KR20160023620A - 공동 주택의 에너지 공급 시스템 및 방법 - Google Patents

공동 주택의 에너지 공급 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

전력 공급소로부터 전력을 수전하여 전력 부하에 전기를 공급하는 배전반, 보일러 및 가스관을 통해 공급되는 도시 가스에 의해 보일러에서 생산된 온수를 공급 헤더를 통해 급탕 부하 및 난방 부하로 공급하고 공급된 온수는 환수 헤더를 통해 회수되어 보일러에 재보급되는 난방 및 급탕 순환 배관과 연동하는 공동 주택의 에너지 공급 시스템은 도시 가스를 소비하여 온수 또는 전기를 생산하는 열병합 발전기, 전기를 소비하여 온수를 생산하는 히트 펌프 및 열병합 발전기, 히트 펌프 및 보일러를 통한 온수 공급 및 열병합 발전기 및 배전반을 통한 전기 공급을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

공동 주택의 에너지 공급 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR SUPPLYING ENERGY TO APARTMENT BUILDING}
본 발명은 공동 주택의 에너지 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다.
열병합 발전 시스템(Cogeneration System)은 가스 연료를 공급받아 발전기에서 전기를 생산하고, 발전하는 과정에서 필연적으로 발생하는 폐열을 회수하여 이를 난방에 이용하는 종합적인 발전 시스템이다.
이러한 열병합 발전 시스템은 1차 에너지원으로부터 2차 에너지인 전력과 열(온수)을 동시에 생산하기 때문에 종래의 발전 방식보다 높은 에너지 효율을 낼 수 있다.
최근 아파트를 대상으로 시행되고 있는 열병합 발전은 도시가스 요금의 상승으로 전기의 이용 가치가 떨어지고, 보일러 운전의 효율과 효과 대비 불합리적인 요소들이 늘어나면서 운전 중단, 설비 방치 또는 교체하는 경우가 늘어나고 있다.
특히, 하절기에 열병합 발전을 이용한 전기 생산은 한국전력으로부터 공급받는 전력 대비 높은 생산 비용을 지우기 때문에 열병합 발전기의 가동이 중단되는 경우도 발생하고, 동절기에는 보일러의 운전보다 열 생산이 떨어지기 때문에 아파트 난방에 크게 도움을 주지 못한다.
전기 요금은 동절기보다 냉방기 가동으로 인한 전력 수요가 많은 하절기에 더 증가하고, 가스 요금은 하절기보다 열(난방, 급탕) 수요가 많은 동절기에 더 급증하고 있다. 이러한 상황을 개선하기 위해, 공동주택 대상의 에너지 절약 사업에 열병합 발전기가 도입되고 있으나, 열 수요가 적은 하절기에는 전력 생산을 위해 생산된 열을 폐기할 수 밖에 없는 상황에 직면하기 때문에 열병합 발전기의 경제성은 낮아질 수 밖에 없다.
한편, 중앙난방 아파트의 난방 시스템은 기계실에서 대형 산업용 보일러를 이용하여 난방수 및 급탕수를 생산하여 이를 각 세대까지 연결된 배관을 통하여 공급하는 시스템이다.
중앙난방 아파트의 난방 시스템은 계절별 외기온도를 감안하여 공급 시간과 온도를 설정하여 세대별 공급헤더를 통해 각 방이나 거실 등으로 난방수 및 급탕수를 공급한다.
이러한 중앙난방 아파트의 난방 시스템은 도시가스 비용이 저렴했던 과거에 높은 운영 편리성과 경제성으로 선호되었으나 분양면적에 비례하는 난방비 부과로 공급 비용의 불균형을 초래하였다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2012-0095232호에는 보일러가 중온수를 가열매체로하여 각 세대로 직접연결되는 난방배관을 갖는 난방보일러와 급탕탱크에 저수된 물을 가열하기 위한 급탕배관을 갖는 급탕보일러로 구분하여 설치되고, 난방배관은 각각의 세대로 분기되기 전에 보일러에서 배출되는 폐열이 수집되는 폐열회수부를 거쳐 설치되는 구성이 개시되어 있다.
열병합 발전기, 히트 펌프 및 보일러를 통한 온수 공급 및 열병합 발전기 및 배전반을 통한 전기 공급을 제어하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 공동 주택의 에너지 공급 시스템은 전력 공급소로부터 전력을 수전하여 전력 부하에 전기를 공급하는 배전반, 보일러 및 가스관을 통해 공급되는 도시 가스에 의해 상기 보일러에서 생산된 온수를 공급 헤더를 통해 급탕 부하 및 난방 부하로 공급하고 공급된 온수는 환수 헤더를 통해 회수되어 상기 보일러에 재보급되는 난방 및 급탕 순환 배관과 연동한다. 또한 공동 주택의 에너지 공급 시스템은 도시 가스를 소비하여 온수 또는 전기를 생산하는 열병합 발전기, 전기를 소비하여 온수를 생산하는 히트 펌프 및 상기 열병합 발전기, 상기 히트 펌프 및 상기 보일러를 통한 온수 공급 및 상기 열병합 발전기 및 상기 배전반을 통한 전기 공급을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제 2 측면에 따른 에너지 공급 방법은 상기 열병합 발전기, 상기 히트 펌프 운전 및 상기 보일러의 과거의 운전 데이터로부터 에너지 수요를 예측하는 단계, 상기 에너지 수요에 기초하여 상기 열병합 발전기를 통한 전기 생산 효율과 상기 전력 공급소로부터 수전한 전기의 생산 원가 비교하고, 상기 열병합 발전기를 통한 온수 생산 효율, 상기 히트 펌프를 통한 온수 생산 효율 및 상기 보일러를 통한 온수 생산 효율을 비교하여 각 설비별 운전 계획을 수립하는 단계 및 상기 설비별 운전 계획에 기초하여 상기 열병합 발전기, 상기 히트 펌프 및 상기 보일러를 가동하는 단계를 포함할 수 있다.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 열병합 발전기, 히트 펌프 및 보일러 각각을 병렬로 연결 운용함으로써, 손실되는 열과 전기를 최소화하고, 에너지 소비 비용을 절감할 수 있다.
또한, 열병합 발전기, 히트 펌프 및 보일러의 설비 재활용율을 향상시켜 운영비 및 유지 보수 비용을 최소화할 수 있다.
또한, 설비별(열병합 발전기, 히트 펌프 및 보일러) 운전 계획에 따라, 전기를 많이 소비하는 하절기에는 전기를 더 생산하여 상용 전기요금을 절감하고, 열을 많이 소비하는 동절기에는 열을 더 생산하여 가스 요금을 절감할 수 있다. 이를 통해, 상용 전기 및 가스 사용이 연중 평준화되어 전력 발전소 및 송배전망 건설에 따른 비용을 줄일 수 있고, 가스의 수급조절이 용이해지는 국가 편익이 발생할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 공동 주택의 에너지 공급 시스템의 구성도이다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 열병합 발전기 및 히트 펌프를 연계한 에너지 공급 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 공동 주택의 에너지 공급 시스템에 의해 수행되는 에너지 공급 방법을 나타낸 순서도이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 공동 주택의 에너지 공급 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 공동 주택의 에너지 공급 시스템은 열병합 발전기(100), 히트 펌프(110), 및 제어부(120)를 포함할 수 있다. 다만, 이러한 도 1의 공동 주택의 에너지 공급 시스템은 본 발명의 일 실시예에 불과하므로 도 1을 통해 본 발명이 한정 해석되는 것은 아니며, 본 발명의 다양한 실시예들에 따라 도 1과 다르게 구성될 수도 있다.
공동 주택의 에너지 공급 시스템은 전력 공급소(예를 들어, 한국 전력소)로부터 전력을 수전하여 전력 부하에 전기를 공급하는 배전반 및, 가스관을 통해 도시 가스를 공급받는 보일러와 연동할 수 있다. 여기서, 도시 가스에 의해 보일러에서 생산된 온수는 공급 헤더를 통해 급탕 부하 및 난방 부하로 공급될 수 있다. 또한, 급탕 부하 및 난방 부하로 공급된 온수는 환수 헤더를 통해 회수되어 보일러에 재보급될 수 있다.
열병합 발전기(100)는 가스관을 통해 도시 가스를 공급받고, 도시 가스를 소비하여 온수 또는 전기를 생산할 수 있다.
열병합 발전기(100)는 배전관과 병렬로 연결되어 있으며, 열병합 발전기(100)에서 생성된 전기를 배전반에 공급할 수 있다.
또한, 열병합 발전기(100)는 보일러와 병렬로 연결되어 있으며, 열병합 발전기(100)에서 생성된 온수는 공급 헤더 및 환수 헤더를 통해 급탕 부하 및 난방 부하에 공급될 수 있다. 또한, 급탕 부하 및 난방 부하로 공급된 온수는 환수 헤더를 통해 회수되어 열병합 발전기(100)에 재보급될 수 있다.
히트 펌프(110)는 배선반 또는 열병합 발전기(100)로부터 전기를 공급받고, 전기를 소비하여 온수를 생산할 수 있다.
또한, 히트 펌프(110)는 보일러와 병렬로 연결되어 있으며, 히트 펌프(110)에서 생성된 온수를 공급 헤더 및 환수 헤더를 통해 급탕 부하 및 난방 부하로 공급할 수 있다. 또한, 급탕 부하 및 난방 부하로 공급된 온수는 환수 헤더를 통해 회수되어 히트 펌프(110)로 재보급될 수 있다.
제어부(120)는 열병합 발전기(100), 히트 펌프(110) 및 보일러를 통한 온수 공급을 제어할 수 있고, 열병합 발전기(100) 및 배전반을 통한 전기 공급을 제어할 수 있다.
제어부(120)는 열병합 발전기(100), 히트 펌프(110) 및 보일러의 과거의 운전 데이터로부터 에너지 수요를 예측할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 월별, 일별 및 시간별 전기, 난방 및 급탕의 에너지 수요 데이터를 예측할 수 있다.
제어부(120)는 예측한 에너지 수요에 기초하여 가장 경제적인 에너지 최적 용량을 산출하여 설비별(열병합 발전기(100), 히트 펌프(110) 및 보일러) 운전 계획을 세우고, 설비별 운전 계획에 기초하여 열병합 발전기(100), 히트 펌프(110) 및 보일러를 가동할 수 있다.
예를 들어, 동절기에는 열 수요가 집중되는 시기이기 때문에 열병합 발전기(100)에서 생산되는 전기를 히트 펌프(110)의 운전에 이용하고, 히트 펌프(110)에서 생산되는 온수를 공동 주택의 각 세대에 공급할 수 있다.
이를 위해, 제어부(120)는 열병합 발전기(100)를 가동시켜 온수 및 전기를 생성하도록 지시하고, 생성된 전기를 배전반 및 히트 펌프(110)에 공급하도록 지시할 수 있다.
또한, 전기를 공급받은 히트 펌프(110)를 가동시킴으로써, 제어부(120)는 히트 펌프(110)에서 온수를 생산하도록 지시하고, 열병합 발전기(100)와 히트 펌프(110)에서 생성된 온수를 난방 및 급탕 순환 배관에 공급함으로써, 온수 공급을 원활하게 제공할 수 있다.
만일, 온수가 부족한 경우, 제어부(120)는 보일러를 가동함으로써 보일러에서 온수가 생산되도록 하고, 생성된 온수를 공급 헤더를 통해 난방 및 급탕 순환 배관에 공급하도록 지시할 수 있다.
이러한 과정은 히트 펌프(110)의 가동으로 인해 전기 소비가 증가될지라도 전기 요금은 누진되지 않으며, 고효율을 제공하는 히트 펌프(110)를 통해 열병합 발전기(100) 및 보일러의 연료인 도시 가스의 소비를 줄일 수 있다.
다른 예로, 하절기에는 온수 수요(즉, 급탕 부하 및 난방 부하로의 온수 공급)는 작지만, 냉방기 가동으로 전기 사용이 집중되는 시기이기에, 열병합 발전기(100)에서 생성된 전기 전체 생산량을 공동 주택의 각 세대로 공급할 수 있다. 이를 위해, 제어부(120)에서는 히트 펌프(110) 및 보일러의 가동을 중단하고, 열병합 발전기(100)만을 가동할 수 있다. 이는, 줄어든 온수 수요를 충족시키면서 전기를 생산하여 전기 수요를 충족시킬 수 있기 때문에, 전기 요금의 누진을 완화시킬 수 있다.
이하에서는 도 1의 공동 주택의 에너지 공급 시스템의 각 구성요소의 동작에 대해 보다 구체적으로 설명한다.
도 2a 및 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 열병합 발전기 및 히트 펌프를 연계한 에너지 공급 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a를 참조하면, 공동 주택의 에너지 공급 시스템 배전반(200), 보일러(201) 및 난방 및 급탕 순환 배관과 연동할 수 있다.
배전반(200)은 전력 공급소(202)로부터 전력을 수전하여 전력 부하(203)에 전기를 공급할 수 있다.
보일러(201)는 가스관(204)을 통해 도시 가스를 공급받고, 도시 가스를 소비하여 온수를 생성할 수 있다.
보일러(201)는 공급 헤더(205)를 통해 생성된 온수를 급탕 부하(206) 및 난방 부하(207)로 공급할 수 있다. 여기서, 급탕 부하(206) 및 난방 부하(207)로 공급된 온수는 환수 헤더(208)를 통해 회수되고, 난방 및 급탕 순환 배관을 통해 보일러(201)에 재보급될 수 있다.
열병합 발전기(100)는 가스관(204)을 통해 도시 가스를 공급받고, 도시 가스를 소비하여 온수 또는 전기를 생산할 수 있다.
열병합 발전기(100)는 배전반(200)과 병렬로 연결되어 있고, 생산된 전기를 배전반(200)에 공급할 수 있다.
히트 펌프(110)는 배전반(200)에 연결되어 배전반(200)으로부터 전기를 공급받을 수 있고, 공급받은 전기를 소비하여 온수를 생산할 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예로, 도 2b를 참조하면, 열병합 발전기(100)는 히트 펌프(110)와 추가적으로 연결되어 생산된 전기를 배전반(200) 및 히트 펌프(110)에 공급할 수도 있다. 또한, 히트 펌프(110)는 배전반(200) 및 열병합 발전기(100)와 연결되어 배전반(200) 및 열병합 발전기(100)로부터 전기를 공급받을 수도 있다.
다시 도 2a를 참조하면, 열병합 발전기(100) 및 히트 펌프(110)는 공급 헤더(205) 및 환수 헤더(208)를 통해 보일러(201)와 병렬로 연결되어 생산된 온수를 급탕 부하(206) 및 난방 부하(207)로 공급할 수 있다.
제어부(120)는 열병합 발전기(100), 히트 펌프(110) 및 보일러(201)를 통한 온수 공급을 제어할 수 있고, 열병합 발전기(100) 및 배전반(200)을 통한 전기 공급을 제어할 수 있다.
제어부(120)는 열병합 발전기(100), 히트 펌프(110) 및 보일러(201)의 과거의 운전 데이터로부터 에너지 수요(즉, 전기 수요 및 온수 수요)를 예측할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 전일, 전주, 전월, 요일별로 열병합 발전기(100), 히트 펌프(110) 및 보일러(201)의 과거 운전 데이터를 수집하여 익일의 에너지 수요를 예측할 수 있다. 이 때, 제어부(120)는 시간대별 외기 온도와 실비별 운전 특성에 대한 분석을 수행하고, 시간대별 온도 변화에 따른 온수 및 전기의 수요량을 산출할 수 있다.
제어부(120)는 에너지 수요에 기초하여 열병합 발전기(100)를 통한 전기 생산 효율과 전력 공급소로부터 수전한 전기의 생산 원가를 비교하여 설비별 운전 계획을 수립할 수 있다. 예를 들어, 제어부(120)는 전기의 생산 원가의 비교를 통해 공동 주택의 각 세대별 누진세를 고려한 공급 방식을 결정할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 열병합 발전기(100)를 통한 전기 생산 용량과 전력 공급소로부터 수전한 전기의 생산 용량를 비교하여 설비별 운전 계획을 수립할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 에너지 수요에 기초하여 열병합 발전기(100)를 통한 온수 생산 효율, 히트 펌프(110)를 통한 온수 생산 효율 및 보일러(201)를 통한 온수 생산 효율을 비교하여 각 설비별 운전 계획을 수립할 수 있다.
예를 들어, 제어부(120)는 한국전력발전소로부터 전기를 수전하여 배전반(200)으로부터 히트 펌프(110)로 전기를 공급하고, 히트 펌프(110)를 가동함으로써 생산된 온수의 생산 효율이 높은지 또는, 열병합 발전기(100)를 가동함으로써 도시 가스로부터 전기를 생산하고, 열병합 발전기(100)에 의해 생산된 정기를 히트 펌프(110)로 공급하고, 히트 펌프(110)를 가동함으로써 생산된 온수의 생산 효율이 높은지를 판단할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 열병합 발전기(100)를 통한 온수 생산 가용 용량, 히트 펌프(110)를 통한 온수 생산 가용 용량 및 보일러(201)를 통한 온수 생산 가용 용량을 비교하고, 온수 생산 가용 용량이 높은 순위로 각 설비별 운전 계획을 수립할 수도 있다.
또한, 제어부(120)는 각 설비의 에너지 생산 원가 및 에너지 생산 가용 용량에 기초하여 에너지 생산 효율이 높은 설비를 우선 순위로 가동하고, 시간대별로 설비의 운전 계획을 수립할 수 있다.
제어부(120)는 공동 주택의 에너지 수요의 변화에 대응하여 설비별 운전 계획을 수정할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 수립된 설비별 운전 계획과 에너지 수요 현황에 기초하여 설비별로 예열, 발전 대기 시간을 고려한 운전 계획을 실시간으로 수정할 수 있다.
제어부(120)는 전일 설비별 운전 성과 분석을 통해, 운전 설비별 운전 계획을 수정할 수 있다.
제어부(120)는 설비별 운전 계획에 기초하여 열병합 발전기(100), 히트 펌프(110) 및 보일러(201)를 가동할 수 있다.
제어부(120)는 열병합 발전기(100)를 가동하여 열병합 발전기(100)에서 생산된 전기를 배전반(200)에 공급할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 배전반(200)을 통해 전력 부하(204) 및 히트 펌프(110)로 전기를 공급할 수 있다.
예를 들어, 전기 수요가 높은 하절기에는 제어부(120)는 히트 펌프(110) 및 보일러(201)의 가동을 중지하고, 열병합 발전기(100)에서 생산된 전기를 배전반(200)에 공급하고, 열병합 발전기(100)에서 생산된 온수를 난방 및 급탕 순환 배관에 공급할 수 있다.
다른 예로, 온수 수요가 높은 동절기에는 제어부(120)는 열병합 발전기(100)를 구동하여 생산된 온수 및 히트 펌프(110)를 구동하여 생산된 온수를, 난방 및 급탕 순환 배관에 공급할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 보일러(201)를 구동하여 생산된 온수를 난방 및 급탕 순환 배관에 추가로 공급할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 공동 주택의 에너지 공급 시스템에 의해 수행되는 에너지 공급 방법을 나타낸 순서도이다.
도 3에 도시된 실시예에 따른 에너지 공급 방법은 도 1 내지 도 2b에 도시된 실시예에 따른 열병합 발전기(100), 히트 펌프(110), 및 제어부(120)에서 시계열적으로 처리되는 단계들을 포함한다. 따라서, 이하 생략된 내용이라고 하더라도 도 1 내지 도 2b의 열병합 발전기(100), 히트 펌프(110), 및 제어부(120)에 관하여 기술된 내용은 도 3에 도시된 실시예에 따른 에너지 공급 방법에도 적용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 단계 S301에서 에너지 공급 방법은 열병합 발전기(100), 히트 펌프(110)의 운전 및 보일러의 과거의 운전 데이터로부터 에너지 수요를 예측할 수 있다.
단계 S303에서 에너지 공급 방법은 단계 S301에서 예측된 에너지 수요에 기초하여 열병합 발전기(100)를 통한 전기 생산 효율과 전력 공급소로부터 수전한 전기의 생산 원가 비교하고, 열병합 발전기(100)를 통한 온수 생산 효율, 히트 펌프(110)를 통한 온수 생산 효율 및 보일러를 통한 온수 생산 효율을 비교하여 각 설비별 운전 계획을 수립할 수 있다.
단계 S305에서 에너지 공급 방법은 단계 S303에서 설비별 운전 계획에 기초하여 열병합 발전기(100), 히트 펌프(110) 및 보일러를 가동할 수 있다.
상술한 설명에서, 단계 S301 내지 S305는 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 열병합 발전기
110: 히트 펌프
120: 제어부

Claims (13)

  1. 전력 공급소로부터 전력을 수전하여 전력 부하에 전기를 공급하는 배전반, 보일러 및 가스관을 통해 공급되는 도시 가스에 의해 상기 보일러에서 생산된 온수를 공급 헤더를 통해 급탕 부하 및 난방 부하로 공급하고 공급된 온수는 환수 헤더를 통해 회수되어 상기 보일러에 재보급되는 난방 및 급탕 순환 배관과 연동하는 공동 주택의 에너지 공급 시스템에 있어서,
    도시 가스를 소비하여 온수 또는 전기를 생산하는 열병합 발전기;
    전기를 소비하여 온수를 생산하는 히트 펌프; 및
    상기 열병합 발전기, 상기 히트 펌프 및 상기 보일러를 통한 온수 공급 및 상기 열병합 발전기 및 상기 배전반을 통한 전기 공급을 제어하는 제어부
    를 포함하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열병합 발전기 및 상기 히트 펌프는 상기 공급 헤더 및 상기 환수 헤더를 통해 상기 보일러와 병렬로 연결되어 상기 생산된 온수를 상기 급탕 부하 및 난방 부하로 공급하는 것인, 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 열병합 발전기는 상기 가스관을 통해 공급되는 도시 가스를 공급받고,
    상기 배전반과 병렬로 연결되어 상기 생산된 전기를 상기 배전반에 공급하는 것인, 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 열병합 발전기는 상기 히트 펌프와 추가적으로 연결되어 상기 생산된 전기를 상기 배전반 및 상기 히트 펌프에 공급하는 것인, 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트 펌프는 상기 배전반에 연결되어 상기 배전반으로부터 전기를 공급받는 것인, 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 히트 펌프는 상기 배전반 및 상기 열병합 발전기와 연결되어 상기 배전반 및 상기 열병합 발전기로부터 전기를 공급받는 것인, 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 열병합 발전기, 상기 히트 펌프 및 상기 보일러의 과거의 운전 데이터로부터 에너지 수요를 예측하는 것인, 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 에너지 수요에 기초하여 상기 열병합 발전기를 통한 전기 생산 효율과 상기 전력 공급소로부터 수전한 전기의 생산 원가를 비교하고, 상기 열병합 발전기를 통한 온수 생산 효율, 상기 히트 펌프를 통한 온수 생산 효율 및 상기 보일러를 통한 온수 생산 효율을 비교하여 각 설비별 운전 계획을 수립하는 것인, 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 설비별 운전 계획에 기초하여 상기 열병합 발전기, 상기 히트 펌프 및 상기 보일러를 가동하는 것인, 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 열병합 발전기를 구동하여 생산된 전기를 상기 배전반에 공급하고,
    상기 배전반을 통해 상기 전력 부하 및 상기 히트 펌프에 전기를 공급하고,
    상기 열병합 발전기를 구동하여 생산된 온수 및 상기 히트 펌프를 구동하여 생산된 온수를 상기 난방 및 급탕 순환 배관에 공급하는 것인, 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 보일러를 구동하여 생산된 온수를 상기 난방 및 급탕 순환 배관에 추가로 공급하는 것인, 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히트 펌프 및 상기 보일러의 가동을 중지하고,
    상기 열병합 발전기를 구동하여 생산된 전기를 상기 배전반에 공급하고, 생산된 온수를 상기 난방 및 급탕 순환 배관에 공급하는 것인, 시스템.
  13. 전력 공급소로부터 전력을 수전하여 전력 부하에 전기를 공급하는 배전반, 보일러 및 가스관을 통해 공급되는 도시 가스에 의해 상기 보일러에서 생산된 온수를 공급 헤더를 통해 급탕 부하 및 난방 부하로 공급하고 공급된 온수는 환수 헤더를 통해 회수되어 상기 보일러에 재보급되는 난방 및 급탕 순환 배관과 연동하고,
    도시 가스를 소비하여 온수 또는 전기를 생산하는 열병합 발전기, 전기를 소비하여 온수를 생산하는 히트 펌프 및 상기 열병합 발전기, 상기 히트 펌프 및 상기 보일러를 통한 온수 공급 및 상기 열병합 발전기 및 상기 배전반을 통한 전기 공급을 제어하는 제어부를 포함하는 공동 주택의 에너지 공급 시스템에 의해 수행되는 에너지 공급 방법에 있어서,
    상기 열병합 발전기, 상기 히트 펌프 운전 및 상기 보일러의 과거의 운전 데이터로부터 에너지 수요를 예측하는 단계;
    상기 에너지 수요에 기초하여 상기 열병합 발전기를 통한 전기 생산 효율과 상기 전력 공급소로부터 수전한 전기의 생산 원가 비교하고, 상기 열병합 발전기를 통한 온수 생산 효율, 상기 히트 펌프를 통한 온수 생산 효율 및 상기 보일러를 통한 온수 생산 효율을 비교하여 각 설비별 운전 계획을 수립하는 단계; 및
    상기 설비별 운전 계획에 기초하여 상기 열병합 발전기, 상기 히트 펌프 및 상기 보일러를 가동하는 단계
    를 포함하는 것인, 방법.
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