직방향을 따라서 배치될 때, 테이블(1000)은 메인팬 별로 상이하게 RPM을 지정할 수 있다. 뜨거운 공기는 실내에서 보다 상측으로 이동하므로, 테이블(1000)은 복수의 메인팬 중 상측에 배치될수록 높은 RPM을 지정하고 있다.

실내기는 실내온도 및 실외온도에 기초하여 부하 조건을 판단한다. 예를 들면, 실내기는 실내온도가 27도보다 높거나 또는 실외온도가 30도보다 높으면, 고부하 조건으로 판단한다. 반면, 실내기는 실내온도가 27도 이하이고 실외온도가 30도 이하이면 저부하 조건으로 판단한다. 실내기는 이와 같이 판단한 부하 조건에서의 시간 구간에 대응하는 메인팬 및 서브팬의 RPM을 테이블(1000)로부터 획득하고, 획득한 RPM에 따라서 메인팬 또는 서브팬을 가동시킨다.

A 구간은 초기 냉방 구간, B 구간은 냉방온도범위 유지구간, C 구간은 중간 냉방 구간을 나타내며, 각 구간에 관해서는 앞선 실시예에서 설명한 바와 같다.

고부하 조건일 때, 실내기는 테이블(1000)을 참조하여, A 구간에서 복수의 메인팬을 각각ㅇ1180, 1080, 980 RPM으로 회전시키고, 서브팬을 1200 RPM으로 회전시킨다. 실내기는 B 구간에서 복수의 메인팬을 각각 1080, 980, 880 RPM으로 회전시키고, 서브팬을 회전시키지 않는다. 실내기는 C 구간에서 복수의 메인팬을 각각 1180, 1080, 980 RPM으로 회전시키고, 서브팬을 1200 RPM으로 회전시킨다.

한편, 저부하 조건일 때, 실내기는 테이블(1000)을 참조하여, A 구간에서 복수의 메인팬을 각각ㅇ1080, 980, 880 RPM으로 회전시키고, 서브팬을 회전시키지 않는다. 실내기는 B 구간에서 복수의 메인팬을 각각 980, 880, 780 RPM으로 회전시키고, 서브팬을 회전시키지 않는다. 실내기는 C 구간에서 복수의 메인팬을 각각 1080, 980, 880 RPM으로 회전시키고, 서브팬을 1100 RPM으로 회전시킨다.

이와 같이, 실내기는 기 저장된 테이블(1000)을 참조하여 메인팬 및 서브팬의 동작을 제어할 수 있다.

이하, 본 실시예에 따른 실내기가 서브팬의 구동을 제어하는 방법에 관해 설명한다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 에어컨의 실내기가 서브팬의 구동을 제어하는 방법을 나타내는 플로우차트이다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 하기 동작은 실내기의 프로세서에 의해 실행된다.

1110 단계에서 실내기는 시스템 전원이 턴온됨에 따라서 기동한다.

1120 단계에서 실내기는 현 시점의 실내온도 및 실외온도를 취득한다.

1130 단계에서 실내기는 사용자가 지정한 설정온도에 기초하여 냉방공정을 수행한다. 본 냉방공정에서 실내기는, 실내온도의 변화에 대응하여 실내 열교환기 및 메인팬을 구동시킨다.

1140 단계에서 실내기는 냉방공정이 수행되는 동안, 실내온도 및 실외온도에 기초하여 판단된 현재 부하 조건이 고부하 조건인지 여부를 식별한다.

현재 부하 조건이 고부하 조건으로 식별되면, 1150 단계에서 실내기는 현재 시간 구간이 실내온도를 내리도록 동작하는 구간인지 여부를 판단한다.

현재 시간 구간이 실내온도를 내리도록 동작하는 구간이면, 1160 단계에서 실내기는 서브팬을 구동시킨다. 여기서, 실내온도를 내리도록 동작하는 구간은 앞선 고부하 조건의 실시예에서의 A 구간 및 C 구간에 해당한다.

반면, 현재 시간 구간이 실내온도를 내리도록 동작하는 구간이 아니면, 1170 단계에서 실내기는 서브팬을 구동시키지 않는다. 여기서, 실내온도를 내리도록 동작하지 않는 구간은 앞선 고부하 조건의 실시예에서의 B 구간에 해당한다.

한편, 앞선 1140 단계에서 현재 부하 조건이 고부하 조건이 아닌 것으로 식별되면, 1210 단계에서 실내기는 현재 시간 구간이 초기 냉방 단계인지 여부를 판단한다. 여기서, 초기 냉방 단계는 앞선 저부하 조건의 실시예에서의 A 구간에 해당한다.

현재 시간 구간이 초기 냉방 단계라고 판단되면, 1220 단계에서 실내기는 서브팬을 구동시키지 않는다.

반면, 현재 시간 구간이 초기 냉방 단계가 아니라고 판단되면, 1230 단계에서 실내기는 현재 시간 구간이 실내온도를 내리도록 동작하는 구간인지 여부를 판단한다.

현재 시간 구간이 실내온도를 내리도록 동작하는 구간이면, 1240 단계에서 실내기는 서브팬을 구동시킨다. 여기서, 실내온도를 내리도록 동작하는 구간은 앞선 저부하 조건의 실시예에서의 C 구간에 해당한다.

반면, 현재 시간 구간이 실내온도를 내리도록 동작하는 구간이 아니면, 실내기는 1220 단계로 이행한다. 여기서, 실내온도를 내리도록 동작하지 않는 구간은 앞선 저부하 조건의 실시예에서의 B 구간에 해당한다.

이와 같이, 실내기는 냉방공정이 진행되는 동안, 고부하 조건 또는 저부하 조건 여부에 대응하여 서브팬을 선택적으로 가동시킨다.

이상 실시예들에서 설명한 바와 같은 장치의 동작은, 해당 장치에 탑재된 인공지능에 의해 수행될 수 있다. 인공지능은 기계 학습 알고리즘을 활용하여 다양한 제반 시스템에 적용될 수 있다. 인공지능 시스템은 인간 수준 내지는 인간 수준에 버금가는 지능을 구현하는 컴퓨터 시스템으로서, 기계, 장치 또는 시스템이 자율적으로 학습하고 판단하며, 사용 경험의 누적에 기반하여 인식률 및 판단 정확도가 향상되는 시스템이다. 인공지능 기술은 입력되는 데이터들의 특징을 스스로 분류하고 학습하는 알고리즘을 이용한 기계학습(deep-running) 기술 및 알고리즘을 활용하여, 인간의 두뇌의 인지, 판단 등의 기능을 모사하는 요소 기술들로 구성된다.

요소 기술들은, 예를 들면 인간의 언어와 문자를 인식하는 언어적 이해 기술, 사물을 인간의 시각처럼 인식하는 시각적 이해 기술, 정보를 판단하여 논리적으로 추론하고 예측하는 추론 및 예측 기술, 인간의 경험 정보를 지식 데이터로 처리하는 지식 표현 기술, 차량의 자율 주행이나 로봇의 움직임을 제어하는 동작 제어 기술 중 적어도 어느 하나를 포함한다.

여기서, 언어적인 이해는 인간의 언어 또는 문자를 인식하고 응용 처리하는 기술로서, 자연어의 처리, 기계 번역, 대화 시스템, 질의 응답, 음성 인식 및 합성 등을 포함한다.

추론 예측은 정보를 판단하여 논리적으로 예측하는 기술로서, 지식 및 확률 기반 추론, 최적화 예측, 선호 기반 계획, 추천 등을 포함한다.

지식 표현은 인간의 경험 정보를 지식 데이터로 자동화 처리하는 기술로서, 데이터의 생성 및 분류와 같은 지식 구축, 데이터의 활용과 같은 지식 관리 등을 포함한다.

본 발명의 예시적 실시예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 이러한 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨터 판독 가능 매체는 삭제 가능 또는 재기록 가능 여부와 상관없이, ROM 등의 저장 장치와 같은 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치, 또는 예를 들어, RAM, 메모리 칩, 장치 또는 집적 회로와 같은 메모리, 또는 예를 들어 CD, DVD, 자기 디스크 또는 자기 테이프 등과 같은 광학 또는 자기적으로 기록 가능함과 동시에 기계(예를 들어, 컴퓨터)로 읽을 수 있는 저장 매체에 저장될 수 있다. 이동 단말 내에 포함될 수 있는 메모리는 본 발명의 실시 예들을 구현하는 지시들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적합한 기계로 읽을 수 있는 저장 매체의 한 예임을 알 수 있을 것이다. 본 저장 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어의 기술 분야에서 숙련된 기술자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.

1 : 에어컨
100 : 실내기
120 : 실내기 센서
130 : 하우징
131 : 메인흡입구
132 : 서브흡입구
133 : 서브배출구
134 : 제1유로
135 : 제2유로
140 : 타공플레이트
150 : 메인팬
160 : 서브팬
174 : 구동부
175 : 프로세서

Claims

공기조화기에 있어서,
서로 다른 흡입구 및 토출구를 각각 가지며 상호 격리되는 제1유로 및 제2유로가 내부에 마련된 하우징과,
상기 제1유로에 배치되며 공기의 열교환을 수행하는 열교환기와,
상기 제1유로에 배치되며 상기 열교환기에 의해 열교환된 공기를 상기 하우징 외부로 토출시키도록 동작하게 마련된 제1팬과,
상기 제2유로에 배치되며 상기 제2유로를 따라서 이동하는 공기를 상기 하우징 외부로 토출시키도록 동작하게 마련된 제2팬과,
상기 제1팬 및 상기 제2팬을 각기 구동시키도록 마련된 구동부와,
실내온도 및 실외온도에 기초하여 상기 제1팬이 동작되도록 하며, 상기 실내온도 및 상기 실외온도 중 적어도 하나가 기 설정된 온도조건을 만족하는 시간 구간에 대응하여 상기 제2팬이 선택적으로 동작하도록 상기 구동부를 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 온도조건은, 상기 실내온도가 제1문턱값보다 높거나 또는 상기 실외온도가 제2문턱값보다 높은지 여부를 나타내는 공기조화기.
제2항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 온도조건을 만족하는 상기 시간 구간이, 냉방을 위해 상기 열교환기 및 상기 제1팬이 가동되는 냉방 구간인지 여부를 판단하고,
상기 시간 구간이 상기 냉방 구간으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키는 공기조화기.
제3항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 온도조건을 만족하는 상기 시간 구간이 상기 냉방 구간이 아닌 것으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키지 않는 공기조화기.
제3항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 온도조건을 만족하지 않는 상기 시간 구간이, 상기 냉방 구간 중에서 상기 열교환기가 최초로 가동되는 초기 냉방 구간인지 여부를 판단하고,
상기 시간 구간이 상기 초기 냉방 구간으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키지 않고, 상기 시간 구간이 상기 초기 냉방 구간이 아닌 것으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키는 공기조화기.
제5항에 있어서,
상기 프로세서는, 상기 온도조건을 만족하지 않는 상기 시간 구간이 상기 냉방 구간이 아닌 것으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키지 않는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 제2유로의 토출구는, 상기 제2팬의 상측에 배치되는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 제2팬은 상기 제1팬의 하측에 배치되는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 제1유로의 토출구를 커버하도록 상기 하우징에 결합되며 공기가 배출되는 복수의 타공을 가진 타공플레이트를 더 포함하며,
상기 제1팬은 상기 열교환기 및 상기 타공플레이트 사이에 배치되는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 실내온도 또는 상기 실외온도를 감지하는 센서를 더 포함하며,
상기 프로세서는 상기 센서로부터 상기 실내온도 또는 상기 실외온도의 정보를 획득하는 공기조화기.
공기조화기의 제어방법에 있어서,
제1유로에 배치된 열교환기를 구동시켜 상기 열교환기에 의해 상기 제1유로의 공기를 열교환시키는 단계와,
실내온도 및 실외온도에 기초하여 상기 제1유로에 배치된 제1팬을 구동시켜, 상기 제1유로의 열교환된 공기를 외부로 배출시키는 단계와,
상기 제1유로와 서로 다른 흡입구 및 토출구를 각각 가지며 상호 격리되는 제2유로에 배치된 제2팬을, 상기 실내온도 및 상기 실외온도 중 적어도 하나가 기 설정된 온도조건을 만족하는 시간 구간에 대응하여 선택적으로 구동시키는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 온도조건은, 상기 실내온도가 제1문턱값보다 높거나 또는 상기 실외온도가 제2문턱값보다 높은지 여부를 나타내는 공기조화기의 제어방법.
제12항에 있어서,
상기 온도조건을 만족하는 상기 시간 구간이, 냉방을 위해 상기 열교환기 및 상기 제1팬이 가동되는 냉방 구간인지 여부를 판단하고,
상기 시간 구간이 상기 냉방 구간으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키는 공기조화기의 제어방법.
제13항에 있어서,
상기 온도조건을 만족하는 상기 시간 구간이 상기 냉방 구간이 아닌 것으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키지 않는 공기조화기의 제어방법.
제13항에 있어서,
상기 온도조건을 만족하지 않는 상기 시간 구간이, 상기 냉방 구간 중에서 상기 열교환기가 최초로 가동되는 초기 냉방 구간인지 여부를 판단하고,
상기 시간 구간이 상기 초기 냉방 구간으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키지 않고, 상기 시간 구간이 상기 초기 냉방 구간이 아닌 것으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키는 공기조화기의 제어방법.
제15항에 있어서,
상기 온도조건을 만족하지 않는 상기 시간 구간이 상기 냉방 구간이 아닌 것으로 판단되면 상기 제2팬을 동작시키지 않는 공기조화기의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 제2유로의 토출구는, 상기 제2팬의 상측에 배치되는 공기조화기의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 제2팬은 상기 제1팬의 하측에 배치되는 공기조화기의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 공기조화기는 상기 제1유로의 토출구를 커버하도록 상기 하우징에 결합되며 공기가 배출되는 복수의 타공을 가진 타공플레이트를 더 포함하며,
상기 제1팬은 상기 열교환기 및 상기 타공플레이트 사이에 배치되는 공기조화기의 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 공기조화기의 센서로부터 상기 실내온도 또는 상기 실외온도의 정보를 획득하는 공기조화기의 제어방법.