KR101610211B1 - 설비에 대한 중앙 제어 장치, 이를 포함한 설비 제어 시스템 및 설비 제어 방법 - Google Patents

설비에 대한 중앙 제어 장치, 이를 포함한 설비 제어 시스템 및 설비 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상황 변화에 따라 공조 대상 영역에 대한 재실자 수를 파악하고, 이를 근거로 한 열병형 방정식을 이용하여, 공조 대상 영역의 에너지 사용량을 예측하거나 공조 대상 영역에 대한 공기 조화를 수행하도록 설비를 제어하는 중앙 제어 장치, 설비 제어 시스템 및 설비 제어 방법을 제공하는 데 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 공조 대상 영역에 대한 공기 조화를 수행하는 공조기 및 상기 공조기에 대한 관제를 수행하는 중앙 제어 장치를 포함하는 설비 제어 시스템에 있어서, 상기 중앙 제어 장치는, 상기 공조 대상 영역에 대한 열평형 방정식을 근거로 공기 조화를 수행하도록 상기 공조기를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 열평형 방정식은, 상기 공조 대상 영역 내 온도 변화율에 따른 제1 열량 및 상기 공조 대상 영역 내 출입하는 열량 변화량에 따른 제2 열량으로 성립하되, 상기 제2 열량은 상기 공조 대상 영역 내 재실자 수를 근거로 산출된 인체 발열량을 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 시스템을 제공한다.
이상의 본 발명에 따른 설비를 제어하기 위한 중앙 제어 장치, 이를 포함한 설비 제어 시스템 및 설비 제어 방법은, 상황 변화에 따라 산출된 공조 대상 영역의 재실자 수를 근거로 한 열평형 방정식을 이용함으로써, 공조 대상 영역의 에너지 사용량을 정확하게 예측할 수 있고, 이를 근거로 공조를 수행함으로써, 에너지 낭비가 발생하는 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.

Description

설비에 대한 중앙 제어 장치, 이를 포함한 설비 제어 시스템 및 설비 제어 방법{CENTRAL CONTROL APPARATUS FOR FACILITIES, FACILITY CONTROL SYSTEM COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR CONTROLLING FACILITIES}
본 발명은 설비에 대한 중앙 제어 장치, 이를 포함한 설비 제어 시스템 및 설비 제어 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 공조 대상 영역에 대한 공기 조화를 수행하는 공조기를 제어하는 설비에 대한 중앙 제어 장치, 설비 제어 시스템 및 설비 제어 방법에 관한 발명이다.
최근, 건물의 설비가 현대화됨에 따라 건물 내에 설치된 전력, 조명, 공조, 방재 및 방범 등의 설비들을 자동으로 제어하는 자동제어시스템이 확대되고 있다. 즉, 설비들을 전체적으로 통합하여 관리할 수 있는 설비 제어 시스템(또는 설비 관제 시스템)의 개발이 활발하게 진행되고 있다.
설비 제어 시스템은 일반적으로 관제점이라고 하는 하나의 제어 또는 모니터링을 위한 감시점을 바탕으로 이루어질 수 있다. 따라서, 사용자 등은 한 개의 설비 또는 장비에 여러 개 혹은 단일의 관제점을 설정하고, 해당 관제점의 값을 통해 설비에 대한 모니터링, 제어 등을 수행할 수 있다. 이에 따라, 사용자는 빌딩에 설치되는 설비의 종류 및 형태별로 해당 관제점을 설정하고, 설비 관제 시스템에 등록하여 빌딩의 자동제어를 수행할 수 있다.
한편, 공기 조화는 온도와 습도를 유지하고, 박테리아, 먼지, 유해 가스를 제거하여 실내에 있는 사람 또는 물체에 대하여 쾌적한 환경을 조절하거나 조성하는 것을 의미한다.
일반적으로 건물 내부의 실내 온도 또는 습도를 유지하기 위해, 설비 제어 시스템은 공조 장치를 통해, 실내에 설치된 각종 센서에 의해 측정된 값을 근거로 부하에 따라, 송풍량을 변화시키거나, 전기 또는 가스를 이용한 히트펌프를 구동시켜 토출 공기의 온도를 변화시키도록 한다.
종래에는 건물 내부에 대한 공조 설계를 수행하거나 공조를 수행할 경우, 공조 대상 영역에 대하여 재실자 수를 파악하지 않음으로써, 건물 내부의 에너지 관리를 효율적으로 하는데 어려움이 있었다.
구체적으로, 건물 내부의 에너지 사용량을 예측할 때 오차가 발생하거나, 이를 근거로 공조를 수행할 때 에너지 낭비가 발생하는 문제가 있었다.
따라서, 이러한 문제를 해결하기 위한 필요 기술이 절실히 요구되는 실정이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 전술한 바와 같은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 상황 변화에 따라 공조 대상 영역에 대한 재실자 수를 파악하고, 이를 근거로 한 열병형 방정식을 이용하여, 공조 대상 영역의 에너지 사용량을 예측하거나 공조 대상 영역에 대한 공기 조화를 수행하도록 설비를 제어하는 중앙 제어 장치, 설비 제어 시스템 및 설비 제어 방법을 제공하는 데 있다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명은 공조 대상 영역에 대한 공기 조화를 수행하는 공조기 및 상기 공조기에 대한 관제를 수행하는 중앙 제어 장치를 포함하는 설비 제어 시스템에 있어서, 상기 중앙 제어 장치는, 상기 공조 대상 영역에 대한 열평형 방정식을 근거로 공기 조화를 수행하도록 상기 공조기를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 열평형 방정식은, 상기 공조 대상 영역 내 온도 변화율에 따른 제1 열량 및 상기 공조 대상 영역 내 출입하는 열량 변화량에 따른 제2 열량으로 성립하되, 상기 제2 열량은 상기 공조 대상 영역 내 재실자 수를 근거로 산출된 인체 발열량을 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 시스템을 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 설비 제어 시스템은, 상기 공조 대상 영역의 출입 게이트를 통과하는 사용자에 대한 정보를 읽어 들이는 리더기를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 사용자에 대한 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 공조 대상 영역이 복수인 경우, 상기 사용자에 대한 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 설비 제어 시스템은, 상기 공조 대상 영역 내에 위치한 적어도 하나의 컴퓨터에 대한 IP 주소 할당 여부를 감지하는 감지기를 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 IP 주소 할당 여부를 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 공조 대상 영역이 복수인 경우, 상기 IP 주소 할당 여부를 근거로 상기 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 설비 제어 시스템은, 상기 공조 대상 영역에 대한 사용자의 부재 정보를 관리하는 부재 정보 관리 시스템을 더 포함하되, 상기 제어부는, 상기 부재 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제어부는, 상기 공조 대상 영역이 복수인 경우, 상기 부재 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제2 열량은, 실외로부터 외피 및 창을 통해 전달되는 열량 변화량, 창을 통과한 직달 일사량에 따른 열량 변화량, 상기 공조기에 의해 공급 및 제거되는 열량 변화량, 외기가 실내로 들어오는 침기에 따른 열량 변화량, 인접한 공조 대상 영역과의 공기 이동에 따른 열량 변화량 및 상기 인체 발열량을 포함하는 내부 발열량 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 공조 대상 영역은, 외피의 적어도 일 측에서 내측으로 형성된 일정 영역을 외주부로 하고, 상기 외주부 이외의 영역을 내주부로 구분하되, 상기 중앙 제어 장치는, 상기 외주부 및 내주부 각각에 대한 열평형 방정식을 근거로 개별 공기 조화를 수행하도록 상기 공조기를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 공조 대상 영역에 대한 열평형 방정식을 근거로 공기 조화를 수행하도록 상기 공조기를 제어하되, 상기 열평형 방정식은, 상기 공조 대상 영역 내 온도 변화율에 따른 제1 열량 및 상기 공조 대상 영역 내 출입하는 열량 변화량에 따른 제2 열량으로 성립하고, 상기 제2 열량은 상기 공조 대상 영역 내 재실자 수를 근거로 산출된 인체 발열량을 포함하는 것을 특징으로 하는 중앙 제어 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 공조 대상 영역에 대한 열평형 방정식을 근거로 공기 조화를 수행하도록 상기 공조기를 제어하되, 상기 열평형 방정식은, 상기 공조 대상 영역 내 온도 변화율에 따른 제1 열량 및 상기 공조 대상 영역 내 출입하는 열량 변화량에 따른 제2 열량으로 성립하고, 상기 제2 열량은 상기 공조 대상 영역 내 재실자 수를 근거로 산출된 인체 발열량을 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 공조 대상 영역 내 재실자 수를 계산하는 단계 및 상기 공조 대상 영역 내 온도 변화율에 따른 제1 열량 및 상기 공조 대상 영역 내 출입하는 열량 변화량에 따른 제2 열량으로 성립되는 열평형 방정식을 근거로, 상기 공조 대상 영역에 대하여 공기 조화를 수행하도록 공조기를 제어하는 단계를 포함하되, 상기 제2 열량은 상기 공조 대상 영역 내 재실자 수를 근거로 산출된 인체 발열량을 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따라, 상기 공조 대상 영역의 출입 게이트를 통과하는 사용자에 대한 정보를 읽어 들이는 단계를 더 포함하되, 상기 재실자 수를 계산하는 단계는, 상기 사용자에 대한 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 재실자 수를 계산하는 단계는, 상기 공조 대상 영역이 복수인 경우, 상기 사용자에 대한 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 공조 대상 영역 내에 위치한 적어도 하나의 컴퓨터에 대한 IP 주소 할당 여부를 감지하는 단계를 더 포함하되, 상기 재실자 수를 계산하는 단계는, 상기 IP 주소 할당 여부를 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 재실자 수를 계산하는 단계는, 상기 공조 대상 영역이 복수인 경우, 상기 IP 주소 할당 여부를 근거로 상기 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 공조 대상 영역에 대한 사용자의 부재 정보를 관리하는 부재 정보 관리 시스템으로부터 상기 부재 정보를 수신하는 단계를 더 포함하되, 상기 재실자 수를 계산하는 단계는, 상기 부재 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 재실자 수를 계산하는 단계는, 상기 공조 대상 영역이 복수인 경우, 상기 부재 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 제2 열량은, 실외로부터 외피 및 창을 통해 전달되는 열량 변화량, 창을 통과한 직달 일사량에 따른 열량 변화량, 상기 공조기에 의해 공급 및 제거되는 열량 변화량, 외기가 실내로 들어오는 침기에 따른 열량 변화량, 인접한 공조 대상 영역과의 공기 이동에 따른 열량 변화량 및 상기 인체 발열량을 포함하는 내부 발열량 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따라, 상기 공조 대상 영역을 외피의 적어도 일 측에서 내측으로 형성된 일정 영역을 외주부로 하고, 상기 외주부 이외의 영역을 내주부로 구분하는 단계를 더 포함하되, 상기 공기 조화를 수행하는 단계는, 상기 외주부 및 내주부 각각에 대한 열평형 방정식을 근거로 개별 공기 조화를 수행하도록 상기 공조기를 제어할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 설비 제어 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
이상의 본 발명에 따른 설비를 제어하기 위한 중앙 제어 장치, 이를 포함한 설비 제어 시스템 및 설비 제어 방법은, 상황 변화에 따라 산출된 공조 대상 영역의 재실자 수를 근거로 한 열평형 방정식을 이용함으로써, 공조 대상 영역의 에너지 사용량을 정확하게 예측할 수 있고, 이를 근거로 공조를 수행함으로써, 에너지 낭비가 발생하는 문제를 해소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 다양한 실시예에 따라, 재실자의 수를 정확히 파악할 수 있는 효과가 있다.
또한, 공조 대상 영역을 외주부 및 내주부로 구분하고, 구분된 영역별로 열평형 방정식에 따라 에너지 사용량을 정확하게 예측할 수 있고, 이를 근거로 공조를 수행함으로써, 효율적인 공기 조화를 수행할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 공조 대상 영역인 건물 내부에 대한 개념도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따라 출입 관리 시스템을 포함한 설비 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따라 IP 감지기를 포함한 설비 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3c는 본 발명의 일 실시예에 따라 부재 정보 관리 시스템을 포함한 설비 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 외주부 및 내주부로 구분된 공조 대상 영역에 대한 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 방법을 단계별 흐름도로 나타낸 도면이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따라 출입 관리 시스템을 이용한 설비 제어 방법을 단계별 흐름도로 나타낸 도면이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따라 IP 감지기를 이용한 설비 제어 방법을 단계별 흐름도로 나타낸 도면이다.
도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따라 부재 정보 관리 시스템을 이용한 설비 제어 방법을 단계별 흐름도로 나타낸 도면이다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 일 실시예에 따라 공조 대상 영역을 설정하는 단계를 포함한 설비 제어 방법을 단계별 흐름도로 나타낸 도면이다.
아래에는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구성될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하고도 명확하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 설비 제어 시스템(또는 설비 관제 시스템)(10)은 건물 또는 빌딩에 배치된 설비를 제어하기 위한 빌딩 자동화 시스템일 수 있다. 특히, 설비 제어 시스템(10)은 빌딩종합관리시스템(BMS; Building Management System) 또는 건물 내에 설치된 설비들과 관련된 에너지를 관리하여 건물 내의 쾌적한 실내 환경을 유지하면서 에너지 성능을 높이기 위하여 사용되는 건물 에너지 관리 시스템(BEMS; Building Energy Management System)일 수 있다.
또한, 상기 빌딩 자동화 시스템은 자동화 시스템에서 적용 대상을 한정하지 않고, 공장 자동화 시스템 등을 포함하는 개념으로서, 본 명세서에서는 빌딩에 설치된 설비들을 제어하기 위한 빌딩 자동화 시스템을 일 예로 하여 설명하기로 한다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템(10)은 중앙 제어 장치(100), 상기 중앙 제어 장치와 통신 네트워크를 통해 연결된 설비 제어 장치(200, 200'), 하나 이상의 설비(300, 300') 및 장비(400, 400')를 포함할 수 있다.
여기서, 설비(300, 300')는, 상기 설비 제어 시스템(10)을 구성하는 서브 시스템으로서, 예를 들어, 에어컨, 환기, 공조기, 팬, 보일러, 냉각탑, 펌프, 온/습도센서, 냉동기, 조명기기, 전력 기기, 화재 시스템 등을 의미할 수 있다.
장비(400, 400')는 예를 들어 냉각탑 시스템을 설비로 하는 경우, 냉각탑, 펌프, 온도 센서 등을 의미할 수 있다.
중앙 제어 장치(100)는 하나 이상의 설비(300, 300') 또는 장비(400, 400')에 대한 하나 이상의 관제점을 등록하고, 상기 관제점을 이용하여 상기 설비를 관제할 수 있다.
상기 중앙 제어 장치(100)는 상기 관제점을 통해 상기 설비(300, 300') 또는 장비(400, 400')를 운전하는 관제 프로그램을 포함하고, 상기 관제 프로그램을 이용하여 상기 설비들(300, 300') 또는 장비들(400, 400')을 제어 및/또는 감시할 수 있다.
일 예로, 설비(300, 300')가 공조기인 경우, 중앙 제어 장치(320)는 실외기 또는 실내기의 가동 여부, 운전 모드, 온도, 습도, 풍속, 풍향 등과 같은 상태를 디스플레이부를 통해 출력하거나, 사용자에 의한 입력에 의해 실외기 또는 실내기가 제어되도록 제어 명령을 실외기 또는 실내기에 전송할 수 있다.
상기 중앙 제어 장치(100)는 상기 관제점의 적어도 일부를 등록하여 생성되는 하나 이상의 스테이션(또는 "가상의 서버")을 구비하고, 상기 각 스테이션은 사용자 입력을 통해 입력된 제어명령에 따라 등록된 일부 관제점에 대한 설비를 관제하도록 구성될 수 있다. 일 예로, 상기 중앙 제어 장치(100)는, 건물 전체의 상황을 종합적으로 제어 및/또는 감시하는 장치로서, 상기 설비들(300, 300'), 예를 들어 기계설비, 조명, 전력, 출입통제, 방재, 주차관리, 시설관리 등을 위한 별도의 단말기들을 구비할 수 있다.
상기 중앙 제어 장치(100)는, 상기 설비 제어 장치(200)와 네트워크 통신을 통해 서로 정보를 공유하고, 관제점을 통해 상기 설비(300, 300') 및 이에 포함된 장비들(400, 400')을 제어 또는 감시하는 자동화 서버일 수 있다.
상기 설비 제어 장치(200, 200')는, 상기 중앙 제어 장치(100)와 상기 하나 이상의 설비(300, 300') 사이에 위치하고, 상기 중앙 제어 장치(100)로부터 수신되는 관제 프로그램을 실행할 수 있다.
즉, 상기 설비 제어 장치(200, 200')는, 설비들(300, 300')을 제어하는 직접 제어기(Direct Digital Controller) 또는 PLC(Programmable Logic Controller)일 수 있다.
또한, 상기 설비 제어 장치(200, 200')는, 상기 중앙 제어 장치(100)와 서로 통신하여 정보를 교환하고, 상기 관제 프로그램 또는 상기 관제 프로그램에 따른 제어 명령을 수신하여 실행함으로써 상기 설비들(300, 300')을 제어할 수 있다.
또한, 상기 설비 제어 장치(200, 200')는, 상기 설비들(300, 300')에 구비된 하나 이상의 장비(400, 400'), 예를 들어 각각의 센서 및 조작 기기들에 설정된 관제점을 통해 건물 내 설비들의 제어출력 및 상태 변화 등과 같은 설비관련 정보를 기록하거나 저장할 수 있다.
상기 설비 제어 장치(200, 200')는, 예를 들어, 상기 관제 프로그램에 따라 상기 설비(300, 300') 또는 장비(400, 400')를 제어 또는 감시하는 마이크로 컴퓨터일 수 있다. 다시 말해, 상기 설비 제어 장치(200, 200')는 통신 네트워크를 통해 상기 중앙 제어 장치(100)와 연결되어서, 필요한 정보를 서로 송수신한다. 그에 따라, 건물 내에 설치된 공조 및 기타 설비에 대한 각 관제점들을 감시 또는 제어하고, 상기 각 관제점들에 내장된 함수를 이용하여 설비(300, 300') 또는 장비(400, 400')의 입출력 신호를 직접 제어할 수 있다.
구체적으로, 상기 설비 제어 장치(200, 200')는, 상기 중앙 제어 장치(100)와 상기 하나 이상의 설비(300, 300') 사이에 연결되어서 관제 프로그램 또는 상기 관제 프로그램에 따른 제어 명령을 수신하여, 이를 실행할 수 있다.
그리고 상기 설비 제어 장치(200, 200')는 그 실행 결과를 상기 중앙 제어 장치(100)에 전송할 수 있다. 이를 위해, 상기 중앙 제어 장치(100)는, 상기 관제 프로그램 또는 상기 관제 프로그램에 따른 제어 명령을 상기 설비 제어 장치(200, 200')에 전송하고, 상기 설비 제어 장치(200, 200')로부터 상기 관제 프로그램 또는 상기 관제 프로그램에 따른 제어 명령에 따른 실행 결과를 수신하는 수단으로 통신부(미도시)를 구비할 수 있다.
한편, 상기 중앙 제어 장치(100)와, 설비 제어 장치(200, 200'), 및 각 설비들(300, 300')은 통신 네트워크를 통해 서로 연결될 수 있다.
본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 상기 통신 네트워크는 다양한 통신 프로토콜을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 중앙 제어 장치(100)와, 설비 제어 장치(200, 200'), 및 각 설비들(300, 300')은 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol), 백넷(Building Automation & Control Network; BACnet)을 통해 서로 연결될 수 있다.
또한, 상기 통신 프로토콜에는 CAN, DeviceNet, Profibus, Interbus, LonWorks 등이 있으며, 그 중 특히 LonWorks는 OSI 7계층을 모두 사용하여 인터넷에 쉽게 연결될 수 있어 인터넷을 통한 감시 및 제어가 가능하다는 장점이 있어 다양하게 응용되고, 그 중요성 역시 점차 확대되고 있다.
설비(300, 300')가 공조기(310)인 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템(10)의 중앙 제어 장치(100)를 중심으로 한 일부 구성을 도 3a에 나타내었다.
도 3a에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템(10)의 중앙 제어 장치(100)는 공조기(310)와 통신 가능하도록 연결된 제어부(110)를 포함한다.
공조기(310)는 공조 대상 영역에 대한 공기 조화를 수행하는 수단으로서, 건물 내부의 실내 온도 또는 습도를 유지하도록 한다.
공조기(310)의 종류 또는 공조 방식 등에 대하여, 본 발명은 특별히 한정하지 않으나, 일 예로서, 본 발명에 따른 공조기(310)는 AHU(Air Handdling Unit), FCU(Fan Coil Unit), EHP(Electric Heat Pump), GHP(Gas Heat Pump) 등일 수 있으며, 공조 대상 영역에 대하여 정풍량 방식(CAV; Constant Air Volume), 변풍량 방식(VAV; Variable Air Volume), 팬코일 유닛 방식(FCU), 유인 유닛 방식(IDU; Induction Unit), 복사 냉난방 방식 등으로 공조를 수행할 수 있다.
제어부(110)는 공조기(310)가 공조 대상 영역에 공조를 수행하도록 상기 공조기(310)를 제어하되, 하기와 같은 열평형 방정식을 근거로 공조기(310)가 공조 대상 영역(R)에 공기 조화를 수행하도록 상기 공조기(310)를 제어하거나, 공조 대상 영역의 에너지 사용량을 예측할 수 있다.
공조 대상 영역은 일반적으로, 벽 및/또는 창과 같은 외피로 둘러싸인 실내의 영역으로서, 공조 대상 영역(R)의 종단면은 도 2(a)와 같이 나타낼 수 있고, 공조 대상 영역(R)에 대한 평면은 도 2(b)와 같이 나타낼 수 있다.
공조 대상 영역(R)은 하나 또는 복수일 수 있고, 하나의 공조 대상 영역(R)은 크기, 형상에 따라 복수의 공조 대상 영역(R)으로 분할되거나, 하나의 공조 대상 영역(R) 내에 배치된 구조물에 의해 구획된 복수의 공조 대상 영역(R)으로 분할될 수 있다.
공조 대상 영역(R)은 사용자 입력에 의해 설정되거나, 제어부(110)가 저장 수단(미도시)에 저장되어 있는 건물의 적어도 하나의 설계도를 이용하여, 상기와 같은 소정의 기준(공조 대상 영역(R)의 크기, 형상, 내벽이나 파티션 등과 같은 내부 구조물의 배치 등)을 근거로 설정될 수 있다.
한편, 공조 대상 영역(R)에 대하여 열전달 모델링을 하고, 이를 열평형 방정식으로 나타내면 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014073232332-pat00001
여기서, ρ는 밀도(kg/㎥), cp는 비열(W/(㎏K)), V는 체적(㎥), T는 온도(K), h는 열전달 계수, U는 통합열전달계수(W/(㎡K)), A는 면적(㎡), q″sol는 단위 면적당 일사량(W/㎡), λshgc는 창의 차폐계수,
Figure 112014073232332-pat00002
는 질량흐름률(kg/s), qsens는 내부 발열량(W)이다.
상기 수학식 1에 나타난 열평형 방정식은, 공조 대상 영역(R) 내 온도 변화율에 따른 제1 열량과 상기 공조 대상 영역(R) 내 출입하는 열량 변화량에 따른 제2 열량으로 성립될 수 있다.
이때, 제2 열량은, 구체적으로 상기 수학식 1에 나타낸 바와 같이, 첫 번째 항부터 순차적으로, 실외의 온도 변화에 따라 외피를 통해 전달되는 열량, 실외의 온도 변화에 따라 창을 통해 전달되는 열량, 창을 통과한 직달 일사량에 따른 열량 변화량, 공조기(310)에 의해 공급 및 제거되는 열량 변화량, 외기가 실내로 직접 들어오는 침기(외피, 창 등의 틈, 및 도어의 개폐 등에 의해 실내에 침입하는 공기)에 따른 열량 변화량, 실내의 내부 발열량(예로서, 인체, 조명, 각종 발열체 등에 의한 발열량)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 열량에 포함된 실내의 내부 발열량을 산출할 때, 실내의 내부 발열량은 공조 대상 영역(R) 내 재실자 수를 근거로 한 인체 발열량을 포함하는 것이 바람직하다.
인체 발열량은, 선형적으로, 1 인당 인체 발열량에 재실자 수를 산술적으로 곱한 값으로 산출될 수 있으나, 바람직하게는 저장 수단에 기 저장되어 있는 재실자 수에 따른 인체 발열량을 이용하여, 공조 대상 영역의 계산된 재실자 수를 근거로 하여, 상기 인체 발열량은 산출될 수 있다.
즉, 제어부(110)는 후술하는 실시예에 따라, 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 따른 중앙 제어 장치(100)는 인터페이스부(120)를 더 포함할 수 있다.
인터페이스부(120)는 공조기(310)의 상태(현재 온도, 습도, 오염도, 희망 온도, 습도, 오염도, 동작 모드, 송풍 여부, 전원의 온오프 상태 등) 및/또는 조도 센서(미도시) 또는 일사계(미도시)를 통해 감지된 조도 값을 출력하거나, 상기 공조기(310)에 대한 제어명령을 사용자로부터 직접 입력받는 수단이다.
인터페이스부(120)는 사용자로부터 제어명령을 입력받거나, 상태 정보를 출력하기 위해, 일반적으로 컴퓨터 단말기 또는 제어 터치 패널(Control Touch Panel)을 포함할 수 있다.
또한, 인터페이스부(120)는 HTTP(HyperText Transfer Protocol), HTTPS(HyperText Transfer Protocol over Secure Socket Layer), SMTP(Simple Mail Transfer Protocol) 등을 사용하여 XML 기반의 메세지를 네트워크 상에서 교환하는 형태의 프로토콜인 SOAP 또는 빌딩 자동화용 통신 프로토콜인 BACnet 등을 이용하여, 이동 통신 단말(미도시) 혹은 기타 단말기(미도시)를 통해 원격지의 사용자로부터 제어명령을 입력받거나, 원격의 사용자로 각종 상태 정보를 전송할 수도 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명에 따른 중앙 제어 장치(100)는 설비 제어 장치(200, 200'), 혹은 설비(300, 300') 및/또는 장비(400, 400')와 데이터를 송수신하기 위한 통신부(130)를 포함할 수 있다.
통신부(130)는 설비(300, 300') 및/또는 장비(400, 400')에 제어 명령을 전송하거나, 제어 명령의 실행 결과, 처리 과정, 또는 설비(300, 300') 및/또는 장비(400, 400')의 각종 상태 정보 등에 대한 정보를 수신할 수 있다.
통신부(130)와, 설비(300, 300') 및/또는 장비(400, 400') 간 유선 또는 무선에 의한 데이터 통신시, 상기 통신부(130)는 설비 제어 장치(200)를 거치거나 혹은 설비(300, 300') 및/또는 장비(400, 400')와 데이터 통신이 직접 이루어질 수 있음은 전술한 바와 같으나, 설비(300, 300') 및/또는 장비(400, 400')의 전단에 배치되어 서로 다른 통신 프로토콜을 사용하는 두 네트워크 간의 통신이 가능하도록 데이터를 전달하는 게이트웨이(일 예로, BACnet G/W, LonWorks G/W 등)(미도시)를 통해 데이터 통신이 이루어질 수도 있다.
이때, 통신부(130), 설비 제어 장치(200), 게이트웨이(미도시), 설비(300, 300') 및/또는 장비(400, 400')들의 노드 간 데이터 통신은 RS-232, RS-422, RS-485, PSDN(Public Switching Data Network), ISDN(Integrated Services Digital Network), ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line), VDSL(Very-high-data rate Digital Subscriber Line), 이더넷(Ethernet), PLC(Power Line Communication) 등의 유선 통신으로 연결되거나, 와이브로(WIBRO), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access)/WCDMA, 지그비(Zigbee), UWB(Ultra Wide band), 와이파이(Wireless Fidelity), 와이맥스(World Interoperability for Microwave Access), IRDA(Infrared Data Association), 무선주파수(RF: Radio Frequency), 블루투스(Bluetooth), 이동 컴퓨팅(Mobile Computing), 주파수 공용 통신(TRS: Trunked Radio System), 및 IEEE1394 등의 무선 통신으로 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 따른 제어부(110)는, 공조 대상 영역(R)에 대한 열평형 방정식을 근거로 공기 조화를 수행하도록 공조기(310)를 제어하되, 상기 제2 열량은 공조 대상 영역(R) 내 재실자 수를 근거로 산출된 인체 발열량을 포함할 수 있다.
재실자 수를 계산하기 위해, 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템(10)은 출입관리시스템(350)을 포함할 수 있다.
출입 관리 시스템(350)은 통신부(130)를 통해, 제어부(110)와 데이터 송수신 가능하도록 연결되되, 출입 관리 시스템(350)은 리더기(351) 및 출입자 데이터베이스(352)를 포함할 수 있다.
제어부(110)와 출입 관리 시스템(350) 간에는 도 3a에 도시한 바와 같이, 설비 제어 장치(200)를 거쳐 통신할 수 있도록 연결될 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 제어부(110)와 출입 관리 시스템(350) 간에 직접 연결될 수 있음은 물론이다.
리더기(351)는 빌딩의 출입구 또는 메인 게이트(main gate)에 설치되어, 사람 통과시, 사용자 정보를 저장한 수단(일 예로, 출입 카드 등)에 저장된 정보를 읽는 수단이다.
출입자 데이터베이스(352)는 사용자 정보를 저장하되, 상기 저장된 사용자 정보는 사용자의 빌딩 내 위치 정보를 포함할 수 있다. 이에 따라, 제어부(110)는 상기 리더기(351)로부터 읽어들인 사용자 정보와 상기 출입자 데이터베이스(352)에 저장된 사용자 정보를 비교하여, 현재 출입하는 사용자에 대한 위치 정보를 추출할 수 있다.
출입자 데이터베이스(352)는 도 3a에 도시한 바와 같이, 출입 관리 시스템(350)에 구비될 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 중앙 제어 장치(100) 또는 설비 제어 장치(200)에 구비될 수도 있다.
이때, 상기 사용자에 대한 위치 정보는 적어도 하나의 공조 대상 영역에 대한 것으로서, 소정의 공조 대상 영역을 지칭하는 정보일 수 있으나, 이와 달리, 사용자의 소속 정보나 사용자의 책상 위치 등과 같은 정보일 수 있다.
이에 따라, 제어부(110)는 리더기(351)로부터 읽어들인 사용자 정보와 매칭되는 출입자 데이터베이스(352)에 저장된 사용자 정보에 포함된 위치 정보를 이용하여, 사용자가 출입구를 통해 입실한 경우에는, 매칭되는 공조 대상 영역의 재실자 수를 증가시키고, 반대로 사용자가 출입구를 통해 퇴실한 경우에는, 매칭되는 공조 대상 영역의 재실자 수를 감소시킴으로써, 공조 대상 영역(R)의 재실자 수를 계산할 수 있다.
일 예로, 리더기(351)를 통해 읽은 출입 카드로부터 빌딩으로 들어오는 사람에 대한 소속 정보가 영업 1팀인 경우, 영업 1팀에 대응하는 공조 대상 영역의 재실자 수를 하나 증가시켜 계수함으로써, 상기 공조 대상 영역(R)의 재실자 수를 계산할 수 있다.
만약, 공조 대상 영역(R)이 복수인 경우에는, 상기 리더기(351)를 통해 읽은 사용자 정보를 근거로 매칭되는 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산함으로써, 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산하는 것이 바람직하다.
공조 대상 영역(R) 내 재실자 수를 산출하기 위해, 또 다른 실시예로서, 본 발명에 따른 설비 제어 시스템(10)은, 도 3b에 도시한 바와 같이, IP 감지기(360)(이하, 본 명세서에서는 "감지기"의 용어와 혼용하기로 한다)를 더 포함할 수 있다.
IP 감지기(360)는 공조 대상 영역(R) 내 배치되어 있는 컴퓨터와 전기적으로 연결되어, IP(Internet Protocol) 주소가 컴퓨터에 할당 여부를 감지하는 수단으로서, 제어부(110)는 IP 감지기(360)를 이용하여, IP 주소가 할당된 컴퓨터의 대수를 계수함으로써, 계수된 컴퓨터의 대수를 근거로 공조 대상 영역(R)의 재실자 수를 계산할 수 있다.
제어부(110)와 출입 관리 시스템(350) 간에는 도 3b에 도시한 바와 같이, 설비 제어 장치(200)를 거쳐 통신할 수 있도록 연결될 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 제어부(110)와 출입 관리 시스템(350) 간에 직접 연결될 수 있음은 물론이다.
이때, 제어부(110)는 감지기(360)를 이용하여, 전술한 바와 같이, IP 주소가 할당된 컴퓨터의 대수를 계수할 수 있으나, IP 주소가 DHCP 서버에 의해 유동적으로 할당되는 경우에는, IP 주소가 할당된 컴퓨터의 위치가 복수의 공조 대상 영역 중 어느 공조 대상 영역에 배치되었는지 부정확한 문제가 있다.
따라서, IP 주소가 할당된 컴퓨터가 복수의 공조 대상 영역 중 어느 공조 대상 영역에 배치되었는지 결정하기 위해, 컴퓨터에 대해 IP 주소를 할당하는 DHCP 서버는, 공조 대상 영역별로 IP 주소의 범위를 미리 설정하고, 소정 범위 내에 할당된 IP 주소를 계수하여, 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산하는 것이 바람직하다.
이와 달리, 감지기(360)는 컴퓨터의 MAC 주소가 인식되는지 감지하고, 제어부(110)는 상기 MAC 주소의 감지 여부를 근거로 공조 대상 영역의 재실자 수를 계수할 수 있다.
이때, 제어부(110)는 감지기(360)를 통해 컴퓨터의 MAC 주소를 인식하는 경우에는, MAC 주소가 고유의 주소이기 때문에, MAC 주소를 근거로 이에 대응하는 컴퓨터 또는 공조 대상 영역의 위치를 감지할 수 있으며, 이에 따라 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산할 수도 있다.
공조 대상 영역(R) 내 재실자 수를 산출하기 위해, 또 다른 실시예로서, 본 발명에 따른 설비 제어 시스템(10)은, 도 3c에 도시한 바와 같이, 부재 정보 관리 시스템(370)을 더 포함할 수 있다.
제어부(110)와 부재 정보 관리 시스템(370) 간에는, 도 3c에 도시한 바와 같이, 설비 제어 장치(200)를 거쳐 통신할 수 있도록 연결될 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 제어부(110)와 부재 정보 관리 시스템(370) 간에 직접 연결될 수 있음은 물론이다.
부재 정보 관리 시스템(370)은 사용자 입력에 의해 공조 대상 영역(R) 내 사용자의 휴가나 조퇴 등과 같은 부재 정보를 관리하는 시스템으로서, 부재 정보 관리 시스템(370)에 포함된 부재자 데이터베이스(371)는 사용자의 휴가나 조퇴 등과 같은 부재 정보를 저장할 수 있다.
여기서, 사용자의 부재 정보는 사용자의 위치에 대응되는 공조 대상 영역을 포함하여, 공조 대상 영역이 복수인 경우, 제어부(110)가 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 제어부(110)는 상기 부재 정보 관리 시스템(370)을 이용하여, 공조 대상 영역에 재실자 수를 계수하는 것이 바람직하다.
한편, 부재 정보 관리 시스템(370)은 출퇴근 기록을 함께 관리할 수 있다. 즉, 부재 정보 관리 시스템(370)은 컴퓨터에 대한 사용자 로그인 등을 기준으로 사용자별 출퇴근 기록을 관리함으로써, 실시간으로 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계수할 수 있다.
공조 대상 영역(R) 내 재실자 수를 산출하기 위해, 또 다른 실시예로서, 본 발명에 따른 설비 제어 시스템(10)은, 인체 감지 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.
제어부(110)는 공기 조화 영역(R)에 위치한 책상 혹은 의자를 향하여 설치된 인체 감지 센서(미도시)를 이용하여, 상기 책상 또는 의자에 사람의 존재 여부를 판단하고, 그 수를 계수함으로써, 상기 공기 조화 영역(R)의 재실자 수를 산출할 수 있다.
물론, 공기 조화 영역(R)이 복수인 경우, 제어부(110)는 상기 인체 감지 센서에 의해 감지된 사람의 존재 여부를 근거로, 공기 조화 영역별로 재실자수를 계산하는 것이 바람직하다.
공조 대상 영역(R) 내 재실자 수를 산출하기 위해, 또 다른 실시예로서, 본 발명에 따른 설비 제어 시스템(10)은, 계측기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
계측기(미도시)는 공조 대상 영역(R)에 위치한 책상마다 설치된 컴퓨터의 소비전력을 측정할 수 있다.
제어부(110)는 계측기(미도시)에 의해 측정된 소비전력값을 이용하여, 측정된 소비전력이 기준 값 이상인지 여부를 판단하고, 기준 값 이상이라면 사람이 있는 것을 가정하여 재실자의 수를 하나 증가시켜 계수함으로써, 상기 공기 조화 영역(R) 내 재실자 수를 계산할 수 있다.
상기와 같은 실시예에 따라, 공조 대상 영역(R) 내의 재실자 수를 계산하고, 이를 근거로 산출된 인체 발열량을 포함하는 열평형 방정식을 이용하여, 공조 대상 영역의 에너지 사용량을 예측하거나 공기 조화를 수행하도록 설비를 제어할 수 있다. 이때, 복수의 공조 대상 영역에 대해 개별적으로 공기 조화를 수행하거나, 서로 다른 공조 방식을 제공하도록 설계하거나, 공조 대상 영역의 에너지 사용량을 예측할 수 있다.
한편, 전술한 바와 같이, 하나의 공조 대상 영역(R)은 공조 대상 영역(R)의 크기, 형상, 내벽이나 파티션 등과 같은 내부 구조물의 배치 등을 근거로 복수의 공조 대상 영역으로 분할 설정될 수 있다.
이에 따라, 복수의 공조 대상 영역에 대하여, 공조 대상 영역별로 에너지 사용량을 예측하거나, 공조 대상 영역별로 공기 조화를 수행할 수 있다.
이때, 공조 대상 영역(R)은, 일 실시예에 따라, 도 4에 도시한 바와 같이, 외주부(O) 및 내주부(I)로 구분될 수 있다. 도 4(a)는 공조 대상 영역(R)에 대한 종단면을 나타낸 도면이고, 도 4(b)는 상기 공조 대상 영역(R)에 대한 평면을 나타낸 도면이다.
즉, 외주부(O)는 외피의 적어도 일 측에서 내측 방향으로 형성된 소정의 영역일 수 있고, 내주부(I)는 상기 공조 대상 영역(R)에서 상기 적어도 하나의 외주부(O)를 제외한 영역일 수 있다.
이때, 외주부(O) 및 내주부(I) 각각에 대한 열전달 모델링을 이용한 열평형 방정식은 하기 수학식 2 및 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014073232332-pat00003
여기서, ρ는 밀도(kg/㎥), cp는 비열(W/(㎏K)), V는 체적(㎥), T는 온도(K), h는 열전달 계수, U는 통합열전달계수(W/(㎡K)), A는 면적(㎡),
Figure 112014073232332-pat00004
는 단위 면적당 일사량(W/㎡), λshgc는 창의 차폐계수,
Figure 112014073232332-pat00005
는 질량흐름률(kg/s),
Figure 112014073232332-pat00006
는 내부 발열량(W)이다.
상기 수학식 2에 나타난 열평형 방정식은, 외주부(O)의 실내 온도 변화율에 따른 제1 외주부 열량과 외주부(O)에 출입하는 제2 외주부 열량으로 성립될 수 있다.
이때, 제2 외주부 열량은, 상기 수학식 2에 나타낸 바와 같이, 구체적으로 첫 번째 항부터 순차적으로, 실외의 온도 변화에 따라 외피를 통해 전달되는 열량, 실외의 온도 변화에 따라 창을 통해 전달되는 열량, 창을 통과한 직달 일사량에 따른 열량 변화량, 공조기(310)에 의해 공급 및 제거되는 열량 변화량, 외기가 실내로 직접 들어오는 침기(외피, 창 등의 틈, 및 도어의 개폐 등에 의해 실내에 침입하는 공기)에 따른 열량 변화량, 실내의 내부 발열량(예로서, 인체, 조명, 각종 발열체 등에 의한 발열량), 그리고 인접한 외주부 및 내주부와의 공기 이동에 따른 열량 변화량을 포함할 수 있다.
도 4(b)에 도시한 바와 같이, 공조 대상 영역(R)이 내주부(I)를 중심으로 방향에 따라 외주부(O)가 복수로 구분(예로서, 북쪽 방향의 외주부(ON), 동쪽 방향의 외주부(OE), 남쪽 방향의 외주부(OS), 서쪽 방향의 외주부(OW))되는 경우, 복수의 외주부(O) 각각에 대한 열평형 방정식을 근거로 공조 설계가 되거나 개별 공조가 수행될 수 있다.
또한, 내주부(I)에 대한 열평형 방정식은 하기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112014073232332-pat00007
상기 수학식 3에 나타난 열평형 방정식은, 내주부(I)의 실내 온도 변화율에 따른 제1 내주부 열량과 내주부(I)에 출입하는 제2 내주부 열량으로 성립될 수 있다.
이때, 제2 내주부 열량은, 상기 수학식 3에 나타낸 바와 같이, 구체적으로 첫 번째 항부터 순차적으로, 인접한 외주부(O)와의 공기 이동에 따른 열량 변화량, 천장을 통해 전달되는 열량, 바닥을 통해 전달되는 열량, 공조기(310)에 의해 공급 및 제거되는 열량 변화량, 그리고 실내의 내부 발열량(예로서, 인체, 조명, 각종 발열체 등에 의한 발열량)을 포함할 수 있다.
다시 말해, 본 발명에 따른 설비 제어 시스템(10)의 공조기(310)는 제2 외주부 열량 및 제2 내주부 열량을 근거로 하여, 외주부(O) 및 내주부(I)에 대한 공조 방식을 달리할 수 있고, 또한 공조 방식과 무관하게, 외주부(O) 및 내주부(I)가 동일 공조 방식에 의하더라도, 공조기(310)가 외주부(O) 및 내주부(I)에 개별적으로 공조를 수행를 수행하도록 제어될 수 있다.
일 예로서, 현재 실내 온도를 이용한 실내 온도 변화율을 근거로 한 제1 외주부 열량(또는 제1 내주부 열량)과 모델링된 실내 열부하 및 공조기(310)에 의해 공급 또는 제거되는 열량을 근거로 한 제2 외주부 열량(또는 제2 내주부 열량)을 이용하여, 제어부(110)는 외주부(또는 내주부)에 대하여 공조기(310)가 냉난방 등의 공조를 수행하도록 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 설비 제어 시스템(10)은 공조 대상 영역(R)을 외주부(O)와 내주부(I)로 구분하는 경우, 각각에 대한 열전달 모델링을 이용한 열평형 방정식을 근거로 하기 때문에, 제2 외주부 열량 및 제2 내주부 열량은 인접한 내주부(I) 및 외주부(O)와의 공기 이동에 따른 열량 변화량을 포함하는 것이 바람직하다.
이렇게 공조 대상 영역 내 구분된 영역들 간의 영향 정도를 근거로 함으로써, 외주부(O) 및 내주부(I)에 대한 정확한 열전달 모델링이 가능하여, 공조 대상 영역(R)에 대한 효율적인 공조가 가능하다. 특히, 내주부(I)의 경우에는, 주변에 인접한 외주부(O)와의 공기 이동에 따른 열량 변화량을 모두 반영하는 것이 바람직하다.
한편, 외주부(O)의 영역은 사용자 등에 의해 기 설정될 수 있으나, 제어부(110)는 후술할 조도 센서(미도시) 또는 일사계(미도시)를 이용하여, 주기적으로 조도 값 또는 일사량을 측정함으로써, 외주부(O)의 영역을 동적으로 설정하고, 그에 따라 공조기(310)를 통해 공조를 수행하는 것이 바람직하다.
일 실시예에 따라, 외주부(O)와 내주부(I) 간의 경계를 설정하기 위해, 창을 통과한 직달 일사가 공조 대상 영역 내에 도달하는 거리를 근거로 외주부의 영역이 설정될 수 있다.
이때, 상기 직달 일사가 도달하는 거리는, 특별히 한정하지 않으나, 기 설정된 기준 일사량 이상의 직달 일사가 도달한 거리의 최장 거리, 최단 거리 혹은 이들 간의 평균거리일 수 있으나, 바람직하게는 창(W)을 통해 공조 대상 영역(R)에 입사되는 일사량에 따른 가중치를 반영한 도달 거리들을 산술 평균한 거리일 수 있다.
외주부(O)와 내주부(I) 간의 경계를 계절, 기후, 시각 등에 따라 가변시키고, 그에 따라 구분된 외주부(O) 및 내주부(I)의 영역별로 공조를 수행함으로써, 환경 변화에 따라 적응하여 에너지 효율이 높고, 사용자의 쾌적감이 높은 공조가 가능하다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템(10)은 조도 센서(320) 또는 일사계(미도시)를 통해 측정된 일사량에 따라, 외주부(O)를 외측으로부터 내측 방향으로 제1 외주부, 제2 외주부, ... 제n 외주부로 세분화할 수 있고, 세분화된 외주부(O) 별로 공조 방식을 달리하도록 설계하거나, 공조를 달리 수행할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템(10)은, 중앙 제어 장치(100)에 통신 가능하도록 연결된 조도 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템(10)은, 공조 대상 영역(R)에 대한 조도 값을 측정하기 위한 조도 센서를 더 포함할 수 있다.
조도 센서는 주변의 임의의 광원으로부터 입사된 빛을 감지하여, 조도를 측정하는 수단이다.
이러한 조도 센서는 공조 대상 영역의 임의의 위치에 적어도 하나 설치될 수 있으나, 바람직하게는 공조 대상 영역 내에 창을 통해 입사되는 일사의 영향 여부를 판단할 수 있도록, 창의 위치를 기준으로 소정 거리의 천장에 설치되거나, 일정 거리를 간격으로 배치되어 설치될 수 있다.
따라서, 제어부(110)는 조도 센서를 통해 측정한 조도 값에 계절, 기후, 시각 등이 반영된 환산계수를 적용하여, 조도 값을 일사량으로 환산하고, 환산된 일사량을 근거로 외주부(O)의 영역을 설정하거나, 설정된 외주부(O)를 세분화할 수 있다.
그러나, 조도 센서를 통해 측정된 조도는 태양광 이외의 백열등, 형광등 등과 같은 램프 등에 의한 영향을 받을 수 있는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 시스템(10)은 일사계(미도시)를 포함하여, 일사계를 통해 일사량을 측정하고, 이를 근거로 외주부(O)의 영역을 설정하거나, 설정된 외주부(O)를 일사가 입사되는 정도에 따라 세분화할 수 있다.
한편, 전술한 실시예에 따른 기능의 수행 주체는 중앙 제어 장치(100)를 기준으로 하여 설명하였으나, 동일한 기능을 설비 제어 장치(200)가 수행할 수도 있다.
설비 제어 방법
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 방법을 단계별 흐름도로 나타낸 도면이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 방법은 공조 대상 영역에 대한 재실자 수를 계산하는 단계(S100) 및 상기 계산된 재실자 수를 근거로 열평형 방정식을 수립하고, 그에 따라 공기 조화를 수행하도록 설비 구체적으로 공조기를 제어하는 단계(S200)를 포함한다.
이하, 도 1 내지 4를 참조하여 자세히 살펴보기로 하되, 앞선 설명과 중복되는 부분은 그에 갈음하고, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
재실자 수를 계산하는 단계(S100)는, 제어부(110)가 공조 대상 영역(R)에 대한 열평형 방정식을 근거로 공기 조화를 수행하도록 공조기(310)를 제어할 때, 상기 열평형 방정식에 포함된 실내의 내부 발열량을 상황에 따라 적응적으로 계산하기 위하여, 공조 대상 영역(R) 내 재실자 수를 근거로 산출된 인체 발열량을 포함시킬 수 있다.
일 실시에에 따라, 설비 제어 시스템(10)은 출입 관리 시스템(350)을 포함할 수 있고, 공조 대상 영역(R) 내 재실자 수를 계산하기 위해, 도 6a에 도시한 바와 같이, 상기 재실자 수를 계산하는 단계(S100) 이전에 제어부(110)가 상기 출입 관리 시스템(350)으로부터 통신부(130)를 통해, 출입 게이트를 통과하는 사용자 정보를 수신하는 단계(S100)를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 리더기(351)가 사용자 정보를 저장한 수단(일 예로, 출입 카드 등)에 저장된 정보를 읽고, 제어부(110)는 상기 리더기(351)로부터 읽어들인 사용자 정보와 상기 출입자 데이터베이스(352)에 저장된 사용자 정보를 비교하여, 현재 출입하는 사용자에 대한 위치 정보를 추출한다.
이에 따라, 제어부(110)는 사용자에 대한 위치 정보를 이용하여, 상기 위치 정보에 대응되는 공조 대상 영역의 재실자 수를 감소시키거나 증가시킴으로써, 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산할 수 있다.
만약, 공조 대상 영역(R)이 복수인 경우에는, 상기 리더기(351)를 통해 읽은 사용자 정보를 근거로 매칭되는 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산함으로써, 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산하는 것이 바람직하다.
또 다른 실시예로서, 설비 제어 시스템(10)은 IP 감지기(360)를 포함할 수 있고, 공조 대상 영역(R) 내 재실자 수를 산출하기 위해, 도 6b에 도시한 바와 같이, 상기 재실자 수를 계산하는 단계(S100) 이전에 IP 감지기(360)가 공조 대상 영역(R) 내 배치되어 있는 컴퓨터 중 IP 주소의 할당 여부를 감지하는 단계(S20)를 더 포함할 수 있다.
이후, 제어부(110)는 IP 주소가 할당된 컴퓨터의 대수를 계수하고, 계수된 컴퓨터의 대수를 근거로 공조 대상 영역(R)의 재실자 수를 계산할 수 있다(S100).
이때, 제어부(110)는 감지기(360)를 이용하여, 전술한 바와 같이, IP 주소가 할당된 컴퓨터의 대수를 계수할 수 있으나, IP 주소가 DHCP 서버에 의해 유동적으로 할당되는 경우에는, IP 주소가 할당된 컴퓨터의 위치가 복수의 공조 대상 영역 중 어느 공조 대상 영역에 배치되었는지 부정확한 문제가 있다.
따라서, IP 주소가 할당된 컴퓨터가 복수의 공조 대상 영역 중 어느 공조 대상 영역에 배치되었는지 결정하기 위해, 컴퓨터에 대해 IP 주소를 할당하는 DHCP 서버는, 공조 대상 영역별로 IP 주소의 범위를 미리 설정하고, 소정 범위 내에 할당된 IP 주소를 계수하여, 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산하는 것이 바람직하다.
이와 달리, 감지기(360)는 컴퓨터에 대한 MAC 주소를 감지하고, 제어부(110)는 상기 MAC 주소의 감지 여부를 근거로 공조 대상 영역의 재실자 수를 계수할 수 있다. 이때, MAC 주소는 고유의 주소이기 때문에, 제어부(110)는 MAC 주소를 근거로 이에 대응하는 컴퓨터 또는 공조 대상 영역의 위치를 감지할 수 있고, 이에 따라 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산할 수도 있다.
또 다른 실시예로서, 설비 제어 시스템(10)은 부재 정보 관리 시스템(370)을 포함할 수 있고, 공조 대상 영역(R) 내 재실자 수를 산출하기 위해, 도 6c에 도시한 바와 같이, 상기 재실자 수를 계산하는 단계(S100) 이전에 부재 정보 관리 시스템(370)으로부터 부재 정보를 수신하는 단계(S30)를 더 포함할 수 있다.
이후, 제어부(110)는 상기 부재 정보를 근거로 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산할 수 있다(S100).
부재 정보 관리 시스템(370)은 사용자 입력에 의해 공조 대상 영역(R) 내 사용자의 휴가나 조퇴 등과 같은 부재 정보를 관리하는 시스템으로서, 부재 정보 관리 시스템(370)에 포함된 부재자 데이터베이스(371)는 사용자의 휴가나 조퇴 등과 같은 부재 정보를 저장할 수 있다.
여기서, 사용자의 부재 정보는 사용자의 위치에 대응되는 공조 대상 영역을 포함하여, 공조 대상 영역이 복수인 경우, 제어부(110)가 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
즉, 제어부(110)는 상기 부재 정보 관리 시스템(370)을 이용하여, 공조 대상 영역에 재실자 수를 계수하는 것이 바람직하다.
한편, 부재 정보 관리 시스템(370)은 출퇴근 기록을 함께 관리할 수 있다. 즉, 부재 정보 관리 시스템(370)은 컴퓨터에 대한 사용자 로그인 등을 기준으로 사용자별 출퇴근 기록을 관리함으로써, 실시간으로 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계수할 수 있다.
또 다른 실시예로서, 본 발명에 따른 설비 제어 시스템(10)은, 인체 감지 센서(미도시)를 더 포함할 수 있고, 공조 대상 영역(R) 내 재실자 수를 산출하기 위해, 공기 조화 영역(R)에 위치한 책상 혹은 의자를 향하여 설치된 인체 감지 센서(미도시)를 이용할 수 있다.
인체 감지 센서는 상기 책상 또는 의자에 사람의 존재 여부를 판단하고, 제어부(110)는 그 수를 계수함으로써, 상기 공기 조화 영역(R)의 재실자 수를 산출할 수 있다.
물론, 공기 조화 영역(R)이 복수인 경우, 제어부(110)는 상기 인체 감지 센서에 의해 감지된 사람의 존재 여부를 근거로, 공기 조화 영역별로 재실자수를 계산하는 것이 바람직하다.
또 다른 실시예로서, 본 발명에 따른 설비 제어 시스템(10)은, 계측기(미도시)를 더 포함할 수 있고, 공조 대상 영역(R) 내 재실자 수를 산출하기 위해, 공조 대상 영역(R)에 위치한 책상마다 설치된 컴퓨터의 소비전력을 측정하는 계측기를 이용할 수 있다.
제어부(110)는 계측기(미도시)에 의해 측정된 소비전력값을 이용하여, 측정된 소비전력이 기준 값 이상인지 여부를 판단하고, 기준 값 이상이라면 사람이 있는 것을 가정하여 재실자의 수를 하나 증가시켜 계수함으로써, 상기 공기 조화 영역(R) 내 재실자 수를 계산할 수 있다.
본 발명에 따른 설비 제어 방법은, 상기 제어부(110)가 재실자 수를 계산하는 단계(S100) 이후에, 공조 대상 영역(R)에 대하여 공기 조화를 수행하는 단계(S200)를 포함한다.
제어부(110)는 공조기(310)가 공조 대상 영역에 공조를 수행하도록 상기 공조기(310)를 제어하되, 상기 수학식 1과 같은 열평형 방정식을 근거로 공조기(310)가 공조 대상 영역(R)에 공기 조화를 수행하도록 상기 공조기(310)를 제어하거나, 공조 대상 영역의 에너지 사용량을 예측할 수 있다.
전술한 바와 같이, 공조 대상 영역(R)은 하나 또는 복수일 수 있고, 공조 대상 영역이 복수인 경우, 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산하고, 이를 근거로 복수의 공조 대상 영역별 열평형 방정식을 근거로 공조 설계가 되거나 개별 공조가 수행될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 방법은, 도 7에 도시한 바와 같이, 재실자 수를 계산하는 단계(S100) 이전에, 제어부(110)가 공조 대상 영역(R)을 설정하는 단계(S1)를 더 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 하나의 공조 대상 영역(R)은 크기, 형상에 따라 복수의 공조 대상 영역(R)으로 분할되거나, 하나의 공조 대상 영역(R) 내에 배치된 구조물에 의해 구획된 복수의 공조 대상 영역(R)으로 분할될 수 있다.
공조 대상 영역(R)은 사용자 입력에 의해 설정되거나, 제어부(110)가 건물에 대한 적어도 하나의 설계도를 이용하여, 상기와 같은 소정의 기준(공조 대상 영역(R)의 크기, 형상, 내벽이나 파티션 등과 같은 내부 구조물의 배치 등)을 근거로 설정될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라, 공조 대상 영역(R)은, 도 4에 도시한 바와 같이, 외주부(O) 및 내주부(I)로 구분될 수 있다.
외주부(O)는 외피의 적어도 일 측에서 내측 방향으로 형성된 소정의 영역일 수 있고, 내주부(I)는 상기 공조 대상 영역(R)에서 상기 적어도 하나의 외주부(O)를 제외한 영역일 수 있다.
이때, 외주부(O) 및 내주부(I) 각각에 대한 열전달 모델링을 이용한 열평형 방정식은 상기 수학식 2 및 3과 같이 나타낼 수 있다.
공조 대상 영역(R)을 외주부(O)와 내주부(I)로 구분하는 경우, 각각에 대한 열전달 모델링을 이용한 열평형 방정식을 근거로 하기 때문에, 제2 외주부 열량 및 제2 내주부 열량은 인접한 내주부(I) 및 외주부(O)와의 공기 이동에 따른 열량 변화량을 포함하는 것이 바람직하다.
이렇게 공조 대상 영역 내 구분된 영역들 간의 영향 정도를 근거로 함으로써, 외주부(O) 및 내주부(I)에 대한 정확한 열전달 모델링이 가능하여, 공조 대상 영역(R)에 대한 효율적인 공조가 가능하다. 특히, 내주부(I)의 경우에는, 주변에 인접한 외주부(O)와의 공기 이동에 따른 열량 변화량을 모두 반영하는 것이 바람직하다.
한편, 외주부(O)의 영역은 사용자 등에 의해 기 설정될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 공조 대상 영역을 설정하는 단계(S1)는, 도 7b에 도시한 바와 같이, 제어부(110)는 조도 센서 또는 일사계를 이용하여, 주기적으로 조도 값 또는 일사량을 측정(S1a)하는 단계 및 외주부(O)의 영역을 동적으로 설정하는 단계(S1b)를 포함할 수 있다.
이때, 외주부(O)는, 일 측의 외피로부터 내측 방향으로 소정의 거리만큼 형성된 범위로 설정하되, 외주부(O)와 내주부(I) 간의 경계를 설정하기 위해, 창(W)을 통과한 직달 일사가 공조 대상 영역(R) 내에 도달하는 거리를 근거로 외주부(O)의 영역이 설정될 수 있다.
이때, 상기 직달 일사가 도달하는 거리는, 특별히 한정하지 않으나, 기준 일사량 이상의 직달 일사가 도달한 거리의 최장 거리, 최단 거리 혹은 이들 간의 평균거리일 수 있으나, 바람직하게는 창을 통해 공조 대상 영역에 입사되는 일사량에 따른 가중치를 반영한 도달 거리들을 산술 평균한 거리일 수 있다.
외주부(O)와 내주부(I) 간의 경계를 계절, 기후, 시각 등에 따라 가변시키고, 그에 따라 구분된 외주부(O) 및 내주부(I)의 영역별로 공조를 수행함으로써, 에너지 효율이 높고, 사용자의 쾌적감이 높은 공조 수행이 가능하다.
나아가, 조도 센서 또는 일사계를 통해 측정된 일사량에 따라, 외주부(O)를 외측으로부터 내측 방향으로 제1 외주부, 제2 외주부, ... 제n 외주부로 세분화하여, 세분화된 외주부 별로 공조 방식을 달리하도록 설계하거나, 공조를 달리 수행할 수도 있다.
제어부(110)는 공조 대상 영역(R)에 설치된 조도 센서를 통해 측정한 조도 값에 계절, 기후, 시각 등이 반영된 환산계수를 적용하여, 일사량으로 환산하고, 환산된 일사량을 근거로 외주부(O)의 영역을 설정하거나, 외주부(O)를 세분화할 수 있다.
그러나, 조도 센서를 통해 측정된 조도는 태양광 이외의 백열등, 형광등 등과 같은 램프 등에 의한 영향을 받을 수 있는 문제가 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 빌딩 공조 방법은, 제어부(110)가 일사계를 통해 측정된 일사량을 이용하여, 이를 근거로 외주부(O)의 영역을 설정하거나, 설정된 외주부(O)를 일사가 입사되는 정도에 따라 세분화할 수 있다.
컴퓨터 판독 가능한 기록매체
이상 설명된 본 발명의 일 실시예에 따른 설비 제어 방법은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당 업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크, 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 기술적 과제를 해결하기 위해 개시된 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 사상 및 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 설비 제어 시스템 100: 중앙 제어 장치
110: 제어부 120: 인터페이스부
130: 통신부 200: 설비 제어 장치
300, 300': 설비 310: 공조기
350: 출입 관리 시스템 351: 리더기
352: 출입자 데이터베이스 360: IP 감지기
370: 부재 정보 관리 시스템 400, 400': 장비
R: 공조 대상 영역 W: 창
O: 외주부 I: 내주부

Claims (20)

  1. 공조 대상 영역에 대한 공기 조화를 수행하는 공조기; 및
    상기 공조기에 대한 관제를 수행하는 중앙 제어 장치;
    를 포함하는 설비 제어 시스템에 있어서,
    상기 중앙 제어 장치는,
    상기 공조 대상 영역에 대한 열평형 방정식을 근거로 공기 조화를 수행하도록 상기 공조기를 제어하는 제어부;
    를 포함하고, 상기 열평형 방정식은, 상기 공조 대상 영역 내 온도 변화율에 따른 제1 열량 및 상기 공조 대상 영역 내 출입하는 열량 변화량에 따른 제2 열량으로 성립하되,
    상기 제2 열량은 상기 공조 대상 영역 내 재실자 수를 근거로 산출된 인체 발열량을 포함하고,
    상기 공조 대상 영역은,
    외피의 적어도 일 측에서 내측으로 형성된 일정 영역인 외주부 및 상기 외주부 이외의 영역인 내주부로 구분하고,
    상기 열평형 방정식은,
    상기 외주부 및 상기 내주부 상호 간의 영향이 반영된 것을 특징으로 하는 설비 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공조 대상 영역을 포함하는 빌딩 내 출입구에 구비되어, 상기 공조 대상 영역의 출입 게이트를 통과하는 사용자에 대한 정보를 읽어 들이는 리더기; 및
    상기 사용자에 대한 정보가 저장된 출입자 데이터베이스;
    를 더 포함하되,
    상기 사용자에 대한 정보는,
    상기 빌딩 내 사용자의 위치 정보를 포함하고,
    상기 제어부는, 상기 리더기로부터 읽어드린 사용자에 대한 정보와 상기 출입자 데이터베이스에 저장된 사용자에 대한 정보를 비교한 결과를 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 공조 대상 영역이 복수인 경우, 상기 사용자에 대한 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 설비 제어 시스템은,
    상기 공조 대상 영역 내에 위치한 적어도 하나의 컴퓨터에 대한 IP 주소 할당 여부를 감지하는 감지기;
    를 더 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 IP 주소 할당 여부를 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산하는 것 특징으로 하는 설비 제어 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 공조 대상 영역이 복수인 경우, 상기 IP 주소 할당 여부를 근거로 상기 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 설비 제어 시스템은,
    상기 공조 대상 영역에 대한 사용자의 부재 정보를 관리하는 부재 정보 관리 시스템;
    을 더 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 부재 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 공조 대상 영역이 복수인 경우, 상기 부재 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 열량은,
    실외로부터 외피 및 창을 통해 전달되는 열량 변화량, 창을 통과한 직달 일사량에 따른 열량 변화량, 상기 공조기에 의해 공급 및 제거되는 열량 변화량, 외기가 실내로 들어오는 침기에 따른 열량 변화량, 인접한 공조 대상 영역과의 공기 이동에 따른 열량 변화량 및 상기 인체 발열량을 포함하는 내부 발열량 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 중앙 제어 장치는,
    상기 외주부 및 내주부 각각에 대한 열평형 방정식을 근거로 개별 공기 조화를 수행하도록 상기 공조기를 제어하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 공조 대상 영역 내에 구비된 컴퓨터의 소비전력을 측정하는 계측기;
    를 더 포함하되,
    상기 제어부는, 상기 계측기에서 측정된 소비전력값을 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 시스템.
  11. 공조 대상 영역에 대한 열평형 방정식을 근거로 공기 조화를 수행하도록 공조기를 제어하되,
    상기 열평형 방정식은, 상기 공조 대상 영역 내 온도 변화율에 따른 제1 열량 및 상기 공조 대상 영역 내 출입하는 열량 변화량에 따른 제2 열량으로 성립하고,
    상기 제2 열량은 상기 공조 대상 영역 내 재실자 수를 근거로 산출된 인체 발열량을 포함하되,
    상기 공조 대상 영역은,
    외피의 적어도 일 측에서 내측으로 형성된 일정 영역인 외주부 및 상기 외주부 이외의 영역인 내주부로 구분하고,
    상기 열평형 방정식은,
    상기 외주부 및 상기 내주부 상호 간의 영향이 반영된 것을 특징으로 하는 설비 제어 장치.
  12. 공조 대상 영역 내 재실자 수를 계산하는 단계; 및
    상기 공조 대상 영역 내 온도 변화율에 따른 제1 열량 및 상기 공조 대상 영역 내 출입하는 열량 변화량에 따른 제2 열량으로 성립되는 열평형 방정식을 근거로, 상기 공조 대상 영역에 대하여 공기 조화를 수행하도록 공조기를 제어하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 제2 열량은 상기 공조 대상 영역 내 재실자 수를 근거로 산출된 인체 발열량을 포함하고,
    상기 공조 대상 영역은,
    외피의 적어도 일 측에서 내측으로 형성된 일정 영역인 외주부 및 상기 외주부 이외의 영역인 내주부로 구분하고,
    상기 열평형 방정식은,
    상기 외주부 및 상기 내주부 상호 간의 영향이 반영된 것을 특징으로 하는 설비 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 공조 대상 영역의 출입 게이트를 통과하는 사용자에 대한 정보를 읽어 들이는 단계;
    를 더 포함하되, 상기 재실자 수를 계산하는 단계는, 상기 사용자에 대한 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 재실자 수를 계산하는 단계는,
    상기 공조 대상 영역이 복수인 경우, 상기 사용자에 대한 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 공조 대상 영역 내에 위치한 적어도 하나의 컴퓨터에 대한 IP 주소 할당 여부를 감지하는 단계;
    를 더 포함하되, 상기 재실자 수를 계산하는 단계는, 상기 IP 주소 할당 여부를 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 재실자 수를 계산하는 단계는,
    상기 공조 대상 영역이 복수인 경우, 상기 IP 주소 할당 여부를 근거로 상기 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 공조 대상 영역에 대한 사용자의 부재 정보를 관리하는 부재 정보 관리 시스템으로부터 상기 부재 정보를 수신하는 단계;
    를 더 포함하되, 상기 재실자 수를 계산하는 단계는, 상기 부재 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역의 재실자 수를 계산하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 재실자 수를 계산하는 단계는,
    상기 공조 대상 영역이 복수인 경우, 상기 부재 정보를 근거로 상기 공조 대상 영역별로 재실자 수를 계산하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 방법.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2 열량은,
    실외로부터 외피 및 창을 통해 전달되는 열량 변화량, 창을 통과한 직달 일사량에 따른 열량 변화량, 상기 공조기에 의해 공급 및 제거되는 열량 변화량, 외기가 실내로 들어오는 침기에 따른 열량 변화량, 인접한 공조 대상 영역과의 공기 이동에 따른 열량 변화량 및 상기 인체 발열량을 포함하는 내부 발열량 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 방법.
  20. 제 12 항에 있어서,
    상기 공기 조화를 수행하는 단계는, 상기 외주부 및 내주부 각각에 대한 열평형 방정식을 근거로 개별 공기 조화를 수행하도록 상기 공조기를 제어하는 것을 특징으로 하는 설비 제어 방법.
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