KR101217121B1

KR101217121B1 - 혼합 공조 시스템 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR101217121B1
Application number: KR1020070087489A
Authority: KR
Inventors: 김석우; 타케시 타나베; 서형준; 김경록; 정재효
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2007-08-30
Filing date: 2007-08-30
Publication date: 2012-12-31
Also published as: KR20090022276A; US20090057429A1; CN101377335A; CN101377335B; US8073570B2

Abstract

건물의 공조 영역에 따라 서로 다른 방식으로 공조 운전할 수 있는 복수 공조 시스템을 통합 제어하기 위한 통합 제어기를 가진다. 통합 제어기는 건물 설비에 대응하는 복수 단일 시스템을 통합 관리하는 BMS 제어기보다 하위에서 독립적으로 복수 공조 시스템의 하나인 멀티 공조시스템과 다른 하나인 중앙공조 시스템과 단일한 제어 명령으로 통합 제어한다. 통합 제어기는 원격제어기의 요구 명령에 따라 통합 제어기의 에러 보정과 새로운 기능의 추가 및 이미 탑재된 기능의 업데이트를 수행할 수 있다.

빌딩 제어, BMS, 론 웍스, 중앙공조, 멀티공조

Description

혼합 공조 시스템 및 그 제어 방법{HYBRID AIR CONDITIONING SYSTEM AND METHOD THEREOF}

본 발명은 서로 다른 방식의 공조 시스템을 통합 제어할 수 있는 혼합 공조 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

건물의 설비가 현대화됨에 따라 빌딩 내 설치된 공조, 전력, 조명, 방재 등의 다양한 설비들을 자동 제어하기 위한 빌딩 제어 시스템이 보편화되고 있다.

최근의 빌딩 제어 시스템은 단순히 단일 시스템(공조, 전력, 조명, 출입 통제, 검침, 주차 설비 등)을 자동화하는 것에 국한하지 않고, 각 시스템이 유기적으로 통합되고 효율적인 네트워크를 구축하는 방향으로 발전하고 있다. 여기에서 각 시스템이 효율적으로 통합되려면 기존의 특정 업체 기술이 아닌 개방형 기술로 구현되어야 한다는 것이 대 전제가 되고 있다. 아울러 각 시스템이 상위에서 불완전한 통합을 이루는 것보다는 하부 제어 네트워크 상에서 유기적으로 연결되어야 한다는 방향으로 진화하고 있다.

일반적으로 빌딩 제어 시스템은 론 웍스(LonWorks) 네트워크 기술을 통하여 각 단일 시스템을 통합 제어하는 BMS 제어기(Building Management System)를 갖추 고 있다. BMS 제어기의 통제에 따라 각 단일 시스템이 부여된 기능을 수행하도록 되어 있다.

빌딩 등의 대형 건물의 공기 조화에 관련하여서는 중앙에서 건물 내부 공간에 연결되는 공기 덕트를 이용하여 공기 조화된 공기를 나누어 공급하도록 하는 중앙 공조 시스템이 일반적으로 적용되어 왔다. 근래에는 한 건물 내에 중앙 공조 시스템 이외에 멀티 공조 시스템을 함께 설치하여 설치 공간의 영역에 따라 공조 방식을 다르게 적용하는 혼합 공조 시스템을 이용하여 건물 전체 영역에 대한 공기 조화를 제어하는 방향으로 활발하게 연구되고 있다.

도 1은 기존의 혼합 공조 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 혼합 공조 시스템의 상세 구성을 나타내는 도면이다.

도시한 바와 같이, 기존 BMS 제어기(10)는 네트워크(11)를 매개로 각 빌딩 설비에 대응하는 복수 단일 시스템(20, 30, 40, 50)과 개별적으로 연결되어서 건물 안의 공기 조화, 조명 제어, 및 전력 제어 그리고 도시하지 않은 부대 설비를 제어하는 동작을 통합적으로 관리하도록 되어 있다.

멀티 공조 시스템(20)은 하나의 실외기(22)에 각각의 공조 공간에 적어도 하나 설치하는 복수 실내기(23)(25)를 연결하여 멀티 공기 조화를 수행하는 동작을 제어하는 멀티공조 시스템 제어기(21)를 포함한다. 여기서 각 실내기(23)(25)에 설치되어 온도, 습도 등의 환경 정보를 센싱하는 센서(24)(26)에 의하여 얻어진 정보는 유선으로 멀티공조 시스템 제어기(21)에 제공된다.

중앙 공조 시스템(30)은 각각의 공조 공간에 설치되어 온도, 습도 등의 환경 정보를 센싱하는 센서들(33)(35)로부터 획득된 정보를 수집하는 복수 센서노드(32)(34)와, 각각의 공조 공간으로 공기 조화된 공기를 공급하기 위한 공기 덕트에 설치되어 공기의 흐름을 제어하기 위하여 개폐되거나 개도 조절할 수 있는 공기 조절 댐퍼(36)에 연결되어 중앙 공조 방식으로 공기 조화하는 동작을 제어하는 중앙공조 시스템 제어기(31)를 포함한다.

조명 시스템(40)은 각각의 공조 공간에 적어도 하나 설치하는 복수 램프(42)(43)의 동작을 제어하는 조명제어기(41)를 포함한다.

전력 시스템(50)은 각각의 공조 공간에 적어도 하나 설치하는 전력 제어용 복수 스위치(52)(53)의 동작을 제어하는 전력제어기(51)를 포함한다.

빌딩 제어기 시스템에 적용하는 모든 단일 시스템이 동일한 통신 방식을 적용하지 않을 수 있다. 예컨대, 멀티 공조 시스템(20)에서는 기기 상호간 RS485 통신 방식으로 데이터를 주고 받으며, 중앙 공조 시스템(30)에서는 론웍스 통신 방식으로 데이터를 주고 받을 수 있다.

BMS 제어기(10)는 멀티공조 시스템 제어기(21)와 중앙공조 시스템 제어기(31)와 개별적으로 통신하여 각 공조 시스템에서의 공기 조화 동작을 통합 관리하도록 하고 있다.

각 공조 시스템에서 서로 다른 통신 방식을 적용하고 있어 동일한 제어 명령으로 제어하기 어렵고 각 통신 방식에 따라 공조 운전 패턴을 적용하고 있는 등 호환성이 떨어진다. 이에 따라 BMS 제어기가 통합 관리하여도 두 공조 시스템을 단순히 연계하는 수준으로 관리가 이루어질 수 밖에 없어서 효율성이 떨어지고 공조 시 스템의 운용에 소요되는 비용이 증가한다. 예컨대 네트워크에서 이상이 발생하거나 단절되는 경우 각 공조시스템에서는 BMS 제어기와 원활한 통신이 이루어지지 않아서 각 공조 시스템에서 정상적으로 제어 동작을 수행하지 못할 수 있고, 이에 따라 부적절한 공조 제어를 하게 될 경우 불필요한 공기 조화에 따른 효율 저하와 운용 비용이 낭비되게 된다.

또한 각각의 공조 공간에 설치하는 센서와 제어기 사이에 유선으로 연결되어 센서에서 얻어진 정보를 제어기로 보내고 있는데, 이 센서의 위치를 바꾸기 위해서 배선을 바구기 위한 작업이 수반되어 불편하다.

또한 온도, 습도 등 동일한 환경 정보를 센싱하는 센서들이 두 공조 시스템에 설치되어 있는데, 이러한 센서 정보의 처리 동작이 이원화되어 있어서 제어의 효율을 저하시킨다. 예컨대 멀티공조 시스템에서는 정수형 온도센서를 적용함에 반해 중앙공조 시스템에서는 실수형 온도센서를 적용하고 있어 최적 환경으로 제어하는데 제약이 되고 있다.

또한 서로 다른 공조 시스템을 병행하고 있어 외부에서 원격으로 공조 시스템을 모니터링하거나 기능을 변경하기 어렵다고 하는 제약이 있어 시스템에 대한 신뢰를 저하하는 요인이 되고 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 빌딩 제어 시스템에서 서로 다른 통신 방식을 적용하는 복수 공조 시스템에 호환성 있는 하나의 통합 제어기를 이용하여 건물 전체 영역의 공기조화를 효율적으로 통합 관리하는데 있다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 각 공조 시스템의 제어기와 센서 사이에 무선 통신하여 얻어진 센서 정보를 공조 제어에 적용함으로서 센서의 위치를 쉽게 변경할 수 있도록 하고 단일한 방식으로 센서 정보를 처리하는데 있다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 원격에서 공조 시스템에 대한 모니터링과 기능 변경을 처리할 수 있게 하여 공조 시스템의 유지 보수를 용이하게 하는데 있다.

본 발명은, 이하의 해결 수단에 의하여, 상술한 과제를 해결한다.

본 발명의 일측면에 따른 혼합 공조 시스템은 건물 설비에 대응하는 복수 단일 시스템을 통합 관리하는 BMS 제어기; 하나의 실외기에 연결되는 복수 실내기를 각각의 공조 공간에 마련하여 멀티 공조 방식으로 공기 조화하는 멀티공조 시스템; 공기 덕트를 통하여 공기 조화된 공기를 각각의 공조 공간으로 공급하여 중앙 공조 방식으로 공기 조화하는 중앙공조 시스템; 상기 멀티공조 시스템 및 상기 중앙공조 시스템의 서로 다른 통신 방식과 호환성을 가지고 단일한 제어 명령에 따라 각 공조 시스템과 교신하여 상기 건물의 전체적인 공기 조화를 통합 제어하는 통합 제어기; 및 상기 통합 제어기에 접속하여 원격 제어하기 위한 원격 제어기를 포함하고, 상기 각 공조시스템은 각 공조 공간의 환경 정보를 센싱하는 환경 센서와 상기 환경 센서에 의하여 얻어진 센서 정보를 무선 통신으로 수집하는 센서 노드를 공통적으로 포함한다.

삭제

상기 환경 센서는 온도 또는 습도 중 적어도 하나를 센싱한다.

상기 통합 제어기는 상기 BMS 제어기보다 하위 제어하며, 상기 BMS 제어기와 독립적으로 각 공조 시스템을 제어한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 혼합 공조 시스템은 건물 설비에 대응하는 복수 단일 시스템을 통합 관리하는 BMS 제어기; 하나의 실외기에 연결되는 복수 실내기를 각각의 공조 공간에 마련하여 멀티 공조 방식으로 공기 조화하는 멀티공조 시스템; 공기 덕트를 통하여 공기 조화된 공기를 각각의 공조 공간으로 공급하여 중앙 공조 방식으로 공기 조화하는 중앙공조 시스템; 상기 멀티공조 시스템 및 상기 중앙공조 시스템의 서로 다른 통신 방식과 호환성을 가지고 단일한 제어 명령에 따라 각 공조 시스템과 교신하여 상기 건물의 전체적인 공기 조화를 통합 제어하는 통합 제어기;를 포함하고, 상기 통합 제어기는 상기 멀티공조 시스템에 적용하는 RS 485 통신방식과 상기 중앙공조 시스템에 적용하는 론웍스 통신방식과 호환할 수 있는 개방형 네트워크 구조를 구비한다.

상기 통합 제어기는 모듈화된 복수 어플리케이션을 포함하는 애플리케이션 프로그램, 상기 애플케이션 프로그램에 구애되지 않고 멀티 서비스를 수행하도록 임베디드 자바 환경에 기반하는 게이트웨이 프로그램을 탑재한 미들웨어, 및 베이식 리소스를 포함한다.

상기 애플리케이션 프로그램은, 상기 통합 제어기에 탑재한 애플케이션을 제어하기 위하여 사용하는 제어 애플리케이션, 상기 통합 제어기와 상기 중앙공조 시스템 상호간 론웍스 통신 방식으로 통신하는데 사용하는 론웍스 애플리케이션, 상기 통합 제어기와 상기 멀티공조 시스템 상호간 RS485 통신방식으로 통신하는데 사용하는 RS485 애플리케이션를 포함한다.

상기 미들웨어는, 상기 통합 제어기와 상기 중앙 공조 시스템 상호간에 이루어지는 제어 메시지를 처리하기 위한 OSGI 론웍스 시스템, 상기 통합 제어기와 상 기 멀티공조 시스템 상호간에 주고 받는 제어 메시지를 처리하기 위한 OSGI 네트워크 시스템, 및 임베디드 자바(J2ME)를 포함한다.

상기 베이식 리소스는 임베디드 DBMS와 임베디드 OS를 포함한다.

상기 통합 제어기에 접속하여 원격 제어하기 위한 원격 제어기를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 혼합 공조 시스템은 건물 설비에 대응하는 복수 단일 시스템을 통합 관리하는 BMS 제어기; 하나의 실외기에 연결되는 복수 실내기를 각각의 공조 공간에 마련하여 멀티 공조 방식으로 공기 조화하는 멀티공조 시스템; 공기 덕트를 통하여 공기 조화된 공기를 각각의 공조 공간으로 공급하여 중앙 공조 방식으로 공기 조화하는 중앙공조 시스템; 상기 멀티공조 시스템 및 상기 중앙공조 시스템의 서로 다른 통신 방식과 호환성을 가지고 단일한 제어 명령에 따라 각 공조 시스템과 교신하여 상기 건물의 전체적인 공기 조화를 통합 제어하는 통합 제어기; 및 상기 통합 제어기에 접속하여 원격 제어하기 위한 원격 제어기를 포함하고, 상기 원격 제어기는 인터넷망의 서버 또는 개인용 컴퓨터로 구현하는 것을 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 혼합 공조 시스템은 건물 설비에 대응하는 복수 단일 시스템을 통합 관리하는 BMS 제어기; 하나의 실외기에 연결되는 복수 실내기를 각각의 공조 공간에 마련하여 멀티 공조 방식으로 공기 조화하는 멀티공조 시스템; 공기 덕트를 통하여 공기 조화된 공기를 각각의 공조 공간으로 공급하여 중앙 공조 방식으로 공기 조화하는 중앙공조 시스템; 상기 멀티공조 시스템 및 상기 중앙공조 시스템의 서로 다른 통신 방식과 호환성을 가지고 단일한 제어 명령에 따라 각 공조 시스템과 교신하여 상기 건물의 전체적인 공기 조화를 통합 제어하는 통합 제어기; 및 상기 통합 제어기에 접속하여 원격 제어하기 위한 원격 제어기를 포함하고, 상기 원격 제어기는 상기 통합 제어기에 접속하여 상기 통합 제어기의 에러 보정, 새로운 기능의 추가, 및 이미 탑재된 기능의 업데이트 동작을 수행하는 것을 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 혼합 공조 시스템은 건물 설비를 통합 관리하기 위한 BMS 제어기; 상기 건물의 제1공조영역을 대상으로 제1통신방식으로 교신하고 멀티 공조 방식으로 공기 조화하기 위한 제1공조시스템 제어기를 구비하는 제1공조시스템; 상기 건물의 제2공조영역을 대상으로 제2통신방식으로 교신하고 중앙 공조 방식으로 공기 조화하기 위한 제2공조시스템 제어기를 구비하는 제2공조시스템; 및 상기 제1공조시스템 제어기와 상기 제2공조시스템 제어기에 각각 연결되고, 상기 BMS 제어기보다 하위에서 독립적으로 상기 제1및 제2공조시스템 제어기를 통합 제어하는 통합 제어기를 포함한다.

상기 제1통신방식은 RS485 통신 방식이다.

상기 제2통신방식은 론웍스 통신 방식이다.

상기 제1공조시스템은 냉방 또는 난방의 부하 변동량이 큰 건물의 외측 영역의 공기 조화를 담당하고, 상기 제2공조시스템은 냉방 또는 난방의 부하 변동량이 적은 건물의 내측 영역의 공기 조화를 담당한다.

상기 통합 제어기에 접속하여 상기 제1 및 제2공조시스템 제어기에 대하여 에러 보정과 새로운 기능의 추가 및 이미 탑재된 기능을 업데이트할 수 있는 원격 제어기를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 혼합 공조 시스템의 제어방법은 건물 설비를 통합 관리하기 위한 BMS 제어기와, 서로 다른 방식의 복수 공조시스템을 통합 제어하는 통합 제어기를 가지는 혼합 공조 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 통합 제어기는 상기 공조시스템의 제어기로부터 제어 메세지를 수집하고; 상기 제어 메세지를 접수한 경우 상기 제어 메세지의 종류를 판단하며; 상기 제어 메세지의 종류 판단 결과 상기 복수 공조시스템 중 어느 하나의 공조시스템을 이용하여 공조 운전하는 동작의 필요 여부를 판단하고; 상기 판단 결과에 따라 어느 하나의 공조시스템의 운전 또는 운전 정지에 대한 메세지를 해당 공조시스템으로 전송하며; 및 상기 공조시스템에서 전송 받은 전송 메세지에 따라 공조 운전을 제어하는; 것을 포함하고, 상기 제어메세지의 종류 판단 결과 상기 통합 제어기에 원격 제어기의 접속을 요구하는 경우, 상기 통합 제어기와 상기 원격 제어기 상호간 접속을 하고, 접속이 되면 상기 원격제어기의 요구에 따라 상기 통합 제어기의 에러 보정, 새로운 기능의 추가, 및 이미 탑재된 기능의 업데이트 동작을 수행하는 것을 포함한다.

상기 제어메세지의 종류 판단 결과 상기 복수 공조 방식의 하나인 멀티 공조시스템에 대응하는 경우, 하나의 실외기에 연결되고 각각의 공조 공간에 적어도 하나 마련하는 복수 실내기를 이용하여 멀티 공조 방식으로 공기 조화 운전한다.

상기 제어메세지의 종류 판단 결과 상기 복수 공조 방식의 하나인 중앙 공조시스템에 대응하는 경우, 공기 덕트를 통하여 공기 조화된 공기를 각각의 공조 공간으로 공급하여 중앙 공조 방식으로 공기 조화한다.

상기 공조 운전하는 동안 상기 각 공조시스템에서는 각 공조 공간의 환경 정보를 센싱하는 센서를 통해 얻어진 센서 정보에 대한 제어 메세지를 상기 통합 제 어기에 전송한다.

삭제

이상과 같이 본 발명은 BMS 제어기 또는 상위 네트워크의 이상이 발생하여도 멀티 공조 시스템과 중앙 공조 시스템에 연결되는 하나의 통합 제어기를 통하여 건물 전체에 설비된 혼합 공조 시스템의 제어를 안정적이고 효율적으로 할 수 있다.

또 본 발명은 무선 방식의 센서를 이용하여 얻어진 정보는 상위 제어기로 보내서 수집되고 나서 단일한 방식으로 센서 정보를 처리하도록 하고 있으므로 건물의 센서 위치 변경이 용이하고 센서 처리 동작의 정확성이 높아지게 된다.

또 본 발명은 하나의 통합 제어기에 원격 제어기를 연결하여 에러 보정과 기능 추가 및 이미 탑재된 기능의 업데이트 등을 원격으로 처리할 수 있어서 공조 시스템에 대한 유지 보수가 용이하고 운용 비용을 절감할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 혼합 공조 시스템 및 그 제어방법을 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 혼합 공조 시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 혼합 공조 시스템의 상세 구성을 나타내는 도면이며, 도 5는 도 3의 통합 제어기의 상세 구성을 나타내는 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 혼합 공조 시스템은 BMS 제어기(100)와 각 빌딩 설비에 대응하는 복수 단일 시스템(120)(130)(140)(150)을 구비하고 있으며, 여기서 복수 단일 시스템이 건물의 공기 조화, 조명 제어, 및 전력 제어를 각각 담당하는 역할을 가지고 있는 점은 기존과 유사하다.

본 발명에 따른 BMS 제어기(100)는 네트워크(110)를 매개로 조명 시스템(140) 및 전력시스템(150)과 연결되며, 특징적으로 멀티공조 시스템(120) 및 중앙공조 시스템(130)과는 통합 제어기(200)를 매개로 연결되어 있다.

BMS 제어기(100)는 통합 제어기(200), 조명 제어기(141), 및 전력제어기(151)와 네트워크(110)를 통하여 연결된다.

통합 제어기(200)는 네트워크(110)를 통하여 원격 제어기(300)에 연결된다.

원격 제어기(300)는 통합 제어기(200)에 접속하여 원격 제어하기 위한 다양한 장치로서 구현할 수 있는데, 예컨대 인터넷상의 서버 또는 개인용 컴퓨터로 구현할 수 있다.

도 4를 참고하면, 건물 전체 영역의 공기 조화를 위해 서로 다른 통신 방식을 사용하는 멀티공조 시스템(120)와 중앙공조 시스템(130)를 하나의 통합 제어기(200)를 이용하여 통합 제어하는 혼합 공조 시스템을 채용하고 있다.

바람직하게는 멀티공조 시스템(120)은 냉방 또는 난방의 부하 변동량이 커서 신속한 대응이 요구되는 건물의 외측 영역의 공기 조화를 담당하도록 하고, 중앙공조 시스템(130)은 냉방 또는 난방의 부하 변동량이 적은 건물의 내측 영역 예컨대 엘리베이터 내부 영역의 공기 조화를 담당하도록 한다.

멀티 공조 시스템(120)은 멀티 공조 방식으로 공기 조화하는 동작을 제어하는 멀티공조 시스템 제어기(121)를 포함한다.

멀티공조 시스템 제어기(121)는 하나의 실외기(122)에 각각의 공조 공간에 적어도 하나 설치하는 복수 실내기(123)(125)에 연결된다. 여기서 각 실내기(123)(125)에는 온도, 습도 등의 환경 정보를 센싱하는 센서(124)(126), 이 센서들로부터 무선으로 송출하는 정보를 수신하는 센서 노드(미도시)를 포함하며, 이 센서 노드에서 수집된 정보는 멀티공조 시스템 제어기(121)에 제공된다.

중앙공조 시스템(130)은 중앙 공조 방식으로 공기 조화하는 동작을 제어하는 중앙공조 시스템 제어기(131)를 포함한다.

중앙공조 시스템 제어기(131)는 각각의 공조 공간에 설치되는 복수 센서노드(132)(134)와 각각의 공조 공간으로 공기 조화된 공기를 공급하기 위한 공기 덕트에 설치되는 공기 조절 댐퍼(136)에 연결된다.

복수 센서노드(132)(134)는 각각의 공조 공간에 설치되어 온도, 습도 등의 환경 정보를 센싱하는 센서들(133)(135)로부터 획득된 정보를 수집하여 중앙공조 시스템 제어기(131)에 제공한다. 여기서 센서 노드(132)(134)는 센서들(133)(135)과 무선 통신하여 센싱 정보를 제공받는다.

공기 조절 댐퍼(136)는 중앙공조 시스템 제어기(131)의 제어에 의하여 개폐되거나 개도 조절하여서 각각의 공조 공간에서 공기 조화된 공기를 공급받을 수 있도록 한다.

조명 시스템(140)은 각각의 공조 공간에 적어도 하나 설치하는 복수 램프(142)(143)의 동작을 제어하는 조명제어기(141)를 포함한다.

전력 시스템(150)은 각각의 공조 공간에 적어도 하나 설치하는 전력 제어용 복수 스위치(152)(153)의 동작을 제어하는 전력제어기(151)를 포함한다.

앞에서 설명한 바와 같이, 통합 제어기(200)는 서로 다른 통신 방식이 적용되는 복수 공조 시스템(120)(130) 사이에 연결되어 있다.

통합 제어기(200)는 멀티공조 시스템 제어기(121)와 중앙공조 시스템 제어기(131) 사이에서 건물 전체의 공기 조화 동작을 통합 제어하는 역할을 담당한다.

이를 위해서 통합 제어기(200)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 서로 다른 통신 방식에 구속되지 않는 호환성을 갖추어서 개방형의 오픈 네트워크로 각 제어기(100)(120)(130)(300)와 교신할 수 있는 시스템 구조를 구비한다.

본 발명에 따른 통합 제어기(200)의 시스템 구조는, 애플리케이션 프로그램(210), 미들웨어(220), 및 베이식 리소스(230)로 크게 구분한다.

애플리케이션 프로그램(210)은 각각 모듈화되는 제어 애플리케이션(211), 론웍스 애플리케이션(212), RS485 애플리케이션(213)을 포함한다.

제어 애플리케이션(211)는 통합 제어기에 탑재한 애플케이션을 제어하기 위하여 사용하는 것이고, 론웍스 애플리케이션(212)은 통합 제어기와 중앙공조 시스템(130)과 론웍스 통신 방식으로 통신하는데 사용하는 것이고, RS485 애플리케이션(213)은 통합 제어기와 멀티공조 시스템(120)과 RS485 통신방식으로 통신하는데 사용하는 것이다.

미들웨어(middleware)(220)는 OSGI(Open Service Gateway Initiative)를 기반으로 하는 OSGI 론웍스 시스템(221), OSGI 네트워크 시스템(222), 임베디드 자바(J2ME)(223)를 포함한다.

OSGI 론웍스 시스템(221)과 OSGI 네트워크 시스템(222)은 임베디드 자바(223)에 기반하는 게이트웨이(gateway) 프로그램으로서, 애플리케이션 프로그램에 구애되지 않고 멀티 서비스를 수행하는 역할을 한다. 이렇게 미들웨어(220)는 OSGI 표준안에 맞는 임베디드 자바에 기반하는 게이트 웨이로서 역할을 하고 있어서 사로 다른 통신 방식을 사용하는 멀티공조 시스템과 중앙공조 시스템를 대상으로 단일한 제어 명령을 사용하여 통합적으로 제어할 수 있다. 여기서 OSGI 론웍스 시스템(221)은 통합 제어기와 중앙 공조 시스템 상호간에 주고 받는 제어 메시지를 처리하는 동작을 주로 담당하고, OSGI 네트워크 시스템(222)은 통합 제어기와 멀티공조 시스템 상호간에 주고 받는 제어 메시지를 처리하는 동작을 주로 담당한다.

베이식 리소스(basic resources)(230)는 임베디드 자바 환경(J2ME)에서 동작할 수 있는 임베디드 DBMS(231)와 임베디드 OS(232)를 포함한다.

통합 제어기(200)는 BMS 제어기(100) 및 원격 제어기(3000)와 TCP/IP 통신방식으로 제어 메세지를 주고 받고, 멀티공조 시스템 제어기(121)와 RS485 통신 방식으로 제어 메세지를 주고 받으며, 또한 중앙공조 시스템 제어기(131)와 론웍스(LonWorks) 통신방식으로 제어 메세지를 주고 받는다.

통합 제어기(200)는 평상 시 각 공조 시스템의 제어기로부터 전달 받은 제어 메세지를 수집하는 동작을 수행하며, 접수된 제어 메세지에 따라 멀티 공조 운전 또는 중앙 공조 운전의 상태를 판단하여 그 판단 결과에 따른 운전 메세지 또는 운전 정지 메세지를 전송한다.

BMS 제어기의 이상이나 네트워크(110)의 단절로 인하여 비정상적인 상황이 발생하여도, 통합 제어기(200)는 상위 BMS 제어기와 복수 공조시스쳄(120)(130) 사이에 위치하여 BMS 제어기와 독립적으로 복수 공조 시스템에 대한 통합 제어하는 과정을 통하여 안정적으로 건물 전체에 대한 공조 제어를 수행할 수 있다.

또한 통합 제어기(200)는 원격 제어기(300)의 접속 요구 시 그 원격 제어기(300)로 하여금 에러 보정, 기능 추가, 및 업데이트 동작을 수행할 수 있도록 한다. 여기서 통합 제어기의 시스템 구조는 각 구성부가 모듈화되어 있어서, 원격 제어를 통하여 공조 시스템에 맞는 새로운 기능을 추가하거나, 이미 탑재된 기능을 업데이트는 하는 동작이 용이하다.

이하에서는 본 발명에 따른 혼합 공조 시스템의 제어 방법을 설명한다.

통합 제어기(200)는 네트워크(110)에 연결된 BMS 제어기(100), 원격 제어기(300), 및 혼합 공조 시스템을 구성하는 각 공조 시스템의 제어기(121)(131)로부터 제공되는 제어 메세지를 수집한다(400).

통합 제어기(200)는 어느 하나의 제어기에서 제어 메세지가 접수되는지 판단하고(402), 그 판단 결과 제어 메세지가 접수된 경우 멀티 공조에 관련된 제어 메세지인지 판단한다(404).

동작 404의 판단 결과 멀티 공조에 관련된 제어 메세지인 경우 통합 제어기(200)는 앞에서 각 공조 시스템의 제어기(121)(131)로부터 수집된 정보를 분석하 고(406), 그 분석 결과 멀티 공조 운전이 필요한지 판단한다(408). 여기서 멀티 공조 운전의 필요여부는 각 공조 공간의 환경 정보 즉 온도와 습도를 총괄적으로 고려하여 기준값과 비교하는 과정을 거치게 되는데, 이러한 판단 기준은 일률적으로 정하기 보다는 공조 시스템을 적용 환경과 운전 조건에 따라 다양하게 변형할 수 있도록 한다.

동작 408의 판단 결과 멀티 공조 운전이 필요하지 않은 경우 통합 제어기(200)는 운전 정지 메세지를 멀티공조 시스템 제어기(121)로 전송한다(410). 동작 408의 판단 결과 멀티 공조 운전이 필요한 경우 통합 제어기(200)는 운전 메세지를 멀티공조 시스템 제어기(121)로 전송한다(412).

그런 다음 멀티공조 시스템 제어기(121)는 통합 제어기(200)로부터 전송받은 운전 정지 메세지에 따라 멀티 공기 조화 운전을 정지하거나 또는 운전 메세지에 따라 멀티 공기 조화 운전하며, 이러한 공조 운전하는 동안 센서(124)(136)를 통하여 수집한 센서 정보에 대한 제어 메세지를 통합 제어기(200)에 전송함으로서 이후의 건물의 전체 공조 운전에 반영될 수 있도록 한다(414). 이후에는 상기와 같은 동작을 반복한다.

동작 404의 판단 결과 멀티 공조에 관련된 제어 메세지가 아닌 경우 통합 제어기(200)는 중앙 공조에 관련된 제어 메세지인지를 판단하고(416), 그 판단 결과 중앙 공조에 관련된 제어 메세지인 경우 앞에서 각 공조 시스템의 제어기(121)(131)로부터 수집된 정보를 분석하고(418), 그 분석 결과 중앙 공조 운전이 필요한지 판단한다(420). 여기서 중앙 공조 운전의 필요여부는 각 공조 공간의 환 경 정보 즉 온도와 습도를 총괄적으로 고려하여 기준값과 비교하는 과정을 거치게 되는데, 이러한 판단 기준은 일률적으로 정하기 보다는 공조 시스템을 적용 환경과 운전 조건에 따라 다양하게 변형할 수 있도록 한다.

동작 420의 판단 결과 중앙 공조 운전이 필요하지 않은 경우 통합 제어기(200)는 운전 정지 메세지를 중앙공조 시스템 제어기(131)로 전송한다(422). 동작 420의 판단 결과 중앙 공조 운전이 필요한 경우 통합 제어기(200)는 운전 메세지를 중앙공조 시스템 제어기(131)로 전송한다(424).

이어 중앙공조 시스템 제어기(131)는 통합 제어기(200)로부터 전송받은 운전 정지 메세지에 따라 중앙 공기 조화 운전을 정지하거나 또는 운전 메세지에 따라 중앙 공기 조화 운전하며, 이러한 공조 운전하는 동안 센서(124)(136)를 통하여 수집한 센서 정보에 대한 제어 메세지를 통합 제어기(200)에 전송함으로서 이후의 건물의 전체 공조 운전에 반영될 수 있도록 한다(426). 이후에는 상기와 같은 동작을 반복한다.

동작 416의 판단 결과 중앙 공조에 관련된 제어 메세지가 아닌 경우, 통합 제어기(200)는 원격 접속을 요구하는 제어 메세지인지를 판단하고(428), 그 판단 결과 원격 접속을 요구하는 경우에는 통합 제어기(200)는 원격 제어기(300)와 교신할 수 있도록 접속이 이루어진다(430). 여기서 원격 제어기에 대한 인증하는 통상적인 절차를 적용할 수 있다.

통합 제어기와 원격 제어기 상호간에 접속이 되면, 원격 제어기의 요구 명령에 따라 통합 제어기(200)에 탑재되어 있고 모듈화된 애플리케이션 및 그 이외의 프로그램을 대상으로 에러 보정과 새로운 기능을 추가하고 이미 탑재된 기능을 업데이트하는 기능을 수행한다(432). 이후에는 상기와 같은 동작을 반복한다.

도 1은 기존의 혼합 공조 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

도 2는 도 1의 혼합 공조 시스템의 상세 구성을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 혼합 공조 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 4는 도 3의 혼합 공조 시스템의 상세 구성을 나타내는 도면이다.

도 5는 도 3의 통합 제어기의 상세 구성을 나타내는 도면이다.

도 6은 본 발명에 따른 혼합 공조 시스템의 제어 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호 설명*

210 : 애플리케이션 프로그램 211 : 제어 애플리케이션

212 : 론웍스 애플리케이션 213 : RS485 애플리케이션

220 : 미들웨어(middleware) 221 : OSGI 론웍스 시스템

222 : OSGI 네트워크 시스템 223 : 임베디드 자바(J2ME)

230 : 베이식 리소스(basic resources)

231 : 임베디드 DBMS 232 : 임베디드 OS

Claims

건물 설비에 대응하는 복수 단일 시스템을 통합 관리하는 BMS 제어기;

하나의 실외기에 연결되는 복수 실내기를 각각의 공조 공간에 마련하여 멀티 공조 방식으로 공기 조화하는 멀티공조 시스템;

공기 덕트를 통하여 공기 조화된 공기를 각각의 공조 공간으로 공급하여 중앙 공조 방식으로 공기 조화하는 중앙공조 시스템;

상기 멀티공조 시스템 및 상기 중앙공조 시스템의 서로 다른 통신 방식과 호환성을 가지고 단일한 제어 명령에 따라 각 공조 시스템과 교신하여 상기 건물의 전체적인 공기 조화를 통합 제어하는 통합 제어기; 및

상기 통합 제어기에 접속하여 원격 제어하기 위한 원격 제어기를 포함하고,

상기 각 공조시스템은 각 공조 공간의 환경 정보를 센싱하는 환경 센서와 상기 환경 센서에 의하여 얻어진 센서 정보를 무선 통신으로 수집하는 센서 노드를 공통적으로 포함하는 혼합 공조 시스템.
삭제
제1항에 있어서,

상기 환경 센서는 온도 또는 습도 중 적어도 하나를 센싱하는 혼합 공조 시스템.
제1항에 있어서,

상기 통합 제어기는 상기 BMS 제어기보다 하위 제어하며, 상기 BMS 제어기와 독립적으로 각 공조 시스템을 제어하는 혼합 공조 시스템.
건물 설비에 대응하는 복수 단일 시스템을 통합 관리하는 BMS 제어기;

하나의 실외기에 연결되는 복수 실내기를 각각의 공조 공간에 마련하여 멀티 공조 방식으로 공기 조화하는 멀티공조 시스템;

공기 덕트를 통하여 공기 조화된 공기를 각각의 공조 공간으로 공급하여 중앙 공조 방식으로 공기 조화하는 중앙공조 시스템;

상기 멀티공조 시스템 및 상기 중앙공조 시스템의 서로 다른 통신 방식과 호환성을 가지고 단일한 제어 명령에 따라 각 공조 시스템과 교신하여 상기 건물의 전체적인 공기 조화를 통합 제어하는 통합 제어기;를 포함하고,

상기 통합 제어기는 상기 멀티공조 시스템에 적용하는 RS 485 통신방식과 상기 중앙공조 시스템에 적용하는 론웍스 통신방식과 호환할 수 있는 개방형 네트워크 구조를 구비하는 혼합 공조 시스템.
제5항에 있어서,

상기 통합 제어기는 모듈화된 복수 어플리케이션을 포함하는 애플리케이션 프로그램, 상기 애플케이션 프로그램에 구애되지 않고 멀티 서비스를 수행하도록 임베디드 자바 환경에 기반하는 게이트웨이 프로그램을 탑재한 미들웨어, 및 베이식 리소스를 포함하는 혼합 공조 시스템.
제6항에 있어서,,

상기 애플리케이션 프로그램은, 상기 통합 제어기에 탑재한 애플케이션을 제어하기 위하여 사용하는 제어 애플리케이션, 상기 통합 제어기와 상기 중앙공조 시스템 상호간 론웍스 통신 방식으로 통신하는데 사용하는 론웍스 애플리케이션, 상기 통합 제어기와 상기 멀티공조 시스템 상호간 RS485 통신방식으로 통신하는데 사 용하는 RS485 애플리케이션를 포함하는 혼합 공조 시스템.
제6항에 있어서,

상기 미들웨어는, 상기 통합 제어기와 상기 중앙 공조 시스템 상호간에 이루어지는 제어 메시지를 처리하기 위한 OSGI 론웍스 시스템, 상기 통합 제어기와 상기 멀티공조 시스템 상호간에 주고 받는 제어 메시지를 처리하기 위한 OSGI 네트워크 시스템, 및 임베디드 자바(J2ME)를 포함하는 혼합 공조 시스템.
제6항에 있어서,

상기 베이식 리소스는 임베디드 DBMS와 임베디드 OS를 포함하는 혼합 공조 시스템.
삭제
건물 설비에 대응하는 복수 단일 시스템을 통합 관리하는 BMS 제어기;

하나의 실외기에 연결되는 복수 실내기를 각각의 공조 공간에 마련하여 멀티 공조 방식으로 공기 조화하는 멀티공조 시스템;

공기 덕트를 통하여 공기 조화된 공기를 각각의 공조 공간으로 공급하여 중앙 공조 방식으로 공기 조화하는 중앙공조 시스템;

상기 멀티공조 시스템 및 상기 중앙공조 시스템의 서로 다른 통신 방식과 호환성을 가지고 단일한 제어 명령에 따라 각 공조 시스템과 교신하여 상기 건물의 전체적인 공기 조화를 통합 제어하는 통합 제어기; 및

상기 통합 제어기에 접속하여 원격 제어하기 위한 원격 제어기를 포함하고,

상기 원격 제어기는 인터넷망의 서버 또는 개인용 컴퓨터로 구현하는 혼합 공조 시스템.
건물 설비에 대응하는 복수 단일 시스템을 통합 관리하는 BMS 제어기;

하나의 실외기에 연결되는 복수 실내기를 각각의 공조 공간에 마련하여 멀티 공조 방식으로 공기 조화하는 멀티공조 시스템;

공기 덕트를 통하여 공기 조화된 공기를 각각의 공조 공간으로 공급하여 중앙 공조 방식으로 공기 조화하는 중앙공조 시스템;

상기 멀티공조 시스템 및 상기 중앙공조 시스템의 서로 다른 통신 방식과 호환성을 가지고 단일한 제어 명령에 따라 각 공조 시스템과 교신하여 상기 건물의 전체적인 공기 조화를 통합 제어하는 통합 제어기; 및

상기 통합 제어기에 접속하여 원격 제어하기 위한 원격 제어기를 포함하고,

상기 원격 제어기는 상기 통합 제어기에 접속하여 상기 통합 제어기의 에러 보정, 새로운 기능의 추가, 및 이미 탑재된 기능의 업데이트 동작을 수행하는 혼합 공조 시스템.
건물 설비를 통합 관리하기 위한 BMS 제어기;

상기 건물의 제1공조영역을 대상으로 제1통신방식으로 교신하고 멀티 공조 방식으로 공기 조화하기 위한 제1공조시스템 제어기를 구비하는 제1공조시스템;

상기 건물의 제2공조영역을 대상으로 제2통신방식으로 교신하고 중앙 공조 방식으로 공기 조화하기 위한 제2공조시스템 제어기를 구비하는 제2공조시스템; 및

상기 제1공조시스템 제어기와 상기 제2공조시스템 제어기에 각각 연결되고, 상기 BMS 제어기보다 하위에서 독립적으로 상기 제1및 제2공조시스템 제어기를 통합 제어하는 통합 제어기를 포함하는 혼합 공조 시스템.
제13항에 있어서,

상기 제1통신방식은 RS485 통신 방식인 혼합 공조 시스템.
제13항에 있어서,

상기 제2통신방식은 론웍스 통신 방식인 혼합 공조 시스템.
제13항에 있어서,

상기 제1공조시스템은 냉방 또는 난방의 부하 변동량이 큰 건물의 외측 영역의 공기 조화를 담당하고, 상기 제2공조시스템은 냉방 또는 난방의 부하 변동량이 적은 건물의 내측 영역의 공기 조화를 담당하는 혼합 공조 시스템.
제13항에 있어서,

상기 통합 제어기에 접속하여 상기 제1 및 제2공조시스템 제어기에 대하여 에러 보정과 새로운 기능의 추가 및 이미 탑재된 기능을 업데이트할 수 있는 원격 제어기를 더 포함하는 혼합 공조 시스템.
건물 설비를 통합 관리하기 위한 BMS 제어기와, 서로 다른 방식의 복수 공조시스템을 통합 제어하는 통합 제어기를 가지는 혼합 공조 시스템의 제어방법에 있어서,

상기 통합 제어기는 상기 공조시스템의 제어기로부터 제어 메세지를 수집하고;

상기 제어 메세지를 접수한 경우 상기 제어 메세지의 종류를 판단하며;

상기 제어 메세지의 종류 판단 결과 상기 복수 공조시스템 중 어느 하나의 공조시스템을 이용하여 공조 운전하는 동작의 필요 여부를 판단하고;

상기 판단 결과에 따라 어느 하나의 공조시스템의 운전 또는 운전 정지에 대한 메세지를 해당 공조시스템으로 전송하며; 및

상기 공조시스템에서 전송 받은 전송 메세지에 따라 공조 운전을 제어하는; 것을 포함하고,

상기 제어메세지의 종류 판단 결과 상기 통합 제어기에 원격 제어기의 접속을 요구하는 경우, 상기 통합 제어기와 상기 원격 제어기 상호간 접속을 하고, 접속이 되면 상기 원격제어기의 요구에 따라 상기 통합 제어기의 에러 보정, 새로운 기능의 추가, 및 이미 탑재된 기능의 업데이트 동작을 수행하는 것을 포함하는 혼합 공조시스템의 제어방법.
제18항에 있어서,

상기 제어메세지의 종류 판단 결과 상기 복수 공조 방식의 하나인 멀티 공조시스템에 대응하는 경우, 하나의 실외기에 연결되고 각각의 공조 공간에 적어도 하나 마련하는 복수 실내기를 이용하여 멀티 공조 방식으로 공기 조화 운전하는 혼합 공조시스템의 제어방법.
제18항에 있어서,

상기 제어메세지의 종류 판단 결과 상기 복수 공조 방식의 하나인 중앙 공조시스템에 대응하는 경우, 공기 덕트를 통하여 공기 조화된 공기를 각각의 공조 공간으로 공급하여 중앙 공조 방식으로 공기 조화하는 혼합 공조시스템의 제어방법.
제18항에 있어서,

상기 공조 운전하는 동안 상기 각 공조시스템에서는 각 공조 공간의 환경 정보를 센싱하는 센서를 통해 얻어진 센서 정보에 대한 제어 메세지를 상기 통합 제어기에 전송하는 혼합 공조시스템의 제어방법.
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