KR20190074778A

KR20190074778A - 온도제어를 포함하는 최대전력관리장치와 주제어장치의 스마트제어기

Info

Publication number: KR20190074778A
Application number: KR1020170176380A
Authority: KR
Inventors: 최민성
Original assignee: 삼인제어시스템(주)
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-06-28
Also published as: KR102014152B1

Abstract

본 발명은 수용가에 전력을 공급을 제어하도록 설치되는 최대전력관리장치와 주제어장치와 연결되며, 냉난방기를 제어하는 스마트제어기로서, 냉난방기가 설치되는 영역의 온도를 측정하는 온도센서와 연결되어 상기 온도센서에서 수신되는 온도정보를 수신하는 온도입력부, 온도입력부에서 수신된 온도정보를 주제어장치에 제공하며, 주제어장치에서 설정되는 설정온도를 수신하는 통신부, 통신부에서 수신된 설정온도를 냉난방기에 전송하는 온도제어출력부 및 설정온도에 상응하는 전력을 상기 냉난방기로 공급하도록 하는 전력제어부를 포함하는 온도제어를 포함하는 최대전력관리장치와 주제어장치의 스마트제어기에 관한 것이다.

Description

온도제어를 포함하는 최대전력관리장치와 주제어장치의 스마트제어기{SMART CONTROLLER OF MAXIMUM POWER MANAGEMENT DEVICE AND MAIN CONTROLLER WITH INCLUDING TEMPERATURE CONTROL}

본 발명은 온도제어를 포함하는 최대전력관리장치와 주제어장치의 스마트제어기에 관한 것으로, 특히 실내 온도를 감지하여 냉난방기를 효율적으로 제어할 수 있는 온도제어를 포함하는 최대전력관리장치와 주제어장치의 스마트제어기에 관한 것이다.

일반적으로, 대형 빌딩 등은 실내 영역마다 냉난방기가 설치되어 있다. 이러한 냉난방기는 여름철 및 겨울철 전력망의 피크전력수요가 발생되는 원인이 되고 있다.

대형 빌딩 등의 피크전력수요를 관리하기 위하여, 일반적으로 최대전력관리장치를 구비하고 있으며, 주제어장치에서 부하의 최대수요전력을 예측하여 목표전력의 초과가 예측되면 단계적으로 부하를 차단하는 방식을 사용한다.

이러한 경우, 사용자가 냉난방기의 온도를 설정하므로 온도에 따른 냉난방기의 온/오프 동작 제어만을 수행하게되어 여름철 실내온도가 급격히 상승하거나, 겨울철 급격히 하락하여도 냉난방기를 가동할 수 없는 문제가 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 등록특허10-0615276호(인터넷을 이용한 다수의 전력사용처에 대한 하절기피크전력 적응제어장치 및 그 방법)이 개시되어 있다. 등록특허 10-0615276호는 최대전력도달시간 내에 예측전력량과 표전력량을 비교하여 차단가능한 든 전기기기의 전력량을 산출하고, 이를 감 산한 예측전력량이 표전력량을 초과하는지를 판단하여 표전력량을 초과하지 않는 범위내에서 감산전력량에 해당하는 전기기를 차단하도록 제어신호를 발생하는 방식을 사용한다.

그러나, 등록특허 10-0615276호는 단순히 소비전력만 기준으로 전력량을 계산하게 되므로 피크전력이 발생되는 계절에 냉난방기의 효과적인 제어가 어렵다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 실내온도에 따라 냉난방기의 제어를 용이하게 할 수 있는 온도제어를 포함하는 최대전력관리장치와 주제어장치의 스마트제어기를 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 수용가에 전력을 공급을 제어하도록 설치되는 최대전력관리장치와 주제어장치와 연결되며, 냉난방기를 제어하는 스마트제어기로서, 상기 냉난방기가 설치되는 영역의 온도를 측정하는 온도센서와 연결되어 상기 온도센서에서 수신되는 온도정보를 수신하는 온도입력부; 상기 온도입력부에서 수신된 온도정보를 상기 주제어장치에 제공하며, 상기 주제어장치에서 설정되는 설정온도를 수신하는 통신부; 상기 통신부에서 수신된 설정온도를 상기 냉난방기에 전송하는 온도제어출력부 및 상기 설정온도에 상응하는 전력을 상기 냉난방기로 공급하도록 하는 전력제어부를 포함하는 온도제어를 포함하는 최대전력관리장치와 주제어장치의 스마트제어기에 관한 것이다.

상기 최대전력관리장치와 주제어장치의 스마트제어기는 냉난방기의 동작 여부, 상기 주제어장치 및 냉난방기와의 통신 상태 및 상기 온도제어출력부의 출력상태 중 적어도 하나를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.

상기 표시부는 적어도 3개의 LED를 구비하며, 각각의 LED는 상기 냉난방기의 동작 여부, 상기 주제어장치 및 냉난방기와의 통신 상태 및 상기 온도제어출력부의 출력상태를 표시할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 스마트제어기는 다수의 냉난방기가 설치된 빌딩의 각 실내에 설치되어 실내온도를 주제어장치로 전송하며, 주제어장치에서 설정된 실내온도를 각각의 냉난방기로 전송할 수 있다. 이에 따라, 실내의 모든 냉난방기에서 수동으로 조작하던 온도조절 기능을 주제어장치를 통해 원격으로 수행할 수 있다.

또한, 스마트제어기를 통해 실내온도에 상응하여 냉난방기의 온도를 가변시킴으로써, 냉난방기의 전력을 효율적으로 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명의 스마트제어기가 설치된 시스템을 도시한 시스템도.
도 2는 도 1에 도시된 스마트제어기의 구성요소를 도시한 블록도.
도 3은 도 2에 도시된 스마트제어기의 실제품을 촬영한 사진.

이하, 도면을 참조한 본 발명의 설명은 특정한 실시 형태에 대해 한정되지 않으며, 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 내용은 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하의 설명에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되는 용어로서, 그 자체에 의미가 한정되지 아니하며, 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서 전체에 걸쳐 사용되는 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.

본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 이하에서 기재되는 "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로 해석되어야 하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온도제어를 포함하는 최대전력관리장치 및 주제어장치의 스마트제어기를 이용한 전력제어 시스템을 설명하기 위한 시스템도이고, 도 2는 도 1에 도시된 스마트제어기의 구성을 도시한 블록이며, 도 3은 1 및 도 2에 도시된 스마트제어기의 실제 제작된 것을 도시한 사진이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 온도제어를 포함하는 최대전력관리장치와 주제어장치의 스마트제어기를 이용한 전력제어 시스템은 최대전력관리장치(30), 주제어장치(40), 모니터링단말(20), 온도센서(200), 및 스마트제어기(100)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 최대전력관리장치(30)는 전력사용량이 급증하는 여름 또는 겨울에 수용가의 최대수요전력을 관리할 수 있다. 최대전력관리장치(30)는 부하의 최대수요전력을 감시하거나 예측하여 목표전력의 초과가 예측되면 단계적으로 부하를 차단하거나, 부하로 공급되는 전력을 줄여 목표전력을 초과하지 않도록 관리할 수 있다.

예를 들면, 최대전력관리장치(30)는 설정된 수요시간내에서 주기적으로 임의의 시간의 전력예측을 연산하여 예측전력이 목표전력 설정피크를 초과할 것으로 예측되면 설정한 부하차단 순위에 따라 예측전력이 목표전력 이하가 되도록 단계적으로 부하를 차단하여 피크상승을 억제한다. 이를 위하여, 최대전력관리장치(30)는 계량기(10)와 연결되어 측정된 수요시간의 전력량 정보를 수신한다.

최대전력관리장치(30)는 전력 수요 시간 펄스와 전기 사용량 펄스를 주제어장치(40)로 전송할 수 있다.

최대전력관리장치(30)는 전력 변동이 심한 수용가에서 종래의 예측 방법을 사용할 경우 최대수요전력 관리가 안정적이지 못할 수 있다. 따라서, 최대전력관리장치(30)는 안정적으로 최대수요전력을 관리하기 위하여 스마트제어기(100)와 연동된다.

주제어장치(40)는 최대전력관리장치(30)와 연결되어, 최대수요전력량을 계산할 수 있다. 주제어장치(40)는 최대전력관리장치(30)를 통해 전력 수요 시간 펄스와 전기 사용량 펄스를 수신하여 소비 전력량을 적산하고, 최대 목표 전력량과 비교한다. 주제어장치(40)는 비교값을 최대전력관리장치(30)에 제공함으로써 수용가의 전력 공급을 제어할 수 있다. 본 발명의 실시 예에서 주제어장치(40)는 수용가의 냉난방기(50)에 공급되는 전력을 제어하는 것으로, 각각의 냉난방기(50)의 설정 온도에 따라 전력량을 제어한다.

주제어장치(40)는 각각의 냉난방기(50)의 온도를 설정할 수 있다. 주제어장치(40)는 설정된 온도를 스마트제어기(100)에 전송하여, 실내의 냉난방을 원격으로 조절하도록 할 수 있다.

주제어장치(40)는 스마트제어기(100)에서 수신된 온도정보를 통해 설정된 실내 온도를 유지하기 위하여 냉난방기(50)의 가동온도를 제어한다. 이때, 주제어장치(40)는 설정된 온도까지 전력소비가 많아 최대전력관리장치(30)에서 부하 차단이 발생되기 이전에 냉난방기(50)의 온도를 단계적으로 가변하도록 제어할 수 있다. 즉, 주제어장치(40)에서 초기에 냉난방기(50)의 온도를 설정한 후, 이를 통해 냉난방기(50)를 가동하며, 이후, 주제어장치(40)에서 예측전력이 목표전력을 초과할 경우로 판단되면, 스마트제어기(100)로 냉난방기(50)의 설정온도를 가변하도록 한다. 따라서, 주제어장치(40)는 예측전력을 다시 계산하고, 이를 반영하여 최대전력관리장치(30)의 전력 공급 차단을 단계적으로 제어하도록 할 수 있다

모니터링단말(20)은 최대전력관리장치(30), 주제어장치(40) 및 계량기(10)와 네트워크로 연결되어, 각 장치를 모니터링할 수 있다. 이때, 모니터링단말(20)은 계량기(10)에서 수신되는 시간별 소비 전력량을 모니터링할 수 있다. 또한, 모니터링단말(20)은 실내 온도에 따른 소비 전력량을 모니터링할 수 있다.

모니터링단말(20)은 각각의 장치에서 입력되는 신호들을 모니터링하고, 이를 사용자에게 통지할 수 있다.

온도센서(200)는 냉난방기(50)가 배치된 실내에 배치되어 실내 온도를 스마트제어기(100)에 전송할 수 있다.

스마트제어기(100)는 주제어장치(40)의 냉난방기(50)의 가동제어신호에 따라 냉난방기(50)를 가동시킬 수 있다. 또한, 스마트제어기(100)는 주제어장치(40)에서 설정된 온도를 냉난방기(50)에 전송하여 냉난방기(50)의 가동온도를 가변시킬 수 있다.

또한, 스마트제어기(100)는 최대전력관리장치(30)의 가동 중지 제어에 따라 냉난방기(50)로 공급되는 전력을 차단할 수 있다. 이는 앞서 설명한 바와 같이, 예측전력이 목표전력을 초과할 경우 발생되는 제어신호에 따라 전력 공급을 차단할 수 있다.

이때, 스마트제어기(100)는 온도센서(200)에서 입력되는 온도정보를 주제어장치(40)에 전송한다. 스마트제어기(100)는 주제어장치(40)로 실내 온도에 대한 정보를 전송함으로써, 실내온도에 따라 냉난방기(50)로 공급되는 부하전력이 가변되도록 할 수 있다.

또한, 스마트제어기(100)는 주제어장치(40)에서 설정된 온도 범위 내에서 냉난방기(50)가 꺼지지 않고 동작하도록 실시간으로 온도를 측정하고, 설정된 온도에 도달하기 이전에 냉난방기(50)의 전력량을 제어하도록 온도정보를 전송할 수 있다.

도 2는 도 1에 도시된 스마트제어기의 내부 구성을 개략적으로 도시한 블록도이며, 도 3은 도 2에 도시된 구성을 가지는 스마트제어기를 촬영한 사진이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 스마트제어기(100)는 표시부(110), 온도입력부(120), 온도제어출력부(130), 통신부(140) 및 전력제어부(150)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 표시부(110)는 냉난방기(50)의 동작 여부를 나타내고, 주제어장치(40) 및 냉난방기(50)와의 통신 상태를 표시할 수 있다. 표시부(110)는 온도제어신호 출력상태를 표시할 수 있다. 이를 위하여, 표시부(110)는 적어도 3개의 LED가 구비되며, 각각의 LED는 동작이 원활할 경우 청색 또는 녹색을 표시하고, 불량일 경우 적색을 나타내도록 할 수 있다. 표시부(110)는 상기 LED 이외에 문자 등으로 상태가 표시되도록 디스플레이 소자가 사용될 수 있다.

온도입력부(120)는 온도센서(200)에서 입력되는 온도값을 수신한다. 온도입력부(120)는 2개의 채널이 구비되며, 1개의 채널은 실내에 설치된 온도센서(200)와 연결되도록 하며, 나머지 1개의 채널은 실외에 설치된 온도센서(미도시)와 연결되도록 한다. 이때, 실내에 설치된 온도센서(200)는 상시적으로 연결되어야 하므로 필수적으로 구비되며, 실외에 설치된 온도센서(200)는 필요에 따라 연결될 수 있으므로 예비적으로 구비된다.

온도제어출력부(130)는 온도입력부(120)에서 주제어장치(40)에서 제공된 설정온도를 냉난방기(50)로 전송하여 냉난방기(50)의 온도를 제어하도록 할 수 있다. 온도제어출력부(130)는 주제어장치(40)에서 원격으로 제공된 온도정보를 통해 냉난방기(50)의 온도를 가변시킬 수 있다. 이때, 온도제어출력부(130)는 아날로그 회로(저항회로)를 이용하여 온도를 가변시킬 수 있다.

통신부(140)는 주제어장치(40)로 실내온도 정보를 전송하며, 주제어장치(40)로부터 설정된 온도 정보를 수신한다. 통신부(140)는 주제어장치(40)와의 연결을 위하여 RS-485 등의 직렬통신방식을 사용할 수 있다. 이외에 통신부(140)는 무선 통신 또는 RS-232 등의 직렬통신방식을 사용할 수도 있다.

전력제어부(150)는 냉난방기(50)에서 설정된 온도에 상응하여 냉난방기(50)로 출력될 전력을 제어할 수 있다. 이때, 전력제어부(150)는 온도제어출력부(130)와 연동되어 실내 온도에 상응하여 냉난방기(50)의 설정온도 가변시 이에 대응되는 전력이 출력되도록 할 수 있다.

상기와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 스마트제어기는 다수의 냉난방기가 설치된 빌딩의 각 실내에 설치되어 실내온도를 주제어장치로 전송하며, 주제어장치에서 설정된 실내온도를 각각의 냉난방기로 전송할 수 있다. 이에 따라, 실내의 모든 냉난방기에서 수동으로 조작하던 온도조절 기능을 주제어장치를 통해 원격으로 수행할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 냉난방기를 예를 들어 설명하였으나, 스마트제어기는 실내에 설치된 조명, 컴퓨터 등과 연동되어 전력을 제어할 수 있다.

10: 계량기
20: 모니터링 단말
30: 최대전력관리장치
40: 주제어장치
50: 냉난방기
100: 스마트제어기
110: 표시부
120: 온도입력부
130: 온도제어출력부
140: 통신부
150: 전력제어부
200: 온도센서

Claims

수용가에 전력을 공급을 제어하도록 설치되는 최대전력관리장치와 주제어장치와 연결되며, 냉난방기를 제어하는 스마트제어기로서,
상기 냉난방기가 설치되는 영역의 온도를 측정하는 온도센서와 연결되어 상기 온도센서에서 수신되는 온도정보를 수신하는 온도입력부;
상기 온도입력부에서 수신된 온도정보를 상기 주제어장치에 제공하며, 상기 주제어장치에서 설정되는 설정온도를 수신하는 통신부;
상기 통신부에서 수신된 설정온도를 상기 냉난방기에 전송하는 온도제어출력부 및
상기 설정온도에 상응하는 전력을 상기 냉난방기로 공급하도록 하는 전력제어부를 포함하는 온도제어를 포함하는 최대전력관리장치와 주제어장치의 스마트제어기.
제 1 항에 있어서,
상기 냉난방기의 동작 여부, 상기 주제어장치 및 냉난방기와의 통신 상태 및 상기 온도제어출력부의 출력상태 중 적어도 하나를 표시하는 표시부를 더 포함하는 온도제어를 포함하는 최대전력관리장치와 주제어장치의 스마트제어기.
제 2 항에 있어서,
상기 표시부는 적어도 3개의 LED를 구비하며, 각각의 LED는 상기 냉난방기의 동작 여부, 상기 주제어장치 및 냉난방기와의 통신 상태 및 상기 온도제어출력부의 출력상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 온도제어를 포함하는 최대전력관리장치와 주제어장치의 스마트제어기.