KR20220068321A - 환기장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 환기장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 환기장치는, 실내에서 실외로 배출되는 공기가 유동하는 배기유로와, 실외에서 실내로 유입되는 공기가 유동하는 급기유로가 형성되는 하우징; 상기 실내에서 실외로 배출되는 공기와, 상기 실외에서 실내로 유입되는 공기를 열교환하는 열교환기; 상기 급기유로의 출구 측에 배치되고, 상기 실외에서 실내로 유입되는 공기에 수분을 공급하는 가습유닛; 실외기 및 실내기 중 적어도 하나와 통신을 수행하는 통신부; 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 수신되는 데이터에 기초하여, 상기 가습유닛을 통해 공급하는 상기 수분의 양을 결정하고, 상기 결정된 수분의 양에 따라, 상기 가습유닛의 동작을 제어할 수 있다. 그 외에 다양한 실시예들이 가능하다.

Description

환기장치 및 그 제어방법{VENTILATION DEVICE AND CONTROLLING METHOD OF THE SAME}
본 발명은, 환기장치 및 이를 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 실내외의 온도, 습도 등의 상태에 따라 가습 기능을 수행할 수 있는 환기장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 쾌적한 실내 환경의 제공을 위해, 실내의 온도를 조절하는 공기조화기와, 실내의 습도를 조절하는 별도의 가습장치가 사용될 수 있다.
공기조화기는, 냉각사이클을 구성하는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등을 구비하고, 냉매의 상 변화 시 주위로 열을 발산하거나 주위의 열을 흡수하는 성질을 이용하여, 실내 공기를 순환시키며 실내를 냉방 또는 난방한다.
한편, 실내의 온도 조절과 습도 조절은 공기조화기와 가습장치에 의해 가능하지만, 공기조화기와 가습장치에는 환기기능이 없어, 사용시간이 길어짐에 따라 실내의 오염도가 증가하게 된다. 또한, 공기조화기에 필터 등이 구비되거나, 별도의 공기정화장치가 설치된 경우에도, 실내에 많은 사람이 머무르는 경우 등에 있어서 공기를 정화하는 기능에 한계가 있으므로, 정기적으로 실내공기가 환기될 필요가 있다. 이러한 필요에 따라, 사무용 건물 등에는 공기조화기와 별도로 환기장치를 구비하는 경우가 많다.
환기장치는, 실내의 오염된 공기를 배출하고, 실외의 신선하고 깨끗한 공기를 흡입하여 실내로 공급하는 장치를 의미한다. 이러한 환기장치는, 실외에서 흡입되는 공기와 실외로 배출되는 공기를 열교환하는 열교환기를 구비하여, 환기하는 과정에서 발생하는 열손실을 최소화할 수 있다. 또한, 환기장치는, 실내로 공급하는 공기에 수분을 공급하는 가습유닛을 구비하여, 실내의 습도를 조절하는 가습기능을 수행할 수도 있다.
한편, 종래의 환기장치는, 사용자의 입력에 따라 가습기능이 활성화되면, 가습기능이 비활성화되기까지 일정량의 수분을 지속적으로 단순 공급하는 것이 일반적이며, 이 경우 실내의 습도가 과도하게 높아져 사용자의 불쾌감이 증가하는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 실내외의 온도, 습도 등의 상태를 고려하여, 실내에 공급되는 수분의 양을 가변함으로써, 실내외 환경에 최적화된 가습 기능을 수행할 수 있는 환기장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 환기장치는, 실내에서 실외로 배출되는 공기가 유동하는 배기유로와, 실외에서 실내로 유입되는 공기가 유동하는 급기유로가 형성되는 하우징; 상기 실내에서 실외로 배출되는 공기와, 상기 실외에서 실내로 유입되는 공기를 열교환하는 열교환기; 상기 급기유로의 출구 측에 배치되고, 상기 실외에서 실내로 유입되는 공기에 수분을 공급하는 가습유닛; 실외기 및 실내기 중 적어도 하나와 통신을 수행하는 통신부; 및 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 통신부를 통해 수신되는 데이터에 기초하여, 상기 가습유닛을 통해 공급하는 상기 수분의 양을 결정하고, 상기 결정된 수분의 양에 따라, 상기 가습유닛의 동작을 제어할 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 다양한 실시예에 따른 환기장치의 제어방법은, 실외기 및 실내기 중 적어도 하나와 통신을 수행하는 통신부를 통해 수신되는 데이터에 기초하여, 실내로 공급되는 공기에 공급되는 수분의 양을 결정하는 동작; 및 상기 환기장치의 가습유닛을 통해, 상기 결정된 수분의 양에 따라, 상기 실내로 공급되는 공기에 수분을 공급하는 동작을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 공기조화 시스템에 포함된 유닛들로부터 수신되는 데이터에 기초하여, 가습유닛을 통해 공급되는 수분의 양을 조절할 수 있어, 실내의 습도를 보다 적정하게 유지할 수 있다.
또한, 발명의 다양한 실시예에 따르면, 수분이 공급된 공기의 이슬점온도와 실내의 온도를 비교하여, 필요시 환기장치에 구비된 냉난방유닛 및/또는 실내기를 통해 실내의 온도를 증가시킨 후 수분을 공급함으로써, 급기에 포함된 수분이 물방울의 형태로 실내에 비산되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은. 본 발명의 일 실시예에 따른, 공기조화 시스템에 구성의 예시를 도시한 도면이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 환기장치의 사시도이다.
도 3은, 도 2의 환기유닛의 열교환기의 사시도와, 냉난방유닛의 냉난방코일의 사시도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 환기장치의 블록도이다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 환기장치의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 6 내지 8은, 환기장치의 동작에 대한 설명에 참조되는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, 상기 "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
본 출원에서, "포함한다" 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.
또한, 본 명세서에서, 다양한 요소들을 설명하기 위해 제1, 제2 등의 용어가 이용될 수 있으나, 이러한 요소들은 이러한 용어들에 의해 제한되지 아니한다. 이러한 용어들은 한 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해서만 이용된다.
도 1은. 본 발명의 일 실시예에 따른, 공기조화 시스템에 구성의 예시를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 공기조화 시스템(1)은, 환기장치(10), 실외기(20), 실내기(30) 및/또는 원격제어장치(35)를 포함할 수 있다.
환기장치(10)는, 덕트(30, 40)를 통해 사용자가 생활하는 실내공간(S1, S2, S3)과 연결될 수 있다. 환기장치(10)는, 실외에서 유입되는 공기를 제1 덕트(40)를 통해 실내로 공급할 수 있고, 제2 덕트(50)를 통해 실내에서 유입되는 공기를 실외로 배출할 수 있다.
여기서, 환기장치(10)에서 실내로 공급되는 공기는 급기(supply air, SA), 실내를 순환하고 환기장치(10)로 돌아오는 공기는 환기(return air, RA), 실외에서 환기장치(10)로 유입되는 공기는 외기(outdoor air, OA), 환기장치(10)에서 실외로 배출되는 공기는 배기(exhaust air, EA)로 명명될 수 있다.
환기장치(10)는, 실외공기와 실내공기를 서로 열교환시킬 수 있다. 환기장치(10)는, 실외에서 유입되어 실내로 공급되는 공기를 냉각 또는 가열시킬 수 있다. 환기장치(10)는, 실외에서 유입되어 실내로 공급되는 공기에 수분을 공급할 수 있다.
공기조화 시스템(1)은, 제1 덕트(40)의 일단에 위치하여, 실내공간(S1, S2, S3)으로 토출되는 공기의 양을 조절하는 급기댐퍼(45)를 포함할 수 있다. 공기조화 시스템(1)은, 제2 덕트(50)의 일단에 위치하여, 실내공간(S1, S2, S3)으로부터 흡입되는 공기의 양을 조절하는 배기댐퍼(55)를 포함할 수 있다.
실외기(20)는, 설정에 따라 냉매를 압축하거나 열교환하여, 환기장치(10) 및/또는 실내기(30)로 냉매를 공급할 수 있다.
실외기(20)는, 냉매를 압축하여 고압의 기체 냉매를 토출하는 압축기(미도시), 냉매로부터 기체 냉매와 액체 냉매를 분리하여 기화되지 않은 액체 냉매가 압축기로 유입되는 것을 방지하는 어큐뮬레이터(미도시), 압축기에서 토출된 냉매 중 오일을 회수하는 오일분리기(미도시), 실외공기와의 열교환에 의하여 냉매를 응축하거나 증발되도록 하는 실외 열교환기(미도시), 실외 열교환기의 열교환을 보다 원활하게 하기 위하여 실외 열교환기로 공기를 유입하고 열교환된 공기를 외부로 토출하는 실외기팬(미도시), 실외온도를 측정하는 온도센서(미도시), 실외습도를 측정하는 습도센서(미도시) 등을 포함할 수 있다.
실내기(30)는, 냉각 또는 가열된 공기를 실내공간(S1, S2, S3)으로 공급할 수 있다. 실내기(30)는, 실외기(20)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출할 수 있다.
실내기(30)는, 실내 열교환기(미도시)와, 실내기팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시), 실내온도를 측정하는 온도센서(미도시), 실내습도를 측정하는 습도센서(미도시) 등을 포함할 수 있다.
원격제어장치(35)는, 실내기(30)에 연결되어, 실내기(30)로 사용자의 제어명령을 전달하고, 실내기(30)의 상태정보를 수신하여 표시할 수 있다. 이때 원격제어장치(35)는, 실내기(30)와의 연결 형태에 따라 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다.
원격제어장치(35)는, 실내온도를 측정하는 온도센서(미도시), 실내습도를 측정하는 습도센서(미도시), 재실자를 감지하는 센서(미도시) 등을 포함할 수 있다.
공기조화 시스템(1)에 포함된 유닛들은 유/무선으로 상호 간에 통신 연결되어, 데이터를 송수신할 수 있다. 예를 들면, 실외기(20)는, 환기장치(10) 및/또는 실내기(30)의 요구(demand)에 의해 동작할 수 있다. 예를 들면, 환기장치(10)는, 실외기(20), 실내기(30) 및/또는 원격제어장치(35)로부터 수신되는 데이터에 기초하여 동작할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 환기장치의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 환기장치(10)는, 실내에서 실외로 배출되는 공기가 유동하는 배기유로와, 실외에서 실내로 유입되는 공기가 유동하는 급기유로가 형성되는 하우징(15)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하우징(15)은, 배기유로와 급기유로의 적어도 일부가 상호 교차되도록 형성될 수 있다.
환기장치(10)는, 공기를 유동시키는 환기유닛(100), 공기를 냉각 또는 가열하는 냉난방유닛(200) 및/또는 공기에 수분을 공급하는 가습유닛(300)을 포함할 수 있다.
환기유닛(100)은, 실외공기와 실내공기를 상호 열교환하는 열교환기(110)를 포함할 수 있다. 열교환기(110)의 구조의 일 예와 관련하여, 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
도 3의 도면부호 (a)를 참조하면, 열교환기(110)는, 평판형의 평면판재(113)와, 물결형상의 절곡판재(114)가 교대로 적층되어 구성될 수 있다. 평면판재(113)를 사이에 두고 배치된 절곡판재(114)는, 직각으로 교차하도록 구성될 수 있다.
열교환기(110)는 전체적으로 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다. 열교환기(110)는, 평면판재(113) 및 절곡판재(114)의 적층에 의하여 제1유로(115)와 제2유로(116)를 포함할 수 있다. 제1유로(115)와 제2유로(116)는, 서로 직교하도록 형성될 수 있다.
열교환기(110)를 구성하는 평면판재(113)의 표면 또는 절곡판재(114)의 표면에는, 수증기를 흡착하기 위한 흡착재가 도포될 수 있다. 흡착재는, 예를 들면, 실리카겔(Silica-gel), 제올라이트(Zeolite), 이온교환수지(Ion-exchange resin) 등을 포함할 수 있다.
예를 들면, 열교환기(110)를 구성하는 평면판재(113)의 표면 또는 절곡판재(114)의 표면에 흡착재가 도포되고, 박막 필름 재질 등으로 구성되어, 제1유로(115)와 제2유로(116)를 각각 통과하는 공기는 열교환과 함께 수분교환도 가능하게 된다.
즉, 실내에서 공급된 환기(RA)가 제1유로(115)로 유동하고, 실외에서 흡입된 외기(OA)가 제2유로(116)로 유동하는 경우, 제1유로(115)에서 흡착제에 의하여 수분이 흡착되어 제2유로(116)의 외기(OA)로 수분을 공급하여, 외기(OA)의 습도를 상승시킬 수 있다. 이를 통해, 가습유닛(300)이 환기장치(10)에 구비되는 경우, 가습유닛(300)에 의한 가습과정이 수행될 수 있으나, 가습유닛이 구비되지 않는 경우에도 외기(OA)와 환기(RA)의 습도차를 일차적으로 줄일 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 환기유닛(100)은, 실내외 공기를 유동시키는 적어도 하나의 송풍팬을 구비할 수 있다. 예를 들면, 환기유닛(100)은, 실내공기를 실외로 유동시키는 배기팬(120)과, 실외공기를 실내로 유동시키는 급기팬(130)을 포함할 수 있다.
즉, 배기팬(120)은 실내의 오염된 공기를 강제로 흡입하여 실외로 배출하고, 급기팬(130)은 실외로부터 공기를 강제 흡입하여 실내로 공급하는 역할을 수행할 수 있다. 여기서, 배기팬(120) 및 급기팬(130)을 이용하여 실내와 실외의 공기를 교환함으로써 실내를 환기시키는 공기조화 시스템(10)의 운전모드를, 환기운전모드라 명명할 수 있다.
배기팬(120)은, 제2 덕트(50)를 통해 실내에서 유입되는 공기(RA)를 실외와 연결되는 제4 덕트(70)로 유동시킬 수 있다. 배기팬(120)은, 제4 덕트(70)에 인접하여 배치될 수 있다. 여기서, 제2 덕트(50)를 통해 실내에서 유입된 공기인 환기(RA)가 제4 덕트(70)를 통해 배기(EA)로 배출되기까지의 하우징(15) 내 유로를 배기유로로 명명할 수 있다.
급기팬(130)은, 제3 덕트(60)를 통해 실외에서 유입되는 공기(OA)를 실내와 연결되는 제1 덕트(30)로 유동시킬 수 있다. 급기팬(130)은, 제1 덕트(40)에 인접하여 배치될 수 있다. 여기서, 제3 덕트(60)를 통해 실외에서 유입된 공기인 외기(OA)가 제1 덕트(30)를 통해 급기(SA)로 배출되기까지의 하우징(15) 내 유로를 급기유로로 명명할 수 있다.
냉난방유닛(200)은, 급기팬(130)에 의해 유입되는 실외공기를 열교환시킬 수 있다. 예를 들면, 냉난방유닛(200)은, 냉매 사이클을 이용하여, 급기팬(130)에 의해 실외에서 유입되는 공기를 냉각 또는 가열할 수 있다.
냉난방유닛(200)은, 냉매가 증발 또는 응축되는 냉난방코일(210), 냉난방코일(210)에 냉매를 선택적으로 공급하는 팽창밸브(미도시) 등을 포함할 수 있다. 팽창밸브는, 예를 들면, 전자팽창밸브(Electric expansion valve, EEV)일 수 있고, 냉매를 선택적으로 차단 또는 공급하거나, 냉난방코일(210) 내부로 유입되는 냉매를 팽창시키는 역할을 수행할 수 있다.
냉난방코일(210)의 구조의 일 예와 관련하여, 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
도 3의 도면부호 (b)를 참조하면, 냉난방코일(210)은 크로스핀 식의 핀-튜브(Fin-Tube)형 열교환기로 구성될 수 있다.
냉난방코일(210)은, 장방형 판 형상으로 형성된 알루미늄 등과 같은 금속 재질의 다수의 핀(213)과, 핀(213)을 관통하는 냉매관(215)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 실외기(20)에서 공급되는 냉매는, 냉매관(215)을 통해 유동하는 동안 급기팬(130)에 의해 유동하는 공기와 열교환될 수 있고, 열교환된 냉매는 다시 실외기(20)로 유동할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 가습유닛(300)은, 실내로 배출되는 급기(SA)에 수분을 공급할 수 있다. 예를 들면, 가습유닛(300)은, 가습소자(310)를 포함할 수 있고, 물을 수증기로 기화시켜 공기 중에 수분을 공급할 수 있다.
가습유닛(300)에는, 물이 유동하는 유로가 형성될 수 있다. 예를 들면, 하우징(15)에 형성된 물 유입부(320)를 통해 가습유닛(300)의 가습소자(310)로 물이 공급될 수 있고, 하우징(15)에 형성된 물 배출부(330)를 통해, 가습소자(310)에서 하우징(15)의 외부로 물이 배출될 수 있다.
가습유닛(300)은, 물의 유동량을 조절하는 밸브를 포함할 수 있다. 여기서, 물의 유동량을 조절하는 밸브는, 솔레노이드 밸브(solenoid valve)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 솔레노이드 밸브의 개도량에 따라, 급기(SA)에 공급되는 수분의 양이 조절될 수 있다.
가습유닛(300)은, 제1 덕트(40)에 인접하여 배치될 수 있고, 냉난방유닛(200)을 통해 냉각 또는 가열된 공기에 수분을 공급할 수 있다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 환기장치의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 환기장치(10)는, 통신부(410), 센서부(420), 저장부(430), 입력부(440), 출력부(450) 및/또는 제어부(460)를 포함할 수 있다.
통신부(410)는, 공기조화 시스템(1)에 포함된 유닛 중 적어도 하나와 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 통신부(410)는, 홈 네트워크를 지원하는 시리얼 통신 프로토콜 표준 규격인 RS-485 통신 방식에 따라, 신호를 송수신하는 인터페이스를 제공할 수 있다. 예를 들면, 통신부(410)는, 와이파이(Wi-fi), 블루투스(bluetooth), 비콘(beacon), 지그비(zigbee) 등의 근거리 무선통신 방식으로, 실외기(20) 및 실내기(30) 중 적어도 하나와 상호 간에 신호를 송수신할 수 있다.
센서부(420)는, 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센서부(420)는, 냉매의 온도를 측정하는 냉매온도센서(미도시), 외기(OA)의 온도, 습도 등을 측정하는 온습도 센서(미도시), 급기(SA)의 온도, 습도 등을 측정하는 온습도 센서(미도시) 등을 포함할 수 있다.
저장부(430)는, 제어부(460) 내의 각 신호 처리 및 제어를 위한 프로그램을 저장할 수 있다. 예를 들면, 저장부(430)는, 제어부(460)에 의해 처리 가능한 다양한 작업들을 수행하기 위한 목적으로 설계된 응용 프로그램들을 저장하고, 제어부(460)의 요청 시, 저장된 응용 프로그램들 중 일부를 선택적으로 제공할 수 있다. 저장부(430)에 저장되는 프로그램 등은, 제어부(460)에 의해 실행될 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않는다.
저장부(430)는, 휘발성 메모리(예: DRAM, SRAM, SDRAM 등)나, 비휘발성 메모리(예: 플래시 메모리(Flash memory), 하드 디스크 드라이브(Hard disk drive; HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(Solid-state drive; SSD) 등) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 있어서, 저장부(430)와 메모리는 서로 혼용되어 사용될 수도 있다.
입력부(440)는, 환기장치(10)의 동작과 관련된 각종 사용자 명령을 수신할 수 있고, 입력된 명령에 대응하는 제어 신호를 제어부(460)에 전달할 수 있다. 입력부(440)는, 터치 패드, 물리적 버튼 등을 포함할 수 있다.
출력부(450)는, 디스플레이(미도시), 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)(미도시) 등의 표시 장치를 구비할 수 있다. 예를 들면, 출력부(450)는, 환기장치(10)의 운전 상태, 에러 발생 등과 관련된 동작 상태나, 실내온도, 목표온도 등의 정보를 표시할 수 있다.
출력부(450)는, 스피커(미도시), 버저(미도시) 등의 오디오 장치를 구비할 수 있다. 예를 들면, 출력부(450)는, 환기장치(10)의 운전 상태에 대한 효과음을 출력할 수 있고, 에러 발생시 소정의 경고음을 출력할 수 있다.
제어부(460)는, 환기장치(10)에 구비된 각 구성과 연결될 수 있다. 예를 들면, 제어부(460)는, 환기장치(10)에 구비된 각 구성과 상호 간에 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있고, 각 구성의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
제어부(460)는, 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있고, 이에 포함된 프로세서를 이용하여, 환기장치(10)의 동작 전반을 제어할 수 있다. 여기서, 프로세서는 CPU(central processing unit)과 같은 일반적인 프로세서일 수 있다. 물론, 프로세서는 ASIC과 같은 전용 장치(dedicated device)이거나 다른 하드웨어 기반의 프로세서일 수 있다.
제어부(460)는, 통신부(410) 및/또는 센서부(420)를 통해 수신되는 데이터를 저장부(430)에 저장할 수 있다. 예를 들면, 제어부(460)는, 통신부(410)를 통해 실외기(20), 실내기(30) 및/또는 원격제어장치(35)로부터 수신되는 다양한 데이터(예: 실외온도, 실외습도, 실내온도, 실내습도 등)을 저장부(430)에 저장할 수 있다.
제어부(460)는, 통신부(410) 및/또는 센서부(420)를 통해 수신되는 데이터에 기초하여, 다양한 연산을 수행할 수 있다.
제어부(460)는, 가습유닛(300)을 통해 급기(SA)에 공급되는 수분의 양(이하, 필요 가습량)을 결정할 수 있다. 예를 들면, 제어부(460)는, 통신부(410)를 통해 실외기(20), 실내기(30) 및/또는 원격제어장치(35)로부터 수신되는, 실외온도, 실외습도, 실내온도, 실내습도 등에 대한 데이터에 기초하여, 필요 가습량을 결정할 수 있다.
제어부(460)는, 필요 가습량에 따라 가습유닛(300)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 제어부(460)는, 필요 가습량에 대응하여, 가습유닛(300)에 포함된 물의 유동량을 조절하는 밸브의 개도량을 조절할 수 있다.
도 5는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 환기장치의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 5를 참조하면, 환기장치(10)는, S510 동작에서, 가습유닛(300)을 통해 급기(SA)에 수분을 공급하는 기능(이하, 가습기능)이 활성화되는지 여부를 확인할 수 있다.
예를 들면, 환기장치(10)는, 공기조화 시스템(1)의 운전모드가 환기운전모드로 설정되는 경우, 가습기능을 활성화할 수 있다. 예를 들면, 환기장치(10)는, 가습기능을 활성화시키는 사용자 명령이 수신되는 경우, 가습기능을 활성화할 수 있다.
환기장치(10)는, S520 동작에서, 가습기능이 활성화된 경우, 실외기(20), 실내기(30) 및/또는 원격제어장치(35)로부터 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들면, 환기장치(10)는, 실외기(20)로부터 실외온도 및 실외 절대습도에 대한 데이터를 수신할 수 있다. 예를 들면, 환기장치(10)는, 실내기(30) 및/또는 원격제어장치(35)로부터 실내온도 및 실내 절대습도에 대한 데이터를 수신할 수 있다.
또한, 환기장치(10)는, 실외기(20), 실내기(30) 및/또는 원격제어장치(35)로부터 수신된 데이터에 기초하여, 실내의 공기 상태 및/또는 실외의 공기 상태를 판단할 수 있다. 이와 관련하여, 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
도 6은, 습공기선도(psychrometric chart)를 도시한 도면이다. 도 6을 참조하면, 특정 온도 및 특정 절대습도에 대응하는 상태점(state point)이 습공기선도 상에서 결정되는 경우, 해당 상태점에 대응하는 상대습도, 이슬점온도(dewpoint temperature), 엔탈피(enthalpy), 비체적(specific volume) 등이 결정될 수 있다.
환기장치(10)는, 실외기(20)로부터 수신된 실외온도 및 실외 절대습도에 대응하는 상태점을 습공기선도 상에서 결정하여, 실외의 상대습도, 이슬점온도, 엔탈피, 비체적 등을 판단할 수 있다.
또한, 환기장치(10)는, 실내기(30)로부터 수신된 실내온도 및 실내 절대습도에 대응하는 상태점을 습공기선도 상에서 결정하여, 실내의 상대습도, 이슬점온도, 엔탈피, 비체적 등을 판단할 수 있다.
한편, 환기장치(10)는, 가습기능이 활성화되기 이전부터 실외기(20), 실내기(30) 및/또는 원격제어장치(35)로부터 데이터를 수신하여, 실내의 공기 상태 및/또는 실외의 공기 상태를 모니터링할 수도 있다.
또한, 환기장치(10)는, 실내의 상대습도가 기 설정된 상대습도 값(예: 30%) 미만인 경우, 가습기능을 활성화할 수도 있다. 여기서, 기 설정된 상대습도는, 재실자에게 쾌적한 실내 환경이 제공되는 영역에 대응하는 상대습도 값일 수 있고, 이와 관련하여, 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.
다시 도 5를 참조하면, 환기장치(10)는, S530 동작에서, 실외기(20) 및/또는 실내기(30)로부터 수신된 데이터에 기초하여, 필요 가습량을 결정할 수 있다.
환기장치(10)는, 실내온도 및 실내 상대습도에 대하여 기 설정된 조건에 따라, 필요 가습량을 결정할 수 있다. 이와 관련하여, 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.
도 7은, 습공기선도 상에서, 재실자에게 쾌적한 실내 환경이 제공되는 영역을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 재실자에게 쾌적한 실내 환경이 제공되는 습공기선도 상 영역이 계절에 따라 상이한 것을 확인할 수 있다. 이때, 공기조화 시스템(1)은, 재실자에게 쾌적한 실내 환경이 제공되는 습공기선도 상 영역을, 목표 영역으로 설정할 수 있다.
즉, 공기조화 시스템(1)은, 여름에 냉방기능을 수행하는 경우, 목표 영역을 제1 영역(710)으로 설정하는 반면, 겨울에 난방기능을 수행하는 경우, 목표 영역을 제1 영역(710)보다 온도가 낮은 제2 영역(720)으로 설정할 수 있다.
또한, 환기장치(10)는, 설정된 목표 영역에 따라, 가습기능을 활성화할 수도 있다. 예를 들면, 환기장치(10)는, 계절에 따라 상이하게 설정되는 목표 영역에 대응하여, 가습기능을 활성화하는 기준인 상대습도 값을 상이하게 설정할 수 있다.
한편, 환기장치(10)는, 필요 가습량을 결정하는 경우, 목표 영역에 포함되는 상태점 중 어느 하나를 목표 상태점으로 결정할 수 있고, 실내온도 및 실내 상대습도가 목표 상태점에 근접하도록, 필요 가습량을 결정할 수 있다.
예를 들면, 환기장치(10)는, 목표 영역에 포함되는 상태점 중, 목표 영역의 중심에 위치하는 상태점을, 목표 상태점으로 결정할 수 있다.
환기장치(10)는, 목표 상태점에 대응하는 절대습도 및 비체적을 확인할 수 있다. 이때, 환기장치(10)는, 목표 상태점에 대응하는 절대습도 및 비체적과, 실외 절대습도 및 실외 비체적에 기초하여, 필요 가습량을 결정할 수 있다. 예를 들면, 환기장치(10)는, 이하 수학식 1을 이용하여, 필요 가습량을 결정할 수 있다.
Figure pat00001
여기서, Q는 단위시간당 급기(SA)에 공급되는 수분의 양, W는 급기팬(130)에 의해 실외에서 유입되는 공기의 풍량, Vi는 목표 상태점에 대응하는 비체적, Xi는 목표 상태점에 대응하는 절대습도, Vo는 실외 비체적, Xo는 실외 절대습도를 의미할 수 있다.
이때, 급기팬(130)에 의해 실외에서 유입되는 공기의 풍량(Q)은, 급기팬(130)의 회전속도에 따라 결정될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 환기장치(10)는, S540 동작에서, 필요 가습량에 따라 가습유닛(300)을 통해 수분이 공급된 경우의 급기(SA)의 이슬점온도를 결정할 수 있다.
예를 들면, 환기장치(10)는, 실외에서 유입되는 공기의 풍량, 실외 절대습도, 결정된 필요 가습량 등에 기초하여, 가습유닛(300)을 통해 수분이 공급된 경우의 급기(SA)의 절대습도를 산출할 수 있고, 급기(SA)의 절대습도에 대응하는 이슬점온도를 결정할 수 있다.
예를 들면, 환기장치(10)는, 필요 가습량에 따라, 가습유닛(300)을 통해 수분을 일시적으로 공급할 수 있다. 이때, 환기장치(10)는, 센서부(420)에 포함된 센서를 통해 수분이 일시적으로 공급된 급기(SA)의 절대습도를 검출하여, 급기(SA)의 절대습도에 대응하는 이슬점온도를 결정할 수 있다.
환기장치(10)는, S550 동작에서, 급기(SA)의 이슬점온도가 실내온도 미만인지 여부를 판단할 수 있다. 이와 관련하여, 도 8을 참조하여 설명하도록 한다.
도 8을 참조하면, 목표 상태점(801)에 대응하는 온도는 22℃, 상대습도는 50%이고, 필요 가습량에 따라 수분이 공급된 경우의 급기(SA)의 상태점(802)에 대응하는 온도는 23℃, 상대습도는 52%, 절대습도는 0.0092kg/kgDA일 수 있다. 또한, 급기(SA)의 상태점(802)에 대응하는 이슬점온도는 13℃로 결정될 수 있다.
이때, 실내온도가 급기(SA)의 상태점(802)에 대응하는 이슬점온도 미만인 경우, 즉, 실내온도가 13℃ 미만인 경우, 급기(SA)에 포함된 수분이 물방울의 형태로 실내 공간에 비산될 수 있다.
다시 도 5를 참조하면, 환기장치(10)는, S560 동작에서, 급기(SA)의 이슬점온도가 실내온도 이상인 경우, 실내온도가 상승하도록 공기조화 시스템(1)에 포함된 유닛들을 제어할 수 있다.
예를 들면, 환기장치(10)는, 급기(SA)의 이슬점온도가 실내온도 이상인 경우, 실내의 온도를 상승시키기 위해, 실외기(20) 및 실내기(30)에 난방모드에 대한 제어신호를 전송할 수 있다. 이때, 실외기(20)는 냉매를 압축할 수 있고, 실내기(30)는 실외기(20)로부터 공급되는 냉매를 이용하여, 가열된 공기를 실내에 토출할 수 있다.
예를 들면, 환기장치(10)는, 급기(SA)의 이슬점온도가 실내온도 이상인 경우, 냉난방유닛(200)을 통해 실외에서 유입되는 공기를 가열할 수 있고, 가열된 공기를 실내에 공급할 수 있다. 이를 위해, 환기장치(10)는, 실외기(20)에 난방모드에 대한 제어신호를 전송하여, 실외기(20)로부터 냉매를 공급받을 수 있다.
한편, 환기장치(10)는, S570 동작에서, 급기(SA)의 이슬점온도가 실내온도 미만인 경우, 필요 가습량에 따라 수분이 공급되도록 가습유닛(300)을 제어할 수 있다. 예를 들면, 환기장치(10)는, 필요 가습량에 대응하여, 가습유닛(300)에 포함된 물의 유동량을 조절하는 밸브의 개도량을 조절할 수 있다.
환기장치(10)는, S580 동작에서, 가습기능이 비활성화되는지 여부를 확인할 수 있다. 예를 들면, 환기장치(10)는, 가습기능을 비활성화시키는 사용자 명령이 수신되는 경우, 가습유닛(300)을 통한 수분 공급을 중단할 수 있다.
환기장치(10)는, 가습기능이 비활성화되지 않은 경우, 예컨대, 공기조화 시스템(1)의 운전모드가 환기운전모드로 설정되어 있는 동안, 실외기(20), 실내기(30) 및/또는 원격제어장치(35)로부터 수신되는 데이터에 기초하여 필요 가습량을 지속적으로 산출할 수 있고, 필요 가습량에 따라 급기(SA)에 수분을 공급할 수 있다.
한편, 환기장치(10)는, 가습유닛(300)을 통해 급기(SA)에 수분을 공급하는 동안, 실내기(30)로부터 수신되는 데이터에 기초하여, 실내온도 및 실내 상대습도를 모니터링할 수 있다.
또한, 환기장치(10)는, 실내온도 및 실내 상대습도가 기 설정된 조건을 만족하는 경우, 실내 상대습도가 기 설정된 습도 범위에서 유지되도록, 필요 가습량을 결정할 수 있다.
예를 들면, 환기장치(10)는, 실내온도 및 실내 상대습도가 목표 상태점에 도달하는 경우, 목표 상태점에 기초하여 결정된 필요 가습량에 따라, 급기(SA)에 수분을 지속적으로 공급할 수 있다.
예를 들면, 환기장치(10)는, 실내온도 및 실내 상대습도가 목표 상태점에 도달하는 경우, 실내 상대습도가 목표 영역의 경계에 인접할 때까지 급기(SA)에 대한 수분 공급을 중단할 수 있다. 이때, 환기장치(10)는, 실내 상대습도가 목표 영역의 경계에 인접하는 경우, 필요 가습량에 따라 급기(SA)에 수분을 재공급할 수 있다.
상기와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 공기조화 시스템(1)에 포함된 유닛들로부터 수신되는 데이터에 기초하여, 가습유닛(300)을 통해 공급되는 수분의 양을 조절할 수 있어, 실내의 습도를 보다 적정하게 유지할 수 있다.
또한, 발명의 다양한 실시예에 따르면, 수분이 공급된 공기의 이슬점온도와 실내온도를 비교하여, 필요시 환기장치(10)에 구비된 냉난방유닛 및/또는 실내기(30)를 통해 실내의 온도를 증가시킨 후 수분을 공급함으로써, 급기(SA)에 포함된 수분이 물방울의 형태로 실내에 비산되는 것을 방지할 수 있다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나, 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (16)

  1. 실내에서 실외로 배출되는 공기가 유동하는 배기유로와, 실외에서 실내로 유입되는 공기가 유동하는 급기유로가 형성되는 하우징;
    상기 실내에서 실외로 배출되는 공기와, 상기 실외에서 실내로 유입되는 공기를 열교환하는 열교환기;
    상기 급기유로의 출구 측에 배치되고, 상기 실외에서 실내로 유입되는 공기에 수분을 공급하는 가습유닛;
    실외기 및 실내기 중 적어도 하나와 통신을 수행하는 통신부; 및
    제어부를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 통신부를 통해 수신되는 데이터에 기초하여, 상기 가습유닛을 통해 공급하는 상기 수분의 양을 결정하고,
    상기 결정된 수분의 양에 따라, 상기 가습유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 환기장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가습유닛은, 물의 유동량을 조절하는 밸브를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 결정된 수분의 양에 따라, 상기 밸브의 개도량을 제어하는 것을 특징으로 하는 환기장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가습유닛의 동작을 제어하는 동안, 상기 통신부를 통해 상기 실내기로부터 수신되는 데이터에 기초하여, 실내온도 및 실내 상대습도를 모니터링하고,
    상기 실내온도 및 상기 실내 상대습도가 기 설정된 조건을 만족하는 경우, 상기 실내 상대습도가 기 설정된 습도 범위에서 유지되도록, 상기 가습유닛의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 환기장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 실외기로부터 수신되는 데이터에 기초하여, 실외 절대습도 및 실외 비체적을 산출하고,
    기 설정된 실내 절대습도 및 실내 비체적과, 상기 실외 절대습도 및 상기 실외 비체적에 기초하여, 상기 가습유닛을 통해 공급되는 상기 수분의 양을 결정하는 것을 특징으로 하는 환기장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 가습유닛을 통해 수분이 공급된 공기의 이슬점온도를 산출하고,
    상기 산출된 이슬점온도가 실내온도 미만인 경우, 상기 결정된 수분의 양에 따라 상기 가습유닛이 동작하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 환기장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 실외 절대습도와, 상기 결정된 수분의 양에 기초하여, 상기 이슬점온도를 산출하는 것을 특징으로 하는 환기장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 산출된 이슬점온도가 상기 실내온도 이상인 경우, 상기 실내기가 난방 운전을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 환기장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 열교환기에서 열교환된 공기를 냉각 또는 가열하는 냉난방유닛을 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 산출된 이슬점온도가 상기 실내온도 이상인 경우, 상기 냉난방유닛을 통해, 상기 열교환기에서 열교환된 공기를 가열하는 것을 특징으로 하는 환기장치.
  9. 환기장치의 제어방법에 있어서,
    실외기 및 실내기 중 적어도 하나와 통신을 수행하는 통신부를 통해 수신되는 데이터에 기초하여, 실내로 공급되는 공기에 공급되는 수분의 양을 결정하는 동작; 및
    상기 환기장치의 가습유닛을 통해, 상기 결정된 수분의 양에 따라, 상기 실내로 공급되는 공기에 수분을 공급하는 동작을 포함하는 환기장치의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수분을 공급하는 동작은,
    상기 결정된 수분의 양에 따라, 상기 가습유닛에 포함된, 물의 유동량을 조절하는 밸브의 개도량을 조절하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 가습유닛을 통해 상기 실내로 공급되는 공기에 수분을 공급하는 동안, 상기 실내기로부터 수신되는 데이터에 기초하여, 실내온도 및 실내 상대습도를 모니터링하는 동작; 및
    상기 실내온도 및 상기 실내 상대습도가 기 설정된 조건을 만족하는 경우, 상기 실내 상대습도가 기 설정된 습도 범위에서 유지되도록, 상기 가습유닛을 통해 상기 실내로 공급되는 공기에 수분을 공급하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 수분의 양을 결정하는 동작은,
    상기 실외기로부터 수신되는 데이터에 기초하여, 실외 절대습도 및 실외 비체적을 산출하는 동작; 및
    기 설정된 실내 절대습도 및 실내 비체적과, 상기 실외 절대습도 및 상기 실외 비체적에 기초하여, 상기 수분의 양을 결정하는 동작을 포함하는 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 가습유닛을 통해 수분이 공급된 공기의 이슬점온도를 산출하는 동작을 더 포함하고,
    상기 수분을 공급하는 동작은, 상기 산출된 이슬점온도가 실내온도 미만인 경우, 상기 가습유닛을 통해 상기 수분을 공급하는 동작인 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이슬점온도를 산출하는 동작은, 상기 실외 절대습도와, 상기 결정된 수분의 양에 기초하여, 상기 이슬점온도를 산출하는 동작인 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 산출된 이슬점온도가 상기 실내온도 이상인 경우, 상기 실내기가 난방 운전을 수행하도록 제어하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 산출된 이슬점온도가 상기 실내온도 이상인 경우, 상기 환기장치의 냉난방유닛을 통해, 상기 실내로 공급되는 공기를 가열하는 동작을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.
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