KR102343618B1 - 스마트 계량기 및 이를 포함하는 냉난방 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스마트 계량기 및 이를 포함하는 냉난방 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 냉방 또는 난방시 요구되는 열에너지를 의미하는 냉난방부하의 상황에 따른 정확한 측정이 가능하고, 중앙통제실에서의 무선 원격 검침이 가능할 뿐만 아니라 무선 원격 검침을 위한 별도의 중계기의 설치를 회피하거나 최소화하여 설비 구축 비용을 절감할 수 있고 유지보수 비용 역시 최소화할 수 있으며, 자체적으로 측정 오류 여부를 확인할 수 있는, 스마트 계량기 및 이를 포함하는 냉난방 시스템에 관한 것이다.

Description

스마트 계량기 및 이를 포함하는 냉난방 시스템{Smart gauge and air conditioning and heating system comprising the same}
본 발명은 스마트 계량기 및 이를 포함하는 냉난방 시스템에 관한 것이다. 구체적으로, 냉방 또는 난방시 요구되는 열에너지를 의미하는 냉난방부하의 상황에 따른 정확한 측정이 가능하고, 중앙통제실에서의 무선 원격 검침이 가능할 뿐만 아니라 무선 원격 검침을 위한 별도의 중계기의 설치를 회피하거나 최소화하여 설비 구축 비용을 절감할 수 있고 유지보수 비용 역시 최소화할 수 있으며, 자체적으로 측정 오류 여부를 확인할 수 있는, 스마트 계량기 및 이를 포함하는 냉난방 시스템에 관한 것이다.
아파트, 연립주택, 다세대주택, 기숙사 같은 공동주택이나 상가, 사무실 같은 대형건축물 등의 냉난방방식을 열원의 생산방식에 따라 크게 분류하면 개별냉난방방식, 중앙냉난방방식, 지역냉난방방식 등으로 구분할 수 있다.
여기서, 개별냉난방방식은 세대별로 설치된 개별 보일러 및 에어컨에 의해 냉난방운전을 실시하는 것으로, 가정용 보일러 및 에어컨의 효율 상승과 소형과, 그리고 사용연료가 유류에서 전기, 도시가스 등으로 다양화되면서 보급이 크게 늘고 있고, 중앙난방방식에 비하여 냉난방비 징수의 불합리한 측면을 해소하고 거주자의 의지에 따라 관리비의 절감과 운전비가 경제적이라는 장점이 있다.
한편, 중앙냉난방방식은 중앙기계실에서 생상된 냉방 또는 난방 열원을 직접 또는 기계실의 열교환기를 통하여 각각의 세대에 공급하는 방식으로서, 지역냉난방방식이 도입되기 전까지 대부분의 공동주택에 적용된 냉난방방식이고, 지역냉난방방식은 일정 지역 또는 일정 규모의 열생산설비에 의하여 일괄로 생산된 냉방 또는 난방 열원을 일정 지역의 공동주택이나 대형건축물에 공급하는 방식이다.
이러한 공동주택 및 대형건축물의 냉난방방식에 있어서, 각 세대 또는 구획별로 냉난방시스템이 구비되고, 이러한 냉난방시스템은 자체적으로 또는 중앙기계실로부터 공급되는 냉온수를 분배하는 냉온수 공급헤더, 분배된 냉온수를 환수하기 위한 냉온수 환수헤더, 냉온수 유로에 해당하는 냉온수 공급관 및 회수관을 포함하는 냉온수 배관 등을 포함하며, 각각의 냉난방시스템은 냉방 또는 난방시 요구되는 열에너지를 의미하는 냉난방부하를 측정하여 냉난방비를 정산하기 위한 계량기를 포함할 수 있다.
상기 계량기는 방식에 따라 열량계와 유량계가 사용되고 있고, 열량계는 냉온수 공급관과 냉온수 회수관 각각에 흐르는 냉온수의 온도 차이 및 공급되는 냉온수의 유량에 기초하여 공급된 열에너지를 계산하는 방식인 반면, 유량계는 온도가 이미 설정되어 공급되는 냉온수의 유량만을 계산하는 방식이다.
유량계에 의한 냉난방비 정산은 공급되는 냉온수의 유량만을 기준으로 냉난방비를 정산하기 때문에 각 세대 또는 구획별로 실제 열교환에 의한 열에너지의 공급이 작아도 공급된 냉온수의 유량이 크면 냉난방비가 불합리하게 과도하게 정산되는 문제가 있다.
한편, 열량계에 의한 냉난방비 정산은 공급되는 냉온수와 환수되는 냉온수의 온도차 및 공급되는 냉온수의 유량을 기준으로 실제 공급되는 열에너지를 계산하고 이를 기초로 냉난방비를 정산하기 때문에 정확하고 합리적인 냉난방비의 정산이 가능하나, 공급되는 냉온수와 환수되는 냉온수의 온도차가 미미한 경우, 예를 들어, 냉수의 경우 2℃ 미만이고 온수의 경우 3℃ 미만인 경우, 공급관 및 회수관 각각에서 냉온수의 온도를 측정하는 온도센서의 측정 오차 등에 의해 계산되는 열에너지 및 이에 의해 정산되는 냉난방비에 5%를 초과하는 오류가 발생하는 문제가 있다.
또한, 종래 계량기는 작업자가 각 세대 또는 구획별로 방문하여 계량값을 확인하는 검침 과정이 필요하거나, 이를 원격 검침으로 하기 위해 원격 검침을 위한 통신 설비 등의 구축비용이 과다하게 발생하고 유지보수 비용 역시 크게 발생하는 문제가 있을 뿐만 아니라 계량기의 오작동에 의한 검침 오류를 확인하기 어려운 문제가 있다.
따라서, 상황에 따른 냉난방부하의 정확한 측정이 가능하고, 중앙통제실에서의 무선 원격 검침이 가능할 뿐만 아니라 무선 원격 검침을 위한 별도의 중계기의 설치를 회피하거나 최소화하여 설비 구축 비용을 절감할 수 있고 유지보수 비용 역시 최소화할 수 있으며, 자체적으로 측정 오류 여부를 확인할 수 있는, 스마트 계량기 및 이를 포함하는 냉난방 시스템이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상황에 따른 냉난방부하의 정확한 측정이 가능한 스마트 계량기 및 이를 포함하는 냉난방 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 중앙통제실에서의 무선 원격 검침이 가능할 뿐만 아니라 무선 원격 검침을 위한 별도의 중계기의 설치를 회피하거나 최소화하여 설비 구축 비용을 절감할 수 있고 유지보수 비용 역시 최소화할 수 있는 스마트 계량기 및 이를 포함하는 냉난방 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가, 본 발명은 자체적으로 측정 오류 여부를 확인할 수 있는 스마트 계량기 및 이를 포함하는 냉난방 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은,
냉온수 배관을 통해 중앙기계실로부터 생성된 냉수 또는 온수를 각 세대 또는 구획별로 구비된 냉난방기에 공급하여 열교환을 통한 냉방 또는 난방을 제공하는 냉난방 시스템에서 각 세대 또는 구획별로 공급되는 냉난방부하를 측정하는 스마트 계량기로서, 상기 냉난방기로 냉온수를 공급하는 냉온수 공급관 및 상기 냉난방기에서 열교환 후 중앙기계실로 냉온수를 회수하는 냉온수 회수관 각각에서 냉온수의 온도를 측정하는 센서부; 상기 냉온수 공급관 또는 상기 냉온수 회수관에 흐르는 냉온수의 유량을 측정하는 유량측정부; 및 상기 센서부로부터 상기 냉온수 공급관 및 상기 냉온수 회수관 각각에 흐르는 냉온수의 온도에 관한 정보 및 상기 유량측정부로부터 냉온수의 공급 유량에 관한 정보를 제공받아 각 세대 또는 구획별로 공급된 냉난방부하를 계산하여 냉난방비를 정산하는 연산부를 포함하고, 상기 연산부는 상기 냉온수 공급관 및 상기 냉온수 회수관 각각에 흐르는 냉온수의 온도 차이가 미리 설정된 임계값 이상인 경우 상기 온도 차이와 상기 냉온수의 유량에 기초하여 계산된 냉난방부하를 기준으로 냉난방비를 정산하고, 상기 온도 차이가 상기 임계값 미만인 경우 상기 냉온수의 유량에만 기초하여 계산된 냉난방부하를 기준으로 냉난방비를 정산하는, 스마트 계량기를 제공한다.
여기서, 상기 센서부에서 측정된 냉온수 공급관 및 냉온수 회수관 각각에 흐르는 냉온수 온도 및 이들의 온도차, 상기 유량측정부에서 측정한 냉온수 공급 유량, 및 상기 연산부에서 계산된 냉난방부하 및 이에 따른 냉난방비로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 정보를 표시하는 디스플레이부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 스마트 계량기를 제공한다.
또한, 상기 센서부에서 측정된 냉온수 공급관 및 냉온수 회수관 각각에 흐르는 냉온수 온도 및 이들의 온도차, 상기 유량측정부에서 측정한 냉온수 공급 유량, 및 상기 연산부에서 계산된 냉난방부하 및 이에 따른 냉난방비로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 정보를 전기적 신호로 변환하여 유선 또는 무선 통신 기술을 이용해 중앙통제실로 전송하는 통신부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 스마트 계량기를 제공한다.
한편, 상기 유량측정부는 상기 냉온수 공급관 또는 상기 냉온수 회수관의 배관 내부에 구비되어 냉온수의 흐름에 따라 회전하는 프로펠러를 포함하고, 상기 프로펠러의 회전수를 측정하여 흐르는 냉온수의 유속을 측정하고 배관의 단면적을 곱해 단위 시간당 공급되는 냉온수 공급 유량을 측정하는 것을 특징으로 하는, 스마트 계량기를 제공한다.
여기서, 상기 프로펠러의 회전축은 회전 발전기를 구성함으로써, 상기 프로펠러의 회전에 의한 발전으로 상기 스마트 계량기를 운용하기 위해 필요한 전원을 자체적으로 공급하는 것을 특징으로 하는, 스마트 계량기를 제공한다.
한편, 상기 연산부는 각 세대 또는 구획별로 구비된 온도계 및 습도계로부터 온도 및 습도의 정보를 유선 또는 무선으로 수신해 실시간 온도 및 습도의 변화 그리고 각 세대 또는 구획별 실내 공간의 체적을 기초로 공급된 열에너지를 계산하고, 계산된 열에너지의 증감 추세를 상기 냉난방부하의 증감 추세와 비교하여 상기 스마트 계량기의 오작동 유무를 자체적으로 확인하는 것을 특징으로 하는, 스마트 계량기를 제공한다.
또한, 상기 냉온수 공급관 및 상기 냉온수 회수관 각각에 냉수가 흐르는 경우 상기 임계값은 0.1 내지 2℃이고, 상기 냉온수 공급관 및 상기 냉온수 회수관 각각에 온수가 흐르는 경우 상기 임계값은 0.1 내지 3℃인 것을 특징으로 하는, 스마트 계량기를 제공한다.
한편, 냉방 또는 난방 열원을 생성하는 중앙기계실, 각 세대 또는 구획별로 구비되어 상기 중앙기계실의 냉방 또는 난방 열원으로부터 제공된 냉온수의 냉난방부하에 의해 열교환을 수행하여 냉방 또는 난방을 공급하는 냉난방기, 상기 냉난방기에서의 열교환을 위해 제공되는 냉난방부하를 측정하는 스마트 계량기, 및 상기 중앙기계실로부터 상기 냉난방기로 냉난방부하를 제공하기 위한 냉온수의 유로인 냉온수 배관을 포함하는 냉난방 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 냉난방기는 팬 코일 유닛(Fan Coil Unit; FCU)을 포함하고, 상기 팬 코일 유닛(FCU)은 구비된 냉온수관과 팬(fan)에 의해 외부로부터 흡기되는 공기 사이의 접촉에 의한 열교환을 통해 냉각 또는 가열되어 배기되는 공기로 냉방 또는 난방을 제공하는 것을 특징으로 하는, 냉난방 시스템을 제공한다.
한편, 복수개의 제8항의 냉난방 시스템 및 중앙통제실을 포함하는 스마트 냉난방 플랫폼으로서, 쌍방향 무선 통신과 블록체인 기술을 이용하여 상기 복수개의 냉난방 시스템각각에 구비된 스마트 계량기들이 측정 및 계산한 정보를 하나로 취합하고, 상기 중앙통제실과 가장 근거리에 위치한 스마트 계량기가 상기 취합된 정보를 상기 중앙통제실에 전송하는, 스마트 냉난방 플랫폼을 제공한다.
본 발명에 따른 스마트 계량기는 상황에 따라 열량계 또는 유량계에 의한 계량을 통해 냉난방부하의 정확한 측정이 가능한 우수한 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 스마트 계량기는 블록체인 기술의 도입으로 무선 원격 검침을 위한 별도의 중계기의 설치를 회피하거나 최소화하여 설비 구축 비용을 절감할 수 있고 유량측정부에서의 발전을 통해 계량기 운용시 필요한 전원을 자체적으로 공급할 수 있어 유지보수 비용 역시 최소화할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
나아가, 본 발명에 따른 스마트 계량기는 각 세대 또는 구획마다 구비된 온도계, 습도계 등으로부터 정보 입수를 통해 계량기에서 측정되는 열에너지의 오차를 확인함으로써 자체적으로 측정 오류 여부를 확인할 수 있는 우수한 효과를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 냉난방 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 계량기의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 도 2에서 유량측정부의 하나의 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 냉난방 시스템의 통신 방식을 개략적으로 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명 되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공 되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 냉난방 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉난방 시스템은 냉방 또는 난방 열원을 생성하는 중앙기계실(100), 공동주택 등의 각 세대별로 구비되어 중앙기계실(100)의 냉방 또는 난방 열원으로부터 제공된 냉난방부하에 의해 열교환을 수행하여 냉방 또는 난방을 공급하는 냉난방기(200), 냉난방기(200)에서의 열교환을 위해 제공되는 냉난방부하를 측정하는 스마트 계량기(300), 중앙기계실(100)로부터 냉난방기(200)로 냉난방부하를 제공하기 위한 냉온수의 유로에 해당하는 냉온수 배관(400) 등을 포함할 수 있다.
상기 중앙기계실(100)은 냉동기 또는 가열기 등을 이용해 공동주택 등의 각 세대별로 공급할 냉온수를 제조하고, 냉수의 경우 약 7 내지 12℃, 온수의 경우 약 60 내지 80℃로 제조될 수 있다.
상기 냉난방기(200)는 예를 들어 팬 코일 유닛(Fan Coil Unit; FCU), 바닥 난방기 등을 포함할 수 있고, 특히 팬 코일 유닛(FCU)의 경우 내부에 구비된 냉온수관과 팬(fan)에 의해 외부로부터 흡기되는 공기 사이의 접촉에 의한 열교환을 통해 냉각 또는 가열되어 배기되는 공기로 냉방 또는 난방을 제공하는 기구이며, 추가로 온도센서 및 팬 제어기가 구비되어 상온과 설정 온도 차이에 다라 팬의 회전 속도를 자동으로 제어함으로써 최단시간에 목적한 온도로의 냉방 또는 난방을 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 스마트 계량기의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 스마트 계량기(300)는 중앙기계실(100)로부터 냉난방기(200)로 냉온수를 공급하기 위한 냉온수 배관(400)으로서 냉온수 공급관(410)에 구비되어 흐르는 냉온수의 온도를 측정하는 제1 센서(311) 및 냉난방기(200)에서 열교환 후 중앙기계실(100)로 냉온수를 회수하기 위한 냉온수 배관(400)으로서 냉온수 회수관(420)에 구비되어 흐르는 냉온수의 온도를 측정하는 제2 센서(312)를 포함하고 제1 및 제2 센서(311,312) 각각에서 측정된 온도에 관한 정보를 연산부(330)로 제공하는 센서부(310), 냉온수 공급관(410) 또는 냉온수 회수관(420)에 흐르는 냉온수의 유량을 측정하여 측정된 유량에 관한 정보를 연산부(330)로 제공하는 유량측정부(320), 센서부(310) 및 유량측정부(320)에서 제공된 냉온수 공급관(410)과 회수관(420) 각각에서의 냉온수 온도 및 유량측정부(320)에서 제공된 냉온수 공급 유량에 기초하여 각 세대별로 공급된 냉난방부하, 즉 열에너지를 아래 수학식 1에 따라 계산하고 이에 따른 냉난방비를 정산하는 연산부(330), 센서부(310)에서 측정된 냉온수 공급관(410) 및 회수관(420)에 흐르는 냉온수 온도, 이들의 온도차, 유량측정부(320)에서 측정한 냉온수 공급 유량, 연산부(330)에서 계산된 냉난방부하 및 이에 따른 냉난방비 등을 외부로 표시하는 디스플레이부(340), 센서부(310)에서 측정된 냉온수 공급관(410) 및 회수관(420)에 흐르는 냉온수 온도, 이들의 온도차, 유량측정부(320)에서 측정한 냉온수 공급 유량, 연산부(330)에서 계산된 냉난방부하 및 이에 따른 냉난방비 등의 정보를 전기적 신호로 변환하여 유선 또는 무선 통신 기술을 이용해 관리실 등의 중앙통제실로 전송하는 통신부(350) 등을 포함할 수 있다.
[수학식 1]
냉난방부하(kcal/h)=K·△T·M
상기 수학식 1에서,
K는 환산계수(kcal/℃·㎥)이고,
△T는 냉온수 공급관과 냉온수 회수관 각각에 흐르는 냉온수의 온도 차이(℃)이고,
M은 냉온수 공급 유량(㎥/h)이다.
여기서, 상기 제1 센서(311) 및 제2 센서(312) 각각은 예를 들어 냉온수 공급관(410) 및 회수관(420) 각각에 배관을 관통하여 각각 흐르는 냉온수와 접촉할 수 있는 온도 센서봉을 포함할 수 있고, 상기 유량측정부(320)는 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이 냉온수 공급관(410) 또는 회수관(420)의 배관 내부에 구비되어 냉온수의 흐름에 따라 회전하는 프로펠러(321)를 포함할 수 있고, 이러한 프로펠러(321)의 회전수를 측정하여 흐르는 냉온수의 유속을 측정하고 배관의 단면적을 곱해 단위 시간당 공급되는 유량을 측정할 수 있다.
또한, 상기 유량측정부(320)에 구비된 프로펠러(321)의 회전축은 회전 발전기를 구성함으로써 상기 프로펠러(321)의 회전에 의한 발전으로 상기 스마트 계량기(300)를 운용하기 위해 필요한 전원을 자체적으로 공급하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 연산부(330)는 앞서 기술한 바와 같이 센서부(310) 및 유량측정부(320)에서 제공된 냉온수 공급관(410)과 회수관(420) 각각에서의 냉온수 온도 및 유량측정부(320)에서 제공된 냉온수 공급 유량에 기초하여 각 세대별로 공급된 냉난방부하, 즉 열에너지를 계산하고 이에 따른 냉난방비를 정산하는 기능을 수행하나, 센서부(310)에서 공급된 냉온수 공급관(410)과 회수관(420)의 냉온수 온도차가 미리 설정된 임계값 미만인 경우, 예를 들어 냉수 온도차가 0.1 내지 2℃ 미만이거나 온수 온도차가 0.1 내지 3℃ 미만인 경우, 계산된 열에너지의 측정 오차가 5%를 초과할 수 있기 때문에, 해당 시간 구간에서는 유량측정부(320)에서 측정된 냉온수 공급 유량에 유량당 냉온수 공급단가를 곱하여 냉난방비를 정산하게 됨으로써, 상황에 따라 냉난방비를 합리적이고 정확하게 정산할 수 있다.
또한, 상기 연산부(330)는 각 세대 또는 구획별로 구비된 온도계, 습도계 등으로부터 온도, 습도 등의 정보를 유선 또는 무선으로 수신해 실시간 온도, 습도 등의 변화 그리고 각 세대 또는 구획별 실내 공간의 체적을 기초로 공급된 열에너지를 계산하고 계산된 열에너지의 증감 추세를 상기 연산부(330)에서 측정한 냉난방부하의 증감 추세와 비교하여 상기 스마트 계량기(300)의 오작동 유무를 자체적으로 확인할 수 있고, 오작동 발생시 상기 통신부(350)를 통해 관리실 등의 중앙통제실로 이를 알릴 수 있다.
그리고, 상기 연산부(330)는 각 세대 또는 구획별로 구비된 급수계, 급탕계 등으로부터 급수량, 급탕량 등의 정보를 유선 또는 무선으로 수신해 급수 및 급탕 비용을 냉난방비와 합산하여 상기 디스플레이부(340)에 함께 표시할 수 있고 상기 통신부(350)를 통해 관리실 등의 중앙통제실로 전송할 수 있다.
상기 디스플레이부(340)는 LCD, LED 등의 액정 계기판 등이 구비되어 센서부(310)에서 측정된 냉온수 공급관(410) 및 회수관(420) 각각에 흐르는 냉온수 온도 및 이들의 온도차, 유량측정부(320)에서 측정한 냉온수 공급 유량, 연산부(330)에서 계산된 냉난방부하 및 이에 따른 냉난방비, 각 세대 또는 구획별로 구비된 온도계, 습도계, 급수계, 급탕계 등에 의해 측정된 실내 온도 및 습도, 급수량, 급탕량 등의 정보에 따른 스마트 계량기의 오작동 유무, 급수 및 급탕 비용과 냉난방비가 합산된 비용 등을 표시할 수 있다.
상기 통신부(350)는 상기 연산부(330)로부터 제공된 정보, 예를 들어 센서부(310)에서 측정된 냉온수 공급관(410) 및 회수관(420) 각각에 흐르는 냉온수 온도 및 이들의 온도차, 유량측정부(320)에서 측정한 냉온수 공급 유량, 연산부(330)에서 계산된 냉난방부하 및 이에 따른 냉난방비, 각 세대 또는 구획별로 구비된 온도계, 습도계, 급수계, 급탕계 등에 의해 측정된 실내 온도 및 습도, 급수량, 급탕량 등의 정보에 따른 스마트 계량기의 오작동 유무, 급수 및 급탕 비용과 냉난방비가 합산된 비용 등의 정보를 전기적 신호로 변환하여 유선 또는 무선 통신 방식으로 관리실 등의 중앙통제실로 전송하는 기능을 수행한다.
도 4는 본 발명에 따른 냉난방 시스템의 통신 방식을 개략적으로 도시한 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 냉난방 시스템은 각 세대별 스마트 계량기들이 서로 무선 통신, 예를 들어, 와이파이(wifi), 블루투스, 전파(RF)통신 등의 쌍방향 무선 통신과 블록체인 기술을 이용하여 각각의 스마트 계량기들이 측정 및 계산한 정보를 하나로 취합하고, 거리상 관리실 등의 중앙통제실과 가장 근거리에 위치한 세대 또는 구획에 구비된 스마트 계량기가 취합된 전체 정보를 일괄적으로 관리실 등의 중앙통제실에 전송하는 무선 원격 검침을 구현할 수 있는 새로운 스마트 냉난방 플랫폼을 제공할 수 있다.
이로써, 각각의 세대별 계량기가 독립적으로 계량 정보를 관리실 등의 중앙통제실로 전송하는 종래의 무선 원격 검침에서 각 세대와 관리실 등의 중앙통제실 사이의 개별적 무선 통신을 위한 설비, 중계기 등의 구축에 소요되는 비용을 최소화할 수 있고, 세대별 스마트 계량기의 통합적 검침 결과를 통해 특정 세대의 계량기의 오작동 유무를 확인할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
100 : 중앙기계실 200 : 냉난방기
300 : 스마트 계량기 400 : 냉온수 배관

Claims (10)

  1. 냉온수 배관을 통해 중앙기계실로부터 생성된 냉수 또는 온수를 각 세대 또는 구획별로 구비된 냉난방기에 공급하여 열교환을 통한 냉방 또는 난방을 제공하는 냉난방 시스템에서 각 세대 또는 구획별로 공급되는 냉난방부하를 측정하는 스마트 계량기로서,
    상기 냉난방기로 냉온수를 공급하는 냉온수 공급관 및 상기 냉난방기에서 열교환 후 중앙기계실로 냉온수를 회수하는 냉온수 회수관 각각에서 냉온수의 온도를 측정하는 센서부;
    상기 냉온수 공급관 또는 상기 냉온수 회수관에 흐르는 냉온수의 유량을 측정하는 유량측정부; 및
    상기 센서부로부터 상기 냉온수 공급관 및 상기 냉온수 회수관 각각에 흐르는 냉온수의 온도에 관한 정보 및 상기 유량측정부로부터 냉온수의 공급 유량에 관한 정보를 제공받아 각 세대 또는 구획별로 공급된 냉난방부하를 계산하여 냉난방비를 정산하는 연산부를 포함하고,
    상기 연산부는 상기 냉온수 공급관 및 상기 냉온수 회수관 각각에 흐르는 냉온수의 온도 차이가 미리 설정된 임계값 이상인 경우 상기 온도 차이와 상기 냉온수의 유량에 기초하여 계산된 냉난방부하를 기준으로 냉난방비를 정산하고, 상기 온도 차이가 상기 임계값 미만인 경우 상기 냉온수의 유량에만 기초하여 계산된 냉난방부하를 기준으로 냉난방비를 정산하는, 스마트 계량기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부에서 측정된 냉온수 공급관 및 냉온수 회수관 각각에 흐르는 냉온수 온도 및 이들의 온도차, 상기 유량측정부에서 측정한 냉온수 공급 유량, 및 상기 연산부에서 계산된 냉난방부하 및 이에 따른 냉난방비로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 정보를 표시하는 디스플레이부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 스마트 계량기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 센서부에서 측정된 냉온수 공급관 및 냉온수 회수관 각각에 흐르는 냉온수 온도 및 이들의 온도차, 상기 유량측정부에서 측정한 냉온수 공급 유량, 및 상기 연산부에서 계산된 냉난방부하 및 이에 따른 냉난방비로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 정보를 전기적 신호로 변환하여 유선 또는 무선 통신 기술을 이용해 중앙통제실로 전송하는 통신부를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 스마트 계량기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 유량측정부는 상기 냉온수 공급관 또는 상기 냉온수 회수관의 배관 내부에 구비되어 냉온수의 흐름에 따라 회전하는 프로펠러를 포함하고,
    상기 프로펠러의 회전수를 측정하여 흐르는 냉온수의 유속을 측정하고 배관의 단면적을 곱해 단위 시간당 공급되는 냉온수 공급 유량을 측정하는 것을 특징으로 하는, 스마트 계량기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로펠러의 회전축은 회전 발전기를 구성함으로써,
    상기 프로펠러의 회전에 의한 발전으로 상기 스마트 계량기를 운용하기 위해 필요한 전원을 자체적으로 공급하는 것을 특징으로 하는, 스마트 계량기.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 연산부는 각 세대 또는 구획별로 구비된 온도계 및 습도계로부터 온도 및 습도의 정보를 유선 또는 무선으로 수신해 실시간 온도 및 습도의 변화 그리고 각 세대 또는 구획별 실내 공간의 체적을 기초로 공급된 열에너지를 계산하고, 계산된 열에너지의 증감 추세를 상기 냉난방부하의 증감 추세와 비교하여 상기 스마트 계량기의 오작동 유무를 자체적으로 확인하는 것을 특징으로 하는, 스마트 계량기.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 냉온수 공급관 및 상기 냉온수 회수관 각각에 냉수가 흐르는 경우 상기 임계값은 0.1 내지 2℃이고,
    상기 냉온수 공급관 및 상기 냉온수 회수관 각각에 온수가 흐르는 경우 상기 임계값은 0.1 내지 3℃인 것을 특징으로 하는, 스마트 계량기.
  8. 냉방 또는 난방 열원을 생성하는 중앙기계실,
    각 세대 또는 구획별로 구비되어 상기 중앙기계실의 냉방 또는 난방 열원으로부터 제공된 냉온수의 냉난방부하에 의해 열교환을 수행하여 냉방 또는 난방을 공급하는 냉난방기,
    상기 냉난방기에서의 열교환을 위해 제공되는 냉난방부하를 측정하는 제1항 또는 제2항의 스마트 계량기, 및
    상기 중앙기계실로부터 상기 냉난방기로 냉난방부하를 제공하기 위한 냉온수의 유로인 냉온수 배관을 포함하는 냉난방 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 냉난방기는 팬 코일 유닛(Fan Coil Unit; FCU)을 포함하고,
    상기 팬 코일 유닛(FCU)은 구비된 냉온수관과 팬(fan)에 의해 외부로부터 흡기되는 공기 사이의 접촉에 의한 열교환을 통해 냉각 또는 가열되어 배기되는 공기로 냉방 또는 난방을 제공하는 것을 특징으로 하는, 냉난방 시스템.
  10. 복수개의 제8항의 냉난방 시스템 및 중앙통제실을 포함하는 스마트 냉난방 플랫폼으로서,
    쌍방향 무선 통신과 블록체인 기술을 이용하여 상기 복수개의 냉난방 시스템각각에 구비된 스마트 계량기들이 측정 및 계산한 정보를 하나로 취합하고, 상기 중앙통제실과 가장 근거리에 위치한 스마트 계량기가 상기 취합된 정보를 상기 중앙통제실에 전송하는, 스마트 냉난방 플랫폼.
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