KR102126158B1 - 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어 시스템 - Google Patents

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이진규
주상욱
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Abstract

본 발명은 지열히트펌프와 공기열히트펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계실내의 공기열 히트펌프를 이용하여 기계실내의 온도를 조절할 수 있는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어 시스템에 관한 것이다. 이를 위해, 건물의 공조장치, 전기장치, 배수장치 중 적어도 하나가 설치된 기계실(10)의 제어장치에 있어서, 기계실(10)내에 구비된 지열히트펌프장치(100); 지열히트펌프장치(100)와 연결된 축열탱크(400); 기계실(10)내에 구비되고, 축열탱크(400)와 연결된 공기열히트펌프(200); 기계실(10)의 온도를 측정하는 외기온도센서(240); 및 축열탱크(400)의 온도 및 외기온도센서(240)의 온도에 기초하여 공기열히트펌프를 제어하는 제어부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어장치가 제공된다.

Description

기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어 시스템{multi control system with engineering space cooling function}
본 발명은 지열히트펌프와 공기열히트펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기계실내의 공기열 히트펌프를 이용하여 기계실내의 온도를 조절할 수 있는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 아파트, 학교, 공공건물, 사무용 빌딩, 백화점, 쇼핑센터등의 건물에는 건물의 공조장치, 전기장치, 배수장치 들이 설치된 기계실이 있다. 이러한 기계실은 통상 지하에 설치되는 경우가 많은데, 공조장치, 전기장치, 배수장치 등의 가동에 따른 고온, 스팀의 열기, 소음 및 진동의 발원지가 되어 있다.
이러한 기계실의 근무 환경은 매우 열악하며, 고온의 기계실은 다른 기계장치의 동작에 악영항(예 : 과열, 수명단축, 오작동 등)을 미치기도 한다. 따라서 종래에는 기계실 내에 대형 환풍기나 선풍기를 설치하여 외부와의 공기 순환이 이루어지도록 하고 있으나, 지하 2층이나 3층 이상인 경우 이러한 외부와의 공기 순환도 원활하지 않다.
이를 해결하기 위한 좀 더 개량된 방법은 기계실 내에 별도의 에어콘을 설치하는 것이였으나 실외기와의 연결이 쉽지 않았고, 에너지의 낭비가 심했다.
한편, 지열히트펌프를 이용하여 건물의 냉난방을 가동하는 경우, 시간에 따라 다양하게 변화하는 부하에 대처하기 위해 지열히트펌프의 가동 용량을 능동적으로 가변시키기 어려웠다. 따라서, 대용량의 지열히트펌프를 전체적으로 ON/OFF 제어하는 것이 최선이었다. 이에 따라, 중소 용량의 지열히트펌프를 복수개 설치하고 선별적으로 가동하면서 부하의 변동에 따른 최적의 가동 댓수를 산출하기 위한 연구가 계속되고 있다.
1. 대한민국 특허공개번호 제 10-2013-0134740 호 (지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프 시스템), 2. 대한민국 특허공개번호 제 10-2014-0131793 호 (지열, 태양열 및 공기열을 이용한 하이브리드 히트펌프 시스템).
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 지열히트펌프를 복수개 설치하고 축열탱크의 온도에 따라 선별적으로 가동하면서 부하의 변동에 따른 최적의 가동 댓수를 산출하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는, 기계실의 온도를 감지하여 공기열 히트펌프를 가동시킴으로써 기계실의 냉방하고, 공기열 히트펌프의 고온수를 축열탱크로 급송하여 난방축열 온도를 상승시킬 수 있는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어 시스템을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 건물의 공조장치, 전기장치, 배수장치 중 적어도 하나가 설치된 기계실(10)의 제어장치에 있어서, 기계실(10)내에 구비된 지열히트펌프장치(100); 지열히트펌프장치(100)와 연결된 축열탱크(400); 기계실(10)내에 구비되고, 상기 축열탱크(400)와 연결된 공기열히트펌프(200); 기계실(10)의 온도를 측정하는 외기온도센서(240); 및 축열탱크(400)의 온도 및 상기 외기온도센서(240)의 온도에 기초하여 상기 공기열히트펌프를 제어하는 제어부(300);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어장치가 제공된다.
또한, 지열히트펌프장치(100)는, 개별적으로 동작 가능한 복수의 지열히트펌프(100a, 100b); 및 복수의 지열히트펌프(100a, 100b)와 연결되는 지중열교환기(130);를 포함하고, 제어부(300)는 복수의 지열히트펌프(100a, 100b)를 개별적으로 제어 가능하다.
또한, 지열히트펌프(100a, 100b)와 지중열교환기(130)의 연결은, 지열히트펌프(100a, 100b)로부터 지중열교환기(130)로 연결되는 제 1 출수관(170)과 제 1 출수관(170)에 설치된 제 1 출수 온도센서(150); 지중열교환기(130)로부터 지열히트펌프(100a, 100b)로 연결되는 제 1 입수관(160)과 제 1 입수관(160)에 설치된 제 1 입수 온도센서(140); 및 제 1 출수관(170)과 제 1 입수관(160)중 하나에 설치되는 제 1 순환펌프(120);를 포함한다.
또한, 지열히트펌프장치(100)와 축열탱크(400)의 연결은, 지열히트펌프장치(100)로부터 축열탱크(400)로 연결되는 제 2 출수관(440)과 제 2 출수관(440)에 설치된 제 2 출수 온도센서(410); 축열탱크(400)로부터 지열히트펌프장치(100)로 연결되는 제 2 입수관(450)과 제 2 입수관(450)에 설치된 제 2 입수 온도센서(420); 및 제 2 출수관(440)과 제 2 입수관(450)중 하나에 설치되는 제 2 순환펌프(430);를 포함한다.
또한, 축열탱크(400)와 상기 공기열히트펌프(200)의 연결은, 공기열히트펌프(200)로부터 축열탱크(400)로 연결되는 제 3 출수관(260) 및 제 3 출수관(260)에 설치된 제 3 출수 온도센서(210); 축열탱크(400)로부터 공기열히트펌프(200)로 연결되는 제 3 입수관(250)과 제 3 입수관(250)에 설치된 제 3 입수 온도센서(220); 및 제 3 출수관(260)과 제 3 입수관(250)중 하나에 설치되는 제 3 순환펌프(230);를 포함한다.
또한, 제어부(300)와 지열히트펌프장치(100) 사이의 제 1 통신(310) 및 제어부(300)와 상기 공기열히트펌프(200) 사이의 제 2 통신(320)중 적어도 하나는 RS-485 통신 규격이다.
또한, 상기와 같은 본 발명의 목적은 또 다른 카테고리로써, 건물의 공조장치, 전기장치, 배수장치 중 적어도 하나가 설치된 기계실(10)의 제어방법에 있어서, 기계실(10)내에 구비된 지열히트펌프장치(100)중 1대의 지열히트펌프(100a)가 가동되는 단계(S100); 지열히트펌프장치(100)와 연결된 축열탱크(400)로 입수되는 제 2 출수관(440)의 온도(T2)를 감지하는 단계(s110); 축열탱크(400)의 설정온도(T1)와 상기 제 2 출수관(440)의 온도(T2)의 온도차(△T1)를 산출하는 단계(S120); 온도차(△T1)가 미리 설정된 기준온도차(△T) 이상인지 여부를 판단하는 단계(S130); 및 만약 온도차(△T1)가 상기 기준온도차(△T) 이상이라면, 제어부(300)가 상기 온도차(△T1)에 비례하여 상기 지열히트펌프장치(100)를 가동하는 단계(S140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
또한, 지열히트펌프장치(100)는 복수의 지열히트펌프(100a, 100b)를 포함하고, 제어부(300)는 복수의 지열히트펌프(100a, 100b)를 개별적으로 제어할 수 있다.
또한, 가동단계(S140)의 제어부(300)는, N×△T ≥ △T1 를 만족하는 최소 자연수 N을 산출하고, 복수의 지열히트펌프(100a, 100b)중 N대의 지열히트펌프(100a, 100b)를 가동하는 단계(S140)이다.
또한, 지열히트펌프장치(100)가 난방중일 때, 제어부(300)는 지열수의 온도가 높은 지열히트펌프(100a, 100b)부터 순차적으로 가동하거나(S142); 또는 지열히트펌프장치(100)가 냉방중일 때, 제어부(300)는 지열수의 온도가 낮은 상기 지열히트펌프(100a, 100b)부터 순차적으로 가동하는 것(S144);을 특징으로 한다.
또한, S100단계 내지 S140단계가 반복적으로 실행될 때(S200); 외기온도센서(240)가 상기 기계실(10)의 온도(T3)를 감지하는 단계(S210); 기계실 온도(T3)가 미리 설정된 기준기계실온도(Tset) 이상인지 여부를 판단하는 단계(S220); 만약 기계실 온도(T3)가 기준기계실온도(Tset) 이상이라면, 상기 제어부(300)가 기계실(10) 내의 공기열히트펌프(200)를 가동하여 기계실(10)을 냉각하는 단계(S230); 및 공기열히트펌프(200)의 고온수를 지열히트펌프장치(100)의 축열탱크(400)로 급송하는 단계(S240);를 더 포함한다.
또한, 만약 상기 기계실 온도(T3)가 상기 기준기계실온도(Tset) 보다 낮다면, 제어부(300)가 공기열히트펌프(200)를 정지시키는 단계(S250);를 더 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 지열히트펌프를 복수개 설치하고 축열탱크의 온도에 따라 선별적으로 가동하면서 부하의 변동에 따른 최적의 가동 댓수를 산출할 수 있다. 따라서, 전체 지열히트펌프중 일부 부분만이 가동되거나 전체가 동작되어 효율이 높고 에너지가 절약되는 효과가 있다.
또한, 기계실의 온도를 감지하여 공기열 히트펌프를 가동시킴으로써 증발열원으로 기계실을 냉방하고, 공기열 히트펌프의 고온수를 축열탱크로 급송하여 난방축열 온도를 상승시킬 수 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어 시스템의 대략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라, 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어방법중 지열히트펌프장치를 동작시키는 과정을 나타내는 흐름도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라, 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어방법중 공기열히트펌프장치를 동작시키는 과정을 나타내는 흐름도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
실시예의 구성
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어 시스템의 대략적인 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 건물의 지하 기계실(10)에는 건물에 필요한 공조장치, 전기장치, 배수장치 들이 설치되어 있고, 지열히트펌프장치(100), 공기열히트펌프(200), 축열탱크(400) 및 제어부(300)가 구비되어 있다.
지열히트펌프장치(100)는 복수의 지열히트펌프(100a, 100b)로 구성되고, 제어부(300)에 의해 개별적으로 동작 제어된다. 지열히트펌프장치(100)는 지중열교환기(130)와 연결된다. 지열히트펌프(100a, 100b)와 지중열교환기(130)의 연결은, 지열히트펌프(100a, 100b)로부터 지중열교환기(130)로 연결되는 제 1 출수관(170)과 제 1 출수관(170)에 설치된 제 1 출수 온도센서(150)를 포함한다. 그리고, 지열히트펌프(100a, 100b)와 지중열교환기(130)의 연결은 지중열교환기(130)로부터 지열히트펌프(100a, 100b)로 연결되는 제 1 입수관(160)과 제 1 입수관(160)에 설치된 제 1 입수 온도센서(140)를 포함한다. 아울러, 제 1 순환펌프(120)는 제 1 입수관(160)에 설치된다. 제 1 입수 온도센서(140)와 제 1 출수 온도센서(150)의 신호는 지열히트펌프장치(100)를 통해 제어부(300)로 전송된다. 제 1 순환펌프(120)는 지열히트펌프장치(100)를 통한 제어부(300)의 명령에 따라 가동된다.
지열히트펌프장치(100)와 축열탱크(400)의 연결은, 지열히트펌프장치(100)로부터 축열탱크(400)로 연결되는 제 2 출수관(440)과 제 2 출수관(440)에 설치된 제 2 출수 온도센서(410)를 포함한다. 그리고, 지열히트펌프장치(100)와 축열탱크(400)의 연결은 축열탱크(400)로부터 지열히트펌프장치(100)로 연결되는 제 2 입수관(450)과 제 2 입수관(450)에 설치된 제 2 입수 온도센서(420)를 포함한다. 제 2 순환펌프(430)는 제 2 입수관(450)에 설치된다. 제 2 입수 온도센서(420)와 제 2 출수 온도센서(410)의 신호는 제어부(300)로 전송된다. 제 2 순환펌프(430)는 제어부(300)의 명령에 따라 가동된다.
축열탱크(400)와 공기열히트펌프(200)의 연결은, 공기열히트펌프(200)로부터 축열탱크(400)로 연결되는 제 3 출수관(260) 및 제 3 출수관(260)에 설치된 제 3 출수 온도센서(210)를 포함한다. 그리고, 축열탱크(400)와 공기열히트펌프(200)의 연결은 축열탱크(400)로부터 공기열히트펌프(200)로 연결되는 제 3 입수관(250)과 제 3 입수관(250)에 설치된 제 3 입수 온도센서(220)를 포함한다. 제 3 순환펌프(230)는 제 3 입수관(250)에 설치된다. 제 3 입수 온도센서(220)와 제 3 출수 온도센서(210)의 신호는 공기열히트펌프(200)를 통해 제어부(300)로 전송된다. 제 3 순환펌프(230)는 공기열히트펌프(200)를 통한 제어부(300)의 명령에 따라 가동된다.
외기온도센서(240)는 기계실(10)내에 설치되어 기계실 내부 온도를 감지한다. 외기온도센서(240)의 출력신호는 공기열히트펌프(200)를 통해 제어부(300)로 전송된다.
축열탱크(400)는 난방모드 또는 냉방모드에 따라 난방수 또는 냉방수를 저장하는 단열 탱크이다.
제어부(300)는 제 1 통신(310)을 통해 지열히트펌프장치(100)와 연결되고, 제 2 통신(320)을 통해 공기열히트펌프(200)와 연결된다. 제 1, 2 통신(310, 320)는 RS-485 통신 규격이 적용된다. 제어부(300)는 퍼스널 컴퓨터, 노트북, 마이컴 등으로 구현 가능하며, 터치스크린, LCD 디스플레이, 연산부(CPU), 저장부(RAM, ROM, HDD, 플래쉬 메모리), USB포트, 스피커, 통신부 등을 포함한다.
실시예의 동작
이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 동작을 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명의 일실시예에 따라, 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어방법중 지열히트펌프장치를 동작시키는 과정을 나타내는 흐름도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 먼저, 기계실(10)내에 구비된 지열히트펌프장치(100)중 최소 1대의 지열히트펌프(100a)가 가동된다(S100).
그 다음, 제 2 출수온도센서(410)가 지열히트펌프장치(100)로부터 축열탱크(400)로 입수되는 제 2 출수관(440)의 온도(T2)(예 : 70℃)를 감지한다(s110). 제 2 출수관(440)의 온도(T2)는 제어부(300)로 전송된다.
그 다음, 제어부(300)는 축열탱크(400)의 미리 설정된 설정온도(T1)(예 : 80℃)와 제 2 출수관(440)의 온도(T2)의 온도차(△T1)(예 : 80-70 = 10℃)를 산출한다(S120).
그 다음, 제어부(300)는 온도차(△T1)(예 : 10℃)가 미리 설정된 기준온도차(△T)(예 : 8℃) 이상인지 여부를 판단한다(S130).
만약 온도차(△T1)(예 : 10℃)가 상기 기준온도차(△T)(예 : 8℃) 이상이라면, 제어부(300)는 온도차(△T1)(예 : 10℃)에 비례하여 지열히트펌프장치(100)를 가동한다(S140). 즉, 제어부(300)는, N×△T ≥ △T1 (예 : (N×8)≥ 10)를 만족하는 최소 자연수 N(N=2)을 산출하고, 복수의 지열히트펌프(100a, 100b)중 2대의 지열히트펌프(100a, 100b)를 가동한다.
또한, 지열히트펌프장치(100)가 난방중일 때, 제어부(300)는 지열수의 온도가 높은 지열히트펌프(100a, 100b)부터 순차적으로 가동하거나(S142); 또는 지열히트펌프장치(100)가 냉방중일 때, 제어부(300)는 지열수의 온도가 낮은 지열히트펌프(100a, 100b)부터 순차적으로 가동한다(S144).
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라, 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어방법중 공기열히트펌프장치를 동작시키는 과정을 나타내는 흐름도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 도 2에 도시된 S100단계 내지 S140단계가 반복적으로 실행될 때(S200); 외기온도센서(240)는 기계실(10)의 온도(T3)를 감지한다(S210).
그리고, 제어부(300)는 기계실 온도(T3)(예 : 35℃)가 미리 설정된 기준기계실온도(Tset)(예 : 30℃) 이상인지 여부를 판단한다(S220).
만약 기계실 온도(T3)(예 : 35℃)가 기준기계실온도(Tset)(예 : 30℃) 이상이라면, 제어부(300)가 기계실(10) 내의 공기열히트펌프(200)를 난방모드(축열탱크의 온도 상승을 위한 모드)로 가동하여 기계실(10)을 냉각한다(S230). 이 때, 공기열히트펌프(200)의 고온수는 제 3 출수관(260)을 통해 지열히트펌프장치(100)의 축열탱크(400)로 급송된다(S240).
또한, 만약 기계실 온도(T3)가 기준기계실온도(Tset) 보다 낮다면, 제어부(300)는 공기열히트펌프(200)를 정지시킨다(S250).
이를 통해, 공기열 히트펌프의 증발열원으로 기계실을 냉방하고, 공기열 히트펌프의 고온수를 축열탱크로 급송하여 난방축열 온도를 상승시킬 수 있다.
변형예
비록, 본 발명에서는 지열히트펌프로 건물을 냉난방하고, 공기열히트펌프로 기계실을 냉방하였으나, 공기열히트펌프로 건물을 냉난방하고, 지열히트펌프로 기계실을 냉방하도록 구성할 수 있다.
또한, 도 2에 따른 공정과 도 3에 따른 공정은 동시 또는 조건에 따라 실행할 수도 있고, 도 2의 공정과 도 3의 공정을 선택적으로 실행할 수도 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
10 : 기계실,
100 : 지열히트펌프장치,
100a, 100b : 지열히트펌프,
130 : 지중열교환기,
140 : 제 1 입수온도센서,
150 : 제 1 출수온도센서,
160 : 제 1 입수관,
170 : 제 1 출수관,
200 : 공기열히트펌프,
210 : 제 3 출수온도센서,
220 : 제 3 입수온도센서,
230 : 제 3 순환펌프,
240 ; 외기온도센서,
250 : 제 3 입수관,
260 : 제 3 출수관,
300 : 제어부,
310 : 제 1 통신선,
320 : 제 2 통신선,
400 : 축열탱크,
410 : 제 2 출수온도센서,
420 : 제 2 입수온도센서,
430 : 제 2 순환펌프,
440 : 제 2 출수관,
450 : 제 2 입수관,
T1 : 축열탱크의 설정온도,
T2 : 제 2 출수관의 온도,
△T1 = T1 - T2,
△T = 기준온도차,
T3 : 기계실 온도,
Tset : 기준 기계실온도,

Claims (12)

  1. 건물의 공조장치, 전기장치, 배수장치 중 적어도 하나가 설치된 기계실(10)의 제어장치에 있어서,
    상기 기계실(10)내에 구비된 복수의 지열히트펌프(100a, 100b);
    상기 지열히트펌프(100a, 100b)와 연결된 축열탱크(400);
    상기 기계실(10)내에 구비되고, 상기 축열탱크(400)와 연결된 공기열히트펌프(200);
    상기 기계실(10)의 온도를 측정하는 외기온도센서(240); 및
    상기 축열탱크(400)의 온도 및 상기 외기온도센서(240)의 온도에 기초하여 상기 공기열히트펌프(200)를 제어하고 상기 복수의 지열히트펌프(100a, 100b)를 개별적으로 제어하는 제어부(300);를 포함하고,
    상기 제어부(300)는,
    상기 축열탱크(400)의 설정온도(T1)와 상기 축열탱크(400)로 입수되는 제 2 출수관(440)의 온도(T2)의 온도차(△T1)를 산출하고, 미리 설정된 기준온도차(△T) 에 기초하여, N×△T ≥ △T1 를 만족하는 최소 자연수 N을 산출하고, 그리고
    상기 복수의 지열히트펌프(100a, 100b)중 N대의 상기 지열히트펌프(100a, 100b)를 가동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지열히트펌프(100a, 100b)는,
    개별적으로 동작 가능한 복수의 지열히트펌프(100a, 100b); 및
    상기 복수의 지열히트펌프(100a, 100b)와 연결되는 지중열교환기(130);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 지열히트펌프(100a, 100b)와 상기 지중열교환기(130)의 연결은,
    상기 지열히트펌프(100a, 100b)로부터 상기 지중열교환기(130)로 연결되는 제 1 출수관(170) 및 상기 제 1 출수관(170)에 설치된 제 1 출수 온도센서(150);
    상기 지중열교환기(130)로부터 상기 지열히트펌프(100a, 100b)로 연결되는 제 1 입수관(160) 및 상기 제 1 입수관(160)에 설치된 제 1 입수 온도센서(140); 및
    상기 제 1 출수관(170)과 상기 제 1 입수관(160)중 하나에 설치되는 제 1 순환펌프(120);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지열히트펌프(100a, 100b)와 상기 축열탱크(400)의 연결은,
    상기 지열히트펌프(100a, 100b)로부터 상기 축열탱크(400)로 연결되는 상기 제 2 출수관(440) 및 상기 제 2 출수관(440)에 설치된 제 2 출수 온도센서(410);
    상기 축열탱크(400)로부터 상기 지열히트펌프(100a, 100b)로 연결되는 제 2 입수관(450) 및 상기 제 2 입수관(450)에 설치된 제 2 입수 온도센서(420); 및
    상기 제 2 출수관(440)과 상기 제 2 입수관(450)중 하나에 설치되는 제 2 순환펌프(430);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 축열탱크(400)와 상기 공기열히트펌프(200)의 연결은,
    상기 공기열히트펌프(200)로부터 상기 축열탱크(400)로 연결되는 제 3 출수관(260) 및 상기 제 3 출수관(260)에 설치된 제 3 출수 온도센서(210);
    상기 축열탱크(400)로부터 상기 공기열히트펌프(200)로 연결되는 제 3 입수관(250) 및 상기 제 3 입수관(250)에 설치된 제 3 입수 온도센서(220); 및
    상기 제 3 출수관(260)과 상기 제 3 입수관(250)중 하나에 설치되는 제 3 순환펌프(230);를 포함하는 것을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부(300)와 상기 지열히트펌프(100a, 100b) 사이의 제 1 통신(310) 및
    상기 제어부(300)와 상기 공기열히트펌프(200) 사이의 제 2 통신(320)중 적어도 하나는 RS-485 통신 규격인 것을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어장치.
  7. 건물의 공조장치, 전기장치, 배수장치 중 적어도 하나가 설치된 기계실(10)의 제어방법에 있어서,
    상기 기계실(10)내에 구비된 복수의 지열히트펌프(100a, 100b)중 1대의 지열히트펌프(100a)가 가동되는 단계(S100);
    상기 지열히트펌프(100a, 100b)와 연결된 축열탱크(400)로 입수되는 제 2 출수관(440)의 온도(T2)를 감지하는 단계(s110);
    상기 축열탱크(400)의 설정온도(T1)와 상기 제 2 출수관(440)의 온도(T2)의 온도차(△T1)를 산출하는 단계(S120);
    상기 온도차(△T1)가 미리 설정된 기준온도차(△T) 이상인지 여부를 판단하는 단계(S130); 및
    만약 상기 온도차(△T1)가 상기 기준온도차(△T) 이상이라면, 제어부(300)가 상기 온도차(△T1)에 비례하여 상기 지열히트펌프(100a, 100b)를 개별적으로 제어하는 단계(S140);를 포함하고,
    상기 제어단계(S140)의 상기 제어부(300)는,
    N×△T ≥ △T1 를 만족하는 최소 자연수 N을 산출하고,
    상기 복수의 지열히트펌프(100a, 100b)중 N대의 상기 지열히트펌프(100a, 100b)를 가동하도록 제어하는 단계(S140)인 것을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어방법.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 지열히트펌프(100a, 100b)가 난방중일 때, 상기 제어부(300)는 지열수의 온도가 높은 상기 지열히트펌프(100a, 100b)부터 순차적으로 가동하거나(S142); 또는
    상기 지열히트펌프(100a, 100b)가 냉방중일 때, 상기 제어부(300)는 지열수의 온도가 낮은 상기 지열히트펌프(100a, 100b)부터 순차적으로 가동하는 것(S144);을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 S100단계 내지 상기 S140단계가 반복적으로 실행될 때(S200);
    외기온도센서(240)가 상기 기계실(10)의 온도(T3)를 감지하는 단계(S210);
    상기 기계실 온도(T3)가 미리 설정된 기준기계실온도(Tset) 이상인지 여부를 판단하는 단계(S220);
    만약 상기 기계실 온도(T3)가 상기 기준기계실온도(Tset) 이상이라면, 상기 제어부(300)가 상기 기계실(10) 내의 공기열히트펌프(200)를 가동하여 상기 기계실(10)을 냉각하는 단계(S230); 및
    상기 공기열히트펌프(200)의 고온수를 상기 지열히트펌프(100a, 100b)의 상기 축열탱크(400)로 급송하는 단계(S240);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    만약 상기 기계실 온도(T3)가 상기 기준기계실온도(Tset) 보다 낮다면, 상기 제어부(300)가 상기 공기열히트펌프(200)를 정지시키는 단계(S250);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기계실 냉각 기능을 갖는 멀티제어방법.
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