KR20190035252A - 에너지 사용량 관리 시스템 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 별도의 추가 구성없이 개별 세대에서의 에너지 사용량을 산출하여 과금할 수 있는 에너지 사용량 관리 시스템 및 그 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 에너지 사용량 관리 시스템은, 개별 세대의 에너지 사용량을 산출하기 위한 제1 에너지 사용정보를 제공하는 제1정보제공부와 상기 복수의 세대 전체의 에너지 사용에 관한 제2 에너지 사용정보를 제공하는 제2정보제공부와 통신망에 의해 각각 연결되어, 상기 수신된 제1 에너지 사용정보와 제2 에너지 사용정보로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량과 상기 에너지 사용에 따른 요금을 산출하는 관리서버;를 포함한다.

Description

에너지 사용량 관리 시스템 및 그 방법{Energy consumption management system and the method thereof}
본 발명은 에너지 사용량 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 개별 세대의 에너지 사용에 따른 과금을 처리할 수 있는 에너지 사용량 관리 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
대규모 열생산시설을 이용하여 생산한 온수를 특정 지역에 있는 건물 등으로 공급하여 난방용으로 사용하게 하는 것이 중앙난방 또는 지역난방시스템이다. 이러한 시스템을 이용하는 건물은 개별 세대에서 사용한 열량에 따라 그 비용을 지불하게 되는데, 이를 위해 원격/자동검침장치(AMR: Automatic Meter Reading)가 설치되어 있다.
상기 원격/자동검침장치는 도 1에 나타난 바와 같이 개별 세대에서 사용한 열량을 검침원이 현장에 방문하지 않아도 자동으로 계량할 수 있는 기술이다.
상기 원격/자동검침장치는, 개별 세대에 설치되어 개별 세대의 에너지 사용량을 측정하기 위한 디지털 계량기(11,12,13,14,15), 상기 디지털 계량기(11,12,13,14,15)로부터 정보를 취득하여 AMR 서버(30)로 송신하기 위한 중계부(20), 상기 중계부(20)로부터 전송받은 정보를 저장하고 에너지 사용에 따른 요금을 산출하여 과금하는 AMR 서버(30)로 구성될 수 있다.
상기 AMR 서버(30)는 아파트의 경우 관리사무소에 설치될 수 있고, 상기 AMR 서버(30)에는 개별 세대에 설치된 홈 네트워크 단말기(40)가 연결될 수 있다. 또한, 상기 AMR 서버(30)는 과금을 위해 고지서(50)를 발행할 수 있다.
상기 중계부(20)는, 상기 디지털 계량기(11,12,13,14,15)로부터 정보를 취득하여 일정 시간마다 그 정보를 전송하는 검침단말기, 상기 검침단말기로부터 수집된 정보를 원거리로 전송하기 위한 원거리 전송용 거리확장장치인 중계기, 상기 중계기로부터 전송받은 정보를 AMR 서버(30)에 최종 전송하는 수집기로 구성될 수 있다.
상기 디지털 계량기는 열량계(11), 가스 미터(12), 전력량계(13), 수도 미터(14), 온수 미터(15)로 구성될 수 있다.
이와 같은 원격/자동검침장치를 구성하기 위해서는 개별 세대에 열량계(11)와 같은 디지털 계량기를 설치해야 하고, AMR서버(30)로 열량 정보를 송신하기 위한 검침단말기, 중계기, 수집기의 구성이 추가로 구비되어야 하고, 중계부(20)와 AMR서버(30)는 전용선에 의해 연결되어야 하므로, 장치의 구성에 따른 비용이 증가하는 문제점이 있다.
또한, 열량계(11)는 복수의 센서에 의한 계측값을 이용하여 열량을 계산하게 되는데, 센서에 오류가 발생하거나 고장이 발생하면 열량값이 잘못 계산될 수 있다.
이와 같이 디지털 계량기의 오류 또는 고장이 발생하면, 요금의 과금에 대한 민원이 발생하여 공급자와 소비자 사이의 분쟁의 소지가 있으며, 디지털 계량기의 고장시 소비자가 교체비용을 부담해야 하는 문제점이 있다.
이러한 원격/자동검침장치에 대한 종래기술로서 대한민국 공개특허 제10-2000-0072010호가 공개되어 있다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 별도의 추가 구성없이 개별 세대에서의 에너지 사용량을 산출하여 과금할 수 있는 에너지 사용량 관리 시스템 및 그 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
또한, 에너지 사용량을 측정하기 위한 부품의 고장 발생을 줄일 수 있는 에너지 사용량 관리 시스템 및 그 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
또한, 개별 세대의 에너지 사용량 및 요금을 사용자의 단말기를 통해 실시간으로 확인가능하게 함으로써 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 에너지 사용량 관리 시스템 및 그 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
또한, 외기 온도에 따라 에너지 사용량을 보정함으로써 보다 정확한 에너지 사용량을 산출할 수 있는 에너지 사용량 관리 시스템 및 그 방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 에너지 사용량 관리 시스템은, 개별 세대의 에너지 사용량을 산출하기 위한 제1 에너지 사용정보를 제공하는 제1정보제공부와 상기 복수의 세대 전체의 에너지 사용에 관한 제2 에너지 사용정보를 제공하는 제2정보제공부와 통신망에 의해 각각 연결되어, 상기 수신된 제1 에너지 사용정보와 제2 에너지 사용정보로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량과 상기 에너지 사용에 따른 요금을 산출하는 관리서버;를 포함한다.
상기 관리서버는, 상기 개별 세대에 난방수를 공급하기 위한 난방수공급밸브의 개방시간에 대한 정보를 생성하는 난방제어부를 포함하는 상기 제1정보제공부로부터 수신된 상기 난방수공급밸브의 개방시간으로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 산출할 수 있다.
상기 제1 에너지 사용정보는, 사용자가 실내 난방을 하기 위해 실내온도조절기에서 설정한 실내온도와 실내온도센서에서 측정한 실내온도의 온도차를 포함하고; 상기 관리서버는, 상기 실내온도의 온도차, 상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 유량, 상기 난방수공급밸브의 개방시간으로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 산출할 수 있다.
상기 제1 에너지 사용정보는 상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 공급온도와 상기 개별 세대에서 난방이 이루어진 후의 환수온도의 온도차를 포함하고; 상기 관리서버는, 상기 공급온도와 환수온도의 온도차, 상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 유량, 상기 난방수공급밸브의 개방시간으로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 산출할 수 있다.
상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 유량은, 상기 난방수가 유동하는 난방수 배관 상에 설치된 유량계에서 측정된 유량과, 상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 유량이 일정 유량으로 제한되도록 상기 개별 세대의 난방수 배관 상에 설치된 정유량밸브의 설정된 유량 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제2 에너지 사용정보는, 상기 복수의 세대 전체에 공급되는 에너지의 양을 측정하기 위한 가스 미터, 열량계, 전력량계, 수도 미터, 온수 미터 중 어느 하나로 이루어진 제2정보제공부로부터 수신될 수 있다.
상기 관리서버는, 상기 개별 세대의 에너지 사용량 및 요금 정보를 생성하고, 사용자 단말기 또는 실내온도조절기 또는 난방정보를 표시하는 디스플레이와 유무선 통신망에 의해 연결되어, 상기 사용자 단말기 또는 실내온도조절기 또는 디스플레이에 상기 개별 세대의 실시간 에너지 사용량 및 요금 정보를 전송할 수 있다.
상기 관리서버는, 외기온도 정보를 수집하는 외기온도 수집부를 포함하고; 상기 관리서버는, 상기 수집된 외기온도를 이용하여 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 보정할 수 있다.
상기 관리서버는 외부 업체의 날씨정보제공서버와 통신망에 의해 연결되어 상기 날씨정보제공서버로부터 상기 외기온도 정보를 수신받을 수 있다.
본 발명에 따른 에너지 사용량 관리 방법은, a) 개별 세대의 에너지 사용량을 산출하기 위한 제1 에너지 사용정보와 복수의 세대 전체의 에너지 사용에 관한 제2 에너지 사용정보가 관리서버에 수신되는 단계; b) 상기 관리서버는 상기 수신된 제1 에너지 사용정보와 제2 에너지 사용정보로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량과 상기 에너지 사용에 따른 요금을 산출하는 단계; c) 상기 산출된 요금에 따라 상기 개별 세대의 과금을 처리하는 단계;를 포함한다.
상기 b)단계는, 상기 개별 세대의 제1 에너지 사용정보로부터 상기 복수의 세대 전체의 에너지 사용량에 대한 상기 개별 세대의 에너지 사용량 비율을 산출하는 단계; 상기 제2 에너지 사용정보로부터 산출된 전체 요금과, 상기 산출된 개별 세대의 에너지 사용량 비율로부터, 상기 개별 세대의 에너지 사용 요금을 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
상기 제1 에너지 사용정보는, 상기 개별 세대에 난방수를 공급하기 위한 난방수공급밸브의 개방시간과, 상기 난방수공급밸브의 개방시간 동안의 실내온도의 온도차를 포함하고; 상기 b)단계에서는 상기 개방시간과 상기 실내온도의 온도차 및 상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 유량으로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 산출할 수 있다.
상기 제1 에너지 사용정보는, 상기 개별 세대에 난방수를 공급하기 위한 난방수공급밸브의 개방시간과, 상기 난방수공급밸브의 개방시간 동안의 난방수의 공급온도와 환수온도의 온도차를 포함하고; 상기 b)단계에서는 상기 개방시간과 상기 공급온도와 환수온도의 온도차 및 상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 유량으로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 산출할 수 있다.
상기 관리서버는, 외기온도 정보를 수집하고, 상기 수집된 외기온도를 이용하여 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 보정할 수 있다.
상기 관리서버는, 상기 개별 세대의 에너지 사용량 및 요금 정보를 생성하고, 사용자 단말기로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량 정보를 요청하는 신호가 수신되면, 상기 사용자 단말기에 상기 개별 세대의 에너지 사용량 및 요금 정보를 실시간으로 전송할 수 있다.
본 발명에 의하면, 별도의 추가 구성없이 난방을 위해 기 설치된 장치를 이용하여 개별 세대의 에너지 사용량을 산출하여 과금할 수 있으므로 과금 시스템 구성을 위한 비용을 절감할 수 있다.
또한, 에너지 사용량을 측정하기 위한 부품의 고장 발생을 줄일 수 있으므로, 에너지 사용 요금 산정과 관련된 사용자와의 분쟁 발생을 줄일 수 있다.
또한, 개별 세대의 에너지 사용량 및 요금을 사용자의 단말기를 통해 실시간으로 확인가능하므로 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.
또한, 외기 온도에 따라 에너지 사용량을 보정함으로써 보다 정확한 에너지 사용량을 산출할 수 있다.
도 1은 종래의 원격/자동검침장치의 구성을 보여주는 도면
도 2는 본 발명에 따른 에너지 사용량 관리 시스템에서 개별 세대에 연결된 구성을 보여주는 도면
도 3은 본 발명에 따른 에너지 사용량 관리 시스템에서 중앙 난방 시스템에 연결된 구성을 보여주는 도면
도 4는 본 발명에 따른 에너지 사용량 관리 시스템의 제어 구성을 보여주는 도면
도 5는 본 발명에 따른 에너지 사용량 관리 방법을 보여주는 흐름도
이하 본 발명 에너지 사용량 관리 시스템 및 그 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 의한 에너지 사용량 관리 시스템은, 개별 세대(100)의 에너지 사용량을 산출하기 위한 제1 에너지 사용정보를 제공하는 제1정보제공부, 상기 복수의 세대 전체의 에너지 사용에 관한 제2 에너지 사용정보를 제공하는 제2정보제공부, 상기 제1정보제공부 및 제2정보제공부와 통신망(300)에 의해 각각 연결되어 상기 수신된 제1 에너지 사용정보와 제2 에너지 사용정보로부터 상기 개별 세대(100)의 에너지 사용량과 상기 에너지 사용에 따른 요금을 산출하는 관리서버(400)를 포함한다.
개별 세대(100)에서 난방을 위해 사용한 열량(에너지)를 산출하기 위해 종래에는 열량계와 같은 디지털 계량기를 사용하였으나, 본 발명에서는 이러한 디지털 계량기 대신 난방을 위한 구성인 제1정보제공부를 이용함으로써 디지털 계량기와 같은 별도의 구성을 설치하지 않고도 난방 사용 열량을 산출할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 제1정보제공부는, 개별 세대(100)에 난방수를 공급하기 위한 난방수공급밸브(111,112)의 개폐를 제어하는 난방제어부(110), 사용자가 실내 난방을 하기 위해 원하는 난방온도를 설정하는 실내온도조절기(113), 실내온도를 측정하기 위한 실내온도센서(미도시)를 포함할 수 있다.
개별 세대(100)에는 복수의 방(114,115)에 난방수를 공급하기 위한 복수의 난방수공급밸브(111,112)가 구비된다. 상기 난방수공급밸브(111,112)는 상기 난방제어부(110)의 제어신호에 의해 개폐된다. 또한, 개별 세대(100)의 사용자는 상기 실내온도조절기(113)를 이용하여 난방 시작 및 정지 등을 제어한다.
사용자는 난방이 필요한 경우 실내온도조절기(113)에서 원하는 난방온도를 설정할 수 있다. 사용자가 난방온도를 설정하여 난방을 개시하면 난방제어부(110)는 난방수공급밸브(111,112)를 개방시켜 난방수가 각 방(114,115)에 공급되도록 하고, 난방수 공급에 의해 방의 온도가 사용자가 설정한 난방온도에 도달하면 난방수공급밸브(111,112)를 폐쇄하여 난방수의 공급을 차단시킨다.
이 경우 난방제어부(110)는 난방수공급밸브(111,112)의 개방시간을 측정할 수 있다. 개별 세대(100)에서 난방에 사용한 에너지량은 난방수공급밸브(111,112)에 의해 공급된 난방수의 양에 의해 결정된다.
사용자가 난방을 위해 사용한 열량을 계산하기 위해, 난방수공급밸브(111,112)의 개방시간, 난방수가 공급되는 유량, 난방수공급밸브(111,112)가 개방된 시간 동안의 실내 온도차에 대한 정보가 필요하다. 이 경우 난방을 위해 사용한 열량은 난방수공급밸브(111,112)의 개방시간, 난방수 공급 유량, 실내 온도차에 비례한다.
이와 같은 난방수공급밸브(111,112)의 개방시간, 난방수 공급 유량, 실내 온도차는 개별 세대(100)에서 사용한 난방 에너지 사용량을 산출하기 위한 정보인 제1 에너지 사용정보로 사용될 수 있다.
이 경우 난방수 공급 유량은 난방수 배관 상에 유량계(미도시)를 설치하고, 상기 유량계에서 감지된 유량을 이용할 수 있다. 또한, 개별 세대(100) 내에 공급되는 난방수 유량을 일정 유량으로 제한하는 정유량 밸브(미도시)가 난방수 배관 상에 설치된 경우에는 상기 정유량 밸브에 설정된 유량을 난방수 공급 유량으로 할 수 있다. 상기 정유량 밸브의 설정 유량은 주택 신축시 이미 설정되어 있고, 이러한 정유량 밸브의 설정 유량은 관리서버(400)에 미리 입력될 수 있다.
상기에서는 난방을 위해 사용한 열량을 계산하기 위해 난방 가동 전후 실내의 온도차를 이용하였으나, 실내 온도차 대신 난방수 온도차를 이용할 수도 있다.
즉, 상기 제1정보제공부는 개별 세대(100)로 공급되는 난방수의 공급온도와 각 방(114,115)을 통과한 환수의 환수온도를 각각 측정하기 위한 공급수온도센서(미도시)와 환수온도센서(미도시)를 포함하고, 상기 난방수의 공급온도와 환수온도의 온도차를 상기 제1 에너지 사용정보로 사용할 수 있다.
이 경우 상기 관리서버(400)는, 상기 난방수의 온도차, 개별 세대(100)로 공급되는 난방수의 유량, 상기 난방수공급밸브(111,112)의 개방시간으로부터 개별 세대(100)의 에너지 사용량을 산출할 수 있다.
상기 난방제어부(110)는 실내온도조절기(113)에 연결되고, 상기 실내온도조절기(113)는 공유기(200)와 통신망(300)을 통해 관리서버(400)와 연결된다.
도 3은 중앙 난방 시스템의 일례를 도시한 것으로서, 복수의 개별 세대(100)에 난방수를 공급하기 위해 가스를 연소시키는 복수의 보일러(121,122,123)가 구비되고, 상기 보일러(121,122,123)에서 가열된 난방수는 개별 세대(100)에 공급된다.
도 3에서는 하나의 개별 세대(100)만 도시되어 있으나, 보일러(121,122,123)에서 공급되는 난방수는 복수의 세대에 공급되도록 배관 및 순환펌프가 추가로 구비될 수 있다. 상기 복수의 보일러(121,122,123)가 운전되는 대수는 개별 세대(100)에서 요구하는 난방 부하에 따라 달라질 수 있다.
복수의 세대 전체에서 난방을 위해 사용하는 에너지의 양을 측정하기 위한 제2정보제공부가 구비되고, 상기 제2정보제공부는 복수의 세대 전체의 에너지 사용량을 제2 에너지 사용정보로 하여 관리서버(400)에 제공하는 기능을 수행한다.
이 경우 상기 제2정보제공부는, 복수의 보일러(121,122,123)에서의 연소를 위해 가스 공급사로부터 공급되는 가스의 양을 측정하기 위한 가스미터(120), 상기 가스미터(120)에서 측정된 가스의 양에 대한 정보를 수신하여 관리서버(400)로 전송하기 위한 중앙제어부(125)로 구성될 수 있다.
상기 중앙제어부(125)는 통신망(300)에 의해 관리서버(400)에 연결된다.
상기 가스미터(120)는 복수의 세대 전체에 공급되는 에너지의 양을 측정하기 위한 제2정보제공부로서, 상기 가스미터(120)에 의해 측정된 가스의 양은 제2 에너지 사용정보가 된다.
본 실시예에서 가스를 연소시켜 난방수를 공급하므로 상기 제2정보제공부는 가스미터(120)를 예시하였다.
그 외에 에너지 공급의 형태에 따라 상기 제2정보제공부는 열량을 직접 측정하는 열량계, 전기에 의해 에너지를 공급하는 경우에는 전력량계, 물의 공급량을 측정해야 하는 경우에는 수도 미터, 온수의 유량을 측정하는 경우에는 온수 미터로 구성될 수도 있다.
일례로, 지역 난방 시스템의 경우에는 열병합 발전소에서 전기의 생산시 발생되는 배열을 이용하여 생산된 온수를 복수의 아파트 단지로 공급하고, 각각의 아파트 단지에는 열병합 발전소로부터 공급받는 온수의 열량을 측정하는 열량계가 구비될 수 있다. 상기 열량계에서 측정된 열량은 복수의 개별 세대(100)로 이루어진 아파트 단지 전체로 공급되는 열량이 되고, 제2정보제공부인 상기 열량계에서 측정된 열량이 제2 에너지 사용정보가 된다.
상기 관리서버(400)는, 상기 제1정보제공부로부터 전송받은 개별 세대(100)의 에너지 사용에 관한 제1 에너지 사용정보와, 상기 제2정보제공부로부터 전송받은 복수의 세대 전체의 에너지 사용에 관한 제2 에너지 사용정보로부터, 개별 세대(100)의 에너지 사용량 및 요금 정보를 생성하고, 사용자 단말기(600)에 개별 세대(100)의 에너지 사용량 및 요금 정보를 실시간으로 전송할 수 있도록 구성할 수 있다.
상기 사용자 단말기(600)는 개인용 컴퓨터, 개인 휴대 단말기 등 다양한 형태의 단말기가 될 수 있고, 사용자는 상기 사용자 단말기(600)를 통해 관리서버(400)에 접속하여 실시간 에너지 사용량을 조회할 수 있고, 그 사용량에 따른 요금을 확인할 수 있다.
또한, 관리서버(400)는 개별 세대(100)별로 에너지 사용에 따른 요금을 산출하고, 상기 산출된 요금에 따라 개별 세대(100)에 요금 고지서를 발행할 수도 있다.
또한, 상기 관리서버(400)에서 생성된 개별 세대(100)의 에너지 사용량 및 요금 정보는 사용자 단말기 뿐만 아니라 실내온도조절기(113)에 전송하여 사용자가 확인할 수도 있고, 관리서버(400)와 유무선 통신망에 의해 연결되고 난방 정보를 표시하는 다양한 디스플레이에 전송하여 사용자가 확인할 수 있도록 구성할 수도 있다.
한편, 동절기에 실내 난방을 하는 경우 외기온도가 낮을 때 실내 온도를 1℃ 올리는 경우와 외기온도가 높을 때 실내 온도를 1℃ 올리는 경우 실제 투입 열량의 차이가 발생할 수 있다. 이러한 차이점을 보정하기 위하여 상기 관리서버(400)는, 외기온도 정보를 수집하는 외기온도 수집부(미도시)를 더 포함하고, 상기 외기온도 수집부에서 수집된 외기온도를 이용하여 개별 세대(100)의 에너지 사용량을 보정하는 것으로 구성할 수도 있다.
이 경우 외기온도 정보는 관리서버(400)와 통신망을 통해 연결된 외부 업체의 날씨정보제공서버(500)로부터 수신받는 것으로 구성할 수도 있고, 외기온도센서(130)를 이용하여 측정한 외기온도 정보를 관리서버(400)가 직접 수신받는 것으로 구성할 수도 있으며, 개별 세대(100)에 설치된 외기온도센서를 이용하여 측정한 외기온도 정보를 중앙제어반(125) 또는 실내온도조절기(113)를 통해 수신받는 것으로 구성할 수도 있다.
이와 같은 구성에 의하면, 난방을 위해 기 설치된 장치인 난방제어부(110)와 실내온도조절기(113)를 이용하여 개별 세대(100)의 에너지 사용량을 산출할 수 있고, 관리서버(400)를 통해 과금이 가능하므로, 개별 세대(100)의 에너지 사용에 따른 과금을 위해 별도의 추가 구성이 필요하지 않게 되므로, 시스템 구성을 위한 비용을 절감할 수 있다.
또한, 관리서버(400)는 통신을 위한 전용선이 아닌 인터넷과 같은 공공 통신망(300)을 이용하게 되므로, 별도의 통신망을 구축할 필요가 없다.
또한, 개별 세대(100)의 에너지 사용량을 측정하기 위해 열량계와 같은 부품을 추가로 설치할 필요가 없으므로, 부품의 고장 발생의 염려가 없고, 부품의 측정 오류로 인해 에너지 사용 요금 산정과 관련된 사용자와의 분쟁 발생을 줄일 수 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 에너지 사용량 관리 시스템에 의한 에너지 사용량 관리 방법에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
단계 S10에서 개별 세대(100)의 에너지 사용량을 산출하기 위한 제1 에너지 사용정보와 복수의 세대 전체의 에너지 사용에 관한 제2 에너지 사용정보가 관리서버(400)에 수신된다.
상기 제1 에너지 사용정보는 난방제어부(110)에 연결된 실내온도조절기(113)로부터 수신되는 것으로서, 개별 세대(100)에 난방수를 공급하기 위한 난방수공급밸브(111,112)의 개방시간, 난방수공급밸브(111,112)가 개방된 시간 동안 발생한 실내 온도차, 난방수가 공급되는 유량에 대한 정보를 포함할 수 있다. 이 경우 난방수공급밸브(111,112)가 개방된 시간 동안 발생한 실내 온도차 대신 난방수의 공급온도와 환수온도의 차이인 난방수 온도차를 이용할 수도 있다.
상기 난방수가 공급되는 유량은 난방수 배관에 설치된 유량계로부터 정보를 전송받을 수도 있고, 정유량 밸브가 설치된 경우에는 난방장치의 초기 설치시 정유량 밸브에 설정된 유량을 전송받을 수도 있다. 상기 정유량 밸브의 유량은 관리 서버(400)에 미리 입력되는 것으로 구성할 수 있다.
상기 제2 에너지 사용정보는 중앙제어부(125)로부터 수신되는 것으로서, 에너지원이 가스인 경우 복수의 세대 전체가 사용한 전체가스사용량 또는 전체가스사용량에 대한 가스요금이 될 수 있다. 또한, 에너지원이 열병합발전소로부터 공급된 온수인 경우 상기 제2 에너지 사용정보는 복수의 세대로 이루어진 아파트 단지로 공급된 온수의 열량 또는 상기 열량에 대한 요금이 될 수 있다.
단계 S20에서 상기 관리서버(400)는 상기 수신된 제1 에너지 사용정보와 제2 에너지 사용정보로부터 상기 개별 세대(100)의 에너지 사용량과 상기 에너지 사용에 따른 요금을 산출한다.
아래 표 1은 개별 세대(100)의 에너지 사용량 및 에너지 사용 요금에 대한 예를 나타낸 것이다.

구분		 실내온도(℃) 유량 열량 구동기(월) 열량계산 요금
초기 설정 온도차 LPM kcal/min open(min) open(h) 열량
(kcal/h)		 비율 세대/월
101호 10 26 16 3 48 6000 100.0 4,800.0 17.98% 317
102호 15 25 10 3 30 4500 75.0 2,250.0 8.43% 149
201호 18 26 8 3 24 5000 83.3 2,000.0 7.49% 132
202호 16 24 8 3 24 3000 50.0 1,200.0 4.50% 79
301호 20 25 5 3 15 4800 80.0 1,200.0 4.50% 79
302호 12 28 16 3 48 5500 91.7 4,400.0 16.48% 290
401호 14 30 16 3 48 5200 86.7 4,160.0 15.58% 275
402호 13 27 14 3 42 3800 63.3 2,660.0 9.96% 176
501호 22 27 5 3 15 4300 71.7 1,075.0 4.03% 71
502호 19 29 10 3 30 5900 98.3 2,950.0 11.05% 195
계 26,695.0 100.00% 1,762
101호를 예를 들어 설명한다. 난방을 시작하기 전 초기 상태의 실내온도는 10℃, 사용자가 난방을 위해 설정한 온도는 26℃이므로, 난방을 수행하여 실내온도가 설정온도인 26℃에 도달하면, 온도차는 16℃가 된다. 이와 같이 난방이 수행되는 동안 공급된 열량은 유량과 온도차에 비례하므로, 1분당 공급된 열량은 온도차와 유량의 곱인 48kcal/min이 된다. 만약 이와 같은 난방을 한달에 6000min(100h) 동안 수행되었다면, 한달 동안 총 공급된 열량은 4,800kcal/h가 된다.
위 표 1에 나타난 실내 온도차는, 난방이 시작되어 난방수공급밸브(111,112)가 개방된 시점에서의 온도와 실내 온도가 설정온도에 도달하여 난방수공급밸브(111,112)가 닫힌 시점에서의 온도의 차이로 설명할 수도 있다.
따라서 난방의 수행으로 인해 설정온도에 도달한 이후에도 실내온도의 변화에 따라 난방수공급밸브(111,112)의 온/오프(On/Off)가 반복되는데, 난방수공급밸브(111,112)의 온/오프(On/Off) 시점에서의 온도차를 구하면 개별 세대(100)에 공급된 열량을 구할 수 있다.
이와 같은 방법으로 나머지 개별 세대(100)의 열량도 모두 계산하여 합하면, 전체 세대에 공급된 열량은 26,695kcal/h가 된다. 이렇게 개별 세대(100)의 사용 열량을 합산한 값은 복수의 세대 전체인 아파트 단지로 공급된 열량과는 차이가 발생할 수 있다.
따라서 중앙제어부(125)로부터 수신된 제2 에너지 사용정보를 이용하여 산출된 전체 요금과, 복수의 세대 전체의 에너지 사용량에 대한 개별 세대(100)의 에너지 사용량 비율로부터, 상기 개별 세대(100)의 에너지 사용 요금을 산출한다.
즉, 제2 에너지 사용정보로부터 산출된 전체 요금은 1,762이고, 전체 사용 열량인 26,695kcal/h에 대한 개별 세대(100)의 열량 비율을 계산하면 101호는 17.98%가 되고, 상기 열량 비율을 상기 전체 요금인 1,762에 대입하면, 101호에 대해 부과되는 요금은 317이 된다.
이 경우 외기온도에 따라 실제 소비열량이 차이가 발생할 수 있으므로, 관리서버(400)의 외기온도 수집부는 외부 업체의 날씨정보제공서버(500)로부터 외기온도정보를 수신받거나, 외기온도센서(130)에 의해 측정된 외기온도정보를 수신받아, 상기 수신된 외기온도를 이용하여 상기 개별 세대(100)의 에너지 사용량을 보정하는 단계를 더 수행할 수도 있다.
계산열량 400 400 400
외기온도 -5℃ -10℃ 0℃
보정값 1.05 1.1 1
보정된 최종열량 420 440 400
예를 들면, 위 표 2에 나타난 바와 같이 외기온도 0℃를 기준으로, 외기온도가 0℃보다 낮은 경우에는 실제 사용 열량이 더 증가할 수 있으므로, 0℃일때의 열량인 400보다 더 높은 값이 되도록 보정값을 부여한다. 이와 반대로 0℃보다 외기온도가 높은 경우에는 실제 사용 열량이 더 감소하도록 보정값을 부여할 수 있다.
이와 같이 외기 온도에 따라 에너지 사용량을 보정함으로써 보다 정확한 에너지 사용량 산출이 가능해진다.
이와 같은 과정을 통해 관리서버(400)는, 개별 세대(100)의 에너지 사용량 및 요금 정보를 생성한다. 이 경우 관리서버(400)는 실시간 에너지 사용량 뿐만 아니라 월별 에너지 사용량, 월별 또는 년별 에너지 사용량 통계 등 다양한 정보를 생성하여 사용자에게 제공할 수 있다.
단계 S30에서는 상기와 같은 과정을 통해 산출된 개별 세대(100)의 요금에 대해 개별 세대(100)에 과금을 처리하게 된다.
상기 과금을 처리하기 위해 관리서버(400)는, 사용자의 각종 정보를 관리하는 사용자DB, 사용자의 대금 결제를 위한 결제 서버를 더 구비할 수 있으며, 복수의 서버가 통신망을 통해 서로 연결되어 통합관리되도록 구성할 수도 있다.
상기에서 산출된 개별 세대(100)의 에너지 사용량과 요금은 관리서버(400)에 저장되어 있고, 사용자는 개인용 컴퓨터나 개인 휴대 단말기 등의 사용자 단말기(600)를 사용하여 관리서버(400)에 접속하여 에너지 사용량 정보를 요청하는 신호를 전송하고, 관리서버(400)에 상기 신호가 수신되면 관리서버(400)에 생성되어 있던 개별 세대(100)의 에너지 사용량과 요금 정보를 사용자 단말기(600)에 전송함으로써 실시간으로 에너지 사용량과 요금을 확인할 수 있다. 따라서 개별 세대(100)의 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.
11,12,13,14,15 : 디지털 계량기 20 : 중계부
30 : AMR 서버 40 : 홈 네트워크 단말기
50 : 고지서 100 : 개별 세대
110 : 난방제어부 111,112 : 난방수공급밸브
113 : 실내온도조절기 114,115 : 방
120 : 가스미터 121,122,123 : 보일러
125 : 중앙제어부 130 : 외기온도센서
200 : 공유기 300 : 통신망
400 : 관리서버 500 : 날씨정보제공서버
600 : 사용자 단말기

Claims (15)

  1. 개별 세대의 에너지 사용량을 산출하기 위한 제1 에너지 사용정보를 제공하는 제1정보제공부와 상기 복수의 세대 전체의 에너지 사용에 관한 제2 에너지 사용정보를 제공하는 제2정보제공부와 통신망에 의해 각각 연결되어, 상기 수신된 제1 에너지 사용정보와 제2 에너지 사용정보로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량과 상기 에너지 사용에 따른 요금을 산출하는 관리서버;
    를 포함하는 에너지 사용량 관리 시스템
  2. 제1항에 있어서,
    상기 관리서버는, 상기 개별 세대에 난방수를 공급하기 위한 난방수공급밸브의 개방시간에 대한 정보를 생성하는 난방제어부를 포함하는 상기 제1정보제공부로부터 수신된 상기 난방수공급밸브의 개방시간으로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 시스템
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 에너지 사용정보는, 사용자가 실내 난방을 하기 위해 실내온도조절기에서 설정한 실내온도와 실내온도센서에서 측정한 실내온도의 온도차를 포함하고;
    상기 관리서버는, 상기 실내온도의 온도차, 상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 유량, 상기 난방수공급밸브의 개방시간으로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 시스템
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 에너지 사용정보는 상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 공급온도와 상기 개별 세대에서 난방이 이루어진 후의 환수온도의 온도차를 포함하고;
    상기 관리서버는, 상기 공급온도와 환수온도의 온도차, 상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 유량, 상기 난방수공급밸브의 개방시간으로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 시스템
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 유량은,
    상기 난방수가 유동하는 난방수 배관 상에 설치된 유량계에서 측정된 유량과, 상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 유량이 일정 유량으로 제한되도록 상기 개별 세대의 난방수 배관 상에 설치된 정유량밸브의 설정된 유량 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 시스템
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 에너지 사용정보는, 상기 복수의 세대 전체에 공급되는 에너지의 양을 측정하기 위한 가스 미터, 열량계, 전력량계, 수도 미터, 온수 미터 중 어느 하나로 이루어진 제2정보제공부로부터 수신된 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 시스템
  7. 제1항에 있어서,
    상기 관리서버는, 상기 개별 세대의 에너지 사용량 및 요금 정보를 생성하고, 사용자 단말기 또는 실내온도조절기 또는 난방정보를 표시하는 디스플레이와 유무선 통신망에 의해 연결되어, 상기 사용자 단말기 또는 실내온도조절기 또는 디스플레이에 상기 개별 세대의 실시간 에너지 사용량 및 요금 정보를 전송할 수 있는 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 시스템
  8. 제1항에 있어서,
    상기 관리서버는, 외기온도 정보를 수집하는 외기온도 수집부를 포함하고;
    상기 관리서버는, 상기 수집된 외기온도를 이용하여 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 보정하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 시스템
  9. 제8항에 있어서,
    상기 관리서버는 외부 업체의 날씨정보제공서버와 통신망에 의해 연결되어 상기 날씨정보제공서버로부터 상기 외기온도 정보를 수신받는 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 시스템
  10. a) 개별 세대의 에너지 사용량을 산출하기 위한 제1 에너지 사용정보와 복수의 세대 전체의 에너지 사용에 관한 제2 에너지 사용정보가 관리서버에 수신되는 단계;
    b) 상기 관리서버는 상기 수신된 제1 에너지 사용정보와 제2 에너지 사용정보로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량과 상기 에너지 사용에 따른 요금을 산출하는 단계;
    c) 상기 산출된 요금에 따라 상기 개별 세대의 과금을 처리하는 단계;
    를 포함하는 에너지 사용량 관리 방법
  11. 제10항에 있어서,
    상기 b)단계는,
    상기 개별 세대의 제1 에너지 사용정보로부터 상기 복수의 세대 전체의 에너지 사용량에 대한 상기 개별 세대의 에너지 사용량 비율을 산출하는 단계;
    상기 제2 에너지 사용정보로부터 산출된 전체 요금과, 상기 산출된 개별 세대의 에너지 사용량 비율로부터, 상기 개별 세대의 에너지 사용 요금을 산출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 방법
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 에너지 사용정보는, 상기 개별 세대에 난방수를 공급하기 위한 난방수공급밸브의 개방시간과, 상기 난방수공급밸브의 개방시간 동안의 실내온도의 온도차를 포함하고;
    상기 b)단계에서는 상기 개방시간과 상기 실내온도의 온도차 및 상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 유량으로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 방법
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1 에너지 사용정보는, 상기 개별 세대에 난방수를 공급하기 위한 난방수공급밸브의 개방시간과, 상기 난방수공급밸브의 개방시간 동안의 난방수의 공급온도와 환수온도의 온도차를 포함하고;
    상기 b)단계에서는 상기 개방시간과 상기 공급온도와 환수온도의 온도차 및 상기 개별 세대로 공급되는 난방수의 유량으로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 산출하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 방법
  14. 제10항에 있어서,
    상기 관리서버는, 외기온도 정보를 수집하고, 상기 수집된 외기온도를 이용하여 상기 개별 세대의 에너지 사용량을 보정하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 방법
  15. 제10항에 있어서,
    상기 관리서버는, 상기 개별 세대의 에너지 사용량 및 요금 정보를 생성하고, 사용자 단말기로부터 상기 개별 세대의 에너지 사용량 정보를 요청하는 신호가 수신되면, 상기 사용자 단말기에 상기 개별 세대의 에너지 사용량 및 요금 정보를 실시간으로 전송하는 것을 특징으로 하는 에너지 사용량 관리 방법
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KR102305810B1 (ko) 2020-11-23 2021-09-30 (주)선진콘트롤엔엑세스 에너지 분배를 이용한 건물 에너지 관리방법과 에너지 관리장치
KR20220057140A (ko) * 2020-10-29 2022-05-09 가천대학교 산학협력단 보정동적요금을 도출하는 방법, 시스템, 및 컴퓨터-판독가능 매체

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