KR20180121213A - 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치 - Google Patents

건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180121213A
KR20180121213A KR1020170055649A KR20170055649A KR20180121213A KR 20180121213 A KR20180121213 A KR 20180121213A KR 1020170055649 A KR1020170055649 A KR 1020170055649A KR 20170055649 A KR20170055649 A KR 20170055649A KR 20180121213 A KR20180121213 A KR 20180121213A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
energy
building
solar radiation
load
temperature
Prior art date
Application number
KR1020170055649A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101929195B1 (ko
Inventor
윤홍익
강형철
장철용
김중권
신규상
박희옥
Original Assignee
(주)가교테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)가교테크 filed Critical (주)가교테크
Priority to KR1020170055649A priority Critical patent/KR101929195B1/ko
Publication of KR20180121213A publication Critical patent/KR20180121213A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101929195B1 publication Critical patent/KR101929195B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/10—Services
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B23/00—Testing or monitoring of control systems or parts thereof
    • G05B23/02—Electric testing or monitoring
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/04—Forecasting or optimisation specially adapted for administrative or management purposes, e.g. linear programming or "cutting stock problem"
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/70—Smart grids as climate change mitigation technology in the energy generation sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Economics (AREA)
  • Strategic Management (AREA)
  • Tourism & Hospitality (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Resources & Organizations (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Marketing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Development Economics (AREA)
  • Entrepreneurship & Innovation (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치가 개시된다. 건물 면적, 단열재, 조명, 냉난방 효율이 고려된 건물 에너지 등급에 따라 설정된 에너지 부하량을 입력하는 입력부(110); 건물 창에 각각 설치되어 창을 통해 건물 밖에서 내부로 쏟아지는 일사량을 측정하는 일사량 센서(120); 건물 밖 외기 기온 또는 실내 온도를 측정하고 건물과 외기 사이의 열교환에 의한 건물 냉각 또는 가열을 평가하기 위해 외기 기온 또는 실내 온도를 측정하는 온도 센서(130); 일사량 센서(120) 또는 온도 센서(130)로 일사량 또는 기온 또는 실내 온도를 측정하고 공조대상 건물의 창호와 벽체에서의 전열부하와 일사부하 특성을 구분하고 방위별 일사특성을 반영해서 측정된 값과 에너지 부하량에 비례하는 에너지 용량을 예측하는 예측부(140); 및 예측된 에너지 용량과 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용을 평가하고, 평가 결과 예측된 에너지 용량에 비해 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 에너지 사용량을 낮추기 위해 냉난방을 제어하는 건물 에너지 운전 시나리오를 최소 비용으로 제어하는 운전부(150)를 포함한다. 따라서 건물 에너지 등급에 대응한 에너지 부하량을 고려하고 일사량 또는 외기 기온 또는 실내 온도에 따른 열전도에 따라 예측된 에너지 용량을 고려하고 에너지 부하량과 예측된 에너지 용량 및 실시간 측정되는 에너지 사용량을 감안하여 건물 에너지 사용을 관리하도록 건물 에너지 운전 시나리오로 운전할 수 있다.

Description

건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치{BUILDING CONTROL APPARATUS BASED ON LOAD PREDICTION BASED ON BUILDING ENERGY EFFICIENCY RATING}
본 발명은 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외기 환경 변화를 예측하여 에너지를 관리하고 건물 에너지 등급을 고려하여 건물 에너지 운전 시나리오를 최소 비용으로 제어하는 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치에 관한 것이다.
빌딩 제어 장치에는 일사량을 예측한 결과를 이용하는 빌딩 제어 장치와 건물 에너지 등급으로 산출된 에너지 제어 곡선을 이용하는 빌딩 제어 장치가 있다. 보다 효율적인 에너지 관리가 가능하도록 일사량을 예측하고 건물 에너지 등급을 고려한 빌딩 제어 장치는 현재 구현되어 있지 않아 이러한 동작을 하는 빌딩 제어 장치가 요구된다.
선행문헌을 제시하면, 특허 등록번호: 제1506215호, 예측 일사량을 이용한 냉난방부하 예측방법은 예측 일사량에 따라 냉난방부하를 예측하지만 에너지 사용량에 따라 건물 에너지를 제어하지 못하는 문제점이 있다.
특허 등록번호: 제1448453호, 건물 에너지에 대한 예측제어, 실시간제어, 운영 및 관리에 따른 통합 솔루션 시스템은 건물이 가지는 에너지를 예측 제어하고, 실시간 제어를 통해 운영 및 관리하는 통합 솔루션을 제공하지만 건물에 구비된 창문 또는 문이 닫혀진 경우에도 에너지 사용량이 높은 경우에 대응하지 못하는 문제점이 있다.
특허 등록번호: 제1506215호, 예측 일사량을 이용한 냉난방부하 예측방법 특허 등록번호: 제1448453호, 건물 에너지에 대한 예측제어, 실시간제어, 운영 및 관리에 따른 통합 솔루션 시스템
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 건물이 가지는 에너지 효율과 외기 환경이 건물에 미치는 영향을 고려하여 에너지 사용량을 제어하고, 에너지 제어 곡선 대비 실제 사용되는 에너지 사용량이 높은지 또는 낮은지에 따라 건물 에너지 운전 시나리오를 제어하고, 건물 에너지 운전 시나리오에 따라 제어된 후에도 에너지 사용량이 높으면 실제 사용되는 에너지 사용량을 줄이도록 제어하는 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 건물 면적, 단열재, 조명, 냉난방 효율이 고려된 건물 에너지 등급에 따라 설정된 에너지 부하량을 입력하는 입력부(110); 건물 창에 각각 설치되어 창을 통해 건물 밖에서 내부로 쏟아지는 일사량을 측정하는 일사량 센서(120); 건물 밖 외기 기온 또는 실내 온도를 측정하고 건물과 외기 사이의 열교환에 의한 건물 냉각 또는 가열을 평가하기 위해 외기 기온 또는 실내 온도를 측정하는 온도 센서(130); 일사량 센서(120) 또는 온도 센서(130)로 일사량 또는 기온 또는 실내 온도를 측정하고 공조대상 건물의 창호와 벽체에서의 전열부하와 일사부하 특성을 구분하고 방위별 일사특성을 반영해서 측정된 값과 에너지 부하량에 비례하는 에너지 용량을 예측하는 예측부(140); 및 예측된 에너지 용량과 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용을 평가하고, 평가 결과 예측된 에너지 용량에 비해 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 에너지 사용량을 낮추기 위해 냉난방을 제어하는 건물 에너지 운전 시나리오를 최소 비용으로 제어하는 운전부(150)를 포함한다.
또한, 건물 에너지 운전 시나리오는 외기 기온 또는 실내 온도가 높을 때 에너지 사용이 높으면 건물 에너지 사용을 낮추고, 외기 기온 또는 실내 온도가 낮을 때 에너지 사용이 높으면 건물 에너지 사용을 낮춘다.
또한, 운전부(150)는 예측된 에너지 용량과 입력된 에너지 부하량을 기준치로 설정하고 실시간 측정되는 에너지 사용량과 비교하여 기준치 보다 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 에너지 사용이 높은 것으로 판단하고, 기준치 보다 실시간 측정되는 에너지 사용량이 낮으면 에너지 사용이 낮은 것으로 판단한다.
또한, 운전부(150)는 건물 에너지 운전 시나리오로 운전한 후에도 예측된 에너지 용량에 비해 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 여름에 냉방을 중단하고 겨울에 난방을 중단하도록 제어해서 에너지 사용을 낮춤으로써 에너지 공급을 줄이도록 제어한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치를 이용할 경우에는 건물 에너지 등급에 대응한 에너지 부하량을 고려하고 일사량 또는 외기 기온 또는 실내 온도에 따른 열전도에 따라 예측된 에너지 용량을 고려하고 에너지 부하량과 예측된 에너지 용량 및 실시간 측정되는 에너지 사용량을 감안하여 건물 에너지를 관리하도록 건물 에너지 운전 시나리오로 제어할 수 있다.
또한, 건물 에너지 운전 시나리오로 제어된 후에도 에너지 사용량이 높은 경우 에너지 사용량이 줄어들도록 냉난방 제어함으로써 에너지 효율을 향상시키는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빌딩 제어 장치의 전체 구성을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빌딩 제어 장치를 보인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 제어 곡선을 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 관리 방법의 동작 흐름도이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 빌딩 제어 장치의 전체 구성을 보인 예시도이다.
빌딩 제어 장치는 건물에 구비된다. 빌딩 제어 장치는 건물에서 에너지를 최적으로 사용할 수 있도록 에너지 운전 시나리오를 가진다. 빌딩 제어 장치는 에너지 운전 시나리오에 따라 에너지 사용을 제어하고, 건물이 가지는 에너지 등급 내에서 에너지를 제어한다.
빌딩 제어 장치는 입력부(110), 일사량 센서(120), 온도 센서(130), 예측부(140), 운전부(150)를 구비하며 각 구성 요소의 유기적인 동작에 의해 건물이 가지는 에너지 효율을 극대화한다.
빌딩 제어 장치는 일사량 또는 기온 또는 실내 온도에 의해 예측된 에너지 용량과 건물 특성인 에너지 사용량에 기반을 두고 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용을 평가하고, 평가 결과 예측된 에너지 용량에 비해 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 건물 에너지 운전 시나리오로 운전한다. 예측된 에너지 용량은 특허 등록번호: 제1506215호, 예측 일사량을 이용한 냉난방부하 예측방법은 예측 일사량에 따라 냉난방부하를 예측함에 있어 창호와 벽체의 전열 특성 및 일사 특성을 각각 별도로 감안하고, 방위에 따른 일사량을 고려해서 계산된다.
빌딩 제어 장치는 건물 에너지 운전 시나리오로 창 단열을 실시하도록 알람하고 창 차단막을 내리고, 창문을 닫도록 알람하고, 창문 또는 문을 닫도록 지시할 수 있다. 빌딩 제어 장치는 에너지 사용량에 따라 건물 에너지 운전 시나리오로 제어해서 에너지 사용량을 낮출 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 빌딩 제어 장치를 보인 블록도이다.
건물 면적, 단열재, 조명, 냉난방 효율이 고려된 건물 에너지 등급에 따라 설정된 에너지 부하량을 입력하는 입력부(110); 건물 창에 각각 설치되어 창을 통해 건물 밖에서 내부로 쏟아지는 일사량을 측정하는 일사량 센서(120); 건물 밖 외기 기온 또는 실내 온도를 측정하고 건물과 외기 사이의 열교환에 의한 건물 냉각 또는 가열을 평가하기 위해 외기 기온 또는 실내 온도를 측정하는 온도 센서(130); 일사량 센서(120) 또는 온도 센서(130)로 일사량 또는 기온 또는 실내 온도를 측정하고 공조대상 건물의 창호와 벽체에서의 전열부하와 일사부하 특성을 구분하고 방위별 일사특성을 반영해서 측정된 값과 에너지 부하량에 비례하는 에너지 용량을 예측하는 예측부(140); 및 예측된 에너지 용량과 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용을 평가하고, 평가 결과 예측된 에너지 용량에 비해 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 에너지 사용량을 낮추기 위해 냉난방을 제어하는 건물 에너지 운전 시나리오를 최소 비용으로 제어하는 운전부(150)를 포함한다. 이러한 빌딩 제어 장치의 동작을 가능하게 하는 구성을 설명한다.
입력부(110)는 건물 면적, 단열재, 조명, 냉난방 효율이 고려된 건물 에너지 등급에 따라 설정된 에너지 부하량을 입력한다. 입력부(110)는 건물 설계 변수를 입력하여 계산된 건물 에너지 등급에 대응한 에너지 부하량을 입력한다. 건물 에너지 등급은 건물 설계 변수인 건물 면적, 단열재, 조명, 냉난방 효율에 의해 결정된다. 건물 면적은 어느 정도 되고, 단열재는 어떤 것이 사용되었으며, 조명은 어떤 효율을 가지고, 냉난방 효율은 어떻게 되는지에 따라 건물 에너지 등급이 결정된다. 건물 설계 변수로 계산된 건물 에너지 등급은 건물이 가지는 에너지 부하량을 산출한다. 입력부(110)는 건물이 가지는 에너지 부하량을 입력한다.
일사량 센서(120)는 건물 창에 각각 설치되어 창을 통해 건물 밖에서 내부로 쏟아지는 일사량을 측정한다. 일사량 센서(120)는 햇빛 세기를 감지해서 일사량을 측정한다. 일사량 센서(120)는 건물 창에 각각 설치되어 창을 통해 건물 내부로 쏟아지는 일사량을 측정한다. 일사량 센서(120)는 측정된 일사량을 예측부(140)로 전달한다.
온도 센서(130)는 건물 밖 외기 기온 및 실내 온도를 측정하고 건물과 외기 사이의 열교환에 의한 건물 냉각 또는 가열을 평가하기 위해 외기 기온 및 실내 온도를 측정한다. 온도 센서(130)는 건물 밖 외기 기온 및 실내 온도를 측정하고 온도 값을 예측부(140)로 전달한다.
예측부(140)는 일사량 센서(120) 또는 온도 센서(130)로 일사량 또는 기온 및 실내 온도를 측정하고 측정된 값과 에너지 부하량에 비례하는 에너지 용량을 예측한다. 예측부(140)는 일사량과 외기 기온 및 실내 온도에서 센서에 의해 측정된 값과 에너지 부하량에 대응하는 에너지 용량을 예측하고 운전부(150)에 제공한다. 예측부(140)는 공조대상 건물의 창호와 벽체에서의 전열부하와 일사부하 특성을 구분하고 방위별 일사특성을 반영해서 에너지 용량을 예측한다. 예측부(140)는 일사량이 클 때 창호의 전열부하가 벽체의 전열부하에 비해 커짐과, 방위별 일사특성을 반영해서 에너지 용량을 예측할 수 있다.
운전부(150)는 예측된 에너지 용량과 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용을 평가하고, 평가 결과 예측된 에너지 용량에 비해 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 에너지 사용량을 낮추기 위해 건물 에너지 운전 시나리오로 운전한다. 운전부(150)는 예측된 에너지 용량에 기반을 두고 에너지 제어 곡선을 생성하고 생성된 에너지 제어 곡선과 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용을 평가한다.
운전부(150)는 외기 기온 또는 실내 온도가 높을 때 에너지 사용이 높으면 건물 에너지 운전 시나리오로 냉방, 난방, 조명, 공조를 최소 비용으로 운전하고, 외기 기온 또는 실내 온도가 낮을 때 에너지 사용이 높으면 건물 에너지 운전 시나리오로 냉방, 난방, 조명, 공조를 최소 비용으로 운전한다. 건물 에너지 운전 시나리오은 건물 에너지 사용을 어떻게 제어할지를 지시하는 시나리오이다. 운전부(150)는 에너지 사용에 따라 건물 에너지 운전 시나리오로 운전한다.
운전부(150)는 예측된 에너지 용량과 입력된 에너지 부하량을 기준치로 설정하고 실시간 측정되는 에너지 사용량과 비교하여 기준치 보다 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 에너지 사용이 높은 것으로 판단하고, 기준치 보다 실시간 측정되는 에너지 사용량이 낮으면 에너지 사용이 낮은 것으로 판단한다. 운전부(150)는 에너지 제어 곡선에 의한 기준치와 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용이 높은지 또는 낮은지를 판단한다.
운전부(150)는 건물 에너지 운전 시나리오로 운전한 후에도 에너지 사용이 높으면 여름에 냉방을 중단하고 겨울에 난방을 중단하도록 제어해서 에너지 사용을 낮춤으로써 에너지 공급을 줄이도록 제어한다. 운전부(150)는 건물 에너지 운전 시나리오로 운전 후에도 에너지 사용이 높으면 계절에 따라 실내 온도를 높이거나 낮춤으로써 에너지 사용을 낮추고 에너지 공급을 줄인다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 에너지 제어 곡선을 보인 예시도이다.
에너지 제어 곡선은 예측된 에너지 용량(320)과 입력된 에너지 부하량(310)에 따라 달라진다. 입력된 에너지 부하량(310)은 건물 설계 지수에 대응한 건물 에너지 등급에 따라 결정되고 예측된 에너지 용량(320)은 일사량 또는 외기 기온 또는 실내 온도에 따라 입력된 에너지 부하량을 중심으로 왔다 갔다 한다. 에너지 제어 곡선은 예측된 에너지 용량(320)에 일정 레벨 차이가 나도록 설정될 수 있다. 운전부(150)는 에너지 제어 곡선과 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용이 높은지 또는 낮은지를 판단할 수 있다. 운전부(150)는 에너지 제어 곡선에 비해 실시간 측정되는 에너지 사용량이 크면 에너지 사용이 높은 것이고, 에너지 제어 곡선에 비해 실시간 측정되는 에너지 사용량이 작으면 에너지 사용이 낮은 것으로 판단할 수 있다. 에너지 제어 곡선에 비교되는 실시간 측정되는 에너지 사용량(330)이 도시된다. 실시간 측정되는 에너지 사용량(330)은 실제 사용되는 에너지 값이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 관리 방법의 동작 흐름도이다.
에너지 관리 방법에 대해 설명한다.
빌딩 제어 장치는 프로그램을 저장하는 프로그램 메모리, 데이터를 저장하는 데이터 메모리, 프로그램을 실행하는 프로세서를 포함한다.
프로그램 메모리에 저장된 데이터를 살펴보면, 프로그램 메모리는 건물 면적, 단열재, 조명, 냉난방 효율이 고려된 건물 에너지 등급에 따라 설정된 에너지 부하량을 입력하는 단계; 건물 창에 각각 설치되어 창을 통해 건물 밖에서 내부로 쏟아지는 일사량을 측정하는 단계; 건물 밖 외기 기온 및 실내 온도를 측정하고 건물과 외기 사이의 열교환에 의한 건물 냉각 또는 가열을 평가하기 위해 외기 기온 또는 실내 온도를 측정하는 단계; 일사량 센서(120) 또는 온도 센서(130)로 일사량 또는 기온 및 실내 온도를 측정하고 공조대상 건물의 창호와 벽체에서의 전열부하와 일사부하 특성을 구분하고 방위별 일사특성을 반영해서 측정된 값과 상기 에너지 부하량에 비례하는 에너지 용량을 예측하는 단계; 및 예측된 에너지 용량과 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용을 평가하고, 평가 결과 예측된 에너지 용량에 비해 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 에너지 사용량을 낮추기 위해 냉난방을 제어하는 건물 에너지 운전 시나리를 최소 비용으로 제어하는 단계를 포함한다.
빌딩 제어 장치는 프로세서에 의해 프로그램 메모리에 저장된 프로그램을 실행하며 이러한 동작을 설명하면 다음과 같다.
빌딩 제어 장치에서 실행되는 절차를 시계열 순으로 설명한다.
빌딩 제어 장치는 건물 면적, 단열재, 조명, 냉난방 효율이 고려된 건물 에너지 등급에 따라 설정된 에너지 부하량을 입력한다. 빌딩 제어 장치는 건물 설계 변수를 입력하여 계산된 건물 에너지 등급에 대응한 에너지 부하량을 입력한다. 건물 에너지 등급은 건물 설계 변수인 건물 면적, 단열재, 조명, 냉난방 효율에 의해 결정된다. 건물 면적은 어느 정도 되고, 단열재는 어떤 것이 사용되었으며, 조명은 어떤 효율을 가지고, 냉난방 효율은 어떻게 되는지에 따라 건물 에너지 등급이 결정된다. 건물 설계 변수로 계산된 건물 에너지 등급은 건물이 가지는 에너지 부하량을 산출한다. 빌딩 제어 장치는 건물이 가지는 에너지 부하량을 입력한다.
빌딩 제어 장치는 건물 창에 각각 설치되어 창을 통해 건물 밖에서 내부로 쏟아지는 일사량을 측정한다. 빌딩 제어 장치는 햇빛 세기를 감지해서 일사량을 측정한다. 빌딩 제어 장치는 건물 창에 각각 설치되어 창을 통해 건물 내부로 쏟아지는 일사량을 측정한다. 일실시예에서, 일사량 측정은 건물의 방위별로 구분하여 실시될 수 있다. 빌딩 제어 장치는 측정된 일사량을 출력한다.
빌딩 제어 장치는 건물 밖 외기 기온 및 실내 온도를 측정하고 건물과 외기 사이의 열교환에 의한 건물 냉각 또는 가열을 평가하기 위해 외기 기온 및 실내 온도를 측정한다. 온도 측정도 방위별로 구분하여 실시될 수 있다. 빌딩 제어 장치는 건물 밖 외기 기온 및 실내 온도를 측정하고 온도 값을 출력한다.
빌딩 제어 장치는 일사량 센서(120) 또는 온도 센서(130)로 일사량 또는 기온 및 실내 온도를 측정하고 공조대상 건물의 창호와 벽체에서의 전열부하와 일사부하 특성을 구분하고 방위별 일사특성을 반영해서 측정된 값과 상기 에너지 부하량에 비례하는 에너지 용량을 예측한다. 빌딩 제어 장치는 일사량과 외기 기온 또는 실내 온도에서 센서에 의해 측정된 값에 대응하는 에너지 용량을 예측한다.
빌딩 제어 장치는 예측된 에너지 용량과 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용을 평가하고, 평가 결과 예측된 에너지 용량에 비해 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 에너지 사용량을 낮추기 위해 건물 에너지 운전 시나리오로 운전한다. 빌딩 제어 장치는 예측된 에너지 용량과 입력된 에너지 부하량에 기반을 두고 에너지 제어 곡선을 생성하고 생성된 에너지 제어 곡선과 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용을 평가한다.
빌딩 제어 장치는 외기 기온 또는 실내 온도가 높을 때 에너지 사용이 높으면 건물 에너지 사용을 낮추고, 외기 기온 또는 실내 온도가 낮을 때 에너지 사용이 높으면 건물 에너지 사용을 낮춘다. 건물 관리 지침은 건물에 구비된 창문 또는 문을 어떻게 관리할지를 주문하는 지침이다. 빌딩 제어 장치는 에너지 사용에 따라 건물 에너지 운전 시나리오로 운전한다. 빌딩 제어 장치는 예측된 에너지 용량과 입력된 에너지 부하량을 기준치로 설정하고 실시간 측정되는 에너지 사용량과 비교하여 기준치 보다 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 에너지 사용이 높은 것으로 판단하고, 기준치 보다 실시간 측정되는 에너지 사용량이 낮으면 에너지 사용이 낮은 것으로 판단한다. 빌딩 제어 장치는 에너지 제어 곡선에 의한 기준치와 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용이 높은지 또는 낮은지를 판단한다.
빌딩 제어 장치는 건물 에너지 운전 시나리오로 운전한 후에도 에너지 사용이 높으면 여름에 냉방을 중단하고 겨울에 난방을 중단하도록 제어해서 에너지 사용을 낮춤으로써 에너지 공급을 줄이도록 제어한다. 빌딩 제어 장치는 건물 에너지 운전 시나리오로 운전한 후에도 에너지 사용이 높으면 계절에 따라 실내 온도를 높이거나 낮춤으로써 에너지 사용을 낮추고 에너지 공급을 줄인다.
건물 에너지 운전 시나리오는 건물 에너지 사용을 지시하는 냉동 또는 난방 또는 공조기의 동작을 제어한다.
빌딩 제어 장치는 에너지 사용량, 계절, 실내 온도를 변수로 건물 에너지 운전 시나리오를 지시할 수 있다. 예를 들어, 겨울에 실내 온도가 낮고 에너지 사용량이 높은 경우 빌딩 제어 장치는 건물 에너지 사용을 낮추도록 건물 에너지 운전 시나리오로 냉난방을 제어할 수 있다.
이와 같이 빌딩 제어 장치가 건물 에너지 운전 시나리오로 운전하는 경우 실내 온도를 높이는 방향으로 제어하는 것이다.
빌딩 제어 장치는 건물 에너지 운전 시나리오를 표시하거나 건물 에너지 사용을 지시하는 냉동 또는 난방 또는 공조기를 제어할 수 있다. 빌딩 제어 장치가 냉동 또는 난방 또는 공조기를 제어하는 경우 각 장치에 액추에이터가 구성되고 해당 액추에이터를 구동함으로써 건물 에너지 운전 시나리오를 실시할 수 있다.
액추에이터가 구성되지 않은 경우 빌딩 제어 장치는 표시 장치에 건물 에너지 운전 시나리오를 표시해서 사용자가 냉동 또는 난방 또는 공조기를 관리할 수 있도록 돕는다. 빌딩 제어 장치는 표시 장치로 스마트폰을 이용할 수 있다. 빌딩 제어 장치와 스마트폰이 서로 통신해서 빌딩 제어 장치가 지시하는 건물 에너지 운전 시나리오가 스마트폰에 표시될 수 있도록 한다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
110: 입력부 120: 일사량 센서
130: 온도 센서 140: 예측부
150: 운전부

Claims (4)

  1. 건물 면적, 단열재, 조명, 냉난방 효율이 고려된 건물 에너지 등급에 따라 설정된 에너지 부하량을 입력하는 입력부(110);
    건물 창에 각각 설치되어 창을 통해 건물 밖에서 내부로 쏟아지는 일사량을 측정하는 일사량 센서(120);
    건물 밖 외기 기온 및 실내 온도를 측정하고 건물과 외기 사이의 열교환에 의한 건물 냉각 또는 가열을 평가하기 위해 외기 기온 및 실내 온도를 측정하는 온도 센서(130);
    상기 일사량 센서(120) 또는 상기 온도 센서(130)로 일사량 또는 기온 및 실내 온도를 측정하고 공조대상 건물의 창호와 벽체에서의 전열부하와 일사부하 특성을 구분하고 방위별 일사특성을 반영해서 측정된 값과 상기 에너지 부하량에 비례하는 에너지 용량을 예측하는 예측부(140); 및
    예측된 에너지 용량과 실시간 측정되는 에너지 사용량을 비교하여 에너지 사용을 평가하고, 평가 결과 예측된 에너지 용량에 비해 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 에너지 사용량을 낮추기 위해 냉난방을 제어하는 건물 에너지 운전 시나리오를 최소 비용으로 제어하는 운전부(150)를 포함하는 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 건물 에너지 운전 시나리오는 외기 기온 또는 실내 온도가 높을 때 에너지 사용이 높으면 건물 에너지 사용을 낮추고, 외기 기온 또는 실내 온도가 낮을 때 에너지 사용이 높으면 건물 에너지 사용을 낮추는 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 운전부(150)는 예측된 에너지 용량을 기준치로 설정하고 실시간 측정되는 에너지 사용량과 비교하여 기준치 보다 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 에너지 사용이 높은 것으로 판단하고, 기준치 보다 실시간 측정되는 에너지 사용량이 낮으면 에너지 사용이 낮은 것으로 판단하는 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 운전부(150)는 건물 에너지 운전 시나리오로 운전한 후에도 예측된 에너지 용량에 비해 실시간 측정되는 에너지 사용량이 높으면 여름에 냉방을 중단하고 겨울에 난방을 중단하도록 제어해서 에너지 사용을 낮춤으로써 에너지 공급을 줄이도록 제어하는 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치.
KR1020170055649A 2017-04-28 2017-04-28 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치 KR101929195B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170055649A KR101929195B1 (ko) 2017-04-28 2017-04-28 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170055649A KR101929195B1 (ko) 2017-04-28 2017-04-28 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180121213A true KR20180121213A (ko) 2018-11-07
KR101929195B1 KR101929195B1 (ko) 2018-12-14

Family

ID=64363238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170055649A KR101929195B1 (ko) 2017-04-28 2017-04-28 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101929195B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220109013A (ko) * 2021-01-28 2022-08-04 조선대학교산학협력단 전청공일사량 직사분리에 기반한 건물 에너지 제어 시스템 및 이를 이용한 건물 에너지 제어 방법
CN114881506A (zh) * 2022-05-24 2022-08-09 济南热力集团有限公司 一种基于室温和iba-lstm的供热需求负荷评估方法及系统
KR102519855B1 (ko) 2022-04-18 2023-04-14 주식회사 태원시스템 건물의 에너지 효율 향상 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102561410B1 (ko) 2022-07-19 2023-07-31 주식회사 동양이엔씨 Ai 기반의 자율제어 통합 빌딩 자동제어 시스템
KR102474936B1 (ko) 2022-09-16 2022-12-06 주식회사 이현정보 Ai 기반의 복합제어센서를 활용한 자율제어 통합빌딩 시스템

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101579607B1 (ko) * 2014-01-13 2015-12-22 (주)에스코프로 건물 에너지 절감을 위한 실시간 에너지진단 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220109013A (ko) * 2021-01-28 2022-08-04 조선대학교산학협력단 전청공일사량 직사분리에 기반한 건물 에너지 제어 시스템 및 이를 이용한 건물 에너지 제어 방법
KR102519855B1 (ko) 2022-04-18 2023-04-14 주식회사 태원시스템 건물의 에너지 효율 향상 방법
CN114881506A (zh) * 2022-05-24 2022-08-09 济南热力集团有限公司 一种基于室温和iba-lstm的供热需求负荷评估方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR101929195B1 (ko) 2018-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101929195B1 (ko) 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치
US11719456B2 (en) Thermostat temperature compensation modeling
US11169499B2 (en) Apparatus and method for controlling comfort temperature of air conditioning device or air conditioning system
JP6807556B2 (ja) 空調制御方法、空調制御装置及び空調制御プログラム
EP2985539B1 (en) Air-conditioning system
Wang et al. Air handling unit supply air temperature optimal control during economizer cycles
EP2476967A1 (en) Air-conditioning control system
KR101756508B1 (ko) 스마트 써모스탯을 이용한 통합형 실시간 예측 건물 에너지 관리 방법 및 시스템
WO2016009506A1 (ja) 空調制御装置、空調制御方法、および、プログラム
CN104833040B (zh) 空调系统的温度控制方法及温控器
KR101659301B1 (ko) 난방비를 고려한 난방 제어 시스템
JP7008476B2 (ja) 室内環境調整システム、サーバ、室内環境調整方法及びプログラム
Yang et al. Experimental study of a model predictive control system for active chilled beam (ACB) air-conditioning system
CN112747419B (zh) 中央空调风水联动控制方法、装置、设备及存储介质
Batista et al. Evaluation and improvement of the energy performance of a building's equipment and subsystems through continuous monitoring
KR20190139024A (ko) 미세먼지감지기가 적용된 빌딩 자동 제어 시스템
KR20180066300A (ko) 냉방부하 예측을 이용한 나이트 퍼지 운전방법
CN115630434A (zh) 一种基于多智能体模拟的建筑碳排放预测方法和装置
Zhang et al. On the joint control of multiple building systems with reinforcement learning
CN103471208A (zh) 一种空调器运行环境检测判断方法
WO2022044325A1 (ja) 換気報知装置および換気報知プログラム
Jain et al. Portable+ A Ubiquitous And Smart Way Towards Comfortable Energy Savings
US20160054016A1 (en) Ventilation control device, ventilation system, and program
CN104949265A (zh) 空调系统及空调系统的能源管理方法
KR20180122054A (ko) 건물 에너지 효율 등급과 연계한 부하 예측 기반 빌딩 제어 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant