KR101194728B1 - 에너지 효율 관리 방법 및 에너지 효율 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

시설물(예를 들어 건물)에 대하여 에너지 효율 관리를 행할 수 있도록 하는 시스템 및 방법이 제공된다. 본 발명의 일실시예인 방법에 의하면, 먼저, 에너지 데이터 획득 모듈에 의해, 소정의 시설물에 포함된 장비에 대한 상태 정보 또는 이력 정보를 포함하는 시설 관리 시스템(FMS) 정보를 획득하고, 상기 시설 관리 시스템 정보의 대상이 되는 상기 장비에 대하여 에너지 사용의 가이드라인 수치를 제시하는 에너지 베이스라인을 획득하고, 상기 시설 관리 시스템을 이용하여, 시설 관리 시스템의 대상이 되는 장비에 대한 실제 에너지 사용 데이터인 실적 데이터를 획득한다. 그 후, 에너지 베이스라인 맵핑 모듈에 의해, 상기 실적 데이터를 에너지 베이스라인과 대응시켜 맵핑한다. 그 후, 에너지 효율 자동 추적 모듈에 의해, 상기 맵핑된 실적 데이터와 에너지 베이스라인을 대조하여 에너지 사용에 있어서의 비효율을 자동으로 탐지한다.

Description

에너지 효율 관리 방법 및 에너지 효율 관리 시스템{ENERGY EFFICIENCY MANAGEMENT METHOD AND ENERGY EFFICIENCY MANAGEMENT SYSTEM}

본 발명은 건물 등의 시설물에 대한 에너지 효율 관리 시스템에 대한 것이며, 더욱 구체적으로는, FMS(시설 관리 시스템; Facility Management System)와 에너지 관리를 융합한 시설물(건물 등)의 에너지 효율 관리 시스템에 대한 것이다.

건물 등으로 대표되는 시설물을 관리함에 있어서 체계적인 관리의 필요성이 대두되고 있다. 종래에는 일단 시설물을 짓는 단계에서 주로 신경을 쓰고 그 후의 이용 단계에 있어서는 체계화된 관리 기법이 존재하지 않았다. 그러나, 시설물이 점점 대형화되고 복잡해짐에 따라서, 단지 시설물을 잘 지어놓는다고 해서 잘 운용되는 것은 아니라는 인식이 생겨나게 되었으며, 그에 따라서 생겨난 개념이 FMS(시설 관리 시스템; Facility Management System)이다.

시설 관리 시스템(FMS) 기술은 제어가 필요한 모든 장비의 구성 정보, 성능 정보, 운영자 정보, 장애 정보 및 다양한 상세 정보를 저장하여 장비의 이상 유무를 확인하고, 장비의 이상 유무에 따른 메시지를 운영자에게 제공한다. 또한 운영자로부터 이상 유무 메시지에 기초한 장비의 제어 명령을 제공받아 장비를 제어하도록 한다. 운영자는 무선인터넷을 통해 메시지를 받고, 제어명령을 제공함으로써, 운영자가 항상 모니터링을 하고 있지 않아도 시설물을 관리할 수 있도록 한다.

최근 하나로텔레콤, 하이닉스반도체, LG전자 등 대기업뿐만 아니라 경상북도 교육청, 대구시 교육청 등 공공기관들이 잇따라 FMS를 도입하였고, 주요 지자체가 기반 설비 감시 중요성을 인식해 FMS 도입을 본격적으로 검토하기 시작하고 있다.

관련된 개념으로서 BAS(빌딩 자동화 시스템 또는 건물 자동제어 시스템; Building Automation System)가 있다. 관리시스템 산업의 발전은 BAS와도 연계되어 건물의 BAS를 발전시키고 있다. 1970년을 경계로 건물은 초고층화, 대형화되며 이에 수반하여 전력 설비, 공조 설비, 방재 시설 등의 복합화, 시스템화가 급속히 진행되었으며, 이들 초고층 건물을 비롯한 대규모 건물 설비의 운전, 제어, 관리에 컴퓨터가 건물 자동제어 시스템(BAS)으로 응용된 것이다.

또한 컴퓨터의 출현으로 BAS는 급속히 발전하여 소규모 건물에도 건물용도에 따른 BAS를 설치하게 되었고, BAS는 건물 설비의 운전, 관리에 중요한 도구가 되고 있다. BAS의 컴퓨터화에 따라 BAS의 Remote Station(RS) 전송간선을 전화회선에 접속하여 지역 내 및 원격지의 복수건물을 연결하여 경보와 운전의 집약으로 인한 관리가 이전에 시작되었으며 이것이 소위 건물 군 관리 시스템의 원형이라 할 수 있고, 현재에는 “관리의 집중, 제어의 분산”을 주요 개념으로 한 분산제어 시스템이 BAS의 주류가 되었으며, 그 응용 시스템으로써 군 관리 시스템이 복수 건물의 BAS를 LAN 또는 전화선(인터넷)으로 접속하여 다른 건물 설비를 군 관리 센터에서 원격으로 운전, 관리가 가능하게 된 것이다.

FMS 또는 BAS는 빌딩의 관리를 위한 기본 설정이라든지 제어 방식에 관한 것이며, 무엇을 기준(또는 기본 데이터)으로 하여 빌딩을 관리 또는 자동제어하는 것인지에 대한 것은 명확치 않거나, 관리자가 임의적으로 행하거나 하는 등으로 그 기준이 명확히 설정되어 있지 않았다 할 것이다. 예컨대, 수동으로 행하거나, 자동으로 행하더라도 기준을 임의적으로 정하는 등을 예로 들 수 있다.

건축물(건물/시설물 등)은 고층화, 대형화되는 추세이고 더 나아가 'u-City(ubiquitous City)'의 개념으로 도시 전체의 에너지 효율 관리가 요구되고 있다. 신규 건축물들은 에너지 효율을 감안하여 에너지 효율 관리 시스템을 포함하여 시공되고 있으나, 기존의 건물/시설물은 에너지 효율 관리를 위한 시스템이 절실히 요구되고 있다. 빌딩의 생애 주기에 있어서 에너지 소비의 75~80%가 시설 관리 등의 유지 관리 단계에서 소비되고 있는 점에 주목할 필요가 있다.

현재 건물/시설물 운영을 하는 FMS는 널리 보급되어 있지는 않은 상황이며, 특히, FMS를 에너지 효율 관리 시스템과 효율적으로 연계하여 동작시키는 것에 대한 개념은 정립되어 있다고 보기 힘든 실정이다.

먼저 기술적 측면에서, 국내의 에너지 관련 관리 기술은 미약한 상태로서, 정보의 에너지 정책에 힙입어 최근에 부각되고 있는 실정이며, 또한, 건물/시설물과 관련한 에너지 효율 관리 시스템이 국내 환경에 적합한 범용화된 에너지 효율 관리 시스템이 없는 상태이다.

건물/시설물의 에너지 효율 관리는 FMS와 별개로 이루어지는 경우, 단순한 모니터링의 수준에 머물 확률이 너무나 높다. FMS의 건물, 시설, 장비의 기본 정보와 보수 이력 정보를 에너지 정보와 연계하여 건물의 에너지 효율을 분석, 관리하는 것이 훨씬 효율적이다.

즉, 건물/시설물, 유틸리티(수도, 전기, 가스 등) 베이스라인 정보를 별도의 데이터 수집 활동 없이 기존 운영 관리에 의해 자동 수집되며, 실시간으로 수집된 에너지 관련 데이터와 융합하여 에너지 절감 요소를 탐지하여 준다.

따라서, 빌딩 에너지 정보 수집, 분석, 평가를 기본 기능으로 하며, 그 방법으로서 FMS의 시설 관리에 대한 정보 DB(database)와 에너지 효율 관리 시스템의 DB를 융합하여 에너지를 효율적으로 관리할 수 있도록 지원하는 시스템이 요구된다.

본 발명에 의하면, 에너지 데이터 획득 모듈에 의해, 소정의 시설물에 포함된 장비에 대한 상태 정보 또는 이력 정보를 포함하는 시설 관리 시스템(FMS) 정보를 획득하고, 상기 시설 관리 시스템 정보의 대상이 되는 상기 장비에 대하여 에너지 사용의 가이드라인 수치를 제시하는 에너지 베이스라인을 획득하고, 상기 시설 관리 시스템을 이용하여, 시설 관리 시스템의 대상이 되는 장비에 대한 실제 에너지 사용 데이터인 실적 데이터를 획득하는 단계; (b) 에너지 베이스라인 맵핑 모듈에 의해, 상기 실적 데이터를 에너지 베이스라인과 대응시켜 맵핑하는 단계; 및 (c) 에너지 효율 자동 추적 모듈에 의해, 상기 맵핑된 실적 데이터와 에너지 베이스라인을 대조하여 에너지 사용에 있어서의 비효율을 자동으로 탐지하는 단계를 포함하는 에너지 효율 관리 방법이 제공된다.

보다 바람직하게는, 상기 (a)단계와 (b)단계의 사이에, 데이터 보정 모듈에 의해, 상기 (a)단계에서 획득한 실적 데이터에 대하여 보정을 행하는 단계를 더 포함하고, 상기 (b)단계에서는, 상기 보정된 실적 데이터를 상기 에너지 베이스라인과 대응시켜 맵핑한다.

보다 바람직하게는, 상기 실적 데이터에 대한 보정은, 수집된 데이터 중에서 유효성 있는 데이터만 선별하거나, 시스템에서 가공할 수 있는 상태로 변경한다.

보다 바람직하게는, 상기 시설 관리 시스템 정보의 대상이 되는 상기 장비에 대하여 에너지 사용의 가이드라인 수치를 제시하는 에너지 베이스라인은, 당해 시설물에 사용되는 에너지원별, 또는 당해 시설물의 영역별, 또는 당해 시설물에 포함되어 있는 장비별로 구분되어 제공된다.

보다 바람직하게는, 상기 (c) 단계에서 에너지 사용의 비효율을 자동으로 탐지함에 있어서, 에너지원을 기준으로 한 추적, 또는 에너지 영역을 기준으로 한 추적, 또는 특정 장비를 기준으로 한 추적을 포함한다.

보다 바람직하게는, 에너지 분석 모듈에 의해, 상기 (c)단계에서 얻은 자동 탐지의 결과를 분석하여 평가 정보를 제공하는 단계를 더 포함한다.

보다 바람직하게는, 상기 (b)단계는, 에너지 베이스라인 맵핑 모듈에 의해, 상기 실적 데이터와, 상기 에너지 베이스라인과, 계획 데이터를 상호 맵핑하는 단계이며, 상기 계획 데이터란, 상기 에너지 베이스라인을 기초로 하되, 소정의 조건에 따라 상기 에너지 베이스라인에 수정을 가한 데이터이다.

보다 바람직하게는, 상기 (a)단계와 (b)단계의 사이에, 에너지 모니터링 모듈에 의해, 상기 (a)단계에서 획득한 실적 데이터에 대하여 모니터링을 행하여 사용자가 볼 수 있도록 제공하는 단계를 더 포함한다.

보다 바람직하게는, 에너지 모니터링 모듈에 의해, 상기 에너지 베이스라인과 상기 실적 데이터를 비교하고, 그 비교 결과에 모니터링을 행하여 사용자가 볼 수 있도록 제공하는 단계를 더 포함한다.

보다 바람직하게는, 상기 에너지 모니터링 모듈에 의해 모니터링된 결과에 따른 제어를 함에 있어서, 상기 시설물 관리 시스템의 대상의 되는 장비 중의 적어도 일부의 회로 차단기와 모터 사이에 인버터를 설치한다.

보다 바람직하게는, 상기 에너지 모니터링 모듈에 의해 모니터링된 결과에 따른 제어를 함에 있어서, 상기 시설물 관리 시스템의 대상의 되는 장비 중의 적어도 일부에 고조파(harmonic) 및/또는 비정수배 고조파(inter-harmonic)에 대한 필터를 설치한다.

본 발명에 따르면, (a) 소정의 시설물에 포함된 장비에 대한 상태 정보 또는 이력 정보를 포함하는 시설 관리 시스템(FMS) 정보를 획득하고, 상기 시설 관리 시스템 정보의 대상이 되는 상기 장비에 대하여 에너지 사용의 가이드라인 수치를 제시하는 에너지 베이스라인을 획득하고, 상기 시설 관리 시스템을 이용하여, 시설 관리 시스템의 대상이 되는 장비에 대한 실제 에너지 사용 데이터인 실적 데이터를 획득하는 에너지 데이터 획득 모듈; (b) 상기 실적 데이터를 에너지 베이스라인과 대응시켜 맵핑하는 에너지 베이스라인 맵핑 모듈; 및 (c) 상기 맵핑된 실적 데이터와 에너지 베이스라인을 대조하여 에너지 사용에 있어서의 비효율을 자동으로 탐지하는 에너지 효율 자동 추적 모듈를 포함하는 에너지 효율 관리 시스템이 제공된다.

보다 바람직하게는, 상기 획득한 실적 데이터에 대하여 보정을 행하는 데이터 보정 모듈을 더 포함하고, 상기 베이스라인 맵핑 모듈에서는, 상기 보정된 실적 데이터를 상기 에너지 베이스라인과 대응시켜 맵핑한다.

보다 바람직하게는, 에너지 모니터링 모듈을 더 포함하며, 상기 에너지 모니터링 모듈은, 상기 에너지 데이터 획득 모듈에 의해 획득한 실적 데이터에 대하여 모니터링을 행하여 사용자가 볼 수 있도록 제공하거나, 또는 상기 에너지 베이스라인과 상기 실적 데이터를 비교하고 그 비교 결과에 모니터링을 행하여 사용자가 볼 수 있도록 제공한다.

보다 바람직하게는, 상기 에너지 모니터링 모듈에 의해 모니터링된 결과에 따른 제어를 함에 있어서, 상기 시설물 관리 시스템의 대상의 되는 장비 중의 적어도 일부의 회로 차단기와 모터 사이에 인버터를 설치한다.

보다 바람직하게는, 상기 에너지 모니터링 모듈에 의해 모니터링된 결과에 따른 제어를 함에 있어서, 상기 시설물 관리 시스템의 대상의 되는 장비 중의 적어도 일부에 고조파(harmonic) 및/또는 비정수배 고조파(inter-harmonic)에 대한 필터를 설치한다.

FMS를 에너지 효율 관리 시스템과 연계하여 동작시키는 것에 대한 발명을 제공한다.

건물/시설물과 관련한 에너지 효율 관리 시스템, 특히 범용화된 에너지 효율 관리 시스템을 제공한다.

건물/시설물의 에너지 효율 관리는 FMS와 별개로 이루어지는 경우, 단순한 모니터링의 수준에 머물 확률이 너무나 높으므로, 이 둘을 연계하여, FMS의 건물, 시설, 장비의 기본 정보와 보수 이력 정보를 에너지 정보와 연계하여 건물의 에너지 효율을 분석, 관리한다.

건물/시설물, 유틸리티(수도, 전기, 가스 등) 베이스라인 정보를 별도의 데이터 수집 활동 없이 기존 운영 관리에 의해 자동 수집되며, 실시간으로 수집된 에너지 관련 데이터와 융합하여 에너지 절감 요소를 탐지하여 준다.

빌딩 에너지 정보 수집, 분석, 평가를 기본 기능으로 하며, 그 방법으로서 FMS의 시설 관리에 대한 정보 DB(database)와 에너지 효율 관리 시스템의 DB를 융합하여 에너지를 효율적으로 관리할 수 있도록 지원하는 시스템을 제공한다.

시설 관리 시스템(FMS) 정보와 에너지 정보를 융합하는 것이며, 에너지 맵 구성의 기반이 되는 베이스라인 구성을 가지며, 수집된 기초 데이터의 유효성, 데이터의 검증 및 선별을 행하며, 시스템에서 의미 있는 데이터, 정보로 가공 및 보정하고, FMS 정보와 융합된 베이스라인 데이터베이스와, 실적(실사용) 데이터 에너지를 맵핑하며, 에너지 베이스라인 맵핑 정보를 통한 에너지 효율 자동 추적을 행하며, 에너지 효율 분석 및 에너지 절약을 행할 수 있도록 한다.

모니터링 및 리포팅과 관련하여, 사용자 중심의 데이터 모니터링 및 보고서 관리를 행하도록 하며, 에너지 비전문가라도 손쉽게 조작할 수 있는 도구를 제공한다.

도 1은 본 발명을 설명하는 개념도이다.
도 2(a)는 본 발명의 단계를 설명하는 흐름도이며, 도 2(b)는 본 발명의 시스템의 변형예이다.
도 3은 본 발명의 시스템의 하드웨어 아키텍쳐를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 시스템의 소프트웨어 아키텍쳐를 나타내는 도면이다.
도 5는 에너지 베이스라인 맵핑의 일예를 나타내는 도이다.
도 6(a)는 에너지 효율 자동 추적의 일예를 나타내는 도면이다.
도 6(b)는 에너지 효율 정보 제공의 일예를 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 전체 시스템(빌딩 에너지 관리 시스템)의 메뉴의 예시이다.
도 8(a) 및 도 8(b)는 본 발명에 따른 전체 시스템(빌딩 에너지 관리 시스템)에 있어서 모니터링의 예시이다.
도 9(a) 내지 도 9(d)는 본 발명에 따른 전체 시스템(빌딩 에너지 관리 시스템)에 있어서 분석의 예시이다.
도 10은 본 발명에 따른 전체 시스템(빌딩 에너지 관리 시스템)에 있어서 에너지 효율 정보 제공의 예시이다.
도 11(a)는 냉난방 공조(HVAC)에 있어서 에너지 절약을 위한 구체예를 나타내는 도면이다.
도 11(b)는 모터 제어에 있어서 에너지 절약을 위한 구체예를 나타내는 도면이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명을 설명하는 개념도이다.

본 발명은 빌딩 에너지 정보 수집, 분석, 평가를 기본 기능으로 하며, 그 방법으로 FMS(Facility Management System)의 시설 관리에 대한 정보 데이터베이스와 에너지 효율 관리 시스템의 데이터베이스를 융합하여 에너지를 효율적으로 관리할 수 있도록 지원한다.

도 1에서 FMS(101)는 시설물(예를 들어, 건물)에 있어서 제어가 필요한 소정의 장비의 구성 정보, 성능 정보, 운영자 정보, 장애 정보, 그 외의 다양한 상세 정보를 저장하여 장비의 이상 유무를 확인하고, 장비의 이상 유무에 따른 메시지를 운영자에게 제공한다. 또한, 운영자로부터 이상 유무 메시지에 기초한 장비의 제어 명령을 제공 받아 장비를 제어하도록 할 수 있다.

에너지 베이스라인(102)은 당해 시설물에 있어서 에너지 사용의 기준선 또는 한계선을 의미한다. 즉, 당해 시설물에 대한 에너지 사용의 가이드라인을 제시하는 것으로서 일일 전기 사용량은 어느 정도, 일일 가스 사용량은 어느 정도 등의 가이드라인이며(물론, 월별, 분기별, 연도별 등의 구분도 가능함), 이러한 에너지 베이스라인(102)은 매일 동일하게 일률적으로 정해지는 것이 아니라, 요일이나 계절 등에 의하여 가변적으로 계획되어 있는 것이 바람직하다. 에너지라 함은, 이에 한정되는 것은 아니지만, 통상적으로 시설물에 공급되는 전력, 열, 가스, 물, 기름 등을 말한다.

또한, 에너지 베이스라인(102)은 에너지원(전력, 열, 가스, 물, 기름 등)을 영역타겟(zone; 군, 빌딩, 층, 사무실)의 개념으로 나누어서 분배 또는 소비하는 개념으로 계획되는 것이 바람직하다.

에너지 소비원(103)은 전등, 전열기, 냉방기 등을 들 수 있다. 에너지 소비원(103)은 에너지(전력, 열, 가스, 물, 기름 등)를 소비하는 장치라 할 수 있을 것이다.

이들 에너지 소비원(103)은 도 1에서 보는 바와 같이, BAS(104), 원격 검침(105), 각종 설비(106)와 연결되어 있다. BAS(104)는 건물 자동 제어 시스템(Building Automation System)을 말하며, 건물 설비의 운전, 제어, 관리에 컴퓨터가 응용된 것이다. 원격 검침(105)은 에너지 소비원(103)에서 소비되는 에너지의 량을 원격으로 측정할 수 있도록 한 것이다. 즉, 통상적으로 건물의 가스 소비량을 알아 보려면 건물에 직접 가서 가스 사용량계를 보고 그 수치를 기록하는 것이 통상적이지만, 원격 검침(105)에 의하면 가스 사용량계의 사용 수치 등을 다른 장소에서도 확인할 수 있다. 이는 예컨대, 유/무선 통신을 통해 가능할 것이다. 그 외에 각종 설비(106)가 있는데, 이들은 에너지 소비원(103)과 유사하거나 또는 에너지 소비원(103)에 부대적으로 존재하는 설비들이라 할 수 있다. 예를 들어, 전등을 에너지 소비원(103)이라 하면 전등에 대한 타이머를 각종 설비(106)로 볼 수도 있다. 또는, 각종 설비(106)도 넓게는 에너지 소비원(103)에 포함되는 것으로 볼 수도 있을 것이다.

다음으로 원시 데이터 획득을 행한다. 원시 데이터 획득은 EDAM(107; Energy Data Acquisition Module)에 의해 행해지며, 에너지 정보 데이터베이스를 구성하는 단계이다. 즉, 에너지 베이스라인을 이용하여 베이스라인 정보 데이터베이스를 구성하며, 이는 빌딩, 설비, 에너지 효율 등급, 에너지 계통 등에 관한 것일 수 있다.

에너지 데이터 획득 모듈(107; EDAM)은 에너지 정보 데이터베이스를 구성하는 단계(또는 모듈)에 해당하며, 베이스라인 정보 데이터베이스를 구성하는 단계(또는 모듈)에 해당하기도 한다. 베이스라인 정보라 함은 빌딩, 설비, 에너지 효율 등급, 에너지 계통, 영역(zone) 등에 관한 정보일 수 있다.

에너지 베이스라인은 에너지원(즉, 전력, 열, 가스, 물, 기름 등)에 관한 정보, 영역(zone; 즉, 군, 빌딩, 층, 사무실 등)에 관한 정보, 장비(equipment)에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.

또한 에너지 데이터 획득 모듈(107)에서 다루어지는 정보로서는, 에너지 사용 정보로서, 에너지의 총 사용량, 에너지원별/영역별/장비별 사용량, 베이스라인, 타겟(목표치, 계획치) 등에 대한 정보가 처리될 수 있다.

에너지 데이터 획득 모듈(107)의 역할은, 좁게는 에너지 소비원(103)에서의 에너지 소비량을 파악하는 것이며, 넓게는 에너지 베이스라인(102)의 데이터를 획득(적절히 가공하는 것도 가능)하는 것도 포함할 수 있다.

그리고, 데이터 VRG 적용(108)이 행해진다. VRG란 검증(Validation), 보정(Reconciliation), 및 총계 오차 검출(Gross Error Detection)을 의미하는데, 데이터 VRG 적용(108)이란, EDAM(107)에서 획득한 원시 데이터에 대해서, 적절한 보정을 행함을 의미한다. 원시 데이터에 보정을 행하는 이유는, 수집된 데이터 중에서 유효성 있는 데이터만 선별하고 시스템에서 의미 있는 정보로 가공할 수 있도록 하기 위함이다. 데이터 VRG(보정)의 예로서는, 설비, DDC별 검침시간 오차 보정, 기준 검침 시간 일치화 등을 들 수 있다.

그 후, 이 보정된 데이터(109)는 EBMM(110; 에너지 베이스라인 맵핑 모듈; Energy Baseline Mapping Module)에서 이용된다. 에너지 베이스라인 맵핑 모듈(110)은 FMS 정보와 융합된 베이스라인과 실적 데이터의 에너지 맵을 작성하여 에너지 효율 정보를 제공한다.

에너지 맵핑이란, 적어도 실적 데이터(실제 사용한 에너지량의 데이터; 후술하는 도 5 참조)를 에너지 베이스라인과 대응시켜 맵핑하는 것이다. 일실시예로서는, 에너지 베이스라인 맵핑 모듈(110)에 의해, 실적 데이터와, 에너지 베이스라인과, 계획 데이터(에너지 베이스라인을 기초로 하되 특별한 상황 발생 등의 소정의 조건을 고려한 것, 후술하는 도 5 참조)를 상호 맵핑하는 것일 수 있다.

도 1의 에너지 베이스라인 맵핑 모듈(110)은 에너지 맵을 작성하여 사용자에게 제공하는 단계(또는 모듈)에 해당한다. 이 모듈(110)에서는, 베이스라인 에너지 효율 등급, 에너지 소스, 에너지 영역, 장비 맵 등이 작성되며, 에너지 베이스라인 맵핑 작업이 수행된다. 이 모듈(110)에서의 작업을 통해, 에너지원 별, 영역 별, 장비 별, 아웃웨더(out weather)의 종합 정보 맵 분석 및 제공이 행해질 수 있다.

에너지 베이스라인 맵핑의 일예에 대해서는 도 5를 통해 상세히 후술하기로 한다.

그리고, 도 1의 EEATM(111; Energy Efficiency Auto-tracking Module, 에너지 효율 자동 추적 모듈)에서는, 에너지 베이스라인과 맵핑 자료로 에너지 효율 자동 추적(Energy Efficiency Auto-tracking)을 통해 에너지 효율 분석을 행한다.

도 1의 에너지 효율 자동 추적 모듈(111)은 에너지 베이스라인 맵핑을 기준으로 하여 비효율적인 요소들을 자동으로 탐지한다. 이 모듈(111)은 비효율적인 요소에 대해서 영역별, 장비별로 효율적인 소비가 되려면 무엇을 줄이고 무엇을 조정해야 하는지 등의 정보를 제공할 수 있을 것이다. 또한, 이 모듈(111)은 유틸리티 점검 이력, 가동 시간, 외부 환경 종합 분석 도출 등을 행할 수 있다.

이러한 비효율 요소(유틸리티) 자동 탐지/추적은, 예를 들어 에너지원을 기준으로 한 추적, 에너지 영역을 기준으로 한 추적, 장비를 기준으로 한 추적, 유틸리티 이력을 기준으로 한 추적, 벤치마킹을 기준으로 한 추적, 유틸리티의 역률(utility power factor)을 기준으로 한 추적, 특정의 장비를 기준으로 한 추적 등이 있을 수 있다.

에너지 효율 자동 추적의 일예에 대해서는 도 6(a)을 통해 후술하기로 한다.

도 1의 EBMM(110) 및 EEATM(111)을 거친 데이터는 EMM(112; Energy Monitoring Module, 에너지 모니터링 모듈), EAM(113; Energy Analysis Module, 에너지 분석 모듈), 및 EEM(114; Energy Efficiency Module, 에너지 효율 정보 모듈)을 거쳐서 전문가 또는 전문가가 아닌 빌딩/시설 관리 운영자가 보더라도 쉽게 분석할 수 있는 쉬운 리포팅을 제공하도록 할 수 있다.

에너지 모니터링 모듈(112)은 에너지 정보를 사용자가 모니터링하는 단계 또는 모듈에 해당한다. 이는, 에너지원(즉, 전력(동력/조명/전열), 열, 가스, 물)별 사용량을 알 수 있게 하거나, 에너지 영역(군/빌딩/층/단면적(사무실))별 에너지 사용량을 알 수 있게 하거나, 장비, 설비별 에너지 사용량을 알 수 있게 하거나, 총사용량, 영역 사용량, 베이스라인에 대비한 사용량, 목표치(계획)에 대비한 사용량 등을 알 수 있게 하는 등 여러 가지 모니터링을 행할 수 있게 한다.

다시 말해, 건물 에너지(전력, 물, 가스, 기름)에 대하여 에너지 모니터링(총량, 에너지별 등)이 행해질 수도 있고, 더욱 세부적으로는 전력 모니터링(동력 전력, 조명 전력 등)이 행해질 수도 있고, 장비 모니터링(공기조화기, 난방기 등)이 행해질 수도 있다.

그리고 에너지 분석 모듈(113; Energy Analysis Module)은 에너지 정보를 분석하여 사용자에게 제공하는 단계 또는 모듈이다. 분석 정보는 그래픽이나 리포트를 통하여 제공될 수 있다. 수집된 정보를 카테고리별로 구분 및 관리하여 효과적인 에너지 관리 도구를 제공할 수 있다. 또한, 에너지원별, 영역별, 장비별, 아웃웨더(out weather)의 종합정보를 분석, 제공하는 것이 바람직하다.

그리고 에너지 효율 정보 모듈(114; Energy Efficiency Module)은 장비/설비의 에너지 효율을 측정 및 정보 제공한다. 비효율 장비/시설별로 효율 제고의 분석 정보를 제공한다. 또한, 에너지 효율 분석을 통한 장비/설비의 운전 시뮬레이션 기반을 제공하는 것이 바람직하다.

이 모듈(114)의 주요 기능으로서는 설비/장비별 에너지 효율 정보를 제공하는 것인데, 구체적으로는, 빌딩 장비별 효율을 측정하고, 설비/플랜트 최적화 운전 기반을 구축하고, 비효율 장비/설비의 종합 정보를 제공할 수 있다. 또한, FMS 융합 장비/설비 에너지 효율을 측정할 수 있으며, 사용 시간, 베이스라인 사양, 이력, 운전 방법 등을 제공할 수도 있다.

에너지 효율 정보 제공의 일예에 대해서는 도 6(b)을 통해 후술하기로 한다.

도 1에서는 개념적으로 에너지 모니터링 모듈(112), 에너지 분석 모듈(113), 에너지 효율 정보 모듈(114)을 구분하였으나(즉, 에너지의 '모니터링'과 '분석'과 '효율 정보 계산'을 분리하였으나), 경우에 따라서는 이들의 기능이 다소간 융합될 수도 있음은 물론이다. 즉, 비록 에너지 분석 모듈(113)이라고 쓰더라도, 분석이 넓게는 효율 정보를 계산하는 것까지를 포함하는 것으로 본다면, 발명의 본질을 해치지 않는 범위에서는 에너지 효율 정보 모듈(114)의 기능까지 수행하는 것으로 사용되어도 무방할 것임은 물론이다.

도 2(a)는 본 발명의 단계를 설명하는 흐름도이며, 도 2(b)는 본 발명의 시스템의 변형예이다.

도 2(a)의 단계 201에서, FMS(101)의 정보와 에너지 효율 관리 시스템의 베이스라인(102) 정보를 융합하여 보정 절차(108)를 거진 검증된 융합 데이터베이스(109)를 생성한다.

단계 202에서는, 검증된 데이터(109)를 근간으로 에너지 모니터링(112)을 실시하여 에너지 정보를 실시간으로 제공한다.

단계 203에서는, 에너지 계획과 대비하여 에너지 실적을 분석(113)하고 평가 정보를 제공한다.

단계 204에서는, 에너지 베이스라인 맵핑 모듈(110)을 통하여 에너지 맵을 작성하여 에너지 효율 정보를 제공한다.

단계 205에서는, 에너지 맵핑 정보를 이용하여 에너지 효율 자동 추적 모듈(111)에서 에너지 효율 자동 추적 정보를 제공한다.

다른 방법으로는, 단계 202 및/또는 단계 203은 단계 205의 뒤에 행해지거나, 단계 204/205와 병행하여 행해져도 무방할 것이다.

부언하자면, 상기 단계 201과 관련하여, FMS 정보와의 융합이 일특징이 되며, 이는 시설 관리 시스템(FMS) 정보와 에너지 정보를 융합하는 것이며, 에너지 맵 구성의 기반이 되는 베이스라인 구성을 가질 수 있다.

또한, 상기 단계 201과 관련하여, 데이터 검증/보정은, 수집된 데이터의 유효성, 데이터의 검증 및 선별을 행하며, 시스템에서 의미 있는 데이터, 정보로 가공 및 보정한다(예를 들어, 설비/DDC별 검침 시간 오차 보정, 기준 시간 일치화 등).

상기 단계 204와 관련하여, 에너지 베이스라인 맵핑은, FMS 정보와 융합된 베이스라인 데이터베이스와, 실적(실사용) 데이터 에너지를 맵핑한다.

상기 단계 203, 203, 205와 관련하여, 에너지 효율 분석은, 에너지 베이스라인 맵핑 정보를 통한 에너지 효율 자동 추적을 행하며, 에너지 효율 분석 및 에너지 절약을 행할 수 있도록 한다.

또한 상기 단계 202는, 모니터링 및 리포팅과 관련되는데, 사용자 중심의 데이터 모니터링 및 보고서 관리를 행하도록 하며, 에너지 비전문가라도 손쉽게 조작할 수 있는 도구를 제공하는 것이 바람직하다.

한편, 도 2(b)는 도 1과 거의 유사하지만, 보정된 데이터(109)의 흐름이 다소 상이한 바, 도 1에서는 보정된 데이터가 에너지 베이스라인 맵핑 모듈(110) 및/또는 에너지 효율 자동 추적 모듈(111)을 거친 후에야 분석(113)되는 듯이 도시되어 있으나, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 도 2(b)에서는 도 1의 도면과는 다소 상이하게, 보정된 데이터(109)가 직접 모니터링(113)될 수도 있고(즉, 도 2(a)의 단계 202에 대응됨), 보정된 데이터가 에너지 베이스라인 맵핑 모듈(110) 및/또는 에너지 효율 자동 추적 모듈(111)을 거친 후에 분석(112)될 수도 있다.

그 외에도 반드시 도 1과 도 2(b)에 한정된다기보다는, 데이터의 흐름은 어느 정도 유동적으로 파악하는 것이 바람직하다.

예컨대, 상기 단계 201~205 및 도 2(b)를 참조하면, 여러 가지의 흐름도가 도출될 수 있는데, 일예로서, (a) 에너지 데이터 획득 모듈에 의해, 소정의 시설물에 포함된 장비에 대한 상태 정보 또는 이력 정보를 포함하는 시설 관리 시스템(FMS; 101) 정보를 획득하고, 상기 시설 관리 시스템(101) 정보의 대상이 되는 상기 장비에 대하여 에너지 사용의 가이드라인 수치를 제시하는 에너지 베이스라인(102)을 획득하고, 상기 시설 관리 시스템(101)을 이용하여, 시설 관리 시스템(101)의 대상이 되는 장비에 대한 실제 에너지 사용 데이터인 실적 데이터를 획득하는 단계; (b) 에너지 베이스라인 맵핑 모듈(110)에 의해, 상기 실적 데이터를 에너지 베이스라인(102)과 대응시켜 맵핑하는 단계; 및 (c) 에너지 효율 자동 추적 모듈(111)에 의해, 상기 맵핑된 실적 데이터와 에너지 베이스라인(102)을 대조하여 에너지 사용에 있어서의 비효율을 자동으로 탐지하는 단계를 포함하는 방법이 제시될 수 있다.

물론 상기 실적 데이터는 보정된 실적 데이터가 사용될 수도 있다.

또한, 전술한 바와 같이 에너지 모니터링 모듈(112)에 의한 모니터링은 상기 (a)단계와 (b)단계의 사이에 행해질 수도 있고, 상기 (c)단계 이후에, 행해질 수도 있다. 이 경우, 결과물이 다소 달라질 수도 있음은 물론이다.

도 3은 본 발명의 시스템의 하드웨어 아키텍쳐를 나타내는 도면이다.

FMS 서버(301)는 전술한 FMS(101)를 달리 나타낸 것이다. FMS 서버(301)는 설비, 설비 이력, 표준 업무 등을 담당한다.

또한, 에너지 효율 관리 서버(302)가 존재한다.

빌딩 자동제어 시스템(304; BAS)에는 HVAC(냉난방 설비 또는 공기조화 설비; Heating, Ventilating & AirConditioning) 서버 및 ELEC 서버(전기/전력 제어 서버)가 존재함을 볼 수 있다. 빌딩 자동제어 시스템(304)은 도 1의 BAS(104)에 대응된다. 예를 들어 HVAC 서버는 냉각탑, 보일러, 공조기, 펌프, 냉동기 등과 이더넷 랜(ethernet LAN)을 통해서 연결되어 제어를 행하고 있음을 알 수 있다. 또한, ELEC 서버는 특고압반, 고압반, 저압반, MCC, 조명/전열 등과 이더넷 랜을 통해 연결되어 전력 제어를 행하고 있음을 알 수 있다. 이더넷 랜을 통해 연결된다고 하였으나, 이는 일예이며, 예를 들어 Wi-Fi 또는 WiBro 등의 무선 방식으로 연결될 수도 있다.

원격 검침 대상 장비(305)는 전력 SCADA, 가스 검침, 수도 검침, 기름 검침, 전력 검침 등을 행하며, 이는 도 1의 원격 검침(105)에 대응된다.

설비 DCS 인터페이스(306)는 각종 동력 설비, 보일러, 냉각 타워, 컴프레서 등을 제어하는 인터페이스이다. 즉, 설비 DCS 인터페이스(306)는 도 1의 각종 설비(106)를 제어하는 인터페이스에 해당한다고 볼 수 있다.

FMS 서버(301), 에너지 효율 관리 서버(302), 빌딩 자동제어 시스템(303), 원격 검침 대상 장비(305), 설비 DCS 인터페이스(306)는 TCP/IP 이더넷을 통해 사용자(303)와 연결되어 있다. 사용자(303)라 함은 사용자의 단말기를 나타낸다. 이 단말기를 통해 소정의 데이터를 확인할 수 있는 것이라며, 여하한 형태의 전자 장비라도 좋으며, 통상적으로는 PC 또는 전용의 단말기가 될 것이다. 한편, 이들이 TCP/IP 이더넷으로 연결된다고 하였으나 이는 일예이며, 다른 형태의 네트워크로 연결될 수 있고, 예를 들어 Wi-Fi 또는 WiBro 등의 무선 방식으로 데이터를 주고 받을 수도 있을 것이다.

도 4는 본 발명의 시스템의 소프트웨어 아키텍쳐를 나타내는 도면이다.

도 4의 우측 하단의 FMS(101)는 환경 변수나 벤치마크 데이터 등을 이용하며 설비 정보 및 설비 이력에 관한 데이터를 가지고 있다.

이는 에너지 데이터 획득 모듈(107)과 연결되며, 에너지 데이터 획득 모듈(107)에서는 단순히 FMS(101)로부터 에너지 관련 데이터를 수신하는 것 뿐만 아니라, 스케줄링, 원격 제어, 통신 에러 관리, 프로토콜 핸들링 등을 포함한다.

에너지 데이터 획득 모듈(107; EDAM)은 에너지 정보 데이터베이스를 구성하는 단계(또는 모듈)에 해당하며, 베이스라인 정보 데이터베이스를 구성하는 단계(또는 모듈)에 해당하기도 한다. 베이스라인 정보라 함은 빌딩, 설비, 에너지 효율 등급, 에너지 계통, 영역(zone) 등에 관한 정보일 수 있다.

에너지 베이스라인은 에너지원(즉, 전력, 열, 가스, 물, 기름 등)에 관한 정보, 영역(zone; 즉, 군, 빌딩, 층, 사무실 등)에 관한 정보, 장비(equipment)에 관한 정보 등을 포함할 수 있다.

또한 에너지 데이터 획득 모듈(107)에서 다루어지는 정보로서는, 에너지 사용 정보로서, 에너지의 총 사용량, 에너지원별/영역별/장비별 사용량, 베이스라인, 타겟 등에 대한 정보가 처리될 수 있다.

FMS(101)로부터의 데이터 또는 에너지 데이터 획득 모듈(107)이 FMS(101)로부터 획득한 데이터는 데이터 VRG(108; 데이터 검증, 보정, 총계 오차 검출)을 거치고, 데이터 검증, 보정 등을 거친 데이터는 에너지 베이스라인 맵핑 모듈(110)에서 처리된다.

에너지 베이스라인 맵핑 모듈(110)은 에너지 맵을 작성하여 사용자에게 제공하는 단계(또는 모듈)에 해당한다. 이 모듈(110)에서는, 베이스라인 에너지 효율 등급, 에너지 소스, 에너지 영역, 장비 맵 등이 작성되며, 에너지 베이스라인 맵핑 작업이 수행된다. 이 모듈(110)에서의 작업을 통해, 에너지원 별, 영역 별, 장비 별, 아웃웨더(out weather)의 종합 정보 맵 분석 및 제공이 행해질 수 있다.

에너지 베이스라인 맵핑의 일예에 대해서는 도 5를 통해 상세히 후술하기로 한다.

도 4의 에너지 효율 자동 추적 모듈(111)은 에너지 베이스라인 맵핑을 기준으로 하여 비효율적인 요소들을 자동으로 탐지한다. 이 모듈(111)은 비효율적인 요소에 대해서 영역별, 장비별로 효율적인 소비가 되려면 무엇을 줄이고 무엇을 조정해야 하는지 등의 정보를 제공할 수 있을 것이다. 또한, 이 모듈(111)은 유틸리티 점검 이력, 가동 시간, 외부 환경 종합 분석 도출 등을 행할 수 있다.

이러한 비효율 요소(유틸리티) 자동 탐지/추적은, 예를 들어 에너지원을 기준으로 한 추적, 에너지 영역을 기준으로 한 추적, 장비를 기준으로 한 추적, 유틸리티 이력을 기준으로 한 추적, 벤치마킹을 기준으로 한 추적, 유틸리티의 역률(utility power factor)을 기준으로 한 추적 등이 있을 수 있다.

에너지 효율 자동 추적의 일예에 대해서는 도 6(a)을 통해 후술하기로 한다.

도 4의 상단 죄측에 있는 실시간 데이터베이스, 이력 데이터베이스, 벤치마크 데이터베이스(401), 전기/전력 데이터베이스, 난방 데이터베이스(402) 등이 전술한 에너지 효율 자동 추적 모듈(111)과 상호 데이터를 주고 받도록 구성되는 것이 바람직하다.

이들 데이터는, 도 4의 상단 우측에 있는 바와 같이 그래피컬 유저 인터페이스(403; GUI)를 통해 나타내어질 수 있다. GUI(403)를 통해 볼 수 있는 것은, 예를 들어, 실시간 데이터, 벤치마킹 데이터, 보고서/경향 그래프, 환경 변수 등일 수 있다.

이러한 데이터의 주고 받음 및 처리를 통해서 비효율 유틸리티(자원, 요소)를 탐지할 수 있으며, 예를 들어, 유틸리티 유지 보수 이력과 소비량의 비교, 유틸리티별 가동 시간과 소비량의 비교, 동일 사양의 유틸리티별 소비량의 비교 등을 행할 수 있다.

도 5는 에너지 베이스라인 맵핑의 일예를 나타내는 도이다.

에너지 베이스라인 맵핑은 에너지원에 따라(즉, 전력, 열, 가스, 물, 기름 등의 분류에 따라), 영역에 따라(즉, 군, 빌딩, 층, 구역 등의 분류에 따라), 장비에 따라, 역률(power factor)에 따라, 피크 부하(peak demand)에 따라 가이드라인을 정해 놓은 것이다.

도 5에서는 전력 맵핑에 대한 예가 도시되어 있는데, 실선에 다이아몬드 모양에 박혀 있는 선이 베이스라인을 의미한다. 즉, 전력의 사용량, 심야 사용량, 주간 사용량, 야간 사용량, 역률, 피크치 등에 대한 기준 목표를 정해 두는 것이다.

그리고, 실선에 사각형 모양이 박혀 있는 선이 계획을 의미한다. 계획은 베이스라인과 비슷하다고 생각될 수도 있고, 굳이 구별을 하자면, 베이스라인보다 더욱 구체적으로 상황을 고려하여 정한 것으로 볼 수도 있다. 즉, 계획 데이터란, 에너지 베이스라인을 기초로 하되, 소정의 조건에 따라 에너지 베이스라인에 수정을 가한 데이터이다. 예를 들어, 통상의 한여름인 8월에 대한 베이스라인이 있을 터이고, 예컨대, 그 중에서도 특정 주에 폭염주의보가 내렸다고 하면 그러한 소정의 조건인 특별한 상황 발생(즉, 폭염주의보)을 고려하여 베이스라인에서 약간의 수정을 가해서 '계획'이라는 맵핑 기준을 만들어 두는 것이다.

그리고, 실선에 삼각형 모양이 박혀 있는 선이 실적을 의미한다. 실적은 실제로 당해 에너지(도 5의 예에서는 전력)를 사용한 양이다.

도 5의 예에서 사용량 항목을 보면, 베이스라인은 100 정도이고 계획은 110 정도이며 실적은 120 정도임을 알 수 있다. 그 외에도 심야 사용량, 주간 사용량 등에서도 베이스라인, 계획, 실적을 비교해 보고 에너지 사용 실태가 어떤지 쉽게 파악할 수 있다. 사용량의 척도와 심야 사용량의 척도는 다를 수 있다. 즉, 사용량 항목에서 한 눈금의 수치와 심야 사용량 항목에서의 한 눈금의 수치가 같아야 하는 것은 아니지만, 시각적으로 쉽게 확인하기 위해서는 서로 상이한 것이 바람직하고, 베이스라인 또는 계획이 대체적으로 정육각형을 그리도록 눈금을 조정해 두는 것이 더욱 바람직하다.

한편, 도 5와 같은 다이아몬드 형태의 그래픽은 에너지 베이스라인을 시각적으로 표현한 것의 일예이며, 이를 반드시 그래픽으로 표현해야 하거나, 도 5와 같은 형상으로 표현해야 하는 것은 아니다.

도 6(a)는 에너지 효율 자동 추적의 일예를 나타내는 도면이다.

도 6에서는 냉동기의 효율 자동 추적의 일예를 보여주는데, 그 중 1호 냉동기의 효율성은 양호하다고 표시되어 있고, 2호 냉동기의 효율성은 심각한 상태(좋지 않은 상태)임이 표시되어 있다.

도 6(b)는 에너지 효율 정보 제공의 일예를 나타내는 도면이다.

이는 도 6(a)의 추적 결과와 연관지은 예인데, 도 6(a)의 2호 냉동기의 상태를 도 6(b)를 통해 더욱 상세히 보면, 냉동기의 사용기간 및 제원이 나타나며, 유지 보수 이력도 볼 수 있다. 이러한 유지 보수 이력은 전술한 FMS(101)로부터 얻을 수 있었을 것이다. 그 하단에는 전력 사용량의 비교, 추세의 비교, 역률 분석, 피크 전력 등이 나타나 있어서 사용기간 동안의 변화 추이를 볼 수 있고, 그 동안에 어떠한 변화가 있는지, 어떠한 이상이 있는지를 알 수 있게 된다.

도 7은 본 발명에 따른 전체 시스템(빌딩 에너지 관리 시스템)의 메뉴의 예시이다.

이 메뉴는 예컨대 도 3에 있어서 사용자(303), 엄밀하게는 사용자의 단말기(303)에 나타나는 메뉴일 수 있다.

즉, 도 3을 통해 알 수 있듯이, 도 7과 같은 메뉴를 통해서 FMS(101; 301), 에너지 효율 관리 서버(302), BAS(304; 104), 원격 검침 대상 장치(305; 105), 설비 DCS 인터페이스(306; 106)로의 접근, 제어, 보기 등이 가능함을 알 수 있다.

이러한 모니터링은 도 1의 에너지 모니터링 모듈(112)에 의해 행해진다.

도 8(a) 및 도 8(b)는 본 발명에 따른 전체 시스템(빌딩 에너지 관리 시스템)에 있어서 모니터링의 예시이다.

도 8(a)에서는 에너지원별 에너지 사용 총량이 제시되어 있다. 일/연간 사용 누계량이 실시간으로 표시된 것을 알 수 있으며, 에너지원별로 연간 초과분의 경고등이 표시된 것을 알 수 있다.

이러한 모듈(112)의 결과를 통해서, 실시간 에너지 소비 관리가 가능하며, 적색 경고 에너지원의 집중 관리가 가능하고, 전일/목표 대비 달성 수준을 실시간으로 관리할 수 있게 된다.

도 8(b)에서는 에너지 영역의 에너지 사용이 표시되어 있다. 이는 빌딩/층/단면적 단위로 구분 표시하는 것도 가능하다. 베이스라인을 초과할 때에는 적색으로 표시하는 것이 바람직하다.

이를 통해서, 사무실/부서단위의 에너지 관리가 가능하며, 에너지 관리 책임 할당제를 실시할 수 있게 되고, 에너지의 조직적/체계적 관리가 가능하게 된다.

도 9(a) 내지 도 9(d)는 본 발명에 따른 전체 시스템(빌딩 에너지 관리 시스템)에 있어서 분석의 예시이다.

이는 도 1에 나타난 에너지 분석 모듈(113)에 의해 행해진다.

도 9(a)를 보면, CO₂ 배출량의 일, 월, 연누계 표시가 되어 있는 것을 볼 수 있고, 일, 월, 년 누계가 표시되어 있는 것을 알 수 있다.

이를 통해, GHG 확장 관리 기반을 구축할 수 있고, 그린 빌딩이 구현되며, 에너지 비용 관리의 기반이 구축될 수 있다.

도 9(b)는 본 발명에 따른 전체 시스템의 전력 분석 화면의 예시인데, 여기에서는 용도별로 사용량이 집계되어 있는 것을 볼 수 있으며, 전년 대비 사용량 비교 증감도 알 수 있게 되어 있다. 또한, 에너지원별, 영역별, 장비별의 구분도 제공되고 있음을 볼 수 있다.

이를 통해서, 전력(동력, 조명, 전열)의 구분 관리가 가능하며, 전년 동기 대비 절감율 관리가 가능하고, 원/막대 그래프 등을 이용하여 분석을 용이하게 할 수 있다.

도 9(c)는 본 발명에 따른 전체 시스템의 추세 분석 화면의 예시인데, 여기에서는 전력의 전년 대비 사용 추세 비교가 나타나 있다. 이는 계획 대비, 베이스라인 대비 등의 상호 대비가 가능하다(계획, 베이스라인 등에 대해서는 전술한 도 5의 설명 참조). 또한, 에너지원별, 영역별, 장비별 비교도 가능함은 물론이다.

이를 통해서, 에너지 추세 분석을 통하 실적 점검, 계절/월별 요인 분석, 에너지원별 동기 대비 관리안 도출 등이 가능하다.

도 9(d)는 본 발명에 따른 전체 시스템의 외부 온도 분석 화면의 예시인데, 여기에서는 외부 온도와 전력 사용량이 분석되어 있다. 에너지원별, 영역별, 장비별 비교도 가능하다.

이를 통해서 빌딩 외부 환경 변화에 따른 에너지 분석, 온도/바람 등 외부 환경 요인의 분석, 환경 변화에 따른 최적화 정보 제공이 가능하다.

도 10은 본 발명에 따른 전체 시스템(빌딩 에너지 관리 시스템)에 있어서 에너지 효율 정보 제공의 예시이다.

이는 도 1에 도시된 에너지 효율 정보 모듈(114)에 의해 행해진다.

도 10은 본 발명에 따른 전체 시스템의 피크 분석 화면의 예시인데, 여기에서는 피크치를 시간대별로 표시하고 있음을 알 수 있으며, 피크부하 임계 초과 경보 기능을 가지도록 설계할 수 있다.

이를 통해, 적절한 피크 부하 수요 제어 실행 정보가 제공되는 것이 바람직하며, 빌딩 외부 환경 변화에 따른 에너지 분석, 온도/바람 등 외부 환경 요인 분석, 환경 변화에 따른 최적화 정보 제공 등이 가능하게 된다.

그 외에도 도 5 및 도 6에서 전술한 바와 같이 에너지 맵 및 자동 추적 기능에 제공될 수 있다. 즉, 도 5는 에너지 베이스라인 맵핑 모듈(110)과 관련하여 설명한 바 있으나, 그 결과 분석 및 효율 정보 제공은 에너지 효율 정보 모듈(114)에서도 행해질 수 있다. 또한, 도 6은 에너지 효율 자동 추적 모듈(111)과 관련하여 설명한 바 있으나, 그 결과 분석 및 효율 정보 제공은 에너지 효율 정보 모듈(114)에서도 행해질 수 있다. 전술한 바와 같이, 개념적으로는 모니터링(112), 분석(113), 효율 정보 제공(114)이 분리되지만 실제 응용에 있어서는 다소 유동적으로 넓게 파악하는 것이 바람직하다.

도 5 및 도 6과 관련지어 이를 부언하자면, 도 5의 에너지 맵은 에너지 베이스라인 맵핑을 포함하며, 에너지원별, 영역별, 장비별, 아웃웨더의 종합 정보 맵을 분석 및 제공한다. 또한, 도 6의 자동 추적에 의해서는, 자원이 비효율성이 자동으로 탐지되며, 비효율의 원인 제거를 위한 종합 정보가 제공되는 것이 바람직하다.

도 11(a)는 냉난방 공조(HVAC)에 있어서 에너지 절약을 위한 구체예를 나타내는 도면이다.

HVAC 시스템은 빌딩과 시설물의 에너지 소비량의 40% 이상을 차지하는 바, 환기, 온도 및 시스템 사용의 제어 및 관리 기능의 향상을 위하여, 가변 토크 장치용 인버터, 독립형 HVAC 제어 솔루션, HVAC 관리 시스템을 이용하여 에너지 소비를 절감할 수 있다.

도 11(b)는 모터 제어에 있어서 에너지 절약을 위한 구체예를 나타내는 도면이다.

산업계에서 소비되는 전기 에너지의 상당 부분이 모터를 작동하는 데에 사용되는데, 본 발명에서는 회로 차단기와 모터 사이에 인버터를 설치하였다. 이 경우 팬(fan)에 적용하여 최대 50%까지 에너지 절감이 되는 효과를 얻을 수 있었으며, 펌프(pump)에 적용하여 최대 30%까지 에너지 절감이 되는 효과를 얻을 수 있었다.

또한, 에너지 모니터링 및 제어에 있어서, 고조파(harmonic) 및 비정수배 고조파(inter-harmonic)는 전력 계통에 스트레스를 주며 장비의 손상 발생을 초래하는 바, 이를 방지하기 위하여 전력 시스템에 고조파 및 비정수배 고조파에 대한 필터를 설치하고, 이러한 필터링 솔루션에 의하면 장비의 수명 향상을 도모할 수 있었다.

위에서는 특정의 예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 첨부의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 본질적인 사상 내에서 가능함은 물론이다. 본 발명의 기본 사상을 벗어나지 않는 한, 그 외의 다양한 변형도 본 발명의 범주에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

101: FMS(Facility Management System; 시설 관리 시스템)
102: 에너지 베이스라인
103: 에너지 소비원
104: BAS(Building Automation System; 건물 자동화 시스템)
107: EDAM(Energy Data Acquisition Module; 에너지 데이터 획득 모듈)
110: EBMM(Energy Baseline Mapping Module; 에너지 베이스라인 맵핑 모듈)
111: EEATM(Energy Efficiency Auto-Tracking Module; 에너지 효율 자동 추적 모듈)
112: EMM(Energy Monitoring Module; 에너지 모니터링 모듈)
113: EAM(Energy Analysis Module; 에너지 분석 모듈)
114: EEM(Energy Efficiency Module; 에너지 효율 정보 모듈)

Claims (16)

1. (a) 에너지 데이터 획득 모듈에 의해, 시설 관리 시스템(FMS)으로부터 시설 관리 시스템 정보, 에너지 베이스라인, 및 실적 데이터를 획득하는 단계로서, 상기 시설 관리 시스템 정보는 소정의 시설물에 포함된 장비에 대한 상태 정보 또는 이력 정보를 포함하며, 상기 에너지 베이스라인은 상기 시설 관리 시스템 정보의 대상이 되는 상기 장비에 대하여 에너지 사용의 가이드라인 수치를 제시하고 요일, 월, 계절 및 분기 중의 하나 이상의 기준에 따라 가변적으로 계획되어 상기 시설 관리 시스템에 의해 자동적으로 제공되며, 상기 실적 데이터는 시설 관리 시스템의 대상이 되는 장비에 대한 실제 에너지 사용 데이터인, 단계;
   (b) 에너지 모니터링 모듈에 의해, 상기 (a)단계에서 획득한 실적 데이터에 대하여 에너지원별, 영역별 및 장비별 실시간 사용현황을 모니터링을 행하여 사용자가 볼 수 있도록 제공하는 단계;
   (c) 데이터 보정 모듈에 의해, 상기 (a)단계에서 획득한 실적 데이터를 시스템에서 가공할 수 있는 상태로 변경하는 보정을 행하여 보정 실적 데이터로 생성하는 단계;
   (d) 에너지 베이스라인 맵핑 모듈에 의해, 상기 보정 실적 데이터와, 에너지 베이스라인과, 계획 데이터를 상호 대응시켜 맵핑하는 단계로서, 상기 계획 데이터란 상기 에너지 베이스라인을 기초로 하되 상기 소정의 시설물의 주변 온도를 포함하는 조건에 따라 상기 에너지 베이스라인에 수정을 가한 데이터인, 단계;
   (e) 에너지 효율 자동 추적 모듈에 의해, 상기 시설물과 관련된 상기 맵핑된 보정 실적 데이터와 상기 에너지 베이스라인을 대조하거나 또는 상기 맵핑된 보정 실적 데이터와 상기 계획 데이터를 대조하여 에너지 사용에 있어서의 비효율을 자동으로 탐지하는 단계로서, 에너지원을 기준으로 한 추적, 또는 에너지 영역을 기준으로 한 추적, 또는 특정 장비를 기준으로 한 추적을 포함하는, 단계;
   (f) 에너지 모니터링 모듈에 의해, 상기 에너지 베이스라인과 상기 보정 실적 데이터와 상기 계획 데이터를 비교하고, 그 비교 결과에 모니터링을 행하여 사용자가 시각적으로 볼 수 있도록 그래프 또는 차트로 제공하는 단계; 및
   (g) 에너지 분석 모듈에 의해, 상기 (e)단계에서 얻은 자동 탐지의 결과를 분석하여 사용자 인터페이스(UI)를 통해 사용자에게 에너지 분석 및 효율에 관련된 평가 정보를 제공하는 단계
   를 포함하며,
   상기 (a)단계에서, 상기 시설 관리 시스템 정보의 대상이 되는 상기 장비에 대하여 에너지 사용의 가이드라인 수치를 제시하는 에너지 베이스라인은, 당해 시설물에 사용되는 에너지원별, 또는 당해 시설물의 영역별, 또는 당해 시설물에 포함되어 있는 장비별로 구분되어 제공되고,
   상기 (c)단계에서, 상기 실적 데이터를 시스템에서 가공할 수 있는 상태로 변경하는 보정은, 검침시간에 따른 오차를 보정하는 것을 포함하고,
   상기 (d)단계에서, 상기 소정의 시설물의 주변 온도를 포함하는 조건에 따라 상기 에너지 베이스라인에 수정을 가한 데이터는, 폭염주의보가 발해진 경우에 상기 에너지 베이스라인보다 에너지 소비 예상량이 크도록 수정을 가한 데이터인 것을 특징으로 하는 에너지 효율 관리 방법.
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10. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 모니터링 모듈에 의해 모니터링된 결과에 따른 제어를 함에 있어서, 상기 시설물 관리 시스템의 대상의 되는 장비 중의 적어도 일부의 회로 차단기와 모터 사이에 인버터를 설치하여 에너지 효율을 개선하는 것을 특징으로 하는 에너지 효율 관리 방법.
11. 제1항에 있어서,
    상기 에너지 모니터링 모듈에 의해 모니터링된 결과에 따른 제어를 함에 있어서, 상기 시설물 관리 시스템의 대상의 되는 장비 중의 적어도 일부에 고조파(harmonic) 및 비정수배 고조파(inter-harmonic) 중 적어도 하나에 대한 필터를 설치하는 것을 특징으로 하는 에너지 효율 관리 방법.
12. (a) 시설 관리 시스템(FMS)으로부터 시설 관리 시스템 정보, 에너지 베이스라인 및 실적 데이터를 획득하는 에너지 데이터 획득 모듈로서, 상기 시설 관리 시스템 정보는 소정의 시설물에 포함된 장비에 대한 상태 정보 또는 이력 정보를 포함하며, 상기 에너지 베이스라인은 상기 시설 관리 시스템 정보의 대상이 되는 상기 장비에 대하여 에너지 사용의 가이드라인 수치를 제시하고 요일, 월, 계절 및 분기 중의 하나 이상의 기준에 따라 가변적으로 계획되어 상기 시설 관리 시스템에 의해 자동적으로 공급되며, 상기 실적 데이터는 시설 관리 시스템의 대상이 되는 장비에 대한 실제 에너지 사용 데이터인, 에너지 데이터 획득 모듈;
    (b) 상기 에너지 데이터 획득 모듈에 의해 획득한 실적 데이터를 시스템에서 가공할 수 있는 상태로 변경하는 보정을 행하여 보정 실적 데이터로 생성하는 데이터 보정 모듈;
    (c) 상기 보정 실적 데이터와, 에너지 베이스라인과, 계획 데이터를 상호 대응시켜 맵핑하는 에너지 베이스라인 맵핑 모듈로서, 상기 계획 데이터란 상기 에너지 베이스라인을 기초로 하되 상기 소정의 시설물의 주변 온도를 포함하는 조건에 따라 상기 에너지 베이스라인에 수정을 가한 데이터인, 에너지 베이스라인 맵핑 모듈;
    (d) 상기 맵핑된 보정 실적 데이터와 상기 에너지 베이스라인을 대조하거나 또는 상기 맵핑된 보정 실적 데이터와 상기 계획 데이터를 대조하여 에너지 사용에 있어서의 비효율을 자동으로 탐지하는 에너지 효율 자동 추적 모듈로서, 에너지원을 기준으로 한 추적, 또는 에너지 영역을 기준으로 한 추적, 또는 특정 장비를 기준으로 한 추적을 행하는, 에너지 효율 자동 추적 모듈;
    (e) 상기 에너지 데이터 획득 모듈에 의해 획득된 후 상기 데이터 보정 모듈에 의해 보정된 실적 데이터에 대하여 모니터링을 행하여 사용자가 에너지원별, 영역별 및 장비별로 볼 수 있도록 제공하거나, 또는 상기 에너지 베이스라인과 상기 보정된 실적 데이터를 비교하고 그 비교 결과 및 분석 추이에 모니터링을 행하여 사용자가 볼 수 있도록 제공하는, 에너지 모니터링 모듈; 및
    (f) 상기 에너지 효율 자동 추적 모듈에서 얻은 자동 탐지의 결과를 분석하여 사용자 인터페이스(UI)를 통해 사용자에게 에너지 분석 및 효율에 관련된 평가 정보를 제공하는, 에너지 분석 모듈
    을 포함하며,
    상기 에너지 데이터 획득 모듈에서, 상기 시설 관리 시스템 정보의 대상이 되는 상기 장비에 대하여 에너지 사용의 가이드라인 수치를 제시하는 에너지 베이스라인은, 당해 시설물에 사용되는 에너지원별, 또는 당해 시설물의 영역별, 또는 당해 시설물에 포함되어 있는 장비별로 구분되어 제공되고,
    상기 데이터 보정 모듈에서, 상기 실적 데이터를 시스템에서 가공할 수 있는 상태로 변경하는 보정은, 검침시간에 따른 오차를 보정하는 것을 포함하고,
    상기 에너지 베이스라인 맵핑 모듈에서, 상기 소정의 시설물의 주변 온도를 포함하는 조건에 따라 상기 에너지 베이스라인에 수정을 가한 데이터는, 폭염주의보가 발해진 경우에 상기 에너지 베이스라인보다 에너지 소비 예상량이 크도록 수정을 가한 데이터인 것을 특징으로 하는 에너지 효율 관리 시스템.
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15. 제12항에 있어서,
    상기 에너지 모니터링 모듈에 의해 모니터링된 결과에 따른 제어를 함에 있어서, 상기 시설물 관리 시스템의 대상의 되는 장비 중의 적어도 일부의 회로 차단기와 모터 사이에 인버터를 설치하여 에너지 효율을 개선하는 것을 특징으로 하는 에너지 효율 관리 시스템.
16. 제12항에 있어서,
    상기 에너지 모니터링 모듈에 의해 모니터링된 결과에 따른 제어를 함에 있어서, 상기 시설물 관리 시스템의 대상의 되는 장비 중의 적어도 일부에 고조파(harmonic) 및 비정수배 고조파(inter-harmonic) 중 적어도 하나에 대한 필터를 설치하는 것을 특징으로 하는 에너지 효율 관리 시스템.

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