KR100561926B1 - 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템 및 방법 - Google Patents

열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템 및 방법 Download PDF

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    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • G05D23/00—Control of temperature
    • G05D23/19—Control of temperature characterised by the use of electric means

Abstract

본 발명은 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템 및 방법에 관한 것으로, 외부에서 제공하는 데이터를 입력받아 입력된 정보의 종류별로 저장시키는 데이터 입력부와, 상기 데이터 입력부를 통해 시간대별 각 열원의 단가 정보가 입력되면, 상기 시간대별 각 열원의 단가 정보를 냉동기의 사양에 적용시켜 설정 열량당 각 냉동기가 소모하는 비용을 산출하는 단가 산출부와, 상기 데이터 입력부를 통해 외부 온도 정보가 입력되면, 입력된 외부 온도 정보에 따라 시간대별 부하율을 산출하는 부하율 산출부와, 상기 부하율 산출부에 의해 산출된 부하율을 이용하여 해당 시간대에 소모될 냉방부하량을 산출하는 부하량 산출부와, 상기 냉방부하량 산출부에서 산출한 상기 냉방부하량, 상기 단가 산출부에서 산출한 각 냉동기별 소모 비용을 고려하여 가장 저렴하게 상기 냉방부하량 이상을 발생시킬 수 있는 최소 대수의 냉동기를 결정하는 냉동기 선택부와, 상기 각 산출부 및 선택부에 의해 산출 또는 결정된 결과를 운전자가 확인할 수 있게 표시하는 디스플레이부를 포함하여 달성된다.

Description

열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템 및 방법{System and method for operating an refrigerator based on energy production cost}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템의 블록 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 방법을 보인 플로우챠트,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 각 냉동기별 일일 시간대의 단가표의 예시도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시간대별 일 부하율 표의 예시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉방부하량 산출부에 의해 산출된 냉방부하량 산출표의 예시도이다.
본 발명은 건물 운용 방법에 관한 것으로, 특히, 건물에 설치된 냉동기를 외부 온도와 열원 단가와 냉동기의 사양을 고려하여 시간대별로 가장 저렴한 가격으로 충분한 효과를 만족시키는 냉동기를 선택하고 가동시키는 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템 및 방법에 관한 것이다.
상기 열원은 전기, 가스, 수도 등을 총칭하는 말이다.
산업이 발전함에 따라 건물의 수가 늘어가고 있으며, 각 건물은 냉난방 및 시설의 운영에 많은 에너지를 사용하고 있다. 건물에서 소비되는 에너지 사용량은 2000년에 발표된 자료에 따르면 국가전체 에너지 사용량 중 약 22.3%를 차지하고 있으며 매해마다 늘어나고 있는 추세여서 국가 산업 및 경제 전반에 관계되는 문제로 대두되고 있다. 그리고, 건물 소유주 입장에서 건물의 에너지 소비량은 곧 금전적인 지출과 연결되므로 비효율적인 건물의 에너지 소비는 건물 소유주에게 상당한 금전적 부담을 주는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 건물에서 소비하는 에너지의 사용을 효율적이고 체계적으로 관리하는 것이 요구된다.
그러나, 현재 각 건물의 운용 특히 냉동기 운전은 냉동을 요구하는 조건이 되면 건물에 설치된 냉동기 모두를 가동시켜 냉방하고 있으며, 운전자가 내부 온도가 너무 높거나 낮다고 느끼면 그때서야 냉동기의 출력을 조절하는 방법으로 하고 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 건물의 냉동기를 체계적인 데이터에 근거하여 효율적으로 가동시켜 에너지 소비량을 줄이는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 열원단가와 냉동기의 에너지 효율을 고려하여 냉방에 소비되는 비용을 절감시키는 것을 목적으로 한다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 방법은 국가에서 공지한 열원단가를 이용한다.
일반적으로 열원 중에서 전기는 사용처, 사용하는 표준전압, 계절, 시간에 따라 단가가 다르며, 이러한 전기 단가는 이전에 공지된 가격에서 변동이 있을때마다 한국전력공사에서 공지하고 있다.
상기 사용처는 주택용, 일반용, 교육용, 산업용, 농사용, 가로등, 심야전력으로 구분되고, 사용하는 표준전압은 표준전압이 110V 이상 380V 이하(저압전력)인지, 3,300V이상 66,000V 이하(고압A)인지, 157,000V(고압B)인지, 표준전압 345,000V 이상(고압C)인지로 구분되며, 계절별은 여름철, 봄가을, 겨울철로 구분되고, 시간은 하루중에서 전력을 많이 소모하는 시간범위의 전력(최대부하), 전력 소모가 보통인 시간범위의 전력(중간부하)과, 전력소모가 작은 시간대의 전력(경부하)으로 구분된다.
여기서, 사용처와 사용하는 표준전압은 임의로 선택할 수 있는 것이 아니므로, 단가를 고려하는 사항에서 제외된다. 본 발명이 고려하는 계절별, 시간대별 전기 단가 및 시간대 정보의 일예가 표 1과 표 2에 도시되어 있다.
(표 1) 일반용 전력, 고압B, 계약전력 3000kw이상인 경우
Figure 112003023255352-pat00001
(표 2) 일반용 전력을 계절별 시간대별로 구분
Figure 112003023255352-pat00002
가스요금은 5-9월(냉방용)인지 10-4월(난방용)인지에 따라 단가가 다르다.
상기와 같이 열원단가를 고려하는 것은 냉동기의 기종별로 사용하는 열원이 다르고, 냉동기의 기종별로 단위열량당 열원 사용량이 다르기 때문이다. 냉방설비를 일예로 설명하면, 냉방을 위해 각 건물에 설치되는 냉동기는 흡수식 냉동기와, 전동식 냉동기, 빙축열 냉동기로 구분된다. 흡수식 냉동기는 가스를 열원으로 사용하고 있고, 전동식 냉동기는 전기를 열원으로 사용하고 있다. 그리고, 빙축열 냉동기는 전동식 냉동기로서 심야전력으로 에너지를 빙축시키는 역할을 한다. 이하 빙축열 냉동기를 상기 빙축열을 만들지 않는 전동식 냉동기와 구분하고자 할 때만 빙축열 냉동기라고 명시한다. 더욱이 흡수식 냉동기의 경우 가스에 대하여 단위열량당(1000kcal) 열원사용량은 13.75%이고, 전동식 냉동기의 경우 전기에 대하여 단위열량당(1000kcal) 열원사용량은 35.01%이다.
상기와 같이 냉동기 기종별로 주열원이 다르고, 각 열원마다 단가가 다르며, 해당 열원을 사용하는 효율이 다르므로 시간대별 각 열원의 단가를 고려하여 해당 냉동기를 가동시키면 비용 절감의 효과를 가질 수 있다.
따라서, 본 발명은 단순하게 사용시간에 가장 싼 열원을 이용하는 것이 아니 라, 사용하는 열원의 가격이 조금 더 비싸더라도 출력하는 열량이 많아 전체적으로 이득이 되는 냉동기를 이용하도록 하는 것에 그 특징이 있다.
또한, 본 발명은 무수한 경험으로 얻어진 데이터에 따라 쾌적한 실내 환경을 만족하면서 불필요한 에너지의 낭비를 줄이도록 외부온도에 따른 월 부하율과 일 부하율을 산출하고, 산출한 월 부하율과 일 부하율로서 냉동기를 운전시키는 것에 그 특징이 있다.
따라서, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르는 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템은 외부에서 제공하는 데이터를 입력받아 입력된 정보의 종류별로 저장시키는 데이터 입력부, 상기 데이터 입력부를 통해 시간대별 각 열원의 단가 정보가 입력되면, 상기 시간대별 각 열원의 단가 정보를 냉동기의 사양에 적용시켜 설정 열량당 각 냉동기가 소모하는 비용을 산출하는 단가 산출부, 상기 데이터 입력부를 통해 외부 온도 정보가 입력되면, 입력된 외부 온도 정보에 따라 시간대별 부하율을 산출하는 부하율 산출부, 상기 부하율 산출부에 의해 산출된 부하율을 이용하여 해당 시간대에 소모될 냉방부하량을 산출하는 부하량 산출부, 상기 냉방부하량 산출부에서 산출한 상기 냉방부하량, 상기 단가 산출부에서 산출한 각 냉동기별 소모 비용을 고려하여 가장 저렴하게 상기 냉방부하량 이상을 발생시킬 수 있는 최소 대수의 냉동기를 결정하는 냉동기 선택부와, 상기 각 산출부 및 선택부에 의해 산출 또는 결정된 결과를 운전자가 확인할 수 있게 표시하는 디스플레이부를 포함한다.
또한, 상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 따른 열 원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 방법은 시간대별 각 열원의 단가를 저장한 상태에서, 외부로부터 외부온도 정보를 제공받는 제1 단계, 상기 외부온도 정보를 이용하여 냉방기의 총 열량을 조절할 시간대별 부하율을 산출하는 제2 단계, 상기 시간대별 부하율과 상기 냉동기가 생산할 수 있는 총 냉방부하량을 이용하여 해당 시간대에 소모될 냉방부하량을 산출하는 제3 단계, 상기 냉동기가 사용하는 열원의 종류 및 단위 열량당 사용되는 열원량, 시간대별 해당 냉동기에 소요되는 비용을 산출하는 제4 단계, 상기 제3 단계에서 산출한 상기 냉방부하량, 상기 제4 단계에서 산출한 해당 시간대별로 가장 저렴한 냉동기의 우선 순위를 이용하여 최소 대수로 상기 냉방부하량을 초과하면서 가장 비용이 저렴하게 드는 냉동기를 선택하는 제5 단계와, 상기 제5 단계에 의해 선택된 냉동기를 운전자에게 디스플레이하는 제6 단계를 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 실시예에 따른 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템 및 방법을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템의 블록 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템은 데이터 입력부(10), 단가산출부(20), 부하율 산출부(30), 냉방부하량 산출부(40), 가동냉동기 선택부(50), 냉동기 가동부(60) 및, 데이터베이스(database; 70)를 포함하여, 다수의 흡수식 냉동기(A)와 다수의 전동식 냉동기(B)와 다수의 빙축열 냉동기(C)를 선택적으로 가동시킨다.
데이터 입력부(10)는 외부에서 제공하는 데이터를 입력받기 위한 것으로, 입 력되는 데이터는 시간대별 기온(이하 '외부 온도'라 한다) 정보와 열원 종류별 단가 정보 등이다. 데이터 입력부(10)는 입력단말을 구비하여 사람에 의해 입력된 데이터를 입력받거나, 외부 시스템에 연결되어 외부 시스템에서 제공하는 데이터를 받을 수 있다. 상기 데이터 입력부(10)에서 제공되는 외부 온도가 각 시간대별로 분류된 것이 아니라면, 데이터 입력부(10)는 입력하는 외부 온도를 시간 편차를 고려하여 시간대별 외부온도로 만든 것이 양호하다.
상기 외부 시스템은 기상청과 같이 정확한 외부 온도 정보를 제공할 수 있는 기관 또는 단체 또는 회사의 시스템 및/또는, 한국전력공사와 같이 열원별 단가정보를 고지하는 기관 또는 단체 또는 회사의 시스템이다.
데이터 입력부(10)는 입력하는 외부온도 정보를 데이터베이스(70)의 외부온도 DB(73)에 저장시키고, 열원단가 정보를 열원별단가 DB(72)에 저장시킨다.
단가산출부(20)는 데이터 입력부(10)로부터 열원 단가 정보가 입력되면, 입력된 열원 단가와 건물에 설치된 각 냉방기의 사양을 이용하여 시간대별로 각 냉방기(A, B, C)가 소모할 단가를 계산한다. 시간대별로 단가를 계산하는 것은 시간대별로 열원 단가가 변하기 때문이다. 단가산출부(20)에서 산출된 냉동기별 단가는 1000 kcal 당 소요되는 단가이다.
부하율 산출부(30)는 외부 온도 정보가 입력되면, 입력된 외부 온도 정보에 따라 건물에 설치된 모든 냉방기들(A 내지 C)의 출력을 조정하기 위한 부하율을 산출한다. 상기 부하율이 100%이면 모든 냉방기기들을 가동시켜 최대 출력이 되게 하는 것을 말하고, 부하율이 60%이면 모든 냉방기기들이 출력할 수 있는 최대 출력의 60%만 출력되게 하는 것을 의미한다. 부하율 산출부(30)가 산출한 부하율은 온도 정보에 따라 결정되는데, 온도 정보가 하루치이면 일일 기준으로 하는 각 시간대별 부하율을 산출하게 되고, 온도 정보가 하루 이상이면 각각의 일을 기준으로 하는 각 시간대별 부하율을 산출하게 된다.
부하율 산출부(30)는 외부 온도에 따라 부하율을 산출하기 위해 설정된 다음의 수학식 1을 이용한다.
Figure 112003023255352-pat00003
상기에서, 외부온도는 한 시간을 단위로 하는 실외 기온이고, 보상치는 목표로 하는 온도를 설정하기 위한 값(공지된 설계외기온도(31.1)에서 정부 권장온도를 뺀 값)이며, 보정계수는 냉동기를 복수회 가동하여 얻은 경험치(실험치) 값으로 목표로 하는 실내 온도를 위해 냉동기의 출력을 보상하는 값으로, 3/4로 고정설정된다. 상기 보정계수는 건물에 설치된 냉동기의 사양 및 성능에 따라 변할 수 있다.
상기 31.1은 공지된 단어로는 설계외기온도라고 명명되며, 설계시 기준이 되는 외부온도이다. 상기 설계외기온도인 31.1은 냉방 설비시 공통으로 적용되는 수치이다.
상기 수학식 1을 이용한 부하율 산출부(30)의 부하율 산출 동작을 대한민국을 일예로 하여 설명하면, 정부에서 권장하는 하절기 냉방온도는 26도-28도이다. 그러므로, 보상치는 31.1-28인 3.1로 설정되고, 외부 온도가 27도라고 하면 부하율 은 85%가 산출된다.
냉방부하량 산출부(40)는 부하율 산출부(30)가 산출한 시간대별로 냉방 부하율을 이용하여 건물이 필요로 하는 냉방량 즉, 냉방부하량을 산출한다.
가동냉동기 선택부(50)는 냉방부하량 산출부(40)에서 산출한 냉방부하량과 단가산출부(20)에서 산출한 각 냉동기별 단가를 이용하여 가동할 냉동기를 선택한다. 보다 상세히는, 가동냉동기 선택부(50)는 냉방부하량 산출부(40)에서 산출한 냉방부하량에 따라 가동할 냉방기의 대수를 결정하고, 단가산출부(20)에 의해 산출한 냉동기별 단가에 따라 가동할 냉동기를 선택한다. 이때, 가동할 냉동기의 선택은 가장 작은 비용이 소모되는 냉동기부터 제1 순위, 제2 순위, 제3 순위 순으로 선정한 후, 제1 순위를 우선으로 하여 가동할 냉동기를 선택한다.
여기서, 가동냉동기 선택부(50)가 가동된 냉동기를 선택할 때 고려해야할 사항이 있다. 그것은 단가가 싸다고 동종의 냉동기만을 돌릴 수 없다는 것이다. 왜냐하면, 몇 일을 계속적으로 가동시키게 되면 냉동기에 무리가 가서 냉동기의 수명이 단축되기 때문이다. 만약, 계속적인 가동으로도 무리가 가지 않는 냉동기가 개발된다면 가동냉동기 선택부(50)는 단순히 소모 단가의 우선순위대로 선택하게 될 것이다. 그러나, 현재 장시간의 가동으로도 무리가 가지 않는 냉동기가 개발되지 않은 상태이므로, 가동냉동기 선택부(50)는 무리가 가지 않는 상태로 몇일씩 번갈아 사용할 수 있도록 동종의 냉동기중 하나 이상을 선택하지 않는 것이 양호하다.
데이터베이스(70)는 냉동기를 가동시키기 위한 각종 데이터가 종류별로 가공되어 저장되어 있다. 즉, 데이터베이스(70)는 부하율 산출부(30)에서 산출한 부하 율에 대한 정보가 부하율 DB(71), 단가산출부(20)에 의해 산출된 냉동기별 단가 정보는 열원별단가 DB(72), 데이터 입력부(10)를 통해 입력된 시간대별 외부 온도 정보를 저장하는 외부온도 DB(73), 냉방부하량 산출부(40)에 의해 산출된 냉방부하량 정보를 저장하는 냉방부하량 DB(74), 각 냉동기들의 제품 사양 정보를 저장한 냉동기 사양 DB(75), 가동냉동기 선택부(50)에 의해 선택된 해당 시간대별 가동 냉동기의 정보를 저장하는 냉동기가동 DB(76)를 포함한다.
냉동기 가동부(60)는 해당 시간대가 되면 냉동기가동 DB(76)에 저장된 시간대별 가동 냉동기 정보를 읽어들여 해당 냉동기를 가동시킨다.
여기서, 본 발명은 디스플레이장치(미도시)를 구비하여, 상기 데이터베이스(70)에 저장된 정보 및 운전 동작 상태 등을 운전자가 육안으로 확인할 수 있게 하는 것이 양호하다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 방법을 설명한다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 방법을 보인 플로우챠트이다.
데이터 입력부(10)는 당해 연초에 한국전력공사에서 제공하는 열원별 단가 정보를 입력하여 열원별 단가 DB(72)를 갱신한다(S200).
상기와 같이, 데이터 입력부(10)를 통해 1년분의 열원별 단가 정보가 입력되면, 단가산출부(20)가 구동하여 일별 시간대별 1000kcal를 발생시킬 때 소모되는 각 냉동기의 비용을 산출한다(S201).
즉, 단가산출부(20)는 냉동기 사양 DB(75)에 저장된 각 냉동기의 사양 정보 를 읽어들여 각 냉동기의 단위별 용량을 확인하고, 열원별 단가 DB(72)에 저장된 해당 시간대의 전기 또는 가스의 단가를 확인한 후, 도 3에 도시된 냉동기별 단가표의 각 냉동기의 용량(사양 정보중 하나)과 열원 단가를 곱하여 해당 냉동기가 1000kcal를 발생시킬 때에 소요되는 총 금액을 산출한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 각 냉동기별 일일 시간대의 단가표의 예시도이다. 도 3에서, 단위는 한 시간을 기준으로 한 사용 열원의 단위이며, 용량은 1000kcal를 소모시키기 위해 필요로 하는 각 열원의 소모량이며, 단가는 1m3 의 가스 또는 수도, 1kw의 전기, 1l 의 약품을 소모하였을 때의 각 열원의 단가이다.
도 3을 통해 알 수 있듯이, 흡수식 냉동기(A)는 1000kcal의 냉방 열량을 발생시키기 위해 0.1375m3 의 가스와, 0.0951kw의 전기와, 0.0038m3 의 물과 0.59l 의 약품이 소모된다. 상기 약품은 세균을 박멸하기 위한 용도로 사용된다. 그리고, 전동식 냉동기(B)는 1000kcal의 냉방 열량을 발생시키기 위해 0.3501kw의 전기와 0.0023m3 의 물과 0.59l 의 약품이 소모된다. 또한 빙축열 냉동기(C)는 심야시간에만 가동되는데, 0.0691kw의 주간전기와 0.4252kw의 야간전기, 0.0023m3 의 물과 0.59l의 약품이 소모된다.
이렇게 소모되는 열원을 해당 시간의 단가와 곱하게 되면 흡수식 냉동기는 43.53원, 전동식 냉동기는 25.07원, 빙축열 냉동기는 22.68원의 비용이 산출된다(1:00시 경우).
도 3의 표를 보면, 1시부터 10시, 1시부터 2시, 6시부터 0시까지는 전동식 냉동기(B)가 흡수식 냉동기(A)보다 1000kcal를 발생시킬 때에 소요되는 비용이 싸다는 것을 알 수 있고, 11시부터 12시, 3시부터 5시까지는 흡수식 냉동기(A)가 전동식 냉동기(B)보다 1000kcal를 발생시킬 때에 소요되는 비용이 싸다는 것을 알 수 있다.
상기와 같이, 시간대별로 흡수식 냉동기(A)와 전동식 냉동기(B)의 소모 비용이 다른 것은 흡수식 냉동기(A)가 전동식 냉동기(B)보다 소모 비용이 작은때가 표 1 및 표 2에 기재된 바와 같이, 최대부하일 때여서 전기의 단가가 급격히 비싸졌기 때문이다.
상기 도 3에 도시된 표의 정보는 열원별 단가 DB(72)에 저장되며, 새로운 열원별 단가 정보가 데이터 입력부(10)를 통해 입력되기 전까지는 변하지 않는다.
상기와 같이 각 냉동기별 소요 비용이 산출되면, 단가 산출부(20)는 소요 비용이 작은 순서대로 우선 순위를 결정하고 이를 열원별 단가 DB(72)에 저장한다(S202).
상기와 같이 각 냉동기별 단가가 산출된 상태에서, 데이터 입력부(10)는 기상청에서 제공하는 일일 시간대별 기온 정보를 외부온도 DB(73)에 저장시킨다(S203).
상기와 같은 상태에서, 데이터 입력부(10)는 기상청에서 제공하는 일일 시간대별 기온 정보를 외부온도 DB(73)에 저장시킨다.
부하율 산출부(30)는 외부 온도 정보가 데이터 입력부(10)를 통해 입력하면, 외부온도 DB(73)로부터 각 시간대별 외부온도정보를 읽어들여 상기 수학식 1을 이 용하여 도 4에 도시된 바와 같이 일(日) 부하율을 산출한다(S204).
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시간대별 일 부하율 표의 예시도이다. 도 4에 도시된 표에는 08시부터 00시까지 각 시간별로 부하율이 나타나 있는데, 이때, 08시부터 00시까지는 냉동기를 가동시키는 시간대이다. 부하율 산출부(30)는 도 4에 도시된 바와 같이 산출한 부하율을 부하율 DB(71)에 저장시킨다.
상기와 같이 일 부하율이 산출되면, 냉방부하량 산출부(40)가 구동하여, 건물의 냉방부하량을 산출한다(S205). 이때 냉방부하량을 산출하는 과정을 도 5를 참조로 하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉방부하량 산출부에 의해 산출된 냉방부하량 산출표의 예시도이다.
도 5에서, 총 냉방부하량은 건물에 설치된 모든 냉방기가 생성할 수 있는 냉방부하량의 총합이다. 그리고, 운영부하율은 해당 공간의 외부출입정도 및 내부 상황을 고려하여 설정한 운영상 고려되는 부하율이다. 도 5에 도시된 해당 부하율의 정보는 부하율 DB(71)에 저장되어 있다.
따라서, 냉방부하량 산출부(40)는 부하율 산출부(30)에 의해 산출된 부하율과 운영부하율과 총 냉방부하량을 곱하여 실제 발생시킬 시간대별 냉방부하량을 산출한다. 도 5에 도시된 10시에 아셈타워(ASE.TOW)를 일예로 하면, 부하율 산출부(30)에 의해 산출된 부하율이 73%이고, 운영부하율이 0.50이며, 총 냉방부하량이 9,306,352이다. 그러므로, 10시에 요구되는 냉방부하량은 0.73×0.50×9,306,352= 3,396,818이다.
가동냉동기 선택부(50)는 냉방부하량 산출부(40)에 의해 냉방부하량이 산출 되면, 냉방부하량 산출부(40)가 저장한 냉방부하량을 냉방부하량 DB(74)로부터 읽어들인 후, 냉동기 사양 DB(75)에 저장된 각 냉동기별 발생 열량(냉동기 종류별로 다른 것이 있음)과 열원별 단가 DB(72)에 저장된 상기 단가 산출부(20)가 산출한 각 냉동기의 시간대별 단가(비용) 및 우선순위 정보를 이용하여 시간대별로 가동할 냉동기를 선택한다(S206).
이때, 가동냉동기 선택부(50)는 선택한 냉동기에 의해 발생될 열량이 상기 냉방부하량 산출부(40)에 의해 산출한 냉방부하량에 근접하도록, 그러나 작지 않도록 하여 냉동기의 대수 및 가동 냉동기를 선택한다. 그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 빙축열 냉동기(C)는 심야시간의 값싼 전기로 에너지를 빙축하고 있으므로, 이를 가장 효율적으로 사용하기 위해서 전기단가가 가장 비쌀때(즉, 최대부하일때) 이용한다. 가동냉동기 선택부(50)는 시간대별로 가동할 냉동기를 선택하면 이러한 결과를 냉동기가동 DB(76)에 저장시킨다.
이에, 냉동기 가동부(60)는 해당 시간대가 되면 냉동기가동 DB(76)에 저장된 정보에 따라 해당 냉동기를 선택하여 가동시킨다(S207).
이상에서 본 발명에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.
본 발명은 외부온도에 따라 필요로 하는 냉방 열량과, 시간대별 열원의 단가 및 열원의 단가에 따라 시간대별로 해당 냉동 설비가 소모하는 비용을 고려하여 운전될 냉동 장치를 선택하고 가동시킴으로써, 에너지 낭비를 방지하고, 건물의 운용 비용을 절감시키는 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 건물에 설치된 냉동기를 열원단가를 기반으로 운전시키는 냉동기 운전 시스템에 있어서,
    외부에서 제공하는 데이터를 입력받아 입력된 정보의 종류별로 저장시키는 데이터 입력부;
    상기 데이터 입력부를 통해 시간대별 각 열원의 단가 정보가 입력되면, 상기 시간대별 각 열원의 단가 정보를 냉동기의 사양에 적용시켜 설정 열량당 각 냉동기가 소모하는 비용을 산출하는 단가 산출부;
    상기 데이터 입력부를 통해 외부 온도 정보가 입력되면, 입력된 외부 온도 정보에 따라 시간대별 부하율을 산출하는 부하율 산출부;
    상기 부하율 산출부에 의해 산출된 부하율을 이용하여 해당 시간대에 소모될 냉방부하량을 산출하는 냉방부하량 산출부;
    상기 냉방부하량 산출부에서 산출한 상기 냉방부하량, 상기 단가 산출부에서 산출한 각 냉동기별 소모 비용을 고려하여 가장 저렴하게 상기 냉방부하량 이상을 발생시킬 수 있는 최소 대수의 가동냉동기를 결정하는 가동냉동기 선택부; 및
    상기 가동냉동기 선택부에 의해 시간대별로 선택한 냉동기를 해당 시간대에 가동시키는 냉동기 가동부를 포함하며,
    상기 부하율 산출부는 다음의 수학식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템.
    Figure 112005054283203-pat00014
    (외부온도는 한 시간을 단위로 하는 실외 기온이고, 보상치는 공지된 설계외기온도(31.1)에서 정부 권장온도를 뺀 값이며, 보정계수는 냉동기를 복수회 가동하여 얻은 경험치 값(3/4)임)
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 각 산출부 및 선택부에 의해 산출 또는 결정된 결과를 운전자가 확인할 수 있게 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 단가 산출부는 상기 설정 열량을 1000kcal를 단위로 하여 1000kcal를 발생시킬 때 소모되는 각 냉동기의 비용을 산출하며, 상기 냉동기의 사양은 1000kcal를 발생시킬 때 필요로 하는 각 열원들의 용량인 것을 특징으로 하는 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 시스템.
  4. 삭제
  5. 건물에 설치된 냉방기를 운전시키는 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 방법에 있어서,
    시간대별 각 열원의 단가를 저장한 상태에서,
    외부로부터 외부온도 정보를 제공받는 제1 단계;
    상기 외부온도 정보를 이용하여 냉방기의 총 열량을 조절할 시간대별 부하율을 산출하는 제2 단계;
    상기 시간대별 부하율과 상기 냉동기가 생산할 수 있는 총 냉방부하량을 이용하여 해당 시간대에 소모될 냉방부하량을 산출하는 제3 단계;
    상기 냉동기가 사용하는 열원의 종류 및 단위 열량당 사용되는 열원량, 시간대별 해당 냉동기에 소요되는 비용을 산출하는 제4 단계;
    상기 제3 단계에서 산출한 상기 냉방부하량, 상기 제4 단계에서 산출한 해당 시간대별로 가장 저렴한 냉동기의 우선 순위를 이용하여 최소 대수로 상기 냉방부하량을 초과하면서 가장 비용이 저렴하게 드는 냉동기를 선택하는 제5 단계; 및
    상기 제5 단계에 의해 선택한 해당 시간대별 냉동기를 해당 시간대에 가동시키는 제6 단계를 포함하며,
    상기 제2 단계는 다음의 수학식을 이용하여 산출하는 것을 특징으로 하는 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 방법.
    Figure 112005054283203-pat00015
    (외부온도는 한 시간을 단위로 하는 실외 기온이고, 보상치는 공지된 설계외기온도(31.1)에서 정부 권장온도를 뺀 값이며, 보정계수는 냉동기를 복수회 가동하여 얻은 경험치 값(3/4)임)
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제5 단계 이후에, 상기 제5 단계에 의해 선택된 냉동기를 운전자에게 디스플레이하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열원단가를 기반으로 한 냉동기 운전 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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