KR102658963B1 - 커튼 제어를 통한 스마트조명 에너지 효율 모니터링 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건물 실내의 천정에 조명이 설치되어 밝기 조절 가능한 조명장치; 건물의 창에 커튼이 설치되어 차양 조절되는 커튼장치; 상기 건물, 조명 및 커튼에 관한 데이터가 저장되며, 태양의 이동과 일사량 데이터가 저장되며, 알고리즘에 의해 상기 일사량에 대하여 상기 커튼의 개폐 및 조명의 밝기가 조절되게 하는 제어장치;가 포함되는 것을 특징으로 하는 커튼 제어를 통한 스마트조명 에너지 효율 모니터링 시스템을 제공한다.

Description

커튼 제어를 통한 스마트조명 에너지 효율 모니터링 시스템{the smart illumination energy efficiency monitoring system through the curtain control}

본 발명은 커튼 제어를 통한 스마트조명 에너지 효율 모니터링 시스템에 관한 것으로, 일사량에 대하여 건물 내부의 실내의 조명을 조절하여 에너지 효율을 최적화 하는 기술에 관한 것이다.

건물 내의 차양과 조명, 냉난방 시스템을 연동하여 자연 채광을 조절하여, 냉난방과 조명 부하율을 줄여 에너지 절감에 과한 기술이 종래의 특허 공개번호 제10-2022-0105704호에 "실시간 차양 장치 복합 제어를 통한 조명 및 냉난방 제어에 특화된 건물 에너지 관리 시스템"에 중앙감시장치(SCADA)를 통해 조명 등 각종 설비 상태와 온도 등 설정이 가능하게 하며, IOT 연동을 통해 모바일과 태블릿을 통해 실시간 차양, 조명 및 냉난방 제어를 할 수 있는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 차양조건에 대하여 구체적인 방법이 제시되어 있지 않아 에너지 절감 방법 개선이 요구되고 있다.

KR 10-2022-0105704 A 2022.07.28 공개

상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 실내로 유입되는 불필요한 직사일광을 자동으로 차단하고, 실내 조명을 조절하여 에너지를 절감할 수 있도록 하는 커튼 제어를 통한 스마트조명 에너지 효율 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 건물 실내의 천정에 조명이 설치되어 밝기 조절 가능한 조명장치; 건물의 창에 커튼이 설치되어 차양 조절되는 커튼장치; 상기 건물, 조명 및 커튼에 관한 데이터가 저장되며, 태양의 이동과 일사량 데이터가 저장되며, 알고리즘에 의해 상기 일사량에 대하여 상기 커튼의 개폐 및 조명의 밝기가 조절되게 하는 제어장치;가 포함되는 것을 특징으로 하는 커튼 제어를 통한 스마트조명 에너지 효율 모니터링 시스템을 제공한다.

상기 제어장치는, 저장되는 일사량 데이터에 따라 상기 커튼이 개폐되되, 상기 건물의 창을 통해 실내로 직사일광이 유입되는 것을 차단하고 점차적으로 개구하여 실내의 주광량을 확보하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어장치는, 상기 주광량을 측정하여 입력받고 상기 주광량에 따른 상기 조명 중 창가에 위치한 첫번째 조명의 디밍값을 출력하여 제어하고, 첫번째 조명의 디밍값에서 창가에서 멀어질수록 거리에 비례하여 다음 조명의 디밍값이 산출되어 제어되는 것을 특징으로 한다.

상기 제어장치는, 인지센서가 설치되고, 상기 인지센서에 의해 감지된 사람의 위치의 설정된 반경내에 위치한 조명은 설정된 반경외에 위치한 조명보다 설정된 비율만큼 더 밝아지는 것을 특징으로 한다.

상기의 해결 수단에 의하면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

실내로 유입되는 불필요한 직사일광을 자동으로 차단할 수 있는 차양제어시스템과 연동하여 실내로 유입되는 주광량에 따라 실내 조명의 디밍을 통해 조명용 에너지를 절감하고 데이터를 확보할 수 있다.

도 1은 커튼 제어를 통한 스마트조명 에너지 효율 모니터링 시스템의 간략도이다.
도 2는 조명장치의 예시도이다.
도 3은 차양장치의 예시도이다.
도 4는 일사량에 따른 조명장치 제어 예시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하고자 한다. 하기 설명 및 첨부 도면에 나타난 바는 본 발명의 전반적인 이해를 위해 제시된 것이므로 본 발명의 기술적 범위가 그것들에 한정되는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 구성 및 기능에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 커튼 제어를 통한 스마트조명 에너지 효율 모니터링 시스템의 간략도이고, 도 2는 조명장치의 예시도이며, 도 3은 차양장치의 예시도이며, 도 4는 일사량에 따른 조명장치 제어 예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 조명장치(100), 커튼장치(200), 제어장치(300)로 구성된다.

먼저, 조명장치(100)는 건물 실내의 천정에 조명이 설치되어 밝기 조절 가능하다.

조명장치(100)에서 조명(120)은 밝기가 조절되는 광센서(140) 일체형 디밍용 조명기구가 설치되게 되며 광센서(140)의 센싱값과 조명(120)의 디밍 상태가 조명 제어용 G/W(제어기)에 전달되고, 임베디드 IOT 서버에 저장되게 되며 상기의 제어장치(300)에 알고리즘에 의해 디밍 레벨이 조절되게 된다.

커튼장치(200)는 건물의 창에 커튼이 설치되어 차양 조절되도록 하는 것이다. 본 발명에서는 커튼은 상,하로 차양되도록 하는 블라인더를 사용하였다. 상기 커튼장치(200)는 IOT 진동 모터(220), 커튼(240), 샤프트(260)로 구성되어 외부의 일사센서(400)에 의해 IOT 진동 모터의 회전에 의해 샤프트를 회전시켜 차양커튼을 걷거나 펼칠 수 있게 되며, 제어장치의 제어 알고리즘에 의해 작동되게 된다. 차양을 하기 위한 커튼(240)의 단부의 최저, 최고 높이가 데이터로 입력되게 된다.

제어장치(300)는 상기 건물, 조명 및 커튼에 관한 데이터가 저장되며, 태양의 이동과 일사량 데이터가 저장되며, 알고리즘에 의해 상기 일사량에 대하여 상기 커튼의 개폐 및 조명의 밝기가 조절되게 한다.

상기의 제어장치(300)의 일사량 데이터는 일사센서(400)에 의해 입력되게 된다. 일사센서(400)는 햇빛의 일사량이 감지되고, 입사각이 감지되게 된다.

여기서, 상기 제어장치(300)는 저장되는 일사량 데이터에 따라 상기 커튼이 개폐되되, 상기 건물의 창을 통해 실내로 직사일광이 유입되는 것을 차단하고 점차적으로 개구하여 반사에 의한 실내의 주광량을 확보하는 것을 특징으로 한다.

상기의 제어장치(300)에서 설정변수는 창의 천공상태, 위도, 경도, 기준경도, 건축물입면방위각, 커튼의 위치와, 커튼의 최고높이와 최저높이, 창틀높이가 수치로 설정 입력 가능하다.

그리고, 시간과, 창의 천공상태, 위도, 경도, 현재시각, 기준경도, 줄리안 데이트, 건축물입면방위각, 커튼의 위치와, 커튼의 최고높이와 최고높이 및 목표값, 창틀높이, 커튼 제어값은 제어 이력이 되게 된다.

또한 상기 제어장치는, 인지센서가 설치되고, 상기 인지센서에 의해 감지된 사람의 위치의 설정된 반경내에 위치한 조명은 설정된 반경외에 위치한 조명보다 설정된 비율만큼 더 밝아지는 것을 특징으로 하여 업무나 쇼핑 등의 집중도를 더 높일 수 있게 하였다.

한편, 실내에 온도센서와 냉난방기가 설치되고, 냉난방기가 설정된 온도유지를 하는 경우 상기 주광량 유입에 따른 냉방 가동 부하 전력과, 조명 디밍에 따른 전력을 비교하여 상대적으로 냉방 가동 부하 전력이 많은 경우 주광량을 차단하도록 상기 커튼이 차양되도록 제어할 수 있다.

도 3을 참조하면, 도 3(a) 에서는 태양이 떠서 실내로 직사일광이 유입되는 경우이다. 이러한 경우에는 제어장치(300)에서 커튼장치(200)를 통해 창으로 유입되는 직사일광을 모두 차양하도록 제어하게 되며, 조명장치(100)에서는 창가쪽 가까운 곳에 조명의 디밍값을 50% 밝기로 조절하며 창에서 멀어질수록 디밍값을 점차적으로 밝기가 올라가도록 알고리즘에 의해 제어할 수 있다.

그리고, 도 3(b)에서는 태양의 이동을 통해 입사각을 통해 실내로 직사일광이 유입되지 않은 경우 커튼장치(200)를 통해 창을 개방하게 된다. 이때 창쪽 가까운 곳에 조명의 디밍값은 10% 밝기가 되게 조절하며 창에서 멀어질수록 디밍값을 점차적으로 밝기를 올리도록 알고리즘에 의해 제어할 수 있다.

본 발명인 커튼 제어를 통한 스마트조명 에너지 효율 모니터링 시스템은 실내로 유입되는 불필요한 직사일광을 자동으로 차단하며, 실내로 유입되는 주광량에 따라 실내 조명의 디밍을 통해 조명용 에너지를 절감하고 데이터를 확보할 수 있다. 이러한 시스템은 특히 직사일광에 의해 손상이 많이 발생하는 의류매장에 유용하게 사용할 수 있으며, 사무실 또는 주거에 맞게 다양하게 활용 가능하다.

이상과 같이 본 발명은 커튼 제어를 통한 스마트조명 에너지 효율 모니터링 시스템의 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.

100: 조명장치
120: 조명
140: 광센서
200: 커튼장치
220: 모터
240: 커튼
260: 샤프트
300: 제어장치
400: 일사센서

Claims (5)

1. 건물 실내의 천정에 조명이 설치되어 밝기 조절 가능한 조명장치;
   건물의 창에 커튼이 설치되어 차양 조절되는 커튼장치;
   상기 건물, 조명 및 커튼에 관한 데이터가 저장되며, 태양의 이동과 일사량 데이터가 저장되며, 알고리즘에 의해 상기 일사량에 대하여 상기 커튼의 개폐 및 조명의 밝기가 조절되게 하는 제어장치;가 포함되고,
   상기 제어장치는,
   저장되는 일사량 데이터에 따라 상기 커튼이 개폐되되, 상기 건물의 창을 통해 실내로 직사일광이 유입되는 것을 차단하고 점차적으로 개구하여 실내의 주광량을 확보하되,
   건물 실내로 직사일광이 유입되는 경우 상기 커튼장치로 모두 차양되게 제어하며, 건물 실내로 직사일광이 유입되지 않는 경우 상기 커튼장치를 통해 창을 개방하게 하며,
   상기 제어장치는,
   상기 주광량을 측정하여 입력받고 상기 주광량에 따른 상기 조명 중 창가에 위치한 첫번째 조명의 디밍값을 출력하여 제어하고, 첫번째 조명의 디밍값에서 창가에서 멀어질수록 거리에 비례하여 다음 조명의 디밍값이 산출되어 제어되는 것을 특징으로 하되,
   상기의 제어장치에서 상기 건물, 조명 및 커튼에 관한 데이터에서 설정변수는 창의 천공상태, 위도, 경도, 기준경도, 건축물입면방위각, 커튼의 위치와, 커튼의 최고높이와 최저높이, 창틀높이가 수치로 설정 입력 가능하며,
   실내에 온도센서와 냉난방기가 설치되고, 설정된 온도유지를 하는 경우 상기 주광량 유입에 따른 냉방 가동 부하 전력과, 조명 디밍에 따른 전력을 비교하여 상대적으로 냉방 가동 부하 전력이 많은 경우 주광량을 차단하도록 상기 커튼이 차양되는 것을 특징으로 하는 커튼 제어를 통한 스마트조명 에너지 효율 모니터링 시스템.
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