KR20130122430A

KR20130122430A - 건물 에너지 관리 장치 및 그의 냉온수 공급 온도 제어 방법

Info

Publication number: KR20130122430A
Application number: KR1020120045754A
Authority: KR
Inventors: 유병천; 박현주; 유응재; 하호성
Original assignee: 에스케이텔레콤 주식회사
Priority date: 2012-04-30
Filing date: 2012-04-30
Publication date: 2013-11-07

Abstract

본 발명은 건물의 냉온수 발생장치의 냉수 공급 온도를 변경하여 건물의 쾌적한 실내 환경을 유지하면서 에너지 사용효율을 높이기 위한 빌딩 에너지 관리 장치에서의 냉수 공급 온도 제어 장치 및 방법에 관한 것으로서, 냉수 공급 온도 제어 장치가 실내 환경 및 냉온수 발생장치를 실시간으로 모니터링하고, 모니터링된 결과 정보를 분석하여 분석된 결과를 이용하여 냉온수 발생장치의 냉수 공급 온도를 변경하고, 냉수 공급 온도 변경에 대한 작업 지시서를 작성하여 사이트 기술자 또는 빌딩 관리자에게 작업 지시서를 전달하여 냉온수 발생장치의 냉수 공급 온도를 변경하여 냉온수 발생장치를 운전하도록 제어함으로써, 중간기 및 경부하 시에도 냉온수 발생장치의 냉수 공급 온도를 변경하여 에너지 소비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

건물 에너지 관리 장치 및 그의 냉온수 공급 온도 제어 방법{Building Energy Management System and method for controlling supply temperature of chilled water and hot water thereof}

본 발명은 건물 에너지 관리 장치에 관한 것으로서, 특히 건물의 열원기기 중 냉수 및 온수를 동시에 제공할 수 있는 냉온수 발생 장치의 냉수 및 온수에 대한 공급 온도를 관리함으로써 건물의 쾌적한 실내 환경을 유지하면서 에너지 사용효율을 높이기 위한 건물 에너지 관리 장치 및 그의 냉온수 공급 온도 제어 방법에 관한 것이다.

에너지 자원 수급의 해외 의존도가 높은 우리나라는 특히, 초고유가 시기임에도 수입에너지의 소비는 감소하지 않고, 여전히 증가하고 있다. 이러한 실정을 감안해볼 때, 에너지 소비 분야 중 건물에서 소비되는 에너지의 절약을 위한 기술개발 및 적용은 매우 중요한 분야로 받아들여지고 있다.

건물에서의 효율적인 에너지 사용은 건물주는 물론 국가 기간 산업에도 직접적인 영향을 주는 중요한 요소로써, 이에 대한 기술개발 및 투자가 절실하다.

특히, 건물에서의 합리적이지 못한 에너지 사용은 건물 내 설비들의 비효율적인 운전 및 관리에도 연관성이 있다. 예를 들어, 여름철 전력수요의 20% 가량이 건물의 총 부하 중에서 냉방부하의 몫이라는 결과는 냉방부하가 피크 전력과 전력예비율에 상당한 영향을 준다는 것을 알 수 있으며, 겨울철 또한 난방부하가 상당한 부분을 차지하고 있다. 이러한 건물에서의 에너지 절약 방법으로는 건축 계획적 접근방법과 에너지 사용기기 및 시스템의 운전효율을 향상시키는 설비적 접근 방법이 있다. 이러한 접근 방법 중 설비 분야에 있어서는 적절한 환경을 창조하는 것과 동시에 에너지 소비량이나 환경보전을 고려한 설계와 효율적인 설비 장치의 운용이 요구되고 있다.

특히, 각 건물의 설비 운용 방식이, 냉동 또는 난방을 특정 조건으로 가동시킨 후, 재실자 혹은 운전자의 판단에 따라 출력을 조절하는 방법으로 이루어지고 있기 때문에, 비효율적이 설비 운용에 따른 에너지의 과다 소비가 발생하는 실정이다.

따라서, 각 건물 별로 운용 실적을 고려하여 체계적인 데이터에 근거하여 효율적으로 설비를 가동시킴으로써 에너지 소비량을 감소시킬 필요가 있다.

도 1을 참조하여 더 구체적으로 설명하면, 냉온수 발생장치(10)는 통상 연료(예를 들어, 가스, 오일, 전기 등)를 사용하여 온수 및 냉수를 발생시키는 설비로서, 냉온수 발생장치(10)에서 발생된 온수 및 냉수는 각각 공조기(20)의 냉각 코일(21) 및 가열 코일(22)로 각각 공급되어, 상기 공조기(20)에서 실내로 공급되는 공기를 냉각 또는 가열시키는데 이용된 후, 다시 냉온수 발생장치(10)로 환수된다.

이러한 냉온수 발생장치(10)의 운용에 있어서, 기존에는 통상적으로 냉방 부하 혹은 난방 부하가 낮은 중간기에도, 냉온수 공급 온도를 피크 부하시의 온도 설정값과 동일하게 운전하는 경우가 있었으며, 이 경우 냉온수 발생장치(10)가 저부하 저효율로 운전되기 때문에, 불필요한 에너지 소비가 발생하게 된다. 그러나, 건물 관리자 측에서는 냉온수 발생장치(10)가 어떤 경우 저부하 저효율로 운전되는 지를 정확히 분석하기 어렵기 때문에, 이에 대한 효율적인 에너지 관리가 미흡하였다.

이에 본 발명은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 해당 건물의 냉온수 발생 장치의 운전 경향을 분석하여, 냉온수 발생 장치가 저부하 저효율로 동작하는 구간을 검출하여, 냉수 공급 온도를 높이거나 온수 공급 온도를 낮추는 방향으로 냉온수 공급 온도를 제어함으로써 건물의 쾌적한 실내 환경을 유지하면서 불필요한 에너지 소비량을 줄이기 위한 건물 에너지 관리 장치 및 그의 냉온수 공급 온도 제어 방법을 제공하고자 한다.

본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 건물의 냉난방을 위한 냉온수를 발생시키는 냉온수 발생장치의 과거 운전 상태 및 실내외 환경에 대한 과거 통계 데이터 및 실내 환경 관리 데이터로부터 상기 냉온수 발생장치의 운전 경향을 분석하여, 냉난방이 이루어지는 기간 중에 냉방 능력 및 난방 능력이 공조부하에 비하여 높은 구간을 검출하고, 상기 건물의 실내외 환경 및 상기 냉온수 발생장치의 운전 상태에 대한 상기 과거 통계 데이터 및 실시간 모니터 데이터를 이용하여, 냉방중 냉수 공급 온도를 높이거나 난방중 온수 공급 온도를 낮추는 방향으로 냉온수 공급 온도의 제어를 수행하는 서비스 제어부; 건물의 실내외 환경 및 상기 냉온수 발생장치의 운전 상태에 대한 실시간 모니터링 데이터를 제공하는 모니터링부; 및 상기 건물의 실내외 환경 및 상기 냉온수 발생장치의 운전 상태에 대한 상기 과거 통계 데이터 및 실시간 모니터링 데이터 및 상기 실내 환경 관리 데이터 중 하나 이상을 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치를 제공한다.

본 발명에 의한 건물 에너지 관리 장치는, 상기 실내 환경 관리 데이터를 포함하는 입력 데이터를 입력 받고 상기 서비스 제어부 및 모니터링부의 동작 결과를 관리자에게 제공하기 위한 관리자 인터페이스부, 상기 냉온수 발생장치를 제어하는 설비제어장치와 통신하여, 상기 실내 환경 관리 데이터, 상기 건물의 실내외 환경 및 상기 냉온수 발생장치의 운전 상태에 대한 상기 과거 통계 데이터, 실시간 모니터링 데이터 및 상기 냉온수 공급 온도의 제어를 수행하기 위해 필요한 데이터를 송수신하기 위한 통신부 중에서 하나를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 건물 에너지 관리 장치에 있어서, 상기 서비스 제어부는 상기 냉온수 발생장치의 냉온수 공급 온도의 제어를 수행한 후, 상기 건물의 실내 환경 및 상기 냉온수 발생 장치의 운전 상태에 대한 실시간 모니터링 데이터를 분석하여, 상기 건물의 실내 환경이 상기 실내 환경 관리 데이터의 조건을 만족하지 못하면, 상기 냉온수 공급 온도 제어의 수행을 중지하도록 제어할 수 있다.

본 발명에 의한 건물 에너지 관리 장치에 있어서, 상기 서비스 제어부는 상기 냉온수 발생장치의 냉온수 공급 온도가 제어된 후, 상기 냉온수 발생 장치의 운전 상태에 대한 실시간 모니터링 데이터로부터 상기 냉온수 공급 온도의 제어 따른 에너지 사용량 변화를 나타내는 에너지 절감 보고 데이터를 더 생성할 수 있다.

본 발명에 의한 건물 에너지 관리 장치에 있어서, 상기 서비스 제어부는 상기 실시간 모니터링 데이터중 실내 습도를 더 확인하여, 상기 실내 습도가 상기 실내 환경 관리 데이터의 습도 조건을 만족하는 경우, 상기 냉온수 공급 온도의 제어를 수행할 수 있다.

본 발명에 의한 건물 에너지 관리 장치에 있어서, 상기 서비스 제어부는 난방시, 상기 냉온수 발생장치 중 온수 라인에 구비된 열교환기의 종류 및 상기 열교환기의 온수 공급 온도별 효율에 따라서 온수 공급 온도의 변경 가능 범위를 설정하고, 상기 변경 가능 범위 이내에서 상기 온수 공급 온도의 제어를 수행할 수 있다.

본 발명에 의한 건물 에너지 관리 장치에 있어서, 상기 서비스 제어부는 수학적 모델링에 기반한 시뮬레이션을 통해서 상기 냉온수 공급 온도에 대한 제어값을 예측하고, 상기 냉온수 발생 장치의 과거 운전 상태 및 실내외 환경에 대한 과거 통계 데이터를 이용하여 상기 예측된 제어값을 보정하여, 상기 보정된 제어값에 따라서 상기 냉온수 발생장치에 대한 제어를 수행한 후, 상기 냉온수 발생 장치의 실시간 모니터링을 통해 얻은 모니터링 데이터에 따라서 상기 제어값을 재보정할 수 있다.

또한, 본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서, 건물의 냉난방을 위한 냉수 및 온수를 공급하는 냉온수 발생장치의 운전 상태 및 상기 건물의 실내외 환경에 대한 과거 통계 데이터의 경향을 분석하는 단계; 상기 분석 결과 중, 냉방 능력 및 난방 능력이 공조부하에 비하여 높은 구간이 존재하는 지에 따라서 에너지 효율 개선을 위한 냉온수 공급 온도 제어의 적용 가능성을 판단하는 단계; 냉온수 공급 온도 제어가 적용 가능한 경우, 상기 건물의 실내외 환경 및 상기 냉온수 발생장치의 운전 상태에 대한 상기 과거 통계 데이터 및 실시간 모니터 데이터를 이용하여, 냉방중 냉수 공급 온도를 높이거나 난방중 온수 공급 온도를 낮추는 방향으로 냉온수 공급 온도에 대한 제어값을 설정하는 단계; 및 상기 설정된 제어값으로 상기 냉온수 발생장치의 냉온수 공급 온도에 대한 제어를 수행하는 단계를 포함하는 건물 에너지 관리 장치에서의 냉온수 공급 온도 제어 방법을 제공한다.

본 발명에 의한 냉온수 공급 온도 제어 방법은, 상기 냉온수 발생장치의 냉온수 공급 온도에 대한 제어가 수행된 후, 상기 건물의 실내 환경이 상기 건물의 기 설정된 실내 환경 관리 데이터의 조건을 만족하는 지를 확인하여, 만족하지 못하면, 상기 냉온수 공급 온도에 대한 제어를 중지하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 냉온수 공급 온도 제어 방법은, 상기 냉온수 발생장치의 냉온수 공급 온도에 대한 제어가 수행되기 전후에 대한, 상기 냉온수 발생장치의 에너지 사용량과 성능 계수(COP: Coefficient of performance), 냉각수 보급 수량 중 하나 이상을 비교하여, 상기 냉온수 공급 온도의 제어에 따른 에너지 절감 효과를 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 냉온수 공급 온도 제어 방법에 있어서, 상기 냉온수 공급 온도 제어의 적용 가능성을 판단하는 단계는, 일정 기간 동안의 외기 온도에 따른 냉방 지수 및 난방 지수의 변화를 산출하는 단계; 상기 일정 기간 동안의 상기 냉온수 발생장치의 에너지 소비량 변화를 확인하는 단계; 및 상기 일정 기간 중에 상기 냉방 지수 및 난방 지수에 비하여 상기 냉온수 발생장치의 에너지 소비량이 높은 구간이 존재하면, 상기 냉온수 공급 온도 제어 방식이 적용 가능한 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 냉온수 공급 온도 제어 방법에 있어서, 상기 냉온수 공급 온도에 대한 제어값을 설정하는 단계는, 상기 건물의 실내 습도가 상기 건물의 기 설정된 실내 환경 관리 데이터의 습도 조건을 만족하는 지를 확인하는 단계; 및 상기 냉온수 발생장치의 냉방 능력 또는 난방 능력이 상기 냉온수 발생장치에서 공급되는 냉온수가 제공되는 공조기의 공조 부하보다 큰지를 확인하는 단계를 포함하고, 상기 건물의 실내 습도가 상기 습도 조건을 만족하면서, 냉방 능력 또는 난방 능력이 공조부하보다 큰 경우, 상기 제어값을 설정할 수 있다.

본 발명에 의한 냉온수 공급 온도 제어 방법에 있어서, 상기 냉온수 공급 온도에 대한 제어값을 설정하는 단계는, 상기 냉온수 발생장치의 온수 라인에 적용된 열교환기의 종류 및 온수 공급 온도별 효율에 따라서, 냉온수 발생장치의 온수 공급 온도의 변경 범위를 설정하는 단계를 더 포함하고, 상기 변경 범위를 기준으로 상기 냉온수 공급 온도 중 온수 공급 온도의 제어값을 설정할 수 있다.

본 발명은 냉방 지수나 난방지수에 비하여 냉온수 발생장치의 에너지 소비량이 불필요하게 높은 구간(즉, 중간기 경부하 시)에서, 냉온수 발생장치의 냉수 공급 온도를 높이거나 온수 공급 온도를 낮추는 냉온수 공급 온도 제어 방식을 적용함으로써, 냉온수 발생장치의 불필요한 에너지 소비를 줄일 수 있다.

특히, 각 건물에 설치된 냉온수 발생 장치의 이전 통계 데이터 및 실시간 모니터링 정보에 근거하여 상기 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 구간을 산출함으로써, 상기 건물의 실내 환경에 대한 쾌적성을 저하시키지 않는 범위내에서 효율적으로 가동시켜 에너지 소비량을 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 온수 공급 온도에 대한 제어값을 결정하는데 있어서, 상기 냉온수 발생 장치의 온수 라인에 구비되는 열교환기의 종류 및 통계 데이터에 근거한 그 효율에 감안하여 적정 온수 온도 범위를 결정하고, 이를 기반으로 상기 온수 공급 온도를 변경함으로써, 특히 난방 시의 에너지 절감 효율을 더 높일 수 있는 우수한 효과가 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 냉온수 발생 장치의 설비 구조를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 건물 에너지 관리 장치와 각 건물의 설비 제어 장치간의 연동 구조를 예시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 건물 에너지 관리 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 건물 에너지 관리 장치에서의 냉온수 공급 온도 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 냉온수 공급 온도 제어 방법에 있어서, 냉온수 발생 장치의 통계 데이터를 기반으로 한 운전 경향 분석 과정을 구체적으로 나타낸 흐름도이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 하기의 설명 및 첨부된 도면에서 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면 전체에 걸쳐 동일한 구성 요소들은 가능한 한 동일한 도면 부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다.

우선, 본 발명이 적용되는 냉온수 발생장치에 대해 첨부된 도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 냉온수 공급 온도 제어를 위하여 냉온수 발생 장치(10)의 운전 상태를 확인할 수 있도록, 각 건물의 설비 측에 냉온수 발생 장치(10)의 냉온수 공급 온도나 환수 온도를 측정할 수 있는 온도계(31a~31d)와, 냉수 및 온수의 공급 유량을 측정하기 위한 유량계(32a, 32b), 공조기(20)에서 실내로 공급되는 공기(배기)의 온도 측정을 위한 온도계(31e)의 등의 측정 수단이 더 포함될 수 있다. 이러한 측정 수단을 통해서 각 건물의 실내외 환경 데이터 및 냉온수 발생 장치(10)의 운전 데이터가 수집될 수 있다.

다음으로, 도 2는 발명의 실시 예에 따른 건물 에너지 관리 장치와 각 건물의 설비 제어 장치간의 연동 구조를 예시한 블럭도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 건물 에너지 관리 장치(Building Energy Management System)(100)는 통신망(300)을 통해서 하나 이상의 건물에 설치된 설비 제어 장치(200)와 연동하도록 구축될 수 있다. 여기서, 설비 제어 장치(200)는 해당 건물에 설치되는 냉온수 발생장치를 포함하는 하나 이상의 설비를 제어하거나 그 운전을 관리하는 장치를 의미한다.

여기서, 본 발명에 따른 건물 에너지 관리 장치(100)은 통신망(300)을 통해서 각 건물의 설비들(예를 들어, 냉온수 발생장치(10))을 제어하는 설비 제어 장치(200)와 연동하여, 해당 건물의 쾌적한 실내 환경을 유지하면서 에너지 성능을 높이기 위한 장치로서, 건물 내 설비의 운전 상태 감시 및 이를 토대로 설비 운전을 위한 정보를 각 건물의 관리자에게 제공하거나, 그에 따라서 각 건물의 설비에 대한 자동 제어를 수행할 수 있다. 특히, 상기 건물 에너지 관리 장치(100)은, 에너지 소비량 파악 및 시간대별 환경 변수(외기, 습도)를 종합분석하고, 이를 바탕으로 건물 에너지를 절감할 수 있도록 설비 운용 방안을 제시하는 에너지 절감 서비스를 제공한다.

특히, 본 발명에 있어서의 건물 에너지 관리 장치(100)은, 냉수 및 온수를 동시에 발생시킬 수 있는 냉온수 발생 장치(10)의 계절별 또는 분기별 또는 월별 운전 현황을 주기적으로 모니터링하여, 냉온수 발생장치(10)의 안전성과 실내 재실자의 쾌적성을 확보하는 범위 내에서 냉온수기 발생장치의 냉수 공급 온도를 높이거나, 온수 공급 온도를 낮추는 방향으로 공급 온도 설정을 변경할 수 있다. 더 구체적으로, 냉온수 발생장치(10)의 에너지 소비량이 냉방지수 및 난방지수에 비하여 높은 구간에 대하여, 냉방부하 및 난방부하가 공조기의 공조부하보다 클 경우, 공조 부하에 따라서 냉수 공급 온도의 변경값을 설정하고, 상기 공조부하 및 냉온수 발생 장치(10)의 열교환기의 종류 및 성능에 따라서 온수 공급 온도의 제어값을 설정한다. 상기 건물 에너지 관리 장치(100)은 상기 설정한 제어값을 해당 건물의 관리자에게 제공하거나, 그에 따른 제어신호를 상기 설비 제어 장치(200)로 전송하는 형태로, 본 발명에 따른 냉온수 공급 온도 제어 방식이 적용되도록 제어할 수 있다.

이때, 본 발명에 있어서의 건물 에너지 관리 장치(100)에 의해 관리되는 냉온수 발생 장치(10)는, 냉동기나 보일러와 같은 다른 냉열원 또는 온열원 설비와 비교 할 때, 부분 부하별 동작 특성, 성능 계수(COP: Coefficient of performance)가 상이할 수 있다. 따라서, 상기 건물 에너지 관리 장치(100)는 냉동기나 보일러와 같은 다른 설비와 차별화되는 동작 특성 및 COP를 분석하고, 이에 따라서 상기 냉온수 발생 장치(10)의 동작 특성에 적합한 운전 조건을 설정하여 제시할 수 있다.

또한, 상기 냉온수 발생 장치(10), 특히 흡수식 냉온수 발생 장치의 경우, 통상 가스를 연료로 사용하기 때문에, 가스 에너지 및 증기 에너지의 절감이 가능하다.

본 발명의 실시 예에 따라 냉온수 발생장치의 냉온수 공급 온도를 제어하기 위한 건물 에너지 관리 장치의 구성 및 동작을 첨부된 도 3을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 건물 에너지 관리 장치(100)의 구조를 나타낸 블럭도이다.

도 3을 참조하면, 냉온수 발생장치의 건물 에너지 관리 장치(100)는 기본적으로, 서비스 제어부(110)와, 모니터링부(120)와, 저장부(140)를 포함하며, 이외에, 관리자 인터페이스부(130) 및 통신부(150)를 더 구비할 수 있습니다.

상기 서비스 제어부(110)는 특정 건물에 설치된 냉온수 발생장치(10)의 이전 운전 상태를 나타내는 통계 데이터로부터 상기 냉온수 발생장치(10)의 운전 경향을 분석하여, 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 가능성을 판단한다. 여기서, 적용 가능한 것으로 판단되면, 모니터링부(120)를 통해서 상기 건물의 실내외 환경 데이터 및 상기 냉온수 발생장치(10)의 운전 데이터를 실시간으로 모니터링한다. 그리고, 상기 모니터링한 정보를 비교하여, 상기 건물의 실내 환경 관리 데이터에 따른 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 조건을 만족하면, 상기 냉온수 발생장치(10)의 냉수 공급 온도를 높이거나 온수 공급 온도를 낮추는 방향으로 냉온수 발생 장치의 공급 온도에 대한 제어값을 결정하고, 결정된 제어값으로 상기 냉온수 발생장치(10)의 냉온수 공급 온도를 변경하기 위한 제어를 수행한다.

여기서, 상기 서비스 제어부(110)는 냉온수 발생장치(10)의 냉온수 공급온도에 대한 제어값을 설정하는데 있어서, 먼저, 수학적 모델링에 기반한 시뮬레이션을 통해서 상기 냉온수 공급 온도에 대한 제어값을 예측하고, 상기 냉온수 발생 장치(10)의 과거 운전 상태 및 실내외 환경에 대한 과거 통계 데이터를 이용하여 상기 예측된 제어값을 각 건물의 현장 상황에 맞도록 보정한다. 그리고, 상기 보정된 제어값에 따라서 상기 냉온수 발생장치(10)에 대한 제어를 수행한 후, 상기 냉온수 발생 장치(10)의 실시간 모니터링을 통해 얻은 모니터링 데이터에 따라서 상기 제어값을 재보정하여 적용함으로써, 실제 적용 시점의 상황(예를 들어, 실내외 환경 변화)에 적합한 최적의 냉온수 공급 온도를 결정할 수 있게 된다.

또한, 상기 서비스 제어부(110)는 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용에 따라서, 상기 냉온수 발생장치(10)의 냉온수 공급 온도가 변경된 후, 해당 건물의 실내 환경 변화 및 상기 냉온수 발생 장치의 운전 데이터에 대한 모니터링을 통해 얻은 정보를 분석하여, 상기 건물의 실내 환경이 실내 환경 관리 데이터의 조건을 만족하는 지를 판단하고, 만족하지 못하면 상기 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용을 중지하도록 제어할 수 있다.

또한, 상기 서비스 제어부(110)는 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용에 따라서, 상기 냉온수 발생장치(10)의 냉온수 공급 온도가 변경된 후, 상기 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용에 따른 에너지 절감 정도를 확인하기 위한 에너지 절감 보고 데이터를 생성하여 해당 건물의 관리자에게 혹은 상기 설비 제어 장치(100)로 제공할 수 있다.

모니터링부(120)는 상기 서비스 제어부(110)에서 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 여부 및 냉온수 공급 온도에 대한 제어값을 결정하는데 필요한 데이터들, 예를 들어, 냉온수 발생장치(10)의 운전 데이터 및 해당 건물의 실내외 환경 데이터를 수집하여 상기 서비스 제어부(110)에 제공한다.

상기 관리자 인터페이스부(130)는 본 발명에 따른 건물 에너지 관리 장치(100)과 관리자와의 인터페이스를 위한 수단으로서, 상기 실내 환경 관리 데이터를 포함하는 입력 데이터를 입력 받고 상기 서비스 제어부(110) 및 모니터링부(120)의 동작 결과를 관리자에게 제공할 수 있다. 이러한 관리자 인터페이스부(130)는 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 예를 들어, 웹 기반으로 구현될 수 있다.

저장부(140)는 상기 건물 에너지 관리 장치(100)의 운용에 필요하거나 운용 중에 발생된 데이터를 저장하는 수단으로서, 구체적으로, 상기 냉온수 발생장치(10)의 운전 경향 분석을 위한 통계데이터, 상기 모니터링부(10)에서 실시간으로 수집한 실시간 모니터링 데이터, 상기 서비스 제어부(110)에서 생성된 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용에 따른 에너지 절감 보고 데이터 및 해당 건물에 설정된 실내 환경 관리 데이터 중에서 하나 이상을 저장한다.

통신부(150)는 해당 건물의 냉온수 발생 장치(10)를 제어하는 설비 제어 장치(200)와의 연동을 위한 수단으로서, 상기 실내 환경 데이터 및 제어 신호를 포함하는 상기 냉온수 공급 온도 제어 방식을 적용을 위해 필요한 데이터를 상기 건물의 설비제어장치(200)와 송수신한다.

상술한 서비스 제어부(110)와 모니터링부(120)의 동작을 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 실내 환경 관리 데이터는, 각 건물 별로 실내 환경의 적정 범위를 설정한 데이터로서, 예를 들어, 실내 온도, 실내 습도, 이산화탄소 농도 등과 같은 실내 환경 지표에 대하여 설정된 기준값을 의미한다. 본 발명에 있어서는, 주로 실내 온도 및 실내 습도에 대한 기준값이 이용된다. 이러한 실내 환경 관리 데이터는 관리자에 의하여 관리자 인터페이스부(130)를 통해서 직접 입력되거나, 통신부(150)를 통해 다른 장치, 예를 들어, 해당 건물의 설비 제어 장치(200)로부터 수신할 수 있다.

상기 모니터링부(120)는 냉온수 발생 장치(10)의 냉온수 공급 온도 제어 방식을 적용 여부, 기간 및 제어값을 결정하는데 필요한 운전 데이터 및 실내외 환경 데이터를 모니터링하고, 냉온수 공급 온도 제어 방식 적용 후의 상태 판단을 위한 운전 데이터 및 실내외 환경 데이터를 실시간 모니터링한다. 특히, 모니터링부(120)는 실내 또는 냉온수 발생장치(10)에 설치된 각종 계측기(온도계 등) 등을 통해 해당 건물의 실내외 환경 및 냉온수 발생장치(100)의 운전 데이터를 수집하여 서비스 제어부(110)에 제공한다. 여기서, 실시간 모니터링되는 주요 항목들에는, 외기 온도, 외기 습도, 실내 온도, 실내 습도, 냉온수 발생 장치(10)의 냉온수 환수 온도, 냉온수 공급 온도, 냉온수 유량, 및 냉온수 발생장치(10)의 에너지 소비량 중 하나 이상이 포함될 수 있다. 이 외에도 냉온수 공급 온도 제어에 필요한 다른 항목들을 더 포함할 수도 있다.

이러한 주요 항목들을 살펴보면, 외기 온도는 냉방지수 및 난방지수의 패턴을 검토하기 위한 항목이다. 실내 온도는 실내 설정 온도와 실시간 모니터링 온도를 비교하여 공조 부하의 추종성 판단을 위한 항목이다. 실내 습도는 실내 설정 습도와 실시간 모니터링 습도의 비교를 통해 실내 쾌적성을 판단하기 위한 항목이다. 냉온수 환수 온도는 냉온수발생장치(10)의 공급 온도와 환수 온도의 온도 차이값(ΔT)을 확인하기 위한 항목으로서, 상기 온도 차이값이 적정 범위를 벗어나는 경우, 다른 제어 방식(예를 들어, 냉온수 왕복 온도차 제어 방식)의 적용 여부를 판단하기 위한 항목이다. 또한, 냉수 공급 온도는 실시간으로 냉온수 발생장치(10)의 냉온수 공급 온도를 확인하여 공급 온도 변경이 가능한지를 판단하기 위한 항목이다. 냉온수 유량은 본 발명에 의한 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 전, 냉온수 발생장치(10)의 냉온수 유량 패턴을 확인하기 위한 항목이다. 마지막으로 에너지 소비량은 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 가능성 판단을 위하여, 냉온수 발생장치(10)의 에너지 소비 패턴을 확인하기 위한 항목이다.

서비스 제어부(110)는 기 수집된 냉온수 발생장치(10)의 냉온수 공급 온도 제어를 적용하는데 있어서, 운전 패턴 및 실내외 환경 패턴과 관련된 통계 데이터를 통해 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 가능성을 1차적으로 판단한다.

이때, 상기 서비스 제어부(110)는 외기 온도, 실내 온도, 재실율, CO₂ 농도 등과 같은 기본 항목의 요일별, 일별, 월별, 분기별, 반기별 통계 데이터를 전일, 전주(요일), 전월, 전년 비교를 통해 최적의 운전 방안을 도출할 수 있다.

더불어, 서비스 제어부(110)는 냉온수 공급 온도 제어 방식이 적용 가능한 경우, 당일 사용량 및 당일 시간대별 사용량 예측을 통해 2차적으로 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 여부 판단 및 냉온수 공급 온도의 설정변경값을 결정하고, 이를 기반으로 냉온수 발생 장치(10)의 운전을 제어할 수 있다.

더불어, 서비스 제어부(110)는 3차로, 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 후에, 다시 냉온수 발생장치(10)의 운전 상황 및 실내외 환경을 모니터링하고 이를 분석하여 실내 환경의 쾌적성이 유지될 수 있도록 제어할 수 있다.

또한, 서비스 제어부(110)는 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 가능성을 판단하고, 더하여 적용 가능 구간을 검출하기 위하여, 냉온수 발생장치(10)의 운전 및 실내외 환경과 관련된 일/월/요일/분기별/반기별 통계 데이터의 경향을 분석하여, 냉방지수(CCD: Cooling Degree Day) 및 난방지수(HDD: Heating Degree Day)와 냉온수 발생장치(10)의 에너지 소비량을 확인하여, 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 가능성을 판단한다. 여기서, 냉온수 발생 장치(10)의 운전 경향을 분석하기 위한 비교 분석 항목은 하기 <표 1>에 나타낸 바와 같다.

No.	항목	데이터 간격	X-축		Y-축		Y´- 축		비고
			Name	Unit	Name	Unit	Name	Unit
1	냉방지수/ 난방지수 vs 냉온수 발생장치의 에너지 소비량	-	시간	일/월	냉온수 발생장치 에너지 소비량	TOE	외기온도	℃	-

여기서, 에너지 소비량은 외부 온도에 종속되며, 냉방지수는 일평균 기온에서 미리 설정된 기준 온도(예, 18도)를 뺀 수치로, 일평균기온이 기준 온도 이하인 날은 냉방지수를 0으로 계산하고, 난방지수는 상기 기준 온도(예, 18도)에서 일평균 기온을 뺀 수치로, 일평균기온이 기준온도 이상인 날의 난방지수는 0으로 계산한다. 여기서, 일평균 기온은 해당 일의 최고 온도와 최저 온도를 더한 값을 2로 나누어서 산출할 수 있다.

특히, 상기 서비스 제어부(110)는 상기 분석 결과에 따라서, 외기 온도에 따른 냉방 지수 및 난방 지수에 비하여 냉온수 발생장치의 에너지 소비량이 높은 구간을 일, 주, 월 및 분기 단위로 검출하여, 냉방 지수 및 난방 지수에 비하여 냉온수 발생장치의 에너지 소비량이 높은 구간이 존재하는 경우 상기 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 가능성이 있는 것으로 판단할 수 있다.

또한, 상기 서비스 제어부(110)는 2차적으로 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 여부를 판단하고, 냉온수 공급 온도의 설정변경값을 결정하는데 있어서, 우선, 모니터링된 실내 습도를 상기 실내 환경 관리 데이터에 포함된 기준값(기준 습도)와 비교하여 상기 건물의 실내 습도 조건을 만족하는 지를 확인한다. 이에 따라 서비스 제어부(110)는 모니터링된 실내 습도가 기준 습도보다 낮은 경우(즉, 습도 조건을 만족하는 경우) 상기 냉온수 공급 온도 제어 방식을 적용하도록 할 수 있다. 이는, 실내 습도가 조건을 만족하지 못하는 경우에는, 습도를 낮추거나 높여 쾌적성을 확보하는 것이 우선이기 때문이다.

또한, 서비스 제어부(110)는 모니터링부(120)에서 전달된 실시간 모니터링된 결과 정보를 분석하여 공조 부하 및 공조부하율을 산출하고, 냉온수 발생장치(10)의 냉난방능력을 비교하여 공조 부하보다 냉온수 발생장치(10)의 냉난방 능력이 클 경우, 상기 공조 부하에 따라서 냉수 공급 온도에 대한 제어값을 결정하고, 상기 공조 부하 및 상기 열교환기의 종류 및 성능에 따라서 온수 공급 온도에 대한 제어값을 결정한다. 상기 온수 공급 온도의 제어값 결정시, 열교환기의 종류 및 성능을 더 고려하는 것은, 냉수의 경우 냉수 공급 온도의 차가 크지 않기 때문에, 냉수 라인에 설치된 열교환기에 크게 영향을 받지 않으나, 냉온수 발생 장치(10)에서의 온수 공급 온도는 수십도 범위로 온도차가 발생하며, 보다 다양한 열교환기가 사용되기 때문으로, 열교환기의 종류 및 성능에 따라서, 적정 온수 공급 온도 범위가 다르다. 따라서, 본 발명에서는 이를 모두 감안하여 온수 공급 온도의 제어값을 결정하도록 한다.

여기서 냉수 공급 온도의 제어값은 냉수 공급 온도를 높이는 방향으로 결정되고, 온수 공급 온도의 제어값은 온수 공급 온도를 낮추는 방향으로 결정된다.

더불어, 서비스 제어부(110)는 제어값을 적용하여 냉온수 발생장치(10)의 냉온수 공급 온도 제어를 수행한 후, 즉, 냉온수 공급 온도 제어 방식을 적용한 후, 변경된 냉온수 공급 온도에 따라 운전되는 냉온수 발생장치(10)를 모니터링하여 실내 환경이 적정 상태를 유지하는 지를 판단하고, 실내 환경이 적정 상태를 벗어나는 경우, 상기 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용을 중지하도록 제어할 수 있다.

이때의 모니터링 항목은, 상기 건물의 실내 습도, 실내 온도 및 냉온수 발생장치(10)의 냉온수 공급 온도 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 예를 들어, 실내 습도가 기준 습도 범위를 벗어나는 경우 또는 실내 온도가 기준 온도 범위를 벗어나는 경우, 상기 냉온수 공급 온도가 적정 범위를 벗어나는 경우 등에, 상기 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용을 중지할 수 있다. 이 경우, 상기 냉온수 발생 장치(10)는 냉수 공급 온도 및 온수 공급 온도를 이전의 설정 온도로 변경하여 운전하게 된다.

다음으로 본 발명의 실시 예에 따른 건물 에너지 관리 장치(100)에 있어서의 냉온수 공급 온도 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 제어 수순에 따라서 구체적으로 설명하기로 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 건물 에너지 관리 장치에서의 냉온수 발생 장치(10)의 냉온수 공급 온도 제어 방법을 나타낸 흐름도이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 1101단계에서 건물 에너지 관리 장치(100)은 실내 환경 관리 데이터를 획득한다. 여기서 실내 환경 데이터는 해당 건물에서 관리자에 의해 관리되는 실내 온도 및 실내 습도에 대한 기준값이다. 상기 실내 환경 데이터는 관리자 인터페이스부(120)를 통해 관리자로부터 직접 입력받거나, 통신부(150)를 통해 해당 건물의 제어 장치, 즉, 설비 제어 장치(200)로부터 수신받을 수 있다.

1102단계에서 건물 에너지 관리 장치(100)는 미리 저장된 냉온수 발생장치(10)의 통계 데이터의 경향을 분석하여 냉난방 온수 공급 온도 제어 방식의 적용 가능성을 1차적으로 판단한다.

도 5는 상기 1102 단계에서의 통계 데이터 분석 과정을 구체적으로 나타낸 것으로서, 이를 참조하면, 1201 단계에서 상기 건물 에너지 관리 장치(100)은 일정 기간(예를 들어, 전년도 중간기) 동안의 냉온수 발생장치(10)의 운전 경향을 확인할 수 있는 통계 데이터를 수집하고, 1202 단계에서 해당 기간 동안의 외기 온도로부터 냉방지수 및 난방지수를 산출하고, 1203 단계에서 상기 냉방지수 및 난방지수로부터 냉온수 발생장치(10)의 에너지 소비량을 확인하여 냉온수 발생장치(10)의 운전 경향을 분석한다. 이어서, 1204 단계에서 분석 결과에 따라서 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 가능성을 판단한다. 이때, 예를 들어, 냉방지수 및 난방지수 대비 에너지소비량이 높은 경우, 에너지 소비량의 절감이 가능하므로, 냉온수 공급 온도 제어 방식이 적용 가능한 것으로 판단할 수 있다. 더하여, 본 발명의 건물 에너지 관리 장치(100)은 1205 단계를 더 수행하여, 상기 분석 결과를 기반으로, 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 가능 구간을 검출할 수 있다.

다시 도 4를 참조하면, 상술한 바에 의한 판단 결과 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용이 가능한 것으로 판단되면, 건물 에너지 관리 장치(100)은 1103단계에서 상기 건물의 실내외 환경 데이터 및 상기 냉온수 발생장치의 운전 데이터를 실시간으로 모니터링한다. 상기 실시간 모니터링은, 해당 건물의 실내외부, 및 냉온수 발생 장치(10)의 주변에 설치된 각종 센서 및 계측기 등을 통해 이루어질 수 있으며, 여기서 실시간 모니터링되는 주요 항목들에는 외기 온도, 외기 습도, 실내 온도, 실내 습도, 냉온수 환수 온도, 냉온수 공급 온도, 냉온수 유량 및 냉온수 발생장치(10)의 에너지 소비량 등이 포함될 수 있다. 이때, 건물 에너지 관리 장치(100)는 모니터링된 결과 정보를 분석하여 공조 부하 및 냉온수 발생 장치(10)의 냉난방 능력을 더 확인할 수 있다. 이후 이를 기반으로 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 여부 및 냉온수 공급 온도의 제어값 결정이 이루어진다.

구체적으로, 1104단계에서 건물 에너지 관리 장치(100)는 실시간 모니터링을 통해 획득한 실내 습도와 상기 건물의 실내 환경 관리 데이터에 포함된 기준값(기준 습도)를 비교하여, 실내 환경 상태가 설정 조건을 만족하는 지를 확인한다. 더 구체적으로, 실내 습도가 기준값 이하로서, 실내의 쾌적성이 확보되는지를 확인한다.

확인 결과, 실내 습도가 기준값보다 높아 쾌적성이 확보되지 못하는 경우에는 본 발명에 따른 냉온수 공급 온도 제어 방식을 적용하지 않는다.

반면에, 실내 습도가 기준값보다 높아 실내의 쾌적성이 확보되면, 1105단계에서 건물 에너지 관리 장치(100)는 냉온수 발생장치(10)의 냉온수 공급 온도 변경이 가능한지를 판단한다. 여기서 냉온수 공급 온도 변경 가능 여부 판단은 냉온수 발생장치(10)의 냉난방 능력과 공조 부하에 따라 판단되는데, 냉온수 발샐장치(10)의 냉난방 능력이 공조 부하보다 크면, 냉온수 공급 온도를 변경하는 것으로 판단한다.

더하여, 본 발명에 의한 건물 에너지 관리 장치(100)은 1106 단계에서, 온수의 경우, 1107 단계를 실행하여, 열교환기의 종류 및 성능에 따라서 달라지는 적정 온수 공급 온도를 고려하기 위하여, 냉온수 발생장치(10)의 온수 라인에 구비되는 열교환기의 종류를 확인하고, 더불어, 상기 통계 데이터를 분석하여 냉온수 발생장치(10)의 상기 열교환기의 성능을 분석하여, 온수 공급 온도에 대한 변경 범위를 설정한다.

그리고 1108 단계에서, 상기 건물 에너지 관리 장치(100)는 상기 1104, 1105 단계의 확인 결과, 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용 조건을 만족하면, 즉, 실내의 쾌적성이 확보되고, 냉온수 발생장치(10)의 냉난방 능력이 공조부하보다 높은 경우, 냉온수 발생장치(10)의 냉수 공급 온도를 높이거나, 온수 공급 온도를 낮추는 방향으로 냉온수 발생 장치(10)의 공급 온도에 대한 제어값을 결정하고, 결정된 제어값에 따른 냉온수 공급 온도 제어가 적용되도록 상기 냉온수 발생장치(10)의 냉온수 공급 온도를 변경하기 위한 제어를 수행한다. 여기서, 냉수 공급 온도의 제어값은, 상기 공조 부하에 따라서 결정하고, 온수 공급 온도의 제어값은, 상기 공조 부하를 참조하되, 상기 열교환기의 종류 및 성능에 따라서 결정된 변경 가능 범위내에서 결정한다.

더 구체적으로, 수학적 모델링에 기반한 시뮬레이션을 통해서 상기 냉온수 공급 온도에 대한 제어값을 예측하고, 상기 냉온수 발생 장치의 과거 운전 상태 및 실내외 환경에 대한 과거 통계 데이터를 이용하여 상기 예측된 제어값을 보정하여, 상기 보정된 제어값에 따라서 상기 냉온수 발생장치에 대한 제어를 수행한 후, 상기 냉온수 발생 장치의 실시간 모니터링을 통해 얻은 모니터링 데이터에 따라서 상기 제어값을 재보정할 수 있다.

상기 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용은, 상기 건물 에너지 관리 장치(100)가 냉온수 공급 온도의 제어값을 해당 건물의 관리자에게 제공하여, 냉온수 공급 온도의 변경을 요청하거나, 통신망(300)을 통해 해당 냉온수 발생 장치(10)를 제어하는 설비 제어 장치(100)와 통신하여, 상기 냉온수 공급 온도의 제어값 및 냉온수 공급 온도 변경 요청을 전송함에 의해 이루어질 수 있다.

더하여, 본 발명의 건물 에너지 관리 장치(100)은, 냉온수 공급 온도 제어 방식을 적용하여, 냉온수 발생장치(10)의 냉온수 공급 온도를 변경한 후, 1110단계에서 냉온수 발생장치(10)의 운전 데이터 및 해당 건물의 실내 환경 변화를 실시간으로 모니터링하여, 기 설정된 항목에 대한 알람이 발생하는 지를 판단한다. 여기서 기 설정된 항목은, 상기 건물의 실내 환경이 실내 환경 관리 데이터의 조건을 만족하는 지를 판단하기 위한 것으로서, 예를 들어, 실내 온도, 실내 습도, 상기 냉온수 공급 온도 중에서 하나 이상이 기 설정된 기준범위를 벗어나는 경우, 알람이 발생한다.

1110 단계에서 알람이 발생하면, 즉, 냉온수 공급 온도 변경 후, 실내 환경이나 냉온수 발생장치(10)의 운전에 이상이 발생하면, 건물 에너지 관리 장치(10)은 냉온수 공급 온도의 변경을 중지하고, 원래의 제어 방식을 복원하기 위한 제어를 수행한다. 즉, 해당 건물의 관리자에게 냉온수 공급 온도의 변경을 요청하거나, 통신망(300)을 통해서 대응하는 설비 제어 장치(200)로 냉온수 공급 온도의 변경 중지를 지시한다.

더하여, 건물 에너지 관리 장치(100)은, 1112 단계에서, 상기 냉온수 공급 온도 제어 방식의 적용에 따른 에너지 절감 정도를 확인하기 위한 에너지 절감 보고 데이터를 생성하여 해당 건물의 관리자에게 제공한다.

더 구체적으로, 건물 에너지 관리 장치(100)은, 냉온수 공급 온도 변경 시 예상되는 에너지 감소 설비, 에너지 증가 설비, 적정 온도 및 유량, 소요되는 투자비 등에 대하여 분석하여 총 에너지 절감 효과를 분석할 수 있다. 또한, 모니터링 결과 정보를 통해 예상 연료 사용량을 산출할 수 있으며, 예상 절감율 및 절감량을 구하고, 예상 절감량에 따라 연료 단가를 적용하여 예상 절감 금액을 산출할 수도 있다.

상기 에너지 절감 보고 데이터는, 일/주/월/요일/분기별/반기별로 생성할 수 있다. 이때, 건물 에너지 관리 장치(100)는 적용된 냉온수 공급 온도 변경값보다 한 단계 높은 값으로 변경 가능한지 검토 후, 변경 가능한 경우 새로운 제어값에 따라 냉온수 공급 온도 제어 방식을 재 적용할 수 있다.

상기 에너지 절감 보고 데이터의 생성 시, 건물 에너지 관리 장치(100)은 에너지 절감 확인 항목을 과거 데이터를 이용하여 비교 분석하고, 분석 결과를 적용하여 에너지 절감 결과 보고서를 작성할 수 있다. 특히 상기 에너지 절감 보고 데이터는, 실시 전후의 냉온수 발생장치(10)의 총 에너지 소비량 비교, 실시 전후의 단위 시간당 에너지 소비량 비교, 실시 전후의 냉온수 발생장치(10)의 COP(Coefficient of performance) 비교를 포함할 수 있다.

한편, 에너지 절감효과를 정밀하게 비교하기 위하여, 냉온수 발생장치(10)의 냉수 온도 설정치 이외의 외기 온도/습도 및 공조 부하, 냉각수 공급/환수 온도 등이 유사했던 기간을 선택하여 비교하는 것이 필요하다. 그러나 에너지 소비에 영향을 주는 요소는 너무 복잡하기 때문에, 단순하게 공조용 에너지 소비량이나 냉각수 보급 수량의 증감을 비교로 에너지 절감 효과를 평가할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 냉온수 공급 온도 변경은 중간기 등 냉온수 발생장치(10)의 부하가 경부하일 경우 적용하는 것으로서, 냉온수 공급 온도를 높임에 따라 바이패스 유량이 줄어드는 것이지 전체 냉온수 유량의 변동은 발생하지 않는다. 냉온수 공급 온도를 올리거나 낮추는 것에 따라 냉온수의 공급/환수 온도차가 줄어들어 부하가 적어짐으로 연료소비량이 감소하게 된다.

본 발명에 따른 냉온수 공급 온도 제어 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 소프트웨어 형태로 구현되어 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 기록매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으나, 여기에 개시된 실시 예외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 또한, 본 명세서와 도면에서 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

본 발명은 냉방 지수나 난방지수에 비하여 냉온수 발생장치의 에너지 소비량을 불필요하게 높은 구간(즉, 중간기 경부하 시)에서, 냉온수 발생장치의 냉수 공급 온도를 높이거나 온수 공급 온도를 낮추는 냉온수 공급 온도 제어 방식을 적용함으로써, 냉온수 발생장치의 불필요한 에너지 소비를 줄일 수 있다.

10: 냉온수 발생장치 100: 건물 에너지 관리 장치
200: 설비 제어 장치 300: 통신망
110: 서비스 제어부 120: 모니터링부
130: 관리자 인터페이스부 140: 저장부
150: 통신부

Claims

건물의 냉난방을 위한 냉온수를 발생시키는 냉온수 발생장치의 과거 운전 상태 및 실내외 환경에 대한 과거 통계 데이터 및 실내 환경 관리 데이터로부터 상기 냉온수 발생장치의 운전 경향을 분석하여, 냉난방이 이루어지는 기간 중에 냉방 능력 및 난방 능력이 공조부하에 비하여 높은 구간을 검출하고, 상기 건물의 실내외 환경 및 상기 냉온수 발생장치의 운전 상태에 대한 상기 과거 통계 데이터 및 실시간 모니터 데이터를 이용하여, 냉방중 냉수 공급 온도를 높이거나 난방중 온수 공급 온도를 낮추는 방향으로 냉온수 공급 온도의 제어를 수행하는 서비스 제어부;
상기 건물의 실내외 환경 및 상기 냉온수 발생장치의 운전 상태에 대한 실시간 모니터링 데이터를 제공하는 모니터링부; 및
상기 건물의 실내외 환경 및 상기 냉온수 발생장치의 운전 상태에 대한 상기 과거 통계 데이터 및 실시간 모니터링 데이터 및 상기 실내 환경 관리 데이터 중 하나 이상을 저장하는 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치.
제1항에 있어서,
상기 실내 환경 관리 데이터를 포함하는 입력 데이터를 입력 받고 상기 서비스 제어부 및 모니터링부의 동작 결과를 관리자에게 제공하기 위한 관리자 인터페이스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치.
제1항에 있어서,
상기 냉온수 발생장치를 제어하는 설비제어장치와 통신하여, 상기 실내 환경 관리 데이터, 상기 건물의 실내외 환경 및 상기 냉온수 발생장치의 운전 상태에 대한 상기 과거 통계 데이터, 실시간 모니터링 데이터 및 상기 냉온수 공급 온도의 제어를 수행하기 위해 필요한 데이터를 송수신하기 위한 통신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치.
제1항에 있어서, 상기 서비스 제어부는
상기 냉온수 발생장치의 냉온수 공급 온도의 제어를 수행한 후, 상기 건물의 실내 환경 및 상기 냉온수 발생 장치의 운전 상태에 대한 실시간 모니터링 데이터를 분석하여, 상기 건물의 실내 환경이 상기 실내 환경 관리 데이터의 조건을 만족하지 못하면, 상기 냉온수 공급 온도 제어의 수행을 중지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치.
제1항에 있어서, 상기 서비스 제어부는
상기 냉온수 발생장치의 냉온수 공급 온도가 제어된 후, 상기 냉온수 발생 장치의 운전 상태에 대한 실시간 모니터링 데이터로부터 상기 냉온수 공급 온도의 제어 따른 에너지 사용량 변화를 나타내는 에너지 절감 보고 데이터를 더 생성하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치.
제1항에 있어서, 상기 서비스 제어부는
상기 실시간 모니터링 데이터중 실내 습도를 더 확인하여, 상기 실내 습도가 상기 실내 환경 관리 데이터의 습도 조건을 만족하는 경우, 상기 냉온수 공급 온도의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치.
제1항에 있어서, 상기 서비스 제어부는
난방시, 상기 냉온수 발생장치 중 온수 라인에 구비된 열교환기의 종류 및 상기 열교환기의 온수 공급 온도별 효율에 따라서 온수 공급 온도의 변경 가능 범위를 설정하고, 상기 변경 가능 범위 이내에서 상기 온수 공급 온도의 제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치.
제1항에 있어서, 상기 서비스 제어부는
수학적 모델링에 기반한 시뮬레이션을 통해서 상기 냉온수 공급 온도에 대한 제어값을 예측하고, 상기 냉온수 발생 장치의 과거 운전 상태 및 실내외 환경에 대한 과거 통계 데이터를 이용하여 상기 예측된 제어값을 보정하여, 상기 보정된 제어값에 따라서 상기 냉온수 발생장치에 대한 제어를 수행한 후, 상기 냉온수 발생 장치의 실시간 모니터링을 통해 얻은 모니터링 데이터에 따라서 상기 제어값을 재보정하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치.
건물의 냉난방을 위한 냉수 및 온수를 공급하는 냉온수 발생장치의 운전 상태 및 상기 건물의 실내외 환경에 대한 과거 통계 데이터의 경향을 분석하는 단계;
상기 분석 결과 중, 냉방 능력 및 난방 능력이 공조부하에 비하여 높은 구간이 존재하는 지에 따라서 에너지 효율 개선을 위한 냉온수 공급 온도 제어의 적용 가능성을 판단하는 단계;
냉온수 공급 온도 제어가 적용 가능한 경우, 상기 건물의 실내외 환경 및 상기 냉온수 발생장치의 운전 상태에 대한 상기 과거 통계 데이터 및 실시간 모니터 데이터를 이용하여, 냉방중 냉수 공급 온도를 높이거나 난방중 온수 공급 온도를 낮추는 방향으로 냉온수 공급 온도에 대한 제어값을 설정하는 단계; 및
상기 설정된 제어값으로 상기 냉온수 발생장치의 냉온수 공급 온도에 대한 제어를 수행하는 단계를 포함하는 건물 에너지 관리 장치에서의 냉온수 공급 온도 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 냉온수 발생장치의 냉온수 공급 온도에 대한 제어가 수행된 후, 상기 건물의 실내 환경이 상기 건물의 기 설정된 실내 환경 관리 데이터의 조건을 만족하는 지를 확인하여, 만족하지 못하면, 상기 냉온수 공급 온도에 대한 제어를 중지하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치에서의 냉온수 공급 온도 제어 방법.
제9항에 있어서,
상기 냉온수 발생장치의 냉온수 공급 온도에 대한 제어가 수행되기 전후에 대한, 상기 냉온수 발생장치의 에너지 사용량과 성능 계수(COP: Coefficient of performance), 냉각수 보급 수량 중 하나 이상을 비교하여, 상기 냉온수 공급 온도의 제어에 따른 에너지 절감 효과를 확인하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치에서의 냉온수 공급 온도 제어 방법.
제9항에 있어서, 상기 냉온수 공급 온도 제어의 적용 가능성을 판단하는 단계는.
일정 기간 동안의 외기 온도에 따른 냉방 지수 및 난방 지수의 변화를 산출하는 단계;
상기 일정 기간 동안의 상기 냉온수 발생장치의 에너지 소비량 변화를 확인하는 단계; 및
상기 일정 기간 중에 상기 냉방 지수 및 난방 지수에 비하여 상기 냉온수 발생장치의 에너지 소비량이 높은 구간이 존재하면, 상기 냉온수 공급 온도 제어 방식이 적용 가능한 것으로 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치에서의 냉온수 공급 온도 제어 방법.
제9항에 있어서, 상기 냉온수 공급 온도에 대한 제어값을 설정하는 단계는,
상기 건물의 실내 습도가 상기 건물의 기 설정된 실내 환경 관리 데이터의 습도 조건을 만족하는 지를 확인하는 단계; 및
상기 냉온수 발생장치의 냉방 능력 또는 난방 능력이 상기 냉온수 발생장치에서 공급되는 냉온수가 제공되는 공조기의 공조 부하보다 큰지를 확인하는 단계를 포함하고,
상기 건물의 실내 습도가 상기 습도 조건을 만족하면서, 냉방 능력 또는 난방 능력이 공조부하보다 큰 경우, 상기 제어값을 설정하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치에서의 냉온수 공급 온도 제어 방법.
제13항에 있어서, 상기 냉온수 공급 온도에 대한 제어값을 설정하는 단계는,
상기 냉온수 발생장치의 온수 라인에 적용된 열교환기의 종류 및 온수 공급 온도별 효율에 따라서, 냉온수 발생장치의 온수 공급 온도의 변경 범위를 설정하는 단계를 더 포함하고,
상기 변경 범위를 기준으로 상기 냉온수 공급 온도 중 온수 공급 온도의 제어값을 설정하는 것을 특징으로 하는 건물 에너지 관리 장치에서의 냉온수 공급 온도 제어 방법.