KR101151480B1 - 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템 및 이를 이용한 건물 에너지 관리 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 건물 정보 입력부; 상기 건물 정보 입력부에 입력된 데이터가 수집될 수 있는 데이터베이스; 상기 데이터베이스를 통하여 수집된 건물 정보에 의해 구축되는 시뮬레이션 모델을 포함하는 건물 에너지 관리 시스템(BEMS); 및 상기 BEMS와 상기 데이터베이스를 연결하는 미들웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템과 이를 이용하는 건물 에너지 관리 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템 및 이를 이용한 건물 에너지 관리 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은, 건물 정보 입력부; 상기 건물 정보 입력부에 입력된 데이터가 수집될 수 있는 데이터베이스; 상기 데이터베이스를 통하여 수집된 건물 정보에 의해 구축되는 시뮬레이션 모델을 포함하는 건물 에너지 관리 시스템(BEMS); 및 상기 BEMS와 상기 데이터베이스를 연결하는 미들웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템과 이를 이용하는 건물 에너지 관리 방법에 관한 것이다.
건물의 생애 주기를 약 30년으로 보았을 경우, 운영 단계에서의 생애 비용은 약 60-85%이다. 따라서 건물에 설치된 제어가능 시스템들(예를 들어, AHU, 보일러, 냉각기, 차양 장치, 팬 등)의 최적 운영은 에너지 절감 달성에 큰 비중을 차지한다. 결국, 운영 단계에서 에너지 절감 가능성은 설계 또는 시공 단계에 투입된 노력과 비교하면 매우 높다.
한편, 건물 에너지 관리 시스템(BEMS; Building Energy Management System)은 컴퓨터 기반의(computer-aided tools) 툴로써, 건물 상태의 모니터링, 기기 제어, 최적화에 사용된다. 현재 대부분의 BEMS 운영은 전체적인 설비의 단순 제어 및 감시 기능만 수행하고, 에너지 관리에 대한 기능은 부분적으로 제공하고 있는 실정으로, 건물에 특화된 체계적인 에너지 관리 기능에 한계가 있다.
보다 현실적이고 실용적인, 즉 에너지 절감 가능한 BEMS를 위해서는, 단순 건물운영 및 관리의 관점이 아니라 건물에서 발생하는 물리적 현상(building physics)에 대한 이해를 바탕으로 접근할 필요가 있다.
그러나 대부분의 BEMS 제어방법은, 이러한 물리적 현상에 기반을 둔 제어가 아닌 black-box approach 또는 운영자의 "직관" 또는 "경험"에 의해 운영되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 것이다.
다시 말해, 본 발명은 에너지 수요관리 및 에너지 성능 최적화를 위하여, 가상의 건물 시뮬레이션 모델에 기반하여 건물운영 의사결정에 가이드라인을 제시하는 시뮬레이션 모델(simulation-assisted model)을 개발하고, 실제 건물의 BEMS에 적용 가능한 최적의 제어 알고리즘을 개발하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예는 건물 정보 입력부; 상기 건물 정보 입력부에 입력된 데이터가 수집될 수 있는 데이터베이스; 상기 데이터베이스를 통하여 수집된 건물 정보에 의해 구축되는 시뮬레이션 모델을 포함하는 건물 에너지 관리 시스템(BEMS; building energy management system); 및 상기 BEMS와 상기 데이터베이스를 연결하는 미들웨어를 포함하는 것을 특징으로 하는, 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템을 제공한다.
여기에서, 상기 BEMS는 제어 알고리즘을 더 포함하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 상기 제어 알고리즘은 조명 제어 알고리즘을 포함하며, 상기 조명 제어 알고리즘은, 시간 스케줄을 이용한 제어; 재실 감지를 이용한 제어; 로컬 조명 센서를 이용한 제어; 및 주광 보정을 이용한 제어로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 제어 알고리즘을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
다른 실시예에서, 상기 제어 알고리즘은 차양 제어 알고리즘을 포함하며, 상기 차양 제어 알고리즘은, 블라인드 업다운 제어; 슬랫 제어; 및 조명 및 디밍 연동 제어로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 제어 알고리즘을 포함하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 상기 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템은, 상기 미들웨어와 연결되는 건물 자동화 시스템(BAS; building automation system)을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템은, 상기 데이터베이스에 기상 정보를 전달할 수 있는 기상 정보 입력부; 및 건물 정보를 감지하는 다수의 센서를 포함하며, 상기 데이터베이스에 건물 정보를 전달할 수 있는 센서부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 다른 실시예는 (a) 건물 정보를 시뮬레이션 툴에 입력하여 시뮬레이션 모델을 구축하는 단계; (b) 상기 시뮬레이션 모델의 제어 알고리즘을 설정하는 단계; (c) 센서에 의해 감지된 정보가 상기 시뮬레이션 모델 및 상기 제어 알고리즘에 입력되는 단계; 및 (d) 상기 정보가 입력된 상기 시뮬레이션 모델 및 상기 제어 알고리즘에 따라 건물 자동화 시스템(BAS)이 운용되는 단계를 포함하는, 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 방법을 제공한다.
또한, 상기 (c) 단계는, (c1) 기상 정보 입력부에 의해 입력된 기상 정보가 상기 시뮬레이션 모델 및 상기 제어 알고리즘에 입력되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 방법은, 상기 (b) 단계 이후, (b1) 에뮬레이터에 의해 상기 시뮬레이션 모델이 검증되는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
여기에서, 상기 (b1) 단계는, 존 단위 제어의 구현에 따라 상기 시뮬레이션 모델을 검증하는 단계를 포함하며, 상기 존 단위 제어 구현은, 야간 운전 제어, 야간 외기 냉방 제어, 최적 기동 제어, 최적 정지 제어, 절전 운전 제어, 및 엔탈피 제어로 이루어진 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 제어 방법의 구현인 것이 특히 바람직하다.
시뮬레이션 모델 기반 BEMS(simulation-assisted BEMS)의 장점으로는, 정량적 성능 파악(예를 들어, 에너지 사용량, CO2 배출량 등)이 가능하여, 건물 운영자에게 현재의 건물 상태를 구체적인 수치로 보여줄 수 있다는 점이다.
개발된 시뮬레이션 모델의 최적 운영결과와 현재까지의 건물 이용 실태 사이의 상호 비교를 통해, 시뮬레이션 모델기반 BEMS는 건물의 운영상태 평가를 가능케 하는 에너지분석 의사결정도구의 역할을 기대할 수 있다.
뿐만 아니라 운영자의 "직관" 또는 "경험"에 의해 의사결정을 하기 전에, "What if?"에 대한 대답으로 시뮬레이션 모델이 이용될 수 있다.
마지막으로, 센서로부터 수집된 정보(예를 들어, 재실감지, 조명기구 상태, 실내/외 온도, 실내/외 습도, 공급 공기량, 에너지 사용량 등)로부터 구축된 데이터베이스는, 건물 운영자가 건물 설비시스템의 유지관리정보를 손쉽게 파악할 수 있게 하며, 연간이력관리를 가능케 하여, 추후 운영계획을 설립하는데 있어, 가이드라인 역할을 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명에 따른 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 방법을 개략적으로 도시한 순서도이다.
이하, 도 1, 2를 참조하여 본 발명에 따른 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템을 설명한다.
시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템의 설명
본 발명에 따른 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템은 각종 정보를 입력받고 저장하는 데이터베이스(200), 소정의 시뮬레이션 모델 및 제어 알고리즘에 따라 건물 에너지를 관리할 수 있는 건물 에너지 관리 시스템(BEMS; building energy management system)(400); 건물의 HVAC, 외피, 조명 등을 제어할 수 있는 건물 자동화 시스템(BAS; Building Automation System)(500) 및 이들을 연결시켜주는 매개체인 미들웨어(300)를 포함한다.
한편, BEMS(400)에 사용되는 시뮬레이션 모델(410)의 구축을 위해 시뮬레이션 툴이 사용된다.
데이터베이스(200)의 설명
데이터베이스(200)는 건물에 관련된 정보를 수집하여 저장할 수 있다. 입력된 정보는 건물의 시뮬레이션 모델링 및 건물의 제어 등에 사용된다.
건물 정보 입력부(110)를 통해, 입수된 해당 건물의 전반적인 정보(예를 들어, 시공, 설비, 설계 도면 등)를 입력할 수 있다.
기상 정보 입력부(120)를 통해, 건물 제어에 필요한 각종 기상 정보를 입력할 수 있다.
한편, 건물 내외부에 다수의 센서(131)가 부설되어 건물 관련된 각종 정보가 감지되며, 다수의 센서(131)로 이루어진 센서부(130)로부터 감지된 각종 정보가 데이터베이스(200)에 수집된다.
미들웨어(300)의 설명
시뮬레이션 기반의 BEMS(400)를 구현하기 위해 시뮬레이션 툴(예를 들어, EnergyPlus, TRNSYS, ESP-r 등)과 미들웨어(300) 사이에서 정보를 교환할 수 있는 새로운 모델이 요구된다.
여기에서, 미들웨어(300)의 역할은 후술하는 시뮬레이션 툴과 물리적 시스템(예를 들어, controller, Digital-to-Analog, Analog-to-Digital)을 연결시켜주는 매개체이다. 적용 가능한 미들웨어(300)로는 BCVTB, BACnet 또는 자체 개발한 프로그램(in-house)이 될 수 있다. 미들웨어(300)를 통해 시뮬레이션 모델(410)과 LIM(Local Information Module), FMS(Facility management system) 간의 정보 교환이 이루어지면, 이 정보는 시뮬레이션 변수로 입력되어 현재 건물의 상태를 파악할 수도 있다.
BEMS(400)의 설명
먼저, 시뮬레이션 기반의 BEMS(400)를 구현하기 위해 시뮬레이션 모델(410)의 개발이 필요하다. 시뮬레이션 모델(410)을 개발하는 툴로서 예를 들어 EnergyPlus 등을 활용할 수 있다. 즉, 데이터베이스(200)에 수집된 건물 정보들을 시뮬레이션 모델 개발 툴에 입력하여 시뮬레이션 모델(410)을 개발할 수 있다.
보다 상세하게, 사용될 수 있는 시뮬레이션 툴로는 건물에서 발생하는 물리적 현상을 충분히 모사 가능한, EnergyPlus, ESP-r, TRYNSYS 등이 될 수 있을 수 있는데, 만약 시뮬레이션 모델과 실제와의 오차가 크다면 보정기법(calibration technique)을 통해 정확성을 향상시킬 수 있다.
한편, 데이터베이스(200)에 수집된 데이터를 FMS 인터페이스/컨버터를 통해 시뮬레이션 툴에서 (실행 가능한) 인풋 파일 스케줄 부분으로 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 시뮬레이션 인풋 파일 스케줄 부분을 통해서 제어 가능 요소(예를 들어, 조명, 차양, 재실)가 건물 에너지 성능에 미치는 영향을 정량적으로 파악이 가능한데, 이를 위해 별도의 제어 알고리즘(420)을 설정하게 된다.
이와 같이, 시뮬레이션 모델(410)과 제어 알고리즘(420)를 통해서 BEMS(400)는 운영자에게 에너지 성능에 민감한 부분을 제시하는 조언자(assistant)의 역할을 수행한다.
일 실시예에서, 제어 알고리즘(420)은 다음과 같이 구성될 수 있다.
1. 조명 제어 알고리즘
센서 기반의 조명 제어(예를 들어, 재실자 유무, 작업면 조도값), 모니터링된 조명 장치의 사용 이력은 FMS 인터페이스를 통해 시뮬레이션 인풋 파일의 조명 스케줄을 자동으로 구성한다.
1.1 시스템 튜닝
기존의 On/Off 방식을 이용하여 건물 작업면의 기준 조도를 유지하면서, 불필요한 공간에서의 조명사용을 줄인다.
1.2 시간 스케줄을 이용한 제어
24시간, 365일 조명이 필요한 건물은 거의 없기에 복수의 시간 스케줄(time schedule)을 정하여 제어한다. 재실자에 의한 수동 제어(manual control)와 비교하여 손쉽게 10-25% 에너지를 절약할 수 있다.
1.3 재실 감지를 이용한 제어
일반적은 오피스(normal office)의 경우, 오전 9시와 오후 5시 사이에 30-60%까지 재실자가 없기도 한다(unoccupied). 따라서 재실 감지 센서(occupancy sensor)를 사용하여, 전등을 On/Off하여 에너지를 절약할 수 있다.
1.4 조명 제어(lumen maintenance)
시뮬레이션 모델(410)을 기반으로 로컬 조명 센서(local light sensors; photocells)를 이용한 조명 제어 시뮬레이션을 실시할 수 있다. 과조명(overlighting)에 의한 에너지 손실을 파악하고 건물 운영자에게 운영상태를 보고할 수 있다.
이 경우, 전구 수명이 연장되며, 특히 형광등의 경우 80%까지 그 수명이 연장될 수 있다. 특히, 외주 지역(perimeter zone)의 경우 주광 센서(daylight sensor)를 사용하여 전범위 디밍(full-range dimming), 디밍 플러스 스위칭(dimming plus switching), 멀티레벨 스위칭(multi-level switching) 등을 활용한다면, 전구의 수명은 한층 더 연장될 수 있다.
1.5 주광 보정(daylight compensation)을 이용한 제어
시뮬레이션 모델을 기반으로, 맑은날, 흐린날, 중간기에서 주광을 적극적으로 활용(예를 들어, 포토 센서 이용)하였을 때의 조명 기구 사용 시간의 단축 가능성을 점검할 수 있다. 외주부의 조명 에너지 사용의 60%까지 절감 가능하다. 램프 수명 연장, 냉방 부하, 안정기 수명 연장, 관리 비용 절감 등의 효과가 있다.
2. 차양 제어 알고리즘
건물로 유입되는 일사량을 조절하기 위해, 또는 현휘를 줄이기 위해 차양 장치(예를 들어, 베네시안 블라인드, 롤쉐이드, 커튼 등)가 사용된다. 모니터링된 차양 장치의 사용이력은 FMS 인터페이스를 통해 시뮬레이션 인풋 파일의 차양 스케줄을 자동으로 구성되도록 한다.
2.1 블라인드 업다운 제어
냉방 모드일 경우 유입되는 일사에너지를 감소하기 위해 블라인드를 다운(오프)하며, 난방 모드일 경우 일사 유입을 위해 온(업)을 하는 제어 방법이다. 시뮬레이션 모델(410)로부터 도출된 결과(업/더운)는 얼마만큼의 에너지 절감이 가능한지를 가늠케 하는 의사 결정 지원 도구의 역할을 한다.
2.2 슬랫 제어
베네시안 블라인드와 같이 슬랫이 있는 경우, 유입되는 일사를 조절하기 위해 슬랫의 각도를 조절한다. 이 경우 시뮬레이션 모델(410)로부터 도출된 값을 활용하며, 슬랫 각도는 BEMS(400)의 의사결정에 이용된다.
2.3 조명 및 디밍 연동 제어
전술한 조명 제어와 차양 제어(디밍)는 매우 밀접한 연관이 있다. 따라서 조명과 차양의 연동 제어가 가능한 시뮬레이션 모델을 구현하고, 감지되는 정보를 바탕으로 제어의 효과를 분석한다.
에뮬레이터를 활용한 BEMS(400)의 검증
상기 과정에서 에뮬레이터(emulator)를 활용하여 시뮬레이션 모델(410) 및 제어 알고리즘(420)을 포함하는 BEMS(400)를 검증할 수 있다.
"에뮬레이터"란 시스템(예를 들어, 보일러, 냉각기, 냉각탑)의 모델링이 매우 복잡하거나 불가능할 경우, 현재 모델링 가능한 건물의 일부분만을 모델링하고 불가능한 부분은 실제 시스템에서 측정된 상태 변수(예를 들면, 온도, 습도, 물탱크의 잔량, 유량, 유속 등)를 이용하여 수학적 모델을 생략하는 방법이다. 예를 들어, 조명, AHU, 보일러, 냉동기 등과 결합이 가능할 수 있다.
에뮬레이터를 이용하여, 다음의 제어 로직을 테스트할 수 있다.
1. 존 단위 제어 구현
존 단위의 제어를 구현하기 위해 시뮬레이션 모델을 보다 발전시키고, 실제와 시뮬레이션 결과 차이가 크다면 모델 보정 기법(calibration technique)을 도입하여 오차를 줄일 수 있다. 이렇게 개발된 모델에 적용 가능한 제어 방법은 다음과 같다.
1.1 야간 운전(night cycle) 제어
주간 시스템의 과부하를 방지하기 위해 야간 공실 시간에 실내 온도를 적절히 유지시킨다.
중요 변수: 야간 공실 시간 실내 온도 유지시간, 유지 온도 등
1.2 야간 외기 냉방(night purge) 제어
환절기 시기 또는 냉방 기간의 일출전, 일몰후의 낮은 온도의 외기를 유입하여(즉, 냉방에 유리한 외기 온도 체크) 건물 구성요소 및 실공기의 온도를 낮추어 주간 냉방 부하를 절감한다.
중요 변수: 댐퍼 개구율
1.3 최적 기동 제어
건물의 사용 시작 시간(예를 들어, 근무 시간) 이전에 공조 시스템을 가동시켜, 근무 시간이 시작될 때의 과부하를 예방한다.
중요 변수: 건물 사용 시작 시간
1.4 최적 정지 제어
건물의 예상된 시스템 종료 시점(예를 들어, 퇴근시간) 이전에 공조시스템을 미리 정지시켜 퇴근시간 이후의 에너지 낭비를 절감한다.
중요 변수: 종료시간
1.5 절전 운전 제어
공조 시스템의 장비는 최대 부하를 고려하여 설계되었으므로 100%작동시키는 것은 에너지 낭비를 초래한다(예를 들어, 과냉 또는 과열 상태). 따라서 공조 시스템의 급기팬과 환기팬 등 각종 장비를 주기적으로 운영하여 에너지를 절감한다.
중요변수: HVAC의 최대 출력 및 운전시간
1.6 엔탈피 제어
주간 냉방 운전 시에 실내 공기보다 상대적으로 엔탈피가 적은 외기를 도입함으로써 실내 공기의 엔탈피를 감소시킴.
중요 변수: 댐퍼 개구율(외기 도입량 결정), 냉동기의 운전시간
BAS(500)의 설명
BEMS(400)에 의하여 시뮬레이션 모델(410)이 구축되고 이를 운용하는 제어 알고리즘(420)이 결정되면, 데이터베이스(200)를 통해 입력된 건물의 각종 정보를 토대로 BAS(500) 시스템이 운용되어 건물을 제어할 수 있다.
일 실시예에서, BAS(500)는 건물의 외피, HVAC, 조명 등을 제어할 수 있으며, 그 외에도 건물의 어떠한 요소(component)도 제어할 수 있음은 물론이다.
연간 이력 관리
전술한 바와 같은, FMS 인터페이스와 시뮬레이션 결과 사이의 정보 교환을 통해 보다 정량적, 시각적으로 건물 운영자에게 건물 운영 실태를 알려줄 수 있다. 예를 들어, 일별, 주별, 월별, 연간 누적데이터와 시뮬레이션 결과를 비교할 수 있으며, 이에 따라 건물 운영 방법이 잘못되었는지 시스템 하드웨어적 오류가 있는지를 운영자가 판단하는데 중요한 역할을 한다.
시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 방법의 설명
먼저, 건물 정보 입력부(110)를 통해 해당건물의 전반적인 정보(예를 들어, 시공, 설비, 설계 도면 등)가 입력되고(S100), 데이터베이스(200)에서 수집된 상기 정보들을 활용하여 시뮬레이션 툴을 통하여 시뮬레이션 모델(410)을 구축한다(S200). 상기 과정에서 별도의 제어 알고리즘(420)이 설정된다.
이러한 과정에서 데이터베이스(200)에 수집된 정보들은 미들웨어(300)를 통하여 시뮬레이션 모델(410) 및 제어 알고리즘(420)을 포함하는 BEMS(400)에 인가된다.
한편, 기상 정보 입력부(120)를 통해 입력된 기상 정보 및 센서부(130)를 통해 감지된 데이터들이 데이터베이스(200)에 수집되며(S300), 수집된 데이터들은 인풋 파일 스케줄 부분을 통하여 상기 제어 알고리즘(420)에 입력된다(S400).
데이터가 입력되면, 제어 알고리즘(420)이 실행되어(S500) 건물을 제어하는 변수가 생성된다. 생성된 변수는 기 설정된 BAS(500)에 인가되어 건물을 자동으로 운영하거나 또는 운영자의 결정에 도움을 주는 정보를 직관적으로 전달하게 된다(S600).
한편, 건물이 운용됨에 따라 센서부(130)가 감지하는 데이터가 달라지게 된다. 달라진 데이터가 다시 데이터베이스(200)에 수집되고, 수집된 데이터가 다시 BEMS(400)에 인가됨으로써 S300 내지 S600의 과정이 반복된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 건물 정보 입력부
120: 기상 정보 입력부
130: 센서부
131: 센서
200: 데이터베이스
300: 미들웨어
400: 건물 에너지 관리 시스템(BEMS; Building Energy Management System)
410: 시뮬레이션 모델
420: 제어 알고리즘
500: 건물 자동화 시스템(BAS; Building Automation System)
120: 기상 정보 입력부
130: 센서부
131: 센서
200: 데이터베이스
300: 미들웨어
400: 건물 에너지 관리 시스템(BEMS; Building Energy Management System)
410: 시뮬레이션 모델
420: 제어 알고리즘
500: 건물 자동화 시스템(BAS; Building Automation System)
Claims (12)
- 건물 정보 입력부;
상기 건물 정보 입력부에 입력된 데이터가 수집될 수 있는 데이터베이스;
상기 데이터베이스를 통하여 상기 건물의 시공, 설비, 및 설계 도면을 포함하는 건물 정보에 의해 구축되는 시뮬레이션 모델 및 제어 알고리즘을 포함하는 건물 에너지 관리 시스템(BEMS; building energy management system);
상기 BEMS와 상기 데이터베이스를 연결하는 미들웨어;
상기 미들웨어와 연결되는 건물 자동화 시스템(BAS; building automation system); 및
상기 제어 알고리즘에 입력되는 정보를 제공하는 기상정보 입력부와 센서부를 포함하며,
상기 건물 에너지 관리 시스템은,
상기 제어 알고리즘에 따라 상기 시뮬레이션 모델을 제어한 결과를 도출하며, 그리고
상기 건물 자동화 시스템을 제어할 수 있으며,
에뮬레이터에 의한 존 단위 제어 구현에 따라 상기 시뮬레이션 모델이 검증되며,
상기 존 단위 제어 구현은, 야간 운전 제어, 야간 외기 냉방 제어, 최적 기동 제어, 최적 정지 제어, 절전 운전 제어, 및 엔탈피 제어에 의해 구현되며,
상기 야간 운전 제어는, 제어 변수로서 야간 공실 시간 및 실내 온도 유지 시간을 이용하며,
상기 야간 외기 냉방 제어는, 제어 변수로서 댐퍼 개구율을 이용하며,
상기 최적 기동 제어 및 최적 정지 제어는, 제어 변수로서 건물 사용 시작 및 종료 시간을 이용하며,
상기 절전 운전 제어는, 제어 변수로서 HVAC 최대 출력 및 운전 시간을 이용하며,
상기 엔탈피 제어는, 제어 변수로서 댐퍼 개구율 및 냉동기 운전시간을 이용하며, 그리고
상기 기상정보 입력부 및 상기 센서부에서 획득된 정보가 상기 시뮬레이션 모델 및 상기 제어 알고리즘에 입력됨으로써 건물 제어 변수가 생성되고, 상기 생성된 건물 제어 변수가 상기 건물 자동화 시스템에 입력되어 건물이 운용되고, 상기 건물의 운용에 의하여 상기 센서부에서 획득된 정보가 변경되면, 상기 변경된 정보에 의하여 변경된 건물 제어 변수가 생성되어 상기 건물 자동화 시스템에 재입력됨으로써, 실시간으로 상기 시뮬레이션 모델이 구동되고 상기 건물이 운용되는 것을 특징으로 하는,
시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 제어 알고리즘은 조명 제어 알고리즘을 포함하며,
상기 조명 제어 알고리즘은,
시간 스케줄을 이용한 제어;
재실 감지를 이용한 제어;
로컬 조명 센서를 이용한 제어; 및
주광 보정을 이용한 제어로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 제어 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는,
시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템.
- 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 제어 알고리즘은 차양 제어 알고리즘을 포함하며,
상기 차양 제어 알고리즘은,
블라인드 업다운 제어;
슬랫 제어; 및
조명 및 디밍 연동 제어로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 제어 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는,
시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템.
- 삭제
- 삭제
- (a) 시공, 설비, 및 설계 도면을 포함하는 건물 정보를 시뮬레이션 툴에 입력하여 시뮬레이션 모델을 구축하는 단계;
(b) 상기 시뮬레이션 모델의 제어 알고리즘을 설정하는 단계;
(b1) 에뮬레이터에 의해 상기 시뮬레이션 모델이 검증되는 단계;
(c) 기상정보 입력부 및 센서부에 의해 감지된 정보가 상기 시뮬레이션 모델 및 상기 제어 알고리즘에 입력되는 단계;
(d) 상기 정보가 입력된 상기 시뮬레이션 모델이 상기 제어 알고리즘에 따라 제어되어 건물 제어 변수가 생성되는 단계;
(e) 상기 건물 제어 변수가 건물 자동화 시스템(BAS)에 입력되어 건물이 운용되는 단계; 및
(f) 상기 건물의 운용에 의하여 상기 센서부에서 감지된 정보가 변경되면, 상기 변경된 정보에 의하여 변경된 건물 제어 변수가 생성되어 상기 건물 자동화 시스템에 재입력됨으로써, 실시간으로 상기 시뮬레이션 모델이 구동되고 상기 건물이 운용되는 단계를 포함하며,
상기 (b1) 단계는, 존 단위 제어 구현에 따라 상기 시뮬레이션 모델을 검증하는 단계를 포함하며,
상기 존 단위 제어 구현은, 야간 운전 제어, 야간 외기 냉방 제어, 최적 기동 제어, 최적 정지 제어, 절전 운전 제어, 및 엔탈피 제어에 의해 구현되며,
상기 야간 운전 제어는, 제어 변수로서 야간 공실 시간 및 실내 온도 유지 시간을 이용하며,
상기 야간 외기 냉방 제어는, 제어 변수로서 댐퍼 개구율을 이용하며,
상기 최적 기동 제어 및 최적 정지 제어는, 제어 변수로서 건물 사용 시작 및 종료 시간을 이용하며,
상기 절전 운전 제어는, 제어 변수로서 HVAC 최대 출력 및 운전 시간을 이용하며,
상기 엔탈피 제어는, 제어 변수로서 댐퍼 개구율 및 냉동기 운전시간을 이용하는 것을 특징으로 하는,
시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 방법.
- 제 7 항에 있어서,
상기 제어 알고리즘은 조명 제어 알고리즘을 포함하며,
상기 조명 제어 알고리즘은,
시간 스케줄을 이용한 제어;
재실 감지를 이용한 제어;
로컬 조명 센서를 이용한 제어; 및
주광 보정을 이용한 제어로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 제어 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는,
시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 방법.
- 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
상기 제어 알고리즘은 차양 제어 알고리즘을 포함하며,
상기 차양 제어 알고리즘은,
블라인드 업다운 제어;
슬랫 제어; 및
조명 및 디밍 연동 제어로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 제어 알고리즘을 포함하는 것을 특징으로 하는,
시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 방법.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100072041A KR101151480B1 (ko) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템 및 이를 이용한 건물 에너지 관리 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020100072041A KR101151480B1 (ko) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템 및 이를 이용한 건물 에너지 관리 방법 |
Publications (2)
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| KR20120010474A KR20120010474A (ko) | 2012-02-03 |
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| KR1020100072041A KR101151480B1 (ko) | 2010-07-26 | 2010-07-26 | 시뮬레이션 기반의 건물 에너지 관리 시스템 및 이를 이용한 건물 에너지 관리 방법 |
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| KR101682008B1 (ko) | 2016-02-04 | 2016-12-05 | 이에스콘트롤스(주) | 일조량에 의한 체감온도 변화에 따른 열원설비 제어장치 및 방법 |
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