WO2024253251A1 - 홈 내의 냉난방을 제어하는 장치 및 방법과 이를 위한 시스템 - Google Patents

홈 내의 냉난방을 제어하는 장치 및 방법과 이를 위한 시스템 Download PDF

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민승환
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    • F24H2240/00—Fluid heaters having electrical generators
    • F24H2240/01—Batteries, electrical energy storage device

Definitions

  • the present disclosure relates to a device and method for controlling heating and cooling in a home and a system therefor.
  • an energy storage system stores the generated electricity in each connected system, including power plants, substations, and transmission lines, and then uses it selectively and efficiently when electricity is needed to increase energy efficiency.
  • These energy storage systems charge electricity, then discharge the charged electricity to supply the required electricity to the device that needs it. This enables the energy storage system to provide a flexible supply of electricity.
  • These energy storage devices can be installed in power generation, transmission and distribution, and consumers in the power grid.
  • the energy storage devices can provide functions such as frequency regulation, generator output stabilization using renewable energy, peak shaving, load leveling, and emergency power.
  • the first prior art (Korean Patent Publication No. 10-241420, June 23, 2022) relates to a power control system that re-supplies shifted power to minimize the load of the charge amount of an energy storage device battery, and discloses a content that provides a load during a time period when the charge amount of the energy storage device is stable.
  • the first prior art only discloses classifying power shift-enabled time, unenabled time, and shift-enabled devices and selecting and operating an operating device based solely on the battery charge status of the energy storage device, and does not disclose the content of interlocking solar panels and energy storage devices and pre-setting and operating the operation of electronic devices according to energy levels.
  • the conventional second prior art only controls the on/off of the hot water generator based on the power status of the power supply device, thereby eliminating the instability of electricity use in the home, and does not disclose the content of interlocking the solar panel and the energy storage device and pre-setting and operating the operation of the electronic device according to the energy level.
  • the present disclosure provides a system that efficiently uses energy by interlocking a solar panel, an energy storage device, and a power management device to preheat hot water required in the evening hours at a set time.
  • the present disclosure provides a system that sets multiple levels for power usage based on the power amount of a solar panel and the charge amount of a battery, and then controls heating and cooling within a home based on the set levels.
  • the present disclosure provides a heating and cooling control device and method that adaptively heats hot water in advance during a time period when the user is not sensitive to noise by using power stored in a battery of an energy storage device before the user returns home, thereby preventing the noise of an outdoor unit due to hot water heating from being generated at the source rather than reducing it.
  • the present disclosure provides a portable terminal and method adaptively to various lifestyle patterns of a user by allowing the user to freely adjust an energy level set based on the power amount of a solar panel and the charge amount of a battery through the portable terminal.
  • the system according to the present disclosure may include an energy storage device that transmits power status information of a battery to a heating and cooling control device, and a heating and cooling control device that sets an energy level based on a charging status of the battery and a power amount of a solar panel included in the power status information, and is controlled according to the set energy level.
  • the present disclosure may include a portable terminal for remotely adjusting energy levels.
  • cooling and heating control device can operate based on any one of the energy levels set based on the current charge state of the battery and the current power amount of the solar panel.
  • the heating and cooling control device can control the rotation speed of the motor to heat hot water to different temperatures based on the current charge state of the battery and the current power amount of the solar panel, or set multiple energy levels not to heat the hot water.
  • cooling and heating control device can operate in different modes depending on the energy level based on the current charge state of the battery and the current power amount of the solar panel.
  • the cooling and heating control device can heat hot water to a first temperature using the power charged in the battery when the current charge rate of the battery exceeds a first rate and the current power amount of the solar panel exceeds a first reference amount.
  • the heating and cooling control device can heat hot water to a second temperature lower than the first temperature using the power charged in the battery when the current charge rate of the battery is lower than or equal to the first rate but higher than the second rate and the current power amount of the solar panel is lower than or equal to the first reference amount but higher than the second reference amount.
  • the air conditioning control device can operate the air conditioning control device at a specific time using power stored in a battery.
  • the heating and cooling control device can heat hot water at different temperatures depending on different energy levels.
  • the heating and cooling control device can heat hot water with power stored in a battery, or heat hot water with power supplied from a solar panel, depending on the charge state of the battery.
  • the air conditioning control device can periodically transmit power control information according to the energy level within the home to a mobile terminal through a server.
  • the present disclosure controls a heating and cooling control device by setting an energy level based on the charge state of a battery and the power amount of a solar panel, thereby enabling efficient use of power according to the charge state of a battery.
  • the present disclosure enables efficient use of a heating and cooling control device to correspond to a user's lifestyle pattern by allowing the user to remotely adjust the energy level via a portable terminal.
  • the present disclosure controls the operation of the cooling/heating control device based on one of the energy levels set based on the current charge state of the battery and the current power amount of the solar panel, thereby allowing the cooling/heating control device to operate during a time period that is not sensitive to noise, thereby fundamentally preventing noise generation.
  • the present disclosure can save power and prevent unnecessary noise generation by operating the cooling and heating control device in different modes depending on the energy level based on the current charge state of the battery and the current power amount of the solar panel.
  • the present disclosure can fundamentally block unnecessary noise generation by operating the air conditioning control device at a specific time using power stored in a battery.
  • the present disclosure can adaptively control the hot water heating time by heating the hot water at different temperatures according to different energy levels.
  • the present disclosure periodically transmits power control information according to the energy level within a home to a mobile terminal, so that a user can conveniently check the power situation within a home or control the power supply remotely.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a system for controlling heating and cooling in a home according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram of a system for controlling heating and cooling in a home according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation process of a system in which a heating and cooling control device sets an energy level to control heating and cooling in a home according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a block diagram of a portable terminal that controls heating and cooling in a home according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a flowchart showing the operation process of a portable terminal (150) that controls heating and cooling in a home according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is an example diagram showing a power status within a home of a mobile terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram showing a state of power interlocking in a home by a mobile terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is an example diagram showing an energy level of a portable terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • Figures 9 (a) to (c) are exemplary diagrams showing a state of adjusting an energy level according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram showing a screen for adjusting the setting time and hot water temperature according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is an exemplary diagram showing a home heating and cooling control system according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a block diagram of an outdoor unit controlled by a heating and cooling control device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 13 is a block diagram of a heating and cooling control device that controls heating and cooling within a home according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the operation process of a cooling and heating control device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 15 is an exemplary diagram showing the operating state of an energy storage device according to one embodiment of the present disclosure.
  • first, second, etc. are used to describe various components, these components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another, and unless otherwise specifically stated, a first component may also be a second component.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing a system for controlling heating and cooling in a home according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a block diagram of a system for controlling heating and cooling in a home according to an embodiment of the present disclosure.
  • a system (100) for controlling heating and cooling in a home includes a solar panel (120) for generating energy based on solar energy, an energy storage device (130) for storing and managing power supplied from the solar panel (120), and a heating and cooling control device (140) for controlling the operation of a cooling device or a heating device in the home.
  • the system (100) may include a grid (110) that supplies power, or may include a portable terminal (150) (e.g., a smart phone, a remote controller) that remotely controls the operation of at least one of an energy storage device (130) and a heating and cooling control device (140).
  • a portable terminal e.g., a smart phone, a remote controller
  • the system (100) may include a grid (110) that supplies power, or may include a portable terminal (150) (e.g., a smart phone, a remote controller) that remotely controls the operation of at least one of an energy storage device (130) and a heating and cooling control device (140).
  • the configuration of the system (100) illustrated in FIG. 1 or FIG. 2 is according to one embodiment, and the components of the system (100) are not limited to the embodiment illustrated in FIG. 1 or FIG. 2, and some components may be added, changed, or deleted as needed.
  • the system (110) includes a power plant, a substation, and transmission and distribution lines, is connected to a load, and manages the supply and sale of AC power.
  • the load may refer to a power sale unit such as a household, a building, and a complex.
  • the solar panel (120) converts sunlight into electrical energy, and when sunlight is transmitted to the cell, a physical reaction occurs by the photoelectric effect, thereby generating a direct current.
  • an energy storage system (ESS) (130) is a device that stores generated power (e.g., power generated by a solar panel (120)) in a battery (134) and then supplies the power stored in the battery (134) when power is needed, thereby increasing the overall power usage efficiency.
  • generated power e.g., power generated by a solar panel (120)
  • the energy storage devices (130) are of battery type and non-battery type.
  • the battery type may include a lithium (Li) battery, a sodium sulfur (Nas) battery, a redox flow battery, a super capacitor, etc.
  • the non-battery type may include a pumped storage power generation, compressed air storage, a flywheel, etc.
  • the energy storage device (130) is connected to a heating and cooling control device (140) that controls a cooling device or heating device in the home through communication (e.g., Modbus), and can set or identify an energy level by monitoring the heating and cooling control device (140).
  • a heating and cooling control device 140
  • Modbus Modbus
  • the energy storage device (130) can directly transmit a signal to the heating/cooling control device (140) based on wired or wireless communication.
  • the energy storage device (130) may transmit a signal to a server (310 of FIG. 3) to be transmitted to an air conditioning control device (140).
  • the server (310 of FIG. 3) may transmit the signal received from the energy storage device (130) to the air conditioning control device (140).
  • an air-conditioning control device (e.g., Air to Water Heat Pump, AWHP) may perform a function of cooling or heating an indoor space, supplying hot water to an indoor space, or heating water by heat-exchanging a refrigerant circulating in an outdoor unit and water circulating in an indoor unit.
  • This air-conditioning control device (140) may be operated by power supplied from an energy storage device (130).
  • the mobile terminal (150) is installed with an application (e.g., ThinQ application) that can remotely control the operation of home appliances (not shown), energy storage devices (130), and air conditioning control devices (140) within the home.
  • the mobile terminal (150) may include a remote controller that remotely controls the air conditioning control devices (140) or the energy storage devices (130).
  • the energy storage device (130) can set an energy level for controlling the cooling and heating control device (140) based on the state of charge of the battery and the amount of power supplied from the solar panel (120).
  • the energy storage device (130) can identify one of the energy levels set based on the current state of charge of the battery and the current amount of power of the solar panel (120), and control the operation of the cooling and heating control device based on the identified energy level.
  • the cooling/heating control device (140) can set an energy level based on the information received from the energy storage device (130) and operate based on the set energy level.
  • an energy storage device (130) may include a battery (134) that charges and/or discharges energy (e.g., power), a BMS (Battery Management System) module (133) that controls charging and discharging of the battery (134) and manages information about the battery (134), a PCS (Power Conditioning System) module (131) that converts input for charging the battery (134) into direct current power and converts output according to discharging of the battery (134) into alternating current power, a communication unit (135), and a control unit (132) that monitors and controls the BMS module (133) and the PCS module (131).
  • a battery 134
  • BMS Battery Management System
  • PCS Power Conditioning System
  • the battery (134) may be connected to the solar panel (120) and the grid (110) via the PCS module (131).
  • the solar panel (120) this is only an embodiment, and various power generation modules that produce renewable energy, such as wind power, geothermal energy, etc., may be included in addition to the solar panel (120).
  • the battery (134) can be charged by at least one of the DC power generated by the solar panel (120) and the DC power supplied from the system (110) and converted by the PCS module (131) based on the charge drive instruction of the BMS module (133). Then, the battery (134) supplies zero cooling and heating power through the PCS module (131) based on the discharge drive instruction of the BMS module (133).
  • the system (100) according to the present disclosure is not limited thereto, and the battery (134) may include multiple battery cells or may be a battery structure connected in parallel, series, or series-parallel.
  • the battery (134) may be charged by receiving power from the solar panel (120), or may provide stored power to multiple loads (e.g., home appliances, air conditioning control devices (140)).
  • the PCS module (131) can convert direct current power from at least one of the battery (134) and the system (110) into alternating current power and supply the converted alternating current power to the cooling and heating control device (140). In addition, the PCS module (131) converts alternating current power of the system (110) input to the battery (134) into direct current power for charging the battery (134).
  • the PCS module (131) may include a number of inverters and converters, transformers, circuit breakers, and meters for power conversion.
  • the PCS module (131) receives power from a solar panel (120) (or a system (110)) and then converts the characteristics of electricity, such as frequency and voltage, to store the power in a battery (134) or to supply the power stored in the battery (134) to a load (e.g., an air conditioning control device (140)).
  • the PCS module (131) can adjust the characteristics of electricity that change when storing power (direct current) and when using power (alternating current).
  • the PCS module (131) when storing power in a battery (134), the PCS module (131) can convert alternating current into direct current and store it, and when transmitting power stored in the battery (134), it can convert direct current into alternating current and transmit it.
  • This PCS module (131) can control charging and discharging of the battery (134) based on the remaining capacity of the battery (134).
  • the PCS module (131) can perform operational status monitoring and quality control of the energy storage device (130), grid protection during a power outage, independent operation, etc.
  • the communication unit (135) may include at least one circuit capable of transmitting and receiving at least one control signal, information, and data with the mobile terminal (150) and the heating and cooling control device (140).
  • the communication unit (135) can communicate with a home heating and cooling control device (140) and a mobile terminal (150) (e.g., a smart phone, a laptop, a tablet PC, a remote controller that remotely controls the heating and cooling control device (140)) based on various communication methods (e.g., Bluetooth, WLAN (Wireless Local Area Network), NFC (Near Field Communication), or Beacon).
  • a home heating and cooling control device (140) e.g., a smart phone, a laptop, a tablet PC, a remote controller that remotely controls the heating and cooling control device (140)
  • various communication methods e.g., Bluetooth, WLAN (Wireless Local Area Network), NFC (Near Field Communication), or Beacon.
  • the energy storage device (130) can control the operation of the heating and cooling control device (140) based on the energy level through such communication.
  • control unit (132) may include a PMS (Power Management System) module that monitors the BMS module (133) and the PCS module (131) and manages the power of each of the BMS module (133) and the PCS module (131), and an EMS (Energy Management System) module that controls the operation of the PMS module.
  • PMS Power Management System
  • EMS Electronicgy Management System
  • the BMS module (133) is connected to the battery (134) and controls the charging or discharging operation of the battery (134) under the control of the control unit (132) (e.g., PMS module).
  • the BMS module (133) can perform an overcharge protection function, an overdischarge protection function, an overcurrent protection function, an overvoltage protection function, an overheat protection function, etc. to protect the battery (134).
  • the BMS module (133) can monitor the status of the battery (134) and control the charging and/or discharging operation of the battery (134). In addition, the BMS module (133) can monitor the status of the battery (134), including the remaining battery capacity, and transmit information on the status (e.g., voltage, current, temperature, remaining power, lifespan, remaining capacity, etc.) of the monitored battery (134) to the control unit (132).
  • the status e.g., voltage, current, temperature, remaining power, lifespan, remaining capacity, etc.
  • the PMS module can control the PCS module (131) based on data related to the battery (134) provided from the BMS module (133).
  • the PMS module can monitor the status of the battery (134) and the status of the PCS module (131). In addition, the PMS module can control the PCS module (131) based on data related to the battery (134) received from the BMS module (133).
  • the PMS module can monitor and collect the status of the battery (134) using the BMS module (133).
  • control unit (132) can drive software to control at least one component within the energy storage device (130) based on wired communication or wireless communication.
  • control unit (132) can perform various data processing and calculations based on wired communication or wireless communication.
  • control unit (132) may be implemented as a physical element of at least one of application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), processors, micro-controllers, and microprocessors.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors micro-controllers, and microprocessors.
  • control unit (132) can set an energy level based on the charge state of the battery (134) and the power amount of the solar panel (120), and set a temperature for each energy level.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation process of a system in which a heating and cooling control device sets an energy level to control heating and cooling in a home according to one embodiment of the present disclosure.
  • the energy storage device (130) can charge power to a battery (S330).
  • the energy storage device (130) can charge the battery (134) with power supplied from the solar panel (120) mainly during the daytime.
  • the energy storage device (130) can charge the battery (134) with power supplied from the grid (110) mainly during the nighttime.
  • the present disclosure does not limit the charging time by the solar panel (120) or the grid (110).
  • the energy storage device (130) can transmit power status information based on wired communication with the heating and cooling control device (140) (S332).
  • the energy storage device (130) can directly transmit power status information about the current charging state of the battery (134) and the amount of power supplied from the solar panel (120) to the heating and cooling control device (140) based on wired communication.
  • the energy storage device (130) may transmit the power status information to the server (310) to transmit the power status information to the heating and cooling control device (140) (S334).
  • the energy storage device (130) may transmit the information to the heating and cooling control device (140) via the server (310).
  • the server (310) can transmit power status information to the air conditioning control device (140) (S336).
  • the server (310) can select the corresponding air conditioning control device through the identifier and then transmit the power status information to the selected air conditioning control device.
  • the air conditioning control device (140) can set an energy level (S338).
  • the air conditioning control device (140) can set an energy level based on the power status information obtained in the above process (S332) or the above process (S336).
  • the air conditioning control device (140) can set an energy level so as to operate through an energy level based on the current charging status of the battery (134) and the amount of power supplied from the solar panel (120).
  • the heating/cooling control device (140) may omit the process of setting the energy level in the above process (S338).
  • the air conditioning control device (140) can transmit information related to a set energy level to a mobile terminal (150) via a server (310) (S340).
  • the air conditioning control device (140) can transmit information related to a set energy level (e.g., operating time according to each energy level, set temperature, charge rate of a battery (134), power amount of a solar panel (120), etc.) to a mobile terminal (150) via the server (310).
  • a set energy level e.g., operating time according to each energy level, set temperature, charge rate of a battery (134), power amount of a solar panel (120), etc.
  • the energy storage device (130) may transmit at least a portion of power control information, including the current amount of power supplied from the solar panel (120), the current charge state of the battery (134), the sales price at which the power charged in the battery (134) is purchased from the power company, and the amount of power consumed in the home, to the mobile terminal (150) via the server (310).
  • the mobile terminal (150) e.g., a smart phone
  • the mobile terminal (150) can display various information regarding the energy level through an application (e.g., a ThinQ application).
  • the air conditioning control device (140) can identify whether the current time is a preset time (S342).
  • the air conditioning control device (140) can periodically identify whether the current time has reached a time set for the energy level. This is so that when the current time has reached the preset time, the air conditioning control device (140) heats hot water based on the corresponding energy level.
  • the air conditioning control device (140) can identify the energy level (S344). If the air conditioning control device (140) determines that the current time has reached the time set for the energy level, it can operate an outdoor unit (1110 of FIG. 11) installed outside the home to heat water.
  • the set time is a time set in advance to cause the outdoor unit installed outside the home to operate for a specific time (e.g., a time during which noise from the outdoor unit is permitted). This specific time can be variably adjusted by the user.
  • the specific time can vary depending on the living culture of each country (e.g., a culture sensitive to noise generation).
  • the cooling and heating control device (140) can operate based on the energy level (S346).
  • the cooling and heating control device (140) can operate based on the set temperature, operation time, and standby time for hot water included in different control signals according to each energy level.
  • the cooling and heating control device (140) can heat hot water by controlling the RPM (Revolutions Per Minute) of the motor of the outdoor unit (1110 of FIG. 11) based on the energy level, or can heat hot water by operating the motor at a specific time.
  • the cooling/heating control device (140) may directly transmit a control signal for controlling the operation of the energy storage device (130) based on the energy level to the energy storage device (130) using wired communication.
  • the cooling/heating control device (140) may transmit a control signal for controlling the operation of the energy storage device (130) based on the energy level to the energy storage device (130) via the server (310) using wireless communication.
  • These control signals may include commands for controlling the power supply of the battery (134) to heat the hot water. Then, the energy storage device (130) receiving these control signals may be operated in one of the first mode to the third mode.
  • the mobile terminal (150) can identify whether the energy level and/or the operation time is adjusted (S348).
  • the mobile terminal (150) can display power control information received from the energy storage device (130) through the server (310) through an application (e.g., ThinQ application).
  • an application e.g., ThinQ application.
  • the mobile terminal (150) can receive a command to adjust the energy level displayed through the application.
  • the mobile terminal (150) can receive this command through various means or methods such as voice, touch, keyword, etc.
  • the user can input a set time to start heating hot water (e.g., before the time of returning home), a hot water temperature, and adjustment of the charge rate of the battery (134) and the power amount of the solar panel (120) set for each energy level through the application so that the heating device can preheat the hot water before the user's time of returning home.
  • a set time to start heating hot water e.g., before the time of returning home
  • a hot water temperature e.g., before the time of returning home
  • the charge rate of the battery (134) and the power amount of the solar panel (120) set for each energy level e.g., before the time of returning home
  • the mobile terminal (150) may transmit information related to adjustment to the server (310) (S350).
  • the mobile terminal (150) may transmit information related to at least one of an energy level and an operation time input (or adjusted) by a user through an application (e.g., a ThinQ application) to the server (310).
  • the information may include location information of the mobile terminal (150).
  • the server (310) may analyze and classify information received from a plurality of mobile terminals to analyze an adjustment pattern in a specific region, and based on this, provide information on the energy level in the region to the user (e.g., transmit to the mobile terminal).
  • the server (310) can transmit information related to adjustment to the air conditioning control device (140) (S352).
  • the server (310) can analyze the information related to adjustment received from the mobile terminal (150) to identify the air conditioning control device and transmit the information to the corresponding air conditioning control device (140).
  • the cooling and heating control device (140) can operate based on the set temperature, operation time, and standby time for hot water included in different control signals according to each energy level.
  • the cooling and heating control device (140) can heat hot water by controlling the RPM of the motor of the outdoor unit (1110 of FIG. 11) based on the energy level, or can heat hot water by operating the motor at a specific time.
  • the heating and cooling control device (140) can set an energy level for heating hot water based on the current charge status of the battery and the amount of power supplied from the solar panel (120), and can operate based on the energy level.
  • the present disclosure can set an energy level for the operation of the cooling/heating control device (140) based on the current charge state of the battery and the amount of power supplied from the solar panel (120) of the energy storage device (130), and control the operation of the cooling/heating control device (140) based on the energy level.
  • control unit (132) of the energy storage device (130) can execute commands programmed so that the processor (1350) of the heating and cooling control device (140) can perform them.
  • various embodiments according to the present disclosure may be performed by a cooling and heating control device (140), an energy storage device (130), or a separate device combining the functions of these may be independently configured and performed.
  • FIG. 4 is a block diagram of a portable terminal that controls heating and cooling in a home according to one embodiment of the present disclosure.
  • a portable terminal (150) for controlling heating and cooling in a home may include a communication unit (410), a display unit (420), a memory (430), and a processor (450).
  • the configuration of the portable terminal (150) illustrated in FIG. 4 is according to one embodiment, and the components of the portable terminal (150) are not limited to the embodiment illustrated in FIG. 4, and some components may be added, changed, or deleted as needed.
  • the communication unit (410) may include at least one circuit capable of transmitting and receiving at least one signal or information to and from the energy storage device (130) via the server (310).
  • the communication unit (410) may transmit information related to the adjustment to the cooling/heating control device (140) via the server (310).
  • the display unit (420) can display various information regarding power within the home on an application (e.g., ThinQ application).
  • an application e.g., ThinQ application.
  • the display unit (420) may display an application for remotely controlling at least one of an energy storage device (130) and a heating/cooling control device (140) under the control of the processor (450).
  • the display unit (420) may display various information related to power in the home on the application.
  • the memory (430) may include volatile memory or nonvolatile memory.
  • the memory (430) may store information, data, programs, applications, etc. necessary for the operation of at least one of the energy storage device (130) and the cooling and heating control device (140).
  • the processor (450) may execute an application (e.g., ThinQ application) stored in the memory (430) and obtain an input for remotely controlling (or changing settings, modes, levels, etc.) the operation of at least one of the energy storage device (130) and the cooling/heating control device (140) through the executed application.
  • an application e.g., ThinQ application
  • the processor (450) may execute an application (e.g., ThinQ application) stored in the memory (430) and obtain an input for remotely controlling (or changing settings, modes, levels, etc.) the operation of at least one of the energy storage device (130) and the cooling/heating control device (140) through the executed application.
  • the application may include commands for requesting a channel connection to the server (310) and, based on the request, connecting a channel with the server (310) upon receiving approval from the server (310).
  • FIG. 5 is a flowchart showing an operation process of a mobile terminal (150) that controls heating and cooling in a home according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is an exemplary diagram showing a power status in a home by a mobile terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is an exemplary diagram showing a power linkage status in a home by a mobile terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 is an exemplary diagram showing an energy level by a mobile terminal according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 9 (a) to (c) are exemplary diagrams showing a state of adjusting an energy level according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is an exemplary diagram showing a screen for adjusting a set time and a hot water temperature according to an embodiment of the present disclosure.
  • the mobile terminal (150) can identify whether power control information is received (S510).
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • can obtain information about energy levels set in the energy storage device (130) e.g., operating time set for each energy level, temperature, charge rate of the battery (134), power amount of the solar panel (120), etc.
  • energy levels set in the energy storage device (130) e.g., operating time set for each energy level, temperature, charge rate of the battery (134), power amount of the solar panel (120), etc.
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) e.g., the processor (450)
  • obtains information about power within the home e.g., a charge rate of the battery (134), a power amount of the solar panel (120), a current charge state of the battery (134), a current power amount of the solar panel, and at least some of the power consumption within the home
  • the mobile terminal (150) may set (or adjust) an energy level based on the obtained information.
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • an application e.g., ThinQ application
  • a mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • an application e.g., ThinQ application
  • the screen (610) may include information (620) indicating the power situation within the home (e.g., the amount of power supplied in real time from the solar panel (120), the amount of power charged to the battery (134), the amount of power consumed in real time, and the amount of power supplied to the grid (110).
  • information (620) indicating the power situation within the home (e.g., the amount of power supplied in real time from the solar panel (120), the amount of power charged to the battery (134), the amount of power consumed in real time, and the amount of power supplied to the grid (110).
  • the screen (610) may include information (630) indicating the amount of electricity supplied daily from the solar panel (120) and the amount of electricity consumed daily within the home.
  • the screen (610) may include the current power generation amount of the solar panel (120), the current charge status of the battery (134), the current power consumption, and the current power sold to the grid.
  • a mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • can receive information about such power status and display it in real time on an application e.g., ThinQ application.
  • a mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • an application e.g., ThinQ application
  • the screen (710) may include information (720) indicating the linkage status of the system (110), solar panel (120), battery (134), and power consumption, and information (730) related to the energy level.
  • a mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • an application e.g., ThinQ application
  • the screens (610, 710) may also display the amount of power consumed by each home appliance in the home.
  • the mobile terminal (150) can identify the energy level based on the received information (S512). For example, when information related to the energy level is received from the energy storage device (130), the mobile terminal (150) (e.g., processor (450)) can identify the operating time, temperature, charging rate of the battery (134), power amount of the solar panel (120), etc. of the cooling and heating control device (140) set for each energy level. Such information related to the energy level is displayed on the application through the display unit (420) and can be adjusted by a user's input.
  • the mobile terminal (150) can identify whether an input for adjusting an energy level, hot water temperature, room temperature, and/or operation time is received (S514).
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) can adjust the energy level in real time in response to the input and display it through the display unit (420).
  • a mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the above screen (810) may include a graph (801) showing the charge rate of the battery (134) and the power generation amount of the solar panel (120) for each energy level, and information (802) related to the standby time at each energy level.
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) can detect user input for controlling the charge rate of the battery (134) and the power generation amount of the solar panel (120) according to the energy level through the screen (810).
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) recognizes the touch and drag and can adjust the charging rate of the battery (134) and the power generation amount of the solar panel (120) in real time according to the energy level based on the movement (822).
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) can generate a control signal for controlling the operation of the cooling and heating control device (140) based on the changed information.
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) can identify an input for adjusting the energy level through the screen.
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • various information e.g., set temperature, operating time, etc. set for the selected energy level (e.g., energy level No. 1).
  • the mobile terminal (150) can display a third screen (930) including a temperature set at a selected energy level (e.g., energy level No. 1).
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) can control the heating temperature (931), cooling temperature (932), and set temperature (933) based on the user's input through the third screen (930).
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) can generate a control signal for controlling the operation of the cooling/heating control device (140) based on the changed information.
  • a mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • a noise movement mode i.e., a mode for controlling the time at which noise is generated by an outdoor unit by controlling the time at which the cooling and heating control device (140) operates.
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) can identify the noise movement mode (1011), silent time (1021), first room temperature (1022), second room temperature (1023), and hot water temperature set by the user through the screen (1010).
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) can generate a control signal for controlling the operation of the cooling and heating control device (140) based on the changed information.
  • the mobile terminal (150) can identify the adjusted energy level, hot water temperature, room temperature, and/or operating time (S516).
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • the mobile terminal (150) may transmit information related to adjustment to the server (S518).
  • the mobile terminal (150) e.g., processor (450)
  • may transmit the adjusted information e.g., information related to the adjusted energy level, hot water temperature, room temperature, and/or operation time
  • the server (310) via the communication unit (410).
  • Fig. 11 is an exemplary diagram showing an indoor heating and cooling control system according to one embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 12 is a block diagram of an outdoor unit controlled by a heating and cooling control device according to one embodiment of the present disclosure.
  • a home heating and cooling control system (1100) may include a heating and cooling control device (140) and an outdoor unit (1110).
  • the heating and cooling control system (1100) may include a hot water supply unit (1120) and a heating unit (1130) connected to the heating and cooling control device (140).
  • the outdoor unit (1110) may be connected to a heating and cooling control device (140) through an outdoor pipe (1111, 1112).
  • the outdoor unit (1110) may be placed outdoors.
  • the outdoor unit (1110) can receive water from the heating and cooling control device (140) through one of the outdoor pipes (1111, 1112) based on the energy level, heat the water, and deliver the heated water to the heating and cooling control device (140) through the other of the outdoor pipes (1111, 1112).
  • the outdoor unit (1110) may include a compressor (1220), a compressor motor (1221), an accumulator (1230), an outdoor heat exchanger (1240), an outdoor blower (1250) comprising an outdoor fan (1251) and an outdoor fan motor (1252), a main valve (1260) (e.g., electronic expansion valves (EEV)), a water-to-refrigerant heat exchanger (1280), and/or a heating/cooling switching valve (1210).
  • a compressor (1220 e.g., a compressor motor (1221), an accumulator (1230), an outdoor heat exchanger (1240), an outdoor blower (1250) comprising an outdoor fan (1251) and an outdoor fan motor (1252), a main valve (1260) (e.g., electronic expansion valves (EEV)), a water-to-refrigerant heat exchanger (1280), and/or a heating/cooling switching valve (1210).
  • a main valve (1260) e.g., electronic expansion valves (EEV)
  • EEV electronic expansion valves
  • the compressor (1220) compresses the refrigerant.
  • the compressor motor (1221) drives the compressor (1220).
  • the accumulator (1230) stores the vaporized refrigerant, removes moisture and foreign substances, and supplies the refrigerant at a certain pressure to the compressor (1220).
  • the outdoor fan motor (1252) can operate by adjusting RPM (revolutions per minute) based on a control signal corresponding to an energy level transmitted from an air conditioning control device (140).
  • the outdoor blower (1250) may include an outdoor heat exchanger (1240) that functions to dissipate heat from compressed refrigerant, an outdoor fan (1251) that is positioned on one side of the outdoor heat exchanger (1240) to promote heat dissipation from the refrigerant, and an outdoor fan motor (1252) that rotates the outdoor fan (1251).
  • the main valve (1260) e.g., electronic expansion valves (EEV)
  • EEV electronic expansion valves
  • the water-refrigerant heat exchanger (1280) exchanges heat between the refrigerant and water.
  • the cooling/heating switching valve (1210) performs the function of changing the flow path of the compressed refrigerant.
  • the outdoor unit (1110) may operate according to the mode of the heat pump based on the energy level. For example, when the heat pump is set to a cooling mode, the outdoor unit (1110) may operate so that the refrigerant compressed in the compressor (1220) moves to the water-cooled heat exchanger (1280) through the outdoor heat exchanger (1240). For example, when the heat pump is set to a heating mode, the outdoor unit (1110) may operate so that the refrigerant compressed in the compressor (1220) moves to the outdoor heat exchanger (1240) through the water-cooled heat exchanger (1280) based on the energy level.
  • the outdoor unit (1110) may include a sub-valve (1270) that controls the amount of refrigerant injected into the compressor (1220).
  • the sub-valve (1270) may be an electronic solenoid valve (EEV).
  • EEV electronic solenoid valve
  • the outdoor unit (1110) may include at least one shut-off valve (1231, 1232) for blocking the movement of refrigerant.
  • At least one shut-off valve (1231, 1232) may be a two-way valve.
  • the first shut-off valve (1232) may be placed in a path through which the compressed refrigerant from the compressor (1220) is discharged and moves to the outdoor heat exchanger (1240) or the water-cooled heat exchanger (1280).
  • the first shut-off valve (1232) may be placed in a pipe connected to a discharge section of the compressor (1220) through which the compressed refrigerant is discharged.
  • the second shut-off valve (1231) may be placed in a path through which the refrigerant moves to the compressor (1220) via the outdoor heat exchanger (1240) and the water-refrigerant heat exchanger (1280).
  • the second shut-off valve (1231) may be placed in a pipe connecting the accumulator (1230) and the cooling/heating switching valve (1280).
  • the water-refrigerant heat exchanger (1280) can be connected to a plurality of outdoor pipes (1111, 1112). Water supplied through one of the plurality of outdoor pipes (1111, 1112) can be discharged through another one of the plurality of outdoor pipes (1111, 1112) after heat exchange with the refrigerant.
  • the heating and cooling control device (140) can supply water to the outdoor unit (1110) through one of the plurality of outdoor pipes (1111, 1212) and can receive water from the outdoor unit (1110) through another of the plurality of outdoor pipes (1111, 1112). For example, when the heat pump is set to heating mode, cold water can be supplied to the outdoor unit (1110) and hot water can be supplied from the outdoor unit (1110).
  • the air conditioning control device (140) may be connected to a hot water supply unit (1120) and/or a heating unit (1130) via a plurality of indoor pipes (1121, 1122).
  • the air conditioning control device (140) can distribute water supplied from an outdoor unit (1110) to at least one of a hot water supply unit (1120) and a heating unit (1130) through a plurality of indoor pipes (1121, 1122), and can supply water delivered from at least one of a hot water supply unit (1120) and a heating unit (1130) to the outdoor unit (1110).
  • the air conditioning control device (140) may further include a number of valves (not shown) for water distribution.
  • the heating unit (1130) may include a heat pipe (not shown) connected to a plurality of indoor pipes (1121, 1122). Hot water supplied through one of the plurality of indoor pipes (1121, 1122) may be used along the heat pipe to heat the indoor floor, and cold water discharged after heat exchange while passing through the heat pipe may be delivered to the air conditioning control device (140) through another one of the plurality of indoor pipes (1121, 1122).
  • FIG. 13 is a block diagram of a heating and cooling control device that controls heating and cooling within a home according to one embodiment of the present disclosure.
  • a heating and cooling control device (140) for controlling heating and cooling in a home may include a communication unit (1310), a display unit (1320), a memory (1330), a sensor unit (1340), and a processor (1350).
  • the configuration of the cooling and heating control device (140) illustrated in FIG. 13 is according to one embodiment, and the components of the cooling and heating control device (140) are not limited to the embodiment illustrated in FIG. 13, and some components may be added, changed, or deleted as needed.
  • the communication unit (1310) can perform wired or wireless communication with the outdoor unit (1110).
  • the communication unit (1310) can include at least one circuit capable of transmitting and receiving at least one signal or information with the outdoor unit (1110) through wireless communication via the server (310).
  • the communication unit (1310) can transmit a control signal based on an energy level to the outdoor unit (1110) through the server (310) through wireless communication.
  • the communication unit (1310) may include at least one circuit capable of transmitting and receiving at least one signal or information to and from the outdoor unit (1110) via wired communication (or wireless communication).
  • the communication unit (1310) may directly transmit a control signal based on an energy level to the outdoor unit (1110) via wired communication.
  • the communication unit (1310) may perform wireless communication with an energy storage device (130) and a portable terminal (150) (e.g., a smart phone, a laptop, a tablet PC, a remote controller for remotely controlling an air conditioning control device (140)) based on various communication methods (e.g., Bluetooth, a Wireless Local Area Network (WLAN), Near Field Communication (NFC), or a Beacon).
  • a portable terminal e.g., a smart phone, a laptop, a tablet PC, a remote controller for remotely controlling an air conditioning control device (140)
  • various communication methods e.g., Bluetooth, a Wireless Local Area Network (WLAN), Near Field Communication (NFC), or a Beacon.
  • the air conditioning control device (140) may operate based on an energy level through such communication.
  • the display unit (1320) can display various information regarding the operation of the cooling and heating control device (140).
  • the display unit (1320) can display various information regarding the state in which the cooling and heating control device (140) is operating based on the energy level (e.g., set temperature, current temperature, operating time, remaining time, etc.).
  • the memory (1330) may include volatile memory or nonvolatile memory.
  • the memory (1330) may store information, data, programs, applications, etc. necessary for the operation of the cooling and heating control device (140).
  • the memory (1330) can store commands for setting the energy level based on information about the operating time, set temperature, charge rate of the battery (134), power amount of the solar panel (120), etc. for each energy level.
  • the processor (1350) may store information related to energy levels generated by itself or received from the server (310) in the memory (1330).
  • the sensor unit (1340) may be provided with at least one sensor for measuring the temperature of hot water, and may transmit data on a sensing value detected through the at least one sensor to the processor (1350).
  • This sensor may be placed in at least one of a plurality of outdoor pipes (1111, 1112) and a plurality of indoor pipes (1121, 1122) of the heating and cooling control device (140) to measure the temperature of hot water supplied from the outdoor unit (1110).
  • At least one sensor of the sensor unit (1340) may be placed inside an outdoor unit (1110), a heating and cooling control device (140), a hot water supply unit (1120), a heating unit (1130), etc.
  • the present disclosure does not limit the placement location of the sensor, and the sensor may be placed in various locations.
  • the sensor unit (1340) may include a heat exchanger temperature sensor disposed in the outdoor heat exchanger (1240), at least one pressure sensor for detecting the pressure of the refrigerant flowing through each pipe, at least one pipe temperature sensor for detecting the temperature of the fluid flowing through each pipe, etc.
  • the sensor unit (1340) may include a temperature sensor that detects the temperature inside the housing of the outdoor unit (1110).
  • the processor (1350) can control the operation of the air conditioning control device (140) through data stored in the memory (1330) (e.g., data related to energy level).
  • the communication unit (135) may include at least one circuit capable of controlling the operation of the air conditioning control device (140).
  • the processor (1350) may be implemented as a physical element of at least one of application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), processors, micro-controllers, and microprocessors.
  • ASICs application specific integrated circuits
  • DSPs digital signal processors
  • DSPDs digital signal processing devices
  • PLDs programmable logic devices
  • FPGAs field programmable gate arrays
  • processors micro-controllers, and microprocessors.
  • the processor (1350) may receive power status information of the energy storage device (130) (e.g., charge status of the battery (134), power amount of the solar panel (120), etc.) to set the energy level.
  • the processor (450) may set a temperature for each energy level.
  • Table 1 is a table that classifies energy levels according to the present disclosure.
  • each energy level is set with the charge amount (%) of the battery (134), the power generation amount (kW) of the solar panel (120), and the standby time.
  • the standby time is the time for delaying the operation of the cooling/heating control device (140) when identified with the corresponding energy level.
  • the processor (1350) (or the mobile terminal (150)) can set the operation of the cooling and heating control device (140) to the first energy level.
  • the processor (1350) (or the mobile terminal (150)) can set the operation of the cooling/heating control device (140) to the second energy level.
  • each energy level can be set with information about the amount of power supplied to the cooling/heating control device (140).
  • the values set for each of these energy levels can be adjusted by the user through operation of a mobile terminal (150) or an air conditioning control device (140).
  • Table 2 below shows the temperatures set for each energy level according to the present disclosure.
  • the temperature set for each energy level (e.g. heating operation, cooling operation, hot water operation) may be different.
  • the processor (1350) heats the hot water to a temperature 5 o C higher than the set temperature in the case of heating operation, and heats the hot water to a temperature 5 o C lower than the set temperature in the case of cooling operation. And, in the case of hot water supply operation, it heats the hot water to a temperature 30 o C higher than the set temperature.
  • the processor (1350) heats the hot water to a temperature 2 o C higher than the set temperature in the case of heating operation, and heats the hot water to a temperature 2 o C lower than the set temperature in the case of cooling operation. And, in the case of hot water operation, it heats the hot water to a temperature 10 o C higher than the set temperature.
  • the temperatures corresponding to the heating operation, cooling operation, and hot water operation according to the above-described levels are merely examples, and may be variably adjusted or set to various temperatures in the present disclosure.
  • the processor (1350) can set the energy level based on [Table 1] and [Table 2] above. And, these [Table 1] and [Table 2] can be stored in the memory (1330).
  • the processor (1350) can operate the outdoor unit (1110) to heat hot water based on the current charge state of the battery (134) and the current power of the solar panel (120).
  • the processor (1350) can cause the heating control device to heat hot water to a first temperature based on the first level or to heat hot water to a second temperature lower than the first temperature based on the second level through the outdoor unit (1110).
  • the processor (1350) may heat the hot water if the current temperature of the hot water is lower than or equal to the set temperature based on the third level, and may not heat the hot water if the current temperature of the hot water is higher than or equal to the set temperature.
  • the processor (1350) may cause the heating control device not to heat hot water based on the fourth and fifth levels.
  • the first to fifth levels described above can be set based on the charge ratio of the battery (134) and the amount of power supplied from the solar panel and stored in the memory (1330).
  • the hot water temperature, set temperature, and operating time set for each level can be variably adjusted.
  • the processor (1350) can identify which energy level the battery (134) currently corresponds to based on at least one of the current charge state of the battery (134) and the current power amount of the solar panel (120) among the set energy levels. Then, the processor (1350) can control the operation of the cooling and heating control device (140) based on the energy level.
  • the processor (1350) can operate the energy control device (130) in different modes based on the current charge state of the battery (134) and the current power amount of the solar panel (120).
  • the processor (1350) may operate the energy storage device (130) in a first mode so that the heating control device receives the power charged in the battery (134) to heat hot water.
  • the processor (1350) may operate the energy storage device (130) in a second mode so that the heating control device receives the power charged in the battery (134) and heats hot water.
  • the set temperature and the operating time set in the second mode may be lower than or shorter than the set temperature and the operating time set in the first mode.
  • the processor (1350) may operate the energy storage device (130) in the third mode so that power supplied from the solar panel (120) is charged to the battery (134).
  • the processor (1350) can control at least one of the operating time and operating intensity of the cooling/heating control device (140) based on the energy level.
  • the processor (1350) may operate the air conditioning control device by receiving power charged in the battery (134), operate the air conditioning control device by receiving power transmitted from the solar panel (120), or operate the air conditioning control device by receiving power charged in the battery (134) and power transmitted from the solar panel (120) together.
  • the processor (1350) can generate a control signal to control the cooling/heating control device (140) to different levels for each energy level, and operate the cooling/heating control device (140) based on the generated control signal.
  • the processor (1350) may receive information related to adjusting at least one of an energy level and an operating time from a mobile terminal (150) through a communication unit (1410). Then, the processor (1350) may control the operation of the cooling and heating control device (140) based on the received information.
  • Fig. 14 is a flowchart showing an operation process of a cooling and heating control device according to an embodiment of the present disclosure.
  • Fig. 15 is an exemplary diagram showing an operation state of a cooling and heating control device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the processor (1350) can identify whether power status information is received from the energy storage device (130) (S1410). If the energy storage device (130) and the cooling/heating control device (140) can communicate via wire, the processor (1350) can receive power status information about the current charging status of the battery (134) and the amount of power supplied from the solar panel (120) from the energy storage device (130) via wired communication (e.g., RS485).
  • wired communication e.g., RS485
  • the processor (1350) can receive information including the current charging status of the battery (134) and the power status regarding the amount of power supplied from the solar panel (120) from the server (310) through a router (not shown) in the home.
  • the processor (1350) can set an energy level based on the charge status of the battery and the amount of power of the solar panel (S1412).
  • the processor (1350) can set an energy level to operate the cooling and heating control device (140) based on the current charge status of the battery (134) and the amount of power supplied from the solar panel (120).
  • These energy levels may include a first level that heats the hot water to a temperature (e.g., 30 o C) higher than a set temperature (e.g., 20 o C), a second level that heats the hot water to a temperature (e.g., 25 o C) higher than the set temperature (e.g., 20 o C), a third level that heats the hot water if the current temperature of the hot water is below the set temperature (e.g., 20 o C) and does not heat the hot water if it is above the set temperature (e.g., 20 o C), a fourth level that does not heat the hot water even if the current temperature of the hot water is lower than the set temperature (e.g., 20 o C), and a fifth level.
  • the temperature set for the fourth level e.g., 15 o C
  • the temperature set for the fifth level e.g., 10 o C
  • the processor (1350) can control the amount of power supplied to the hot water supply unit (1120) and the heating unit (1130), temperature control, and operating time so that the cooling and heating control device (140) operates based on each of these energy levels.
  • the processor (1350) can identify whether the current time is a preset time (S1414).
  • the processor (1350) can periodically identify whether the current time has reached a time set for an energy level. This is to operate based on the energy level when the current time has reached the preset time.
  • the processor (1350) can operate based on the energy level (S1416).
  • the processor (1350) can adjust the power, temperature control, and operation time of the hot water supply unit (1120) and the heating unit (1130) based on the set temperature, operation time, and standby time for hot water according to each energy level.
  • the processor (1350) may transmit a control signal for controlling the operation of the energy storage device (130) based on the energy level to the energy storage device (130) using wired communication.
  • the processor (1350) may transmit a control signal for controlling the operation of the energy storage device (130) based on the energy level to the energy storage device (130) via the server (310) using wireless communication.
  • control signals may include commands to control the power supply to the battery (134) to heat the hot water.
  • An energy storage device (130) that receives such a control signal can be operated in any one of the first mode to the third mode.
  • the processor (1350) may identify whether information related to adjustment of energy level and/or operation time is obtained (S1418). In addition, the processor (1350) may receive information related to adjustment of at least one of energy level and operation time from the mobile terminal (150) through the server (310).
  • the processor (1350) may analyze information related to the adjustment to identify an adjusted energy level and generate a command to control the cooling/heating control device (140) based on the identified energy level.
  • These commands may control at least one of the set temperature, operating time, and operating speed (e.g., RPM of the motor) of the air conditioning control device (140), or may control (e.g., permit or block) the supply of power charged in the battery (134) to the air conditioning control device (140).
  • RPM of the motor
  • These commands may control at least one of the set temperature, operating time, and operating speed (e.g., RPM of the motor) of the air conditioning control device (140), or may control (e.g., permit or block) the supply of power charged in the battery (134) to the air conditioning control device (140).
  • the command may include a set temperature for hot water to be heated by the heating control device, an operating time for the heating control device, a standby time, etc.
  • the processor (1350) can control the operation based on the acquired information (S1420).
  • the processor (1350) can control the operation of the cooling and heating control device (140) and the outdoor unit (1110) based on the information received from the mobile terminal (150).
  • the processor (1350) can heat the hot water based on the hot water temperature, the set temperature, and the operation time corresponding to the energy level.
  • the processor (1350) can control the operation of the heating and cooling control device (140) and the outdoor unit (1110) so that hot water is heated at the set time included in the information received from the mobile terminal (150) based on [Table 1] and [Table 2] above.
  • the processor (1350) can control the RPM of at least one of the motors (e.g., 1221, 1252 of FIG. 12) of the outdoor unit (1110) to operate the motor at a set time.
  • This set time can include a time period during which noise resulting from the operation of the outdoor unit (1110) placed outside does not disturb neighbors.
  • the present disclosure can fundamentally block noise from affecting people in the vicinity.
  • the air conditioning control device (140) may display a screen (1510) including information about the operating status on a display unit (not shown). Alternatively, the air conditioning control device (140) may transmit information about the operating status to a mobile terminal (150) through a server (310).
  • the above screen (1510) may include information about the temperature in the room (1513), the outside temperature (1510), the set temperature (1511), and the energy level (1512).
  • the screen (1510) may include various information set for the changed energy level when the energy level is changed (e.g., at least some of the charge rate of the battery (134) that distinguishes the level, the power generation amount of the solar panel (120), the standby time, and the hot water temperature).
  • various information set for the changed energy level when the energy level is changed e.g., at least some of the charge rate of the battery (134) that distinguishes the level, the power generation amount of the solar panel (120), the standby time, and the hot water temperature).
  • the heating/cooling control device (140) e.g., heating control device
  • the heating/cooling control device can start heating hot water at a corresponding operating time based on the set temperature and operating time included in the received control signal.
  • the heating/cooling control device (140) (e.g., heating control device) according to the present disclosure can provide convenience in use by allowing the user to use hot water immediately upon returning home by pre-heating the water to be used by the user before returning home.

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Abstract

본 개시는 홈 내의 냉난방을 제어하는 장치 및 방법과 이를 위한 시스템에 관한 것이다. 이를 위해, 본 개시에 따른 시스템은 배터리의 전력 상태 정보를 냉난방 제어 장치로 전송하는 에너지 저장 장치와 상기 전력 상태 정보에 포함된 배터리의 충전 상태 및 태양광 패널의 전력량에 기반하여 에너지 레벨을 설정하고, 설정된 에너지 레벨에 따라 제어되는 냉난방 제어 장치를 포함할 수 있다. 따라서, 본 개시는 배터리의 충전 상태에 따라 전력을 효율적으로 사용할 수 있고, 냉난방 제어 장치가 동작되는 시간 대를 변경시킴으로써, 소음 발생에 따른 불편함을 방지할 수 있다.

Description

홈 내의 냉난방을 제어하는 장치 및 방법과 이를 위한 시스템
본 개시는 홈 내의 냉난방을 제어하는 장치 및 방법과 이를 위한 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)는 생산된 전력을 발전소, 변전소 및 송전선 등을 포함한 각각의 연계 시스템에 저장한 후, 전력이 필요한 시기에 선택적, 및 효율적으로 사용하여 에너지 효율을 높이기 위한 것이다.
이러한 에너지 저장 시스템은 전력을 충전한 후, 충전된 전력을 방전하여 필요한 전력을 전력이 필요한 장치로 공급한다. 이로써, 에너지 저장 시스템에 의해 전력의 유동적인 공급이 가능해질 수 있다.
예를 들면, 에너지 저장 장치를 이용하면, 시간대별 및 계절별로 변동이 큰 전기부하가 평준화될 수 있다. 이를 통하여 전반적인 부하율은 향상되고, 발전 단가가 낮아질 수 있다.
또한, 전력 설비 증설에 필요한 투자비와 운전비 등을 절감할 수 있으므로, 전기요금은 인하되고, 에너지는 절약될 수 있다.
이러한 에너지 저장 장치는 전력 계통에서 발전, 송배전, 수용가에 설치될 수 있다. 그리고, 에너지 저장 장치는 주파수 조정(Frequency Regulation), 신재생 에너지를 이용한 발전기 출력 안정화, 첨두부하 저감(Peak Shaving), 부하 평준화(Load Leveling), 및 비상 전원 등의 기능을 제공할 수 있다.
종래 제1 선행 기술(한국등록특허공보 제10-241420. 2022년 6월 23일)은 에너지 저장 장치 배터리의 충전량의 부하를 최소화 하기 위해 시프트된 전력을 재공급하는 전력 제어 시스템에 관한 것으로서, 에너지 저장 장치의 충전량이 안정적인 시간대에서 부하를 제공하는 내용을 개시하고 있다.
그런데, 종래 제1 선행 기술은 단지 전력 시프트 가능 시간, 불가능 시간, 시프트 가능 기기를 분류하고 에너지 저장 장치의 배터리 충전량 상태만을 기반으로 가동 기기를 선택 및 운전하는 내용을 개시하고 있을 뿐, 태양광 패널과 에너지 저장 장치가 서로 연동하고 에너지 레벨에 따른 전자 기기의 운전을 사전에 설정 및 동작하는 내용을 개시하고 있지 않다.
또한, 종래 제2 선행 기술(미국등록특허공보 US 9,151,516 B2. 2015년 10월 6일)은 전력 공급 장치로부터 공급되는 전류 값을 측정하여 온수기로의 전원을 자동으로 온/오프하는 내용을 개시하고 있다.
그런데, 종래 제2 선행 기술은 단지 전원 공급 장치의 전력 상태만을 기준으로 온수 생성 기기의 온/오프 만을 제어하여 홈 내의 전기 사용의 불안정성을 제거할 뿐, 태양광 패널과 에너지 저장 장치가 서로 연동하고 에너지 레벨에 따른 전자 기기의 운전을 사전에 설정 및 동작하는 내용을 개시하고 있지 않다.
따라서, 태양광 패널, 에너지 저장 장치 및 전력을 관리하는 장치를 서로 연동하여 세부적인 에너지 관리, 효율적인 에너지 사용 및 가동 시간을 조절하여 특정 시간에서의 소음을 배제하는 전력 시스템의 필요성이 제기된다.
따라서, 본 개시는 태양광 패널, 에너지 저장 장치 및 전력을 관리하는 장치를 서로 연동시켜 저녁 시간 대에 필요한 온수를 설정 시간 대에 미리 가열시킴으로써 효율적으로 에너지를 사용하도록 하는 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 개시는 태양광 패널의 전력량 및 배터리의 충전량에 기반하여 전력 사용에 대한 복수의 레벨들을 설정한 후, 설정된 레벨에 기반하여 홈 내의 냉난방을 제어하는 시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 개시는 사용자가 귀가하기 이전에 에너지 저장 장치의 배터리에 저장된 전력을 이용하여 소음에 민감하지 않는 시간 대에 미리 적응적으로 온수를 가열함으로써, 온수 가열에 따른 실외기의 소음을 저감시키는 것이 아닌 원천적으로 발생시키지 않도록 하는 냉난방 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 개시는 태양광 패널의 전력량 및 배터리의 충전량에 기반하여 설정된 에너지 레벨을 사용자가 휴대 단말을 통해 자유롭게 조정함으로써, 사용자의 다양한 생활 패턴에 적응적으로 휴대 단말 및 방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 개시의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 개시의 실시 예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 개시의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 개시에 따른 시스템은, 배터리의 전력 상태 정보를 냉난방 제어 장치로 전송하는 에너지 저장 장치와 상기 전력 상태 정보에 포함된 배터리의 충전 상태 및 태양광 패널의 전력량에 기반하여 에너지 레벨을 설정하고, 설정된 에너지 레벨에 따라 제어되는 냉난방 제어 장치를 포함할 수 있다.
또한, 본 개시는 원격에서 에너지 레벨을 조정하는 휴대 단말을 포함할 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 냉난방 제어 장치는 배터리의 현재 충전 상태 및 태양광 패널의 현재 전력량에 기반하여 설정된 에너지 레벨 중 어느 하나의 에너지 레벨에 기반하여 동작할 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 냉난방 제어 장치는 배터리의 현재 충전 상태 및 태양광 패널의 현재 전력량에 기반하여 온수를 서로 다른 온도로 가열하기 위해 모터의 회전 수를 제어하거나, 또는 온수를 가열하지 않도록 하는 복수의 에너지 레벨을 설정할 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 냉난방 제어 장치는 배터리의 현재 충전 상태 및 태양광 패널의 현재 전력량에 기반한 에너지 레벨에 따라 서로 다른 모드로 동작할 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 냉난방 제어 장치는 배터리의 현재 충전율이 제1 비율을 초과하고 태양광 패널의 현재 전력량이 제1 기준량을 초과하면, 상기 배터리에 충전된 전력을 이용하여 온수를 제1 온도로 가열시킬 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 냉난방 제어 장치는 상기 배터리의 현재 충전율이 제1 비율 이하이면서 제2 비율을 초과하고 태양광 패널의 현재 전력량이 제1 기준량 이하이면서 제2 기준량을 초과하면, 상기 배터리에 충전된 전력을 이용하여 온수를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 가열시킬 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 냉난방 제어 장치는 배터리에 저장된 전력으로 특정 시간에 냉난방 제어 장치를 동작시킬 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 냉난방 제어 장치는 서로 다른 에너지 레벨에 따라 온수 온도를 서로 다르게 가열시킬 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 냉난방 제어 장치는 배터리의 충전 상태에 따라 배터리에 저장된 전력으로 온수를 가열시키거나, 또는 태양광 패널로부터 공급되는 전력으로 온수를 가열시킬 수 있다.
또한, 본 개시에 따른 냉난방 제어 장치는 홈 내의 에너지 레벨에 따른 전력 제어 정보를 서버를 통해 주기적으로 휴대 단말로 전송할 수 있다.
본 개시는 배터리의 충전 상태 및 태양광 패널의 전력량에 기반하여 에너지 레벨을 설정하여 냉난방 제어 장치를 제어함으로써, 배터리의 충전 상태에 따라 전력을 효율적으로 사용할 수 있다.
또한, 본 개시는 사용자가 휴대 단말을 통해 원격에서 에너지 레벨을 조정함으로써, 사용자의 생활 패턴에 대응되도록 냉난방 제어 장치를 효율적으로 이용할 수 있다.
또한, 본 개시는 배터리의 현재 충전 상태 및 태양광 패널의 현재 전력량에 기반하여 설정된 에너지 레벨 중 어느 하나의 에너지 레벨에 기반하여 냉난방 제어 장치의 동작을 제어함으로써, 소음에 민감하지 않는 시간 대에 냉난방 제어 장치를 동작시켜 소음 발생을 원천적으로 방지할 수 있다.
또한, 본 개시는 배터리의 현재 충전 상태 및 태양광 패널의 현재 전력량에 기반한 에너지 레벨에 따라 냉난방 제어 장치를 서로 다른 모드로 동작시킴으로써, 전력을 절약할 수 있고 불필요한 소음 발생을 차단할 수 있다.
또한, 본 개시는 배터리에 저장된 전력으로 특정 시간에 냉난방 제어 장치를 동작시킴으로써, 불필요한 소음 발생을 원천적으로 차단할 수 있다.
또한, 본 개시는 서로 다른 에너지 레벨에 따라 온수 온도를 서로 다르게 가열시킴으로써, 온수 가열 시간을 적응적으로 조절할 수 있다.
또한, 본 개시는 홈 내의 에너지 레벨에 따른 전력 제어 정보를 주기적으로 휴대 단말로 전송함으로써, 사용자는 원격에서 편리하게 홈 내의 전력 상황을 확인 또는 전력 공급을 제어할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 개시의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 시스템의 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 냉난방 제어 장치가 에너지 레벨을 설정하여 홈 내의 냉난방을 제어하는 시스템의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 휴대 단말의 블록도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 휴대 단말(150)의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 휴대 단말이 홈 내의 전력 상태를 표시한 예시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 휴대 단말이 홈 내의 전력의 연동 상태를 표시한 예시도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 휴대 단말이 에너지 레벨을 표시한 예시도이다.
도 9의 (a) 내지 (c)는 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 레벨을 조정하는 상태를 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 설정 시간과 온수 온도를 조정하는 화면을 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방 제어 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 냉난방 제어 장치에 의해 제어되는 실외기의 블록도이다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 냉난방 제어 장치의 블록도이다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 냉난방 제어 장치의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장 장치의 동작 상태를 나타낸 예시도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 개시의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 개시를 설명함에 있어서 본 개시와 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것으로, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 제1 구성요소는 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
명세서 전체에서, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 각 구성요소는 단수일수도 있고 복수일 수도 있다.
명세서 전체에서, "A 및/또는 B" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, A, B 또는 A 및 B 를 의미하며, "C 내지 D" 라고 할 때, 이는 특별한 반대되는 기재가 없는 한, C 이상이고 D 이하인 것을 의미한다
이하에서는, 본 개시의 몇몇 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 에너지 저장 장치 및 방법과 이를 위한 시스템을 설명하도록 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 시스템을 나타낸 개략도이다. 도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 시스템의 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 시스템(100)은 태양광에 기반하여 에너지를 생성하는 태양광 패널(120), 태양광 패널(120)로부터 공급되는 전력을 저장 및 관리하는 에너지 저장 장치(130), 및 홈 내의 냉방 장치 또는 난방 장치의 동작을 제어하는 냉난방 제어 장치(140)를 포함한다.
일 실시 예에 따르면, 시스템(100)은 전력을 공급하는 계통(Grid)(110)을 포함할 수 있거나, 에너지 저장 장치(130), 및 냉난방 제어 장치(140) 중 적어도 하나의 동작을 원격으로 제어하는 휴대 단말(150)(예: 스마트 폰, 리모트 컨트롤러)을 포함할 수 있다.
도 1 또는 도 2에 도시된 시스템(100)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 시스템(100)의 구성 요소들이 도 1 또는 도 2에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 계통(110)은 발전소, 변전소 및 송배전선 등을 포함하고 부하에 연결되며, 교류 전력의 공급 및 매매를 관리한다. 여기서 부하는 가정, 건물 및 단지 등과 같은 전력 매매 단위를 지칭할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 태양광 패널(120)은 태양 빛을 전기 에너지로 변환시키는 것으로서, 셀에 태양 빛이 전달되면 광전 효과에 의해 물리적 반응이 일어나고, 이로 인해 직류 전류를 발생시킨다.
일 실시 예에 따르면, 에너지 저장 장치(Energy Storage System, ESS)(130)는 생산한 전력(예: 태양광 패널(120)에 의해 생산한 전력)을 배터리(134)에 저장한 후, 전력이 필요한 시기에 배터리(134)에 저장된 전력을 공급하여 전체 전력 사용 효율을 높이는 장치이다.
이러한 에너지 저장 장치(130)는 배터리 방식과 비배터리 방식이 있다. 배터리 방식은 리튬(Li) 전지, 나트륨황(Nas) 전지, 레독스 흐름 전지, 슈퍼 캐패시터 등을 포함할 수 있다. 그리고, 비배터리 방식은 양수 발전, 압축 공기 저장, 플라이 휠 등을 포함할 수 있다.
그리고, 에너지 저장 장치(130)는 홈 내의 냉방 장치 또는 난방 장치를 제어하는 냉난방 제어 장치(140)와 통신(예: Modbus)을 통해 연결되며, 냉난방 제어 장치(140)를 모니터링하여 에너지 레벨을 설정 또는 식별할 수 있다.
예를 들면, 에너지 저장 장치(130)는 유선 통신 또는 무선 통신에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)로 신호를 직접 송신할 수 있다.
또는, 에너지 저장 장치(130)는 냉난방 제어 장치(140)로 전달되도록 서버(도 3의 310)로 신호를 송신할 수도 있다. 이 경우, 서버(도 3의 310)는 에너지 저장 장치(130)로부터 수신된 신호를 냉난방 제어 장치(140)로 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 냉난방 제어 장치(140)(예: Air to Water Heat Pump, AWHP)는 실외기를 순환하는 냉매와 실내기를 순환하는 물이 열교환되어 실내 공간을 냉방 또는 난방하거나, 실내 공간에 온수를 공급하거나, 또는 물을 가열하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 냉난방 제어 장치(140)는 에너지 저장 장치(130)으로부터 공급되는 전력에 의해 동작될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 휴대 단말(150)은 홈 내의 가전 장치(미도시), 에너지 저장 장치(130), 및 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 원격으로 제어할 수 있는 어플리케이션(예: ThinQ 어플리케이션)이 설치되어 있다. 또는, 휴대 단말(150)은 냉난방 제어 장치(140) 또는 에너지 저장 장치(130)를 원격으로 제어하는 리모트 컨트롤러를 포함할 수 있다.
상술한 구성을 포함하고 있는 본 개시에 따른 시스템(100)에서 에너지 저장 장치(130)는 배터리의 충전 상태, 및 태양광 패널(120)로부터 공급되는 전력량에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)의 제어에 관한 에너지 레벨을 설정할 수 있다. 또한, 에너지 저장 장치(130)는 상기 배터리의 현재 충전 상태 및 상기 태양광 패널(120)의 현재 전력량에 기반하여 설정된 에너지 레벨 중 어느 하나의 에너지 레벨을 식별할 수 있고, 식별된 에너지 레벨에 기반하여 냉난방 제어 장치의 동작을 제어할 수 있다.
또는, 본 개시에 따른 시스템(100)에서 에너지 저장 장치(130)가 전력 상태에 관한 정보(예: 배터리의 현재 충전 상태 및 태양광 패널(120)로부터 공급되는 전력량 등)를 냉난방 제어 장치(140)로 전송하면, 냉난방 제어 장치(140)는 에너지 저장 장치(130)로부터 수신된 정보에 기반하여 에너지 레벨을 설정하고, 설정된 에너지 레벨에 기반하여 동작할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장 장치(130)는 에너지(예: 전력)를 충전 및/또는 방전하는 배터리(134), 배터리(134)의 충전과 방전을 제어하고 배터리(134)에 관한 정보를 관리하는 BMS(Battery Management System) 모듈(133), 배터리(134)의 충전을 위한 입력을 직류전원으로 변환하고, 배터리(134)의 방전에 따른 출력을 교류전원으로 변환하는 PCS(Power Conditioning System) 모듈(131), 통신부(135), 및 BMS 모듈(133)과 PCS 모듈(131)을 감시 및 제어하는 제어부(132)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 배터리(134)는 PCS 모듈(131)을 통해 태양광 패널(120) 및 계통(110)에 연결될 수 있다. 본 개시는 태양광 패널(120)에 대해 기술하고 있으나, 이는 단지 실시 예일 뿐, 태양광 패널(120)뿐만 아니라, 풍력, 및 지열 등과 같은 재생 에너지를 생산하는 다양한 발전 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 배터리(134)는 BMS 모듈(133)의 충전 구동 지시에 기초하여 태양광 패널(120)에 의해 생성된 직류 전력 및 계통(110)으로부터 공급되고 PCS 모듈(131)에 의해 변환된 직류 전력 중 적어도 하나에 의해 충전될 수 있다. 그리고, 배터리(134)는 BMS 모듈(133)의 방전 구동 지시에 기초하여 PCS 모듈(131)을 통해 냉난방 제로 전력을 공급한다.
그리고, 도 2에는 배터리(134)가 하나만 도시되었으나, 본 개시에 따른 시스템(100)은 이를 한정하는 것은 아니며, 배터리(134)는 복수의 배터리 셀을 포함하거나, 병렬, 직렬 또는 직병렬로 연결된 배터리 구조체가 될 수 있다. 배터리(134)는 태양광 패널(120)으로부터 전력을 전달받아 충전되거나, 저장된 전력을 복수의 부하들(예: 가전 장치들, 냉난방 제어 장치(140))에 제공할 수 있다
일 실시 예에 따르면, PCS 모듈(131)은 배터리(134) 및 계통(110) 중 적어도 하나의 의한 직류 전력을 교류 전력으로 변환하고, 변환된 교류 전력을 냉난방 제어 장치(140)로 공급할 수 있다. 그리고, PCS 모듈(131)은 배터리(134)의 충전을 위해 배터리(134)로 입력되는 계통(110)의 교류전력을 직류전력으로 변환한다.
일 예로, PCS 모듈(131)은 전력 변환을 위한 다수의 인버터와 컨버터, 변압기, 차단기 및 계측기를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, PCS 모듈(131)은 태양광 패널(120)(또는 계통(110))로부터 전력을 공급받은 후, 배터리(134)에 저장하거나, 또는 배터리(134)에 저장된 전력을 부하(예: 냉난방 제어 장치(140))에 공급하기 위해 주파수, 전압 등 전기의 특성을 변환한다. 상기 PCS 모듈(131)은 전력을 저장할 때(직류)와 사용할 때(교류) 달라지는 전력의 특성을 조정할 수 있다.
예를 들면, PCS 모듈(131)은 전력을 배터리(134)에 저장하는 경우에는 교류를 직류로 변환하여 저장하고, 배터리(134)에 저장된 전력을 송출하는 경우에는 직류를 교류로 전환하여 송출할 수 있다. 이러한 PCS 모듈(131)은 배터리(134)의 잔존 용량에 기반하여 배터리(134)의 충방전을 제어할 수 있다.
이와 같이, PCS 모듈(131)은 전력 변환 기능 외에도 에너지 저장 장치(130)의 운영 상태 감시 및 품질 제어, 정전 시 계통 보호, 독립 운전 등을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신부(135)는 휴대 단말(150) 및 냉난방 제어 장치(140)와 적어도 하나의 제어 신호, 정보, 데이터를 송수신할 수 있는 적어도 하나의 회로를 포함할 수 있다.
또한, 상기 통신부(135)는 다양한 통신 방식(예: 블루투스(Bluetooth), WLAN(Wireless Local Area Network), NFC(Near Field Communication), 또는 비콘(Beacon))에 기반하여 홈 내의 냉난방 제어 장치(140), 휴대 단말(150)(예: 스마트 폰, 노트북, 태블릿 PC, 냉난방 제어 장치(140)를 원격으로 제어하는 리모트 컨트롤러)과 통신할 수 있다. 그리고, 에너지 저장 장치(130)는 이러한 통신을 통해 에너지 레벨에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어부(132)는 BMS 모듈(133) 및 PCS 모듈(131)을 감시하고 BMS 모듈(133) 및 PCS 모듈(131) 각각의 전원을 관리하는 PMS(Power Management System) 모듈과, PMS 모듈의 구동을 제어하는 EMS(Energy Management System) 모듈을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, BMS 모듈(133)은 배터리(134)에 연결되며 제어부(132)(예: PMS 모듈)의 제어에 따라 배터리(134)의 충전 또는 방전 동작을 제어한다. 그리고 BMS 모듈(133)은 배터리(134)를 보호하기 위하여 과충전 보호 기능, 과방전 보호 기능, 과전류 보호 기능, 과전압 보호 기능, 과열 보호 기능 등을 수행할 수 있다.
그리고, BMS 모듈(133)은 배터리(134)의 상태를 모니터링하고, 배터리(134)의 충전 및/또는 방전 동작을 제어할 수 있다. 또한 BMS 모듈(133)은 배터리 잔존 용량을 포함한 배터리(134)의 상태를 모니터링 할 수 있고, 모니터링된 배터리(134)의 상태(예를 들어, 전압, 전류, 온도, 잔여 전력량, 수명, 잔존용량 등) 정보를 제어부(132)에 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, PMS 모듈은 BMS 모듈(133)로부터 제공받은 배터리(134)와 관련된 데이터에 기반하여 PCS 모듈(131)을 제어할 수 있다.
그리고, PMS 모듈은 배터리(134)의 상태를 모니터링하고, PCS 모듈(131)의 상태를 모니터링할 수 있다. 또한, PMS 모듈은 BMS 모듈(133)로부터 수신한 배터리(134)와 관련된 데이터를 기초로 PCS 모듈(131)을 제어할 수 있다.
또한, PMS 모듈은 BMS 모듈(133)을 이용하여 배터리(134)의 상태를 모니터링하여 수집할 수 있다.
또한, 제어부(132)는 소프트웨어를 구동하여 에너지 저장 장치(130) 내의 적어도 하나의 구성요소를 유선 통신 또는 무선 통신에 기반하여 제어할 수 있다. 그리고, 제어부(132)는 유선 통신 또는 무선 통신에 기반하여 다양한 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어부(132)는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors) 중 적어도 하나의 물리적인 요소로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 제어부(132)는 배터리(134)의 충전 상태, 및 태양광 패널(120)의 전력량에 기반하여 에너지 레벨을 설정하고, 각각의 에너지 레벨에 온도를 설정할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 냉난방 제어 장치가 에너지 레벨을 설정하여 홈 내의 냉난방을 제어하는 시스템의 동작 과정을 나타낸 순서도이다.
이하, 도 1, 도 2 및 도 3을 참조하여, 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 저장 장치가 에너지 레벨을 설정하여 홈 내의 냉난방을 제어하는 시스템의 동작 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 에너지 저장 장치(130)는 전력을 배터리에 충전시킬 수 있다(S330). 에너지 저장 장치(130)는 주로 낮 시간 대에 태양광 패널(120)로부터 공급되는 전력을 배터리(134)에 충전할 수 있다. 또한, 에너지 저장 장치(130)는 주로 밤 시간 대에 계통(110)로부터 공급되는 전력을 배터리(134)에 충전할 수 있다. 본 개시에서는 이러한 태양광 패널(120) 또는 계통(110)에 의한 충전 시간을 제한하지 않는다.
일 실시 예에 따르면, 에너지 저장 장치(130)는 냉난방 제어 장치(140)와의 유선 통신에 기반하여 전력 상태 정보를 전송할 수 있다(S332). 에너지 저장 장치(130)는 배터리(134)의 현재 충전 상태 및 태양광 패널(120)로부터 공급되는 전력량에 관한 전력 상태 정보를 유선 통신에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)로 직접 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 에너지 저장 장치(130)는 전력 상태 정보를 냉난방 제어 장치(140)로 전송하기 위해 서버(310)로 상기 전력 상태 정보를 전달할 수 있다(S334). 에너지 저장 장치(130)와 냉난방 제어 장치(140)가 유선 통신에 기반하여 신호를 송수신할 수 없는 경우, 에너지 저장 장치(130)는 상기 정보를 서버(310)를 거쳐 냉난방 제어 장치(140)로 전송할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 서버(310)는 전력 상태 정보를 냉난방 제어 장치(140)로 전송할 수 있다(S336). 에너지 저장 장치(130)로부터 냉난방 제어 장치의 식별자가 포함된 전력 상태 정보가 수신되면, 서버(310)는 상기 식별자를 통해 해당 냉난방 제어 장치를 선택한 후, 상기 전력 상태 정보를 선택된 냉난방 제어 장치로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 냉난방 제어 장치(140)는 에너지 레벨을 설정할 수 있다(S338). 냉난방 제어 장치(140)는 상기 과정(S332) 또는 상기 과정(S336)에서 획득한 전력 상태 정보에 기반하여 에너지 레벨을 설정할 수 있다. 냉난방 제어 장치(140)는 배터리(134)에 현재 충전 상태 및 태양광 패널(120)로부터 공급되는 전력량에 기반한 에너지 레벨을 통해 동작되도록 에너지 레벨을 설정할 수 있다.
만일, 에너지 저장 장치(130)가 배터리(134)의 충전 상태 및 태양광 패널(120)의 전력량에 기반하여 에너지 레벨을 설정하고, 설정된 에너지 레벨에 관한 정보를 냉난방 제어 장치(140)로 전송하는 경우, 냉난방 제어 장치(140)는 상기 과정(S338)에서의 에너지 레벨을 설정하는 과정을 생략할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 냉난방 제어 장치(140)는 설정된 에너지 레벨에 관련한 정보를 서버(310)를 통해 휴대 단말(150)로 전송할 수 있다(S340). 냉난방 제어 장치(140)는 설정된 에너지 레벨에 관한 정보(예: 각 에너지 레벨에 따른 동작 시간, 설정 온도, 배터리(134)의 충전율, 태양광 패널(120)의 전력량 등)를 서버(310)를 거쳐 휴대 단말(150)로 전송할 수 있다.
또한, 에너지 저장 장치(130)는 태양광 패널(120)로부터 공급되는 현재 전력량, 배터리(134)의 현재 충전 상태, 배터리(134)에 충전된 전력을 전력 회사에서 매입하는 판매가, 및 홈 내의 전력 소비량 등을 포함하는 전력 제어 정보 중 적어도 일부를 서버(310)를 거쳐 휴대 단말(150)로 전송할 수도 있다. 이와 같이, 에너지 저장 장치(130)가 휴대 단말(150)로 전력 제어 정보를 전송함으로써, 휴대 단말(150)(예: 스마트 폰)는 어플리케이션(예: ThinQ 어플리케이션)을 통해 에너지 레벨에 관한 다양한 정보를 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 냉난방 제어 장치(140)는 현재 시각이 기 설정된 시각인지 식별할 수 있다(S342). 냉난방 제어 장치(140)는 현재 시각이 에너지 레벨에 설정된 시각에 도달했는지를 주기적으로 식별할 수 있다. 이것은 현재 시각이 설정된 시각에 도달되면, 냉난방 제어 장치(140)가 해당 에너지 레벨에 기반하여 온수를 가열하기 위함이다.
일 실시 예에 따르면, 냉난방 제어 장치(140)는 에너지 레벨을 식별할 수 있다(S344). 냉난방 제어 장치(140)는 현재 시각이 에너지 레벨에 설정된 시각에 도달된 것으로 판단하면, 홈 외에 설치된 실외기(도 11의 1110)를 동작시켜 물을 가열시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 설정된 시각은 홈 외에 설치된 실외기가 특정 시간(예: 실외기의 소음이 허용되는 시간) 동안 동작되도록 하기 위해 미리 설정된 시각이다. 이러한 특정 시간은 사용자에 의해 가변적으로 조절될 수 있다. 또한, 특정 시간은 각 국가의 생활 문화(예: 소음 발생에 민감한 문화)에 따라 다를 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 냉난방 제어 장치(140)는 에너지 레벨에 기반하여 동작할 수 있다(S346). 냉난방 제어 장치(140)는 각각의 에너지 레벨에 따라 서로 다른 제어 신호에 포함된 온수에 관한 설정 온도, 동작 시간, 대기 시간에 기반하여 동작할 수 있다. 예를 들면, 냉난방 제어 장치(140)는 에너지 레벨에 기반하여 실외기(도 11의 1110)의 모터의 RPM(Revolutions Per Minute)을 조절하여 온수를 가열시키거나, 또는 특정 시간에 모터를 동작시켜 온수를 가열시킬 수 있다.
예를 들면, 냉난방 제어 장치(140)는 에너지 레벨에 기반하여 에너지 저장 장치(130)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 유선 통신을 이용하여 에너지 저장 장치(130)로 직접 전송할 수 있다. 또는, 냉난방 제어 장치(140)는 에너지 레벨에 기반하여 에너지 저장 장치(130)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 무선 통신을 이용하여 서버(310)를 통해 에너지 저장 장치(130)로 전송할 수 있다.
이러한 제어 신호는 온수를 가열하기 위해 배터리(134)의 전력 공급을 제어하는 명령어를 포함할 수 있다. 그리고, 이러한 제어 신호를 수신한 에너지 저장 장치(130)는 제1 모드 내지 제3 모드 중 어느 하나로 동작될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 휴대 단말(150)은 에너지 레벨 및/또는 동작 시간이 조정되는지 식별할 수 있다(S348). 휴대 단말(150)은 서버(310)를 통해 에너지 저장 장치(130)로부터 수신된 전력 제어 정보를 어플리케이션(예: ThinQ 어플리케이션)을 통해 표시할 수 있다.
그리고, 휴대 단말(150)은 어플리케이션을 통해 표시된 에너지 레벨을 조정하는 명령을 수신할 수 있다. 휴대 단말(150)은 음성, 터치, 키워드 등 다양한 수단 또는 방식을 통해 이러한 명령을 수신할 수 있다.
예를 들면, 사용자는 각각의 에너지 레벨에 기 설정된 배터리(134)의 충전율 및 태양광 패널(120)의 전력량 조정을 어플리케이션을 통해 자신의 귀가 시간 이전에 난방 장치가 온수를 미리 가열할 수 있도록, 온수 가열을 시작하는 설정 시간(예: 귀가 시간 보다 이전), 온수 온도를 입력할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 휴대 단말(150)은 조정에 관련한 정보를 서버(310)로 전송할 수 있다(S350). 휴대 단말(150)은 어플리케이션(예: ThinQ 어플리케이션)을 통해 사용자로부터 입력된(또는 조정된) 에너지 레벨 및 동작 시간 중 적어도 하나에 관련한 정보를 서버(310)로 전송할 수 있다. 예를 들면, 상기 정보는 휴대 단말(150)의 위치 정보를 포함할 수도 있다. 이 경우, 서버(310)는 복수의 휴대 단말들로부터 수신된 정보를 분석 및 분류하여 특정 지역에서의 조정 패턴을 분석하고, 이를 토대로 사용자에게 해당 지역에서의 에너지 레벨에 관한 정보를 제공(예: 휴대 단말로 전송)할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 서버(310)는 조정에 관련한 정보를 냉난방 제어 장치(140)로 전송할 수 있다(S352). 서버(310)는 휴대 단말(150)로부터 수신된 조정에 관한 정보를 분석하여 냉난방 제어 장치를 식별하여 해당되는 냉난방 제어 장치(140)로 상기 정보를 전달할 수 있다.
이후, 냉난방 제어 장치(140)는 각각의 에너지 레벨에 따라 서로 다른 제어 신호에 포함된 온수에 관한 설정 온도, 동작 시간, 대기 시간에 기반하여 동작할 수 있다. 예를 들면, 냉난방 제어 장치(140)는 에너지 레벨에 기반하여 실외기(도 11의 1110)의 모터의 RPM을 조절하여 온수를 가열시키거나, 또는 특정 시간에 모터를 동작시켜 온수를 가열시킬 수 있다.
도 3에 기술한 바와 같이, 냉난방 제어 장치(140)는 배터리의 현재 충전 상태 및 태양광 패널(120)로부터 공급되는 전력량에 기반하여 온수를 가열하기 위한 에너지 레벨을 설정하고, 에너지 레벨에 기반하여 동작할 수 있다.
또한, 본 개시는 에너지 저장 장치(130)가 배터리의 현재 충전 상태 및 태양광 패널(120)로부터 공급되는 전력량에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)의 동작에 관한 에너지 레벨을 설정하고, 에너지 레벨에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 제어할 수도 있다.
이를 위해, 에너지 저장 장치(130)의 제어부(132)는 냉난방 제어 장치(140)의 프로세서(1350)가 수행 가능하도록 프로그램화된 명령어들을 수행할 수 있다.
이와 같이, 본 개시에 따른 다양한 실시 예들은 냉난방 제어 장치(140)가 수행하거나, 에너지 저장 장치(130), 또는 이들의 기능을 조합한 별도의 장치가 독립적으로 구성되어 수행할 수도 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 휴대 단말의 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 휴대 단말(150)은 통신부(410), 표시부(420), 메모리(430) 및 프로세서(450)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 휴대 단말(150)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 휴대 단말(150)의 구성 요소들이 도 4에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신부(410)는 서버(310)를 통해 에너지 저장 장치(130)와 적어도 하나의 신호 또는 정보를 송수신할 수 있는 적어도 하나의 회로를 포함할 수 있다. 상기 통신부(410)는 사용자에 의해 에너지 레벨 및 냉난방 제어 장치(140)의 동작 시간이 조정되면, 상기 조정에 관련한 정보를 서버(310)를 통해 냉난방 제어 장치(140)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 표시부(420)는 홈 내의 전력에 관한 다양한 정보를 어플리케이션(예: ThinQ 어플리케이션) 상에 표시할 수 있다.
예를 들면, 상기 표시부(420)는 에너지 저장 장치(130) 및 냉난방 제어 장치(140) 중 적어도 하나를 원격으로 제어하기 위한 어플리케이션을 프로세서(450)의 제어 하에 표시할 수 있다. 또한, 상기 표시부(420)는 홈 내의 전력에 관련된 다양한 정보를 어플리케이션 상에서 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메모리(430)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 메모리(430)는 에너지 저장 장치(130) 및 냉난방 제어 장치(140) 중 적어도 하나의 동작에 필요한 정보, 데이터, 프로그램, 어플리케이션 등이 저장될 수 있다.
예를 들면, 상기 프로세서(450)는 메모리(430)에 저장된 어플리케이션(예: ThinQ 어플리케이션)을 실행하고, 상기 실행된 어플리케이션을 통해 에너지 저장 장치(130) 및 냉난방 제어 장치(140) 중 적어도 하나의 동작을 원격으로 제어(또는 설정, 모드, 레벨 변경 등)하기 위한 입력을 획득할 수 있다.
또한, 상기 어플리케이션은 서버(310)로 채널 연결을 요청하고, 상기 요청에 기반하여, 서버(310)로부터 승인이 수신되면, 상기 서버(310)와 채널을 연결하도록 하는 명령어들을 포함할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 휴대 단말(150)의 동작 과정을 나타낸 순서도이다. 도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 휴대 단말이 홈 내의 전력 상태를 표시한 예시도이다. 도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 휴대 단말이 홈 내의 전력의 연동 상태를 표시한 예시도이다. 도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 휴대 단말이 에너지 레벨을 표시한 예시도이다. 도 9의 (a) 내지 (c)는 본 개시의 일 실시 예에 따른 에너지 레벨을 조정하는 상태를 나타낸 예시도이다. 도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 설정 시간과 온수 온도를 조정하는 화면을 나타낸 예시도이다.
이하, 도 4 내지 도 10을 참조하여, 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 휴대 단말(150)의 동작 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 전력 제어 정보가 수신되는지 식별할 수 있다(S510). 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 에너지 저장 장치(130)에서 설정된 에너지 레벨에 관한 정보(예: 각각의 에너지 레벨에 설정된 동작 시간, 온도, 배터리(134)의 충전율, 태양광 패널(120)의 전력량 등)를 통신부(410)를 통해 획득할 수 있다.
또한, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 태양광 패널(120)로부터 공급되는 현재 전력량, 배터리(134)의 현재 충전 상태, 배터리(134)에 충전된 전력을 전력 회사에서 매입하는 판매가, 및 홈 내의 전력 소비량 등 홈 내의 전력에 관한 다양한 정보 중 적어도 일부를 포함하는 전력 제어 정보를 통신부(410)를 통해 획득할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 에너지 저장 장치(130) 장치로부터 수신되는 홈 내의 전력에 관한 정보(예: 배터리(134)의 충전율, 태양광 패널(120)의 전력량, 배터리(134)의 현재 충전 상태, 태양광 패널의 현재 전력량, 및 홈 내의 전력 소비량 중 적어도 일부)가 획득되면, 획득된 정보에 기반하여 에너지 레벨을 설정(또는 조정)할 수도 있다.
그리고, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 어플리케이션(예: ThinQ 어플리케이션)을 통해 에너지 레벨에 관한 정보를 표시할 수 있다.
도 6을 참조하면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 어플리케이션(예: ThinQ 어플리케이션) 상에서 홈 내의 전력 상태에 관한 다양한 정보를 포함하는 화면(610)을 표시할 수 있다.
예를 들면, 상기 화면(610)은 홈 내의 전력 상황을 나타내는 정보(620)(예: 태양광 패널(120)로부터 실시간으로 공급되는 전력량, 배터리(134)에 충전되는 전력량, 실시간으로 소비되는 전력량, 계통(110)에 공급되는 전력량)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 화면(610)은 태양광 패널(120)로부터 일 별로 공급되는 전력량, 홈 내에서 일 별로 소비되는 전력량을 나타내는 정보(630)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 화면(610)은 현재 태양광 패널(120)의 발전량, 현재 배터리(134)의 충전 상태, 현재 전력 소비량, 및 현재 계통에 판매되는 전력량을 포함할 수도 있다.
휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 이러한 전력 상황에 관한 정보를 수신하여 실시간으로 어플리케이션(예: ThinQ 어플리케이션) 상에 표시할 수 있다.
도 7을 참조하면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 어플리케이션(예: ThinQ 어플리케이션) 상에서 홈 내의 전력의 연동 상태에 관한 다양한 정보를 포함하는 화면(710)을 표시할 수 있다.
예를 들면, 상기 화면(710)은 계통(110), 태양광 패널(120), 배터리(134) 및 소비 전력량에 대한 연동 상태를 나타내는 정보(720)와 에너지 레벨에 관련한 정보(730)를 포함할 수 있다.
휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 이러한 전력의 연동 상태에 관한 정보를 수신하여 실시간으로 어플리케이션(예: ThinQ 어플리케이션) 상에 표시할 수 있다
또한, 도 6 및 도 7에는 도시하지 않았으나, 상기 화면(610, 710)은 홈 내의 각각의 가전 장치에서 소비되는 전력량을 표시할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 수신된 정보에 기반하여 에너지 레벨을 식별할 수 있다(S512). 예를 들면, 에너지 저장 장치(130)로부터 에너지 레벨에 관련된 정보가 수신되는 경우, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 각각의 에너지 레벨에 설정된 냉난방 제어 장치(140)의 동작 시간, 온도, 배터리(134)의 충전율, 태양광 패널(120)의 전력량 등을 식별할 수 있다. 이러한 에너지 레벨에 관련된 정보는 표시부(420)를 통해 어플리케이션 상에서 표시되고, 사용자의 입력에 의해 조정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 에너지 레벨, 온수 온도, 방 온도, 및/또는 동작 시간을 조정하는 입력이 수신되는지 식별할 수 있다(S514). 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 표시부(420) 상의 터치, 사용자 음성 등에 기반한 에너지 레벨, 온수 온도, 방 온도, 및/또는 동작 시간을 조정하는 입력을 획득할 수 있다.
예를 들면, 어플리케이션 상에서 에너지 레벨에 관련한 화면이 표시된 상태에서, 사용자에 의해 화면 내의 에너지 레벨을 터치에 기반한 입력(예: 터치 앤 드래그)이 수신되는 경우, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 이러한 입력에 대응하여 실시간으로 에너지 레벨을 조정하여 표시부(420)를 통해 표시할 수 있다.
도 8을 참조하면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 에너지 레벨에 관련한 화면(810)을 어플리케이션 상에 표시할 수 있다.
상기 화면(810)은 각각의 에너지 레벨 별로 배터리(134)의 충전율과 태양광 패널(120)의 발전량을 나타내는 그래프(801)와 각각의 에너지 레벨에서의 대기 시간에 관련한 정보(802)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 상기 화면(810)을 통해 에너지 레벨에 따른 배터리(134)의 충전율과 태양광 패널(120)의 발전량을 조절하는 사용자 입력을 감지할 수 있다.
예를 들면, 사용자에 의해 그래프(801) 상의 어느 하나의 지점(821)이 터치 앤 드래그를 통해 이동(822)되는 경우, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 터치 앤 드래그를 인식하고, 이동(822)에 기반하여 실시간으로 에너지 레벨에 따른 배터리(134)의 충전율과 태양광 패널(120)의 발전량을 조정할 수 있다.
그리고, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 에너지 레벨에 따른 배터리(134)의 충전율과 태양광 패널(120)의 발전량이 변경되면, 변경된 정보에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 9의 (a) 및 (b)를 참조하면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 화면을 통해 에너지 레벨을 조정하기 위한 입력을 식별할 수 있다.
예를 들면, 제1 화면(910)이 표시된 상태에서, 사용자에 의해 에너지 레벨의 상태를 정의하는 메뉴(911)가 선택되면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 제2 화면(920)을 표시한다.
이후, 제2 화면(920)이 표시된 상태에서, 사용자에 의해 에너지 레벨(예: 에너지 레벨 No. 1)이 선택되면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 선택된 에너지 레벨(예: 에너지 레벨 No. 1)에 설정된 다양한 정보(예: 설정 온도, 동작 시간 등)를 표시할 수 있다.
도 9의 (c)를 참조하면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 선택된 에너지 레벨(예: 에너지 레벨 No. 1)에 설정된 온도를 포함하는 제3 화면(930)을 표시할 수 있다. 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 제3 화면(930)을 통해서 사용자가 설정한 온도를 식별할 수 있다.
예를 들면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 상기 제3 화면(930)을 통한 사용자의 입력에 기반하여 가열 온도(931), 냉각 온도(932) 및 설정 온도(933)를 조절할 수 있다.
그리고, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 에너지 레벨에 설정 정보가 변경되면, 변경된 정보에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
도 10을 참조하면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 잡음 이동 모드(즉, 냉난방 제어 장치(140)가 동작하는 시간을 조절하여 실외기에 의한 잡음이 발생되는 시간을 조절하는 모드), 각 방의 온도 및 온수 온도를 조절하는 사용자의 입력을 수신할 수 있는 화면(1010)을 표시할 수 있다.
예를 들면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 화면(1010)을 통해서 사용자가 설정한 잡음 이동 모드(1011), 무음 시간(1021), 제1 방안 온도(1022), 제2 방안 온도(1023), 및 온수 온도를 식별할 수 있다.
그리고, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 잡음 이동 모드에 관한 정보가 변경되면, 변경된 정보에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 제어하는 제어 신호를 생성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 조정된 에너지 레벨, 온수 온도, 방 온도, 및/또는 동작 시간을 식별할 수 있다(S516). 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 입력(예: 터치, 음성 등)에 기반하여 조정되는 에너지 레벨, 온수 온도, 방 온도, 및/또는 동작 시간을 식별할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 조정에 관련된 정보를 서버로 전송할 수 있다(S518). 휴대 단말(150)(예: 프로세서(450))은 조정된 정보(예: 조정된 에너지 레벨, 온수 온도, 방 온도, 및/또는 동작 시간에 관련된 정보)를 통신부(410)를 통해 서버(310)로 전송할 수 있다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방 제어 시스템을 나타낸 예시도이다. 도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 냉난방 제어 장치에 의해 제어되는 실외기의 블록도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방 제어 시스템(1100)은 냉난방 제어 장치(140) 및 실외기(1110)를 포함할 수 있다. 또한, 냉난방 제어 시스템(1100)은 상기 냉난방 제어 장치(140)에 연결된 급탕부(1120), 및 난방부(1130)를 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 실외기(1110)는 실외 배관(1111, 1112)을 통해 냉난방 제어 장치(140)와 연결될 수 있다. 이 경우, 실외기(1110)는 실외에 배치될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 실외기(1110)는 에너지 레벨에 기반하여 실외 배관(1111, 1112) 중 어느 하나를 통해 냉난방 제어 장치(140)로부터 물을 공급받아 물을 가열하고, 실외 배관(1111, 1112) 중 다른 하나를 통해 냉난방 제어 장치(140)로 가열된 물을 전달할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 실외기(1110)는 압축기(1220), 압축기용 모터(1221), 어큐뮬레이터(1230), 실외 열교환기(1240), 실외팬(1251)과 실외팬용 모터(1252)로 이루어진 실외 송풍기(1250), 메인 밸브(1260)(예: 전자식 팽창밸브(Electronic expansion valves; EEV)), 수냉매 열교환기(1280), 및/또는 냉/난방 절환밸브(1210) 등을 포함할 수 있다.
예를 들면, 압축기(1220)는 냉매를 압축시키는 역할을 수행한다. 그리고, 압축기용 모터(1221)는 압축기(1220)를 구동시킨다. 또한, 어큐뮬레이터(1230)는 기체화된 냉매를 저장하여 수분과 이물질을 제거한 뒤 일정한 압력의 냉매를 압축기(1220)로 공급한다.
일 실시 예에 따르면, 실외팬용 모터(1252)는 냉난방 제어 장치(140)로부터 전달되는 에너지 레벨에 해당되는 제어 신호에 기반하여 RPM(revolutions per minute)을 조절하여 동작할 수 있다.
또한, 실외 송풍기(1250)는 압축된 냉매를 방열시키는 역할을 하는 실외 열교환기(1240), 실외 열교환기(1240)의 일측에 배치되어 냉매의 방열을 촉진시키는 실외팬(1251)과 실외팬(1251)을 회전시키는 실외팬용 모터(1252)를 포함할 수 있다.
또한, 메인 밸브(1260)(예: 전자식 팽창밸브(Electronic expansion valves, EEV))는 응축된 냉매를 팽창시키고, 수냉매 열교환기(1280)는 냉매와 물을 열교환시킨다. 그리고, 냉/난방 절환밸브(1210)는 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 기능을 수행한다.
일 실시 예에 따르면, 실외기(1110)는 에너지 레벨에 기반하여 히트 펌프의 모드에 따라 동작할 수 있다. 예를 들면, 실외기(1110)는 히트 펌프가 냉방 모드로 설정된 경우, 압축기(1220)에서 압축된 냉매가 실외 열교환기(1240)를 거쳐 수냉매 열교환기(1280)로 이동하도록 동작할 수 있다. 예를 들면, 히트펌프가 난방 모드로 설정된 경우, 실외기(1110)는 에너지 레벨에 기반하여 압축기(1220)에서 압축된 냉매가 수냉매 열교환기(1280)를 거쳐 실외 열교환기(1240)로 이동하도록 동작할 수 있다.
그리고, 실외기(1110)는 압축기(1220)로 주입되는 냉매량을 조절하는 서브 밸브(1270)를 포함할 수 있다. 여기서, 서브 밸브(1270)는 전자식 전자밸브(EEV)일 수 있다. 서브 밸브(1270)를 거쳐 압축기(1220)로 냉매가 주입되는 경우, 압축기(1220)에 흡입되는 냉매의 밀도, 압축기(1220)의 압축실의 체적에 의해 제한되는 냉매 흡입의 한계를 극복할 수 있어, 압축기(1220)의 압축 능력을 향상시킬 수 있다. 이를 통해, 순환되는 냉매의 양을 증가시킬 수 있고, 히트펌프의 냉방 운전 또는 난방 운전의 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 실외기(1110)는 냉매의 이동을 차단하는 적어도 하나의 차단밸브(1231, 1232)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 차단밸브(1231, 1232)는 이방밸브(2-way valve)일 수 있다.
예를 들면, 제1 차단밸브(1232)는 압축기(1220)에서 압축된 냉매가 토출되어 실외 열교환기(1240) 또는 수냉매 열교환기(1280)로 이동하는 유로에 배치될 수 있다. 이러한, 제1 차단밸브(1232)는 압축된 냉매가 토출되는 압축기(1220)의 토출부에 연결된 배관에 배치될 수 있다.
예를 들면, 제2 차단밸브(1231)는 냉매가 실외 열교환기(1240) 및 수냉매 열교환기(1280)를 거쳐 압축기(1220)로 이동하는 유로에 배치될 수 있다. 이러한, 제2 차단밸브(1231)는 어큐뮬레이터(1230)와 냉/난방 절환밸브(1280)를 연결하는 배관에 배치될 수 있다.
그리고, 수냉매 열교환기(1280)는 복수의 실외 배관(1111, 1112)에 연결될 수 있다. 복수의 실외 배관(1111, 1112) 중 어느 하나를 통해 공급되는 물은 냉매와 열교환 후 복수의 실외 배관(1111, 1112) 중 다른 하나를 통해 토출될 수 있다.
냉난방 제어 장치(140)는 복수의 실외 배관(1111, 1212) 중 어느 하나를 통해 실외기(1110)로 물을 공급할 수 있고, 복수의 실외 배관(1111, 1112) 중 다른 하나를 통해 실외기(1110)로부터 물을 공급받을 수 있다. 예를 들면, 히트펌프가 난방 모드로 설정된 경우, 실외기(1110)로 냉수를 공급할 수 있고, 실외기(1110)로부터 온수를 공급받을 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 냉난방 제어 장치(140)는 복수의 실내 배관(1121, 1122)을 통해 급탕부(1120), 및/또는 난방부(1130)와 연결될 수 있다.
냉난방 제어 장치(140)는 복수의 실내 배관(1121, 1122)을 통해, 실외기(1110)로부터 공급된 물을, 급탕부(1120), 및 난방부(1130) 중 적어도 하나로 분배할 수 있고, 급탕부(1120), 및 난방부(1130) 중 적어도 하나로부터 전달된 물을 실외기(1110)로 공급할 수 있다.
이를 위해, 냉난방 제어 장치(140)는 물 분배를 위한 다수의 밸브(미도시)를 더 포함할 수 있다.
예를 들면, 난방부(1130)는 복수의 실내 배관(1121, 1122)에 연결되는 방열관(미도시)을 포함할 수 있다. 복수의 실내 배관(1121, 1122) 중 어느 하나를 통해 공급되는 온수는 방열관을 따라 이용하여 실내 바닥을 가열할 수 있고, 방열관을 거치면서 열교환되어 토출되는 냉수는 복수의 실내 배관(1121, 1122) 중 다른 하나를 통해 냉난방 제어 장치(140)로 전달될 수 있다.
도 13은 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 냉난방 제어 장치의 블록도이다.
도 13을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 홈 내의 냉난방을 제어하는 냉난방 제어 장치(140)는 통신부(1310), 표시부(1320), 메모리(1330), 센서부(1340), 및 프로세서(1350)를 포함할 수 있다.
도 13에 도시된 냉난방 제어 장치(140)의 구성은 일 실시 예에 따른 것이고, 냉난방 제어 장치(140)의 구성 요소들이 도 13에 도시된 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 일부 구성 요소가 부가, 변경 또는 삭제될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 통신부(1310)는 실외기(1110)와 유선 통신 또는 무선 통신을 수행할 수 있다. 예를 들면, 통신부(1310)는 서버(310)를 통해 실외기(1110)와 적어도 하나의 신호 또는 정보를 무선 통신을 통해 송수신할 수 있는 적어도 하나의 회로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신부(1310)는 에너지 레벨에 기반한 제어 신호를 무선 통신을 통해 서버(310)를 거쳐 실외기(1110)로 전송할 수 있다.
또한, 상기 통신부(1310)는 실외기(1110)와 유선 통신(또는 무선 통신)을 통해 적어도 하나의 신호 또는 정보를 송수신할 수 있는 적어도 하나의 회로를 포함할 수 있다. 예를 들면, 통신부(1310)는 에너지 레벨에 기반한 제어 신호를 유선 통신을 통해 실외기(1110)로 직접 전송할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 통신부(1310)는 다양한 통신 방식(예: 블루투스(Bluetooth), WLAN(Wireless Local Area Network), NFC(Near Field Communication), 또는 비콘(Beacon))에 기반하여 에너지 저장 장치(130), 휴대 단말(150)(예: 스마트 폰, 노트북, 태블릿 PC, 냉난방 제어 장치(140)를 원격에서 제어하는 리모트 컨트롤러)과 무선 통신을 수행할 수 있다. 그리고, 냉난방 제어 장치(140)는 이러한 통신을 통해 에너지 레벨에 기반하여 동작할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 표시부(1320)는 냉난방 제어 장치(140)의 동작에 관한 다양한 정보를 표시할 수 있다. 예를 들면, 표시부(1320)는 냉난방 제어 장치(140)가 에너지 레벨에 기반하여 동작되고 있는 상태에 관한 다양한 정보(예: 설정 온도, 현재 온도, 동작 시간, 잔여 시간 등)를 표시할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 메모리(1330)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 메모리(1330)는 냉난방 제어 장치(140)의 동작에 필요한 정보, 데이터, 프로그램, 어플리케이션 등이 저장될 수 있다.
또한, 메모리(1330)는 각 에너지 레벨에 따른 동작 시간, 설정 온도, 배터리(134)의 충전율, 태양광 패널(120)의 전력량 등에 대한 정보에 기반하여 에너지 레벨을 설정하는 명령어들을 저장할 수 있다.
예를 들면, 상기 프로세서(1350)는 자체적으로 생성되거나 또는 서버(310)로부터 수신된 에너지 레벨에 관련된 정보를 메모리(1330)에 저장시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 센서부(1340)는 온수의 온도를 측정하는 적어도 하나의 센서를 구비할 수 있고, 적어도 하나의 센서를 통해 감지된 센싱 값에 대한 데이터를 프로세서(1350)로 전달할 수 있다. 이러한 센서는 실외기(1110)로부터 공급되는 온수의 온도를 측정하기 위해 냉난방 제어 장치(140)의 복수의 실외 배관(1111, 1112) 및 복수의 실내 배관(1121, 1122) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
또한, 센서부(1340)의 적어도 하나의 센서는 실외기(1110), 냉난방 제어 장치(140), 급탕부(1120), 난방부(1130) 등의 내부에 배치될 수 있다. 본 개시는 센서의 이러한 배치 위치를 제한하지 않고, 다양한 위치에 배치될 수 있다.
그리고, 센서부(1340)는 실외 열교환기(1240)에 배치되는 열교환기 온도센서, 각 배관을 통해 유동하는 냉매의 압력을 검출하는 적어도 하나의 압력센서, 각 배관을 통해 유동하는 유체의 온도를 검출하는 적어도 하나의 배관 온도센서 등을 포함할 수 있다.
또한, 센서부(1340)는, 실외기(1110)의 하우징 내부의 온도를 감지하는 온도센서를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 메모리(1330)에 저장된 데이터(예: 에너지 레벨에 관련된 데이터)를 통해 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 제어할 수 있다. 통신부(135)는 프로세서(1350)는 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 제어할 수 있는 적어도 하나의 회로를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors) 중 적어도 하나의 물리적인 요소로 구현될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 에너지 저장 장치(130)의 전력 상태 정보(예: 배터리(134)의 충전 상태, 및 태양광 패널(120)의 전력량 등)를 수신하여 에너지 레벨을 설정할 수 있다. 또한, 프로세서(450)는 각각의 에너지 레벨에 온도를 설정할 수 있다.
아래 [표 1]은 본 개시에 따른 에너지 레벨을 구분하는 표이다.
에너지 상태 에너지 레벨 판단 조건
배터리 충전량(%) 태양광 패널
발전량(kW)		 대기 시간
제1 레벨(On Command(++)) A≥0% B≥3kW C≥1분
제2 레벨(On Recommend(+)) 70%≤A<90% 1.5kW≤B<3kW C≥5분
제3 레벨(Normal) N/A N/A N/A
제4 레벨(Energy Saving) 20%≤A<40% 0.25kW≤B<0.75kW C≥5분
제5 레벨(Energy Super Saving(--)) A<20% B<0.25kW C≥10분
위 [표 1]과 같이, 각각의 에너지 레벨은 배터리(134)의 충전량(%), 태양광 패널(120)의 발전량(kW) 대기 시간이 설정되어 있다. 예를 들면, 대기 시간은 해당 에너지 레벨로 식별되는 경우, 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 지연시키는 시간이다.
예를 들면, 배터리(134)의 충전량(%)이 90% 이상이고, 태양광 패널(120)의 발전량(kW)이 3kW 이상이면, 프로세서(1350)(또는 휴대 단말(150))는 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 제1 에너지 레벨로 설정할 수 있다.
마찬가지로, 배터리(134)의 충전량(%)이 70% 이상 및 90% 미만이고, 태양광 패널(120)의 발전량(kW)이 1.5kW 이상 및 3kW 미만이면, 프로세서(1350)(또는 휴대 단말(150))는 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 제2 에너지 레벨로 설정할 수 있다.
또한, 각각의 에너지 레벨은 냉난방 제어 장치(140)로 공급되는 전력량에 대한 정보가 설정될 수 있다.
그리고, 이러한 각각의 에너지 레벨에 설정된 값들은 사용자가 휴대 단말(150) 또는 냉난방 제어 장치(140)의 조작을 통해 조정될 수 있다.
아래 [표 2]은 본 개시에 따른 각각의 에너지 레벨에 설정된 온도를 나타낸 표이다.
에너지 상태 에너지 레벨에 설정된 온도
난방 운전 냉방 운전 급탕 운전
제1 레벨(On Command(++)) +5oC -5oC +30oC
제2 레벨(On Recommend(+)) +2oC -2oC +10oC
제3 레벨(Normal) 0oC~+20oC -20oC~0oC 0oC~+30oC
제4 레벨(Energy Saving) -2oC +2oC 유지
제5 레벨(Energy Super Saving(--)) -5oC +5oC 유지
위 [표 2]와 같이, 각각의 에너지 레벨에 설정된 온도(예: 난방 운전, 냉방 운전, 급탕 운전)는 서로 다를 수 있다.
예를 들면, 에너지 상태가 제1 레벨에서, 프로세서(1350)는 난방 운전의 경우 온수의 온도를 설정 온도 보다 5oC 높도록 가열시키고, 냉방 운전의 경우 온수의 온도를 설정 온도 보다 5oC 낮게 가열시킨다. 그리고, 급탕 운전의 경우 설정 온도보다 30oC 높게 가열시킨다.
마찬가지로, 에너지 상태가 제2 레벨에서, 프로세서(1350)는 난방 운전의 경우 온수의 온도를 설정 온도 보다 2oC 높도록 가열시키고, 냉방 운전의 경우 온수의 온도를 설정 온도 보다 2oC 낮게 가열시킨다. 그리고, 급탕 운전의 경우 설정 온도보다 10oC 높게 가열시킨다. 상술한 레벨에 따른 난방 운전, 냉방 운전 및 급탕 운전에 해당되는 온도는 단지 예시일 뿐, 본 개시에서는 다양한 온도로 가변적으로 조절 또는 설정될 수 있다.
그리고, 프로세서(1350)는 위 [표 1] 및 [표 2]에 기반하여 에너지 레벨을 설정할 수 있다. 그리고, 이러한 [표 1] 및 [표 2]는 메모리(1330)에 저장될 수 있다.
이와 같이, 배터리(134)의 충전량과 태양광 패널(120)의 전력량에 기반하여 에너지 레벨이 설정되면, 프로세서(1350)는 배터리(134)의 현재 충전 상태와 태양광 패널(120)의 현재 전력에 기반하여 실외기(1110)를 동작시켜 온수를 가열시킬 수 있다.
이와 같이, 프로세서(1350)는 실외기(1110)를 통해 난방 제어 장치가 제1 레벨에 기반하여 온수를 제1 온도로 가열시키거나, 제2 레벨에 기반하여 상기 제1 온도 보다 낮은 제2 온도로 온수를 가열시킬 수 있다.
또한, 프로세서(1350)는 난방 제어 장치가 제3 레벨에 기반하여 현재 온수의 온도가 설정 온도 이하이면 온수를 가열시키고, 상기 현재 온수의 온도가 설정 온도 이상이면 온수를 가열시키지 않을 수 있다.
또한, 프로세서(1350)는 상기 난방 제어 장치가 제4 레벨 및 제5 레벨에 기반하여 온수를 가열시키지 않을 수 있다.
상술한 제1 레벨 내지 제5 레벨은 배터리(134)의 충전 비율, 및 상기 태양광 패널로부터 공급되는 전력량에 기반하여 설정되어 메모리(1330)에 저장될 수 있다. 그리고, 각각의 레벨에 설정된 온수 온도, 설정 온도, 동작 시간은 가변적으로 조정될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 설정된 에너지 레벨들 중에서 배터리(134)의 현재 충전 상태 및 태양광 패널(120)의 현재 전력량 중 적어도 하나에 기반하여 배터리(134)가 현재 어느 에너지 레벨에 해당되는지를 식별할 수 있다. 그리고, 프로세서(1350)는 에너지 레벨에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 제어할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 배터리(134)의 현재 충전 상태 및 태양광 패널(120)의 현재 전력량에 기반하여, 에너지 제어 장치(130)를 서로 다른 모드로 동작시킬 수 있다.
예를 들면, 프로세서(1350)는 배터리(134)의 현재 충전율이 제1 비율(예: 90%)을 초과하고 태양광 패널(120)의 현재 전력량이 제1 기준량(예: 3kW)을 초과하면, 난방 제어 장치가 배터리(134)에 충전된 전력을 공급 받아 온수를 가열하도록 에너지 저장 장치(130)를 제1 모드로 동작시킬 수 있다.
예를 들면, 프로세서(1350)는 배터리(134)의 현재 충전율이 상기 제1 비율(예: 90%) 이하 및 제2 비율(70%)을 초과하고, 태양광 패널(120)의 현재 전력량이 상기 제1 기준량(예: 3kW) 이하 및 제2 기준량(예: 1.5kW)을 초과하면, 난방 제어 장치가 배터리(134)에 충전된 전력을 공급 받아 온수를 가열하도록 에너지 저장 장치(130)를 제2 모드로 동작시킬 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 모드에 설정된 설정 온도와 동작 시간은 상기 제1 모드에 설정된 설정 온도와 동작 시간 보다 낮거나 작을 수 있다.
예를 들면, 프로세서(1350)는 배터리(134)의 현재 충전율이 상기 제2 비율(70%) 이하이고 태양광 패널(120)의 현재 전력량이 상기 제2 기준량(예: 1.5kW) 이하이면, 태양광 패널(120)로부터 공급되는 전력이 상기 배터리(134)에 충전되도록 에너지 저장 장치(130)를 제3 모드로 동작시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 에너지 레벨에 기반하여, 냉난방 제어 장치(140)의 동작 시간 및 동작 세기 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(1350)는 에너지 레벨이 제1 레벨 또는 제2 레벨인 경우, 배터리(134)에 충전된 전력을 공급 받아서 냉난방 제어 장치를 동작시키거나, 태양광 패널(120)로부터 전달되는 전력을 공급 받아서 냉난방 제어 장치를 동작시키거나, 또는 상기 배터리(134)에 충전된 전력 및 상기 태양광 패널(120)로부터 전달되는 전력을 함께 공급 받아서 냉난방 제어 장치를 동작시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 에너지 레벨의 각각에 대해 냉난방 제어 장치(140)가 서로 다른 레벨로 제어되도록 하는 제어 신호를 생성하고, 상기 생성된 제어 신호에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)를 동작시킬 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 통신부(1410)를 통해 휴대 단말(150)로부터 에너지 레벨 및 동작 시간 중 적어도 하나의 조정에 관련한 정보를 수신할 수 있다. 그리고, 프로세서(1350)는 상기 수신된 정보에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)의 동작을 제어할 수 있다.
도 14는 본 개시의 일 실시 예에 따른 냉난방 제어 장치의 동작 과정을 나타낸 순서도이다. 도 15는 본 개시의 일 실시 예에 따른 냉난방 제어 장치의 동작 상태를 나타낸 예시도이다.
이하, 도 11 내지 도 15를 참조하여, 본 개시의 일 실시 예에 따른 냉난방 제어 장치의 동작 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 전력 상태 정보가 에너지 저장 장치(130)로부터 수신되는지 식별할 수 있다(S1410). 에너지 저장 장치(130)와 냉난방 제어 장치(140)가 유선으로 통신 가능한 경우, 프로세서(1350)는 배터리(134)의 현재 충전 상태 및 태양광 패널(120)로부터 공급되는 전력량에 관한 전력 상태 정보를 에너지 저장 장치(130)로부터 유선 통신(예: RS485)을 통해 수신할 수 있다.
만일, 에너지 저장 장치(130)와 냉난방 제어 장치(140)가 유선 통신으로 연결되어 있지 않고, 냉난방 제어 장치(140)가 서버(310)와 무선 통신이 가능한 경우, 프로세서(1350)는 배터리(134)의 현재 충전 상태 및 태양광 패널(120)로부터 공급되는 전력량에 관한 전력 상태를 포함하는 정보를 서버(310)로부터 홈 내의 공유기(미도시)를 통해 수신할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 배터리의 충전 상태 및 태양광 패널의 전력량에 기반하여 에너지 레벨을 설정할 수 있다(S1412). 프로세서(1350)는 배터리(134)에 현재 충전 상태 및 태양광 패널(120)로부터 공급되는 전력량에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)가 동작되도록 하는 에너지 레벨을 설정할 수 있다.
이러한 에너지 레벨은 온수를 설정 온도(예: 20oC) 보다 높은 온도(예: 30oC)로 가열시키는 제1 레벨, 온수를 설정 온도(예: 20oC) 보다 높은 온도(예: 25oC)로 가열시키는 제2 레벨, 현재 온수의 온도가 설정 온도(예: 20oC) 이하이면 가열시키고, 설정 온도(예: 20oC) 이상이면 온수를 가열시키지 않는 제3 레벨, 현재 온수의 온도가 설정 온도(예: 20oC) 보다 낮은 경우에도 온수를 가열시키지 않는 제4 레벨 및 제5 레벨을 포함할 수 있다. 예를 들면, 제4 레벨에 설정된 온도(예: 15oC)와 제5 레벨에 설정된 온도(예: 10oC)는 상이할 수 있다.
프로세서(1350)는 이러한 각각의 에너지 레벨에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)가 동작되도록 급탕부(1120), 및 난방부(1130)에 공급되는 전력량, 온도 제어 및 동작 시간을 조절할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 현재 시각이 기 설정된 시각인지 식별할 수 있다(S1414). 프로세서(1350)는 현재 시각이 에너지 레벨에 설정된 시각에 도달했는지를 주기적으로 식별할 수 있다. 이것은 현재 시각이 설정된 시각에 도달되면, 해당 에너지 레벨에 기반하여 동작하기 위함이다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 에너지 레벨에 기반하여 동작할 수 있다(S1416). 예를 들면, 프로세서(1350)는 각각의 에너지 레벨에 따라 온수에 관한 설정 온도, 동작 시간, 대기 시간에 기반하여 급탕부(1120), 및 난방부(1130)에 관한 전력량, 온도 제어 및 동작 시간을 조절할 수 있다.
예를 들면, 프로세서(1350)는 에너지 레벨에 기반하여 에너지 저장 장치(130)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 유선 통신을 이용하여 에너지 저장 장치(130)로 전송할 수 있다. 또는, 프로세서(1350)는 에너지 레벨에 기반하여 에너지 저장 장치(130)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 무선 통신을 이용하여 서버(310)를 통해 에너지 저장 장치(130)로 전송할 수도 있다.
이러한 제어 신호는 온수를 가열하기 위해 배터리(134)의 전력 공급을 제어하는 명령어를 포함할 수 있다.
이러한 제어 신호를 수신한 에너지 저장 장치(130)는 제1 모드 내지 제3 모드 중 어느 하나로 동작될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 에너지 레벨 및/또는 동작 시간의 조정에 관련한 정보가 획득되는지 식별할 수 있다(S1418). 또한, 프로세서(1350)는 에너지 레벨 및 동작 시간 중 적어도 하나의 조정에 관련한 정보를 서버(310)를 통해 휴대 단말(150)로부터 수신할 수도 있다.
이 경우, 프로세서(1350)는 조정에 관련한 정보를 분석하여 조정된 에너지 레벨을 식별하고, 식별된 에너지 레벨에 기반하여 냉난방 제어 장치(140)가 제어되도록 하는 명령어를 생성할 수 있다.
이러한 명령어는 냉난방 제어 장치(140)의 설정 온도, 동작 시간 및 동작 세기(예: 모터의 RPM) 중 적어도 하나를 제어하거나, 또는 배터리(134)에 충전된 전력이 냉난방 제어 장치(140)로 공급되는 것을 제어(예: 허용 또는 차단)하는 것일 수도 있다.
또한, 명령어는 난방 제어 장치가 가열하는 온수에 관한 설정 온도와 난방 제어 장치의 동작 시간, 대기 시간 등을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 프로세서(1350)는 획득된 정보에 기반하여 동작을 제어할 수 있다(S1420). 프로세서(1350)는 휴대 단말(150)로부터 수신된 정보에 기반하여 냉난방 제어 장치(140) 및 실외기(1110)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(1350)는 에너지 레벨에 해당되는 온수 온도, 설정 온도, 동작 시간에 기반하여 온수를 가열시킬 수 있다.
또한, 프로세서(1350)는 휴대 단말(150)로부터 수신된 정보에 포함된 설정 시간에 위 [표 1] 및 [표 2]에 기반하여 온수가 가열되도록 냉난방 제어 장치(140) 및 실외기(1110)의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 프로세서(1350)는 실외기(1110)의 모터들(예: 도 12의 1221, 1252) 중 적어도 하나의 RPM을 제어하여 모터를 설정 시간에 동작시킬 수 있다. 이러한 설정 시간은 외부에 배치된 실외기(1110)의 동작에 따른 소음이 이웃들에 방해되지 않는 시간대를 포함할 수 있다.
이와 같이, 설정 시간에 기반하여 소음에 민감하지 않은 시간대(예: 소음이 이웃들에 방해되지 않는 시간대)에 냉난방 제어 장치(140)의 실외기를 미리 동작시킴으로써, 본 개시는 주변 사람에게 미치는 소음을 원천적으로 차단할 수 있다.
도 15를 참조하면, 냉난방 제어 장치(140)는 동작 상태에 대한 정보를 포함하는 화면(1510)을 표시부(미도시)에 표시할 수 있다. 또는 냉난방 제어 장치(140)는 동작 상태에 대한 정보를 서버(310)를 통해 휴대 단말(150)로 전송할 수 있다.
상기 화면(1510)은 방안의 온도(1513), 외부 온도(1510), 설정 온도(1511), 에너지 레벨(1512)에 대한 정보를 포함할 수 있다.
또한, 상기 화면(1510)은 에너지 레벨이 변경되는 경우, 변경된 에너지 레벨에 설정된 다양한 정보(예: 레벨을 구분하는 배터리(134)의 충전율, 태양광 패널(120)의 발전량, 대기 시간, 및 온수 온도 중 적어도 일부)를 포함할 수 있다.
또한, 냉난방 제어 장치(140)(예: 난방 제어 장치)는 수신된 제어 신호에 포함된 설정 온도, 동작 시간에 기반하여 온수를 해당 동작 시간에 가열하기 시작할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 개시에 따른 냉난방 제어 장치(140)(예: 난방 제어 장치)는 사용자가 귀가 이전에 사용자가 사용하게 될 물을 미리 가열시킴으로써, 사용자가 귀가 즉시 온수를 사용할 수 있는 사용상의 편리함을 제공할 수 있다.
이상에서 상술한 각각의 순서도에서의 각 단계는 도시된 순서에 무관하게 동작될 수 있거나, 또는 동시에 수행될 수 있다. 또한, 본 개시의 적어도 하나의 구성 요소와, 상기 적어도 하나의 구성 요소에서 수행되는 적어도 하나의 동작은 하드웨어 및/또는 소프트웨어로 구현 가능할 수 있다.
이상과 같이 본 개시에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시 예와 도면에 의해 본 개시가 한정되는 것은 아니며, 본 개시의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 개시의 실시 예를 설명하면서 본 개시의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

Claims (20)

  1. 홈 내의 냉난방을 제어하는 장치에 있어서,
    에너지 저장 장치 및 서버 중 적어도 하나와의 통신을 제공하는 통신부; 및
    상기 에너지 저장 장치의 전력 상태 정보를 상기 통신부를 통해 획득하고,
    상기 획득된 전력 상태 정보에 포함된 상기 에너지 저장 장치의 배터리의 충전 상태 및 태양광 패널의 전력량 기반하여 에너지 레벨을 설정하고,
    상기 설정된 에너지 레벨 중 어느 하나의 에너지 레벨을 식별하고,
    상기 식별된 에너지 레벨에 기반하여 냉난방 제어 장치를 동작시키도록 설정된 프로세서를 포함하는 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 배터리의 현재 충전 상태 및 상기 태양광 패널의 현재 전력량에 기반하여, 상기 냉난방 제어 장치를 서로 다른 모드로 동작시키는 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 전력 상태 정보에 기반하여, 상기 배터리의 현재 충전율이 제1 비율을 초과하고 상기 태양광 패널의 현재 전력량이 제1 기준량을 초과하면, 상기 배터리에 충전된 전력을 이용하여 온수를 제1 온도로 가열시키고,
    상기 배터리의 현재 충전율이 상기 제1 비율 이하 및 제2 비율을 초과하고 상기 태양광 패널의 현재 전력량이 상기 제1 기준량 이하 및 제2 기준량을 초과하면, 상기 배터리에 충전된 전력을 이용하여 온수를 상기 제1 온도보다 낮은 제2 온도로 가열시키는 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 에너지 레벨에 기반하여, 상기 냉난방 제어 장치의 동작 시간, 온수 온도 및 동작 세기 중 적어도 하나를 제어하는 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 에너지 레벨은,
    난방 제어 장치가 온수를 제1 온도로 가열시키도록 하는 제1 레벨, 상기 난방 제어 장치가 상기 제1 온도 보다 낮은 제2 온도로 온수를 가열시키도록 하는 제2 레벨, 현재 온수의 온도가 설정 온도 이하이면 온수를 가열시키고 상기 현재 온수의 온도가 설정 온도 이상이면 온수를 가열시키지 않는 제3 레벨, 상기 현재 온수의 온도가 설정 온도 보다 낮은 경우에도 온수를 가열시키지 않는 제4 레벨 및 제5 레벨을 포함하며,
    상기 제4 레벨의 설정 온도는 상기 제5 레벨의 설정 온도보다 높은 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 식별된 에너지 레벨이 상기 제1 레벨 또는 상기 제2 레벨인 경우,
    상기 배터리에 충전된 전력을 이용하여 상기 난방 제어 장치를 동작시키거나,
    태양광 패널로부터 전달되는 전력을 이용하여 상기 난방 제어 장치를 동작시키거나, 또는
    상기 배터리에 충전된 전력 및 상기 태양광 패널로부터 전달되는 전력을 이용하여 상기 난방 제어 장치를 동작시키는 장치.
  7. 제5 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 식별된 에너지 레벨이 상기 제4 레벨 또는 상기 제5 레벨인 경우, 상기 배터리에 충전된 전력으로 상기 난방 제어 장치를 동작시키지 않도록 하는 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 통신부를 통해 상기 에너지 저장 장치로부터 에너지 레벨에 관한 정보가 수신되면, 상기 수신된 에너지 레벨에 기반하여 상기 냉난방 제어 장치의 동작을 제어하는 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    에너지 레벨, 온수 온도 및 동작 시간 중 적어도 하나의 조정에 관련한 정보가 상기 서버를 통해 휴대 단말로부터 수신되면, 상기 수신된 정보에 기반하여 상기 냉난방 제어 장치의 동작을 제어하도록 설정된 장치.
  10. 홈 내의 냉난방을 제어하는 장치의 방법에 있어서,
    에너지 저장 장치의 전력 상태 정보를 획득하는 과정;
    상기 획득된 전력 상태 정보에 포함된 상기 에너지 저장 장치의 배터리의 충전 상태 및 태양광 패널의 전력량 기반하여 에너지 레벨을 설정하는 과정;
    상기 설정된 에너지 레벨 중 어느 하나의 에너지 레벨을 식별하는 과정; 및
    상기 식별된 에너지 레벨에 기반하여 냉난방 제어 장치를 동작시키는 과정을 포함하는 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 냉난방 제어 장치를 동작시키는 과정은,
    상기 에너지 레벨에 기반하여, 상기 냉난방 제어 장치의 동작 시간, 온수 온도 및 동작 세기 중 적어도 하나를 제어하는 과정을 포함하는 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 에너지 레벨은,
    난방 제어 장치가 온수를 제1 온도로 가열시키도록 하는 제1 레벨, 상기 난방 제어 장치가 상기 제1 온도 보다 낮은 제2 온도로 온수를 가열시키도록 하는 제2 레벨, 현재 온수의 온도가 설정 온도 이하이면 온수를 가열시키고 상기 현재 온수의 온도가 설정 온도 이상이면 온수를 가열시키지 않는 제3 레벨, 상기 현재 온수의 온도가 설정 온도 보다 낮은 경우에도 온수를 가열시키지 않는 제4 레벨 및 제5 레벨을 포함하며,
    상기 제4 레벨의 설정 온도는 상기 제5 레벨의 설정 온도보다 높은 방법.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 냉난방 제어 장치를 동작시키는 과정은,
    상기 배터리의 현재 충전 상태 및 상기 태양광 패널의 현재 전력량에 기반하여, 상기 에너지 저장 장치를 서로 다른 모드로 동작시키기 위한 신호를 상기 에너지 저장 장치로 전송하는 과정을 더 포함하는 방법.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 냉난방 제어 장치를 동작시키는 과정은,
    상기 에너지 레벨이, 난방 제어 장치가 온수를 제1 온도로 가열시키도록 하는 제1 레벨, 또는 상기 난방 제어 장치가 상기 제1 온도 보다 낮은 제2 온도로 온수를 가열시키도록 하는 제2 레벨인 경우,
    상기 배터리에 충전된 전력을 이용하여 상기 난방 제어 장치를 동작시키거나,
    태양광 패널로부터 전달되는 전력을 이용하여 상기 난방 제어 장치를 동작시키거나, 또는
    상기 배터리에 충전된 전력 및 상기 태양광 패널로부터 전달되는 전력을 이용하여 상기 난방 제어 장치를 동작시키는 과정을 포함하는 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 냉난방 제어 장치의 장치를 동작시키는 과정은,
    상기 에너지 레벨이, 현재 온수의 온도가 설정 온도 보다 낮은 경우 온수를 가열시키지 않는 제4 레벨 및 제5 레벨인 경우, 상기 배터리에 충전된 전력으로 상기 난방 제어 장치를 동작시키지 않도록 하는 과정을 포함하는 방법.
  16. 제10 항에 있어서,
    상기 방법은,
    에너지 레벨, 온수 온도 및 동작 시간 중 적어도 하나의 조정에 관련한 정보가 서버를 통해 휴대 단말로부터 수신되면, 상기 수신된 정보에 기반하여 상기 냉난방 제어 장치의 동작을 제어하는 과정을 더 포함하는 방법.
  17. 홈 내의 냉난방을 제어하는 휴대 단말에 있어서,
    통신부;
    표시부; 및
    상기 통신부, 상기 표시부와 전기적으로 연결된 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    에너지 저장 장치의 배터리의 충전 상태 정보 및 태양광 패널의 전력량 정보를 상기 통신부를 통해 획득하고,
    상기 배터리의 충전 상태, 및 상기 태양광 패널의 전력량에 기반하여 에너지 레벨을 설정하고,
    상기 에너지 레벨, 온수 온도 및 상기 에너지 저장 장치의 동작 시간 중 적어도 하나가 조정이 되면, 상기 조정에 관련한 정보를 상기 통신부를 통해 전송하도록 설정된 휴대 단말.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 설정된 에너지 레벨에 관련한 화면을 상기 표시부를 통해 어플리케이션 상에 표시하도록 설정되며,
    상기 에너지 레벨은 상기 화면 상의 터치 앤 드래그(touch & drag)에 기반한 입력에 의해 조정되어 표시되는 휴대 단말.
  19. 홈 내의 냉난방을 제어하는 시스템에 있어서,
    전력 상태 정보를 난방 제어 장치로 전송하는 에너지 저장 장치; 및
    상기 전력 상태 정보에 포함된 배터리의 충전 상태, 및 태양광 패널의 전력량에 기반하여 에너지 레벨을 설정하고, 상기 배터리의 현재 충전 상태 및 상기 태양광 패널의 현재 전력량에 기반하여 상기 설정된 에너지 레벨 중 어느 하나의 에너지 레벨을 식별하고, 상기 식별된 에너지 레벨에 기반하여 동작하는 냉난방 제어 장치를 포함하는 시스템.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 설정된 에너지 레벨 및 상기 냉난방 제어 장치의 동작 시간 중 적어도 하나의 조정에 관한 정보를 전송하는 휴대 단말을 더 포함하며,
    상기 냉난방 제어 장치는,
    상기 휴대 단말이 전송한 정보에 기반하여 동작하는 시스템.
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