KR101892118B1 - 온도센서를 이용한 에너지사용량 측정장치, 측정방법, 그리고, 그 에너지사용량을 이용한 가전기기 추천방법 - Google Patents

온도센서를 이용한 에너지사용량 측정장치, 측정방법, 그리고, 그 에너지사용량을 이용한 가전기기 추천방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101892118B1
KR101892118B1 KR1020170019903A KR20170019903A KR101892118B1 KR 101892118 B1 KR101892118 B1 KR 101892118B1 KR 1020170019903 A KR1020170019903 A KR 1020170019903A KR 20170019903 A KR20170019903 A KR 20170019903A KR 101892118 B1 KR101892118 B1 KR 101892118B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
building
energy
room temperature
heating
energy usage
Prior art date
Application number
KR1020170019903A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180094192A (ko
Inventor
류승환
정학근
김종훈
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020170019903A priority Critical patent/KR101892118B1/ko
Publication of KR20180094192A publication Critical patent/KR20180094192A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101892118B1 publication Critical patent/KR101892118B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46Improving electric energy efficiency or saving
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/46Improving electric energy efficiency or saving
    • F24F11/47Responding to energy costs
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/50Control or safety arrangements characterised by user interfaces or communication
    • F24F11/52Indication arrangements, e.g. displays
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/62Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63Electronic processing
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q30/00Commerce
    • G06Q30/06Buying, selling or leasing transactions
    • G06Q30/0601Electronic shopping [e-shopping]
    • G06Q30/0623Item investigation
    • G06Q30/0625Directed, with specific intent or strategy
    • G06Q30/0629Directed, with specific intent or strategy for generating comparisons
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06QINFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q30/00Commerce
    • G06Q30/06Buying, selling or leasing transactions
    • G06Q30/0601Electronic shopping [e-shopping]
    • G06Q30/0631Item recommendations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10Temperature
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10Temperature
    • F24F2110/12Temperature of the outside air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2130/00Control inputs relating to environmental factors not covered by group F24F2110/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2130/00Control inputs relating to environmental factors not covered by group F24F2110/00
    • F24F2130/10Weather information or forecasts

Abstract

본 발명은, 실외온도를 포함하는 외부환경정보를 건물에 대한 제1에너지모델에 적용하여 무(無)냉난방에서의 상기 건물의 실내온도를 추정하는 단계; 상기 건물의 실내온도를 측정하는 단계; 및 실내온도에 대한 추정값과 측정값을 비교하여 상기 건물의 냉난방을 위한 에너지사용량을 계산하는 단계를 포함하는 에너지사용량 측정방법을 제공한다.

Description

온도센서를 이용한 에너지사용량 측정장치, 측정방법, 그리고, 그 에너지사용량을 이용한 가전기기 추천방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING ENERGY USAGE USING A TEMPERATURE SENSOR, AND METHOD FOR RECOMMENDING HOME APPLIANCE USING THE ENERGY USAGE}
본 발명은 에너지관리시스템(EMS: Energy Management System)에 관한 기술이다. 더욱 상세하게는, 에너지관리를 위한 개별기기의 에너지사용량을 측정하는 기술 및 그 에너지사용량을 이용하여 가전기기를 추천하는 기술에 관한 것이다.
화석연료고갈 및 환경오염 등의 문제에 대응하기 위해 에너지사용을 최적화하고자 하는 노력들이 다양한 분야에서 진행되고 있다. EMS(Energy Management System)로 통칭되고 있는 에너지사용의 최적화기술이 이러한 노력 중의 하나이다.
EMS는 사용자의 에너지사용량을 추적하고 사용되는 에너지 중 사용자의 편익에 도움이 되지 않는 에너지의 사용을 최소화시키는 것을 기본으로 하고 있다. 일 예로서, EMS 기술 중 냉난방제어기술에는 사용자가 체류 중인 건물의 적정 에너지사용량보다 많은 에너지가 사용되고 있는 경우, 이를 사용자에게 고지하고 낭비적인 에너지의 사용을 최소화시키도록 하는 기능이 포함되고 있다. 다른 예로서, 냉난방제어기술에는 건물에 체류 중인 인원수에 따라 적정 에너지사용량을 설정하고 해당 건물에서 이러한 적정 에너지사용량보다 많은 에너지가 사용되고 있는 경우, 이를 사용자에게 고지하는 기능이 포함되고 있다.
한편, 전술한 냉난방제어기술들을 구현하기 위해서는 건물에서의 에너지사용량 혹은 개별기기들의 에너지사용량이 적절히 측정될 수 있어야 한다. 현재 소개되고 있는 EMS 기술들은 건물에서의 에너지사용량 혹은 개별기기들의 에너지사용량이 개별기기들에 설치되는 미터기에 의해 획득되는 것을 가정하고 있다.
그런데, 현재 기술수준에서 개별기기에 미터기를 설치하는 것은 많은 비용이 들고, 그 설치도 용이하지 않아, 미터기를 기반으로 하여 개발되고 있는 EMS 기술들은 상용화 단계로 진입하지 못하고 있다.한편, 본 발명의 배경이 되는 기술은 일본 공개특허공보 특개2014-523017호에 개시되어 있다.
이러한 배경에서, 본 발명의 목적은, 일 측면에서, 개별기기에 미터기를 설치하지 않고 온도센서를 이용하여 건물의 에너지사용량을 측정하는 기술을 제공하는 것이다. 다른 측면에서, 본 발명의 목적은, 온도센서를 이용하여 측정된 에너지사용량을 이용하여 에너지비용을 절감할 수 있는 가전기기를 사용자에게 추천하는 기술을 제공하는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 측면에서, 본 발명은, 실외온도를 포함하는 외부환경정보를 건물에 대한 제1에너지모델에 적용하여 무(無)냉난방에서의 상기 건물의 실내온도를 추정하는 단계; 상기 건물의 실내온도를 측정하는 단계; 및 실내온도에 대한 추정값과 측정값을 비교하여 상기 건물의 냉난방을 위한 에너지사용량을 계산하는 단계를 포함하는 에너지사용량 측정방법을 제공한다.
다른 측면에서, 본 발명은, 기상정보서버와 통신하고, 상기 기상정보서버로부터 실외온도를 포함하는 외부환경정보를 획득하는 환경정보획득부; 건물의 실내온도에 대한 측정값을 획득하는 실내온도측정부; 상기 외부환경정보를 상기 건물에 대한 제1에너지모델에 적용하여 무(無)냉난방에서의 상기 건물의 실내온도를 추정하는 실내온도추정부; 및 실내온도에 대한 추정값과 측정값을 비교하여 상기 건물의 냉난방을 위한 에너지사용량을 계산하는 에너지사용량계산부를 포함하는 에너지사용량 측정장치를 제공한다.
또 다른 측면에서, 본 발명은, 건물에 설치된 냉난방기기의 효율값을 획득하는 단계; 실외온도를 포함하는 외부환경정보를 상기 건물에 대한 제1에너지모델에 적용하여 상기 설치된 냉난방기기가 가동되지 않는 상태에서의 상기 건물의 실내온도를 추정하는 단계; 상기 건물의 실내온도를 측정하는 단계;
실내온도에 대한 추정값과 측정값을 비교하여 상기 건물의 냉난방을 위한 에너지량을 계산하고 상기 설치된 냉난방기기의 효율값을 이용하여 상기 설치된 냉난방기기의 에너지사용량을 계산하는 단계; 및 판매되는 냉난방기기들의 효율값을 획득하고 상기 설치된 냉난방기기를 상기 판매되는 냉난방기기들 중 하나로 교체할 때의 에너지절감비용을 계산하여 상기 판매되는 냉난방기기들 중 적어도 하나의 냉난방기기를 추천하는 단계를 포함하는 가전기기 추천방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 개별기기에 미터기를 설치하지 않고 온도센서를 이용하여 건물의 에너지사용량을 측정할 수 있다. 그리고, 본 발명에 의하면, 온도센서를 이용하여 측정된 에너지사용량을 이용하여 에너지비용을 절감할 수 있는 가전기기를 사용자에게 추천하고 이를 통해 에너지효율개선의 효과를 창출할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 에너지사용량 측정장치 및 그 주변 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실외온도, 실내온도 추정값 및 실내온도 측정값의 시간별 변화 패턴을 나타내는 도면이다.
도 3은 제1에너지모델을 수정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4는 제2에너지모델을 수정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 에너지사용량 측정방법의 흐름도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 가전기기 추천방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 에너지사용량 측정장치 및 그 주변 구성을 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 측정장치(100)는 환경정보획득부(110), 실내온도측정부(120), 실내온도추정부(130), 에너지사용량계산부(140) 및 표시부(150) 등을 포함할 수 있다.
환경정보획득부(110)는 실외온도를 포함하는 외부환경정보(INFOEV)를 획득할 수 있다. 여기서, 외부환경정보(INFOEV)는 건물의 에너지환경에 영향을 미치는 건물의 외부의 환경에 관한 정보이다. 예를 들어, 외부환경정보(INFOEV)는 실외온도를 포함할 수 있다. 실외온도는 건물의 에너지환경을 결정하는 가장 결정적인 인자일 수 있다. 건물에 체류자가 없고 건물이 무(無)냉난방 상태에 있다면 건물의 실내온도는 실외온도를 추종할 가능성이 높다. 외부환경정보(INFOEV)에는 일사량이 더 포함될 수 있다. 일사량은 실외온도와 더불어 건물의 에너지환경을 결정하는 중요한 인자가 될 수 있다. 일사량은 다른 간접적인 정보로 포함될 수 있다. 예를 들어, 건물의 위도상의 위치, 측정 당일의 구름분포, 측정 당일의 태양의 위치(일시) 등이 일사량을 대체하는 간접정보로 외부환경정보(INFOEV)에 포함될 수 있다. 이외에도, 외부환경정보(INFOEV)에는 바람의 방향 및 바람의 세기, 습도, 주변 건물의 상태 등의 정보가 더 포함될 수 있다.
환경정보획득부(110)는 기상정보서버(150)와 통신하고 기상정보서버(150)로부터 실외온도를 포함하는 외부환경정보(INFOEV)를 획득할 수 있다. 다른 한편으로 환경정보획득부(110)는 인공지능비서장치(미도시)를 통해 간접적으로 외부환경정보(INFOEV)를 획득할 수 있다. 또 다른 한편으로 환경정보획득부(110)는 건물의 외부에 설치된 기상정보획득장치-예를 들어, 온도계, 풍향계 등-를 통해 외부환경정보(INFOEV)를 획득할 수 있다.
실내온도측정부(120)는 실내온도에 대한 측정값을 획득할 수 있다.
실내온도측정부(120)는 온도센서(160)를 통해 실내온도에 대한 측정값(Tm)을 획득할 수 있다. 온도센서(160)는 하나의 온도계를 지칭하는 것은 아니며 적어도 하나 이상의 온도계를 포함하는 온도측정장치를 지칭할 수 있다.
온도센서(160)는 다른 용도와 결합되어 있는 장치일 수 있다. 예를 들어, 온도센서(160)는 사용자의 휴대용통신단말기에 결합되어 있을 수 있다. 휴대용통신단말기에는 온도센서(160)가 포함되어 있을 수 있는데, 이러한 온도센서(160)에서 획득된 실내온도에 대한 측정값(Tm)은 휴대용통신단말기에 포함되어 있는 무선통신장치를 통해 실내온도측정부(120)로 전달될 수 있다.
실내온도추정부(130)는 환경정보획득부(110)로부터 외부환경정보(INFOEV)를 전달받고, 이러한 외부환경정보(INFOEV)를 건물에 대한 제1에너지모델에 적용하여 무(無)냉난방에서의 건물의 실내온도를 추정할 수 있다.
제1에너지모델은 BIM(Building Information Model) 혹은 BEM(Building Energy Model)로 구성될 수 있다. BIM은 건물의 3차원 설계구조를 전자적 정보로 생성한 것으로 Revit과 같은 툴을 이용하여 생성할 수 있다. BEM은 건물의 에너지를 확인하고 평가하기 위한 모델로서, BIM을 기반으로 생성될 수도 있고 독립적으로 생성될 수도 있다. 다른 한편으로, 제1에너지모델은 에너지플러스(Energy Plus)프로그램에 기반하여 생성될 수도 있다.
제1에너지모델은 측정대상이 되는 건물별로 개별적으로 생성될 수도 있으나 실시예에 따라서는 측정대상이 되는 건물과 유사한 표준건물에 대해 미리 생성되어 있는 표준에너지모델이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 건물의 크기, 창문 크기, 창문의 방향 등의 정보가 유사한 표준건물에 대해 미리 생성되어 있는 표준에너지모델이 제1에너지모델이 될 수 있다.
에너지사용량계산부(140)는 실내온도에 대한 추정값(Te)과 측정값(Tm)을 비교하여 건물의 냉난방을 위한 에너지사용량(Wc)을 계산할 수 있다. 에너지사용량계산부(140)는 실내온도 측정값(Tm)이 실내온도 추정값(Te)보다 큰 경우, 건물에 난방에너지가 투입된 것으로 판단할 수 있다. 그리고, 에너지사용량계산부(140)는 실내온도 측정값(Tm)이 실내온도 추정값(Te)보다 작은 경우, 건물에 냉방에너지가 투입된 것으로 판단할 수 있다.
에너지사용량계산부(140)는 실내온도에 대한 추정값(Te)과 측정값(Tm)의 차이를 제2에너지모델에 적용하여 에너지사용량(Wc)을 계산할 수 있다.
제2에너지모델은 BIM 혹은 BEM으로 구성될 수 있다. 다른 한편으로, 제1에너지모델은 에너지플러스(Energy Plus)프로그램에 기반하여 생성될 수도 있다.
제2에너지모델은 측정대상이 되는 건물별로 개별적으로 생성될 수도 있으나 실시예에 따라서는 측정대상이 되는 건물과 유사한 표준건물에 대해 미리 생성되어 있는 표준에너지모델이 사용될 수도 있다.
제2에너지모델은 입력과 출력의 관계에 있어서, 제1에너지모델에 반대되는 구조를 가질 수 있다. 제1에너지모델은 실외온도를 포함하는 외부환경정보(INFOEV)를 입력으로 하여 실내온도 추정값(Te)을 생성하는데 반해, 제2에너지모델은 실내온도 추정값(Te)과 실내온도 측정값(Tm)의 차이를 입력으로 하여 에너지사용량(Wc)을 생성할 수 있다.
표시부(150)는 측정장치(100)의 각종 산출물 및 내부 상태를 사용자에게 표시할 수 있다. 예를 들어, 표시부(150)는 외부환경정보(INFOEV), 실내온도 추정값(Te), 실내온도 측정값(Tm), 에너지사용량(Wc) 등을 화면에 표시할 수 있다.
한편, 에너지사용량계산부(140)에 의해 계산되는 에너지사용량(Wc)은 냉난방기기에 의해 사용된 에너지사용량을 의미할 수 있다. 이때, 냉난방기기에 의해 사용된 에너지사용량이 좀더 정확하게 계산되기 위해서는 냉난방기기의 효율값이 적용될 필요가 있다. 예를 들어, 에너지사용량계산부(140)는 제2에너지모델에 실내온도 추정값(Te)과 실내온도 측정값(Tm)을 적용하여, 실내온도 추정값(Te)을 실내온도 측정값(Tm)으로 변화시키기 위해 건물에 투입되어야 하는 에너지량을 계산할 수 있다. 그리고, 에너지사용량계산부(140)는 계산된 에너지량에 냉난방기기의 효율값을 적용하여 냉난방기기의 에너지사용량(Wc)을 계산할 수 있다.
도 2는 실외온도, 실내온도 추정값 및 실내온도 측정값의 시간별 변화 패턴을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 실내온도 추정값(Te)은 실외온도(To)를 추종하되, 실외온도(To)의 패턴보다 지연된 패턴을 가질 수 있다. 그리고, 실내온도 추정값(Te)은 건물의 보온 효과에 의해 실외온도(To)보다 변화폭이 작을 수 있다.
한편, 실내온도 추정값(Te)은 건물의 열다이나믹에 따라 실외온도(To)의 패턴보다 지연된 패턴을 가질 수 있다. 건물은 건물의 자재 및 건물의 내부 공간에 의해 열을 저장하는 열저장 특성을 가지고 있고, 또한, 외부의 열이 내부로 전달되는데 시간이 걸리는데, 이러한 특성들은 건물의 열다이나믹으로 나타나게 된다.
측정장치는 이러한 건물의 열다이나믹을 포함하는 제1에너지모델을 이용하여 실내온도를 추정할 수 있다. 측정장치는 건물의 열다이나믹을 반영하기 위해 일정 시구간에서 시계열데이터로 획득되는 외부환경정보를 이용하여 실내온도 추정값을 계산할 수 있다. 예를 들어, 건물의 반응시간(reponse time)이 N(N은 양의 정수)시간이라고 할 때, 측정장치는 N시간의 시계열데이터로 획득되는 외부환경정보를 이용하여 실내온도 추정값을 생성할 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 실내온도 추정값(Te)과 실내온도 측정값(Tm)은 건물에서 냉난방기기가 가동되지 않는 무냉난방시간(Hoff)에서 같은 값을 가질 수 있다. 그리고, 실내온도 추정값(Te)과 실내온도 측정값(Tm)은 건물에서 냉난방기기가 가동되는 냉난방시간(Hon)에서 서로 다른 값을 가질 수 있다.
측정장치는 실내온도 추정값(Te)과 실내온도 측정값(Tm)의 차이영역(Ad)을 이용하여 건물에서 사용된 에너지사용량을 계산할 수 있다.
제1에너지모델과 같이 제2에너지모델도 건물의 열다이나믹을 포함할 수 있다. 측정장치는 건물의 열다이나믹을 반영하기 위해 일정 시구간에서 시계열데이터로 획득되는 실내온도에 대한 추정값과 측정값을 이용하여 일정 시구간에 대한 에너지사용량을 계산할 수 있다.
하루 중 일부의 시간에만 냉난방기기가 가동되는 경우, 측정장치가 하루 단위(24시간 단위)로 에너지사용량을 계산하게 되면, 건물의 열다이나믹에 대한 왜곡없이 일별 에너지사용량을 계산할 수 있다.
한편, 도 2에서는 무냉난방시간(Hoff)에서 실내온도 추정값(Te)과 실내온도 측정값(Tm)이 일치하는 것으로 도시되었으나 실제 구현에 있어서는 실내온도 추정값(Te)과 실내온도 측정값(Tm)이 무냉난방시간(Hoff)에서도 차이가 날 수 있다. 다만, 제1에너지모델이 좀더 정확할 수록 실내온도 추정값(Te)과 실내온도 측정값(Tm)이 무냉난방시간(Hoff)에서 근접할 가능성이 높다. 역으로, 실내온도 추정값(Te)과 실내온도 측정값(Tm)이 차이가 나는 경우, 제1에너지모델에 오차가 있는 것으로 보고, 측정장치는 제1에너지모델을 수정할 수 있다.
도 3은 제1에너지모델을 수정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 3을 참조하면, 제1에너지모델은 실외온도, 일사량 등을 포함하는 외부환경정보(INFOEV)를 입력으로 받아서, 실내온도 추정값(Te)을 생성할 수 있다.
측정장치는 건물에서 냉난방기기가 작동되지 않는 무냉난방시간(Hoff)에서 실내온도 추정값(Te)과 실내온도 측정값(Tm)이 일치해야한다는 것을 가정하고, 무냉난방시간(Hoff)에서 실내온도 측정값(Tm)과 실내온도 추정값(Te)의 차이를 피드백하여 제1에너지모델을 수정할 수 있다.
이러한 피드백에 의한 제1에너지모델의 수정은 냉난방기기가 가동되지 않는 시간(Hoff)에서만 적용될 수 있다. 이를 위해, 측정장치는 냉난방기기의 가동여부를 냉난방기기로부터 수신할 수 있다. 혹은 측정장치는 냉난방기기의 가동여부를 사용자 입력으로 획득할 수 있다.
측정장치는 제2에너지모델도 피드백을 이용하여 수정할 수 있다.
도 4는 제2에너지모델을 수정하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 제2에너지모델은 실내온도 측정값(Tm) 및 실내온도 추정값(Te)을 입력으로 받아서, 에너지사용량 계산값(We)을 생성할 수 있다. 혹은 제2에너지모델은 실내온도 측정값과 추정값의 차이(Tm-Te)를 입력으로 받아서, 에너지사용량 계산값(We)을 생성할 수 있다.
한편, 측정장치는 냉난방기기의 에너지사용량 측정값(Wm)을 획득할 수 있다. 제2에너지모델을 수정하기 위해, 일시적으로 냉난방기기에 미터기가 설치되고, 측정장치는 이렇게 설치된 미터기로부터 에너사용량 측정값(Wm)을 획득할 수 있다.
측정장치는 월별로 획득되는 건물의 전체 에너지사용량을 이용하여 개별 냉난방기기의 에너지사용량 측정값(Wm)을 계산할 수 있다. 일반적으로 월단위로 고지되는 건물의 전체 에너지사용량에는 다양한 가전기기들의 에너지사용량이 총합되어 있다. 측정장치는 건물의 전체 에너지사용량에서 각각의 가전기기의 에너지사용량을 분리해 낼 수 있다.
예를 들어, 측정장치는 건물의 전체 에너지사용량에서 미리 알려진 부하의 에너지사용량을 분리시킬 수 있다. TV, 조명기기, 냉장고 등의 에너지사용량은 월별로 일정하기 때문에 측정장치는 사용자 입력에 따라 입력되는 값을 이용하여, 이들 부하의 에너지사용량을 분리시킬 수 있다. 그리고, 측정장치는 건물의 전체 에너지사용량에서 미리 알려진 부하의 에너지사용량을 제외한 후에 건물에 설치된 냉난방기기의 에너지사용량 측정값(Wm)을 계산할 수 있다.
측정장치는 에너지사용량 측정값(Wm)과 에너지사용량 계산값(We)의 차이를 피드백하여 제2에너지모델을 수정할 수 있다.
혹은, 측정장치는 월별로 획득되는 건물의 전체 에너지사용량을 이용하여 제2에너지모델의 스케일 팩터를 수정할 수 있다. 측정장치는 표준건물에 대한 표준에너지모델을 제2에너지모델로 사용할 수 있는데, 이때, 표준건물의 전체 에너지사용량과 측정대상건물의 전체 에너지사용량을 비교하여 제2에너지모델의 스케일 팩터를 수정할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 에너지사용량 측정방법의 흐름도이다.
도 5를 참조하면, 측정장치는 실외온도를 포함하는 외부환경정보를 건물에 대한 제1에너지모델에 적용하여 무(無)냉난방에서의 건물의 실내온도를 추정할 수 있다(S500). 여기서, 제1에너지모델은 건물에 대응되는 표준건물에 대한 에너지모델일 수 있다. 그리고, 외부환경정보에는 일사량이 더 포함될 수 있다.
그리고, 측정장치는 건물의 실내온도를 측정할 수 있다(S502).
그리고, 측정장치는 실내온도에 대한 추정값과 측정값을 비교하여 건물의 냉난방을 위한 에너지사용량을 계산할 수 있다(S504).
전술한 에너지사용량을 계산하는 단계(S504)에서, 측정장치는 실내온도에 대한 추정값과 측정값의 차이를 건물에 대한 제2에너지모델에 적용하여 에너지사용량을 계산할 수 있다.
그리고, 전술한 에너지사용량을 계산하는 단계(S504)에서, 측정장치는 일정 시구간에서 시계열데이터로 획득되는 실내온도에 대한 추정값과 측정값을 이용하여 일정 시구간에 대한 에너지사용량을 계산할 수 있다.
측정장치는 냉난방기기가 가동되지 않는 시간대에서, 실내온도 측정값과 실내온도 추정값의 차이를 이용하여 제1에너지모델을 수정할 수 있다(S506).
그리고, 측정장치는 에너지사용량에 대한 측정값을 이용하여 제2에너지모델을 수정하거나 월별로 획득되는 건물의 전체 에너지사용량을 이용하여 제2에너지모델의 스케일을 수정할 수 있다(S508).
가전기기 추천장치는, 전술한 에너지사용량 측정방법에 의해 생성된 냉난방기기의 에너지사용량을 이용하여 해당 건물의 에너지비용을 절감시킬 수 있는 가전기기를 추천할 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 가전기기 추천방법의 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 추천장치는 건물에 설치된 냉난방기기의 효율값을 획득할 수 있다(S600).
그리고, 추천장치는 실외온도를 포함하는 외부환경정보를 건물에 대한 제1에너지모델에 적용하여 설치된 냉난방기기가 가동되지 않는 상태에서의 건물의 실내온도를 추정할 수 있다(S602).
그리고, 추천장치는 건물의 실내온도를 측정할 수 있다(S604).
그리고, 추천장치는 실내온도에 대한 추정값과 측정값을 비교하여 건물의 냉난방을 위한 에너지량을 계산하고 설치된 냉난방기기의 효율값을 이용하여 설치된 냉난방기기의 에너지사용량을 계산할 수 있다(S606).
추천장치는 전술한, 에너지사용량을 계산하는 단계(S606)에서, 실내온도에 대한 추정값과 측정값의 차이를 건물에 대한 제2에너지모델에 적용하여 에너지사용량을 계산할 수 있다.
추천장치는, 에너지사용량을 계산한 후, 판매되는 냉난방기기들의 효율값을 획득하고 설치된 냉난방기기를 판매되는 냉난방기기들 중 하나로 교체할 때의 에너지절감비용을 계산하여 판매되는 냉난방기기들 중 적어도 하나의 냉난방기기를 추천할 수 있다(S608).
추천장치는, 전술한 적어도 하나의 냉난방기기를 추천하는 단계(S608)에서, 판매되는 냉난방기기들의 온라인 최저가정보를 더 이용하여 적어도 하나의 냉난방기기를 추천할 수 있다.
한편, 추천장치는, 월별로 획득되는 건물의 전체 에너지사용량에서 미리 알려진 부하의 에너지사용량을 제외하여 설치된 냉난방기기의 에너지사용량을 추정할 수 있다(S610).
그리고, 추천장치는 설치된 냉난방기기의 에너지사용량 추정값을 이용하여 제2에너지모델을 수정할 수 있다.
이상에서 설명한 실시예에 의하면, 개별기기에 미터기를 설치하지 않고 온도센서를 이용하여 건물의 에너지사용량을 측정할 수 있다. 그리고, 이러한 실시예에 의하면, 온도센서를 이용하여 측정된 에너지사용량을 이용하여 에너지비용을 절감할 수 있는 가전기기를 사용자에게 추천하고 이를 통해 에너지효율개선의 효과를 창출할 수 있다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 실외온도를 포함하는 외부환경정보를 건물에 대응되는 표준건물의 제1에너지모델에 적용하여 무(無)냉난방에서의 상기 건물의 실내온도를 추정하는 단계-상기 제1에너지모델은 상기 외부환경정보를 입력으로 하여 상기 실내온도를 생성하는 모델임-;
    상기 건물의 상기 실내온도를 측정하는 단계;
    상기 실내온도에 대한 추정값과 측정값의 차이를 상기 건물에 대응되는 표준건물의 제2에너지모델에 적용하여 상기 건물의 냉난방을 위한 에너지사용량을 계산하는 단계-상기 제2에너지모델은 상기 실내온도에 대한 추정값과 측정값을 입력으로 하거나 상기 실내온도에 대한 추정값과 측정값의 차이를 입력으로 하여 상기 에너지사용량을 생성하는 모델임-; 및
    상기 실내온도에 대한 추정값 및 측정값, 그리고, 상기 에너지사용량을 화면에 표시하는 단계
    를 포함하는 에너지사용량 측정방법.
  2. 제1항에 있어서,
    냉난방기가 가동되지 않는 시간에서 상기 실내온도에 대한 추정값과 측정값의 차이가 작아지도록 상기 제1에너지모델을 수정하는 단계를 더 포함하는 에너지사용량 측정방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 에너지사용량에 대한 측정값을 이용하여 상기 제2에너지모델을 수정하는 단계를 더 포함하는 에너지사용량 측정방법.
  4. 제1항에 있어서,
    월별로 획득되는 상기 건물의 전체 에너지사용량을 상기 건물에 대응되는 표준건물의 전체 에너지사용량과 대비하여 상기 제2에너지모델의 스케일을 수정하는 단계를 더 포함하는 에너지사용량 측정방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 에너지사용량을 계산하는 단계에서,
    일정 시구간에서 시계열데이터로 획득되는 상기 실내온도에 대한 추정값과 측정값을 이용하여 상기 일정 시구간에 대한 상기 에너지사용량을 계산하는 에너지사용량 측정방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 외부환경정보에는 일사량이 더 포함되는 에너지사용량 측정방법.
  8. 기상정보서버와 통신하고, 상기 기상정보서버로부터 실외온도를 포함하는 외부환경정보를 획득하는 환경정보획득부;
    건물의 실내온도에 대한 측정값을 획득하는 실내온도측정부;
    상기 외부환경정보를 상기 건물에 대응되는 표준건물의 제1에너지모델에 적용하여 무(無)냉난방에서의 상기 건물의 상기 실내온도를 추정하는 실내온도추정부-상기 제1에너지모델은 상기 외부환경정보를 입력으로 하여 상기 실내온도를 생성하는 모델임-;
    상기 실내온도에 대한 추정값과 측정값의 차이를 상기 건물에 대응되는 표준건물의 제2에너지모델에 적용하여 상기 건물의 냉난방을 위한 에너지사용량을 계산하는 에너지사용량계산부-상기 제2에너지모델은 상기 실내온도에 대한 추정값과 측정값을 입력으로 하거나 상기 실내온도에 대한 추정값과 측정값의 차이를 입력으로 하여 상기 에너지사용량을 생성하는 모델임-; 및
    상기 실내온도에 대한 추정값 및 측정값, 그리고, 상기 에너지사용량을 화면에 표시하는 표시부
    를 포함하는 에너지사용량 측정장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 에너지사용량계산부는,
    상기 에너지사용량 계산에서 냉난방기기의 효율값을 적용하는 에너지사용량 측정장치.
  10. 건물에 설치된 냉난방기기의 효율값을 획득하는 단계;
    실외온도를 포함하는 외부환경정보를 상기 건물에 대응되는 표준건물의 제1에너지모델에 적용하여 상기 설치된 냉난방기기가 가동되지 않는 상태에서의 상기 건물의 실내온도를 추정하는 단계-상기 제1에너지모델은 상기 외부환경정보를 입력으로 하여 상기 실내온도를 생성하는 모델임-;
    상기 건물의 상기 실내온도를 측정하는 단계;
    상기 실내온도에 대한 추정값과 측정값의 차이를 상기 건물에 대응되는 표준건물의 제2에너지모델에 적용하여 상기 건물의 냉난방을 위한 에너지사용량을 계산하고 상기 설치된 냉난방기기의 효율값을 이용하여 상기 설치된 냉난방기기의 에너지사용량을 계산하는 단계-상기 제2에너지모델은 상기 실내온도에 대한 추정값과 측정값을 입력으로 하거나 상기 실내온도에 대한 추정값과 측정값의 차이를 입력으로 하여 상기 건물의 냉난방을 위한 에너지사용량을 생성하는 모델임-;
    상기 실내온도에 대한 추정값 및 측정값, 그리고, 상기 건물의 냉난방을 위한 에너지사용량을 화면에 표시하는 단계; 및
    판매되는 냉난방기기들의 효율값을 획득하고 상기 설치된 냉난방기기를 상기 판매되는 냉난방기기들 중 하나로 교체할 때의 에너지절감비용을 계산하여 상기 판매되는 냉난방기기들 중 적어도 하나의 냉난방기기를 추천하는 단계
    를 포함하는 가전기기 추천방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    월별로 획득되는 상기 건물의 전체 에너지사용량에서 미리 알려진 부하의 에너지사용량을 제외하여 상기 설치된 냉난방기기의 에너지사용량을 추정하는 단계; 및
    상기 설치된 냉난방기기의 에너지사용량 추정값을 이용하여 상기 제2에너지모델을 수정하는 단계
    를 더 포함하는 가전기기 추천방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 냉난방기기를 추천하는 단계에서,
    상기 판매되는 냉난방기기들의 온라인 최저가정보를 더 이용하여 상기 적어도 하나의 냉난방기기를 추천하는 가전기기 추천방법.
KR1020170019903A 2017-02-14 2017-02-14 온도센서를 이용한 에너지사용량 측정장치, 측정방법, 그리고, 그 에너지사용량을 이용한 가전기기 추천방법 KR101892118B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170019903A KR101892118B1 (ko) 2017-02-14 2017-02-14 온도센서를 이용한 에너지사용량 측정장치, 측정방법, 그리고, 그 에너지사용량을 이용한 가전기기 추천방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170019903A KR101892118B1 (ko) 2017-02-14 2017-02-14 온도센서를 이용한 에너지사용량 측정장치, 측정방법, 그리고, 그 에너지사용량을 이용한 가전기기 추천방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180094192A KR20180094192A (ko) 2018-08-23
KR101892118B1 true KR101892118B1 (ko) 2018-10-05

Family

ID=63454752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170019903A KR101892118B1 (ko) 2017-02-14 2017-02-14 온도센서를 이용한 에너지사용량 측정장치, 측정방법, 그리고, 그 에너지사용량을 이용한 가전기기 추천방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101892118B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004324908A (ja) * 2003-04-21 2004-11-18 Matsushita Electric Works Ltd ビル設備制御装置
US20130134962A1 (en) 2011-11-28 2013-05-30 Expanergy, Llc Energy search engine methods and systems
KR101525010B1 (ko) * 2013-11-05 2015-06-09 동국대학교 산학협력단 온도에 따른 에너지 관리 방법 및 장치
JP2015117848A (ja) * 2013-12-17 2015-06-25 公立大学法人大阪市立大学 エネルギー消費量予測装置、エネルギー消費量予測システム、及びエネルギー消費量予測方法
KR101589262B1 (ko) * 2014-09-24 2016-01-27 현대건설 주식회사 건물 에너지 모델의 보정을 이용한 에너지 관리 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004324908A (ja) * 2003-04-21 2004-11-18 Matsushita Electric Works Ltd ビル設備制御装置
US20130134962A1 (en) 2011-11-28 2013-05-30 Expanergy, Llc Energy search engine methods and systems
KR101525010B1 (ko) * 2013-11-05 2015-06-09 동국대학교 산학협력단 온도에 따른 에너지 관리 방법 및 장치
JP2015117848A (ja) * 2013-12-17 2015-06-25 公立大学法人大阪市立大学 エネルギー消費量予測装置、エネルギー消費量予測システム、及びエネルギー消費量予測方法
KR101589262B1 (ko) * 2014-09-24 2016-01-27 현대건설 주식회사 건물 에너지 모델의 보정을 이용한 에너지 관리 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180094192A (ko) 2018-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11782465B2 (en) Optimization of energy use through model-based simulations
US10101050B2 (en) Dispatch engine for optimizing demand-response thermostat events
US10503847B2 (en) System and method for modeling building heating energy consumption with the aid of a digital computer
CN107250928B (zh) 对建筑物的能耗进行优化和控制
EP2924629A1 (en) Computer-implemented system and method for externally inferring an effective indoor temperature in a building
WO2015163732A1 (en) Operating method and apparatus of smart system for power consumption optimization
US20150192911A1 (en) Optimizing and controlling the energy consumption of a building
US20130079931A1 (en) Method and system to monitor and control energy
US20150276508A1 (en) Computer-Implemented System And Method For Externally Evaluating Thermostat Adjustment Patterns Of An Indoor Climate Control System In A Building
US20170364105A1 (en) Architecture for thermostat control during time-of-use intervals
US20190338976A1 (en) Building management system with energy cost prediction and simulation
US10754918B2 (en) System for providing remote building efficiency audits
Vesterberg et al. Robustness of a regression approach, aimed for calibration of whole building energy simulation tools
US20170363312A1 (en) Architecture for thermostat control during peak intervals
Abrol et al. Data-enabled building energy savings (DE BES)
Petraglia et al. Heat flows and energetic behavior of a telecommunication radio base station
Blonsky et al. Home energy management under realistic and uncertain conditions: A comparison of heuristic, deterministic, and stochastic control methods
JP2017003192A (ja) エネルギー管理装置、エネルギー管理方法及びエネルギー管理プログラム
KR101892118B1 (ko) 온도센서를 이용한 에너지사용량 측정장치, 측정방법, 그리고, 그 에너지사용량을 이용한 가전기기 추천방법
JP6292515B2 (ja) 需要予測装置、プログラム
Urban et al. A Data-Driven Framework for Comparing Residential Thermostat Energy Performance
US20190311283A1 (en) System And Method For Estimating Periodic Fuel Consumption for Cooling Of a Building With the Aid Of a Digital Computer
Oh Quantifying the electricity savings from the use of home automation devices in a residence
Sanchez et al. Modelling and mitigating lifetime impact of building demand responsive control of heating, ventilation and air-conditioning systems
JP6867996B2 (ja) 消費電力推定装置及び消費電力推定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant