KR20140045623A - Ｈｖａｃ 시스템의 통합 제어 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 HVAC 시스템의 각 장비를 통합 제어반에서 통합 제어함으로써 안정적인 전력 공급 및 제어를 가능하게 한 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 해상 구조물에 설치된 HVAC 시스템(heating, ventilation, air conditioning system)에 포함되는 장비를 통합 제어하는 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템으로서, 전기 에너지를 인가받는 전원장치; 상기 전원장치로부터 공급된 전기 에너지를 상기 장비에 각각 분배하는 분배장치; 상기 HVAC 시스템에 포함되는 장비에 대한 상태 정보를 수신하고 수신된 상태 정보에 근거하여 해당 장비의 상태를 제어하는 장비 제어장치; 및 상기 HVAC 시스템에 포함되는 통풍 팬에 연결된 모터에 전원의 공급 및 상기 모터의 동력을 제어하는 모터 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템이 제공된다.

Description

ＨＶＡＣ 시스템의 통합 제어 시스템{INTEGRATED CONTROL SYSTEM OF HVAC SYSTEM}
본 발명은 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 HVAC 시스템에 포함되는 장비를 통합 제어함으로써 안정적인 전력 공급 및 제어를 가능하게 한 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 심해의 유류 수송을 위해 사용되고 있는 PIPELAY VESSEL은 유전 혹은 부유식 원유생산 저장 설비와 같은 해상 구조물에 연결되는 PIPE를 제작할 수 있는 공장과 제작된 PIPE를 심해에 설치할 수 있는 선박을 말한다.
PIPELAY VESSEL과 같이 해상 구조물을 포함하는 선박의 경우 거주구 및 각 데크에 설치된 HVAC(Heating, Ventilation and AirConditioning) 시스템의 관련 장비(예컨대, Constant volume box, shut-off damper, fire damper, pressrelief damper 등)로부터 장비의 상태 신호가 HVAC 룸에 위치한 해당 장비의 제어부로 보내져야 한다.
즉, 종래의 HVAC 시스템을 제어하는 제어 시스템은 분배장치(DB: DISTRIBUTION BOARD), 모터 제어장치 및 장비 제어장치에서 전력 공급 및 제어를 하도록 시스템을 구축하였다. 분배장치는 HVAC 시스템에 전원을 요구하는 장비에 전원을 공급하고, 모터 제어장치는 통풍 팬에 연결된 모터에 전원을 공급 및 해당 모터를 제어하며, 장비 제어장치는 HVAC 관련 장비를 제어한다.
그러나, 해상 구조물내에 각기 다른 구역에 분배장치, 장비 제어장치 및 모터 제어장치를 제어하기 위한 별도의 컨트롤러를 각각 설치해야 하므로 해상 구조물내의 공간을 많이 필요로 하고, HVAC 시스템의 제어를 위해 다량의 케이블이 요구되는 실정이다.
또한 각 장비를 유지 보수 혹은 제어하기 위하여 각기 다른 구역에 설치된 분배장치, 장비 제어장치 및 모터 제어장치에서 각각 제어하기 때문에 장치간의 정보의 공유가 없어 임의의 장치의 이상이 다른 장치에 영향을 미치거나 오작동을 유발할 수 있다.
본 발명의 목적은, HVAC 시스템에 포함되는 장비를 통합 제어함으로써 안정적인 전력 공급 및 제어를 가능하게 한 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 해상 구조물에 설치된 HVAC 시스템(heating, ventilation, air conditioning system)에 포함되는 장비를 통합 제어하는 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템으로서, 전기 에너지를 인가받는 전원장치; 상기 전원장치로부터 공급된 전기 에너지를 상기 장비에 각각 분배하는 분배장치; 상기 HVAC 시스템에 포함되는 장비에 대한 상태 정보를 수신하고 수신된 상태 정보에 근거하여 해당 장비의 상태를 제어하는 장비 제어장치; 및 상기 HVAC 시스템에 포함되는 통풍 팬에 연결된 모터에 전원의 공급 및 상기 모터의 동력을 제어하는 모터 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템이 제공된다.
또한 본 발명의 실시예에 따른 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템은 상기 전원장치, 상기 분배장치, 상기 장비 제어장치 및 상기 모터 제어장치는 하나의 보드상에 설치된 것이 바람직하다.
상기 HVAC 시스템에 포함되는 장비는 AHU(Air Handling Unit), Packaged Air Con, EDH(Electric Duct Heater), Fire Damper, Ventilation Fan, Unit Heater 및 Weather Louver Heat Tracing 중 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 장비 제어장치는 상기 장비의 상태정보 또는 상기 장비의 이상을 알리는 알림정보를 VMS(Vessel Managenent System)에 전송하는 것이 바람직하다.
상기 장비 제어장치는 상기 VMS로부터 상기 장비의 오토 스타트/오토 스탑을 수신하여 상기 장비를 한번에 동작 또는 정지시키도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 장비 제어장치는 상기 장비의 상태 정보를 표시하는 표시부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 장비 제어장치는 상기 장비의 상태정보와 메모리에 저장된 기준정보와의 비교를 통해 장비의 이상 여부를 판단하고 판단결과, 장비의 이상인 경우 장비의 이상을 미리 설정된 표시 형식으로 상기 표시부에 표시되도록 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따르면 HVAC 시스템에 포함되는 장비를 통합 제어함으로써 안정적인 전력 공급 및 제어를 가능하게 한 효과가 있다. 특히, 장치별로 별도의 컨트롤러를 구비하지 않고 장비 제어장치에 의해 장비의 상태를 제어하기 때문에 구조물내의 공간을 절약할 수 있으면서 연계된 HVAC 장비의 전력 관리 및 제어를 수행하여 평상시 혹은 유지 보수시 오작동 및 실수를 미연에 방지하여 안정성 및 효율성을 높일 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 장비의 상태정보 또는 장비의 이상을 알리는 알림정보를 VMS에 전송함으로써 운용자가 장비의 상태를 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 장비의 이상시 신속하게 대응할 수 있는 효과도 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면 장비의 상태정보를 표시부에 표시하여 운용자게 쉽게 공조 장비의 상태를 파악할 수 있는 효과도 있다.
그리고, 본 발명의 실시예에 따르면 VMS로부터 오토 스타트/오토 스탑을 수신하여 선내에 배치된 수천개의 공조 장비를 각 구역별로 한번에 동작 및 정지시킴으로써 운용자가 쉽게 전 장비를 관리할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템을 설명하기 위한 도면, 그리고
도 2는 도 1에 도시된 장비 제어장치를 설명하기 위한 블록도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템을 설명하기 위한 도면을 도시하고 있고 도 2는 도 1에 도시된 장비 제어장치를 설명하기 위한 블록도를 도시하고 있다.
도 1을 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템은 해상 구조물에 설치된 HVAC에 포함되는 각각의 장비를 통합 제어한다. 해상 구조물에는 소형의 경우 하나의 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템이 설치되나, 대형의 경우 복수개의 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템이 설치된다.
이와 같은 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템은 전원장치(11), 분배장치(12), 모터 제어장치(13) 및 장비 제어장치(14)를 포함한다. 상술된 전원장치(11), 분배장치(12), 모터 제어장치(13) 및 장비 제어장치(14)가 하나의 보드상에 설치된다. 이에 따라 종래의 HVAC 시스템에 비해 훨씬 케이블의 수를 절감시킬 수 있다.
전원장치(11)는 해상 구조물 내부에 설치된 적어도 하나의 발전기로부터 생성된 전기 에너지를 공급받는다.
분배장치(12)는 전원장치(11)로부터 전기 에너지를 공급받아 각각의 장비에 전기 에너지를 분배한다. 또한 분배장치(12)는 각각의 장비에 전기 에너지의 공급/차단 여부를 통합 제어반(10)으로부터 수신할 수 있다. 이때 장비 제어장치(14)는 장비의 식별정보와 함께 공급 또는 차단을 지시하는 지시신호를 함께 분배 장치(12)에 제공할 수 있고, 전원 공급을 차단해야 하는 장비의 식별정보를 분배 장치(12)에 제공할 수도 있다.
또한 분배장치(12)는 미리 설정된 분배방식 또는 장비 제어장치(14)의 제어에 따라 해당 장비에 전기 에너지를 공급/차단되도록 분배한다. 나아가 분배장치(12)는 분배되는 장비에 공급되는 전기 에너지의 양을 측정하고 측정된 전기 에너지의 양을 해당 장비의 식별정보와 함께 장비 제어장치(14)에 제공할 수 있다.
장비 제어장치(14)는 HVAC 시스템에 포함되는 장비에 대한 상태 정보를 수신하고 수신된 상태 정보에 따라 해당 장비를 제어한다. 여기서 HVAC 시스템에 포함되는 장비는 예를 들어 AHU(Air Handling Uint), Packaged Air Con, EDH(Electric Duct Heater), Fire Damper, Ventilation Fan, Unit Heater, Weather Louver Heat Tracing 등이다.
AHU는 선내 각 구역에 바람을 불어주는 역할을 하며, Chiller Unit과 Electric Heater Unit과 연계하여 여름에 차가운 바람을 공급하고 겨울에 따뜻한 바람을 공급하는 장치로, 각 온도 및 습도 조건에 따라 제어된다. 장비 제어장치(14)는 AHU 장비에 전원 공급 및 장비의 상태정보를 제공받아 AHU에 문제 발생시 확인 및 정지를 가능하게 한다.
Package Air Con은 에어컨이 독립적으로 필요한 구역에 설치되는 장비로 필요시 온/오프하여 사용되는 에어컨이다. 장비 제어장치(14)는 Package Air Con으로 전원 공급 및 문제 발생시 장비의 상태 정보를 제공받아 VMS(Vessel Management System)에 제공한다.
EDH는 선내 환기구와 연결된 덕트 내부 온도 조건을 맞추기 위하여 덕트 내의 온도 센서를 사용한다. EDH의 온도 센서에 의해 감지된 온도 정보를 수신한 장비 제어장치(14)는 온/오프하여 덕트 내부의 온도를 일정하게 유지시키도록 제어한다.
Fire Damper는 화재시, 타 구역에 화재의 확산을 방지하기 위하여 덕트 내의 바람의 이동을 막는 장치이다. 장비 제어장치(14)는 화재의 조건에 따라 덕트 내에 설치된 댐퍼를 온/오프한다. 이에 따라 환풍기와 인터락 기능을 구성하여 각 장비를 과압력 또는 저압력으로부터 방지 및 제어를 가능하게 한다.
Ventilation Fan은 환풍기이다. 장비 제어장치(14)는 주파수를 조정하는 장치인 VFD(Variable Frequency Drive)를 통해 풍량을 제어함으로써 각 구역에서 요구되는 공기양을 제어할 수 있다. 또한 장비 제어장치(14)는 선내의 환경조건에 따라 Ventilation Fan의 온/오프를 제어한다.
Unit Heater는 각 구역에 온도 상승이 필요한 경우, 필요 온도 조건에 따라 온도를 제어하는 히터이다. 비상시 장비 제어장치(14)는 Unit Heater에 전력의 공급을 차단하도록 제어한다.
Weather Louver Heat Tracing는 겨울철 영하 25도에서 외부 공기를 내부로 흡기할 경우, Louver에 얼음이 발행하여 공기의 인입을 방해하므로 이를 방지하기 위하여 Louver에 Heat Tracing 장비를 설치하여 얼음이 발생하는 것을 방지하는 장치이다. 장비 제어장치(14)는 Heat Tracing 장비에 전력 제어를 수행함으로써 여름철에 사용하지 않도록 관리하고 겨울철만 사용하도록 관리할 수 있다.
또한 장비 제어장치(14)는 장비의 상태정보를 통합 제어반(10)에 제공한다. 통합 제어반(10)은 장비 제어장치(14)로부터 수신된 장비의 상태정보와 해당 장비의 기준정보와 비교하여 이상 여부를 판단하고, 이상으로 판단된 경우 장비의 이상임을 알리는 알림정보를 VMS(Vessel Management system)(미도시)에 전송할 수 있다. 나아가 통합 제어반(10)은 장비 제어장치(14)로부터 전송된 장비의 상태정보를 화면상에 표시할 수 있다. 이에 따라 운용자는 장비의 상태를 용이하게 모니티렁할 수 있다.
또한 장비 제어장치(14)는 VMS로부터 HVAC 시스템에 포함되는 장비의 오토 스타트(Auto Start)/오토 스탑(Auto Stop)을 수신하여 HVAC 시스템에 포함되는 모든 장비를 한번에 동작 또는 정지시키도록 제어한다. 이에 따라 선내에 배치된 수천개의 공조 장비를 VMS에서 오토 스타트/오토 스탑 기능을 수행하여, 각 구역별로 한번에 동작 및 정지시킴으로써 운용자가 쉽게 전 장비를 관리할 수 있다.
도 2를 참조하면 상술된 장비 제어장치(14)는 수신부(141), 판단부(142), 알림부(143), 표시처리부(144) 및 메모리(145)를 포함하여 구성된다.
수신부(141)는 HVAC 시스템에 포함되는 장비의 상태정보를 수신한다. 이때 수신된 상태정보는 장비의 식별정보를 포함한다.
판단부(142)는 수신부(141)에 의해 수신된 장비의 상태정보를 메모리(145)에 저장된 해당 장비의 식별정보에 대응시켜 저장된 기준정보를 참조하여 해당 장비의 이상 여부를 판단한다. 메모리(145)에는 기준정보외에도 HVAC 시스템에 포함되는 공조 장비를 제어하기 위해 필요한 기준정보, 프로그램등이 더 저장될 수 있다.
판단부(142)의 판단결과, 장비의 이상으로 판단되면 알림부(143)는 배 전체를 제어하는 시스템, 즉 VMS(Vessel Management Sysgem)에 장비의 이상을 알리는 알림정보를 전송한다. 알림정보에도 장비의 식별정보를 포함시켜 어느 장비의 이상인지를 쉽게 알 수 있다.
판단부(142)의 판단결과, 장비의 정상으로 판단되면 표시처리부(143)는 장비의 상태정보를 표시부(15)상에 표시되도록 한다. 또한 표시 처리부(143)는 상술된 알림정보를 미리 정해진 표시 형식, 예를 들면 점멸식 등으로 표시한다.
분배장치(12)에 의해 HVAC 시스템에 포함되는 장비 중 Fire Damper 및 환풍기에는 전원이 공급되지 않는다.
모터 제어장치(13)는 HVAC 시스템에 포함되는 환풍기에 연결된 모터에 전원의 공급 및 모터의 동력을 제어할 수 있다.
분배장치(12) 옆에 위치한 모터 제어장치(13)의 경우 아래의 넓은 영역은 온도와 압력에 따라서 풍량의 속도를 조절할 수 있는 주파수 조정 장치(VFD)가 설치된다. 장비 제어장치(14)에 인접한 두개의 모터 제어장치(13)의 경우 세개의 영역으로 나눠지고, 세개의 영역에 모두 주파수 조정 장치가 모터 제어장치(VFD)가 설치된다.
미설명부호 C1, C2, C3는 케이블 통로이다. C1은 전원장치(11)와 분배장치(12) 사이에 설치된 케이블 통로이고, C2는 모터 제어장치(13)들 사이에 설치된 케이블 통로이며, C3는 모터 제어장치(13)와 장비 제어장치(14) 사이에 설치된다. 이는 도 1에 잘 도시되어 있다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
10 : 통합 제어반 11 : 전원장치
12 : 분배장치 13 : 모터 제어장치
14 : 장비 제어장치 141 : 수신부
142 : 판단부 143 : 알림부
144 : 표시처리부 145 : 메모리

Claims (7)

  1. 해상 구조물에 설치된 HVAC 시스템(heating, ventilation, air conditioning system)에 포함되는 장비를 통합 제어하는 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템으로서,
    전기 에너지를 인가받는 전원장치;
    상기 전원장치로부터 공급된 전기 에너지를 상기 장비에 각각 분배하는 분배장치;
    상기 HVAC 시스템에 포함되는 장비에 대한 상태 정보를 수신하고 수신된 상태 정보에 근거하여 해당 장비의 상태를 제어하는 장비 제어장치; 및
    상기 HVAC 시스템에 포함되는 통풍 팬에 연결된 모터에 전원의 공급 및 상기 모터의 동력을 제어하는 모터 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전원장치, 상기 분배장치, 상기 장비 제어장치 및 상기 모터 제어장치는 하나의 보드상에 설치된 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 HVAC 시스템에 포함되는 장비는 AHU(Air Handling Unit), Packaged Air Con, EDH(Electric Duct Heater), Fire Damper, Ventilation Fan, Unit Heater 및 Weather Louver Heat Tracing 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 장비 제어장치는 상기 장비의 상태정보 또는 상기 장비의 이상을 알리는 알림정보를 VMS(Vessel Managenent System)에 전송하는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 장비 제어장치는
    상기 VMS로부터 상기 장비의 오토 스타트/오토 스탑을 수신하여 상기 장비를 한번에 동작 또는 정지시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 장비 제어장치는 상기 장비의 상태 정보를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 장비 제어장치는 상기 장비의 상태정보와 메모리에 저장된 기준정보와의 비교를 통해 장비의 이상 여부를 판단하고 판단결과, 장비의 이상인 경우 장비의 이상을 미리 설정된 표시 형식으로 상기 표시부에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템의 통합 제어 시스템.
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