KR101857711B1

KR101857711B1 - 건물에너지관리시스템의 도입효과 산정 시뮬레이션 장치

Info

Publication number: KR101857711B1
Application number: KR1020170153090A
Authority: KR
Inventors: 권오경; 김용희; 이태동; 박원장; 양수현
Original assignee: 주식회사 에코시안
Priority date: 2017-11-16
Filing date: 2017-11-16
Publication date: 2018-06-19

Abstract

본 발명의 실시 형태는 건물 에너지 관리 시스템(BEMS)의 시뮬레이션에 사용되는 라이브러리가 저장된 라이브러리 DB; BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 건물정보를 선택받을 수 있는 건물 정보 입력창을 상기 라이브러리 DB를 이용하여 생성하여, 상기 건물 정보 입력창을 통하여 사용자로부터 건물정보를 입력받는 입력 유닛; 상기 입력 유닛을 통하여 입력된 건물정보를 이용하여 건물 모델링을 수행하는 건물 모델링 유닛; 상기 건물 모델링을 대상을 BEMS의 도입효과 시뮬레이션을 수행하여 월별 절감효과를 포함하는 BEMS 도입효과 시뮬레이션 결과를 산출하는 시뮬레이션 유닛; 및 상기 BEMS 도입효과 시뮬레이션 결과가 표시되는 도입효과 결과 표시창이 표시되는 표시 유닛;을 포함할 수 있다.

Description

건물에너지관리시스템의 도입효과 산정 시뮬레이션 장치{Apparatus for simulation with BEMS}

본 발명은 건물에너지관리시스템의 도입효과 산정 시뮬레이션 장치로서, 건물에너지관리시스템(BEMS)을 도입했을 때의 효과를 시뮬레이션하는 시뮬레이션 장치에 관한 것이다.

건물의 생애 주기를 약 30년으로 보았을 경우, 운영 단계에서의 생애 비용은 약 60-85%이다. 따라서 건물에 설치된 제어가능 시스템들(예를 들어, AHU, 보일러, 냉각기, 차양 장치, 팬 등)의 최적 운영은 에너지 절감 달성에 큰 비중을 차지한다. 결국, 운영 단계에서 에너지 절감 가능성은 설계 또는 시공 단계에 투입된 노력과 비교하면 매우 높다.

한편, 건물 에너지 관리 시스템(BEMS; Building Energy Management System)은 컴퓨터 기반의(computer-aided tools) 툴로써, 건물 상태의 모니터링, 기기 제어, 최적화에 사용된다. 현재 대부분의 BEMS 운영은 전체적인 설비의 단순 제어 및 감시 기능만 수행하고, 에너지 관리에 대한 기능은 부분적으로 제공하고 있는 실정으로, 건물에 특화된 체계적인 에너지 관리 기능에 한계가 있다.

건물 에너지 시뮬레이션 결과값 산출을 위해서는 대상 건물에 대한 건물 외형 모델링이 필수적이다.

그러나 EnergyPlus, eQuest 등의 시뮬레이션 툴을 활용한 건물 외형 모델링은 사용자로 하여금 전문적인 기술과 많은 수고로움을 필요로 하는 문제가 있다.

또한, 새로운 기술 적용에 따른 대상 건물의 에너지 성능 변화 등에 대한 단순 결과 비교를 위해서도 건물 외형 모델링은 필수적이다. 이때, 단순모델 시뮬레이션 도구를 통해 보다 손쉽게 건물 외형 모델링을 수행할 수 있는 장치의 필요성이 절실하다.

한국공개특허 10-2015-0047989

본 발명의 기술적 과제는 건물에너지관리시스템(BEMS)을 도입했을 때의 효과를 시뮬레이션함에 있어서 건물 외형 모델링을 간단히 할 수 있는 수단을 제공하는데 있다.

상기 라이브러리 DB는, 각 건물외형의 표준정보인 건물외형 라이브러리가 저장된 건물외형 라이브러리 DB; 각 구조체의 표준정보인 구조체 라이브러리가 저장된 구조체 라이브러리 DB; 각 실내부하의 표준정보인 실내부하 라이브러리가 저장된 실내부하 라이브러리 DB; 및 각 공조설비의 표준정보인 공조설비 라이브러리가 저장된 공조설비 라이브러리 DB;를 포함할 수 있다.

상기 건물외형 라이브러리는, 사각외형, L-외형, T-외형, ㅁ-외형, H-외형, U-외형의 6개의 건물외형을 포함할 수 있다.

상기 건물 정보 입력창은, BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 건물 외형 및 구조체 정보를 입력받는 건물 외형 및 구조체 입력창; BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 실내부하를 입력받는 실내부하 입력창; 및 BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 공조설비를 입력받는 공조설비 입력창;을 포함할 수 있다.

상기 건물 외형 및 구조체 입력창은, 상기 6개의 건물 외형을 표시하여 어느 하나의 건물 외형을 선택받으며, 층수, 방위, 층고정보를 입력받는 건물 외형 선택 필드; 건물외형의 종류에 따라서 외주부 폭, 길이1, 길이2, 폭1, 폭2, 끝1, 끝2, 오프셋1, 오프셋2, 오프셋3으로 구분된 외형크기를 입력받는 외형 크기 입력 필드; 창면적비를 입력받는 창면적비 입력 필드;를 포함할 수 있다.

상기 창면적비 입력 필드는, 동측 벽체, 서측 벽체, 남측 벽체, 및 북측 벽체의 방향별로 창면적의 면적비율을 %로 입력받음을 특징으로 할 수 있다.

상기 구조체 라이브러리 DB는, 열관류율의 표준정보인 열관류율 라이브러리가 지역별로 저장되어 있으며, 상기 건물 외형 및 구조체 입력창은, 중부, 남부, 제주를 포함하는 지역을 선택받으며, 상기 건물 모델링 유닛은, 선택된 지역의 열관류율을 상기 구조체 라이브러리를 통해 추출하여 건물에 적용하는 모델링을 수행함을 특징으로 할 수 있다.

상기 실내부하 입력창은, 실내의 재실 인원수, 조명밀도, 기기밀도를 포함하는 실내밀도를 입력받는 실내부하 입력 필드; 및 실내의 재실 스케줄, 조명 스케줄, 기기 스케줄, 공조 스케줄을 포함하는 스케줄을 입력받는 스케줄 입력 필드;를 포함할 수 있다.

실내부하 라이브러리는, 각 실내의 재실 스케줄, 조명 스케줄, 기기 스케줄, 공조 스케줄을 포함하는 스케줄을 건물 용도별로 다르게 저장하고 있으며, 상기 스케줄 입력 필드는, 건물 용도에 따른 스케줄을 표시하여 사용자로부터 선택받음을 특징으로 할 수 있다.

상기 공조설비 라이브러리는, 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트가 저장되어 있으며, 상기 공조설비 입력창은, 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트를 표시하여, 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트 중에서 두 개 이상 조합으로서 선택받음을 특징으로 할 수 있다.

상기 건물 모델링 유닛은, 두 개 이상 조합으로서 선택되는 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비를 이용하여 건물 모델링을 수행할 수 있다.

상기 공조설비 입력창은, 판매시설, 교육시설, 숙박시설, 업무시설, 공공시설, 및 의료시설의 건물 용도에 따라서 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트를 다르게 하여 표시할 수 있다.

상기 공조설비 입력창은, 판매시설, 교육시설, 숙박시설, 업무시설, 공공시설, 및 의료시설의 건물 용도에 따라서 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비 중 어느 두 종류의 리스트만을 표시할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면 건물외형, 구조체, 실내부하, 공조설비에 대한 라이브러리를 구축함으로써, 간단한 입력을 통해 동적에너지 시뮬레이션을 수행할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치의 기능 블록도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 건물외형 라이브러리에 저장된 건물외형의 예시 그림.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공조설비 라이브러리에 저장되는 공조설비 리스트를 도시한 그림.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 BEMS 도입효과 시뮬레이션 결과가 표시되는 표시 유닛의 예시 그림.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 건물 외형 및 구조체 입력창의 예시 그림.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실내부하 입력창의 예시 그림.

이하, 본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것으로, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치의 기능 블록도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 건물외형 라이브러리에 저장된 건물외형의 예시 그림이며, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 공조설비 라이브러리에 저장되는 공조설비 리스트를 도시한 그림이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 BEMS 도입효과 시뮬레이션 결과가 표시되는 표시 유닛의 예시 그림이다.

건물 에너지 관리 시스템(BEMS; Building Energy Management System)은 컴퓨터 기반의(computer-aided tools) 툴로써, 건물 상태의 모니터링, 기기 제어, 최적화에 사용된다. 건물 에너지 시뮬레이션 결과값 산출을 위해서는 대상 건물에 대한 건물 외형 모델링이 필수적이다.

이를 위해 본 발명은 건물 형태, 구조체, 내부부하의 단순화를 통한 설비 또는 설비 알고리즘에 대한 시뮬레이션 결과를 비교 및 분석하고자 한다. 특히 본 발명은 건물외형, 구조체, 실내부하, 공조설비에 대한 라이브러리를 구축함으로써, 사용자는 간단한 입력을 통해 동적에너지 시뮬레이션 수행이 가능하도록 한다.

본 발명의 BEMS 도입효과 산정을 위한 시뮬레이션 장치는, 라이브러리 DB(100), 입력 유닛(200), 건물 모델링 유닛(300), 시뮬레이션 유닛(400), 및 표시 유닛(500)을 포함할 수 있다.

라이브러리 DB(100)는, 건물 에너지 관리 시스템(BEMS; Building Energy Management System)의 시뮬레이션에 사용되는 라이브러리가 저장되는 데이터베이스(DB;DataBase)이다. 여기서 데이터베이스는, 하드디스크 드라이브(Hard Disk Drive), SSD 드라이브(Solid State Drive) 등의 저장체가 구비된 DB 서버로서 구축될 수 있다. 또는 별도의 정보의 입출력이 가능한 외부 저장체로서 구현될 수 있다. 라이브러리(library)는, 컴퓨터 이용의 효율화를 꾀하기 위해서 이용자가 필요에 따라서 사용하는 표준화된 프로그램 및 서브루틴의 모임을 말한다. 이들의 제공형태는 유저 프로그램의 속에서 서브루틴으로서 사용되는 서브모듈형과 일련의 처리가 라이브러리의 속에서 완결(完結)하는 패킷형으로 크게 나누어지는데 이것을 달리 프로그램 라이브러리라고도 한다. 다른 프로그램들과 링크되기 위하여 존재하는 하나 이상의 서브루틴이나 function들이 저장된 파일들의 모음을 말하는데, 함께 링크될 수 있도록 보통 컴파일된 형태(object module)로 존재한다. 라이브러리는 많은 다른 프로그램들에서 사용할 수 있도록 운영체계나 소프트웨어 개발 환경제공자들에 의해 제공되는 경우가 많다. 라이브러리 내에 있는 루틴들은 두루 쓸 수 있도록 설계되도록 한다.

본 발명의 라이브러리 DB(100)는, 건물외형 라이브러리 DB(110), 구조체 라이브러리 DB(120), 실내부하 라이브러리 DB(130), 및 공조설비 라이브러리 DB(140)를 포함할 수 있다.

건물외형 라이브러리 DB(110)는, 각 건물외형의 표준정보인 건물외형 라이브러리가 저장된 데이터베이스이다. 도 3에 도시한 바와 같이 사각외형, L-외형, T-외형, ㅁ-외형, H-외형, U-외형의 6개의 건물외형을 저장한다. 경우에 따라서 다른 형태의 건물외형이 건물외형 라이브러리 DB(110)에 저장될 수 있을 것이다.

구조체 라이브러리 DB(120)는, 각 구조체의 표준정보인 구조체 라이브러리가 저장된 데이터베이스이다. 여기서 구조체는 건물 벽체를 말한다. 특히, 구조체 라이브러리 DB(120)는, 열관류율의 표준정보인 열관류율 라이브러리가 지역별로 저장되어 있을 수 있다. 열관류율(thermal transmittance)은, 열관류에 의한 관류 열량의 계수로, 열관류에 의한 관류 열량의 계수로서, 전열의 정도를 나타내는데 사용한다. 즉, 즉, 정상 상태에서 고체벽을 사이에 두고 두 유체간의 단위 면적을 통하여 단위 시간에 이동하는 열량 Q는 두 유체의 온도차 (t1-t2)에 비례하고, Q=K(t1-t2)㎉/㎡h℃로 표시된다. 이 식 중의 비례 정수 K(㎉/㎡h℃)를 열관류율 또는 열통과율이라고도 한다. 따라서 열관류율은, 단위 표면적을 통해 단위 시간에 고체벽의 양쪽 유체가 단위 온도차일 때 한쪽 유체에서 다른쪽 유체로 전해지는 열량. 열통과율이라고도 하며, 기호 k 또는 U, 단위는 [㎉/㎡h℃]이다.

실내부하 라이브러리 DB(130)는, 각 실내부하의 표준정보인 실내부하 라이브러리가 저장된 데이터베이스이다. 실내부하는, 실내밀도와 스케줄일 수 있다.

실내밀도는, 실내의 재실 인원수, 조명밀도, 기기밀도를 포함하는데, 여기서 재질 인원수는 실내에서 근무하는 사람들의 인원수를 말하며, 조명밀도는, 실내에 설치된 조명의 밀도를 말하며, 기기밀도는, 실내에 마련된 컴퓨터, 복사기 등의 기기의 밀도를 말한다.

또한 스케줄은, 실내의 재실 스케줄, 조명 스케줄, 기기 스케줄, 공조 스케줄, 침기 스케줄을 포함하는데, 재실 스케줄은, 실내에 사람들이 있게 되는 시간대의 스케줄을 말하며, 조명 스케줄은 실내의 조명이 점등되는 시간대의 스케줄을 말하며, 기기 스케줄은 실내에 있는 기기의 전원 동작온의 시간대의 스케줄을 말하며, 공조 스케줄은 실내에서 에어컨이나 난방기의 가동 시간대의 스케줄을 말한다. 실내부하 라이브러리는, 각 실내의 재실 스케줄, 조명 스케줄, 기기 스케줄, 공조 스케줄을 포함하는 스케줄을 건물 용도별로 다르게 저장한다.

공조설비 라이브러리 DB(140)는, 각 공조설비의 표준정보인 공조설비 라이브러리가 저장된 데이터베이스이다. 즉, 공조설비 라이브러리에는, 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트가 저장되어 있을 수 있다. 여기서 공조기기의 리스트로는 도 4에 도시한 바와 같이, 히트펌프실내기, VAV, CAV, 팬코일유닛 등이 있을 수 있다. 또한 메인열원설비의 리스트로는 전기히트펌프, 가스히트펌프, 흡수식냉온기, 냉동기, 보일러 등이 있을 수 있다. 또한 보조열원설비로는 냉각탑 등이 있을 수 있다.

한편, 입력 유닛(200)은, BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 건물정보를 선택받을 수 있는 건물 정보 입력창을 라이브러리 DB(100)를 이용하여 생성하여, 건물 정보 입력창을 통하여 사용자로부터 건물정보를 입력받는 유닛이다. 이러한 입력 유닛(200)은, 터치스크린패널의 단일 형태로 구현될 수 있다. 터치스크린패널은, 입력과 표시를 동시에 수행할 수 있는 터치 스크린 화면을 제공하여 단말기의 전면에 마련되어 작업 화면을 표시하는 표시창으로서, 사용자와의 소통을 위한 그래픽 유저 인터페이스(GUI;Graphic User Interface)를 표시한다.

입력 유닛(200)은, BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 건물 외형 및 구조체 정보를 입력받으며, BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 실내부하를 입력받으며, BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 공조설비를 입력받는다. 이러한 입력 유닛(200)에 대해서는 후술할 도 6 및 도 7과 함께 상술한다.

건물 모델링 유닛(300)은, 입력 유닛(200)을 통하여 입력된 건물정보를 이용하여 건물 모델링을 수행한다. 따라서 건물외형, 구조체(지역별 열관류율), 실내부하, 공조설비 라이브러리를 토대로 건물에 대한 단순 모델링을 수행할 수 있다. 단순 모델링의 가장 큰 특징은 건물외형 라이브러리, 지역별 열관류율 라이브러리, 실내부하 라이브러리를 통해 손쉽게 건물 외형 모델링 및 구조체, 내부부하 모델링이 가능하다.

시뮬레이션 유닛(400)은, 건물 모델링을 대상을 BEMS의 도입효과 시뮬레이션을 수행하여 월별 절감효과를 포함하는 BEMS 도입효과 시뮬레이션 결과를 산출한다. 참고로 공지된 바와 같이 EnergyPlus, TRNSYS, ESP-r 등의 시뮬레이션 유닛(400)은 BEMS 시뮬레이션을 구현하기 위해서는 미들웨어사이에서 정보를 교환하게 된다. 여기에서, 미들웨어의 역할은 시뮬레이션 유닛(400)과 물리적 시스템인 건물 모델링(예를 들어, controller, Digital-to-Analog, Analog-to-Digital)을 연결시켜주는 매개체이다. 적용 가능한 미들웨어로는 BCVTB, BACnet 또는 자체 개발한 프로그램(in-house)이 될 수 있다. 미들웨어를 통해 시뮬레이션 유닛(400)과 LIM(Local Information Module), FMS(Facility management system) 간의 정보 교환이 이루어지면, 이 정보는 시뮬레이션 변수로 입력되어 현재 건물의 상태를 파악할 수도 있다.

이러한 시뮬레이션 유닛(400)은, 건물에서 발생하는 물리적 현상을 충분히 모사 가능한, EnergyPlus, ESP-r, TRYNSYS 등이 될 수 있을 수 있는데, 만약 시뮬레이션 모델과 실제와의 오차가 크다면 보정 기법(calibration technique)을 통해 시뮬레이션의 정확성을 향상시킬 수 있다.

시뮬레이션 유닛(400)의 시뮬레이션 예시를 상술하면, 수집된 BEMS 데이터들 중에서 상관성을 지닌 미리 결정된 둘 이상의 종류의 데이터들을 선택한다. 예를 들어, 다양한 종류의 건물 모델링 정보들 중에서 "공조기 팬 풍량"과 "공조기 팬 전력"의 종류의 데이터만을 선택할 수 있다. 선택되는 종류에 제한이 없음은 물론이다. 다음, 데이터 필터링 기법을 적용함으로써 이상치를 제거한다. 데이터 필터링 기법은 RANSAC 기법인 것이 바람직하다. 데이터 필터링이 있은 후 이상치가 제거된 데이터들을 이용하여 근사 모델을 구축한다. 구축 방법은 가우시안 프로세스를 적용하는 것이 바람직하다. 다음, 구축된 근사 모델을 이용하여 예측 모델을 구축함으로써, 어느 한 종류의 데이터만 확보하여도 다른 종류의 데이터를 시뮬레이션하여 예측할수 있다. 예를 들어, 공조기 팬 풍량의 데이터만을 확보하여도 공조기 팬 전력에 대한 데이터를 예측할 수 있다.

표시 유닛(500)은, BEMS 도입효과 시뮬레이션 결과가 표시되는 도입효과 결과 표시창이 표시되는 유닛으로서, LCD 모니터, LED 모니터, 터치스크린패널 등이 해당될 수 있다. 따라서 도입효과 결과 표시창에는 월별 절감 효과와 같은 다양한 BEMS 도입효과 시뮬레이션 결과가, 도 5에 도시한 바와 같이 다양한 형태로서 표시될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 건물 외형 및 구조체 입력창의 예시 그림이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 실내부하 입력창의 예시 그림이다.

건물 정보 입력창은, 건물 외형 및 구조체 입력창, 실내부하 입력창, 및 공조설비 입력창을 포함할 수 있다.

건물 외형 및 구조체 입력창은, BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 건물 외형 및 구조체 정보를 입력받는 입력 화면이다.

이러한 건물 외형 및 구조체 입력창은, 도 6에 도시한 바와 같이, 6개의 건물 외형을 표시하여 어느 하나의 건물 외형을 선택받으며, 층수, 방위, 층고정보를 입력받는 건물 외형 선택 필드와, 건물외형의 종류에 따라서 외주부 폭, 길이1, 길이2, 폭1, 폭2, 끝1, 끝2, 오프셋1, 오프셋2, 오프셋3으로 구분된 외형크기를 입력받는 외형 크기 입력 필드와, 창면적비를 입력받는 창면적비 입력 필드를 포함할 수 있다. 여기서 창면적비 입력 필드는, 동측 벽체, 서측 벽체, 남측 벽체, 및 북측 벽체의 방향별로 창면적의 면적비율을 %로 입력받는다.

따라서 건물 외형 및 구조체 입력창은, 상기의 건물 외형 선택 필드, 외형 크기 입력 필드, 창면적비 입력 필드를 통하여 건물 외형을 입력받을 수 있게 된다.

또한 구조체를 입력받기 위하여, 건물 외형 및 구조체 입력창은, 중부, 남부, 제주를 포함하는 지역을 선택받는다. 따라서 건물 모델링 유닛(300)은, 선택된 지역의 열관류율을 구조체 라이브러리를 통해 추출하여 건물에 적용하는 모델링을 수행한다. 각 지역별로 구조체의 열관류율이 다르기 때문에, 사용자는 지역을 선택하기만 하면 자동으로 해당 지역의 열관류율이 입력될 수 있다.

실내부하 입력창은, BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 실내부하를 입력받는 입력 화면이다. 이를 위하여 실내부하 입력창은 도 7에 도시한 바와 같이, 실내의 재실 인원수, 조명밀도, 기기밀도를 포함하는 실내밀도를 입력받는 실내밀도 입력 필드와, 실내의 재실 스케줄, 조명 스케줄, 기기 스케줄, 공조 스케줄을 포함하는 스케줄을 입력받는 스케줄 입력 필드를 포함한다.

실내부하 라이브러리는, 각 실내의 재실 스케줄, 조명 스케줄, 기기 스케줄, 공조 스케줄을 포함하는 스케줄을 건물 용도별로 다르게 저장하고 있기 때문에, 스케줄 입력 필드는, 판매시설, 교육시설, 숙박시설, 업무시설, 공공시설, 및 의료시설의 건물 용도에 따른 스케줄을 표시하여 사용자로부터 선택받는다. 예를 들어, 건물 용도가 업무시설인 경우 주간에 점등되도록 하는 조명 스케줄과, 건물 용도가 숙박시설인 경우 야간에 점등되도록 하는 조명 스케줄로서 각각 다른 조명 스케줄을 표시한다.

공조설비 입력창은, BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 공조설비를 입력받는 입력 화면이다. 공조설비 라이브러리는, 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트가 저장되어 있는데, 공조설비 입력창은, 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트를 표시하여, 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트 중에서 두 개 이상 조합으로서 선택받는다. 건물 모델링 유닛(300)은, 두 개 이상 조합으로서 선택되는 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비를 이용하여 건물 모델링을 수행한다.

여기서 하나가 아닌 두 개 이상의 조합을 선택받는 것은, 시뮬레이션 정확도를 높이도록 하기 위함이다. 예를들어, 공조기기로서 히트펌프 실내기와 열원설비로서 가스히트펌프를 조합으로서 선택받는 경우, 히프펌스 실내기와 가스히트펌프간의 특성을 고려한 BEMS의 도입효과 시뮬레이션의 정확도가 향상될 수 있다.

한편, 공조설비 입력창은, 판매시설, 교육시설, 숙박시설, 업무시설, 공공시설, 및 의료시설의 건물 용도에 따라서 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트를 다르게 하여 표시한다. 또한 공조설비 입력창은, 판매시설, 교육시설, 숙박시설, 업무시설, 공공시설, 및 의료시설의 건물 용도에 따라서 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비 중 어느 두 종류의 리스트만을 표시한다. 따라서 건물 용도에 따라서 공조설비의 선택이 손쉬어진다.

상술한 본 발명의 설명에서의 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것으로, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 변경 및 균등한 타의 실시예가 가능한 것이다.

100:라이브러리 DB
200:입력 유닛
300:건물 모델링 유닛
400:시뮬레이션 유닛
500;표시 유닛

Claims

건물 에너지 관리 시스템(BEMS)의 시뮬레이션에 사용되는 라이브러리가 저장된 라이브러리 DB;
BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 건물정보를 선택받을 수 있는 건물 정보 입력창을 상기 라이브러리 DB를 이용하여 생성하여, 상기 건물 정보 입력창을 통하여 사용자로부터 건물정보를 입력받는 입력 유닛;
상기 입력 유닛을 통하여 입력된 건물정보를 이용하여 건물 모델링을 수행하는 건물 모델링 유닛;
상기 건물 모델링을 대상을 BEMS의 도입효과 시뮬레이션을 수행하여 월별 절감효과를 포함하는 BEMS 도입효과 시뮬레이션 결과를 산출하는 시뮬레이션 유닛; 및
상기 BEMS 도입효과 시뮬레이션 결과가 표시되는 도입효과 결과 표시창이 표시되는 표시 유닛; 을 포함하고,
상기 라이브러리 DB는,
각 건물외형의 표준정보인 건물외형 라이브러리가 저장된 건물외형 라이브러리 DB;
각 구조체의 표준정보인 구조체 라이브러리가 저장된 구조체 라이브러리 DB;
각 실내부하의 표준정보인 실내부하 라이브러리가 저장된 실내부하 라이브러리 DB; 및
각 공조설비의 표준정보인 공조설비 라이브러리가 저장된 공조설비 라이브러리 DB;를 포함하며,
상기 구조체 라이브러리 DB에는, 열관류율의 표준정보인 열관류율 라이브러리가 지역별로 저장되어 있으며,
상기 건물 모델링 유닛은, 지역별로 열관류율을 상기 구조체 라이브러리를 통해 추출하고, 이를 구조체에 적용하여 모델링을 수행하는 것을 특징으로 하며,
상기 열관류율은 K로서
수식 Q=K(t1-t2)㎉/㎡h℃를 만족하고,
여기에서, Q는 정상 상태에서 고체벽을 사이에 두고 두 유체간의 단위 면적을 통하여 단위 시간에 이동하는 열량을, (t1-t2)는 두 유체의 온도차를 의미하는 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치.
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청구항 1에 있어서, 상기 건물외형 라이브러리는,
사각외형, L-외형, T-외형, ㅁ-외형, H-외형, U-외형의 6개의 건물외형을 포함하는 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 건물 정보 입력창은,
BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 건물 외형 및 구조체 정보를 입력받는 건물 외형 및 구조체 입력창;
BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 실내부하를 입력받는 실내부하 입력창; 및
BEMS의 도입효과 시뮬레이션이 이루어질 건물의 공조설비를 입력받는 공조설비 입력창;
을 포함하는 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치.
청구항 4에 있어서, 상기 건물 외형 및 구조체 입력창은,
상기 6개의 건물 외형을 표시하여 어느 하나의 건물 외형을 선택받으며, 층수, 방위, 층고정보를 입력받는 건물 외형 선택 필드;
건물외형의 종류에 따라서 외주부 폭, 길이1, 길이2, 폭1, 폭2, 끝1, 끝2, 오프셋1, 오프셋2, 오프셋3으로 구분된 외형크기를 입력받는 외형 크기 입력 필드;
창면적비를 입력받는 창면적비 입력 필드;
를 포함하는 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치.
청구항 5에 있어서, 상기 창면적비 입력 필드는,
동측 벽체, 서측 벽체, 남측 벽체, 및 북측 벽체의 방향별로 창면적의 면적비율을 %로 입력받음을 특징으로 하는 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 건물 외형 및 구조체 입력창은, 중부, 남부, 제주를 포함하는 지역을 선택받는 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치.
청구항 4에 있어서, 상기 실내부하 입력창은,
실내의 재실 인원수, 조명밀도, 기기밀도를 포함하는 실내밀도를 입력받는 실내부하 입력 필드; 및
실내의 재실 스케줄, 조명 스케줄, 기기 스케줄, 공조 스케줄을 포함하는 스케줄을 입력받는 스케줄 입력 필드;
를 포함하는 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치.
청구항 8에 있어서,
실내부하 라이브러리는, 각 실내의 재실 스케줄, 조명 스케줄, 기기 스케줄, 공조 스케줄을 포함하는 스케줄을 건물 용도별로 다르게 저장하고 있으며,
상기 스케줄 입력 필드는, 건물 용도에 따른 스케줄을 표시하여 사용자로부터 선택받음을 특징으로 하는 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치.
청구항 4에 있어서, 상기 공조설비 라이브러리는,
공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트가 저장되어 있으며,
상기 공조설비 입력창은, 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트를 표시하여, 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트 중에서 두 개 이상 조합으로서 선택받음을 특징으로 하는 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치.
청구항 10에 있어서, 상기 건물 모델링 유닛은,
두 개 이상 조합으로서 선택되는 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비를 이용하여 건물 모델링을 수행함을 특징으로 하는 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치.
청구항 10에 있어서, 상기 공조설비 입력창은,
판매시설, 교육시설, 숙박시설, 업무시설, 공공시설, 및 의료시설의 건물 용도에 따라서 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비의 리스트를 다르게 하여 표시함을 특징으로 하는 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치.
청구항 12에 있어서, 상기 공조설비 입력창은,
판매시설, 교육시설, 숙박시설, 업무시설, 공공시설, 및 의료시설의 건물 용도에 따라서 공조기기, 메인열원설비, 및 보조열원설비 중 어느 두 종류의 리스트만을 표시함을 특징으로 하는 BEMS 도입효과 산정 시뮬레이션 장치.