KR20230050106A

KR20230050106A - 공기조화기의 제어방법

Info

Publication number: KR20230050106A
Application number: KR1020210133408A
Authority: KR
Inventors: 최창민; 이현탁; 김진식; 최순용; 이승준
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2021-10-07
Filing date: 2021-10-07
Publication date: 2023-04-14
Also published as: US20230116807A1; EP4163559A1

Abstract

본 발명은 공기조화기의 제어방법에 관한 것이다.
본 발명의 공기조화기의 제어방법은, 실외기에 연결된 복수의 실내기 각각의 실내기데이터를 수집하고, 상기 복수의 실내기 각각의 실내기데이터로부터 판단되는 전체 실내기 부하를 바탕으로 상기 복수의 실내기로 공급되는 냉매의 전체유량을 조절하고, 상기 복수의 실내기 각각의 실내기데이터로부터 매칭되는 각 실내기별 클러스터를 바탕으로 상기 복수의 실내기 각각으로 유동하는 냉매의 개별유량을 조절한다.

Description

공기조화기의 제어방법{Controll Method of Air Conditioner}

본 발명은 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내공간의 상태를 파악하고, 그에 따른 제어를 수행하는 공기조화기의 제어방법에 관한 것이다.

주거공간이나 사무공간과 같은 실내공간의 생활하는 시간이 증가됨에 따라 실내공간의 쾌적도에 대한 요구가 높아지고 있다. 실내기가 내부에 배치되고, 실내공간으로 열교환된 공기나 정화된 공기를 공급하여 실내공간의 쾌적도를 높일 수 있다.

공기조화기는, 실내온도가 높을 때에는 냉각된 공기를 실내공간으로 공급하고, 실내온도가 낮을 때에는 가열된 공기를 실내공간으로 공급하여 실내공간의 쾌적도를 높일 수 있다.

기존의 공기조화기는 사용자가 입력한 온도, 풍향, 풍속을 바탕으로 추종제어를 진행하므로, 실내공간의 상태에 따라 재실자에게 쾌적도를 만족시키지 못하는 문제를 야기하거나, 실내공간이 쾌적한 상태로 빠르게 변동되지 못하는 문제를 야기할 수 있다.

또한, 변화되는 실내공간의 상태나, 실내기의 상태를 반영하지 못하므로, 실내공간이 쾌적한 상태로 유지되는 기간이 상대적으로 줄어들게 되는 문제를 가질 수 있다.

또한, 복수의 실내기를 포함하는 공기조화기에 있어서는, 복수의 실내기 전체적으로 빠르게 쾌적도를 유지하는데 어려움이 있으며, 개별적인 실내기 케어가 어려운 문제가 있다.

등록특허 10- 2077175호는 공기조화 장치로부터 수신한 운영 정보에 기초하여 공기 조화 장치를 복수의 그룹 중 하나의 그룹에 매핑하고, 공기 조화 장치가 상기 매핑된 그룹에 대응되는 냉방 지표 예측 모델을 이용하여 공기 조화 장치를 제어하는 내용을 개시하고 있다.

다만, 선행문헌의 경우, 개별 공기 조화 장치가 복수의 그룹 중 하나의 그룹에 매칭됨으로써, 개별 공기 조화 장치가 가지고 있는 특성을 잃고 매칭된 그룹에 평균 특성과 일치하는 특성만 남게 되어, 매칭된 그룹의 평균치에 대한 냉방 지표로 전체 실내기가 제어되어, 사용자의 불편을 초래할 수 있다.

또한, 서버에 저장된 모델을 이용하기 때문에 외부 혹은 내부 요인에 의해 서버와의 연결이 끊길 경우, 그룹 매핑 및 예측이 불가능 하다는 위험 요인을 포함하고 있다.

등록 특허 KR10-1757446호는, 실내외 환경요소 측정값, 열지수, 열 쾌적성 지수 및 학습데이터에 기반하여 공기조화기를 제어하는 내용을 개시하고 있다.

다만, 선행특허는, 사용자가 공조기기에 대한 제어 명령을 수행하는 시기가 이미 사용자가 불쾌감을 인지한 시점 이후로, 사용자의 상태나, 실내공간의 상태를 고려한 빠르고 정확한 제어가 어려운 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 실내공간이 쾌적한 상태로 빠르게 도달할 수 있는 공기조화기의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 현지공간에 적응하며, 실내공간을 빠르게 쾌적한 상태로 도달시킬 수 있는 공기조화기의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 실내공간의 상태, 변동에 대응하여, 실내공간의 맞춤제어를 통해 사용자의 쾌적도 높일 수 있는 공기조화기의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 사용자의 설정온도와, 사용자에게 미치는 예상평균온열감을 바탕으로 실내기의 추종온도를 유지 또는 수정하는 공기조화기의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은, 실내기가 작동된 시점부터 작동이 종료된 시점까지 사이의 실내기데이터를 수집하고, 수집된 데이터를 바탕으로 매칭된 클러스터의 변동추이를 바탕으로 클러스터를 보정하여, 복수의 클러스터를 현장에 맞게 변형하여, 실내공간의 상태를 정확하게 판단할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법은, 실내기데이터를 수집하는 단계를 수행한다. 공기조화기의 제어방법은, 수집된 상기 실내기데이터를 저장부에 저장된 복수의 클러스터 중 하나로 매칭하는 단계를 수행한다. 공기조화기의 제어방법은, 설정시간 간격으로 상기 실내기 데이터를 재수집하고, 상기 실내기 데이터에 대응하는 클러스터를 매칭하는 단계를 수행한다. 공기조화기의 제어방법은, 상기 실내기의 운전시간 동안 매칭된 클러스터 변동추이를 바탕으로 클러스터를 보정하는 단계를 수행한다.

복수의 클러스터는, 상기 실내기에 요구되는 부하를 기준으로 복수의 클러스터레벨로 분류되고, 상기 클러스터를 보정하는 단계는, 상기 실내기의 운전시간 동안 카운팅된 설정레벨이상의 클러스터의 횟수가 전체카운팅된 횟수의 설정비율보다 클 때, 측정된 클러스터레벨을 한단계 상향하도록 보정하여, 실내기 작동환경과, 실내환경에 맞는 실내기 작동을 할 수 있다.

복수의 클러스터는, 상기 실내기에 요구되는 부하를 기준으로 복수의 클러스터레벨로 분류되고, 상기 클러스터를 보정하는 단계는, 상기 실내기의 운전시간동안 설정시간 간격으로 파악된 클러스터레벨의 평균값이 설정기준보다 높게 형성될 때, 상기 클러스터를 상향하도록 보정하여, 내기 작동환경과, 실내환경에 맞는 실내기 작동을 할 수 있다. 상기 실내기가 작동되고 상기 실내기의 작동이 종료된 실내기의 작동주기가 복수회로 진행되고, 상기 클러스터를 보정하는 단계는, 복수의 작동주기동안 클러스터 변동추이를 바탕으로 클러스터를 보정하여, 실내공간의 상태를 정확하게 판단할 수 있다.

상기 클서스터를 보정하는 단계는, 복수의 작동주기 중에서, 최근에 작동이 완료된 시점의 작동주기에 가중치를 부여하여, 최근 실내상태와 실내기 상태를 비중있게 반영할 수 있다.

상기 클러스터를 보정하는 단계는, 상기 운전시간동안 판단된 클러스터 각각을 수정하여, 전반적인 클러스터를 보정할 수 있다.

상기 클러스터를 매칭하는 단계는, 상기 저장부에 저장된 복수의 클러스터와 수집된 실내기 데이터 간의 인접도를 바탕으로 수행하여, 실내공간의 상태를 분류할 수 있다.

상기 실내기 데이터는, 실내온도센서로부터 감지되는 실내온도, 실내습도센서로부터 감지되는 실내습도, 및 사용자에 의해 입력된 설정온도를 포함하고, 상기 실내기 데이터는, 수집된 복수의 데이터 인자 들간의 계산 영향도를 비슷한 수준으로 맞추도록 전처리하여, 복수의 인자들 전체적인 비중을 균등하게 반영할 수 있다.

상기 클러스터 매칭단계 이후, 상기 클러스터 매칭 결과를 바탕으로 실내기를 조절하는 단계를 포함하여, 실내공간의 상태를 바탕으로 실내공간을 제어할 수 있다.

상기 설정시간 간격으로 상기 실내기 데이터를 재수집하고, 재수집된 상기 실내기 데이터에 대응하는 클러스터를 매칭하고, 상기 클러스터의 변동 여부를 판단하여, 실내기 재조절하는 단계를 더 포함하여, 시간별로 변동되는 실내공간의 환경에 대응하여 실내기를 작동시킬 수 있다.

상기 실내기데이터는, 실내온도센서로부터 감지되는 실내온도, 실내습도센서로부터 감지되는 실내습도, 카메라로부터 감지되는 재실인원수, 및 사용자에 의해 입력된 설정온도를 포함하고, 상기 실내기 데이터를 재수집하는 단계이후, 실내공간의 인원수 변동을 바탕으로 과열도 변동을 판단하는 단계와, 상기 과열도 변동을 바탕으로 실내기를 조절하는 단계를 포함하여, 재실자의 인원변동을 고려하여 실내공간을 제어할 수 있다.

상기 실내기를 조절하는 단계는, 상기 매칭되는 클러스터레벨에 따라 실내기팬의 회전속도와 베인의 배치를 조절하여, 실내공간의 상태에 따라 토출구로 토출되는 공기의 풍량 및 풍속을 제어할 수 있다.

상기 실내기를 조절하는 단계는, 상기 저장부에 저장된 클러스터 분류데이터와, 기류 분류데이터를 바탕으로 클러스터에 대응하는 기류를 매칭하는 단계와, 상기 매칭된 기류를 토출구로 토출되는 기류를 제어하는 단계를 포함하여, 클러스터별로 대응되는 기류를 매칭하여 실내공간을 조절할 수 있다.

상기 실내기 데이터는, 실내온도센서로부터 감지되는 실내온도, 실내습도센서로부터 감지되는 실내습도, 및 사용자에 의해 입력된 설정온도를 포함한다. 상기 실내기를 조절하는 단계는, 설정온도와 예상평균온열감 데이터를 바탕으로 쾌적습도범위를 판단하는 단계를 포함한다. 상기 실내기를 조절하는 단계는, 상기 설정온도에서의 실내습도와 쾌적습도범위를 비교하여 쾌적설정온도를 확정하는 단계를 포함한다. 상기 실내기를 조절하는 단계는, 상기 쾌적설정온도를 추종하도록 상기 실내기를 조절하는 단계를 포함한다. 상기 실내기를 조절하는 단계는, 실내공간을 쾌적한 상태로 제어할 수 있다.

상기 쾌적습도범위는, 상기 예상평균온열감 데이터를 기준으로 상기 설정온도에서 예상평균온열감이 설정값 범위에 해당하는 습도범위를 설정하여, 예상평균온열감이 사용자에게 쾌적감을 주는 범위로 온도를 조절할 수 있다.

상기 예상평균온열감의 설정값 범위는, -1 내지 1 로 형성되어, 예상평균온열감이 사용자에게 쾌적감을 주는 범위로 온도를 조절할 수 있다.

상기 쾌적설정온도는, 상기 설정온도에서의 실내습도가 쾌적습도범위에 포함될 경우, 상기 설정온도를 쾌적설정온도로 확정하여, 예상평균온열감이 사용자에게 쾌적감을 주는 범위로 온도를 조절할 수 있다.

상기 쾌적설정온도는, 상기 실내습도가 쾌적습도범위에 포함되지 않을 때, 상기 실내습도에서 예상평균온열감이 설정값 범위에 해당하는 온도를 쾌적설정온도로 확정하여, 예상평균온열감이 사용자에게 쾌적감을 주는 범위로 온도를 조절할 수 있다.

상기 쾌적설정온도는, 상기 실내습도에서 예상평균온열감이 설정값 범위에 해당하는 온도가 상기 설정온도에서 추가설정온도범위를 초과할 때, 상기 설정온도에 추가설정온도범위의 최대값을 보정한 값을 쾌적설정온도로 확정하여, 예상평균온열감이 사용자에게 쾌적감을 주는 범위로 온도를 조절할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 공기조화기의 제어방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 실내공간의 상태를 파악하고, 그에 따른 제어를 수행하여 실내공간의 쾌적도를 높일 수 있는 장점이 있다.

둘째, 실내공간의 상태, 실내기의 상태를 클러스터의 변동추이를 바탕으로 클러스터를 수정하여, 현지공간에 적응하며, 빠르게 실내공간의 쾌적도를 높일 수 있는 장점이 있다.

셋째, 실내공간의 인원수 변동을 바탕으로 과열도 변동을 파악하여, 실내공간의 상태 변동에 빠르게 대응하여, 실내공간을 빠르게 제어할 수 있는 장점도 있다.

넷째, 사용자의 설정온도와 실내공간의 예상평균온열감을 바탕으로 실내공간을 제어하여, 실내공간을 최적의 온도로 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실외기와 복수의 실내기를 포함하는 공기조화기의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실외기와 복수의 실내기가 연결되는 시스템도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합제어부, 실외기제어부, 및 실내기제어부와 관련 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내기제어부와 관련 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 복수의 환경에서 수집된 저장부에 저장된 기존데이터를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 복수의 환경에서 수집된 기존데이터를 실내온도, 실내습도, 실내온도와 설정온도 차이를 바탕으로 클러스터링한 데이터이다.
도 7a는 냉방모드에서 실내온도와 실내습도를 바탕으로 복수의 클러스터로 분류된 데이터이다.
도 7b는 난방모드에서 실내온도와 실내습도를 바탕으로 복수의 클러스터로 분류된 데이터이다.
도 8은 클러스터를 보정하는 과정을 설명하기 위한 순서도이다.
도 9는 실내기의 복수의 작동주기를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 실외기와 연결되는 복수의 실내기를 전체적으로 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11은 인원변동에 따라 과열도변동을 설명하기 위한 데이터이다.
도 12는 개별 실내기에서 실내기를 제어하기 위한 순서도이다.
도 13은 실내공간의 클러스터별 기류를 제어하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따른 기류제어를 분류한 데이터로, 냉방모드에서 클러스터레벨에 따른 기류제어를 설명하기 위한 데이터이다.
도 14b는 본 발명의 일 실시예에 따른 기류제어를 분류한 데이터로, 난방모드에서 클러스터레벨에 따른 기류제어를 설명하기 위한 데이터이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 실내공간을 쾌적하게 제어하기 위한 방법의 순서도이다.
도 16은 예상평균온열감 데이터를 설명하기 위한 데이터로, 일 실시예에 따른 냉방모드에서의 예상평균온열감 데이터이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 공기조화기의 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

<구성>

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 공기조화기는 실외기(10)와, 실외기(10)에 연결되는 복수의 실내기(30a, 30b, 30c)를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 실외기(10)는, 냉매를 압축하는 압축기(12), 압축기(12)에서 토출된 냉매를 외부공기와 열교환하는 실외열교환기(14), 압축기(12)에서 토출된 냉매를 실외열교환기(14) 또는 실내기로 보내는 절환밸브(16), 실외열교환기(14)로 유동하는 냉매를 팽창시키는 실외팽창밸브(18)를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 복수의 실내기(30a, 30b, 30c) 각각은, 실내공간으로 공기유동을 형성하는 실내기팬(32), 실내공기와 냉매를 열교환하는 실내열교환기(34), 실내열교환기(34)로 유동하는 냉매의 유량을 조절하거나 팽창시키는 실내팽창밸브(36)를 포함할 수 있다.

도 3을 참조하면, 공기조화기는, 실외환경과 실내환경의 조건 등을 고려하여 복수의 실내기 각각이 설치되는 실내공간을 클러스터링하는 통합제어부(50)와, 통합제어부(50)와 연동되고 실외기(10)에 설치되는 압축기(12)의 작동을 조절하는 실외기제어부(20)와, 실외기제어부(20)와 연동되고 실내환경을 감지하거나 실내기팬(32)과 베인(38)의 작동을 조절하는 실내기제어부(40)를 포함할 수 있다.

실내기팬(32)은 실내기의 토출구(미도시)로 유동하는 공기의 풍량을 조절할 수 있고, 베인(38)은 토출구로 유동하는 공기의 풍향을 조절할 수 있다.

통합제어부(50)는, 저장부(60)에 저장된 실내환경정보를 바탕으로 실내공간을 복수의 클러스터로 클러스터링할 수 있다. 여기서, 복수의 클러스터는, 실내공간의 온도, 습도 및 설정온도와 실내온도 차이를 바탕으로 분류한 집합군을 의미할 수 있다.

통합제어부(50)는, 저장부(60)에 저장된 기존데이터(62)와, 실외센싱부(22)와 실내센싱부(42)를 통해 측정되고 저장부(60)에 저장된 현장데이터(64)의 정보를 바탕으로 실내기가 배치된 실내공간을 복수의 클러스터 중 하나로 매칭할 수 있다.

통합제어부(50)는, 복수의 실내기(30a, 30b, 30c)가 설치된 복수의 실내공간 각각에 대한 클러스터 매칭정보를 실외기제어부(20)를 통해 실내기제어부(40)로 전송할 수 있다. 실내기제어부(40)는 통합제어부(50)로부터 전달받은 실내공간의 클러스터 정보를 바탕으로 실내기팬(32)과 베인(38)의 작동을 조절할 수 있다. 실내기제어부(40)는, 실내센싱부(42)에서 센싱된 정보를 실외기제어부(20)를 통해 통합제어부(50)로 전달할 수 있다.

통합제어부(50)는, 복수의 실내기(30a, 30b, 30c)의 전체부하를 감지하여 실외기제어부(20)로 전달할 수 있다. 복수의 실내기(30a, 30b, 30c)의 전체부하를 감지하는 것은, 복수의 실내기(30a, 30b, 30c) 각각이 설치된 실내환경의 클러스터를 기준으로 판단할 수 있다.

실외기제어부(20)는 통합제어부(50)로부터 전달받은 복수의 실내기(30a, 30b, 30c)의 전체부하를 바탕으로 압축기(12)의 작동을 조절할 수 있다. 실외기제어부(20)는 실외센싱부(22)에서 센싱된 정보를 통합제어부(50)로 전달할 수 있다.

실외기제어부(20)는, 압축기(12)를 조절하여, 복수의 실내기(30a, 30b, 30c) 각각으로 유동하는 냉매의 유량을 조절할 수 있다. 실외기제어부(20)는, 통합제어부(50)로부터 복수의 실내기(30a, 30b, 30c)의 전체부하에 대한 정보를 전달받고, 압축기(12)의 작동을 조절할 수 있다.

도 3과 달리, 실외기제어부(20)가 통합제어부(50)에 포함되는 것도 가능하다. 따라서, 통합제어부(50)가 직접적으로 압축기(12)를 작동 또는 구동시키고, 실외센싱부(22)로부터 센싱된 데이터를 전달받을 수 있다.

실외센싱부(22)는, 실외공간의 온도를 감지하는 실외온도센서(24)와 실외공간의 습도를 감지하는 실외습도센서(26)를 포함할 수 있다.

도 4를 참조하면, 실내센싱부(42)는, 실내공간의 온도를 감지하는 실내온도센서(44)와 실내공간의 습도를 감지하는 실내습도센서(46)를 포함한다. 실내센싱부(42)에서 감지된 온도 및 습도는 실내기제어부(40)를 통해 통합제어부(50)로 전달될 수 있다. 도 4를 참조하면, 실내센싱부(42)는, 실내공간의 재실자를 감지하는 카메라(45)를 포함할 수 있다. 카메라(45)를 통해, 실내공간의 재실자 수나 재실자의 인원변동을 감지할 수 있다.

도 4를 참조하면, 공기조화기는, 실내공간의 온습도나 사용자의 설정온도를 바탕으로 실내기팬(32)이나 베인을 조절하는 실내기제어부(40)를 포함할 수 있다.

실내기제어부(40)는, 실내기팬(32)의 회전속도를 조절할 수 있다. 실내기제어부(40)는, 실내기팬(32)을 조절하여, 토출구로 토출되는 공기의 풍량을 조절할 수 있다.

실내기제어부(40)는 베인(38)의 배치를 변경할 수 있다. 실내기제어부(40)는, 베인(38)의 배치를 조절하여, 토출구로부터 토출되는 공기의 풍향을 조절할 수 있다.

실내기제어부(40)는 실내팽창밸브(36)를 조절할 수 있다. 실내기제어부(40)는 실내팽창밸브(36)를 조절하여, 실내기로 유동하는 냉매량을 조절할 수 있다.

실내기제어부(40)는, 실내센싱부(42)에서 감지된 온도나 습도와, 사용자가 입력부(48)를 통해 입력한 설정온도를 실외기제어부(20)를 통해 통합제어부(50)로 전달할 수 있다.

통합제어부(50)는, 실내기제어부(40)에서 전달된 현장데이터를 바탕으로 실내기가 설치된 실내공간을 복수의 클러스터 중 하나로 매칭할 수 있다. 실내기제어부(40)는, 토출구로 토출되는 공기의 풍량 및 풍속을 조절하는 실내기팬(32)의 회전속도를 조절할 수 있다. 실내기제어부(40)는, 토출구로 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 베인(38)의 배치를 조절할 수 있다. 실내기제어부(40)는, 실외기(10)로부터 유동하는 냉매 중에서 실내기로 유동하는 냉매의 량을 조절하는 실내팽창밸브(36)를 조절할 수 있다.

도 3을 참조하면, 저장부(60)는, 복수의 설치현장에서 측정된 기존데이터(62)와, 현재의 실내기와 실외기가 설치된 현장에서 측정된 현장데이터(64)와, 기존데이터(62)와 현장데이터(64)를 바탕으로 실내환경을 복수의 클러스터로 클러스터링한 클러스터 분류데이터(66)를 포함할 수 있다. 클러스터 분류데이터(66)는, 현장데이터(64)의 정보가 없는 경우, 기존데이터(62)만을 바탕으로 실내환경을 복수의 클러스터로 클러스터링할 수 있다. 저장부(60)는, 실내기의 토출구로 토출되는 공기의 풍향이나 풍량을 바탕으로 기류를 분류한 기류 분류데이터(68)를 포함할 수 있다. 저장부(60)는, 예상평균온열감(PMV: predicted mean vote) 데이터(70)을 포함할 수 있다. 예상평균온열감이란, 인체와 주위 환경간의 열평형방정식으로, 인간과 주위환경의 6가지 온열환경요소(기온, 습도, 기류, MRT, 대사량, 착의량)를 측정하여 산정되고, 따뜻하고 추운정도를 -3에서 +3까지의 수치로서 나타낸 데이터일 수 있다.

예상평균온열감 데이터(70)는, 미국 냉난방 공조 학회(ASHRAE : The American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers)의 표준 데이터를 사용할 수 있다.

도 5를 참조하면, 기존데이터(62)는, 복수의 환경에 설치된 공기조화기에서 측정되거나 입력된 실내온도, 실내습도, 실외온도, 실외습도, 및 사용자의 설정온도 데이터를 포함할 수 있다. 현장데이터(64)는, 현재설치된 공기조화기에서 측정되거나 입력된 실내온도, 실내습도, 실외온도, 실외습도, 및 사용자의 설정온도 데이터를 포함할 수 있다.

도 6을 참조하면, 통합제어부(50)는 저장부(60)에 저장된 복수의 환경의 데이터를 실내습도, 실내온도, 및 설정온도와 실내온도의 차이를 바탕으로 실내환경을 복수의 클러스터로 클러스터링할 수 있다. 통합제어부(50)는, 설정온도와 실내온도 차이값을 기준으로 실내환경을 복수의 클러스터로 클러스터링할 수 있다. 기존의 수집된 데이터는 설정온도에 수렴된 상태의 데이터 비율이 높을 수 있으므로, 실내공간의 상태별 데이터를 샘플링하여 클러스터링하는 것도 가능하다.

복수의 환경 데이터 중에서 실내습도 데이터가 없는 경우, 실내온도와 실외 절대습도값으로부터 실내습도를 추정할 수 있다.

실내환경의 클러스터링은, 실내온도, 실내습도, 및 실내온도와 설정온도의 차이를 입력값으로 하여 6개의 클러스터로 클러스터링할 수 있다. 6개의 영역은 실내기가 현열부하와 잠열부하를 바탕으로 클러스터링할 수 있다.

즉, 현열부하와 잠열부하가 잘 처리되고 있는 공간, 현열부하와 잠열부하 중 일부만이 잘 처리되고 있는 공간, 현열부하와 잠열부하를 처리해야 하는 공간 등을 기준으로 실내환경을 클러스터링할 수 있다.

실내환경을 클러스터링하는 방법은, 특성이 비슷한 데이터끼리 묶어주는 방식으로 클러스터링할 수 있다. 즉, 비슷한 온습도 또는 실내온도와 설정온도 차이를 바탕으로 실내기에 요구되는 부하범위가 유사한 범위를 묶어주는 학습방법을 의미할 수 있다. 실내환경을 분할하는 방법은, 라벨링(Labeling)이 되어있지 않은 데이터를 묶는 경우가 일반적이므로, 비지도학습(Unsupervised learning) 학습 방법이 사용될 수 있다.

실내환경을 클러스터링하는 방법은, 주어진 데이터를 여러 파티션으로 나누는 K-means 알고리즘 클러스터링을 사용할 수 있다. K-means 알고리즘 클러스터링은, n개의 중심점을 찍은 후에, 이 중심점에서 각 점 간의 거리의 합이 가장 최소화가 되는 중심점 n의 위치를 찾고, 이 중심점에서 가까운 점들을 중심점을 기준으로 묶어 분류할 수 있다.

도 7a 내지 도 7b를 참조하면, 실내환경은, 현열부하와 잠열부하가 모두 잘 처리되고 있는 제1클러스터레벨(LV1), 현열부하는 잘 처리되고 있으나 잠열부하의 척리가 필요한 제2클러스터레벨(LV2), 잠열부하는 잘 처리되고 있으나 현열부하의 처리가 필요한 제3클러스터레벨(LV3), 현열부하와 잠열부하가 모두 처리되어야 하는 제4클러스터레벨(LV4), 및 많은 부하의 처리가 필요한 제5클러스터레벨(LV5)로 클러스터링될 수 있다.

도 7a를 참조하면, 클러스터레벨이 증가할수록 해당 실내공간의 사용자가 불쾌감을 느끼는 정도가 증가될 수 있다. 또한, 도 7a를 참조하면, 제1클러스터레벨(LV1)과 제2클러스터레벨(LV2)은, 실내온도가 설정온도 이하로 형성되므로, 제3클러스터레벨(LV3) 내지 제5클러스터레벨(LV5)에 비해 사용자가 불쾌감을 덜 느낄 수 있은 범위일 수 있다.

클러스터레벨이 높을수록 많은 부하가 요구되는 것으로 구분할 수 있다. 다만, 이는 하나의 실시예에 따른 것으로, 클러스터레벨이 낮을수록 많은 부하가 요구되는 것으로 분류하는 것도 가능하다.

도 7a는 냉방모드에서의 실내환경의 분류이고, 도 7b는 난방모드에서의 실내환경의 분류이다. 도 7b와 같은 난방모드에서도, 클러스터레벨이 증가할수록 사용자가 불쾌감을 느끼는 정도가 증가될 수 있다. 도 7b에서도, 제1클러스터레벨(LV1)과 제2클러스터레벨(LV2)은, 실내온도가 설정온도 이상으로 형성되므로, 제3클러스터레벨(LV3) 내지 제5클러스터레벨(LV5)에 비해 사용자가 불쾌감을 덜 느낄 수 있은 범위일 수 있다.

저장부(60)에는, 7a 내지 도 7b와 같은 실내공간을 복수의 클러스터로 분류한 클러스터 분류데이터(66)가 저장될 수 있다.

통합제어부(50)는, 실외센싱부(22)에서 감지되는 실외온도 및 실외습도와, 복수의 실내센싱부(42)에서 감지되는 실내온도 및 실내습도와, 입력부(48)를 통해 입력되는 사용자의 설정온도를 바탕으로 실내공간을 복수의 클러스터 중 하나와 매칭할 수 있다.

<클러스터 보정>

이하에서는, 도 8 내지 도 9를 참조하여, 실내기 작동과 클러스터 변동추이를 바탕으로한 클러스터 보정하는 내용을 설명한다.

실내기가 작동되고(S100), 실내기 데이터가 수집되는 단계(S110)를 거친다.

실내기는 사용자의 입력에 의해 작동될 수 있다. 실내기가 작동됨에 따라 실외기(10)의 압축기(12)가 작동할 수 있다. 압축기(12)가 작동되고 있는 경우, 실내팽창밸브(36)에 의해 해당 실내기 내부로 냉매가 공급될 수 있다. 따라서, 실내기가 작동되는 것은, 해당 실내기의 실내기팬(32)이 작동하고, 실내팽창밸브(36)에 의해 해당 실내기 내부로 냉매가 유동하게 되는 것을 의미할 수 있다.

실내기 데이터란, 실내센싱부(42) 또는 입력부(48)에 의해 감지 또는 입력되는 데이터를 포함할 수 있다.

실내기 데이터가 수집되는 단계(S110)는, 실내온도센서(44)와 실내습도센서(46)에 의해 감지된 실내공간의 온도와 습도 정보를 통합제어부(50)로 전달하는 것을 의미할 수 있다. 실내기제어부(40)는 실내공간의 온도와 습도 정보를 실외기제어부(20)를 통해 통합제어부(50)로 송신할 수 있다.

실내기 데이터가 수집되는 단계(S110)는, 사용자에 의해 입력된 설정온도정보를 통합제어부(50)로 전달하는 것을 포함할 수 있다.

입력부(48)에 설정온도는 사용자에 의해 입력될 수 있다. 다만, 사용자가 별도의 설정온도를 입력하지 않은 경우, 이전 사용시 입력부(48)에 입력된 설정온도를 입력된 설정온도로 대체할 수 있다.

통합제어부(50)는 실내기 데이터를 바탕으로 실내공간을 복수의 클러스터 중 하나로 매칭하는 단계(S120)를 수행한다.

실내환경을 복수의 클러스터 중 하나와 매칭하는 단계(S120)는, 수집된 실내기 데이터를 전처리하여 진행할 수 있다.

실내 데이터를 전처리 하는 과정에서, 실내습도센서(46)가 없는 경우, 실외기(10)에 설치되는 실외온도센서(24)와 실외습도센서(26)로부터 감지되는 실외공간의 온습도 정보와, 실내공간의 온도정보를 바탕으로 실내습도를 추정할 수 있다.

수집된 실내기 데이터를 전처리하는 방법을 통해, 수집된 복수의 데이터 인자 들간의 계산 영향도를 비슷한 수준으로 맞출 수 있다.

수집된 실내기 데이터는, 각 데이터 간의 스케일(Scale) 차이가 있을 수 있다. 복수의 데이터를 단일 데이터로 변환하기 위해서는 복수의 현장 데이터의 입력값(x)에 대해 min-max 스케일링 방법(식 1)으로 정규화할 수 있다.

<식 1>

클러스터 매칭단계(S120)는, 수집된 실내기 데이터를 바탕으로 실내공간을 클러스터 분류데이터(66)에 포함된 복수의 클러스터 중 하나로 매칭할 수 있다.

클러스터 매칭단계(S120)는, 클러스터 분류데이터(66)에 저장된 복수의 클러스터와 수집된 실내기 데이터 간의 인접도를 바탕으로 수행할 수 있다. 하나의 실시예로, <식 2>의 맨해튼 거리 계산으로 수집된 데이터를 클러스터 분류데이터(66)에 저장된 클러스터와 매칭할 수 있다.

<식 2>

실내기 작동이 종료되지 않는 상태에서는, 설정시간 간격으로 실내기 데이터가 수집하고, 클러스터 매칭하는 단계를 반복적으로 수행할 수 있다. 설정시간 간격으로 실내기 데이터를 측정하여 실내공간의 클러스터 변동추이를 파악할 수 있다. 설정시간 간격은 동일한 시간간격으로 설정될 수 있다.

따라서, 실내기가 작동되지 않는 상태에서, 설정시간이 경과되면(S140), 실내기 데이터를 다시 수집할 수 있다.

실내기 작동이 종료되면(S130), 실내기의 운전시간 동안 클러스터 변동추이를 바탕으로 클러스터를 보정하는 단계(S150)를 거칠 수 있다.

여기서, 실내기의 운전시간은 실내기가 작동되고, 작동이 종료되기 이전까지의 시간을 의미할 수 있다.

클러스터링을 보정하는 단계(S150)는, 실내기의 운전시간 동안, 설정간격으로 매칭된 클러스터를 수집하고, 수집된 클러스터 데이터에서 제3클러스터레벨 내지 제5클러스터레벨의 비중이 절반이상으로 형성될 때, 클러스터를 상향하는 보정할 수 있다.

실내기의 운전시간 동안, 실내공간의 온도는 설정온도에 가까워지도록 변경된다. 즉, 실내기가 작동함에 따라 실내공간의 클러스터는, 실내기에 요구되는 부하가 낮아지도록 변동될 수 있다.

실내기의 운전시간 동안, 실내기 데이터로 매칭되는 클러스터레벨는, 클러스터레벨이 낮아지는 방향으로 변경될 수 있다. 실내기의 운전시간 동안, 복수회의 현장데이터가 수집되고, 복수회의 클러스터 계산값이 도출될 수 있다.

따라서, 실내기의 운전시간 동안 판단되는 클러스터 매칭 데이터에서, 제1클러스터레벨과 제2클러스터레벨의 비중이 절반이하로 형성되면, 클러서터레벨을 상향하는 보정을 수행할 수 있다. 실내기의 운전시간동안 제3클러스터레벨 내지 제5클러스터레벨의 비중이 큰 경우, 사용자가 불쾌감은 느끼는 시간이 많은 것으로, 실내기의 작동에도 사용자의 쾌적도가 빠르게 변동되지 않는다고 판단할 수 있다. 따라서, 전체적인 클러스터레벨을 상향하여, 실내공간의 쾌적도를 빠르게 만족시킬 수 있다.

실내기의 운전시간동안 복수회로 측정된 클러스터는, 설정온도에 수렴된 상태에서의 데이터비율이 높을 수 있다. 따라서, 실내기의 운전시간동안 측정된 클러스터의 계산값은 제1클러스터레벨과 제2클러스터레벨의 비중이 클 수 있다.

클러스터를 보정하는 단계(S150)는, 초기클러스터값을 보정할 수 있다. 또한, 초기클러스터값이 보정을 반영하여, 추가적인 클러스터값이 보정될 수 있다. 즉, 초기클러스터값보다 높은 온도나 습도범위를 가지거나, 실내온도와 설정온도의 차이가 큰 영역의 클러스터도 상향으로 보정될 수 있다.

클러스터 보정단계(S150)의 정확도를 높이기 위해, 복수의 실내기의 작동주기에서 측정된 제3클러스터레벨(LV3) 내지 제5클러스터레벨(LV5)의 비중을 고려할 수 있다.

여기서, 실내기의 작동주기란, 실내기의 작동이 시작된 시점부터 실내기의 작동이 종료되는 시점까지를 이르는 의미일 수 있다. 상기에서 사용된 실내기의 운전시간은 실내기의 작동주기 내에서 운전된 시간을 의미할 수 있다. 따라서, 복수의 작동주기란, 실내기가 작동되고 작동이 종료된 상태가 복수회로 진행된 것을 의미할 수 있다.

복수의 실내기의 작동주기로 사용되는 데이터는, 해당운전시점의 이전시점에서 사용된 작동주기를 사용할 수 있다. 따라서, 가장 최근에 작동이 완료된 시점을 포함하는 실내기의 작동주기와, 그 이전에 작동이 완료된 시점을 포함하는 실내기의 작동주기를 사용할 수 있다.

또한, 현재의 측정된 데이터가 과거의 측정된 데이터보다 실내상태를 정확하게 파악할 수 있으므로, 현재 측정된 데이터에 가중치를 부여할 수 있다.

도 9를 참조하면, 최근에 작동이 완료된 운전을 실내기의 제1작동주기(d0), 실내기의 제1작동주기(d0)에 이전에 완료된 운전을 실내기의 제2작동주기(d1), 실내기의 제2작동주기(d1)의 이전에 완료된 운전을 실내기의 제3작동주기(d2)로 설정할 수 있다.

실내기의 제1작동주기(d0)에서의 제3클러스터레벨(LV3) 내지 제5클러스터레벨(LV5)이 측정된 비율(d0)에 최대치의 가중치를 부여하고, 실내기의 제3작동주기(d2)에서의 제3클러스터레벨(LV3) 내지 제5클러스터레벨(LV5)이 측정된 비율(d2)에 최소치의 가중치를 부여하고, 실내기의 제2작동주기(d2)에서의 제3클러스터레벨(LV3) 내지 제5클러스터레벨(LV5)이 측정된 비율(d1)에 중간치의 가중치를 부여할 수 있다.

즉, <식3>과 같은 방식으로 가중치를 부여하여 작동주기 동안의 실내상태(dt)를 파악할 수 있다.

<식 3>

복수의 실내기의 작동주기에 사용된 데이터가 늘어나는 경우, <식 3>의 내용이 수정될 수 있다.

통합제어부(50)는, 작동주기 동안의 실내상태(dt)가 0.5를 초과하면, 클러스터레벨을 상향하는 보정을 수행할 수 있다.

다른 실시예로써, 클러스터를 보정하는 단계(S150)가, 실내기의 운전시간 동안 설정시간 간격으로 클러스터 매칭된 데이터를 수집하고, 수집된 클러스터 매칭 데이터의 평균값이 설정기준보다 높게 형성될 때, 클러스터를 보정하는 것도 가능하다.

이 때, 클러스터레벨이 가장 높은 영역인 제5클러스터레벨(LV5)의 클러스터값은 1로 하고, 클러스터레벨이 가장 낮은 영역인 제1클러스터레벨(LV1)의 클러스터값을 0으로 하며, 사이의 클러스터값은 균등하여 분배할 때, 설정기준을 0.5로 설정할 수 있다.

클러스터의 평균값이 설정기준인 0.5보다 높을 때, 초기의 클러스터레벌을 보정할 수 있다. 실내기의 운전시간동안 복수회로 매칭된 클러스터 데이터의 평균을 계산하고, 계산된 클러스터의 평균값이 설정기준보다 높을 때, 초기 클러스터를 보정할 수 있다.

통합제어부(50)는 상기와 같은 방식으로 복수의 실내기(30a, 30b, 30c)가 설치된 복수의 실내공간 각각에 대한 클러스터를 계산하고, 보정할 수 있다.

<전체제어>

이하에서는, 도 10을 참조하여, 전체 실내기의 데이터를 수집하여 전체 실내기의 전체부하와, 개별 실내기의 부하를 고려하여, 압축기(12)와 복수의 실내기(30a, 30b, 30c) 각각에 배치되는 실내팽창밸브(36)를 조절하는 공기조화기의 제어방법을 설명한다.

먼저 전체실내기(30a, 30b, 30c)의 실내기 데이터를 수집하는 단계(S200)를 거친다.

전체실내기(30a, 30b, 30c)의 실내기 데이터는, 실외기(10)와 연결된 복수의 실내기 중에서 현재 작동되고 있는 실내기의 개수와, 작동되고 있는 실내기가 설치되는 실내공간의 온도, 습도, 및 설정온도를 포함할 수 있다. 또한, 실내기 데이터는, 실내기가 설치되는 실내공간에 존재하는 인원수에 대한 정보를 포함할 수 있다. 실내기제어부(40)는 카메라(45)로부터 감지되는 실내공간의 인원수에 대한 정보를 통합제어부(50)로 전송할 수 있다.

통합제어부(50)는, 작동되고 있는 실내기의 실내기 데이터를 바탕으로 각 실내기별 클러스터를 매칭하는 단계(S210)를 거친다. 따라서, 통합제어부(50)는, 작동되고 있는 실내기의 개수와, 작동되고 있는 실내기가 설치된 실내공간의 클러스터를 파악할 수 있다.

이후, 복수의 실내기(30a, 30b, 30c)로 공급되는 냉매의 전체유량을 조절하는 단계(S220)를 거칠 수 있다. 통합제어부(50)는, 전체 실내기(30a, 30b, 30c)의 실내기 데이터로부터 전체 실내기(30a, 30b, 30c)에서 요구되는 전체부하를 판단할 수 있다. 통합제어부(50)에서 판단되는 전체 실내기(30a, 30b, 30c)에서 요구되는 전체부하를 바탕으로 복수의 실내기로 공급되는 냉매의 전체유량을 조절할 수 있다.

실외기제어부(20)는, 압축기(12)의 작동을 조절하여, 복수의 실내기로 공급되는 냉매의 전체유량을 조절할 수 있다. 즉, 요구되는 전체부하에 따라, 실외기제어부(20)는, 압축기(12)에서 토출되는 냉매량을 조절할 수 있다.

또한, 복수의 실내기(30a, 30b, 30c) 각각으로 공급되는 냉매의 개별유량을 조절하는 단계(S230)를 거칠 수 있다.

냉매의 개별유량을 조절하는 단계(S230)는, 통합제어부(50)에서 판단되는 각 실내기별 클러스터에 따라 각 실내기에 배치되는 실내팽창밸브(36)를 조절하는 방식으로 수행될 수 있다.

냉매의 개별유량을 조절하는 단계(S230)는, 클러스터레벨이 높은 실내기에서는 해당 실내기로 유동하는 냉매량이 증가되도록 실내팽창밸브(36)를 조절하고, 클러스터레벨이 낮은 실내기에서는 해당 실내기로 유동하는 냉매량이 줄어들도록 실내팽창밸브(36)를 조절할 수 있다.

예를 들어, 제1실내공간이 제4클러스터레벨로 판단되고, 제2실내공간이 제2클러스터레벨로 판단되는 경우, 제1실내공간에 배치된 제1실내기로 냉매의 유량을 증가되도록 제1실내기의 실내팽창밸브(36)를 조절할 수 있다.

또한, 개별 실내기를 조절하는 단계(S240)를 거칠 수 있다. 개별실내기를 조절하는 단계는, 각각의 실내기가 설치되는 해당공간의 클러스터에 따라 실내기팬(32)과 베인(38)의 작동을 조절하는 방식으로 수행될 수 있다.

이후, 설정시간이 경과되면, 전체실내기(30a, 30b, 30c)의 실내기 데이터가 재수집될 수 있다(S250). 실내기데이터를 수집하는 단계는, 이전의 실내기 데이터 수집되고, 설정시간 간격으로 진행될 수 있다.

재수집되는 전체실내기(30a, 30b, 30c)의 실내기 데이터는, 현재 작동되고 있는 실내기의 개수와, 작동되고 있는 실내기가 설치되는 실내공간의 온도, 습도, 및 설정온도에 대한 정보와, 실내공간의 인원수에 대한 정보를 포함할 수 있다.

통합제어부(50)는, 전체실내기(30a, 30b, 30c)의 실내기 데이터를 통해, 해당시점의 실내공간의 클러스터와, 해당시점의 실내공간의 인원수 정보를 파악할 수 있다.

통합제어부(50)는, 해당시점의 설정시간 이전에 실내기 데이터와, 해당시점의 실내기 데이터를 비교하여, 각 실내기별 클러스터 변동여부를 판단할 수 있다(S260). 즉, 설정시간 전후로 클러스터레벨의 변동사항을 판단할 수 있다.

통합제어부(50)는, 해당시점의 설정시간 이전에 실내기 데이터와, 해당시점의 실내기 데이터를 비교하여, 각 실내기의 과열도 변동여부를 파악하는 단계(S265)를 거칠 수 있다.

여기서, 과열도의 변동이란, 실내공간에서 인원변동수에 따라 추가적으로 요구되거나 감소될 수 있는 열량을 의미할 수 있다.

통합제어부(50)는, 설정시간 전후로 해당 실내공간의 인원변동수를 판단하여, 실내기의 과열도 변동여부를 판단할 수 있다.

도 11을 참조하면, 인원수변동을 기준으로 과열도의 변동을 판단할 수 있다. 과열도는 인원변동수에 따라 달라질 수 있다. 도 11를 참조하면, A0는, 최고로 요구되는 과열도이고, A4는 최소로 요구되는 과열도일 수 있다.

도 11를 참조하면, 클러스터레벨이 높거나, 실내공간의 재실자가 많을수록 과열도가 높게 형성될 수 있다.

도 11을 참조하면, 동일한 클러스터레벨에서도, 인원변동수의 증감폭에 따라 과열도가 변동될 수 있다. 또한, 도 11를 참조하면, 클러스터레벨이 낮을수록 인원수변동에 따라 목표과열도가 쉽게 변동될 수 있다.

이후, 복수의 실내기로 공급되는 냉매의 전체유량을 재조절하는 단계(S270)를 거친다. 재수집된 실내기데이터를 바탕으로 복수의 실내기의 전체 실내기부하의 증감에 따라 실외기(10)에 배치된 압축기(12)의 작동을 조절할 수 있다.

또한, 복수의 실내기 각각으로 공급되는 냉매의 개별유량을 재조절하는 단계(S280)를 거칠 수 있다.

냉매의 개별유량을 재조절하는 단계(S280)는, 복수의 실내기 각각의 클러스터 변동여부와, 과열도 변동여부를 바탕으로 수행할 수 있다.

즉, 통합제어부(50)는, 각 실내기별 클러스터 변동사항과, 과열도 변동여부를 각각의 실내기제어부(40)로 전송하고, 각각의 실내기제어부(40)는 실내팽창밸브(36)를 조절할 수 있다.

즉, 실내기제어부(40)는, 인원수가 증가되는 방향으로 과열도가 변동되거나, 실내공간의 클러스터레벨이 증가한 경우 실내팽창밸브(36)의 개도가 커지도록 조절할 수 있다. 반대로, 실내기제어부(40)는, 인원수가 감소되는 방향으로 과열도가 변동되거나, 실내공간의 클러스터레벨이 감소한 경우 실내팽창밸브(36)의 개도가 줄어들도록 조절할 수 있다.

또한, 실내기제어부(40)는, 실내공간의 클러스터레벨이 변동되거나, 과열도가 변동될 때, 개별 실내기를 재조절하는 단계(S290)를 거칠 수 있다. 개별 실내기의 재조절 단계(S290)는, 실내기팬(32)과 베인(38)의 작동을 조절하여 수행할 수 있다.

<개별 실내기 제어>

도 12를 참조하면, 개별실내기의 클러스터 보정과, 과열도 변동에 따른 실내기 제어를 설명한다.

먼저, 실내기의 운전시간동안 복수회로 판단되는 클러스터 레벨을 바탕으로 클러스터를 보정하는 단계(S300)를 거칠 수 있다. 클러스터 보정단계(S300)는, 이전 종료된 실내기의 작동주기의 데이터 정보를 바탕으로 수행될 수 있다.

클러스터의 보정단계(S320)는, 도 8을 통해 설명된 내용과 동일한 방법으로 수행될 수 있다.

이후, 실내기의 실내센싱부(42)와 입력부(48)를 통해 실내기데이터를 수집하는 단계(S310)를 거친다. 실내기 데이터는, 실내온도, 실내습도, 및 설정온도를 포함할 수 있다. 또한, 실내기 데이터는, 실내기가 설치되는 실내공간에 존재하는 인원수에 대한 정보를 포함할 수 있다.

실내기 데이터를 바탕으로 실내공간의 클러스터를 매칭할 수 있다(S320). 클러스터 매칭으로 실내기가 설치된 실내공간의 클러스터 레벨이 결정될 수 있다.

매칭된 클러스터를 바탕으로 실내기를 조절하는 단계(S330)를 거칠 수 있다. 즉, 클러스터레벨을 바탕으로, 실내기팬(32)의 회전속도를 조절하거나, 베인(38)의 배치를 조절할 수 있다.

실내기를 조절하는 단계(S330)는, 이하에서 설명하는 매칭된 클러스터를 바탕으로 기류를 제어(S420 내지 S430, 도 13 참조)하거나, 실내공간을 쾌적한 상태로 유지하기 위한 추종제어를 수행(S510 내지 S550, 도 15 참조)하는 것을 포함할 수 있다.

이후, 설정시간이 경과되고, 실내기 데이터를 재수집하는 단계(S340)를 거칠 수 있다. 실내기로부터 재수집되는 실내기 데이터는, 실내공간의 온도, 습도, 및 설정온도에 대한 정보와, 실내공간의 인원수에 대한 정보를 포함할 수 있다.

통합제어부(50)는, 실내기 데이터를 통해, 해당시점의 실내공간의 클러스터와, 해당시점의 실내공간의 인원수 정보를 파악할 수 있다.

통합제어부(50)는, 설정시간 전후로 해당공간의 클러스터 변동여부를 판단하는 단계(S35)를 거칠 수 있다. 즉, 설정시간 전후로 클러스터레벨의 변동여부를 판단할 수 있다.

통합제어부(50)는, 설정시간 전후로 해당 실내공간의 인원변동수를 판단하여, 실내기의 과열도 변동여부를 판단하는 단계(S360)를 거칠 수 있다.

통합제어부(50)는, 클러스터레벨의 변동이나 과열도 변동이 판단되면, 과열도 변동에 대한 정보를 실내기제어부(40)로 송신할 수 있다. 실내기제어부(40)는, 통합제어부(50)로부터 전달받은 클러스터의 변동이나 과열도 변동에 대한 정보를 바탕으로 실내기 구성의 작동을 조절하는 단계(S370)를 거칠 수 있다.

구체적으로는, 실내팽창밸브(36)를 조절하여, 실내기로 유입되는 냉매량을 조절하고, 실내기팬(32)의 회전수나 베인(38)의 배치를 변경시킬 수 있다.

이후, 실내기의 작동이 종료된 시점에서, 실내기의 운전시간동안 클러스터의 변동추이를 바탕으로 클러스터르 보정하는 단계(S380)를 더 거칠 수 있다.

<실내기의 기류제어>

이하에서는, 도 13을 참조하여, 실내공간의 클러스터를 바탕으로 기류를 제어하는 방법을 설명한다.

실내기 데이터가 수집되는 단계(S400)를 거친다.

실내기는, 실내온도센서(44)에서 감지되는 실내온도, 실내습도센서(46)에서 감지되는 실내습도, 입력부(48)를 통해 입력된 설정온도 정보를 수집할 수 있다. 실내기제어부(40)는, 실내온도, 실내습도, 및 설정온도에 대한 정보를 통합제어부(50)로 전달 수 있다.

통합제어부(50)는, 실내기 데이터를 바탕으로 실내공간을 복수의 클러스터 중 하나로 매칭하는 단계(S410)를 수행한다. 통합제어부(50)는, 클러스터 분류데이터(66)에 저장된 복수의 클러스터와 수집된 실내기 데이터 간의 인접도를 바탕으로 실내공간의 클러스터를 매칭할 수 있다.

통합제어부(50)는, 저장부(60)에 저장된 클러스터 분류데이터(66)와, 기류 분류데이터(68)를 바탕으로 클러스터에 대응하는 기류를 매칭하는 단계(S420)를 거친다.

기류 분류데이터(68)는, 클러스터레벨에 따른 기류를 분류한 데이터를 포함할수 있다. 또한, 기류 분류데이터(68)는, 인체의 유무에 따라 기류를 분류한 데이터를 포함할 수 있다. 또한, 기류 분류데이터(68)는, 바닥의 온도를 감지하는 바닥온도센서의 유무에 따라 기류를 분류한 데이터를 포함할 수 있다.

기류 분류데이터(68)를 바탕으로 토출구로 토출되는 기류를 제어하는 단계(S430)를 거친다.

클러스터레벨에 따라 실내기의 토출구에서 토출되는 기류를 다르게 제어할 수 있다.

도 14a 내지도 14b를 참조하면, 냉방모드 또는 난방모드에서의 클러스터레벨에 따라 기류를 달리하는 테이블을 개시한다. 상기 테이블은 하나의 실시예에 따른 것으로, 클러스터레벨이나 기류의 모드를 더욱 세분화하여 분류하는 것도 가능하다.

도 14a를 참조하면, 냉방모드에서, 클러스터레벨이 높아질수록 덥거나, 습한환경이 됨을 파악할 수 있다. 따라서, 클러스터레벨에 따라 실내기제어부(40)는 베인(38)이나 실내기팬(32)의 작동을 조절할 수 있다. 즉, 더운정도에 따라 실내기팬(32)의 회전속도를 달리할 수 있다. 또한, 습한정도에 따라 추가적으로 제습운전을 수행할 수 있다. 제습운전시에는, 실내기팬(32)의 회전속도를 줄이고, 실내팽창밸브(36)를 조절하여 유동하는 냉매의 유량을 늘릴 수 있다.

또한, 제5클러스터레벨을 제외하면, 실내기의 토출구에서 토출되는 공기가 재실자에게 직접적으로 유동하지 않도록 간접바람을 형성하도록 베인(38)을 배치시킬 수 있다.

다만, 클러스터레벨이 높은 상황에서는, 재실자가 없을 시, 베인(38)의 배치가 지속적으로 변동되는 오토스윙으로 작동시켜 실내공간을 빠르게 냉각시킬 수 있다.

도 14b를 참조하면, 난방모드에서, 클러스터레벨이 높아질수록 춥거나, 건조환경이 됨을 파악할 수 있다. 따라서, 클러스터레벨에 따라 실내기제어부(40)는 베인(38)이나 실내기팬(32)의 작동을 조절할 수 있다. 즉, 실내온도가 낮은 정도에 따라 실내기팬(32)의 회전속도를 달리할 수 있다.

실내온도가 낮은정도가 큰 경우, 별도의 가습이 필요함을 사용자에게 알릴 수 있다.

실내기의 토출구에서 토출되는 공기가 재실자에게 직접적으로 유동하지 않도록 간접바람을 형성하도록 베인(38)을 배치시킬 수 있다. 다만, 카메라(45) 등이 없어 인체감지가 어려운 경우, 자동맞춤바람으로 베인(38)을 조절할 수 있다.

자동맞춤바람은, 토출구에서 토출되는 공기가 일방향으로 배출되도록 베인(38)의 배치가 고정되거나, 오토스윙과 같이 베인(38)의 배치가 지속적으로 변경되는 것을 포함할 수 있다. 자동맞춤바람은, 실내공간의 온도와 설정온도의 차이에 따라 베인(38)의 배치가 달라질 수 있다. 즉, 제4클러스터레벨이나 제5클러스터레벨과 같이 실내온도와 설정온도 차이가 큰 경우, 토출구를 통해 토출되는 공기가 바닥으로 배출되도록 베인(38)이 배치될 수 있다. 또한, 제1클러스터레벨이나 제2클러스터레벨과 같이 실내온도와 설정온도 차이가 작은 경우, 토출구를 통해 토출되는 공기가 천장에 나란한 방향으로 토출되도록 베인(38)이 배치될 수 있다.

기류제어는, 실내기데이터가 수집되고 설정시간동안 작동할 수 있다. 따라서, 설정시간이 도과되면, 사용자가 설정한 기류로 제어되는 것도 가능하다.

이후, 주기적으로 실내기데이터가 수집되는 단계(S440)를 거치고, 실내기데이터로 매칭되는 클러스터 변동여부와(S450), 기류매칭을 통해(S460), 기류제어를 수행하는 단계(S470)를 거칠 수 있다.

이후, 실내기의 작동이 종료된 시점에서, 실내기의 운전시간동안 클러스터의 변동추이를 바탕으로 클러스터를 보정하는 단계(S480)를 거칠 수 있다.

<쾌적온도제어>

이하에서는, 도 15을 참조하여, 실내공간을 쾌적하게 제어하기 위한 공기조화기의 제어방법을 설명한다. 쾌적에어는, 실내공간의 온도와 습도의 데이터를 바탕으로 실내공간의 쾌적온도를 계산하고, 기류를 제어하는 방법일 수 있다.

먼저, 실내센싱부(42)와 입력부(48)를 통해 데이터를 수집하는 단계(S500)를 거친다. 실내온도센서(44)와 실내습도센서(46)를 통해 실내공간의 온도와 습도를 감지한다. 또한, 사용자가 입력부(48)에 입력한 설정온도를 파악할 수 있다. 실내습도센서(46)가 없는 경우, 실외습도센서(26)와 실외온도센서(24)로부터 실내습도를 추정할 수 있다.

실내기 데이터를 바탕으로 실내공간을 복수의 클러스터 중 하나로 매칭하는 단계(S510)를 수행한다. 통합제어부(50)는, 실내기데이터를 클러스터 분류데이터(66)에 포함된 복수의 클러스터 중 하나와 매칭할 수 있다.

이후, 쾌적습도범위를 판단하는 단계(S520)를 거친다. 쾌적온도범위의 판단은, 저장부(60)에저장된 예상평균온열감 데이터를 바탕으로 판단할 수 있다.

쾌적습도범위의 판단단계(S520)는, 예상평균온열감 데이터를 기준으로 판단할 수 있다. 즉, 설정온도를 기준으로 예상평균온열감이 설정값 범위에 해당하는 습도범위를 파악할 수 있다. 여기서, 예상평균온열감의 설정값 범위는, 사용자의 쾌적정도를 기준으로 설정할 수 있다. 하나의 실시예로써, 예상평균온열감이 -1 내지 1 범위에 해당하는 쾌적습도범위를 판단할 수 있다. (-1<PMV<1)

도 16을 참조하면, 냉방모드에서, 예상평균온열감이 -1 내지 1 범위에 해당하는 온도와 습도의 범위를 파악할 수 있다. 하나의 실시예로써, 설정온도가 25 ℃ 일 때, 예상평균온열감이 -1 내지 1 범위에 해당하는 습도는 59 내지 80일 수 있다. 이와 같은 방식으로 설정온도에 다른 쾌적습도범위를 판단할 수 있다.

이후, 쾌적설정온도를 확정하고(S530), 쾌적설정온도를 추종하도록 실내기를 제어하는 단계(S540)를 수행한다.

쾌적설정온도는, 실내습도가 쾌적습도범위에 포함되는 지를 기준으로 설정할 수 있다. 현재습도가 예상평균온열감 데이터에 따른 쾌적습도범위에 포함되는지를 판단할 수 있다. 또한, 실내기 데이터에서 수집된 현재상태의 실내온도, 실내습도와, 설정온도를 바탕으로 설정온도에 도달할 때의 실내습도를 예측하고, 예측된 실내습도가 쾌적습도범위에 포함되는지를 판단하는 것도 가능하다.

실내습도가 쾌적습도범위에 포함될 경우, 설정온도를 쾌적설정온도로 확정할 수 있다.

실내습도가 쾌적습도범위에 포함되지 않을 경우, 실내습도에서 예상평균온열감이 설정값 범위에 해당하는 온도를 쾌적설정온도로 확정할 수 있다. 예상평균온열감의 설정값 범위는, 예상평균온열감이 -1 내지 1 범위에 해당하는 범위일 수 있다.

쾌적설정온도는, 기존의 설정온도의 온도차이가 추가설정온도범위를 초과하지 않는 범위에서 설정될 수 있다. 즉, 실내습도에서 예상평균온열감이 설정값 범위에 해당하는 온도가 기존의 설정온도와 추가설정온도범위 내의 온도차이를 가지는 경우, 실내습도에서 예상평균온열감이 설정값 범위에 해당하는 온도를 쾌적설정온도가 확정될 수 있다. 추가설정온도범위는, 실내공간의 크기나 설정온도에 따라 달라질 수 있으며, 하나의 실시예로, 추가설정온도범위를 2 내지 4 ℃로 설정하는 것도 가능하다.

다만, 실내습도에서 예상평균온열감이 설정값 범위에 해당하는 온도가 기존 설정온도와 추가설정온도범위를 초과할 때, 기존 설정온도에 추가설정온도범위의 최대값을 보정한 값을 쾌적설정온도로 확정할 수 있다.

여기서, 기존 설정온도에 추가설정온도범위의 최대값을 보정하는 것은, 기존 설정온도에 추가설정온도범위의 최대값을 더하거나 뺀값을 의미할 수 있다. 즉, 실내습도에서 예상평균온열감이 설정값 범위에 해당하는 온도에 인접해지는 방향으로 기존 설정온도에 추가설정온도범위의 최대값을 더하거나 뺄 수 있다.

이후, 실내기의 작동이 종료된 시점에서, 실내기의 운전시간동안 클러스터의 변동추이를 바탕으로 클러스터를 보정하는 단계(S550)를 거칠 수 있다.

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

10 : 실외기 12 : 압축기
20 : 실외기 제어부 22 : 실외센싱부
30a, 30b, 30c : 실내기 32 : 실내기팬
36 : 실내팽창밸브 38 : 베인
40 : 실내기 제어부 42 : 실내센싱부
50 : 통합제어부 60 : 저장부

Claims

실내기를 작동시키는 단계;
실내기데이터를 수집하는 단계;
수집된 상기 실내기데이터를 저장부에 저장된 복수의 클러스터 중 하나로 매칭하는 단계;
설정시간 간격으로 상기 실내기 데이터를 재수집하고, 상기 실내기 데이터에 대응하는 클러스터를 매칭하는 단계;
상기 실내기의 작동이 종료되는 단계;
상기 실내기의 운전시간 동안 매칭된 클러스터 변동추이를 바탕으로 클러스터를 보정하는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
복수의 클러스터는, 상기 실내기에 요구되는 부하를 기준으로 복수의 클러스터레벨로 분류되고,
상기 클러스터를 보정하는 단계는, 상기 실내기의 운전시간 동안 카운팅된 설정레벨이상의 클러스터의 횟수가 전체카운팅된 횟수의 설정비율보다 클 때, 측정된 클러스터레벨을 한단계 상향하도록 보정하는 공기조화기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
복수의 클러스터는, 상기 실내기에 요구되는 부하를 기준으로 복수의 클러스터레벨로 분류되고,
상기 클러스터를 보정하는 단계는, 상기 실내기의 운전시간동안 설정시간 간격으로 파악된 클러스터레벨의 평균값이 설정기준보다 높게 형성될 때, 상기 클러스터를 상향하도록 보정하는 공기조화기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 실내기가 작동되고 상기 실내기의 작동이 종료된 실내기의 작동주기가 복수회로 진행되고,
상기 클러스터를 보정하는 단계는, 복수의 작동주기동안 클러스터 변동추이를 바탕으로 클러스터를 보정하는 공기조화기의 제어방법.
제 4 항에 있어서,
상기 클서스터를 보정하는 단계는, 복수의 작동주기 중에서, 최근에 작동이 완료된 시점의 작동주기에 가중치를 부여하는 공기조화기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 클러스터를 보정하는 단계는, 상기 운전시간동안 판단된 클러스터를 수정하는 공기조화기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 클러스터를 매칭하는 단계는, 상기 저장부에 저장된 복수의 클러스터와 수집된 실내기 데이터 간의 인접도를 바탕으로 수행하는 공기조화기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 실내기 데이터는, 실내온도센서로부터 감지되는 실내온도, 실내습도센서로부터 감지되는 실내습도, 및 사용자에 의해 입력된 설정온도를 포함하고,
상기 실내기 데이터는, 수집된 복수의 데이터 인자 들간의 계산 영향도를 비슷한 수준으로 맞추도록 전처리하는 공기조화기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 클러스터 매칭단계 이후, 상기 클러스터 매칭 결과를 바탕으로 실내기를 조절하는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제 9 항에 있어서,
상기 설정시간 간격으로 상기 실내기 데이터를 재수집하고, 재수집된 상기 실내기 데이터에 대응하는 클러스터를 매칭하고, 상기 클러스터의 변동 여부를 판단하여, 실내기 재조절하는 단계를 더 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제 1 항에 있어서,
상기 실내기데이터는, 실내온도센서로부터 감지되는 실내온도, 실내습도센서로부터 감지되는 실내습도, 카메라로부터 감지되는 재실인원수, 및 사용자에 의해 입력된 설정온도를 포함하고,
상기 실내기 데이터를 재수집하는 단계이후, 실내공간의 인원수 변동을 바탕으로 과열도 변동을 판단하는 단계;
상기 과열도 변동을 바탕으로 실내기를 조절하는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제 9 항에 있어서,
상기 실내기를 조절하는 단계는, 상기 매칭되는 클러스터레벨에 따라 실내기팬의 회전속도와 베인의 배치를 조절하는 공기조화기의 제어방법.
제 9 항에 있어서,
상기 실내기를 조절하는 단계는,
상기 저장부에 저장된 클러스터 분류데이터와, 기류 분류데이터를 바탕으로 클러스터에 대응하는 기류를 매칭하는 단계와,
상기 매칭된 기류를 토출구로 토출되는 기류를 제어하는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제 9 항에 있어서,
상기 실내기 데이터는, 실내온도센서로부터 감지되는 실내온도, 실내습도센서로부터 감지되는 실내습도, 및 사용자에 의해 입력된 설정온도를 포함하고,
상기 실내기를 조절하는 단계는,
설정온도와 예상평균온열감 데이터를 바탕으로 쾌적습도범위를 판단하는 단계;
상기 설정온도에서의 실내습도와 쾌적습도범위를 비교하여 쾌적설정온도를 확정하는 단계; 및
상기 쾌적설정온도를 추종하도록 상기 실내기를 조절하는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제 14 항에 있어서,
상기 쾌적습도범위는,
상기 예상평균온열감 데이터를 기준으로 상기 설정온도에서 예상평균온열감이 설정값 범위에 해당하는 습도범위를 설정하는 공기조화기의 제어방법
제 15 항에 있어서,
상기 예상평균온열감의 설정값 범위는, -1 내지 1 로 형성되는 공기조화기의 제어방법.
제 15 항에 있어서,
상기 쾌적설정온도는, 상기 설정온도에서의 실내습도가 쾌적습도범위에 포함될 경우, 상기 설정온도를 쾌적설정온도로 확정하는 공기조화기의 제어방법.
제 15 항에 있어서,
상기 쾌적설정온도는, 상기 실내습도가 쾌적습도범위에 포함되지 않을 때, 상기 실내습도에서 예상평균온열감이 설정값 범위에 해당하는 온도를 쾌적설정온도로 확정하는 공기조화기의 제어방법.
제 18 항에 있어서,
상기 쾌적설정온도는, 상기 실내습도에서 예상평균온열감이 설정값 범위에 해당하는 온도가 상기 설정온도에서 추가설정온도범위를 초과할 때, 상기 설정온도에 추가설정온도범위의 최대값을 보정한 값을 쾌적설정온도로 확정하는 공기조화기의 제어방법.