KR101178218B1 - Intermediate level control system of the double skin system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중공층 내 블라인드의 슬랫 각도 및 중공층의 기류 모드를 제어할 수 있는 이중 외피 중급 제어 시스템으로서, HVAC 운영 모드 및 태양 고도에 따라 상기 슬랫 각도가 제어되고, 그리고 중공층 온도와 실내 온도의 차이 및 실내외 압력차 중 어느 하나 이상에 따라 상기 기류 모드가 제어되는 것을 특징으로 하는, 이중 외피 중급 제어 시스템을 제공한다.
본 발명에 따라 규칙 중심 제어 방법보다 에너지 효율이 매우 우수하여, 학술적 적용만이 가능한 최적 제어 방식을 이용한 경우의 에너지 성능에 가까운 결과를 얻을 수 있으며, 동시에 상용화가 어려운 최적 제어 방식의 문제점을 해결할 수 있다.
The present invention is a double skin intermediate control system capable of controlling the slat angle of the blinds in the hollow bed and the airflow mode of the hollow bed, wherein the slat angle is controlled according to the HVAC operating mode and the sun altitude, and the hollow bed temperature and the room temperature. The air flow mode is controlled according to any one or more of the difference between the indoor and outdoor pressure difference, provides a double skin intermediate control system.
According to the present invention, the energy efficiency is much higher than that of the rule-based control method, so that the result of the energy performance when using the optimal control method that can only be applied to the academic field can be obtained, and at the same time, the problem of the optimum control method that is difficult to commercialize can be solved. have.

Description

이중 외피 중급 제어 시스템{Intermediate level control system of the double skin system}Intermediate level control system of the double skin system

본 발명은 이중 외피의 중급 제어 시스템에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 중공층 내 블라인드의 슬랫 각도 및 중공층의 기류 모드를 제어할 수 있는 이중 외피 중급 제어 시스템으로서, HVAC 운영 모드 및 태양 고도에 따라 상기 슬랫 각도가 제어되고, 그리고 중공층 온도와 실내 온도의 차이 및 실내외 압력차 중 어느 하나 이상에 따라 상기 기류 모드가 제어되는 것을 특징으로 하는, 이중 외피 중급 제어 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a double skinned intermediate control system. More specifically, the present invention is a double skin intermediate control system capable of controlling the slat angle of the blinds in the hollow layer and the airflow mode of the hollow layer, wherein the slat angle is controlled according to the HVAC operating mode and the sun altitude, and the hollow layer The air flow mode is controlled according to any one or more of the difference between the temperature and the room temperature and the pressure difference between the indoor and outdoor.

공공기관 청사 등 오피스 건물의 유리창 면적과 전면 커튼월 사용의 증가에 따라 건물 외피를 통한 열획득 및 손실이 많아지고 에너지 효율성 문제가 제기되고 있다. 이에 대한 대안으로 친환경 외피 기술이 주목을 받고 있다. 친환경 외피 기술은 건물 외피의 단열 성능을 향상시키기 위한 옥상/벽면 녹화 시스템, 외피 시스템(이중 외피, 전동차양 장치)을 의미하며, 그 중 이중 외피 시스템에 대한 연구가 국내외에서 활발하게 진행되고 있다. The increase in the area of glass windows and the use of front curtain walls in office buildings, such as public offices, raises heat loss and losses through the building envelope and raises energy efficiency issues. As an alternative, eco-friendly skin technology is attracting attention. Eco-friendly skin technology means roof / wall greening system and skin system (double skin, electric shading device) to improve the insulation performance of building skin. Among them, research on double skin system is being actively conducted at home and abroad.

일반적인 이중 외피 시스템은 유리, 블라인드, 환기 댐퍼로 구성되는데, 사용자가 직접 블라인드와 환기 댐퍼를 실내 조건에 적합한 상태로 조절하는 것은 어렵기 때문에 동력 부재를 이용하여 블라인드 슬랫 각도와 환기 댐퍼를 제어한다. 이 같은 이중 외피 시스템은 열적 쾌적, 에너지 절감, 자연 채광, 자연 환기 등의 장점을 갖는다. 그러나 이중 외피 시스템의 설치 자체에 그 효과가 있는 것이 아니라 시스템을 얼마나 효율적으로 제어하는거에 이중 외피를 통한 냉/난방 부하 저감 달성이 달려 있다. A typical double skin system consists of glass, blinds and ventilation dampers. It is difficult for the user to manually adjust the blinds and the ventilation dampers to a suitable condition for the indoor conditions. Therefore, the power member is used to control the blind slat angle and the ventilation dampers. Such a double skin system has the advantages of thermal comfort, energy saving, natural light, natural ventilation and the like. However, the effectiveness of the system is not dependent on the installation of the double skin system itself, but on how efficiently the system is controlled, achieving the cooling / heating load reduction through the double skin.

종래 기술에 따르면, 오피스 건물에서 외피 시스템을 제어하는 방법은 크게 (1) 규칙 중심 제어 방법(rule-based control)과 (2) 최적 제어 방법(optimal control)으로 구분할 수 있다. 규칙 중심 제어 방법은 대부분의 실제 현장에서 주로 사용되는 제어 방법으로, 사용자가 정한 조건이나 규칙에 따라 제어하며, 시간에 따라 조건을 설정할 수 있으므로 스케쥴 제어로 지칭되기도 한다. 최적 제어 방법은 최적화 기법을 적용하여 가장 이상적인 제어 변수(control variables)를 결정하는 제어 방법이다. According to the prior art, a method of controlling the envelope system in an office building can be largely divided into (1) rule-based control and (2) optimal control. The rule-based control method is a control method mainly used in most real sites. The rule-based control method is controlled according to a condition or rule set by a user, and is also referred to as schedule control because a condition can be set according to time. The optimal control method is a control method that determines the most ideal control variables by applying an optimization technique.

전술한 규칙 중심 제어 방법은 쉽고 간단하게 적용할 수 있다는 측면에서 실용적인(practical) 방법이지만, 에너지, 시쾌적 등의 성능 측면에서는 최적 제어에 비해 부족하다. 또한, 최적 제어 방법은 이상적인 제어 방법이나 현재까지는 학술적인(academic) 성격이 강하며, 여러가지 이유로 최적 제어 알고리즘을 실제 현장에 적용하거나 실용화하는데 어려움이 있다.
The rule-based control method described above is a practical method in that it can be easily and simply applied, but it is insufficient in terms of performance such as energy and noise. In addition, the optimal control method is an ideal control method, but until now, the academic character (academic) is strong, and for various reasons it is difficult to apply the optimum control algorithm to the actual site or practical use.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하고자 한다. The present invention is intended to solve the above problems.

보다 구체적으로, 규칙 중심 제어 방법보다 발전되고, 최적 제어 방법의 에너지 성능을 만족할 만한 중간 단계의 비주거용 건물의 이중 외피 제어 알고리즘 규칙을 제안하고자 한다.More specifically, the present invention proposes a rule of a double envelope control algorithm of a non-residential building of an intermediate stage, which is more developed than the rule-based control method and satisfies the energy performance of the optimal control method.

즉, 규칙 중심 제어 방법과 같이 실제 적용이 가능하고 실용화 내지 상용화가 가능한 제어 시스템을 제안하되, 최적 제어 방법에서와 같이 에너지 효율이 우수한 제어 시스템을 제안하고자 한다.
In other words, the present invention proposes a control system that is practically applicable and commercially available or commercially available, such as a rule-based control method.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 중공층 내 블라인드의 슬랫 각도(φ slat ) 및 중공층의 기류 모드(AFR)를 제어할 수 있는 이중 외피 중급 제어 시스템으로서, HVAC 운영 모드 및 태양 고도(β)에 따라 상기 슬랫 각도(φ slat )가 제어되고, 그리고 중공층 온도(T ca )와 실내 온도(T in )의 차이 및 실내외 압력차(ΔP) 중 어느 하나 이상에 따라 상기 기류 모드(AFR)가 제어되는 것을 특징으로 하는, 이중 외피 중급 제어 시스템을 제공한다.
In order to solve the above problems, the present invention is a double skin intermediate control system capable of controlling the slat angle ( φ slat ) and the air flow mode (AFR) of the blind in the hollow layer, HVAC operating mode and solar altitude The slat angle φ slat is controlled in accordance with ( β ), and the airflow mode may be controlled according to any one or more of the difference between the hollow bed temperature T ca and the room temperature T in and the indoor / outdoor pressure difference ΔP . AFR) is controlled to provide a double skin intermediate control system.

본 발명에 따른 중급 제어 방식에 따를 경우, 규칙 중심 제어 방법보다 에너지 효율이 매우 우수하여, 학술적 적용만이 가능한 최적 제어 방식을 이용한 경우의 에너지 성능에 가까운 결과를 얻을 수 있다. According to the intermediate control method according to the present invention, the energy efficiency is much higher than that of the rule-based control method, and thus the energy performance when the optimal control method only for academic application is used can be obtained.

또한, 특정 소프트웨어의 최적화 solver를 사용하여야만 하여 상용화가 어려운 최적 제어 방식의 문제점을 해결할 수 있다. In addition, it is necessary to use an optimization solver of a specific software to solve the problem of an optimal control method that is difficult to commercialize.

에너지 효율과 관련된 구체적 효과는 하기에서 후술한다.
Specific effects related to energy efficiency are described below.

도 1은 본 발명에 이중 외피 시스템의 제어를 위한 제어 변수를 설명하는 개략도이다. 1 is a schematic diagram illustrating control variables for control of a double skin system in the present invention.

1. One. 제어 변수 및 용어의 설명Explanation of Control Variables and Terms

이중 외피 시스템을 효율적으로 제어하기 위해 제어 변수를 선정한다. 도 1은 예시적으로 선정된 제어 변수를 도시한다. φ slat 은 중공층 내 블라인드의 슬랫 각도, AFR(Air Flow Regime)은 중공층의 기류 모드, OR(Opening Ratio)은 환기댐퍼 개구율이다.Control variables are selected to efficiently control the double skin system. 1 illustrates exemplary selected control variables. φ slat is the slat angle of the blind in the hollow layer, AFR (Air Flow Regime) is the airflow mode of the hollow layer, and OR (Opening Ratio) is the opening ratio of the ventilation damper.

중공층 내 블라인드의 슬랫 각도(φ slat )의 경우, -90°내지 90°로 제어 가능하다. 블라인드가 지면과 수직이도록 제어되는 경우 φ slat =90°이며, 블라인드가 지면과 수평이도록 제어되는 경우 φ slat =0°이며, 블라인드가 태양 고도와 수직이도록 제어되는 경우 φ slat =β-90°이며, 블라인드가 태양 고도와 수평이도록 제어되는 경우 φ slat =β이다.In the case of the slat angle φ slat of the hollow layer, it is controllable from -90 ° to 90 °. Φ slat = 90 ° if the blind is controlled to be perpendicular to the ground, φ slat = 0 ° if the blind is controlled to be horizontal to the ground, φ slat = β-90 ° if the blind is controlled to be perpendicular to the sun's altitude , Φ slat = β when the blind is controlled to be parallel to the sun's altitude.

중공층 기류 모드(AFR)의 경우 실내순환(#1, #2), 실외순환(#3, #4), 대각기류(#5, #6, #7, #8), 모두 열림(#9), 모두 닫힘(#10)의 5가지 모두로 제어 가능하다. 중공층의 이중 외피 각각에 상하측 개구부가 존재하여 총 4개의 개구부의 제어에 따라 기류 모드(AFR)가 제어된다.In the hollow bed airflow mode (AFR), indoor circulation (# 1, # 2), outdoor circulation (# 3, # 4), diagonal airflow (# 5, # 6, # 7, # 8), all open (# 9 ), All closed (# 10) can be controlled by all five. Upper and lower openings are present in each of the double sheaths of the hollow layer to control the airflow mode (AFR) under the control of a total of four openings.

보다 상세하게, 도 1의 기류 모드(AFR)에서 도면의 좌측이 실외측이고 우측이 실내측이다. 즉, 대각기류(#5, #6)는 실내에서 실외로 기류가 형성되는 모드이며, 대각기류(#7, #8)는 실외에서 실내로 기류가 형성되는 모드이다. 또한, 대각기류(#5, #8)는 실외 상측 개구부 및 실내 하측 개구부가 개방된 모드이며, 대각기류(#6, #7)는 실외 하측 개구부 및 실내 상측 개구부가 개방된 모드이다. More specifically, in the airflow mode (AFR) of FIG. 1, the left side of the drawing is the outdoor side and the right side is the indoor side. That is, diagonal airflows # 5 and # 6 are modes in which airflow is formed from indoors to outdoor, and diagonal airflows # 7 and # 8 are modes in which airflows are formed from outdoors to indoors. In addition, the diagonal airflow # 5, # 8 is a mode in which the outdoor upper opening and the indoor lower opening are opened, and the diagonal airflow # 6, # 7 is a mode in which the outdoor lower opening and the indoor upper opening are opened.

상기와 같은 기류 방향은 실내외 압력차(ΔP)에 기인한다. 이하에서 기술되는 실내외 압력차(ΔP)는, 실내 압력이 실외 압력보다 높은 경우 양(+)의 값으로 기술되며, 실내 압력이 실외 압력보다 낮은 경우 음(-)의 값으로 기술된다. The above air flow direction is attributable to the indoor / outdoor pressure difference ΔP . The indoor / outdoor pressure difference ΔP described below is described as a positive value when the indoor pressure is higher than the outdoor pressure, and as a negative value when the indoor pressure is lower than the outdoor pressure.

환기 댐퍼 개구율(OR)은 0% 내지 100%로 제어 가능하다.The ventilation damper opening ratio OR is controllable from 0% to 100%.

또한, "HVAC(heating, ventilation, air-conditioning) 시스템"은 난방, 환기, 공조 시스템을 의미한다. 본 발명에서 "HVAC 작동이 없는 경우"는 냉방기 및 난방기의 작동이 없는 경우를 의미한다. In addition, "heating, ventilation, air-conditioning (HVAC) system" means a heating, ventilation, air conditioning system. In the present invention, "without HVAC operation" means a case where there is no operation of the air conditioner and the heater.

또한, 이하에서 기술되는 "HVAC 운영 모드"는, 냉방 모드, 난방 모드, 및 중간기 모드로 이루어진다. 냉방 모드는 냉방기의 작동이 있는 경우를 의미하며, 난방 모드는 난방기의 작동이 있는 경우를 의미한다.In addition, the "HVAC operating mode" described below consists of a cooling mode, a heating mode, and an intermediate stage mode. The cooling mode means that there is operation of the cooler, and the heating mode means that there is operation of the heater.

또한, 제어 방법의 효과적인 설명을 위해, 이하에서 "규칙 중심 제어 방법"은 "Ⅰ수준의 제어 방법"으로 지칭되기도 하며, 본 발명에 따른 "중급 제어 방법"은 "Ⅱ수준의 제어 방법"으로 지칭되기도 하며, "최적 제어 방법"은 "Ⅲ수준의 제어 방법"으로 지칭되기도 한다. 그 각각은 동일한 제어 방법을 의미함을 말해둔다.
In addition, in order to effectively explain the control method, the "rule-based control method" may be referred to as "level I control method", and the "intermediate control method" according to the present invention is referred to as "level II control method". The "optimal control method" may also be referred to as "level III control method". Each of them means the same control method.

2.1 규칙 중심 제어 방법(rule-based control)의 설명2.1 Description of rule-based control

규칙 중심 제어는 '직관', '경험'에 의해 결정된 규칙에 따라 제어하는 방법이다. 종래 기술에 따르면, 건물 옥상의 일사 센서에 의해 측정된 일사량이 150W/m2 이상이면 이중 외피 중공층 내에 설치되어 개방된 블라인드(φ slat =0°)가 서서히 닫히기 시작하여, 650W/m2 에 도달하면 최대 각도(φ slat =70°)까지 닫힌다. 그리고 중공층 내부의 온도 센서에 의해 측정된 중공층 공기 온도가 28°C 이상이 되면 냉방 모드 시에는 기류 모드(AFR)가 실외순환으로 되고, 난방 모드 시에는 환기 댐퍼(OR)가 모두 닫힌다.
Rule-based control is a method of controlling according to rules determined by intuition and experience. According to the prior art, when the amount of insolation measured by the solar insolation sensor on the roof of a building is 150 W / m 2 or more, the blind ( φ slat = 0 °) installed in the double skin hollow layer starts to close slowly, and thus, at 650 W / m 2 . On reaching it closes up to the maximum angle ( φ slat = 70 °). When the hollow bed air temperature measured by the temperature sensor inside the hollow bed is 28 ° C or more, the air flow mode (AFR) becomes an outdoor circulation in the cooling mode, and the ventilation dampers (OR) are all closed in the heating mode.

2.2 최적 제어 방법(optimal control)의 설명2.2 Description of Optimal Control

최적 제어 방법은 동특성을 고려한 제어이며, 주어진 시간 동안 비용함수(cost function)를 최소화하는 가장 이상적인 제어 변수를 찾는 방법이다. 그 방법은 다양하나 이하에서는 구배법(gradient method)과 소모적 탐색법(exhaust search method)을 설명한다.The optimal control method is the control considering the dynamic characteristics, and finds the most ideal control variable that minimizes the cost function for a given time. The methods vary, but the following describes the gradient method and exhaustive search method.

구배법을 이용한 최적 제어 변수 탐색을 위한 첫 번째 단계는 제어하고자 하는 시스템의 수학적 모델의 개발이다(식 (a) 참조). 즉, 이중 외피 시스템 내에서 발생할 수 있는 열전달 및 공기유동 현상을 수학적으로 표현한다.The first step in the search for optimal control parameters using the gradient method is the development of a mathematical model of the system to be controlled (see equation (a)). That is, the heat transfer and air flow phenomena that can occur in the double skin system are mathematically represented.

(a)

Figure 112010027661210-pat00001
(a)
Figure 112010027661210-pat00001

여기서, x는 상태변수(state vector), A는 상태행렬(state matrix), u는 입력벡터(input vector), b는 부하벡터(load vector)를 나타낸다. Here, x is a state variable, A is a state matrix, u is an input vector, and b is a load vector.

두 번째 단계는 이중 외피 시스템의 성능을 정량적으로 평가할 수 있는 비용함수를 선정하는 것이다(식 (b), (c) 참조).The second step is to select a cost function to quantitatively evaluate the performance of the double skin system (see equations (b) and (c)).

(b)

Figure 112010027661210-pat00002
(b)
Figure 112010027661210-pat00002

(c)

Figure 112010027661210-pat00003
(c)
Figure 112010027661210-pat00003

여기서, Q cv,rd 은 유리창 표면의 대류 및 복사에 의한 실내측 열획득율[W], Q sol,trans 는 실내측으로 투과된 일사[W], Q air 는 중공층 공기의 유동으로 인한 실내측 열획득율[W], Q DA 는 자연채광으로 인한 인공조명 에너지 감소량[W]을 의미한다. 세 번째 단계는 비용함수를 최소화하는 최적 제어 변수를 결정하는 단계이다. Here, Q cv, rd is the indoor heat gain rate [W] due to convection and radiation of the glass window surface, Q sol, trans is the solar radiation [W] transmitted to the indoor side, and Q air is the indoor side due to the flow of hollow layer air. The heat gain rate [W] and Q DA represent the amount of decrease in artificial lighting energy due to natural light [W]. The third step is to determine the optimal control variable that minimizes the cost function.

소모적 탐색법은 각 샘플링 시간 간격마다 제어 변수의 모든 가능한 조합에 대해 비용 함수를 계산하고, 비용 함수를 최소로 하는 제어 변수의 조합을 찾는 방법이다. 이 접근 방법은 제어 변수의 조합에 의한 경우의 수가 많은 경우에는 계산 시간이 오래 걸린다는 단점이 있지만, 식(d)의 최적화 문제의 해를 계산하는 과정이 생략되기 때문에 수학적으로 간단해지는 장점을 가진다.The exhaustive search method is a method of calculating the cost function for every possible combination of control variables at each sampling time interval and finding a combination of control variables that minimizes the cost function. This approach has the disadvantage that it takes a long time to calculate when the number of combinations of control variables is large, but it has the advantage of being mathematically simple because the process of calculating the solution of the optimization problem of equation (d) is omitted. .

(d) min J(φ slat , AFR, OR) (d) min J (φ slat , AFR, OR)

s.t.-90° ≤φ slat ≤ 90°st-90 ° ≤ φ slat ≤ 90 °

AFR = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10AFR = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

0 ≤ OR ≤ 100%0 ≤ OR ≤ 100%

규칙 중심 제어는 이중 외피 시스템의 동특성을 고려하지 않기 때문에 최적 제어의 블라인드 슬랫 각도(φ slat ), 기류 모드(AFR), 환기댐퍼 개구율(OR)과 차이가 있다. 전술한 규칙 중심 제어 방법 및 최적 제어 방법을 적용하여 비용함수를 계산한 결과, 최적 제어의 경우가 규칙 중심 제어보다 에너지 성능 측면에서 냉방 모드, 난방 모드의 경우 모두 우수하였다.Rule-centered control does not take into account the dynamic characteristics of a double skin system, so it differs from the blind slat angle ( φ slat ), the airflow mode (AFR), and the ventilation damper aperture ratio (OR) of optimum control. As a result of calculating the cost function by applying the rule-based control method and the optimal control method as described above, the optimum control was better in both the cooling mode and the heating mode in terms of energy performance than the rule-based control.

그러나 최적 제어 방법 중 구배법은 식 (d)의 최적화 문제를 풀기 위해 MATLAB opimization toolbox의 'fmincon' 함수를 사용한다. 특정 소프트웨어 및 solver의 사용은 최적 제어 방법을 실제 현장에 적용하거나 실용화하는데 장애요소로 작용할 수 있다. 그리고 소모적 탐색법은 구배법과 같은 특정 solver는 필요 없으나, 전술한 바와 같이 제어 변수 경우의 수가 많아지는 경우 계산 시간이 문제가 될 수 있고, 시뮬레이션 모델에 기반한 방법이기 때문에 모델의 보정(calibration) 문제로 고려해야 한다.However, the gradient of the optimal control method uses the 'fmincon' function of the MATLAB opimization toolbox to solve the optimization problem of equation (d). The use of specific software and solvers can be an obstacle to the application or practical application of optimal control methods in the real world. In addition, the exhaustive search method does not require a specific solver such as a gradient method, but as described above, when the number of control variable cases increases, calculation time may be a problem, and since the method is based on a simulation model, it may be necessary to solve the problem of model calibration. Should be considered

따라서, 본 발명에서는 최적 제어 결과를 바탕으로 에너지 성능이 규칙 중심 제어(Ⅰ수준 제어) 보다 우수하고 최적 제어 수준(Ⅲ수준 제어)에 가까운 Ⅱ수준의 이중 외피 중급 제어 방법을 제시한다.
Accordingly, the present invention proposes a level II intermediate envelope control method of energy level which is superior to rule-based control (level I control) and close to the optimal control level (level III control) based on the optimum control result.

3. 이중 외피 중급 제어 방법의 설명3. Description of Double Skin Intermediate Control Method

블라인드 각도 및 기류 모드의 최적 제어 시뮬레이션 결과를 통해, 블라인드 각도는 태양 고도(β)에 지배적이고, 환기 댐퍼의 기류 모드(AFR)는 이중 외피 시스템의 중공층 온도(T ca ), 실내 온도(T in )와 실내외 압력차(ΔP)에 지배적임을 알 수 있다. 따라서 Ⅱ수준의 제어 알고리즘에서는 태양 고도를 계산하여 실내 부하 조건별 유리한 블라인드 각도를 제어하고, 센서를 이용해 측정된 중공층, 실내 온도와 건물 외피에 미치는 풍향, 풍속을 바탕으로 계산된 실내외 압력차를 이용하여 환기 댐퍼의 기류 모드와 개구율을 제어한다.
Optimal control simulation of blind angle and airflow mode shows that the blind angle is dominated by the sun altitude ( β ), and the airflow mode (AFR) of the ventilation damper is the hollow bed temperature ( T ca ) and the room temperature ( T ) of the double skin system. in ) and indoor and outdoor pressure difference ( ΔP ). Therefore, the level II control algorithm calculates the sun's altitude to control the favorable blind angle for each indoor load condition, and calculates the indoor / outdoor pressure difference calculated based on the hollow layer measured using the sensor, the wind direction on the room temperature and the building envelope, and the wind speed. To control the airflow mode and aperture ratio of the ventilation damper.

3.1 냉방 모드: 여름철(6?8월) 또는 냉방기 가동3.1 Cooling mode: Summer (June-August) or air conditioning

블라인드 각도(φ slat )의 경우, 주간(β>0)에는 태양 고도와 수직을 이루게 하여, 최대한 일사 유입이 되지 못하도록 한다. 블라인드 각도를 지면과 수직인 상태(φ slat =90°)로 유지하지 않은 것은 주광 유입을 통한 인공조명 에너지 감소를 고려한 것이다. 야간(β≤0)에는 지면과 수직인 상태(φ slat =90°)를 유지하여 유리창 표면과 실내와의 야간 복사 현상에 의한 열 획득(+)을 방지한다.In the case of the blind angle φ slat , it is perpendicular to the sun's altitude during the day ( β > 0) to prevent the inflow of the sun as much as possible. Failure to keep the blind angle perpendicular to the ground ( φ slat = 90 °) is a consideration of the reduction of artificial lighting energy through the inflow of daylight. At night ( β ≤ 0), it is perpendicular to the ground ( φ slat = 90 °) to prevent heat gain (+) due to night radiation between the glass window surface and the room.

기류 모드의 경우, 중공층 온도(T ca ), 실내 온도(T in )와 실내외 압력차(ΔP)를 측정 또는 계산하여, 중공층 기류가 실내에 미치는 영향을 고려한다. 주/야간의 중공층 온도가 실내 온도보다 높은 경우에는 실외순환 모드(도 1의 #3, 4)로 댐퍼를 작동시켜 중공층의 더운 공기가 실외로 배출되도록 한다. 주간의 중공층 온도가 실내 온도보다 낮은 경우에는 실내로의 더운 외기 유입을 차단하기 위해서 실내외 압력차를 고려한다. 압력차가 0보다 큰 경우에는 대각기류 모드(도 1의 #5)로 작동시켜 관류 열손실을 줄이기 위해 실내의 더운 공기가 외부로 배출되도록 하고, 댐퍼 개구율을 50%로 유지하여 실내 온도가 급격히 낮아지는 것을 방지한다. 그 외에는 OR=100%이다. 압력차가 0보다 작은 경우에는 모두 닫힘 상태(도 1의 #10)로 유지하여 중공층을 일종의 단열층으로 사용한다. 야간의 실내 온도가 중공층 온도보다 높은 경우에는 모두 닫힘 상태(OR=100%)로 유지한다.In the airflow mode, the hollow bed temperature ( T ca ), the room temperature ( T in ) and the indoor and outdoor pressure difference ( ΔP ) are measured or calculated to consider the effect of the hollow bed air flow on the room. If the hollow bed temperature of the day / night is higher than the room temperature, the damper is operated in the outdoor circulation mode (# 3, 4 of FIG. 1) to allow the hot air of the hollow bed to be discharged to the outside. If the hollow bed temperature during the day is lower than the room temperature, the indoor and outdoor pressure differentials are considered to block the inflow of hot air into the room. If the pressure difference is greater than zero, it operates in diagonal airflow mode (# 5 in FIG. 1) to allow the hot air to be discharged to the outside to reduce perfusion heat loss, and maintains the damper opening ratio at 50% to rapidly lower the room temperature. Prevents losing Otherwise, it is OR = 100%. When the pressure difference is less than zero, all of them are kept in the closed state (# 10 in FIG. 1) to use the hollow layer as a kind of heat insulation layer. If the room temperature at night is higher than the hollow bed temperature, all are kept closed (OR = 100%).

이를 정리하면 하기의 표 1과 같다.
This is summarized in Table 1 below.

구분division 조건Condition 실행Execution φφ slatslat β>0 β > 0 φφ slatslat =β-90°= β-90 ° β≤0 β ≤ 0 φφ slatslat =90°= 90 ° AFRAFR β>0 β > 0 TT inin <T<T caca AFR #3, 4 (실외순환)AFR # 3, 4 (outdoor circulation) TT inin >T> T caca ΔP>0ΔP> 0 AFR #5 (대각기류)AFR # 5 (diagonal airflow) ΔP<0ΔP <0 AFR #10 (모두 닫힘)AFR # 10 (all closed) β≤0 β ≤ 0 TT inin <T<T caca AFR #3, 4 (실외순환)AFR # 3, 4 (outdoor circulation) TT inin >T> T caca AFR #10 (모두 닫힘)AFR # 10 (all closed)

냉방 모드 시 제어조건 및 내용
Control condition and contents in cooling mode

3.2 난방 모드: 겨울철(12?2월) 또는 난방기를 가동3.2 Heating mode: winter season (December to February) or start the heater

블라인드 각도(φ slat )의 경우, 주간(β>0)에는 태양 고도와 수평(φ slat =β)을 이루게 하여, 일사 유입이 최대가 되게 한다. 야간(β≤0)에는 지면과 수직인 상태(φ slat =90°)를 유지하여 열손실(-)을 최소화 한다. In the case of the blind angle φ slat , during daytime ( β > 0), the solar altitude is horizontal ( φ slat = β), so that solar inflow is maximized. At night ( β ≤ 0), it is perpendicular to the ground ( φ slat = 90 °) to minimize heat loss (-).

기류 모드의 경우, 주간의 중공층의 온도가 실내 온도보다 높은 경우에는 중공층의 더운 공기가 실내에 유리하게 작용하기 때문에, 실내순환 모드(도 1의 #1,2)로 댐퍼를 작동하여 중공층 기류가 실내로 유입되게 한다. 주간의 중공층 온도가 실내 온도 보다 낮은 경우에는 댐퍼를 모두 닫힘 상태(도 1의 #10)로 유지하여 실내의 따뜻한 공기가 실외로 배출되는 것을 방지한다. 야간의 중공층 온도가 실내 온도보다 높은 경우에는 실내로의 차가운 외기 유입을 차단하기 위해서 실내외 압력차를 고려한다. 압력차가 0보다 크면 대각기류 모드(도 1의 #6), 0보다 작으면 모두 닫힘 상태로 유지한다. 실내 온도가 중공층 온도보다 높은 경우에도 압력차가 0보다 크면 대각기류 모드(도 1의 #5), 0보다 작으면 모두 닫힘 상태(OR=100%)로 유지한다. 대각기류 모드에서는 개구율을 50%로 유지한다. 그 외에는 OR= 100%이다.
In the airflow mode, when the temperature of the hollow layer in the daytime is higher than the room temperature, since the hot air of the hollow layer acts favorably in the room, the damper is operated in the indoor circulation mode (# 1, 2 in FIG. 1). Allow floor airflow to enter the room. When the hollow bed temperature during the day is lower than the room temperature, the dampers are all kept closed (# 10 in FIG. 1) to prevent the indoor warm air from being discharged to the outside. If the hollow bed at night temperature is higher than room temperature, indoor and outdoor pressure differentials are considered to block cold air inflow into the room. If the pressure difference is greater than zero, it is in diagonal airflow mode (# 6 in FIG. 1). Even if the room temperature is higher than the hollow bed temperature, if the pressure difference is greater than zero, the diagonal airflow mode (# 5 of FIG. 1), and if it is less than zero, all remain closed (OR = 100%). In diagonal airflow mode, the aperture ratio is maintained at 50%. Otherwise, OR = 100%.

구분division 조건Condition 실행Execution φφ slatslat β>0 β > 0 φφ slatslat = β β≤0 β ≤ 0 φφ slatslat =90°= 90 ° AFRAFR β>0 β > 0 TT inin <T<T caca AFR #1, 2 (실내순환)AFR # 1, 2 (indoor circulation) TT inin >T> T caca AFR #10 (모두 닫힘)AFR # 10 (all closed) β≤0 β ≤ 0 TT inin <T<T caca ΔP>0ΔP> 0 AFR #6 (대각기류)AFR # 6 (diagonal airflow) ΔP<0ΔP <0 AFR #10 (모두 닫힘)AFR # 10 (all closed) TT inin >T> T caca ΔP>0ΔP> 0 AFR #6 (대각기류)AFR # 6 (diagonal airflow) ΔP<0ΔP <0 AFR #10 (모두 닫힘)AFR # 10 (all closed)

난방 모드 시 제어조건 및 내용
Control condition and contents in heating mode

3.3 중간기 모드: 봄/가을철(3?5월/9?11월)3.3 Mid-term Mode: Spring / Autumn (March-May / September-November)

건물 내에 HVAC 시스템이 가동되는 경우에는 각 모드에 따라 냉방/난방 모드와 동일한 방법으로 제어한다. HVAC 시스템의 가동이 없는 경우의 블라인드 각도는 중공층 온도가 실내 온도보다 낮은 경우(일출, 일몰 시간대)에는 일사 유입을 최대로 할 수 있는 각도로 유지하고, 이외에는 수평 상태로 유지한다. HVAC 시스템의 가동이 없는 경우의 환기 댐퍼는 대각기류 모드로 설정하여 실내외 압력차에 의해 기류 방향이 결정된다.
If the HVAC system is operating in a building, it is controlled in the same way as the cooling / heating mode according to each mode. If the HVAC system is not running, the blind angle is kept at an angle that maximizes solar inflow when the hollow bed temperature is lower than room temperature (sunrise, sunset time), and is otherwise horizontal. Ventilation dampers in the absence of operation of the HVAC system are set in diagonal airflow mode and the airflow direction is determined by the pressure difference between the indoor and outdoor.

구분division 조건Condition 내용Contents φ slat
AFR
φ slat
AFR
냉방기 가동Air conditioner operation 냉방 모드와 동일Same as cooling mode
난방기 가동Radiator operation 난방 모드와 동일Same as heating mode φφ slatslat HVAC 가동 없음No HVAC operation TT inin <T<T caca φφ slatslat =0°= 0 ° TT inin >T> T caca φφ slatslat = β AFRAFR HVAC 가동 없음No HVAC operation TT inin <T<T caca AFR #6, 7 (대각기류)AFR # 6, 7 (diagonal airflow) TT inin >T> T caca AFR #5, 8 (대각기류)AFR # 5, 8 (diagonal)

중간기 모드 시 제어조건 및 내용
Control Conditions and Contents in Intermediate Mode

Ⅱ수준과 Ⅰ, Ⅲ수준의 이중 외피 제어 알고리즘을 구현하는데 필요한 구성요소를 정리하면 표 4와 같다.
Table 4 shows the components necessary to implement Level II and Level I and III double envelope control algorithms.

구분division ←practical / acaedemic→← practical / acaedemic → Ⅰ수준 제어Ⅰlevel control Ⅱ수준 제어II level control Ⅲ수준 제어Ⅲlevel control 소모적 탐색법Wasting exploration 최적 제어Optimal control 하드웨어 (모터)Hardware (motor) 센서sensor Tin T in Tout T out Tca T ca ID, Idif I D , I dif Wdir, Wspd W dir , W spd 모델 (x=Ax+b)Model (x = Ax + b) 목적함수 (J)Objective function (J) 최적화solver (min J)Solver (min J)

제어 전략별 구성 요소 비교Component Comparison by Control Strategy

(○: 필요함, X: 필요 없음, △: 간단한 수식 계산만 필요)
(○: required, X: not required, △: only simple formula calculation required)

Ⅰ수준의 제어 방법은 전동 모터 등의 하드웨어와 실내, 중공층 온도와 일사량을 측정할 수 있는 센서만 구비되면 구현이 가능하다. 그러나 전술한 바와 같이 Ⅰ수준의 제어는 시스템의 반응을 예측하는 시뮬레이션 모델, 성능을 정량적으로 평가하는 목적 함수가 필요하지 않기 때문에 실내외 조건에 적합하고, 정확한 제어가 어려워 성능 면에서 부족하다. The control method of the level I can be implemented only if it is equipped with hardware such as electric motors and a sensor capable of measuring indoor and hollow layer temperatures and insolation. However, as described above, the level I control is suitable for indoor and outdoor conditions because it does not require a simulation model for predicting the response of the system and an objective function for quantitatively evaluating the performance, and is difficult in terms of performance due to difficulty in accurate control.

Ⅲ수준의 제어 방법은 하드웨어와 센서뿐만 아니라 시뮬레이션 모델, 목적함수, 목적함수를 최소화하는 제어 변수를 찾는 특정 소프트웨어의 solver를 필요로 한다. 또한, 특정 소프트웨어를 사용자(또는 건축주)가 구매 및 설치해야 하기 때문에 아직까지 실용화하는 것은 어렵다고 할 수 있다. 반면, Ⅱ수준 제어는 필요한 센서를 최소화하였고, Ⅲ수준의 성능에 가까운 제어이며, Mock-up 건물 외피 검증 후에 즉각적으로 실용화도 가능하다.
Level III control methods require not only hardware and sensors, but also a specific software solver that finds control models that minimize simulation models, objective functions, and objective functions. In addition, it can be said that it is difficult to put it to practical use as the user (or the owner) needs to purchase and install the specific software. On the other hand, the level II control minimizes the required sensors, is close to the level III performance, and can be immediately applied after verification of the mock-up building envelope.

4. 시뮬레이션 결과의 설명4. Explanation of Simulation Results

최적 제어를 위해 개발된 이중 외피 집중 모델(lumped)에 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ수준의 이중 외피 제어 알고리즘을 적용하여, 57시간(약 2.4일) 동안 겨울철(난방 모드), 여름철(냉방 모드) 시뮬레이션을 진행하였다.The application of I, II, and III double envelope control algorithms to the lumped lumped model developed for optimal control enables simulation of winter (heating mode) and summer (cooling mode) for 57 hours (approximately 2.4 days). Proceeded.

아래의 표 5, 6는 시뮬레이션 결과를 바탕으로 비용함수[MJ/day]를 계산하여 제어 방법별로 비교한 것이다. Q[MJ]는 시간대별 값을 모두 더한 값이고, Q total [MJ]은 각 비용요소(cost elements)별 값을 식 (b)에 의해 나타낸 비용함수이다(비용함수는 그 값이 작을수록 유리).
Tables 5 and 6 below show the cost function [MJ / day] based on the simulation results and compare them by control method. Q [MJ] is the sum of timephased values, and Q total [MJ] is the cost function representing the value of each cost element by Equation (b). ).

구분division Ⅰ수준 제어Ⅰlevel control Ⅱ수준 제어II level control Ⅲ수준 제어Ⅲlevel control 소모적 탐색법Wasting exploration 최적 제어Optimal control QQ cv,rdcv, rd 11.9911.99 4.004.00 4.834.83 1.831.83 QQ solsol 0.580.58 0.840.84 0.630.63 0.100.10 QQ airair 00 00 00 00 QQ DADA 5.445.44 5.935.93 6.686.68 3.813.81 QQ totaltotal 7.127.12 -1.09-1.09 -1.21-1.21 -1.87-1.87

제어방법에 따른 비용함수 비교 (냉방 모드) [MJ]
Cost Function Comparison by Control Method (Cooling Mode) [MJ]

구분division Ⅰ수준 제어Ⅰlevel control Ⅱ수준 제어II level control Ⅲ수준 제어Ⅲlevel control 소모적 탐색법Wasting exploration 최적 제어Optimal control QQ cv,rdcv, rd -7.85-7.85 -1.66-1.66 -10.16-10.16 -6.74-6.74 QQ solsol -5.63-5.63 -15.26-15.26 -16.66-16.66 -14.97-14.97 QQ airair 00 -26.89-26.89 -22.67-22.67 -19.98-19.98 QQ DADA -9.39-9.39 -9.39-9.39 -8.84-8.84 -12.57-12.57 QQ totaltotal -22.87-22.87 -53.21-53.21 -58.33-58.33 -54.26-54.26

제어방법에 따른 비용함수 비교 (난방 모드) [MJ]
Cost Function Comparison by Control Method (Heating Mode) [MJ]

냉방 모드의 경우, Ⅱ수준 제어의 비용함수는 각각 -1.09로 Ⅲ수준 제어의 경우와 거의 비슷한 수준을 나타내며, Ⅰ수준의 제어에 비해 현저하게 우수함을 알 수 있다.In the case of the cooling mode, the cost function of the level II control is -1.09, which is almost the same as that of the level III control, and is significantly superior to the level I control.

난방 모드의 경우에도 Ⅱ수준의 제어 방법의 비용함수는 -53.21로 Ⅲ수준의 제어의 경우와 비슷한 수준을 나타내며, Ⅰ수준 제어에 비해 현저하게 우수하다.In the heating mode, the cost function of the level II control method is -53.21, which is similar to that of the level III control, and is significantly superior to the level I control.

난방 모드의 Ⅲ수준 제어 중 소모적 탐색법은 최적 제어에 비해 약간 더 우수한 성능을 나타낸다.
The exhaustive search method in the III-level control of the heating mode shows slightly better performance than the optimal control.

이상에서 본 고안의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 고안은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 고안에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정의 균등물들도 본 고안의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiment. That is, a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs may make a number of changes and modifications to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims, and all such appropriate changes and modifications may be made. Equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

φ slat : 중공층 내 블라인드의 슬랫 각도
AFR(Air Flow Regime) : 중공층의 기류 모드
#1, #2 : 실내순환
#3, #4 : 실외순환
#5, #6, #7, #8 : 대각기류
#9 : 모두 열림
#10 : 모두 닫힘
OR(Opening Ratio) : 환기댐퍼 개구율
β(Solar Altitude) : 태양 고도
T ca (Cavity Air Temperature) : 중공층 온도
T in (Indoor Air Temperature) : 실내 온도
ΔP(Pressure Difference) : 압력차
x(state vector) : 상태변수
A(state matrix) : 상태행렬
u(input vector) : 입력벡터
b(load vector) : 부하벡터
Q cv,rd : 유리창 표면의 대류 및 복사에 의한 실내측 열획득율[W]
Q sol,trans : 실내측으로 투과된 일사[W]
Q air : 중공층 공기의 유동으로 인한 실내측 열획득율[W]
Q DA : 자연채광으로 인한 인공조명 에너지 감소량[W]
φ slat : slat angle of blinds in hollow layer
Air Flow Regime (AFR): Airflow Mode in Hollow Layer
# 1, # 2: indoor circulation
# 3, # 4: Outdoor circulation
# 5, # 6, # 7, # 8: diagonals
# 9: open all
# 10: all closed
OR (Opening Ratio): Ventilation damper opening ratio
β (Solar Altitude): solar altitude
T ca (Cavity Air Temperature): Hollow bed temperature
T in (Indoor Air Temperature): Room Temperature
ΔP (Pressure Difference): Pressure difference
x (state vector): state variable
A (state matrix): state matrix
u (input vector): input vector
b (load vector): load vector
Q cv, rd : Indoor heat gain rate due to convection and radiation of the glass window surface [W]
Q sol, trans : Solar radiation transmitted to the indoor side [W]
Q air : Indoor heat gain rate due to the flow of hollow bed air [W]
Q DA : Reduction of artificial lighting energy due to natural light [W]

Claims (11)

중공층 내 블라인드의 슬랫 각도(φslat ) 및 중공층의 기류 모드(AFR)를 제어할 수 있는 이중 외피 중급 제어 시스템으로서,
HVAC 운영 모드 및 태양 고도(β)에 따라 상기 슬랫 각도(φslat )가 제어되고, 그리고
중공층 온도(Tca )와 실내 온도(Tin )의 차이 및 실내외 압력차(ΔP) 중 어느 하나 이상에 따라 상기 기류 모드(AFR)가 제어되며,
상기 HVAC 운영 모드가 냉방 모드인 경우,
상기 태양 고도가 0보다 큰 경우, 상기 블라인드가 상기 태양 고도와 수직이도록 상기 슬랫 각도(φslat )가 제어되고, 그리고
상기 태양 고도가 0 이하인 경우, 상기 블라인드가 지면과 수직이도록 상기 슬랫 각도(φslat )가 제어되는 것을 특징으로 하는,
이중 외피 중급 제어 시스템.
A double skin intermediate control system capable of controlling the slat angle ( φ slat ) of the blinds in the hollow bed and the airflow mode (AFR) of the hollow bed,
The slat angle φ slat is controlled according to the HVAC operating mode and the sun altitude β
The air flow mode (AFR) is controlled according to any one or more of the difference between the hollow bed temperature ( T ca ) and the room temperature ( T in ) and the indoor and outdoor pressure difference ( ΔP ),
If the HVAC operating mode is cooling mode,
If the sun elevation is greater than zero, the slat angle φ slat is controlled such that the blind is perpendicular to the sun elevation, and
When the sun altitude is less than or equal to 0, the slat angle ( φ slat ) is controlled so that the blind is perpendicular to the ground,
Dual jacketed intermediate control system.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 HVAC 운영 모드가 냉방 모드이고, 상기 태양 고도가 0보다 큰 경우,
상기 중공층 온도(Tca )가 상기 실내 온도(Tin )보다 큰 경우, 상기 기류 모드(AFR)가 실외순환(#3, 4)이도록 제어되고,
상기 중공층 온도(Tca )가 상기 실내 온도(Tin )보다 작고, 상기 실내외 압력차(ΔP)가 0보다 큰 경우, 상기 기류 모드(AFR)가 대각기류(#5)이도록 제어되고, 그리고
상기 중공층 온도(Tca )가 상기 실내 온도(Tin )보다 작고, 상기 실내외 압력차(ΔP)가 0보다 작은 경우, 상기 기류 모드(AFR)가 모두 닫힘(#10)이도록 제어되는 것을 특징으로 하는,
이중 외피 중급 제어 시스템.
The method of claim 1,
If the HVAC operating mode is cooling mode and the solar altitude is greater than zero,
If the hollow bed temperature T ca is greater than the room temperature T in , the air flow mode AFR is controlled to be outdoor circulation # 3, 4,
When the hollow bed temperature T ca is less than the room temperature T in , and the indoor / outdoor pressure difference ΔP is greater than zero, the air flow mode AFR is controlled to be diagonal airflow # 5, and
When the hollow bed temperature ( T ca ) is less than the room temperature ( T in ) and the indoor and outdoor pressure difference ( ΔP ) is less than zero, the air flow mode (AFR) is controlled to be all closed (# 10). Made,
Dual jacketed intermediate control system.
제 3 항에 있어서,
상기 HVAC 운영 모드가 냉방 모드이고, 상기 태양 고도가 0 이하인 경우,
상기 중공층 온도(T ca )가 상기 실내 온도(T in )보다 큰 경우, 상기 기류 모드(AFR)가 실외순환(#3, 4)이도록 제어되고, 그리고
상기 중공층 온도(T ca )가 상기 실내 온도(T in )보다 작은 경우, 상기 기류 모드(AFR)가 모두 닫힘(#10)이도록 제어되는 것을 특징으로 하는,
이중 외피 중급 제어 시스템.
The method of claim 3, wherein
When the HVAC operating mode is cooling mode and the sun altitude is below zero,
When the hollow bed temperature T ca is greater than the room temperature T in , the air flow mode AFR is controlled to be outdoor circulation # 3, 4, and
When the hollow bed temperature ( T ca ) is less than the room temperature ( T in ), characterized in that the air flow mode (AFR) is controlled to be all closed (# 10),
Dual jacketed intermediate control system.
중공층 내 블라인드의 슬랫 각도(φslat ) 및 중공층의 기류 모드(AFR)를 제어할 수 있는 이중 외피 중급 제어 시스템으로서,
HVAC 운영 모드 및 태양 고도(β)에 따라 상기 슬랫 각도(φslat )가 제어되고, 그리고
중공층 온도(Tca )와 실내 온도(Tin )의 차이 및 실내외 압력차(ΔP) 중 어느 하나 이상에 따라 상기 기류 모드(AFR)가 제어되며,
상기 HVAC 운영 모드가 난방 모드인 경우,
상기 태양 고도가 0보다 큰 경우, 상기 블라인드가 상기 태양 고도와 수평이도록 상기 슬랫 각도(φslat )가 제어되고, 그리고
상기 태양 고도가 0 이하인 경우, 상기 블라인드가 지면과 수직이도록 상기 슬랫 각도(φslat )가 제어되는 것을 특징으로 하는,
이중 외피 중급 제어 시스템.
A double skin intermediate control system capable of controlling the slat angle ( φ slat ) of the blinds in the hollow bed and the airflow mode (AFR) of the hollow bed,
The slat angle φ slat is controlled according to the HVAC operating mode and the sun altitude β
The air flow mode (AFR) is controlled according to any one or more of the difference between the hollow bed temperature ( T ca ) and the room temperature ( T in ) and the indoor and outdoor pressure difference ( ΔP ),
If the HVAC operating mode is heating mode,
If the sun elevation is greater than zero, the slat angle φ slat is controlled such that the blind is horizontal with the sun elevation, and
When the sun altitude is less than or equal to 0, the slat angle ( φ slat ) is controlled so that the blind is perpendicular to the ground,
Dual jacketed intermediate control system.
제 5 항에 있어서,
상기 HVAC 운영 모드가 난방 모드이고, 상기 태양 고도가 0보다 큰 경우,
상기 중공층 온도(T ca )가 상기 실내 온도(T in )보다 큰 경우, 상기 기류 모드(AFR)가 실내순환(#1, 2)이도록 제어되고, 그리고
상기 중공층 온도(T ca )가 상기 실내 온도(T in )보다 작은 경우, 상기 기류 모드(AFR)가 모두 닫힘(#10)이도록 제어되는 것을 특징으로 하는,
이중 외피 중급 제어 시스템.
The method of claim 5, wherein
If the HVAC operating mode is heating mode and the solar altitude is greater than zero,
When the hollow bed temperature T ca is greater than the room temperature T in , the air flow mode AFR is controlled to be indoor circulation # 1, 2, and
When the hollow bed temperature ( T ca ) is less than the room temperature ( T in ), characterized in that the air flow mode (AFR) is controlled to be all closed (# 10),
Dual jacketed intermediate control system.
제 6 항에 있어서,
상기 HVAC 운영 모드가 난방 모드이고, 상기 태양 고도가 0 이하인 경우,
상기 중공층 온도(T ca )가 상기 실내 온도(T in )보다 크고, 상기 실내외 압력차(ΔP)가 0보다 큰 경우, 상기 기류 모드(AFR)가 대각기류(#6)이도록 제어되고,
상기 중공층 온도(T ca )가 상기 실내 온도(T in )보다 작고, 상기 실내외 압력차(ΔP)가 0보다 큰 경우, 상기 기류 모드(AFR)가 대각기류(#5)이도록 제어되고, 그리고
상기 실내외 압력차(ΔP)가 0보다 작은 경우, 상기 기류 모드(AFR)가 모두 닫힘(#10)이도록 제어되는 것을 특징으로 하는,
이중 외피 중급 제어 시스템.
The method according to claim 6,
If the HVAC operating mode is heating mode and the solar altitude is below zero,
When the hollow bed temperature T ca is greater than the room temperature T in , and the indoor / outdoor pressure difference ΔP is greater than zero, the air flow mode AFR is controlled to be diagonal airflow # 6,
When the hollow bed temperature T ca is less than the room temperature T in , and the indoor / outdoor pressure difference ΔP is greater than zero, the air flow mode AFR is controlled to be diagonal airflow # 5, and
When the indoor and outdoor pressure difference ( ΔP ) is less than zero, characterized in that the air flow mode (AFR) is controlled to be all closed (# 10),
Dual jacketed intermediate control system.
제 1 항, 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 HVAC 운영 모드가 중간기 모드이고 냉방기 가동의 경우,
상기 HVAC 운영 모드가 상기 냉방 모드인 경우와 같이 상기 슬랫 각도(φslat ) 및 상기 기류 모드(AFR) 중 어느 하나 이상이 제어되는 것을 특징으로 하는,
이중 외피 중급 제어 시스템.
The method according to claim 1, 3 or 4,
If the HVAC operating mode is Intermediate mode and the air conditioner is running,
Characterized in that any one or more of the slat angle ( φ slat ) and the air flow mode (AFR) is controlled, such as when the HVAC operating mode is the cooling mode,
Dual jacketed intermediate control system.
제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 HVAC 운영 모드가 중간기 모드이고 난방기 가동의 경우,
상기 HVAC 운영 모드가 상기 난방 모드인 경우와 같이 상기 슬랫 각도(φ slat ) 및 상기 기류 모드(AFR) 중 어느 하나 이상이 제어되는 것을 특징으로 하는,
이중 외피 중급 제어 시스템.
8. The method according to any one of claims 5 to 7,
If the HVAC operating mode is Intermediate mode and heater is running,
Characterized in that any one or more of the slat angle ( φ slat ) and the air flow mode (AFR) is controlled, such as when the HVAC operating mode is the heating mode,
Dual jacketed intermediate control system.
중공층 내 블라인드의 슬랫 각도(φslat ) 및 중공층의 기류 모드(AFR)를 제어할 수 있는 이중 외피 중급 제어 시스템으로서,
HVAC 운영 모드 및 태양 고도(β)에 따라 상기 슬랫 각도(φslat )가 제어되고, 그리고
중공층 온도(Tca )와 실내 온도(Tin )의 차이 및 실내외 압력차(ΔP) 중 어느 하나 이상에 따라 상기 기류 모드(AFR)가 제어되며,
상기 HVAC 운영 모드가 중간기 모드이고 HVAC(heating, ventilation, air-conditioning) 가동이 없는 경우,
상기 중공층 온도(Tca )가 상기 실내 온도(Tin )보다 큰 경우, 상기 블라인드가 지면과 수평이도록 상기 슬랫 각도(φslat )가 제어되고, 그리고
상기 중공층 온도(Tca )가 상기 실내 온도(Tin )보다 작은 경우, 상기 블라인드가 상기 태양 고도와 수평이도록 상기 슬랫 각도(φslat )가 제어되는 것을 특징으로 하는,
이중 외피 중급 제어 시스템.
A double skin intermediate control system capable of controlling the slat angle ( φ slat ) of the blinds in the hollow bed and the airflow mode (AFR) of the hollow bed,
The slat angle φ slat is controlled according to the HVAC operating mode and the sun altitude β
The air flow mode (AFR) is controlled according to any one or more of the difference between the hollow bed temperature ( T ca ) and the room temperature ( T in ) and the indoor and outdoor pressure difference ( ΔP ),
If the HVAC operating mode is intermediate mode and there is no heating, ventilation, air-conditioning (HVAC) operation,
When the hollow bed temperature T ca is greater than the room temperature T in , the slat angle φ slat is controlled such that the blind is horizontal with the ground, and
When the hollow bed temperature T ca is less than the room temperature T in , the slat angle φ slat is controlled such that the blind is horizontal with the sun altitude,
Dual jacketed intermediate control system.
제 10 항에 있어서,
상기 HVAC 운영 모드가 중간기 모드이고 HVAC 가동이 없는 경우,
상기 중공층 온도(T ca )가 상기 실내 온도(T in )보다 큰 경우, 상기 기류 모드(AFR)가 대각기류(#6, 7)이도록 제어되고, 그리고
상기 중공층 온도(T ca )가 상기 실내 온도(T in )보다 작은 경우, 상기 기류 모드(AFR)가 대각기류(#5, 8)이도록 제어되는 것을 특징으로 하는,
이중 외피 중급 제어 시스템.
11. The method of claim 10,
If the HVAC operating mode is Intermediate mode and there is no HVAC running,
When the hollow bed temperature T ca is greater than the room temperature T in , the air flow mode AFR is controlled to be a diagonal air stream # 6, 7, and
When the hollow bed temperature ( T ca ) is less than the room temperature ( T in ), characterized in that the air flow mode (AFR) is controlled to be a diagonal air flow (# 5, 8),
Dual jacketed intermediate control system.
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