KR20100008814A

KR20100008814A - 복합 열원 공조 시스템 및 이의 제어 방법

Info

Publication number: KR20100008814A
Application number: KR1020080069384A
Authority: KR
Inventors: 김용찬; 전종욱; 이태원; 김용기
Original assignee: 고려대학교 산학협력단; 한국건설기술연구원
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-01-27
Also published as: KR101078010B1

Abstract

본 발명은, 압축기, 압축 팽창 밸브 및 압축 열교환기를 구비하고, 상기 압축 열교환기를 관류하는 압축 열교환 라인 상에 배치되는 압축 열교환 펌프를 구비하는 압축 열원 유니트; 지중에서 열교환을 이루는 지열 라인과, 상기 지열 라인 상에 배치되는 지열 팽창 밸브, 지열 펌프 및 지열 열교환기를 구비하고, 상기 지열 열교환기를 관류하는 지열 열교환 라인 상에 배치되는 지열 열교환 펌프를 구비하는 지열 열원 유니트; 상기 압축 열교환 라인 및 상기 지열 열교환 라인 중의 하나 이상과 헤더 작동 유체를 통하여 열교환을 이루는 헤더; 공조 송풍기를 포함하는 공조 유니트; 대상 공간의 온도를 감지하는 대상 온도 센서와, 상기 헤더 작동 유체 온도를 감지하는 헤더 온도 센서와, 외기의 건구 및 습구 온도를 감지하는 외기 건구 온도 센서 및 외기 습구 온도 센서를 갖는 센서 유니트; 사전 설정된 설정 건구 온도, 설정 습구 온도, 설정 헤더 온도 및 설정 대상 온도값이 저장되는 저장부; 상기 감지 유니트로부터의 감지 신호와 상기 저장부에 사전 설정되어 저장된 저장값을 비교하여 상기 압축 열교환 펌프 및 지열 열교환 펌프에 제어 신호를 인가하는 제어부;를 구비하는 복합 열원 공조 시스템 및 이의 제어 방법을 제공한다.

Description

복합 열원 공조 시스템 및 이의 제어 방법{VENTILATION SYSTEM WITH HYBRID HEAT SOURCE AND THE METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 복수 개의 열원 장치를 구비하는 장치, 특히 냉방 모드에서의 작동 효율을 증진시킬 수 있는 복합 열원 장치 및 이의 제어 방법에 관한 것이다.

유가 급등으로 인한 에너지 효율성 문제가 사회 화두로서 대두되고 있다. 이에 석유 에너지의 활용을 최적화시켜 에너지 효율성을 증대시키거나 또는 대체적 에너지를 활용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 대체 에너지로서 태양 에너지, 풍력 에너지 및 지열 에너지 등의 연구 및 개발이 상당부분 상용화 진행 내지 실시에 이르렀다. 또한, 어느 단일의 에너지 열원만을 사용하였을 경우 발생하는 단점들을 보완하고 에너지 효율성을 극대화시키기 위하여 다양한 열원을 복합적으로 사용하는 방법에 대하여도 진행되었다.

하지만, 종래 기술에 따른 복수 개의 열원을 사용한 장치를 건물 등의 공조 시스템, 특히 냉방 장치에 적용하여 운영함에 있어 에너지 열원의 스위칭시 정확한 절환 기준이 부재하여 에너지 효율성을 증진시키는 작동을 이루기 어려웠다. 즉, 사용자가 원하는 소정의 설정 온도를 유지하기 위하여 에너지의 손실을 상당부분 인정하는 운전 상태를 유지하였다는 단점이 수반되었다.

따라서, 본 발명은, 사용자가 원하는 소정의 냉방 상태를 유지하되 에너지 작동 효율을 최적화시키고, 작동 모드의 빈번한 절환으로 인한 장치의 손상 내지 운영비 증대 등을 방지하기 위한 복합 열원 공조 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기, 압축 팽창 밸브 및 압축 열교환기를 구비하고, 상기 압축 열교환기를 관류하는 압축 열교환 라인 상에 배치되는 압축 열교환 펌프를 구비하는 압축 열원 유니트; 지중에서 열교환을 이루는 지열 라인과, 상기 지열 라인 상에 배치되는 지열 팽창 밸브, 지열 펌프 및 지열 열교환기를 구비하고, 상기 지열 열교환기를 관류하는 지열 열교환 라인 상에 배치되는 지열 열교환 펌프를 구비하는 지열 열원 유니트; 상기 압축 열교환 라인 및 상기 지열 열교환 라인 중의 하나 이상과 헤더 작동 유체를 통하여 열교환을 이루는 헤더; 공조 송풍기를 포함하는 공조 유니트; 대상 공간의 온도를 감지하는 대상 온도 센서와, 상기 헤더 작동 유체 온도를 감지하는 헤더 온도 센서와, 외기의 건구 및 습구 온도를 감지하는 외기 건구 온도 센서 및 외기 습구 온도 센서를 갖는 센서 유니트; 사전 설정된 설정 건구 온도, 설정 습구 온도, 설정 헤더 온도 및 설정 대상 온도값이 저장되는 저장부; 상기 감지 유니트로부터의 감지 신호와 상기 저장부에 사전 설정되어 저장된 저장값을 비교하여 상기 압축 열교환 펌프 및 지열 열교환 펌프에 제어 신호를 인가하는 제어부;를 구비하는 복합 열원 공조 시스템을 제공한다.

또한 본 발명의 다른 일면에 따르면, 본 발명은, 압축 열원 유니트, 지열 열원 유니트, 헤더, 공조 유니트, 센서 유니트, 저장부 및 제어부를 구비하는 복합 열원 공조 시스템을 제어하기 위한 복합 열원 공조 시스템 제어 방법으로서, 상기 센서 유니트에 구비되는, 대상 공간의 온도를 감지하는 대상 온도 센서와, 상기 헤더 작동 유체의 온도를 감지하는 헤더 온도 센서와, 외기의 건구 및 습구 온도를 감지하는 외기 건구 온도 센서 및 외기 습구 온도 센서가 각각의 온습도를 감지하는 감지 단계와, 상기 제어부가 상기 센서 유니트로부터의 신호와 상기 저장부에 사전 설정되어 저장된 설정 건구 온도, 설정 습구 온도, 설정 헤더 온도 및 설정 대상 온도값을 비교하여 상기 복합 열원 공조 시스템의 작동 모드를 판단하는 모드 판단 단계와, 상기 제어부가 판단된 작동 모드를 위한 제어 신호를 상기 압축 열원 유니트 및 상기 지열 열원 유니트에 제공하여 각각의 작동 모드를 수행하는 모드 수행 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 열원 공조 시스템 제어 방법을 제공한다.

상기 복합 열원 공조 시스템 제어 방법에 있어서, 상기 설정 건구 온도 및 설정 습구 온도는 각각 설정 건구 제 1 온도, 설정 건구 제 2 온도 및 설정 습구 제 1 온도, 설정 습구 제 2 온도를 포함하는 복수 개가 구비되고, 상기 모드 판단 단계는: 상기 외기 건구 온도와 상기 설정 건구 제 1 온도를, 그리고 상기 외기 습 구 온도와 상기 설정 습구 제 1 온도를 비교하는 제 1 온도 비교 단계와, 상기 제 1 온도 비교 단계에서 상기 외기 건구 온도 및 상기 외기 습구 온도가 상기 설정 건구 제 1 온도 및 상기 설정 습구 제 1 온도보다 큰 경우, 상기 대상 온도와 상기 설정 대상 온도를 비교하는 대상 온도 제 1 비교 단계를 구비하고, 상기 대상 온도 제 1 비교 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 경우, 상기 제어부는 상기 작동 모드가 상기 압축 열원 유니트 및 상기 지열 열원 유니트를 동시 가동시키는 전체 모드로 판단할 수도 있다.

상기 복합 열원 공조 시스템 제어 방법에 있어서, 상기 대상 온도 제 1 비교 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도 이하인 경우, 상기 제어부는 상기 작동 모드가 상기 압축 열원 유니트를 가동시키는 제 1 차 모드로 판단할 수도 있다.

상기 복합 열원 공조 시스템 제어 방법에 있어서, 상기 모드 판단 단계는: 상기 제 1 온도 비교 단계에서 상기 외기 건구 온도 또는 상기 외기 습구 온도가 상기 설정 건구 제 1 온도 또는 상기 설정 습구 제 1 온도 이하인 경우, 상기 외기 건구 온도와 상기 설정 건구 제 2 온도를, 그리고 상기 외기 습구 온도와 상기 설정 습구 제 2 온도를 비교하는 제 2 온도 비교 단계와, 상기 헤더 작동 유체 온도가 상기 설정 헤더 온도를 비교하는 헤더 온도 비교 단계와, 상기 헤더 작동 유체 온도가 상기 설정 헤더 온도 이상인 경우, 상기 대상 온도와 상기 설정 대상 온도를 비교하는 대상 온도 제 2 비교 단계를 포함하고, 상기 대상 온도 제 2 비교 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 경우, 상기 제어부는 상기 작동 모드가 상기 압축 열원 유니트를 가동시키는 제 1 차 모드로 판단할 수도 있다.

상기 복합 열원 공조 시스템 제어 방법에 있어서, 상기 대상 온도 제 2 비교 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도 이하인 경우, 상기 제어부는 상기 작동 모드가 상기 지열 열원 유니트를 가동시키는 제 2 차 모드로 판단할 수도 있다.

상기 복합 열원 공조 시스템 제어 방법에 있어서, 상기 설정 건구 온도 및 설정 습구 온도는 각각 설정 건구 제 1 온도, 설정 건구 제 2 온도 및 설정 습구 제 1 온도, 설정 습구 제 2 온도를 포함하는 복수 개가 구비되고, 상기 모드 판단 단계는: 상기 외기 건구 온도와 상기 설정 건구 제 1 온도를, 그리고 상기 외기 습구 온도와 상기 설정 습구 제 1 온도를 비교하는 제 1 온도 비교 단계와, 상기 제 1 온도 비교 단계에서 상기 외기 건구 온도 및 상기 외기 습구 온도가 상기 설정 건구 제 1 온도 및 상기 설정 습구 제 1 온도보다 큰 경우, 상기 대상 온도와 상기 설정 대상 온도를 비교하는 대상 온도 제 1 비교 단계와, 상기 대상 온도 제 1 비교 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 경우, 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 상태가 사전 설정된 시간동안 연속 유지 여부를 판단하는 시간 히스테리시스 단계를 구비하고, 상기 시간 히스테리시스 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 상태가 사전 설정된 시간동안 연속 유지된 것으로 판단된 경우, 상기 제어부는 상기 작동 모드가 상기 압축 열원 유니트 및 상기 지열 열원 유니트를 동시 가동시키는 전체 모드로 판단할 수도 있다.

상기 복합 열원 공조 시스템 제어 방법에 있어서, 상기 센서 유니트는 외기의 습도를 감지하는 습도 센서를 구비하고, 상기 복합 열원 공조 시스템은 상기 제어부와 전기적 소통을 이루는 연산부를 더 구비하고, 상기 모드 판단 단계는: 상기 연산부가 상기 외기 건구 온도와 상기 외기 습구 온도로부터 외기 이슬점 온도를 산출하고, 상기 외기 건구 온도, 상기 외기 이슬점 온도 및 상기 저장부에 사전 설정되어 저장된 예측 성능 계수 산출식으로부터 예측 성능 계수를 산출하는 성능 계수 연산 단계와, 상기 성능 계수 연산 단계에서 연산된 현재 예측 성능 계수와 전 단계에서 연산된 예측 성능 계수를 비교하는 성능 계수 비교 단계와, 상기 성능 계수 비교 단계에서 상기 현재 예측 성능 계수가 상기 전 단계 연산된 예측 성능 계수보다 큰 경우, 상기 대상 온도와 상기 설정 대상 온도를 비교하는 대상 온도 제 1 비교 단계와, 상기 대상 온도 제 1 비교 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 경우, 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 상태가 사전 설정된 시간동안 연속 유지 여부를 판단하는 시간 히스테리시스 단계를 구비하고, 상기 시간 히스테리시스 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 상태가 사전 설정된 시간동안 연속 유지된 것으로 판단된 경우, 상기 제어부는 상기 작동 모드가 상기 압축 열원 유니트 및 상기 지열 열원 유니트를 동시 가동시키는 전체 모드로 판단할 수도 있다.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 복합 열원 공조 시스템 및 이의 제어 방법은 다음과 같은 효과를 갖는다.

첫째, 본 발명은 복합 열원에 대한 각각의 작동 모드를 운영하여 에너지 손실을 최소화시켜 성능 효율을 최적화시키는 복합 열원 공조 시스템 및 이의 제어 방법을 제공할 수 있다.

둘째, 본 발명에 따른 복합 열원 공조 시스템 및 이의 제어 방법은 시간 히스테리시스 제어 과정을 구비하여 빈번한 작동 전환으로 발생 가능한 열원 유니트의 손상을 방지하여 장치의 운영 유지 비용을 최소화시킬 수 있다.

셋째, 본 발명에 따른 복합 열원 공조 시스템 및 이의 제어 방법은 예측 성능 계수 상관 관계식을 사용함으로써 예측적 판단을 가능하게 하여 열원 유니트의 부하 과중으로 인한 장치 손상을 방지하여 운전 효율을 최적화시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 복합 열원 공조 시스템 및 이의 제어 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 열원 공조 시스템(10)의 개략적인 구성도가 도시되는데, 본 발명의 일실시예에 따른 복합 열원 공조 시스템(10)은 압축 열원 유니트(100)와, 지열 열원 유니트(200)와, 헤더(300)와, 공조 유니트(400)와, 센서 유니트(800)와, 제어부(500)와, 저장부(600)를 구비하는데, 복합 열원 공조 시스템(10)은 압축 열원 유니트(100)와 지열 열원 유니트(200)는 복합적인 열원을 구비한다. 본 실시예에 따른 복합 열원 공조 시스템(10)은 냉방 및/또는 난방에 모두 적용 가능한 구조를 취하는데, 본 실시예에서는 냉방 작동을 위한 구성 및 제어 방법을 위주로 기술한다.

압축 열원 유니트(100)는 압축 열원 송풍기(110)와, 압축기(140)와, 압축 열원부(120)와, 압축 압축 팽창 밸브(150)와, 압축 열교환기(130,160)를 포함하는데, 압축 열원 유니트(100)는 열펌프로 구성되어 작동 유체의 순환 방향에 따라 난방, 냉방의 선택적 작동이 가능하나, 본 실시예에서는 냉방 작동에 대하여 기술한다. 압축 열교환기(130,160)는 본 실시예에서 두 개가 구비되는데, 도면 부호 130으로 지시되는 제 1 압축 열교환기(130)와, 도면 부호 160으로 지시되는 제 2 압축 열교환기(160)를 포함한다. 압축 열원 송풍기(110)와 압축 열원부(120) 및 제 1 압축 열교환기(130)는 응축기 기능을 수행한다. 압축 열원 송풍기(110)는 제어부(500)의 제어 신호에 따라 작동하는데, 압축 열원 송풍기(110)를 통하여 강제적으로 유입되는 외기는 압축 열원 송풍 덕트(111)를 따라 압축 열원 유니트(100)로 유입되어 응축기로 기능하는 압축 열원부(120) 및/또는 제 1 압축 열교환기(130)의 방열을 증진시킬 수 있다. 압축 열원부(120)는 제 1 압축 열교환기(130)를 통하여 압축 라인(131)과 열교환을 이루는데, 압축 라인(131)에는 작동 유체가 관류한다. 압축 라인(131) 상에는 압축기(140)와 압축 팽창 밸브(150)가 구비된다. 압축기(140)는 압축 라인(131)을 관류하는 작동 유체에 일을 제공하는데, 압축기(140)는 본 실시예에서 스크류 압축기로 구현되었으나 이는 일예일뿐 본 발명이 이에 국한되지는 않는다. 압축 열원부(120)와 제 1 압축 열교환기(130)의 대응되는 위치로, 압축 라인(131)의 타측에는 제 2 압축 열교환기(160)가 구비되는데, 제 2 압축 열교환기(160)는 압축 열원 유니트(100)의 증발기로서 작동한다.

압축 열원 유니트(100)는 압축 열교환 라인(180)을 더 구비하는데, 압축 열 교환 라인(180)은 하기되는 헤더(300)와 헤더 작동 유체를 통한 유체 소통을 이루고 일측은 제 2 압축 열교환기(160)를 통하여 압축 라인(131)과 열교환을 이룬다. 즉, 제 2 압축 열교환기(160)는 냉방 장치의 증발기 기능을 수행하여 열을 흡수함으로써 압축 열교환 라인(180)을 관류하는 헤더 작동 유체(미도시)의 온도를 저하시킬 수 있다. 압축 열교환 라인(180) 상에는 압축 열교환 펌프(170)가 구비되는데, 제어부(500)는 압축 열교환 펌프(170)에 제어 신호를 인가함으로써 압축 열교환 펌프(170)의 작동 여부를 제어하고 이를 통하여 복합 열원 공조 시스템의 작동 모드 제어를 이룰 수 있다.

한편, 압축 열교환 라인(180) 상으로 제 2 압축 열교환기(160) 하류 및 헤더(300)의 상류에는 하기되는 센서 유니트(800)의 유량 감지기(820) 중의 하나인 압축 유량계(821)가 배치되어, 압축 열원과 열교환을 이루는 헤더 작동 유체의 유량을 감지하고 이를 제어부(500)로 전달할 수도 있다.

지열 열원 유니트(200)는 지열 라인(220)과, 지열 팽창 밸브(210)와, 지열 펌프(230)와, 지열 열교환기(240)를 구비하는데, 지열 팽창 밸브(210)와 지열 펌프(230)와 지열 열교환기(240)는 지열 라인(220) 상에 배치된다. 지열 라인(220) 상에는 지열 펌프(230)가 배치되는데, 지열 펌프(230)는 지열 라인(220)을 관류하는 지열 라인 작동 유체를 소정의 유동 방향으로 관류시킨다. 지열 라인(220)의 일부는 지중에 매설되는데, 지중에 매설된 지열 라인(220)은 지중과 열교환을 이룸으로써, 보다 상세하게는 지열 라인(220)을 관류하는 지열 라인 작동 유체와 지중은 열교환을 이룬다. 지중에 매설된 지열 라인(220)의 열교환 대상은 지중에 형성 된 수조 내 물일 수도 있고 지중의 공동(空洞) 영역의 공기일 수도 있는 등 다양한 적용이 가능한데, 열교한을 통하여 지열 라인(220)을 관류하는 지열 라인 작동 유체는 냉각된다. 지열 라인(220) 상에 배치되는 지열 팽창 밸브(210)를 거친 지열 라인 작동 유체는 지열 열교환기(240)를 통하여 열을 흡수하는 열교환을 이룬다. 지열 열원 유니트(200)는 지열 열교환 라인(260)을 더 구비하는데, 지열 열교환 라인(260)은 하기되는 헤더(300)와 헤더 작동 유체를 통한 유체 소통을 이루고 일측은 지열 열교환기(240)를 통하여 지열 라인(220)과 열교환을 이룬다. 즉, 지열 열교환기(240)는 냉방 장치의 증발기 기능을 수행하여 열을 흡수함으로써 지열 열교환 라인(260)을 관류하는 헤더 작동 유체(미도시)의 온도를 저하시킬 수 있다. 지열 열교환 라인(220) 상에는 지열 열교환 펌프(250)가 구비되는데, 제어부(500)는 지열 열교환 펌프(250)에 제어 신호를 인가함으로써 지열 열교환 펌프(250)의 작동 여부를 제어하고 이를 통하여 복합 열원 공조 시스템의 작동 모드 제어를 이룰 수 있다.

한편, 지열 열교환 라인(260) 상으로 지열 열교환기(240) 하류 및 헤더(300)의 상류에는 하기되는 센서 유니트(800)의 유량 감지기(820) 중의 하나인 지열 유량계(823)가 배치되어, 지열 열원과 열교환을 이루는 헤더 작동 유체의 유량을 감지하고 이를 제어부(500)로 전달할 수도 있다.

헤더(300)는 축열조 기능을 수행하는데, 축열조로서의 헤더(300)의 내부에는 헤더 작동 유체가 수용된다. 헤더(300)에는 헤더(300) 내부에 수용되는 헤더 작동 유체(미도시)의 온도를 감지하기 위한 헤더 온도 센서(815)가 배치된다. 헤더 온 도 센서(815)는 감지한 헤더(300) 내부의 온도를 제어부(500)로 전달할 수 있다. 압축 열교환 라인(180) 및 지열 열교환 라인(260)과 유체 소통을 이루는 헤더(300)는 타측에서 헤더 라인(310)과도 유체 소통을 이룸으로써, 헤더 작동 유체(미도시)는 헤더(300)로부터 헤더 라인(310)을 따라 관류할 수 있다. 헤더 라인(310) 상에는 헤더 펌프(320)가 구비될 수 있는데, 헤더 펌프(320)를 통하여 헤더 라인(310)을 관류하는 헤더 작동 유체의 유동을 보다 원활하게 할 수도 있다. 헤더 라인(310) 상에는 헤더 라인 유량계(825)가 배치되어 헤더 라인(310)을 따라 관류하는 헤더 작동 유체의 유량을 감지하고 이를 제어부(500)로 전달할 수 있다.

공조 유니트(400)는 공조 송풍기(410)와 공조 열교환기(420)를 구비하는데, 공조 송풍기(410)는 제어부(500)의 제어 신호에 따라 가동된다. 공조 열교환기(420)에는 헤더 라인(310)이 배치되는데, 헤더 라인(310)을 따라 관류하는 헤더 작동 유체는 공조 열교환기(420)에서 열교환을 통하여 열을 흡수한다. 즉, 제어부(500)의 제어 신호에 따라 작동하는 공조 송풍기(410)는 외기를 유입시켜 이를 헤더 라인(310)이 관통 배치되는 공조 열교환기(420)를 통과시키는데, 공조 열교환기(420)를 통과하는 외기는 헤더 라인(310)을 관류하는 헤더 작동 유체와 열교환을 이루어 외기는 열을 빼앗기고, 열을 빼앗기어 냉각된 외기는 대상 공간으로서의 실내에 유입됨으로써 실내 온도로서의 대상 온도를 소정의 온도로 유지시킬 수 있다.

센서 유니트(800)는 앞서 일부 기술된 바와 같이, 온도 센서부(810)와 유량 센서부(820)를 구비하는데, 온도 센서부(810)는 외기의 건구 온도를 감지하는 외기 건구 온도 센서(811)와, 외기의 습구 온도를 감지하는 외기 습구 온도 센서(813) 와, 헤더(300)의 내부 온도를 감지하는 헤더 온도 센서(815)와, 대상 공간인 실내(B)의 온도를 감지하기 위한 실내 온도 센서(819)를 포함한다. 또한, 유량 센서부(820)는 압축 유량계(821)와 지열 유량계(823)와 헤더 라인 유량계(825)를 구비하는데, 이들은 각각 압축 열교환 라인(170), 지열 열교환 라인(260), 헤더 라인(310)에 배치되어 이들을 관류하는 각각의 작동 유체의 유량을 감지하고 이를 제어부(500)로 전달한다.

저장부(600)는 외기의 건구 온도, 습구 온도와, 헤더(300)내 헤더 작동 유체의 헤더 온도와, 실내인 대상 공간에서의 대상 온도에 대한 각각의 사전 설정된 설정 온도값이 저장된다. 즉, 저장부(600)에는 사전 설정된 설정 건구 온도(Tds1,Tds2,Tds3), 설정 습구 온도(Tws1,Tws2,Tws3), 설정 헤더 온도(Tqs), 설정 대상 온도(TRs)가 저장된다.

제어부(500)는 저장부(500), 센서 유니트(800) 및 압축 열원 유니트(100)의 압축기(140), 압축 열교환 펌프(170), 지열 열원 유니트(200)의 지열 열교환 펌프(250) 등과 전기적 소통을 이루는데, 제어부(500)는 센서 유니트(800)에서 감지된 감지 신호와 저장부(600)에 사전 설정되어 저장된 값을 비교하여 이로부터 사전 설정된 작동 모드를 수행하는 제어 신호를 압축 열교환 펌프(170), 지열 열교환 펌프(250) 등으로 출력한다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 열원 공조 시스템(10)의 제어 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 2 및 도 3에는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 열원 공조 시스템(10)의 압축 열원 유니트(100)에서 각각의 설정된 건구 온도(Td1,Td2,Td3,Td4,Td5,Td6,Td7) 및 습구 온도(또는 이슬점 온도, Tdp1,Tdp2,Tdp3,Tdp4,Tdp5)에 대하여 습구 온도(또는 이슬점 온도) 및 건구 온도를 변화시켰을 때 얻어진 냉동 성능 계수를 나타낸 선도이다. 특히, 도 3에는 일직선 형태의 지열 열원 유니트에 대한 성능 계수 선도가 도시되는데, 지열 열원 유니트(200)는 일정한 성능 계수 값을 유지한다. 따라서, 각각의 외기의 건구 온도와 습구 온도의 상태에 따라 선택적으로 어느 일 열원 내지는 모든 열원을 작동시키는 제어를 수행하는 것이 복합 열원 공조 시스템(10)의 성능을 최적화시키는 것임을 알 수 있다.

본 발명의 복합 열원 공조 시스템(10)의 제어 방법은 감지 단계(S100)와, 모드 판단 단계(S200)와, 모드 수행 단계(S300)를 구비한다. 감지 단계(S100)에서, 제어부(500)는 센서 유니트(800)에 각각의 감지 기능을 수행하도록 하는 제어 신호를 인가한다(S100). 제어부(500)의 제어 신호에 따라 센서 유니트(800)의 대상 온도 센서(819)가 실내(B)인 대상 공간에 대한 대상 온도(TR)을 감지하고, 헤더 온도 센서(815)가 헤더(300) 내부의 헤더 작동 유체의 온도를 감지하고, 외기 건구 온도 센서(811) 및 외기 습구 온도 센서(813)가 외기의 건구 온도(Tde) 및 외기 습구 온도(Twe)를 감지하고, 이러한 감지된 온도 값을 제어부(500)로 전달한다.

제어부(500)는 센서 유니트(800)로부터 감지된 신호와 저장부(600)에 사전 설정되어 저장된 설정 온도값에 기초하여 현재 복합 열원 공조 시스템(10)의 작동 모드를 판단한다(S200). 저장부(600)에는 외기에 대한 건구 온도, 습구 온도 및 헤더에 대한 헤더 온도 및 대상 공간에 대한 대상 온도의 설정 값(Tds1,Tds2,Tws1,Tws2,Tqs,TRs)이 사전 설정되어 저장되는데, 외기 건구 온도와 외기 습구 온도는 각각 설정 건구 제 1 온도(Tds1)와 설정 건구 제 2 온도(Tds2) 및 설정 습구 제 1 온도(Tws1)와 설정 습구 제 2 온도(Tws2)를 포함하는 복수 개가 구비될 수 있다. 각각의 설정 건구/습구 제 1 온도(Tds1,Tws1) 및 설정 건구/습구 제 2 온도(Tds2,Tws2)는 도 2 및 도 3에 도시된 성능 곡선과 온도의 상관 관계로부터 얻어질 수 있다.

제어부(500)는 저장부(600)와의 전기적 소통을 통하여 원하는 소정의 설정값과 감지된 실제 온도값을 비교하여 작동 모드를 판단할 수 있다. 도 5에는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(500)의 작동 모드 판단 단계에 대하여 도시되는데, 제어부(500)가 선택하는 작동 모드는 전체 모드와 제 1차 모드와 제 2차 모드를 포함한다. 전체 모드는 복합 열원 공조 시스템(10)에 구비되는 모든 열원, 즉 압축 열원 유니트(100)와 지열 열원 유니트(200)를 모두 작동시키는 모드이고, 제 1차 모드는 압축 열원 유니트(100)만을 가동시키는 작동 모드이고, 제 2차 모드는 지열 열원 유니트(200)만을 가동시키는 작동 모드이다.

모드 판단 단계(S200)는 제 1 온도 비교 단계(S210)와, 대상 온도 제 1 비교 단계(S211)를 포함하는데, 제어부(500)는 감지 단계(S100)에서 감지된 신호와 저장부에 사전 설정되어 저장된 값을 기초로 각각의 비교 단계를 수행한다. 제어부(500)는 제 1 온도 비교 단계(S210)에서 외기 건구 온도(Tde)와 설정 건구 제 1 온도(Tds1) 및 외기 습구 온도(Twe)와 설정 습구 제 1 온도(Tws1)을 비교한다(S210). 그런 후, 제어부(500)는 외기 건구 온도(Tde) 및 외기 습구 온도(Twe) 가 모두 설정 건구/습구 제 1 온도(Tds1,Tws1)보다 큰 경우, 대상 온도(TR)와 설정 대상 온도(TRs)를 비교하는 대상 온도 제 1 비교 단계를 수행한다(S211). 제어부(500)가 실내, 즉 대상 공간에 대한 대상 온도(TR)이 설정 대상 온도(TRs)보다 크다고 판단한 경우, 제어부(500)는 선택되어야 할 작동 모드가, 압축 열원 유니트(100)와 지열 열원 유니트(200)의 모든 작동을 수행하도록 하는 전체 모드(ALL)라고 판단하는 모드 결정 단계를 수행한다(S213). 전체 모드(ALL)가 선택되어야 하는 것으로 판단된 경우 제어부(500)는 하고 압축 열원 유니트(100)와 지열 열원 유니트(200)에 작동 제어 신호를 인가하는데, 압축 열원 유니트(100)의 압축기(140), 압축 열원 송풍기(110), 압축 열교환 펌프(170) 및 지열 열원 유니트(200)의 지열 펌프(230), 지열 열교환 펌프(200), 그리고 헤더 라인(310) 상에 배치되는 헤더 라인 펌프(320)과 공조 유니트(400)의 공조 송풍기(410) 등에 각각의 제어 신호를 인가한다(S300).

한편, 단계 S211에서 제어부(500)가 제어부(500)가 실내, 즉 대상 공간에 대한 대상 온도(TR)이 설정 대상 온도(TRs) 이하라고 판단한 경우, 제어부(500)는 선택되어야 할 작동 모드가, 압축 열원 유니트(100)의 작동을 수행하도록 하는 제 1 차 모드라고 판단하고(S225), 압축 열원 유니트(100)의 작동을 위한 제어 신호를 인가한다(S300). 이는 외기 건구/습구 온도로부터 전체 모드의 작동 필요성에 대한 가능성이 제기되어 전체 모드의 작동을 위한 예비적 판단을 수행하였으나, 공조 대상으로서의 대상 공간에서의 대상 온도(TR)가 설정된 값보다 낮은 값을 유지하는 사용자에 의하여 설정된 냉방 상태가 유지되는 것으로 판단하여 부하의 증대가 필 요하지 않다고 판단함에 기인한다.

또한, 단계 S210에서 제어부(500)가 외기 건구 온도(Tde) 및 외기 습구 온도(Twe) 중의 어느 하나가 각각 설정 건구/습구 제 1 온도(Tds1,Tws1) 이하의 값을 갖는다고 판단하는 큰 경우, 즉 외기 건구 온도(Tde)가 설정 건구 제 1 온도(Tds1) 이하이거나 또는 외기 습구 온도(Twe)가 설정 습구 제 1 온도(Tws1) 이하라고 판단한 경우, 제어부(500)는 제 2 온도 비교 단계(S220)와, 헤더 온도 비교 단계(S221)와, 대상 온도 제 2 비교 단계(S223)를 포함하는 제어 과정을 수행한다.

먼저, 제어부(500)는 외기 건구 온도(Tde)와 설정 건구 제 2 온도(Tds2) 및 외기 습구 온도(Twe)와 설정 습구 제 2 온도(Tws2)를 비교한다(S220). 여기서, 설정 건구/습구 제 2 온도(Tds2,Tws2)는 각각 설정 건구/습구 제 1 온도(Tds1,Tws1)보다 작은 값으로 설정된다. 어느 하나의 값이 설정값 이하라고 판단된 경우, 제어부(500)는 헤더 온도(Tq)와 설정 헤더 온도(Tqs)를 비교한다(S221). 이는 보완적 판단으로서, 외기 건구 온도(Tde)/외기 습구 온도(Twe) 중 어느 하나가 설정 건구 제 2 온도(Tds2)/설정 습구 제 2 온도(Tws2) 이하인 경우 제 1 차 모드만의 작동을 유지할 필요성이 있다고 예비적 판단을 수행하더라도 헤더(300) 내 헤더 작동 유체의 냉각 상태가 설정된 상태 이하를 유지하여 충분한 냉방 상태 유지 가능한지 여부를 판단함으로써 에너지 손실을 방지할 수 있다.

헤더 온도(Tq)가 설정 헤더 온도(Tqs) 이상인 경우, 제어부(500)는 외기 건구 온도(Tde)/외기 습구 온도(Twe) 중 어느 하나만이 설정 건구 제 2 온도(Tds2)/설정 습구 제 2 온도(Tws2) 이하인 상태에서 상대적으로 큰 열원을 가동시킬 필요 성이 있다고 예비적으로 판단한다. 그런 후, 제어부(500)는 대상 온도(TR)와 설정 대상 온도(TRs)를 비교하는 대상 온도 제 2 비교 단계를 수행한다(S223). 제어부(500)가 실내, 즉 대상 공간에 대한 대상 온도(TR)이 설정 대상 온도(TRs)보다 크다고 판단한 경우, 제어부(500)는 선택되어야 할 작동 모드가, 해당 온도 범위에서 열용량이 큰 압축 열원 유니트(100)만을 가동시키는 제 1차 모드라고 판단한다(S225). 제 1차 모드가 선택되어야 하는 것으로 판단된 경우 제어부(500)는 압축 열원 유니트(100)와 지열 열원 유니트(200)에 작동 제어 신호를 인가하는데, 압축 열원 유니트(100)의 압축기(140), 압축 열원 송풍기(110), 압축 열교환 펌프(170) 및 헤더 라인(310) 상에 배치되는 헤더 라인 펌프(320)와 공조 유니트(400)의 공조 송풍기(410) 등에 각각의 제어 신호를 인가한다(S300).

한편, 단계 S223에서 제어부(500)가 대상 온도(TR)는 설정 대상 온도(TRs) 이하의 값을 가진다고 판단한 경우, 또는 단계 S221에서 헤더 온도(Tq)가 설정 헤더 온도(Tqs)보다 작다고 판단한 경우, 또는 단계 S220에서 외기 건구 온도(Tde)와 외기 습구 온도(Twe) 각각이 설정 외기 건구 온도(Tds2)와 설정 외기 습구 온도(Tds1) 이하라고 판단한 경우, 제어부(500)는 냉방 상태의 부하를 최저 상태로 유지해도 설정된 냉방 상태 유지가 가능하다고 판단하고, 지열 열원 유니트(200)의 지열 펌프(230), 지열 열교환 펌프(200), 그리고 헤더 라인(310) 상에 배치되는 헤더 라인 펌프(320)과 공조 유니트(400)의 공조 송풍기(410) 등에 각각의 제어 신호를 인가하는 제 2차 모드로 모드 수행 단계(S300)를 실행한다.

이와 같은 제어 방법을 통하여, 감지된 온도 및 습도 등의 정보를 활용하여 설정된 냉방 상태를 유지하면서도 에너지 손실을 최소화시켜 최적의 운전 상태를 유지하는 복합 열원 공조 시스템의 제어를 구현할 수 있다.

한편, 상기 실시예에 따른 복합 열원 공조 시스템의 제어 방법은 다양한 변형이 가능하다. 즉, 일예로서, 도 6에는 본 발명에 따른 복합 열원 공조 시스템 제어 방법의 모드 판단 단계에 대한 변형예에 대한 흐름도가 도시되는데, 중복된 설명을 방지하기 위하여 도 5에 도시된 흐름도와 동일한 제어 단계에 대하여는 동일한 도면 부호를 사용하였으며 양자 간의 차이점을 위주로 설명한다. 대상 온도 제 1 비교 단계(S211)와 전체 모드(ALL)를 선택하는 전체 모드 결정 단계(S213) 사이에 시간 히스테리시트 단계(S30))가 더 구비될 수 있다. 즉, 대상 온도 제 1 비교 단계(S211)에서 대상 온도(TR)가 설정 대상 온도(TRs)보다 큰 값을 가지는 것으로 판단한 경우, 제어부(500)는 시간 히스테리시스 단계(S300)를 수행하는데, 시간 히스테리시스 단계(S300)를 통하여 전체 모드의 빈번한 선택 변동을 방지할 수 있다. 즉, 시간 히스테리시스 단계(S300)는 외기 건구 온도/외기 습구 온도가 각각 설정 건구 제 1 온도/설정 습구 제 1 온도보다 크고, 대상 온도(TR)가 설정 대상 온도(TRs)보다 큰 상태가 사전 설정된 시간 동안 연속적인 상태를 유지하고 있는지 여부를 판단하여 큰 부하의 변동이 발생하는 전체 모드의 빈번한 온/오프 상태 절환을 방지하여 각각의 열원 유니트에 가해질 수 있는 부하 변동을 인한 피로 및 손상을 방지할 수 있다. 먼저, 제어부는 플랙(Flag)이 N인지를 판단한다(S310). 플랙 N은 전체 모드를 수행하기 위한 판단 상태를 나타낸다. 제어부(500)는 플랙이 N이 아닌 경우, 카운터 계수인 n을 리셋시키는데, 리셋 값은 영으로 설정될 수도 있고, 설계 사양에 따라 다양한 값이 가능하다. 그런 후, 제어부(500)는 재차 플랙(Flag)을 N 값으로 설정하는 플랙 설정 단계(S330)를 수행하고, 카운터 계수(n)를 1만큼 증분시키는 카운터 증분 단계를 수행한다(S340). 그런 후, 제어부(500)는 저장부(600)에 사전 설정되어 저장된 설정 카운터 계수(ns)와 카운터 계수(n)를 비교하는 카운터 계수 비교 단계를 수행한다(S350). 카운터 계수(n)가 설정 카운터 계수(ns) 이상인 경우, 제어부(500)는 전체 모드(ALL)를 수행하기 위한 판단 상태가 연속적으로 소정의 시간 동안 유지된 것으로 판단하고 전체 모드 결정 단계(S213)를 수행하고, 제어부(500)는 압축 열원 유니트(100), 지열 열원 유니트(200) 등에 제어 신호를 인가한다(S300).

반면, 카운터 계수(n)가 설정 카운터 계수(ns)보다 작은 경우, 제어부(500)는 플랙(Flag)을 "A"라는 값으로 재설정하고(S370), 현재 상태에서 필요한 작동 모드는 제 1 차 모드(S225)라고 판단하고 결정하여 결정된 작동 모드를 수행한다(S300). 또한, 단계 S223에서 제어부(500)가 대상 온도(TR)는 설정 대상 온도(TRs) 이하의 값을 가진다고 판단한 경우, 또는 단계 S221에서 헤더 온도(Tq)가 설정 헤더 온도(Tqs)보다 작다고 판단한 경우, 또는 단계 S220에서 외기 건구 온도(Tde)와 외기 습구 온도(Twe) 각각이 설정 외기 건구 온도(Tds2)와 설정 외기 습구 온도(Tds1) 이하라고 판단한 경우, 제어부(500)는 플랙(Flag)을 "A"라는 값으로 설정하고(S371), 냉방 상태의 부하를 최저 상태로 유지해도 설정된 냉방 상태 유지가 가능하다고 판단하여, 지열 열원 유니트(200)의 지열 펌프(230), 지열 열교환 펌프(200), 그리고 헤더 라인(310) 상에 배치되는 헤더 라인 펌프(320)과 공조 유 니트(400)의 공조 송풍기(410) 등에 각각의 제어 신호를 인가하는 제 2차 모드로 모드 수행 단계(S300)를 실행한다.

또 한편, 상기 실시예들에서는 외기 건구 온도 및 외기 습구 온도를 기준으로 작동 모드를 판단하는 경우에 대하여 기술하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 다양한 변형이 가능하다. 본 발명자는 본 발명에 있어 압축 열원 유니트(100)에 대한 성능 계수(COP)의 외기 건구 온도와 이슬점 온도(또는 습구 온도)를 변수로 하는 성능 계수 상관 관계식을 도출하였다.

여기서, Tdb는 외기 건구 온도를, Tdp는 이슬점 온도를, 그리고 P1 내지 P6는 통계적 방법을 사용하여 얻어진 계수를 나타내는데, 본 실시예에서, P1 내지 P6의 계수 값은 다음과 같다.

계수	값
P1	-0.0001
P2	-0.00875
P3	-0.03216
P4	0.20313
P5	1.59711
P6	-17.97841

도 7에는 본 발명의 성능 계수 상관 관계식을 사용하여 얻어진 성능 곡선과 실제 측정된 데이터의 상태 비교를 나타내는데, 각각의 환경 조건에 대하여 성능 계수 상관 관계식을 통하여 얻어진 예측 성능 계수와 실제 측정된 성능 계수의 분포는 1:1 직선을 기준으로 ±10%의 범위에서 유효값을 가짐을 알 수 있으며, 이로부터 상기 성능 계수 상관 관계식의 유효성이 확보되었다.

본 실시예에 따른 복합 열원 공조 시스템(10)은 센서 유니트(800)가 외기의 습도를 감지하는 습도 센서(830)를 더 구비하고, 제어부(500)와 전기적 소통을 이루는 연산부(700)를 더 구비한다. 도 8에는 본 발명에 따른 성능 계수 상관 관계식을 사용한 복합 열원 제어 방법에 대한 흐름도가 도시되는데, 상기 실시예들에서와 동일한 제어 단계에 대하여는 동일한 도면 부호를 사용하였고 이에 대한 설명은 상기 실시예로 대체한다. 먼저 제어부(500)는 성능 계수 연산 단계(S210a)를 수행한다. 제어부(500)는 연산부(700)에 제어 신호를 인가하여 감지 단계에서 얻어진 데이터, 외기 건구 온도, 외기 습구 온도 및 외기 습도를 사용하여 이슬점 온도를 산출하고, 이를 상기 성능 계수 상관 관계식을 사용하여 소정의 예측 성능 계수를 연산한다(S210a). 그런 후, 제어부(500)는 단계 210a에서 연산되어 산출된 현재의 예측 성능 계수(COPn)와 전 단계에서의 예측 성능 계수(COPn-1)을 비교하는 성능 계수 비교 단계(S210b)를 수행한다. 초기 상태의 예측 성능 계수는 저장부(600)에 사전 설정되어 저장된 값을 사용한다. 현재의 예측 성능 계수(COPn)이 전 단계의 예측 성능 계수(COPn-1)보다 작은 경우, 제어부(500)는 압축 열원 유니트(100)의 성능이 포화상태에 도달하였다고 판단함으로써 냉방 상태를 유지하기 위하여 복합 열원을 모두 작동시키는 최대 작동 상태인 전체 모드에 대한 필요성이 있다고 예비적으로 판단하고, 제어부(500)는 대상 온도 제 1 비교 단계(S211) 등을 순차적을 수행하고 작동 모드의 빈번한 변동을 방지하기 위하여 시간 히스테리시스 단계(S300)를 더 수행할 수도 있다.

반면, 현재의 예측 성능 계수(COPn)이 전 단계의 예측 성능 계수(COPn-1)보다 작은 경우, 제어부(500)는 현재 연산된 예측 성능 계수(COPn)와 지열 성능 계 수(COP-GSHP)를 비교한다(S220a). 지열 성능 계수(COP-GHSP)는 지열 열원 유니트(200)의 성능 계수를 나타내는 것으로 일정한 값을 유지한다. 따라서, 단계 S220a에서 현재 예측 성능 계수(COPn)가 지열 성능 계수(COP-GSHP)보다 크다고 판단한 경우, 단계 S221로 진행하여 압축 열원 유니트(100)만을 가동시키는 제 1차 모드에 대한 모드 작동 수행 여부를 판단한다. 반면, 단계 220a에서 현재 예측 성능 계수(COPn)가 지열 성능 계수(COP-GSHP) 이하라고 판단한 경우, 에너지 손실을 방지하기 위하여 성능 계수가 좋은 지열 열원 유니트(200)만을 가동시키는 제 2차 모드를 수행하도록 한다.

이와 같은 제어 방법을 통하여 성능 계수가 우수한 상태 내지 포화 여부 등을 예측하여 각각의 열원 유니트의 작동 여부를 판단함으로써 열원 유니트의 부하 가중으로 인한 피로 내지 손상을 방지하고 에너지 효율을 극대화시킬 수 있다.

상기 실시예에서, 시간 히스테리시스 단계에 대하여 기술되었으나, 단계 S220 이후의 제어 흐름에서도 적용될 수 있고, 또한, 시간히스테리시스 이외에 각각각의 온도 설정값에 대한 여유를 두어 빈번한 모드 전환을 방지할 수도 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 열원 공조 시스템의 개략적인 구성도이다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 복합 열원 공조 시스템의 압축 열원 유니트에서 각각의 설정된 건구 온도 등에 대하여 얻어진 냉동 성능 계수를 나타내는 선도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 복합 열원 공조 시스템의 제어 방법을 나타내는 개략적인 제어 흐름도이다.

도 5는 도 4의 모드 판단 단계에 대한 세부적인 제어 흐름도이다.

도 6은 모드 판단 단계에 대한 변형예를 나타내는 제어 흐름도이다.

도 7은 복합 열원 공조 시스템의 압축 열원 유니트에 대한 예측 성능 계수와 측정 성능 계수를 비교하는 개략적인 선도이다.

도 8은 모드 판단 단계에 대한 변형예를 나타내는 제어 흐름도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10...복합 열원 공조 시스템 100...압축 열원 유니트

200...지열 열원 유니트 300...헤더

400...공조 유니트 500...제어부

Claims

압축 열원 유니트, 지열 열원 유니트, 헤더, 공조 유니트, 센서 유니트, 저장부 및 제어부를 구비하는 복합 열원 공조 시스템을 제어하기 위한 복합 열원 공조 시스템 제어 방법으로서,

상기 센서 유니트에 구비되는, 대상 공간의 온도를 감지하는 대상 온도 센서와, 상기 헤더 작동 유체의 온도를 감지하는 헤더 온도 센서와, 외기의 건구 및 습구 온도를 감지하는 외기 건구 온도 센서 및 외기 습구 온도 센서가 각각의 온습도를 감지하는 감지 단계와,

상기 제어부가 상기 센서 유니트로부터의 신호와 상기 저장부에 사전 설정되어 저장된 설정 건구 온도, 설정 습구 온도, 설정 헤더 온도 및 설정 대상 온도값을 비교하여 상기 복합 열원 공조 시스템의 작동 모드를 판단하는 모드 판단 단계와,

상기 제어부가 판단된 작동 모드를 위한 제어 신호를 상기 압축 열원 유니트 및 상기 지열 열원 유니트에 제공하여 각각의 작동 모드를 수행하는 모드 수행 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 복합 열원 공조 시스템 제어 방법.
제 1항에 있어서,

상기 설정 건구 온도 및 설정 습구 온도는 각각 설정 건구 제 1 온도, 설정 건구 제 2 온도 및 설정 습구 제 1 온도, 설정 습구 제 2 온도를 포함하는 복수 개 가 구비되고,

상기 모드 판단 단계는:

상기 외기 건구 온도와 상기 설정 건구 제 1 온도를, 그리고 상기 외기 습구 온도와 상기 설정 습구 제 1 온도를 비교하는 제 1 온도 비교 단계와,

상기 제 1 온도 비교 단계에서 상기 외기 건구 온도 및 상기 외기 습구 온도가 상기 설정 건구 제 1 온도 및 상기 설정 습구 제 1 온도보다 큰 경우, 상기 대상 온도와 상기 설정 대상 온도를 비교하는 대상 온도 제 1 비교 단계를 구비하고,

상기 대상 온도 제 1 비교 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 경우, 상기 제어부는 상기 작동 모드가 상기 압축 열원 유니트 및 상기 지열 열원 유니트를 동시 가동시키는 전체 모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 복합 열원 공조 시스템 제어 방법.
제 2항에 있어서,

상기 대상 온도 제 1 비교 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도 이하인 경우, 상기 제어부는 상기 작동 모드가 상기 압축 열원 유니트를 가동시키는 제 1 차 모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 복합 열원 공조 시스템 제어 방법.
제 2항에 있어서,

상기 모드 판단 단계는:

상기 제 1 온도 비교 단계에서 상기 외기 건구 온도 또는 상기 외기 습구 온도가 상기 설정 건구 제 1 온도 또는 상기 설정 습구 제 1 온도 이하인 경우, 상기 외기 건구 온도와 상기 설정 건구 제 2 온도를, 그리고 상기 외기 습구 온도와 상기 설정 습구 제 2 온도를 비교하는 제 2 온도 비교 단계와,

상기 헤더 작동 유체 온도가 상기 설정 헤더 온도를 비교하는 헤더 온도 비교 단계와,

상기 헤더 작동 유체 온도가 상기 설정 헤더 온도 이상인 경우, 상기 대상 온도와 상기 설정 대상 온도를 비교하는 대상 온도 제 2 비교 단계를 포함하고,

상기 대상 온도 제 2 비교 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 경우, 상기 제어부는 상기 작동 모드가 상기 압축 열원 유니트를 가동시키는 제 1 차 모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 복합 열원 공조 시스템 제어 방법.
제 4항에 있어서,

상기 대상 온도 제 2 비교 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도 이하인 경우, 상기 제어부는 상기 작동 모드가 상기 지열 열원 유니트를 가동시키는 제 2 차 모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 복합 열원 공조 시스템 제어 방법.
제 1항에 있어서,

상기 설정 건구 온도 및 설정 습구 온도는 각각 설정 건구 제 1 온도, 설정 건구 제 2 온도 및 설정 습구 제 1 온도, 설정 습구 제 2 온도를 포함하는 복수 개가 구비되고,

상기 모드 판단 단계는:

상기 외기 건구 온도와 상기 설정 건구 제 1 온도를, 그리고 상기 외기 습구 온도와 상기 설정 습구 제 1 온도를 비교하는 제 1 온도 비교 단계와,

상기 제 1 온도 비교 단계에서 상기 외기 건구 온도 및 상기 외기 습구 온도가 상기 설정 건구 제 1 온도 및 상기 설정 습구 제 1 온도보다 큰 경우, 상기 대상 온도와 상기 설정 대상 온도를 비교하는 대상 온도 제 1 비교 단계와,

상기 대상 온도 제 1 비교 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 경우, 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 상태가 사전 설정된 시간동안 연속 유지 여부를 판단하는 시간 히스테리시스 단계를 구비하고,

상기 시간 히스테리시스 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 상태가 사전 설정된 시간동안 연속 유지된 것으로 판단된 경우, 상기 제어부는 상기 작동 모드가 상기 압축 열원 유니트 및 상기 지열 열원 유니트를 동시 가동시키는 전체 모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 복합 열원 공조 시스템 제어 방법.
제 1항에 있어서,

상기 센서 유니트는 외기의 습도를 감지하는 습도 센서를 구비하고,

상기 복합 열원 공조 시스템은 상기 제어부와 전기적 소통을 이루는 연산부를 더 구비하고,

상기 모드 판단 단계는:

상기 연산부가 상기 외기 건구 온도와 상기 외기 습구 온도로부터 외기 이슬점 온도를 산출하고, 상기 외기 건구 온도, 상기 외기 이슬점 온도 및 상기 저장부에 사전 설정되어 저장된 예측 성능 계수 산출식으로부터 예측 성능 계수를 산출하는 성능 계수 연산 단계와,

상기 성능 계수 연산 단계에서 연산된 현재 예측 성능 계수와 전 단계에서 연산된 예측 성능 계수를 비교하는 성능 계수 비교 단계와,

상기 성능 계수 비교 단계에서 상기 현재 예측 성능 계수가 상기 전 단계 연산된 예측 성능 계수보다 큰 경우, 상기 대상 온도와 상기 설정 대상 온도를 비교하는 대상 온도 제 1 비교 단계와,

상기 대상 온도 제 1 비교 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 경우, 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 상태가 사전 설정된 시간동안 연속 유지 여부를 판단하는 시간 히스테리시스 단계를 구비하고,

상기 시간 히스테리시스 단계에서 상기 대상 온도가 상기 설정 대상 온도보다 큰 상태가 사전 설정된 시간동안 연속 유지된 것으로 판단된 경우, 상기 제어부는 상기 작동 모드가 상기 압축 열원 유니트 및 상기 지열 열원 유니트를 동시 가동시키는 전체 모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 복합 열원 공조 시스템 제어 방법.
압축기, 압축 팽창 밸브 및 압축 열교환기를 구비하고, 상기 압축 열교환기를 관류하는 압축 열교환 라인 상에 배치되는 압축 열교환 펌프를 구비하는 압축 열원 유니트;

지중에서 열교환을 이루는 지열 라인과, 상기 지열 라인 상에 배치되는 지열 팽창 밸브, 지열 펌프 및 지열 열교환기를 구비하고, 상기 지열 열교환기를 관류하는 지열 열교환 라인 상에 배치되는 지열 열교환 펌프를 구비하는 지열 열원 유니트;

상기 압축 열교환 라인 및 상기 지열 열교환 라인 중의 하나 이상과 헤더 작동 유체를 통하여 열교환을 이루는 헤더;

공조 송풍기를 포함하는 공조 유니트;

대상 공간의 온도를 감지하는 대상 온도 센서와, 상기 헤더 작동 유체 온도를 감지하는 헤더 온도 센서와, 외기의 건구 및 습구 온도를 감지하는 외기 건구 온도 센서 및 외기 습구 온도 센서를 갖는 센서 유니트;

사전 설정된 설정 건구 온도, 설정 습구 온도, 설정 헤더 온도 및 설정 대상 온도값이 저장되는 저장부;

상기 감지 유니트로부터의 감지 신호와 상기 저장부에 사전 설정되어 저장된 저장값을 비교하여 상기 압축 열교환 펌프 및 지열 열교환 펌프에 제어 신호를 인가하는 제어부;를 구비하는 복합 열원 공조 시스템.