KR101151636B1 - 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공장, 빌딩, 아파트 등과 같은 대형 건물에 설치된 전력설비, 조명설비, 공조설비, 위생설비, 방재설비 등의 각종 건물설비를 관리하여, 에너지 절감, 쾌적한 환경, 재해예방, 신속한 유지보수 등이 가능하도록 하는 건물설비 관리 자동화를 위한 지열히트펌프시스템을 구현하는 것을 특징으로 한다.
즉 본 발명은 화재나, 수해, 지진 등의 재해 발생 시에, 장비의 오작동이나, 히트펌프의 배관 등의 파손에 의한 피해를 예방하고, 설비의 안전적인 제어 및 가동 중지 시스템을 구축하여 시스템 전체를 보호함은 물론, 현장장비의 가동중지 시스템을 안전설비(예;소화전, 배연기, 경보발령기)와 2중화 라인으로 구축하여 시스템의 폭발이나, 손상 등과 같은 2차 피해로 인한 재해의 확대를 예방할 수 있으며, 온습도 및 압력의 정확한 감시와 제어를 통한 상황별 설비 제어가 가능하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템을 제안하고자 한다.

Description

방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템{GEOTHERMAL HEAT PUMP SYSTEM}

본 발명은 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템에 관한 것으로, 보다 자세하게는 공장, 빌딩, 아파트 등과 같은 대형 건물에 설치된 전력설비, 조명설비, 공조설비, 위생설비, 방재설비 등의 각종 건물설비를 관리하여, 에너지 절감, 쾌적한 환경, 재해예방, 신속한 유지보수 등이 가능하도록 하는 건물설비 관리 자동화를 위한 지열히트펌프시스템을 구현하는 것을 특징으로 한다.

즉 본 발명은 화재나, 수해, 지진 등의 재해 발생 시에, 장비의 오작동이나, 히트펌프의 배관 등의 파손에 의한 피해를 예방하고, 설비의 안전적인 제어 및 가동 중지 시스템을 구축하여 시스템 전체를 보호함은 물론, 현장장비의 가동중지 시스템을 안전설비(예;소화전, 배연기, 경보발령기)와 2중화 라인으로 구축하여 시스템의 폭발이나, 손상 등과 같은 2차 피해로 인한 재해의 확대를 예방할 수 있으며, 온습도 및 압력의 정확한 감시와 제어를 통한 상황별 설비 제어가 가능하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템에 관한 것이다.

최근의 건물들은 대형화, 고기능화되어 감에 따라 공조, 위생, 전력, 조명, 방범, 방재, 수처리 등의 각종 설비들이 복잡하게 설치되고, 이들 설비들을 감지하고 제어하기 위해 다양한 건물설비 관리 자동화가 구축된 지열히트펌프시스템이 제안되고 있다.

이를 위한 건물설비 관리 자동화 시스템은 건물에 설치되는 각종 건물설비와, 시스템을 전반적으로 관리 제어하는 중앙관제장치와, 현장기기들의 작동을 제어하며, 현장기기들의 정보를 수집, 분석하여 대응하고, 수집 분석한 정보를 중앙관제장치로 전송하는 원격제어반으로 구성된다.

원격제어반은 중앙관제장치의 제어를 받아 현장기기들을 제어하기도 하지만, 현장기기들의 작동을 독자적으로 제어할 수 있도록 독립적인 운영도 가능하다.

건물설비 관리 자동화 시스템에 관한 종래기술로는 등록특허 제0963161호 "건물의 스마트 에너지 관리 시스템 및 방법", 등록특허 제0557672호 "사무용 건물설비의 최적관리 및 에너지 절감을 위한 지능형 제어정보기" 등이 다양하게 개시되었다.

그런데 종래기술에 따른 건물설비 관리 자동화 시스템은 해당 건물에서의 전력 소모량이 과도한 경우 이를 적절히 제한하여, 과도한 전력소모로 전력 공급이 다운되는 것을 방지하며 에너지를 절감하는 기능과, 화재, 지진, 괴열, 수해 등과 같은 재해 발생 시에 그 발생 원인별로 조치하여 재해와 확대 피해 최소화하며 시스템을 보호하는 기능이 약하다.

따라서, 종래기술에 따른 건물설비 관리 자동화 시스템은 이러한 기능을 강화할 필요가 있다.

그리고 건물설비 관리 자동화 시스템을 구성하는 원격제어반은 전술한 바와 같이 중앙관제장치와는 별개로 현장기기들을 독자적으로 제어 및 운영이 가능할 필요가 있다.

그래서 외부에서 입력되는 전원을 운영에 필요한 구동전원으로 변환하는 구동전원공급부가 구비되는데, 외부 전원에는 서지나 과전압 등이 포함되는 일이 종종 발생하고, 서지나 과전압은 구동전원공급부와 원격제어반을 손상시키고 원격제어반의 오동작을 유발한다.

그리고 원격제어반은 현장기기들로부터 각종 정보를 수집하고, 이를 분석하며, 수집 분석된 정보들은 현장기기들의 정보와 함께 저장된다.

그런데 정전 등과 같은 사고로 갑자기 전원 공급이 차단되는 때에는 저장된 정보들이 소실되는 문제가 있다.

그리고 원격제어반은 중앙관제장치와 유선으로 통신을 하는데, 유선 통신을 위한 통신라인에 장애가 발생하는 때에는 데이터의 송수신이 막혀, 건물설비 제어 관리가 곤란해진다.

이처럼 원격제어반은 건물설비를 안정적으로 그리고 지속적으로 관리, 제어하기 위해서는 외부 입력전원에서 서지나 과전압을 차단하여 보호하고, 정전 등의 원인으로 외부 전원의 공급이 차단되는 때에도 일정시간 이상 자체적인 구동이 가능하고, 유선통신에 장애가 발생하더라도 중앙관제장치와 데이터의 무선통신이 가능하도록 할 필요가 있다.

그런데 종래기술에서는 이러한 수단들을 별도로 구비하지 아니하고 있다.

특히 상기 종래기술의 문제점은 건물 관리 자동화 시스템이 지열히트펌프시스템에 연계되는 경우 화재, 지진, 수해 등에 적절한 조치를 취할 수 없어, 장비의 오작동이나, 히트펌프의 배관 등의 파손되는 문제와,

설비의 안전적인 제어 및 가동 중지 시스템을 구축하기 어려워 시스템의 폭발이나, 손상으로 인한 2차 피해를 예방할 수 없다는 치명적인 문제가 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

화재나, 수해, 지진 등의 재해 발생 시에, 장비의 오작동이나, 히트펌프의 배관 등의 파손에 의한 피해를 예방하고, 설비의 안전적인 제어 및 가동 중지 시스템을 구축하여 시스템 전체를 보호함은 물론, 현장장비의 가동중지 시스템을 안전설비(예;소화전, 배연기, 경보발령기)와 2중화 라인으로 구축하여 시스템의 폭발이나, 손상 등과 같은 2차 피해로 인한 재해의 확대를 예방할 수 있으며, 온습도 및 압력의 정확한 감시와 제어를 통한 상황별 설비 제어가 가능하여 에너지 효율을 향상시키는 것을 하나의 목적으로 한다.

아울러 본 발명은 건물에 설치된 전기사용장치들의 전력 소모량이 기준 피크전력을 넘어서는 때에 전력 사용의 필요성이 적은 전기사용장치들에 대한 전력 공급을 중지시켜 에너지를 절감하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

또한 본 발명은 원격제어반(중앙관제장치도 포함될 수 있음)의 구동전원공급부 입력측에 과전압차단기를 연결하여 구동전원공급부와 원격제어반이 손상되거나 오동작하는 것을 방지하고, 무정전전원공급장치(UPS)를 구비하여 외부 전원의 공급이 차단되더라도 각종 정보들이 안정적으로 보존되어 원격제어반의 복구 재개 운영이 편리하며 신속하게 이루어지며, 중앙관제장치와의 유선통신에 장애가 발생하면 즉각적으로 무선통신으로 데이터를 송수신하도록 하여 건물설비의 안정적인 제어가 가능하도록 하는 것을 또 하나의 목적으로 한다.

본 발명에 따른 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템은 지중에 매설되는 지중열교환유닛; 상기 지중열교환유닛에 연결되는 지열수순환펌프; 상기 지열수순환펌프에 연결되어 지열수와의 열 교환을 통하여 냉온수를 공급하는 히트펌프유닛; 및 상기 히트펌프유닛에 의한 냉온수를 순환 공급하는 냉온수순환펌프;를 포함하여 이루어지는 지열히트펌프시스템에 있어서,

수배전반, 분전반, 전력량계를 포함하며, 건물로 공급되는 전력을 각 전기사용장치로 분배하는 전력설비,

히터 및 에어컨과 온도센서, 제가습기와 습도센서, 환풍기와 분진센서, 압력센서를 포함하며, 건물 내의 온도, 습도, 환기 및 압력을 조절하는 공조설비,

등기구, 조도센서, 출입감지센서를 포함하며, 건물 내의 조명을 조절하는 조명설비,

화재감지기, 누수감지기, 지진감지센서 및 소화전을 포함하고, 건물 내의 재해를 방지하는 방재설비로 구성되는 건물설비;

상기 전력설비, 공조설비, 조명설비 및 방재설비 각각에 구비되고, 이들을 구성하는 현장기기들을 제어하는 원격제어반; 및

컴퓨터, 모니터 및 데이터베이스를 포함하며, 상기 원격제어반과 통신하여, 상기 건물설비들의 상황을 모니터링하고, 관리제어하는 중앙관제장치;를 더 포함하여 이루어지되,

상기 원격제어반은 중앙관제장치와 통신하는 통신부; 현장기기와 데이터를 입출력하는 입출력부; 사용자 조작을 위한 키패드와 디스플레이부를 포함하는 조작부; 운영 프로그램과 입출력되는 정보를 저장하는 메모리; 상기 통신부, 입출력부, 조작부 및 메모리가 연결되어 이들을 제어하고, 상기 입출력부에서 입력되는 현장기기의 데이터를 분석하는 마이컴;을 포함하여 이루어지고,

상기 원격제어반의 통신부는 상기 중앙관제장치와 유선으로 통신하는 유선통신부와, 상기 유선통신부의 통신에 장애가 발생한 경우에 상기 중앙관제장치와 무선으로 통신하는 무선통신부를 포함하여 이루어지며,

상기 원격제어반은 상기 입출력부에 입력된 압력, 온도, 습도, 분진, 지진, 누수에 관한 데이터 값이 설정된 기준 값을 초과하는 경우 경보를 발하는 알림부가 더 구비되고,

상기 중앙관제장치는 상기 원격제어반의 알림부에서 경보를 발하면,

상기 전력설비에 구비된 상기 원격제어반으로부터 전송되는 정보를 분석하여, 건물의 전력 소모량이 기준 피크전력를 초과하는 경우에, 상기 데이터베이스에 등록 저장된 우선순위에 따라 전기장치들에의 전원공급을 차단하여 에너지를 절감하고,

상기 방재설비에 구비된 상기 원격제어반으로부터 전송되는 정보를 분석하여, 화재가 발생한 경우에는 화재발생 구역에 설치된 건물설비(방재설비는 제외)의 가동을 정지시키고, 지진이 발생한 경우에는 상기 데이터베이스에 등록 저장된 위험요소가 큰 고압 또는 고온의 현장기기에 대한 가동을 정지시켜 안정성을 높이며,

상기 마이컴은 상기 입출력부에 입력된 데이터 값 중, 온도 또는 습도, 또는 이들 모두의 데이터 값이 기준 값을 초과하는 경우 상기 히터, 에어컨, 제가습기 및 환풍기 중 일부 기기를 가동시켜 온도 또는 습도를 조절하고,

상기 조절된 온도 또는 습도의 데이터 값을 기준 값과 비교하여 상기 통신부를 통하여 중앙관제장치로 전송하며,

상기 조절된 온도 및 습도의 데이터 값이 기준 값에 미달하는 경우 상기 알림부의 경보를 차단하고, 상기 히터, 에어컨, 제가습기 및 환풍기 중 가동 중인 기기를 정지시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 무선통신부는 상기 중앙관제장치와 데이터를 무선으로 송수신하는 안테나와, 상기 안테나의 수신데이터 및 송신데이터를 필터링하는 로우패스필터와, 상기 로우패스필터를 통과한 수신데이터를 필터링하는 제1밴드패스필터와 제2밴드패스필터, 상기 제1밴드패스필터와 제2밴드패스필터 각각의 전후에 연결되어 있는 제1임피던스매칭부와 제2임피던스매칭부, 상기 제1임피던스매칭부의 출력 수신데이터의 저주파대역 노이즈를 증폭하여 상기 제2임피던스매칭부로 입력하는 노이즈증폭부를 포함하는 수신데이터처리부와, 송신데이터를 증폭하는 파워증폭부, 상기 파워증폭부 전후에 연결되어 있는 제3임피던스매칭부, 상기 제3임피던스매칭부 출력 송신데이터의 노이즈 제거 필터링하여 상기 로우패스필터로 입력하는 올패스필터를 포함하는 송신데이터처리부와, 상기 수신데이터처리부에서 입력되는 수신데이터와, 상기 송신데이터처리부로 출력되는 송신데이터의 신호 위상을 동기화하는 위상동기화부와, 상기 로우패스필터와 상기 수신데이터처리부 또는 상기 송신데이터처리부를 연결하는 송수신선택스위치와, 외부 입력전원을 정전압화하여 통신부 구동에 필요한 구동전원을 생성하는 구동전원부와, 상기 구동전원부의 출력 전원을 정전압화하여 무선 통신에 필요한 통신전원을 생성하는 통신전원부를 포함하는 전원공급부와, 상기 위상동기화부와 상기 마이컴 간의 수신데이터 및 송신데이터의 송수신을 중계하고, 통신부를 제어하는 CPU를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 태양광 발전기, 축전지를 포함하며, 상기 전력설비의 수배전반에 축전 전력을 공급하는 태양광 발전설비;를 더 포함하여 에너지를 절감하고,

상기 원격제어반은 구성기기들을 내장하여 보호하는 함체와, 상기 함체 하부와 상부에 각각 형성되는 외기 유입구와, 내기 배출구, 상기 함체 내부에 장착되는 온도센서와 습도센서, 상기 유입구와 배출구에 인접하여 함체 내측에 구비되는 흡기팬과 배기팬을 더 포함하고,

상기 마이컴은 상기 온도센서 및 습도센서가 감지한 신호에 따라 상기 흡기팬과 배기팬을 구동시켜, 함체 내부의 온도와 습도를 일정하게 유지시켜 안정성을 높인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 원격제어반은 전원라인을 통해 입력되는 전원을 구동전원으로 변환하여 상기 마이컴에 공급하는 구동전원공급부; 상기 구동전원공급부 입력측에 연결되고, 전원라인을 통해 입력되는 전원의 서지와 과전압을 차단하는 과전압차단기;를 더 포함하되,

상기 과전압차단기는 입력되는 전원의 서지를 흡수 차단하는 서지차단부와, 상기 서지차단부를 통과한 전원의 노이즈를 제거하는 노이즈제거부와, 출력단에 구비되며, 온오프 스위칭동작으로 상기 노이즈제거부를 통과한 전원을 상기 구동전원공급부에 공급 또는 차단하는 스위칭부와, 상기 노이즈제거부에서 출력되는 전원의 세기를 감지하는 감지부와, 상기 감지부의 감지신호를 입력받아 상기 스위칭부의 온오프 스위칭동작을 제어하여 과전압을 차단하는 제어부; 상기 스위칭부를 통해 상기 구동전원공급부에서 역으로 유입되는 역기전력을 차단하는 역기전력차단부; 상기 노이즈제거부의 출력 전원을 정류 및 평활하여 상기 스위칭부에 기동전원을 공급하는 기동전원공급부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 스위칭부는 구동코일과, 상기 구동코일의 전자기력에 의해 온/오프되는 마그넷스위치로 구성되는 릴레이이고,

상기 감지부는 상기 노이즈제거부에 출력되는 전원의 세기를 감지하는 변류기와, 상기 변류기의 2차코일에 유기되는 전원을 정류하는 브릿지다이오드와, 상기 브릿지다이오드에서 정류된 전원을 평활하는 캐패시터와, 상기 캐패시터에서 평활된 전원을 상기 제어부로 입력하는 저항을 포함하여 이루어지고,

상기 제어부는 상기 감지부의 저항을 통해 과전압이 인가되면 도통되는 제너다이오드와, 상기 제너다이오드가 도통되면 트리거되는 에스씨알과, 상기 에스씨알이 트리거되면 온되는 제1트랜지스터와, 상기 제1트랜지스터가 온되면 온되어 상기 기동전원공급부의 기동전원을 상기 스위칭부의 구동코일에 공급하는 제2트랜지스터를 포함하여 이루어지고,

상기 서지차단부는 입력단에 병렬 연결되어 서지 과전압의 전원이 입력되는 때에 온되는 바리스터와, 상기 바리스터와 직렬연결되어, 상기 바리스터에 입력되는 서지 과전압을 흡수 차단하는 어레스터를 포함하여 이루어지고,

상기 노이즈제거부는 상기 서지차단부의 출력 전원에서 고주파 노이즈를 제거하는 라인필터와, 상기 라인필터의 양측에 각각 병렬 연결되어 상기 라인필터의 고주파 노이즈 제거 대역을 넓히는 캐패시터와, 상기 라인필터의 출력측에 병렬 연결되고, 중간지점이 접지되어 전자파 노이즈를 제거하는 한 쌍의 캐패시터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 정전시에 상기 구동전원공급부에 충전전원을 공급하는 배터리와, 전원라인을 통해 입력되는 전원으로 상기 배터리를 충전시키는 충전모듈을 구비한 UPS을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 UPS의 충전모듈은 입력전원을 변압하는 트랜스와, 상기 트랜스의 출력전원을 정류하여 출력단에 연결된 배터리를 충전시키는 충전부와, 상기 충전부와 출력단 사이에 구비되어, 상기 충전부의 충전전원을 상기 배터리에 공급 또는 차단하는 충전스위치부와, 상기 충전스위치부를 온오프시키는 스위치구동부와, 상기 출력단에 연결되어 있는 배터리의 전압을 감지하는 충전전압 감지부와, 상기 배터리에 인가되는 충전전원의 과부하여부를 검출하는 과부하검출부와, 상기 충전전압 감지부의 감지결과를 전송받아 만충 여부를 판단하여 만충시, 그리고 상기 과부하검출부로부터 과부하 신호가 전송된 경우 이를 상기 스위치구동부로 전송하는 만충판별부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 상기 함체는 서비스도어와, 상기 서비스도어의 개폐를 위한 개폐수단을 포함하여 이루어지고,

상기 개폐수단은 상기 서비스도어에 힌지 결합되고, 단부에 걸림편이 형성된 선회부재와, 상기 선회부재가 삽입되는 관통공이 형성되고, 양측부에 파지부가 구비된 가압부재와, 상기 선회부재를 감싸고, 상기 걸림편과 상기 가압부재 사이에 배열된 탄성부재와, 상기 함체에 구비된 테두리부에 연결되고, 상기 선회부재가 삽입되는 안내홈을 갖는 지지부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템은 화재나, 수해, 지진 등의 재해 발생 시에, 장비의 오작동이나, 히트펌프의 배관 등의 파손에 의한 피해를 예방하고, 설비의 안전적인 제어 및 가동 중지 시스템을 구축하여 시스템 전체를 보호함은 물론, 현장장비의 가동중지 시스템을 안전설비(예;소화전, 배연기, 경보발령기)와 2중화 라인으로 구축하여 시스템의 폭발이나, 손상 등과 같은 2차 피해로 인한 재해의 확대를 예방할 수 있으며, 온습도 및 압력의 정확한 감시와 제어를 통한 상황별 설비 제어가 가능하여 에너지 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

아울러 본 발명은 건물에 설치된 전기사용장치들의 전력 소모량이 기준 피크전력을 넘어서는 때에 전력 사용의 필요성이 적은 전기사용장치들에 대한 전력 공급을 중지시켜 에너지를 절감할 수 있게 된다.

또한 본 발명은 원격제어반(중앙관제장치도 포함될 수 있음)의 구동전원공급부 입력측에 과전압차단기를 연결하여 구동전원공급부와 원격제어반이 손상되거나 오동작하는 것을 방지하고, 무정전전원공급장치(UPS)를 구비하여 외부 전원의 공급이 차단되더라도 각종 정보들이 안정적으로 보존되어 원격제어반의 복구 재개 운영이 편리하며 신속하게 이루어지며, 중앙관제장치와의 유선통신에 장애가 발생하면 즉각적으로 무선통신으로 데이터를 송수신하도록 하여 건물설비의 안정적인 제어가 가능하게 된다.

도 1 은 본 발명에 따른 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템을 나타내는 개념도,
도 2는 본 발명에 따른 각 파라미터 별로 방재기능을 구현하기 하기 위한 프로세서를 나타내는 흐름도,
도 3은 본 발명에 따른 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템의 개념적인 구성도,
도 4는 본 발명에 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템의 개략적인 블록 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 원격제어반의 개략적인 정면, 측면 및 내면도,
도 6은 본 발명에 따른 과전압 차단기 회로도,
도 7의 a,b,c는 본 발명에 따른 무선통신부의 회로도,
도 8은 본 발명에 따른 UPS 충전모듈의 블록 구성도,
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 함체의 개폐수단을 나타내는 사시도.

이하에서는 본 발명에 따른 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템은

본 발명에 따른 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템은 지중에 매설되는 지중열교환유닛(GH); 상기 지중열교환유닛(GH)에 연결되는 지열수순환펌프(GP); 상기 지열수순환펌프(GP)에 연결되어 지열수와의 열 교환을 통하여 냉온수를 공급하는 히트펌프유닛(HP); 및 상기 히트펌프유닛(HP)에 의한 냉온수를 순환 공급하는 냉온수순환펌프(WP);를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 지열히트펌프시스템은 지중열교환유닛(GH)에 의하여 지중과 열교환을 통한 지열수를 지열수순환펌프(GP)를 통하여 히트펌프유닛(HP)으로 공급되고,

상기 히터펌프유닛(HP)은 지열수와 열교환을 통하여 냉온수순환펌프(WP)로 냉온수를 공급하게 된다.

나아가 상기 지중열교환유닛(GH)의 유출관에는 지열수팽창탱크(GT)가 연결되는데,

이는 냉난방 가동이 안정화된 상태에서 고온의 지열수가 계속 공급되는 경우 배관 라인 내부에서 지열수가 유동하게 되어 지열수의 압력이 증가하고 부피가 팽창하여 설비의 파손 위험이 있기 때문에

상기 지열수팽창탱크(GT)를 도입하여 고온의 지열수의 채적팽창 분을 방출함으로써 상기한 바와 같은 문제를 해결할 수 있게 된다.

즉 본 발명은 냉매를 이용해 고온의 열원을 저온으로 전달하거나, 저온의 열원을 고온으로 전달하는 지열을 이용하여 시스템을 가동하고,

또한 방재기능을 갖추어 안정성이 확보된 히트펌프을 제공하기 위해 히트펌프유닛(HP)에 구비된 함체(1)에는 컨트롤러(이하 '원격제어반'이라 함.)가 구비된다.

우선, 도 3에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 안정성을 가진 에너지 절감형 건물설비 관리 자동화를 위한 지열히트펌프시스템은 각종 건물설비(F)와, 각각의 건물설비(F)에 구비되는 원격제어반(P)과, 원격제어반(P)과 통신을 하고 시스템을 전반적으로 제어 관리하는 중앙관제장치(C.C)를 포함하여 이루어진다.

상기 건물설비(F)는 전력설비(F11,12,13), 공조설비(F21,22,23), 조명설비(F31,32,33), 방재설비(F41,42), 태양광 발전설비(F51,52)를 포함하고, 이외에도 난방설비, 방범설비, 통신설비 등의 다양한 종류의 건물설비를 더 포함할 수 있다.

상기 전력설비(F11,12,13)는 전력회사에서 공급하는 전력을 이를 필요로 하는 전기사용장치들로 분배하는 설비로서, 전력회사로부터 전력을 공급받는 수배전반과, 수배전에서 공급되는 전력을 지선라인을 통해 전기사용장치들로 분배하는 분전반과, 전력회사에서 공급하는 전력량과 전기사용장치들이 사용하는 전력량을 계측하는 전력량계 등을 포함하여 이루어진다.

상기 공조설비(F21,22,23)는 건물 내부의 온도, 습도를 조절하고, 공기 중의 미세먼지를 제거하여 건물 내부의 환경을 쾌적하게 하는 설비로서, 온도 조절을 위한 히터 및 에어컨, 그리고 이들의 가동 여부를 결정하기 위해 온도를 감지하는 온도센서와, 습도를 조절하기 위한 제가습기, 그리고 제가습기의 가동 여부를 결정하기 위해 습도를 감지하는 습도센서와, 공기 중의 미세 먼지를 외부로 배출시키는 환풍기, 그리고 환풍기의 가동 여부를 결정하기 위해 미세 먼지의 밀도를 감지하는 분진센서와, 건물 내부의 압력을 감지하기 위한 압력센서 등을 포함하여 이루어진다.

상기 조명설비(F31,32,33)는 건물 내부를 조명하는 설비로서, 등기구와, 등기구의 점등 시기를 결정하는 타이머, 조도센서와 출입감지센서 등을 포함하여 이루어진다.

상기 방재설비(F41,42)는 건물에서의 재해 발생을 감지 및 방지하는 설비로서, 화재감지시, 소화전, 배연기, 피난유도등, 지진감지센서, 과열감지센서, 경보발령기 등을 포함하여 이루어진다.

상기 태양광 발전설비(F51,52)는 태양광을 이용하여 발전 및 축전하고, 이를 수배전반으로 공급하는 신 재생에너지 설비로서, 태양광 발전기와 축전지를 포함하여 이루어진다. 그리고 신 재생에너지 설비로는 풍력 발전설비, 지열 발전설비 등을 포함할 수 있다.

그리고 위와 같은 각 종류의 건물설비(F)들은 건물의 층별이나, 구획공간 별로 여러 개가 설치되거나, 아파트 같은 대단지 건물에서는 동별로 설치된다.

상기 중앙관제장치(C.C ; Control Center)는 건물 전체의 상황을 종합적으로 감시, 제어, 관리하는 장치로서,

건물설비(F)에 구비되어 있는 원격제어반(P)과 데이터를 유선 또는 무선으로 통신하는 통신부(c1)와,

중앙관제장치(C.C)를 제어 관리하고, 원격제어반(P)이 전송하는 데이터를 분석하고, 데이터 분석결과에 따른 상황별로 건물설비(F)의 가동 여부에 대한 명령을 발하는 컴퓨터(c2)와,

건물설비(F)의 상황을 관리자가 모니터링할 수 있도록 하는 모니터(c3)와,

건물설비(F)와 원격제어반(P)에 대한 정보와, 발생되는 각 상황별에 따른 대처방법에 대한 정보와, 원격제어반(P)과 송수신하는 데이터와 분석한 데이터 정보, 시스템 운영에 관한 프로그램 등이 저장되어 있는 데이터베이스(c4)를 포함하여 이루어진다.

또한, 중앙관제장치(C.C)는 하기에서 설명하는 원격제어반(P)에 구비되는 이더넷부, 알림부, SMSQN, UPS부 등을 더 포함할 수 있다.

상기 중앙관제장치(C.C)는 상기 원격제어반(P)이 전송하는 건물설비(F)의 현장기기들의 가동상황 정보와 각종 센서들이 감지한 정보들을 분석하여 건물 내의 환경을 최적의 상태로 유지시키고, 건물설비(F)에 문제가 발생하면 문제 원인별로 대처하여 현장기기들의 가동을 제어한다.

예를 들면, 건물 내의 온도가 높으면 에어콘을 가동시켜 온도를 낮추고, 습도가 높으면 제습기를 가동시켜 습도를 낮추고, 공기 중에 미세먼지가 많이 포함되어 있으면 환풍기를 가동시켜 공기를 정화하고,

실내가 어두워지면 등기구를 점등시키고, 출입자가 있으면 등기구를 일정시간 점등시킨다.

특히, 상기 전력설비에 구비된 상기 원격제어반으로부터 전송되는 정보를 분석하여, 건물의 전력 소모량이 기준 피크전력를 초과하는 경우에, 상기 데이터베이스에 등록 저장된 우선순위에 따라 전기장치들에의 전원공급을 차단하여 에너지를 절감하고,

상기 방재설비에 구비된 상기 원격제어반으로부터 전송되는 정보를 분석하여, 화재가 발생한 경우에는 화재발생 구역에 설치된 건물설비(방재설비는 제외)의 가동을 정지시키고, 지진이 발생한 경우에는 상기 데이터베이스에 등록 저장된 위험요소가 큰 고압 또는 고온의 현장기기에 대한 가동을 정지시켜 2차 피해를 예방하고, 재해에 따른 안전설비(예;소화전, 배연기, 경보발령기)를 가동시킬 수 있도록 이중화 라인을 구축함으로써 재해의 확대를 예방할 수 있게 된다.

상기 원격제어반(DDC;Direct Digit Control)(P)은 각각의 건물설비(F)에 구비되고, 건물설비를 구성하는 현장기기들과 송수신하여, 현장기기의 가동을 제어하고, 현장기기들의 상황정보들을 수집 분석하며 이를 상기 중앙관제장치(C.C)로 전송한다.

우선, 도 5에서 보는 바와 같이 원격제어반(P)은 우발적인 외부 충격, 먼지, 비관계자의 접근 등으로부터 보호하는 함체(1)가 구비된다.

상기 함체(1) 정면에는 서비스도어(2)가 장착되고, 함체(1) 내부에는 원격제어반을 구성하는 각종 장비들이 장착된다.

그리고 함체(1) 하부 우측에는 외기 유입구(3)가 형성되고, 상기 유입구(3)에 인접한 함체 내측에는 흡기팬(4)이 구비되어 있으며, 상부 우측에는 내기 배출구(5)가 형성되고, 상기 배출구(5)에 인접한 외함 내측에는 배기판(6)이 구비된다.

그리고 상기 유입구(3)에는 유입되는 외기에서 미세 먼지를 제거하는 필터(미도시)가 배치되고, 함체 내부에는 온도센서(S1), 습도센서(S2), 분진센서(S3)가 장착되다.

상기 온도센서, 습도센서 및 분진센서는 각각 감지한 신호를 마이컴(30)으로 전송하고, 마이컴(30)은 전송되는 감지 신호를 기설정되어 있는 기준 값과 비교하여 상기 흡기팬과 배기판을 작동시켜 외함 내부의 온도와 습도, 그리고 분진밀도를 조절한다. 참고로, 배기팬만으로 습도 조절이 곤란한 때에는 제습장치를 별도로 더 구비하는 것이 바람직하다.

이처럼, 각종 센서와 팬 등을 구비함으로써, 원격제어반(P)의 함체 내부의 환경이 원격제어반의 구성요소들이 악영향을 미치지 않도록 하여 오류나, 오동작 등이 발생하지 않고 안정성 있게 원격제어반이 가동될 수 있도록 한다.

다음으로, 도 4에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 원격제어반(P)은

마이컴(30), 통신부(10), 입출력부(20), 조작부(50), 메모리(60), 구동전원공급부(40), 과전압 차단기(200), UPS(70), 이더넷부(81), SMS부(85), 다운로드포트(87) 등을 포함하여 이루어진다.

상기 마이컴(30)은 본 발명에 따른 원격제어반(P)을 전체적으로 제어, 관리한다. 마이컴(30)의 제어, 관리 방법은 이하에서 각각의 구성요소를 설명하면서 함께 설명한다.

상기 통신부(10)는 건물 전체의 건물설비들(F;Facilites)을 관리 제어하는 중앙관제장치(C.C)와 통신하여 데이터를 송수신한다.

상기 통신부(10)는 상기 중앙관제장치(C.C)와 유선으로 통신하는 유선통신부(11)와, 무선으로 통신하는 무선통신부(100)를 구비한다.

평상시에는 유선통신부(11)를 통해 유선라인으로 상기 중앙관제장치와 통신을 하되, 유선 통신에 장애가 발생한 때에는 상기 마이컴(10)의 제어에 의해 절환되어 상기 무선통신부(100)를 통해 무선 통신을 한다.

그리고 이때, 상기 유선통신부(11)를 통한 유선 통신을 지원하는 유선라인을 복선으로 구비하여, 어느 한 유선라인에 문제가 발생하더라도 다른 유선라인을 통해 유선 통신이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

그리고 두 유선라인에 모두 장애가 발생하여 유선 통신이 되지 아니할 때, 상기 무선통신부(100)를 통한 무선 통신이 지원된다. 상기 무선통신부에 대한 구체적인 내용은 후술한다.

그리고 상기 통신부(10)를 통해 입력되는 중앙관제장치(C.C)의 송신 데이터는 마이컴(10)으로 입력되고, 마이컴(10)은 입력되는 송신 데이터에 따라 현장기기들을 제어한다. 그리고 통신부(10)는 현장기기들로부터 수집, 분석한 정보들을 통신부(10)를 통해 상기 중앙관제장치(C.C)로 전송한다.

상기 입출력부(20)는 건물설비들(F)을 구성하는 현장기기들과 데이터를 주고 받는다. 즉, 현장기기들로 조작신호를 전송하여 현장기기들을 작동시키고, 현장기기들로부터 작동상황에 대한 각종 정보를 전송받는다.

참고로, 건물설비(F)에는 전력설비, 조명설비, 공조설비, 방재설비, 위생설비, 냉난방설비 등 다양한 건물설비들이 있고, 각각의 건물설비는 다양한 종류의 현장기기들로 구성된다.

예를 들면, 공조설비에는 공조기, 변풍량장치, 팬코일유닛, 컨벡터, 라디에이터, 에어콘, 환기팬 등의 현장기기들이 포함되고, 냉난방설비에는 보일러, 냉동기, 냉각탑, 열교환기, 빙축열설비 등의 현장기기들이 포함된다.

그리고 원격제어반(P)은 각각의 건물설비(F)에 구비되고, 각각의 건물설비도 여러 개의 원격제어반이 구비되는 것이 일반적이다. 즉, 특정 건물설비를 전체적으로 제어하는 메인 원격제어반과, 공간적으로 구획된 각 지역에 구비되어 있는 건물설비의 현장기기들을 제어하며 상기 원격제어반과 통신을 하는 다수의 서브 원격제어반을 구비하는 것들이 많다.

상기 입출력부(20)를 통해 입출력되는 데이터의 신호는 4가지 종류로 구성된다. 즉, 아날로그 입력(AI), 아날로그 출력(AO), 디지털 입력(DI), 디지털 출력(DO)의 4가지 신호가 있다. 이는 현장기기들 각각이 아날로그 또는 디지털 신호로 작동을 하고, 작동 상태에 정보를 아날로그 또는 디지털 신호로 출력하기 때문이다.

본 발명의 원격제어반(P)은 디지털 시대에 맞게 디지털 신호로 작동을 하지만, 현장기기들과는 디지털 또는 아날로그 신호로 데이터를 입출력하여야 하므로, 상기 입출력부(20)에는 입력되는 데이터 신호 중 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터(23)와, 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 출력하는 D/A컨버터(21)가 구비된다.

그리고 상기 마이컴(30)은 상기 입출력부(20)를 통해 입력되는 현장기기들이 전송한 데이터를 분석하여 메모리(60)에 저장하고, 입출력부(20)를 통해 현장기기들을 제어할 데이터를 생성하여 전송한다.

상기 조작부(50)는 사용자, 즉, 관리자의 조작을 위한 것으로서, 명령신호를 입력받는 키패드(51)와, 키패드의 조작상황과 현장기기들의 작동상태 등에 대한 정보를 보여주는 디스플레이부(53)를 포함하여 이루어진다.

상기 조작부(50)를 통해 입력되는 사용자의 명령신호는 상기 마이컴(30)으로 입력되고, 마이컴(30)은 입력되는 명령신호에 따라 현장기기들을 제어하거나, 현장기기들을 제어할 기준 설정 값들을 갱신하거나, 중앙관제장치(C.C)와 데이터를 송수신 등을 한다.

상기 메모리(60)는 원격제어반(P)에서 제어 관리할 현장기기들에 대한 정보와, 각 현장기기의 제어 관리에 필요한 각종 기준 설정 값, 현장기기에서 전송된 정보와 이를 분석한 정보, 중앙관제장치(C.C)와 송수신하는 데이터 정보들, 그리고 원격제어반(P) 운영에 필요한 각종 운영 프로그램을 저장한다.

상기 구동전원공급부(40)는 전원라인을 통해 외부에서 입력되는 전원을 구동전원으로 변환하여 상기 마이컴(30)을 포함하여 구동전원을 필요로하는 원격제어반(P)의 각 구성요소에 공급한다.

참고로, 전원라인을 통해 입력되는 외부 전원은 220V의 상용 교류전원일 수 있고, 전원변환장치를 통해 24V로 강압된 교류전원일 수도 있다. 또한, 경우에 따라서는 교류전원이 아닌 직류전원일 수도 있다.

상기 이더넷부(81)는 인터넷망을 통해 외부 원격지에서 접속하여 원격제어가 가능하도록 지원한다. 관리자는 상기 이더넷부(81)를 통해 원격지에서 접속하여 원격제어반을 통해 건물설비(F)의 작동상황을 모니터링하고, 원격 제어를 할 수 있다. 물론, 이를 위해서는 인터넷 상에 원격 모니터링 및 원격 제어를 지원하는 서버 등이 구비되어야 할 것이다.

상기 SMS부(85)는 원격제어반(P), 또는 원격제어반이 관리, 제어하는 현장기기에 문제가 발상한 때에, 이 사실을 상기 메모리(60)에 등록된 관리자의 휴대폰으로 단문메시지(SMS) 서비스를 이용하여 알리는 기능을 지원한다.

상기 마이컴(30)은 원격제어반, 또는 원격제어반이 관리, 제어하는 현장기기에 문제가 발상한 때에는 점멸램프 또는/및 스피커를 포함하는 알림부(83)를 통해 경보를 발령하여 주변에 있을 수 있는 관리자에게 이를 알리고, 동시에 상기 통신부(10)를 통해 중앙관제장치(C.C)로 문제 발생에 대한 정보를 전송하고, 상기 SMS부(85)를 통해 등록된 관리자에게 알린다.

상기 다운로드포트(87)는 상기 메모리(60)에 저장되어 있는 운영 프로그램을 업그레이드하기 위한 프로그램의 다운로드를 지원하고, 원격제어반(P)이 관리 제어할 건물설비(P) 종류에 맞도록 마이컴(30)을 셋팅하는 것을 지원한다.

상기 과전압 차단기(200)는 상기 구동전원공급부(40)의 입력측에 연결되어, 전원라인을 통해 입력되는 외부 전원에서 서지와 과전압을 차단하여 상기 구동전원공급부(40)에 입력함으로써, 구동전원공급부(40)는 물론 이에 연결되어 있는 마이컴(30) 등을 서지와 과전압으로부터 보호한다.

상기 UPS(Uninterruptible Power Supply)(70), 즉, 무정전전원공급장치는 정전 등의 원인으로 전원라인을 통한 외부 전원의 공급이 차단된 때에 상기 구동전원공급부(40)에 전원을 공급하여 일정시간 이상 원격제어반(P)이 구동 가능하도록 한다.

상기 UPS(70)는 상기 구동전원공급부(40)에 충전된 전원을 방전하여 공급하는 배터리(B)와, 상기 배터리를 충전시키는 충전모듈(30원공급부(함하여 이루어진다.

본 발명에서 상기 UPS(70)의 배터리(B)가 공급할 수 있는 배터리의 충전전원 용량은 원격제어반(P)의 구동을 최소화한 상태에서 약 90일 동안 가동이 가능한 용량을 지원한다. 즉, 상기 메모리(60)에 저장되어 있는 각종 프로그램과 정보들이 외부 전원의 공급이 없더라도 약 90일 동안 손상되지 아니하는 충전전원 용량을 갖는다.

이하에서는 도 6 내지 도 8을 참조하여, 상기 과전압 차단기(200), 무선통신부(100), 충전모듈(300)에 대하여 구체적으로 설명한다.

참고로, 도 6와 도 7을 참조하여 상기 과전압 차단기(200), 무선통신부(100)를 각각 설명함에 있어서, 전자소자들의 도면부호가 일부 동일한 것들이 있으나, 상기 과전압 차단기(2010), 무선통신부(100)를 순차적으로 설명하고, 이들을 각각 설명함에 있어 다른 구성에 대한 설명은 배제할 것이므로, 전자소자들의 도면부호가 일부 동일하더라도 이로 인한 혼동은 없을 것이다.

도 6은 상기 과전압 차단기(200)의 회로도를 도시한 것이다.

참고로, 전원라인을 통해 입력되는 외부 전원은 직류전원일 배제하지 아니하나, 본 발명에서는 상용 교류전원 또는 24V의 교류전원을 외부 전원으로 사용하고 있으므로, 이하에서는 외부 전원을 상용 교류전원으로 하여 설명한다.

도 6에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 상기 과전압 차단기(200)는

입력 상용 교류전원의 서지를 흡수 차단하는 서지차단부(210)와,

상기 서지차단부를 통과한 상용 교류전원의 노이즈를 제거하는 노이즈제거부(220)와,

출력단에 구비되며, 온오프 스위칭동작으로 상기 노이즈제거부를 통과한 상용 교류전원을 상기 구동전원공급부(40)에 공급 또는 차단하는 스위칭부(230)와,

상기 노이즈제거부에서 출력되는 교류전원의 세기를 감지하는 감지부(240)와,

상기 감지부의 감지신호를 입력받아 상기 스위칭부의 온오프 스위칭동작을 제어하여 과전압을 차단하는 제어부(250)와,

상기 스위칭부를 통해 상기 구동전원공급부(40)에서 역으로 유입되는 역기전력을 차단하는 역기전력차단부(270)와,

상기 노이즈제거부의 출력 교류전원을 정류 및 평활하여 상기 스위칭부에 기동전원을 공급하는 기동전원공급부(260)를 포함하여 이루어진다.

상기 서지차단부(210)는 입력단에 병렬 연결되어 있으며, 상호 직렬 연결되어 있는 바리스터(MOV1)와 어레스터(A1)를 포함하여 이루어진다.

그리고 상기 서지차단부(210)의 입력측에는 상용 교류전원으로 과전류가 인가되는 때에 이를 차단하는 퓨즈(F1)가 연결되어 있다.

상기 바리스터(MOV1)는 특정 전압 이하에서는 높은 저항 값으로 오픈(OFF)되어 있는 것과 같은 작동을 하지만, 특정 전압 이상에서는 저항 값이 낮아져 쇼트(ON)된 것과 같은 작동을 한다. 그리하여 입력단에 서지 과전압이 입력되는 때에는 온되어 전류가 흐를 수 있도록 한다.

상기 어레스터(A1)는 상기 바리스터(MOV1)가 온되어 유입되는 서지 과전압에 해당하는 전류를 흡수 차단한다. 보다 구체적으로는 입력되는 전류를 접지로 도피시켜 상용 교류전원의 서지 과전압 성분이 후방측으로 더 이상 전달되지 않도록 한다.

상기 노이즈제거부(220)는 라인필터(LF1)와, 상기 라인필터(LF1) 양측에 각각 병렬 연결되어 있는 캐패시터(C1, C2)와, 상기 라인필터(LF1)의 출력측에 병렬 연결되어 있으며 중간 지점이 접지(FG)되어 있는 한 쌍의 캐패시터(C3, C4)를 포함하여 이루어진다.

상기 라인필터(LF1)는 서로 역방향으로 감긴 두 코일로 구성되어, 동상 성분의 노이즈를 서로 상쇄시켜 제거하고, 고주파 성분을 차단하는 저역통과 필터의 역할을 한다.

상기 라인필터(LF1) 양측에 각각 병렬 연결되어 있는 캐패시터(C1, C2)는 상기 라인필터(LF1)가 보다 넓은 대역의 노이즈를 제거할 수 있도록 한다.

상기 라인필터(LF1)의 출력측, 보다 구체적으로는 라인필터(LF1)의 출력측에 구비되어 있는 캐패시터(C2)에 병렬로 연결되어 있는 한 쌍의 캐패시터(C3, C4)는 중간지점이 접지되어, 상용 교류전원의 교류 특성에 기인하여 발생하는 전자파 노이즈를 제거한다.

즉, 상기 한 쌍의 캐패시터(C3, C4)는 전도 노이즈를 제거하여, EMC(전자파 양립성)를 강화함으로써 EMI(전자파 장해)를 10 dB 정도 낮추고, EMS(전자파 내성)를 10kV 이상 서지에 내성을 갖도록 한다.

상기 스위칭부(230)는 과전압 차단기의 출력단에 구비되고, 스위칭동작으로 온오프되어 상용 교류전원이 일정 전압 이상의 과전압인 경우에 오프되어 상기 구동전원공급부(40)로 과전압이 공급되지 않도록 한다.

본 발명에서는 상용 교류전원이 AC 380V를 넘어서면 상기 스위칭부(230)가 오프되어 차단하도록 하고 있다.

그리고 본 발명에서는 상기 스위칭부(230)로 릴레이를 사용하였으나, 스위칭동작이 가능한 트랜지스터, 싸이리스터, 트라이악 등이 스위칭부로 사용될 수도 있다.

상기 스위칭부(230)로서 상기 릴레이는 구동코일(RC)과, 상기 구동코일(RC)의 전자기력에 의해 온오프되는 마그넷스위치(RS)로 구성된다.

상기 감지부(240)는 변류기(CT1), 브릿지다이오드(BD1), 캐패시터(C8), 저항(R9)을 포함하여 이루어진다.

상기 변류기(CT1)는 출력라인에 구비되는 1차코일에 흐르는 전류를 권선비에 따라 2차코일로 유기시켜, 상기 노이즈제거부(220)에서 출력되는 교류전원의 세기를 감지한다.

상기 브릿지다이오드(BD1)는 상기 변류기(CT1)의 2차코일에 유기된 전원을 정류한다. 그리고 상기 변류기(CT1)와 상기 브릿지다이오드(BD1) 사이에는 캐패시터(C7)가 연결되어 상기 변류기(CT1) 2차코일에 유기된 교류전원을 평활한다.

상기 브릿지다이오드(BD1) 출력측에 연결되어 있는 캐패시터(C8)는 상기 브릿지다이오드(BD1)에서 정류된 전원을 평활하여 직류화 한다.

상기 캐패시터(C8)의 출력측에 연결되어 있는 저항(R9)은 상기 캐패시터(C8)에서 직류화된 전원을 상기 제어부로 전달한다.

상기 제어부(250)는 제너다이오드(ZD3), 에스씨알(U1), 제1트랜지스터(Q1), 제2트랜지스터(Q2)를 포함하여 이루어진다.

상기 제너다이오드(ZD3)는 상기 저항(R9)를 통해 전달되는 상기 감지부(240)의 감지신호, 즉, 상기 노이즈제거부(220)에서 출력되는 교류전원이 감지부(240)를 통해 직류화된 전원이 일정 전압(예, AC 380V) 이상의 과전압이 되면 도통되어 이를 상기 에스씨알(U1)으로 전달한다.

상기 에스씨알(U1)은 상기 제너다이오드(ZD3)가 도통되어 전원이 게이트단자를 통해 입력되면 트리거되어 이를 상기 제1트랜지스터(Q1)로 전달한다. 에스씨알(U1)은 실리콘 컨트롤 정류기(SCR)로서 신뢰성이 높고 안정적인 동작을 하는 반도체 소자이다.

상기 에스씨알(U1)의 게이트단자에 연결되어 있는 캐패시터(C9)와 저항(R3)은 상기 제너다이오드(ZD3)가 도통되어 전달되는 전원을 평활하고 안정화하여 상기 에스씨알(U1)로 입력시킴으로써 상기 에스씨알(U1)을 보호하며 트리거 동작의 정확성을 높이는 역할을 한다.

상기 제1트랜지스터(Q1)는 상기 에스씨알(U1)이 트리거되면 상기 감지부(240)의 출력전원이 게이트단자로 인가되어 온된다.

상기 제1트랜지스터(Q1)의 게이트단자측에 연결되어 있는 저항들(R4, R5, R6)은 제1트랜지스터를 보호하며 온오프 동작의 안정성을 높인다.

상기 제2트랜지스터(Q2)는 상기 제1트랜지스터(Q1)가 온되면 제1트랜지스터의 출력전원이 게이트단자로 인가되어 온된다.

상기 제2트랜지스터(Q2)의 게이트단자측에 연결되어 있는 저항(R7, R8)과 드레인단자와 소스단자 사이에 연결되어 있는 다이오드(D6)는 제2트랜지스터(Q2)를 보호하며 온오프 동작의 안정성을 높인다.

그리고 상기 제2트랜지스터(Q2)가 온되면 상기 기동전원공급부(260)의 기동전원이 상기 제2트랜지스터(Q2)를 거쳐 상기 스위칭부의 구동코일(RC)에 공급되고, 그에 따라 상기 스위칭부(230)의 마그넷스위치(RS)는 오프되어 과전압의 상용교류전원이 구동전원공급부(40)로 공급되는 것을 차단한다.

상기 역기전력차단부(270)는 상기 스위칭부(230)의 구동코일(RC)을 통해 역으로 구도동전원공급부(40)에서 역기전력이 유입되는 것을 차단한다.

상기 역기전력차단부(270)는 상기 구동코일(RC)에 병렬 연결된 다이오드(D5) 및 바리스터(MOV2)와 직렬 연결된 두 제너다이오드(ZD1, ZD2)를 포함하여 이루어진다.

상기 기동전원공급부(260)는 상기 노이즈제거부(220)의 출력 교류전원을 정류 및 평활하여 상기 스위칭부(230)에 기동전원을 공급한다.

상기 기동전원공급(260)부는 상기 서지차단부(220)의 출력 교류전원을 정류하는 브짓지다이오드(D1~D4)와, 상기 브릿지다이오드(D1~D4)에서 정류된 전원을 평활하는 캐패시터(C5, C6)와, 상기 캐패시터(C5, C6)에서 평활된 기동전원을 상기 스위칭부(33)에 인가하는 저항(R1, R2)을 포함하여 이루어진다.

상기 도 7의 a,b,c는 상기 무선통신부(100)에 대한 구체적인 회로도를 도시한 것이다.

도 7에서 보는 바와 같이 상기 무선통신부(100)는 안테나(ANT), 로우패스필터(110), 수신데이터처리부(120), 송신데이터처리부(130), 위상동기화부(U5), 송수신선택스위치(U6), 전원공급부(140), CPU(U4)를 포함하여 이루어진다.

상기 안테나(ANT)는 상기 중앙관제장치(C.C)로부터 수신데이터를 수신받고, 상기 마이컴(30)으로부터 전달받은 송신데이터를 상기 중앙관제장치(C.C)로 송신한다.

상기 로우패스필터(110)는 상기 안테나(ANT)로 수신되는 수신데이터와, 상기 안테나(ANT)를 통해 송신되는 송신테이터를 필터링한다. 즉, 상기 로우패스필터(110)는 송수신을 위해 수신 또는 송신되는 신호(데이터)에서 고주파대역의 신호는 차단하여 제거하고, 저주파대역의 신호는 통과시킨다.

상기 로우패스필터(110)는 도면에서 보는 바와 같이 저항(R24)과, 두 인덕터(L10, L11)와, 두 캐패시터(C34, C68)로 구성된다.

상기 수신데이터처리부(120)는 상기 로우패스필터(110)를 통해 수신된 수신데이터를 처리하여 상기 위상동기화부(U5)로 전달한다.

상기 수신데이터처리부(120)는 제1밴드패스필터(CF2)와 제2밴드패스필터(CF1), 상기 제1,2밴드패스필터(CF1, CF2) 각각의 전후에 연결되어 무선통신을 위해 입력측과 출력측의 임피던스를 매칭시키는 제1임피던스매칭부(121)와 제2임피던스매칭부(122), 그리고 상기 제2밴드패스필터(CF1)의 제2임피던스매칭부(122) 입력측에 구비되어 제1밴드패스필터(CF2)를 통과한 수신데이터의 저주파대역 노이즈를 증폭하는 노이즈증폭부(Q6)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1,2밴드패스필터(CF1, CF2)는 상기 로우패스필터(110)를 통과한 저주파 대역 중에서 특정 밴드 영역의 주파수 신호는 통과시키고, 특정 밴드를 벗어나는 대역의 고주파와 저주파 신호는 차단하여 제거하고, 상기 제1,2임피던스매칭부(121, 122)는 각각 상기 제1,2밴드패스필터(CF1, CF2) 전후의 임피던스를 정합시켜 RF 신호의 반사 손실과 왜곡을 방지하고, 상기 노이즈증폭부(Q6)손실과 왜죡1밴드패스필터(CF2)를 통과한 수신데이터 신호에 포함되어 있는 노이즈 성분을 증폭시켜 제2밴드패스필터(CF1)에서 노이즈가 보다 효율적으로 제거되도록 한다.

상기 송신데이터처리부(130)는 상기 위상동기화부(U5)가 전달하는 송신데이터를 처리하여 상기 로우패스필터(110)로 출력함으로써, 상기 안테나(ANT)를 통해 상기 중앙관제장치(C.C)로 송신한다.

상기 송신데이터처리부(130)는 송신데이터 신호를 증폭시키는 파워증폭부(Q4)와, 상기 파워증폭부(Q4)의 전후에 연결되어 양측의 임피던스를 매칭시키는 제3임피던스매칭부(131)와, 상기 파워증폭부(Q4)를 통과한 송신데이터 신호에 포함된 노이즈를 필터링하여 제거하고 이를 상기 로우패스필터(110)로 입력하는 올패스필터(132)를 포함하여 이루어진다.

상기 파워증폭부(Q4)는 송신데이터 신호를 증폭시켜 안테나(ANT)를 통한 무선 통신 과정에서 소실되지 않도록 하고, 상기 제3임피던스매칭부(131)의 입력측과 출력측의 임피던스를 정합시켜 RF 신호의 반사 손실과 왜곡을 방지하고, 상기 올패스필터(132)는 차단하는 주파수 대역은 별도로 없고 상기 파워증폭부(Q4)를 통과한 송신데이터의 전 주파수 대역에서 송신데이터 신호에 유입된 노이즈를 제거하여 왜곡 없는 고품질의 송신데이터가 무선 송신되도록 한다.

상기 송수신선택스위치(U6)는 상기 로우패스필터(110)와 상기 수신데이터치리부(120) 또는 송신데이터처리부(130)를 연결하여, 데이터의 수신과정에서는 상기 로우패스필터(110)와 수신데이터처리부(120)를 연결하고, 송신과정에서는 상기 로우패스필터(110)와 송신데이터처리부(130)를 연결한다.

그리고 상기 송수신선택스위치(U6)는 두 파워 트랜지스터(Q3, Q5)의 작동에 의해 상기 수신데이터처리부(120) 또는 송신데이터처리부(130)로 절환되어 연결된다. 그리고 상기 두 파워트랜지스터(Q3, Q5)는 상기 위상동기화부(U5)에 의해 제어된다.

상기 위상동기화부(U5)(PLL;Phase Lock Loop)는 상기 수신데이터처리부(120)에서 입력되는 수신데이터와, 상기 송신데이터처리부(130)로 출력되는 수신데이터와 송신데이터의 신호 위상을 동기화한다. 즉, 무선통신을 위해 송수신하는 데이터의 주파수(위상)를 특정 대역의 주파수로 동기화한다.

그리고 상기 위상동기화부(Q5)에는 수신데이터와 송신데이터 신호의 위상 동기화를 위한 클럭신호를 생성하는 발진부(101)와, 위상 동기화 과정에서 노이즈가 유입되지 않도록 하는 PLL필터(102)가 연결되어 있다.

상기 전원공급부(140)는 도 7b에서 보는 바와 같이 통신부(100)의 구동에 필요한 구동전원을 생성하여 공급하는 구동전원부(141)와, 무선통신에 필요한 통신전원을 생성하여 공급하는 통신전원부(142)를 포함하여 이루어진다.

상기 구동전원부(141)는 인터페이스포트(J2, J3)를 통해 외부에서 입력되는 전원을 정전압화하는 제1레귤레이터(U1)와, 상기 제1레귤레이터(U1) 입력측에 구비되어 입력전원을 평활하는 다수의 캐패시터(C2,C3,C7)와, 상기 제1레귤레이트(U1)의 출력측에 구비되어 출력전원을 평활한 구동전원을 생성하는 다수의 캐패시터(C4,C5,C6)를 포함하여 이루어진다. 본 발명에서 상기 구동전원부(141)는 정전압 5V의 구동전원을 생성하여 공급한다.

상기 통신전원부(142)는 상기 구동전원부(141)의 출력전원을 강압하고 정전압화하는 제2레귤레이터(U3)와, 상기 제2레귤레이터(U3)의 출력전원을 평활하며 노이즈를 제거하는 노이즈제거부(143)을 포함하여 이루어진다. 상기 노이즈제거부(143)는 다수의 캐패시터(C8,C9,C10,C11)와 인덕터(L1)을 포함하여 이루어진다.

그리고 도 7b에 도시되어 있는 상기 인터페이스포트(J2, J3)에는 상기 마이컴에서 전달되는 송신데이터의 레벨을 무선통신부(100)가 처리 가능한 레벨(도면에서 3V)로 조정하는 송신레벨 매칭트랜지스터(Q1)와, 상기 CPU(U4) 또는 상기 위상동기화부(U5)에서 전달되는 수신데이터의 레벨을 마이컴(30)이 처리 가능한 레벨(도면에서 5V)로 조정하는 수신레벨 매칭트랜지스터(Q2, Q7)가 연결되어 있다.

상기 CPU(U4)는 무선통신부(100)를 전체적으로 제어한다.

상기 CPU(U4)에는 도 7c에서 보는 바와 같이 무선통신부(100)를 제어하기 위한 각종 프로그램을 다운로드할 수 있는 다운로드포트(J5)와, 무선통신부(100) 제어와 무선통신에 필요한 신호를 만들기 위해 클럭신호를 생성하는 클럭부(103) 등이 연결되어 있다.

참고로, 상기 CPU(U4)는 22번 핀을 통해 상기 위상동기화부(U5)의 8번 핀과 수신데이터와 송신데이터를 송수신하고, 25번 핀을 통해 수신데이터를 마이컴(30)으로 전송하고, 24번 핀을 통해 마이컴(30)으로부터 송신데이터를 전송받는다.

이하 도 8을 참조하여 본 발명에 따른 충전모듈(300)에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

본 발명에 따른 충전모듈(300)은 도 7에서 보는 바와 같이 트랜스(310), 충전부(320), 충전스위치부(330), 스위치구동부(340), 증폭부(360), 과부하검출부(370), 충전전압 감지(380)부, 만충 판별(390)부, 출력단(350), 그리고 입력단과 출력단에 구비되는 보호퓨즈(F1,F2)와, 배터리에 공급되는 충전전원을 감지하는 감지저항(RS)를 포함하여 이루어진다.

상기 트랜스(310)는 전원라인을 통해 입력되는 외부전원을 강압(또는 승압)한다.

상기 충전부(320)는 상기 트랜스의 출력전원을 정류하여 출력단(350)에 연결된 배터리(B)에 충전전원을 공급하여 충전시킨다.

상기 충전부(320)는 입력 전원을 전파정류하는 브릿지다이오드와, 정류된 전원을 평활하여 직류화하는 캐패시터와 저항을 포함하여 구성된다.

상기 충전스위치부(330)는 상기 충전부(320)와 출력단(350)을 연결하고, 충전라인을 온오프하여 상기 충전부(320)의 충전전원을 상기 배터리(B)에 공급 또는 차단한다.

상기 충전스위치부(330)는 상기 스위치구동부(340)에 의해 온오프 제어되는 릴레이를 사용한다.

참고로, 상기 충전스위치부(330)는 오프되어 충전라인 자체를 오픈하는데, 이는 배터리(B)가 만충되었음에도 충전라인이 연결된 때에는 외부전원을 차단하여도 배터리의 충전전원이 방전되어 충전모듈(300)의 대기전력으로 사용되므로, 이를 방지하기 위해 충전전원 라인을 오픈시키는 것이다.

상기 스위치구동부(340)는 상기 충전스위치부(330)의 온오프를 제어한다.

다시 말해, 상기 과부하검출부(370)가 상기 배터리(B)로 인가되는 충전전원을 과부하(과전압 또는 과전류)로 감지한 때와, 상기 만충판별부(390)가 상기 배터리(B)가 만충된 것으로 판단한 때에 상기 충전스위치부(330)를 오프시켜 충전전원이 배터리로 인가되는 것을 차단한다.

상기 감지저항(RS)는 상기 충전부에서 출력되는 충전전원을 감지하고, 상기 증폭부(360)는 상기 감지저항(RS)이 감지한 충전전원을 증폭하여 상기 과부하검출부(370)로 전송한다.

상기 과부하검출부(370)는 상기 증폭부(360)에서 전송하는 충전전원으로부터 배터리에 인가되는 충전전원이 과부하, 즉, 과전압 또는 과전류인지 검출하고, 이를 상기 스위치구동부(340)에 전송하여 배터리의 손상을 방지한다.

상기 충전전압감지부(380)는 상기 배터리에 충전된 충전전압을 감지하고, 이를 상기 만충판별부(390)로 전송한다.

상기 만충판별부(390)는 상기 충전전압감지부(380)가 전송하는 충전전압으로부터 배터리의 만충여부를 판별하고, 그 결과를 상기 스위치구동부(340)로 전송하여 만충되면 충전라인이 오픈되도록 하고, 또한 상기 마이컴(30)으로 전송하여 배터리의 충전 상태를 관리자가 조작부(50)를 통해 확인할 수 있도록 한다.

이하에서는 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 원격제어반(P)에 의한 방재기능을 구현하기 위하 프로세서는 다음과 같다.

먼저 초기 상태에서 상기 마이컴(30)에는 온도, 습도, 압력, 분진, 지진, 누수에 관한 기준 값이 설정되어 입력되고,

상기 알림부(83)에 구비된 경보 스위치와, 히터, 히터, 에어컨, 제가습기 및 환풍기 등은 오프 상태로 있으며,

각종 현장기기들은 모두 온된 상태에 있다.

상기 센서들과, 감지기들에 의하여 감지된 온도, 습도, 누수, 지진, 압력, 분진의 현재 데이터 값이 순차적으로 또는 임의적으로 입출력부(20)에 입력되면,

상기 마이컴(30)은 누수, 지진, 압력, 분진의 현재 데이터 값과 기준 값을 순차저적으로 또는 임의적으로 비교하여 현재 데이터 값이 기준 값에 미달되는 경우 다음 데이터 값과 기준 값을 비교하게 된다.

반대로 상기 마이컴(30)에서 현재 데이터 값들 중 어느 하나라도 기준 값을 초과하는 경우에는 상기 알림부의 경보 스위치를 온시켜 경보를 발하고,

동시에 데이터 값을 중앙관제장치(C.C)로 통신부(10)에 의하여 전송되며,

상기 마이컴(30)은 중앙관제장치(C.C)에 의하여 현장기기들의 정지 명령이 발하게 되면 현장기기들의 가동을 정지시켜 상황별 점검 및 조치를 취하게 된다.

이렇게 상황별 점검 및 조치 후 초기 상태로 셋팅하여 현재의 데이터 값을 순차적으로 또는 임의적으로 입출력부(20)에 입력하게 된다.

다음으로 상기 마이컴(30)은 상기 센서들에 의하여 감지된 습도 및 온도의 현재 데이터 값을 기준 값과 비교하고,

이때 습도 및 온도의 현재 데이터 값이 기준 값에 미달되는 경우 누수, 지진센서, 압력, 분진, 습도 및 온도를 상기 센서들과 감지기들에 의하여 다음 시점에서의 현재 데이터 값을 입출력부(20)에 입력한 후, 상기한 바와 같은 프로세서를 다시 수행하게 된다.

그러나 상기 습도 또는 온도의 현재 데이터 값이 기준 값을 초과하는 경우에는 상기 알림부(83)의 경보 스위치를 온시켜 경보를 발하고,

동시에 습도 또는 온도 조절을 위해 상기 히터, 에어컨, 제가습기 및 환풍기 중 일부 기기를 가동시켜, 습도 또는 온도를 조절한 후,

조절된 현재 데이터 값을 다시 기준 값과 비교하여 기준 값에 미달하는 경우 상기 알림부의 경보 스위치를 오프시킴과 동시에 가동 중인 기기를 정지시킨 후,

초기 상태로 셋팅하여 현재의 데이터 값을 순차적으로 또는 임의적으로 입출력부(20)에 입력하게 된다.

반대로 조절된 현재의 데이터 값이 기준 값을 초과하는 경우에는 현재 데이터 값이 기준 값에 미달될 때까지 기기를 계속 가동시키고,

이렇게 조절된 습도 또는 온도의 현재 데이터 값이 기준 값에 미달하는 경우 상기 알림부(83)의 경보 스위치를 오프시킴과, 동시에 가동 중인 기기를 정지시킨 후,

초기 상태로 셋팅하여 현재의 데이터 값을 순차적으로 또는 임의적으로 입출력부(20)에 입력시키게 된다.

따라서 상기한 바와 같은 프로세서를 통하여 장비의 오작동이나, 히트펌프의 배관 등의 파손에 의한 피해를 예방하고, 설비의 안전적인 제어 및 가동 중지 시스템을 구축하여 시스템 전체를 보호함은 물론, 시스템의 폭발이나, 손상 등과 같은 2차 피해로 인한 재해의 확대를 예방할 수 있게 된다.

한편 도 5, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 상기 함체에는 서비스도어를 여닫기 위한 개폐수단(400)이 더 구비되는데,

우선 상기 함체(1)에는 테두리부가 구비되고, 상기 서비스도어(2)와 테두리부에는 서비스도어(2)를 여닫기 위해 상기 개폐수단(400)이 구비되며,

상기 서비스도어(2)에는 손잡이(7)가 구비되어 함체(1)의 일측에 힌지 결합되어 있어 있고,

또한 상기 테두리부 내측부를 따라 안쪽으로 절곡되어 형성된 장착부에는 밀폐부재(미도시)가 구비되어 있어 상기 서비스도어(2)가 닫히는 경우 기밀성을 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

다음으로 상기 개폐수단(400)은 상기 서비스도어(2)의 일측에 힌지 결합되고, 단부에 걸림편(410b)이 형성된 선회부재(410)와, 상기 선회부재(410)가 삽입되는 관통공(420a)(하기 이탈방지편(430)에 연장되어 형성됨.)이 형성되고, 양측부에 파지부(420b)가 구비된 가압부재(420)와, 상기 선회부재(410)를 감싸고, 상기 걸림편(410b)과 상기 가압부재(420) 사이에 배열된 탄성부재(440)와, 상기 테두리부(7)에 연결되고, 상기 선회부재(410)가 삽입되는 안내홈(450a)을 갖는 지지부재(450)를 포함하여 이루어진다.

여기서 상기 선회부재(410)는 상기 개폐수단(400)이 잠긴 상태를 기준으로 상기 선회부재(410)의 우측단부에는 힌지결합부(410a)가 구비되어 상기 서비스도어(2)의 일측에 연결되고,

상기 선회부재(410)의 좌측단부에는 상기 걸림편(410b)이 연결되며,

상기 지지부재(450)는 상기 테두리부(7)의 일측에 돌출되도록 연결되어 상기 선회부재(410)에 인접하여 배열된다.

즉 상기 개폐수단(400)은 작업자가 상기 가압부재(420)의 파지부(420b)를 잡아당기면서 상기 선회부재(410)를 좌측방향(도 9의 'L'방향)으로 회전시키게 되면 상기 선회부재(410)가 상기 안내홈(450a)을 삽입한 후,

상기 가압부재(420)에서 외력을 제거하게 되면 상기 탄성부재(440)에 의하여 상기 가압부재(420)가 우측방향(도 9의 'R'방향)으로 밀려 이동하여 상기 지지부재(450)를 가압하여 상기 서비스도어(2)가 잠기게 된다.

반대로 상기 서비스도어(2)가 잠긴 상태에서 상기 서비스도어(2)를 개방하기 위해선 작업자가 상기 가압부재(420)의 파지부(420b)를 잡아 당기면서 상기 선회부재(410)를 우측방향(R)으로 회전시키게 되면, 상기 선회부재(410)가 상기 안내홈(450a)으로부터 배출되어 잠금이 해제되어 상기 서비스도어(2)의 개방이 가능하게 된다.

이때 본 발명에 따른 함체(1)의 가동 또는 운전 중에 흔들림이나 진동이 발생할 수 있어 상기 서비스도어(2)가 상기 개폐수단(400)에 의하여 잠긴 상태에서 상기 가압부재(420)의 가압에도 불구하고,

상기 선회부재(410)가 상기 안내홈(450a)으로부터 이탈하는 문제가 발생할 수 있는바,

본 발명에서는 이러한 문제를 미연에 방지할 수 있도록 상기 지지부재(450)와, 상기 가압부재(420)에 상호 대응하도록 이탈방지공(460)과, 이탈방지편(430)을 도입하기로 한다.

상기 이탈방지공(460)은 상기 지지부재(450)에서 형성되고, 상기 안내홈(450a)과 어이져 공간이 확장되는 형태로 구성되고,

상기 이탈방지편(430)은 상기 가압부재(420)의 일측면에 연결된다.

따라서 상기 서비스도어(2)를 잠그기 위해 상기 선회부재(410)를 좌측방향(L)으로 회전시킨 후, 상기 가압부재(420)에서 외력을 제거하게 되면, 상기 가압부재(420)가 탄성부재(440)에 의하여 우측방향(R)으로 밀려 이동하게 되면 상기 이탈방지편(430)이 상기 이탈방지공(460)에 삽입된다.

이때 상기 이탈방지공(460)의 내경(ID)과, 상기 이탈방지편(430)의 외경(OD)은 각각 상기 안내홈(450a)의 폭(W)보다 크게 형성되어 있기 때문에

상기 이탈방지편(430)이 이탈방지공(460)에 삽입된 후에는 상기 가압부재(420)를 좌측방향(L)으로 당겨 이탈방지편(430)을 이탈방지공(460)에서 배출시키기 않는 한,

상기 선회부재(410)가 함체의 흔들림이나 진동에 의하여 스스로 상기 안내홈(450a)으로부터 분리 이탈되는 문제를 방지할 수 있게 된다.

또한 이는 상기 이탈방지편(430)이 높이를 일정 이상 유지될 수 있도록 함으로써 상기 선회부재(410)가 안내홈(450a)으로부터 분리 이탈되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있게 된다.

아울러 첨부된 도면에는 도시되지 않았지만 상기 이탈방지편의 형상은 상광하협 형상으로 구성하는 것도 가능한데,

이는 상기 이탈방지편이 상기 이탈방지공에 삽입 된 후, 유격이 발생하여 이탈방지편이 유동하거나, 또는 이로 인한 소음이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.

즉 상기 이탈방지편의 하부 부분의 외경은 상기 이탈방지공의 내경보다 작게 형성하여 상기 이탈방지편이 이탈방지공에 쉽게 진입할 수 있도록 하고,

반면에 상기 이탈방지편의 상단 부분의 외경은 상기 이탈방지공의 내경보다 크거나, 또는 동일하도록 형성하여 상기 이탈방지편이 이탈방지공에 삽입된 후,

상기 이탈방지편의 상단 부분이 상기 이탈방지공에 억지 끼워져 유격이 형성되지 않도록 함으로써 이탈방지편의 유동과, 이로 인한 소음의 발생을 원천적으로 차단할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명인 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템을 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

F : 건물설비
C.C : 중앙관제장치
c1 : 통신부 c2 : 컴퓨터
c3 : 모니터 c4 : 데이터베이스
P : 원격제어반
1 : 함체 2 : 서비스도어
10 : 통신부 20 : 입출력부
30 : 마이컴 40 : 구동전원공급부
50 : 조작부 60 : 메모리
70 : UPS 81 : 이더넷부
83 : 알림부 85 : SMS부
87 : 다운로드포트
100 : 무선통신부 200 : 과전압 차단기
300 : 충전모듈
400 : 개폐수단 410 : 선회부재
110a : 힌지결합부 410b : 걸림편
420 : 가압부재 420a : 관통공
420b : 파지부 430 : 이탈방지편
440 : 탄성부재 450 : 지지부재
450a : 안내홈 460 : 이탈방지공

Claims (8)

1. 지중에 매설되는 지중열교환유닛; 상기 지중열교환유닛에 연결되는 지열수순환펌프; 상기 지열수순환펌프에 연결되어 지열수와의 열 교환을 통하여 냉온수를 공급하는 히트펌프유닛; 및 상기 히트펌프유닛에 의한 냉온수를 순환 공급하는 냉온수순환펌프;를 포함하여 이루어지는 지열히트펌프시스템에 있어서,
   
   수배전반, 분전반, 전력량계를 포함하며, 건물로 공급되는 전력을 각 전기사용장치로 분배하는 전력설비,
   히터 및 에어컨과 온도센서, 제가습기와 습도센서, 환풍기와 분진센서, 압력센서를 포함하며, 건물 내의 온도, 습도, 환기 및 압력을 조절하는 공조설비,
   등기구, 조도센서, 출입감지센서를 포함하며, 건물 내의 조명을 조절하는 조명설비,
   화재감지기, 누수감지기, 지진감지센서 및 소화전을 포함하고, 건물 내의 재해를 방지하는 방재설비로 구성되는 건물설비;
   상기 전력설비, 공조설비, 조명설비 및 방재설비 각각에 구비되고, 이들을 구성하는 현장기기들을 제어하는 원격제어반; 및
   컴퓨터, 모니터 및 데이터베이스를 포함하며, 상기 원격제어반과 통신하여, 상기 건물설비들의 상황을 모니터링하고, 관리제어하는 중앙관제장치;를 더 포함하여 이루어지되,
   
   상기 원격제어반은
   중앙관제장치와 통신하는 통신부;
   현장기기와 데이터를 입출력하는 입출력부;
   사용자 조작을 위한 키패드와 디스플레이부를 포함하는 조작부;
   운영 프로그램과 입출력되는 정보를 저장하는 메모리;
   상기 통신부, 입출력부, 조작부 및 메모리가 연결되어 이들을 제어하고, 상기 입출력부에서 입력되는 현장기기의 데이터를 분석하는 마이컴;을 포함하여 이루어지고,
   
   상기 원격제어반의 통신부는 상기 중앙관제장치와 유선으로 통신하는 유선통신부와,
   상기 유선통신부의 통신에 장애가 발생한 경우에 상기 중앙관제장치와 무선으로 통신하는 무선통신부를 포함하여 이루어지며,
   
   상기 원격제어반은 상기 입출력부에 입력된 압력, 온도, 습도, 분진, 지진, 누수에 관한 데이터 값이 설정된 기준 값을 초과하는 경우 경보를 발하는 알림부가 더 구비되고,
   
   상기 중앙관제장치는 상기 원격제어반의 알림부에서 경보가 발하면,
   상기 전력설비에 구비된 상기 원격제어반으로부터 전송되는 정보를 분석하여, 건물의 전력 소모량이 기준 피크전력를 초과하는 경우에, 상기 데이터베이스에 등록 저장된 우선순위에 따라 전기장치들에의 전원공급을 차단하여 에너지를 절감하고,
   상기 방재설비에 구비된 상기 원격제어반으로부터 전송되는 정보를 분석하여, 화재가 발생한 경우에는 화재발생 구역에 설치된 건물설비(방재설비는 제외)의 가동을 정지시키고, 지진이 발생한 경우에는 상기 데이터베이스에 등록 저장된 위험요소가 큰 고압 또는 고온의 현장기기에 대한 가동을 정지시켜 안정성을 높이며,
   
   상기 마이컴은
   상기 입출력부에 입력된 데이터 값 중, 온도 또는 습도, 또는 이들 모두의 데이터 값이 기준 값을 초과하는 경우 상기 히터, 에어컨, 제가습기 및 환풍기 중 일부 기기를 가동시켜 온도 또는 습도를 조절하고,
   상기 조절된 온도 또는 습도의 데이터 값을 기준 값과 비교하여 상기 통신부를 통하여 중앙관제장치로 전송하며,
   상기 조절된 온도 및 습도의 데이터 값이 기준 값 미달하는 경우 상기 알림부의 경보를 차단하고, 상기 히터, 에어컨, 제가습기 및 환풍기 중 가동 중인 기기를 정지시키는 것을 특징으로 하는 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 무선통신부는
   상기 중앙관제장치와 데이터를 무선으로 송수신하는 안테나와,
   상기 안테나의 수신데이터 및 송신데이터를 필터링하는 로우패스필터와,
   상기 로우패스필터를 통과한 수신데이터를 필터링하는 제1밴드패스필터와 제2밴드패스필터, 상기 제1밴드패스필터와 제2밴드패스필터 각각의 전후에 연결되어 있는 제1임피던스매칭부와 제2임피던스매칭부, 상기 제1임피던스매칭부의 출력 수신데이터의 저주파대역 노이즈를 증폭하여 상기 제2임피던스매칭부로 입력하는 노이즈증폭부를 포함하는 수신데이터처리부와,
   송신데이터를 증폭하는 파워증폭부, 상기 파워증폭부 전후에 연결되어 있는 제3임피던스매칭부, 상기 제3임피던스매칭부 출력 송신데이터의 노이즈 제거 필터링하여 상기 로우패스필터로 입력하는 올패스필터를 포함하는 송신데이터처리부와,
   상기 수신데이터처리부에서 입력되는 수신데이터와, 상기 송신데이터처리부로 출력되는 송신데이터의 신호 위상을 동기화하는 위상동기화부와,
   상기 로우패스필터와 상기 수신데이터처리부 또는 상기 송신데이터처리부를 연결하는 송수신선택스위치와,
   외부 입력전원을 정전압화하여 통신부 구동에 필요한 구동전원을 생성하는 구동전원부와, 상기 구동전원부의 출력 전원을 정전압화하여 무선 통신에 필요한 통신전원을 생성하는 통신전원부를 포함하는 전원공급부와,
   상기 위상동기화부와 상기 마이컴 간의 수신데이터 및 송신데이터의 송수신을 중계하고, 통신부를 제어하는 CPU를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   태양광 발전기, 축전지를 포함하며, 상기 전력설비의 수배전반에 축전 전력을 공급하는 태양광 발전설비;를 더 포함하여 에너지를 절감하고,
   
   상기 원격제어반은
   구성기기들을 내장하여 보호하는 함체와,
   상기 함체 하부와 상부에 각각 형성되는 외기 유입구와, 내기 배출구,
   상기 함체 내부에 장착되는 온도센서와 습도센서,
   상기 유입구와 배출구에 인접하여 함체 내측에 구비되는 흡기팬과 배기팬을 더 포함하고,
   상기 마이컴은 상기 온도센서 및 습도센서가 감지한 신호에 따라 상기 흡기팬과 배기핀을 구동시켜, 함체 내부의 온도와 습도를 일정하게 유지시켜 안정성을 높인 것을 특징으로 하는 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 원격제어반은
   전원라인을 통해 입력되는 전원을 구동전원으로 변환하여 상기 마이컴에 공급하는 구동전원공급부;
   상기 구동전원공급부 입력측에 연결되고, 전원라인을 통해 입력되는 전원의 서지와 과전압을 차단하는 과전압차단기;를 더 포함하되,
   
   상기 과전압차단기는
   입력되는 전원의 서지를 흡수 차단하는 서지차단부와,
   상기 서지차단부를 통과한 전원의 노이즈를 제거하는 노이즈제거부와,
   출력단에 구비되며, 온오프 스위칭동작으로 상기 노이즈제거부를 통과한 전원을 상기 구동전원공급부에 공급 또는 차단하는 스위칭부와,
   상기 노이즈제거부에서 출력되는 전원의 세기를 감지하는 감지부와,
   상기 감지부의 감지신호를 입력받아 상기 스위칭부의 온오프 스위칭동작을 제어하여 과전압을 차단하는 제어부;
   상기 스위칭부를 통해 상기 구동전원공급부에서 역으로 유입되는 역기전력을 차단하는 역기전력차단부;
   상기 노이즈제거부의 출력 전원을 정류 및 평활하여 상기 스위칭부에 기동전원을 공급하는 기동전원공급부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템.
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 스위칭부는
   구동코일과, 상기 구동코일의 전자기력에 의해 온오프되는 마그넷스위치로 구성되는 릴레이이고,
   
   상기 감지부는
   상기 노이즈제거부에 출력되는 전원의 세기를 감지하는 변류기와,
   상기 변류기의 2차코일에 유기되는 전원을 정류하는 브릿지다이오드와,
   상기 브릿지다이오드에서 정류된 전원을 평활하는 캐패시터와,
   상기 캐패시터에서 평활된 전원을 상기 제어부로 입력하는 저항을 포함하여 이루어지고,
   
   상기 제어부는
   상기 감지부의 저항을 통해 과전압이 인가되면 도통되는 제너다이오드와,
   상기 제너다이오드가 도통되면 트리거되는 에스씨알과,
   상기 에스씨알이 트리거되면 온되는 제1트랜지스터와,
   상기 제1트랜지스터가 온되면 온되어 상기 기동전원공급부의 기동전원을 상기 스위칭부의 구동코일에 공급하는 제2트랜지스터를 포함하여 이루어지고,
   
   상기 서지차단부는
   입력단에 병렬 연결되어 서지 과전압의 전원이 입력되는 때에 온되는 바리스터와,
   상기 바리스터와 직렬연결되어, 상기 바리스터에 입력되는 서지 과전압을 흡수 차단하는 어레스터를 포함하여 이루어지고,
   
   상기 노이즈제거부는
   상기 서지차단부의 출력 전원에서 고주파 노이즈를 제거하는 라인필터와,
   상기 라인필터의 양측에 각각 병렬 연결되어 상기 라인필터의 고주파 노이즈 제거 대역을 넓히는 캐패시터와,
   상기 라인필터의 출력측에 병렬 연결되고, 중간지점이 접지되어 전자파 노이즈를 제거하는 한 쌍의 캐패시터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   정전시에 상기 구동전원공급부에 충전전원을 공급하는 배터리와, 전원라인을 통해 입력되는 전원으로 상기 배터리를 충전시키는 충전모듈을 구비한 UPS을 더 포함하는 것을 특징으로 으로 하는 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 UPS의 충전모듈은
   입력전원을 변압하는 트랜스와,
   상기 트랜스의 출력전원을 정류하여 출력단에 연결된 배터리를 충전시키는 충전부와,
   상기 충전부와 출력단 사이에 구비되어, 상기 충전부의 충전전원을 상기 배터리에 공급 또는 차단하는 충전스위치부와,
   상기 충전스위치부를 온오프시키는 스위치구동부와,
   상기 출력단에 연결되어 있는 배터리의 전압을 감지하는 충전전압 감지부와,
   상기 배터리에 인가되는 충전전원의 과부하여부를 검출하는 과부하검출부와,
   상기 충전전압 감지부의 감지결과를 전송받아 만충 여부를 판단하여 만충시, 그리고 상기 과부하검출부로부터 과부하 신호가 전송된 경우 이를 상기 스위치구동부로 전송하는 만충판별부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템.
   
8. 제 3 항에 있어서,
   상기 함체는 서비스도어와, 상기 서비스도어의 개폐를 위한 개폐수단을 포함하여 이루어지고,
   
   상기 개폐수단은
   상기 서비스도어에 힌지 결합되고, 단부에 걸림편이 형성된 선회부재와,
   상기 선회부재가 삽입되는 관통공이 형성되고, 양측부에 파지부가 구비된 가압부재와,
   상기 선회부재를 감싸고, 상기 걸림편과 상기 가압부재 사이에 배열된 탄성부재와,
   상기 함체에 구비된 테두리부에 연결되고, 상기 선회부재가 삽입되는 안내홈을 갖는 지지부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 방재기능을 구비한 지열히트펌프시스템.

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