KR102620180B1 - Knx 기반의 개방형 건물 에너지 관리 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 건물 에너지 관리 시스템으로서, 건물의 설비들을 제어하고 건물의 에너지 소비량을 계측하는 건물 관리부와, 건물 관리부로부터 수신된 데이터를 저장하고 분석하는 서버 및 서버로부터 수신된 데이터를 UI 인터페이스를 통해 표시하는 클라이언트를 포함하고, 건물 관리부는, 무선 인터넷 네트워크에 의하여 데이터를 송수신 가능한 제1송수신부와, 건물의 사용을 위해 전기, 가스 또는 열 에너지 중 적어도 어느 하나를 소비하는 설비와, 설비의 에너지 소비량을 계측하는 계측부와, 설비들의 사용을 제어하는 제1제어부 및 건물의 실내외 환경 정보를 센싱하는 센서부를 포함하고, 제1 송수신부는 계측부에서 측정한 계측 정보를 송신한다.
Description
본 발명은 KNX 기반의 개방형 프로토콜을 이용한 건물 에너지 관리 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 건물의 에너지 소비(또는, 사용) 데이터를 실시간으로 수집하고, 수집된 데이터에 기반하여 건물의 에너지 사용을 제어하고 관리할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
효율적인 건물 에너지 관리의 궁극적인 목표는 거주공간의 쾌적도를 저하시키지 않으면서 냉/난방, 환기, 조명 등의 실내 환경조절을 위해 소비되는 에너지 사용을 극소화하는 데 있다.
건물의 사용을 위해 에너지를 효율적으로 소비하기 위해서는 소비되는 에너지의 현황을 수집하여 분석할 필요가 있다. 하지만, 건물 에너지를 체계적으로 관리할 수 있는 시스템의 부재로 건물 별 소비하는 에너지량에 대한 정보를 수집하기 어려운 실정이다.
또한, 건물을 위한 에너지 사용은 통상 관리자의 경험적 판단에 의해 정해지므로, 건물 용도에 따른 특수성을 반영하기 어렵고, 실시간 데이터 수집이 되지 않아 관련 설비의 고장 및 효율 저하 시 즉각적인 대응이 어려운 문제가 있다.
근래에는, 정부의 탄소중립 정책 시행에 따라 건물 별 에너지 소비량을 관리해야 할 필요성이 더 커졌음에도 기본적인 데이터의 부재로 에너지 소비 절감 목표 설정 및 수행 결과 분석 조차 어렵다.
또한, 건물 내 다양한 설비들은(예: 조명, 냉/난방, 통신 등)은 제조사별로 폐쇄적인 통신 환경을 사용하고 있어 각각의 시설물마다 최적의 제어를 하는데 효율성이 현저히 낮다.
따라서, 건물 별 실시간 에너지 소비량 측정 및 분석하고, 에너지 소비량 예측 및 데이터를 기반으로 에너지 소비를 제어할 수 있는 통합적인 시스템의 필요성이 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템은, 건물 별 에너지 소비 정보를 실시간으로 수집하고, 저장하는 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 저장된 건물 별 에너지 소비 정보에 기반하여, 에너지 소비량을 예측하고 예측된 정보에 기반하여 건물의 설비를 제어하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 저장된 건물 별 에너지 소비 정보에 기반하여, 에너지 소비 상태를 분석하고, 관리하자 판단하기 용이한 형태로 가공하여 분석 결과를 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 저장된 건물 별 에너지 소비 정보에 기반하여, 온실가스 배출 저감 목표치를 설정하고, 설정된 목표치를 기준으로 목표 달성률을 생성하며, 설정된 목표치를 기준으로 설비 제어 방법을 제안하는 것을 일 목적으로 한다.
또한, 건물 별 데이터 수집 및 제어를 통합 운용하기 위해 개방형 통신 프로토콜이 적용된 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 건물 에너지 관리 시스템의 목적은 전술한 내용으로 한정되지 않으며, 아래에 기재된 실시예들의 기술적 사상에 따라 다양한 목적이 있을 수 있다.
본 발명은KNX기반의 개방형 건물 에너지 관리 시스템으로서, 건물의 설비들을 제어하고 건물의 에너지 소비량을 계측하는 건물 관리부와, 건물 관리부로부터 수신된 데이터를 저장하고 분석하는 서버 및 서버로부터 수신된 데이터를 UI 인터페이스를 통해 표시하는 클라이언트를 포함하고, 건물 관리부는 무선 인터넷 네트워크에 의하여 데이터를 송수신 가능한 제1송수신부와, 건물의 사용을 위해 전기, 가스 또는 열 에너지 중 적어도 어느 하나를 소비하는 설비와, 설비의 에너지 소비량을 계측하는 계측부와, 설비들의 사용을 제어하는 제1제어부 및 건물의 실내외 환경 정보를 센싱하는 센서부를 포함하고, 제1 송수신부는 계측부에서 측정한 계측 정보를 송신한다.
바람직하게는, 서버는 무선 인터넷 네크워크를 이용하여 계측 정보를 수신하는 제2송수신부와, 계측 정보를 기반으로 건물의 에너지 소비 현황을 분석하고, 이벤트의 발생 여부를 탐지하는 제2제어부 및 계측 정보를 기반으로 건물의 에너지 소비량을 예측하는 AI모듈을 포함한다.
또한, 바람직하게는, 시스템은 계측 정보를 수신하여 저장하는 데이터베이스를 더 포함하고, 계측 정보는 전력 소비량, 수도 소비량, 가스 소비량 또는 열 소비량 중 적어도 어느 하나를 포함한다.
또한, 바람직하게는, 건물 관리부는 센서부에서 측정한 환경 정보를 송신하고, 서버는 환경 정보를 수신하고, 환경 정보를 기반으로 건물의 에너지 소비 현황 및 이벤트의 발생 여부를 탐지한다. 서버의 AI모듈은 환경 정보를 기반으로 건물의 에너지 소비량을 예측한다.
또한, 바람직하게는, 데이터베이스는 환경 정보를 수신하여 저장하고, 환경 정보는 건물의 재실 인원, 실내외 온도, 실내외 습도, 이산화탄소 농도 또는 미세먼지 농도 중 적어도 어느 하나에 대한 정보를 포함한다.
또한, 바람직하게는, 서버의 제2제어부는 계측 정보에 기반하여 에너지원 별 소비 정보, 용도 별 에너지 소비 정보, 기간 별 에너지 소비 정보, 에너지 비용 정보를 생성한다. 용도 별 에너지 소비 정보는 난방, 냉방, 조명, 환기, 승강, 급수 또는 전기기기 중 적어도 어느 하나 이상의 용도에 따른 에너지 소비 정보를 나타낸다.
바람직하게는, 데이터베이스는 환경 정보에 대응하는 에너지 소비 정보를 저장하고, AI모듈은 환경 정보 및 계측 정보에 기반하여 에너지 소비 정보를 예측한다. 구체적으로 AI모듈은 데이터베이스로부터 임의의 환경 정보와 유사도가 임계치 이상인 환경 정보들을 산출하고, 산출된 환경 정보들에 대응하는 에너지 소비 정보들을 기반으로 상기 임의의 환경 정보에 대한 에너지 소비량을 예측한다.
환경 정보는 건물 타입을 나타내는 정보를 더 포함하고, 건물 타입은 주거, 업무, 공업 중 어느 하나를 나타낼 수 있다.
바람직하게는, 상기 유사도는 각각의 환경 정보에 대하여 가중치를 적용하여 산출되고, 유사도 산출 결과에 따라 상위부터 임의의 개수의 환경 정보들이 산출되고, 산출된 환경 정보들에 대응하는 에너지 소비 정보들의 평균값 또는 중간값으로 상기 임의의 환경 정보에 대한 에너지 소비량이 예측될 수 있다.
제2제어부는 에너지의 소비 용도와 건물 타입이 동일한 정보들 중에서 현재의 환경 정보와 유사도가 임계치 이상인 환경 정보를 산출하고, 산출된 환경 정보들과 대응하는 에너지 소비량에 기반하여 소정의 범위를 설정하고, 상기 소정의 범위를 벗어난 정보에 대하여 이벤트를 탐지하고, 알림을 송신한다.
본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템은 다양한 건물의 용도 및 에너지원에 따라 건물의 에너지 소비를 관리할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템은 건물의 에너지 소비와 관련한 상태 정보를 실시간으로 수집하므로 고장 및 에너지 효율 저하 등의 이벤트 상황에 즉각적으로 대처할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템은 건물의 에너지 소비와 관련한 정보를 수집하여 저장하므로, 현재 에너지 소비 상태에 기반하여 목표 에너지 소비량을 설정하고 에너지 소비를 줄이기 위하여 설비들을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템은 건물의 에너지 소비 상태를 분석하고, 이해하기 쉬운 형태로 가공하여 표시할 수 있다.
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.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 건물관리부를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 서버를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 클라이언트를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 UI 화면을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 UI 화면을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 데이터베이스에 저장된 정보를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 에너지 소비량 예측 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 이벤트 탐지 방법을 나타낸다.
도 10 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 설비 제어 통신 방법을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 건물관리부를 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 서버를 나타낸 개념도이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 클라이언트를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 UI 화면을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 UI 화면을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 데이터베이스에 저장된 정보를 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 에너지 소비량 예측 방법을 나타낸다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 이벤트 탐지 방법을 나타낸다.
도 10 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 설비 제어 통신 방법을 나타낸다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시 예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-Programmable Gate Array) 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
본 발명의 실시예들을 구체적으로 설명함에 있어서, 특정 시스템의 예를 주된 대상으로 할 것이지만, 본 명세서에서 청구하고자 하는 주요한 요지는 유사한 기술적 배경을 가지는 여타의 통신 시스템 및 서비스에도 본 명세서에 개시된 범위를 크게 벗어나지 아니하는 범위에서 적용 가능하며, 이는 당해 기술분야에서 숙련된 기술적 지식을 가진 자의 판단으로 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템(이하, 관리 시스템이라고 함)을 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 관리 시스템은 서버(110), 데이터베이스(DB)(120), 클라이언트(130) 및/또는 건물관리부(140)를 포함한다. 서버(110), 데이터베이스(DB)(120), 클라이언트(130) 및/또는 건물관리부(140)는 유무선 통신 네트워크를 기반으로 데이터를 송수신할 수 있다. 데이터는 센서에서 측정한 환경 정보, 계측기에서 측정한 계측 정보 또는 제어 명령 등을 포함할 수 있다.
건물관리부(140)는 건물의 설비들을 제어하고 건물의 에너지 소비량을 계측한다. 서버(110)는 건물관리부(140)에서 수신된 데이터를 저장하고, 분석할 수 있다. 클라이언트(130)는 서버(110)에서 연산/가공한 데이터를 UI 인터페이스를 통해 표시할 수 있다. 또한, 관리자로부터 명령을 입력 받아 서버로(110)로 송신할 수 있다.
데이터베이스(120)는 건물관리부(140)에서 측정한 환경 정보 및 계측 정보와 함께 에너지 소비 정보를 저장하고 관리할 수 있다. 그리고, 서버(110)와 송수신하여 서버(110)의 분석 및 연산 수행에 필요한 데이터를 제공할 수 있다.
도 2는 건물 에너지 관리 시스템의 건물관리부(140)를 나타낸 개념도이다. 도2를 참조하면, 건물관리부(140)는 제1송수신부(141), 제1제어부(142), 센서부(143), 계측부(144), 전기설비(145), 냉난방설비(146), 공조설비(147) 및/또는 가스설비(148) 등을 포함할 수 있다.
제1송수신부(141)는 무선 인터넷 네트워크를 사용하여 데이터를 송수신할 수 있다. 따라서, 건물관리부(140)는 서버(110)와 무선 데이터 통신이 가능하다. 건물관리부(140)는 서버(110)로부터 제어 명령을 수신하여 전기설비(145), 냉난방설비(146), 공조설비(147) 및/또는 가스설비(148) 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다. 또한, 건물관리부(140)의 제1송수신부(141)는 서버(110)로 센서부(143)에서 측정한 환경 정보 또는 계측부(144)에서 측정한 계측 정보를 전송할 수 있다.
전기설비(145), 냉난방설비(146), 공조설비(147) 및/또는 가스설비(148)는 건물의 사용을 위해 전기, 가스 또는 열 에너지 중 적어도 어느 하나를 소비하는 설비 구성을 나타낼 수 있다. 또한, 건물관리부(140)는 건물의 사용을 위해 위생설비, 급탕,냉탕 설비 등 용수 자원 및 에너지를 소비하는 설비 구성을 더 포함할 수 있다. 각 종 설비들에서 사용하는 에너지는 전기 에너지, 가스 에너지 또는 열 에너지로 표시될 수 있으며, 모든 에너지는 전기 에너지로 변환되어 표시될 수 있다.
계측부(144)는 전술한 설비들에서 소비하는 에너지 소비량을 계측할 수 있다. 계측부(144)는 각각의 설비에서 사용한 에너지량을 계측할 수 있다. 예를 들어, 계측부(144)는 전력 소비량, 가스 소비량, 열 에너지 소비량, 용수(수도) 소비량 등의 계측 정보를 측정할 수 있다.
제1제어부(142)는 전술한 설비들의 사용을 제어할 수 있다. 제1제어부(142)는 제1송수신부(141)에서 수신한 관리자의 제어 명령에 기반하여 전기설비(145), 냉난방설비(146), 공조설비(147) 및/또는 가스설비(148)를 제어할 수 있다.
센서부(143)는 건물의 실내외 환경 정보를 측정하는 센서들의 집합으로 구성될 수 있다. 이때, 환경 정보는 건물의 재실 인원, 실내외 온도, 실내외 습도, 조도, 휘발성 유기화합물 농도, 이산화탄소 농도 또는 미세먼지 농도 중 적어도 어느 하나에 대한 정보를 포함할 수 있다. 또한, 그밖에 오염 물질에 대한 실내외 농도 정보를 포함할 수 있다.
도 3은 건물 에너지 관리 시스템의 서버(110)를 나타낸 개념도이다.
도3을 참조하면, 서버(110)는 제2송수신부(111), 제2제어부(112) 및/또는 AI모듈(113)을 포함한다.
제2송수신부(111)는 무선 인터넷 네트워크를 이용하여 건물관리부(140)로부터 계측 정보 및/또는 환경 정보를 수신하고, 서버(110)에서 생성한 데이터를 송신할 수 있다. 제2제어부(112)는 수신된 계측 정보 또는 환경 정보를 기반으로 건물의 에너지 소비 현황을 분석하는 데이터분석부(114)와, 이벤트의 발생 여부를 탐지하는 이벤트탐지부(115)를 포함한다. AI모듈(113)은 수신된 계측 정보와 환경 정보를 기반으로 건물의 에너지 소비량을 예측하는 예측부(116)를 포함한다.
제2제어부(112)에서 이벤트를 탐지하는 방법 및 AI모듈(1130)에서 건물의 에너지 소비량을 예측하는 방법에 대한 구체적인 내용은 도7 내지 도9에서 후술한다.
제2제어부(112)의 데이터분석부(114)는 계측 정보에 기반하여 에너지원 별 소비 정보, 용도 별 에너지 소비 정보, 기간 별 에너지 소비 정보, 에너지 비용 정보, 에너지 원단위 정보 중 적어도 어느 하나를 생성할 수 있다.
도 4는 건물 에너지 관리 시스템의 클라이언트(130)를 나타낸 개념도이다. 클라이언트(130)는 제3송수신부(131), 제3제어부(132) 및/또는 UI(User Interface)(133)를 포함한다. 제3송수신부(131)는 무선 네트워크를 이용하여 서버(110), 건물관리부(140) 또는 데이터베이스(120)와 데이터를 송수신할 수 있다. 제어부(132)는 수신된 데이터에 기반하여 클라이언트(130)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 관리자의 명령을 입력받아 대응하는 동작을 수행할 수 있다. 관리자의 명령에 따라 UI 화면에 보여지는 정보의 종류를 변경할 수 있다. 클라이언트(130)는 UI를 통해 관리자의 명령을 입력 받아 제3송수신부(131)를 통해 송신할 수 있고, 송신된 제어 명령을 통해 건물관리부(140)의 설비들이 제어될 수 있다.
실시예들에 따른 서버(110), 데이터베이스(120) 또는 클라이언트(130)는 통신 가능한 데스크탑 컴퓨터(desktop computer), 랩탑 컴퓨터(laptop computer), 노트북(notebook), 스마트폰(smart phone), 태블릿 PC(tablet PC), 모바일폰(mobile phone), 스마트 워치(smart watch), 스마트 글래스(smart glass), e-book 리더기, PMP(portable multimedia player), 네비게이션(navigation) 장치, 디지털 카메라(digital camera), DMB(digital multimedia broadcasting) 재생기, 디지털 음성 녹음기(digital audio recorder), 디지털 음성 재생기(digital audio player), 디지털 동영상 녹화기(digital video recorder), 디지털 동영상 재생기(digital video player), PDA(Personal Digital Assistant) 등 일 수 있다.
서버(110), 데이터베이스(120) 또는 클라이언트(130)는 적어도 하나의 프로세서 및 프로세서가 적어도 하나의 단계를 수행하도록 지시하는 명령어들(instructions)을 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
여기서 적어도 하나의 프로세서는 중앙 처리 장치(central processing unit, CPU), 그래픽 처리 장치(graphics processing unit, GPU), 또는 본 발명의 실시예들에 따른 방법들이 수행되는 전용의 프로세서를 의미할 수 있다. 메모리 및 저장 장치 각각은 휘발성 저장 매체 및 비휘발성 저장 매체 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다. 예를 들어, 메모리는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM) 및 랜덤 액세스 메모리(random access memory, RAM) 중에서 적어도 하나로 구성될 수 있다.
각각의 구성 요소들은 버스(bus)에 의해 연결되어 서로 통신을 수행할 수 있다.
도5 내지 도6은 건물 에너지 관리 시스템의 UI화면의 일 실시예를 나타낸다.
도5를 참조하면, 클라이언트(130)의 UI 화면은 전력 소비량, 가스 소비량, 열 에너지 소비량 및 수도 사용량 중 적어도 어느 하나를 표시하는 영역을 포함할 수 있다. 전기, 가스, 열 또는 용수 등 자원이나 에너지원의 사용량은 일(day)를 기준으로 표시되거나, 주(week) 또는 월(month)을 기준으로 해당 기간동안 소비된 량의 누적값을 표시할 수 있다. 실시간으로 모니터링되는 에너지 소비량을 표시할 수 있다.
또한, UI화면은 에너지원 별 소비량을 그래프로 나타내는 영역(133b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도5의 133b 영역은 하루(day)에 소비된 에너지의 총량을 막대 그래프로 표시할 수 있다. 이때, 가로축은 시간이고 세로축은 에너지 소비량을 나타낼 수 있다. 막대그래프는 에너지원 별 구분되어 표시될 수 있다. 예를 들어, 하나의 막대 그래프는 전력 소비량, 가스 소비량 또는 열 소비량마다 색상을 달리하여 구분될 수 있다. 가스 소비량 또는 열 소비량 등은 전력 소비량으로 환산되어 Wh 단위로 표시될 수 있다. 133b 영역은 일(day), 주(week) 또는 월(month)을 기준으로 소비된 에너지의 총량을 표시할 수 있다. 그리고, 화면에서 마우스의 커서가 막대그래프 상에 위치하는 경우, 해당 그래프가 표시하는 에너지 소비 기간(일, 주 또는 월), 에너지원의 종류, 에너지 소비량 및/또는 막대그래프에서 차지하는 비율(%)을 나타내는 창(window)이 팝업되어 나타날 수 있다.
또한, UI화면은 에너지원 별 소비량을 그래프로 나타내는 영역(133c)을 포함할 수 있다. 133c 영역은 에너지원 별로 일(day), 주(weed) 또는 월(month) 별 소비량을 꺾은선 그래프로 나타낼 수 있다. 이때, 가로축은 시간이고 세로축은 에너지 소비량을 나타낼 수 있다. 화면에서 마우스의 커서가 꺾은선 그래프 상에 위치하는 경우, 해당 그래프가 표시하는 에너지 소비 일자(또는, 주차 또는 월), 에너지원의 종류(전력, 가스, 열 등), 해당 에너지원 소비량 및/또는 해당 일자의 에너지 소비량에서 차지하는 비율(%)을 나타내는 창(window)(133d)이 팝업되어 나타날 수 있다.
한편, 도6은 일 실시예에 따른 UI화면으로서, 관리자에게 다양한 정보를 제공할 수 있다. 도6에서 화면에 분석 결과를 표시하기 위한 정보들은 서버(110)에서 연산될 수 있다. 또는, 클라이언트(130)의 제어부(132)에서 연산되어 생성될 수 있다.
도6을 참조하면, 클라이언트(130)는 UI(133)를 통해 에너지 소비현황 분석 결과, 용도별 에너지 소비현황 분석 결과, 에너지 원단위 분석 결과, 에너지 생산량 분석 결과, 에너지 목표 분석 결과, 에너지 비용 분석 결과, 트렌드 분석 결과, 상관도 분석 결과 및 다중회귀 분석 결과 중 적어도 어느 하나의 결과를 표시할 수 있다.
에너지 소비현황 분석 결과는 기간(일, 주 또는 월)에 따른 에너지 소비량을 나타낸다. 또한, 각 건물 별 에너지 소비량을 개별적으로 나타낼 수 있고, 모든 건물에 대한 에너지 소비량을 통합하여 나타낼 수 있다. 건물의 타입에 따라 분류하여 특정 타입(주거, 업무, 공업 등)의 건물들에 대한 에너지 소비량을 나타낼 수 있다. 또한, 건물의 크기에 따라 분류하여 건물들에 대한 에너지 소비량을 나타낼 수도 있고, 에너지의 종류에 따른 기간 별 에너지 소비량을 나타낼 수 있다.
용도별 에너지 소비현황 분석 결과는, 소비된 에너지를 용도별로 구분하여 나타낼 수 있다. 에너지의 소비 용도는 난방, 냉방, 조명, 전기기기, 환기, 급수, 급탕, 승강 등으로 구분할 수 있다. 계측부(114)에서 계측된 에너지 소비 데이터는 용도 별로 구분되어 데이터베이스(120)에 저장될 수 있다. 따라서, 에너지 소비량은 용도에 따라 취합되어 분석될 수 있다.
에너지 원단위 분석 결과는, 에너지 원단위 분석 결과를 나타낼 수 있다. 에너지 원단위란 단위제품을 생산할 때 투입되는 에너지량으로서, 제품의 생산효율성을 나타내는 지표로 사용된다. 실시예에 따른 에너지 원단위 분석 결과는, 건물의 타입에 따라 건물의 생산 대비 투입되는 에너지량을 분석하여 에너지 원단위를 나타낼 수 있다.
에너지 생산량 분석 결과는, 건물에서 생산하는 에너지량을 나타낸다. 각 건물에서 생산하는 에너지량을 기간 별(일, 주, 월 또는 연)로 나타낼 수 있다.
에너지 목표 분석 결과는, 에너지 절감 목표 대비 에너지 소비량을 나타낸다. 에너지 소비량은 온실가스의 배출량으로 표시될 수 있고, 에너지 절감 목표량은 온실가스의 감축량으로 표시될 수 있다. 에너지 목표 분석 결과는, 목표인 온실가스 감축량 대비 현재까지 감축량을 나타낼 수 있다. 즉, 목표대비 온실가스 감축률을 나타낼 수 있다.
에너지 비용 분석 결과는, 에너지 소비에 따른 비용을 나타낸다. 기간 별 에너지 소비량은 에너지 별 사용량에 요금을 적용하여 비용으로 산출될 수 있다. 즉, 전력 소비량, 열 소비량 또는 가스 소비량은 각각 단위 별 요금이 적용되어 비용으로 표시될 수 있다. 예측된 에너지 소비량에도 적용되어 예측된 비용이 산출될 수 있다. 비용은 건물 별, 기간 별, 용도 별로 구분되어 표시될 수 있다.
트렌드 분석 결과는 에너지 소비량의 추이와 관련한 트렌드 분석 결과를 표시할 수 있다. 상관도 분석 결과 또는 다중회귀 분석 결과는, 센서부(143)에서 측정한 환경 정보와 에너지 소비량 사이의 상관도에 대한 분석 결과를 나타낸다. 또는 환경 정보와 계측 정보 사이의 상관도에 대한 분석 결과를 나타낼 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 데이터베이스(120)에 저장된 정보를 나타낸다.
데이터베이스(120)에 저장된 정보는 환경 정보와 계측 정보를 포함한다. 환경 정보는 실외 온도, 미세먼지 농도, 습도 등 센서부(143)에서 측정하는 측정값을 포함하고, 그 밖에 날짜, 일시, 계절 및 건물 타입을 나타내는 변수를 더 포함할 수 있다. 건물 타입은 값에 따라 주거용 건물, 업무용 건물, 공업용 건물 등으로 구분될 수 있다.
계측 정보는 계측부(144)에서 환경 정보에 대응하여 측정된 계측값을 나타낼 수 있다. 즉, 특정 날짜, 시간, 계절, 건물 타입, 실외 온도, 습도 등의 환경에서 측정된 계측 정보이다. 측정된 계측값은 전기설비, 냉난방설비, 공조설비, 가스설비 등 설비 별/용도 별 취합될 수 있고, 소비된 에너지량을 산출하기 위해 사용될 수 있다. 계측 정보는 환경 정보에 대응하는 에너지 소비 정보를 나타낸다.
환경 정보는 임의의 시간 간격을 기준으로 측정된 평균값을 포함할 수 있다. 예를 들어, 실외 온도, 습도, 미세먼지 농도 등의 경우 시간에 따라 연속적인 값을 가진다. 따라서, 임의의 시간 간격에 대응하는 평균 값을 사용할 수 있다.
계측 정보는 임의의 시간 간격을 기준으로 에너지의 사용량을 나타낸다.
데이터베이스(120)에 저장된 데이터(환경 정보 및 계측 정보)들은 서버(110)의 AI모듈(113)에서 에너지 소비량을 예측하거나, 제2제어부(112)에서 데이터를 연산/분석하거나, 이벤트를 탐지하기 위해 사용될 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 에너지 소비량 예측 방법을 나타낸다.
에너지 소비량 예측은 서버(110)의 AI모듈(113)에 의하여 수행될 수 있다. AI모듈(113)은 환경 정보 및 계측 정보에 기반하여 에너지 소비 정보를 예측할 수 있다.
에너지 소비량을 예측하기 위하여, 현재의 환경 정보 또는 임의의 환경 정보가 설정될 수 있다(S100). 현재의 환경 정보는 현재 센서부(143)에서 측정한 정보일 수 있다. 임의의 환경 정보는 예상된 정보를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 기상 예보 등을 통해 예상한 실내 온도, 습도 또는 미세먼지 등을 나타낼 수 있다.
AI모듈(113)은 데이터베이스(120)에서 현재 환경 정보 또는 임의의 환경 정보와 유사도가 높은 정보를 산출한다(S110). 이때, 유사도 산출은 거리기반의 유사도 산출 방식(유클리디안 거리, 맨하탄 거리 또는 민코스키 거리)이나, 코사인 유사도 산출 방식, Mahalanobis distance 방식 또는 피어슨 상관 계수를 이용한 방식을 사용할 수 있다. 또한, 유사도 산출은 KNN(K-Nearest Neighbor) 알고리즘을 사용하여 K개의 유사도가 높은 정보를 산출할 수 있다.
유사도 산출은 현재의 환경 정보 또는 임의의 환경 정보와 유사도가 임계치 이상인 환경 정보들을 데이터베이스로부터 산출할 수 있다. 이때, 각각의 환경 정보들에 대하여 서로 다른 가중치를 적용하여 유사도가 산출될 수 있다. 예를 들어, 실외 온도에 대해서는 높은 가중치를 부여하고, 습도에 대해서는 낮은 가중치가 부여될 수 있다. 계절 또는 건물 타입 등 카테고리를 나타내는 변수의 경우, 동일한 카테고리를 가진 데이터들을 먼저 필터링한 뒤, 남은 변수들을 이용하여 유사도가 산출될 수 있다.
그 다음, 유사도가 높은 환경 정보들과 각각 대응하는 복수의 에너지 소비량을 산출한다(S120). 즉, 임계치 이상의 유사도를 갖는 환경 정보들과 대응하는 에너지 소비량을 탐색한다. 이 과정에 의하여 특정 시간대에 해당하는 환경 정보와 그에 대응하는 에너지 소비량이 산출될 수 있다. 환경 정보와 그에 대응하는 에너지 소비량 정보는 유사도가 높은 순서대로 임의의 개수가 탐색되거나, 임의의 임계치를 기준으로 유사도가 높은 환경 정보들이 모두 탐색될 수 있다. 예측을 위해 참조 가능한 정보들은 유사도 순위에 따라 임의의 개수로 탐색되거나, 임계치 이상의 유사도를 갖는 모든 정보들이 탐색될 수 있다.
그리고, 산출된 복수의 에너지 소비량에 기반하여 예측 에너지 소비량을 산출한다(S130). 예측 에너지 소비량은 산출된 복수의 에너지 소비량 값들의 평균값 또는 중간값으로 구해질 수 있다. 또는, 유사도 우선 순위를 기반으로 하여 가중 평균값으로 구해질 수 있다.
전술한 에너지 소비량 예측 방법에 의하여 일간 에너지 소비량 예측, 주간 에너지 소비량 예측 및 월간 에너지 소비량 예측이 가능할 수 있다.
일 실시예로서, AI모듈(113)은 데이터베이스(120)에 저장된 정보를 기반으로 학습된 인공지능 모델을 이용하여 에너지 소비량을 예측할 수 있다. 인공지능 모델은 기계학습 또는 딥러닝 기반의 학습 모델일 수 있다. 데이터베이스(120)에 저장된 정보는 학습 세트와 테스트 세트로 구분되고, 학습 세트는 전체 데이터의 70& 내지 90%이고, 테스트 세트는 나머지로 구성될 수 있다. 인공지능 모델은 학습 세트를 이용하여 학습되고, 학습된 인공지능 모델은 테스트 세트를 이용하여 정확도가 판단된다. 테스트 세트를 이용하여 예측된 에너지 소비량 및 실제 에너지 소비량의 오차가 임의의 % 미만인 경우, 학습된 인공지능 모델이 예측에 사용될 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 이벤트 탐지 방법을 나타낸다.
이벤트 탐지는 서버(110)의 제2제어부(112)에 의하여 수행될 수 있다. 제2제어부(112)는 데이터베이스(120)에 저장된 환경 정보 및 계측 정보에 기반하여 이벤트를 탐지할 수 있다. 이때, 이벤트는 에너지 소비량의 이상치를 나타낼 수 있다.
도9를 참조하면, 데이터베이스(120)에서 에너지 소비 용도에 따라 데이터를 필터링하고(S200), 건물 타입 별 데이터를 필터링한다(S210). 따라서, 제2제어부(112)는 에너지 소비 용도와 건물 타입이 동일한 정보들에 기반하여 이벤트를 탐지할 수 있다.
제2제어부(112)는 현재 시간대의 환경 정보 또는 이미 측정된 시간대의 환경 정보를 기준으로 데이터베이스(120)에서 유사도가 높은 환경 정보들을 산출한다(S220). 유사도 산출과 관련하여 도8에서 전술한 내용과 동일하다.
그리고, 제2제어부(112)는 유사도가 높은 환경 정보들과 대응하는 에너지 소비량에 기반하여 소정의 범위를 설정하고, 소정의 범위를 벗어난 에너지 소비량에 대하여 이벤트를 탐지하고, 알림을 생성한다(S230). 여기서, 소정의 범위는 산출된 에너지 소비량들 중 최대값과 최소값을 기준으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 소정의 범위는 산출된 에너지 소비량들 중 최소값의 0.8배수 이상 최대값의 1.5배수 이하로 설정될 수 있다.
또는, 유사도 기반의 데이터 산출 시, 유사도의 임계치를 적절하게 조정하여 임의의 개수(예를 들면, 500개) 이상의 데이터들을 산출하고, 해당 데이터에서 최대 에너지 소비량과 최소 에너지 소비량을 산출하여 소정의 범위를 설정할 수 있다.
제2제어부(112)는 설정된 소정의 범위에 기반하여 현재 시간대의 환경 정보에 대응하는 에너지 소비량이 소정의 범위에서 벗어난 것인지 여부를 판단할 수 있다. 그리고, 소정의 범위에서 벗어난 경우, 알림을 생성하고, 클라이언트(130)로 알림이 전송될 수 있다.
이벤트 탐지는 건물을 위한 설비의 부하량에 대하여 적용될 수 있다. 설비의 가동에 따라 작용하는 부하량을 센싱하고, 센싱된 정보는 데이터베이스에 저장될 수 있다. 그리고, 전술한 것과 같이 유사도 기반으로 부하량 정보를 탐지하고, 최대값 및 최소값을 기준으로 소정의 범위를 설정할 수 있다. 그리고, 현재 시간대에 측정된 특정 설비의 부하량이 소정의 범위 내에 있는지 여부를 판단하여 이벤트가 감지될 수 있다. 관리자는 이벤트 알림 시, 특정 건물의 특정 설비에 과도한 부하가 걸리는 것을 인지하고, 해당 설비의 가동 중단 또는 기타 대응이 가능하다.
한편, 도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템의 설비 제어 통신 방법을 나타낸다.
건물 에너지 관리 시스템은 건물 내에 존재하는 각종 제어 대상 설비들의 정보가 통합되어 각 설비의 상태가 실시간 모니터링되고, 에너지 사용량(또는, 소비량) 및 환경 조건 등을 고려하여 최적의 제어 방안이 도출될 수 있다. 이를 위해, 정보 수집과 제어를 원활하게 통합할 수 있는 개방형 통신 프로토콜이 적용될 수 있다.
따라서, 각기 다른 시공사들에 의해 구축/운용되는 설비 정보들이 KNX를 기반으로 표준화되고, 생성된 정보는 데이터 수집장치를 통해 실시간으로 송수신될 수 있으며, 수신되는 제어 신호는 각각의 설비들에게 유기적으로 전달될 수 있다.
여기서, KNX는 국제 표준규격인 ISO/IEC 14543-3, 유럽 표준규격인 CENELEC EN 50090과 CEN 13321-1, 미국 표준규격인 ANSI/ASHRAE 135 및 중국 표준규격인 GB/Z 20965 필요조건을 만족하는 개방형 표준이다. 따라서, 장치(또는, 설비)가 서로 다른 제조사에서 제조되어 시공되더라도, 상호 데이터 통신 가능한 조합이 생성될 수 있다.
도10을 참조하면, 조명 제어 설비, 동력 제어 설비, 기계설비, 시스템 에어컨 설비, DC(Demand Control) 설비, 태양광 설비, 원격 검침(smart meter) 설비 및 전력 설비 등은 KNX를 기반으로 표준화된 개방형 통신 프로토콜이 적용되고, 각각의 설비에서 생성된 정보는 데이터 수집장치로 전달될 수 있다. 또한, 제어 명령은 각각의 설비로 전달될 수 있다.
도10에서 나타낸 설비들은 도2의 전기설비(145), 냉난방설비(146), 공조설비(147) 및 가스설비(148) 등과 대응할 수 있다. 도2의 제어부(142)는 설비들로부터 정보를 수신하고 제어 신호를 전달하는 명령어가 저장된 메모리 및 저장된 명령어를 수행하는 프로세서와 대응될 수 있다. 도10에서 나타내는 시스템은 도2의 건물관리부(140)와 대응할 수 있다.
실시예들에 따른 건물 에너지 관리 시스템은 관리하는 건물들에 대하여 에너지 소비 데이터를 실시간으로 측정하고, 세분화하여 저장하며, 분석하여 기간 별, 용도 별, 에너지원 별, 비용 별로 쉽게 표시할 수 있으므로, 에너지 소비 절감을 위한 데이터의 분석 및 가공이 용이하다.
또한, 이와 같이 분석된 자료에 기반하여 에너지 절감을 위한 목표가 설정되고, 설정된 목표 대비 실시간 달성률을 제공함으로써 온실가스 배출 저감을 위한 목표 달성에 유리한 장점이 있다.
KNX기반의 개방형 프로토콜을 사용한 건물 에너지 관리 시스템은 분석된 정보에 기반하여 건물에 사용되는 설비들을 제어할 수 있다. 예를 들어, 특정 설비에 걸리는 부하량 또는 과도한 에너지 소비량을 이벤트로 탐지하여, 해당 설비의 가동 중단 또는 대체 설비 가동 등을 제어할 수 있다.
예를 들어, 2개 이상의 서로 다른 시스템을 이용하여 구축된 건물의 건물관리시스템(BMS)에 KNX기반의 개방형 프로토콜을 사용하여 하나의 시스템으로 통합하고, 건물에너지관리시스템(BEMS)을 적용하여 제어 및 구축을 수행할 수 있으며, 이를 통해 건물의 에너지 효율성을 극대화 시킬 수 있다.
또한, 기존 건물관리시스템(BMS)이 설치되어 있지 않은 건물도 KNX기반의 개방형 프로토콜을 사용한 에너지관리시시템(BEMS)을 통해 건물 설비들을 제어함으로써 에너지 효율성을 극대화 시킬 수 있다. 이때, 추가적인 설비의 교환이나 증설시에도 건물이 KNX기반의 개방형 프로토콜을 사용하고 있기 때문에 호환성이 매우 뛰어나다.
본 발명에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위해 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
컴퓨터 판독 가능 매체의 예에는 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리(flash memory) 등과 같이 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함될 수 있다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러(compiler)에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터(interpreter) 등을 사용해서 컴퓨터에 의해 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 상술한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 적어도 하나의 소프트웨어 모듈로 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
또한, 상술한 방법 또는 장치는 그 구성이나 기능의 전부 또는 일부가 결합되어 구현되거나, 분리되어 구현될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (11)
- 건물 에너지 관리 시스템으로서,
건물의 설비들을 KNX기반의 개방형 프로토콜을 사용하여 제어하고 건물의 에너지 소비량을 계측하는 건물 관리부;
상기 건물 관리부로부터 수신된 데이터를 저장하고 분석하는 서버; 및
상기 서버로부터 수신된 데이터를 UI 인터페이스를 통해 표시하는 클라이언트를 포함하고,
상기 건물 관리부는,
무선 인터넷 네트워크에 의하여 데이터를 송수신 가능한 제1송수신부와,
건물의 사용을 위해 전기, 가스 또는 열 에너지 중 적어도 어느 하나를 소비하는 설비와,
상기 설비의 에너지 소비량을 계측하는 계측부와,
상기 설비들의 사용을 KNX기반의 개방형 프로토콜을 사용하여 제어하는 제1제어부 및
건물의 실내외 환경 정보를 센싱하는 센서부를 포함하고,
상기 제1 송수신부는,
상기 계측부에서 측정한 계측 정보를 KNX기반의 개방형 프로토콜을 이용하여 상기 제1제어부에 송신하고, 에너지관리시스템으로부터 상기 제1제어부로 전달되는 신호를 수신하도록 구성되고,
상기 서버는,
무선 인터넷 네크워크를 이용하여 상기 계측 정보를 수신하는 제2송수신부;
상기 계측 정보를 기반으로 건물의 에너지 소비 현황을 분석하고, 이벤트의 발생 여부를 탐지하는 제2제어부; 및
상기 계측 정보를 기반으로 건물의 에너지 소비량을 예측하는 AI모듈을 포함하고,
상기 시스템은,
상기 계측 정보를 수신하여 저장하는 데이터베이스를 더 포함하고,
상기 AI모듈은,
상기 데이터베이스로부터 임의의 환경 정보와 유사도가 임계치 이상인 환경 정보들을 산출하고, 상기 산출된 환경 정보들에 대응하는 에너지 소비 정보들을 기반으로 상기 임의의 환경 정보에 대한 에너지 소비량을 예측하고,
상기 환경 정보는 건물 타입을 나타내는 정보를 더 포함하고,
건물 타입은 주거, 업무, 공업 중 어느 하나를 나타내도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 계측 정보는,
전력 소비량, 수도 소비량, 가스 소비량 또는 열 소비량 중 적어도 어느 하나를 포함하는,
시스템.
- 청구항 3에 있어서,
상기 건물 관리부는 상기 센서부에서 측정한 환경 정보를 송신하고,
상기 서버는 상기 환경 정보를 수신하고, 상기 환경 정보를 기반으로 건물의 에너지 소비 현황 및 이벤트의 발생 여부를 탐지하며,
상기 서버의 상기 AI모듈은 상기 환경 정보를 기반으로 건물의 에너지 소비량을 예측하는,
시스템.
- 청구항 4에 있어서,
상기 데이터베이스는 상기 환경 정보를 수신하여 저장하고,
상기 환경 정보는,
상기 건물의 재실 인원, 실내외 온도, 실내외 습도, 이산화탄소 농도 또는 미세먼지 농도 중 적어도 어느 하나에 대한 정보를 포함하는,
시스템.
- 청구항 5에 있어서,
상기 서버의 상기 제2제어부는,
상기 계측 정보에 기반하여 에너지원 별 소비 정보, 용도 별 에너지 소비 정보, 기간 별 에너지 소비 정보, 에너지 비용 정보를 생성하는,
시스템.
- 청구항 6에 있어서,
상기 용도 별 에너지 소비 정보는,
난방, 냉방, 조명, 환기, 승강, 급수 또는 전기기기 중 적어도 어느 하나 이상의 용도에 따른 에너지 소비 정보를 나타내는,
시스템.
- 청구항 7에 있어서,
상기 데이터베이스는,
상기 환경 정보에 대응하는 에너지 소비 정보를 저장하고,
상기 AI모듈은,
상기 환경 정보에 기반하여 에너지 소비 정보를 예측하는,
시스템.
- 삭제
- 청구항 8에 있어서,
상기 유사도는 각각의 환경 정보에 대하여 가중치를 적용하여 산출되고, 유사도 산출 결과에 따라 상위부터 임의의 개수의 환경 정보들이 산출되고, 상기 산출된 환경 정보들에 대응하는 에너지 소비 정보들의 평균값 또는 중간값으로 상기 임의의 환경 정보에 대한 에너지 소비량을 예측하는,
시스템.
- 청구항 10에 있어서,
상기 제2제어부는, 에너지의 소비 용도와 건물 타입이 동일한 정보들 중에서 현재의 환경 정보와 유사도가 임계치 이상인 환경 정보를 산출하고, 산출된 환경 정보들과 대응하는 에너지 소비량에 기반하여 소정의 범위를 설정하고, 상기 소정의 범위를 벗어난 정보에 대하여 이벤트를 탐지하고, 알림을 송신하는,
시스템.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020230046711A KR102620180B1 (ko) | 2023-04-10 | 2023-04-10 | Knx 기반의 개방형 건물 에너지 관리 시스템 |
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| KR1020230046711A KR102620180B1 (ko) | 2023-04-10 | 2023-04-10 | Knx 기반의 개방형 건물 에너지 관리 시스템 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR102620180B1 true KR102620180B1 (ko) | 2024-01-03 |
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| KR (1) | KR102620180B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN118348890A (zh) * | 2024-05-31 | 2024-07-16 | 江苏广宇建设集团有限公司 | 一种基于物联网的智能建筑能源优化控制系统及方法 |
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2023
- 2023-04-10 KR KR1020230046711A patent/KR102620180B1/ko active IP Right Grant
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