KR20080063581A

KR20080063581A - 공기조화기 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20080063581A
Application number: KR1020070000155A
Authority: KR
Inventors: 김지영
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-01-02
Filing date: 2007-01-02
Publication date: 2008-07-07
Also published as: EP1944558A1; JP2008164274A; CN101216206A

Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 복수의 실내기를 구비하는 멀티형 공기조화기에 있어서 상기 공기조화기가 소비하는 전력량을 허용 가능한 최대 소비전력량 미만으로 유지하기 위한 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법은 입력된 스케줄에 기초하여 시간대별로 공기조화기의 소비전력량을 산출하고, 산출된 소비전력량을 허용 가능한 최대 소비전력량과 비교하여 산출된 소비전력량 중 최대 소비전력량 이상인 시간대가 있는 경우이면 상기 공기조화기를 운전하지 않고 스케줄의 재입력을 요구하도록 함으로써 별도의 피크전력 제어장치를 구비하지 않더라도 항상 최대 소비전력량 미만으로 운전될 수 있으며, 아울러 사용자가 설정한 공기조화기의 운전 스케줄이 소비전력량을 감소하기 위해 제한되는 불편함도 방지할 수 있다.

Description

공기조화기 및 그 제어방법{Air Conditioner and Control Method thereof}

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 나타낸 도면이다.

도2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 동작제어를 위한 구성을 나타낸 블럭도이다.

도3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 스케줄 설정내용을 나타낸 도표이다.

도4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 일간 제어리스트를 나타낸 도표이다.

도5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

20: 실외기 30a,30b,30c,30d: 제1,2,3,4실내기

100: 제어부 110: 입력부

120: 스케줄관리부

일반적으로, 공기조화기는 실내의 냉방 또는 난방을 위한 목적으로 사용되는 장치로, 실내기 및 실외기 상호간에 냉매를 순환시켜 액체상태의 냉매가 기화할 때에 주위의 열을 흡수하며 액화할 때에 그 열을 방출하는 특성에 의하여 냉방 또는 난방작용을 수행한다.

통상의 공기조화기는 하나의 실외기에 하나의 실내기를 설치하는 것이 일반적이나, 최근에는 하나 또는 하나 이상의 실외기에 다양한 형태와 용량을 갖는 복수의 실내기를 연결하여 학교나 회사, 그리고 병원과 같이 분리된 공간이 다수 개 존재하는 장소에 대하여 냉방 또는 난방운전을 수행하는 멀티형 공기조화기(Multi-type air conditioner)에 대한 사용자의 요구가 증가하는 추세이다.

이러한 멀티형 공기조화기는 소비전력이 크기 때문에 전력관리를 위해 소비전력이 많은 피크(peak) 시간대에서 일정시간(일예로 15분) 동안의 공기조화기의 소비전력량이 전기공급회사와의 계약에서 정한 최대 소비전력량을 넘지 않도록 피크전력 제어장치를 설치한다.

종래 멀티형 공기조화기의 피크전력 제어장치는 공기조화기에 전력이 공급되면 소비전력 측정장치가 순시 소비전력을 검지하고 검지된 소비전력 데이터를 분석하여 상기 15분 동안의 소비전력량이 최대 소비전력량을 초과할 것인지를 판단한 다. 상기 판단 결과 15분간 소비전력량이 최대 소비전력량을 초과할 것으로 예상되면 피크전력 제어장치는 복수 실내기 중 제어대상인 실내기의 운전을 순차적으로 중지하거나 저전력 운전상태로 전환함으로써 15분간 공기조화기의 소비전력량이 최대 소비전력량을 초과하는 것을 방지하였다.

그러나, 종래의 방식은 피크전력 제어장치를 별도로 구비하여야 하기 때문에 비용이 증가할 뿐만 아니라 사용자가 제어대상인 실내기를 설정할 때 실수로 제어대상에서 제외되는 실내기 수를 과다하게 많이 설정한 경우, 제어대상에서 제외된 실내기의 동작만으로도 최대 소비전력량을 초과하게 될 소지가 있어 문제가 있다.

또한, 운전조건에 따라 제어대상인 실내기가 대부분 오프상태이거나 저전력 소비모드로 운전되는 경우이면 최대 소비전력량을 초과할 것으로 판단되는 경우에도 더 이상 소비전력을 감소시킬 방안이 없게 되는 문제점이 있다.

또한, 사용시 마다 각 실내기를 개별적으로 제어하는 경우보다 사용자가 일정 기간에 대해 일괄적으로 설정한 운전 스케줄에 따라 운전되는 경우가 더 일반적인 멀티형 공기조화기의 특성을 고려할 때, 종래의 피크전력 제어장치에 의해 소비전력량을 제어하는 경우 제어대상인 실내기에 대한 상기 스케줄 기능이 무시되기 때문에 해당 실내기가 설치된 공간에 적절한 냉난방이 이루어지지 않는 문제점도 있다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 복수의 실내기를 구비하고 스케줄 기능에 의해 운전되는 공기조화기에 있어서 종래의 피크전력 제어장치를 별도로 구비함이 없이 상기 공기조화기의 소비전력량을 최대 소비전력량 미만으로 유지할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 소비전력량을 최대 소비전력량 미만으로 유지하기 위해 사용자가 설정한 운전 스케줄이 제한되는 문제점을 방지할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 복수의 실내기를 구비한 공기조화기에 있어서, 상기 복수 실내기의 시간에 따른 운전 조건인 스케줄(schedule)을 입력하기 위한 입력부, 상기 입력된 스케줄에 기초하여 공기조화기의 소비전력량을 미리 산출하고, 산출된 소비전력량을 허용 가능한 최대 소비전력량과 비교하여 그 결과에 따라 상기 공기조화기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화기를 특징으로 한다.

또한, 상기 입력부에는 적어도 하나의 스케줄이 입력되고, 각 스케줄은 해당 스케줄을 적용할 실내기의 번호, 운전시간, 운전모드 및 운전강도를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 운전모드는 냉방모드, 난방모드 및 송풍모드로 구분되고, 상기 운전강도는 강풍, 중간풍 및 약풍으로 구분되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 1일을 복수의 시간대로 구분하고, 각 시간대 별로 소비전력량을 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 운전모드 및 운전강도에 따른 각 실내기의 소비전력이 저장된 저장부를 더 포함하고, 상기 제어부는 입력된 스케줄에 대응하는 각 실내기의 소비전력을 상기 저장부에서 검색하고, 검색한 각 실내기의 소비전력과 운전시간을 이용하여 소비전력량을 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 산출된 소비전력량이 최대 소비전력량 이상인 시간대가 없는 경우이면 입력된 스케줄에 따라 공기조화기를 운전하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스케줄의 재입력을 요구하는 표시를 하기 위한 표시부를 더 포함하고, 상기 제어부는 산출된 소비전력량이 최대 소비전력량 이상인 시간대가 있는 경우이면 공기조화기를 운전하지 않고 스케줄의 재입력을 요구하도록 상기 표시부를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 복수의 실내기를 구비한 공기조화기의 제어방법에 있어서, 상기 복수 실내기의 시간에 따른 운전 조건인 스케줄(schedule)이 입력되면 입력된 스케줄에 기초하여 공기조화기의 소비전력량을 미리 산출하는 제1단계와 상기 제1단계에서 산출된 소비전력량을 허용 가능한 최대 소비전력량과 비교하여 그 결과에 따라 공기조화기의 동작을 제어하는 공기조화기의 제어방법을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1단계에서 입력되는 스케줄은 적어도 하나이고, 각 스케줄은 해당 스케줄을 적용할 실내기의 번호, 운전시간, 운전모드 및 운전강도를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1단계에서 1일을 복수의 시간대로 구분하고, 각 시간대 별로 상기 소비전력량을 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 공기조화기는 운전모드 및 운전강도에 따른 각 실내기의 소비전력이 저장된 저장부를 포함하고, 상기 제1단계에서 입력된 스케줄에 대응하는 각 실내기의 소비전력을 상기 저장부에서 검색하고, 검색한 각 실내기의 소비전력과 운전시간을 이용하여 소비전력량을 산출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2단계는 제1단계에서 산출된 소비전력량이 최대 소비전력량 이상인 시간대가 없는 경우이면 입력된 스케줄에 따라 공기조화기를 운전하고, 최대 소비전력량 이상인 시간대가 있는 경우이면 공기조화기를 운전하지 않고 스케줄의 재입력을 요구하기 위한 표시를 하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도1의 공기조화기는 외부전원(10)에 연결된 하나의 실외기(20)와 상기 실외기(20)에 연결된 4개의 실내기(30a,30b,30c,30d)로 구성되며, 각 실내기(30a,30b,30c,30d)의 용량은 필요에 따라 동일하거나 다르게 선택될 수 있다.

본 실시예에서는 하나의 실외기(20)가 구비된 경우를 예로서 설명하고 있으나, 실외기(20)가 복수로 구비될 수 있고 실내기(30a,30b,30c,30d)의 수도 본 실시예와 다르게 구성될 수 있음은 물론이다.

또한, 도1의 공기조화기는 사용자가 일정기간에 대한 각 실내 기(30a,30b,30c,30d)의 운전조건을 일괄로 입력하면 그에 따라 각 실내기(30a,30b,30c,30d)가 운전되는 스케줄(schedule) 기능을 구비하며, 각 실내기(30a,30b,30c,30d)의 용량이 서로 다른 경우 동일한 운전 조건에서 소비하는 전력도 서로 다르다.

사용자가 각 실내기(30a,30b,30c,30d)의 운전 스케줄에 대한 정보를 입력부(110)에 입력하면, 제어부(100)는 시간을 측정하기 위한 타이머(115)를 이용하여 입력된 스케줄에 따라 공기조화기를 운전하기 위한 제어신호를 실외기 구동부(150)와 실내기 구동부(160)에 전달한다.

실외기 구동부(150)와 실내기 구동부(160)는 전달받은 제어신호에 따라 실외기(20)와 각 실내기(30a,30b,30c,30d)를 구동한다.

이때, 제어부(100)는 스케줄이 입력되면 공기조화기를 운전하기 이전에 입력된 스케줄에 기초하여 내부에 구비된 스케줄관리부(120)에서 시간대별로 일간 제어리스트를 작성하고, 메모리(130)에 미리 저장된 정보를 이용하여 공기조화기 전체의 소비전력을 상기 시간대별로 산출한다.

상기 스케줄은 각 실내기(30a,30b,30c,30d)의 시간에 따른 운전조건에 관한 정보를 포함하는데, 그 일예를 도3에 나타내었다.

동일 조건으로 운전되는 실내기(30a,30b,30c,30d)의 그룹 수에 따라 서로 다른 이름을 가진 복수 개의 스케줄이 입력될 수 있고, 각 스케줄에 포함되는 운전조 건에 대한 정보는 필요에 따라 여러 가지로 구분될 수 있는데 일예로서 해당 스케줄이 적용되는 기간 및 적용되는 실내기 번호와 상기 스케줄이 적용되는 실내기의 운전시간, 운전모드, 설정온도 및 운전강도 등이 있다.

이때, 운전시간은 각 실내기가 온/오프 되는 시간을 의미하고, 운전모드는 냉방모드, 난방모드 또는 송풍모드 중 어느 하나이며, 운전강도는 강풍, 중간풍 또는 약풍 중 어느 하나이다.

도3에 나타낸 예는 제1스케줄에 의해 제1,2실내기(30a,30b)가 운전되고 제2스케줄에 의해 제3,4실내기(30c,30d)가 운전되는 경우로서, 2006년 7월 26일부터 2006년 8월 25일 동안 상기 제1,2스케줄에 의해 각 실내기(30a,30b,30c,30d)가 운전되도록 스케줄을 설정한 경우이다.

또한, 제1,2실내기(30a,30b)는 매일 13:00시부터 14:00 까지 1시간 동안 냉방모드로 강풍 상태로 운전되고, 제3,4실내기(30c,30d)는 매일 09:00시부터 18:00 까지 9시간 동안 냉방모드로 약풍 상태로 운전되도록 설정되어 있다.

상기 제1,2스케줄에 기초하여 스케줄관리부(120)에서 작성되는 일간 제어리스트의 예를 도4에 나타내었다.

도4에서는 일예로 시간대의 폭을 1시간으로 하여 하루 24개의 시간대 별로 소비전력을 산출한 경우이나, 필요에 따라 이보다 넓거나 좁게 설정할 수 있으며 소비전력 산출이 용이하도록 하기 위해 복수 실내기 중 운전시간이 가장 짧은 실내기의 운전시간을 시간대 폭으로 설정하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 일간 제어리스트는 제1,2스케줄의 적용기간 동안은 매일 동일하 게 적용되는 운전일정이다.

먼저, 실내기 제어목록란에는 제1,2스케줄에 따라 각 시간대별로 운전되는 실내기를 나타내는데, 13:00에서 14:00 까지는 전체 실내기(30a,30b,30c,30d)가 운전되고 그 외의 시간대에서는 제3,4실내기(30c,30d)만 운전된다.

한편, 스케줄제어부(120)는 메모리(130)에 저장된 정보를 이용하여 각 시간대별 소비전력을 산출하는데, 메모리(130)에는 각 실내기(30a,30b,30c,30d)의 운전모드 및 운전강도에 따른 소비전력에 관한 정보가 저장되어 있다.

상기 메모리(130)에 저장된 정보는 실험적으로 구해지는 값으로 각 실내기(30a,30b,30c,30d)의 운전모드 및 운전강도에 따른 소비전력이 아래의 표[1] 및 표[2]와 같은 경우를 일예로서 설명한다. 또한, 소비전력의 단위는 와트(watt, W)를 사용한다.

	강풍	중간풍	약풍
냉방모드	100	80	60
난방모드	150	130	110
송풍모드	50	40	30

표 1. 제1,3실내기의 소비전력

	강풍	중간풍	약풍
냉방모드	120	100	80
난방모드	200	170	140
송풍모드	80	60	40

표 1. 제2,4실내기의 소비전력

13:00시에서 14:00시 까지의 경우를 제외한 나머지 시간대에서 공기조화기의 소비전력(P1)은 제1,2,3,4실내기(30a,30b,30c,30d) 순으로 아래와 같이 산출된다.

소비전력(P1) = 0 + 0 + 60 + 80 = 140[W]

또한, 13:00시에서 14:00시 까지의 경우 공기조화기의 소비전력(P2)은 제1,2,3,4실내기(30a,30b,30c,30d) 순으로 아래와 같이 산출된다.

소비전력(P2) = 100 + 120 + 60 + 80 = 360[W]

이때, 계약으로 정한 최대 소비전력량이 15분 동안 180kWh 라고 한다면, 공기조화기의 소비전력량이 상기 최대 소비전력량 미만을 유지하기 위해서는 소비전력이 200W 미만이어야 한다.

따라서, 다른 시간대에서는 공기조화기의 소비전력량이 최대 소비전력량 미만을 유지할 것으로 예상되나, 13:00시에서 14:00시 사이에서는 15분간 소비전력량이 324kWh로서 최대 소비전력량을 초과할 것으로 예상된다.

이런 경우에 스케줄관리부(120)는 일간 제어리스트에 13:00시에서 14:00시 사이에서 스케줄 재설정이 필요함을 나타내고, 이를 인식한 제어부(100)는 표시부(140)에 제어신호를 전달하여 표시부(140)에서 사용자가 인식할 수 있도록 표시하도록 제어한다.

원하는 스케줄에 따라 공기조화기를 운전하기 위해 사용자가 입력부(110)를 통하여 각 실내기(30a,30b,30c,30d)의 운전 스케줄을 입력하면(S210), 제어부(100) 에 구비된 스케줄관리부(120)는 전술한 바와 같이 입력된 스케줄에 기초하여 일간 제어리스트를 시간대별로 작성한다(S220).

S220 단계가 완료되면, 제어부(100)는 각 시간대별로 소비전력량이 최대 소비전력량 미만인지 여부를 판단하여(S230), 각 시간대의 소비전력량이 최대 소비전력량 미만인 경우이면 입력된 스케줄에 따라 공기조화기를 운전한다(S240).

한편, S230 단계에서 소비전력량이 최대 소비전력량을 초과하는 시간대가 있는 경우이면 제어부(100)는 공기조화기를 운전하지 않고 해당 시간대에 대한 스케줄 재설정이 필요함을 나타내는 표시를 하도록 표시부(140)를 제어하고(S250), 그에 따라 사용자가 입력부(110)를 통해 스케줄을 재설정하게 되면 S220 단계를 수행한다(S260).

상기와 같이 본 발명에 따른 공기조화기는 사용자가 스케줄을 입력할 때 시간대별로 미리 최대 소비전력량을 초과하는지 여부를 판단하여, 초과하는 시간대가 있는 경우이면 공기조화기를 운전하지 않고 스케줄 재설정을 요구하도록 함으로써 사용자가 실수로 특정 시간대의 소비전력량이 과도해지도록 스케줄을 설정한 경우에도 이에 따라 공기조화기가 운전되는 것을 사전에 방지할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 공기조화기는 별도의 피크전력 제어장치를 구비하지 않더라도 항상 최대 소비전력량 미만으로 운전될 수 있으며, 아울러 사용자가 설정한 공기조화기의 운전 스케줄이 소비전력량을 감소하기 위해 제한되는 불편함도 방지할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법은 입력된 스케줄에 기초하여 시간대별로 공기조화기의 소비전력량을 산출하고, 산출된 소비전력량을 최대 소비전력량과 비교하여 산출된 소비전력량이 최대 소비전력량 이상인 시간대가 있는 경우이면 상기 공기조화기를 운전하지 않고 스케줄의 재입력을 요구하도록 함으로써 별도의 피크전력 제어장치를 구비하지 않더라도 항상 최대 소비전력량 미만으로 운전될 수 있으며, 아울러 사용자가 설정한 공기조화기의 운전 스케줄이 소비전력량을 감소하기 위해 제한되는 불편함도 방지할 수 있다.

Claims

복수의 실내기를 구비한 공기조화기에 있어서,

상기 복수 실내기의 시간에 따른 운전 조건인 스케줄(schedule)을 입력하기 위한 입력부;

상기 입력된 스케줄에 기초하여 공기조화기의 소비전력량을 미리 산출하고, 산출된 소비전력량을 허용 가능한 최대 소비전력량과 비교하여 그 결과에 따라 상기 공기조화기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화기.
제2항에 있어서,

상기 입력부에는 적어도 하나의 스케줄이 입력되고, 각 스케줄은 해당 스케줄을 적용할 실내기의 번호, 운전시간, 운전모드 및 운전강도를 포함하는 공기조화기.
제2항에 있어서,

상기 운전모드는 냉방모드, 난방모드 및 송풍모드로 구분되고, 상기 운전강도는 강풍, 중간풍 및 약풍으로 구분되는 공기조화기.
제3항에 있어서,

상기 제어부는 1일을 복수의 시간대로 구분하고, 각 시간대 별로 소비전력량 을 산출하는 공기조화기.
제4항에 있어서,

운전모드 및 운전강도에 따른 각 실내기의 소비전력이 저장된 저장부를 더 포함하고,

상기 제어부는 입력된 스케줄에 대응하는 각 실내기의 소비전력을 상기 저장부에서 검색하고, 검색한 각 실내기의 소비전력과 운전시간을 이용하여 소비전력량을 산출하는 공기조화기.
제5항에 있어서,

상기 제어부는 산출된 소비전력량이 최대 소비전력량 이상인 시간대가 없는 경우이면 입력된 스케줄에 따라 공기조화기를 운전하는 공기조화기.
제6항에 있어서,

상기 스케줄의 재입력을 요구하는 표시를 하기 위한 표시부를 더 포함하고,

상기 제어부는 산출된 소비전력량이 최대 소비전력량 이상인 시간대가 있는 경우이면 공기조화기를 운전하지 않고 스케줄의 재입력을 요구하도록 상기 표시부를 제어하는 공기조화기.
복수의 실내기를 구비한 공기조화기의 제어방법에 있어서,

상기 복수 실내기의 시간에 따른 운전 조건인 스케줄(schedule)이 입력되면 입력된 스케줄에 기초하여 공기조화기의 소비전력량을 미리 산출하는 제1단계;와

상기 제1단계에서 산출된 소비전력량을 허용 가능한 최대 소비전력량과 비교하여 그 결과에 따라 공기조화기의 동작을 제어하는 공기조화기의 제어방법.
제8항에 있어서,

상기 제1단계에서 입력되는 스케줄은 적어도 하나이고, 각 스케줄은 해당 스케줄을 적용할 실내기의 번호, 운전시간, 운전모드 및 운전강도를 포함하는 공기조화기의 제어방법.
제9항에 있어서,

상기 운전모드는 냉방모드, 난방모드 및 송풍모드로 구분되고, 상기 운전강도는 강풍, 중간풍 및 약풍으로 구분되는 공기조화기의 제어방법.
제10항에 있어서,

상기 제1단계에서 1일을 복수의 시간대로 구분하고, 각 시간대 별로 상기 소비전력량을 산출하는 공기조화기의 제어방법.
제11항에 있어서,

상기 공기조화기는 운전모드 및 운전강도에 따른 각 실내기의 소비전력이 저 장된 저장부를 포함하고,

상기 제1단계에서 입력된 스케줄에 대응하는 각 실내기의 소비전력을 상기 저장부에서 검색하고, 검색한 각 실내기의 소비전력과 운전시간을 이용하여 소비전력량을 산출하는 공기조화기의 제어방법.
제12항에 있어서,

상기 제2단계는 제1단계에서 산출된 소비전력량이 최대 소비전력량 이상인 시간대가 없는 경우이면 입력된 스케줄에 따라 공기조화기를 운전하고, 최대 소비전력량 이상인 시간대가 있는 경우이면 공기조화기를 운전하지 않고 스케줄의 재입력을 요구하기 위한 표시를 하는 공기조화기의 제어방법.