KR20090091527A - 공기조화기 및 그 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 열화상 이미지를 촬영하는 열화상 카메라 유닛, 열화상 카메라 유닛을 통해 촬영된 열화상 이미지를 판독하여 재실자의 상태를 감지하고, 재실자의 상태에 따른 공기조화 동작을 수행하도록 하는 제어신호를 발령하는 제어부 및 제어부로부터 발령된 제어신호에 따라 공기조화 동작을 수행하는 구동부를 포함한다. 본 발명에 따르면, 열화상 카메라를 이용하여 재실자를 감지함으로써, 재실자의 신체 온도에 따른 상태 파악이 용이한 이점이 있으며, 또한 재실자의 신체 상태에 따라 그에 대응하는 공기조화 동작을 수행하도록 함으로써 재실자의 현재 상태에 맞는 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 이점이 있다.

열화상 카메라 유닛, 열화상 이미지, 상태 데이터, 설정 데이터

Description

공기조화기 및 그 제어방법{ Air conditioner and controlling method thereof }

본 발명은 공기조화기 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열화상 카메라를 이용하여 재실자의 신체상태 파악이 용이하도록 하는 공기 조화기 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 가전기기이다. 이를테면, 여름에는 실내를 시원한 냉방 상태로, 겨울에는 실내를 따뜻한 난방 상태로 조절하고, 또한 실내의 습도를 조절하며, 실내의 공기를 쾌적한 청정 상태로 조절한다. 이렇게 공기조화기와 같은 생활의 편의 제품이 점차적으로 확대, 사용되면서 소비자들은 높은 에너지 사용 효율과, 성능 향상 및 사용에 편리한 제품을 요구하게 되었다.

이러한, 공기조화기는 실내기와 실외기가 각각 분리된 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기를 하나의 장치로 결합 된 일체형 공기조화기와, 벽에 장착되도록 구성된 벽걸이형 공기조화기 및 액자형 공기조화기와, 거실에 세울 수 있도록 구성된 슬림형 공기조화기와, 하나의 실내기를 구동시킬 수 있는 용량으로 구성되어 가 정집과 같이 좁은 장소에서 이용되도록 구성된 싱글형 공기조화기와, 회사 또는 음식점에서 사용할 수 있도록 매우 큰 용량으로 구성된 중대형 공기조화기와, 다수개의 실내기를 충분히 구동시킬 수 있는 용량으로 구성된 멀티형 공기조화기 등으로 구분되어 있다.

본 발명의 목적은, 열화상 카메라를 이용하여 재실자의 신체상태 파악하고, 그에 따라 공기조화동작을 제어하는 것이 가능하도록 하는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공함에 있다.

본 발명의 공기조화기는, 열화상 이미지를 촬영하는 열화상 카메라 유닛, 상기 열화상 카메라 유닛을 통해 촬영된 상기 열화상 이미지를 판독하여 재실자의 상태를 감지하고, 상기 재실자의 상태에 따른 공기조화 동작을 수행하도록 하는 제어신호를 발령하는 제어부 및 상기 제어부로부터 발령된 제어신호에 따라 공기조화 동작을 수행하는 구동부를 포함한다. 또한, 상기 재실자의 온도에 따른 상태 데이터 및 상기 상태 데이터에 대응하는 공기조화 설정 데이터가 저장되는 메모리를 더 포함한다.

이때, 상기 열화상 카메라 유닛은 실시간 또는 소정시간 간격으로 상기 열화상 이미지를 촬영한다.

또한, 상기 제어부는 상기 열화상 이미지로부터 상기 재실자의 위치를 감지 한다. 상기 제어부는 상기 열화상 이미지로부터 상기 재실자의 온도를 감지하여, 상기 메모리에 저장된 상태 데이터 중 상기 감지된 재실자의 온도에 대응하는 상태 데이터를 검출하고, 상기 메모리에 저장된 공기조화 설정 데이터 중 상기 검출된 상태 데이터에 대응하는 공기조화 설정 데이터를 검출한다.

한편, 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어방법은, 열화상 카메라를 이용하여 열화상 이미지를 촬영하는 단계, 촬영된 상기 열화상 이미지를 판독하여 재실자의 온도에 따른 상태 데이터를 검출하는 단계, 상기 상태 데이터에 대응하는 공기조화 설정 데이터를 검출하는 단계 및 검출된 상기 공기조화 설정 데이터에 따라 공기 조화 동작을 수행하는 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 공기 조화기 및 그 제어방법은, 열화상 카메라를 이용하여 재실자를 감지함으로써, 재실자의 신체 온도에 따른 상태 파악이 용이한 이점이 있으며, 또한 재실자의 신체 상태에 따라 그에 대응하는 공기조화 동작을 수행하도록 함으로써 재실자의 현재 상태에 맞는 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 이점이 있다.

본 발명에 따른 공기조화기 및 그 제어방법에 대한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 공기조화기가 운전 정지일 때의 사시도이고, 도 2 는 도 1 에 나타내는 공기조화기가 운전 중일 때의 사시도이다.

도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 발명의 공기조화기는 본체(2)에 실내의 공기 가 흡입되는 공기 흡입구(4, 6)가 형성되고, 공기 흡입구(4, 6)를 통하여 흡입되는 공기가 본체(2)의 내부에서 가열되거나, 냉각되거나, 또는 정화되는 등의 공조 된 공기가 토출되는 공기 토출구(8, 10)가 형성된다.

본체(2)는 스텐드형 공기조화기나 벽걸이형 공기조화기나 천장형 공기조화기 등의 어느 경우에도 적용 가능하나, 이하 편의를 위해 스텐드형 공기조화기를 예로 들어 설명한다. 이하, 본체(2)는 하부에 공기 흡입구(4, 6)가 형성되고, 상부에 공기 토출구(8, 10)가 형성되어, 공기 흡입구(4, 6)를 통해 공기를 흡입하여 내부에서 공조한 후 공기 토출부(8, 10)를 통하여 공기를 토출하는 유로를 갖는다.

본체(2)는 베이스(12), 캐비닛(20), 하부 및 상부 패널(미도시)을 포함한다.

베이스(12)는 본체(2)의 저면부 외관을 형성하고 캐비닛(20)과 상기 하부 패널 등을 지지한다.

캐비닛(20)은 본체(2)의 후방부 외관을 형성하고, 베이스(12)의 후방부 상측에 위치되게 설치된다.

하부 패널은 좌측 공기 흡입구(4)가 형성된 좌측 하부 패널(미도시)과, 우측 공기 흡입구(6)가 형성된 우측 하부 패널(미도시)로 이루어진다.

좌측 하부 패널은 캐비닛(20)의 하부 전방 위치인 베이스(12)의 전방부 좌측 위에 배치되게 설치되고, 좌측 공기 흡입구(4)는 좌우 방향으로 개구 형성되거나 좌측 전방 방향으로 개구되게 형성된다.

우측 하부 패널은 캐비닛(20)의 하부 전방 위치인 베이스(12)의 전방부 우측 위에 배치되게 설치되고, 우측 공기 흡입구(8)는 좌우 방향으로 개구 형성되거나 우측 전방 방향으로 개구되게 형성된다.

상부 패널은 캐비닛(20)의 전방 상부에 배치되고, 좌측 토출부(미도시)에 좌측 공기 토출구(8)가 좌우 방향으로 개구 형성되거나 좌측 전방 방향으로 개구 형성된다. 여기서, 상기 좌측 토출부는 좌측 베인(22)의 닫힘 시 좌측 베인(22)에 돌출되게 구비된 좌측 풍향 조절부(24)가 삽입되어 수용되도록 본체(2)의 내측 방향으로 함몰 형성된다.

그리고, 상부 패널은 우측 토출부(미도시)가 형성되고, 우측 토출부에 우측 공기 토출구(10)가 좌우 방향으로 개구 형성되거나 우측 전방 방향으로 개구 형성된다. 여기서, 우측 토출부는 우측 베인(26)의 닫힘 시 우측 베인(26)에 돌출되게 구비된 우측 풍향 조절부(28)가 삽입되어 수용되도록 본체(2)의 내측 방향으로 함몰 형성된다.

그리고, 본체(2)의 전방에는 전면 패널(30)이 좌,우 중 일측으로 중심으로 회동되게 연결된다. 전면 패널(30)은 공기조화기의 전면측 외관을 형성하는 것으로서, 베이스(12) 및 좌측 하부 패널과 상기 우측 하부 패널과 상부 패널 중 적어도 하나에 고정되게 장착되는 것도 가능하고, 좌측 하부 패널과 우측 하부 패널의 사이의 공간을 개폐하도록 베이스(12) 및 좌측 하부 패널과 우측 하부 패널과 상부 패널 중 적어도 하나에 좌,우 중 일측으로 회전 가능하게 연결되는 것도 가능함은 물론이다.

그리고, 본체(2)의 내부에는 실내의 공기를 본체(2) 내부로 흡입한 후 본체(2)의 외부로 토출되게 송풍력을 발생시키는 송풍기(미도시)와, 송풍기에서 송풍 된 공기를 냉매와 열교환시키는 열교환기(미도시)를 포함한다.

한편, 본체(2)에는 공기 흡입구(4, 6)와 공기 토출구(8, 10) 중 적어도 하나를 여닫음과 아울러 공기를 안내하는 베인(22, 26)이 설치된다. 이하, 베인(22, 26)은 공기 흡입구(4, 6)와 공기 토출구(8, 10)를 동시에 함께 여닫음과 아울러 흡입 공기와 토출 공기 모두를 안내하는 것으로서, 전체적으로 상하 방향으로 길게 형성된다.

본체(2)에는 공기 토출구(42)가 형성된 토출구 유닛(40)이 형성되고, 토출구 유닛(40)이 본체(2)의 내측 상부에서 본체(2)의 위로 상승되고 본체(2)의 위에서 본체(2)의 내측으로 하강되는 토출부 구조를 갖는다.

여기서, 본체(2)는 그 상면 전체가 상하 방향으로 개방된 개구면을 갖거나 그 상면에 상하 방향으로 개구된 개구부가 형성되고, 토출구 유닛(40)은 본체(2)의 개구면이나 개구부를 통해 승강 구동된다.

본체(2)에는 토출구 유닛(40)의 상부에는 열화상 카메라 유닛(110)이 장착되어, 공기조화기 운전 중 실시간 또는 일정시간 간격으로 실내 열화상 이미지를 촬영한다.

이상에서 열화상 카메라 유닛(110)은 토출구 유닛(40)의 상부에 형성되는 것을 그 실시예로 하고 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 본체의 다른 부분에 형성될 수도 있다.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 3 을 참조하면, 본 발명의 공기조화기는 열화상 카메라 유닛(110), 제어 부(120), 구동부(130), 메모리(140) 및 출력부(150)를 포함한다.

여기서, 구동부(130)는 실내팬(미도시), 실내열교환기(미도시), 밸브조절부(미도시), 및 풍향조절부를 포함하며, 상기한 각 구성의 입출력 및 동작 제어는 제어부(120)의 제어명령에 의해 이루어진다.

실내팬은 실내열교환기에서 생성된 냉온의 공기를 실내로 토출하는 장치로서, 실내열교환기의 어느 일 측에 구비된다. 이때, 실내팬은 모터와 연결되어, 모터의 회전력에 의해 회전되어 바람을 생성한다. 이때, 실내팬은 모터의 회전수에 따라, 실내로 토출되는 공기의 양이 가변되므로, 실내로 토출되는 풍량을 조절하는 수단이 된다. 실내열교환기는 실외기로부터 공급되는 냉매의 증발 또는 응축시켜 주변의 공기를 열 교환함으로써, 냉 또는 온의 공기를 생성한다.

한편, 밸브조절부는 복수의 밸브를 포함하여, 제어부(120)의 제어명령에 따라, 냉매배관에 연결된 밸브의 개도량을 조절함으로서, 실내열교환기로 유입되는 냉매의 종류와 양을 조절하고, 또는 실내열교환기로 냉매가 팽창되어 공급되도록 한다. 풍향조절부는 실내로 토출되는 공기의 방향을 조절하는 장치로, 실내기의 케이스의 토출구에 구비되어, 토출되는 공기가 상하좌우로 변경되도록 한다. 이때, 풍향조절부는 실내기 토출구에 구비되는 루버, 베인을 포함한다.

메모리(140)는 온도에 따른 인체의 상태 데이터가 저장되며, 또한 인체의 상태에 따른 공기조화 설정 데이터가 저장된다. 이때, 메모리(140)는 공기조화 동작 수행 시 제어부(120)의 요청에 따라 인체의 상태 데이터 또는 그에 대응하는 공기조화 설정 데이터를 제공한다.

출력부는 소정의 데이터를 화면에 표시하는 디스플레이부(미도시) 및 소정의 경보음을 출력하는 경보출력부(미도시)를 포함한다.

열화상 카메라 유닛(110)은 소정 범위 이내의 이미지를 촬영하고, 촬영된 이미지를 제어부(120)로 전달한다. 이때, 열화상 카메라 유닛(110)은 촬영되는 이미지의 열을 감지하고, 감지된 열의 온도에 따라 촬영되는 이미지가 적어도 하나의 서로 다른 색상을 갖도록 촬영한다.

제어부(120)는 열화상 카메라 유닛(110)을 통해 촬영되는 이미지를 분석하여 촬영된 이미지에 대한 열 분포를 감지하고, 감지된 열 분포에 따라 재실자를 확인한다. 여기서, 제어부(120)는 촬영된 이미지의 픽셀 분포를 분석하고, 픽셀 차를 이용하여 재실자를 감지할 수 있게 된다.

이때, 제어부(120)는 재실자의 온도를 확인하고, 메모리(140)에 저장된 인체의 상태 데이터 중 확인된 재실자의 온도에 따른 상태 데이터를 검출한다. 또한, 제어부(120)는 메모리(140)에 저장된 공기조화 설정 데이터 중 검출된 재실자의 상태 데이터에 대응하는 설정 데이터를 검출한다. 한편, 제어부(120)는 설정에 따라 검출된 재실자의 온도에 따른 상태 데이터 및 그에 대응하는 공기조화 설정데이터를 디스플레이수단(미도시)을 통해 표시되도록 제어할 수 있다. 물론, 이때 검출된 정보는 메모리(140)에 저장될 수 있다.

이때, 열화상 카메라 유닛(110)은 실내 열화상 이미지를 실시간 또는 일정시간 간격으로 촬영하고, 제어부(120)는 열화상 카메라 유닛(110)을 통해 실시간 또는 일정시간 간격으로 촬영되는 이미지를 분석하여, 공기조화기가 온 동작하는 동 안 재실자의 상태를 계속적으로 감시한다. 따라서, 재실자의 상태가 급변화하더라도 그에 대응하는 공기조화 설정 데이터에 따라 구동부(130) 동작을 제어한다.

다시 말해, 재실자의 상태에 대응하는 공기조화 설정 데이터에 따라 실내팬, 실내열교환기, 밸브조절부, 및 풍향조절부 등의 동작을 제어하여, 재실자의 상태에 따른 적정 공기조화 동작을 수행하도록 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 동작을 설명하기 위해 참조되는 도이다.

먼저, 도 4는 열화상 카메라 유닛을 통해 촬영된 이미지를 나타낸 예시도이다. 도 4를 참조하면, 열화상 카메라 유닛(110)은 온도에 따라 촬영되는 이미지가 서로 다른 색을 갖도록 한다. 다시 말해, 온도가 높은 부분은 흰색에 가까운 빛을 띄도록 하고, 온도가 낮은 부분은 검은색에 가까운 빛을 띄도록 한다. 따라서 제어부(120)는 도 4와 같이 촬영된 열화상 이미지의 각 픽셀을 분석하고, 분석 결과에 따라 픽셀 차에 의해 재실자를 구분하고, 재실자의 온도를 확인하도록 한다.

도 5는 온도에 따른 상태 데이터 및 그에 대응되는 공기조화 설정 데이터를 나타낸 도이다. 도 5를 참조하면, 제어부(120)는 도 4에서와 같이 촬영된 열화상 이미지로부터 재실자의 온도가 확인되면, 메모리(140)에 저장된 데이터 중 확인된 온도에 대응하는 데이터를 검출하여, 그에 따른 공기조화 동작을 수행하도록 한다.

즉, 확인된 재실자의 온도가 (A):'d<=t' 인 경우, 제어부(120)는 재실자가 고열상태임을 감지하고, 운전설정을 '강냉방'으로 변경한 후 경보 신호를 출력하도록 한다. 또한, 확인된 재실자의 온도가 (B):'c<=t<d' 인 경우, 제어부(120)는 재 실자가 격렬한 운동을 하거나 혹은 방금 운동을 마친 경우와 같이 활동량이 많은 상태인 것으로 감지하고, 운전설정을 '강냉방'으로 변경함으로써 재실자에게 강한 냉풍을 제공하도록 한다.

한편, 확인된 재실자의 온도가 (C):'b<=t<c' 인 경우, 제어부(120)는 재실자가 가벼운 운동을 하거나, 혹은 휴식 상태와 같이 활동량이 적은 상태인 것으로 감지하고, 이때 운전설정을 '약냉방'으로 변경함으로써 재실자에게 약한 냉풍을 제공하도록 한다. 또한, 확인된 재실자의 온도가 (D):'a<=t<b' 인 경우, 제어부(120)는 재실자가 수면 상태이거나 혹은 휴식을 취하는 등 활동량이 거의 없는 안정상태인 것으로 감지하고, 이때 운전설정을 '송풍' 또는 '약난방' 등으로 변경함으로써 재실자가 안정을 취하기 좋은 실내 조건을 제공하도록 한다.

만일, 확인된 재실자의 온도가 (E):'T<A' 인 경우, 제어부(120)는 재실자가 저체온 상태인 것으로 감지하고, 운전설정을 '강난방'으로 변경한 후 경보 신호를 출력하도록 한다.

물론, 도 5의 실시예는 재실자의 신체온도에 따른 그의 상태 데이터 및 그에 대응하는 설정 데이터에 대한 실시예를 도시하였으나, 이는 어느 하나에 한정된 것은 아니며, 설정에 따라 임의로 변경 가능하다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 동작 흐름이 도시된 순서도이다. 도 6을 참조하면, 실내기 온(ON) 동작 시(S100), 제어부(120)는 열화상 카메라 유닛(110)이 함께 동작되도록 제어한다(S110). 이때 열화상 카메라 유닛(110)을 통해 열화상 이미지가 촬영되면, 제어부(120)는 촬영된 열화상 이미지를 판독하여 열화상 이미지의 온도 분포를 감지한다(S120). 이때, 제어부(120)는 열화상 이미지의 온도 분포에 따라 재실자 위치를 확인한다(S130). 또한, 제어부(120)는 열화상 이미지를 통해 확인된 온도 분포에 따라 재실자의 신체 온도를 감지하고(S140), 이때 메모리(140)에 저장된 온도에 따른 상태 데이터를 검출하여 재실자의 상태를 확인한다(S150).

한편, 제어부(120)는 메모리(140)에 저장된 설정 데이터 중 재실자의 상태에 대응하는 공기조화 설정 데이터를 검출하고(S160), 검출된 공기조화 설정 데이터에 따라 구동부(130) 동작을 제어하여 공기 조화 동작이 수행되도록 한다(S170). 이때, 별도의 종료 명령이 인가되지 않는 경우에는 별도의 종료 명령이 인가될 때까지 'S110' 내지 'S70'의 과정을 반복하여 수행하도록 한다.

반면, 재실자의 온도에 따른 공기 조화 동작 수행 시 별도의 종료 명령이 인가되면(S180), 제어부(120)는 인가된 제어명령에 따라 실내기를 오프시켜 공기 조화 동작이 종료되도록 한다(S190).

이상과 같이 본 발명에 의한 공기조화기 및 그 제어방법을 예시된 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않으며, 본 발명의 기술사상은 보호되는 범위 이내에서 당업자에 의해 용이하게 응용될 수 있다.

도 1 및 도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기를 도시한 사시도이다.

도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 구성을 설명하기 위해 참조되는 블록도,

도 4 및 도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 조화기의 동작 설명에 참조되는 도, 그리고

도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 동작 흐름이 도시된 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

110: 열화상 카메라 유닛 120: 제어부

130: 구동부 140: 메모리

150: 출력부

Claims (8)

1. 열화상 이미지를 촬영하는 열화상 카메라 유닛;

   상기 열화상 카메라 유닛을 통해 촬영된 상기 열화상 이미지를 분석하여 재실자의 온도를 감지하고, 상기 재실자의 신체 온도에 따라 서로 다른 상태 데이터를 검출하여 그에 대응하는 제어신호를 발령하는 제어부; 및

   상기 제어부로부터 발령된 제어신호에 대응하는 공기조화 설정 데이터에 근거하여 공기조화 동작을 수행하는 구동부;를 포함하는 공기 조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 열화상 카메라 유닛은, 실시간 또는 소정시간 간격으로 상기 열화상 이미지를 촬영하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어부는, 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어신호 발령 후 상기 열화상 이미지로부터 감지된 상기 재실자의 신체 온도가 변화된 경우, 그에 대응하는 다른 상태 데이터를 검출하여 그에 대응하는 제어신호를 발령하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동부는, 상기 제어부의 제어명령에 따라 이전의 공기조화 동작을 종료하고 다른 공기조화 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 재실자의 신체 온도에 따른 서로 다른 상태 데이터가 저장되며, 상기 서로 다른 상태 데이터에 각각 대응되는 공기조화 설정 데이터가 저장되는 메모리;를 더 포함하는 공기 조화기.
6. 열화상 카메라를 이용하여 열화상 이미지를 촬영하는 단계;

   촬영된 상기 열화상 이미지를 분석하여 재실자의 위치를 확인하고, 상기 확인된 재실자의 신체 온도를 감지하는 단계;

   상기 재실자의 신체 온도에 따라 서로 다른 상태 데이터를 검출하는 단계; 및

   상기 상태 데이터에 대응하는 공기조화 설정 데이터에 따라 공기조화 동작을 수행하는 단계;를 포함하는 공기 조화기의 제어방법.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 열화상 이미지를 촬영하는 단계는, 실시간 또는 소정시간 간격으로 수행되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 재실자의 신체 온도가 변화된 경우, 상기 변화된 신체 온도에 대응하는 다른 상태 데이터를 검출하는 단계; 및

   상기 검출된 다른 상태 데이터에 대응하는 공기조화 동작을 수행하는 단계;를 더 포함하는 공기 조화기의 제어방법.

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