KR20220041690A - Air heat pump with machine-learned data set and its control methods - Google Patents

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Abstract

The present invention is an air source heat pump with a machine-learned data set and a control method thereof and more specifically, to a heat pump in which cooling and heating temperatures are controlled as a result of machine learning based on prepared data sets in a management server or a cloud on the Internet such as temperature and pressure offered according to purposes of installation, and a control method thereof. The air source heat pump comprises: a water pipe passing through an indoor heat exchanger based on environmental management data and control algorithms already collected and analyzed in the management server or cloud, that is, a machine-learned management dataset; a temperature sensor provided at an outlet side of the water pipe to sense leaving water temperature of water flowing through the water pipe; and a control unit operating the compressor at a preset starting frequency during start-up operation and controlling the frequency of the compressor based on a target pressure of a refrigerant cycle after the start-up operation. The control unit determines a target pressure based on a set temperature difference, a difference between an input set temperature and the leaving water temperature sensed by the temperature sensor as a result of machine learning and uses the same.

Description

기계학습된 데이터셋(data set)을 구비한 공기열 히트펌프 및 그 제어 방법{Air heat pump with machine-learned data set and its control methods}Air heat pump with machine-learned data set and its control methods

본 발명은 공기열 히트펌프, 즉 공기열 교환기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시설재배 온실의 경우에 있어서 봄, 여름, 가을 및 겨울철 등과 같이 계절별로 변동성 있게 난방을 하는 경우에 온도 헌팅 현상을 방지하는 기능을 구비하는 공기열 지역난방 시스템과 이를 이용한 실내 공기의 공급 온도 헌팅(hunting) 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an air heat pump, that is, an air heat exchanger system, and more particularly, in the case of a facility cultivation greenhouse, when heating variably by season, such as spring, summer, autumn and winter, temperature hunting is prevented. It relates to an air-heated district heating system having a function and a method for controlling the supply temperature of indoor air using the same.

또한 본 발명은 냉매 사이클의 목표압력의 적절한 변경을 통해 압축기의 반복적인 온오프(on-off) 작동을 최소화할 수 있는 공기열 히트펌프 및 그 제어 방법에 관한 것이다.The present invention also relates to an air-heated heat pump capable of minimizing repetitive on-off operation of a compressor through appropriate change of a target pressure of a refrigerant cycle, and a method for controlling the same.

종래의 공기열 히트펌프 냉난방 시스템은 냉매를 압축하는 압축기, 실내열교환기, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 실외열교환 장치에 냉온수 축열조를 구비하는 시스템으로 되어 있다. 이에 더하여 외부측에는 공조기를 이용하여 외부에서 공기를 흡입하고 이를 냉난방에 적합한 공기를 만들어 내부로 공급하도록 구성된다. 여름철 냉난방 부하펌프에 의하여 공급된 냉수는 냉온수 열교환기에 의하여 외부에서 환기된 공기를 냉각하고 제습을 하여 습도를 저감한다.A conventional air heat pump heating/cooling system is a system including a compressor for compressing a refrigerant, an indoor heat exchanger, an expansion valve for expanding the refrigerant, and a heat storage tank for cold and hot water in an outdoor heat exchanger. In addition to this, it is configured to suck air from the outside using an air conditioner on the outside and supply it to the inside by making air suitable for heating and cooling. In summer, the cold water supplied by the cooling and heating load pump cools and dehumidifies the air ventilated from the outside by the cold/hot water heat exchanger to reduce humidity.

그런데 종래의 시설재배 온실의 경우 대개는 습도부하가 일반적인 공기조화 공간보다 매우 높아 많은 제습이 필요하다. 그러나 많은 양의 제습을 할 경우에 냉온수 열교환기에서 습기뿐만 아니라 온도도 함께 낮추어 온실 내부로 공급되는 공기의 온도가 과도하게 낮아지는 현상이 발생한다. 이렇게 온실 내부의 평균온도보다 과도하게 낮은 온도의 공기를 온실에 공급하는 경우에는 재배 작물의 생육이 불량해지고 착화가 불량해 지는 등 전혀 바람직하지 않은 결과를 야기하게 된다. 그러나 이러한 작물의 생육 및 착화불량 현상을 방지하기 위하여 환기와 급기 온도차를 작게 하는 경우 온실의 냉방부하를 처리하기 위해서는 매우 많은 양의 공기를 순환시켜야 하므로 공조기의 팬이 커지고 팬동력도 상승하게 된다. 또 공기 회전수가 너무 많으면 냉온수 열교환기에서 바이패스(bypass)하는 공기의 양이 많아져 코일에 이슬이 맺힐 시간이 적어져 적절한 제습이 되지 않는 등 여러모로 불리하게 된다.However, in the case of conventional greenhouses, the humidity load is much higher than that of a general air-conditioning space, so a lot of dehumidification is required. However, when a large amount of dehumidification is performed, the temperature of the air supplied into the greenhouse is excessively lowered by lowering the temperature as well as the moisture in the cold and hot water heat exchanger. In this way, when air with an excessively lower temperature than the average temperature inside the greenhouse is supplied to the greenhouse, undesirable results such as poor growth of cultivated crops and poor ignition are caused. However, when the temperature difference between ventilation and supply air is reduced in order to prevent the growth and ignition failure of these crops, a very large amount of air must be circulated to handle the cooling load of the greenhouse, so the fan of the air conditioner increases and the fan power increases. In addition, if the number of air rotations is too high, the amount of air bypassed by the cold/hot water heat exchanger increases, which reduces the time for dew to form on the coil, which is disadvantageous in many ways, such as not performing adequate dehumidification.

그리고 상기 실내열교환기가 실내 공기와 열교환할 경우에 상기 실내공기는 냉매와의 열교환을 통해 가열 또는 냉각될 수 있다. 실내열교환기가 증발기로 작동할 경우에는 실내열교환기를 통과하는 실내공기는 냉매와 열교환하여 냉각될 수 있다. 이를 대하여 실내열교환기가 응축기로 작동할 경우에는 실내열교환기를 통과하는 실내공기는 냉매와 열교환하여 가열될 수 있다.In addition, when the indoor heat exchanger exchanges heat with indoor air, the indoor air may be heated or cooled through heat exchange with a refrigerant. When the indoor heat exchanger operates as an evaporator, the indoor air passing through the indoor heat exchanger may be cooled by heat exchange with the refrigerant. In contrast, when the indoor heat exchanger operates as a condenser, the indoor air passing through the indoor heat exchanger may be heated by heat exchange with the refrigerant.

또한 상기 실내열교환기와 급수원으로부터 공급되는 상온수가 열교환할 경우에는 상기 상온수는 냉매와의 열교환을 통해 가열 또는 냉각될 수 있다. 그리고 실내열교환기가 증발기로 작동할 경우에 실내열교환기를 통과하는 상온수는 냉매와 열교환하여 냉각될 수도 있다. 이와 달리, 실내열교환기가 응축기로 작동할 경우에는 실내열교환기를 통과하는 상온수는 냉매와 열교환하여 가열될 수 있다.In addition, when the indoor heat exchanger and room-temperature water supplied from a water supply source exchange heat, the room-temperature water may be heated or cooled through heat exchange with a refrigerant. In addition, when the indoor heat exchanger operates as an evaporator, room temperature water passing through the indoor heat exchanger may be cooled by heat exchange with the refrigerant. In contrast, when the indoor heat exchanger operates as a condenser, room temperature water passing through the indoor heat exchanger may be heated by heat exchange with the refrigerant.

또한 상기 압축기는 주파수 가변 압축기 즉, 인버터 압축기로 형성될 수도 있다. 그런데 상기 압축기의 주파수는 사용자에 의 한 설정온도에 기초하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 설정온도에 따라 사이클의 목표압력, 난방의 경우 고압, 냉방의 경우 저압이 결정될 수 있다.In addition, the compressor may be formed as a frequency variable compressor, that is, an inverter compressor. However, the frequency of the compressor may be controlled based on a temperature set by the user. For example, a target pressure of a cycle, a high pressure in the case of heating, and a low pressure in the case of cooling may be determined according to the set temperature.

상기한 바와 같은 히트펌프 제어방법으로는 한국공개특허 제10-2007-0031655호로 이미 개시된 바 있는데, 실내외 온도 변화에 따라 목표압력을 계산하여 압축기를 제어한다. 즉, 이러한 종래의 히트펌프는 사이클의 현재의 압력상태가 고압이든지 저압이든지 고려하지 않고 다만 목표 압력을 계산하여 설정한다. 이에 실내외 온도변화에 따른 목표압력은 테이블의 형태로 마련될 수 있다. 이때 상기 테이블에 기재된 목표압력은 특정 조건의 실험을 통해 결정된 최적값이 되어야만 하지만 상기 테이블에 설정된 목표압력은 히트펌프가 설치되는 환경 및 히트펌프의 구동횟수 등에 따라서 얼마든지 최적 효율을 달성할 수 없는 값이 설정될 수도 있어서 히트펌프의 설치 환경에 따라 테이블에 설정된 목표압력과 실제 압력 사이에 차이가 크게 발생될 수 있고, 혹은 목표압력과 사이클의 실제 압력 사이에 차이가 클 경우에는 압축기가 상대적으로 높은 주파수로 운전될 수 있어서 그러한 경우에 실내온도가 설정온도를 초과함에 따라서 압축기의 구동이 정지되고 다시 실내온도가 설정온도 미만이 됨에 따라 압축기의 구동이 의도치 않게 개시될 수 있다. 즉, 종래의 히트펌프의 제어방법에 따르면, 냉매 사이클의 현재 압력이 제대로 고려되지 못해 압축기의 온오프가 많이 발생되는 문제가 있다.As a heat pump control method as described above, which has already been disclosed in Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2007-0031655, the compressor is controlled by calculating a target pressure according to changes in indoor and outdoor temperature. That is, the conventional heat pump does not consider whether the current pressure state of the cycle is high pressure or low pressure, but only calculates and sets the target pressure. Accordingly, the target pressure according to the indoor and outdoor temperature change may be provided in the form of a table. At this time, the target pressure described in the table should be an optimal value determined through an experiment under specific conditions, but the target pressure set in the table cannot achieve optimal efficiency depending on the environment in which the heat pump is installed and the number of times the heat pump is driven. A value may be set, so that a large difference may occur between the target pressure set in the table and the actual pressure depending on the installation environment of the heat pump, or if there is a large difference between the target pressure and the actual pressure of the cycle, the compressor may be relatively Since it can be operated at a high frequency, in such a case, as the room temperature exceeds the set temperature, the compressor is stopped, and as the room temperature falls below the set temperature again, the compressor may be started unintentionally. That is, according to the conventional control method of the heat pump, the current pressure of the refrigerant cycle is not properly taken into account, so that there is a problem in that a lot of on-off of the compressor occurs.

또한 압축기의 온오프가 빈번하게 발생될 경우에는 전력의 소모가 클 뿐만 아니라 실내공간으로 토출되는 공기의 온도가 급변하게 되어 즉, 실내 공기의 '공급 온도의 헌팅(hunting)' 이 자주 발생된다는 문제점이 있다.In addition, when the compressor is turned on/off frequently, power consumption is large, and the temperature of the air discharged into the indoor space changes rapidly, that is, the 'hunting of the supply temperature' of the indoor air frequently occurs. There is this.

여기에서 '공급 온도의 헌팅'이란 공급 온도값이 설정값에서 안정적이지를 못해서 계속적으로 상하로 변동되는 시스템적인 현상을 말한다.Here, 'hunting of supply temperature' refers to a systematic phenomenon in which the supply temperature value is not stable at the set value and continuously fluctuates up and down.

본 발명은 전술한 문제를 해결하기 위한 것으로서 냉매 사이클의 현재 압력을 고려한 적절한 목표압력의 설정을 통해 압축기의 잦은 온오프 작동을 방지할 수 있는 공기열 히트펌프 및 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an air-heated heat pump capable of preventing frequent on-off operation of a compressor by setting an appropriate target pressure in consideration of the current pressure of a refrigerant cycle, and a control method therefor .

또한 본 발명은, 난방온도의 제어가 어려워지는 공급온도 헌팅 현상을 제어하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to control the supply temperature hunting phenomenon, which makes it difficult to control the heating temperature.

상기 공급온도 헌팅 현상이란 난방온도가 설정온도를 유지하지 못하고, 설정온도 보다 상승 및 하강을 빈번하게 반복하는 현상을 말하는데 보다 구체적으로는 최초 온도조절밸브(TCV)는 겨울철 통상적인 난방세대수에 상응하는 기본 개도율로 설정되어 있는데 봄, 가을 및 여름과 같은 난방수요가 급감하거나 난방수의 양이 변동이 있고, 난방수가 적으면 열교환에 의해 급격하게 온도가 상승하게 된다.The supply temperature hunting phenomenon refers to a phenomenon in which the heating temperature does not maintain the set temperature and frequently rises and falls above the set temperature. Although it is set as the basic opening rate, if there is a sharp decrease in heating demand such as spring, autumn, and summer or the amount of heating water fluctuates, and the amount of heating water is small, the temperature rises rapidly due to heat exchange.

이와 같이 난방온도가 과도하게 상승되면 온도조절밸브는 자동으로 개도율을 낮추어 중온수의 공급 유량을 낮춤에 따라 난방수의 열교환율을 낮추고 이에 따라 난방온도는 다시 하강한다.As such, when the heating temperature is excessively increased, the temperature control valve automatically lowers the opening rate to lower the supply flow rate of medium hot water, thereby lowering the heat exchange rate of the heating water, and accordingly, the heating temperature is lowered again.

난방온도가 하강하면 온도조절밸브는 자동으로 개도율을 높여 중온수의 공급 유량을 증가시켜 난방수의 열교환율을 높임에 따라 다시 난방온도는 상승하게 된다. 이러한 기계적인 작동이 반복되면서 난방온도가 급변하게 되어 공급시설의 난방이 원활하게 이루어지지 못하게 된다. 이러한 온도 헌팅 현상을 제어하기 위하여 같이 난방수 공급관과 난방수 환수관에 걸쳐 차압밸브를 설치하고 있으나 상기 차압밸브는 심한 압력 변동이 발생할 경우에만 제어가 가능한데 통상 심한 압력 변동이 없는 상태에서도 공급온도 헌팅현상이 발생하기 때문에 차압밸브만으로는 공급온도 헌팅현상을 해결하기는 것이 사실상 불가능하다.When the heating temperature falls, the temperature control valve automatically increases the opening rate to increase the supply flow rate of medium hot water, thereby increasing the heat exchange rate of the heating water, and thus the heating temperature rises again. As these mechanical operations are repeated, the heating temperature changes rapidly, so that the heating of the supply facilities is not performed smoothly. In order to control this temperature hunting phenomenon, a differential pressure valve is installed across the heating water supply pipe and the heating water return pipe, but the differential pressure valve can be controlled only when severe pressure fluctuations occur. Since this phenomenon occurs, it is virtually impossible to solve the supply temperature hunting phenomenon with the differential pressure valve alone.

아울러 본 발명은 상기한 바와 같이 압축기의 잦은 온오프 작동 현상 및 출수온도또는 실내 토출공기의 온도가 급변하는 헌팅현상을 방지할 수 있는 공기열 히트펌프 및 그 제어방법을 제공하여 히트펌프의 사용성과 안정성을 동시에 제고하는 한편 전력소모를 줄일 수 방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In addition, as described above, the present invention provides an air-heated heat pump capable of preventing frequent on-off operation of a compressor and a hunting phenomenon in which the water outlet temperature or the temperature of the indoor discharge air changes rapidly, and a control method therefor, thereby providing usability and stability of the heat pump Its purpose is to provide a method that can simultaneously improve the power consumption and reduce power consumption.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로 압축기, 실내열교환기, 팽창밸브 및 실외열교환기를 포함하는 공기열 히트펌프 및 상기 실내열교환기를 통과하는 수배관; 상기 수배관의 출구측에 구비되어 상기 수배관을 흐르는 물의 출수온도를 감지하는 온도센서; 및 시동운전 시에 상기 압축기를 미리 설정된 시동 주파수로 운전시키고, 시동운전 이후에 냉매 사이클의 목표압력에 기초하여 압축기의 주파수를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는 입력된 설정온도와 상기 온도센서에서 감지된 출수온도 사이의 차이인 설정온도차에 기초하여 상기 목표 압력을 결정하는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프의 제어부를 제공한다.The present invention provides an air heat pump including a compressor, an indoor heat exchanger, an expansion valve and an outdoor heat exchanger, and a water pipe passing through the indoor heat exchanger; a temperature sensor provided at the outlet side of the water pipe to sense the water outlet temperature of the water flowing through the water pipe; and a control unit for operating the compressor at a preset starting frequency during the starting operation and controlling the frequency of the compressor based on the target pressure of the refrigerant cycle after the starting operation, wherein the control unit includes the input set temperature and the temperature sensor It provides a control unit of the air heat pump, characterized in that for determining the target pressure based on a set temperature difference that is a difference between the detected water outlet temperature.

상기 제어부는 상기 시동운전 중간에 상기 설정온도차가 미리 설정된 제 1값 미만인 것으로 판단되면 작동모드에 기초하여 상기 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 현재 저압으로 변경되는 것으로 하며 상기 시동운전을 미리 설정된 시동운전 시간의 종료 전에 중단하고, 변경된 목표압력에 기초하여 상기 압축기의 주파수를 미리 설정된 정상운전시간 동안 제어할 수 있다.When it is determined that the set temperature difference is less than a preset first value in the middle of the starting operation, the control unit changes the target pressure to a current high pressure or a current low pressure of the refrigerant cycle based on an operation mode, and starts the starting operation in advance. It can be stopped before the end of the operating time, and the frequency of the compressor can be controlled for a preset normal operating time based on the changed target pressure.

이에 상기 제어부는 상기 정상운전시간 경과 후에 상기 설정온도차가 상기 제 1값 이상인 경우에 상기 목표압력을 설정온도에 따라 결정되는 압력으로 설정하여 상기 압축기의 주파수를 제어되는 것으로 하며 정상운전시간 경과 후에 상기 설정온도차가 상기 제 1값 미만인 것으로 판단되면 작동모드에 기초하여 상기 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 현재 저압으로 다시 변경되도록 한다.Accordingly, when the set temperature difference is equal to or greater than the first value after the normal operation time has elapsed, the control unit sets the target pressure to a pressure determined according to the set temperature to control the frequency of the compressor, and after the normal operation time elapses, the When it is determined that the set temperature difference is less than the first value, the target pressure is changed back to the current high pressure or the current low pressure of the refrigerant cycle based on the operation mode.

아울러 상기 제어부는, 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 현재 저압으로 다시 변경한 후에 설정온도차 및 시간에 따른 설정온도차 변화율에 기초하여 상기 변경된 목표압력을 보정하고 보정된 목표압력에 기초하여 정상운전시간 동안 압축기를 제어할 수 있다.In addition, the control unit, after changing the target pressure back to the current high pressure or the current low pressure of the refrigerant cycle, corrects the changed target pressure based on the set temperature difference and the set temperature difference change rate according to time, and a normal operation time based on the corrected target pressure while controlling the compressor.

그리고 상기 제어부는 정상운전시간 경과 후에 설정온도차가 미리 설정된 제 2값 이하인 것으로 판단되면 설정온도차 및 시간에 따른 설정온도차 변화율에 기초하여 상기 목표압력을 보정할 수 있는데 설정온도차가 상기 제 2값을 초과한 것으로 판단되면 상기 목표압력을 설정온도에 따라 결정되는 압력으로 설정하여 상기 압축기의 주파수를 제어할 수 있다. 한편, 상기 제 2값은 상기 제 1값보다 큰 것이 바람직하다.In addition, if it is determined that the set temperature difference is less than or equal to a preset second value after the normal operation time has elapsed, the control unit may correct the target pressure based on the set temperature difference and the set temperature difference change rate according to time, but the set temperature difference exceeds the second value If it is determined that the target pressure is set, the frequency of the compressor may be controlled by setting the target pressure to a pressure determined according to a set temperature. Meanwhile, the second value is preferably larger than the first value.

또한 본 발명은 압축기가 미리 설정된 시동 주파수로 운전되는 시동 운전 단계; 냉매 사이클의 목표압력에 기초하여 압축기를 미리 설정된 정상운전시간 동안 제어하는 정상운전개시 단계; 및 입력된 설정온도와 상기 온도센서에서 감지된 출수온도 사이의 차이인 설정온도차에 기초하여 상기 목표압력이 재설정되고, 설정된 목표압력에 기초하여 압축기가 상기 정상운전시간 동안 제어되는 정상운전반복 단계;를 포함하는 공기열 히트펌프의 제어방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is a starting operation step in which the compressor is operated at a preset starting frequency; a normal operation start step of controlling the compressor for a preset normal operation time based on the target pressure of the refrigerant cycle; and a normal operation repeating step in which the target pressure is reset based on a set temperature difference that is a difference between the input set temperature and the water outlet temperature sensed by the temperature sensor, and the compressor is controlled during the normal operation time based on the set target pressure; An object of the present invention is to provide a method for controlling an air-heated heat pump comprising a.

상기한 바 시동운전 단계는, 제 1 시간 동안 시동 주파수로 압축기가 운전되는 제 1 시동운전 단계 및 위 설정온도차가 미리 설정된 제 1값 미만인지 여부를 판단하는 시동운전종료판단 단계를 포함할 수 있다.The above-described starting operation step may include a first starting operation step in which the compressor is operated at the starting frequency for a first time and a starting operation end determination step of determining whether the set temperature difference is less than a preset first value. .

그리고 상기 정상운전개시 단계는 상기 시동운전종료판단 단계에서 설정온도차가 상기 제 1값 미만으로 판단되면 작동모드에 기초하여 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 현재 저압으로 변경하는 제 1 목표압력변경 단계를 포함할 수 있을 것이다.And, the normal operation start step is a first target pressure change step of changing the target pressure to the current high pressure or the current low pressure of the refrigerant cycle based on the operation mode when the set temperature difference is determined to be less than the first value in the starting operation end determination step may include

또한 상기 시동운전 단계는, 상기 시동운전종료판단 단계에서 설정 온도차가 상기 제 1 값 이상으로 판단되면 제 2 시간 동안 시동 주파수로 압축기가 운전되는 제 2 시동운전 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, the starting operation step may further include a second starting operation step in which the compressor is operated at the starting frequency for a second time when the set temperature difference is determined to be equal to or greater than the first value in the starting operation end determination step.

**

그리고 정상운전개시 단계는 상기 제 2 시동운전 단계 이후에 상기 목표압력이 설정온도에 따라 결정되는 압력으로 설정되는 제 1 목표압력결정 단계를 더 포함하여 해결할 수 있도록 한다.And, the normal operation starting step can be solved by further including a first target pressure determining step in which the target pressure is set to a pressure determined according to a set temperature after the second starting operation step.

정상운전반복 단계는, 상기 설정온도차가 미리 설정된 제 1값 미만인지 여부를 판단하는 제 1 판단 단계; 및 상기 제 1 판단 단계에서 상기 설정온도 차가 상기 제 1값 미만인 것으로 판단되면 작동모드에 기초하여 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 현재 저압으로 변경하는 제 2 목표압력변경 단계를 포함할 수 있으며 상기 제 2 목표압력변경 단계 이후에 설정온도차 및 시간에 따른 설정온도차 변화율에 기초하여 상기 변경된 목표압력을 보정하고 보정된 목표압력에 기초하여 정상운전 시간 동안 압축기를 제어하는 목표압력보정 단계를 더 포함할 수 있다.The normal operation repeating step may include: a first determination step of determining whether the set temperature difference is less than a preset first value; and a second target pressure changing step of changing the target pressure to the current high pressure or the current low pressure of the refrigerant cycle based on the operation mode when it is determined in the first determination step that the set temperature difference is less than the first value, After the second target pressure changing step, the target pressure correction step of correcting the changed target pressure based on the set temperature difference and the set temperature difference change rate according to time and controlling the compressor during the normal operation time based on the corrected target pressure. can

상기 정상운전반복 단계는 상기 목표압력보정 단계 이후에, 상기 설정온도차가 상기 제 1값보다 큰 미리 설정된 제 2 값을 초과하는지 판단하는 제 2 판단 단계를 더 포함할 수 있다.The normal operation repeating step may further include a second determination step of determining whether the set temperature difference exceeds a preset second value greater than the first value after the target pressure correction step.

아울러 상기 제 2 판단 단계에서 상기 설정온도차가 상기 제 2값 이하인 것으로 판단되면 상기 목표압력보정 단계로 복귀할 수 있다.In addition, when it is determined that the set temperature difference is equal to or less than the second value in the second determination step, the process may return to the target pressure correction step.

또한 상기 정상운전반복 단계는, 상기 제 1 판단 단계에서 설정온도차가 상기 제 1 값 이상인 것으로 판단되거나 또는 상기 제 2 판단 단계에서 설정온도차가 상기 제 2 값을 초과한 것으로 판단되면 목표압력이 설정온도에 따라 결정되는 압력으로 설정되는 제 2 목표압력결정 단계를 더 포함할 수 있다.In addition, in the normal operation repetition step, when it is determined that the set temperature difference is equal to or greater than the first value in the first determination step or it is determined that the set temperature difference exceeds the second value in the second determination step, the target pressure is set to the set temperature The method may further include a second target pressure determining step of setting a pressure determined according to the .

이에 제 1 목표압력결정 단계 및 제 2 목표압력결정 단계에서 목표압력은 각각의 설정온도에 대응하는 압력을 매칭시킨 미리 설정된 제 1 테이블을 기준으로 설정될 수 있는데 상기 목표압력보정 단계에서 목표압력은 설정온도차 및 설정온도차 변화율에 대응하는 보정값을 매칭시킨 미리 설정된 제 2 테이블을 기준으로 설정될 수 있다.Accordingly, in the first target pressure determination step and the second target pressure determination step, the target pressure may be set based on a preset first table that matches the pressure corresponding to each set temperature. In the target pressure correction step, the target pressure is It may be set based on a preset second table in which the set temperature difference and the correction value corresponding to the set temperature difference change rate are matched.

상기와 같은 제 1 시간 및 상기 제 2 시간은 과거 데이터의 단순이동평균, 계절별 추세분석을 위한 지수평활법(exponential smoothing) 혹은 기계학습 중 선택하여 결정하는 것이 바람직하다.The first time and the second time as described above are preferably determined by selecting a simple moving average of past data, exponential smoothing for seasonal trend analysis, or machine learning.

본 발명에 따르면 냉매 사이클의 현재 압력을 고려한 목표압력의 설정을 통해 압축기의 잦은 온오프(on-off) 작동을 방지할 수 있는 공기열 히트펌프 및 그 제어 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an air-heated heat pump capable of preventing frequent on-off operation of a compressor by setting a target pressure in consideration of the current pressure of a refrigerant cycle, and a method for controlling the same.

또한 본 발명에 따르면, 압축기의 잦은 온오프 작동의 방지를 통하여, 사용 전력소모를 줄일 수 있는 공기열 히트펌프 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide an air-heated heat pump capable of reducing power consumption by preventing frequent on-off operation of the compressor, and a method for controlling the same.

또한 본 발명은 압축기의 반복적인 온오프 작동의 방지를 통하여, 출수 온도 또는 실내 토출공기의 온도가 급변하는 헌팅현상을 방지할 수 있는 공기열 히트펌프 및 그 제어방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide an air-heated heat pump capable of preventing a hunting phenomenon in which the temperature of the discharge water or the temperature of the indoor discharge air rapidly changes by preventing the repetitive on-off operation of the compressor, and a method for controlling the same.

도 1은 종래의 공기열 히트펌프 제어방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기열 히트펌프를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기열 히트펌프에 포함된 주요 구성들의 연결관계를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공기열 히트펌프의 목표출수온도를 예측하는 ARIMA(auto-regressive integrated moving average)방식의 시계열 데이터분석 기계학습을 위하여 애져 머신러닝 스튜디오(azure machine learning studio)를 처리절차 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예로서 2014년부터 2018년까지 본 출원인들이 확보하여 가지고 있는 매월 출수온도 과거 데이터를 근거로 하여 2019년과 2020년의 목표 출수온도를 추정하기 위하여 단순이동평균과 계절성을 포함한 지수평활법 모델, 즉 ETS(exponential smoothing) 예측 기법 및 기계학습된 시계열 분석을 실시한 결과 그래프이다.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 공기열 히트펌프의 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
1 is a view showing a conventional method for controlling an air-heated heat pump.
2 is a view showing an air heat heat pump according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a connection relationship of main components included in the air heat heat pump according to the embodiment of the present invention.
4 is an azure machine learning studio for time-series data analysis machine learning of an auto-regressive integrated moving average (ARIMA) method for predicting a target water outlet temperature of an air heat pump according to an embodiment of the present invention; It is a flow chart of the procedure.
5 is a simple moving average and seasonality in order to estimate the target water temperature for 2019 and 2020 based on the monthly water temperature past data secured by the applicants from 2014 to 2018 as an embodiment of the present invention; It is a graph of the results of an exponential smoothing model including ETS (exponential smoothing) prediction technique and machine-learning time series analysis.
6 is a flowchart illustrating a control method of an air-heated heat pump according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an air conditioner and a control method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐이고 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.The accompanying drawings show exemplary forms of the present invention, which are only provided to explain the present invention in detail, and are not intended to limit the technical scope of the present invention.

또한 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 그 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, regardless of the reference numerals, the same or corresponding components are given the same reference numbers and redundant description thereof will be omitted, and for convenience of description, the size and shape of each component shown may be exaggerated or reduced. there is.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기열 히트펌프를 나타내는 도면이다.2 is a view showing an air heat heat pump according to an embodiment of the present invention.

이하, 편의를 위하여, 실내열교환기에서 냉매가 상온수와 열교환하는 경우로 한정하여 설명하지만 실내열교환기에서 냉매와 실내공기가 열교환하는 경우에도 동일한 원리가 적용될 수 있음은 자명하다.Hereinafter, for convenience, the description is limited to the case where the refrigerant exchanges heat with room temperature water in the indoor heat exchanger, but it is obvious that the same principle can be applied to the case where the refrigerant and the indoor air exchange heat in the indoor heat exchanger.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프(10)는 압축기(100), 실내열교환기(200), 상기 실내열교환기(200)에 연결된 수배관(250), 팽창밸브(300), 실외열교환기(400)를 포함한다. 그리고 도시된 실시예에서, "I"는 실내기를 나타내고 "O"는 실외기를 나타낼 수 있다. 도 2에서, 상기 팽창밸브(300)는 실내기(I) 내에 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 상기 팽창밸브(300)는 실외기(O)에 구비되는 것도 가능하다.Referring to FIG. 2 , the heat pump 10 according to the embodiment of the present invention includes a compressor 100 , an indoor heat exchanger 200 , a water pipe 250 connected to the indoor heat exchanger 200 , and an expansion valve 300 . ), and an outdoor heat exchanger 400 . And in the illustrated embodiment, "I" may represent an indoor unit and "O" may represent an outdoor unit. In FIG. 2 , the expansion valve 300 is illustrated as being provided in the indoor unit I, but the expansion valve 300 may also be provided in the outdoor unit O. As shown in FIG.

압축기(100)는 냉매를 압축하도록 형성된다. 즉, 상기 압축기(100)는 저온 저압의 냉매를 가압하여 고온 고압의 냉매로 만들도록 형성될 수 있다. 상기 압축기(100)는 히트펌프(10) 내에 하나 이상이 구비될 수 있다.The compressor 100 is configured to compress the refrigerant. That is, the compressor 100 may be formed to pressurize a low-temperature and low-pressure refrigerant into a high-temperature and high-pressure refrigerant. One or more compressors 100 may be provided in the heat pump 10 .

상기 압축기(100)가 히트펌프(10) 내에 여러 개 구비되는 경우에는 여러 개의 압축기는 냉매의 유동 방향을 따라서 직렬 또는 병렬로 마련될 수 있고 가변주파수로 형성될 수 있다. 즉, 상기 압축기(100)는 인버터 압축기가 될 수 있다. 상기 실내열교환기(200)는 냉매와 실내공기를 열교환시키도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 실내열교환기(200)에서 냉매와 실내공기는 서로 열교환할 수 있다. 예를들어, 상기 실내열교환기(200)는 히트펌프(10)의 냉방 모드에서 증발기의 기능을 수행하고, 난방 모드에서 응축기의 기능을 수행할 수 있다.When a plurality of the compressors 100 are provided in the heat pump 10, the plurality of compressors may be provided in series or in parallel along the flow direction of the refrigerant, and may have a variable frequency. That is, the compressor 100 may be an inverter compressor. The indoor heat exchanger 200 may be formed to exchange heat between the refrigerant and the indoor air. That is, in the indoor heat exchanger 200 , the refrigerant and the indoor air may exchange heat with each other. For example, the indoor heat exchanger 200 may perform a function of an evaporator in a cooling mode of the heat pump 10 and a function of a condenser in a heating mode.

팽창밸브(300)는 냉매를 감압하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 팽창밸브(300)는 실내열교환기(200)와 실외열교환기(400) 사이에 구비될 수 있다.The expansion valve 300 may be formed to depressurize the refrigerant. For example, the expansion valve 300 may be provided between the indoor heat exchanger 200 and the outdoor heat exchanger 400 .

상기 팽창밸브(300)는 실내열교환기(200)와 실외열교환기(400) 중 응축기로 작동하는 열교환기를 통과한 냉매를 팽창시키도록 형성될 수 있다. 즉, 팽창밸브(300)는 응축기로 작동하는 열교환기를 통과한 냉매를 팽창시켜서 증발기로 작동하는 열교환기를 향해 안내하도록 형성될 수 있다.The expansion valve 300 may be formed to expand the refrigerant that has passed through a heat exchanger operating as a condenser among the indoor heat exchanger 200 and the outdoor heat exchanger 400 . That is, the expansion valve 300 may be formed to expand the refrigerant that has passed through the heat exchanger operating as the condenser and guide it toward the heat exchanger operating as the evaporator.

실외열교환기(400)는 냉매와 실외공기를 열교환되도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 실외열교환기(400)에서 냉매와 실외공기는 서로 열교환할 수 있다. 예를 들어, 실외열교환기(400)는 히트펌프(10)의 냉방 모드에서 응축기의 기능을 수행하고 난방 모드에서 증발기의 기능을 수행할 수 있다.The outdoor heat exchanger 400 may be formed to exchange heat with the refrigerant and outdoor air. That is, in the outdoor heat exchanger 400 , the refrigerant and outdoor air may exchange heat with each other. For example, the outdoor heat exchanger 400 may perform a function of a condenser in a cooling mode of the heat pump 10 and a function of an evaporator in a heating mode.

상기 수배관(250)에는 급수원으로부터 공급되는 상온수가 일 방향으로 흐를 수 있다. 수배관(250)을 흐르는 물은 실내열교환기(200)에서 냉매와 열교환할 수 있다.In the water pipe 250 , room temperature water supplied from a water supply source may flow in one direction. Water flowing through the water pipe 250 may exchange heat with the refrigerant in the indoor heat exchanger 200 .

상기 실외열교환기(400)는 외부 공기와 열교환하는거나 또는 냉각수와 열교환하도록 형성할 수 있다. 실외열 교환기(400)가 외부 공기와 열교환하도록 형성된 경우 상기 실외열교환기(400)의 일 측에는 실외 팬(미도시)이 마련될 수 있다.The outdoor heat exchanger 400 may be formed to exchange heat with external air or with cooling water. When the outdoor heat exchanger 400 is formed to exchange heat with external air, an outdoor fan (not shown) may be provided at one side of the outdoor heat exchanger 400 .

히트펌프(10)는 압축기(100)로 유입되는 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하여 기상 냉매만 압축기(100)로 공급하는 어큐뮬레이터(500)를 포함할 수 있다.The heat pump 10 may include an accumulator 500 that separates the refrigerant flowing into the compressor 100 into a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant and supplies only the gaseous refrigerant to the compressor 100 .

상기 어큐뮬레이터(500)는 압축기(100) 전단에 구비될 수 있다. 어큐뮬레이터(500)는 실내열교환기(200) 또는 실외열교환기(400)에서 증발되어 압축기(100)를 향하는 이상 냉매에서 기상 냉매만을 분리하여 압축기(100)로 안내하도록 형성한다.The accumulator 500 may be provided in front of the compressor 100 . The accumulator 500 is formed to separate only the gaseous refrigerant from the abnormal refrigerant that is evaporated in the indoor heat exchanger 200 or the outdoor heat exchanger 400 and is directed to the compressor 100 to guide it to the compressor 100 .

상기 히트펌프(10)는 냉방 모드와 난방 모드가 전환될 때에 냉매의 순환방향을 전환시키기 위한 유로전환밸브(600)를 포함할 수 있다. 유로전환밸브(600)는 4방향 밸브(four-way valve)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 유로전환밸브(600)는 냉방모드에서 압축기(100)로부터 토출된 냉매를 실외기로 안내하고, 난방 모드에서 압축기(100)로부터 토출된 냉매를 실내기로 안내하도록 형성될 수 있다.The heat pump 10 may include a flow path switching valve 600 for switching the circulation direction of the refrigerant when the cooling mode and the heating mode are switched. The flow path switching valve 600 may be formed as a four-way valve. For example, the flow path switching valve 600 may be configured to guide the refrigerant discharged from the compressor 100 to the outdoor unit in the cooling mode, and guide the refrigerant discharged from the compressor 100 to the indoor unit in the heating mode.

전술한 압축기(100)의 주파수는 사용자에 의해 입력되는 설정온도에 기초하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 설정 온도가 입력되면, 설정온도에 대응하는 냉매 사이클의 목표압력이 결정될 수 있으며, 상기 목표압력에 기초하여 압축기(100)의 주파수가 제어될 수 있다.The frequency of the above-described compressor 100 may be controlled based on a set temperature input by a user. For example, when a set temperature is input, a target pressure of a refrigerant cycle corresponding to the set temperature may be determined, and the frequency of the compressor 100 may be controlled based on the target pressure.

상기 설정온도에 대응하는 목표압력은 과거 데이터를 바탕으로 과거 데이터의 단순이동평균, 계절별 추세분석 혹은 기계학습하여 결정되어 테이블의 형태로, 즉 데이타셋으로 미리 마련될 수 있다. 그리고 상기 과거 데이타는 관리서버와 클라우드에 보관하는 것이 바람직하다.The target pressure corresponding to the set temperature may be determined based on a simple moving average of past data, seasonal trend analysis, or machine learning, and may be prepared in advance in the form of a table, that is, as a data set. And it is preferable to store the past data in the management server and the cloud.

또한 수배관(250)을 흐르는 상온수의 온도가 설정온도 이상이 되면 압축기(100)의 구동이 정지될 수 있다. 그리고, 다시 상온수의 온도가 일정수준 이상 떨어지면 압축기(100)의 구동이 재개될 수 있다. 즉, 테이블로 마련된 설정온도에 대응하는 목표압력이 히트펌프(10)의 설치환경이나 사용년한을 반영할 수 없는 경우, 압축기(100)가 자주 온오프되는 문제가 발생될 수 있다.In addition, when the temperature of the room temperature water flowing through the water pipe 250 is higher than the set temperature, the operation of the compressor 100 may be stopped. And, when the temperature of the room temperature water drops to a certain level or more, the operation of the compressor 100 may be resumed. That is, when the target pressure corresponding to the set temperature provided in the table cannot reflect the installation environment or the age of use of the heat pump 10 , a problem in which the compressor 100 is frequently turned on and off may occur.

본 발명은 이러한 압축기(100)의 잦은 온오프 문제를 해결하고 상온수의 온도를 설정온도에 근접하게 유지하면서 압축기(100)의 구동을 계속할 수 있는 히트펌프(10)를 제공하고자 한다.An object of the present invention is to solve the frequent on-off problem of the compressor 100 and to provide a heat pump 10 capable of continuously driving the compressor 100 while maintaining the temperature of room temperature water close to a set temperature.

본 발명의 실시예에 따른 공기열 히트펌프(10)는 상온수의 출수온도를 감지하는 온도센서(710), 냉매 사이클의 저압을 감지하는 제 1 압력센서(720) 및 냉매 사이클의 고압을 감지하는 제 2 압력센서(730)를 포함할 수 있다.The air heat heat pump 10 according to the embodiment of the present invention includes a temperature sensor 710 for detecting the outlet temperature of room temperature water, a first pressure sensor 720 for detecting a low pressure of a refrigerant cycle, and a first pressure sensor for detecting a high pressure of the refrigerant cycle. 2 may include a pressure sensor 730 .

온도센서(710)는 수배관(250)의 출구측에 구비될 수 있다. 즉, 상기 온도센서(710)는 상온수가 실내열교환기(200)를 통과한 후의 온도인 출수온도를 감지하도록 수배관(250) 상에 배치될 수 있다.The temperature sensor 710 may be provided at the outlet side of the water pipe 250 . That is, the temperature sensor 710 may be disposed on the water pipe 250 to sense the outlet temperature, which is the temperature after the room temperature water has passed through the indoor heat exchanger 200 .

제 1 압력센서(720)는 냉매 사이클의 저압을 감지하도록 압축기(100)의 입구측에 구비될 수 있다. 또한, 상기 제 2 압력센서(730)는 냉매 사이클의 고압을 감지하도록 압축기(100)의 출구측에 구비되는 것이 바람직하다.The first pressure sensor 720 may be provided on the inlet side of the compressor 100 to sense the low pressure of the refrigerant cycle. In addition, the second pressure sensor 730 is preferably provided at the outlet side of the compressor 100 to sense the high pressure of the refrigerant cycle.

본 발명의 실시예에 따른 공기열 히트펌프(10)는 전술한 압축기(100)를 제어하는 후술할 제어부(C)를 더 포함할 수 있다.The air heat pump 10 according to the embodiment of the present invention may further include a control unit C to be described later for controlling the above-described compressor 100 .

이하, 설정온도 및 출수온도에 기초한 압축기(100)의 제어에 대하여 다른 도면을 더 참조하여 설명한다.Hereinafter, the control of the compressor 100 based on the set temperature and the water outlet temperature will be described with further reference to other drawings.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기열 히트펌프에 포함된 주요 구성들의 연결관계를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a connection relationship of main components included in the air heat heat pump according to the embodiment of the present invention.

도 2 및 도 3을 함께 참조하여 설명하면, 제어부(C)는 전술한 압축기(100) 및 팽창밸브(300)를 제어할 수 있다. 그리고 상기 제어부(C)는 사용자에 의해 제어 명령이 입력되는 명령 입력부(800), 상기 온도센서(710), 상기 제 1 압력센서(720) 및 상기 제 2 압력센서(730)에 전기적으로 연결될 수 있다.2 and 3 together, the controller C may control the compressor 100 and the expansion valve 300 described above. And the control unit (C) may be electrically connected to the command input unit 800, the temperature sensor 710, the first pressure sensor 720 and the second pressure sensor 730 to which a control command is input by the user. there is.

또한 제어부(C)는 설정온도에 대응하는 목표압력의 고정값을 테이블의 형태의 데이터셋(data set)으로 저장하고, 설정온도와 출수온도 사이의 차이인 설정온도차에 따른 목표압력의 보정값을 테이블의 형태로 저장하는 머신러닝(M)에 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the control unit (C) stores the fixed value of the target pressure corresponding to the set temperature as a data set in the form of a table, and a correction value of the target pressure according to the set temperature difference, which is the difference between the set temperature and the water outlet temperature. It can be electrically connected to machine learning (M) to store in the form of a table.

또한 머신러닝(M)는 과거데이타 관리서버이거나 클라우드 서버로서 과거 데이타를 보관하는 것은 물론이고 본 발명에 의한 애져 머신러닝 스튜디오의 실행공간으로 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the machine learning (M) is preferably used as an execution space of the Azure machine learning studio according to the present invention as well as storing past data as a past data management server or a cloud server.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 설정온도에 대응하는 목표압력의 고정값의 데이타셋은 제 1 테이타셋이라고 나타내고, 설정온도와 실제 출수온도 사이의 차이인 설정온도차에 따른 목표압력의 보정값의 데이타셋은 제 2 데이타셋이라고 정의하기로 한다.To explain this in more detail, the data set of the fixed value of the target pressure corresponding to the set temperature is indicated as the first data set, and the data of the correction value of the target pressure according to the set temperature difference, which is the difference between the set temperature and the actual water outlet temperature The set is defined as the second dataset.

제 1 데이타셋에는 설정온도와 그에 대응하는 고정된 목표압력이 1:1 대응이 되도록 마련될 수 있다.In the first data set, a set temperature and a fixed target pressure corresponding thereto may be provided in a 1:1 correspondence.

또한 제 2 데이타셋에는 설정온도 및 설정온도 차이 변화율에 따른 목표압력의 보정값이 마련될 수 있다.Also, in the second data set, a correction value of the target pressure according to the change rate of the set temperature and the set temperature difference may be provided.

여기에서 본 발명의 특징을 이루는 상기 머신러닝(M)에서 실행되는 기계학습(machine learning)된 데이터셋에 의하여 목표 출수 온도 및 압력을 설정하는 방법에 대하여 상세히 설명한다.Here, a method of setting the target water outlet temperature and pressure by the machine learning data set executed in the machine learning (M) that constitutes the feature of the present invention will be described in detail.

목표 출수 온도 및 압력을 설정하기 위하여 과거의 실제 정보를 사용할 수 있으며 그와 같은 정보의 패턴이 미래에도 계속될 것이 때문에 본 발명에서는 시계열 패턴 분석이 바람직하다. 특히 우리나라의 경우에는 사계절이 뚜렷하게 존재하기 때문에 이러한 시계열 패턴 분석을 채택하려면 지금까지 사용한 "추세(trend)" 와 "계절성(seasonality)" 같은 단어의 개념을 좀더 구체적으로 정의되어야 한다.In the present invention, time series pattern analysis is preferable because actual information from the past can be used to set the target water outlet temperature and pressure, and the pattern of such information will continue in the future. In particular, since four distinct seasons exist in Korea, in order to adopt such a time series pattern analysis, the concepts of words such as "trend" and "seasonality" that have been used so far must be defined more specifically.

- 추세(trend)- trend

데이터가 장기적으로 증가하거나 감소할 때, 추세(trend)가 존재한다. 추세가 반드시 선형적일 필요는 없다. 다만 때때로 어떤 추세가 증가에서 감소로 변화하는 경우에, 그것을 추세의 "방향이 변화했다" 라고 할 수 있다. 즉, 본 발명의 설정 온도 데이터에는 추세가 있다.When data increases or decreases over the long term, a trend exists. The trend is not necessarily linear. However, when a trend changes from an increase to a decrease from time to time, it can be said that the trend has "changed direction". That is, there is a trend in the set temperature data of the present invention.

- 계절성(seasonality)- seasonality

해마다 어떤 특정한 때나 계절별로 특정 계절에 나타나는 같은 요인이 시계열에 영향을 줄 때 계절성(seasonality) 패턴이 나타난다. 계절성은 빈도의 형태로 나타나는데, 그 빈도는 항상 일정하며 알려져 있다. 본 발명에 의한 출수온도는 계절성이 나타나는데, 위 계절성은 외기 온도의 변동에 의한 것이다.A pattern of seasonality appears when the same factors that occur in a specific season at a specific time of year or season influence the time series. Seasonality comes in the form of a frequency, the frequency of which is always constant and known. The water outlet temperature according to the present invention exhibits seasonality, which is due to fluctuations in outdoor temperature.

- 주기성(cycle)- cycle

고정된 빈도가 아닌 형태로 증가나 감소하는 모습을 보일 때 주기(cycle)가 나타난다. 보통 이러한 요동은 경제상황 때문에 일어나고, 흔히 "경기 순환(business cycle)" 과 관련 있다. 보통 이러한 요동의 지속기간은 적어도 2년 이상이다.A cycle appears when it increases or decreases in a form that is not a fixed frequency. Usually these fluctuations are caused by economic conditions and are often related to the “business cycle”. Usually, the duration of these fluctuations is at least 2 years.

이에 주기적인 패턴과 계절적인 패턴을 혼동될 수 있는 것이 아니다. 즉, 일정한 빈도로 나타나지 않는 요동은 주기적이다. 빈도가 변하지 않고 연중 어떤 시기와 연관되어 있다면 그 요동은 계절성이기 때문이다. 일반적으로, 주기들의 평균 길이는 계절성 패턴의 길이보다 길고, 주기의 크기는 계절적인 패턴의 크기보다 좀 더 변동성이 큰 경향이 있다고 할 수 있다.It is not possible to confuse periodic patterns with seasonal patterns. That is, fluctuations that do not appear at a constant frequency are periodic. If the frequency does not change and is associated with some time of the year, then the fluctuation is seasonal. In general, the average length of the periods is longer than the length of the seasonal pattern, and the size of the period tends to be more volatile than the size of the seasonal pattern.

많은 시계열에는 추세(trend), 계절성(seasonality) 및 주기(cycle)가 있는데 본 발명에 의한 예측 기법을 고를 때는 먼저 데이터에서 나타나는 시계열 패턴을 살펴봐야 할 것이고, 그 다음 계절성 패턴을 적절하게 잡아낼 수 있는 기법을 선택하는 것이 바람직하다.Many time series have trend, seasonality, and cycle. It is preferable to choose a technique.

이에 본 발명에서는 일 실시례로서 단순이동평균, 계절성을 포함한 지수평활법 모델, ETS(exponential smoothing) 예측 기법 및 기계학습(머신러닝)된 시계열 분석에 의한 통계적 예측을 실시하고, 상기와 같은 통계적 예측의 정확성에 대한 평균절대오차(mean absolute error, MAE)를 각 비교하도록 한다.Accordingly, in the present invention, as an embodiment, statistical prediction is performed by simple moving average, exponential smoothing model including seasonality, ETS (exponential smoothing) prediction technique, and machine learning (machine learning) time series analysis, and statistical prediction as described above Let's compare the mean absolute error (MAE) for the accuracy of each.

그런데 이를 위하여 AE와 MAE의 개념을 먼저 정확하게 설명되어야 한다.However, for this, the concepts of AE and MAE must first be accurately explained.

AE(absolute error, 절대오차)는 실제 값과 예측(측정) 값과의 차이로서 산식은,AE (absolute error) is the difference between the actual value and the predicted (measured) value.

Δx = xi-xΔx = xi-x

xi - 측정값 / x - 실제값xi - measured value / x - actual value

평균절대오차(Mean Absolute Error)는 모든 절대 오차의 평균이다. 그 산식은 다음과 같다.Mean Absolute Error is the average of all absolute errors. Its formula is as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

n = 오차의 갯수n = number of errors

∑ = 합을 나타내는 기호∑ = symbol for sum

|xi-x| = 절대 오차|xi-x| = absolute error

첫번째 예측 기법으로서, 지금까지 모은 과거자료로 단순이동평균법(simple moving average)을 실행하여 어느 정도까지 평균을 낼지, 즉 n을 정한다. 위와 같은 단순이동평균법은 내일의 수치는 최근 며칠 수치의 평균인데 그 산식은 다음과 같다.As the first prediction technique, the simple moving average method is executed with the past data collected so far, and the average is determined to what extent, that is, n. In the above simple moving average method, tomorrow's figure is the average of the last few days, and the formula is as follows.

Figure pat00002
Figure pat00002

또한 지수평활법(exponential smoothing) 모델의 개념은 내일의 수치 중 일정 비율은 오늘의 값이고 상기 '일정 비율' 은 오늘 예측값을 합친 것인데 상기한 바 '일정 비율' 은 대개 그리스 문자 α로 나타내는데 단순이동평균법의 n이나 가중이동평균법의 가중치처럼 현재 자료를 가장 잘 재현하는 α를 찾아내야 하는 과제가 있다. 그 산식은 다음과 같다.In addition, the concept of the exponential smoothing model is that a certain percentage of tomorrow's values is today's value, and the 'constant percentage' is the sum of today's forecast values. There is a task to find the α that best reproduces the current data, such as n of the average method or the weight of the weighted moving average method. Its formula is as follows:

Figure pat00003
Figure pat00003

본 실시예에서 상기 지수평활법의 계산은 마이크로소프트 엑셀의 FORECAST.ETS. SEASONALITY 함수를 사용하여 FORECAST.ETS함수에 옵션으로 사용되는 계절성 값을 계산하였다. 즉, 위 함수의 구분은 '예측할 시계열, 기존 값 범위, 기존 시계열 범위, [계절성], [누락데이터 처리], [중복 시계열 처리])' 이고 위 사용 인수에 대한 각 설명은 다음과 같다.Calculation of the exponential smoothing method in this embodiment is Microsoft Excel's FORECAST.ETS. By using the SEASONALITY function, the seasonality value used as an option in the FORECAST.ETS function was calculated. That is, the classification of the above function is 'time series to be predicted, existing value range, existing time series range, [seasonality], [missing data processing], [duplicate time series processing])', and the explanations for each of the above arguments are as follows.

- 예측할 시계열- Time series to predict

예측할 기준 시계열 값이다. 이 값은 날짜, 시간 또는 숫자일 수 있다. 대상 날짜가 기존 시계열범위의 마지막 값보다 이전 값일 경우 #NUM! 오류를 반환한다.The reference time series value to predict. This value can be a date, time, or number. If the target date is earlier than the last value of the existing time series range, the #NUM! returns an error

- 기존 값 범위- Existing value range

예측할 기준 시계열의 값을 계산하기 위해 기존에 입력된 갑의 범위이다.It is the range of values previously input to calculate the value of the reference time series to be predicted.

- 기존 시계열 범위- Existing time series range

기존에 입력된 시계열 범위이다. 시계열 범위는 분산이 반드시 0보다 커야 한다. 즉, 입력된 모든 시계열의 값이 같다면, FORECAST.ETS 함수는 #NUM! 오류를 반환한다.This is the previously entered time series range. For the time series range, the variance must be greater than zero. That is, if all input time series values are the same, the FORECAST.ETS function returns #NUM! returns an error

- 계절성[선택인수]- Seasonality [optional argument]

지수평활법 알고리즘으로 분석할 때에 얼마간의 주기를 갖고 데이터를 예측할지 결정한다.When analyzing with exponential smoothing algorithm, it is decided with how many cycles to predict the data.

ㅇ 기본값은 1 또는 빈칸ㅇ Default is 1 or blank

ㅇ 계절성 인수가 2보다 클 경우 : 해당 주기로 데이터를 예측ㅇ When the seasonality factor is greater than 2: Predict the data in the corresponding period

ㅇ 계절성 인수가 0일 경우 : 주기가 없다고 가정하고 선형 예측ㅇ When the seasonality factor is 0: Linear prediction assuming there is no period

ㅇ 계절성 인수가 1이거나 공란인 경우 : 액셀에서 자동으로 계절성을 예측ㅇ If the seasonality factor is 1 or blank: Excel automatically predicts the seasonality

- 누락 데이터 처리[선택인수]- Processing of missing data [optional argument]

기존 시계열 범위에서 누락된 데이터가 있을 시 어떻게 처리할지를 결정한다.It determines how to handle missing data in the existing time series range.

ㅇ 기본값은 1 또는 빈칸ㅇ Default is 1 or blank

ㅇ 누락 데이터 처리 인수가 1 또는 비어있을 경우 : 누락 데이터는 주변 데이터의 평균값으로 계산ㅇ When the missing data processing argument is 1 or empty: Missing data is calculated as the average value of surrounding data

ㅇ 누락 데이터 처리 인수가 0일 경우 : 누락 데이터를 0으로 간주하여 계산ㅇ When the missing data processing factor is 0: Calculated by considering missing data as 0

- 중복 시계열 처리[선택인수]- Duplicate time series processing [optional argument]

누락된 시계열 데이타가 있을 경우 동일한 주기에 위치한 값에서 해당 누락된 값을 어떻게 계산할지 결정하여야 한다If there is missing time series data, it is necessary to decide how to calculate the missing value from values located in the same period.

ㅇ 기본값은 1 또는 빈칸ㅇ Default is 1 or blank

ㅇ 1 또는 빈칸 : AVERAGE (평균으로 반영)ㅇ 1 or blank: AVERAGE (reflected as average)

ㅇ 2 : CㅇUNT (빈칸이 아닌 숫자만 개수를 세서 반영)ㅇ 2: CㅇUNT (counts and reflects only non-blank numbers)

ㅇ 3 : C0UNTA (빈칸이 아닌 모든 값의 개수를 세서 반영)ㅇ 3: C0UNTA (counts and reflects the number of all non-blank values)

ㅇ 4 : MAX (최대값만 반영)ㅇ 4: MAX (only the maximum value is reflected)

ㅇ 5 : MEDIAN (중간값으로 반영)ㅇ 5: MEDIAN (reflected as an intermediate value)

ㅇ 6 : MIN (최소값만 반영)ㅇ 6: MIN (only the minimum value is reflected)

ㅇ 7 : SUM (합계를 반영)ㅇ 7: SUM (reflects the total)

그리고, 본 발명에서의 기계학습 실시예는 ARIMA(auto-regressive integrated moving average)방식의 시계열 데이터분석 기계학습으로서 애져 머신러닝 스튜디오를 사용하였다. 그런데 위 애져 머신러닝 스튜디오는 컴퓨터에서 기존 데이터를 사용하여 미래 동작, 결과 및 추세를 예측하는 데이터 과학 기술로서 상기 머신러닝을 사용하면 컴퓨터에서 명시적으로 프로그래밍하지 않고 학습하여 머신러닝을 통한 예측은 좀 더 똑똑한 앱 및 디바이스를 만드는 데 도움이 된다.And, in the machine learning embodiment of the present invention, Azure Machine Learning Studio was used as time series data analysis machine learning of ARIMA (auto-regressive integrated moving average) method. However, we Azure Machine Learning Studio is a data science technology that predicts future behavior, results, and trends using existing data on a computer. It helps build smarter apps and devices.

상기 애져 머신러닝(azure machine learning)은 전통적인 기계학습부터 딥 러닝, 감독학습 및 자율학습에 이르는 모든 종류의 기계학습에 사용할 수 있고, SDK(software development kit, 소프트웨어 개발도구 모음)를 사용하여 Python 또는 R 코드를 작성하던지 아니면 스튜디오에서 코드 없음 혹은 낮은 코드 옵션으로 작업하던지 상관없이 애져 머신러닝 작업 영역에서 기계학습 및 딥 러닝 모델을 빌드, 학습 및 추적할 수 있어서 본 실시예에서 사용하는 애져 머신러닝 스튜디오는 모델 학습, 배포 및 자산 관리를 위한 낮은 코드와 코드 없음 옵션에 대한 애져 머신러닝의 웹 포털로서 상기 애져 머신러닝 스튜디오는 원활한 환경을 위해 애져 머신러닝 개발도구(SDK)와 통합되는 특징이 있다. 그리고 적합한 모델이 있는 경우 웹 서비스, IoT 디바이스 또는 Power BI에서 해당 모델을 쉽게 사용할 수 있다.The azure machine learning can be used for all kinds of machine learning from traditional machine learning to deep learning, supervised learning and autonomous learning, and can be used in Python or Azure Machine Learning Studio used in this example because you can build, train, and track machine learning and deep learning models in the Azure Machine Learning workspace, whether you are writing R code or working with no-code or low-code options in the studio. is Azure Machine Learning's web portal to low-code and no-code options for model training, deployment, and asset management. The Azure Machine Learning Studio features integration with Azure Machine Learning Development Kit (SDK) for a seamless experience. And if you have a suitable model, you can easily use that model in a web service, IoT device, or Power BI.

그런 다음에 Python용 애져 머신러닝 개발도구(SDK), 애져 머신러닝 스튜디오 또는 머신러닝 CLI(command-line interface, 명령줄 인터페이스)를 사용하여 배포된 모델을 관리할 수 있어서 그러한 모델은 사용 가능하며 대량의 데이터에 대한 예측을 실시간으로 또는 비동기적으로 반환할 수 있으며 고급 머신러닝 파이프라인을 사용하여 데이터 준비부터 모델 학습, 평가 및 배포까지 각 단계에서 공동 작업을 수행할 수도 있는데 이러한 특징들이 다른 머신러닝 방식과는 차별화되는 점이 있다.You can then manage your deployed models using Azure Machine Learning Development Tools (SDK) for Python, Azure Machine Learning Studio, or machine learning command-line interface (CLI), making those models available and mass-produced. It can return predictions on data in real-time or asynchronously, and use advanced machine learning pipelines to collaborate at each stage, from data preparation to model training, evaluation, and deployment. There is something different about the method.

상기 애져 머신러닝 작업 영역은 기계학습 모델을 실험하고, 학습시키고, 아울러 배포하는 데 사용하는 클라우드의 기본 리소스로서 애져 구독 및 리소스 그룹을 서비스에서 사용하기 쉬운 개체에 연결한다. 상기 애져 리소스를 관리하기 위한 웹 기반 콘솔인 애져 포탈(azure portal)을 통해 기업용(Enterprise) 버전 작업 영역을 만든다. 애져 머신러닝 스튜디오로 머신러닝 작업을 할 경우에는 먼저 머신러닝 웹서비스를 만들고, 관리하고 모니터링 하는 절차를 거치게 된다. 상기와 같은 절차는 애져 머신러닝 웹서비스 관리 포탈에서 관리하고 애져 포탈에서 그를 모니터링하고 확인한다.The Azure Machine Learning workspace is the primary resource in the cloud used to experiment, train, and deploy machine learning models, connecting Azure subscriptions and resource groups to easy-to-use entities in the service. An Enterprise version workspace is created through the Azure portal, which is a web-based console for managing the Azure resources. In case of machine learning work with Azure Machine Learning Studio, first, the machine learning web service is created, managed, and monitored. The above procedures are managed by the Azure Machine Learning Web Service Management Portal, and monitored and verified on the Azure Portal.

우선 상기 애져 포탈에서 새 작업 영역을 만들어야 하는데 위 새작업 영역에는 다음 표 1과 같은 정보를 제공하여야 한다.First, a new work area must be created in the Azure portal, and information as shown in Table 1 below must be provided to the new work area.

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 본 발명에 의한 머신러닝을 위한 애져 머신러닝 스튜디오에서의 작업 절차에 대해 도 5의 흐름도를 이용하여 아래와 같이 순차적으로 설명한다.The operation procedure in Azure Machine Learning Studio for machine learning according to the present invention will be sequentially described as follows using the flowchart of FIG. 5 .

(P100) Dataset를 선택하고 ShipLog.csv 파일을 업로드한다. 좌측 패널에서 모듈 선택 후 끌어 가운데 패널(팔렛트)에 놓으면 해당 모듈을 사용할 수 있다.(P100) Select Dataset and upload ShipLog.csv file. After selecting a module from the left panel, drag and drop it on the center panel (palette) to use the module.

(P200) R 스크립트를 실행할 모듈도 끌어다가 놓는다.(P200) Drag and drop the module to execute the R script as well.

(P210) Import Data 과거 데이터를 입력한다.(P210) Import Data Input past data.

(P300) Select Columns in Dataset 모듈을 추가한다.(P300) Add the Select Columns in Dataset module.

(P400) Edit Metadata 모듈을 추가한다. 새로운 컬럼명의 이름을 지정한다.(P400) Edit Metadata module is added. Specifies the name of the new column name.

데이터의 일부는 URL을 통해서 가져와 사용하기도 합니다. Dataset으로 가지고 있다가 바로 사용해도 된다.Some of the data is also fetched and used through a URL. You can have it as a Dataset and use it right away.

(P410) text.preprocessing.zip파일의 Datasets 모듈을 추가한다.(P410) Add the Datasets module of the text.preprocessing.zip file.

(P500) Excute R Script R 스크립트 모듈을 추가한다.(P500) Execute R Script Add R script module.

(P600) Split Data 모듈을 추가한다. 분할 비율을 7:3으로 설정하는 것이 바람직하다.(P600) Add Split Data module. It is desirable to set the split ratio to 7:3.

(P700, P701) Feature Hashing모듈을 추가한다.(P700, P701) Add Feature Hashing module.

(P800, P801) Select Columns in Dataset한다. 데이터셋에 칼럼을 선택한다.(P800, P801) Select Columns in Dataset. Select a column in the dataset.

(P900) 가장 중요한 Train Model 모듈을 추가합니다. 그리고 좌측에 학습할 모델을 선택한다. 여기서는 Multiclass Decision Forest(①)를 선택한다.(P900) Add the most important Train Model module. And select the model to be trained on the left. Here, Multiclass Decision Forest (①) is selected.

(PA00)Score Model 모듈을 추가한다. Split Data의 나머지 데이터는 Score Model의 2번째 입력으로 연결한다.(PA00) Add the Score Model module. The remaining data of Split Data is connected to the 2nd input of Score Model.

(PB00)Evauate Model 모듈을 추가한다. 그러면 완성된 팔렛트의 모습이 나타나게 된다.(PB00) Add the Evauate Model module. Then the completed palette will appear.

이어 끝으로 Run을 실행시키고 완료되면, 이어서 Evaluate Model > Evaluation Results > Visualize를 클릭한다. 그 결과로서 Multi-class Decision Fores(①)로 학습한 평가결과가 나오게 된다.Then, finally, run Run, and when it is completed, click Evaluate Model > Evaluation Results > Visualize. As a result, the evaluation results learned with Multi-class Decision Fores (①) are displayed.

2014년부터 2018년까지 본 출원인들이 확보하여 가지고 있는 매월 출수 온도 데이터를 근거로 하여 2019년과 2020년의 목표 출수온도를 추정한 결과에 대하여 평가표는 아래와 같다.The evaluation table for the results of estimating the target water temperature for 2019 and 2020 based on the monthly water temperature data secured by the applicants from 2014 to 2018 is as follows.

Figure pat00005
Figure pat00005

MAE는 평균절대오차(mean absolute error)로서 모든 절대 오차의 평균이다.MAE is the mean absolute error, which is the average of all absolute errors.

위 각 실시예별로 추정 결과에 대한 그래프 도시는 도 5와 같다.5 is a graph showing the estimation results for each of the above examples.

그런데 우선 상기 표 2상의 MAE 수치를 해 보면, 단순이동평균 11.43%, 지수평활법 8.80%인데 대하여 본 발명에 의한 ARIMA방식의 시계열 데이타 분석 방식으로 기계학습된 결과수치는 8.43%로서 각 0.36%P, 3.%P 정도 우수하다.However, first, looking at the MAE values in Table 2 above, the simple moving average is 11.43% and the exponential smoothing method is 8.80%, but the result of machine learning by the ARIMA method time series data analysis method according to the present invention is 8.43%, each 0.36%P. , about 3.%P is excellent.

아울러 도 5에 나타나는 바와 같이 본 발명에 의한 기계학습된 예측결과의 추세가 다른 두 가지 방법보다는 상대적으로 우수한다는 판정을 육안으로도 할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 5 , it can be visually determined that the trend of the machine-learned prediction result according to the present invention is relatively superior to that of the other two methods.

이에 다시 도 2 및 도 3을 함께 참조하여 설명한다. 원래 공기열 히트펌프(10)는 시동운전, 정상운전 및 반복 정상운전의 순서로 구동된다. 다만 시동운전에서 압축기(100)는 기설정된 시동주파수로 운전될 수도 있다.This will be described again with reference to FIGS. 2 and 3 together. Originally, the air heat pump 10 is driven in the order of a starting operation, a normal operation, and a repeated normal operation. However, in the starting operation, the compressor 100 may be operated at a preset starting frequency.

그런데 시동운전은 냉매 사이클을 정상상태로 운전시키기 위한 준비단계의 운전을 의미할 수 있다. 정상운전시 및 반복정상 운전시에는 압축기(100)의 주파수가 목표압력에 기초하여 제어될 수 있다. 예를 들어, 목표압력이 높을수록 압축기(100)의 주파수가 커질 수 있다. 즉, 상기 제어부(C)는 시동운전시에 상기 압축기(100)를 미리 설정된 시동 주파수로 운전시킬 수 있다. 그리고, 상기 제어부(C)는 시동운전 이후에 냉매 사이클의 목표압력에 기초하여 상기 압축기(100)의 주파수를 제어할 수 있다. 이때, 상기 목표압력은 설정온도와 출수온도 사이의 차이인 설정온도차에 기초하여 결정될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 시동운전 중에 상기 설정온도차가 미리 설정된 제 1값 미만이면, 상기 목표압력은 냉매 사이클의 현재 고압 또는 현재 저압으로 변경될 수 있다. 상기 제 1값은 0이 될 수 있다. 즉, 설정온도차가 제 1값 미만인 경우 설정온도와 관계없이 현재 냉매 사이클의 고압 또는 저압을 목표압력으로 유동적으로 설정하더라도 출수 온도를 원하는 온도로 맞출 수 있다. 다시 말해서 상기 제어부(C)는 시동운전 중간에 상기 설정온도차가 상기 제 1값 미만인 것으로 판단되면, 작동 모드에 기초하여 상기 목표압력을 설정온도에 따라 결정되는 압력이 아닌 냉매 사이클의 현재 고압 또는 현재 저압으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 난방모드에서 상기 목표압력은 현재 고압으로 변경되고, 냉방모드에서 상기 목표압력은 현재 저압으로 변경될 수 있다. 이때, 현재 저압 및 현재 고압은 전술한 제 1 및 제 2 압력센서(720, 730)로부터 감지될 수 있다.However, the starting operation may refer to an operation in a preparation stage for operating the refrigerant cycle in a normal state. During normal operation and during repeated normal operation, the frequency of the compressor 100 may be controlled based on the target pressure. For example, as the target pressure increases, the frequency of the compressor 100 may increase. That is, the control unit C may operate the compressor 100 at a preset starting frequency during the starting operation. In addition, the control unit C may control the frequency of the compressor 100 based on the target pressure of the refrigerant cycle after the start-up operation. In this case, the target pressure may be determined based on a set temperature difference that is a difference between the set temperature and the water outlet temperature. More specifically, when the set temperature difference is less than a preset first value during the start-up operation, the target pressure may be changed to a current high pressure or a current low pressure of the refrigerant cycle. The first value may be 0. That is, when the set temperature difference is less than the first value, the outlet water temperature can be adjusted to the desired temperature even if the high or low pressure of the current refrigerant cycle is flexibly set as the target pressure regardless of the set temperature. In other words, when it is determined that the set temperature difference is less than the first value in the middle of the starting operation, the control unit C sets the target pressure based on the operation mode to the current high pressure or current of the refrigerant cycle, not the pressure determined according to the set temperature. It can be changed to low pressure. For example, in the heating mode, the target pressure may be changed to a current high pressure, and in the cooling mode, the target pressure may be changed to a current low pressure. In this case, the current low pressure and the current high pressure may be sensed by the first and second pressure sensors 720 and 730 described above.

또한 상기 제어부(C)는 시동운전 중에 상기 설정온도차가 상기 제 1값 미만인 것으로 판단되면, 상기 시동운전을 미리 설정된 시동운전 시간의 종료 전에 중단시킬 수 있다. 그리고, 상기 제어부(C)는 변경된 목표압력에 기초하여 상기 압축기(100)의 주파수를 미리 설정된 정상운전시간 동안 제어할 수 있다.Also, when it is determined that the set temperature difference is less than the first value during the starting operation, the control unit C may stop the starting operation before the end of the preset starting operation time. In addition, the control unit C may control the frequency of the compressor 100 for a preset normal operation time based on the changed target pressure.

따라서, 본 발명에 따르면 압축기(100) 주파수의 불필요한 상승을 방지함과 동시에, 시동운전 시간의 단축을 통해 전력소모를 상당수준으로 줄일 수 있다.Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent an unnecessary increase in the frequency of the compressor 100 and, at the same time, reduce power consumption to a significant level by shortening the start-up operation time.

또한 본 발명에 따르면 압축기(100) 주파수의 급상승으로 인해 발생되는 압축기(100)의 빈번한 온오프 문제가 방지될 수 있다.In addition, according to the present invention, frequent on-off problems of the compressor 100 caused by a sudden increase in the frequency of the compressor 100 can be prevented.

한편 상기 제어부(C)는 상기 정상운전시간 경과 후에, 상기 설정온도차와 상기 제 1값을 다시 비교할 수 있다. 이때, 상기 제어부(C)는 상기 설정온도차가 상기 제 1값 미만인 것으로 판단되면 작동 모드에 기초하여 상기 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 현재 저압으로 다시 변경할 수 있다. 즉, 상기 정상운전시간 경과 후에 상기 설정온도차가 상기 제 1값 미만인 것으로 제어부(C)에 의해 판단되면, 다시 변경된 상기 목표압력에 기초하여 압축기(100)의 주파수가 정상운전시간 동안 제어될 수 있다.Meanwhile, the control unit C may compare the set temperature difference with the first value again after the normal operation time has elapsed. In this case, when it is determined that the set temperature difference is less than the first value, the controller C may change the target pressure back to the current high pressure or the current low pressure of the refrigerant cycle based on the operation mode. That is, if the controller C determines that the set temperature difference is less than the first value after the normal operation time has elapsed, the frequency of the compressor 100 may be controlled during the normal operation time based on the changed target pressure again. .

이와 같이 본 발명에 따르면 기계학습된 설정온도에 기초한 목표압력이 테이블의 형태로 데이터셋이 기본적으로 마련되어 있으며 히트펌프(10)의 설치환경이나 사용연한에 따라서 냉매 사이클의 목표압력을 능동적으로 조절할 수 있다. 상기 목표압력이 다시 변경된 후에 설정온도차 및 시간에 따른 설정온도차 변화율에 기초하여 변경된 목표압력이 제어부(C)에 의해 보정될 수 있다. 그리고 보정된 목표압력에 기초해 정상운전시간 동안 압축기(100)가 제어부(C)에 의해 제어될 수 있다.As described above, according to the present invention, the data set is basically provided in the form of a table in which the target pressure based on the machine-learned set temperature is set, and the target pressure of the refrigerant cycle can be actively adjusted according to the installation environment or service life of the heat pump 10 . there is. After the target pressure is changed again, the changed target pressure may be corrected by the controller C based on the set temperature difference and the set temperature difference change rate according to time. In addition, the compressor 100 may be controlled by the controller C during the normal operation time based on the corrected target pressure.

여기서 상기 시간에 따른 설정온도차 변화율은, 상기 정상운전 시간 전후의 설정온도차의 변화율을 의미할 수 있다.Here, the rate of change of the set temperature difference according to the time may mean a rate of change of the set temperature difference before and after the normal operation time.

또한 상기 정상운전 시간이 다시 경과한 후에 설정온도차가 상기 제 1값보다 큰 미리 설정된 제 2값 이하이면 설정 온도차 및 시간에 따른 설정온도차 변화율에 기초하여 목표압력이 다시 보정되고 보정된 목표압력에 기초하여 압축기(100)가 제어될 수 있다. 그리고 이와 달리 설정온도차가 상기 제 2 값을 초과한 경우, 상기 목표압력은 설정온도에 따라 결정되는 압력으로 설정되고, 이렇게 설정된 목표압력에 기초하여 압축기(100)의 주파수가 제어부(C)에 의해 제어될 수 있는데 이는 설정온도차가 제 2값을 초과하여 벌어진 경우에 목표압력을 설정온도에 기초하여 높여서 설정온도차를 비교적 빠른 속도로 감소시키기 위함이다.In addition, if the set temperature difference is less than or equal to a preset second value greater than the first value after the normal operation time elapses again, the target pressure is corrected again based on the set temperature difference and the set temperature difference change rate according to time, and based on the corrected target pressure Thus, the compressor 100 can be controlled. In contrast, when the set temperature difference exceeds the second value, the target pressure is set to a pressure determined according to the set temperature, and the frequency of the compressor 100 is controlled by the controller C based on the set target pressure. This can be controlled to increase the target pressure based on the set temperature when the set temperature difference exceeds the second value to reduce the set temperature difference at a relatively high speed.

이하, 다른 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 공기열 히트펌프의 제어방법에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of controlling an air-heated heat pump according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to other drawings.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기열 히트펌프의 제어방법을 나타내는 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method for controlling an air-heated heat pump according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프의 제어방법은 냉매 사이클을 통한 냉매의 순환이 시작되는 시동운전 단계(S10), 냉매가 정상상태로 냉매 사이클을 순환하기 시작하는 정상운전개시 단계(S20), 및 정상상태의 냉매 순환이 반복되는 정상운전반복 단계(S30)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6 , in the control method of the heat pump according to the embodiment of the present invention, the starting operation step (S10) in which the circulation of the refrigerant through the refrigerant cycle starts, and the normal operation in which the refrigerant starts to circulate the refrigerant cycle in a normal state It may include a step (S20), and a normal operation repetition step (S30) in which the refrigerant circulation in a normal state is repeated.

시동운전 단계(S10)에서는 압축기(100)가 미리 설정된 시동 주파수로 제어하도록 한다.In the starting operation step (S10), the compressor 100 is controlled to a preset starting frequency.

정상운전개시 단계(S20)에서는 냉매 사이클의 목표압력에 기초하여 압축기가 미리 설정된 정상운전시간 동안 제어될 수 있다. 상기 설정 정상운전시간 또한 기계학습하여 적정한 시간을 설정하는 것이 바람직하다.In the normal operation start step ( S20 ), the compressor may be controlled for a preset normal operation time based on the target pressure of the refrigerant cycle. It is preferable to set an appropriate time by machine learning the set normal operation time as well.

그리고 정상운전반복 단계(S30)에서는 사용자에 의해 입력된 설정온도와 온도센서(710)에서 감지된 출수온도 사이의 차이인 설정온도차에 기초하여 목표압력이 재설정되고, 설정된 목표압력에 기초하여 압축기(100)가 정상운전시간 동안 제어될 수 있다. 즉, 상기 정상운전개시 단계(S20)에서 결정된 목표압력은 상기 정상운전 반복 단계(S30)에서 설정온도차에 기초하여 재설정하는 것이 바람직하다.And in the normal operation repetition step (S30), the target pressure is reset based on the set temperature difference, which is the difference between the set temperature input by the user and the water outlet temperature sensed by the temperature sensor 710, and based on the set target pressure, the compressor ( 100) can be controlled during normal operation time. That is, it is preferable that the target pressure determined in the normal operation start step S20 is reset based on the set temperature difference in the normal operation repetition step S30 .

상기 시동운전 단계(S10)는 제 1 시간동안 시동 주파수로 압축기가 운전되는 제 1 시동운전 단계(S110) 및 설정온도차가 미리 설정된 제 1 값(A) 미만인지 여부를 판단하는 시동운전종료판단 단계(S120)를 포함할 수 있다.The starting operation step (S10) is a first starting operation step (S110) in which the compressor is operated at the starting frequency for a first time and a starting operation end determination step of determining whether the set temperature difference is less than a preset first value (A) (S120) may be included.

상기 제 1 시동운전 단계(S110)에서는 히트펌프(10)에 전원이 입력되고, 압축기(100)의 구동이 개시될 수 있다. 상기 시동운전종료판단 단계(S120)에서는 설정온도차가 설정된 제 1값(A) 미만인지 여부는 제어부(C)에 의해 판단될 수 있다.In the first starting operation step S110 , power is input to the heat pump 10 , and driving of the compressor 100 may be started. In the starting operation end determination step ( S120 ), whether the set temperature difference is less than a set first value (A) may be determined by the control unit (C).

정상운전 개시단계(S20)는 작동 모드에 기초해 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 저압으로 변경하는 제 1 목표압력변경 단계(210)를 포함할 수 있다.The normal operation starting step S20 may include a first target pressure changing step 210 of changing the target pressure to the current high pressure or low pressure of the refrigerant cycle based on the operation mode.

제 1 목표압력변경 단계(S210)는 상기 시동운전종료판단 단계(S120)에서 설정온도차가 미리 설정된 제 1값(A) 미만이라고 판단될 때 진행될 수 있다. 즉, 상기 시동운전종료판단 단계(S120)에서 설정온도차가 상기 제 1 값(A) 미만으로 판단되면, 상기 제 1 목표압력변경 단계(S210)에서는 작동모드에 기초하여 목표압력이 냉매 사이클의 현재 고압 또는 현재 저압으로 변경될 수 있다. 예를들어, 난방모드의 경우 목표압력은 냉매 사이클의 현재 고압으로 변경되고, 냉방모드의 경우 목표압력은 냉매 사이클의 현재 저압으로 변경될 수 있다. 그리고, 냉매 사이클의 현재 저압 및 고압은 제 1 및 제 2 압력센서(720, 730)에 의해 감지될 수 있다.The first target pressure change step S210 may be performed when it is determined that the set temperature difference is less than the preset first value A in the start operation end determination step S120 . That is, when it is determined that the set temperature difference is less than the first value A in the start operation end determination step S120 , the target pressure is set based on the operation mode in the first target pressure change step S210 , the current of the refrigerant cycle. It can be changed to high pressure or current low pressure. For example, in the heating mode, the target pressure may be changed to the current high pressure of the refrigerant cycle, and in the cooling mode, the target pressure may be changed to the current low pressure of the refrigerant cycle. In addition, the current low pressure and high pressure of the refrigerant cycle may be detected by the first and second pressure sensors 720 and 730 .

따라서, 제 1 시동운전 단계(S110) 이후에 설정온도차가 상기 제 1 값(A) 미만일 경우, 시동운전 단계(S10)가 바로 종료되고 정상운전 개시단계(S20) 진행되므로, 시동운전에 따른 불필요한 전력 소모를 방지할 수 있다.Therefore, if the set temperature difference is less than the first value (A) after the first starting operation step (S110), the starting operation step (S10) is immediately terminated and the normal operation starting step (S20) proceeds, so unnecessary Power consumption can be prevented.

또한 상기 제 1 시동운전 단계(S110) 이후에 설정온도차가 상기 제 1 값(A) 미만일 경우에 목표압력을 설정온도에 따라 결정하지 않고, 현재 고압 또는 저압에 맞추어 목표온도를 결정 또는 변경하므로 불필요한 압축기(100)의 주파수 상승 및 압축기(100)의 반복적인 온오프 구동을 방지할 수 있다. 한편, 상기 시동운전 단계(S10)는 상기 시동운전종료판단 단계(S120) 이후에 제 2 시동운전 단계(S130)를 더 포함할 수 있다.In addition, when the set temperature difference is less than the first value (A) after the first starting operation step (S110), the target pressure is not determined according to the set temperature, but the target temperature is determined or changed according to the current high or low pressure. It is possible to prevent the frequency increase of the compressor 100 and the repetitive on-off driving of the compressor 100 . On the other hand, the starting operation step (S10) may further include a second starting operation step (S130) after the starting operation end determination step (S120).

상기 제 2 시동운전 단계(S130)에서는 제 2 시간 동안 시동 주파수로 압축기(100)가 운전될 수 있다. 이때, 상기 제 2 시간은 전술한 제 1 시간과 동일할 수 있다. 즉, 상기 시동운전 단계(S10)는 상기 시동운전종료판단 단계(S120)에서 설정온도차가 상기 제 1값(A) 이상으로 판단되면 제 2 시간동안 시동 주파수로 압축기(100)가 운전되는 상기 제 2 시동운전 단계(S130)를 포함할 수 있다.In the second starting operation step ( S130 ), the compressor 100 may be operated at the starting frequency for a second time. In this case, the second time period may be the same as the first time period. That is, in the starting operation step (S10), when the set temperature difference is determined to be equal to or greater than the first value (A) in the starting operation end determination step (S120), the compressor 100 is operated at the starting frequency for a second time. 2 may include a starting operation step (S130).

그리고, 상기 정상운전개시 단계(S20)는 상기 제 2 시동운전 단계(S130) 이후에 상기 목표압력이 설정온도에 따라 결정되는 압력으로 설정되는 제 1목표압력결정 단계(S220)를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 목표압력결정 단계(S220)에서는 냉매 사이클의 목표 압력이 설정온도와 목표압력을 대응시키도록 마련된 제 1 테이블을 기준으로 결정될 수 있다. 상기 제 1 테이블은 설정 온도에 대응하는 압력을 매칭시키도록 머신러닝(M)에 미리 마련될 수 있다.In addition, the normal operation starting step (S20) may further include a first target pressure determining step (S220) in which the target pressure is set to a pressure determined according to a set temperature after the second starting operation step (S130). there is. That is, in the first target pressure determination step ( S220 ), the target pressure of the refrigerant cycle may be determined based on a first table prepared to match the set temperature and the target pressure. The first table may be provided in advance in machine learning (M) to match the pressure corresponding to the set temperature.

상기 제 1 테이블은 설정온도가 높을수록 목표압력이 커지도록 마련되는 것이 바람직하다. 한편, 전술한 정상운전반복 단계(S30)는 설정온도차가 제 1 값(A) 미만인지 여부를 판단하는 제 1 판단 단계 (S310) 및 설정온도차가 상기 제 1 값(A) 미만이면 작동 모드에 기초하여 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 현재 저압으로 변경하는 제 2 목표압력변경 단계(S330)를 포함할 수 있다.The first table is preferably provided so that the higher the set temperature, the higher the target pressure. On the other hand, the above-described normal operation repetition step (S30) is a first determination step (S310) of determining whether the set temperature difference is less than the first value (A) and if the set temperature difference is less than the first value (A), the operation mode is A second target pressure change step ( S330 ) of changing the target pressure to the current high pressure or the current low pressure of the refrigerant cycle may be included based on the step S330 .

따라서, 상기 정상운전반복 단계(S30)에서도 설정온도차가 상기 제 1 값(A) 미만인 경우에 목표압력을 설정온도에 따라 결정하지 않고, 현재 고압 또는 저압에 맞추어 목표온도를 결정 또는 변경하므로, 불필요한 압축기(100)의 주파수 상승 및 압축기(100)의 반복적인 온오프 구동을 방지할 수 있다. 상기 정상운전 반복 단계(S30)는 상기 제 2 목표압력변경 단계(S320) 이후에, 목표압력보정 단계(S330)를 더 포함할 수 있다.Therefore, even in the normal operation repetition step (S30), when the set temperature difference is less than the first value (A), the target pressure is not determined according to the set temperature, but the target temperature is determined or changed according to the current high or low pressure, so unnecessary It is possible to prevent the frequency increase of the compressor 100 and the repetitive on-off driving of the compressor 100 . The repeating normal operation step ( S30 ) may further include a target pressure correction step ( S330 ) after the second target pressure changing step ( S320 ).

상기 제 2 목표압력변경 단계(S320)를 통해 목표압력은, 목표압력보정 단계(S330)에서 설정온도차 및 시간에 따른 설정온도차 변화율에 기초하여 보정될 수 있다.In the second target pressure changing step S320 , the target pressure may be corrected based on the set temperature difference and the set temperature difference change rate over time in the target pressure correcting step S330 .

그리고, 상기 보정된 목표압력에 기초하여 정상운전시간 동안 압축기(100)가 제어되는 것이 바람직하다. 상기 시간에 따른 설정온도차 변화율은 정상 운전시간 전과 후의 설정온도차의 변화율을 의미할 수 있다. 정상운전시간은 기계 학습으로 결정하는 것이 바람직하다.And, it is preferable that the compressor 100 is controlled during the normal operation time based on the corrected target pressure. The change rate of the set temperature difference according to the time may mean the rate of change of the set temperature difference before and after the normal operation time. It is desirable to determine the normal operation time by machine learning.

목표압력보정 단계(S330)에서는 냉매 사이클의 목표 압력이 설정온도차 및 설정온도차 변화율에 대응하는 보정값이 마련된 제 2 테이블을 기준으로 보정되는 것이 바람직 하다.In the target pressure correction step (S330), it is preferable that the target pressure of the refrigerant cycle is corrected based on the second table in which correction values corresponding to the set temperature difference and the set temperature difference change rate are provided.

상기 제 2 테이블은 설정온도차 및 설정온도차 변화율에 대응하는 보정값을 매칭시키도록 머신러닝(M)에 미리 마련될 수 있다. 즉, 상기 제 2 목표압력변경 단계(S320)에서 현재 고압 또는 현재 저압으로 변경된 목표압력은 목표압력보정 단계(S330)를 통해 다시 보정되는 것이 바람직하다.The second table may be prepared in advance in machine learning (M) to match the set temperature difference and the correction value corresponding to the set temperature difference change rate. That is, it is preferable that the target pressure changed to the current high pressure or the current low pressure in the second target pressure change step S320 is corrected again through the target pressure correction step S330 .

따라서, 위와 같은 방법에 의하면 실내열교환기에서 냉매와 열교환한 물의 출수온도 헌팅을 방지할 수 있다.Therefore, according to the above method, it is possible to prevent hunting at the outlet temperature of the water that has exchanged heat with the refrigerant in the indoor heat exchanger.

상기 정상운전반복 단계(S30)는 상기 목표압력보정 단계(S330) 이후에, 설정온도차가 상기 제 1값(A)보다 큰 기설정된 제 2값(B)을 초과하는지 판단하는 제 2 판단 단계(S340)를 더 포함할 수 있다.The normal operation repetition step (S30) is a second determination step of determining whether a set temperature difference exceeds a preset second value (B) greater than the first value (A) after the target pressure correction step (S330) ( S340) may be further included.

상기 제 2 판단 단계(S340)에서 상기 설정온도차가 상기 제 2값(B) 이하인 것으로 판단되면, 전술한 목표압력보정 단계(S330)로 복귀할 수 있다. 즉, 상기 제 2 판단 단계(S340)에서 상기 설정온도차가 상기 제 2값(B) 이하인 것으로 판단되면 상기 목표압력보정 단계(S330)를 통해 목표압력 설정온도차 및 시간에 따른 설정온도차 변화율에 기초하여 보정될 수 있다. 그리고, 보정된 목표압력에 기초하여 압축기(100)이 주파수가 정상운전시간 동안 제어될 수 있다. 한편, 상기 정 상운전반복 단계(S30)는 목표압력이 설정온도에 따라 결정되는 압력으로 설정되는 제 2 목표압력결정 단계(S350)를 더 포함할 수 있다.If it is determined in the second determination step S340 that the set temperature difference is equal to or less than the second value B, the process may return to the target pressure correction step S330. That is, if it is determined in the second determination step (S340) that the set temperature difference is equal to or less than the second value (B), based on the target pressure set temperature difference and the set temperature difference change rate over time through the target pressure correction step (S330) can be corrected. And, based on the corrected target pressure, the frequency of the compressor 100 may be controlled during the normal operation time. Meanwhile, the normal operation repetition step S30 may further include a second target pressure determination step S350 in which the target pressure is set to a pressure determined according to a set temperature.

전술한 바아 같이 제 1 판단 단계(S310)에서 설정 온도차가 제 1값(A) 이상인 것으로 판단되거나 또는 상기 제 2 판단 단계(S340)에서 설정 온도차가 제 2 값(B)을 초과한 것으로 판단되면 상기 제 2 목표압력결정 단계(S350)가 수행될 수 있다.As described above, when it is determined that the set temperature difference is equal to or greater than the first value (A) in the first determination step (S310) or it is determined that the set temperature difference exceeds the second value (B) in the second determination step (S340) The second target pressure determination step S350 may be performed.

제 2 목표압력결정 단계(S350)에서는 제 1 목표압력결정 단계(S220)와 마찬가지로, 냉매 사이클의 목표 압력이 설정온도와 목표 압력을 대응시키도록 마련된 제 1 테이블을 기준으로 결정될 수 있다.In the second target pressure determination step S350 , similarly to the first target pressure determination step S220 , the target pressure of the refrigerant cycle may be determined based on a first table prepared to match the set temperature and the target pressure.

상기 제 2 판단 단계(S340) 이전에 제 2 목표압력변경 단계(S320)를 통해 목표압력이 현재 고압 또는 현재 저압으로 변경되었으므로 상기 제 1 판단 단계(S310)에서 설정 온도차와 비교되는 제 1 값(A)보다 제 2 판단 단계(S340)에서 설정 온도차와 비교되는 제 2 값(B)이 더 큰 것이 바람직하다.Since the target pressure was changed to the current high pressure or the current low pressure through the second target pressure changing step S320 before the second determination step S340, the first value compared with the set temperature difference in the first determination step S310 ( It is preferable that the second value (B) compared with the set temperature difference in the second determination step (S340) is larger than A).

이는, 제 2 목표압력변경 단계(S320)를 통해 목표압력이 현재 고압 또는 현재 저압으로 변경된 후에는 가능한 한 목표압력보정 단계(S330)를 통해 목표압력을 미세하게 보정하여 출수온도의 헌팅 및 압축기의 반복적인 구동정지를 방지하는 것이 바람직하기 때문이다. 그럼에도 불구하고, 제 2 판단 단계(S340)에서 설정 온도차가 상기 제 2 값(B)을 초과할 정도로 큰 경우, 설정온도차를 비교적 빠르게 줄이기 위하여, 상기 제 2 목표압력결정 단계(S350)를 통해 설정 온도와 목표압력을 매칭시킨 제 1 테이블, 즉 데이타셋을 기준으로 목표압력이 결정될 수 있다.This is, after the target pressure is changed to the current high pressure or the current low pressure through the second target pressure change step (S320), the target pressure is finely corrected through the target pressure correction step (S330) as much as possible to control the hunting of the outlet temperature and the compressor. This is because it is desirable to prevent repeated driving stops. Nevertheless, when the set temperature difference is large enough to exceed the second value (B) in the second determination step ( S340 ), in order to relatively quickly reduce the set temperature difference, the second target pressure determination step ( S350 ) is set through the The target pressure may be determined based on the first table, that is, the data set in which the temperature and the target pressure are matched.

본 발명의 실시예에 따른 공기열 히트펌프의 제어방법은 상기 제 2 목표압력결정 단계(S350) 이후에 공기열 히트펌프의 정지신호가 입력되었는지 여부를 판단하는 단계(S360)를 더 포함할 수 있다. 이때, 공기열 히트펌프의 정지신호가 입력될 때까지 상기 정상운전반복 단계(S30)가 반복적으로 수행될 수 있다.The method of controlling an air-heated heat pump according to an embodiment of the present invention may further include a step (S360) of determining whether a stop signal of the air-heated heat pump is input after the second target pressure determination step (S350). At this time, the normal operation repeating step (S30) may be repeatedly performed until a stop signal of the air heat pump is input.

위와 같은 과정을 통하여 본 발명에 따르면, 공기열 히트펌프의 냉매 사이클의 현재 압력을 고려한 목표압력의 설정을 통해 압축기의 빈번한 온오프작동 및 출수 온도 또는 실내 토출 공기의 온도의 헌팅 현상을 방지할 수 있다.According to the present invention through the above process, frequent on-off operation of the compressor and hunting of the water outlet temperature or the indoor discharge air temperature can be prevented by setting the target pressure in consideration of the current pressure of the refrigerant cycle of the air heat pump. .

또한 본 발명에 따르면, 현재의 압력 상태를 고려한 목표압력의 설정을 통해 전력소모를 줄일 수 있다. 특히, 공기열 히트펌프의 시동운전 단계에서 설정 온도차에 기초하여 현재 고압 또는 현재 저압이 목표압력으로 설정되므로 시동운전 단계의 불필요한 시동운전 시간을 줄일 수 있다.Also, according to the present invention, power consumption can be reduced by setting the target pressure in consideration of the current pressure state. In particular, since the current high pressure or the current low pressure is set as the target pressure based on the set temperature difference in the starting operation stage of the air heat pump, unnecessary starting operation time in the starting operation stage can be reduced.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는, 단지 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 사람이라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for purposes of illustration only, and various modifications, changes, and additions may be made by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention. Modifications and additions should be considered to fall within the scope of the following claims.

도 2 및 도 3에서,
100 압축기 200 실내열교환기
250 수배관 300 팽창밸브
400 실외열교환기 500 어큐뮬레이터
600 유로전환밸브 710 온도센서
720 제 1 압력센서 730 제 2 압력센서
2 and 3,
100 Compressor 200 Indoor Heat Exchanger
250 Water pipe 300 Expansion valve
400 Outdoor Heat Exchanger 500 Accumulator
600 Euro changeover valve 710 Temperature sensor
720 first pressure sensor 730 second pressure sensor

Claims (15)

압축기, 실내 열교환기, 팽창밸브 및 실외열교환기를 포함하는 공기열 히트펌프로서 상기 실내열교환기를 통과하는 수배관;
상기 수배관의 출구측에 구비되어 상기 수배관을 흐르는 물의 출수온도를 감지하는 온도센서; 및
상기 압축기는 미리 설정된 시동 주파수로 시동 운전시키고, 시동운전 이후에 냉매 사이클의 목표압력에 기초하여 압축기의 주파수를 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 입력된 설정 온도와 상기 온도센서에서 감지된 출수온도 사이의 차이인 설정 온도차에 기초하여 상기 목표압력을 결정하되, 상기 시동운전 중간에 상기 설정 온도차가 미리 설정된 제 1값 미만인 것으로 판단되면, 작동 모드에 기초 하여 상기 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 현재 저압으로 변경하는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프.
an air heat heat pump including a compressor, an indoor heat exchanger, an expansion valve, and an outdoor heat exchanger, the water pipe passing through the indoor heat exchanger;
a temperature sensor provided at the outlet side of the water pipe to sense the water outlet temperature of the water flowing through the water pipe; and
The compressor starts at a preset starting frequency and includes a control unit for controlling the frequency of the compressor based on the target pressure of the refrigerant cycle after the starting operation,
The controller determines the target pressure based on a set temperature difference that is a difference between the input set temperature and the water outlet temperature sensed by the temperature sensor, and determines that the set temperature difference is less than a preset first value during the starting operation when it is, the air heat pump, characterized in that the target pressure is changed to the current high pressure or the current low pressure of the refrigerant cycle based on the operation mode.
제 1항에 있어서,
상기 제어부는 시동운전이 미리 설정된 시동운전시간 종료 전에 중단하고, 변경된 목표압력에 기초하여 상기 압축기의 주파수를 미리 설정된 정상운전시간 동안 제어하는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프.
The method of claim 1,
The control unit stops the starting operation before the end of the preset starting operation time, and controls the frequency of the compressor based on the changed target pressure during the preset normal operation time.
제 2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 정상운전시간 경과 후에 상기 설정온도차가 상기 제 1값 이상인 경우, 상기 목표압력을 설정온도에 따라 결정되는 압력으로 설정하여 상기 압축기의 주파수를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프.
3. The method of claim 2,
When the set temperature difference is equal to or greater than the first value after the normal operation time has elapsed, the control unit sets the target pressure to a pressure determined according to the set temperature to control the frequency of the compressor.
제 3항에 있어서,
상기 제어부는 정상운전시간 경과 후에 상기 설정온도차가 상기 제 1값 미만인 것으로 판단되면, 작동모드에 기초하여 상기 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 저압으로 다시 변경하는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프.
4. The method of claim 3,
When it is determined that the set temperature difference is less than the first value after the normal operation time has elapsed, the control unit changes the target pressure back to the current high or low pressure of the refrigerant cycle based on the operation mode.
제 4항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 저압으로 다시 변경한 후에 설정온도차 및 시간에 따른 설정온도차 변화율에 기초하여 상기 변경된 목표압력을 보정하고 보정된 목표압력에 기초하여 정상운전시간 동안 압축기를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프.
5. The method of claim 4,
The control unit, after changing the target pressure back to the current high or low pressure of the refrigerant cycle, corrects the changed target pressure based on the set temperature difference and the set temperature difference change rate according to time, and based on the corrected target pressure during normal operation time Air-heated heat pump, characterized in that for controlling the compressor.
제 5항에 있어서.
상기 제어부는 정상운전시간 경과 후에, 설정 온도차가 미리 설정된 제 2값 이하인 것으로 판단되면, 설정 온도차 및 시간에 따른 설정 온도차 변화율에 기초하여 상기 목표압력을 보정하고, 설정 온도차가 상기 제 2값을 초과한 것으로 판단되면, 상기 목표압력을 설정온도에 따라 결정되는 압력으로 설정하여 상기 압축기의 주파수를 제어하며, 상기 제 2값은 상기 제 1값보다 큰 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프.
6. The method of claim 5.
If it is determined that the set temperature difference is less than or equal to a preset second value after the normal operation time has elapsed, the control unit corrects the target pressure based on the set temperature difference and the set temperature difference change rate according to time, and the set temperature difference exceeds the second value when it is determined that the target pressure is set to a pressure determined according to a set temperature, the frequency of the compressor is controlled, and the second value is greater than the first value.
압축기가 미리 설정된 시동 주파수로 운전되는 시동운전 단계;
냉매 사이클의 목표압력에 기초하여 압축기를 미리 설정된 정상운전시간 동안 제어하는 정상운전개시 단계; 및
입력된 설정온도와, 실내열교환기를 통과하는 수배관의 출구측에 설치되는 온도센서에서 감지된 출수온도 사이의 차이인 설정온도차에 기초하여 상기 목표압력이 재설정되고, 설정된 목표압력에 기초하여 압축기가 상기 정상운전시간 동안 제어되는 정상운전반복 단계;를 포함하고,
상기 시동운전 단계는, 제 1시간동안 시동 주파수로 압축기가 운전되는 제 1시동운전 단계 및 상기 설정온도차가 기설정된 제 1값 미만인지 여부를 판단하는 시동운전종료판단 단계를 포함하고, 상기 정상운전개시 단계는 상기 시동운전종료판단 단계에서 설정온도차가 상기 제 1값 미만으로 판단되면, 작동 모드에 기초하여 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 저압으로 변경하는 제 1 목표압력변경 단계를 포함하는, 공기열 히트펌프의 제어방법.
a starting operation step in which the compressor is operated at a preset starting frequency;
a normal operation start step of controlling the compressor for a preset normal operation time based on the target pressure of the refrigerant cycle; and
The target pressure is reset based on the set temperature difference, which is the difference between the input set temperature and the water outlet temperature detected by the temperature sensor installed on the outlet side of the water pipe passing through the indoor heat exchanger, and the compressor operates based on the set target pressure. Including; a normal operation repetition step controlled during the normal operation time;
The starting operation step includes a first starting operation step in which the compressor is operated at a starting frequency for a first time and a starting operation end determination step of determining whether the set temperature difference is less than a predetermined first value, and the normal operation The starting step includes a first target pressure changing step of changing the target pressure to the current high or low pressure of the refrigerant cycle based on the operation mode when the set temperature difference is determined to be less than the first value in the starting operation end determination step, Control method of air heat pump.
제 7항에 있어서,
상기 시동운전 단계는 상기 시동운전종료판단 단계에서 설정온도차가 상기 제 1값 이상으로 판단되면 제 2시간 동안 시동 주파수로 압축기가 운전되는 제 2 시동운전 단계를 더 포함하고, 상기 정상운전개시 단계는 상기 제 2 시동운전 단계 이후에 상기 목표압력이 설정온도에 따라 결정되는 압력으로 설정되는 제 1목표압력결정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프의 제어방법.
8. The method of claim 7,
The starting operation step further includes a second starting operation step in which the compressor is operated at the starting frequency for a second time when the set temperature difference is determined to be equal to or greater than the first value in the starting operation end determination step, and the normal operation starting step includes: and a first target pressure determining step in which the target pressure is set to a pressure determined according to a set temperature after the second starting operation step.
제 7항에 있어서,
상기 정상운전반복 단계는 상기 설정 온도차가 미리 설정된 제 1값 미만인지 여부를 판단하는 제 1 판단 단계; 및
상기 제 1 판단 단계에서 상기 설정 온도차가 상기 제 1값 미만인 것으로 판단되면 작동 모드에 기초하여 목표압력을 냉매 사이클의 현재 고압 또는 현재 저압으로 변경하는 제 2 목표압력변경 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프의 제어방법.
8. The method of claim 7,
The normal operation repeating step may include: a first determination step of determining whether the set temperature difference is less than a preset first value; and
and a second target pressure changing step of changing the target pressure to the current high pressure or the current low pressure of the refrigerant cycle based on the operation mode if it is determined in the first determination step that the set temperature difference is less than the first value Control method of air heat pump.
제 9항에 있어서,
상기 정상운전반복 단계는 상기 제 2 목표압력변경 단계 이후에, 설정온도차 및 시간에 따른 설정 온도차 변화율에 기초하여 상기 변경된 목표압력을 보정하고 보정된 목표압력에 기초하여 정상운전시간 동안 압축기를 제어하는 목표압력보정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프의 제어방법.
10. The method of claim 9,
The normal operation repeating step is to correct the changed target pressure based on a set temperature difference and a set temperature difference change rate according to time after the second target pressure change step, and control the compressor for a normal operation time based on the corrected target pressure A control method of an air-heated heat pump, characterized in that it further comprises a target pressure correction step.
제 10항에 있어서,
상기 정상운전반복 단계는 상기 목표압력보정 단계 이후에,
상기 설정온도차가 상기 제 1값보다 큰 미리 설정된 제 2값을 초과하는지 판단하는 제 2 판단 단계를 추가로 더 포함하고, 상기 제 2 판단 단계에서 상기 설정 온도차가 상기 제 2값 이하인 것으로 판단되면 상기 목표압력보정 단계로 복귀하는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프의 제어방법.
11. The method of claim 10,
The normal operation repetition step is after the target pressure correction step,
A second determination step of determining whether the set temperature difference exceeds a preset second value greater than the first value further includes a second determination step of determining whether the set temperature difference is equal to or less than the second value in the second determination step A control method of an air-heated heat pump, characterized in that returning to the target pressure correction step.
제 11항에 있어서,
상기 정상운전반복 단계는,
상기 제 1 판단 단계에서 설정온도차가 상기 제 1값 이상인 것으로 판단되거나 또는 상기 제 2 판단 단계에서 설정온도차가 상기 제 2값을 초과한 것으로 판단되면 상기 목표압력이 설정온도에 따라 결정되는 압력으로 설정되는 제 2 목표압력결정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프의 제어방법.
12. The method of claim 11,
The normal operation repetition step is,
When it is determined that the set temperature difference is equal to or greater than the first value in the first determination step or it is determined that the set temperature difference exceeds the second value in the second determination step, the target pressure is set to a pressure determined according to the set temperature The method of controlling an air-heated heat pump, characterized in that it further comprises a second target pressure determining step.
제 12항에 있어서,
제 1 목표압력결정 단계 및 제 2 목표압력결정 단계에서 목표압력은 각각의 설정온도에 대응하는 압력을 매칭시킨 미리 설정된 테이블 형태의 데이터셋인 제 1 테이블을 기준으로 설정되는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프의 제어방법.
13. The method of claim 12,
In the first target pressure determining step and the second target pressure determining step, the target pressure is set based on a first table, which is a preset table-type data set in which the pressures corresponding to the respective set temperatures are matched. How to control the pump.
제 13항에 있어서,
상기 목표압력보정 단계에서 목표압력은, 설정온도차 및 설정온도차 변화율에 대응하는 보정값을 매칭시킨 과거 데이터를 기계학습시켜 결정된 테이블 형태의 데이터셋을 제 2 테이블로 하여 설정되는 것을 특징으로 하는 공기열 히트펌프의 제어방법.
14. The method of claim 13,
In the target pressure correction step, the target pressure is set using a table-type data set determined by machine learning of past data that matches the set temperature difference and the correction value corresponding to the set temperature difference change rate as a second table. How to control the pump.
제 13항에 있어서,
상기 제 2 목표압력결정 단계 이후에, 히트펌프의 정지신호가 입력되었는지 여부를 판단하는 단계를 더 포함하고, 히트펌프의 정지신호가 입력될 때까지 상기 정상운전반복 단계가 반복적으로 수행되는 것을 특징으로 하는 공기열 히트 펌프의 제어 방법.
14. The method of claim 13,
After the second target pressure determination step, further comprising the step of determining whether a stop signal of the heat pump is input, characterized in that the normal operation repeat step is repeatedly performed until the stop signal of the heat pump is input A control method for an air-heated heat pump.
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