KR20060066921A - 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템 제어방법 및 장치 - Google Patents

환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템 제어방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템에 관한 것으로, 기존 바닥복사난방시스템을 냉방으로 적용함과 아울러, 제습 및 환기를 병용한 냉온수코일을 별도의 가습장치 및 기존 창호와 통합하여 구성하고, 냉난방기간 동안 이를 병행하여 사용하며, 외기를 도입함에 있어 전열 교환 및 공기 청정 기능을 갖도록 하는 것을 목적으로 한다. 일반적으로 주거용 건물에서는 온수온돌에 의한 복사난방방법과 패키지 에어컨에 의한 대류냉방방법을 이용하고 있으며, 별도의 환기장치를 벽이나 바닥에 두고 거주하고 있다. 본 발명으로 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 구성 및 운전 제어 방법을 제공하여, 주거건물에 소형 흡수식 냉온수기나 지역난방 열원과 중온수 흡수식 냉동기를 이용하여 냉온수를 생산하고, 세대 내 각 실의 바닥패널과 창호와 통합된 냉온수코일에 재실자의 요구에 따라 냉수나 온수를 공급하며, 각 실별로 외기를 도입하여 환기하며 공기청정이 가능하도록 통합된 시스템을 구성토록 하며, 이 시스템에서 난방기동안 운전 제어하고, 냉방기동안 운전 제어하고, 중간기동안 운전 제어할 수 있도록 한다. 이를 개별식 또는 중앙식 주거용 건물에 적용함으로써 건축 초기 단계에서 세대내 각 실별로 냉난방 및 환기, 공기 청정이 가능하도록 하고, 외기도입에 따른 열손실을 줄여 에너지 절감을 이룰 수 있으며, 중앙공급 덕트를 설치하지 않아도 되므로 설치면적을 줄이고, 층고의 영향을 최소화하여 초기투자비용을 줄이며, 시스템 통합화에 따른 유지관리를 일원화함으로써 유지보수비용을 절감시키는 효과를 얻을 수 있다.
건축화 냉난방시스템, 바닥복사냉난방시스템, 제습, 가습, 환기, 전열교환, 공기청정

Description

환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템 제어방법 및 장치{Apparatus and control methods for architectural heating and cooling system integrated with ventilation and air cleaning system in residential buildings}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 구성을 나타낸 개념도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복사냉난방 패널과 환기시스템에 냉수 또는 온수를 공급하기 위한 분배시스템의 구성 예를 나타낸 개념도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 구성을 나타낸 개념도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템이 설치된 거실을 나타낸 사시도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템이 설치된 거실과 발코니를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환기시스템의 단면도.
도 7a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환기시스템 구성 중 공기혼합부의 내부에 설치되는 공기혼합베인을 조절하여 외기 유입공기의 양을 결정하기 위해 실내측 CO2농도에 따라 요구되는 도입외기량의 관계를 도시한 개념도.
도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 실내측 CO2농도에 따른 도입외기량의 관계에 따라 결정된 도입외기량으로부터, 환기시스템 구성 중 공기혼합부의 내부에 설치되는 공기혼합베인을 조절하기 위한 회전 각도를 도출해 내기 위한 상호관계를 나타낸 개념도.
도 8a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어시스템의 구성 중 연산부의 구조를 나타내는 개념도.
도 8b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어시스템의 구성을 위한 검출부, 연산부, 조작부의 제어변수 및 내부 모듈을 나타내는 개념도.
도 9은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 알고리즘을 구성하여 적용한 실시예를 나타내는 사시도.
도 10a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도.
도 10b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 운전 모드([ V ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 공기청정 운전 모드([ AIRCLEAN ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외 기도입 & 공기청정 운전 모드([ V + AIRCLEAN ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10e는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + RFH ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10f는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 온수코일난방운전 모드( [ V + AH ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10g는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + RFH + AH ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10h는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ V + RFC + DH ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10i는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AC ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10j는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + RFC + AC ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10k는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 , 공기청정 & 바닥복사난방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFH ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10l는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 공기청정 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ AIRCLEAN + AH ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10m는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 공기청정 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFH + AH ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10n는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ AIRCLEAN + RFC + DH ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10o는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 공기청정 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + AC ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10p는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFC + AC ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10q는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFH ] MODE)로 적 용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10r는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + AH ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10s는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFH + AH ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10t는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFC + DH ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10u는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + AC ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10v는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFC + AC ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10w는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 외기냉방 운전 모드([ FC ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
도 10x는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 냉난방시스템을 공기청정 & 외기냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + FC ] MODE)로 적용하기 위한 제어방법을 나타내는 제어시스템의 블록도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 열원시스템 200 : 분배시스템 300 : 복사냉난방 패널
400 : 환기시스템 500 : 제어시스템
210 : 열교환기 220 : 펌프 230 : 복사냉난방 패널 제어용 개폐식 밸브
240 : 환기시스템 제어용 3방 밸브 250 : 복사냉난방 패널 제어용 3방 밸브
410 : 환기시스템용 냉온수코일 411 : 급기팬 412 : OUTLET GRILL
413 : 취출구 414 : 배기팬 415 : DRAIN 배관
420 : 전열교환기 유닛 421 : 판상형 외기공급 덕트
422 : 판상형 배기 덕트 423 : 판상형 BY-PASS 덕트
424 : 외기공급 댐퍼 425 : BY-PASS 댐퍼
426 : 배기 댐퍼 427 : 공기혼합부(AIR MIXING BOX)
428 : 공기혼합베인(AIR MIXING VANE) 429 : AIR TIGHT MODULATING 댐퍼
430 : 실내측 프리필터 431 : 외기측 프리필터
432 : 미디엄 필터 또는 집진셀 또는 헤파 필터 또는 활성탄 필터 또는 VOC 제거용 나노촉매 산화필터
434 : 음이온 발생기
510 : 검출부 520 : 연산부 530 : 조작부
511 : 실온 센서 512 : 실내습도 센서 513 : CO2 센서
514 : 외기온 센서 515 : 외기습도 센서 516 : 바닥온도 센서
517 : 창문 위치 센서
518 : DUST 센서 519 : VOC 센서 509 : 공급냉수온도 센서
521 : [ V ] MODE, 전열교환된 외기도입 운전 모드
522 : [ AIRCLEAN ] MODE, 공기청정 운전 모드
523 : [ V + AIRCLEAN ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 운전 모드
524a : [ V + RFH ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 운전 모드
524b : [ V + AH ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 온수코일난방운전 모드
524c : [ V + RFH + AH ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드
524d : [ V + RFC + DH ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드
524e : [ V + AC ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드
524f : [ V + RFC + AC ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 바닥복사냉방 & 환 기시스템 냉수코일냉방 운전 모드
525a : [ AIRCLEAN + RFH ] MODE, 공기청정 & 바닥복사난방 운전 모드
525b : [ AIRCLEAN + AH ] MODE, 공기청정 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드
525c : [ AIRCLEAN + RFH + AH ] MODE, 공기청정 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드
525d : [ AIRCLEAN + RFC + DH ] MODE, 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드
525e : [ AIRCLEAN + AC ] MODE, 공기청정 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드
525f : [ AIRCLEAN + RFC + AC ] MODE, 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드
526a : [ V + AIRCLEAN + RFH ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사난방 운전 모드
526b : [ V + AIRCLEAN + AH ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드
526c : [ V + AIRCLEAN + RFH + AH ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드
526d : [ V + AIRCLEAN + RFC + DH ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드
526e : [ V + AIRCLEAN + AC ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드
526f : [ V + AIRCLEAN + RFC + AC ] MODE, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드
527 : [ FC ] MODE, 외기냉방 운전 모드
528 : [ AIRCLEAN + FC ] MODE, 공기청정 & 외기냉방 운전 모드
531 : 복사냉난방 패널 제어용 개폐식 밸브의 엑츄에이터(VALVE_RF)
532 : 복사냉난방 패널 제어용 펌프의 릴레이(PUMP)
533 : 환기시스템 제어용 3방 밸브의 엑츄에이터(VALVE_W)
534 : 복사냉난방 패널 제어용 3방 밸브의 엑츄에이터(3VALVE_RF)
535 : 공기혼합베인용 엑츄에이터(MIXINGVANE)
536 : 외기공급 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_O)
537 : 배기 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_E)
538 : BY-PASS 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_B)
539 : AIR TIGHT MODULATING 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_AT)
540 : 급기팬 모터제어용 릴레이(FAN_S)
541 : 배기팬 모터제어용 릴레이(FAN_E)
610 : 실별 컨트롤러 DISPLAY 표시부
620 : 실별 컨트롤러 모드 선택 다이얼
630 : 실별 컨트롤러 전원 스위치
640 : 실별 컨트롤러 운전선택 스위치
650 : 실별 컨트롤러 제어변수 설정값 선택부
660 : 실별 컨트롤러 제어변수 설정값 조절부
본 발명은 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템에 관한 것으로, 기존 바닥복사난방시스템을 냉방으로 적용함과 아울러, 제습 및 환기를 병용한 냉온수코일을 별도의 가습장치 및 기존 창호와 통합하여 구성하고, 냉난방기간 동안 이를 병행하여 사용하며, 외기를 도입함에 있어 전열 교환 및 공기 청정 기능을 갖도록 하는 것을 목적으로 한다. 일반적으로 주거용 건물에서는 온수온돌에 의한 복사난방방법과 패키지 에어컨에 의한 대류냉방방법을 이용하고 있으며, 별도의 환기장치를 벽이나 바닥에 두고 거주하고 있다. 일부 초고층 주상 복합건물에서는 거주자의 냉난방 및 환기에 대한 요구를 반영하여 바닥복사난방에 대류방식의 중앙식 냉방 설비를 갖추고 있거나, 패키지 에어컨을 공조용 덕트와 병행하여 각 실을 공조하는 방식이 주류를 이루고 있으며, 환기의 경우 기계식 환기를 통해 중앙에서 최소 외기를 실내로 유입하는 방식을 사용하고 있다. 그러나 냉방 및 환기를 위해 중앙에서 공기를 순환시키는 것은 덕트를 사용하여야 하고, 열용량이 물에 비해 작기 때문에 반송에 많은 에너지가 소모되고 있다. 또한 공기를 각 실에 공급하기 위해서는 덕 트를 설치해야 하고, 주거용 건물에서는 이로 인한 공간으로 인해 층고가 높아지고, 초기투자비가 크게 증가하는 문제점을 안고 있다. 과거 주거용 건물에서 난방시스템만을 고려했던 것과 달리, 거주자의 쾌적에 대한 요구조건을 만족시키기 위해서는 건물 계획단계에서부터 냉난방 및 환기를 고려한 건축화 냉난방시스템에 대한 고려가 필수적이다.
기존 대류 방식인 공조설비에서는 과도한 기류에 따른 거주자 불쾌적이나 먼지의 비산, 환기 적용에 따른 외기도입량의 증가와 이에 따른 에너지 비용의 증가로 관리비의 상승 등의 문제점이 나타나고 있다. 외국에서는 이를 해결하고 거주자의 쾌적 및 에너지 절감을 고려하여 대류 및 복사냉난방시스템에 대한 연구, 보급이 활성화되고 있으며, 주로 천장패널을 이용한 복사냉방과 건물 중앙에서 환기설비를 통해 제습된 신선외기를 공급하고 있다. 그러나 세대별로 간헐적으로 냉방운전이 이루어지고 있는 주거용 건물에서의 상황을 고려할 경우, 이러한 시스템을 적용하기에는 초기 투자비나 운영비에 있어 많은 어려움을 야기시킬 수 있다. 또한 기존 주거용 건물에서는 난방을 위해 온돌바닥패널을 이용한 복사난방방식이 적용되고 있어, 이를 냉방에도 활용하는 것이 시스템의 효과적인 통합 및 운용이 가능할 것으로 판단된다. 종래의 국내 주거용 냉난방시스템은 별도의 시스템 구성과 운영으로 분리되어 중복투자가 이루어지고 있으며, 거주자의 실내환기나 공기청정에 대한 요구 및 에너지 절감에 대한 고려를 종합적으로 진행하지 못하고 있다.
국내의 경우, 주거용 건물의 냉방 및 환기를 고려한 기술로 기존 바닥복사난방에 1) 추가적인 냉방 또는 환기를 적용하는 방식이나, 2) 공기를 이용하여 냉방과 난 방을 동시에 적용하려는 방식이 제안된 바 있다. 1) 추가적인 냉방 또는 환기를 적용하는 방식에 관한 종래기술로는 a) 대한민국 등록특허공보 제10-0371635호('아파트 냉방 및 환기시스템')과 b) 대한민국 등록 제10-0327305호('주거용건물의 조립식열회수환기시스템'), c) 대한민국 등록 제10-0069021호('열교환 환기기능 단일송풍장치')를 들 수 있다. 2) 공기를 이용하여 냉방과 난방을 동시에 적용하려는 방식에 관한 종래기술로는 d) 대한민국 등록 제10-0309710호('공기온돌 냉난방 설비방법')과 e) 대한민국 등록 제10-0384702호('고층건물의 공조시스템')를 들 수 있다.
a) 대한민국 등록특허공보 제10-0371635호('아파트용 냉방 및 환기시스템')의 경우, 심야전기를 이용한 빙축열조시스템과 냉수가 공급되는 패시브실내기, 상기 패시브실내기에 외기를 주입하는 액티브실내기로 구성되어 거실의 천장 구석에 설치됨으로써 냉방 및 환기가 가능하도록 한다. 상기 발명의 경우, 빙축열을 열원으로 하며, 기존 바닥복사난방과 별도로 냉방 및 환기시스템이 구성되었으며, 환기 시 전열교환이나 실내공기와의 혼합을 고려하지 않고 있어 에너지 절감측면에서의 고려가 필요하다.
b) 대한민국 등록 제10-0327305호('주거용건물의 조립식열회수환기시스템')의 경우, 주거용 건물에 전열교환기와 팬을 조립식으로 구성하여 팬을 실외에 설치함으로써, 팬의 소음을 줄이고, 흡습제를 사용하여 실내외 상대습도 차이를 줄이도록 하고 있다. c) 대한민국 등록 제10-0069021호('열교환 환기기능 단일송풍장치')의 경우, 단일송풍기로 급배기가 가능한 열교환 환기장치로서, 부품수와 소음을 줄여 생산원가의 절감 및 제품의 소형화를 가능하도록 한다. 상기 발명들의 경우, 환기만을 고려한 것으로 기존 냉난방시스템 및 실내 공기와의 혼합을 고려하지 않고 있어, 운영시 에너지 절감측면에서 고려가 필요하며, 외기도입시 공기청정에 대한 고려가 필요하다.
d) 대한민국 등록 제10-0309710호('공기온돌 냉난방 설비방법')의 경우, 실내의 바닥에 요철형 판넬을 설치하여 요부를 이용 온풍과 냉풍을 선택적으로 공급하므로써, 복사 및 전도, 대류에 의한 난방 및 냉방을 가능하도록 한다. 상기 발명의 경우, 초기 설치시 공기가 지나가기 위한 요철형 판넬 설치로 인해 바닥으로부터 패널까지의 높이가 높아질 수 있으며, 냉난방시 개실에서의 환기적용에 대한 고려가 필요하고, 외기도입시 공기청정에 대한 고려가 필요하다.
e) 대한민국 등록 제10-0384702호('고층건물의 공조시스템')의 경우, 열펌프 및 열교환기를 일체형으로 구성하여 송풍기와 압축기를 인버터 제어함으로써, 환기, 외기냉방, 냉난방을 동시에 제어하도록 한다. 상기 발명의 경우, 기존 바닥복사난방과 별도로 설치되어 운전되며, 열원에서 각 실로 공기를 내보냄으로써 기존 공조방식과 같이 덕트 공간이 필요하게 된다.
상기 발명들의 경우, 주거용 건물의 특징을 고려하지 못하고 있으며, 기존 바닥복사난방과 별도의 시스템으로 운영되고 있다. 또한 냉난방 및 환기, 전열교환, 공기청정에 대한 거주자의 복합적인 요구를 수용하지 못하고 있다. 이에 본 발명자는 냉난방 및 환기, 전열교환, 공기청정, 제습 및 가습이 동시에 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템 구성 및 운전 제어 방법을 발명하게 되었다.
본 발명은 상술한 주거용 냉난방시스템의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실별 냉난방, 환기, 전열교환, 공기청정 기능을 구현하기 위한, 열원, 냉온수 배관, 창측 외주부의 부하를 제거하고 외기를 도입하기 위한 환기, 전열교환, 공기청정시스템의 통합된 건축화 냉난방시스템 구성을 목적으로 한다. 또한 구성된 건축화 냉난방시스템을 에너지 절약 및 쾌적한 실내환경 유지를 위해 운전함에 있어, 외기 및 실내 조건에 따른 운전 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 일 태양에 따르면, 중앙식 또는 개별식 주거용 건물에서가스 흡수식 냉온수기나 지역난방과 중온수 흡수식 냉동기를 이용하여 온수 및 냉수를 만들어 내기 위한 열원시스템(100), 열원시스템(100)으로부터 공급되는 온수와 냉수를 세대내 각 실의 복사난방패널 및 환기시스템에 공급하기 위한 분배시스템(200), 분배시스템(200)으로부터 공급되는 온수와 냉수를 이용하여 복사방식의 난방과 냉방에 적용되는 바닥복사냉난방 패널(300), 분배시스템(200)으로부터 공급되는 온수와 냉수를 이용하여 냉난방 및 환기, 제습, 전열교환, 공기청정 기능을 포함하는 환기시스템(400), 바닥복사냉난방 패널(300) 및 환기시스템(400)의 운전을 조작하기 위해 실별 온습도, 바닥표면온도, 외기온습도 및 CO2농도, 공급냉수온도 등을 측정하는 검출부(510)와 검출부(510)에서 입력된 값을 가지고 난방모드, 냉방모드, 외기냉방모드, 제습모드, 가습모드 등의 다양한 운전 제어방법에 의해 연산이 이뤄지는 연산부(520), 연산부(520)의 제어방법에 의해 실제 기기의 동작을 조작하기 위한 조작부(530)로 구성된 제어시스템(500)을 포함하는 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템이 제공된다.
한편, 본 발명의 바람직한 일 태양에 따르면, 상기 바닥복사냉난방 및 환기시스템의 운전시 거주자의 쾌적 및 에너지 절감을 고려한 난방모드, 냉방모드, 외기냉방모드, 제습모드, 가습모드 등의 다양한 운전 제어방법의 구체적인 적용방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 열원시스템(100)의 경우, 중앙식 열원은 동 단위나 단지 단위 등에서 설치되어 각 세대마다 분기될 수 있으며, 개별식 열원은 세대내 별도의 열원실을 둠으로써 설치가 가능하며, 환기시스템(400)의 경우, 공급 팬과 냉온수코일, 공기청정부분은 세대내 각 실의 외부에 면하는 창호와 통합하여 설치되며, 전열교환 및 배기팬 부분은 발코니 부분에 설치된다.
분배시스템(200)의 경우, 개실의 난방과 냉방을 별도로 가능하게 하는 온수용 분배기와 냉수용 분배기, 각 실의 유량을 제어할 수 있는 개폐식 밸브, 온도를 조절할 수 있는 3방 밸브, 열교환기, 펌프 등을 포함한다. 제어시스템(500)의 경우, 기존 실온조절기가 설치된 높이에 세대내 각 실마다 제어 유닛(Control unit)이 설치되며, 이는 전체 세대의 홈 오토메이션 시스템과 연계되어 운영될 수 있도록 한다.
제어시스템(500)의 검출부(510)를 구성하는 센서 중 실온센서와 실내습도센서, CO2 센서는 제어 유닛 내에 포함되어 설치가능하고, 바닥온도센서는 실내 배관이 유입되는 곳에 매설되어 설치가능하다. 제어시스템(500)의 검출부(510)를 구성하는 센서 중 외기온센서와 외기습도 센서는 급기되는 외기도입부에 설치되고, 창호의 움직임을 감지하여 외기에 의한 갑작스런 부하의 변동을 예측하기 위한 창호위치 센서는 창호내부에 설치가능하다.
또한, 창호에 의해 구획되는 거실과 발코니를 포함하는 건물의 상기 거실(居室)을 냉방 또는 난방하기 위한 냉난방시스템에 사용되는 환기시스템으로서, 상기 창호에 인접하여 설치되며 급기팬을 포함하는 팬부와 상기 팬부의 일측에 결합되는 취출구와 상기 팬부의 타측에 결합되는 유입구를 포함하며, 상기 팬부로부터 발생하는 기류를 상기 취출구를 통해 상기 거실에 공급하는 급기부와; 상기 발코니의 공간 내에 설치되며, 일측은 외기에 노출되고 타측은 상기 유입구와 결합되고 상기 유입구와 결합되는 부위에 공기혼합베인이 설치되는 덕트부를 포함하며, 상기 덕트부는 급기덕트와 배기덕트를 포함하고 상기 발코니 공간 내의 일부에 상기 급기덕트와 상기 배기덕트가 인접하여 상호간에 열교환이 이루어지도록 하는 전열교환부를 포함하며, 상기 급기덕트와 상기 전열교환부가 결합되는 두 부분에 방향전환댐퍼가 결합되며 상기 2개의 방향전환댐퍼는 상기 전열교환부 외에 바이패스(by-pass) 덕트에 의해 기류적으로 연결되는 덕트부와; CO2 센서를 포함하며, 상기 급기팬의 회전속도 또는 상기 공기혼합베인의 회전정도 또는 상기 전열교환부의 작동 또는 상기 방향전환댐퍼의 개폐정도를 제어하는 환기시스템제어부를 포함하는 환기시스템의 제어방법에 있어서, (a) 상기 거실의 CO2 농도 설정치 및 상기 CO2 센서에 의해 측정된 상기 거실의 CO2 농도 측정치를 저장하는 단계; (b) 상기 CO2 농도 측정치가 상기 CO2 농도 설정치보다 클 경우 외기도입이 필요한 것으로 판단하고, 외기도입이 필요하다고 판단된 경우 필요 외기도입량을 계산하는 단계; (c) 상기 (b)단계에서 계산된 필요 외기도입량에 따라 상기 공기혼합베인의 회전각도를 계산하는 단계; 및 (d) 상기 (c)단계에서 계산된 회전각도에 따라 상기 공기혼합베인을 회전시키는 단계를 포함하는 환기시스템 제어방법이 제공된다.
상기 환기시스템 제어방법은 (a) 상기 거실의 실내온도와 실내습도와 외기온도와 외기습도를 측정하여 측정치를 생성하고, 상기 측정치들을 사용하여 실내공기의 엔탈피와 외기의 엔탈피를 계산하는 단계; (b) 상기 실내공기의 엔탈피가 상기 외기의 엔탈피보다 크거나 같을 경우 상기 방향전환댐퍼가 상기 급기덕트와 상기 전열교환부가 결합되는 부분을 폐쇄하도록 판단하고, 상기 실내공기의 엔탈피가 상기 외기의 엔탈피보다 작을 경우 상기 방향전환댐퍼가 상기 급기덕트와 상기 바이패스(by-pass) 덕트가 결합되는 부분을 폐쇄하도록 판단하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계의 판단에 따라 방향전환댐퍼가 상기 급기덕트와 상기 전열교환부가 결합되는 부분 또는 상기 급기덕트와 상기 바이패스(by-pass) 덕트가 결합되는 부분을 폐쇄하도록 상기 방향전환댐퍼를 작동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 바닥, 벽체, 천정, 창호를 포함하는 거실(居室)과 상기 창호에 의해 거실과 구획되는 발코니를 포함하는 건물에서 상기 거실을 냉방하기 위한 냉방시스템 으로서, 냉수를 공급하는 열원부와; 상기 거실의 바닥에 매설되며 상기 열원부로부터 공급되는 냉수가 통과하는 바닥배관과 상기 바닥배관을 피복하는 축열층을 포함하는 복사패널부와; 상기 창호에 인접하여 설치되며 급기팬을 포함하는 팬부와 상기 팬부의 일측에 결합되는 취출구와 상기 팬부의 타측에 결합되는 유입구를 포함하며 상기 팬부로부터 발생하는 기류를 상기 취출구를 통해 상기 거실에 공급하는 급기부와, 상기 유입구에 결합되며 상기 열원부로부터 공급되는 냉수가 통과하는 배관코일과 상기 배관코일의 아랫쪽에 위치하는 판상의 드레인판과 상기 발코니 공간 내에 위치하며 일단이 상기 드레인판에 결합되는 드레인관을 포함하는 코일부와, 상기 발코니의 공간 내에 설치되며 일측은 외기에 노출되고 타측은 상기 코일부에 결합되며, 상기 코일부와 결합되는 부위에 공기혼합베인이 설치되는 덕트부를 포함하는 환기시스템과; 상기 열원부와 결합되는 공급본관(本管) 또는 환수본관과, 상기 공급본관 또는 환수본관에 각각 결합되는 공급분배기 또는 환수분배기를 포함하며, 상기 공급분배기의 지관(枝管)은 상기 바닥배관의 일단 또는 상기 배관코일의 일단과 결합되거나 상기 환수분배기의 지관은 상기 바닥배관의 타단 또는 상기 배관코일의 타단과 결합되는 분배부와; 상기 창호가 움직임에 따라 신호를 발생시키는 접촉식센서 또는 적외선센서를 포함하며, 상기 열원부의 운전 또는 정지 또는 공급수의 온도를 제어하는 열원제어부와; 상기 급기팬의 회전속도 또는 상기 공기혼합베인의 작동을 제어하는 환기시스템제어부와; 상기 공급분배기 또는 환수분배기의 각 지관의 개폐정도를 제어하는 분배제어부를 포함하는 환기 및 공기정화가 가능한 바닥복사 냉방시스템의 제어방법에 있어서, (a) 상기 창호의 개방 또는 폐쇄여부를 감지하여 신호를 생성하여 전송하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 전송된 신호를 수신하여, 창호가 개방되었을 경우 상기 바닥배관에 냉수가 공급되지 않도록 판단하고, 상기 배관코일에 냉수가 공급되도록 판단하는 단계; 및 (c) 상기 (b)단계의 판단에 따라 상기 공급분배기의 각 지관 중 상기 바닥배관과 결합되는 부분을 폐쇄하고 상기 공급분배기의 각 지관 중 상기 배관코일과 결합되는 부분을 개방하는 단계를 포함하되, 상기 (a)단계 내지 상기 (c)단계 중 어느 하나는 상기 창호가 개방되었을 경우 상기 급기팬의 회전속도를 상기 창호가 폐쇄되었을 경우의 상기 급기팬의 회전속도보다 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환기 및 공기정화가 가능한 바닥복사 냉방시스템의 제어방법이 제공된다.
본 발명의 실시예를 첨부도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 구성을 나타낸 개념도이다. 본 발명의 구성은 중앙식 또는 개별식 주거용 건물에서 가스 흡수식 냉온수기나 지역난방과 중온수 흡수식 냉동기를 이용하여 온수 및 냉수를 만들어 내기 위한 열원시스템(100), 열원시스템(100)으로부터 공급되는 온수와 냉수를 세대내 각 실의 복사난방패널 및 환기시스템에 공급하기 위한 분배시스템(200), 분배시스템(200)으로부터 공급되는 온수와 냉수를 이용하여 복사방식의 난방과 냉방에 적용되는 바닥복사냉난방 패널(300), 분배시스템(200)으로부터 공급되는 온수와 냉수를 이용하여 냉난방 및 환기, 제습, 전열교환, 공기청정 기능을 포함하는 환기시스템(400), 바닥복사냉난방 패널(300) 및 환기시스템(400)의 운전을 조작하기 위해 실별 온습도, 바닥표면온도, 외기온습도 및 CO2농도, 공급냉수온도 등을 측정하는 검출부(510)와 검출부(510)에서 입력된 값을 가지고 다양한 운전 제어방법에 의해 연산이 이뤄지는 연산부(520), 연산부(520)의 제어방법에 의해 실제 기기의 동작을 조작하기 위한 조작부(530)로 구성된 제어시스템(500)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 구성 중 열원시스템(100)으로부터 공급되는 온수와 냉수를 세대내 각 실의 복사난방패널(300) 및 환기시스템(400)에 공급하기 위한 분배시스템(200)의 적용 개념도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 구성을 나타낸 개념도이다.
열원시스템(100)에서 공급되는 냉수 또는 온수를 1) 바닥패널(300)과 2) 환기시스템(400)으로 보내기 위해, 1) 3방밸브(250)를 사용하여 열교환기(210)를 지나는 냉수 또는 온수의 유량을 조절하여, 바닥패널(300)로 공급되는 냉수 또는 온수의 온도를 재조정함으로써 바닥패널용 순환펌프(220)을 이용하여 바닥패널(300)에 공급하는 부분(201)과;
2) 열원시스템(100)에서 공급되는 온수 또는 냉수의 온도를 제어하지 않고 열원시스템에 내장되어 있거나 별도로 설치가능한 순환펌프를 이용하여 바로 환기시스템(400)으로 공급하고, 환기시스템(400)을 운전하지 않는 경우 냉수 또는 온수를 열원으로 재순환시켜 열원시스템(100)측의 설계유량을 항상 일정하게 유지시키 기 위한 환기시스템 제어용 3방밸브(240)를 설치하는 부분으로 나누어 구성하였다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템이 설치된 거실을 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템이 설치된 거실과 발코니를 나타낸 단면도이고, 도 6은 본 발명의 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 구성 중, 각 실의 냉난방 및 환기, 공기 청정이 가능하도록 구성한 환기시스템(400)의 구성 예이다.
열원시스템(100)에서 공급되는 냉수 또는 온수는 환기시스템용 냉온수코일(410)에 공급되어 급기팬(411)을 이용하여 실내 공기를 순환시키거나 외기를 유입함으로써 바닥복사패널(300)과 더불어 냉난방에 적용된다. 본 발명에서 바닥패널 및 환기시스템의 냉온수 코일을 이용하여 각 실별 냉난방 및 환기, 공기 청정, 전열 교환, 외기 냉방이 가능하도록 하기 위해, 열원시스템으로부터 공급되는 냉수 또는 온수를 통해 냉난방을 가능하게 하는 냉온수코일(410)과 실내공기나 외부에서 들어오는 공기를 순환시키기 위한 급기팬(411), 실내 공기와 외부에서 들어오는 공기를 혼합시키기 위한 공기혼합부(air mixing box, 427), 공기혼합부(427)를 통해 외부로 공기를 배출하기 위한 배기팬(414)을 포함하며,
상기 급기팬을 지나 실내 공기나 외부에서 들어오는 공기가 토출되는 취출구(diffuser)(412), 상기 공기혼합부(427)로 실내 공기를 재순환하기 위해 공기가 들어오는 취출구(413), 상기 냉온수배관에서 냉수가 공급될 경우 발생하는 결로수를 배출하기 위한 드레인 배관(415), 환기 및 냉방을 목적으로 외기 유입하는 경우 배출되는 공기로부터 손실되는 에너지를 이용하기 위한 전열교환기 유닛(420)를 포함하며,
외기를 유입하기 위해 유입 통로가 되는 판상형 외기공급 덕트(421), 상기 공기혼합부(427)를 지나 전열교환기 유닛(420)를 거쳐 외부로 배출하기 위한 배출 통로가 되는 판상형 배기 덕트(422), 상기 전열교환기 유닛(420)를 이용하지 않고 외기를 바로 유입하기 위한 외기의 유입 통로가 되는 판상형 by-pass 덕트(423)를 포함하며,
외기도입여부를 조절하기 위해 사용되는 외기공급 댐퍼(424), 상기 전열교환기유닛(420)과 판상형 by-pass 덕트(423) 결합 부분에서 외기의 유입 경로를 조절하기 위해 사용되는 by-pass 댐퍼(425), 공기혼합부(427)를 거쳐 배출되는 공기의 흐름을 조절하기 위해 사용되는 배기 댐퍼(426), 겨울철 외기온이 낮게 유지되는 경우 전열교환기 유닛(420) 및 실내로 유입되는 공기를 차단하기 위한 air tight modulating 댐퍼(429)를 포함하며,
상기 공기혼합부(427)에서 취출구(413)을 통해 유입되는 실내 공기와 판상형 외기공급 덕트(421)를 통해 공급되는 공기를 조절하여 실내로 공급되는 신선한 공기와 재순환 공기의 량을 조절하기 위해 사용되는 공기혼합 베인(air mixing vane, 428)을 포함하며,
실내 공기의 청정을 목적으로 실내측 취출구(413)를 통해 유입되는 공기를 1차적으로 여과하기 위한 실내측 프리필터(430)와 외부로부터 유입되는 공기를 1차적으로 여과하기 위한 외기측 프리필터(431), 급기팬(411)를 지나 실내측으로 토출 되는 공기의 VOC 및 미세 부유분진을 환경 기준에 맞도록 여과하기 위한 미디엄 필터 또는 집진셀 또는 헤파필터 또는 활성탄 필터 또는 VOC 제거용 나노촉매 산화필터(432), 실내공기에 음이온을 발생하기 위한 음이온 발생기(433)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 환기시스템(400)의 구성요소는 기존 창호시스템과 통합되어 구성되며, 전열교환기 유닛(420)과 배기팬(414) 등의 일부 구성요소를 기존 발코니 공간에 설치함으로써 실내측 설치공간을 줄이고 소음 발생수준을 줄이도록 한다.
도 7a는 상기 도 6의 환기시스템(400) 구성 중 공기혼합부(427)의 내부에 설치되는 공기혼합베인(428)을 조절하여 외기 유입공기의 양을 결정하기 위해 실내측 CO2농도에 따라 요구되는 도입외기량의 관계를 도시한 예이다. 기존 실내공기환경기준에 따라 결정된 CO2 농도에 따라 CO2농도의 최대값이 결정되면(a1, CO2set), 이에 따른 최대 외기도입량을 결정하여 공급한다(a2, OAmax). CO2농도의 최대값과 제어를 위한 편차(CO2DF)에 따라 CO2 농도의 최소값을 결정하고(a3, CO2-MIN), 이 경우 공급해야 할 최소외기도입량(a4, OAmin)을 결정한다.
도 7b는 상기 도 7a의 실내측 CO2농도에 따른 도입외기량의 관계에 따라 결정된 도입외기량으로부터 상기 도 6의 환기시스템(400) 구성 중 공기혼합부(427)의 내부에 설치되는 공기혼합베인(428)을 조절하기 위한 회전 각도를 도출해 내기 위한 상호관계를 나타낸 예이다. 상기 도 7a에서 결정된 최대 외기도입량(b2)은 회전각도를 완전히 90도로 한 경우(b1), 실내공기의 재순환이 없이 전체 유입 외기를 모두 실내로 공급함으로써 가능하며, 최소 외기도입량(b4)은 회전각도를 공기혼합베인(428)의 특성곡선에 따라 결정되는 각도에 따라 결정되며(b3), 최대 외기도입량과 최소 외기도입량 사이 범위에서 외기도입량이 결정되는 경우(b6)에는 공기혼합베인(428)의 특성곡선에 따라 결정된다(b5).
도 8a는 상기 도 1의 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 구성 중 제어시스템(500)의 구성 중 연산부(520)의 구조를 나타내는 개념도이다. 본 발명의 제어시스템(500)의 구성 중 연산부(520)는 실별 컨트롤러 설정값 조절부(660)에서 초기화 변수를 입력받아 저장하는 초기화 단계(INITIALIZATION STEP)와 이를 처리하기 위한 초기화 변수 저장 공간, 제어시스템의 검출부(510)로부터 실내외 환경 조건을 입력받아 저장하는 입력 단계(INPUT STEP)와 이를 처리하기 위한 입력변수 저장공간을 포함하는 A SETP과;
상기 A STEP의 저장 공간으로부터 건축화 냉난방시스템의 운영모드를 입력 받는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)와 이를 처리하기 위한 모드 선택 연산 함수 모듈, 상태설정단계에서 입력된 운영모드에 따라 실내외 환경조건을 계산하는 연산단계(CALCULATION STEP)와 이를 처리하기 위한 실내외 환경 조건 연산 함수 모듈, 연산단계에서 계산된 실내외 환경조건을 바탕으로 건축화 냉난방시스템의 최적 운전을 위한 기기의 상태값를 설정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)와 이를 처리하기 위한 기기상태설정 연산 함수 모듈을 포함하는 B STEP과;
상기 B STEP의 자료종합단계(INTEGRATION STEP)에서 결정된 기기의 상태값을 제어신호로 변환하여 제어시스템(500)의 조작부(530)로 내보내기 위한 출력단계(OUTPUT STEP)와 이를 처리하기 위한 기기상태 설정 출력 모듈로 구성되는 C STEP을 포함한다.
도 8b는 상기 도 1의 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 구성 중 제어시스템(500)의 구성을 위한 검출부(510), 연산부(520), 조작부(530)의 제어변수 및 내부 모듈을 나타내는 개념도이다. 본 발명의 제어시스템(500)은 바닥복사패널과 환기시스템의 냉온수코일을 이용한 냉난방을 위해 사용되는 실온센서(511), 바닥복사패널에 냉수를 공급하여 냉방을 실시할 경우 바닥표면의 노점온도를 연산하여 바닥표면의 결로 발생가능성을 판단하기 위해 사용되는 실내습도센서(512), 상기 도 7a 및 도 7b와 같이 환기를 위해 외기도입량을 결정하고 공기혼합베인의 회전각도를 결정하기 위해 사용되는 CO2 센서(513), 바닥패널에 공급되는 수온을 결정하고 외기냉방을 적용할 경우 외기 엔탈피를 계산하기 위해 사용되는 외기온 센서(514), 외기냉방을 적용할 경우 외기 엔탈피를 계산하기 위해 사용되는 외기습도 센서(515), 바닥패널에 냉수를 공급하여 냉방을 실시하는 경우 바닥표면의 결로 발생을 판단하기 위해 노점온도와 비교하기 위해 사용되는 바닥온도 센서(516), 바닥패널에 냉수를 공급하여 냉방을 실시하는 경우 갑작스런 창문의 동작에 의해 외부의 다습한 기류가 유입되는 신호를 감지하기 위해 사용되는 창문위치 센서(517), 실내 공기청정을 위해 미세먼지의 검출을 위해 사용되는 Dust센서(518), 실내 공기청정을 위해 공간에서 발생하는 VOC를 검출하기 위한 VOC센서(519), 바닥패널에 공급되는 수온을 3방밸브와 열교환기를 이용하여 조절하기 위해 사용되는 공급온도센서(509)를 포함하는 실내외 환경조건 및 시스템 운전조건을 감지하는 검출부(510) 와,
검출부(510)에서 입력된 값을 통해 실온 유지 및 바닥표면의 결로 방지, 환기 및 공기청정, 전열교환, 외기냉방 기능이 가능하도록 기기의 상태값을 연산하는 부분으로, 전열교환된 외기도입 운전 모드([ V ] MODE, 521), 공기청정 운전 모드([ AIRCLEAN ] MODE, 522), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 운전 모드([ V + AIRCLEAN ] MODE, 523), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + RFH ] MODE, 524a), 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 온수코일난방운전 모드( [ V + AH ] MODE, 524b), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + RFH + AH ] MODE, 524c), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ V + RFC + DH ] MODE, 524d), 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AC ] MODE, 524e), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + RFC + AC ] MODE, 524f), 공기청정 & 바닥복사난방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFH ] MODE, 525a), 공기청정 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ AIRCLEAN + AH ] MODE, 525b), 공기청정 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFH + AH ] MODE, 525c), 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ AIRCLEAN + RFC + DH ] MODE, 525d), 공기청정 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + AC ] MODE, 525e), 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFC + AC ] MODE, 525f), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFH ] MODE, 526a), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + AH ] MODE, 526b), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFH + AH ] MODE, 526c), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFC + DH ] MODE, 526d), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + AC ] MODE, 526e), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFC + AC ] MODE, 526f), 외기냉방 운전 모드([ FC ] MODE, 527), 공기청정 & 외기냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + FC ] MODE, 528)의 연산을 위한 상기 도 8a의 초기화 단계(INITIALIZATION STEP), 입력 단계(INPUT STEP), 상태설정단계(MODE SELECTION STEP), 연산 단계(CALCULATION STEP), 자료종합단계(INTEGRATION STEP), 출력단계(OUTPUT STEP)를 포함하는 연산부(520)와,
복사냉난방 패널 제어용 개폐식 밸브의 엑츄에이터(VALVE_RF, 531)와 복사냉난방 패널 제어용 펌프제어를 위한 릴레이(PUMP, 532), 환기시스템 제어용 3방밸브의 엑츄에이터(VALVE_A, 533), 복사냉난방 패널 제어용 3방 밸브이 엑츄에이터(3VALVE_RF, 534), 공기혼합베인을 제어하기 위한 엑츄에이터(MIXINGVANE, 535), 외기공급 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_O, 536), 배기댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_E, 537), BY-PASS 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_B, 538), AIR TIGHT MODULATING 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_AT, 539), 급기팬 모터 제어용 릴 레이(FAN_S, 540), 배기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_E, 541)를 포함하는 조작부(530)로 구성된다.
도 9는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘을 구성하여 적용한 실시예로 사시도이다. 도 9를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어장치는 상기 도 1의 제어시스템(500)의 연산부(520)의 전체 시스템의 전원을 인가하거나 실별 운전여부를 결정하고, 제어모드에 따라 운전방법을 선택하여 실내 온열 환경 및 공기환경을 조절하고, 검출부(510)에서 입력받은 값을 거주자가 확인하고 제어를 위한 설정값들을 조절할 수 있도록 한다. 이를 구현하기 위한 본 발명의 제어장치는, 검출부(510)에서 입력받은 값과 운전상태 및 거주자의 운전모드 등을 표시하기 위한 실별 컨트롤러 DISPLAY 표시부(610)와, 제어시스템(500)의 연산부(520)에서의 다양한 운전 모드를 선택하기 위한 실별 컨트롤러 모드 선택 다이얼(620), 전체 시스템의 운전을 위해 전원을 인가하는 실별 컨트롤러 전원 스위치(630), 개실의 운전 여부를 설정하는 실별 컨트롤러 운전선택 스위치(640), 개실의 제어변수의 설정값을 조절할 수 있도록 제어변수를 선택하는 하는 실별 컨트롤러 제어변수 설정값 선택부(650), 상기 실별 컨트롤러 제어변수 설정값 선택부(650)에서 선택된 개실의 제어변수 설정값을 조절할 수 있도록 하는 실별 컨트롤러 제어변수 설정값 조절부(660)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 10a는 본 발명의 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다. 본 발명은 상기 제어시스템(500)의 연산 부(520)에 포함되는 것으로, 설정실온(TSET), 설정바닥온도(TFSET), 실내공기환경 기준에서 정하거나 거주자의 요구에 따라 설정이 가능한 설정 CO2농도(CO2SET), 실내공기환경 기준에서 정하거나 거주자의 요구에 따라 설정이 가능한 설정 VOC농도(VOCSET), 실내공기환경 기준에서 정하거나 거주자의 요구에 따라 설정이 가능한 설정 미세먼지 농도 (DUSTSET), 실온제어편차(DIFF), 바닥온도제어편차(FDIFF), 상기 도 7a의 CO2농도 최소값을 결정하여 환기시스템의 외기도입을 제어하기 위한 CO2농도제어편차(CO2DF), 실내 VOC농도를 설정 VOC농도 이하로 유지함에 있어 급기 팬의 동작을 2위치제어하기 위해 사용되는 VOC농도 제어편차(VOCDF), 실내 미세먼지 농도를 설정 미세먼지 농도 이하로 유지함에 있어 급기 팬의 동작을 2위치제어하기 위해 사용되는 미세먼지 농도제어편차(DUSTDF), 바닥표면결로제어의 안전율(SF) 등의 제어변수의 초기값을 설정하는 초기화 단계(INITIALIZATION STEP)와, 각 타임스텝마다 상기 제어시스템(500)의 검출부(510)에서 실온(TR), 실내습도(HR), 바닥온도(TF), CO2농도(CO2), 외기온도(TO), 외기습도(HO ), 미세먼지 농도(DUST), VOC농도(VOC), 공급수온(TW), 창호개방신호(WP) 등의 제어변수의 값을 읽어 오는 입력 단계(INPUT STEP)를 포함하는 A STEP;
상기 제어시스템(500)의 연산부(520)에서 실온 유지 및 바닥표면의 결로 방지, 환기 및 공기청정, 전열교환, 외기냉방 기능이 가능하도록 기기의 상태값을 연 산하는 부분으로, 전열교환된 외기도입 운전 모드([ V ] MODE, 521), 공기청정 운전 모드([ AIRCLEAN ] MODE, 522), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 운전 모드([ V + AIRCLEAN ] MODE, 523), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + RFH ] MODE, 524a), 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 온수코일난방운전 모드( [ V + AH ] MODE, 524b), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + RFH + AH ] MODE, 524c), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ V + RFC + DH ] MODE, 524d), 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AC ] MODE, 524e), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + RFC + AC ] MODE, 524f), 공기청정 & 바닥복사난방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFH ] MODE, 525a), 공기청정 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ AIRCLEAN + AH ] MODE, 525b), 공기청정 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFH + AH ] MODE, 525c), 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ AIRCLEAN + RFC + DH ] MODE, 525d), 공기청정 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + AC ] MODE, 525e), 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFC + AC ] MODE, 525f), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFH ] MODE, 526a), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + AH ] MODE, 526b), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFH + AH ] MODE, 526c), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFC + DH ] MODE, 526d), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + AC ] MODE, 526e), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFC + AC ] MODE, 526f), 외기냉방 운전 모드([ FC ] MODE, 527), 공기청정 & 외기냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + FC ] MODE, 528)를 포함하는 각 실별 운영 모드를 결정하는 상태설정 단계(MODE SELECTION STEP)와, 상기 상태설정 단계(MODE SELECTION STEP)에서 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지 및 바닥표면의 결로 방지, 환기 및 공기청정, 전열교환, 외기냉방 기능이 가능하도록 실내노점온도(TD_R), 실외노점온도(TD_O), 실내엔탈피(ENT_R), 실외엔탈피(ENT_O), 실내 난방필요여부(HeatingOn), 실내 냉방필요여부(CoolingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 실내외 엔탈피차에 의한 외기냉방가능여부(FreeCooling), 바닥표면결로발생가능성여부(Condensation), 바닥표면불쾌적가능성여부(Tfdiscomfort), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 연산하는 연산단계(CALCULATION STEP), 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 제어시스템(500)의 복사냉난방 패널 제어용 개폐식 밸브의 엑츄에이터(VALVE_RF, 531)와 복사냉난방 패널 제어용 펌프제어를 위한 릴레이(PUMP, 532), 환기시스템 제어용 3방밸브의 엑츄에이터(VALVE_A, 533), 복사냉난방 패널 제어용 3방 밸브의 엑츄에이터(3VALVE_RF, 534), 공기혼합베인을 제어하기 위한 엑츄에이터(MIXINGVANE, 535), 외기공급 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_O, 536), 배기댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_E, 537), BY-PASS 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_B, 538), AIR TIGHT MODULATING 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_AT, 539), 급기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_S, 540), 배기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_E, 541)를 포함하는 조작부(530)에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 B STEP;
상기 B STEP의 자료종합단계(INTEGRATION STEP)에서 결정된 출력값을 기기에 출력신호로 내보내는 출력 단계(OUTPUT STEP)를 포함하는 C STEP을 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 10b는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 운전 모드([ V ] MODE, 521)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거쳐, 선택된 운영모드에 따라 환기, 전열교환 기능이 가능하도록 연산단계(CALCULATION STEP)를 거쳐 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다. 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 운전 모드([ V ] MODE, 521)로 적용하기 위한 제어방법의 실시예를 도 10b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 도 10a의 A STEP에서 제어변수의 초기값을 설정하는 초기화 단계(INITIALIZATION STEP)와, 각 타임스텝마다 상기 제어시스템(500)의 검출부(510)에서 제어변수의 값을 읽어 오는 입력 단계(INPUT STEP)를 거친 후, 전열교환된 외기도입 운전 모드([ V ] MODE, 521)인지를 판단하고(b1), 전열교환된 외기도입 운전 모드([ V ] MODE, 521)가 아닌 경우(b3)에는 다른 모드를 선택하여 연산단계 및 자료종합단계를 진행하고(b4), 전열교환된 외기도입 운전 모드([ V ] MODE, 521)를 선택한 경우(b2)에는 다음의 연산단계 및 자료종합단계를 진행한다.
전열교환된 외기도입 운전 모드([ V ] MODE, 521)를 선택한 경우(b2) 연산단계 및 자료종합단계는,
상기 A STEP에서 입력된 CO2농도(CO2)가 설정CO2농도(CO2SET)보다 큰 경우(b6), 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값을 참(true)으로 하고(b11), 입력된 CO2농도(CO2)가 설정CO2농도(CO2SET)보다 크지 않고(b7), 입력된 CO2농도(CO2)가 설정CO2농도(CO2SET)와 CO2농도제어편차(CO2DF)의 차보다 작은 경우(b9), 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값을 거짓(false)으로 하고(b12), 입력된 CO2농도(CO2)가 설정CO2농도(CO2SET)보다 크지 않고(b7), 입력된 CO2농도(CO2)가 설정CO2농도(CO2SET)와 CO2농도제어편차(CO2DF)의 차보다 작지 않은 경우(b10), 실내 환기필요여부(VentOn) 의 진리값을 이전상태의 값으로 내보내는 실내 환기필요여부 연산단계와, 상기 A STEP에서 입력된 CO2농도(CO2)에 따라 상기 도 7a와 같은 관계식을 이용하여 실내 필요외기도입량(AmountOA)을 계산하는 실내 필요외기도입량 연산단계(b13)를 포함하는 환기 연산단계;
복사냉난방 패널 제어용 개폐식 밸브의 엑츄에이터의 상태값(VALVE_RF, 531)을 닫힘(0)으로 하고 복사냉난방 패널 제어용 펌프제어를 위한 릴레이의 상태값(PUMP,532)을 정지(0)로 하고, 환기시스템 제어용 3방밸브의 엑츄에이터(VALVE_A, 533)의 상태값을 열원으로 온수 반송(0)으로 결정하고, 복사냉난방 패널 제어용 3방 밸브의 엑츄에이터(3VALVE_RF, 534)의 상태값을 0으로 하는, 즉 B3기기상태설정으로 하는 B-1 자료종합단계와, 상기 환기 연산단계에서 계산된 실내 필요외기도입량(AmountOA)에 따라 상기 도 7b와 같은 관계식을 이용하여 공기혼합베인을 제어하기 위한 엑츄에이터(MIXINGVANE)의 회전각도를 결정하는 과정(b16)과, 상기 환기 연산단계에서 계산된 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값이 참(true)인 경우(b18), 외기공급 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_O, 536)의 상태값을 열림(1)으로 하고, 배기댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_E, 537)의 상태값을 열림(1)으로 하고, BY-PASS 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_B, 538)의 상태값을 닫힘(0)으로 하고, AIR TIGHT MODULATING 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_AT, 539)의 상태값을 열림(0)으로 하고, 급기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_S, 540)의 상태값을 운전(1)으로 하고, 배기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_E, 541)의 상태값을 운전(1)으로 하는 과정(b20), 즉 A1기기상태설정과, 환기 연산단계에서 계산된 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값이 거짓(false)인 경우(b19), 외기공급 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_O, 536)의 상태값을 닫힘(0)으로 하고, 배기댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_E, 537)의 상태값을 닫힘(0)으로 하고, BY-PASS 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_B, 538)의 상태값을 닫힘(0)으로 하고, AIR TIGHT MODULATING 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_AT, 539)의 상태값을 닫힘(0)로 하고, 급기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_S, 540)의 상태값을 정지(0)로 하고, 배기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_E, 541)의 상태값을 정지(0)로 하는 과정(b21), 즉 A2기기상태설정을 포함하는 환기 자료종합단계로 구성된 B자료종합단계로 이루어진다.
도 10c는 상기 도 10a의 B STEP 중, 공기청정 운전 모드([ AIRCLEAN ] MODE, 522)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거쳐, 선택된 운영모드에 따라 공기청정 기능이 가능하도록 연산단계(CALCULATION STEP)를 거쳐 VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다. 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템을 공기청정 운전 모드([ AIRCLEAN ] MODE, 522)로 적용하기 위한 제어방법의 실시예를 도 10c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 도 10a의 A STEP에서 제어변수의 초기값을 설정하는 초기화 단계(INITIALIZATION STEP)와, 각 타임스텝마다 상기 제어시스템(500)의 검출부(510)에서 제어변수의 값을 읽어 오는 입력 단계(INPUT STEP)를 거친 후, 공기청정 운전 모드([ AIRCLEAN ] MODE, 522)인지를 판단하고(c1), 공기청정 운전 모드([ AIRCLEAN ] MODE, 522)가 아닌 경우(c3)에는 다른 모드를 선택하여 연산단계 및 자료종합단계를 진행하고(c4), 공기청정 운전 모드([ AIRCLEAN ] MODE, 522)를 선택한 경우(c2)에는 다음의 연산단계 및 자료종합단계를 진행한다.
공기청정 운전 모드([ AIRCLEAN ] MODE, 522)를 선택한 경우(c2) 연산단계 및 자료종합단계는,
상기 A STEP에서 입력된 VOC농도(VOC)가 설정VOC농도(VOCSET)보다 큰 경우(c6), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC)의 진리값을 참(true)으로 하고(c11), 입력된 VOC농도(VOC)가 설정VOC농도(VOCSET)보다 크지 않고(c7), 입력된 VOC농도(VOC)가 설정VOC농도(VOCSET)와 VOC농도제어편차(VOCDF)의 차보다 작은 경우(c9), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC)의 진리값을 거짓(false)으로 하고(c12), 입력된 VOC농도(VOC)가 설정VOC농도(VOCSET)보다 크지 않고(c7), 입력된 VOC농도(VOC)가 설정VOC농도(VOCSET)와 VOC농도제어편차(VOCDF)의 차보다 작지 않은 경우(c10), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC)의 진리값을 이전상태의 값으로 내보내는 C-1연산단계와;
상기 A단계에서 입력된 미세먼지 농도(DUST)가 설정 미세먼지농도(DUSTSET)보다 큰 경우(c14), 미세먼지 농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDUST)의 진리값을 참(true)으로 하고(c19), 입력된 미세먼지 농도(DUST)가 설정 미세먼지농도(DUSTSET)보다 크지 않고(c15), 입력된 미세먼지 농도(DUST)가 설정 미세먼지농도(DUSTSET)와 미세먼지농도제어편차(DUSTDF)의 차보다 작은 경우(c17), 미세먼지 농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDUST)의 진리값을 거짓(false)으로 하고(c20), 입력된 미세먼지 농도(DUST)가 설정 미세먼지농도(DUSTSET)보다 크지 않고(c15), 입력된 미세먼지 농도(DUST)가 설정 미세먼지농도(DUSTSET)와 미세먼지농도제어편차(DUSTDF)의 차보다 작지 않은 경우(c18), 미세먼지 농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDUST)의 진리값을 이전상태의 값으로 내보내는 C-2연산단계를 포함하는 공기청정 연산단계;
상기 도 10b의 B-1 자료종합단계와 동일한 과정을 포함하며, 공기혼합베인을 제어하기 위한 엑츄에이터(MIXINGVANE)의 회전각도를 0으로 결정하고(c23), 상기 공기청정 연산단계에서 계산된 VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC)의 진리값이 참(true)이거나, 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust)의 진리값이 참(true)인 경우(c26), 외기공급 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_O, 536)의 상태값을 닫힘(0)으로 하고, 배기댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_E, 537)의 상태값을 닫힘(0)로 하고, BY-PASS 댐퍼용 엑츄에이 터(DAMPER_B, 538)의 상태값을 닫힘(0)으로 하고, AIR TIGHT MODULATING 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_AT, 539)의 상태값을 닫힘(0)으로 하고, 급기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_S, 540)의 상태값을 운전(1)로 하고, 배기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_E, 541)의 상태값을 정지(0)로 하는 과정, 즉 A3기기상태설정과, VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC)의 진리값이 거짓(false)이고 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust)의 진리값이 거짓(false)인 경우(c27), 상기 도 10b의 A2기기상태설정으로 하는 과정을 포함하는 공기청정 자료종합단계로 구성된 C자료종합단계로 이루어진다.
도 10d는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 운전 모드([ V + AIRCLEAN ] MODE, 523)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 환기 및 공기청정, 전열교환 기능이 가능하도록 연산단계(CALCULATION STEP)를 거쳐, 실내 난방필요여부(HeatingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다. 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 공기청정 운전 모드([ V + AIRCLEAN ] MODE, 523)로 적용하기 위한 제어방법의 실시예를 도 10d를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 도 10a의 A STEP에서 제어변수의 초기값을 설정하는 초기화 단계(INITIALIZATION STEP)와, 각 타임스텝마다 상기 제어시스템(500)의 검출부(510)에서 제어변수의 값을 읽어 오는 입력 단계(INPUT STEP)를 거친 후, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 운전 모드([ V + AIRCLEAN ] MODE, 523)인지를 판단하고(d1), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 운전 모드([ V + AIRCLEAN ] MODE, 523)가 아닌 경우(d3)에는 다른 모드를 선택하여 연산단계 및 자료종합단계를 진행하고(d4), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 운전 모드([ V + AIRCLEAN ] MODE, 523)를 선택한 경우(d2)에는 다음의 연산단계 및 자료종합단계를 진행한다.
전열교환된 외기도입 & 공기청정 운전 모드([ V + AIRCLEAN ] MODE, 523)를 선택한 경우(d2) 연산단계 및 자료종합단계는,
상기 도 10b의 환기 연산단계와 도 10c의 공기청정 연산단계를 포함하는 D연산단계와,
상기 도 10b의 B-1 자료종합단계와 동일한 과정을 포함하며, 상기 환기 연산단계에서 계산된 실내 필요외기도입량(AmountOA)에 따라 상기 도 7b와 같은 관계식을 이용하여 공기혼합베인을 제어하기 위한 엑츄에이터(MIXINGVANE)의 회전각도를 결정하고(d32), 상기 D연산단계에서 계산된 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값이 참(true)인 경우(d35), 상기 도 10b의 A1기기상태설정으로 하는 과정과, 상기 D연산단계에서 계산된 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값이 참(true)이 아닌 경 우(d36), 상기 도 10c의 공기청정 자료종합단계를 포함하는 D자료종합단계로 이루어진다.
도 10e는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + RFH ] MODE, 524a)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 환기 및 전열교환 기능이 가능하도록 연산단계(CALCULATION STEP)를 거쳐, 실내 난방필요여부(HeatingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF)등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다. 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + RFH ] MODE, 524a)로 적용하기 위한 제어방법의 실시예를 도 10e를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 도 10a의 A STEP에서 제어변수의 초기값을 설정하는 초기화 단계(INITIALIZATION STEP)와, 각 타임스텝마다 상기 제어시스템(500)의 검출부(510)에서 제어변수의 값을 읽어 오는 입력 단계(INPUT STEP)를 거친 후, 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + RFH ] MODE, 524a)인지를 판단 하고(e1), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + RFH ] MODE, 524a)가 아닌 경우(e3)에는 다른 모드를 선택하여 연산단계 및 자료종합단계를 진행하고(e4), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + RFH ] MODE, 524a)를 선택한 경우(e2)에는 다음의 연산단계 및 자료종합단계를 진행한다.
전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + RFH ] MODE, 524a)를 선택한 경우(e2) 연산단계 및 자료종합단계는,
상기 A STEP에서 입력된 실온(TR)이 설정실온(TSET)과 실온제어편차(DIFF)에 0.5를 곱한 값의 차보다 작은 경우(e6), 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값을 참(true)으로 하고(e11), 입력된 실온(TR)이 설정실온(TSET)과 실온제어편차(DIFF)에 α(0 <α< 1, 일반적으로 0.5를 취함.)를 곱한 값의 차보다 작지 않고(e7), 입력된 실온(TR)이 설정실온(TSET)과 실온제어편차(DIFF)에 α(0 <α< 1, 일반적으로 0.5를 취함.)를 곱한 값의 합보다 큰 경우(e9), 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값을 거짓(false)으로 하고(e12), 입력된 실온(TR)이 설정실온(TSET)과 실온제어편차(DIFF)에 α(0 <α< 1, 일반적으로 0.5를 취함.)를 곱한 값의 차보다 작지 않고(e7), 입력된 실온(TR)이 설정실온(TSET)과 실온제어편차(DIFF)에 α(0 <α< 1, 일반적으로 0.5를 취함.)를 곱한 값의 합보다 크지 않은 경우(e10), 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값을 이전상태의 값으로 내보내는 난방필요여부 연산단계와, 기존 외기보상제어방식을 적용하여 외기온(TO)에 따라 바닥패널에 공급되 는 온수의 온도(TW_RF)를 계산하는 공급수온 연산단계, 그리고 상기 도 10b의 환기 연산단계를 포함하는 E연산단계와;
상기 E연산단계에서 계산된 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값이 참(true)인 경우(e24), 복사냉난방 패널 제어용 개폐식 밸브의 엑츄에이터의 상태값(VALVE_RF, 531)을 열림(1)로 하고 복사냉난방 패널 제어용 펌프제어를 위한 릴레이의 상태값(PUMP,532)을 운전(1)로 하고, 상기 A STEP에서 입력된 공급수온(TW)을 상기 E연산단계에서 계산된 바닥패널에 공급되는 온수의 온도(TW_RF)로 제어하기 위해 기존 PID 제어방법을 이용하여 복사냉난방 패널 제어용 3방 밸브의 엑츄에이터(3VALVE_RF, 534)의 상태값을 결정하고, 환기시스템 제어용 3방밸브의 엑츄에이터(VALVE_A, 533)의 상태값을 열원으로 온수 반송(1)으로 하는 과정(e26), 즉 B2기기상태설정으로 하는 과정, 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값이 거짓(false)인 경우(e25), 상기 도 10b의 B3기기상태설정으로 하는 과정을 포함하며,
상기 환기 연산단계에서 계산된 실내 필요외기도입량(AmountOA)에 따라 상기 도 7b와 같은 관계식을 이용하여 공기혼합베인을 제어하기 위한 엑츄에이터(MIXINGVANE)의 회전각도를 결정하는 과정(e29), 상기 도 10b의 환기 자료종합단계와 동일한 과정을 포함하는 E자료종합단계로 이루어진다.
도 10f는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 온수코일난방운전 모드([ V + AH ] MODE, 524b)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 환기, 전열교 환 기능이 가능하도록 연산단계(CALCULATION STEP)를 거쳐, 실내 난방필요여부(HeatingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다. 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 온수코일난방운전 모드( [ V + AH ] MODE, 524b)로 적용하기 위한 제어방법의 실시예를 도 10f를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 도 10a의 A STEP에서 제어변수의 초기값을 설정하는 초기화 단계(INITIALIZATION STEP)와, 각 타임스텝마다 상기 제어시스템(500)의 검출부(510)에서 제어변수의 값을 읽어 오는 입력 단계(INPUT STEP)를 거친 후, 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 온수코일난방운전 모드([ V + AH ] MODE, 524b)인지를 판단하고(f1), 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 온수코일난방운전 모드([ V + AH ] MODE, 524b)가 아닌 경우(f3)에는 다른 모드를 선택하여 연산단계 및 자료종합단계를 진행하고(f4), 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 온수코일난방운전 모드([ V + AH ] MODE, 524b)를 선택한 경우(f2)에는 다음의 연산단계 및 자료종합단계를 진행한다.
전열교환된 외기도입 & 환기시스템 온수코일난방운전 모드([ V + AH ] MODE, 524b)를 선택한 경우(f2) 연산단계 및 자료종합단계는,
상기 도 10e의 난방필요여부 연산단계를 포함하고, 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A)를 계산하는 과정과, 그리고 상기 도 10b의 환기 연산단계와 동일한 과정을 포함하는 F연산단계와;
상기 F연산단계에서 계산된 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값이 참(true)인 경우(f23), 환기시스템 제어용 3방밸브의 엑츄에이터(VALVE_A, 533)의 상태값을 온수 공급(1)으로 하고, 복사냉난방 패널 제어용 개폐식 밸브의 엑츄에이터(VALVE_RF, 531)의 상태값을 닫힘(0)으로, 복사냉난방 패널 제어용 펌프제어를 위한 릴레이의 상태값(PUMP,532)을 정지(0)로 하고(f29), 복사냉난방 패널 제어용 3방 밸브의 엑츄에이터(3VALVE_RF, 534)의 상태값을 0으로 하는 과정(f27), 즉 B1기기상태설정 으로 하는 과정, 상기 F연산단계에서 계산된 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값이 거짓(false)인 경우(f24), 상기 도 10b의 B3기기상태설정으로 하는 과정,
상기 환기 연산단계에서 계산된 실내 필요외기도입량(AmountOA)에 따라 상기 도 7b와 같은 관계식을 이용하여 공기혼합베인을 제어하기 위한 엑츄에이터(MIXINGVANE)의 회전각도를 결정하는 과정(f28),
상기 F연산단계에서 계산된 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값이 참(true)인 경우(f31), 상기 도 10b의 A1기기상태설정으로 하고, 상기 F연산단계에 서 계산된 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값이 거짓(false)이고(f32), 상기 F연산단계에서 계산된 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값이 참(true)인 경우(f34), 상기 도 10c의 A3기기상태설정으로 하고, 상기 F연산단계에서 계산된 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값이 거짓(false)이고(f32), 상기 F연산단계에서 계산된 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값이 거짓(false)인 경우(f35), 상기 도 10b의 A2기기상태설정으로 하는 과정을 포함하는 F자료종합단계로 이루어진다.
도 10g는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + RFH + AH ] MODE, 524c)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 환기, 전열교환 기능이 가능하도록 연산단계(CALCULATION STEP)를 거쳐, 실내 난방필요여부(HeatingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), 바닥표면불쾌적가능성여부(Tfdiscomfort), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다. 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템을 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + RFH + AH ] MODE, 524c)로 적용하기 위한 제어방법 의 실시예를 도 10g를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 도 10a의 A STEP에서 제어변수의 초기값을 설정하는 초기화 단계(INITIALIZATION STEP)와, 각 타임스텝마다 상기 제어시스템(500)의 검출부(510)에서 제어변수의 값을 읽어 오는 입력 단계(INPUT STEP)를 거친 후, 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + RFH + AH ] MODE, 524c)인지를 판단하고(g1), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + RFH + AH ] MODE, 524c)가 아닌 경우(g3)에는 다른 모드를 선택하여 연산단계 및 자료종합단계를 진행하고(g4), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + RFH + AH ] MODE, 524c)를 선택한 경우(g2)에는 다음의 연산단계 및 자료종합단계를 진행한다.
전열교환된 외기도입 & 환기시스템 온수코일난방운전 모드([ V + AH ] MODE, 524b)를 선택한 경우(g2) 연산단계 및 자료종합단계는,
상기 도 10e의 난방필요여부 연산단계를 포함하고, 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A)를 계산하는 과정을 포하며, 상기 A STEP에서 입력된 바닥온도(TF)가 설정바닥온도(TFSET)보다 높은 경우(g15), 바닥온도 불쾌적여부(Tfdiscomfort)의 진리값을 참(true)으로 하고(g20), 입력된 바닥온도(TF)가 설정바닥온도(TFSET)보다 높지 않고(g16), 입력된 바닥온도(TF)가 설정바닥온도(TFSET)와 바닥온도제어편차(FDIFF)의 차보다 낮은 경우(g18), 바닥온도 불쾌적여부(Tfdiscomfort)의 진리값을 거짓(false)으로 하고(g21), 입력된 바닥온도(TF)가 설정바닥온도(TFSET)보다 높지 않고(g16), 입력된 바닥온도(TF)가 설정바닥온도(TFSET)와 바닥온도제어편차(FDIFF)의 차보다 낮지 않은 경우(g19), 바닥온도 불쾌적여부(Tfdiscomfort)의 진리값을 이전상태의 값으로 내보내는 난방 바닥불쾌적여부 연산단계와;
그리고 상기 도 10b의 환기 연산단계와 동일한 과정을 포함하는 G연산단계와;
상기 G연산단계에서 계산된 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값이 참(true)이고(g32), 바닥온도 불쾌적여부(Tfdiscomfort)의 진리값이 참(true)인 경우(g35), 상기 도 10f의 B1기기상태설정으로 하고, 상기 G연산단계에서 계산된 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값이 참(true)이고(g32), 바닥온도 불쾌적여부(Tfdiscomfort)의 진리값이 거짓(false)인 경우(g36), 상기 도 10e의 B2기기상태설정으로 하고, 상기 G연산단계에서 계산된 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값이 거짓(false)인 경우(g33), 상기 도 10b의 B3기기상태설정으로 하는 과정,
상기 환기 연산단계에서 계산된 실내 필요외기도입량(AmountOA)에 따라 상기 도 7b와 같은 관계식을 이용하여 공기혼합베인을 제어하기 위한 엑츄에이터(MIXINGVANE)의 회전각도를 결정하는 과정(g43),
상기 G연산단계에서 계산된 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값이 참(true)인 경우(g45), 상기 도 10b의 A1기기상태설정으로 하고, 상기 G연산단계에서 계산된 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값이 거짓(false)이고(g46), 상기 G연산단계에서 계산된 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값이 참(true)이고 바닥온도 불쾌적여부(Tfdiscomfort)의 진리값이 참(true)인 경우(g48), 상기 도 10c의 A3기기상태설정으로 하고, 상기 F연산단계에서 계산된 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값이 거짓(false)이고(g46), 상기 F연산단계에서 계산된 실내 난방필요여부(HeatingOn)의 진리값이 거짓(false)이거나 바닥온도 불쾌적여부(Tfdiscomfort)의 진리값이 거짓(false)인 경우 (g49), 상기 도 10b의 A2기기상태설정으로 하는 과정을 포함하는 G자료종합단계로 이루어진다.
도 10h는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ V + RFC + DH ] MODE, 524d)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지 및 바닥표면의 결로 방지, 환기, 전열교환 기능이 가능하도록 실내노점온도(TD_R), 실외노점온도(TD_O), 실내 냉방필요여부(CoolingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), 바닥표면결로발생가능성여부(Condensation), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단 계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10i는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AC ] MODE, 524e)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 환기, 전열교환 기능이 가능하도록 실내 냉방필요여부(CoolingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10j는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + RFC + AC ] MODE, 524f)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지 및 바닥표면의 결로 방지, 환기, 전열교환 기능이 가능하도록 실내노점온도(TD_R), 실외노점온도(TD_O), 실내 냉방필요여부(CoolingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), 바닥표면결로발생가능성여부(Condensation), 바닥표면불쾌적가능성여부(Tfdiscomfort), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10k는 상기 도 10a의 B STEP 중, 공기청정 & 바닥복사난방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFH ] MODE, 525a)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 공기청정 기능이 가능하도록 실내 난방필요여부(HeatingOn), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10l는 상기 도 10a의 B STEP 중, 공기청정 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ AIRCLEAN + AH ] MODE, 525b)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 공기청정 기 능이 가능하도록 실내 난방필요여부(HeatingOn), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10m은 상기 도 10a의 B STEP 중, 공기청정 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFH + AH ] MODE, 525c)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 공기청정 기능이 가능하도록 실내 난방필요여부(HeatingOn), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 바닥표면불쾌적가능성여부(Tfdiscomfort), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어 시스템의 블록도이다.
도 10n은 상기 도 10a의 B STEP 중, 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ AIRCLEAN + RFC + DH ] MODE, 525d)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지 및 바닥표면의 결로 방지, 공기청정 기능이 가능하도록 실내노점온도(TD_R), 실외노점온도(TD_O), 실내 냉방필요여부(CoolingOn), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 바닥표면결로발생가능성여부(Condensation), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10o는 상기 도 10a의 B STEP 중, 공기청정 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + AC ] MODE, 525e)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 공기청정 기능이 가능하도록 실내 냉방필요여부(CoolingOn), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10p는 상기 도 10a의 B STEP 중, 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFC + AC ] MODE, 525f)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지 및 바닥표면의 결로 방지, 공기청정 기능이 가능하도록 실내노점온도(TD_R), 실외노점온도(TD_O), 실내 냉방필요여부(CoolingOn), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 바닥표면결로발생가능성여부(Condensation), 바닥표면불쾌적가능성여부(Tfdiscomfort), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10q는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFH ] MODE, 526a)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 환기 및 공기청정, 전열교환 기능이 가능하도록 실내 난방필요여부(HeatingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10r은 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + AH ] MODE, 526b)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 환기 및 공기청정, 전열교환 기능이 가능하도록 실내 난방필요여부(HeatingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10s는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFH + AH ] MODE, 526c)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 환기 및 공기청정, 전열교환 기능이 가능하도록 실내 난방필요여부(HeatingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 바닥표면불쾌적가능성여부(Tfdiscomfort), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10t는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFC + DH ] MODE, 526d)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지 및 바닥표면의 결로 방지, 환기 및 공기청정, 전열교환 기능이 가능하도록 실내노점온도(TD_R), 실외노점온도(TD_O), 실내 냉방필요여부(CoolingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 바닥표면결로발생가능성여부(Condensation), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10u는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + AC ] MODE, 526e)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 환기 및 공기청정, 전열교환 기능이 가능하도록 실내 냉방필요여부(CoolingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 환기시스템의 냉온수 배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10v는 상기 도 10a의 B STEP 중, 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFC + AC ] MODE, 526f)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지 및 바닥표면의 결로 방지, 환기 및 공기청정, 전열교환 기능이 가능하도록 실내노점온도(TD_R), 실외노점온도(TD_O), 실내 냉방필요여부(CoolingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 바닥표면결로발생가능성여부(Condensation), 바닥표면불쾌적가능성여부(Tfdiscomfort), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10w는 상기 도 10a의 B STEP 중, 외기냉방 운전 모드([ FC ] MODE, 527)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 실온 유지 및 외기냉방 기능이 가능하도록 실내엔탈피(ENT_R), 실외엔탈피(ENT_O), 실내 냉방필요여부(CoolingOn), 실내외 엔탈피차에 의한 외기냉방가능여부(FreeCooling) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
도 10x는 상기 도 10a의 B STEP 중, 공기청정 & 외기냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + FC ] MODE, 528)를 선택하는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)를 거치고, 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지, 공기청정, 외기냉방 기능이 가능하도록 실내엔탈피(ENT_R), 실외엔탈피(ENT_O), 실내 냉방필요여부(CoolingOn), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 실내외 엔탈피차에 의한 외기냉방가능여부(FreeCooling) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 도출하고, 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 도 8b의 조작부(530)에 포함되는 기기에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템의 제어 알고리즘의 구성을 나타낸 제어시스템의 블록도이다.
본 발명에 따른 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템 제어방법 및 장치, 창호에 의해 구획되는 거실과 발코니를 포함하는 건물의 거실을 대상으로 하고, 상기 건물의 용도로는 주거용뿐만 아니라, 오피스텔 및 숙박시설 등 다양한 용도의 건물에서도 적용이 가능하다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명을 개별식 또는 중앙식 주거용 건물에 적용함으로써, 건축 초기 단계에서 세대내 각 실별로 냉난방 및 환기, 공기 청정이 가능하도록 하고, 외기도입에 따른 열손실을 줄여 에너지 절감을 이룰 수 있으며, 중앙공급 덕트를 설치하지 않아도 되므로 설치면적을 줄이고, 층고의 영향을 최소화하여 초기투자비용을 줄이며, 시스템 통합화에 따른 유지관리를 일원화함으로써 유지보수비용을 절감시키는 효과를 얻을 수 있다.
특히, 기존 에어컨이나 바닥복사난방, 공기청정기, 전열교환기, 환기 시스템, 가습기 등을 일체화하여 구성함으로써, 건축초기단계에서 건축물과 통합된 시스템 구현이 가능하고, 건물의 온열 환경 및 실내 공기환경을 통합 제어함으로써 인텔리젼트건물을 구현할 수 있으며, 거주자에게 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있다.

Claims (7)

  1. 창호에 의해 구획되는 거실과 발코니를 포함하는 건물의 상기 거실(居室)을 냉방 또는 난방하기 위한 냉난방시스템에 사용되는 환기시스템으로서, 상기 창호에 인접하여 설치되며 급기팬을 포함하는 팬부와 상기 팬부의 일측에 결합되는 취출구와 상기 팬부의 타측에 결합되는 유입구를 포함하며, 상기 팬부로부터 발생하는 기류를 상기 취출구를 통해 상기 거실에 공급하는 급기부와; 상기 발코니의 공간 내에 설치되며, 일측은 외기에 노출되고 타측은 상기 유입구와 결합되고 상기 유입구와 결합되는 부위에 공기혼합베인이 설치되는 덕트부를 포함하며, 상기 덕트부는 급기덕트와 배기덕트를 포함하고 상기 발코니 공간 내의 일부에 상기 급기덕트와 상기 배기덕트가 인접하여 상호간에 열교환이 이루어지도록 하는 전열교환부를 포함하며, 상기 급기덕트와 상기 전열교환부가 결합되는 두 부분에 방향전환댐퍼가 결합되며 상기 2개의 방향전환댐퍼는 상기 전열교환부 외에 바이패스(by-pass) 덕트에 의해 기류적으로 연결되는 덕트부와; CO2 센서를 포함하며, 상기 급기팬의 회전속도 또는 상기 공기혼합베인의 회전정도 또는 상기 전열교환부의 작동 또는 상기 방향전환댐퍼의 개폐정도를 제어하는 환기시스템제어부를 포함하는 환기시스템의 제어방법에 있어서,
    (a) 상기 거실의 CO2 농도 설정치 및 상기 CO2 센서에 의해 측정된 상기 거실의 CO 2 농도 측정치를 저장하는 단계;
    (b) 상기 CO2 농도 측정치가 상기 CO2 농도 설정치보다 클 경우 외기도입이 필요한 것으로 판단하고, 외기도입이 필요하다고 판단된 경우 필요 외기도입량을 계산하는 단계;
    (c) 상기 (b)단계에서 계산된 필요 외기도입량에 따라 상기 공기혼합베인의 회전각도를 계산하는 단계; 및
    상기 (c)단계에서 계산된 회전각도에 따라 상기 공기혼합베인을 회전시키는 단계를 포함하는 환기시스템 제어방법.
  2. 제1항에 있어서,
    (a) 상기 거실의 실내온도와 실내습도와 외기온도와 외기습도를 측정하여 측정치를 생성하고, 상기 측정치들을 사용하여 실내공기의 엔탈피와 외기의 엔탈피를 계산하는 단계;
    (b) 상기 실내공기의 엔탈피가 상기 외기의 엔탈피보다 크거나 같을 경우 상기 방향전환댐퍼가 상기 급기덕트와 상기 전열교환부가 결합되는 부분을 폐쇄하도록 판단하고, 상기 실내공기의 엔탈피가 상기 외기의 엔탈피보다 작을 경우 상기 방향전환댐퍼가 상기 급기덕트와 상기 바이패스(by-pass) 덕트가 결합되는 부분를 폐쇄하도록 판단하는 단계; 및
    (c) 상기 (b)단계의 판단에 따라 방향전환댐퍼가 상기 급기덕트와 상기 전열교환부가 결합되는 부분 또는 상기 급기덕트와 상기 바이패스(by-pass) 덕트가 결합되 는 부분을 폐쇄하도록 상기 방향전환댐퍼를 작동시키는 단계를 더 포함하는 환기시스템 제어방법.
  3. 바닥, 벽체, 천정, 창호를 포함하는 거실(居室)과 상기 창호에 의해 거실과 구획되는 발코니를 포함하는 건물에서 상기 거실을 냉방하기 위한 냉방시스템으로서, 냉수를 공급하는 열원부와; 상기 거실의 바닥에 매설되며 상기 열원부로부터 공급되는 냉수가 통과하는 바닥배관과 상기 바닥배관을 피복하는 축열층을 포함하는 복사패널부와; 상기 창호에 인접하여 설치되며 급기팬을 포함하는 팬부와 상기 팬부의 일측에 결합되는 취출구와 상기 팬부의 타측에 결합되는 유입구를 포함하며 상기 팬부로부터 발생하는 기류를 상기 취출구를 통해 상기 거실에 공급하는 급기부와, 상기 유입구에 결합되며 상기 열원부로부터 공급되는 냉수가 통과하는 배관코일과 상기 배관코일의 아랫쪽에 위치하는 판상의 드레인판과 상기 발코니 공간 내에 위치하며 일단이 상기 드레인판에 결합되는 드레인관을 포함하는 코일부와, 상기 발코니의 공간 내에 설치되며 일측은 외기에 노출되고 타측은 상기 코일부에 결합되며, 상기 코일부와 결합되는 부위에 공기혼합베인이 설치되는 덕트부를 포함하는 환기시스템과; 상기 열원부와 결합되는 공급본관(本管) 또는 환수본관과, 상기 공급본관 또는 환수본관에 각각 결합되는 공급분배기 또는 환수분배기를 포함하며, 상기 공급분배기의 지관(枝管)은 상기 바닥배관의 일단 또는 상기 배관코일의 일단과 결합되거나 상기 환수분배기의 지관은 상기 바닥배관의 타단 또는 상기 배관코일의 타단과 결합되는 분배부와; 상기 창호가 움직임에 따라 신호를 발생시키 는 접촉식센서 또는 적외선센서를 포함하며, 상기 열원부의 운전 또는 정지 또는 공급수의 온도를 제어하는 열원제어부와; 상기 급기팬의 회전속도 또는 상기 공기혼합베인의 작동을 제어하는 환기시스템제어부와; 상기 공급분배기 또는 환수분배기의 각 지관의 개폐정도를 제어하는 분배제어부를 포함하는 환기 및 공기정화가 가능한 바닥복사 냉방시스템의 제어방법에 있어서,
    (a) 상기 창호의 개방 또는 폐쇄여부를 감지하여 신호를 생성하여 전송하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계에서 전송된 신호를 수신하여, 창호가 개방되었을 경우 상기 바닥배관에 냉수가 공급되지 않도록 판단하고, 상기 배관코일에 냉수가 공급되도록 판단하는 단계; 및
    (c) 상기 (b)단계의 판단에 따라 상기 공급분배기의 각 지관 중 상기 바닥배관과 결합되는 부분을 폐쇄하고 상기 공급분배기의 각 지관 중 상기 배관코일과 결합되는 부분을 개방하는 단계를 포함하되,
    상기 (a)단계 내지 상기 (c)단계 중 어느 하나는 상기 창호가 개방되었을 경우 상기 급기팬의 회전속도를 상기 창호가 폐쇄되었을 경우의 상기 급기팬의 회전속도보다 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 환기 및 공기정화가 가능한 바닥복사 냉방시스템의 제어방법.
  4. (a) 실별 컨트롤러 설정값 조절부(660)에서 초기화 변수를 입력받아 저장하는 초기화 단계(INITIALIZATION STEP)와 이를 처리하기 위한 초기화 변수 저장 공간, 제어시스템의 검출부(510)로부터 실내외 환경 조건을 입력받아 저장하는 입력 단계(INPUT STEP)와 이를 처리하기 위한 입력변수 저장공간을 포함하는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계의 저장 공간으로부터 건축화 냉난방시스템의 운영모드를 입력 받는 상태설정단계(MODE SELECTION STEP)와 이를 처리하기 위한 모드 선택 연산 함수 모듈, 상태설정단계에서 입력된 운영모드에 따라 실내외 환경조건을 계산하는 연산단계(CALCULATION STEP)와 이를 처리하기 위한 실내외 환경 조건 연산 함수 모듈, 연산단계에서 계산된 실내외 환경조건을 바탕으로 건축화 냉난방시스템의 최적 운전을 위한 기기의 상태값를 설정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)와 이를 처리하기 위한 기기상태설정 연산 함수 모듈을 포함하는 단계; 및
    (c) 상기 (b) 단계의 자료종합단계(INTEGRATION STEP)에서 결정된 기기의 상태값을 제어신호로 변환하여 제어시스템(500)의 조작부(530)로 내보내기 위한 출력단계(OUTPUT STEP)와 이를 처리하기 위한 기기상태 설정 출력 모듈로 구성되는 단계를 포함하는 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템 제어방법.
  5. 검출부;
    상기 검출부에서 입력받은 값과 운전상태 및 거주자의 운전모드 등을 표시하기 위한 실별 컨트롤러 DISPLAY 표시부;
    제어시스템의 연산부에서의 다양한 운전 모드를 선택하기 위한 실별 컨트롤러 모드 선택 다이얼;
    전체 시스템의 운전을 위해 전원을 인가하는 실별 컨트롤러 전원 스위치;
    개실의 운전 여부를 설정하는 실별 컨트롤러 운전선택 스위치;
    개실의 제어변수의 설정값을 조절할 수 있도록 제어변수를 선택하는 하는 실별 컨트롤러 제어변수 설정값 선택부;
    상기 실별 컨트롤러 제어변수 설정값 선택부에서 선택된 개실의 제어변수 설정값을 조절할 수 있도록 하는 실별 컨트롤러 제어변수 설정값 조절부를 포함하는 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템 제어장치.
  6. (a) 설정실온(TSET), 설정바닥온도(TFSET), 실내공기환경 기준에서 정하거나 거주자의 요구에 따라 설정이 가능한 설정 CO2농도(CO2SET), 실내공기환경 기준에서 정하거나 거주자의 요구에 따라 설정이 가능한 설정 VOC농도(VOCSET), 실내공기환경 기준에서 정하거나 거주자의 요구에 따라 설정이 가능한 설정 미세먼지 농도 (DUSTSET), 실온제어편차(DIFF), 바닥온도제어편차(FDIFF), 상기 도4a의 CO2농도 최소값을 결정하여 환기시스템의 외기도입을 제어하기 위한 CO2농도제어편차(CO2DF), 실내 VOC농도를 설정 VOC농도 이하로 유지함에 있어 급기 팬의 동작을 2위치제어하기 위해 사용되는 VOC농도 제어편차(VOCDF), 실내 미세먼지 농도를 설정 미세먼지 농도 이하로 유지함에 있어 급기 팬의 동작을 2위치제어하기 위해 사용되는 미세먼지 농도제어편차(DUSTDF), 바닥표면결로제어의 안전율(SF) 등의 제어변수의 초기값을 설정하는 초기화 단계(INITIALIZATION STEP)와, 각 타임스텝마다 상기 제어시스 템(500)의 검출부(510)에서 실온(TR), 실내습도(HR), 바닥온도(TF), CO 2농도(CO2), 외기온도(TO), 외기습도(HO), 미세먼지 농도(DUST), VOC농도(VOC), 공급수온(TW ), 창호개방신호(WP) 등의 제어변수의 값을 읽어 오는 입력 단계(INPUT STEP)를 포함하는 단계;
    (b) 상기 제어시스템(500)의 연산부(520)에서 실온 유지 및 바닥표면의 결로 방지, 환기 및 공기청정, 전열교환, 외기냉방 기능이 가능하도록 기기의 상태값을 연산하는 부분으로, 전열교환된 외기도입 운전 모드([ V ] MODE, 521), 공기청정 운전 모드([ AIRCLEAN ] MODE, 522), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 운전 모드([ V + AIRCLEAN ] MODE, 523), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + RFH ] MODE, 524a), 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 온수코일난방운전 모드( [ V + AH ] MODE, 524b), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + RFH + AH ] MODE, 524c), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ V + RFC + DH ] MODE, 524d), 전열교환된 외기도입 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AC ] MODE, 524e), 전열교환된 외기도입 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + RFC + AC ] MODE, 524f), 공기청정 & 바닥복사난방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFH ] MODE, 525a), 공기청정 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ AIRCLEAN + AH ] MODE, 525b), 공기청정 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFH + AH ] MODE, 525c), 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ AIRCLEAN + RFC + DH ] MODE, 525d), 공기청정 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + AC ] MODE, 525e), 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + RFC + AC ] MODE, 525f), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFH ] MODE, 526a), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + AH ] MODE, 526b), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사난방 & 환기시스템 온수코일난방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFH + AH ] MODE, 526c), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일제습 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFC + DH ] MODE, 526d), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + AC ] MODE, 526e), 전열교환된 외기도입 & 공기청정 & 바닥복사냉방 & 환기시스템 냉수코일냉방 운전 모드([ V + AIRCLEAN + RFC + AC ] MODE, 526f), 외기냉방 운전 모드([ FC ] MODE, 527), 공기청정 & 외기냉방 운전 모드([ AIRCLEAN + FC ] MODE, 528)를 포함하는 각 실별 운영 모드를 결정하는 상태설정 단계(MODE SELECTION STEP)와, 상기 상태설정 단계(MODE SELECTION STEP)에서 선택된 운영모드에 따라 각각 실온 유지 및 바닥표면의 결로 방지, 환기 및 공기청정, 전열교환, 외기냉방 기능이 가능하도록 실내노점온도(TD_R), 실외노점온도(TD_O), 실내엔탈피(ENT_R), 실외엔탈피(ENT_O), 실내 난방필요여부(HeatingOn), 실내 냉방필요여부(CoolingOn), 실내 환기필요여부(VentOn), 실내 필요외기도입량(AmountOA), VOC농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnVOC), 미세먼지농도기준에 의한 공기청정필요여부(AirCleanOnDust), 실내외 엔탈피차에 의한 외기냉방가능여부(FreeCooling), 바닥표면결로발생가능성여부(Condensation), 바닥표면불쾌적가능성여부(Tfdiscomfort), 바닥패널의 공급수 설정온도(TW_RF), 환기시스템의 냉온수배관 공급수 설정온도(TW_A) 등 제어를 위한 실내외 및 시스템의 상태값을 연산하는 연산단계(CALCULATION STEP), 상기 연산단계(CALCULATION STEP)에서의 결과값을 종합하여 상기 제어시스템(500)의 복사냉난방 패널 제어용 개폐식 밸브의 엑츄에이터(VALVE_RF, 531)와 복사냉난방 패널 제어용 펌프제어를 위한 릴레이(PUMP, 532), 환기시스템 제어용 3방밸브의 엑츄에이터(VALVE_A, 533), 복사냉난방 패널 제어용 3방 밸브의 엑츄에이터(3VALVE_RF, 534), 공기혼합베인을 제어하기 위한 엑츄에이터(MIXINGVANE, 535), 외기공급 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_O, 536), 배기댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_E, 537), BY-PASS 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_B, 538), AIR TIGHT MODULATING 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_AT, 539), 급기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_S, 540), 배기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_E, 541)를 포함하는 조작부(530)에 보내는 출력값을 결정하는 자료종합단계(INTEGRATION STEP)를 포함하는 단계; 및
    (c) 상기 (b) 단계의 자료종합단계(INTEGRATION STEP)에서 결정된 출력값을 기기에 출력신호로 내보내는 출력 단계(OUTPUT STEP)를 포함하는 단계를 포함하는 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템 제어방법.
  7. (a) 입력된 CO2농도(CO2)가 설정CO2농도(CO2SET)보다 큰 경우(b6), 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값을 참(true)으로 하고(b11), 입력된 CO2농도(CO2)가 설정CO2농도(CO2SET)보다 크지 않고(b7), 입력된 CO2농도(CO2)가 설정CO2농도(CO2SET)와 CO2농도제어편차(CO2DF)의 차보다 작은 경우(b9), 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값을 거짓(false)으로 하고(b12), 입력된 CO2농도(CO2)가 설정CO2농도(CO2 SET)보다 크지 않고(b7), 입력된 CO2농도(CO2)가 설정CO2농도(CO2SET)와 CO2농도제어편차(CO2DF)의 차보다 작지 않은 경우(b10), 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값을 이전상태의 값으로 내보내는 실내 환기필요여부 연산단계와, 입력된 CO2농도(CO2)에 따라 상기 도4a와 같은 관계식을 이용하여 실내 필요외기도입량(AmountOA)을 계산하는 실내 필요외기도입량 연산단계(b13)를 포함하는 환기 연산단계와;
    (b) 복사냉난방 패널 제어용 개폐식 밸브의 엑츄에이터의 상태값(VALVE_RF, 531)을 닫힘(0)으로 하고 복사냉난방 패널 제어용 펌프제어를 위한 릴레이의 상태값(PUMP,532)을 정지(0)로 하고, 환기시스템 제어용 3방밸브의 엑츄에이터(VALVE_A, 533)의 상태값을 열원으로 온수 반송(0)으로 결정하고, 복사냉난방 패널 제어용 3방 밸브의 엑츄에이터(3VALVE_RF, 534)의 상태값을 0으로 하는, 즉 B3기기상태설정으로 하는 B-1 자료종합단계와, 상기 환기 연산단계에서 계 산된 실내 필요외기도입량(AmountOA)에 따라 상기 도4b와 같은 관계식을 이용하여 공기혼합베인을 제어하기 위한 엑츄에이터(MIXINGVANE)의 회전각도를 결정하는 과정(b16)과, 상기 환기 연산단계에서 계산된 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값이 참(true)인 경우(b18), 외기공급 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_O, 536)의 상태값을 열림(1)로 하고, 배기댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_E, 537)의 상태값을 열림(1)로 하고, BY-PASS 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_B, 538)의 상태값을 닫힘(0)으로 하고, AIR TIGHT MODULATING 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_AT, 539)의 상태값을 열림(1)로 하고, 급기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_S, 540)의 상태값을 운전(1)로 하고, 배기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_E, 541)의 상태값을 운전(1)로 하는 과정(b20), 즉 A1기기상태설정과, 환기 연산단계에서 계산된 실내 환기필요여부(VentOn)의 진리값이 거짓(false)인 경우(b19), 외기공급 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_O, 536)의 상태값을 0(닫힘)로 하고, 배기댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_E, 537)의 상태값을 닫힘(0)으로 하고, BY-PASS 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_B, 538)의 상태값을 닫힘(0)으로 하고, AIR TIGHT MODULATING 댐퍼용 엑츄에이터(DAMPER_AT, 539)의 상태값을 닫힘(0)으로 하고, 급기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_S, 540)의 상태값을 정지(0)로 하고, 배기팬 모터 제어용 릴레이(FAN_E, 541)의 상태값을 정지(0)로 하는 과정(b21), 즉 A2기기상태설정을 포함하는 환기 자료종합단계를 포함하는 환기 및 공기정화가 가능한 주거용 건물의 건축화 냉난방시스템 제어방법.
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