KR0146337B1 - 공기조화기의 운전제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 운전제어장치 및 방법에 관한 것으로 능력가변형 압축기 및 송풍팬을 구비하고 실내온도와 설정온도의 차에 따라 상기 압축기 및 송풍팬의 구동을 제어하는 공기조화기에 있어서, 실외의 밝기를 감지하는 광감지부(40)와, 상기 광감지부(40)의 감지결과에 따라 현재 시각이 해당되는 시간대역을 판단하여 각 시간대역에 맞는 운전패턴을 결정하는 제어부(10)를 구비한 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 운전제어방법은 가변속 구동 가능한 압축기를 구비한 능력가변형 공기조화기에 있어서, 기준시간을 설정하는 과정(100,110,300), 기준시간으로부터 경과된 시간으로 현재시간을 판단하고 현재시간이 포함되는 시간대역을 판단하는 과정(120,130,150,170), 상기 판단결과 현재시간이 포함된 각 시간대역에 따라 운전패턴의 특성을 달리하여 공기조화기의 운전을 제어하는 과정(140,160,180,190)을 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기의 운전제어장치 및 방법

제1도는 본 발명에 따른 공기조화기의 개략적인 구성블럭도

제2도는 광도전셀의 시간별 저항값의 변화도

제3도는 본 발명에 따른 공기조화기의 운전제어방법의 메인루틴을 보인 순서도

제4도는 본 발명에 따른 공기조화기의 운전제어방법의 기준시각 설정서브루틴을 보인 순서도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:제어부 20:전원전압부

30:실내온도설정부 40:광감지부

50:송풍팬구동부 60:압축기구동부

70:실내온도감지부 80:기능선택부

본 발명은 공기조화기의 운전제어장치 및 방법에 관한 것으로 상세하게는 광전도소자를 이용하여 현재시간을 판단하고 각 시간대에 따른 운전패턴을 결정하는 공기조화기의 운전제어장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화란 어떤 방 또는 건물내의 공기를 그 방 등의 사용 목적에 따라서 공기의 온도, 습도, 기류, 청정함등을 최적이라 정해진 조건으로 유지하는 것을 말하며 상기 기능을 수행하는 장치가 공기조화기이다.

종래의 공기조화기는 공기조화를 수행하기 위해 냉방, 난방 및 제습, 가습등의 기능을 구비하며 근래들어 사용자에게 더욱 더 쾌적한 환경과 편리함을 제공하기 위해 운전패턴을 달리하는 다양한 기능, 예를 들면 취침운전, 터보운전, 마일드운전등의 부가적 기능을 구비한다.

사용자가 이러한 종래의 공기조화기를 이용하여 실내공간을 쾌적하게 유지하고자 할 때는 그때의 환경조건에 맞는 운전패턴을 선택하여 공기조화를 수행할 수 있다. 예를 들어, 한 여름의 무더운 오후에는 강력한 냉방운전인 터보운전을 선택하므로써 급속냉방의 효과를 얻을 수 있다. 이때 공기조화기는 본래의 정격능력이상의 냉방능력을 발휘하여 단시간내에 사용자가 원하는 공조환경을 제공한다. 또한, 사용자가 취침시에 취침운전을 선택하면, 미리 설정된 제어패턴에 따라 자동으로 실내온도를 조절한다.

상기한 바와 같은 기능을 수행하는 종래의 공기조화기는 본래의 냉난방기능외에 부가된 다양한 기능을 제공함에도 불구하고 사용자의 직접적인 선택에 의해 그 운전이 가능하므로 어린이나 노약자들은 각 운전패턴에 대한 이해가 부족하여 공기조화기의 효율적인 사용이 불가능하며 일반 사용자들 또한 각 환경에 따라 개별적으로 운전패턴을 지정하여야 하는 번거로움이 따르는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 공기조화기의 문제점을 해결하기 위하여 사용시점을 자동으로 인식하여 각 시점의 공조환경 특성에 따라 별도의 키입력없이 운전패턴을 달리 제어하는 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 능력가변형 압축기 및 송풍팬을 구비하고 실내온도와 설정온도의 차에 따라 상기 압축기 및 송풍팬의 구동을 제어하는 공기조화기에 있어서, 실외의 밝기를 감지하는 광감지부와, 상기 광감지부의 감지결과에 따라 현재 시각이 해당되는 시간대역을 판단하여 각 시간대역에 맞는 운전패턴을 결정하는 제어부를 더 구비한 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 운전제어방법은 가변속 구동가능한 압축기를 구비한 능력가변형 공기조화기에 있어서, 기준시간을 설정하는 과정, 기준시간으로부터 경과된 시간으로 현재시간을 판단하고 현재시간이 포함되는 시간대역을 판단하는 과정, 상기 판단결과 현재시간이 포함된 각 시간대역에 따라 운전패턴의 특성을 달리하여 공기조화기의 운전을 제어하는 과정을 구비한 것을 특징으로 한다.

이하에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 구성 및 작용효과를 상세하게 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 공기조화기의 개략적인 구성을 보인 블럭도이다. 제1도에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 공기조화기는 운전이 시작되면 각 기기에서 전원을 공급하는 전원전압부(20)와, 실내온도를 감지하는 실내온도 감지부(70)와, 사용자가 원하는 실내온도를 설정받는 실내온도 설정부(30)와, 실내습도를 감지하는 실내습도 감지부(90)와, 광량에 따라 특성을 달리하는 광도전셀(CdS)를 구비한 광감지부(40)와, 상기 실내온도감지부(70)의 감지온도와 상기 실내온도설정부(30)의 설정온도의 차에 의해 압축기의 운전주파수를 산출하고 상기 광감지부(40)의 감지결과에 따라 각 시점에 따른 운전패턴을 결정하는 제어부(10)와 상기 제어부(10)에서 결정된 운전주파수를 입력받아 압축기를 구동시키는 압축기 구동부(60)와, 상기 제어부(10)의 제어를 받아 토출기류의 풍향을 조절하는 송풍팬 제어부(50)와, 공기조화기의 각각의 운전을 사용자로부터 선택받는 기능선택부(80)로 구성된다.

광감지부(40)는 공기조화기의 실외기에 양호하게 설치가능하며 전원에 연결된 광도전셀(CdS)과, 일단이 상기 광도전셀(CdS)과 직렬로 연결되고 타단은 접지된 저항(R)으로 구성된다. 상기 광도전셀(CdS)과 상기 저항(R)의 중간탭은 상기 제어부(10)의 입력단자에 연결된다.

제2도는 빛에 의한 광도전셀(CdS)의 저항값의 변화를 하루 24대역으로 나타낸 것이다. 광도전셀 (CdS)은 빛의 양이 많으면 즉 실외가 밝은 낮이면 저항값이 감소하고, 빛의 양이 적으면 즉 실외가 어두운 밤이면 저항값이 증가하는 특성이 있다. 제2도에 도시된 바와 같이 일출시간이 06시, 일몰시간이 18시인 하루를 기준으로 각 시간에 따라 광도전셀(CdS)의 저항값이 변화한다.

본 발명에 따른 공기조화기는 상기 광도전셀(CdS)의 저항값을 감지하여 현재시간을 인식하는 데 필요한 기준시간을 산출한다. 산출된 기준시간을 초기상태로 하여 현재시간을 카운트하여 각 사용시점에 맞는 운전패턴을 결정한다. 상기와 같은 방법으로 결정되는 운전패턴 및 각 기능이 수행되는 사용환경은 다음과 같다.

일반적으로 오전 06시부터 오전 12시까지의 시간대역(A대역)에서는 실외온도 및 실내온도는 비교적 낮은 편이지만 습도가 높아 불쾌감을 유발하므로 습도를 낮춰주는 제습운전이 필요하다. 제습운전시에는 일반적으로 설정온도와 실내온도와의 차에 따라서 자동적으로 냉제습운전과 난제습운전을 하게 되며, 수분을 제거하기 위하여 냉제습운전시에는 압축기의 운전과 정지를 반복하고 난제습운전시에는 난방, 냉방을 반복하면서 실온을 조절한다. 이때 실내측 송풍팬은 풍량조절스위치에 상관없이 초미풍 또는 제어부에 기억된 풍량으로 운전된다. 냉제습운전은 설정온도가 실내온도보다 낮을 때 수행되며 난제습운전은 설정온도가 실내온도보다 높을 때 수행된다.

오전 12시부터 오후 18시까지의 시간대역(B대역)에는 실내외온도가 높고 사용자의 활동량이 증가하여 더위를 많이 느끼게 되므로 강력한 냉방기능을 수행하는 터보냉방기능이 필요하다. 이때 수행되는 터보냉방의 주요 특징은 실내측 송풍팬 및 압축기의 회전수를 최대로 증가시켜 단시간내에 정격능력이상의 냉방능력을 발휘하는 것이다. 또한 오후 18시부터 오후 22시까지의 시간대역(C대역)인 저녁시간은 온도도 낮고 사용자의 활동량도 적은 시간대이므로 송풍팬 및 압축기의 운전주파수를 감소시켜 소음의 발생이 적은 정음운전 및 쾌적운전이 필요하다.

오후 22시부터 오전06시까지의 시간대역(D대역)은 일반적으로 취침시간이므로 취침시 인체의 체온조절 기능이 떨어지는 것을 감안하여 이에 적절하게 실온을 조절하는 취침운전이 필요하다. 취침운전은 여름철에는 냉방과 제습을 겸하여 실내온도를 설정온도로 낮추어 운전한 뒤에 시간경과에 따라 소정온도씩 상승시키거나, 겨울철에는 난방운전을 하여 실내온도를 설정온도로 높힌 뒤에 시간경과에 따라 소정온도씩 낮추어 운전하여 취침중에도 쾌적한 환경을 유지한다.

제3도는 본 발명에 따른 공기조화기의 운전제어방법의 메인루틴의 순서도이다.

단계(100)에서 기준시각이 설정되었는가를 판단하여 설정되지 않았으면 기준시각설정서브루틴을 통해 기준시각을 설정하고, 만약 기준시각이 이미 설정되었으면 단계(110)에서 시간타이머를 증가시켜 현재시간까지 카운트한다. 단계(120)에서 공기조화기의 운전이 온되었는가 판단하여 온되지 않았으면 단계(200)에서 압축기를 정지시키고 단계(210)에서 송풍팬을 정지시킨다.

상기 단계(120)의 판단결과 운전이 온되었으면 단계(130)에서 기준시각으로부터 현재 시간까지 카운트된 값으로 현재 시간이 어느 대역에 포함되는가를 판단한다. 현재시간이 오전 06시부터 오전 12시까지의 대역을 나타내는 A대역에 포함되면, 단계(140)에서는 오전시간임을 인식하여 제습기능만을 수행하여 공기내의 습기를 제거하므로써 쾌적공조를 이루도록 압축기를 구동시킨다.

상기 단계(130)의 판단결과 현재시간이 A대역에 포함되지 않으면 상기 단계(150)에서 B대역에 포함되는지를 판단한다. 상기 단계(150)의 판단결과 현재시간이 오전 12시부터 오후18시까지의 시간을 나타내는 B대역에 포함되면 단계(160)에서는 사용자의 활동량이 증가하고 실내온도가 높은 오후시간임을 인식하고 강력한 냉방을 수행하는 터보냉방을 통해 급속 냉방을 수행한다.

상기 단계(150)의 판단결과 현재 시간이 B대역에 포함되지 않으면 단계(170)에서 오후 18시부터 오후 22시까지의 시간을 나타내는 C대역에 포함되는지를 판단하여 현재시간이 C대역에 포함되면 단계(180)에서는 활동량이 적고 실내외가 조용하므로 압축기의 운전주파수를 낮추어 정음기능을 수행하면서 미리 설정된 제어패턴에 따라 쾌적공조가 되도록 한다.

상기 단계(170)의 판단결과 현재시간이 C대역에 포함되지 않으면 오후 22시부터 오전 06시까지의 시간을 나타내는 D대역에 포함되는 것으로 판단하여 단계(190)에서는 취침운전을 수행하도록 한다.

제4도는 본 발명에 따른 공지조화기의 운전제어방법에 있어서 기준시각을 설정하는 서브루틴에 관한 순서도이다. 본 발명에서 적용된 현재시간의 진행을 파악하기 위한 기준시각 설정방법은 제4도에 도시된 순서도에서 보는 바와 같이 먼저 단계(310)에서 낮에서 밤으로 변하는 시간인 일몰시간이 설정되었는가를 판단한다. 상기 단계(310)의 판단결과 일몰시간이 설정되지 않았으면 단계(410)에서 광감지부(40)의 감지결과에 의해 전단계가 낮인가를 판단하고 단계(420)에서 현단계가 밤인가를 판단하여 낮에서 밤으로 변하는 시간인 일몰시간을 판단한다. 상기 단계(420)의 판단결과 일몰시간이 되면 단계(430)에서 타이머를 클리어시키고 단계(440)에서는 일몰시간을 설정한다.

상기 단계(440)에서 일몰시간이 설정되면 단계(320)에서 타이머를 증가시켜 시간경과를 체크한다. 단계(330)에서는 광감지부(40)의 감지결과에 의해 전단계가 밤인가를 판단하여 판단결과 전 단계가 밤이 아니면 단계(310)이하를 수행하게 된다. 상기 단계(330)의 판단결과 전단계가 밤이면 단계(340)에서는 현 단계가 낮인가를 판단하여 판단결과 현 단계가 낮이 아니면 즉, 밤 시간이 계속되고 있으면 단계(310)이하를 수행하고 현단계가 낮이면 즉, 일출시간이 도래하였으면 단계(350)을 수행한다.

상기 단계(340)의 판단결과 일출시간이 되면 단계(350)에서는 지금까지 증가된 타이머의 값을 2로 나누어 그 값에 0시 30분을 더하여 기준시각을 산출하고 단계(360)에서는 산출된 값을 기준시각으로 설정한다.

일반적으로 자정(0시)을 기준으로 일몰시간과 일출시간이 동일하나 일본보다 경도가 약 7도가 차이가 나는 우리나라에서는 일몰시간과 일출시간의 중간값은 0시 30분이 된다. 이러한 특징은 계절이 바뀌어 일출 및 일몰시간이 변해도 일정하다. 따라서 일년중 언제라도 광도전셀(CdS)의 저항값의 변화를 감지하여 현재시간을 판단하는 기준 시간을 설정할 수 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 공기 조화기에 의해 현재의 시간을 인식하여 각 시점의 공조환경에 따라 자동으로 운전패턴을 달리하여 제어하므로써 사용자가 직접 운전패턴을 설정해야하는 번거러움이 없어져 더욱 편리하며 또한, 항상 최적의 공조조건을 유지하므로써 더욱 공조효율을 향상시키는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 능력가변형 압축기 및 송풍팬을 구비하고 실내온도와 설정온도의 차에 의거하여 상기 압축기 및 송풍팬의 구동을 제어하는 공기조화기에 있어서, 실외의 밝기를 감지하는 광감지부(40)와, 상기 광감지부(40)의 감지결과에 따라 현재 시각이 해당되는 시간대역을 판단하여 각 시간대역에 맞는 운전패턴을 결정하는 제어부(10)를 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부(10)에 설정된 운전패턴은 현재 시간이 기상시간에 해당되는 시간부터 정오전후의 시간사이에 포함되면 습도제어를 위주로 하는 공조운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어부(10)에 설정된 운전패턴은 현재 시간이 정오전후의 시간부터 일몰전후의 시간사이에 포함되면 온도제어를 위주로 하는 공조운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
4. 제1항에 있어서, 상기 제어부(10)에 설정된 운전패턴은 현재 시간이 일몰전후의 시간부터 취침시간에 해당되는 시간사이에 포함되면 소음제어를 위주로 하는 공조운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
5. 제1항에 있어서, 상기 제어부(10)에 설정된 운전패턴은 현재시간이 취침해당 시간부터 기상해당 시간사이에 포함되면 실내온도를 시간경과에 따라 증가시키는 취침운전을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
6. 가변속 구동가능한 압축기를 구비한 능력가변형 공기조화기에 있어서, 기준시간을 설정하는 과정(100,110,300), 기준시간으로부터 경과된 시간으로 현재시간을 판단하고 현재시간이 포함되는 시간대역을 판단하는 과정(120,130,150,170), 상기 판단결과 현재시간이 포함된 각 시간대역에 따라 운전패턴의 특성을 달리하여 공기조화기의 운전을 제어하는 과정 (140,160,180,190)을 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.
7. 제6항에 있어서, 기준시간을 설정하는 과정(100,110,300)은 일몰시점과 일출시점을 감지하여 일몰부터 일출까지의 경과시간을 산출하는 과정 (310,320,330,340,410,420,430,440)과, 상기 과정에서 산출된 경과시간으로 현재시간을 판단하기 위한 기준시간을 산출하고 설정하는 과정(350,360)을 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 운전제어방법.