KR0160405B1 - 공기조화기의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 공기조화기가 설치되는 공간의 환경조건에 따라 공기조화를 제어하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 초기운전시 실내,외의 온도, 습도, 먼지량, 산소량 및 실내조도를 감지입력하는 실제환경상태감지입력단계; 상기 실제환경상태감지입력단계에서 감지된 먼지량과 기준치와 비교하여 분진환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 집진기를 제어하는 분진환경제어단계; 상기 환경조건감지입력단계에서 감지된 산소량을 기준치와 비교하여 오염환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 오존발생기를 제어하는 오염환경제어단계; 상기 환경조건감지입력단계에서 감지된 기준치와 비교하여 취침환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 취침환경제어단계; 상기 환경조건감지입력단계에서 감지된 습도를 기준치와 비교하여 고습환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 송풍팬 및 가습기의 운전을 제어하는 고습 및 건조환경제어단계; 실내온도가 설정온도에 도달하는 시간을 기준치와 비교하여 열원환경인가를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기의 주파수 및 송풍팬을 제어하는 열원환경제어단계; 및 기준온도와 설정온도의 차를 기준치와 비교하여 개방환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 개방환경제어단계를 구비한다.

Description

공기조화기의 제어방법
본 발명은 공기조화기의 제어방법에 관한 것으로, 특히 공기조화기로 실내 및 작업장소에 공기조화를 수행시 실내 및 작업장소의 환경조건을 감지하고 이렇게 감지된 실내 및 작업장소의 환경조건을 감안하여 공기조화가 이루어지도록 한 공기조화기의 제어방법에 관한 것이다.
종래의 공기조화기는 실내 및 작업장소에 대하여 구체적인 환경조건에 부응하는 공기조화 운전이라기 보다는 단지 설치공간의 체적과, 그 환경의 온도, 습도감지에 의해 압축기의 능력가변, 풍향 및 풍량조절로 공기조화를 하도록 되어 있다.
이와 같이 종래의 공기조화기의 제어방법은 설치공간의 체적과 그 환경의 온도 및 습도에 의한 단순 공기조화 즉, 실제 공기조화기가 설치되는 공간의 용도 및 그 공간에서 행하여지는 작업 또는 활동의 정도, 실내외의 환기정도, 작업강도 또는 활동하는 인체의 착의상태, 사람의 운집정도에 의하여 다양해질 수 있는 환경조건을 감안하지 않고 공기조화기를 제어하였기 때문에 실내 및 설치작업장소에 따른 쾌적제어가 불가능한 문제점을 가지게 되었다.
본 발명의 목적은 공기조화기가 설치되는 실내 및 작업장소에 따라 변화하는 환경조건을 다수의 센서들을 통해 감지함과 아울러 환경조건에 대한 온도정보 등을 미리 저장해둔 마이콤의 제어하에 공기조화기가 설치되는 각각의 장소에 대하여 필요한 공기조화운전을 수행하므로서 보다 쾌적한 공조환경을 제공할 수 있는 공기조화기의 제어방법을 제공하는데 있다.
제1도는 본 발명에 적용되는 공기조화기의 구성도.
제2도는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법을 나타내는 동작흐름도.
제3도는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법에 있어서 주위환경에 대한 운전그래프.
제4도는 본 발명에 적용되는 실내 및 작업장소의 쾌적제어에 대한 표준환기량 및 적정실내온도를 예시한 도표.
제5도는 본 발명에 적용되는 실내 및 설치장소의 환경조건에 대한 운전내용을 나타낸 도표.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
가 : 센서 및 쾌적운전입력부 나 : 마이콤
다 : 출력제어부 라 : 출력구동부
A : 센서입력부 B : 환경설정입력부
C : 기억부 D : 비교판단부
E : 연산처리부
상기와 같은 본 발명의 목적은 공기조화기가 설치되는 공간의 용도와 그 공간에서 행하여지는 작업과 활동정도와, 실내외의 환기정도와 작업강도와 활동하는 인체의 착의상태 및 사람의 운집정도에 따라 변화되는 환경조건에 따라 공기조화를 제어하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 초기운전시 실내,외의 온도, 습도, 먼지량, 산소량 및 실내조도를 감지입력하는 실제환경상태감지입력단계; 상기 실제환경상태감지입력단계에서 감지된 먼지량과 기준치와 비교하여 분진환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 집진기를 제어하는 분진환경제어단계; 상기 환경조건감지입력단계에서 감지된 산소량을 기준치와 비교하여 오염환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 오존발생기를 제어하는 오염환경제어단계; 상기 환경조건감지입력단계에서 감지된 기준치와 비교하여 취침환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 취침환경제어단계; 상기 환경조건감지입력단계에서 감지된 습도를 기준치와 비교하여 고습환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 송풍팬 및 가습기의 운전을 제어하는 고습 및 건조환경제어단계; 실내온도가 설정온도에 도달하는 시간을 기준치와 비교하여 열원환경인가를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기의 주파수 및 송풍팬을 제어하는 열원환경제어단계; 및 기준온도와 설정온도의 차를 기준치와 비교하여 개방환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 개방환경제어단계에 의하여 달성된다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 적용되는 공기조화기의 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명은 온도를 감지하는 온도센서(S1)와, 실내습도를 감지하는 습도센서(S2)와, 공기의 오염정도(먼지량)를 감지하는 분진검지센서(S3)와, 열원 및 기타 유기체로부터 발생되는 이산화탄소량의 비율이 일정수준 유지하고 있는가를 감지하는 산소감지센서(S4)로 구성되는 센서입력부(A)와, 제어하고자 하는 공간조건(공간의 용도별 종류, 공간영역의 크기, 공간내의 작업 및 활동강도, 외부환기 정도, 사람의 수, 인체의 착의 정도)을 설정입력하는 환경조건설정입력부(B)로 구성되는 센서 및 환경조건입력부(가)와; 상기 공간조건에 따른 쾌적환경데이타가 기억되어 있는 기억부(C)와, 상기 센서 및 환경조건입력부(가)에서 입력된 신호와 상기 기억부(C)에서 입력된 신호와를 비교 판단하는 비교판단부(D)와, 상기 비교판단부(D)에서 비교판단된 신호를 각 공조공간에 따른 운전조건으로 연산처리하는 연산처리부(E)로 구성하여 최적환경조건신호를 출력하는 마이콤(나)과, 압축기, 팬모터, 집진기, 온조발생기 및 UV램프를 구동하는 출력구동부(라); 및 상기 마이콤(나)에서 출력된 최적환경조건신호로 상기 출력구동부(라)를 제어하는 출력제어부(다)로 구성된다.
제2도는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법을 나타내는 동작흐름도이다. 초기운전시 실내,외의 온도, 습도, 먼지량, 산소량 및 실내조도를 감지입력하는 실제환경상태감지입력단계(20)와, 상기 실제환경상태감지입력단계(20)에서 감지된 먼지량을 기준치와 비교하여 분진환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 집진기를 제어하는 분진환경제어단계(21)와, 상기 환경조건감지입력단계(20)에서 감지된 산소량을 기준치와 비교하여 오염환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 오존발생기를 제어하는 오염환경제어단계(22)와, 상기 환경조건감지입력단계(20)에서 감지된 기준치와 비교하여 취침환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 취침환경제어단계(23)와, 상기 환경조건감지입력단계(20)에서 감지된 습도를 기준치와 비교하여 고습환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 송풍팬 및 가습기의 운전을 제어하는 고습 및 건조환경제어단계(24)와, 실내온도가 설정온도에 도달하는 시간을 기준치와 비교하여 열원환경인가를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기의 주파수 및 송풍팬을 제어하는 열원환경제어단계(25) 및 기준온도와 설정온도의 차를 기준치와 비교하여 개방환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 개방환경제어단계(26)로 이루어진다.
제3도는 본 발명에 따른 공기조화기의 제어방법에 있어서 주위환경에 대한 운전그래프로서, (a)는 실내 및 작업장소의 사람수에 대한 압축기능력, 풍량세기 및 환기량과의 관계를 나타낸 그래프이고, (b)는 작업 및 활동의 강도에 대한 압축기능력 및 풍량과의 관계를 나타낸 그래프이며, (c)는 실내 및 작업장소의 외부환기정도에 대한 압축기능력 및 풍량과의 관계를 나타낸 그래프이고, (d)는 인체의 착의정도에 대한 압축기능력 및 풍량과의 관계를 나타낸 그래프이다.
제4도는 본 발명에 적용되는 실내 및 작업장소의 쾌적제어에 대한 표준환기량 및 적정실내온도를 예시한 도표로서, (a)는 실내의 종류에 따른 표준환기량을 나타낸 도표이고, (b)는 실내의 구분에 따른 적정온도를 나타낸 도표이다.
제5도는 본 발명에 적용되는 실내 및 설치장소의 환경조건에 대한 운전내용을 나타낸 도표로서, 열원환경의 경우; 표준환기량을 유지하면서 운전하고, 취침환경인 경우, 압축기의 능력 및 풍량을 최소화하고, 적정산소량을 유지시키는 운전을 하며, 분진환경인 경우; 분진정도를 감지하면서 집진기를 수시로 구동시켜 청정도를 유지시키는 운전을 하며, 고습환경의 경우, 제습운전을 하며; 거조환경인 경우 송풍팬의 속도를 가변하여 열교환기상의 이슬맺힘을 최소화하는 운전을 하며, 개방환경인 경우, 소정시간동안의 온도변화를 감지한 후 실내개방정도를 분석하면서 운전을 하며, 인체운집환경인 경우; 오존발생기를 구동하여 실내의 적정 산소량을 유지시키는 운전을 하며, 오취환경인 경우; 오존발생기를 구동하여 악취 및 살균을 수행한다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 공기조화기의 마이콤(나)의 기억부에는 제4도의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 각각의 설치장소에 대한 표준환기량 및 실내온도데이타가 미리 저장되어 있으며, 또한 제3도에 도시한 바와 같이 표준환기량 및 적정실내온도에 대한 압축기의 능력, 풍량의 세기 및 환기량데이타가 미리 저장되어 있다. 이러한 상태에서, 상기 공기조화기에 전원을 인가시키면 상기 마이콤(나)에서는 환경조건감지입력단계(20)로 가서 초기송풍운전을 수행하면서 센서 및 환경조건입력부(가)의 센서입력부(A)를 통해서 실내의 온도, 습도, 분진량, 산소량 등 조도 등을 감지하고, 또한 환경조건입력부(B)를 통해서 공간의 종류 및 크기, 활동강도, 외부환기정도 및 인체의 착의정도에 대한 정보를 입력받게 된다.
상기와 같이 센서 및 환경조건입력부(가)로부터 실내 및 설치장소에 대한 정보가 입력하게 되면, 상기 마이콤(나)에서는 소정이 프로그램의 수순에 의하여 분진환경단계(21)로 가서, 상기 센서입력부(A)의 분진검지센서(S3)로부터 감지된 분진량이 기준치와 비교하여 기준치이상이면 기준치이하로 될 때까지 출력제어부(다)를 통해서 출력구동부(라)의 집진기를 구동시켜 실내 먼지를 제거한다.
이어서, 상기 마이콤(나)에서는 산소제어단계(22)로 가서 센서 및 환경조건입력부(가)의 산소감지센서(S4)를 통해서 감지된 산소량을 기준치와 비교하여 기준치이하면 인체가 운집하였거나 악취가 존재하는 등 오염환경으로 판단하여 기준치이상이 될때까지 출력제어부(다)를 통해서 출력구동부(라)의 오존발생기를 구동하여 적정량의 산소유지 및 오존발생시의 화학작용으로 인한 실내 악취제거 및 살균작용을 하도록 한다.
다음, 상기 마이콤(나)에서는 취침환경제어단계(23)로 가서 절대치온도(ΔT=┃실내온도-설정온도┃)의 크기를 판단되고, 이어서 센서 및 환경조건입력부(가)의 조도센서에서 감지된 조도를 기준치와 비교하여 취침환경여부를 판단한 후에 절대온도의 크기가 대이고 취침환경이 아니면 출력제어부(다)를 통해서 출력구동부(라)의 압축기의 운전주파수를 고단으로 하고; 절대온도의 크기가 대이고 취침환경이면 출력제어부(다)를 통해서 출력구동부(라)의 압축기의 운전주파수를 중단으로 하고; 절대온도의 크기가 중이고 취침환경이 아니면 출력제어부(다)를 통해서 출력구동부(라)의 압축기의 운전주파수를 중단으로 하고; 절대온도의 크기가 중이고 취침환경이거나 또는 절대온도의 크기가 소이면 출력제어부(다)를 통해서 출력구동부(라)의 압축기의 운전주파수를 저단으로 한다.
이어서, 상기 마이콤(나)에서는 고습 및 건조환경제어단계(24)로 가서 센서 및 환경조건입력부(가)의 습도센서(S2)를 통해서 감지된 실내의 습도가 소정의 습도(70%)이상이면, 다시 난방운전중인가를 판단하여 난방운전 중이면, 난방운전을 통하여 적정습도를 유지하도록 하며, 난방운전이 아니면 즉, 냉방운전 중이면 통상의 제습운전을 하게 된다. 한편, 실내습도가 소정의 습도(40%)이하이며, 상기 마이콤(나)에서는 다시 난방운전중인가를 판단하여 난방운전 중이 아니면 즉, 냉방운전 중이면 출력제어부(다)를 제어하여 실내기팬의 회전수를 증가시켜서 증발기의 핀에 이슬맺힘을 방지하여 실내 공기 중의 수분저하를 막고, 난방운전 중이면 출력제어부(다)를 제어하여 실내기팬의 회전수를 저단으로 하는 외에 가습기를 구동시켜 실내의 습도를 적정습도로 유지시킨다. 실내의 표준습도는 40∼70% 사이로 설정할 수 있다.
이어서, 상기 마이콤(나)에서는 열원환경제어단계(25)로 가서 실내온도가 설정온도에 도달하는 시간을 기준치와 비교하고, 이어서 냉방운전중인가를 판단하여 상기 도달시간이 기준치이상이고 또한 냉방운전 중이면, 열원환경으로 인식하여 실내환기를 중점으로 하여 운전하고, 냉방운전이 아니면 즉, 난방운전중이면, 실내의 열원을 이용한 전력절약을 위하여 압축기의 운전주파수를 최저로 하여 난방운전을 한다.
이어서, 상기 마이콤(나)에서는 개방환경제어단계(26)로 가서 상기 절대온도가 소정시간 유지되고 있는가를 판단하는데, 상기 절대온도가 소정시간 동안 유지되고 있으며, 개방환경이하고 즉, 방문이나 창문이 열려 있는 상태라고 판단하고 전력낭비를 줄이기 위하여 압축기를 저단으로 운전시킨다. 상기한 본 발명의 제어방법에서, 실내의 적정온도, 환기량, 습도 및 이러한 값들에 따른 압축기 및 송풍팬의 능력은 실내공간의 종류나 크기, 인체의 착의정도, 활동강도에 따라 달라진다.
이상과 같이 본 발명은 공기조화기가 설치되는 실내 및 작업장소의 종류 및 공간의 크기와 같은 환경조건에 감지하는 다수의 센서들을 통해 감지한 환경조건에 대한 센서값과 기준치를 비교하여 그 비교결과에 따라 공조능력을 가변시키고 필요한 운전을 수행함으로써, 사용자에게 쾌적한 공조환경을 제공함은 물론 불필요한 전력의 낭비를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 공기조화기가 설치되는 공간의 용도와 그 공간에서 행하여지는 작업과 활동정도와, 실내외의 환기정도와 작업강도와 활동하는 인체의 착의상태 및 사람의 운집정도에 따라 변화되는 환경조건에 따라 공기조화를 제어하는 공기조화기의 제어방법에 있어서, 초기운전시 실내,외의 온도, 습도, 먼지량, 산소량 및 실내조도를 감지입력하는 실제환경상태감지입력단계; 상기 실제환경상태감지입력단계에서 감지된 먼지량과 기준치와 비교하여 분진환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 집진기를 제어하는 분진환경제어단계; 상기 환경조건감지입력단계에서 감지된 산소량을 기준치와 비교하여 오염환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 오존발생기를 제어하는 오염환경제어단계; 상기 환경조건감지입력단계에서 감지된 기준치와 비교하여 취침환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 취침환경제어단계; 상기 환경조건감지입력단계에서 감지된 습도를 기준치와 비교하여 고습환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 송풍팬 및 가습기의 운전을 제어하는 고습 및 건조환경제어단계; 실내온도가 설정온도에 도달하는 시간을 기준치와 비교하여 열원환경인가를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기의 주파수 및 송풍팬을 제어하는 열원환경제어단계; 및 기준온도와 설정온도의 차를 기준치와 비교하여 개방환경여부를 판단하고, 그 판단결과에 따라 압축기의 운전주파수를 제어하는 개방환경제어단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 오염환경제어단계는 상기 공간의 산소량을 감지하는 단계와, 상기 감지된 산소량을 기준치와 비교하는 단계, 및 상기 감지된 산소량이 기준치이하인 경우에는 기준치이상이 될 때까지 오존발생기를 구동시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분진환경제어단계는 상기 공간의 분진량을 감지하는 단계와, 상기 감지된 분진량이 기준치이상인 경우에는 기준치이하가 될 때까지 집진기를 구동시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 열원환경제어단계는 실내온도가 적정온도에 도달하는 시간을 기준치와 비교하는 단계와, 냉방운전중인가를 판단하는 단계, 및 상기 도달시간이 기준치이상이고 또한 냉방운전 중이면 소정시간 동안 실내환기를 수행하는 단계, 및 상기 도달시간이 기준치이상이고 또한 난방운전 중이면 압축기의 운전주파수를 최저로 하여 난방운전을 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 개방환경제어단계는 실내온도와 적정 설정온도와의 차를 산출하는 단계와, 상기 차값이 기준시간 동안 소정의 기준치 이내로 유지되는가를 판단하는 단계와, 냉방운전중인가를 판단하는 단계, 및 상기 차값이 기준시간 동안 소정의 기준치 이내로 유지되면 압축기의 운전주파수를 최저로 하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 취침환경제어단계는 실내온도와 적정 실내온도와의 차를 산출하는 단계와, 상기 공간의 조도를 감지하는 단계와, 감지된 조도를 기준치와 비교하는 단계와, 상기 차값이 대, 중, 소 중에서 대에 속하고 감지된 조도가 기준치이상이면 압축기의 운전주파수를 고, 중, 저 중에서 고단으로 유지시키는 단계와, 상기 차값이 대에 속하고 감지된 조도가 기준치이상이면 압축기의 운전주파수를 중단으로 유지시키는 단계와, 및 상기 차값이 중에 속하고 감지된 조도가 기준치이하이거나 또는 상기 차값이 소에 속하면 압축기의 운전주파수를 저단으로 유지시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 고습 및 건조환경제어단계는 실내습도의 크기를 판단하는 단계와, 난방 또는 냉방운전인가를 판단하는 단계와, 실내습도의 크기가 소정의 상한치이상이고 난방운전 중이면 계속 난방운전을 수행하는 단계와, 실내습도의 크기가 소정의 상한치이상이고 냉방운전 중이면 제습운전을 수행하는 단계와, 실내습도의 크기가 소정의 하한치이상이고 냉방운전 중이면 실내기팬의 회전수를 소정치 감소시키고 가습기를 가동시키는 단계, 및 실내습도의 크기가 소정의 하한치이하이고 냉방운전 중이면 실내기팬의 회전수를 소정치 증가시키는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 제어방법.
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