KR20200114321A - 공조 실내기 제어방법, 이를 이용하는 컨트롤러 및 공조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복수의 공조 실내기 제어방법, 이를 이용하는 컨트롤러 및 공조기에 관한 것으로서, 공조 공간의 구획에 관한 구획 정보 및 구획에 따라 배치된 복수의 공조 실내기의 실내기 배치 정보를 판독하는 단계, 피감지물의 활동과 공기의 상태를 감지하기 위해 구획에 따라 설치된 센서를 이용하여 감지 정보를 검출하는 단계 및 구획 정보와 배치 정보를 기반으로 감지 정보에 따라 복수의 공조 실내기가 서로 분업 및 협업하여 고유 영역과 공통 영역으로 구획된 공간의 공기를 조화하도록 제어하는 공조 실내기 제어방법을 개시한다.
본 발명에 따르면, 실내기 간의 분업 및 협업 공조를 통해 공조 공간에서 인체의 위치에 따라 최적화된 공조가 가능하다.

Description

공조 실내기 제어방법, 이를 이용하는 컨트롤러 및 공조기{METHOD FOR CONTROLLING AIR CONDITIONING INDOOR UNIT, CONTROLLER AND AIR CONDITIONER USING THE SAME}

본 발명은 공조 실내기 제어방법, 이를 이용하는 컨트롤러 및 공조기에 관한 것으로서, 특히 복수의 공조 실내기가 분업과 협업을 통해 수행하는 공조를 제어하는 방법과 이를 이용하는 컨트롤러 및 공조기에 관한 것이다.

공조기는 공기의 온도, 습도, 청정도 및/또는 기류분포 등을 조절하기 위한 장치로서 실내기와 실외기 및 이들의 공조를 제어하는 컨트롤러를 포함하여 이루어질 수 있다.

종래의 공조 제어 기술에 관한 공개번호 제10-2005-0034413호의 "그룹별 제어가 가능한 에어컨의 중앙제어 시스템 및 그 동작방법"에서 복수 개 에어컨의 그룹화와 이들의 그룹별 제어 또는 전체 제어를 하는 중앙제어 시스템이 개시되어 있다. 그러나 그룹별 또는 전체 제어만으로는 공조 공간에서 시간에 따라 검출되는 인체감지 정보를 활용하는 효율적인 분업 및 협업 공조가 불가능하다.

또한, 종래의 공조 제어 기술에 관한 등록번호 제10-1186313호의 "에어컨의 그룹제어 시스템 및 그 동작방법"에서 복수의 공조 실내기의 마스터 및 슬레이브 설정과 제어방법이 개시되어 있다. 그러나 마스터 및 슬레이브 제어를 통해 최저치 미만 운전 및 최고치 초과 운전이 방지될 수는 있어도, 공간의 구획에 따라 배치된 실내기의 배치 정보를 활용하는 체계적인 공간 공조가 불가능하다.

한국 공개특허공보 제10-2005-0034413호(2005.04.14.) 한국 등록특허공보 제10-1186313호(2012.09.27.)

본 발명의 일 과제는, 공조 공간에서 시간에 따라 검출되는 인체감지 정보를 활용하는 효율적인 분업 및 협업 공조 제어가 불가능했던 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한다.

본 발명의 일 과제는, 공간 구획에 따라 배치된 실내기의 배치 정보를 활용하는 체계적인 공조가 불가능했던 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한다.

본 발명의 일 과제는, 인체감지 정보를 구획 정보 및 실내기 배치 정보와 서로 연계시키지 못했던 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한다.

본 발명의 일 과제는, 공조 공간을 전체적으로 정밀하게 제어할 수 없었던 단순 그룹제어에서 종래 기술의 문제점을 해결하고자 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 과제에 한정되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 실내 공조기 제어방법은, 적어도 다음의 단계들, 즉 공조 실내기에 관한 정보를 판독하는 단계, 감지 정보를 검출하는 단계, 및 공조 실내기에 관한 정보를 기반으로 감지 정보에 따라 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계를 포함하도록 구성된다.

구체적으로 공조 실내기에 관한 정보를 판독하는 단계에서, 공조 공간의 구획에 관한 구획 정보 및 구획에 따라 배치된 복수의 공조 실내기의 실내기 배치 정보가 판독됨으로써 공조 공간의 특징을 살려 실내기 배치 정보에 따라 계획적인 공조가 가능하기 때문에 단순 개별 또는 그룹 제어에 불과했던 종래 기술의 문제점이 해결될 수 있다.

구체적으로 감지 정보를 검출하는 단계에서, 공조 실내기 일체형으로 한정되지 않도록 독립된 위치에도 배치된 복수의 인체감지 센서와, 복수의 온도, 습도 및 미세먼지 센서로부터 검출된 감지 정보가 활용됨으로써 실내기에 종속되어서 감지 정보가 제한적이었던 종래 기술의 문제점이 해결될 수 있다.

구체적으로 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계에서, 복수의 공조 실내기가 서로 분업 및 협업하여 고유 영역과 공통 영역으로 구획된 공간의 공기를 조화하도록 제어함으로써 동일한 개별 제어의 집합에 불과했던 종래 기술의 문제점이 해결될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 제어방법은 컨트롤러에 의해 수행되는 복수의 공조 실내기 및 실외기 제어를 위한 방법으로서 공조기 및 공조 시스템에도 적용될 수 있다. 따라서 컨트롤러, 공조기 또는 공조 시스템 중에서 적어도 하나가 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 제어방법의 주체가 될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 제어방법은, 공조 공간의 구획에 관한 구획 정보 및 구획에 따라 배치된 복수의 공조 실내기의 실내기 배치 정보를 판독하는 단계, 피감지물의 활동과 공기의 상태를 감지하기 위해 구획에 따라 설치된 센서를 이용하여 감지 정보를 검출하는 단계 및 구획 정보와 배치 정보를 기반으로 감지 정보에 따라 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계를 포함한다. 그리고 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계는, 복수의 공조 실내기가 서로 분업 및 협업하여 구획된 공조 공간의 공기를 조화하도록 제어하는 단계이다.

또한, 공조 공간의 구획에 관한 구획 정보 및 구획에 따라 배치된 복수의 공조 실내기의 실내기 배치 정보를 판독하는 단계는, 복수의 공조 실내기의 어드레싱 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 컨트롤러는, 로컬 컨트롤러, 리모트 컨트롤러 및 다수의 실내기의 그룹 제어를 위한 중앙 컨트롤러 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

또한, 공조 실내기 제어방법은, 제어 대상의 공조 실내기를 선택하는 단계; 또는 제어 대상으로 선택된 공조 실내기를 복수의 집합으로 묶는(grouping) 단계를 통해 제어 대상을 확정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 구획 정보는, 실내기 별로 고유 영역과 공통 영역에 관한 정보를 포함하고, 실내기 배치 정보는, 서로 인접한 실내기들에 관한 정보, 실내기의 설치 높이에 관한 정보, 실내기 한 대가 담당하는 구획된 공간 영역, 실내기 베인(vane)과 토출각 변화에 관한 정보 및 상기 설치 높이에서 토출각 제어를 통해 직접 토출이 가능한 공간 영역에 관한 정보를 포함할 수 있다.

또한, 센서는, 인체감지 센서를 포함하고, 온도 센서, 습도 센서 및 미세먼지 센서 중에서 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.

또한, 구획에 따라 설치된 복수의 인체감지 센서는, 고유 영역과 공통 영역으로 구획된 공간에서의 인체의 이동을 감지할 수 있다.

또한, 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계는, 실외기의 제어에 따라 실내기를 간접적으로 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

또한, 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계에서, 인체의 위치에 따른 직접풍/간접풍 제어, 인체의 이동에 따른 그룹 묶음 제어, 인원 수별 조건 on/off 제어, 및 그룹 연동 직접/간접 토출각 제어 중에서 적어도 하나의 제어가 발생할 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러는, 공조 공간의 구획에 관한 구획 정보 및 구획에 따라 배치된 복수의 공조 실내기의 실내기 배치 정보를 저장하는 메모리; 및 구획 정보 및 배치 정보를 기반으로 피감지물의 활동과 공기의 상태를 감지하기 위해 구획에 따라 설치된 센서를 이용하여 검출된 감지 정보에 따라 복수의 공조 실내기의 운전을 제어하도록 설정된 프로세서를 포함한다. 그리고 프로세서는, 복수의 공조 실내기들이 서로 분업 및 협업하여 고유 영역과 공통 영역으로 구획된 공간의 공기를 조화하도록 제어한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기는, 공조 공간에 설치되는 복수의 공조 실내기; 및 공조 실내기를 제어하는 컨트롤러를 포함하되, 컨트롤러는, 공조 공간의 구획에 관한 구획 정보 및 구획에 따라 배치된 복수의 공조 실내기의 실내기 배치 정보를 저장하는 메모리; 및 구획 정보 및 배치 정보를 기반으로 피감지물의 활동과 공기의 상태를 감지하기 위해 구획에 따라 설치된 센서를 이용하여 검출된 감지 정보에 따라 복수의 공조 실내기의 운전을 제어하도록 설정된 프로세서를 포함한다. 그리고 프로세서는, 복수의 공조 실내기가 서로 분업 및 협업하여 고유 영역과 공통 영역으로 구획된 공간의 공기를 조화하도록 제어한다.

본 발명에 의하면, 공조 대상 공간의 구획에 따라 배치된 공조 실내기들이 서로 분업 및 협업하여 공조하도록 공조 실내기를 제어할 수 있다.

또한, 다양한 종류의 컨트롤러를 이용하여 실내기 어드레싱을 통한 선택 제어가 가능하다.

또한, 공조 공간을 실내기 별로 고유 영역과 공통 영역으로 구획하고, 공통 영역에서의 제어방법을 미리 규정함으로써 체계적인 공조 제어가 가능하다.

또한, 실내기들을 그룹으로 묶어서 그룹 연동 토출각 제어 및 인원 수별 조건 on/off 제어가 가능하다.

또한, 공조 실내기 간의 분업 및 협업에 의한 공조를 통해 공조 대상 공간에서 인체의 위치에 따라 최적화된 공조가 가능하다.

또한, 공조 실내기 간의 분업 및 협업에 의한 공조 제어는 복수의 실내기가 설치된 넓은 공간의 공조에 적합하고 소비전력 대비 높은 공조 효율을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기를 포함하는 공조 시스템의 설명에 필요한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 및 실외기를 포함하는 공조기의 설명에 필요한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기의 설명에 필요한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 배치의 설명에 필요한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 배치의 설명에 필요한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실외기의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기의 냉매 회로의 계통도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리모트 컨트롤러의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 제어방법의 흐름도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분업 및 협업에 의한 공조 제어방법의 설명에 필요한 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 제어방법의 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 공조 실내기 제어방법, 이를 이용하는 컨트롤러 및 공조기에 대한 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 또한 본 발명의 일 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는 것이 바람직하다.

본 발명에서 '공조기'는 복수의 공조 실내기, 이들과 연동하는 하나 이상의 공조 실외기, 상기 공조 실내기에 대응하여 상기 공조 실내기 및 공조 실외기를 제어하는 유선의 로컬 컨트롤러 및 이에 대응하는 무선의 로컬 컨트롤러, 즉 리모트 컨트롤러를 포함하는 개념이고, '공조 시스템'은 하나 이상의 공조기, 중앙 컨트롤러, 사용자 단말, 및 네트워크를 포함하는 개념으로 사용된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기(air conditioner)는 공기의 상태를 제어하는 기능을 갖는 장치로서, 공조 실내기(air conditioning indoor unit) 및 공조 실외기(air conditioning outdoor unit)를 포함한다. 에어컨(air-con)이라 불리는 냉방 전용의 장치가 공조기의 범위에 포함되고, 냉방과 난방이 가능하고 설비 여부에 따라 급탕 기능도 갖는 히트펌프(heat pump)도 공조기의 범위에 포함된다. 히트 펌프의 의미는 저온 범위의 열, 예를 들면 공기, 지하수가 갖는 열 및 폐열 등을 흡수하여 고온의 범위로 펌프업(pump up)하는 작용과 관련된다.

히트 펌프는 저온, 저밀도의 열에너지를 고온, 고밀도의 열에너지 상태로 끌어올려(pumping) 에너지 상태를 전환하는 기능을 수행하는 공조기이다. 히트 펌프는 저온을 고온으로 전환하거나 고온을 저온으로 전환하는 과정에서 발생하는 열을 이용하여 냉방, 난방 및 급탕을 수행한다.

이하 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기(100)를 포함하는 공조 시스템(1000)에 대해 설명하기로 한다.

공조 시스템(1000)은 가옥, 빌딩, 공장, 공공시설 등의 건축물 내에 포함되는 대상 공간에서 냉방이나 난방 등의 공기조화를 실현하는 시스템이다. 즉 공조 시스템(1000)은 공조 실내기가 복수 대 필요한 대상 공간 및 복수의 대상 공간이 형성된 시설에 적용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기를 포함하는 공조 시스템의 설명에 필요한 예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 시스템(1000)은 공기의 상태를 제어하는 다수의 공조기(100), 다수의 공조기(100)를 제어하는 중앙 컨트롤러(103), 중앙 컨트롤러(103)에 접속하여 다수의 공조기(100)를 제어하는 사용자 단말(200) 및 이들을 서로 연결시키는 네트워크(300)를 포함한다.

도 1을 다시 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 공조기(100)는 공조 시스템(1000)의 여러 구성요소들 중의 하나로 정의된다. 구체적으로 공조기(100)는 냉매 회로 및 제어 회로를 통해 서로 연결된 공조 실내기(101)와 공조 실외기(102), 이들을 제어하고 이에 따른 제어 명령을 입력하고, 제어 결과 및 각종 운전 정보를 표시하는 컨트롤러(110) 및 이에 대응하는 리모트 컨트롤러(120)를 구성요소로 갖는다.

공조기(100)는 대상 공간 내의 공기 상태를 제어하는 역할을 한다. 예를 들어 공조기(100)는 냉방 또는 난방을 통한 온도 조절을 하고, 제습 또는 가습 기능을 통해 공기의 습도를 조절하고, 공기 청정 기능을 통해 공기 내의 먼지와 가스를 거르는 기능을 수행한다.

중앙 컨트롤러(103)는 다수의 공조기(100)의 공조 실내기(101) 및 공조 실외기(102)에 연결되어 그 동작을 제어 및 모니터링 한다. 또한 중앙 컨트롤러(103)는 공조기(100)의 동작 스케줄을 설정하고 설정된 스케줄에 따라 동작되도록 공조 실내기(101) 및 공조 실외기(102)를 제어한다. 중앙 컨트롤러(103)는 단일 장치 또는 복수의 장치로 구성될 수 있으며 복수의 장치는 허브, 중앙식 전력량계, ACP(advance control platform) 및 관리 프로그램이 탑재된 관리 서버 등을 포함한다.

사용자 단말(200)은 유선 및 무선 통신을 이용하여 중앙 컨트롤러(103)에 접속해서, 웹 또는 애플리케이션을 통해 중앙 컨트롤러(103)가 제공하는 공조기 제어 서비스 및 모니터링 서비스를 이용할 수 있다. 따라서, 사용자 단말(200)은 공조 공간과 떨어진 원격지에서 중앙 컨트롤러(103)를 통해 공조기를 제어하고 모니터링하는 역할을 한다. 사용자 단말(200)은 PC, 노트북 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터 및 일명 스마트폰을 포함하는 개인 모바일 통신장치로 구현될 수 있다.

네트워크(300)는 중앙 제어 및 외부 접속에 의한 제어를 위해 공조기(100), 중앙 컨트롤러(103) 및 사용자 단말(200)을 연결하는 역할을 한다.

네트워크(300)는 시리얼 통신, 예를 들어 RS-485, LAN, 인터넷, 전력선을 포함한다. 일 실시 예로서 이더넷 통신규격을 기반으로 하는 중앙 컨트롤러(103)는 RS-485 통신규격과 이더넷 통신규격을 상호 변환하는 프로토콜 변환기를 통해 공조기(100) 즉, 공조 실내기(101) 및 공조 실외기(102)를 통합하여 제어할 수 있다.

또한, 중앙 컨트롤러(103)와 공조기(100) 사이는 BACnet(Building Automation Control Networks) 등의 네트워크(300)를 통해 연결될 수 있고, 이 경우 게이트웨이 등이 더 구비될 수 있다.

이하 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기(100)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 및 실외기를 포함하는 공조기의 설명에 필요한 예시도이다.

도 2를 참조하면, 공조기(100)는 공기 조화를 수행하는 복수의 공조 실내기(101), 공조 실내기(101)와 냉매 회로(21, 22)를 통해 연결되고, 압축기를 구비하여 냉매를 배분하는 하나 이상의 공조 실외기(102), 및 공조 실내기(101) 및 공조 실외기(102)와 각종 케이블(11, 12)을 통해 연결되어 데이터를 송수신하고, 제어 신호를 생성하여 공조 실내기(101) 및 공조 실외기(102)에 전송하는 컨트롤러(110)를 포함한다. 중앙 컨트롤러(103) 대비 컨트롤러(110)는 로컬 컨트롤러(110)에 해당한다.

또한, 공조기(100)는 복수의 공조 실내기(101)로 냉매를 분배하는 분배기(미도시)를 더 포함할 수 있다.

그리고 공조기(100)는 공조 실내기(101) 또는 컨트롤러(110)와 무선 통신 방식(13)으로 연결되어 이들과 각종 신호를 송수신하는 리모트 컨트롤러(120)를 더 포함할 수 있다. 컨트롤러(110) 및 리모트 컨트롤러(120)는 공조 실내기(101) 지정을 통해 일정 범위 내의 하나 이상의 공조 실내기(101)를 통합 또는 개별적으로 제어할 수 있다.

공조 실내기(101)는 실내에 설치되어 냉방 및 난방을 포함하는 다양한 공기 조화를 수행한다. 히트 펌프 모델에서 공조 실내기 (101)는 냉방 시에는 증발기(evaporator)로서 기능하고, 난방 시에는 응축기(condenser)로서 기능한다.

공조 실내기(101)는 설치되는 위치에 따라 그 종류로는 천장형, 스탠드형, 및 벽걸이형 등을 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기(101)는 공조 실내기 제어방법에 따라 공조 공간의 효율적이고 입체적인 공조가 가능한 분업 및 협업에 의한 공조를 수행한다. 즉, 분업 및 협업에 의한 공조 제어를 위해 공조 실내기(101)는 복수의 베인을 통해 공기의 토출량과 토출 각도를 제어할 수 있다. 이를 실현하기 위해서 공조 실내기(101)는 복수의 실내기 팬과 토출각을 제어하는 액추에이터를 포함할 수 있다. 다양한 종류의 공조 실내기(101) 중에서 천장형 공조 실내기(101)를 예를 들어 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기의 설명에 필요한 예시도이다.

도 3을 참조하면, (A)에 본 발명의 일 실시 예에 따른 천장형 공조 실내기(101)가 묘사되어 있다. 공조 실내기(101)는 복수 방향의, 예를 들어 4개 방향의 베인(vane)을 포함한다. 그리고 각 베인을 통해서 토출되는 공기의 토출량과 토출각도는 각기 독립적으로 제어될 수 있다.

도 3을 다시 참조하면, (B)에는 전체 4개의 베인 중에서 베인2와 베인4에서 토출되는 공기의 토출각도가 개략적으로 묘사되어 있다. 여기서, 토출각의 범위는 공조 실내기(101) 내부의 액추에이터의 동작에 의해 제어된다.

토출각은 20도 내지 70도에서 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 직접풍 범위의 70도 초과의 토출각은 인체 또는 공기 순환에는 바람직하지 않을 수 있기 때문이다. 20도 미만의 각도에서 효과는 크지 않은 반면에 장치 구현을 위해서 비용이 많이 드는 단점이 있다.

상대적으로 작은 범위의 토출각에서 공조 실내기와 멀리 떨어져 있는 영역에까지 조화된 공기를 보낼 수 있고, 큰 범위의 토출각에서 공기 조화의 집중도를 높일 수 있다. 따라서 토출각과 바람의 강약을 조절함으로써 분업 및 협업에 의한 공조에 필요한 공기가 보내지는 방향 및 지면에서 도착하는 영역을 제어할 수 있다.

일정 공조 공간에는 복수의 공조 실내기(101)가 배치될 수 있다. 가정에서는 단일 기기로 설치되므로 스탠드형이나 벽걸이형 공조 실내기(101)의 수요가 많은 반면에, 회사, 상업시설, 공공기관 및 공공시설에서는 넓은 공조 공간의 효율적인 공조를 위해 소위 시스템 에어컨으로서 다수의 천장형 공조 실내기(101)가 공조 공간 내에 설치된다. 이하 다양한 실시 예 중에서 천장형 공조 실내기(101)의 배치에 대해 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 배치의 설명에 필요한 예시도이다.

도 4를 참조하면, 공조 공간 내에서 1개 내지 5개의 공조 실내기(101)가 배치된 공간의 단면, 즉 천장에서 바닥을 내려다 본 모습이 묘사되어 있다.

(A)에는 하나의 공조 실내기(101)가, (B)에는 직렬로 배치된 4개의 공조 실내기(101)들이, (C)에는 사각형 배치의 4개의 공조 실내기(101)들이, (D)에는 중심과 그 주변에 배치된 5개의 공조 실내기(101)들이 설치된 공간이 각각 묘사되어 있다.

도 4의 (A)를 참조하면, 하나의 공조 실내기(101)가 배치된 공간은 복수의 영역으로 구획되어 있다. (A)를 예를 들어 설명하면, 공조 공간(Z1)은 공조 실내기(101)가 설치된 위치의 중앙 영역인 #0 영역과 그 주변의 #1 내지 #4 영역들을 포함한다. 이러한 공간 분할 및 영역 넘버링은 (B), (C) 및 (D)의 배치에서도 적용된다.

도 4에서 공간 분할, 즉 구획은 다양한 방법으로 가능하고, 반드시 도 4에 한정되는 것은 아니다. 또한, 공조 실내기(101)의 공조 능력에 따라 각 공간(Z0 내지 Z4)들은 서로 밀착되지 않고 분리되어 배치되거나 서로 포개져서 배치될 수 있고, 각 공간의 넓이도 다양할 수 있다. 그리고, 묘사된 각 공조 공간(Z0 내지 Z4)은 공조 실내기의 배치 및 각 공조 실내기가 주로 담당하는 공조 공간을 형식적으로 나타내기 위한 것으로 하나의 공조 실내기(101)가 자신의 영역을 벗어나는 공간의 공조를 할 수 없는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 제어방법, 이를 이용하는 컨트롤러(110) 및 공조기(100)에서 공조 실내기 정보, 즉 공조 실내기에 관한 정보가 이용되고, 공조 실내기 정보는, 공조 공간의 구획에 관한 구획 정보와 구획에 따라 배치된 복수의 공조 실내기(101)의 배치 정보를 포함한다. 여기서, 구획 정보는 공조 공간의 모양, 공조 공간의 면적, 공조 공간의 구획 형태에 관한 정보를 포함한다. 그리고 배치 정보는 공조 실내기의 종류, 공조 실내기 설치 높이, 공조 실내기의 토출량 제어, 토출각 제어, 공조 실내기의 냉방 능력, 배치된 공조 실내기의 형상, 및 공조 실내기의 수에 관한 정보를 포함한다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 배치의 설명에 필요한 예시도이다.

도 5를 참조하면, 사각형 배치의 공조 실내기(101)들이 설치된 전체 공조 공간의 단면이 묘사되어 있다. 각 공간(Z1~Z4)에서 공조 실내기(101)는 #1-0 내지 #4-0 영역의 천장에 설치될 수 있다.

공조 공간(Z1)을 예를 들어 설명하자면, 공조 공간(Z1)의 가로 길이(w1) 및 세로 길이(w2)는, 구획 정보 및 실내기(101)의 규격에 따라 다양하게 설정될 수 있다. 공조 공간의 모양도 정사각형에 한정되지 않으며, 실내기(101)에 포함된 베인의 수에 따라 직사각형 형태로 설정될 수 있다.

공조 공간(Z1)은 복수의 영역, 예를 들어 5개의 영역, 즉 실내기가 설치된 지점의 공간에 해당하는 영역(1-0)과 4개의 방향에 따른 영역들(1-1, 1-2, 1-3, 1-4)로 구획될 수 있다.

하나의 실내기가 담당하는 공조 공간은 고유 영역과 공통 영역을 포함할 수 있다. 공통 영역은 빗금 친 영역(Z12, Z23, Z34, Z41)으로 표시된다. 공통 영역의 폭(w3, w4)은 구획 정보 및 실내기(101)의 규격에 따라 다르게 설정될 수 있다.

여기서, 고유 영역의 공조는 해당 실내기가 담당하고, 공통 영역의 공조는 이와 인접한 실내기 중의 어느 하나 또는 그 이상이 담당할 수 있다.

본 발명에서 구획 정보는 인접한 공조 실내기 간의 공통 영역에 관한 정보를 포함한다. 공통 영역 내에서 인체가 감지될 경우 이에 접하는 2개 내지 4개의 공조 실내기(101) 중에서 어느 공조 실내기(101)가 해당 영역을 담당할 것인지, 그리고 몇 도의 토출각으로 공기를 토출할 것인지를 미리 저장된 구획 정보에 기반하여 공조 실내기 제어방법 내에서 규정될 수 있다. 이하 공조기(101)를 구성하는 기기들과 이에 포함된 구성요소에 대해 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.

도 6을 참조하면, 공조 실내기(indoor unit)(101)는 그 구성요소로서 실내기 제어부(131), 실내기 통신부(132), 실내기 냉매 회로(141), 내부 센서(142), 실내기 팬(143), 및 외부 센서(150)를 포함하는데, 외부 센서(150)의 위치는 공조 실내기(101)에 한정되는 것은 아니다.

실내기 제어부(131)는 실내기 통신부(132), 실내기 냉매 회로(141)의 각종 전자밸브, 내부 센서(142), 실내기 팬(143) 및 외부 센서(150)의 동작을 제어한다. 위에서 설명된 액추에이터는 실내기 팬(143)의 구성요소로서 공조 실내기(101)에 포함된다. 실내기 제어부(131)는 본 발명의 일 실시 예에 따른 분업 및 협업에 의한 공조 제어의 수행을 돕기 위해 운전 on/off 제어, 토출각 제어 및 풍량 제어 모드에 따라 실내기 팬(143), 액추에이터, 및 실내기 냉매 회로(141)가 연동하여 동작되도록 이들을 제어한다.

실내기 통신부(132)는 컨트롤러(110)의 통신부(112) 및 리모트 컨트롤러(120)의 통신부(122)와의 양방향 통신을 수행한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 분업 및 협업에 의한 공조 제어의 수행을 돕기 위해 각 실내기의 통신부(132)는 해당 실내기 또는 해당 영역의 천장에 독립적으로 부착된 인체감지 센서를 통해 검출된 인체감지 정보를 컨트롤러(110)에 송신한다.

실내기 냉매 회로(141)는 각종 전자밸브, 냉매 배관 및 실내 열교환기(184)를 포함한다.

내부 센서(142)는 실내기 내부에 설치되는 센서로서, 히터 과열방지 온도센서, 실내배관 온도센서, 흡입공기 온도센서를 포함한다.

온도센서(thermistor)는 온도의 변화에 따라 저항값이 변화하는 반도체를 말하며 주로 전자식 디스플레이에 많이 사용된다. 온도가 상승하면 저항 값이 작아지고, 온도가 하강하면 저항 값이 커진다.

온도센서는 공조 실내기(101) 및 실내기가 설치된 장소의 대기 온도와 배관 온도를 감지하여 압축기 및 팬 등을 제어한다. 온도센서는 각 부위의 온도를 감지하여 제상, 저온 및 과부하를 감지하여 압축기(181) 및 팬(143, 173) 등을 제어한다.

실내기 팬(143)은 실내기 열교환기(184)에 작용하여 냉방 또는 난방의 공기를 토출시키는 역할을 한다. 위에서 살펴본 바와 같이 실내기 팬(143)은 다수의 베인(vane)을 통해 공기의 토출량 및 토출각도를 독립적으로 제어하는 다수의 액추에이터를 포함한다.

외부 센서(150)는 공조 실내기(101)의 외부 표면 또는 공조 실내기(101)와 독립된 위치에 설치된다. 예를 들어, 외부 센서(150)는 공조 공간의 바닥면을 향하도록 천장형 공조 실내기(101)의 표면에 설치되거나, 스탠드형 공조 실내기(101)의 상단 정면에 설치되거나, 공조 공간의 천장이면 또는 벽면에 공조 실내기(101)와는 따로 설치될 수 있다. 따로 설치된 외부 센서(150)는 IOT로 기능하거나 유선 또는 무선 통신을 통해 컨트롤러(110) 또는 공조 실내기(101)와 신호 및 데이터를 송신 및 수신한다.

외부 센서(150)는 그 종류로서 인체감지 센서 및 공기상태를 측정하는 센서를 포함한다. 인체감지 센서(150)는 인체를 판단하고 그 움직임을 감지한다. 따라서, 인체감지에 따른 감지 정보에는 공조 공간 내의 인체의 수에 관한 정보가 포함된다. 공기상태를 측정하는 센서(150)는 공기의 온도, 습도 등과 같은 공기상태를 나타내는 인자를 검출하는 역할을 한다.

인체감지 센서(150)로서 IR 통신을 이용하는 적외선 센서, 라디오 주파수를 이용하는 RF 센서, 초음파를 이용하는 초음파 센서 중에서 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다. 그리고, 각종 공기상태 측정 센서로서, 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서, 먼지 센서, 및 가스 센서 중에서 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실외기의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.

도 7을 참조하면, 실외기(outdoor unit)(102)는 실외기 제어부(161), 실외기 통신부(162), 외부 센서(163), 실외기 냉매 회로(171), 내부 센서(172) 및 실외기 팬(173)을 포함한다.

공조 실외기(102)는 대부분 공조 공간 이외의 공간, 예를 들어 실외에 설치 된다. 여기서, 내부 센서(172)는 공조 실외기(102) 내에 설치되는 센서이고, 외부 센서는 실내기(102) 외부에 설치되는 센서이다.

실외기 제어부(161)는 실외기 통신부(162), 외부 센서(163), 실외기 냉매 회로에 포함된 각종 전자 밸브, 내부 센서(172), 및 실외기 팬(173)의 동작을 제어한다. 특히 실외기 제어부(161)는 실외기 통신부(162)와 각 실내기 통신부(132) 사이의 통신선을 통해 신호의 송수신을 제어하는 역할을 한다.

실외기 통신부(162)는 실내기 통신부(132), 컨트롤러 통신부(112), 및 리모트 컨트롤러 통신부 (122)와 통신을 수행한다.

외부 센서(163)는 그 종류로서 실외에 설치된 먼지 센서 등을 포함한다.

공조 실외기(102)는 실외기 냉매 회로(171)의 구성요소로서 복수의 냉매 배관, 압축기(compressor), 실외 열교환기 및 팽창 밸브 등의 기기를 포함하고, 히트 펌프의 공조 실외기(102)는 4방변(4way valve)을 더 포함할 수 있다.

실외기 팬(173)은 실외기 열교환기 내의 냉매와 공기와의 열교환을 위한 공기 흐름을 생성하는 역할을 한다. 특히 실외기 팬(173)은 응축기에서 방출된 열을 실외기 밖으로 불어내는 역할을 한다. 팬의 RPM은 보통 700~1000 수준이다.

내부 센서(172)는 외부 공기의 온도를 검출하는 외기온도센서, 실외기 배관의 온도를 검출하는 실외배관센서, 압축기의 과열 방지를 위한 압축기 온도센서 및 공조 실외기(102) 내에서 그 밖의 각종 값을 검출하는 센서들을 포함한다.

실외기 제어부(161)는 압축기, 4방변, 팽창 밸브 및 실외 팬 등, 실외기 내의 액추에이터의 동작을 제어하는 역할을 한다. 실외기 제어부(161)는 공조 실외기(102) 내에 배치되는 기판, 즉 제어보드에 구현된다. 제어보드는 프로세서 및 메모리를 포함한다.

또한, 실외기 제어부(161)는 실외기 통신부(162)에서 통신선을 통해 네트워크(300)에 접속되어 있고 네트워크(300)에 접속된 기기와 서로 통신 가능하게 구성된다. 여기서 네트워크(300)는 시리얼 통신, 예를 들어 RS-485, LAN, 인터넷, 전력선을 포함한다. 이하 실외기와 실내기의 냉매 회로(141, 171)에 대해 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조기의 냉매 회로의 계통도이다.

도 8을 참조하면, 압축기(181)는 증발기에서 기화된 냉매가스를 흡입하여 증발기 내의 압력을 저압으로 유지시키며 흡입된 냉매가스를 압축하여 고압냉매가스를 응축기로 밀어낸다.

실외 열교환기(182)는 응축기(condenser)(182)를 통하는 공기로 하여금 압축기에서 밀려나온 고압의 냉매가스로부터 열을 빼앗도록 함으로써 기체 상태의 냉매가스를 액화시킨다. 또한, 실외 열교환기(182) 난방 기능에서는 증발기(evaporator)로 작용한다.

모세관 튜브(capillary tube)(183)는 응축기와 증발기 사이에 연결되며 응축기에서 액화된 고압의 액냉매를 감압하여 증발기에서 증발하기 쉬운 상태로 조정하고 일정한 비율로 냉매가 흐르도록 한다.

실내 열교환기(184)는 그 내부의 냉매가 실내공기로부터 열을 빼앗아 기화시킴으로써 주변 공기를 냉각시킨다. 실내 열교환기(184)는 냉방 기능에서는 증발기(evaporator)로 작용하고, 난방 기능에서는 응축기(condenser)로 작용한다.

액분리기(185)는 액체 냉매가 압축기에 흡입되는 것을 방지하기 위한 일종의 액냉매 분리기로서 압축기의 흡입부에 설치된다. 그 내부에는 이물질 침투 방지용 여과기(strainer)가 부착되어 있다. 즉 액분리기는 가스 냉매만을 압축기 측으로 들어가게 하고 액체 냉매는 분리하는 역할을 한다.

분배기(distributor)(186)는 분배 및 배급 장치로서 고압측의 압력을 분산시켜 각 모세관 파이프(capillary pipe)에 일정하게 냉매를 분배하는 장치이다.

사방변(reversing valve, 4way valve)(187)은 사방밸브라고도 불리며, 냉방/난방 겸용 사이클에서 냉방 또는 난방 운전시 냉매의 흐름을 바꾸어 주는 냉매 흐름 절환 장치이다.

서비스밸브(SVC valve)(188)는 진공 작업, 냉매 충전, 제품 수리, 실내기/실외기 연결 및 사이클 수리 시에 사용된다.

그 밖에 도 8에 묘사되지 않았으나, 공조 실내기(101) 및 공조 실외기(102)의 냉매 회로에는 그 구성요소로서 역지밸브, 커패시터, PTCR, 고압 압력 스위치, 저압 압력 스위치, 마그네트 스위치, 썸프 히터 및 OLP 등이 포함될 수 있다.

역지밸브(check valve)는 냉매를 한쪽 방향으로 흐르게 하는 밸브, 즉 역류방지 밸브로서, 주로 멀티 제품과 히트 펌프 제품에 사용된다.

커패시터(capacitor)는 압축기, 팬 모터 등 기동시 기동 토크를 공급하고, 기동성을 좋게 해주며 운전 중에 운전 효율성을 좋게 해 준다.

PTCR(positive temperature coefficient resistance)(191)는 압축기 측의 커패시터와 직렬 연결되어 사용되며, 압축기의 초기 기동성을, 즉 초기 운전 시에 PTC 작동 압축기의 기동력을 좋게 해준다.

고압 압력 스위치(high pressure switch)는 응축기 막힘 주변온도 상승으로 이상 고압 발생 시 압축기 보호를 위하여 전원을 차단하는 안정 장치이다.

저압 압력 스위치(low pressure switch)는 기온이 낮아 가스의 액화로 압력이 낮아져 압축기로 액냉매 유입 우려 및 가스 누설, 사이클 막힘 등으로 압력이 낮아져 압축기의 손상을 막기 위한 장치이다.

마그네트 스위치(magnetic switch)는 압축기, 모터, 히터 등의 부하 on/off 용도로 주로 사용된다.

실내기 팬, 일명 Blower, CFF(cross flow fan)는 실내측 공기를 흡입, 증발기에 송풍하여 냉각된 공기를 실내에 분배시켜 주는 역할을 한다. 분리형은 소음을 줄이기 위해 CFF 구조이며 PAC은 풍량/소음 등을 감안한 Blower 또는 Turbo Fan을 사용한다.

썸프 히터(sump heater)는 압축기 동작 시에 꺼지고, 압축기 정지 시에 통전되어 압축기를 가열하는 압축기 내의 액화를 방지하는 장치이다. 히트 펌프 제품에서 난방 운전 시에 압축기가 정지하게 되면 냉매가 액체 상태로 압축기에 남게 되는데 이 상태로 압축기가 기동되면 액압축을 하게 되어 압축기의 손상을 초래하기 때문에 썸프 히터를 사용하여 정지 중에도 압축기의 온도가 주위 온도보다 높게 유지되도록 해서 압축기 내 냉매의 액화를 막기 위해 사용된다.

OLP(over load protector), 그 중에서 외장형 타입은 밀폐형 전동 압축기의 표면에 설치되어 압축기를 보호하는 장치이다. 히터(heater)에 전류가 흐르면 열이 발생되어 바이메탈(bimetal)에 전달되고, 바이메탈이 동작하여 전원이 차단된다. 히터의 재질은 니크롬선이고, 압축기의 용량이 작으면 운전전류가 적어서 OLP 내에 히터가 내장되고, 압축기의 용량이 크면 히터가 필요 없다.

OLP(over load protector), 그 중에서 내장형 타입은 밀폐형 전동 압축기의 고정자 권선 속에 매립되어 코일에 흐르는 전류를 감지하고, 코일 권선 온도를 신속하게 감지할 수 있어 외장형보다 유리하다. OLP는 고효율 압축기 및 모터의 권선 온도가 높은 곳에 주로 사용된다. 중대형 압축기는 대부분 내장형 OLP를 이용한다.

컨트롤러(110)는 공조 실내기(101)의 종류에 따라, 예를 들어 스탠드형의 공조 실내기(101)와 일체로 구성되거나, 천장형의 공조 실내기(101)와 케이블로 연결된 장치로 구성될 수 있다. 이에 따라 공조 실내기(101)에는 컨트롤러(110)의 구성요소들이 포함될 수 있다. 본 발명에서는 공조 실내기(101)와는 별도로 구성된 컨트롤러(110)에 대해 설명하기로 한다.

도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.

도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 리모트 컨트롤러의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.

도 9와 도 10을 참조하면, 컨트롤러(110)와 리모트 컨트롤러(120)는 유사한 구성을 보인다.

도 9를 참조하면, 컨트롤러(110)는 제어부(111), 통신부(112), 입력 장치(113), 표시 장치(114), 및 실내기 정보 데이터베이스(database, DB)(118)를 포함하고, 추가적으로 외부 센서(150)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(110)는 통신선을 포함하는 각종 케이블을 통해 이와 대응하는 공조 실내기(101)에 직접적으로 연결되고, 공조 실내기(101)와의 연결을 통해 공조 실외기(102), 리모트 컨트롤러(120), 중앙 컨트롤러(103) 및 사용자 단말(200)에 연결되어 이들과 통신할 수 있다.

도 10을 참조하면, 리모트 컨트롤러(120)는 제어부(121), 통신부(122), 입력 장치(123), 표시 장치(124), 및 독립 전원인 배터리(129)를 포함한다.

하나의 컨트롤러(110)는 공조 실내기(101) 지정을 통해 다수의 공조 실내기(101) 및 이와 연결된 하나 이상의 공조 실외기(102)를 제어할 수 있다. 즉 컨트롤러(110)는 입력 장치(113), 예를 들어 키 입력을 통해 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 대응하는 하나 이상의 공조 실내기(101) 및 이와 연동하는 공조 실외기(102)에 전송하고, 이에 따른 제어 결과, 운전 정보 및 상태 정보를 표시 장치(114)를 통해 표시한다. 그리고 컨트롤러(110)와 관련된 구성은 중앙 컨트롤러(103) 및 리모트 컨트롤러(120)에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.

컨트롤러(110)의 제어부(111)는 구동 모듈(131), 설정 모듈(132), 감지 모듈(133) 및 AI 모듈(134)을 포함한다.

구동 모듈(131)은 실내기 제어부(131) 및 실외기 제어부(161)를 통해 공조기(100) 내의 실내기 냉매 회로(141), 실내기 팬(143), 실외기 냉매 회로(171), 및 실외기 팬(173) 등의 운전을 제어하는 역할을 한다.

설정 모듈(132)은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분업 및 협업에 의한 공조 제어에 필요한 과정, 즉 실내기를 등록하고, 실내기에 관한 정보를 관리하고, 실내기를 확인하고 실내기의 어드레싱을 수행하는 역할을 한다. 이에 대한 자세한 설명은 공조 실내기 제어방법에 실시 예에서 하기로 한다.

감지 모듈(133)은 외부 센서(150)로부터 수신된 각종 감지 신호, 예를 들어 인체감지 신호 및 공기상태 측정 신호를 이용하여 이에 대응하는 인체감지 정보 및 공기상태 정보를 생성하거나, 이미 생성되어서 수신된 각종 감지 정보를 관리하는 역할을 한다.

AI 모듈(134)은 중앙 컨트롤러(103) 또는 이에 포함된 서버, 예를 들어 머신 러닝 라이브러리를 제공하는 인공지능 서버의 서비스를 이용하여 컨트롤러(110), 즉 제어부(111)가 공조기(100), 즉 공조 실내기(101) 및 실외기(121)의 분업 및 협업에 의한 공조를 제어함에 있어서 각종 제어패턴을 제공할 수 있다. 인공지능을 이용하는 분업 및 협업에 의한 공조 제어 패턴에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.

컨트롤러(110)의 통신부(112)는 사용자 입력에 따라 제어 신호를 공조 실내기(101) 및 공조 실외기(102)에 송신하고, 이들로부터 제어 결과, 공조 실내기(101) 및 공조 실외기(102)의 운전 정보와 상태 정보를 수신하는 역할을 한다.

입력 장치(113)는 사용자 등으로부터 공조 실내기(101)를 운전하는 운전 명령, 예를 들어 전원 온/오프, 온도 설정, 운전 모드 변경 등을 입력 받는다. 입력 장치(113)는 물리적인 키, 표시 장치 상에 가압식 또는 정전식의 터치 입력 형태로 구현될 수 있다.

제어부(111)는 통신 연결이 정상이면, 입력 받은 운전 명령에 따른 제어 신호를 생성한다. 통신부(112)는 제어 신호를 공조 실내기(101)에 전송하고, 운전 명령에 따른 공조 실내기(101)의 동작 정보, 상태 정보를 수신한다.

표시 장치(114)는 입력 받은 운전 명령, 실내기로부터 수신한 동작 정보, 상태 정보를 화면에 표시할 수 있다. 표시 장치(114)는 LCD 또는 LED 모니터 등으로 구현될 수 있다.

컨트롤러(110)는 통신 상태에 따른 표시할 데이터, 운전 명령에 따른 공조 실내기(101)와 송수신할 데이터, 오류 코드 등을 저장하는 저장부, 예를 들어 메모리(116)를 포함한다. 또, 저장부(116)는 실내기에 관한 정보, 예를 들어

실내기 정보 DB(118), 실내기의 주소, 컨트롤러(110) 자신의 주소 등을 저장할 수 있다.

실내기 정보 DB(118)는 구획 정보 및 실내기 배치 정보를 포함한다. 컨트롤러(110)는 실내기 정보 DB(118)를 로컬 영역의 메모리(116) 또는 중앙 컨트롤러(103)에 포함된 데이터베이스 서버에 저장하고, 이를 인출해서 사용할 수 있다.

리모트 컨트롤러(121)의 제어부(121)는 입력 장치(123)를 통해 입력되는 사용자 입력을 통신부(122)를 통해 공조 실내기(101), 또는 컨트롤러(110)로의 송신을 제어한다. 또한, 제어부(121)는 표시 장치(124)를 통해 공조 실내기(101) 또는 컨트롤러(110)로부터 공조기(100)의 모니터링 정보 및 운전 정보의 표시를 제어한다. 또한, 제어부(121)는 근거리 통신 기능, 예를 들어 NFC, RF 통신, 블루투스, 지그비 및 무선 랜을 포함하는 통신부(122)를 통해 근거리 통신 기능이 있는 사용자 단말(200)로부터 공조기(100)의 제어에 필요한 명령을 수신할 수 있다.

리모트 컨트롤러(120)의 통신부(122)도 컨트롤러(110)의 통신부(122)와 유사한 역할을 하고, 공조 실내기(101), 컨트롤러(110) 및 사용자 단말(200)과의 통신을 위해 각종 통신 기능들, 예를 들어 적외선(infrared, IR) 통신, NFC, RF 통신, 및 무선 랜 기능 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 리모트 컨트롤러(120)의 통신부(122)의 송수신 모듈은 각종 무선 통신 방식에 따라, 예를 들어 IR 통신 또는 무선 주파수(radio frequency, RF) 통신에 따라 IR LED(light-emitting diode) 또는 IR 송수신 모듈(TX/RX module)로 구현될 수 있다.

입력 장치(113, 123)는 사용자로부터 제어 신호를 발생하기 위한 입력을 받는 역할을 한다. 입력 장치(113, 123)는 물리 키 및 터치 스크린 중에서 적어도 하나를 통해 구현될 수 있다.

표시 장치(114, 124)는 입력 장치를 통한 입력에 따른 제어 결과, 공조 실내기(101) 및 공조 실외기(102)의 운전 정보 및 상태 정보를 표시하는 역할을 한다.

외부 센서(127)는 사용자가 위치한 환경에서 각종 정보를 검출하는 센서들, 예를 들어 인체감지 센서 및 공기상태 측정 센서들을 포함할 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.

도 11을 참조하면, 제어부(111)는 그 구성요소로서 도 9의 구성요소인 구동 모듈(131), 설정 모듈(132), 감지 모듈(133) 및 AI 모듈(134) 대신에, 프로세서(115) 및 메모리(116))를 포함하도록 구성될 수 있다.

프로세서(115)는 공조 실내기(101)에 관한 정보 및 각종 센서(150)를 통해 수집된 감지 정보에 기초하여 공조기(100)의 공조 실내기(101)의 구동을 제어하도록 설정된다. 프로세서(115)는 실내기에 관한 정보, 인체감지 정보 및 공기상태 정보를 이용하여 복수의 공조 실내기(101)가 서로 협동하여 동작하도록 제어한다.

메모리(116)는 공조기(100)의 실내기 정보 DB(118) 외에 본 발명의 일 실시 에에 따른 공조 실내기 제어방법을 실행할 수 있는 명령어 셋으로 구성된 로직 코드들(logic codes)을 저장한다.

구체적으로 메모리(116) 상에 공조 실내기 제어방법을 실행하는데 필요한 명령어 셋으로 구성된 로직 코드들이 탑재되고, 프로세서(115)는 메모리(116) 상의 탑재된 로직 코드들 내의 각종 연산 작용을 수행함으로써 지령에 따른 공조 실내기 제어방법을 실행한다. 여기서, 프로세서(115)는, 각종 마이컴(microprocessor) 및 중앙처리장치(CPU)를 포함하는 개념으로서, 예를 들어 임베디드 시스템(embedded system) 형태로 구현될 수 있다.

이하 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 제어방법에 대해 설명하기로 한다.

도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 제어방법의 흐름도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 제어방법(S1000)은 S1100 내지 S1400 단계를 포함한다.

공조 실내기 제어방법(S1000)은, 컨트롤러(110)와 이에 대응하는 리모트 컨트롤러(120) 및 다수의 공조 실내기(101)의 그룹 제어를 위한 중앙 컨트롤러(103) 중에서 적어도 하나에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 본 발명에서 각종 컨트롤러(103, 110, 120), 컨트롤러(110) 및 리모트 컨트롤러(120)를 포함하는 공조기(100)가 공조 실내기 제어방법(S1000)의 실행 주체가 될 수 있다.

먼저, 컨트롤러(110)를 비롯하여 공조 실내기(101)에 전원이 인가되면, 컨트롤러(110)는 공조 실내기(101)에 대해 분업 및 협업에 의한 공조 제어를 수행할 것인지, 아니면 일반공조 제어를 할 것인지를 먼저 선택할 수 있다.

여기서, 종래의 기술에 따르는 일반공조 제어는 그 구성요소로서 하나의 컨트롤러(110)가 하나의 공조 실내기(101) 및 이와 연동되는 공조 실외기(102)를 제어하는 싱글제어와 하나의 컨트롤러(110)가 다수의 공조 실내기(101) 및 이와 연동하는 하나 이상의 공조 실외기(102)를 제어하는 그룹제어를 포함한다.

반면에, 본 발명의 일 실시 예에 따른 분업 및 협업에 의한 공조 제어에는 유기적 관계에 있는 실내기(10)를 제어하는 것이 포함된다. 유기적 관계란, 연동되는 각 공조 실내기(101) 사이에서 실내기(101)의 운전을 제어함에 있어서 타 공조 실내기(101)의 운전 상태가 공조 공간의 구획 정보와 실내기 배치 정보에 기초하여 고려될 수 있는 관계를 말한다.

이 경우 일반공조 또는 분업 및 협업에 의한 공조가 디폴트(default) 값으로 설정되어 있고, 사용자의 입력에 따라 일반공조 또는 분업 및 협업에 의한 공조 제어가 선택될 수 있다. 이하 사용자 입력에 따라 컨트롤러(110)의 분업 및 협업에 의한 공조 제어 수행이 선택된 경우의 이후의 단계들에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 분업 및 협업에 의한 공조 제어 방법(S1000)을 구성하는 각 단계들을 직접 실행하는 직접적인 주체와, 실행과 관련된 과정을 실행하는 간접적인 주체에는 컨트롤러(110), 구체적으로 PCB 제어 보드 상의 제어부(111), 제어부(111)에 포함된 각종 기능성 하드웨어 모듈들, 예들 들어 구동 모듈(131), 설정 모듈(132), 감지 모듈(133) 및 AI 모듈(134), 제어부(111)에 포함된 연산 장치에 해당하는 프로세서(115)와 이와 연동하는 메모리(116)에 저장된 로직 코드들, 리모트 컨트롤러(120), 중앙 컨트롤러(103), 공조기(100)가 포함된다.

더 나아가, 컨트롤러(110)와의 근거리 통신의 페어링을 통해 연결된 모바일 통신 단말(200), 이에 설치된 공조 실내기(101) 간의 분업 및 협업에 의한 공조 제어에 필요한 애플리케이션 모듈, 이를 저장하는 메모리 및 이를 구동하는 프로세서가 간접적인 주체에 포함될 수 있다. 이하, 이들 여러 주체 중에서 컨트롤러(110)를 대표로 표시하기로 한다.

먼저 컨트롤러(110)는 등록된 공조 실내기(101)의 실내기 정보를 판독한다 (S1100).

공조 실내기(101) 사이의 분업 및 협업에 의한 공조를 제어하기 위한 준비 단계로서 어떠한 공조 실내기(101)가 해당 컨트롤러(103, 110, 120)를 이용하여 분업 및 협업에 의한 공조 제어가 가능한지, 그리고 공조 실내기(101) 사이의 공간에서 인체가 감지되는 경우에 공간 구획에 따라 어떠한 실내기가 해당 공조를 담당할 것인가를 미리 설정하는 단계가 필요하다.

제어 환경 설정에 따라 공조 실내기(101) 미리 등록되고, 등록에 따라 실내기 정보, 즉 구획 정보와 배치 정보가 입력 및 저장되어 있는 경우에 컨트롤러(110)는 저장된 실내기 정보를 판독한다(S1120).

제어 가능한 공조 실내기(101)의 범위는 해당 컨트롤러(103, 110, 120)와 해당 공조 실내기(101)의 통신선을 통한 연결 여부 및 공조 실내기(101)의 현재 상태, 예를 들어 on 상태인지 여부에 따라 달라질 수 있다.

그리고 S1100 단계는 그 구성요소로서 등록된 실내기의 존재를 판단하는 단계(S1110) 및 등록된 실내기가 존재하는 경우에 실내기 정보를 판독하는 단계(S1120), 등록된 실내기가 존재하지 않는 경우에 실내기 정보를 저장하는 단계(S1125) 및 실내기 정보를 읽어서 실내기 어드레싱 단계(S1130)를 포함한다.

실내기의 어드레싱 단계(S1130)에서는 등록된 실내기를 확인하고, 그 중에서 구동 및 제어 가능한 공조 실내기(101)에 대해 제어 대상으로서의 주소를 할당하는 과정이다.

만약 실내기가 등록되어 있지 않은 경우에, 예를 들어 공조 실내기(101)를 설치한 후에 시험 운전하는 경우 또는 공조 실내기(101)가 추가로 설치된 후에는 공조 실내기(101)에 관한 입력된 정보가 없으므로 공조 실내기(101)의 어드레싱이 불가능하다. 따라서 이 경우에는 실내기 정보, 즉 구획 정보와 실내기 배치 정보가 입력 및 저장되는 단계(S1125)가 추가로 수행되어야 한다.

구획 정보는 도 5와 같이 공조 공간(Z1, Z2, Z3, Z4), 고유 영역, 공통 영역에 관한 정보를 포함한다. 그리고 실내기 배치 정보는 구획에 따른 실내기의 배치 형상, 실내기의 규격, 및 설치 높이에 관한 정보를 포함한다.

고유 영역과 공통 영역의 구분은 한 가지 실시 예가 아닌 다양한 실시 예로서 표현될 수 있다. 예를 들어, 같은 면적의 공간에 4대의 실내기가 설치된 경우와 6대의 실내기가 설치된 경우를 비교하면, 4대의 실내기가 설치된 공간에서 고유 영역과 공통 영역의 면적이 6대의 실내기가 설치된 경우의 각각의 면적보다 넓게 설정될 수 있다.

다음으로 제어 대상이 되는 공조 실내기(101)를 선택하거나 선택 및 집합으로 묶음으로서 제어 대상의 범위가 확정될 수 있다(S1200). S1200 단계는 선택적일 수 있다.

S1200 단계에서 공조 실내기(101)의 범위와 함께 공조 실내기(101)를 제어하는 컨트롤러(110)가 함께 확정된다. 예를 들어, 공조 공간 내에 1번 내지 4번의 실내기 및 이와 연결되어 제어 기능을 수행하는 1번 내지 4번의 컨트롤러(110)들이 설치된 경우에, 1번 컨트롤러(110)를 통해 분업 및 협업에 의한 공조 제어의 대상으로 1번 내지 3번의 공조 실내기(101)를 선택한 경우에, 1번 컨트롤러(110)가 제어를 수행하는 컨트롤러로 확정되고, 1번 컨트롤러(110)가 정상적으로 작동되는 한 2번 및 3번의 컨트롤러(110)의 제어 기능은 중단된다.

컨트롤러의 종류에 따라 해당 컨트롤러를 이용하여 제어 가능한 공조 실내기(101)의 범위를 확정할 수 있다. 예를 들어, 하나의 공조 공간에 1번 내지 8번의 공조 실내기(101)가 설치된 경우에, 1번 및 4번 실내기에 대응하는 컨트롤러(110)를 이용하여 1번 내지 7번의 공조 실내기(101)를 두 부분으로 나누어서 분업 및 협업에 의한 공조를 제어하기 위해, 1번 실내기의 컨트롤러를 이용하여 1번 내지 4번의 실내기를 선택하고, 4번 실내기의 컨트롤러를 이용하여 5번 내지 7번의 공조 실내기(101)들을 선택해서, 제어 가능한 실내기의 범위를 확정할 수 있다.

다른 예로서 1층 및 2층의 복수의 공조 공간에 다수의 공조 실내기(101)가 설치된 경우에 1층을 제외한 2층의 복수의 공조 공간 중에서 일부에 설치된 공조 실내기(101)를 중앙 컨트롤러(103)를 이용하여 제어하기 위해, 중앙 컨트롤러(103)가 제어 가능한 전체 범위에서, 1층에 설치된 공조 실내기(101)와 2층 중에서 제어 대상이 아닌 실외기(101)를 제외할 수 있다. 공조 실내기(101)의 범위를 확정하는 것은 자동으로, 예를 들어 이전 운전 기록에 맞게 공조 실내기(101)의 범위가 확정되거나, 생성 또는 수신된 각종 감지 정보에 의해 인체가 감지된 영역에 있는 실내기가 자동으로 선택되어 확정되거나 사용자 선택에 기초한 입력에 따라 수정된 공조 실내기(101)의 범위가 확정될 수 있다.

수정된 제어 범위의 확정을 위해서는 공조 실내기(101)의 가감을 통해 공조 실내기(101)를 선택하는 단계(S1210)가 수행되거나, 이에 추가하여 선택된 제어기를 하나 이상의 그룹으로 묶는 단계(S1220), 즉 실내기를 집합으로 묶는(grouping) 단계가 수행될 수 있다. 즉, 사용자는 선택된 공조 실내기(101)의 범위 내에서, 공조 실내기(101)의 집합 묶음을 통해 분업 및 협업에 의한 공조가 하나의 집합 내에서 이루어지도록 하거나 다수의 집합 내에서 집합 별로 서로 다르게 이루어지도록 설정할 수 있다.

이러한 설정은 사용자에 의하거나 센서를 통해 입력되는 인체감지 정보와 미리 설정된 실내기 배치 정보를 이용하여 컨트롤러에 의해 자동으로 가능하다. 여기서, 실내기 배치 정보는 예를 들어 태양 빛을 받는 구조적 특징, 건물내의 단열 시공 여부에 관한 정보를 포함한다. 이러한 설정된 내용은 설정 후에도 센서를 통해 입력되는 인체감지 정보 및 시간에 따른 태양의 움직임, 및 썸머타임 정보에 따라 변경될 수 있다.

다음으로 컨트롤러(110)는 공조 실내기(101)에 대응하는 센서(150)를 이용하여 감지 정보를 생성 또는 수신한다(S1300).

S1300 단계에서 컨트롤러(110)는 센서(150)를 이용하여 감지 정보를 검출할 수 있다. 검출 과정은 직접 감지 정보를 생성하는 과정 또는 생성된 감지 정보를 수신하는 과정을 포함한다. 즉, 컨트롤러(110)는 센싱 정보를 이용하여 감지 정보를 직접 생성하거나 센서(150)를 이용하여 생성된 감지 정보를 수신할 수도 있다.

즉, 센싱 신호를 이용하여 감지 정보를 생성하는 프로세싱 과정이 컨트롤러(101) 단에서 수행되거나 센서(150) 단에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 카메라 모듈이 이미지 센서(150) 외에 이미지 프로세싱 모듈을 포함하거나, 컨트롤러(110)의 제어부(111)가 이미지 프로세싱을 수행할 수도 있다.

여기서, 센서(150)는 공조 실내기(101) 밖의 상황을 감지하는 의미에서 외부 센서(150)에 해당하고, 그 종류로서 인체감지 센서 및 각종 공기상태 측정 센서를 포함한다. 예를 들어, 인체감지 센서로서 IR 통신을 이용하는 적외선 센서, 라디오 주파수를 이용하는 RF 센서, 초음파를 이용하는 초음파 센서 중에서 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다. 그리고, 각종 공기상태 측정 센서로서, 온도 센서, 습도 센서, 조도 센서, 먼지 센서, 및 가스 센서 중에서 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다. 위에 제시된 센서들은 다양한 실시 예 중의 일부에 불과하다.

따라서, 감지 정보는, 적어도 인체감지 정보 및 공기상태 정보를 포함하는 개념이다.

일반적인 센서에 해당하지는 않으나, 인체가 소지하고 있는 모바일 통신 단말(200) 및 리모트 컨트롤러(120), 일명 리모컨이 센서 역할을 할 수 있다. 모바일 통신 단말(200)의 경우 각종 AP(access point), 예를 들어 비콘 등에 기초하여 위치정보를 이용하는 실내 측위 기술에 의해 모바일 통신 단말(200)의 정확한 위치가 파악될 수 있다. 또한, 모바일 통신 단말(200)에 내장된 근거리 통신 디바이스를 이용하여 모바일 통신 단말(200)의 위치가 파악될 수 있다. 따라서, 인체가 소지하거나, 인체와 가까운 위치에 놓인 모바일 통신 단말(200)이 인체감지 센서(150) 역할을 할 수 있다.

리모트 컨트롤러(120)는 유선의 컨트롤러(110) 또는 공조 실내기(101)와의 통신을 수행하기 위해 각종 통신방식, 예를 들어 적외선 통신 또는 RF 통신을 이용한다. 따라서, 사용자가 리모트 컨트롤러(120)를 소지하거나, 이와 가까이 있는 상태에서 리모트 컨트롤러(120)가 통신을 하거나, 이를 소지한 상태에서 사용자가 제어 신호를 송신한 경우에, 통신 신호 또는 제어 신호의 방향 및 그 발신 위치를 통해 사용자, 즉 인체의 위치가 파악될 수 있다.

여기서, 위에서 '실내기에 대응'이라는 개념은 복수의 센서(150) 중에서 위치적으로 해당 공조 실내기(101)와 가까운 센서(150) 또는 실내기 내에 설치된 센서(150)를 의미한다. 센서(150)는 공조 실내기(101) 내에 설치될 수 있으나, 공조 실내기(101)와 독립된 공간에 설치될 수 있다. 예를 들어, IOT 기능의 인체감지 센서(150)가 출입구 근처에 설치되거나, IOT 기능의 각종 공기상태 측정 센서(150)가 높이를 달리하여 공간 내의 벽면에 설치될 수 있다. 그 밖에 인체가 있는 장소, 예를 들어 거실에 설치된 IOT 기능의 공기 청정기 내의 먼지 센서(150) 및 옥외에 설치되는 먼지센서(150)가 있을 수 있다.

센서로서 작용하는 모바일 통신 단말(200)과 리모트 컨트롤러(120)는 많은 공조 실내기(101)들 중에서 통신 공간에서 위치적으로 가장 근접한 공조 실내기(101) 또는 컨트롤러(120)에 대응될 수 있다.

또한, 인체감지 센서(150)는, 전체 또는 일부의 공조 실내기(101), 공조 실내기(101)가 있는 장소의 컨트롤러(110) 및 이들과는 독립된 위치 중에서 적어도 하나 이상에 설치되고, 공조 실내기(101)의 종류에 따라 천장, 벽면 및 벽면에 가까운 곳 중에서 적어도 하나 이상에 위치하는 것을 특징으로 한다. 예를 들어 인체감지 센서(150)는 천장형의 공조 실내기(101)에 설치되거나, 스탠드형의 공조 실내기(101)에 설치되거나 공조 실내기(101)와 독립된 장소에 설치될 수 있다.

컨트롤러(110)는 인체감지 센서(150)의 감지 범위 및 인체감지 결과에 따라 설치된 인체감지 센서(150)의 전체 또는 일부를 이용할 수 있다. 예를 들어서 1번 실내기의 컨트롤러(110)가 공조 공간 내의 천장에 십자가 형태로 배치된 1번 내지 5번의 실내기를 제어하는 경우에, 중앙에 위치한 1번 실내기에 설치된 인체감지 센서(150)만을 통하여 전체 공조 공간의 인체 움직임이 감지될 수 있다. 이 경우에 1번 실내기의 인체감지 센서(150)가 전 공조 영역을 커버할 수 있어야 한다.

만약, 사용 가능한 복수의 인체감지 센서(150)가 모두 사용되는 경우에, 한 대의 인체감지 센서(150)의 사용과 비교하여 배치 영역 별로 나누어 인체의 이동이 감지되므로 감지 감도가 좋아질 수 있다. 이 경우에 감지방법은 다소 복잡해 질 수 있어서 실내기 배치 정보를 이용하여 다섯 개의 인체감지 센서(150)가 감지하는 영역들 간에 이동되는 인체의 움직임이 감지된 수 있다. 이 경우에 각 인체감지 센서(150)가 커버하는 영역이 해당 인체감지 센서(150)에 할당된다.

센서(150)의 감지 범위는 센서(150)의 하드웨어 정보 및 설치 정보에 관련된다. 예를 들어, 공조 공간 내에 4대의 천장형의 공조 실내기(101)가 설치되고, 공조 실내기(101)가 센서(150)를 포함하는 경우에, 센서(150)의 하드웨어 정보 및 공조 실내기(101)가 설치된 천장의 높이에 따라 설치될 센서(150)의 수가 결정될 수 있다. 그리고 하나의 이미지 센서의 시야각의 범위가 공조 공간 전체를 커버할 수 있다면, 설치된 다수의 이미지 센서에도 불구하고 하나의 이미지 센서(150)를 통해 공조 공간 내에서 인체의 움직임을 감지하거나, 일정 시간 동안 인체의 움직임이 감지되지 않는 영역에 설치된 이미지 센서의 동작을 중단할 수 있다.

다음으로 공조 실내기(101)에 관한 정보 및 감지 정보를 이용하여 다수의 공조 실내기(101)가 서로 협동하여 공조하도록 공조 실내기(101)를 제어한다(S1400).

여기서, 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계(S1400)에는 실내기를 직접 제어하는 단계뿐만 아니라 공조 실외기(102)의 제어에 따라 공조 실내기(101)가 공조 실외기(102)와 연동되어 제어되는 경우가 포함된다. 따라서, 센서(150)의 범위에 공조 실외기(102)의 운전과 관련된 센서들이 포함될 수 있다.

실내기 정보에는 구획 정보와 실내기 배치 정보뿐만 아니라 실내기의 하드웨어 정보가 포함된다. 그리고 실내기 배치 정보에는 실내기의 종류, 배치된 실내기의 수, 실내기의 배치 형상, 실내기가 배치되는 대상 공간의 천장 높이, 넓이, 소재 층, 건물 전체의 위치, 명칭, 대상 공간의 소재지, 대상 공간의 썸머 타임 적용 유무 등에 관한 정보가 포함된다.

분업 및 협업에 의한 공조 제어와 관련된 소스에 해당하는 감지 정보는, 인체감지 정보 및 공기상태 정보를 포함한다. 그런데, 이런 인체감지 정보 및 공기상태 정보는 시간에 따라 변하는 요소에 해당한다.

여기서, 시간에 따라 변하는 인자에는 인체 수의 변화, 인체의 재실 여부, 인체의 이동 특성, 계절 및 시간을 고려한 건물의 구조에 따른 태양 빛의 변화 등이 있다.

그리고 변화 요인에 따라 조작되는 제어 요소에는 그룹 별 변화 요인에 따라 실내기의 on/off 제어, 공조 기능의 강약 제어, 공조 기능의 종류 제어, 공기 토출각 제어 등이 있다.

즉, 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계(S1400)는, 감지 정보를 이용하여 인체의 수와 주된 위치에 따른 운전 on/off 제어, 인체 수 감소에 따른 절전 제어, 인체의 분포에 따른 직접풍/간접풍 제어, 인체의 이동에 따른 그룹 묶음 제어, 인체 숫자별 조건 on/off 제어, 및 그룹 연동 직접/간접 바람각 제어 중에서 적어도 하나 이상을 수행하는 것을 특징으로 한다.

위에서 인체의 수와 주된 위치에 따른 운전 on/off 제어는, 공조 공간에 분포된 전체 인체 수를 감지해서 인체 수의 변동에 따라 운전 중인 실내기의 수를 조절하고, 인체가 감지되는 공조 공간 내 위치에서의 실내기의 선택 운전을 말한다. 예를 들어 공조 공간 내에서, 인체 감지 결과 10명 이하에서는 1대의 실내기 가동, 10명 증가할 때 마다 추가 가동할 수 있으며, 10명 이하의 증감의 경우에는 가동 실내기의 수에 변화를 주지 않고, 가동 파워를 조절할 수 있다. 20명이 분포하는 정사각형 모양의 공조 공간의 천장에 일정 간격으로 설치된 1번 내지 4번의 4대의 실내기 중에서, 기간적으로 주로 1번 및 4번 영역에 인체가 분포하는 경우에, 1번 및 4번의 실내기 2대를 가동할 수 있다.

위에서 인체 수 감소에 따른 절전 제어는, 위의 예에서 40명의 공조 공간에서 4대의 실내기를 가동하는 중에, 공조 공간 내에 분포하는 인체의 수가 점점 줄어드는 경우, 예를 들어 10개 단위로 감소하는 경우에 실내기의 가동을 하나씩 중지하고 준비상태로 전환시키는 것이다.

위에서 인체의 분포에 따른 직접풍/간접풍 제어는, 인체의 이동에 따라 직접적으로 또는 간접적으로 바람을 가하는 것을 제어하는 것이다. 위의 예에서, 간접풍 공조를 위해서 1번 영역의 실내기 토출 바람이 4번 영역으로 전해지고, 4번 영역의 실내기 토출 바람이 1번 영역으로 전해지도록 제어할 수 있다.

위에서 인체의 위치 변동에 따른 그룹 묶음은, 인체의 이동도에 따라 이동이 없는 영역에서는 독립제어를 하고, 이동이 이루어지는 영역에서는 집합으로 묶어서 연동제어하는 것이다. 위의 예에서, 1번 영역의 10명이 이동하지 않는 경우, 1번 실내기를 이용하여 1번 영역만을 공조하고, 20여 명이 3번 및 4번 영역 내에서 이동하는 경우에, 3번 및 4번 영역의 실내기들 그룹으로 묶어서 제어할 수 있다.

위에서 인체 숫자별 조건 on/off 제어는, 인체 수를 조건으로 하여 조건에 따라 공조를 제어하는 것이다. 예를 들어, 10명 미만에서는 20도를 유지하도록 공조하고, 10명 증가시 마다 온도를 1도씩 낮추어서 공조 제어할 수 있다. 또는, 인체 수의 증가에 맞게 공기 청정 기능의 파워가 커지도록 제어할 수 있다.

위에서 그룹 연동 직접/간접 바람각 제어는, 그룹 내에서 인체의 이동도에 따라서 실내기들이 서로 분업 또는 협업하여 공조하도록 제어하는 것이다. 위의 그룹 묶음의 예에서, 3번 및 4번 영역의 인체의 이동에 따라 3번 또는 4번 영역으로 인체가 몰리는 때가 생기는 경우, 3번 및 4번 실내기의 바람각을 제어하여, 3번 및 4번 영역의 실내기가 3번 영역 또는 4번 영역 중에서 어느 한 영역을 집중하여 공조하도록 연동시킬 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 분업 및 협업에 의한 공조 제어방법의 설명에 필요한 예시도이다.

도 13을 참조하면, 도 5의 공조 공간에 설치된 4대의 천장형 공조 실내기(101)가 묘사되어 있다. 4대의 실내기(101)는 컨트롤러(110)에 의해 각 2대씩 집합으로 묶여서 본 발명의 일 실시 예에 따라 제어되고 있으며, 하나의 집합에서 각 실내기(101)는 감지된 인체가 위치하는 영역으로 토출각 제어되고 있다. 즉, 4대의 실내기(101)는 감지된 인체의 수와 위치에 따라 집합을 이루어 2대씩 분업에 의한 공조를, 그리고 집합 내에서는 토출각 제어를 통한 협업에 의한 공조를 수행하고 있다.

위와 같이, 인체감지 정보에 따라 공조 실내기(101) 간에 서로 협동하여 제어하는 방법을 공조 실내기 제어방법이라 하고 본 발명의 일 실시 예에 따른 컨트롤러(110) 및 공조기(100)에 의해 수행될 수 있다.

위의 제어 기법들은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 제어방법의 다양한 제어 기법들 중의 일부에 해당한다. 그리고 이러한 다양한 제어 기법들은 제어 요소의 다양한 조작에 의해 제어 효과 면에서 크게 세 가지 제어 패턴으로 실현된다.

그 중의 하나는, 공조 효율과 절전 중에서 공조 효율을 고려하여 제어 요소를 제어하는 패턴이고, 다른 하나는 절전을 고려하여 제어 요소를 제어하는 패턴이고, 나머지 하나는 공조 효율과 절전을 모두 고려하여, 두 가지 효과가 적절하게 조합되도록 하는 제어 패턴이다.

즉, 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계(S1400)는, 분업 및 협업에 의한 공조의 결과로서 에너지 절감 또는 공조 효율 증가 효과가 나타나도록 공조 실내기를 제어하는 단계 및 분업 및 협업에 의한 공조의 결과로서 에너지 절감 및 공조 효율 증가가 적절히 조합된 효과가 나타나도록 공조 실내기를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.

더 나아가, 3가지 제어 패턴을 포함한 다양한 제어 패턴의 선택에, 예를 들어 인공지능이 활용될 수 있다. 센서(150)를 통한 공기상태 정보에서 추출된 공조 공간 별 온도, 습도, 조도, 및 공기 청정도 등의 분포 및 전력 요금의 통계 값을 학습 데이터로서 활용하고, 이에 기초하여 공조 효과 및 경제적 효과 상의 특징에 따라 다양한 제어 패턴을 구별하는 모델을 만들어 학습시킬 수 있다. 그리고 컨트롤러(110)는 완성된 모델을 이용하여 상황에 맞는 제어 패턴을 선택해서 그 제어 패턴에 따라 공조 실내기(101) 및 공조 실외기(102)의 분업 및 협업에 의한 공조를 제어할 수 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공조 실내기 제어방법의 흐름도이다.

도 14를 참조하면, S1400 단계의 일 실시 예로서, 인체감지 정보에 근거하여 공조 공간에서 파악된 인체의 수에 따라 공조기의 분업 및 협업에 의한 공조를 제어하는 방법이 묘사되어 있다.

연동 제어 대상 실내기의 수를 확인하는 단계(S1401), 인체감지 정보를 확인하는 단계(S1402), 및 인체 수에 따른 온도제어 조건이 있는지 판단하는 단계(S1403)는 순서에 관계없이 수행될 수 있다. 즉, 현재 가동 중인 실내기의 수가 파악되고, 시간에 따라 변화되는 인체감지 정보에 따라 인체 수에 따른 온도제어 조건이 있는 경우에 이에 대응하여 온도제어가 수행될 수 있다.

예를 들어 설명하기 위해, 도 5의 공조 공간에서 10명 이하, 20명 이하, 30명 이하, 40명 이상이 재실인 경우 온도 조건이 26도, 24도, 22도, 및 20도로 각각 설정되어 있는 것으로 가정한다.

위의 조건에서 공조 실내기(101) 또는 컨트롤러(110)에 포함된 온도센서를 통해 실내의 현재 온도가 확인된다. 그리고 현재 온도와 위의 조건 상의 온도가 비교된다(S1404).

다음으로 비교 결과에 따라 현재 온도와 조건에 맞는 경우, 즉 온도가 일치 또는 일치 범위에 있으면 현재 운전 상태를 유지하고, 그렇지 않고 온도가 일치하지 않거나 범위 밖에 있는 경우에는 실내 온도를 변화시키도록 공조 실내기(101)의 운전을 제어한다.

본 발명의 실시 예에 따라, 컨트롤러(110)를 이용한 공조 실내기(101) 및 공조 실외기(102)의 제어에 사용자 설정이 있는 경우 및 설정이 없는 경우에도 인체감지 정보 및 실내기 배치 정보에 따라 각종 설정이 자동으로 조절되는 것을 특징으로 한다. 여기서, 각종 설정은 그 종류로서 예를 들어, 온도 설정, 운전 모드 설정, 풍량 설정, 풍향 설정, 타이머 설정 및 스케줄 설정 등의 동작 설정과, 설치 시나 유지보수 시에 수행되는 초기 설정, 컨트롤러에 표시부가 탑재된 경우의 표시 형태 설정 등을 포함한다.

그리고, 공조 실내기(101)에는 공조기(100)의 실내기, 공기 청정기, 환기 장치, 제습기 등 대상 공조 공간에 설치되어 공기 조화를 하는 각종 장치가 포함된다.

그리고, 근거리 무선 통신은 근거리의 쌍방향 통신을 가능하게 하는 통신이며, 그 종류로서 예를 들어 NFC(Near Field Communication), 블루투스(Bluetooth), IR 통신, 무선 랜 통신 및 RF 통신을 포함한다.

이와 같이, 본 발명의 다양한 실시 예에 의하면, 공조 대상 공간의 구획에 따라 배치된 공조 실내기들이 서로 분업 및 협업하여 공조하도록 공조 실내기를 제어할 수 있다.

또한, 다양한 종류의 컨트롤러를 이용하여 실내기 어드레싱을 통한 선택 제어가 가능하다.

또한, 공조 공간을 실내기 별로 고유 영역과 공통 영역으로 구획하고, 공통 영역에서의 제어방법을 미리 규정함으로써 체계적인 공조 제어가 가능하다.

또한, 실내기들을 그룹으로 묶어서 그룹 연동 토출각 제어 및 인원 수별 조건 on/off 제어가 가능하다.

또한, 공조 실내기 간의 분업 및 협업에 의한 공조를 통해 공조 대상 공간에서 인체의 위치에 따라 최적화된 공조가 가능하다.

또한, 공조 실내기 간의 분업 및 협업에 의한 공조 제어는 복수의 실내기가 설치된 넓은 공간의 공조에 적합하고 소비전력 대비 높은 공조 효율을 얻을 수 있다.

100: 공조기, 101: 실내기
102: 실외기, 103: 중앙 컨트롤러
200: 사용자 단말, 300: 네트워크
110: 컨트롤러, 111: 제어부
112: 통신부, 113: 입력 장치
114: 표시 장치, 115: 프로세서
116: 메모리, 117: 외부 센서
120: 리모트 컨트롤러, 121: 제어부
122: 통신부, 123: 입력 장치
124: 표시 장치, 125: 프로세서
126: 메모리, 127: 배터리
131: 실내기 제어부, 132: 실내기 통신부
141: 실내기 냉매 회로, 142: 내부 센서
143: 실내기 팬, 150: 외부 센서
161: 실외기 제어부, 162: 실외기 통신부
163: 외부 센서, 171: 실외기 냉매 회로
172: 내부 센서, 173: 실외기 팬
1000: 공조 시스템

Claims (11)

1. 컨트롤러에 의해 수행되는 공조 실내기 제어방법으로서,
   공조 공간의 구획에 관한 구획 정보 및 상기 구획에 따라 배치된 복수의 공조 실내기의 실내기 배치 정보를 판독하는 단계;
   피감지물의 활동과 공기의 상태를 감지하기 위해 상기 구획에 따라 설치된 센서를 이용하여 감지 정보를 검출하는 단계; 및
   상기 구획 정보와 배치 정보를 기반으로 상기 감지 정보에 따라 상기 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계를 포함하되,
   상기 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계는,
   상기 복수의 공조 실내기가 서로 분업 및 협업하여 구획된 공조 공간의 공기를 조화하도록 제어하는,
   공조 실내기 제어방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 공조 공간의 구획에 관한 구획 정보 및 상기 구획에 따라 배치된 복수의 공조 실내기의 실내기 배치 정보를 판독하는 단계는,
   상기 복수의 공조 실내기의 어드레싱 단계를 더 포함하는,
   공조 실내기 제어방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 컨트롤러는,
   로컬 컨트롤러, 리모트 컨트롤러 및 다수의 실내기의 그룹 제어를 위한 중앙 컨트롤러 중에서 적어도 하나를 포함하는,
   공조 실내기 제어방법.
4. 제 1 항에 있어서,
   제어 대상의 공조 실내기를 선택하는 단계; 또는
   제어 대상으로 선택된 공조 실내기를 복수의 집합으로 묶는(grouping) 단계를 통해 제어 대상을 확정하는 단계를 더 포함하는,
   공조 실내기 제어방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 구획 정보는,
   상기 실내기 별로 고유 영역과 공통 영역에 관한 정보를 포함하고
   상기 실내기 배치 정보는,
   서로 인접한 실내기들에 관한 정보, 실내기의 설치 높이에 관한 정보, 실내기 한 대가 담당하는 구획된 공간 영역, 실내기 베인(vane)과 토출각 변화에 관한 정보 및 상기 설치 높이에서 토출각 제어를 통해 직접 토출이 가능한 공간 영역에 관한 정보를 포함하는,
   공조 실내기 제어방법.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 센서는,
   인체감지 센서를 포함하고, 온도 센서, 습도 센서 및 미세먼지 센서 중에서 적어도 하나를 더 포함하는,
   공조 실내기 제어방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 구획에 따라 설치된 복수의 인체감지 센서는,
   상기 고유 영역과 공통 영역으로 구획된 공간에서의 인체의 이동을 감지하는,
   공조 실내기 제어방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계는,
   실외기의 제어에 따라 실내기를 간접적으로 제어하는 단계를 포함하는,
   공조 실내기 제어방법.
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수의 공조 실내기를 제어하는 단계에서,
   인체의 위치에 따른 직접풍/간접풍 제어, 인체의 이동에 따른 그룹 묶음 제어, 인원 수별 조건 on/off 제어, 및 그룹 연동 직접/간접 토출각 제어 중에서 적어도 하나의 제어가 발생하는,
   공조 실내기 제어방법.
10. 공조 실내기의 컨트롤러로서,
    공조 공간의 구획에 관한 구획 정보 및 상기 구획에 따라 배치된 복수의 공조 실내기의 실내기 배치 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 구획 정보 및 배치 정보를 기반으로 피감지물의 활동과 공기의 상태를 감지하기 위해 상기 구획에 따라 설치된 센서를 이용하여 검출된 감지 정보에 따라 상기 복수의 공조 실내기의 운전을 제어하도록 설정된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 공조 실내기들이 서로 분업 및 협업하여 고유 영역과 공통 영역으로 구획된 공간의 공기를 조화하도록 제어하는,
    컨트롤러.
11. 공조 공간에 설치되는 복수의 공조 실내기; 및
    상기 공조 실내기를 제어하는 컨트롤러를 포함하되,
    상기 컨트롤러는,
    공조 공간의 구획에 관한 구획 정보 및 상기 구획에 따라 배치된 복수의 공조 실내기의 실내기 배치 정보를 저장하는 메모리; 및
    상기 구획 정보 및 배치 정보를 기반으로 피감지물의 활동과 공기의 상태를 감지하기 위해 상기 구획에 따라 설치된 센서를 이용하여 검출된 감지 정보에 따라 상기 복수의 공조 실내기의 운전을 제어하도록 설정된 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    상기 복수의 공조 실내기가 서로 분업 및 협업하여 고유 영역과 공통 영역으로 구획된 공간의 공기를 조화하도록 제어하는,
    공조기.

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