KR101202321B1 - 에어컨의 전력관리장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어컨의 피크전력을 제어하기 위한 에어컨의 전력관리장치 및 그 방법에 관한 것으로, 디멘드 계약전력량과 월별 총 전력사용량을 동시에 관리하여 관리자가 설정한 총 전력사용량에 근접하게 전력사용을 제한하면서 최적의 공조효과를 얻을 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이를 위해 본 발명은 복수의 에어컨을 구비한 시스템에어컨의 전력관리장치에 있어서, 시스템에어컨의 월별 총 전력사용량을 설정하는 입력부; 기상정보를 수신하는 수신부; 및 수신된 기상정보에 따라 설정된 월별 총 전력사용량으로부터 일일 전력사용량을 예측하고, 예측된 일일 전력사용량과 기상정보에 따라 시간당 전력사용량을 분배하는 제어부를 포함하는 것이다.

Description

에어컨의 전력관리장치 및 그 방법{Apparatus for controlling demand power of air-conditioner and method thereof}

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 시스템에어컨의 전력관리장치의 제어 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 시스템에어컨의 전력관리방법을 나타낸 동작 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 에어컨 20 : 전력선로

30 : 디멘드 제어기 40 : 전력량계

50 : 중앙제어기 60 : 관리자입력부

70 : 기상정보수신부

본 발명은 에어컨의 피크전력을 제어하기 위한 것으로, 특히 디멘드(demand) 계약전력량과 월별 총 전력사용량을 동시에 관리하여 전력사용을 적절히 제한하면서 최적의 공조효과를 얻을 수 있도록 한 에어컨의 전력관리장치 및 그 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 에어컨은 실내의 냉방 또는 난방을 위한 목적으로 사용되는 장치로, 실내기 및 실외기 상호간에 냉매를 순환시켜 액체상태의 냉매가 기화할 때에 주위의 열을 흡수하며 액화할 때에 그 열을 방출하는 특성에 의하여 냉방 또는 난방작용을 수행한다.

통상의 에어컨은 하나의 실외기에 하나의 실내기를 설치하는 것이 일반적이나, 최근에는 하나 또는 하나 이상의 실외기에 다양한 형태와 용량을 갖는 복수의 실내기를 연결하여 학교나 회사, 그리고 병원과 같이 분리된 공간이 다수 개 존재하는 장소에 대하여 냉방 또는 난방운전을 수행하는 멀티 시스템에어컨(Multi-system air conditioner)에 대한 사용자의 요구가 증가하는 추세이다.

이러한 시스템에어컨은 전력소비량이 크기 때문에 전력관리를 위해 전력소비량이 많은 시간대에 에어컨들의 전력사용량이 디멘드 계약전력량을 넘지 않도록 피크전력 제어장치를 설치한다.

종래 시스템에어컨의 피크전력 제어장치는 발신기 부착 전력량계로부터 펄스신호를 적산하여 전력소비량을 산출하고, 일정시간당의 전력소비량으로부터 월별 전력사용량을 예측하여 예측된 전력사용량이 디멘드 계약전력량을 초과하거나 예측되는 경보레벨에 이를 경우 복수의 에어컨(구체적으로는, 실내기)을 순차적으로 정지함과 동시에 경보레벨에 관계없이 소정의 전력사용량에 이르는 경우에도 복수의 에어컨을 단시간동안 순차적으로 정지한다.

이와 같이, 경보레벨이 발생하기 전부터 전력사용량에 따라 복수의 에어컨을 순차적으로 정지시켜 경보레벨에 도달하는 시점을 늦추고 에어컨을 장시간동안 정 지하지 않아도 되므로 실내온도변화가 적게 되어 불쾌감을 줄일 수 있고, 전체적인 전력사용량을 줄여 디멘드 계약전력량을 낮출 수 있다는 장점이 있다.

그런데, 이러한 종래 시스템에어컨의 피크전력 제어장치는, 전력사용량이 디멘드 계약전력량을 초과하는지 여부만을 체크하기 때문에 디멘드 계약전력량은 초과하지 않았지만 장시간 꾸준히 전력으로 소비하였다면 총 전력사용량은 계속 증가할 것이고 이에 따른 전기사용료도 그만큼 증가하게 된다.

또한, 일정시간당의 전력소비량으로부터 월별 전력사용량을 예측하는 경우, 이미 전력을 소비한 후에 전력사용량을 관리하기 때문에 관리자가 총 전력사용량을 관리하기 어렵다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 관리자가 월별 총 전력사용량을 설정하도록 하여 디멘드 계약전력량과 월별 총 전력사용량을 동시에 관리함으로서 관리자가 설정한 월별 전력사용량에 근접하게 총 전력사용량을 관리할 수 있는 에어컨의 전력관리장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 기상정보와 스케줄정보를 기반으로 일일 전력사용량을 예측하여 예측된 범위 내에서 피크전력을 관리함으로서 관리자가 설정한 월별 전력사용량을 초과하지 않으면서 전력사용을 적절히 제한할 수 있는 에어컨의 전력관리장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은, 기상예보 수집과 불쾌지수 계산을 통해 시간당 전력사용량을 효율적으로 분배하여 총 전력사용량을 초과하지 않으면서 최적의 공조효과를 얻을 수 있는 에어컨의 피크전력 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 에어컨의 전력관리장치에 있어서, 일정기간 동안의 전력사용량을 설정하는 입력부; 기상정보를 수신하는 수신부; 및 수신된 기상정보에 따라 설정된 일정기간 동안의 전력사용량으로부터 일일 전력사용량을 예측하고, 예측된 일일 전력사용량으로부터 시간당 전력사용량을 분배하는 제어부를 포함한다.
또한, 본 발명의 에어컨의 전력관리장치는, 에어컨의 피크전력제어를 위해 디멘드 계약전력량을 관리하는 디멘드 제어기를 더 포함하고, 제어부는 디멘드 계약전력량과 설정된 일정기간 동안의 전력사용량을 초과하지 않게 에어컨의 운전을 제어하는 것을 특징으로 한다.
제어부는 기상정보에 따라 일별 또는 시간별 불쾌지수를 계산하여 일일 전력사용량과 시간당 전력사용량을 예측하는 것을 특징으로 한다.
시간당 전력사용량은 분당 전력사용량인 것을 특징으로 한다.
입력부는 에어컨의 예약운전정보를 설정하며, 제어부는 설정된 예약운전정보로부터 일일 전력사용량을 예측하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명의 에어컨의 전력관리방법은, 기상정보를 수신하는 단계; 에어컨의 스케쥴을 입력하는 단계; 에어컨을 포함하는 가전제품의 일정기간 동안 사용하는 전력사용량을 설정하는 단계; 수신된 기상정보에 따라 일정기간 동안 사용하는 전력사용량으로부터 시간당 전력사용량을 예측하는 단계; 및 예측된 시간당 전력사용량에 따라 에어컨의 운전을 제어하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 에어컨의 전력관리방법은, 에어컨의 예약운전정보를 설정하는 단계를 더 포함하고; 시간당 전력사용량을 예측하는 단계는, 설정된 예약운전정보와 기상정보로부터 전력사용량을 예측하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은 가정 내 전기제품의 전력관리방법에 있어서, 월별 전력사용량을 설정하는 단계; 기상정보를 수신하는 단계; 수신된 기상정보에 따라 일일 전력사용량을 예측하는 단계; 및 예측된 일일 전력사용량에 따라 전기제품의 운전을 제어하는 단계를 포함한다.
일일 전력사용량 예측 단계는, 온도 또는 습도에 따른 기상정보에 따라 적어도 2개의 전력사용량에 따른 레벨로 구분하는 단계; 예측된 일일 전력사용량으로부터 월별 전력사용량을 예측하는 단계; 월별 전력사용량 예측값과 월별 전력사용량 설정값을 비교하는 단계; 및 월별전력사용량 예측값이 월별 전력사용량 설정값을 초과하지 않은 경우, 월별전력사용량 예측값에 따라 전기제품의 운전을 제어하는 단계를 포함한다.

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이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 시스템에어컨의 전력관리장치의 제어 구성도로서, 복수의 에어컨(10; 정확하게는 실내기)을 구비하며, 상기 복수의 에어컨(10)에는 피크전력제어를 위해 한전의 전력선로(20)에 접속된 디멘드 제어기(30)가 설치되고, 상기 디멘드 제어기(30)와 전력선로(20) 사이에는 시스템에어컨의 전력사용량을 검침하기 위한 발신기 부착 전력량계(40)가 설치되어 종래와 동일한 방법으로 디멘드 계약전력량을 관리하고 있다.

본 발명 시스템에어컨의 전력관리장치는 종래와 마찬가지로 디멘드 계약전력량을 관리함은 물론, 기상정보 또는 관리자의 설정정보에 따라 월별 총 전력사용량을 구체적이고도 능동적으로 관리하기 위한 것으로, 복수의 에어컨(10)을 시스템 관리자의 명령에 의해 중앙에서 제어하기 위한 중앙제어기(50)를 포함하고, 상기 중앙제어기(50)는 디멘드 제어기(30)로부터 시스템에어컨의 전력사용상태를 전달받아 복수의 에어컨(10)을 제어하기 위한 패킷을 생성하여 해당 에어컨(10)에 전송한다.

또한, 상기 중앙제어기(50)에는 시스템 관리자에 의해 시스템에어컨을 제어하기 위한 제어명령과 시스템에어컨의 월별 총 전력사용량을 관리하기 위한 설정정보를 입력하는 관리자입력부(60)와, DARC나 DMB와 같이 전파 대역에 기상정보, 교통정보, 증시, 뉴스 등의 컨텐츠를 문자 형태의 방송데이터로 송출하는 방송장치로부터 기상정보(온도, 습도)를 수신하여 상기 중앙제어기(50)에 입력하는 기상정보수신부(70)가 연결된다.

이하, 상기와 같이 구성된 에어컨의 전력관리장치 및 그 방법의 동작과정 및 작용효과를 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 시스템에어컨의 전력관리방법을 나타낸 동작 흐름도이다.

먼저, 시스템 관리자가 관리자입력부(60)를 통해 시스템에어컨의 월별 총 전력사용량을 설정하면, 중앙제어기(50)는 관리자가 설정한 월별 총 전력사용량에 근접하게 전력사용량을 관리하기 시작한다(S100).

이때, 중앙제어기(50)에 연결된 기상정보수신부(70)에서는 각 방송사 및 데이터 송출자를 포함한 방송장치로부터 송출되는 특정 주파수 대역의 전파에 실려 오는 공중파 방송데이터를 수신하여 방송데이터 중 시스템에어컨이 설치된 곳의 온도 와 습도 등 향후 1개월간의 기상예보만을 추출하여 중앙제어기(50)에 입력하고, 중앙제어기(50)는 이를 수집한다(S110).

따라서, 중앙제어기(50)는 수집된 향후 1개월간의 기상예보(온도, 습도)로부터 불쾌지수를 계산하여 일일 전력사용량을 예측한다(S120). 예를 들어, 불쾌지수가 높은 날(또는 온도가 높은 날)의 전력사용량을 높이고, 불쾌지수가 낮은 날(또는 온도가 낮은 날)의 전력사용량을 줄임으로서 불쾌지수가 높은 날에 에어컨이 장시간 운전될 수 있게 하여 사용자에게 쾌적한 환경을 제공토록 하는 것이다.

중앙제어기(50)는 온도와 습도를 고려하여 불쾌지수를 3레벨로 아래와 같이 구분하는데, 온도와 습도에 따른 불쾌지수는 미리 저장되어 있다.

불쾌지수 1레벨 : 불쾌지수 68 이하, 쾌적

불쾌지수 2레벨 : 불쾌지수 70~80, 불쾌

불쾌지수 3레벨 : 불쾌지수 83이상, 매우 불쾌

한편, 불쾌지수가 1레벨일 때 전력사용량은 관리자가 설정한 월별 총 전력사용량을 일별 불쾌지수 레벨의 합으로 나누어 아래의 식 ①과 같이 산출한다.

불쾌지수가 1레벨일 때 전력사용량 = (관리자가 설정한 월별 총 전력사용량) / (일별 불쾌지수 레벨의 합) ‥‥‥ ①

불쾌지수가 1레벨일 때 전력사용량이 산출되면, 일일 전력사용량을 아래의 식 ②와 같이 산출한다.

일일 전력사용량 = (해당일 불쾌지수 레벨) × (불쾌지수가 1레벨일 때 전력사용량) ‥‥‥ ②

또한, 시스템 관리자가 관리자입력부(60)를 통해 시스템에어컨의 예약운전정보를 설정하면, 중앙제어기(50)는 관리자가 설정한 예약운전정보를 수집한다(S130).

따라서, 중앙제어기(50)는 수집된 시스템에어컨의 예약운전정보에 따라 에어컨의 용량별 전력사용량을 계산하여 일일 전력사용량을 예측한다(S140).

먼저, 에어컨(10; 구체적으로는, 실내기)을 용량별로 분류하고, 각 용량별로 전력사용량을 아래의 식 ③과 같이 산출한다.

용량별 전력사용량 = {에어컨 분당 전력사용량 × 에어컨 예약운전시간(분)} × 에어컨 수 ‥‥‥ ③

용량별 전력사용량이 산출되면, 일일 전력사용량을 아래의 식 ④와 같이 산출한다.

일일 전력사용량 = 각 용량별로 산출된 전력사용량의 합 ‥‥‥ ④

이후, 중앙제어기(50)는 기상예보를 기반으로 식 ②에서 산출된 일일 전력사용량과 예약운전정보를 기반으로 식 ④에서 산출된 일일 전력사용량 중에서 작은 값을 선택하여 1개월간의 일일 전력사용량을 레포트로 작성하여 관리자가 확인할 수 있게 출력한다(S150).

관리자가 출력된 1개월간의 일일 전력사용량에 대해 확인한 후 승낙하면(S160), 중앙제어기(50)는 관리자가 설정한 월별 총 전력사용량을 초과하지 않고 근접하게 일일 전력사용량을 제어하게 된다.

먼저, 중앙제어기(50)는 당일 기상정보(온도, 습도)를 수집하여 불쾌지수를 계산하는데(S170), 불쾌지수를 계산하는 방법은 상기와 동일하다.

당일 기상정보를 고려하여 불쾌지수가 계산되면, 불쾌지수 계산결과로부터 시간당 전력사용량을 효율적으로 분배한다(S180). 예를 들어, 불쾌지수가 높은 시간대의 전력사용량을 높이고, 불쾌지수가 낮은 시간대의 전력사용량을 줄임으로서 불쾌지수가 높은 시간대에 장시간 냉방이 가능하게 한다.

즉, 불쾌지수를 상기와 마찬가지로 3레벨로 구분하고, 불쾌지수가 1레벨일 때 전력사용량은 당일 전력사용량(1개월간의 일일 전력사용량 중에서 해당하는 날의 전력사용량)을 당일 시간당 불쾌지수 레벨의 합으로 나누어 아래의 식 ⑤과 같이 산출한다.

불쾌지수가 1레벨일 때 전력사용량 = (당일 전력사용량) / (당일 시간당 불쾌지수 레벨의 합) ‥‥‥ ⑤

불쾌지수가 1레벨일 때 전력사용량이 산출되면, 시간당 전력사용량을 아래의 식 ⑥와 같이 산출한다.

시간당 전력사용량 = (해당시간 불쾌지수 레벨) × (불쾌지수가 1레벨일 때 전력사용량) ‥‥‥ ⑥

이와 같이, 1개월간의 일일 전력사용량과 당일의 시간당 전력사용량이 산출되면, 중앙제어기(50)는 산출된 시간당 전력사용량에 따라 시간당 최대전력이 디멘드 계약전력량을 초과하지 않도록 하면서 시간당 전력사용량의 합이 예측된 일일 전력사용량을 초과하지 않도록 제어한다(S190).

만약, 시간당 주어진 전력사용량을 모두 소비하였다면 시스템에어컨의 운전을 정지시킨다.

상기의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 에어컨의 전력관리장치 및 그 방법에 의하면, 관리자가 월별 총 전력사용량을 설정하도록 하여 디멘드 계약전력량과 월별 총 전력사용량을 동시에 관리함으로서 관리자가 설정한 월별 전력사용량에 근접하게 총 전력사용량을 관리하여 전기사용료가 크게 증가하는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 기상정보와 스케줄정보를 기반으로 일일 전력사용량을 예측하여 예측된 범위 내에서 피크전력을 관리함으로서 관리자가 설정한 월별 전력사용량을 초과하지 않으면서 전력사용을 적절히 제한할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 기상예보 수집과 불쾌지수 계산을 통해 시간당 전력사용량을 효율적으로 분배하여 총 전력사용량을 초과하지 않으면서 최적의 공조효과를 얻을 수 있다는 효과가 있다.

상기에서 설명한 것은 본 발명에 의한 에어컨의 전력관리장치 및 그 방법을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (11)

1. 에어컨의 전력관리장치에 있어서,

   일정기간 동안의 전력사용량을 설정하는 입력부;

   기상정보를 수신하는 수신부; 및

   상기 수신된 기상정보에 따라 시간별 불쾌지수를 계산하고, 상기 설정된 일정기간 동안의 전력사용량으로부터 일일 전력사용량을 예측하고, 상기 시간별 불쾌지수에 기초하여 상기 예측된 일일 전력사용량으로부터 시간당 전력사용량을 분배하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 전력관리장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 에어컨의 피크전력제어를 위해 디멘드 계약전력량을 관리하는 디멘드 제어기를 더 포함하고,

   상기 제어부는 상기 디멘드 계약전력량과 상기 설정된 일정기간 동안의 전력사용량을 초과하지 않게 상기 에어컨의 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 전력관리장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제어부는 상기 기상정보에 따라 일별 불쾌지수를 계산하여 일일 전력사용량을 예측하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 전력관리장치.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 시간당 전력사용량은 분당 전력사용량인 것을 특징으로 하는 에어컨의 전력관리장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 입력부는 상기 에어컨의 예약운전정보를 설정하며,

   상기 제어부는 상기 설정된 예약운전정보로부터 일일 전력사용량을 예측하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 전력관리장치.
6. 기상정보를 수신하는 단계;

   상기 수신된 기상 정보에 따라 시간별 불쾌지수를 계산하는 단계;

   상기 시간별 불쾌지수를 레벨로 구분하는 단계;

   에어컨의 예약운전정보를 입력받는 단계;

   상기 에어컨을 포함하는 가전제품의 일정기간 동안 사용하는 전력사용량을 설정하는 단계;

   상기 시간별 불쾌지수의 레벨 및 예약 운전정보에 따라 상기 일정기간 동안 사용하는 전력사용량으로부터 시간당 전력사용량을 예측하는 단계; 및

   상기 예측된 시간당 전력사용량에 따라 상기 에어컨의 운전을 제어하는 단계를

   포함하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 전력관리방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 시간당 전력사용량은 분당 전력사용량인 것을 특징으로 하는 에어컨의 전력관리방법.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 에어컨의 피크전력제어를 위해 디멘드 계약전력량을 관리하는 단계를 더 포함하고,

   상기 에어컨의 운전을 제어하는 단계는,

   상기 디멘드 계약전력량과 상기 일정기간 동안 사용하는 전력사용량을 초과하지 않는 범위 내에서 상기 에어컨의 운전을 제어하는 것을 특징으로 하는 에어컨의 전력관리방법.
9. 삭제
10. 가정 내 전기제품의 전력관리방법에 있어서,

    월별 전력사용량을 설정하는 단계;

    기상정보를 수신하는 단계;

    상기 수신된 기상정보에 따라 일일 전력사용량을 예측하는 단계;

    상기 예측된 일일 전력사용량으로부터 월별 전력 사용량을 예측하는 단계;

    상기 예측된 월별 전력사용량과 상기 설정된 월별 전력사용량을 비교하는 단계: 및

    상기 예측된 월별 전력사용량이 상기 설정된 월별 전력사용량을 초과하지 않는 경우, 상기 예측된 월별 전력사용량에 따라 상기 전기제품의 운전을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기제품의 전력관리방법.
11. 삭제

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