WO2023195694A1 - 대상 구역의 실내 온도를 쾌적하게 유지하면서 냉난방기의 소비 전력을 최소화시키는 냉난방기 구동 방법 및 장치 - Google Patents

대상 구역의 실내 온도를 쾌적하게 유지하면서 냉난방기의 소비 전력을 최소화시키는 냉난방기 구동 방법 및 장치 Download PDF

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WO2023195694A1
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air conditioner
temperature
comfortable
temperature range
indoor
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최현웅
홍원진
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주식회사 씨드앤
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a method and device for driving an air conditioner and a device that minimize power consumption of the air conditioner while maintaining a comfortable indoor temperature in a target area.
  • An air conditioner (or air conditioner) is a device that uses a refrigeration cycle to maintain a comfortable indoor temperature suitable for human activity.
  • An air conditioner cools the room by taking in hot indoor air, exchanging heat with a low-temperature refrigerant, and discharging it into the room, or heating the room by doing the opposite.
  • the operation of air conditioners is controlled by direct human operation. For example, in summer, when the indoor temperature is high, the user turns on the air conditioner and sets the desired temperature of the turned on air conditioner low to quickly reduce the high indoor temperature.
  • the administrator sets the desired temperature of the air conditioner to high, users may feel hot, and if the administrator sets the desired temperature of the air conditioner to low, users may feel cold. Accordingly, users feel uncomfortable.
  • the desired temperature of the air conditioner is set low in the summer, the power consumption of the air conditioner increases, thereby increasing the electricity cost of the space.
  • the purpose of the present invention is to provide a method and device for driving an air conditioner and a device that minimize power consumption of the air conditioner while maintaining a comfortable indoor temperature in the target area.
  • an object of the present invention is to provide an air conditioner control device and method that can prevent unnecessary operation of the air conditioner.
  • a method of operating an air conditioner installed in a target area is performed in a processor-based device, and includes the steps of comparing the indoor temperature of one or more sequential periods with a comfortable temperature range of the target area, and controlling the driving state of the air conditioner in the current period based on the comparison result.
  • the one or more periods start with the current period and further include a future period after the current period.
  • a driving device for an air conditioner or heater installed in a target area includes a memory that stores computer-readable instructions, and a processor implemented to execute the instructions. At this time, by executing the command, the processor compares the indoor temperature of one or more sequential periods with a comfortable temperature range of the target zone, and controls the driving state of the air conditioner in the current period based on the comparison result.
  • the one or more periods start with the current period and further include a future period after the current period.
  • Figure 1 is a diagram showing the schematic configuration of a space according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram showing the schematic configuration of an air conditioner control system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the schematic configuration of a management server according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 shows an example of off-relationship information and on-relationship information defined in the present invention.
  • 5 to 7 are flowcharts of a method for controlling the operation of an air conditioner or heater according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 1 is a diagram showing the schematic configuration of a space 1 according to an embodiment of the present invention.
  • space 1 includes a plurality of zones 10: 10a, 10b.
  • the plurality of zones 10 may be separated from each other by an inner wall. By being divided by an inner wall, the indoor temperature and humidity of each of the plurality of zones 10 may be different.
  • An air conditioner 20, a temperature and humidity sensor 30, and a control module 40 may be installed in each of the plurality of zones 10. That is, one air conditioner 20 and one temperature and humidity sensor 30 may be installed in zone a (10a), and three air conditioners 20 and three temperature and humidity sensors 30 may be installed in zone b (10b). It can be. Additionally, a gateway 50 may be installed in at least some of the zones 10b among the plurality of zones 10. Meanwhile, although not shown in FIG. 1, an access point 60 (see FIG. 2) may be further installed in a specific area among the plurality of areas 10.
  • Figure 2 is a diagram showing the schematic configuration of an air conditioner control system 2 according to an embodiment of the present invention.
  • the air conditioner control system 2 includes a temperature and humidity sensor 30, a control module 40, a gateway 50, an access point 60, and a management server 70.
  • the temperature and humidity sensor 30 can measure the indoor temperature and humidity of the area 10. To this end, the temperature and humidity sensor 30 may include a temperature sensor module and a humidity sensor module.
  • the temperature and humidity sensor 30 may be installed in a location that can measure the temperature and humidity of an area where people mainly work, but the temperature and humidity sensor 30 is not limited to this, and the temperature and humidity sensor 30 may be built into the air conditioner 20.
  • Temperature and humidity sensor 30 may communicate with other electronic devices within area 10.
  • the temperature and humidity sensor 30 may include a short-range communication module.
  • the temperature and humidity sensor 30 may include a Bluetooth communication module, but the present invention is not limited thereto.
  • the control module 40 may be a device that transmits a drive control signal for controlling the operation of the air conditioner 20 to the air conditioner 20 .
  • the control module 40 may be installed in a specific portion of the area 10 adjacent to the air conditioner 20.
  • the driving control signal is generated in the management server 70 and may be transmitted from the management server 70 to the control module 40 through the access point 60 and the gateway 50.
  • control module 40 may include a short-range communication module and an infrared data association (IrDA) module.
  • the control module 40 may include a Bluetooth communication module, but the present invention is not limited thereto.
  • the gateway 50 may communicate with each of the temperature and humidity sensor 30, the control module 40, and the access point 60.
  • the gateway 50 may include a first short-range communication module for communication connection with the temperature and humidity sensor 30 and the control module 40, and a second short-range communication module for communication connection with the access point 60.
  • the first short-range communication module may be a Bluetooth communication module
  • the second short-range communication module may be a WiFi (Wireless fidelity) communication module, but the present invention is not limited thereto.
  • the gateway 50 may receive indoor temperature and humidity information from the temperature and humidity sensor 30 and then transmit it to the access point 60. Additionally, the gateway 50 may receive a drive control signal for the air conditioner 20, which will be described later, from the access point 60 and transmit it to the control module 40. In addition, the gateway 50 may receive data related to the operation of the air conditioner 20 from the control module 40.
  • the access point 60 may relay communication between the gateway 50 and the management server 70. To this end, the access point 60 may include a second short-range communication module and a long-distance communication module.
  • the management server 70 may be a device that actually controls the air conditioner 20.
  • the management server 70 may be connected to the access point 60 and the weather server 80.
  • the management server 70 may receive indoor temperature and humidity information of the area 10 from the access point 60 and may receive weather information of the area 10 from the weather server 80 .
  • the management server 70 may generate a drive control signal for the air conditioner 20 using indoor temperature and humidity information and weather information of the area 10, and may transmit the drive control signal to the access point 60.
  • the weather server 80 may be a server that provides weather information (meteorological information) for each administrative district.
  • Weather information may be predicted information.
  • Weather information may include outdoor temperature, cloud cover, probability of precipitation, humidity, etc.
  • the management server 70 which is an air conditioner driving device that reduces the power consumption of the air conditioner 20 while maintaining a comfortable indoor temperature in the area 10, will be described in more detail.
  • FIG. 3 is a diagram showing the schematic configuration of the management server 70 according to an embodiment of the present invention.
  • the “temperature and humidity sensor 30” will be referred to as the “temperature sensor 30.”
  • the management server 70 may include a communication unit 710, a control unit 720, and a storage unit 730.
  • the communication unit 710 may be a module that communicates with the access point 60.
  • the communication unit 710 may include a long-distance communication module implemented in a wired or wireless manner, but the present invention is not limited thereto.
  • the communication unit 710 may receive indoor temperature information and indoor humidity information measured by the temperature sensor 30 through the access point 60.
  • the control unit 720 may include memory and a processor.
  • the memory may be volatile and/or non-volatile memory and may store instructions or data related to at least one other component of management server 70.
  • the processor may include one or more of a central processing unit (CPU), an application processor, or a communications processor.
  • the control unit 720 can control the communication unit 710 and generate a driving control signal for the air conditioner 20 using various information. A detailed description of this will be provided later.
  • the storage unit 730 may store various information related to driving control of the air conditioner 20.
  • the concepts of the comfortable temperature range, desired level, and relationship information will first be defined, and then the air conditioner operation method performed by the management server 70 will be described in detail.
  • the comfortable temperature area may be defined as a perceived temperature area in which a user located in zone 10 feels comfortable.
  • the comfort temperature zone can be set individually for each zone 10.
  • the comfort temperature zone can be set in the form of a temperature section.
  • the comfort temperature zone can be set to “23.5°C to 24.5°C.”
  • the comfortable temperature range may be set differently depending on the season. For example, the comfortable temperature range in summer may be set higher than the comfortable temperature range in winter.
  • the comfortable temperature range may be set differently for each period included in a specific day.
  • the plurality of periods may mean sequential time sections included in the target day. Multiple time periods may be established based on the operating schedule for zone 10. For example, if area 10 is a cafe and the cafe's business hours are “8:00 to 20:00,” the operating schedule may be set to “7:00 to 21:00.”
  • the unit time defined as the length of the period, can be set in various ways. For example, the unit time may be set to 1 hour. Accordingly, the comfortable temperature area in the period “7:00 to 8:00” and the comfortable temperature area in the period “8:00 to 9:00” can be set separately.
  • the comfortable temperature range may include an off comfortable temperature range and an on comfortable temperature range.
  • the off comfortable temperature area may be defined as the perceived temperature that a user located in the area 10 feels comfortable when the air conditioner 20 is turned off.
  • the on-comfort temperature area may be defined as the perceived temperature that a user located in the area 10 feels comfortable when the air conditioner 20 is turned on.
  • the user's perceived temperature may be different due to the operation of the air conditioner 20, for example, cold/warm air output to the air conditioner 20.
  • the user's perceived temperature changes depending on external stimuli. For example, when cold air comes into contact with the user's skin, the perceived temperature may decrease, and when warm air comes into contact with the user's skin, the perceived temperature may increase.
  • the management server 70 divides the comfortable temperature area into an off-comfort temperature area and an on-comfort temperature area by applying the change in temperature felt by the user according to external stimuli, and uses both the off-comfort temperature area and the on-comfort temperature area to The operation of the air conditioner (20) can be controlled.
  • an off comfortable temperature area and an on comfortable temperature area may be set for each of a plurality of periods. At this time, for each period, the off comfortable temperature area and the on comfortable temperature area may be the same or different.
  • the on comfort temperature region may be set higher or lower than the off comfort temperature region by a predefined threshold temperature. This is due to the above-mentioned “change in perceived temperature of the user due to external stimulation.” That is, an off comfortable temperature area may be set, and an on comfortable temperature area may be set by adding or subtracting the critical temperature from the off comfortable temperature area. Accordingly, setting of the off comfortable temperature region and the on comfortable temperature region can be simplified.
  • the user's perceived temperature when the air conditioner 20 is driven in a cooling mode, the user's perceived temperature may be lowered by the cold wind, so the on comfortable temperature range may be set to be higher than the off comfortable temperature range by a critical temperature. Additionally, when the air conditioner 20 is operated in a heating mode, the user's perceived temperature may increase due to warm air, so the on comfort temperature range may be set lower than the off comfort temperature range by a critical temperature. Meanwhile, the critical temperature may be a fixed temperature value. For example, the critical temperature may be 1°C, but the present invention is not limited thereto.
  • the comfortable temperature area may be set by reflecting the weather information of the target day. That is, the comfortable temperature of the target day may be individually set for each period according to the weather information of the target day in the area 10.
  • Weather information may include outdoor temperature, cloud cover, and presence of precipitation for the target day.
  • the management server 70 can set the comfortable temperature zone by day and period and at the same time use the weather information of the area 10 to set the comfortable temperature zone. Accordingly, it is possible to realize a comfortable indoor temperature in the indoor area suitable for the outside weather, and it is possible to prevent discomfort due to the indoor temperature felt by the user located in the area 10 in advance.
  • an on-non-comfort temperature range which is a temperature range other than the on-comfort temperature range
  • first and second non-comfortable temperature areas may be defined based on the on-comfortable temperature area.
  • the first non-comfortable temperature area may be defined as a temperature area in which the heating and cooling load is higher than the comfortable temperature area
  • the second non-comfortable temperature area may be defined as a temperature area in which the heating and cooling load is lower than the comfortable temperature area
  • the first non-comfortable temperature area may have a temperature higher than the comfortable temperature area in the cooling mode of the air conditioner 20, and may have a lower temperature than the comfortable temperature area in the heating mode of the air conditioner 20.
  • the second non-comfortable temperature range may have a lower temperature than the comfortable temperature range in the cooling mode of the air conditioner 20 and may have a higher temperature than the comfortable temperature range in the heating mode of the air conditioner 20.
  • the first warm non-comfortable temperature range may be a temperature range of 24.6°C or higher.
  • the second non-comfortable temperature range may be a temperature range of 23.4°C or lower.
  • the first warm non-comfort temperature range is a temperature range of 25.4°C or lower. may be, and the second non-comfortable temperature region may be a temperature region of 26.6°C or higher.
  • the desired level may be defined as the level used to control the operation of the air conditioner 20, that is, the drive control level of the air conditioner 20.
  • a plurality of desired levels may be set, and the indoor temperature of zone 10 may be adjusted using any one of the plurality of desired levels.
  • zone 10 is equipped with one air conditioner 20 , i.e. a single air conditioner 20 (zone a 10a in FIG. 1 ), the desired level may correspond to the desired temperature of the single air conditioner 20 .
  • the multi air conditioners 20 can be assumed as one virtual air conditioner, and the desired The level may correspond to a virtual desired temperature of the virtual air conditioner.
  • the virtual desired temperature of the virtual air conditioner may correspond to the desired temperature of at least some of the air conditioners 20 in the case where at least some of the air conditioners 20 among the multi air conditioners 20 are operated in combination, that is, the desired combined temperature. You can.
  • zone b (10b) of Figure 1 to achieve a specific desired level, of the three air conditioners (20), air conditioner a (20a) and air conditioner b (20b) are driven and air conditioner c (20c) is not driven.
  • the desired combination temperature may be set for the air conditioner a (20a) and the air conditioner b (20b), and the desired combination temperature may not be set for the air conditioner c (20c).
  • the specific desired level is (24°C, 25°C , off).
  • one desired level may be different from another desired level in the number and/or combination desired temperature of the air conditioners 20 operated in combination.
  • desired level a among the plurality of desired levels may be set to (24°C, 25°C, off), and among the plurality of desired levels
  • the desired level b can be set to (23°C, 24°C, 24°C).
  • a plurality of desired levels may be arranged based on the power consumption of the air conditioner 20 .
  • the plurality of desired levels may be aligned in a direction in which power consumption of the air conditioner 20 increases. That is, as the desired level increases, the power consumption of the air conditioner 20 may be set to increase. According to another embodiment, the plurality of desired levels may be aligned in a direction in which power consumption of the air conditioner 20 decreases. That is, as the desired level decreases, the power consumption of the air conditioner 20 may be set to increase.
  • Table 1 summarizes an example in which a plurality of desired levels are aligned in the direction of increasing power consumption of the single air conditioner 20 when a single air conditioner 20 is installed. Meanwhile, the contents of Table 1 can be similarly applied even when the multi-air conditioner 20 is installed.
  • the desired temperature of the single air conditioner 20 decreases as the desired level increases.
  • the driving mode of the single air conditioner 20 is the heating mode, it can be seen that the desired temperature of the single air conditioner 20 increases as the desired level increases. That is, as the desired level increases, the power consumption of the single air conditioner 20 increases.
  • Relationship information may be defined as information representing the relationship between the indoor and outdoor temperature difference in the zone 10 and the amount of change in indoor temperature in the zone 10.
  • the indoor/outdoor temperature difference may correspond to the difference between the outdoor temperature and the indoor temperature of the zone 10
  • the amount of indoor temperature change may be defined as the amount of change in the indoor temperature of the zone 10 per unit time.
  • the unit time may be 1 hour, but the present invention is not limited thereto.
  • the amount of change in the indoor temperature of zone 10 is influenced by the outdoor temperature of zone 10 as well as the indoor temperature of zone 10. Accordingly, to predict the future indoor temperature of zone 10, relationship information between the indoor and outdoor temperature difference of zone 10 and the amount of change in indoor temperature of zone 10 may be used.
  • Relationship information may be set in advance based on information collected in at least one event prior to the target event.
  • Relationship information may be set differently for each zone 10. That is, since the thermal characteristics of each zone 10 are different, relationship information can be set individually for each zone 10.
  • the thermal characteristics may be heat from sunlight entering zone 10, heat radiating from human bodies present in zone 10, heat radiating from power consuming devices installed in zone 10, and zone 10. It can be defined based on heat from incoming air (breathing, ventilation), heat absorbed/released from the wall, etc.
  • Relationship information may include off-relationship information and on-relationship information.
  • the off relationship information may be relationship information between the indoor and outdoor temperature difference in the zone 10 when the air conditioner 20 is turned off and the amount of change in the indoor temperature of the zone 10. At this time, one off relationship information can be set for each zone 10.
  • the on relationship information may be relationship information between the indoor and outdoor temperature difference in the zone 10 when the air conditioner 20 is turned on and the amount of change in the indoor temperature of the zone 10.
  • the on relationship information may be set differently for each desired level. That is, one on-relationship information can be set for one desired level. Meanwhile, the on relationship information may be individually set for each driving mode (i.e., cooling mode and heating mode) of the air conditioner 20.
  • Relationship information can be expressed in a relationship function equation.
  • the relational function may be a second-order polynomial function.
  • the variable value of the relational function equation may be “indoor/outdoor temperature difference”, and the output value of the relational function equation may be “indoor temperature change amount”.
  • Equation 1 the relational function expression can be expressed as Equation 1 below.
  • ⁇ T D(oi) is the indoor and outdoor temperature difference in zone 10
  • f( ⁇ T D(oi) ) is the amount of change in indoor temperature in zone 10
  • a, b, and c are preset constants, respectively.
  • FIG. 4A shows an example of off-relationship information described in this specification
  • FIG. 4b shows an example of off-relationship information described in this specification.
  • one off relationship information, on relationship information for each desired level in the cooling mode, and on relationship information for each desired level in the heating mode can be set.
  • Figure 5 is a diagram illustrating the overall flowchart of a method for controlling the operation of an air conditioner or heater according to an embodiment of the present invention.
  • the target area 10 where the air conditioner 20 is installed may be an area where a specific activity is performed.
  • the target area 10 may be an office where office activities are performed, a cafe or restaurant where service activities are performed, etc.
  • an operating schedule or preset activity hours is set in the target area 10.
  • office hours may be set in offices
  • service hours may be set in cafes, restaurants, etc.
  • Activity time can be defined as including time to prepare for the activity.
  • the air conditioner driving method described in FIG. 5 may be performed at a plurality of time points included in the activity time.
  • the activity time includes a plurality of sequential periods, and each of the plurality of time points may correspond to the start time of each of the plurality of periods, but the present invention is not limited thereto.
  • the length of the period may be 1 hour, and therefore the air conditioner driving method described in FIG. 5 may be repeatedly performed in 1-hour increments.
  • FIG. 5 will be described assuming that the activity time or operating schedule of the target area 10 is “8:00 to 18:00”.
  • step S1 the management server 70 may calculate the indoor temperature for one or more periods.
  • one or more periods arrive sequentially, starting with the current period and may further include future periods.
  • the indoor temperature of the period may be the indoor temperature at the end of the period, but the present invention is not limited thereto.
  • the management server 70 may predict the indoor temperature for one or more periods based on the indoor temperature measured at the start of the current period.
  • the management server 70 may collect the indoor temperature at the start of the current period from the temperature sensor 30 and collect the outdoor temperature of the current period from the weather server 80. Meanwhile, when there are a plurality of temperature sensors 30, the indoor temperature at the start of the current period may correspond to the average value of the indoor temperature at the start of the current period measured by the plurality of temperature sensors 30. Afterwards, the management server 70 may calculate the indoor/outdoor temperature difference at the start of the current period. Additionally, the management server 70 may calculate the indoor temperature for one or more periods by applying the calculated indoor/outdoor temperature difference to the above-described relationship information.
  • the management server 70 substitutes the indoor and outdoor temperature difference at the start of the current period into ⁇ T D(oi) and calculates the indoor temperature at the end of the current period, that is, the indoor temperature at the end of the current period.
  • the indoor temperature can be calculated.
  • the indoor temperature of the current period may correspond to the indoor temperature at the start of the next period, and the management server 70 may base the indoor temperature at the start of the next period and the outdoor temperature of the next period collected by the weather server 80.
  • the indoor and outdoor temperature difference at the start of the next period can be calculated.
  • the management server 70 may calculate the indoor temperature for the next period by applying the indoor/outdoor temperature difference at the start of the next period to the above-described relationship information. By repeating this process, the indoor temperature for one or more periods can be calculated.
  • the management server 70 may compare the indoor temperature of one or more periods with the comfort temperature range of the target area 10. That is, the management server 70 may determine whether the indoor temperature for one or more periods is all included in the comfortable temperature range of the target area 10. Meanwhile, as described above, a comfortable temperature zone may be set for one or more periods, and the management server 70 may compare the indoor temperature and the comfortable temperature zone for one or more periods.
  • step S3 the management server 70 may control the driving state of the air conditioner 20 in the current period based on the above-described comparison result.
  • management server 70 controls the operating state of the air conditioner 20 for each situation.
  • FIG. 6 is a flowchart of a first embodiment of an air conditioner operation control method according to an embodiment of the present invention.
  • the first embodiment of the air conditioner operation control method shown in FIG. 6 may correspond to a situation in which the operation of the air conditioner 20 starts for the first time on the target day. Accordingly, before the current period, the air conditioner 20 is not continuously operated.
  • the management server 70 may calculate the off room temperature for one or more periods.
  • the off indoor temperature may be the indoor temperature of the target area 10 when the air conditioner 20 is not operated.
  • the management server 70 calculates the indoor/outdoor temperature difference at the start of the period, and applies the calculated indoor/outdoor temperature difference to the above-described off relationship information to calculate the off indoor temperature of the period. can do. Since this corresponds to step S1 of FIG. 5 described above, detailed description is omitted.
  • the management server 70 may determine whether the off indoor temperature of one or more periods is all included in the off comfortable temperature range.
  • step S604 may be a step of comparing the off indoor temperature of one or more periods with the off comfortable temperature area of the target area 10. Since this corresponds to step S2 of FIG. 5 described above, detailed description is omitted.
  • step S606 the management server 70 may not start operating the air conditioner 20 in the current period. . That is, the management server 70 may not continue to operate the air conditioner 20. Conversely, if it is determined that at least some of the off indoor temperatures among the off indoor temperatures in one or more periods are not included in the off comfortable temperature region, in step S608, the management server 70 determines the temperature of the air conditioner 20 in the current period. You can start driving. This may correspond to step S3 in FIG. 5.
  • the management server 70 may set the desired level of the air conditioner 20. This may correspond to steps S708 to S718, which will be described later. Steps S708 to S718 are described in more detail below.
  • Step (S606) and step (S608) are described in more detail as follows. At this time, it is assumed that one or more periods include only the current period and the next period (future period).
  • the off room temperature for the current period is 24.5°C
  • the off room temperature for the next period is 25°C
  • the off comfort zone for the current period and next period is set to 24.5°C to 25.5°C
  • the current period and the off room temperature for the following period are all included in the off comfort temperature zone.
  • the off room temperature for the current period is 25.5°C
  • the off room temperature for the next period is 26.6°C
  • the off comfort temperature zone for the current period and the next period is set to 24.5°C to 25.5°C
  • the current The off indoor temperature of a period is included in the off comfortable temperature region, but the off indoor temperature of the next period is not included in the off comfortable temperature region.
  • users located in the target area 10 may feel comfortable without running the air conditioner 20, but in the next period, users located in the target area 10 may feel uncomfortable because the indoor temperature is too high. there is.
  • the management server 70 operates the air conditioner 20 in advance at the current time.
  • FIG. 7 is a flowchart of a second embodiment of an air conditioner operation control method according to an embodiment of the present invention.
  • the second embodiment of the air conditioner operation control method shown in FIG. 7 can be applied to a situation in which the air conditioner 20 is driven in the period immediately preceding the current period.
  • the management server 70 may calculate the off indoor temperature for one or more periods when the air conditioner 20 is not operated.
  • one or more periods are the current period "10:00 to 11:00" and , may include the future periods “11:00 ⁇ 12:00” and "12:00 ⁇ 13:00".
  • the current time is "17:00” and the current period is "17:00 ⁇ 18:00”
  • one or more periods may only include the current period "17:00 ⁇ 18:00” .
  • the management server 70 may calculate the indoor/outdoor temperature difference at the start of the current period when the air conditioner 20 is not running, and apply the calculated indoor/outdoor temperature difference to the off-relationship information to determine one or more periods. Off room temperature can be calculated. Since this corresponds to step S1 of FIG. 5 and step S602 of FIG. 6, detailed description is omitted.
  • the management server 70 may determine whether the off indoor temperature of one or more periods is all included in the off comfortable temperature range.
  • step S2 of FIG. 5 corresponds to step S2 of FIG. 5 and step S604 of FIG. 6 described above, detailed description is omitted.
  • the management server 70 may stop operating the air conditioner 20 in step S706. This may correspond to step S3 in FIG. 5.
  • the management server 70 may stop operating the air conditioner 20 at the current time and in an adjacent future period.
  • step S706 may be performed if a specific condition is satisfied, and if a specific condition is not satisfied, step S708 may be performed.
  • the specific condition is, "When the air conditioner 20 is driven to a set desired temperature in one or more periods, the first power consumption of the air conditioner 20 is lower than the temperature in the period immediately after the one or more periods. It may correspond to “a condition that is greater than the second power consumption of the air conditioner 20 to be included in the comfortable temperature range.”
  • step S708 the management server 70 sets the temperature of one or more periods when the air conditioner 20 is driven to the set desired level.
  • the entire room temperature can be calculated.
  • the set desired level may be the desired level when the air conditioner 20 is driven in the immediately preceding period. Additionally, when the period immediately preceding the current period does not exist, that is, when the current period is the start period of the operation schedule, the set desired level may be the desired level when the air conditioner 20 is started.
  • the management server 70 may calculate the indoor/outdoor temperature difference at the start of the current period when the air conditioner 20 is driven, and apply the calculated indoor/outdoor temperature difference to the on relationship information of the set desired level.
  • the overall indoor temperature for the above period can be calculated. That is, since the on-relationship information may be set differently for each desired level as described above, the management server 70 selects on-relationship information corresponding to the set desired level and then applies the calculated indoor/outdoor temperature difference to the selected on-relationship information. Thus, the total indoor temperature for the period can be calculated. Since this corresponds to step S1 of FIG. 5 and step S602 of FIG. 6, detailed description is omitted.
  • steps S710 to S718, which will be described later, may correspond to step S3 in FIG. 5.
  • step S710 the management server 70 may determine whether the indoor temperature for one or more periods is all included in the comfortable temperature range. Meanwhile, step S710 may correspond to step S3 in FIG. 5.
  • the comfortable temperature range can be set individually for each period, and the management server 70 determines whether the indoor temperature for each period is included in the corresponding comfortable temperature range. You can.
  • the management server 70 may drive the air conditioner 20 in the current period at the set desired level.
  • the management server 70 can drive the air conditioner 20 at the desired level set at the current time.
  • step S714 the management server 70 determines that at least some of the warm room temperature not included in the warm comfortable temperature area is included in the first warm room temperature. It is possible to determine whether it is included in the non-comfortable temperature range. That is, step S714 may be a step of determining whether the at least part of the indoor temperature is included in the first non-comfortable temperature range or the second non-comfortable temperature range.
  • the first non-comfortable temperature region is defined as a temperature region in which the heating and cooling load is higher than the comfortable temperature region
  • the second non-comfortable temperature region is a temperature region in which the cooling and heating load is lower than the comfortable temperature region.
  • a first non-comfortable temperature region has a temperature higher than the comfortable temperature region and a second non-comfortable temperature region has a lower temperature than the comfortable temperature region.
  • the first non-comfortable temperature region has a lower temperature than the warm comfortable temperature region
  • the second warm non-comfortable temperature region has a higher temperature than the warm comfortable temperature region.
  • the management server 70 sets the desired temperature of the air conditioner 20 by a unit level (for example, 1 level).
  • the desired level of the air conditioner (20) can be reset by increasing the level.
  • the management server 70 increases the desired level of the air conditioner 20 running in the cooling mode (for example, decreases the desired temperature of the single air conditioner 20).
  • the management server 70 increases the desired level of the air conditioner 20 operated in the heating mode (for example, increases the desired temperature of the single air conditioner 20).
  • step S718 the management server 70 reduces the desired level of the air conditioner 20 by a unit level to control the air conditioner 20. ) You can reset the desired level.
  • the management server 70 decreases the desired level of the air conditioner 20 running in the cooling mode (for example, increases the desired temperature of the single air conditioner 20).
  • the management server 70 reduces the desired level of the air conditioner 20 operated in the heating mode (for example, reduces the desired temperature of the single air conditioner 20).
  • steps S708 to S718 may be repeatedly performed until the indoor temperature for one or more periods is all included in the comfortable temperature range.
  • the power consumption of the air conditioner 20 may be set to increase as the desired level decreases.
  • the management server 70 may reset the desired level of the air conditioner 20 by reducing the desired level of the air conditioner 20 by a unit level
  • the management server ( 70) may reset the desired level of the air conditioner 20 by increasing the desired level of the air conditioner 20 by a unit level.
  • the desired level of the air conditioner 20 does not change drastically over time but can change smoothly.
  • This change in the desired level is: i) a comparison process of the overall indoor temperature and the overall comfortable temperature area in the current period is performed, and a comparison process of the overall indoor temperature and the overall comfortable temperature area in the future period adjacent to the current period is further performed; ii) the relationship information between the indoor and outdoor temperature difference and the amount of indoor temperature change is accurately calculated by considering both the outdoor temperature and thermal characteristics of the target area 10, and iii) the overall comfortable temperature area is individually set for multiple periods.
  • the present invention has the advantage of minimizing the power consumed by the air conditioner 20 while ensuring that the indoor temperature for each of a plurality of periods within the operation schedule is within a comfortable temperature range.
  • the control module 40 includes a high-performance processor-based control unit and may further include the second short-range communication module and the infrared communication module described above.
  • the control module 40 can obtain weather information of the target area 10 from the weather server 80 through the access point 60 and the gateway 50, and from the temperature and humidity sensor 30 through the gateway 50.
  • the indoor temperature and humidity of the measured target area 10 can be obtained.
  • the temperature and humidity sensor 30 and the control module 40 may be built into the air conditioner 20. In this case, the control module 40 may directly obtain the indoor temperature and humidity from the temperature and humidity sensor 30. Since the operations performed by the control module 40 are similar to the above description, detailed description will be omitted.
  • embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded on a computer-readable medium.
  • the computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc., singly or in combination.
  • Program instructions recorded on the medium may be specially designed and constructed for the present invention or may be known and usable by those skilled in the art of computer software.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks.
  • program instructions include machine language code, such as that produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter, etc.
  • the hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of embodiments of the present invention, and vice versa.

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Abstract

대상 구역의 실내 온도를 쾌적하게 유지하면서 냉난방기의 소비 전력을 최소화시키는 냉난방기 구동 방법 및 장치가 개시된다. 개시된 냉난방기 구동 방법은, 프로세서에 의해 수행되는 대상 구역의 냉난방기의 구동 방법으로서, 순차적인 하나 이상의 기간의 실내 온도와 상기 대상 구역의 쾌적 온도 영역을 비교하는 단계와, 상기 비교 결과에 기초하여 현재 기간에서 상기 냉난방기의 구동 상태를 제어하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 하나 이상의 기간은 상기 현재 기간을 시작 기간으로 하고, 상기 현재 기간 이후의 미래 기간을 더 포함한다.

Description

대상 구역의 실내 온도를 쾌적하게 유지하면서 냉난방기의 소비 전력을 최소화시키는 냉난방기 구동 방법 및 장치
본 발명의 실시예들은 대상 구역의 실내 온도를 쾌적하게 유지하면서 냉난방기의 소비 전력을 최소화시키는 냉난방기의 구동 방법 및 장치에 관한 것이다.
냉난방기(또는 공기 조화기)는 냉동 사이클을 이용하여 사람이 활동하기 알맞게 실내 온도를 쾌적하게 유지하는 장치이다. 냉난방기는 실내의 더운 공기를 흡입하여 저온의 냉매로 열교환 후 이를 실내로 토출하는 작용에 의해 실내를 냉방 시키거나, 반대 작용에 의해 실내를 난방 시킨다.
일반적으로, 냉난방기는 사람의 직접적인 조작에 의해 구동이 제어된다. 일례로, 여름철에서, 실내 온도가 높은 경우 사용자는 냉난방기를 턴 온시키고, 높은 실내 온도를 빨리 감소시키기 위해 턴 온된 냉난방기의 희망 온도(desired temperature)를 낮게 설정한다.
한편, 식당, 카페, 사무실 등의 공간에는 많은 사용자들이 위치하며, 일반적으로 공간의 관리자가 냉난방기의 구동을 직접적으로 제어한다. 그러나, 관리자의 무지(無知) 또는 무관심으로 인해 냉난방기가 효율적으로 구동되지 못하는 문제점이 있다.
일례로, 여름철에서, 관리자가 냉난방기의 희망 온도를 높게 설정하는 경우 사용자들이 더위를 느낄 수 있고, 관리자가 냉난방기의 희망 온도를 낮게 설정하는 경우 사용자들이 추위를 느낄 수 있다. 이에 따라, 사용자들이 불편함을 느끼게 된다. 더욱이, 여름철에서 냉난방기의 희망 온도가 낮게 설정되는 경우, 냉난방기의 전력 소모가 증가되며, 이에 따라 공간의 전기 비용이 상승하는 문제점이 있다.
따라서, 관리자가 냉난방기를 직접적으로 조작하지 않고, 공간의 실내 온도를 쾌적하게 유지하면서 냉난방기의 전력 소모를 절감시키는 기술이 요구된다.
본 발명의 목적은 대상 구역의 실내 온도를 쾌적하게 유지하면서 냉난방기의 소비 전력을 최소화시키는 냉난방기의 구동 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 불필요한 냉난방기의 구동을 방지할 수 있는 냉난방기 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대상 구역에 설치된 냉난방기의 구동 방법은, 프로세서 기반에 장치에서 수행되는 것으로서, 순차적인 하나 이상의 기간의 실내 온도와 상기 대상 구역의 쾌적 온도 영역을 비교하는 단계와, 상기 비교 결과에 기초하여 상기 현재 기간에서 상기 냉난방기의 구동 상태를 제어하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 하나 이상의 기간은 상기 현재 기간을 시작 기간으로 하고, 상기 현재 기간 이후의 미래 기간을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 대상 구역에 설치된 냉난방기의 구동 장치는, 컴퓨터에서 판독 가능한 명령을 저장하는 메모리와, 상기 명령을 실행하도록 구현되는 프로세서를 포함한다. 이 때, 상기 명령을 실행함으로써 상기 프로세서는, 순차적인 하나 이상의 기간의 실내 온도와 상기 대상 구역의 쾌적 온도 영역을 비교하고, 상기 비교 결과에 기초하여 현재 기간에서 상기 냉난방기의 구동 상태를 제어한다. 여기서, 상기 하나 이상의 기간은 상기 현재 기간을 시작 기간으로 하고, 상기 현재 기간 이후의 미래 기간을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 대상 구역의 실내 온도를 쾌적하게 유지하면서 냉난방기의 소비 전력을 최소화시키는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 오프 쾌적 온도를 사용하여 대상 일에서 냉난방기를 시동시킬지 여부를 결정함으로써 불필요한 냉난방기의 구동을 방지하는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방기 제어 시스템의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관리 서버의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에서 정의하는 오프 관계 정보 및 온 관계 정보의 일례를 도시하고 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방기 구동 제어 방법의 흐름도를 도시한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
"제1", "제2" 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간(1)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 공간(1)은 복수의 구역(10: 10a, 10b)을 포함한다. 복수의 구역(10)은 내벽에 의해 서로 구분될 수 있다. 내벽에 의해 구분됨으로써, 복수의 구역(10) 각각의 실내 온도 및 습도는 서로 다를 수 있다.
복수의 구역(10) 각각에는 냉난방기(20), 온습도 센서(30) 및 제어 모듈(40)이 각각 설치될 수 있다. 즉, 구역 a(10a)에는 하나의 냉난방기(20) 및 하나의 온습도 센서(30)가 설치될 수 있고, 구역 b(10b)에는 3개의 냉난방기(20) 및 3개의 온습도 센서(30)가 설치될 수 있다. 또한, 복수의 구역(10) 중 적어도 일부의 구역(10b)에는 게이트웨이(50)가 설치될 수 있다. 한편, 도 1에 도시되지 않았지만, 복수의 구역(10) 중 특정 구역에는 액세스 포인트(60, 도 2 참조)가 더 설치될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방기 제어 시스템(2)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 냉난방기 제어 시스템(2)은 온습도 센서(30), 제어 모듈(40), 게이트웨이(50), 액세스 포인트(60) 및 관리 서버(70)를 포함한다.
온습도 센서(30)는 구역(10)의 실내 온도 및 습도를 측정할 수 있다. 이를 위해, 온습도 센서(30)는 온도 센서 모듈 및 습도 센서 모듈을 포함할 수 있다.
온습도 센서(30)는 사람이 주로 활동하는 영역의 온도 및 습도를 측정할 수 있는 위치에 설치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 온습도 센서(30)는 냉난방기(20)에 내장될 수도 있다.
온습도 센서(30)는 구역(10) 내의 다른 전자 장치와 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 온습도 센서(30)는 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 일례로, 온습도 센서(30)는 블루투스 통신 모듈을 구비할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
제어 모듈(40)은 냉난방기(20)의 구동을 제어하기 위한 구동 제어 신호를 냉난방기(20)로 전송하는 장치일 수 있다. 제어 모듈(40)은 냉난방기(20)와 인접한 구역(10)의 특정 부분에 설치될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 구동 제어 신호는, 관리 서버(70)에서 생성되며, 액세스 포인트(60) 및 게이트웨이(50)를 통해 관리 서버(70)에서 제어 모듈(40)로 전송될 수 있다.
이를 위해, 제어 모듈(40)은 근거리 통신 모듈 및 적외선 통신(IrDA, infrared data association) 모듈을 포함할 수 있다. 일례로, 제어 모듈(40)은 블루투스 통신 모듈을 구비할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
게이트웨이(50)는 온습도 센서(30), 제어 모듈(40) 및 액세스 포인트(60) 각각과 통신을 수행할 수 있다. 이를 위해, 게이트웨이(50)는 온습도 센서(30) 및 제어 모듈(40)과의 통신 연결을 위한 제1 근거리 통신 모듈과, 액세스 포인트(60)와의 통신 연결을 위한 제2 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다. 일례로, 제1 근거리 통신 모듈은 블루투스 통신 모듈일 수 있고, 제2 근거리 통신 모듈은 WiFi(Wireless fidelity) 통신 모듈일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
게이트웨이(50)는 온습도 센서(30)로부터 실내 온도 및 습도 정보를 수신한 후 액세스 포인트(60)로 전송할 수 있다. 또한, 게이트웨이(50)는 액세스 포인트(60)로부터 후술할 냉난방기(20)의 구동 제어 신호를 수신한 후 제어 모듈(40)로 전송할 수 있다. 더불어, 게이트웨이(50)는 제어 모듈(40)로부터 냉난방기(20)의 구동 관련 데이터를 수신할 수도 있다.
액세스 포인트(60)는 게이트웨이(50)와 관리 서버(70) 간의 통신을 중계할 수 있다. 이를 위해, 액세스 포인트(60)는 제2 근거리 통신 모듈 및 원거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
관리 서버(70)는 냉난방기(20)를 실제적으로 제어하는 장치일 수 있다. 관리 서버(70)는 액세스 포인트(60) 및 기상 서버(80)와 통신 연결될 수 있다. 관리 서버(70)는 액세스 포인트(60)로부터 구역(10)의 실내 온도 및 습도 정보를 수신할 수 있고, 기상 서버(80)로부터 구역(10)의 날씨 정보를 수신할 수 있다. 관리 서버(70)는 실내 온습도 정보 및 구역(10)의 날씨 정보를 이용하여 냉난방기(20)의 구동 제어 신호를 생성할 수 있고, 구동 제어 신호를 액세스 포인트(60)로 전송할 수 있다.
기상 서버(80)는 행정 구역 별로 날씨 정보(기상 정보)를 제공하는 서버일 수 있다. 날씨 정보는 예측된 정보일 수 있다. 날씨 정보는 실외 온도, 구름양, 강수 확률, 습도 등을 포함할 수 있다.
이하에서는 구역(10)의 실내 온도를 쾌적하게 유지하면서 냉난방기(20)의 소비 전력을 절감시키는 냉난방기 구동 장치인 관리 서버(70)를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관리 서버(70)의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.
한편, 설명의 편의를 위해, "온습도 센서(30)"를 "온도 센서(30)"로 호칭하기로 한다.
도 3을 참조하면, 관리 서버(70)는 통신부(710), 제어부(720) 및 저장부(730)를 포함할 수 있다.
이하, 각 구성 요소 별로 그 기능을 상세하게 설명한다.
통신부(710)는 액세스 포인트(60)와 통신을 수행하는 모듈일 수 있다. 일례로, 통신부(710)는 유무선으로 구현되는 원거리 통신 모듈을 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 통신부(710)는, 액세스 포인트(60)를 통해 온도 센서(30)에서 측정된 실내 온도 정보 및 실내 습도 정보를 수신할 수 있다.
제어부(720)는 메모리 및 프로세서를 포함할 수 있다. 메모리는 휘발성 및/또는 비휘발성 메모리일 수 있고, 관리 서버(70)의 적어도 하나의 다른 구성요소에 관계된 명령어 또는 데이터를 저장할 수 있다. 프로세서는 중앙처리장치(CPU), 애플리케이션 프로세서, 또는 커뮤니케이션 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다. 특히, 제어부(720)는 통신부(710)를 제어할 수 있으며, 다양한 정보를 이용하여 냉난방기(20)의 구동 제어 신호를 생성할 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
저장부(730)는 냉난방기(20)의 구동 제어와 관련된 다양한 정보를 저장할 수 있다.
이하에서는 쾌적 온도 영역, 희망 레벨, 관계 정보의 개념을 먼저 정의한 후, 관리 서버(70)에서 수행되는 냉난방기 구동 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
1. 쾌적 온도 영역
쾌적 온도 영역은 구역(10)에 위치한 사용자가 쾌적하다고 느끼는 체감 온도 영역으로 정의될 수 있다.
쾌적 온도 영역은 구역(10) 별로 개별적으로 설정될 수 있다.
쾌적 온도 영역은 온도 구간 형식으로 설정될 수 있다. 일례로, 쾌적 온도 영역은 "23.5°C~24.5°C"로 설정될 수 있다.
쾌적 온도 영역은 계절 별로 상이하게 설정될 수 있다. 일례로, 여름철의 쾌적 온도 영역은 겨울철의 쾌적 온도 영역보다 높게 설정될 수 있다.
쾌적 온도 영역은 특정 일에 포함된 기간 별로 상이하게 설정될 수도 있다. 여기서, 복수의 기간은 대상 일에 포함된 순차적인 시간 구간을 의미할 수 있다. 복수의 기간은 구역(10)에 대한 운영 스케줄에 기초하여 설정될 수 있다. 일례로, 구역(10)이 카페이고, 카페의 영업 시간이 "8:00~20:00"인 경우, 운영 스케줄은 "7:00~21:00"로 설정될 수 있다.
기간의 길이로 정의되는 단위 시간은 다양하게 설정될 수 있다. 일례로, 단위 시간은 1시간으로 설정될 수 있다. 따라서, "7:00~8:00"의 기간에서의 쾌적 온도 영역과 "8:00~9:00"의 기간에서의 쾌적 온도 영역은 개별적으로 설정될 수 있다.
쾌적 온도 영역은 오프 쾌적 온도 영역(off comfortable temperature range) 및 온 쾌적 온도 영역(on comfortable temperature range)를 포함할 수 있다. 오프 쾌적 온도 영역은 냉난방기(20)가 턴 오프(turn off)된 경우에서 구역(10)에 위치한 사용자가 쾌적하다고 느끼는 체감 온도로 정의될 수 있다. 온 쾌적 온도 영역은 냉난방기(20)가 턴 온(turn on)된 경우에서 구역(10)에 위치한 사용자가 쾌적하다고 느끼는 체감 온도로 정의될 수 있다.
구체적으로, 냉난방기(20)의 구동, 일례로 냉난방기(20)에 출력되는 냉풍/온풍으로 인해 사용자의 체감 온도는 서로 상이할 수 있다. 즉, 외부 자극에 따라서 사용자의 체감 온도는 변화한다. 일례로, 냉풍이 사용자의 피부에 접촉하는 경우 체감 온도는 낮아질 수 있으며, 온풍이 사용자의 피부에 접촉하는 경우 체감 온도는 높아질 수 있다. 따라서, 관리 서버(70)는 외부 자극에 따른 사용자의 체감 온도 변화를 적용하여 쾌적 온도 영역을 오프 쾌적 온도 영역과 온 쾌적 온도 영역으로 구분하고, 오프 쾌적 온도 영역과 온 쾌적 온도 영역을 모두 이용하여 냉난방기(20)의 구동을 제어할 수 있다.
한편, 복수의 기간 별로 오프 쾌적 온도 영역 및 온 쾌적 온도 영역이 설정될 수 있다. 이 때, 기간 별로, 오프 쾌적 온도 영역 및 온 쾌적 온도 영역은 동일할 수도 있고 상이할 수 있다.
실시예에 따르면, 온 쾌적 온도 영역은 오프 쾌적 온도 영역보다 미리 정의된 임계 온도만큼 높게 또는 낮게 설정될 수 있다. 이는 상술한 "외부 자극에 따른 사용자의 체감 온도 변화"에 의한 것이다. 즉, 오프 쾌적 온도 영역이 설정되고, 오프 쾌적 온도 영역에 임계 온도를 가산 또는 감산하여 온 쾌적 온도 영역이 설정될 수 있다. 이에 따라, 오프 쾌적 온도 영역 및 온 쾌적 온도 영역의 설정이 간소화될 수 있다.
일례로서, 냉난방기(20)가 냉방 모드로 구동되는 경우, 냉풍에 의해 사용자의 체감 온도는 낮아질 수 있으므로, 온 쾌적 온도 영역은 오프 쾌적 온도 영역보다 임계 온도만큼 높게 설정될 수 있다. 또한, 냉난방기(20)가 난방 모드로 구동되는 경우, 온풍에 의해 사용자의 체감 온도는 높아질 수 있으므로, 온 쾌적 온도 영역은 오프 쾌적 온도 영역보다 임계 온도만큼 낮게 설정될 수 있다. 한편, 임계 온도는 고정된 온도값일 수도 있다. 일례로, 임계 온도는 1°C일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따르면, 쾌적 온도 영역은 대상 일의 날씨 정보를 반영하여 설정될 수 있다. 즉, 구역(10)의 대상 일의 날씨 정보에 따라 대상 일의 쾌적 온도가 기간 별로 개별 설정될 수 있다. 날씨 정보는 대상 일에 대한 실외 온도, 구름양, 강수 여부를 포함할 수 있다.
요컨대, 관리 서버(70)는 쾌적 온도 영역을 일 별 및 기간 별로 설정함과 동시에 구역(10)의 날씨 정보를 이용하여 쾌적 온도 영역을 설정할 수 있다. 이에 따라, 외부의 날씨에 적합하게 쾌적한 실내 구역의 실내 온도를 구현할 수 있으며, 구역(10)에 위치한 사용자가 느끼는 실내 온도에 대한 불쾌감을 사전에 방지할 수 있다.
한편, 온 쾌적 온도 영역 이외의 온도 영역인 온 비쾌적 온도 영역이 정의될 수 있다. 이 때, 온 쾌적 온도 영역을 기준으로 하여 제1 및 제2 온 비쾌적 온도 영역이 정의될 수 있다.
제1 온 비쾌적 온도 영역은 온 쾌적 온도 영역보다 냉난방 부하가 높은 온도 영역으로 정의될 수 있고, 제2 온 비쾌적 온도 영역은 온 쾌적 온도 영역보다 냉난방 부하가 낮은 온도 영역으로 정의될 수 있다.
구체적으로, 제1 온 비쾌적 온도 영역은, 냉난방기(20)의 냉방 모드에서 온 쾌적 온도 영역보다 높은 온도를 가질 수 있고, 냉난방기(20)의 난방 모드에서 온 쾌적 온도 영역보다 낮은 온도를 가질 수 있다. 또한, 제2 온 비쾌적 온도 영역은 냉난방기(20)의 냉방 모드에서 온 쾌적 온도 영역보다 낮은 온도를 가질 수 있고, 냉난방기(20)의 난방 모드에서 온 쾌적 온도 영역보다 높은 온도를 가질 수 있다.
일례로, 냉난방기(20)가 냉방 모드로 구동되고 여름철의 온 쾌적 온도 영역이 "23.5°C~24.5°C"로 설정되는 경우, 제1 온 비쾌적 온도 영역은 24.6°C 이상의 온도 영역일 수 있고, 제2 온 비쾌적 온도 영역은 23.4°C 이하의 온도 영역일 수 있다. 다른 일례로, 냉난방기(20)가 난방 모드로 구동되고 겨울철의 온 쾌적 온도 영역이 "25.5°C~26.5°C"로 설정되는 경우, 제1 온 비쾌적 온도 영역은 25.4°C 이하의 온도 영역일 수 있고, 제2 온 비쾌적 온도 영역은 26.6°C 이상의 온도 영역일 수 있다.
2. 희망 레벨
희망 레벨은 냉난방기(20)의 구동을 제어하기 위하여 사용되는 레벨, 즉 냉난방기(20)의 구동 제어 레벨로 정의될 수 있다. 희망 레벨은 복수 개로 설정될 수 있고, 복수의 희망 레벨 중 어느 하나를 사용하여 구역(10)의 실내 온도가 조절될 수 있다.
구역(10)에 하나의 냉난방기(20), 즉 단일 냉난방기(20)가 설치되는 경우(도 1의 구역 a(10a)), 희망 레벨은 단일 냉난방기(20)의 희망 온도와 대응될 수 있다.
구역(10)에 복수의 냉난방기(20), 즉 멀티 냉난방기(20)가 설치되는 경우(도 1의 구역 b(10b)), 멀티 냉난방기(20)를 하나의 가상 냉난방기로 가정할 수 있으며, 희망 레벨은 가상 냉난방기의 가상 희망 온도와 대응될 수 있다.
보다 상세하게, 가상 냉난방기의 가상 희망 온도는 멀티 냉난방기(20) 중 적어도 일부의 냉난방기(20)가 조합하여 구동되는 경우에서의 적어도 일부의 냉난방기(20)의 희망 온도, 즉 조합 희망 온도와 대응될 수 있다.
일례로서, 도 1의 구역 b(10b)에서, 특정 희망 레벨을 구현하기 위해, 3개의 냉난방기(20) 중 냉난방기 a(20a) 및 냉난방기 b(20b)가 구동되고 냉난방기 c(20c)가 구동되지 않는 경우, 냉난방기 a(20a) 및 냉난방기 b(20b)에 대해 조합 희망 온도가 설정될 수 있고, 냉난방기 c(20c)에 대해서는 조합 희망 온도가 설정되지 않을 수 있다. 일례로, 냉난방기 a(20a)의 조합 희망 온도가 24°C로 설정되고, 냉난방기 b(20b)의 조합 희망 온도가 25°C로 설정되는 경우, 특정 희망 레벨은 (24°C, 25°C, off)로 설정될 수 있다.
그리고, 멀티 냉난방기(20)의 복수의 희망 레벨에 대하여, 어느 하나의 희망 레벨은 다른 희망 레벨과 조합 구동되는 냉난방기(20)의 개수 및/또는 조합 희망 온도가 서로 상이할 수 있다. 일례로서, 3개의 냉난방기(20)가 구역(10)에 설치되는 경우, 복수의 희망 레벨 중 희망 레벨 a은 (24°C, 25°C, off)로 설정될 수 있고, 복수의 희망 레벨 중 희망 레벨 b은 (23°C, 24°C, 24°C)로 설정될 수 있다.
복수의 희망 레벨은 냉난방기(20)의 소비 전력에 기초하여 정렬될 수 있다.
실시예에 따르면, 복수의 희망 레벨은 냉난방기(20)의 소비 전력이 증가하는 방향으로 정렬될 수 있다. 즉, 희망 레벨이 증가할수록 냉난방기(20)의 소비 전력이 증가하도록 설정될 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 복수의 희망 레벨은 냉난방기(20)의 소비 전력이 감소하는 방향으로 정렬될 수 있다. 즉, 희망 레벨이 감소할수록 냉난방기(20)의 소비 전력이 증가하도록 설정될 수 있다.
이하, 설명의 편의를 위해, 냉난방기(20)의 소비 전력이 증가하는 방향으로 복수의 희망 레벨이 정렬되는 것으로 가정하여 본 실시예들을 설명하기로 한다.
표 1은 단일 냉난방기(20)가 설치된 경우, 단일 냉난방기(20)의 소비 전력이 증가하는 방향으로 복수의 희망 레벨이 정렬되는 일례를 정리한 것이다. 한편, 멀티 냉난방기(20)가 설치된 경우에도 표 1의 내용이 유사하게 적용될 수 있다.
Figure PCTKR2023004367-appb-img-000001
표 1을 참조하면, 단일 냉난방기(20) 구동 모드가 냉방 모드인 경우, 희망 레벨이 증가할수록 단일 냉난방기(20)의 희망 온도는 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 단일 냉난방기(20) 구동 모드가 난방 모드인 경우, 희망 레벨이 증가할수록 단일 냉난방기(20)의 희망 온도는 높아지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 희망 레벨이 증가할수록 단일 냉난방기(20)의 소비 전력이 증가된다.
3. 관계 정보
관계 정보는 구역(10)의 실내외 온도차와 구역(10)의 실내 온도 변화량 간의 관계를 나타내는 정보로 정의될 수 있다. 실내외 온도차는 구역(10)의 실외 온도와 실내 온도의 차이값과 대응될 수 있고, 실내 온도 변화량은 단위 시간당 구역(10)의 실내 온도 변화량으로 정의될 수 있다. 일례로, 단위 시간은 1시간일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 연구자에 따르면, 구역(10)의 실내 온도 변화량은 구역(10)의 실내 온도와 더불어 구역(10)의 실외 온도에도 영향을 받는다. 따라서, 구역(10)의 미래의 실내 온도를 예측하기 위해, 구역(10)의 실내외 온도차와 구역(10)의 실내 온도 변화량 간의 관계 정보가 사용될 수 있다.
관계 정보는 대상 일 이전의 적어도 하나의 일에서 수집된 정보에 기초하여 미리 설정될 수 있다.
관계 정보는 구역(10) 별로 서로 상이하게 설정될 수 있다. 즉, 구역(10) 별로 열 특성은 서로 상이하므로, 구역(10) 별로 관계 정보가 개별적으로 설정될 수 있다. 일례로, 열 특성은 구역(10)으로 유입되는 햇빛에 의한 열, 구역(10)에 존재하는 인체에서 방출되는 열, 구역(10)에 설치된 전력 소비 장치에서 방출되는 열, 구역(10)으로 유입되는 공기(침기, 환기)에 따른 열, 벽체에서 흡입/방출되는 열 등에 기초하여 정의될 수 있다.
관계 정보는 오프 관계 정보 및 온 관계 정보를 포함할 수 있다.
오프 관계 정보는 냉난방기(20)가 턴 오프된 경우의 구역(10)의 실내외 온도차와 구역(10)의 실내 온도 변화량 간의 관계 정보일 수 있다. 이 때, 각 구역(10)에 대하여 하나의 오프 관계 정보가 설정될 수 있다.
온 관계 정보는 냉난방기(20)가 턴 온된 경우의 구역(10)의 실내외 온도차와 구역(10)의 실내 온도 변화량 간의 관계 정보일 수 있다. 이 때, 냉난방기(20)는 복수의 희망 레벨에 기초하여 구동되므로, 온 관계 정보는 희망 레벨 별로 서로 다르게 설정될 수 있다. 즉, 하나의 희망 레벨에 대해 하나의 온 관계 정보가 설정될 수 있다. 한편, 온 관계 정보는 냉난방기(20)의 구동 모드(즉, 냉방 모드 및 난방 모드) 별로 개별적으로 설정될 수 있다.
관계 정보는 관계 함수식으로 표현될 수 있다. 특히, 관계 함수식은 2차 다항 함수식일 수 있다. 이 때, 관계 함수식의 변수값은 "실내외 온도차"이고, 관계 함수식의 출력값은 "실내 온도 변화량"일 수 있다.
실시예에 따르면, 관계 함수식은 아래의 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Figure PCTKR2023004367-appb-img-000002
여기서, △TD(o-i)는 구역(10)의 실내외 온도 차이, f(△TD(o-i))는 구역(10)의 실내 온도 변화량, a, b, c는 미리 설정된 상수를 각각 의미한다.
도 4a에서는 본 명세서에서 설명하는 오프 관계 정보의 일례를 도시하고 있고, 도 4b에서는 본 명세서에서 설명하는 오프 관계 정보의 일례를 도시하고 있다.
요컨대, 구역(10) 각각에 대해, 하나의 오프 관계 정보와, 냉방 모드 시의 희망 레벨 별 온 관계 정보와, 난방 모드 시의 희망 레벨 별 온 관계 정보가 각각 설정될 수 있다.
이하, 상술한 내용을 참조하여 관리 서버(70)에서 수행되는 냉난방기 구동 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방기 구동 제어 방법의 전체적인 흐름도를 도시한 도면이다.
한편, 냉난방기(20)가 설치되는 대상 구역(10)은 특정 활동(activity)이 수행되는 구역일 수 있다. 일례로, 대상 구역(10)은 오피스 활동(office activity)이 수행되는 사무실, 서비스 활동(service activity)이 수행되는 카페, 식당 등일 수 있다. 또한, 대상 구역(10)에는 운영 스케줄 또는 미리 설정된 활동 시간(activity hours)이 설정되어 있다. 일례로, 사무실에는 업무 시간(office hours)이 설정될 수 있고, 카페, 식당 등에는 서비스 시간(service hours)이 설정될 수 있다. 활동 시간은 활동을 준비하는 시간을 더 포함한 것으로 정의될 수 있다.
이 때, 도 5에서 설명하는 냉난방기 구동 방법은 활동 시간 내에 포함된 복수의 시점에서 각각 수행될 수 있다. 여기서, 활동 시간에는 순차적인 복수의 기간이 포함되며, 복수의 시점 각각은 복수의 기간 각각의 시작 시점과 대응될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 일례로, 기간의 길이는 1시간일 수 있으며, 따라서 도 5에서 설명하는 냉난방기 구동 방법은 1시간 단위로 반복되어 수행될 수 있다.
이하에서는, 대상 구역(10)의 활동 시간 또는 운영 스케줄이 "8:00~18:00"인 것으로 가정하여 도 5를 설명한다.
단계(S1)에서, 관리 서버(70)는 하나 이상의 기간의 실내 온도를 산출할 수 있다.
여기서, 하나 이상의 기간은, 순차적으로 도래하며, 현재 기간을 시작 기간으로 하고 미래 기간을 더 포함할 수 있다. 그리고, 기간의 실내 온도는 기간의 종료 시점에서의 실내 온도일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따르면, 관리 서버(70)는 현재 기간의 시작 시점에서 측정된 실내 온도에 기초하여 하나 이상의 기간의 실내 온도를 예측할 수 있다.
구체적으로, 관리 서버(70)는, 온도 센서(30)로부터 현재 기간의 시작 시점에서의 실내 온도를 수집할 수 있고, 기상 서버(80)로부터 현재 기간의 실외 온도를 수집할 수 있다. 한편, 온도 센서(30)가 복수 개인 경우, 현재 기간의 시작 시점의 실내 온도는 복수의 온도 센서(30)에서 측정된 현재 기간의 시작 시점의 실내 온도의 평균값과 대응될 수 있다. 이 후, 관리 서버(70)는 현재 기간의 시작 시점의 실내외 온도차를 산출할 수 있다. 그리고, 관리 서버(70)는 산출된 실내외 온도차를 상술한 관계 정보에 적용하여 하나 이상의 기간의 실내 온도를 산출할 수 있다.
일례로, 관계 정보가 수학식 1로 표현되는 경우, 관리 서버(70)는 현재 기간의 시작 시점의 실내외 온도차를 βTD(o-i)에 대입하여 현재 기간의 종료 시점의 실내 온도, 즉 현재 기간의 실내 온도를 산출할 수 있다. 현재 기간의 실내 온도는 다음 기간의 시작 시점의 실내 온도와 대응될 수 있고, 관리 서버(70)는 다음 기간의 시작 시점의 실내 온도와 기상 서버(80)에서 수집된 다음 기간의 실외 온도에 기초하여 다음 기간의 시작 시점의 실내외 온도차를 산출할 수 있다. 관리 서버(70)는 다음 기간의 시작 시점의 실내외 온도차를 상술한 관계 정보에 적용하여 다음 기간의 실내 온도를 산출할 수 있다. 이러한 과정을 반복하여 하나 이상의 기간의 실내 온도가 산출될 수 있다.
단계(S2)에서, 관리 서버(70)는 하나 이상의 기간의 실내 온도와 대상 구역(10)의 쾌적 온도 영역을 비교할 수 있다. 즉, 관리 서버(70)는 하나 이상의 기간의 실내 온도가 대상 구역(10)의 쾌적 온도 영역에 모두 포함되는지 여부를 판단할 수 있다. 한편, 상술한 바와 같이, 하나 이상의 기간 별로 쾌적 온도 영역이 설정될 수 있고, 관리 서버(70)는 하나 이상의 기간 별로 실내 온도와 쾌적 온도 영역을 비교할 수 있다.
단계(S3)에서, 관리 서버(70)는 상술한 비교 결과에 기초하여 현재 기간에서 냉난방기(20)의 구동 상태를 제어할 수 있다.
이하, 각 상황 별로 관리 서버(70)가 냉난방기(20)의 구동 상태를 제어하는 내용을 보다 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 냉난방기 구동 제어 방법의 제1 실시예의 흐름도를 도시한 도면이다.
여기서, 도 6에 도시된 냉난방기 구동 제어 방법의 제1 실시예는 대상 일에서 냉난방기(20)의 구동이 처음으로 시작되는 상황과 대응될 수 있다. 따라서, 현재 기간의 이전에 냉난방기(20)는 계속 구동되지 않는 상태이다.
이하, 각 단계 별로 수행되는 과정을 설명한다.
단계(S602)에서, 관리 서버(70)는 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도를 산출할 수 있다.
여기서, 오프 실내 온도는 냉난방기(20)가 구동되지 않을 때의 대상 구역(10)의 실내 온도일 수 있다.
실시예에 따르면, 하나 이상의 기간 각각에 대하여, 관리 서버(70)는 기간의 시작 시점에서의 실내외 온도차를 산출하고, 산출된 실내외 온도차를 상술한 오프 관계 정보에 적용하여 기간의 오프 실내 온도를 산출할 수 있다. 이는 앞서 설명한 도 5의 단계(S1)과 대응되므로, 상세한 설명은 생략한다.
단계(S604)에서, 관리 서버(70)는 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도가 오프 쾌적 온도 영역에 모두 포함되는지 여부를 판단할 수 있다.
즉, 관리 서버(70)는 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도가 대응되는 오프 쾌적 온도 영역에 모두 포함되는지 여부를 판단할 수 있다. 다시 말해, 단계(S604)는 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도와 대상 구역(10)의 오프 쾌적 온도 영역을 비교하는 단계일 수 있다. 이는 앞서 설명한 도 5의 단계(S2)과 대응되므로, 상세한 설명은 생략한다.
만약, 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도가 오프 쾌적 온도 영역에 모두 포함되는 것으로 판단된 경우, 단계(S606)에서, 관리 서버(70)는 현재 기간에서 냉난방기(20)의 구동을 시작하지 않을 수 있다. 즉, 관리 서버(70)는 냉난방기(20)를 계속 구동하지 않을 수 있다. 반대로, 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도 중 적어도 일부의 오프 실내 온도가 오프 쾌적 온도 영역에 포함되지 않는 것으로 판단된 경우, 단계(S608)에서, 관리 서버(70)는 현재 기간에서 냉난방기(20)의 구동을 시작할 수 있다. 이는 도 5의 단계(S3)과 대응될 수 있다.
한편, 현재 시점에서 냉난방기(20)의 구동이 시작되는 경우, 관리 서버(70)는 냉난방기(20)의 희망 레벨을 설정될 수 있다. 이는 후술할 단계(S708) 내지 단계(S718)과 대응될 수 있다. 단계(S708) 내지 단계(S718)는 아래에서 보다 상세하게 설명한다.
단계(S606) 및 단계(S608)를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 이 때, 하나 이상의 기간이 현재 기간 및 다음 기간(미래 기간)만을 포함하는 것으로 가정한다.
일례로, 현재 기간의 오프 실내 온도가 24.5°이고, 다음 기간의 오프 실내 온도가 25°C이며, 현재 기간 및 다음 기간의 오프 쾌적 온도 영역이 24.5°C~25.5°C로 설정된 경우, 현재 기간 및 다음 기간의 오프 실내 온도는 오프 쾌적 온도 영역에 모두 포함된다. 이 때, 사용자가 다음 기간에 대상 구역(10)으로 입장한 경우, 냉난방기(20)를 구동하지 않아도 사용자는 쾌적함을 느낄 수 있다. 따라서, 사용자의 쾌적함을 보장하면서 냉난방기(20)의 불필요한 전력 소모를 방지하기 위해, 관리 서버(70)는 현재 시점에서 냉난방기(20)를 구동시키지 않는다.
다른 일례로, 현재 기간의 오프 실내 온도가 25.5°이고, 다음 기간의 오프 실내 온도가 26.6°C이며, 현재 기간 및 다음 기간의 오프 쾌적 온도 영역이 24.5°C~25.5°C로 설정된 경우, 현재 기간의 오프 실내 온도는 오프 쾌적 온도 영역에 포함되지만 다음 기간의 오프 실내 온도는 오프 쾌적 온도 영역에 포함되지 않는다. 이 때, 현재 기간에서 대상 구역(10)에 위치한 사용자는 냉난방기(20)를 구동하지 않아도 쾌적함을 느낄 수 있지만, 다음 기간에서 대상 구역(10)에 위치한 사용자는 실내 온도가 너무 높아서 불쾌감을 느낄 수 있다. 한편, 다음 기간에서 냉난방기(20)의 구동을 시작하는 경우, 대상 구역(10)의 실내 온도는 천천히 변화하므로, 냉난방기(20)의 구동에도 불구하고 사용자는 불쾌감을 느낄 수 있다. 따라서, 따라서, 사용자의 쾌적함을 보장하기 위해, 관리 서버(70)는 현재 시점에서 냉난방기(20)를 미리 구동시킨다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라서, 냉난방기 구동 제어 방법의 제2 실시예의 흐름도를 도시한 도면이다.
여기서, 도 7에 도시된 냉난방기 구동 제어 방법의 제2 실시예는 현재 기간의 직전 기간에서 냉난방기(20)가 구동되는 상황에 적용될 수 있다.
이하, 각 단계 별로 수행되는 과정을 설명한다.
단계(S702)에서, 관리 서버(70)는 냉난방기(20)가 구동되지 않을 때의 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도를 산출할 수 있다.
일례로, 도 5가 수행되는 현재 시점이 "10:00"이고, 현재 기간이 "10:00~11:00"인 경우, 하나 이상의 기간은 현재 기간인 "10:00~11:00"와, 미래 기간인 "11:00~12:00" 및 "12:00~13:00"를 포함할 수 있다. 다른 일례로, 현재 시점이 "17:00"이고, 현재 기간이 "17:00~18:00"인 경우, 하나 이상의 기간은 현재 기간인 "17:00~18:00"만을 포함할 수 있다.
구체적으로, 관리 서버(70)는, 냉난방기(20)가 구동되지 않을 때의 현재 기간의 시작 시점에서의 실내외 온도차를 산출할 수 있고, 산출된 실내외 온도차를 오프 관계 정보에 적용하여 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도를 산출할 수 있다. 이는 도 5의 단계(S1) 및 도 6의 단계(S602)과 대응되므로, 상세한 설명은 생략한다.
단계(S704)에서, 관리 서버(70)는 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도가 오프 쾌적 온도 영역에 모두 포함되는지 여부를 판단할 수 있다.
이는 앞서 설명한 도 5의 단계(S2) 및 도 6의 단계(S604)과 대응되므로, 상세한 설명은 생략한다.
만약, 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도가 오프 쾌적 온도 영역에 모두 포함되는 경우, 단계(S706)에서, 관리 서버(70)는 냉난방기(20)의 구동을 정지할 수 있다. 이는 도 5의 단계(S3)과 대응될 수 있다.
즉, 냉난방기(20)가 구동되지 않는 상황에서 하나 이상의 기간 각각의 실내 온도가 쾌적 온도 영역에 포함된다면, 냉난방기(20)를 구동하지 않아도 사용자는 하나 이상의 기간에서 쾌적한 실내 환경을 보장받을 수 있다. 따라서, 관리 서버(70)는 현재 시점 및 이와 인접한 미래 기간에서 냉난방기(20)의 구동을 정지할 수 있다.
한편, 도 7에 도시되지 않았지만, 단계(S706)는 특정 조건이 만족되는 경우 수행될 수 있고, 특정 조건이 만족되지 않는 경우, 단계(S708)가 수행될 수 있다. 여기서, 특정 조건은, "하나 이상의 기간에서 냉난방기(20)가 설정된 희망 온도로 구동될 경우의 냉난방기(20)의 제1 소비 전력량이 하나 이상의 기간의 직후 기간에서의 온 실내 온도가 직후 기간에서의 온 쾌적 온도 영역에 포함되도록 하는 냉난방기(20)의 제2 소비 전력량보다 큰 조건"과 대응될 수 있다.
반대로, 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도가 오프 쾌적 온도 영역에 모두 포함되지 않는 경우, 단계(S708)에서, 관리 서버(70)는 설정된 희망 레벨로 냉난방기(20)가 구동될 때의 하나 이상의 기간의 온 실내 온도를 산출할 수 있다.
여기서, 현재 기간의 직전 기간이 존재하는 경우, 설정된 희망 레벨은 직전 기간에서 냉난방기(20)를 구동하였을 때의 희망 레벨일 수 있다. 또한, 현재 기간의 직전 기간이 존재하지 않는 경우, 즉 현재 기간이 운영 스케쥴의 시작 기간인 경우, 설정된 희망 레벨은 냉난방기(20)의 시동 시의 희망 레벨일 수 있다.
구체적으로, 관리 서버(70)는, 냉난방기(20)가 구동될 때의 현재 기간의 시작 시점에서의 실내외 온도차를 산출할 수 있고, 산출된 실내외 온도차를 설정된 희망 레벨의 온 관계 정보에 적용하여 하나 이상의 기간의 온 실내 온도를 산출할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이 희망 레벨 별로 온 관계 정보가 서로 다르게 설정될 수 있으므로, 관리 서버(70)는 설정된 희망 레벨과 대응되는 온 관계 정보를 선택한 후, 선택된 온 관계 정보에 산출된 실내외 온도차를 적용하여 기간의 온 실내 온도를 산출할 수 있다. 이는 도 5의 단계(S1) 및 도 6의 단계(S602)과 대응되므로, 상세한 설명은 생략한다.
한편, 후술할 단계(S710) 내지 단계(S718)는 도 5의 단계(S3)과 대응될 수 있다.
단계(S710)에서, 관리 서버(70)는 하나 이상의 기간의 온 실내 온도가 온 쾌적 온도 영역에 모두 포함되는지 여부를 판단할 수 있다. 한편, 단계(S710)는 도 5의 단계(S3)과 대응될 수 있다.
즉, 상술한 바와 같이, 온 쾌적 온도 영역은 각 기간 별로 개별적으로 설정될 수 있으며, 관리 서버(70)는, 각 기간에 대하여 온 실내 온도가 대응되는 온 쾌적 온도 영역에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다.
만약, 하나 이상의 기간의 온 실내 온도가 온 쾌적 온도 영역에 모두 포함되는 경우, 단계(S712)에서, 관리 서버(70)는 설정된 희망 레벨로 현재 기간에서 냉난방기(20)를 구동할 수 있다.
즉, 설정된 희망 레벨로 냉난방기(20)가 구동되는 상황에서 하나 이상의 기간의 온 실내 온도가 온 쾌적 온도 영역에 모두 포함된다면, 설정된 희망 레벨을 변경하지 않고서도 사용자는 하나 이상의 기간에서 쾌적한 실내 환경을 보장받을 수 있다. 따라서, 관리 서버(70)는 현재 시점에서 설정된 희망 레벨로 냉난방기(20)를 구동할 수 있다.
반대로, 하나 이상의 기간의 온 실내 온도가 온 쾌적 온도 영역에 모두 포함되지 않는 경우, 단계(S714)에서, 관리 서버(70)는 온 쾌적 온도 영역에 포함되지 않는 적어도 일부의 온 실내 온도가 제1 온 비쾌적 온도 영역에 포함되는지 여부를 판단할 수 있다. 즉, 단계(S714)는 상기 적어도 일부의 온 실내 온도가 제1 온 비쾌적 온도 영역에 포함되는지 제2 온 비쾌적 온도 영역에 포함되는지 여부를 판단하는 단계일 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 온 비쾌적 온도 영역은 온 쾌적 온도 영역보다 냉난방 부하가 높은 온도 영역으로 정의되고, 제2 온 비쾌적 온도 영역은 온 쾌적 온도 영역보다 냉난방 부하가 낮은 온도 영역이다. 일례로, 여름철에서, 제1 온 비쾌적 온도 영역은 온 쾌적 온도 영역보다 높은 온도를 가지고, 제2 온 비쾌적 온도 영역은 온 쾌적 온도 영역보다 낮은 온도를 가진다. 다른 일례로, 겨울철에서, 제1 온 비쾌적 온도 영역은 온 쾌적 온도 영역보다 낮은 온도를 가지고, 제2 온 비쾌적 온도 영역은 온 쾌적 온도 영역보다 높은 온도를 가진다.
만약, 상기 적어도 일부의 온 실내 온도가 제1 온 비쾌적 온도 영역에 포함되는 경우, 단계(S716)에서, 관리 서버(70)는 단위 레벨(일례로, 1 레벨)만큼 냉난방기(20)의 희망 레벨을 증가시켜 냉난방기(20)의 희망 레벨을 재설정할 수 있다.
일례로, 현재 기간이 여름철의 오전 시간대인 "10:00~11:00"인 경우, 실외 온도가 점차적으로 증가하므로, 상기 적어도 일부의 온 실내 온도는 온 쾌적 온도 영역보다 냉방 부하가 높은, 즉 온 쾌적 온도 영역보다 온도가 높은 제1 온 비쾌적 온도 영역에 포함될 수 있다. 따라서, 관리 서버(70)는 냉방 모드로 구동되는 냉난방기(20)의 희망 레벨을 증가(일례로, 단일 냉난방기(20)의 희망 온도를 감소)시킨다.
다른 일례로, 현재 기간이 겨울철의 오후 시간대인 "16:00~17:00"인 경우, 실외 온도가 점차적으로 감소하므로, 상기 적어도 일부의 온 실내 온도는 온 쾌적 온도 영역보다 난방 부하가 높은, 온 쾌적 온도보다 온도가 낮은 제1 온 비쾌적 온도 영역에 포함된다. 따라서, 관리 서버(70)는 난방 모드로 구동되는 냉난방기(20)의 희망 레벨을 증가(일례로, 단일 냉난방기(20)의 희망 온도를 증가)시킨다.
반대로, 상기 적어도 일부의 온 실내 온도가 제2 온 비쾌적 온도 영역에 포함되는 경우, 단계(S718)에서, 관리 서버(70)는 단위 레벨만큼 냉난방기(20)의 희망 레벨을 감소시켜 냉난방기(20)의 희망 레벨을 재설정할 수 있다.
일례로, 현재 기간이 여름철의 오후 시간대인 "16:00~17:00"인 경우, 실외 온도가 점차적으로 감소하므로, 상기 적어도 일부의 온 실내 온도는 온 쾌적 온도 영역보다 냉방 부하가 낮은, 즉 온 쾌적 온도 영역보다 온도가 낮은 제2 온 비쾌적 온도 영역에 포함될 수 있다. 따라서, 관리 서버(70)는 냉방 모드로 구동되는 냉난방기(20)의 희망 레벨을 감소(일례로, 단일 냉난방기(20)의 희망 온도를 증가)시킨다.
다른 일례로, 현재 기간이 겨울철의 오전 시간대인 "10:00~11:00"인 경우, 실외 온도가 점차적으로 증가하므로, 상기 적어도 일부의 온 실내 온도는 온 쾌적 온도 영역보다 난방 부하가 낮은, 온 쾌적 온도보다 온도가 높은 제2 온 비쾌적 온도 영역에 포함된다. 따라서, 관리 서버(70)는 난방 모드로 구동되는 냉난방기(20)의 희망 레벨을 감소(일례로, 단일 냉난방기(20)의 희망 온도를 감소)시킨다.
한편, 단계(S716) 또는 단계(S718)를 통해 희망 레벨이 재설정되고 난 후 단계(S708)부터 다시 수행될 수 있다. 그리고, 하나 이상의 기간의 온 실내 온도가 온 쾌적 온도 영역에 모두 포함될 때까지 단계(S708) 내지 단계(S718)가 반복되어 수행될 수 있다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 희망 레벨이 감소할수록 냉난방기(20)의 소비 전력이 증가하도록 설정될 수도 있다. 이 경우, 단계(S716)에서, 관리 서버(70)는 단위 레벨만큼 냉난방기(20)의 희망 레벨을 감소시켜 냉난방기(20)의 희망 레벨을 재설정할 수 있고, 단계(S718)에서, 관리 서버(70)는 단위 레벨만큼 냉난방기(20)의 희망 레벨을 증가시켜 냉난방기(20)의 희망 레벨을 재설정할 수 있다.
요컨대, 본 발명에 따른 냉난방기(20)의 희망 레벨은, 시간의 흐름에 따라 급격하게 변화하지 않으며 부드럽게(smoothly) 변화될 수 있다. 이러한 희망 레벨의 변화는, i) 현재 기간에서의 온 실내 온도와 온 쾌적 온도 영역의 비교 과정이 수행됨과 함께 현재 기간과 인접한 미래 기간에서의 온 실내 온도와 온 쾌적 온도 영역의 비교 과정이 더 수행되고, ii) 대상 구역(10)의 실외 온도, 열 특성을 모두 고려하여 실내외 온도차와 실내 온도 변화량 간의 관계 정보가 정확하게 산출되며, iii) 복수의 기간 별로 온 쾌적 온도 영역이 개별적으로 설정됨에 따른 것이다. 이에 따라, 본 발명은 운영 스케줄 내의 복수의 기간 각각의 실내 온도가 쾌적 온도 영역에 포함되도록 하면서 냉난방기(20)가 소비하는 전력을 최소화시키는 장점을 가진다.
한편, 상술한 내용은 관리 서버(70)가 아닌 제어 모듈(40)에서 수행될 수도 있다. 이 경우, 제어 모듈(40)은 고성능의 프로세서 기반의 제어부를 포함하며, 상술한 제2 근거리 통신 모듈 및 적외선 통신 모듈을 더 포함할 수 있다. 제어 모듈(40)은 액세스 포인트(60) 및 게이트웨이(50)를 통해 기상 서버(80)로부터 대상 구역(10)의 날씨 정보를 획득할 수 있고, 게이트웨이(50)를 통해 온습도 센서(30)에서 측정된 대상 구역(10)의 실내 온도 및 습도를 획득할 수 있다. 또한, 온습도 센서(30) 및 제어 모듈(40)은 냉난방기(20)에 내장되어 형성될 수 있다. 이 경우, 제어 모듈(40)은 온습도 센서(30)로부터 실내 온도 및 습도를 직접 획득할 수도 있다. 제어 모듈(40)의 수행 동작은 상술한 설명과 유사하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 일 실시예들의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 프로세서에 의해 수행되는 대상 구역의 냉난방기의 구동 방법에 있어서,
    순차적인 하나 이상의 기간의 실내 온도와 상기 대상 구역의 쾌적 온도 영역을 비교하는 단계 - 상기 하나 이상의 기간은 현재 기간을 시작 기간으로 하고, 상기 현재 기간 이후의 미래 기간을 더 포함함 -; 및
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 현재 기간에서 상기 냉난방기의 구동 상태를 제어하는 단계;를 포함하는,
    냉난방기의 구동 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 현재 기간의 직전 기간에서 상기 냉난방기가 구동되는 상황에서,
    상기 비교하는 단계는,
    미리 설정된 희망 레벨로 상기 냉난방기를 구동할 때의 상기 하나 이상의 기간의 온(on) 실내 온도와 상기 대상 구역의 온 쾌적 온도 영역을 비교하고,
    상기 냉난방기의 구동 상태를 제어하는 단계는,
    상기 하나 이상의 기간의 온(on) 실내 온도가 상기 대상 구역의 온 쾌적 온도 영역에 모두 포함되는 경우, 상기 설정된 희망 레벨로 상기 현재 기간에서 상기 냉난방기를 구동하고,
    상기 하나 이상의 기간의 온 실내 온도 중 적어도 일부의 온 실내 온도가 상기 온 쾌적 온도 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 희망 레벨을 재설정하고,
    상기 희망 레벨이 재설정된 경우, 상기 비교하는 단계부터 다시 수행하는,
    냉난방기 구동 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 온 실내 온도는 상기 냉난방기의 구동 시의 상기 대상 구역의 실내 온도이고,
    상기 온 쾌적 온도 영역은 상기 냉난방기의 구동 시의 상기 대상 구역의 사용자의 체감 쾌적 온도 영역인,
    냉난방기 구동 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 냉난방기가 단일 냉난방기인 경우, 상기 희망 레벨은 상기 단일 냉난방기의 희망 온도와 대응되고,
    상기 냉난방기가 멀티 냉난방기인 경우, 상기 희망 레벨은 상기 멀티 냉난방기 중 적어도 일부의 냉난방기가 조합 구동되는 상황에서의 상기 적어도 일부의 냉난방기의 희망 온도와 대응되는,
    냉난방기 구동 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉난방기가 멀티 냉난방기인 경우, 상기 희망 레벨 중 어느 하나의 희망 레벨은 상기 희망 레벨 중 다른 희망 레벨과 상기 적어도 일부의 냉난방기의 개수 및/또는 희망 온도가 상이한,
    냉난방기 구동 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 희망 레벨이 증가할수록 상기 냉난방기의 소비 전력이 증가하도록 설정되고, 상기 적어도 일부의 온 실내 온도가 상기 온 쾌적 온도 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 냉난방기의 구동 상태를 제어하는 단계는,
    상기 적어도 일부의 온 실내 온도가 제1 온 비쾌적 온도 영역에 포함되는 경우, 상기 냉난방기의 희망 레벨을 증가시켜 상기 냉난방기의 희망 레벨을 재설정하고,
    상기 적어도 일부의 온 실내 온도가 제2 온 비쾌적 온도 영역에 포함되는 경우, 상기 냉난방기의 희망 레벨을 감소시켜 상기 냉난방기의 희망 레벨을 재설정하되,
    상기 제1 온 비쾌적 온도 영역은 상기 온 쾌적 온도 영역보다 냉난방 부하가 높은 온도 영역이고, 상기 제2 온 비쾌적 온도 영역은 상기 온 쾌적 온도 영역보다 냉난방 부하가 낮은 온도 영역인,
    냉난방기 구동 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 희망 레벨이 감소할수록 상기 냉난방기의 소비 전력이 증가하도록 설정되고, 상기 적어도 일부의 온 실내 온도가 상기 온 쾌적 온도 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 냉난방기의 구동 상태를 제어하는 단계는,
    상기 적어도 일부의 온 실내 온도가 제1 온 비쾌적 온도 영역에 포함되는 경우, 상기 냉난방기의 희망 레벨을 감소시켜 상기 냉난방기의 희망 레벨을 재설정하고,
    상기 적어도 일부의 온 실내 온도가 제2 온 비쾌적 온도 영역에 포함되는 경우, 상기 냉난방기의 희망 레벨을 증가시켜 상기 냉난방기의 희망 레벨을 재설정하되,
    상기 제1 온 비쾌적 온도 영역은 상기 온 쾌적 온도 영역보다 냉난방 부하가 높은 온도 영역이고, 상기 제2 온 비쾌적 온도 영역은 상기 온 쾌적 온도 영역보다 냉난방 부하가 낮은 온도 영역인,
    냉난방기 구동 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 현재 기간의 직전 기간에서 상기 냉난방기가 구동되는 상황에서,
    상기 비교하는 단계는,
    상기 냉난방기를 구동하지 않을 때의 상기 하나 이상의 기간의 오프(off) 실내 온도와 상기 대상 구역의 오프 쾌적 온도 영역을 비교하고,
    상기 냉난방기의 구동 상태를 제어하는 단계는,
    상기 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도가 상기 대상 구역의 오프 쾌적 온도 영역에 모두 포함되는 경우, 상기 현재 기간에서 상기 냉난방기의 구동을 정지하고,
    상기 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도 중 적어도 일부의 오프 실내 온도가 상기 대상 구역의 오프 쾌적 온도 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 현재 기간에서 계속 상기 냉난방기를 구동하는,
    냉난방기 구동 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 현재 기간 이전에 상기 냉난방기가 계속 구동되지 않는 상황에서,
    상기 비교하는 단계는,
    상기 냉난방기를 구동하지 않을 때의 상기 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도와 상기 대상 구역의 오프 쾌적 온도 영역을 비교하고,
    상기 냉난방기의 구동 상태를 제어하는 단계는,
    상기 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도가 상기 대상 구역의 오프 쾌적 온도 영역에 모두 포함되는 경우, 상기 현재 기간에서 상기 냉난방기의 구동을 시작하지 않고,
    상기 하나 이상의 기간의 오프 실내 온도 중 적어도 일부의 오프 실내 온도가 상기 대상 구역의 오프 쾌적 온도 영역에 포함되지 않는 경우, 상기 현재 기간에서 상기 냉난방기의 구동을 시작하는,
    냉난방기 구동 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 오프 실내 온도는 상기 냉난방기가 구동되지 않는 경우의 상기 대상 구역의 실내 온도이고,
    상기 오프 쾌적 온도 영역은 상기 냉난방기가 구동되지 않는 경우의 상기 대상 구역의 사용자의 체감 쾌적 온도 영역인,
    냉난방기 구동 방법.
  11. 컴퓨터에서 판독 가능한 명령을 저장하는 메모리; 및
    상기 명령을 실행하도록 구현되는 프로세서;를 포함하되,
    상기 명령을 실행함으로써 상기 프로세서는,
    순차적인 하나 이상의 기간의 실내 온도와 상기 대상 구역의 쾌적 온도 영역을 비교하되, 상기 하나 이상의 기간은 현재 기간을 시작 기간으로 하고, 상기 현재 기간 이후의 미래 기간을 더 포함하고,
    상기 비교 결과에 기초하여 상기 현재 기간에서 상기 냉난방기의 구동 상태를 제어하는,
    냉난방기 구동 장치.
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