KR102215977B1 - System and method for distributing heat source with high efficiency using geothermal heat source and solar power generation - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a heat source distribution method, which distributes a heat source using a heat source distribution system including n heat pumps, m underground heat exchangers, and a circulation pump controlling a flow rate therebetween. The method comprises: a photovoltaic power generation step of producing electric energy from sunlight; an electrical energy monitoring step of monitoring the flow of the electric energy; a surplus power deriving step of deriving the remaining surplus power after consumption among the produced electric energy based on the monitoring result; an operating efficiency determining step of determining operating efficiency of the heat source distribution system based on the surplus power; and a driving step of driving the heat pump, the underground heat exchanger and the circulation pump based on the operating efficiency of the heat source distribution system. Therefore, energy efficiency can be increased.

Description

지열 열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DISTRIBUTING HEAT SOURCE WITH HIGH EFFICIENCY USING GEOTHERMAL HEAT SOURCE AND SOLAR POWER GENERATION}High-efficiency heat source distribution system and method using geothermal heat source and solar power generation {SYSTEM AND METHOD FOR DISTRIBUTING HEAT SOURCE WITH HIGH EFFICIENCY USING GEOTHERMAL HEAT SOURCE AND SOLAR POWER GENERATION}

본 발명은 열원 분배 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 지열 열원과 태양광 발전 전력을 이용하여 열원을 고효율로 분배하는 열원 분배 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat source distribution system and method thereof, and more particularly, to a heat source distribution system and method for distributing a heat source with high efficiency using a geothermal heat source and solar power.

일반적으로 화학적인 연료의 고갈과 환경오염으로 인해 근래에는 신재생에너지의 기술개발이 활발히 이뤄지고 있다.In general, due to the depletion of chemical fuels and environmental pollution, technology development of new and renewable energy has been actively made in recent years.

신재생에너지는 태양열, 바람, 지열, 파력 등 자연에서 발생하는 현상에 의해 발생하는 에너지를 변환하여 사용하는 것으로서, 그 중에서도 변화가 가장 적고 안정적으로 에너지를 얻을 수 있는 것이 태양열과 지열이 있다.Renewable energy converts and uses energy generated by natural phenomena such as solar heat, wind, geothermal heat, and wave power. Among them, solar heat and geothermal heat are the ones that have the least change and can stably obtain energy.

지열은 지하 깊숙한 곳의 열을 외부로 이끌어 내 사용하는 것으로서, 지열을 이용하는 대표적인 장치로는 지열을 냉난방으로 사용하기 위한 지열 보일러가 개시되며, 태양열을 이용하는 대표적인 장치로는 태양열에 의해 열매체를 가열하는 태양열 보일러가 개시된 바가 있다.Geothermal heat is used to draw heat from deep underground to the outside. As a representative device using geothermal heat, a geothermal boiler to use geothermal heat for cooling and heating is started, and as a representative device using solar heat, a heat medium is heated by solar heat. Solar boilers have been disclosed.

그러나 지열 보일러와 태양열 보일러는 열매체를 가열하는 것이고 열효율이 높지 않기 때문에 종래에는 지열과 태양 에너지를 복합적으로 이용하는 장치가 한국공개특허공보 제10-2017-0105257호(2017.9.19. 공개)에 “지열과 태양광 연계 제어를 통한 냉난방 온수 보일러 시스템”이 개시된 바가 있다.However, since geothermal boilers and solar boilers heat a heat medium and do not have high thermal efficiency, conventionally, a device that uses geothermal heat and solar energy in combination has been published in Korean Patent Laid-Open No. 10-2017-0105257 (published on September 19, 2017). A heating and cooling hot water boiler system through solar and solar connection control has been disclosed.

상기한 종래의 냉난방 온수 보일러 시스템은 태양에너지로 발전하는 전기에 의한 전기히터봉과 지열을 함께 이용하여 온수를 가열함으로써, 태양에너지에 의해 직접 온수를 가열하는 것 보다는 에너지 효율을 향상시킬 수 있었다. The above-described conventional heating/cooling hot water boiler system heats hot water by using both an electric heater rod and geothermal heat generated by electricity generated by solar energy, thereby improving energy efficiency rather than directly heating hot water by solar energy.

하지만, 종래의 냉난방 온수 보일러 시스템은 태양에너지를 전기에너지로 변환하고, 전기에너지를 다시 열에너지로 변환하기 때문에 열효율이 하락될 뿐만 아니라, 태양에너지의 발전량이 작을 때에는 전기히터봉을 가열할 수 없으며 불균일하게 전력량이 발생하기 때문에 에너지효율이 하락되는 문제점이 있었다.However, the conventional heating/cooling hot water boiler system converts solar energy to electric energy and converts electric energy back to thermal energy, so not only the thermal efficiency decreases, but also the electric heater rod cannot be heated when the amount of solar energy generated is small. There was a problem in that energy efficiency was deteriorated because the amount of power was generated.

또한, 종래에는 지열을 열교환하는 하나의 히트펌프에 의해서 지열을 제공하기 때문에 상기 히트펌프를 작동하기 위한 전력량을 지속적으로 소모하게 되고, 이로 인해 에너지 효율이 하락하는 문제점이 있었다. In addition, in the related art, since geothermal heat is provided by a single heat pump for exchanging geothermal heat, the amount of electric power for operating the heat pump is continuously consumed, thereby reducing energy efficiency.

한국 공개특허번호 10-2017-0105257호(공개일: 2017.09.19, 명칭: 지열과 태양광 연계 제어를 통한 냉난방 온수 보일러 시스템)Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2017-0105257 (Published: 2017.09.19, Name: Air-conditioning and heating hot water boiler system through geothermal and solar power linkage control)

따라서 본 발명은 태양광 발전에 의해 구동하는 n개의 히트펌프들을 포함하고, 태양광 발전에 의해 발전된 전력량 중 소비되거나 전력 저장소에 저장되고 남은 잉여 전력량에 비례하여 상기 히트펌프의 운전 수량을 결정함으로써, 에너지 효율을 향상시키는 지열열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.Accordingly, the present invention includes n heat pumps driven by photovoltaic power generation, and by determining the number of operation of the heat pump in proportion to the amount of surplus power consumed or stored in a power storage among the amount of power generated by photovoltaic power generation, An object of the present invention is to provide a high-efficiency heat source distribution system and method using a geothermal heat source and solar power to improve energy efficiency.

또한, 본 발명은 상기 n개의 히트펌프들 각각의 동작 시간에 따른 동작 부하를 고려하여 동작할 히트펌프를 결정함으로써, 에너지 효율을 향상시키는 지열열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention determines the heat pump to operate in consideration of the operating load according to the operating time of each of the n heat pumps, thereby improving energy efficiency and a high-efficiency heat source distribution system using a geothermal heat source and photovoltaic power generation. I want to provide a way.

또한, 본 발명은 m개의 지중 열교환기를 포함하고, 미리 설정된 주기마다 상기 지중 열교환기들을 순차적으로 선택하여 열효율을 측정하고, 열효율이 높은 지중 열교환기를 우선적으로 선택하여 구동시킴으로써, 에너지 효율을 향상시키는 지열열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 시스템 및 그 방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention includes m subterranean heat exchangers, measuring thermal efficiency by sequentially selecting the subterranean heat exchangers at preset cycles, and preferentially selecting and driving the subterranean heat exchanger with high thermal efficiency, thereby improving energy efficiency. It is intended to provide a high-efficiency heat source distribution system and method using a heat source and solar power.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 열원 분배 시스템은, 태양광을 입사 받아 전기에너지를 생산하는 태양광 모듈; 상기 태양광 모듈에서 생산된 전기에너지의 흐름을 모니터링하고, 그에 따른 제어 명령을 생성하는 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS); n개의 히트 펌프들 및 m개의 지중 열교환기들을 포함하고, 상기 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)의 제어 명령에 의거하여 적어도 하나의 히트 펌프 및 적어도 하나의 지중 열교환기를 구동시켜 상기 지중 열교환기에 의해 제공되는 열의 온도를 변환하여 열에너지를 생성하는 지열 시스템; 및 상기 지열 시스템에서 발생된 열에너지 중 열원으로 사용되고 남은 열을 전달받아 축적하는 축열 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the heat source distribution system provided by the present invention includes: a solar module for generating electric energy by receiving sunlight; A building energy management server (BEMS) that monitors the flow of electric energy produced by the solar module and generates a control command accordingly; It includes n heat pumps and m underground heat exchangers, and is provided by the underground heat exchanger by driving at least one heat pump and at least one underground heat exchanger according to a control command of the building energy management server (BEMS). A geothermal system for generating thermal energy by converting the temperature of heat; And a heat storage tank for receiving and accumulating remaining heat used as a heat source among the heat energy generated in the geothermal system.

바람직하게, 상기 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)는 상기 태양광 모듈에서 생산된 전기에너지 중 소비하고 남은 잉여 전력량에 의거하여 상기 히트 펌프의 동작 대수를 결정하여 상기 지열 시스템으로 전달할 수 있다. Preferably, the building energy management server (BEMS) may determine the number of operation of the heat pump based on the amount of surplus power remaining after consumption of the electric energy produced by the solar module and transmit it to the geothermal system.

바람직하게, 상기 지열 시스템은 상기 태양광 모듈에서 생산된 전기에너지에 의해 구동되는 n개의 히트 펌프들; 지중에 매립되어 지중의 열과 열교환하는 m개의 지중 열교환기들; 상기 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)와의 통신 인터페이스를 제공하되, 상기 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)로부터 전달된 제어 명령에 기초하여 상기 히트 펌프들 및 지중 열교환기들의 온/오프를 제어하고, 상기 지열 시스템에서 생성된 데이터를 디지털로 변환하여 상기 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)로 전달하는 제어장치; 및 상기 지열 시스템 내에 유량을 제어하되, 상기 히트 펌프의 동작 대수에 비례하여 동작 효율이 제어되는 순환 펌프를 포함할 수 있다. Preferably, the geothermal system comprises n heat pumps driven by electric energy produced by the solar module; M underground heat exchangers buried in the ground to exchange heat with the heat of the ground; Provides a communication interface with the building energy management server (BEMS), but controls the on/off of the heat pumps and the underground heat exchangers based on a control command transmitted from the building energy management server (BEMS), and the geothermal system A control device that converts the data generated in digital to the building energy management server (BEMS); And a circulation pump controlling a flow rate in the geothermal system, but controlling an operating efficiency in proportion to the number of operating units of the heat pump.

바람직하게, 상기 제어장치는 상기 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)로부터 전달된 히트 펌프의 동작 대수에 기초하여 상기 n개의 히트 펌프들 중 구동 대상 히트 펌프를 결정한 후 해당 히트 펌프를 구동시키되, 상기 n개의 히트 펌프들 각각의 구동 정보를 관리하고, 상기 히트 펌프들 각각의 동작 시간에 따른 동작 부하를 고려하여 구동 대상 히트 펌프를 결정할 수 있다. Preferably, the control device drives the corresponding heat pump after determining a driving target heat pump among the n heat pumps based on the number of operating heat pumps transmitted from the building energy management server (BEMS), The driving information of each of the heat pumps may be managed, and a driving target heat pump may be determined in consideration of an operating load according to an operating time of each of the heat pumps.

바람직하게, 상기 제어장치는 미리 설정된 주기마다 상기 m개의 지중 열교환기들을 순차적으로 선택하여 열효율을 측정하고, 열효율이 높은 지중 열교환기를 우선적으로 선택하여 구동시킬 수 있다.Preferably, the control device may measure thermal efficiency by sequentially selecting the m underground heat exchangers at preset periods, and preferentially select and drive an underground heat exchanger having high thermal efficiency.

바람직하게, 상기 지열 시스템은 소정 온도의 온수를 저장하는 온수 탱크; 및 상기 히트 펌프로부터 상기 온수 탱크로 연결되는 제1 경로; 또는 상기 히트펌프로부터 상기 지중 열교환기 측으로 연결되는 제2 경로 중 어느 하나를 개방하여 상기 히트 펌프로부터 회수된 열에너지의 이동 경로를 결정하는 삼방 밸브를 더 포함하고, 상기 제어장치는 상기 히트 펌프에서 회수된 열에너지를 재사용하기 위해, 상기 온수의 온도가 상기 소정 온도가 될 때까지 상기 히트 펌프에서 회수된 열에너지를 상기 온수 탱크 측으로 전달하도록 상기 삼방밸브를 제어할 수 있다. Preferably, the geothermal system comprises: a hot water tank for storing hot water at a predetermined temperature; And a first path connected from the heat pump to the hot water tank. Or a three-way valve for determining a movement path of the heat energy recovered from the heat pump by opening any one of the second paths connected from the heat pump to the underground heat exchanger, and the control device recovers from the heat pump In order to reuse the generated heat energy, the three-way valve may be controlled to transfer the heat energy recovered from the heat pump to the hot water tank until the temperature of the hot water reaches the predetermined temperature.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에서 제공하는 열원 분배 방법에 있어서, n개의 히트 펌프, m개의 지중 열교환기 및 이들 간의 유량을 제어하는 순환펌프를 포함하는 열원 분배 시스템을 이용하여 열원을 분배하는 열원 분배 방법은, 태양광으로부터 전기에너지를 생산하는 태양광 발전 단계; 상기 전기에너지의 흐름을 모니터링하는 전기에너지 모니터링 단계; 상기 모니터링 결과에 의거하여 상기 생산된 전기에너지 중 소비하고 남은 잉여 전력량을 도출하는 잉여 전력량 도출단계; 상기 잉여 전력량에 의거하여 상기 열원 분배 시스템의 동작 효율을 결정하는 동작효율결정단계; 및 상기 열원 분배 시스템의 동작 효율에 기초하여 상기 히트 펌프, 지중 열교환기 및 순환펌프를 구동시키는 구동단계를 포함할 수 있다. On the other hand, in order to achieve the above object, in the heat source distribution method provided by the present invention, a heat source is generated using a heat source distribution system including n heat pumps, m underground heat exchangers, and a circulation pump that controls the flow rate therebetween. A method of distributing a heat source, comprising: a solar power generation step of generating electric energy from sunlight; An electrical energy monitoring step of monitoring the flow of the electrical energy; A surplus power amount deriving step of deriving an amount of surplus power consumed and remaining out of the produced electrical energy based on the monitoring result; An operation efficiency determination step of determining an operation efficiency of the heat source distribution system based on the amount of excess power; And a driving step of driving the heat pump, the underground heat exchanger, and the circulation pump based on the operating efficiency of the heat source distribution system.

바람직하게, 상기 동작효율결정단계는 상기 잉여 전력량에 의거하여 상기 히트 펌프의 운전 수량을 결정하는 히트 펌프 운전 수량 결정 단계; 상기 히트 펌프의 운전수량에 의거하여 상기 지중 열교환기의 운전 수량을 결정하는 지중 열교환기 운전 수량 결정 단계; 및 상기 히트 펌프의 운전수량에 의거하여 상기 열원 분배 시스템 내의 유량을 제어하는 순환 펌프의 동작 효율을 결정하되, 상기 히트 펌프의 운전수량에 비례하여 상기 순환 펌프의 동작 효율을 결정하는 순환펌프 동작 효율 결정단계를 포함할 수 있다. Preferably, the operation efficiency determining step comprises: determining the number of operation of the heat pump based on the amount of power surplus; Determining an operation quantity of the underground heat exchanger based on the operation quantity of the heat pump; And determining the operating efficiency of the circulation pump for controlling the flow rate in the heat source distribution system based on the operating quantity of the heat pump, but determining the operating efficiency of the circulation pump in proportion to the operating quantity of the heat pump. It may include a decision step.

바람직하게, 상기 방법은 상기 히트 펌프들 각각의 구동정보를 관리하는 히트펌프 관리 단계를 더 포함하고, 상기 구동단계는 상기 히트 펌프들 각각의 동작 시간에 따른 동작 부하를 고려하여 구동 대상 히트 펌프를 결정할 수 있다. Preferably, the method further comprises a heat pump management step of managing driving information of each of the heat pumps, and the driving step selects a driving target heat pump in consideration of an operating load according to an operating time of each of the heat pumps. You can decide.

바람직하게, 상기 방법은 미리 설정된 주기 마다 상기 m개의 지중 열교환기들을 순차적으로 선택하여 열효율을 측정하고, 상기 열효율에 의거하여 상기 지중 열교환기들을 관리하는 열효율 관리 단계를 더 포함하고, 상기 구동단계는 상기 지중 열교환기들 중 열효율이 높은 지중 열교환기를 우선적으로 선택하여 구동시킬 수 있다.Preferably, the method further comprises a thermal efficiency management step of sequentially selecting the m subterranean heat exchangers at each preset period to measure thermal efficiency, and managing the subterranean heat exchangers based on the thermal efficiency, the driving step Among the underground heat exchangers, an underground heat exchanger having high thermal efficiency may be preferentially selected and driven.

본 발명은 태양광 발전에 의해 구동하는 n개의 히트펌프들을 포함하고, 태양광 발전에 의해 발전된 전력량 중 소비되거나 전력 저장소에 저장되고 남은 잉여 전력량에 비례하여 상기 히트펌프의 운전 수량을 결정하되, 상기 n개의 히트펌프들 각각의 동작 시간에 따른 동작 부하를 고려하여 동작할 히트펌프를 결정함으로써, 에너지 효율을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 m개의 지중 열교환기를 포함하고, 미리 설정된 주기마다 상기 지중 열교환기들을 순차적으로 선택하여 열효율을 측정하고, 열효율이 높은 지중 열교환기를 우선적으로 선택하여 구동시킴으로써, 에너지 효율을 향상시키는 장점이 있다. The present invention includes n heat pumps driven by photovoltaic power generation, and determines the operating quantity of the heat pump in proportion to the amount of surplus power consumed or stored in a power storage among the power generated by photovoltaic power generation, the There is an effect of improving energy efficiency by determining a heat pump to operate in consideration of an operating load according to an operating time of each of the n heat pumps. In addition, the present invention includes m subterranean heat exchangers, measures thermal efficiency by sequentially selecting the subterranean heat exchangers at preset cycles, and preferentially selects and drives the subterranean heat exchanger with high thermal efficiency, thereby improving energy efficiency. There is this.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 지열 열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 시스템에 대한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지열 열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 시스템에 포함된 지열 시스템에 대한 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지열 열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 시스템에 포함된 히트 펌프에 대한 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지열 열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 방법에 대한 개략적인 처리 흐름도이다.
1 is a schematic configuration diagram of a high-efficiency heat source distribution system using a geothermal heat source and solar power according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of a geothermal system included in a high-efficiency heat source distribution system using a geothermal heat source and solar power according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic configuration diagram of a heat pump included in a high-efficiency heat source distribution system using a geothermal heat source and solar power according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic flowchart of a method of distributing a high-efficiency heat source using a geothermal heat source and solar power according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 설명하되, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 한편 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한 상세한 설명을 생략하여도 본 기술 분야의 당업자가 쉽게 이해할 수 있는 부분의 설명은 생략하였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various forms and is not limited to the embodiments described herein. Meanwhile, in the drawings, parts not related to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification. In addition, even if the detailed description is omitted, descriptions of parts that can be easily understood by those skilled in the art have been omitted.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification and claims, when a certain part includes a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따라 지열 열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 시스템에 대한 개략적인 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따라 지열 열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 시스템은 태양광 모듈(110), 에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)(130), 빌딩 에너지 관리 서버(Building Energy Management Server, BEMS)(140), 지열 시스템(200) 및 축열 탱크(150)를 포함한다.1 is a schematic configuration diagram of a high-efficiency heat source distribution system using a geothermal heat source and solar power according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a high-efficiency heat source distribution system using a geothermal heat source and solar power generation according to an embodiment of the present invention includes a solar module 110, an energy storage system (ESS) 130, and a building. It includes an energy management server (Building Energy Management Server, BEMS) 140, a geothermal system 200, and a heat storage tank 150.

태양광 모듈(110)은 태양광을 입사 받아 발전할 수 있다. 즉, 태양광 모듈(110)은 복수 개의 태양광 소자가 판의 형태로 집적된 모듈로 구현되어, 상기 태양광 소자로 입사된 태양광에 의해 전기에너지를 생산할 수 있다. The solar module 110 may receive sunlight and generate electricity. That is, the photovoltaic module 110 is implemented as a module in which a plurality of photovoltaic devices are integrated in the form of a plate, so that electric energy may be produced by sunlight incident on the photovoltaic device.

태양광 모듈(110)은 후술할 히트펌프부(도 2의 '210')를 구동하기 위해 필요한 전력량 보다는 높은 전력량을 발전할 수 있으며, 복수 개를 포함할 수 있다.The solar module 110 may generate a higher amount of power than the amount of power required to drive the heat pump unit ('210' in FIG. 2), which will be described later, and may include a plurality.

또한, 태양광 모듈(110)은 위치 추적 장치를 내장하고, 태양광의 위치변화에 대응하여 위치가 변경될 수 있다. 즉, 태양광이 입사되는 방향으로 상기 태양광 소자를 위치시킬 수 있다. 이 때, 위치 추적 장치는 공지된 다양한 기술에 의해 구현될 수 있으므로 그 구체적인 설명은 생략한다.In addition, the solar module 110 has a built-in position tracking device, and the position may be changed in response to a position change of sunlight. That is, the solar device may be positioned in the direction in which sunlight is incident. In this case, since the location tracking device may be implemented by various known techniques, a detailed description thereof will be omitted.

그리드(Grid)(120)는 전력 공급자로부터 전기에너지를 공급받아 동작하는 전력망을 의미하는 것으로서, 예를 들어, 전문 전력 공급자(예컨대, 한국 전력 등) 또는 다양한 발전 장치들로부터 전기에너지를 공급받아 동작하는 전력망을 의미한다. 즉, 그리드(120)는 상기 전문 전력 공급자로부터 공급되는 상시 전원 또는 도 1에 예시된 바와 같은 태양광 발전 장치로부터 전기에너지를 공급받아 동작하는 전력망을 의미하는 것으로서, 도 1의 예에서는 태양광 모듈(110)로부터 전기에너지를 공급받아 동작하는 전력망을 하나의 블럭으로 간략하게 도시하였다.The grid 120 refers to a power grid that operates by receiving electric energy from a power provider, and operates by receiving electric energy from, for example, a professional power provider (eg, Korea Electric Power) or various power generation devices. It means the power grid. That is, the grid 120 refers to a power network that operates by receiving electric energy from a solar power generation device as illustrated in FIG. 1 or constant power supplied from the professional power provider. In the example of FIG. 1, a solar module The power grid operating by receiving electric energy from (110) is schematically illustrated as one block.

에너지 저장 시스템(Energy Storage System, ESS)(130)은 태양광 모듈(110)에서 발전된 전기 에너지를 변환하여 저장하되, 에너지 저장 시스템(ESS)(130)은 태양광 모듈(110)에서 생성된 후 그리드(Grid)(120)에서 소비되고 남은 에너지를 저장할 수 있다.The energy storage system (ESS) 130 converts and stores the electric energy generated by the solar module 110, but the energy storage system (ESS) 130 is generated by the solar module 110 Energy consumed and remaining in the grid 120 can be stored.

빌딩 에너지 관리 서버(Building Energy Management Server, BEMS)(140)는 태양광 모듈(110)에서 생산된 전기에너지의 흐름을 모니터링하고, 그에 따른 제어 명령을 생성한다. 특히, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)는 상기 모니터링 결과 태양광 모듈(110)에서 생산된 전기에너지 중 그리드(120)에서 소비하고 남은 잉여 전력량을 산출하고, 그 잉여 전력량에 의거하여 지열 시스템(200)의 동작을 제어하기 위한 제어 명령을 생성할 수 있다. 이 때, 상기 잉여 전력량은 그리드(120)에서 소비하고 남은 전력량 중 ESS(130)에 충전하고 남은 잉여 전력량일 수도 있다.The Building Energy Management Server (BEMS) 140 monitors the flow of electric energy produced by the photovoltaic module 110 and generates a control command accordingly. In particular, the building energy management server (BEMS) 140 calculates the amount of surplus power consumed by the grid 120 among the electrical energy produced by the solar module 110 as a result of the monitoring, and based on the surplus power amount, the geothermal system A control command for controlling the operation of 200 may be generated. In this case, the amount of surplus power may be the amount of surplus power remaining after charging in the ESS 130 among the remaining power consumed by the grid 120.

한편, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)는 상기 잉여 전력량에 의거하여 열원 분배 시스템(100)의 동작 효율을 결정하고, 그에 기초하여 후술될 지열 시스템(200) 내 히트 펌프들(도 2의 '211, 213, 215, 217')의 동작 대수를 결정할 수 있다. 또한, 지열 시스템(200)으로 전달되는 제어 명령은 상기 히트 펌프들(도 2의 '211, 213, 215, 217')의 동작 대수를 결정하기 위한 신호일 수 있다. On the other hand, the building energy management server (BEMS) 140 determines the operating efficiency of the heat source distribution system 100 based on the surplus power, and based on it, heat pumps in the geothermal system 200 to be described later (Fig. 2). '211, 213, 215, 217') can be determined. In addition, the control command transmitted to the geothermal system 200 may be a signal for determining the number of operating heat pumps ('211, 213, 215, 217' in FIG. 2).

예를 들어, 지열 시스템(200)이 4개의 히트 펌프를 포함하는 경우, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)는 상기 잉여 전력량이 25KW 미만일 때 열원 분배 시스템(100)의 동작 효율을 25%로 결정하여 히트 펌프 동작 대수를 한 대로 결정하고, 상기 잉여 전력량이 25KW이상 50KW 미만일 때 열원 분배 시스템(100)의 동작 효율을 50%로 결정하여 히트 펌프 동작 대수를 두 대로 결정하고, 상기 잉여 전력량이 50KW 이상 75KW 미만일 때 열원 분배 시스템(100)의 동작 효율을 75%로 결정하여 히트 펌프 동작 대수를 세 대로 결정하고, 상기 잉여 전력량이 75KW 이상 100KW 이하일 때 열원 분배 시스템(100)의 동작 효율을 75%로 결정하여 히트 펌프 동작 대수를 네 대로 결정하고, 그 정보를 포함하는 제어 명령을 지열 시스템(200)으로 전달할 수 있다.For example, when the geothermal system 200 includes four heat pumps, the building energy management server (BEMS) 140 reduces the operating efficiency of the heat source distribution system 100 to 25% when the surplus power amount is less than 25 KW. The number of operating heat pumps is determined by one, and the operating efficiency of the heat source distribution system 100 is determined to be 50% when the surplus power is 25 KW or more and less than 50 KW, and the number of heat pumps is determined by two, and the surplus power is When 50KW or more and less than 75KW, the operating efficiency of the heat source distribution system 100 is determined as 75% to determine the number of heat pumps operated by three, and when the surplus power is 75KW or more and 100KW or less, the operation efficiency of the heat source distribution system 100 is 75%. It is determined as %, the number of operating heat pumps is determined as four, and a control command including the information can be transmitted to the geothermal system 200.

한편, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)는 태양광 모듈(110) 또는 ESS(130)를 통해서 상기 히트 펌프에 전원을 공급할 수도 있지만, 필요에 따라 상시전원을 히트펌프에 공급하여 히트펌프를 작동시킬 수도 있다.On the other hand, the building energy management server (BEMS) 140 may supply power to the heat pump through the solar module 110 or the ESS 130, but if necessary, the heat pump is supplied with constant power to the heat pump. You can also make it work.

축열 탱크(150)는 지열 시스템(200)에서 발생된 열에너지를 축적하되, 상기 열에너지 중 열원으로 사용되고 남은 열을 전달받아 축적할 수 있다.The heat storage tank 150 accumulates heat energy generated by the geothermal system 200, but may be used as a heat source among the heat energy and receive and accumulate remaining heat.

지열 시스템(200)은 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)의 제어를 받아 지중으로부터 획득한 열의 온도를 변환하여 열에너지를 생성한다. 이를 위해, 지열 시스템(200)은 n개의 히트 펌프들 및 m개의 지중 열교환기들을 포함하고, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)의 제어 명령에 의거하여 적어도 하나의 히트 펌프 및 적어도 하나의 지중 열교환기를 구동시킬 수 있다. 그리고 그 결과로 상기 지중 열교환기에 의해 획득한 열의 온도를 상기 히트 펌프에서 변환하여 열에너지를 생성한다. 이러한 지열 시스템(200)에 대한 개략적인 구성이 도 2에 예시되어 있다. The geothermal system 200 generates thermal energy by converting the temperature of heat obtained from the ground under the control of the building energy management server (BEMS) 140. To this end, the geothermal system 200 includes n heat pumps and m underground heat exchangers, and at least one heat pump and at least one underground heat exchanger according to the control command of the building energy management server (BEMS) 140 Heat exchangers can be driven. As a result, heat energy is generated by converting the temperature of heat obtained by the underground heat exchanger by the heat pump. A schematic configuration of such a geothermal system 200 is illustrated in FIG. 2.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지열 열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 시스템에 포함된 지열 시스템에 대한 개략적인 구성도로서, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 지열 시스템(200)은 히트 펌프부(210), 지중 열교환기(220), 순환밸브(230), 순환펌프(240), 온수탱크(250), 삼방밸브(260) 및 제어장치(270)를 포함할 수 있다. 2 is a schematic configuration diagram of a geothermal system included in a high-efficiency heat source distribution system using a geothermal heat source and solar power according to an embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 1 and 2, one of the present invention The geothermal system 200 according to the embodiment includes a heat pump unit 210, an underground heat exchanger 220, a circulation valve 230, a circulation pump 240, a hot water tank 250, a three-way valve 260, and a control device. (270) may be included.

히트 펌프부(210)는 n개의 히트 펌프들(히트펌프 1(211), 히트펌프 2(213), 히트펌프 3(215), …, 히트펌프 n(217))과, 이들 각각의 온/오프를 제어하는 밸브들(212, 214, 216, 218)을 포함한다. 이 때, 히트 펌프들(히트펌프 1(211), 히트펌프 2(213), 히트펌프 3(215), …, 히트펌프 n(217))은 태양광 모듈(110)에서 생산된 전기에너지에 의해 구동되어, 냉매의 발열 또는 응축열을 이용하여 저온의 열원을 고온으로 전달하거나, 고온의 열원을 저온으로 전달할 수 있으며, 열매체에 의해 냉각 또는 가열하는 냉각사이클의 구성을 포함할 수 있다. 이러한 히트 펌프들(히트펌프 1(211), 히트펌프 2(213), 히트펌프 3(215), …, 히트펌프 n(217)) 각각에 대한 개략적인 구성도가 도 3에 예시되어 있다. 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지열 열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 시스템에 포함된 히트 펌프에 대한 개략적인 구성도로서, 특히, 히트 펌프들(히트펌프 1(211), 히트펌프 2(213), 히트펌프 3(215), …, 히트펌프 n(217)) 각각에 포함된 냉각 사이클의 구성을 예시하고 있다. The heat pump unit 210 includes n heat pumps (heat pump 1 (211), heat pump 2 (213), heat pump 3 (215), …, heat pump n (217))), and on/ It includes valves 212, 214, 216, 218 to control off. At this time, the heat pumps (heat pump 1 (211), heat pump 2 (213), heat pump 3 (215), …, heat pump n (217)) are applied to the electric energy produced by the solar module 110. It is driven by, and transfers a low-temperature heat source to a high temperature by using the heat generation or condensation heat of a refrigerant, or transfers a high-temperature heat source to a low temperature, and may include a configuration of a cooling cycle in which cooling or heating is performed by a heat medium. A schematic configuration diagram of each of the heat pumps (heat pump 1 (211), heat pump 2 (213), heat pump 3 (215), ..., heat pump n (217))) is illustrated in FIG. 3. 3 is a schematic configuration diagram of a heat pump included in a high-efficiency heat source distribution system using a geothermal heat source and solar power according to an embodiment of the present invention, in particular, heat pumps (heat pump 1 211), The configuration of the cooling cycle included in each of the heat pump 2 213, the heat pump 3 215, ..., and the heat pump n 217 is illustrated.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 히트 펌프들(히트펌프 1(211), 히트펌프 2(213), 히트펌프 3(215), …, 히트펌프 n(217)) 각각은 냉매를 증발시키는 증발기(10)와, 증발기(10)로부터 증발된 냉매를 압축시키는 압축기(20), 압축기(20)에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기(30), 및 응축기(30)에서 응축된 열매체를 팽창시켜 증발기(10)로 제공하는 팽창밸브(40)를 포함하여 구성될 수 있다. 1 to 3, each of the heat pumps (heat pump 1 (211), heat pump 2 (213), heat pump 3 (215), …, heat pump n (217)) evaporates refrigerant) (10), a compressor 20 for compressing the refrigerant evaporated from the evaporator 10, a condenser 30 for condensing the refrigerant compressed by the compressor 20, and an evaporator by expanding the heat medium condensed in the condenser 30 It may be configured to include an expansion valve 40 provided as (10).

이러한 구성을 갖는 각각의 히트 펌프들(히트펌프 1(211), 히트펌프 2(213), 히트펌프 3(215), …, 히트펌프 n(217))은 냉매에 의해 저온의 열원을 고온으로 변환하여 축열탱크(150)로 제공하거나, 고온의 열원을 저온으로 변경하여 축열탱크(150)로 제공할 수 있다.Each of the heat pumps (heat pump 1 (211), heat pump 2 (213), heat pump 3 (215), …, heat pump n (217)) having such a configuration converts a low temperature heat source to a high temperature by a refrigerant. It may be converted and provided as a heat storage tank 150, or a high temperature heat source may be changed to a low temperature and provided as a heat storage tank 150.

또한, 히트 펌프들(히트펌프 1(211), 히트펌프 2(213), 히트펌프 3(215), …, 히트펌프 n(217)) 각각은 사방밸브(50)를 더 포함하여 사방밸브(50)의 개폐에 따라 냉매의 흐름을 냉각할 때와 반대되는 방향으로 흐름을 변환하여 증발기(10)에서 냉매의 응축이 발생하고, 응축기(30)에서 냉매의 증발이 발생하도록 구성될 수 있다.In addition, each of the heat pumps (heat pump 1 (211), heat pump 2 (213), heat pump 3 (215), …, heat pump n (217)) further includes a four-way valve 50 and a four-way valve ( 50) may be configured to convert the flow of the refrigerant in a direction opposite to that of cooling the flow of the refrigerant to cause condensation of the refrigerant in the evaporator 10 and evaporation of the refrigerant in the condenser 30.

예컨대, 일반적으로 냉각사이클은 증발기(10)에서 증발된 냉매가 압축기(20)에서 압축되고, 응축기(30)를 거쳐 응축되며, 팽창밸브(40)를 통해 다시 팽창된 후 증발기(10)로 증발되는 흐름을 가지지만, 사방밸브(50)에 의해 냉매의 흐름이 변경될 경우, 압축기(20)에서 압축된 냉매가 증발기(10)를 통해 응축되고 팽창밸브(40)를 통해 팽창되며, 응축기(30)를 지나면서 증발된 후 다시 압축기(20)로 제공되는 흐름을 가지게 된다. 즉, 사방밸브(50)는 냉매의 흐름을 선택적으로 변경하여 응축기(30)와 증발기(10)가 냉매를 선택적으로 증발 또는 응축시키도록 함으로써, 히트펌프가 열매체를 가열 또는 냉각시킬 수 있도록 한다. For example, in general, in the cooling cycle, the refrigerant evaporated in the evaporator 10 is compressed in the compressor 20, condensed through the condenser 30, expanded again through the expansion valve 40, and then evaporated to the evaporator 10. However, when the flow of the refrigerant is changed by the four-way valve 50, the refrigerant compressed in the compressor 20 is condensed through the evaporator 10 and expanded through the expansion valve 40, and the condenser ( After evaporating while passing 30), it has a flow provided to the compressor 20 again. That is, the four-way valve 50 selectively changes the flow of the refrigerant so that the condenser 30 and the evaporator 10 selectively evaporate or condense the refrigerant, so that the heat pump can heat or cool the heat medium.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 지중 열교환기(220)는 지중에 매립되어 지중의 열과 열교환하는 장치로서, 지열 시스템(200)은 다수(예컨대, m개)의 지중 열교환기를 포함하여 구현할 수 있다.Referring back to FIGS. 1 and 2, the underground heat exchanger 220 is a device that is buried in the ground to exchange heat with the heat of the ground, and the geothermal system 200 may be implemented including a plurality of (eg, m) underground heat exchangers. have.

지중 열교환기(220)는 내부에 지중의 열과 열교환하기 위한 열매체가 지나는 폐회로로 구성된 관(221)으로 구현될 수 있으며, 지중에 매립되는 부분이 열매체와 지중의 열과 충분히 열교환하도록 관(221)을 지그재그 형상 또는 나선 형태로 꼰 형상으로 구현할 수도 있다. 이 때, 지중 열교환기(220)의 구현 형태는 이미 공지된 다양한 형태로 구현할 수 있다.The underground heat exchanger 220 may be implemented as a tube 221 consisting of a closed circuit through which a heat medium for exchanging heat with the heat of the ground passes through, and the tube 221 is provided so that the part buried in the ground sufficiently heats the heat medium and the heat of the ground. It can also be implemented in a zigzag shape or a spiral shape. In this case, the implementation form of the underground heat exchanger 220 may be implemented in various known forms.

한편, 지중 열교환기(220)에 충전되는 열매체는 열의 전달 또는 열의 교환이 우수한 액체 또는 기체일 수 있으며, 열매체는 지열과 열교환하여 가열되거나, 냉각될 수 있다.Meanwhile, the heat medium filled in the underground heat exchanger 220 may be a liquid or gas having excellent heat transfer or heat exchange, and the heat medium may be heated or cooled by heat exchange with geothermal heat.

이 때, 지열은 일정 깊이에 도달하면 일정한 온도를 유지하는데, 예컨대, 지열의 온도가 16℃라면, 열매체의 온도도 지열과 열교환하여 유사한 온도에 맞춰지기 때문에 여름철에는 열매체의 온도가 외부의 온도보다 낮은 냉열을 가질 수 있으며, 겨울철에는 열매체의 온도가 외부의 온도보다 높은 온열을 가질 수 있다.At this time, geothermal heat maintains a constant temperature when it reaches a certain depth. For example, if the temperature of the geothermal heat is 16°C, the temperature of the heat medium is heat-exchanged with the geothermal heat to adjust to a similar temperature. It may have low cooling and heat, and in winter, the temperature of the heating medium may have higher heat than the outside temperature.

순환밸브(230)는 지중 열교환기(220)의 온/오프를 제어하는 밸브로서, 제어장치(270)에 의해 온/오프가 제어되어 지중 열교환기(220)로 상기 열매체가 흘러 들어가는 것을 제어할 수 있다.The circulation valve 230 is a valve that controls the on/off of the underground heat exchanger 220, and the on/off is controlled by the control device 270 to control the flow of the heat medium into the underground heat exchanger 220. I can.

순환펌프(240)는 지열 시스템(200) 내에 흐르는 열매체의 유량을 제어하되, 상기 히트 펌프의 동작 대수에 비례하여 동작 효율이 제어된다. 예를 들어, 순환펌프(240)는 히트 펌프부(210)에 포함된 4개의 히트 펌프 중 1개의 히트펌프가 운전 중일 경우 전체 에너지의 25%로 가동되고, 히트 펌프부(210)에 포함된 4개의 히트 펌프 중 2개의 히트펌프가 운전중일 경우 전체 에너지의 50%로 가동될 수 있으며, 상기 동작 효율은 제어장치(270)의 제어에 의해 결정될 수 있다.The circulation pump 240 controls the flow rate of the heat medium flowing in the geothermal system 200, but the operating efficiency is controlled in proportion to the number of operating units of the heat pump. For example, the circulation pump 240 is operated with 25% of the total energy when one of the four heat pumps included in the heat pump unit 210 is operating, and is included in the heat pump unit 210 When two of the four heat pumps are in operation, they may be operated with 50% of the total energy, and the operation efficiency may be determined by the control of the control device 270.

온수탱크(250)는 소정 온도의 온수를 저장한다. 특히, 온수탱크(250)는 냉방시 히트 펌프부(210)에서 회수된 열 에너지에 의해 소정 온도(예컨대, 45℃)로 가열된 온수를 저장할 수 있다.The hot water tank 250 stores hot water at a predetermined temperature. In particular, the hot water tank 250 may store hot water heated to a predetermined temperature (eg, 45° C.) by the heat energy recovered from the heat pump unit 210 during cooling.

삼방밸브(260)는 히트 펌프부(210)로부터 전달되는 열 에너지의 이동 경로를 결정하되, 히트 펌프부(210)로부터 온수 탱크(250)로 연결되는 제1 경로(A) 또는 히트 펌프부(210)로부터 지중 열교환기(220) 측으로 연결되는 제2 경로(B) 중 어느 하나를 개방하여 히트 펌프부(210)로부터 회수된 열에너지의 이동 경로를 결정할 수 있다. 즉, 삼방밸브(260)는, 온수 탱크(250)의 온도가 소정 온도(예컨대, 45℃)에 도달할 때까지 히트 펌프부(210)로부터 전달되는 열 에너지의 이동 경로를 상기 제1 경로(A)측으로 오픈하여 상기 회수되는 열 에너지를 재사용할 수 있도록 하고, 온수 탱크(250)의 온도가 소정 온도(예컨대, 45℃)에 도달한 후에는 히트 펌프부(210)로부터 전달되는 열 에너지의 이동 경로를 상기 제2 경로(B)측으로 오픈하여 상기 회수되는 열 에너지를 지중으로 전달하도록 한다. 이를 위해, 삼방밸브(260)는 제어장치(270)의 제어에 의해 상기 이동 경로를 결정할 수 있다. The three-way valve 260 determines a movement path of the heat energy transmitted from the heat pump unit 210, but the first path A or the heat pump unit (A) connected to the hot water tank 250 from the heat pump unit 210 Any one of the second paths B connected from 210 to the underground heat exchanger 220 may be opened to determine a moving path of the heat energy recovered from the heat pump unit 210. That is, the three-way valve 260 moves the heat energy transferred from the heat pump unit 210 until the temperature of the hot water tank 250 reaches a predetermined temperature (eg, 45° C.). It is opened to the A) side so that the recovered thermal energy can be reused, and after the temperature of the hot water tank 250 reaches a predetermined temperature (eg, 45° C.), the heat energy transferred from the heat pump unit 210 is The movement path is opened toward the second path (B) so that the recovered heat energy is transferred to the ground. To this end, the three-way valve 260 may determine the movement path under the control of the control device 270.

즉, 제어장치(270)는 온수 탱크(250)의 온수 온도를 모니터링하고, 상기 온수 온도가 소정 온도(예컨대, 45℃)가 될 때까지 히트 펌프부(210)에서 회수된 열에너지를 온수 탱크(250) 측으로 전달하도록 삼방밸브(260)를 제어할 수 있다. That is, the control device 270 monitors the hot water temperature of the hot water tank 250, and collects the heat energy recovered from the heat pump unit 210 until the hot water temperature reaches a predetermined temperature (eg, 45° C.). It is possible to control the three-way valve 260 so as to transmit to the 250) side.

제어장치(270)는 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)와의 통신을 위한 통신 인터페이스를 제공하고, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)로부터 전달된 제어 명령에 기초하여 지열 시스템(200)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 제어장치(270)는 상기 제어 명령에 기초하여 n개의 히트 펌프들(히트펌프 1(211), 히트펌프 2(213), 히트펌프 3(215), …, 히트펌프 n(217))과 다수(예컨대, m개)의 지중 열교환기(220)들의 온/오프를 제어하고, 지열 시스템(200)에서 생성된 데이터를 디지털로 변환하여 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)로 전달할 수 있다. The control device 270 provides a communication interface for communication with the building energy management server (BEMS) 140, and based on a control command transmitted from the building energy management server (BEMS) 140, the geothermal system 200 Control the overall operation. In particular, the control device 270 is based on the control command n heat pumps (heat pump 1 (211), heat pump 2 (213), heat pump 3 (215), ..., heat pump n (217)) And a plurality of (e.g., m) underground heat exchangers 220 can be controlled on/off, and data generated by the geothermal system 200 can be digitally converted and transferred to the building energy management server (BEMS) 140. have.

이를 위해, 제어장치(270)는 n개의 히트 펌프들(히트펌프 1(211), 히트펌프 2(213), 히트펌프 3(215), …, 히트펌프 n(217)) 각각의 구동 이력을 포함한 구동 정보를 관리하고, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)로부터 히트 펌프의 동작 대수를 포함하는 제어 명령이 수신되면, 상기 제어 명령에 포함된 히트 펌프의 동작 대수 및 상기 히트 펌프들 각각의 구동 정보에 기초하여 구동 대상 히트 펌프를 결정한 후 해당 히트 펌프를 구동시킬 수 있다. 이 때, 제어장치(270)는 상기 히트 펌프들 각각의 동작 시간에 따른 동작 부하를 고려하여 구동 대상 히트 펌프를 결정할 수 있다. To this end, the control device 270 records the driving history of each of n heat pumps (heat pump 1 (211), heat pump 2 (213), heat pump 3 (215), ..., heat pump n (217))). When a control command including the number of operating heat pumps is received from the building energy management server (BEMS) 140 and the driving information included, the number of operating heat pumps included in the control command and each of the heat pumps are After determining the driving target heat pump based on the driving information, the corresponding heat pump may be driven. In this case, the control device 270 may determine a driving target heat pump in consideration of an operating load according to an operating time of each of the heat pumps.

또는, 제어장치(270)는 상기 히트펌프들 각각의 구동 이력 정보를 실시간으로 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)로 전달함으로써, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)가 히트펌프들 각각의 구동 정보를 관리하도록 할 수도 있다. 이 경우, 히트 펌프의 동작 대수와 구동 대상 히트 펌프를 모두 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)에서 결정하여 제어장치(270)로 전달하고, 제어장치(270)는 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)로부터 수신된 정보에 의거하여 해당 히트 펌프의 온/오프 제어만 수행할 것이다.Alternatively, the control device 270 transmits the driving history information of each of the heat pumps to the building energy management server (BEMS) 140 in real time, so that the building energy management server (BEMS) 140 You can also manage the driving information. In this case, both the number of operating heat pumps and the heat pumps to be driven are determined by the building energy management server (BEMS) 140 and transmitted to the control device 270, and the control device 270 is a building energy management server (BEMS). Based on the information received from 140, only the on/off control of the heat pump will be performed.

한편, 제어장치(270)는 다수의 지중 열교환기(220)들 각각의 열효율 정보를 관리하고, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)로부터 지중 열교환기(220)의 동작 제어를 위한 명령이 수신되면, 열효율이 높은 지중 열교환기를 우선적으로 선택하여 구동시킬 수 있다. Meanwhile, the control device 270 manages the thermal efficiency information of each of the plurality of underground heat exchangers 220, and receives a command for controlling the operation of the underground heat exchanger 220 from the building energy management server (BEMS) 140 If so, it is possible to preferentially select and drive an underground heat exchanger with high thermal efficiency.

이를 위해, 제어장치(270)는 지중 열교환기 별로 사용된 시간을 저장하고, 그 사용 시간에 의거하여 지중 열교환기의 열효율을 예측할 수 있다. 이는, 통상 3시간 이상 운전하면 효율이 떨어지는 지열의 특성을 이용한 것으로서, 제어장치(270)는 이러한 사용시간 정보에 의거하여, 월별, 계절별로 지중 열교환기의 사용 가능한 시간을 예측할 수 있는 것이다. To this end, the control device 270 may store the used time for each underground heat exchanger, and predict the thermal efficiency of the underground heat exchanger based on the use time. This is to use the characteristics of geothermal heat, which is less efficient when operating for 3 hours or more, and the control device 270 can predict the usable time of the underground heat exchanger for each month and for each season based on the usage time information.

한편, 제어장치(270)는 상기 지중 열교환기별 사용 시간 정보를 실시간으로 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)로 전달함으로써, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)가 지중 열교환기들 각각의 사용 시간 정보를 관리하도록 할 수도 있다. 이 경우, 지중 열교환기의 열효율 정보를 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)에서 관리하고, 제어장치(270)는 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)로부터 전달된 정보에 의거하여 대응된 지중 열교환기의 온/오프 제어만 수행할 것이다.Meanwhile, the control device 270 transmits the use time information for each underground heat exchanger to the building energy management server (BEMS) 140 in real time, so that the building energy management server (BEMS) 140 uses each of the underground heat exchangers. You can also let them manage time information. In this case, the thermal efficiency information of the underground heat exchanger is managed by the building energy management server (BEMS) 140, and the control device 270 is based on the information transmitted from the building energy management server (BEMS) 140. We will only perform on/off control of the heat exchanger.

또는, 제어장치(270)가 미리 설정된 주기마다 다수의 지중 열교환기(220)들을 순차적으로 선택하여 열효율을 측정하여 각각의 열효율을 관리할 수도 있다. 예를 들어, 제어장치(270)는 미리 설정된 주기(예컨대, 30분) 단위로 지중 열교환기들을 순차적으로 동작시킨 후, 각각의 지중 열교환기를 통한 열매체(예컨대, 물)의 온도 변화를 측정하여 지중 열교환기 각각의 열효율을 측정할 수 있다. 이 경우, 제어장치(270)는 온도 변화 감지에 필요한 최소한의 열매체의 양을 미리 결정하고 그 최소한의 양만을 지중 열교환기로 흘림으로써, 열효율 측정을 위해 소요되는 에너지의 양을 최소화할 수 있도록 할 수 있다.Alternatively, the control device 270 may sequentially select a plurality of underground heat exchangers 220 at each preset period and measure thermal efficiency to manage each thermal efficiency. For example, the control device 270 sequentially operates the underground heat exchangers in units of a preset period (eg, 30 minutes), and then measures the temperature change of the heat medium (eg, water) through each of the underground heat exchangers. The thermal efficiency of each heat exchanger can be measured. In this case, the control device 270 determines in advance the minimum amount of heat medium required for detecting temperature changes and flows only the minimum amount to the underground heat exchanger, thereby minimizing the amount of energy required for measuring thermal efficiency. have.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 지열 열원과 태양광 발전 전력을 이용한 고효율 열원 분배 방법에 대한 개략적인 처리 흐름도이다. 도 1, 도 2 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 열원 분배 시스템(100)을 이용한 열원 분배 방법은 다음과 같다. 4 is a schematic flowchart of a method of distributing a high-efficiency heat source using a geothermal heat source and solar power according to an embodiment of the present invention. 1, 2, and 4, a heat source distribution method using the heat source distribution system 100 according to an embodiment of the present invention is as follows.

먼저, 단계 S110에서는, 태양광 모듈(110)이 태양광으로부터 전기에너지를 생산한다. 즉, 단계 S110에서, 태양광 모듈(110)은 전기에너지를 생산하여 그리드(Grid)(120)로 전달한다. First, in step S110, the solar module 110 generates electric energy from sunlight. That is, in step S110, the photovoltaic module 110 generates electric energy and transmits it to the grid 120.

단계 S120에서는, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)가 상기 전기에너지의 흐름을 모니터링하고, 단계 S130에서는, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)가 상기 모니터링 결과에 의거하여 상기 생산된 전기에너지 중 소비하고 남은 잉여 전력량을 도출한다. 즉, 단계 S120 및 단계 S130에서, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)는 단계 S110에서 생산된 후 그리드(120)에서 소비하고 남은 잉여 전력량 또는, 그리드(120)에서 소비하고 남은 전력량 중 ESS(130)에 충전하고 남은 잉여 전력량을 도출한다. In step S120, the building energy management server (BEMS) 140 monitors the flow of the electric energy, and in step S130, the building energy management server (BEMS) 140 monitors the generated electric energy based on the monitoring result. Calculate the amount of surplus power remaining after consumption. That is, in steps S120 and S130, the building energy management server (BEMS) 140 is the amount of surplus power consumed in the grid 120 and remaining after being produced in step S110, or ESS ( 130) and derive the remaining power remaining.

단계 S140에서는, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)가 상기 잉여 전력량에 의거하여 열원 분배 시스템(100)의 동작 효율을 결정한다. 이 때, 단계 S140에서는, 상기 잉여 전력량에 의거하여 지열 시스템(200) 내 히트 펌프들('211, 213, 215, 217') 및 지중 열교환기(220)의 운전 수량과, 순환 펌프(240)의 동작 효율을 결정할 수 있다. 즉, 단계 S140에서는, 상기 잉여 전력량에 의거하여 지열 시스템(200) 내 히트 펌프들('211, 213, 215, 217')의 운전 수량을 결정하고, 상기 히트 펌프의 운전수량에 의거하여 지중 열교환기(220)의 운전 수량을 결정하고, 상기 히트 펌프의 운전수량에 의거하여 열원 분배 시스템(100) 내의 유량을 제어하는 순환 펌프(240)의 동작 효율을 결정할 수 있다. 특히, 순환 펌프(240)의 동작 효율은 상기 히트 펌프의 운전수량에 비례하여 결정될 수 있다. In step S140, the building energy management server (BEMS) 140 determines the operating efficiency of the heat source distribution system 100 based on the surplus power amount. At this time, in step S140, the operation quantity of the heat pumps ('211, 213, 215, 217') and the underground heat exchanger 220 in the geothermal system 200 and the circulation pump 240 based on the surplus power amount The operating efficiency of can be determined. That is, in step S140, the operation quantity of the heat pumps ('211, 213, 215, 217') in the geothermal system 200 is determined based on the surplus power amount, and the underground heat exchange is based on the operation quantity of the heat pump. The operating efficiency of the circulation pump 240 for controlling the flow rate in the heat source distribution system 100 may be determined based on the operating quantity of the unit 220 and the operating quantity of the heat pump. Particularly, the operating efficiency of the circulation pump 240 may be determined in proportion to the operating quantity of the heat pump.

예를 들어, 단계 S140에서는, 지열 시스템(200)이 4개의 히트 펌프를 포함하는 경우, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)는 상기 잉여 전력량이 25KW 미만일 때 열원 분배 시스템(100)의 동작 효율을 25%로 결정하여 히트 펌프 동작 대수를 한 대로 결정하고, 상기 잉여 전력량이 25KW이상 50KW 미만일 때 열원 분배 시스템(100)의 동작 효율을 50%로 결정하여 히트 펌프 동작 대수를 두 대로 결정하고, 상기 잉여 전력량이 50KW 이상 75KW 미만일 때 열원 분배 시스템(100)의 동작 효율을 75%로 결정하여 히트 펌프 동작 대수를 세 대로 결정하고, 상기 잉여 전력량이 75KW 이상 100KW 이하일 때 열원 분배 시스템(100)의 동작 효율을 75%로 결정하여 히트 펌프 동작 대수를 네 대로 결정할 수 있다. For example, in step S140, when the geothermal system 200 includes four heat pumps, the building energy management server (BEMS) 140 is the operating efficiency of the heat source distribution system 100 when the surplus power amount is less than 25 KW. Is determined as 25% to determine the number of operating heat pumps as one, and when the surplus power is 25 KW or more and less than 50 KW, the operating efficiency of the heat source distribution system 100 is determined as 50% to determine the number of heat pumps operating as two, When the surplus power amount is 50 KW or more and less than 75 KW, the operating efficiency of the heat source distribution system 100 is determined as 75% to determine the number of heat pump operation units, and when the surplus power amount is 75 KW or more and 100 KW or less, the heat source distribution system 100 By determining the operating efficiency of 75%, the number of operating heat pumps can be determined by four.

또한, 단계 S140에서는, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)가, 상기 히트 펌프의 동작 대수에 기초하여 지중 열교환기(220)의 운전 수량 및 순환 펌프의 동작 효율을 결정하되, 지중 열교환기(220)의 동작 대수는 히트 펌프의 동작 대수에 비례하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 단계 S140에서, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)는, 상기 히트 펌프의 동작 대수가 전체 4대 중 1대인 경우 순환 펌프의 동작 효율을 25%로, 상기 히트 펌프의 동작 대수가 전체 4대 중 2대인 경우 순환 펌프의 동작 효율을 50%로, 상기 히트 펌프의 동작 대수가 전체 4대 중 3대인 경우 순환 펌프의 동작 효율을 75%로, 상기 히트 펌프의 동작 대수가 전체 4대 중 4대인 경우 순환 펌프의 동작 효율을 100%로 결정할 수 있다. In addition, in step S140, the building energy management server (BEMS) 140 determines the operating quantity of the underground heat exchanger 220 and the operating efficiency of the circulation pump based on the number of operating heat pumps, but the underground heat exchanger ( The number of operating units 220) may be determined in proportion to the number of operating units of the heat pump. For example, in step S140, the building energy management server (BEMS) 140, if the number of operating units of the heat pump is one out of four, the operating efficiency of the circulation pump is 25%, and the number of operating heat pumps In case of 2 out of 4 units, the operation efficiency of the circulation pump is set to 50%, when the number of operating units of the heat pump is 3 out of 4 units, the operational efficiency of the circulation pump is set to 75%. For four out of four, the operating efficiency of the circulation pump can be determined as 100%.

단계 S150에서는, 단계 S140에서 결정된 정보, 즉, 열원 분배 시스템(100)의 동작 효율에 기초하여, 상기 히트 펌프, 지중 열교환기 및 순환펌프를 구동시킨다. 즉, 단계 S150에서, 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140)는 상기 결정된 동작 효율 정보를 제어장치(270)로 전달하고, 제어장치(270)는 그 정보에 의거하여 상기 히트 펌프, 지중 열교환기 및 순환펌프를 구동시킨다. In step S150, based on the information determined in step S140, that is, the operating efficiency of the heat source distribution system 100, the heat pump, the underground heat exchanger, and the circulation pump are driven. That is, in step S150, the building energy management server (BEMS) 140 transmits the determined operation efficiency information to the control device 270, and the control device 270 provides the heat pump and the underground heat exchanger based on the information. And drive the circulation pump.

이를 위해, 본 발명의 열원 분배 방법은 상기 히트 펌프들 각각의 구동정보를 관리하는 히트펌프 관리 단계(미도시) 및 지중 열교환기들의 열효율을 관리하는 열효율 관리 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다. To this end, the heat source distribution method of the present invention may further include a heat pump management step (not shown) for managing driving information of each of the heat pumps and a thermal efficiency management step (not shown) for managing thermal efficiency of the underground heat exchangers. have.

상기 히트펌프 관리 단계(미도시)는 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140) 또는 제어장치(270)에서 히트펌프들 각각의 구동 이력을 포함한 구동 정보를 관리하는 것으로서, 이는, 다수의 히트 펌프들 중 동작 대상인 히트 펌프를 결정할 때, 히트 펌프들 각각의 동작 시간에 따른 동작 부하를 고려할 수 있도록 함으로써, 효율이 높은 히트 펌프를 동작시킬 수 있도록 하고, 이로 인해 열원 분배 시스템 전체의 동작 효율을 높일 수 있도록 하기 위함이다.The heat pump management step (not shown) is to manage driving information including the driving history of each of the heat pumps in the building energy management server (BEMS) 140 or the control device 270, which includes a plurality of heat pumps. When determining the heat pump to be operated, the operating load according to the operating time of each of the heat pumps can be considered, thereby enabling the operation of a high-efficiency heat pump, thereby increasing the operating efficiency of the entire heat source distribution system. It is to be.

즉, 단계 S150에서는, 히트 펌프의 구동시 상기 히트펌프 관리 단계에서 관리된 정보에 기초하여 구동 대상 히트 펌프를 결정하되, 상기 히트 펌프들 각각의 동작 시간에 따른 동작 부하를 고려하여 구동 대상 히트 펌프를 결정한 후 상기 구동 대상 히트 펌프를 구동시킴으로써, 열원 분배 시스템 전체의 동작 효율을 높일 수 있다.That is, in step S150, the driving target heat pump is determined based on the information managed in the heat pump management step when the heat pump is driven, and the driving target heat pump is considered in consideration of the operating load according to the operating time of each of the heat pumps. After determining, by driving the heat pump to be driven, it is possible to increase the operating efficiency of the entire heat source distribution system.

한편, 열효율 관리 단계(미도시)는 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)(140) 또는 제어장치(270)에서 지중 열교환기 별로 사용된 시간 정보를 저장하고, 그 사용 시간에 의거하여 지중 열교환기의 열효율을 예측하는 것으로서, 이는, 3시간 이상 운전하면 운전 효율이 떨어지는 지열의 특성을 이용하여 그 사용시간에 의거하여 월별, 계절별로 지중 열교환기의 사용 가능시간을 예측하는 것이다. Meanwhile, in the thermal efficiency management step (not shown), the building energy management server (BEMS) 140 or the control device 270 stores time information used for each underground heat exchanger, and based on the use time, the thermal efficiency of the underground heat exchanger This is to predict the usable time of the underground heat exchanger for each month and season based on the usage time by using the characteristics of geothermal heat, which is less efficient when operating for 3 hours or more.

또한, 상기 열효율 관리 단계(미도시)는 제어장치(270)가 미리 설정된 주기 마다 m개의 지중 열교환기들을 순차적으로 선택하여 열효율을 측정하고, 상기 열효율에 의거하여 상기 지중 열교환기들을 관리할 수도 있다. In addition, in the thermal efficiency management step (not shown), the control device 270 may measure thermal efficiency by sequentially selecting m underground heat exchangers every preset period, and manage the underground heat exchangers based on the thermal efficiency. .

이와 같이 지중 열교환기의 열효율을 관리함으로써, 단계 S150에서는, 지중 열교환기의 구동시 다수의 지중 열교환기들 중 열효율이 높은 지중 열교환기를 우선적으로 선택하여 구동시킬 수 있고, 이로 인해, 열원 분배 시스템 전체의 동작 효율을 높일 수 있는 것이다. By managing the thermal efficiency of the underground heat exchanger in this way, in step S150, when the underground heat exchanger is driven, the underground heat exchanger having high thermal efficiency among a plurality of underground heat exchangers can be preferentially selected and driven. Accordingly, the entire heat source distribution system It is possible to increase the operating efficiency of.

이상에서는 본 발명의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명이 실시 예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.In the above, the embodiments of the present invention have been described, but the scope of the present invention is not limited thereto, and the present invention is easily changed from the embodiment by a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs, and is recognized as equal. It includes all changes and modifications to the extent that it is made.

100: 고효율 열원 분배 시스템 110: 태양광 모듈
130: 에너지 저장 시스템 140: 빌딩 에너지 관리 서버
150: 축열탱크 200: 지열 시스템
210: 히트 펌프부 220: 지중 열 교환기
230: 순환밸브 240: 순환펌프
250: 온수탱크 260: 삼방밸브
270: 제어장치
100: high-efficiency heat source distribution system 110: solar module
130: energy storage system 140: building energy management server
150: heat storage tank 200: geothermal system
210: heat pump unit 220: underground heat exchanger
230: circulation valve 240: circulation pump
250: hot water tank 260: three-way valve
270: control device

Claims (10)

열원 분배 시스템에 있어서,
태양광을 입사 받아 전기에너지를 생산하는 태양광 모듈;
상기 태양광 모듈에서 생산된 전기에너지의 흐름을 모니터링하고, 그에 따른 제어 명령을 생성하는 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS);
n개의 히트 펌프들 및 m개의 지중 열교환기들을 포함하고, 상기 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)의 제어 명령에 의거하여 적어도 하나의 히트 펌프 및 적어도 하나의 지중 열교환기를 구동시켜 상기 지중 열교환기에 의해 제공되는 열의 온도를 변환하여 열에너지를 생성하는 지열 시스템; 및
상기 지열 시스템에서 발생된 열에너지 중 열원으로 사용되고 남은 열을 전달받아 축적하는 축열 탱크를 포함하되,
상기 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)는
상기 태양광 모듈에서 생산된 전기에너지 중 소비하고 남은 잉여 전력량에 의거하여 상기 열원 분배 시스템의 동작 효율을 결정한 후, 상기 열원 분배 시스템의 동작 효율에 기초하여 상기 히트 펌프의 동작 대수를 결정하여 상기 지열 시스템으로 전달하고,
상기 지열 시스템은
상기 히트 펌프의 동작 대수에 비례하여 상기 지중 열교환기의 동작대수를 결정하며, 상기 히트 펌프의 동작 부하를 고려하여 구동대상 히트 펌프를 결정하고, 상기 지중 열교환기의 열효율을 고려하여 구동대상 지중 열교환기를 우선적으로 선택하는 것을 특징으로 하는 지열열원과 태양광 발전을 이용한 열원 분배 시스템.
In the heat source distribution system,
A solar module that receives sunlight and generates electric energy;
A building energy management server (BEMS) that monitors the flow of electric energy produced by the solar module and generates a control command accordingly;
It includes n heat pumps and m underground heat exchangers, and is provided by the underground heat exchanger by driving at least one heat pump and at least one underground heat exchanger according to a control command of the building energy management server (BEMS). A geothermal system for generating thermal energy by converting the temperature of heat; And
Including a heat storage tank for receiving and accumulating the remaining heat used as a heat source among the heat energy generated in the geothermal system,
The building energy management server (BEMS)
After determining the operating efficiency of the heat source distribution system based on the amount of surplus power consumed and remaining from the electric energy produced by the solar module, the number of operating units of the heat pump is determined based on the operating efficiency of the heat source distribution system, and the geothermal heat To the system,
The geothermal system
Determine the number of operating units of the underground heat exchanger in proportion to the number of operating units of the heat pump, determine the driving target heat pump in consideration of the operating load of the heat pump, and consider the thermal efficiency of the underground heat exchanger. A heat source distribution system using a geothermal heat source and photovoltaic power generation, characterized in that the group preferentially selects.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 지열 시스템은
상기 태양광 모듈에서 생산된 전기에너지에 의해 구동되는 n개의 히트 펌프들;
지중에 매립되어 지중의 열과 열교환하는 m개의 지중 열교환기들;
상기 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)와의 통신 인터페이스를 제공하되, 상기 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)로부터 전달된 제어 명령에 기초하여 상기 히트 펌프들 및 지중 열교환기들의 온/오프를 제어하고, 상기 지열 시스템에서 생성된 데이터를 디지털로 변환하여 상기 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)로 전달하는 제어장치; 및
상기 지열 시스템 내에 유량을 제어하되, 상기 히트 펌프의 동작 대수에 비례하여 동작 효율이 제어되는 순환 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열 열원과 태양광 발전을 이용한 열원 분배 시스템.
The method of claim 1, wherein the geothermal system
N heat pumps driven by electric energy produced by the solar module;
M underground heat exchangers buried in the ground to exchange heat with the heat of the ground;
Provides a communication interface with the building energy management server (BEMS), but controls the on/off of the heat pumps and the underground heat exchangers based on a control command transmitted from the building energy management server (BEMS), and the geothermal system A control device that converts the data generated in digital to the building energy management server (BEMS); And
A heat source distribution system using a geothermal heat source and photovoltaic power generation, characterized in that it comprises a circulation pump that controls the flow rate in the geothermal system, and the operation efficiency is controlled in proportion to the number of operating units of the heat pump.
제3항에 있어서, 상기 제어장치는
상기 빌딩 에너지 관리 서버(BEMS)로부터 전달된 히트 펌프의 동작 대수에 기초하여 상기 n개의 히트 펌프들 중 구동 대상 히트 펌프를 결정한 후 해당 히트 펌프를 구동시키되,
상기 n개의 히트 펌프들 각각의 구동 정보를 관리하고,
상기 히트 펌프들 각각의 동작 시간에 따른 동작 부하를 고려하여 구동 대상 히트 펌프를 결정하는 것을 특징으로 하는 지열 열원과 태양광 발전을 이용한 열원 분배 시스템.
The method of claim 3, wherein the control device
Based on the number of operating heat pumps delivered from the building energy management server (BEMS), a heat pump to be driven is determined among the n heat pumps, and then the corresponding heat pump is driven,
Managing driving information of each of the n heat pumps,
A heat source distribution system using a geothermal heat source and photovoltaic power generation, characterized in that determining a driving target heat pump in consideration of an operating load according to an operating time of each of the heat pumps.
제3항에 있어서, 상기 제어장치는
미리 설정된 주기마다 상기 m개의 지중 열교환기들을 순차적으로 선택하여 열효율을 측정하고, 열효율이 높은 지중 열교환기를 우선적으로 선택하여 구동시키는 것을 특징으로 하는 지열 열원과 태양광 발전을 이용한 열원 분배 시스템.
The method of claim 3, wherein the control device
A heat source distribution system using a geothermal heat source and photovoltaic power generation, characterized in that the m underground heat exchangers are sequentially selected for each preset period to measure thermal efficiency, and an underground heat exchanger having high thermal efficiency is preferentially selected and driven.
제3항에 있어서, 상기 지열 시스템은
소정 온도의 온수를 저장하는 온수 탱크; 및
상기 히트 펌프로부터 상기 온수 탱크로 연결되는 제1 경로; 또는 상기 히트펌프로부터 상기 지중 열교환기 측으로 연결되는 제2 경로 중 어느 하나를 개방하여 상기 히트 펌프로부터 회수된 열에너지의 이동 경로를 결정하는 삼방 밸브를 더 포함하고,
상기 제어장치는
상기 히트 펌프에서 회수된 열에너지를 재사용하기 위해,
상기 온수의 온도가 상기 소정 온도가 될 때까지 상기 히트 펌프에서 회수된 열에너지를 상기 온수 탱크 측으로 전달하도록 상기 삼방밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 지열 열원과 태양광 발전을 이용한 열원 분배 시스템.
The method of claim 3, wherein the geothermal system
A hot water tank for storing hot water at a predetermined temperature; And
A first path connected from the heat pump to the hot water tank; Or a three-way valve configured to determine a movement path of the heat energy recovered from the heat pump by opening any one of the second paths connected from the heat pump to the underground heat exchanger,
The control device
In order to reuse the heat energy recovered from the heat pump,
A heat source distribution system using a geothermal heat source and photovoltaic power generation, characterized in that controlling the three-way valve to transfer the heat energy recovered from the heat pump to the hot water tank until the temperature of the hot water reaches the predetermined temperature.
n개의 히트 펌프, m개의 지중 열교환기 및 이들 간의 유량을 제어하는 순환펌프를 포함하는 열원 분배 시스템을 이용하여 열원을 분배하는 열원 분배 방법에 있어서,
태양광으로부터 전기에너지를 생산하는 태양광 발전 단계;
상기 전기에너지의 흐름을 모니터링하는 전기에너지 모니터링 단계;
상기 모니터링 결과에 의거하여 상기 생산된 전기에너지 중 소비하고 남은 잉여 전력량을 도출하는 잉여 전력량 도출단계;
상기 잉여 전력량에 의거하여 상기 열원 분배 시스템의 동작 효율을 결정하는 동작효율결정단계; 및
상기 열원 분배 시스템의 동작 효율에 기초하여 상기 히트 펌프, 지중 열교환기 및 순환펌프를 구동시키는 구동단계를 포함하되,
상기 구동단계는
상기 히트 펌프의 동작 부하를 고려하여 구동 대상 히트 펌프를 결정하고, 상기 지중 열교환기의 열효율을 고려하여 구동대상 지중 열교환기를 우선적으로 선택하는 것을 특징으로 하는 열원 분배 방법.
In the heat source distribution method for distributing a heat source using a heat source distribution system including n heat pumps, m underground heat exchangers, and a circulation pump controlling a flow rate therebetween,
Solar power generation step of producing electric energy from sunlight;
An electrical energy monitoring step of monitoring the flow of the electrical energy;
A surplus power amount deriving step of deriving an amount of surplus power consumed and remaining out of the produced electrical energy based on the monitoring result;
An operation efficiency determination step of determining an operation efficiency of the heat source distribution system based on the amount of excess power; And
Including a driving step of driving the heat pump, the underground heat exchanger and the circulation pump based on the operating efficiency of the heat source distribution system,
The driving step is
A heat source distribution method, characterized in that the heat pump to be driven is determined in consideration of an operating load of the heat pump, and an underground heat exchanger to be driven is preferentially selected in consideration of thermal efficiency of the underground heat exchanger.
제7항에 있어서, 상기 동작효율결정단계는
상기 잉여 전력량에 의거하여 상기 히트 펌프의 운전 수량을 결정하는 히트 펌프 운전 수량 결정 단계;
상기 히트 펌프의 운전수량에 의거하여 상기 지중 열교환기의 운전 수량을 결정하는 지중 열교환기 운전 수량 결정 단계; 및
상기 히트 펌프의 운전수량에 의거하여 상기 열원 분배 시스템 내의 유량을 제어하는 순환 펌프의 동작 효율을 결정하되, 상기 히트 펌프의 운전수량에 비례하여 상기 순환 펌프의 동작 효율을 결정하는 순환펌프 동작 효율 결정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 열원 분배 방법.
The method of claim 7, wherein the operation efficiency determining step
A heat pump operation quantity determining step of determining an operation quantity of the heat pump based on the surplus power quantity;
Determining an operation quantity of the underground heat exchanger based on the operation quantity of the heat pump; And
Determining the operating efficiency of the circulation pump that controls the flow rate in the heat source distribution system based on the operating water amount of the heat pump, but determining the operating efficiency of the circulation pump in proportion to the operating water volume of the heat pump Heat source distribution method comprising the step.
제7항에 있어서,
상기 히트 펌프들 각각의 구동정보를 관리하는 히트펌프 관리 단계를 더 포함하고,
상기 구동단계는
상기 히트 펌프들 각각의 동작 시간에 따른 동작 부하를 고려하여 구동 대상 히트 펌프를 결정한 후 상기 구동 대상 히트 펌프를 구동시키는 것을 특징으로 하는 열원 분배 방법.
The method of claim 7,
Further comprising a heat pump management step of managing driving information of each of the heat pumps,
The driving step is
And driving the driving target heat pump after determining a driving target heat pump in consideration of an operating load according to an operating time of each of the heat pumps.
제7항에 있어서,
미리 설정된 주기 마다 상기 m개의 지중 열교환기들을 순차적으로 선택하여 열효율을 측정하고, 상기 열효율에 의거하여 상기 지중 열교환기들을 관리하는 열효율 관리 단계를 더 포함하고,
상기 구동단계는
상기 지중 열교환기들 중 열효율이 높은 지중 열교환기를 우선적으로 선택하여 구동시키는 것을 특징으로 하는 열원 분배 방법.
The method of claim 7,
A thermal efficiency management step of sequentially selecting the m subterranean heat exchangers at each preset period to measure thermal efficiency, and managing the subterranean heat exchangers based on the thermal efficiency, further comprising:
The driving step is
A method of distributing a heat source, comprising preferentially selecting and driving an underground heat exchanger having high thermal efficiency among the underground heat exchangers.
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