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KR102498340B1 - Apparatus and method for determining an operation schedule of heat pumps based on building energy management system - Google Patents

Apparatus and method for determining an operation schedule of heat pumps based on building energy management system Download PDF

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KR102498340B1
KR102498340B1 KR1020210122767A KR20210122767A KR102498340B1 KR 102498340 B1 KR102498340 B1 KR 102498340B1 KR 1020210122767 A KR1020210122767 A KR 1020210122767A KR 20210122767 A KR20210122767 A KR 20210122767A KR 102498340 B1 KR102498340 B1 KR 102498340B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat pump
heat
determining
pumps
time
Prior art date
Application number
KR1020210122767A
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Korean (ko)
Inventor
나춘수
최기열
유성호
박철수
Original Assignee
서울대학교산학협력단
한국전력기술 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

The present disclosure relates to a heat pump scheduling apparatus for determining an operation schedule of heat pumps installed in a parallel in a building based on a building energy management system (BEMS). According to the present disclosure, an operation method of the heat pump scheduling apparatus, which can increase efficiency of building energy management, comprises the steps of: receiving driving information from the BEMS; categorizing the heat pumps into at least one heat pump group based on the driving information and determining a control method related to driving order of the at least one heat pump group; determining a driving time of the at least one heat pump group based on the driving information; and generating a driving schedule of the heat pumps based on the control method and the driving time.

Description

BEMS 기반으로 히트 펌프들의 운용 스케줄을 결정 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING AN OPERATION SCHEDULE OF HEAT PUMPS BASED ON BUILDING ENERGY MANAGEMENT SYSTEM}Apparatus and method for determining the operation schedule of heat pumps based on BEMS

본 개시(disclosure)는 일반적으로 BEMS 기반의 히트 펌프 제어 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 BEMS로부터 전달되는 운전 정보에 기반하여 히트 펌프들을 제어하여 히트 펌프들의 운용 스케줄을 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present disclosure generally relates to a BEMS-based heat pump control system, and more particularly, to an apparatus and method for determining an operation schedule of heat pumps by controlling the heat pumps based on operation information transmitted from the BEMS. will be.

건물 에너지 관리 시스템(building energy management system, BEMS)는 건물 내에서 사용하는 에너지를 효율적으로 관리하기 위하여, IT 기술을 활용하여 전기, 공조, 방범 방재 같은 건축 설비를 관리하는 시스템을 지시한다. 건물에서 에너지 소비는 건물의 적절한 운용에 의해 효율성이 결정되므로, 현재 에너지 절약 설계, 효율적인 에너지 사용, 및 관리를 위하여 BEMS가 많이 이용되고 있다.A building energy management system (BEMS) directs a system that manages building facilities such as electricity, air conditioning, and crime prevention and disaster prevention by utilizing IT technology in order to efficiently manage energy used in a building. Since the efficiency of energy consumption in a building is determined by the proper management of the building, BEMS is currently widely used for energy saving design, efficient energy use, and management.

히트 펌프(heat pump)는 냉매의 발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 냉난방 장치를 지시한다. 즉, 히트 펌프는 건물 공조 시스템에서 건물 내부의 에너지를 제어하는 장치 중 하나로서 냉난방 부하로 동작하여 건물의 에너지를 관리하는 기능을 수행한다. 일반적으로, 건물은 복수의 병렬 히트 펌프들이 병렬로 연결되어 설치되며, 히트 펌프들의 냉난방 사이클을 통해 에너지가 관리된다.A heat pump refers to a cooling/heating device that transfers a low-temperature heat source to a high temperature or transfers a high-temperature heat source to a low-temperature temperature by using heat or condensation heat of a refrigerant. That is, the heat pump, as one of the devices for controlling energy inside a building in a building air conditioning system, performs a function of managing energy of a building by operating as a cooling/heating load. In general, a building is installed by connecting a plurality of parallel heat pumps in parallel, and energy is managed through a cooling/heating cycle of the heat pumps.

종래에 따르면, 건물의 공조 시스템은 관리자의 경험에 기반하는 규칙을 이용하여 히트 펌프들을 제어하는 방식으로 운용되었다. 즉, 관리자는 경험에 기반하여 정해진 규칙에 따라, 주어진 입력에 대응하여 결과 값을 도출하는 방법 필요한 냉난방 부하를 예측하여 운용하였다. 그러나, 경험에 기반하여 히트 펌프가 운용되는 경우, 실제 필요한 냉난방 부하와 예측된 냉난방 부하가 상이하여 에너지가 필요 이상으로 또는 과다하게 생산되는 문제가 있었다. 따라서 현재, 히트 펌프의 운영 방식을 개선하여 필요한 에너지를 정확히 예측하고 제어하기 위한 기술 개발이 요구되고 있다.Conventionally, an air conditioning system in a building is operated in a manner in which heat pumps are controlled using rules based on a manager's experience. That is, the manager predicts and operates the necessary cooling and heating load according to rules determined based on experience and how to derive result values in response to given inputs. However, when the heat pump is operated based on experience, there is a problem in that energy is produced more than necessary or excessively due to a difference between an actual required cooling and heating load and a predicted cooling and heating load. Accordingly, there is a demand for technology development for accurately predicting and controlling required energy by improving the operation method of the heat pump.

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, BEMS로부터 전달되는 운전 정보들에 기반하여 히트 펌프들의 동작 스케줄을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.Based on the above discussion, the present disclosure provides an apparatus and method for determining an operation schedule of heat pumps based on operation information transmitted from a BEMS.

또한, 본 개시는 BEMS로부터 전달되는 운전 정보들에 기반하여, 히트 펌프들을 히트 펌프 그룹으로 분류하고, 히트 펌프 그룹의 운전 순서와 전력 부하 구간에 관한 운전 제어 방식을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present disclosure provides an apparatus and method for classifying heat pumps into heat pump groups based on operation information transmitted from BEMS, and determining an operation control method related to an operation sequence of the heat pump groups and a power load section. do.

또한, 본 개시는 BEMS로부터 전달되는 운전 정보들에 기반하여, 인공 신경망을 이용하여 사용하여 에너지 절감을 위한 히트 펌프의 운전 방식을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present disclosure provides an apparatus and method for determining an operation method of a heat pump for energy saving using an artificial neural network based on operation information transmitted from a BEMS.

또한, 본 개시는 BEMS로부터 전달되는 운전 정보들에 기반하여, 히트 펌프 그룹의 운전 시간을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present disclosure provides an apparatus and method for determining an operation time of a heat pump group based on operation information transmitted from a BEMS.

또한, 본 개시는 BEMS로부터 전달되는 운전 정보들에 기반하여, 히트 펌프 스케줄을 결정하여 에너지 절감량 및 비용을 계산하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.In addition, the present disclosure provides an apparatus and method for calculating energy savings and costs by determining a heat pump schedule based on operation information transmitted from the BEMS.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, BEMS에 기반하여, 건물에 병렬로 설치되는 히트 펌프들의 운용 스케줄을 결정하기 위한 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법은, 상기 BEMS로부터 운전 정보를 수신하는 단계, 상기 운전 정보에 기반하여 상기 히트 펌프들을 적어도 하나의 히트 펌프 그룹으로 분류하고, 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 순서에 관련된 제어 방식을 결정하는 단계, 상기 운전 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 시간을 결정하는 단계, 및 상기 제어 방식과 상기 운전 시간에 기반하여 상기 히트 펌프들의 운전 스케줄을 생성하는 단계를 포함한다.According to various embodiments of the present disclosure, a method of operating a heat pump scheduling apparatus for determining an operation schedule of heat pumps installed in parallel in a building based on a BEMS includes receiving operation information from the BEMS, the operation classifying the heat pumps into at least one heat pump group based on information and determining a control method related to an operation sequence of the at least one heat pump group; based on the operation information, the at least one heat pump group Determining an operating time of the heat pump, and generating an operating schedule of the heat pumps based on the control method and the operating time.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 히트 펌프들을 적어도 하나의 히트 펌프 그룹으로 분류하고 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 순서에 관련된 제어 방식을 결정하는 단계는, 복수의 온도 구간들을 결정하는 단계, 입수 온도가 제1 온도 구간 내에 포함되는 적어도 하나의 제1 히트 펌프를 결정하는 단계, 상기 적어도 하나의 제1 히트 펌프 중에서, 출수 온도가 동일한 온도 구간 내에 포함되는 적어도 하나의 제2 히트 펌프를 결정하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 제2 히트 펌프를 히트 펌프 그룹으로 결정하는 단계를 포함한다.According to another embodiment, the step of classifying the heat pumps into at least one heat pump group and determining a control method related to the operation sequence of the at least one heat pump group may include determining a plurality of temperature sections, determining at least one first heat pump having a temperature within a first temperature range; determining at least one second heat pump having an outlet water temperature within the same temperature range among the at least one first heat pump; and determining the at least one second heat pump as a heat pump group.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 제어 방식을 결정하는 단계는 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에 대응되는 COP를 결정하는 단계, 상기 COP에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 동작 우선 순위를 결정하는 단계, 상기 동작 우선 순위에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에서 히트 펌프 생산 열량에 따른 전력 부하 구간을 결정하는 단계, 및 상기 전력 부하 구간에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹이 상기 동작 우선 순위의 순서로 순차적으로 동작하는 방식을 제어 방식으로 결정하는 단계를 포함한다.According to another embodiment, the determining of the control method may include determining a COP corresponding to each of the at least one heat pump group, and determining an operation priority of the at least one heat pump group based on the COP. determining a power load section according to the amount of heat produced by the heat pump in each of the at least one heat pump group based on the operation priority; and determining the at least one heat pump group based on the power load section. and determining, as a control method, a sequential operation method in order of operation priority.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에 대응되는 COP를 결정하는 단계는, 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에서, 펌프 정격 열량 대비 펌프 생산 열량이 제1 임계 값 이상인 히트 펌프들을 결정하는 단계, 및 상기 제1 임계 값 이상인 히트 펌프들의 COP 값들의 중간 값을 결정하는 단계를 포함한다.According to another embodiment, the determining of the COP corresponding to each of the at least one heat pump group may include a heat pump having a pump rated heat capacity and a pump heat output ratio greater than or equal to a first threshold value in each of the at least one heat pump group. and determining a median of COP values of heat pumps equal to or greater than the first threshold value.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 동작 우선 순위를 결정하는 단계는 상기 COP가 높은 그룹 순서로, 상기 동작 우선 순위를 결정하는 단계를 포함한다.According to another embodiment, the determining of the operating priorities of the at least one heat pump group includes determining the operating priorities in order of groups having higher COPs.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 운전 정보는 상기 히트 펌프들의 온 시간 및 오프 시간, 상기 히트 펌프들의 입수 온도 및 출수 온도, 상기 히트 펌프들의 전력 소비량을 포함한다.According to another embodiment, the operation information includes on-time and off-time of the heat pumps, inlet and outlet temperatures of the heat pumps, and power consumption of the heat pumps.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 운전 시간을 결정하는 단계는 인공 신경망을 이용하여, 상기 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 부하를 결정하는 단계, 선형 회귀(nonlinear regression)를 이용하여 상기 히트 펌프들에서, 축열조에 저장된 열용량과 상기 히트 펌프들에 관한 COP의 상관 관계를 결정하는 단계, 및 상기 냉난방 부하와 상기 상관 관계를 이용하여, 상기 적어도 하나의 히트 펌프의 운전 시간을 결정하는 단계를 포함한다.According to another embodiment, the determining of the operating time may include determining the cooling and heating loads produced by the heat pumps using an artificial neural network, and using a nonlinear regression in the heat pumps, the heat storage tank. Determining a correlation between the heat capacity stored in the heat pump and the COP of the heat pumps, and determining an operation time of the at least one heat pump by using the correlation with the cooling/heating load.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 인공 신경망은 제1 시간에서 상기 건물의 외기 정보와 공급 열량으로부터, 상기 제1 시간 이후의 제2 시간에서 상기 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 부하의 상관 관계를 학습한 신경망을 포함한다.According to another embodiment, the artificial neural network is a neural network that has learned a correlation between the cooling and heating loads produced by the heat pumps at a second time after the first time from the outside air information of the building and the amount of heat supplied at the first time. includes

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 운전 정보는 상기 건물의 외기 정보, 상기 건물의 공기조화기(air handling unit, AHU) 내부의 코일 공급 온도 및 환수 온도, 상기 히트 펌프들의 입수 온도 및 출수 온도를 포함한다.According to another embodiment, the operation information includes outside air information of the building, supply temperature and return temperature of a coil inside an air handling unit (AHU) of the building, and inlet and outlet temperatures of the heat pumps. do.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 운전 시간을 결정하는 단계는 상기 상관 관계를 이용하여, 상기 냉난방 부하와 전력 비용 테이블에 따른 상기 히트 펌프들의 심야 운전 시간과 주간 운전 시간을 결정하는 단계를 포함한다.According to another embodiment, the determining of the operating hours includes determining late-night operating hours and daytime operating hours of the heat pumps according to the cooling/heating load and the power cost table using the correlation.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 운전 정보는 상기 히트 펌프들의 입수 온도 및 출수 온도, AHU에서 사용된 열량, 상기 히트 펌프들의 전력 소비량을 포함한다.According to another embodiment, the operation information includes inlet and outlet temperatures of the heat pumps, heat used in the AHU, and power consumption of the heat pumps.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 히트 펌프들의 운용 스케줄을 생성하는 단계는 상기 히트 펌프들의 심야 운전 시간과 주간 운전 시간에 기반하여 상기 축열조에 저장되는 열 용량을 결정하는 단계를 포함한다.According to another embodiment, the generating of the operation schedule of the heat pumps includes determining the amount of heat stored in the heat storage tank based on a late night operating time and a daytime operating time of the heat pumps.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, BEMS에 기반하여, 건물에 병렬로 설치되는 히트 펌프들의 운용 스케줄을 결정하기 위한 히트 펌프 스케줄링 장치는, 상기 BEMS로부터 운전 정보를 수신하는 운전 정보 수신부, 상기 운전 정보에 기반하여 상기 히트 펌프들을 적어도 하나의 히트 펌프 그룹으로 분류하고, 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 순서에 관련된 제어 방식을 결정하는 그룹 별 제어 방식 결정부, 상기 운전 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 시간을 결정하는 운전 시간 결정부, 및 상기 제어 방식과 상기 운전 시간에 기반하여 상기 히트 펌프들의 운전 스케줄을 생성하는 스케줄링 생성부를 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, a heat pump scheduling apparatus for determining an operation schedule of heat pumps installed in parallel in a building based on a BEMS includes a driving information receiving unit receiving driving information from the BEMS, the driving information a control method determining unit for each group that classifies the heat pumps into at least one heat pump group based on and determines a control method related to an operation sequence of the at least one heat pump group; and an operating time determination unit configured to determine operating hours of the heat pump group of the group, and a scheduling generator configured to generate operating schedules of the heat pumps based on the control method and the operating time.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 그룹 별 제어 방식 결정부는 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에 대응되는 COP를 결정하고, 상기 COP에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 동작 우선 순위를 결정하고, 상기 동작 우선 순위에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에서 히트 펌프 생산 열량에 따른 전력 부하 구간을 결정하고, 상기 전력 부하 구간에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹이 상기 동작 우선 순위의 순서로 순차적으로 동작하는 방식을 제어 방식으로 결정한다.According to another embodiment, the control method determination unit for each group determines a COP corresponding to each of the at least one heat pump group, and determines an operation priority of the at least one heat pump group based on the COP, Based on the operation priority order, a power load section according to the amount of heat produced by the heat pump is determined in each of the at least one heat pump group, and based on the power load section, the at least one heat pump group is selected in the order of operation priority. The sequential operation method is determined as the control method.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 운전 시간을 결정부는 인공 신경망을 이용하여, 상기 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 부하를 결정하고, 선형 회귀를 이용하여 상기 히트 펌프들에서, 축열조에 저장된 열용량과 상기 히트 펌프들에 관한 COP의 상관 관계를 결정하고, 상기 냉난방 부하와 상기 상관 관계를 이용하여, 상기 적어도 하나의 히트 펌프의 운전 시간을 결정한다.According to another embodiment, the operation time determining unit determines the cooling and heating loads produced by the heat pumps using an artificial neural network, and determines the heat capacity stored in the heat storage tank and the heat pump in the heat pumps using linear regression. A correlation of the COP with respect to the heat pump is determined, and an operating time of the at least one heat pump is determined using the correlation with the cooling/heating load.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 인공 신경망은 제1 시간에서 상기 건물의 외기 정보와 공급 열량으로부터, 상기 제1 시간 이후의 제2 시간에서 상기 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 부하의 상관 관계를 학습한 신경망을 포함한다.According to another embodiment, the artificial neural network is a neural network that has learned a correlation between the cooling and heating loads produced by the heat pumps at a second time after the first time from the outside air information of the building and the amount of heat supplied at the first time. includes

본 발명의 다양한 각각의 측면들 및 특징들은 첨부된 청구항들에서 정의된다. 종속 청구항들의 특징들의 조합들(combinations)은, 단지 청구항들에서 명시적으로 제시되는 것뿐만 아니라, 적절하게 독립항들의 특징들과 조합될 수 있다.Each of the various aspects and features of the invention are defined in the appended claims. Combinations of features of the dependent claims may be combined with features of the independent claims as appropriate, not just those explicitly set forth in the claims.

또한, 본 개시에 기술된 임의의 하나의 실시 예(any one embodiment) 중 선택된 하나 이상의 특징들은 본 개시에 기술된 임의의 다른 실시 예 중 선택된 하나 이상의 특징들과 조합될 수 있으며, 이러한 특징들의 대안적인 조합이 본 개시에 논의된 하나 이상의 기술적 문제를 적어도 부분적으로 경감시키거나, 본 개시로부터 통상의 기술자에 의해 식별될 수 있는(discernable) 기술적 문제를 적어도 부분적으로 경감시키고, 나아가 실시 예의 특징들(embodiment features)의 이렇게 형성된 특정한 조합(combination) 또는 순열(permutation)이 통상의 기술자에 의해 양립 불가능한(incompatible) 것으로 이해되지만 않는다면, 그 조합은 가능하다.In addition, one or more selected features of any one embodiment described in this disclosure may be combined with one or more selected features of any other embodiment described in this disclosure, and alternatives of such features The combination of the present disclosure at least partially alleviates one or more technical problems discussed in the present disclosure, or at least partially alleviates the technical problems discernable by a person skilled in the art from the present disclosure, and further features of the embodiments ( A particular combination or permutation so formed of embodiment features is possible, provided that it is not understood by a person skilled in the art to be incompatible.

본 개시에 기술된 임의의 예시 구현(any described example implementation)에 있어서 둘 이상의 물리적으로 별개의 구성 요소들은 대안적으로, 그 통합이 가능하다면 단일 구성 요소로 통합될 수도 있으며, 그렇게 형성된 단일한 구성 요소에 의해 동일한 기능이 수행된다면, 그 통합은 가능하다. 반대로, 본 개시에 기술된 임의의 실시 예(any embodiment)의 단일한 구성 요소는 대안적으로, 적절한 경우, 동일한 기능을 달성하는 둘 이상의 별개의 구성 요소들로 구현될 수도 있다.In any described example implementation, two or more physically separate components may alternatively be integrated into a single component, where such integration is possible, and a single component so formed If the same function is performed by , the integration is possible. Conversely, a single component in any embodiment described in this disclosure may alternatively be implemented as two or more separate components that achieve the same function, where appropriate.

본 발명의 특정 실시 예들(certain embodiments)의 목적은 종래 기술과 관련된 문제점 및/또는 단점들 중 적어도 하나를, 적어도 부분적으로, 해결, 완화 또는 제거하는 것에 있다. 특정 실시 예들(certain embodiments)은 후술하는 장점들 중 적어도 하나를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of certain embodiments of the present invention to address, mitigate, or eliminate, at least in part, at least one of the problems and/or disadvantages associated with the prior art. Certain embodiments aim to provide at least one of the advantages described below.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 BEMS에 기반하여 히트 펌프들의 운용 스케줄을 결정함으로써, 건물 에너지 관리의 효율을 증가시킬 수 있게 한다.An apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure may increase the efficiency of building energy management by determining an operation schedule of heat pumps based on BEMS.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 BEMS에 기반하여 히트 펌프들의 제어 방식을 결정함으로써, 히트 펌프의 효율적인 그룹 별 냉난방 운전 모드를 결정할 수 있게 한다.Also, the apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure determine an efficient cooling/heating operation mode for each heat pump group by determining a control method of the heat pumps based on the BEMS.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 인공 신경망을 이용하여 히트 펌프들의 운용 스케줄을 결정함으로써, 미래 시점의 냉난방 열량을 예측할 수 있게 한다.In addition, the apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure determine the operation schedule of the heat pumps using an artificial neural network, thereby predicting the amount of heat for cooling and heating at a future point in time.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 인공 신경망을 이용하여 히트 펌프들의 운용 스케줄을 결정함으로써, 축열조의 저장 용량을 결정할 수 있게 한다.In addition, an apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure may determine the storage capacity of a heat storage tank by determining an operation schedule of heat pumps using an artificial neural network.

또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은 인공 신경망을 이용하여 히트 펌프들의 운용 스케줄을 결정함으로써, 건물의 에너지 비용을 감소시킬 수 있게 한다.Also, an apparatus and method according to various embodiments of the present disclosure may reduce energy costs of a building by determining an operation schedule of heat pumps using an artificial neural network.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects obtainable in the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the description below. will be.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서, 히트 펌프 스케줄링 장치의 구성을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서, 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법에 관한 모식도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서, 히트 펌프 그룹 별의 제어 방식을 결정하는 방법에 관한 그래프와 결정 결과에 관한 표의 일 예를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서, 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법에 관한 흐름도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서, 히트 펌프 스케줄링 장치가 그룹 별 제어 방식을 결정하는 방법에 관한 흐름도를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서, 히트 펌프 스케줄링 장치가 운전 시간을 결정하는 방법에 관한 흐름도를 도시한다.
1 illustrates a system for determining a heat pump operation schedule according to various embodiments of the present disclosure.
2 illustrates a configuration of a heat pump scheduling device in a heat pump operation schedule determination system according to various embodiments of the present disclosure.
3 is a schematic diagram illustrating an operating method of a heat pump scheduling device in a heat pump operation schedule determination system according to various embodiments of the present disclosure.
4 illustrates an example of a graph related to a method of determining a control method for each heat pump group and a table related to a result of the determination in the system for determining a heat pump operation schedule according to various embodiments of the present disclosure.
5 is a flowchart illustrating an operating method of a heat pump scheduling device in a heat pump operation schedule determination system according to various embodiments of the present disclosure.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a method for determining a control method for each group by a heat pump scheduling device in the heat pump operation schedule determination system according to various embodiments of the present disclosure.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for determining an operating time by a heat pump scheduling apparatus in a heat pump operation schedule determination system according to various embodiments of the present disclosure.

본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.Terms used in the present disclosure are only used to describe a specific embodiment, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art described in this disclosure. Among the terms used in the present disclosure, terms defined in general dictionaries may be interpreted as having the same or similar meanings as those in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present disclosure, ideal or excessively formal meanings. not be interpreted as In some cases, even terms defined in the present disclosure cannot be interpreted to exclude embodiments of the present disclosure.

이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.In various embodiments of the present disclosure described below, a hardware access method is described as an example. However, since various embodiments of the present disclosure include technology using both hardware and software, various embodiments of the present disclosure do not exclude software-based access methods.

이하 본 개시는, BEMS(building energy management system)에 기반하여 히트 펌프 운용 스케줄을 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서 히트 펌프 그룹들의 동작을 제어하는 방법과 운전 시간을 결정하여 건물 에너지 효율을 증가시키기 위한 기술을 설명한다.Hereinafter, the present disclosure relates to an apparatus and method for determining a heat pump operation schedule based on a building energy management system (BEMS). Specifically, the present disclosure describes a method for controlling the operation of heat pump groups in a heat pump operation schedule determination system and a technique for increasing building energy efficiency by determining an operation time.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나 본 개시의 기술적 사상은 다양한 형태로 변형되어 구현될 수 있으므로 본 명세서에서 설명하는 실시예들로 제한되지 않는다. 본 명세서에 개시된 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술을 구체적으로 설명하는 것이 본 개시의 기술적 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 공지 기술에 대한 구체적인 설명을 생략한다. 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present disclosure with reference to the accompanying drawings. However, since the technical spirit of the present disclosure may be implemented in various forms, it is not limited to the embodiments described herein. In describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the technical idea of the present disclosure, a detailed description of the known technology will be omitted. The same or similar components are assigned the same reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted.

본 명세서에서 어떤 요소가 다른 요소와 "연결"되어 있다고 기술될 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 요소를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 어떤 요소가 다른 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 요소 외에 또 다른 요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In this specification, when an element is described as being “connected” to another element, this includes not only the case of being “directly connected” but also the case of being “indirectly connected” with another element intervening therebetween. When an element "includes" another element, this means that it may further include another element without excluding another element in addition to the other element unless otherwise stated.

일부 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 설명될 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는 특정 기능을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록이 수행하는 기능은 복수의 기능 블록에 의해 수행되거나, 본 개시에서 복수의 기능 블록이 수행하는 기능들은 하나의 기능 블록에 의해 수행될 수도 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다.Some embodiments may be described as functional block structures and various processing steps. Some or all of these functional blocks may be implemented with any number of hardware and/or software components that perform a particular function. For example, functional blocks of the present disclosure may be implemented by one or more microprocessors or circuit configurations for a predetermined function. The functional blocks of this disclosure may be implemented in a variety of programming or scripting languages. The functional blocks of this disclosure may be implemented as an algorithm running on one or more processors. The functions performed by the function blocks of the present disclosure may be performed by a plurality of function blocks, or the functions performed by the plurality of function blocks in the present disclosure may be performed by one function block. In addition, the present disclosure may employ prior art for electronic environment setting, signal processing, and/or data processing.

또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용되었으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다. In addition, in the present disclosure, the expression of more than or less than is used to determine whether a specific condition is satisfied or fulfilled, but this is only a description to express an example and excludes more or less description. It's not about doing it. Conditions described as 'above' may be replaced with 'exceeds', conditions described as 'below' may be replaced with 'below', and conditions described as 'above and below' may be replaced with 'above and below'.

이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치는 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 프로세서는 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작을 제어할 수 있다.'...' is used below. wealth', '… A term such as 'group' refers to a unit that processes at least one function or operation, and may be implemented as hardware, software, or a combination of hardware and software. The heat pump scheduling device may include at least one processor, and the at least one processor may control an operation of the heat pump scheduling device.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템(100)을 도시한다. 1 illustrates a heat pump operation schedule determination system 100 according to various embodiments of the present disclosure.

도 1을 참고하면, 히트 펌프 운용 스케줄링 결정 시스템(100)은 건물(110), BEMS(120), 및 히트 펌프 스케줄링 장치(130)를 포함한다. 여기서, 히트 펌프 운용 스케줄링 결정 시스템(100)에 포함된 구성 요소는 일 실시 예에 따른 것으로서, 도 1에 도시된 모든 블록이 필수 구성 요소는 아니며, 다른 실시 예에서 히트 펌프 운용 스케줄링 결정 시스템에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a heat pump operation scheduling determination system 100 includes a building 110 , a BEMS 120 , and a heat pump scheduling device 130 . Here, the components included in the heat pump operation scheduling determination system 100 are according to an embodiment, and all the blocks shown in FIG. 1 are not essential components, and are included in the heat pump operation scheduling determination system in another embodiment. Some blocks may be added, changed or deleted.

건물(110)은 에너지 냉난방 시스템을 갖춘 건축 구조물을 지시한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 건물(110)은 BEMS(120)와 연결되어 에너지 사용 정보를 상호간에 송수신 할 수 있다. 또한, 건물(110)은 건물 내부의 냉난방을 위하여 히트 펌프를 구비할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 건물(110)은 복수의 히트 펌프들이 병렬로 설치된 구조로 설계될 수 있고, 병렬로 연결되는 히트 펌프들을 운용하여 건물 내부의 선택적인 냉난방을 수행할 수 있다. 도 1은 건물(110)이 하나의 건축 구조물인 경우를 예시하지만, 건물(110)은 이에 한정되지 않고 복수의 건물을 포함하는 건물 군일 수 있다.Building 110 refers to a building structure equipped with an energy heating and cooling system. According to an embodiment of the present disclosure, the building 110 is connected to the BEMS 120 to transmit and receive energy usage information to and from each other. In addition, the building 110 may include a heat pump for cooling and heating the inside of the building. According to an embodiment of the present disclosure, the building 110 may be designed with a structure in which a plurality of heat pumps are installed in parallel, and selective cooling and heating of the inside of the building may be performed by operating the heat pumps connected in parallel. 1 illustrates a case where the building 110 is one building structure, the building 110 is not limited thereto and may be a building group including a plurality of buildings.

BEMS(120)는 전기, 공조, 방범 방재와 같은 건축 설비를 관리하는 시스템을 지시한다. BEMS(120)는 건물(110)에 대해 효율적인 에너지 이용이 가능하게 하고 쾌적하고, 기능적인 업무환경을 효율적으로 유지 및 관리하기 위한 관리 경영 시스템을 지시할 수 있다. BEMS(120)는 건물(110) 전체의 에너지 관리를 위하여 전기, 수도, 가스 등의 전체 에너지와 관련된 정보를 파악하고, 소비 에너지 사용 실적에 따라 전기 또는 기계 설비 등의 시스템을 최적 성능 운전(tuning)하기 위해 실시간 제어할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, BEMS(120)는 건물 상태에 기반하여, 히트 펌프의 냉난방을 위한 운전 정보를 생성할 수 있다. 또한, BEMS(120)는 생성된 운전 정보를 데이터베이스에 저장하거나, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)에 송신할 수 있다. BEMS(120)는 히트 펌프 스케줄링 장치(130)와 연동하여 건물에 설치된 히트 펌프의 동작을 제어할 수 있다. BEMS (120) indicates a system that manages building facilities such as electricity, air conditioning, crime prevention and disaster prevention. The BEMS 120 may instruct a management management system for enabling efficient energy use in the building 110 and efficiently maintaining and managing a pleasant and functional work environment. The BEMS 120 identifies information related to total energy such as electricity, water, and gas for energy management of the entire building 110, and optimizes performance of systems such as electrical or mechanical facilities according to the performance of consumed energy. ) can be controlled in real time. According to an embodiment of the present disclosure, the BEMS 120 may generate operation information for cooling and heating of the heat pump based on a building state. Also, the BEMS 120 may store the generated operation information in a database or transmit it to the heat pump scheduling device 130 . The BEMS 120 may control the operation of a heat pump installed in a building in association with the heat pump scheduling device 130 .

히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 BEMS(120)에 기반하여 히트 펌프의 운용 스케줄을 결정하는 기능을 수행한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 BEMS(120)로부터 건물 상태에 관한 운전 정보를 수신하고, 운전 정보에 기반하여 히트 펌프들의 제어 방식과 운전 시간을 결정할 수 있다. 또한, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 결정된 제어 방식과 운전 시간에 따라 히트 펌프의 운용 스케줄을 생성하고, 히트 펌프 운용 스케줄에 따른 에너지 절감 내용을 확인할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)의 동작에 관한 상세한 내용은 도 2에 설명 된다. The heat pump scheduling device 130 determines an operation schedule of the heat pump based on the BEMS 120 . The heat pump scheduling device 130 may receive operation information on building conditions from the BEMS 120 and determine a control method and operation time of the heat pumps based on the operation information. Also, the heat pump scheduling device 130 may generate a heat pump operation schedule according to the determined control method and operation time, and check energy saving according to the heat pump operation schedule. Details of the operation of the heat pump scheduling device 130 are described in FIG. 2 .

도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)의 구성(200)을 도시한다.FIG. 2 illustrates a configuration 200 of a heat pump scheduling device 130 in a heat pump operation schedule determination system according to various embodiments of the present disclosure.

도 2를 참고하면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 건물 내부에 병렬로 연결되는 히트 펌프들의 운용을 계획을 결정하기 위한 장치를 지시한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 BEMS로부터 히트 펌프의 건물 상태에 관련된 운전 정보를 수신하고, 운전 정보에 기반하여 히트 펌프들의 운용 방식을 결정할 수 있다. Referring to FIG. 2 , the heat pump scheduling device 130 indicates a device for determining an operation plan of heat pumps connected in parallel inside a building. The heat pump scheduling device 130 may receive operation information related to building conditions of the heat pumps from the BEMS, and determine an operation method of the heat pumps based on the operation information.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 복수의 히트 펌프들을 소정의 조건에 따라 적어도 하나의 히트 펌프 그룹으로 분류할 수 있다. 또한, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 단위로, 각각의 동작 우선 순위와 동작을 위한 전력 부하 구간을 설정하여 히트 펌프 그룹의 제어 방식을 결정할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 정보를 바탕으로 인공 신경망을 이용한 기계 학습 모델을 생성할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 기계 학습 모델을 이용하여 히트 펌프의 주간 운전 시간, 심야 운전 시간을 결정할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프 그룹 별 제어 방식과 운전 시간을 이용하여 히트 펌프 냉난방 시스템의 에너지를 절감시키기 위한 운영 스케줄을 결정할 수 있고, 운용 스케줄에 따라 예상되는 에너지 절감량 및 비용을 계산할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 정보 수신부(131), 그룹 별 제어 방식 결정부(132), 운전 시간 결정부(133), 및 스케줄링 생성부(134)를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the heat pump scheduling device 130 may classify a plurality of heat pumps into at least one heat pump group according to a predetermined condition. In addition, the heat pump scheduling device 130 may determine a control method of the heat pump group by setting operation priorities and power load sections for each operation in units of at least one heat pump group. According to an embodiment of the present disclosure, the heat pump scheduling device 130 may generate a machine learning model using an artificial neural network based on operation information. The heat pump scheduling device 130 may determine the daytime operation time and the late-night operation time of the heat pump by using a machine learning model. The heat pump scheduling device 130 may determine an operating schedule for saving energy in the heat pump cooling and heating system using a control method and operating time for each heat pump group, and may calculate an expected energy saving amount and cost according to the operating schedule. there is. The heat pump scheduling device 130 may include an operation information reception unit 131 , a control method determination unit 132 for each group, an operation time determination unit 133 , and a scheduling generation unit 134 .

운전 정보 수신부(131)는 BEMS로부터 운전 정보를 수신하는 기능을 수행한다. 운전 정보 수신부(131)는 BEMS로부터 히트 펌프의 냉난방 운전 데이터를 포함하는 운전 정보를 수신할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 운전 정보는 히트 펌프들의 온 시간 및 오프 시간, 히트 펌프들의 입수 온도 및 출수 온도, 히트 펌프들의 전력 소비량 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 운전 정보는 건물의 외기 정보, 건물의 공기조화기(air handling unit, AHU) 내부의 코일 공급 온도 및 환수 온도 중 적어도 하나의 정보를 더 포함할 수 있다.The driving information receiving unit 131 performs a function of receiving driving information from the BEMS. The operation information receiving unit 131 may receive operation information including cooling and heating operation data of the heat pump from the BEMS. According to an embodiment of the present disclosure, the operation information may include information on at least one of on time and off time of the heat pumps, inlet and outlet temperatures of the heat pumps, and power consumption of the heat pumps. According to an embodiment of the present disclosure, the operation information may further include information on at least one of outside air information of the building, supply temperature of a coil inside an air handling unit (AHU) of the building, and water return temperature.

그룹 별 제어 방식 결정부(132)는 운전 정보에 기반하여 히트 펌프들을 히트 펌프 그룹으로 분류하고, 그룹 별 히트 펌프의 제어 방식을 결정하는 기능을 수행한다. 그룹 별 제어 방식 결정부(132)는 운전 정보에 기반하여 히트 펌프들을 적어도 하나의 히트 펌프 그룹으로 분류하고, 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 순서에 관련된 제어 방식을 결정할 수 있다. The control method determining unit 132 for each group classifies heat pumps into heat pump groups based on operation information and determines a control method for each heat pump in each group. The control method determination unit 132 for each group may classify the heat pumps into at least one heat pump group based on the operation information and determine a control method related to an operation sequence of the at least one heat pump group.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 그룹 별 제어 방식 결정부(132)는 히트 펌프의 효율을 지시하는 COP(coefficient of performance)에 기반하여, 히트 펌프 그룹 별로 효율이 높은 순서대로 동작 우선 순위를 결정할 수 있다. 이후, 그룹 별 제어 방식 결정부(132)는 동작 우선 순위를 고려하여, 히트 펌프 그룹 각각에서 생산 열량에 따른 전력 부하 구간을 결정할 수 있다. 이후, 그룹 별 제어 방식 결정부(132)는 동작 우선 순위와 전력 부하 구간에 기반하여, 히트 펌프 그룹들의 운전 순서에 관련된 제어 방식을 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the control method determining unit 132 for each group determines operation priorities in the order of highest efficiency for each heat pump group based on a coefficient of performance (COP) indicating the efficiency of the heat pump. can Thereafter, the control method determination unit 132 for each group may determine a power load section according to the amount of heat produced in each heat pump group in consideration of the operation priority. Thereafter, the control method determination unit 132 for each group may determine a control method related to the operation order of the heat pump groups based on the operation priority and the power load period.

운전 시간 결정부(133)는 히트 펌프가 운용되는 시간을 결정하는 기능을 수행한다. 운전 시간 결정부(133)는 운전 정보에 기반하여 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각의 운전 시간을 결정할 수 있다. The operating time determining unit 133 determines the operating time of the heat pump. The operation time determination unit 133 may determine the operation time of each of the at least one heat pump group based on the operation information.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 운전 시간 결정부(133)는 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 필요 열량을 예측할 수 있다. 운전 시간 결정부(133)는 인공 신경망을 이용한 기계 학습 모델을 통해, 미래 시점에서 냉난방 부하 요구량을 결정할 수 있다. 또한, 운전 시간 결정부(133)는 히트 펌프의 운전 비용을 최소화하기 위한 운전 시간을 결정할 수 있다. 운전 시간 결정부(133)는 축열조에 저장된 열 용량과 히트 펌프의 COP의 상관 관계를 선형 회귀(nonlinear regression) 방법으로 결정하고, 결정된 상관 관계를 이용하여 냉난방 부하와 전력 비용 테이블에 따른 히트 펌프들의 심야 운전 시간과 주간 운전 시간을 결정할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the operating time determination unit 133 may predict the amount of heat required for cooling and heating produced by the heat pumps. The driving time determination unit 133 may determine a cooling/heating load demand at a future point in time through a machine learning model using an artificial neural network. Also, the operating time determining unit 133 may determine an operating time for minimizing an operating cost of the heat pump. The operating time determination unit 133 determines the correlation between the heat capacity stored in the heat storage tank and the COP of the heat pump by a nonlinear regression method, and uses the determined correlation to determine the ratio of the heat pumps according to the cooling/heating load and the power cost table. You can decide between late-night driving hours and daytime driving hours.

스케줄링 생성부(134)는 히트 펌프들의 동작 스케줄을 결정하는 기능을 수행한다. 스케줄링 생성부(134)는 결정된 히트 펌프 그룹 별 제어 방식을 이용하여 결정된 운전 시간에서 히트 펌프들이 동작하도록 스케줄링을 결정할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스케줄링 생성부(134)는 스케줄을 결정하는 과정에서 상관 관계와 냉난방 부하를 이용하여 축열조 저장되는 열 용량을 결정하고, 히트 펌프 그룹 별 스케줄을 결정할 수 있다. 그에 따라 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 시뮬레이션 모델을 통해 대상이 되는 건물의 에너지 사용과 비용을 절감할 수 있다.The scheduling generating unit 134 performs a function of determining operation schedules of heat pumps. The scheduling generating unit 134 may determine scheduling so that the heat pumps operate at the determined operation time using the determined control method for each heat pump group. According to an embodiment of the present disclosure, in the process of determining the schedule, the scheduling generator 134 may determine the heat capacity stored in the heat storage tank using the correlation and the cooling/heating load, and may determine the schedule for each heat pump group. Accordingly, the heat pump scheduling device 130 may reduce energy use and cost of a target building through a simulation model.

대부분의 건물은 병렬로 설치되는 히트 펌프들을 이용하여 냉난방을 제어한다. 보편적으로, 건물은 히트 펌프들이 병렬로 설치되고, 환수 온도에 따라 온/오프 운전 제어를 하는 방식을 이용하여 히트 펌프를 제어한다. 종래에 따르면, 건물은 운용자의 경험에 따른 규칙에 기반하여 운용되었으나, 규칙 기반의 운용 방식은 원치 않게 냉난방 에너지를 필요 이상으로 낭비하는 경우가 많았다. 본 개시에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 BEMS에 저장된 데이터에 기반하여 히트 펌프의 COP를 추정하는 모델을 통해 효율이 높은 히트 펌프가 우선적으로 운전되도록 제어한다. 또한, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 기계 학습을 통해 익일의 냉난방 열량을 정확도 높게 예측함으로써 비용이 저렴한 심야 전력을 이용하고, 축열조를 활용하여 효율적으로 냉난방이 수행될 수 있게 한다.Most buildings control heating and cooling using heat pumps installed in parallel. In general, in buildings, heat pumps are installed in parallel, and the heat pumps are controlled by using a method in which on/off operation is controlled according to a return water temperature. According to the prior art, buildings are operated based on rules based on the operator's experience, but the rule-based management method often undesirably wastes heating and cooling energy more than necessary. According to the present disclosure, the heat pump scheduling apparatus 130 controls a heat pump having high efficiency to be preferentially operated through a model for estimating a COP of the heat pump based on data stored in a BEMS. In addition, the heat pump scheduling device 130 predicts the amount of heating and cooling the next day with high accuracy through machine learning, so that low-cost late-night power is used and the heat storage tank is used to efficiently perform cooling and heating.

도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)의 동작 방법에 관한 모식도(300)를 도시한다.FIG. 3 illustrates a schematic diagram 300 of an operating method of a heat pump scheduling device 130 in a heat pump operation schedule determination system according to various embodiments of the present disclosure.

첫 번째 단계에서 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 정보를 수신한다(310). 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 BEMS로부터 운전 정보를 수신한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 BEMS로부터 히트 펌프의 냉난방 운전 데이터를 포함하는 운전 정보를 수신할 수 있다. BEMS로부터 히트 펌프의 냉난방 운전 정보는 히트 펌프들의 온 시간 및 오프 시간, 히트 펌프들의 입수 온도 및 출수 온도, 히트 펌프들의 전력 소비량, 건물의 외기 정보, 공기조화기(air handling unit, AHU) 내부의 운전 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, AHU 내부의 운전 정보는 내부의 코일 공급 온도 및 환수 온도를 포함할 수 있고, 건물의 외기 정보는 건물 외부 온도, 습도, 엔탈피 정보, 일사량의 정보 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In a first step, the heat pump scheduling device 130 receives operation information (310). The heat pump scheduling device 130 receives operation information from the BEMS. The heat pump scheduling device 130 may receive operation information including cooling and heating operation data of the heat pump from the BEMS. Heating and cooling operation information of the heat pumps from the BEMS is the on-time and off-time of the heat pumps, the inlet and outlet temperatures of the heat pumps, the power consumption of the heat pumps, the outside air information of the building, and the air handling unit (AHU) internal information. At least one of driving information may be included. According to an embodiment of the present disclosure, the operation information inside the AHU may include an internal coil supply temperature and water return temperature, and the outside air information of the building may include at least one of building external temperature, humidity, enthalpy information, and solar radiation information. can include

히트 펌프 시스템 내에 유량이 존재하는 경우, 운전 정보는 히트 펌프 시스템의 유량 정보를 더 포함할 수 있다. 여기서, 히트 펌프에서 사용된 냉난방 열량은 열역학 제1 법칙에 기반하여 결정될 수 있고, 유량 정보가 BEMS를 통해 저장되지 않을 경우 정유량으로 가정하여 결정될 수 있다.When the flow rate exists in the heat pump system, the operation information may further include flow rate information of the heat pump system. Here, the amount of heat for cooling and heating used in the heat pump may be determined based on the first law of thermodynamics, and may be determined assuming a constant flow amount when flow rate information is not stored through the BEMS.

또한, AHU 내에서 유량이 존재하는 경우, AHU 내부의 운전 정보는 AHU의 내부 코일의 유량 정보를 더 포함할 수 있다. 여기서, AHU에서 사용된 열량은 열역학 제1 법칙에 기반하여 결정될 수 있다.In addition, when the flow rate exists in the AHU, the driving information inside the AHU may further include flow rate information of an internal coil of the AHU. Here, the amount of heat used in the AHU may be determined based on the first law of thermodynamics.

두 번째 단계에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프 그룹 별 제어 방식을 결정한다(320). 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 정보에 기반하여 히트 펌프들을 적어도 하나의 히트 펌프 그룹으로 분류하고, 적어도 하나의 히트 펌프 그룹들의 동작 우선 순위를 결정하고(321), 히트 펌프 그룹 별 전력 부하 구간을 결정할 수 있다(323). 여기서, 운전 정보는 히트 펌프들의 온 시간 및 오프 시간, 히트 펌프들의 입수 온도 및 출수 온도, 히트 펌프들의 전력 소비량을 포함할 수 있다. In a second step, the heat pump scheduling device 130 determines a control method for each heat pump group (320). The heat pump scheduling device 130 classifies the heat pumps into at least one heat pump group based on the operation information, determines operation priorities of the at least one heat pump group (321), and power load section for each heat pump group. can be determined (323). Here, the operation information may include on and off times of the heat pumps, inlet and outlet temperatures of the heat pumps, and power consumption of the heat pumps.

히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 병렬로 연결되는 복수의 히트 펌프들을 적어도 하나의 히트 펌프 그룹으로 분류할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프의 입수 온도와 출수 온도의 데이터 값이 유사한 펌프를 하나의 그룹으로 결정할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 복수의 온도 구간들을 결정하고, 입수 온도가 제1 온도 구간 내에 포함되는 적어도 하나의 제1 히트 펌프를 결정하고, 적어도 하나의 제1 히트 펌프 중에서, 출수 온도가 동일한 온도 구간 내에 포함되는 적어도 하나의 제2 히트 펌프를 결정하고, 적어도 하나의 제2 히트 펌프를 하나의 히트 펌프 그룹으로 결정할 수 있다.The heat pump scheduling device 130 may classify a plurality of heat pumps connected in parallel into at least one heat pump group. The heat pump scheduling device 130 may determine, as one group, pumps having similar data values of inlet temperature and outlet temperature of the heat pumps. According to an embodiment of the present disclosure, the heat pump scheduling device 130 determines a plurality of temperature ranges, determines at least one first heat pump whose water temperature is included in the first temperature range, and determines at least one first heat pump. Among one heat pump, at least one second heat pump having an outlet temperature within the same temperature range may be determined, and at least one second heat pump may be determined as one heat pump group.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 분류된 히트 펌프 그룹에서, 히트 펌프의 COP를 이용하여 동작 우선 순위를 결정할 수 있다. 히트 펌프의 COP는 히트 펌프의 효율을 지시하는 정보로서, COP가 높을수록 히트 펌프의 효율이 좋다. 히트 펌프의 COP는 <수학식 1>과 같이 결정될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the heat pump scheduling apparatus 130 may determine an operation priority in the classified heat pump groups by using COPs of heat pumps. The COP of the heat pump is information indicating the efficiency of the heat pump, and the higher the COP, the better the efficiency of the heat pump. The COP of the heat pump may be determined as shown in Equation 1.

Figure 112021106626211-pat00001
Figure 112021106626211-pat00001

<수학식 1>을 참고하면, COP는 히트 펌프의 효율, Q는 히트 펌프에서 생산된 열랑, E는 히트 펌프에서 사용된 전력을 지시한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프 그룹 각각에서 COP를 결정하고, COP가 높은 그룹 순서로 동작 우선 순위를 결정할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 그룹 각각의 COP는 PLR(part load ratio)에 기반하여 결정될 수 있다. PLR은 펌프 정격 열량 대비 펌프 생산 열량을 지시하는 값으로서, 펌프 정격 열량을 펌프 생산 열량으로 나눈 값을 지시한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 PLR이 임계 값 이상인 히트 펌프들의 COP 중간 값을 각각의 히트 펌프 그룹의 COP로 결정할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 COP가 가장 높은 히트 펌프 그룹 순서로 동작 우선 순위를 결정할 수 있다.Referring to Equation 1, COP is the efficiency of the heat pump, Q is the heat produced by the heat pump, and E is the power used by the heat pump. The heat pump scheduling apparatus 130 may determine COPs in each heat pump group and prioritize operations in the order of groups having higher COPs. According to an embodiment of the present disclosure, the COP of each heat pump group may be determined based on a part load ratio (PLR). PLR is a value indicating the amount of heat produced by the pump against the rated heat amount of the pump, and indicates the value obtained by dividing the rated heat amount of the pump by the amount of heat produced by the pump. The heat pump scheduling apparatus 130 may determine a median COP value of heat pumps having a PLR equal to or greater than the threshold value as the COP of each heat pump group. The heat pump scheduling device 130 may determine operation priority in the order of heat pump groups having the highest COP.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 분류된 히트 펌프 그룹에서, 히트 펌프의 생산 열량에 기반하여 전력 부하 구간을 결정할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 PLR이 임계 값 이상인 히트 펌프들의 COP의 최대 값에 기반하여, 히트 펌프가 감당 가능한 전력 부하 구간을 결정할 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, the heat pump scheduling device 130 may determine a power load section based on the amount of heat produced by the heat pumps in the classified heat pump groups. The heat pump scheduling apparatus 130 may determine a power load section that the heat pump can handle based on the maximum COP values of heat pumps having a PLR equal to or greater than a threshold value.

히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 동작 우선 순위와 전력 부하 구간에 기반하여 히트 펌프의 운용을 제어할 수 있다. 즉, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 동작 우선 순위에 기반하여 1 순위의 히트 펌프 그룹이 동작하도록 제어하고, 전력 부하 구간이 결정됨에 따라 순차적인 순위의 히트 펌프 그룹이 추가로 동작하도록 제어할 수 있다.The heat pump scheduling device 130 may control operation of the heat pump based on operation priorities and power load intervals. That is, the heat pump scheduling device 130 may control the first heat pump group to operate based on the operation priority, and control the sequentially ranked heat pump groups to additionally operate as the power load section is determined. there is.

세 번째 단계에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 시간을 결정한다(340). 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 정보에 기반하여 냉난방 부하를 예측하고(341), 축열조에 저장된 열용량과 COP 사이의 상관 관계를 결정하고(343), 예측된 냉난방 부하와 상관 관계를 이용하여 히트 펌프 그룹 별 운전 시간을 결정할 수 있다(345). In a third step, the heat pump scheduling device 130 determines an operating time (340). The heat pump scheduling device 130 predicts the heating and cooling load based on the operation information (341), determines the correlation between the heat capacity stored in the heat storage tank and the COP (343), and uses the predicted heating and cooling load and the correlation to heat the heat. Operation time for each pump group may be determined (345).

히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 인공 신경망에 기반하여 미래 시점의 냉난방 부하를 예측한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 정보에 기반하여 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 필요 열량을 예측할 수 있다. 여기서, 운전 정보는 건물의 외기 정보, AHU 내부의 코일 공급 온도 및 환수 온도, 히트 펌프들의 입수 온도 및 출수 온도를 포함할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 인공 신경망을 이용한 기계 학습 모델을 통해, 미래 시점에서 냉난방 부하 요구량을 결정할 수 있다. 인공 신경망은 외기 정보와 공급 열량 정보를 입력 받고, 익일에 필요한 냉난방 부하를 출력할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 인공 신경망은 제1 시간에서 건물의 외기 정보와 공급 열량으로부터, 제1 시간 이후의 제2 시간에서 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 부하의 상관 관계를 학습한 신경망을 포함할 수 있다. 인공 신경망이 생성하는 기계 학습 모델의 입력 변수는 외기 정보와 공급 열량을 포함하고, 출력 변수는 히트 펌프에서 생산되는 냉난방 부하를 포함할 수 있다. 여기서, 공급 열량은 AHU 내부의 코일 공급 온도 및 환수 온도에 열역학 제1 법칙을 적용하여 연산되는 열량 값을 지시한다. 또한, 냉난방 부하는 히트 펌프의 입수 온도 및 출수 온도에 열역학 제1 법칙을 적용하여 연산되는 부하 값을 지시한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프 그룹의 동작 제어 방식의 결정에 냉난방 부하를 고려할 수 있다. The heat pump scheduling device 130 predicts a cooling/heating load at a future time point based on an artificial neural network. The heat pump scheduling device 130 may predict the amount of heat required for cooling and heating produced by the heat pumps based on the operation information. Here, the operation information may include outside air information of the building, supply temperature and return temperature of the coil inside the AHU, and inlet and outlet temperatures of the heat pumps. The heat pump scheduling device 130 may determine the cooling/heating load demand at a future point in time through a machine learning model using an artificial neural network. The artificial neural network can receive outside air information and heat supply information, and output the cooling and heating load required for the next day. According to an embodiment of the present disclosure, the artificial neural network includes a neural network that has learned a correlation between air conditioning and heating loads produced by heat pumps at a second time after the first time, from outside air information of a building and heat supply at a first time. can do. The input variables of the machine learning model generated by the artificial neural network may include outside air information and the amount of heat supplied, and the output variables may include the heating and cooling load generated by the heat pump. Here, the supply heat amount indicates a heat amount value calculated by applying the first law of thermodynamics to the coil supply temperature and return temperature inside the AHU. In addition, the cooling and heating load indicates a load value calculated by applying the first law of thermodynamics to the inlet and outlet temperatures of the heat pump. The heat pump scheduling device 130 may consider heating and cooling loads when determining an operation control method of a heat pump group.

히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 선형 회귀 방식을 이용하여 축열조에 저장된 열용량과 히트 펌프 전체의 COP의 상관 관계를 결정한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 BEMS로부터 수신한 운전 정보에 기반하여 열용량과 COP의 상관 관계를 결정할 수 있다. 여기서, 운전 정보는 히트 펌프들의 입수 온도 및 출수 온도, AHU에서 사용된 열량, 히트 펌프들의 전력 소비량을 포함할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 축열조를 사용하는 심야 운전의 COP를 추정한다. 축열조에 저장된 열용량이 커질수록 열원에서 사용하는 에너지 효율이 감소한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프에서 생성되는 열량과 건물에서 사용된 열량의 차이에 기반하여 축열조에 저장된 열 용량을 결정한다. 이후, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 선형 회귀 방식을 이용하여 축열조에 저장된 열용량과 히트 펌프 전체의 COP 사이의 상관 관계를 결정할 수 있다. The heat pump scheduling device 130 determines a correlation between the heat capacity stored in the heat storage tank and the COP of the entire heat pump by using a linear regression method. The heat pump scheduling device 130 may determine a correlation between heat capacity and COP based on operation information received from the BEMS. Here, the operation information may include inlet and outlet temperatures of the heat pumps, heat used in the AHU, and power consumption of the heat pumps. The heat pump scheduling device 130 estimates COP of late-night driving using a heat storage tank. As the heat capacity stored in the heat storage tank increases, the energy efficiency used by the heat source decreases. The heat pump scheduling device 130 determines the heat capacity stored in the heat storage tank based on the difference between the amount of heat generated by the heat pump and the amount of heat used in the building. Then, the heat pump scheduling device 130 may determine a correlation between the heat capacity stored in the heat storage tank and the overall COP of the heat pump by using a linear regression method.

히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프 그룹 별 운전 시간을 결정할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 상관 관계를 이용하여, 난방 부하와 전력 비용 테이블에 따른 히트 펌프들의 심야 운전 시간과 주간 운전 시간을 결정할 수 있다. 여기서, 전력 비용 테이블은 시간 별로 미리 결정된 전력 단가를 지시하는 테이블을 포함할 수 있다. 즉, 히트 펌프 스케줄링 장치는 히트 펌프들의 운용 비용을 감소시키기 위하여 심야 운전 시간과 주간 운전 시간을 탐색할 수 있다. 그에 따라, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 정보에 기반하여 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각의 운전 시간을 결정할 수 있다. The heat pump scheduling device 130 may determine an operating time for each heat pump group. The heat pump scheduling apparatus 130 may determine late-night operation time and daytime operation time of the heat pumps according to the heating load and power cost table by using the correlation. Here, the power cost table may include a table indicating a predetermined power unit price per time. That is, the heat pump scheduling apparatus may search the late-night operation time and the daytime operation time in order to reduce the operating cost of the heat pumps. Accordingly, the heat pump scheduling device 130 may determine an operating time of each of the at least one heat pump group based on the operating information.

네 번째 단계에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프들의 운용 스케줄을 생성한다(350). 히트 펌프 스케줄링 장치는 제어 방식과 운전 시간에 기반하여 히트 펌프들의 운용 스케줄을 생성할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 심야 운전 시간과 주간 운전 시간을 탐색하여 비용이 최소가되도록 축열조 저장되는 열 용량을 결정할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 결정된 히트 펌프 그룹 별 제어 방식을 이용하여 히트 펌프가 결정된 운전 시간에 동작하도록 스케줄링을 수행할 수 있다.In a fourth step, the heat pump scheduling device 130 generates an operation schedule of the heat pumps (350). The heat pump scheduling apparatus may generate an operation schedule of the heat pumps based on a control method and operation time. The heat pump scheduling device 130 may determine the amount of heat stored in the heat storage tank to minimize cost by searching for late-night operation time and daytime operation time. The heat pump scheduling apparatus 130 may perform scheduling so that the heat pump operates at the determined operation time using the determined control method for each heat pump group.

도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서, 히트 펌프 그룹 별의 제어 방식을 결정하는 방법에 관한 그래프(410)와 결정 결과에 관한 표(460)의 일 예(400)를 도시한다.FIG. 4 is an example 400 of a graph 410 of a method of determining a control method for each heat pump group and a table 460 of the determination result in the system for determining a heat pump operation schedule according to various embodiments of the present disclosure. ) is shown.

그래프(410)는 각각의 히트 펌프 그룹의 COP를 예시한다. 그래프(410)의 가로 축은 PLR(part load ratio)을 지시하고, 세로 축은 COP를 지시한다. Graph 410 illustrates the COP of each group of heat pumps. The horizontal axis of the graph 410 indicates part load ratio (PLR), and the vertical axis indicates COP.

히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 PLR이 임계 값 이상인 히트 펌프들의 COP 중간 값을 각각의 히트 펌프 그룹의 COP로 결정하고, COP가 가장 높은 히트 펌프 그룹 순서로 동작 우선 순위를 결정할 수 있다. 도 4를 참고하면, 제1 히트 펌프 그룹(A), 제2 히트 펌프 그룹(B), 제3 히트 펌프 그룹(C)에서, PLR과 COP의 관계가 도시 된다. 펌프 정격 열량 대비 펌프 생산 열량이 증가할수록 펌프 생산의 효율이 좋아지므로, 그래프(410)와 같이 PLR이 증가할수록 COP가 증가한다. 여기서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프 그룹의 COP가 가장 높은 순서로 동작 우선 순위를 결정할 수 있다. 그래프(410)를 참고하면, 동작 우선 순위는 제1 히트 펌프 그룹(A), 제2 히트 펌프 그룹(B), 제3 히트 펌프 그룹(C)의 순서로 결정될 수 있다.The heat pump scheduling apparatus 130 may determine a median COP value of heat pumps having a PLR equal to or greater than the threshold value as the COP of each heat pump group, and determine operational priorities in the order of the heat pump group having the highest COP. Referring to FIG. 4 , the relationship between the PLR and the COP in the first heat pump group (A), the second heat pump group (B), and the third heat pump group (C) is shown. Since the efficiency of pump production improves as the amount of heat produced by the pump relative to the rated heat amount of the pump increases, the COP increases as the PLR increases, as shown in graph 410. Here, the heat pump scheduling device 130 may determine operation priorities in the order of the highest COP of the heat pump group. Referring to the graph 410, the operation priority may be determined in the order of the first heat pump group (A), the second heat pump group (B), and the third heat pump group (C).

또한, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 PLR이 임계 값 이상인 히트 펌프들의 COP의 최대 값에 기반하여, 히트 펌프가 감당 가능한 전력 부하 구간을 결정할 수 있다. 즉, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 동작 우선 순위에 따른 전력 부하 구간들을 결정할 수 있다. 결정 결과에 관한 표(460)를 참고하면, 동작 우선 순위가 A, B, C 순서로 결정되고, COP의 최대 값에 기반하여 전력 부하 구간이 결정될 수 있다. 그에 따라, 히트 펌프 그룹들은 제1 전력 부하 구간에서 제1 히트 펌프 그룹(A)이 동작하고, 제2 전력 부하 구간에서 제1 히트 펌프 그룹(A), 제2 히트 펌프 그룹(B)이 동작하고, 제3 전력 부하 구간에서 제1 히트 펌프 그룹(A), 제2 히트 펌프 그룹(B), 제3 히트 펌프 그룹(C)이 동작할 수 있다.In addition, the heat pump scheduling apparatus 130 may determine a power load section that the heat pump can handle based on the maximum value of the COP of the heat pumps having a PLR equal to or greater than the threshold value. That is, the heat pump scheduling device 130 may determine power load sections according to operation priorities. Referring to the table 460 regarding the determination result, operation priorities may be determined in the order of A, B, and C, and a power load section may be determined based on the maximum COP value. Accordingly, in the heat pump groups, the first heat pump group A operates in the first power load section, and the first heat pump group A and the second heat pump group B operate in the second power load section. In the third power load section, the first heat pump group (A), the second heat pump group (B), and the third heat pump group (C) may operate.

도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서, 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법에 관한 흐름도(500)를 도시한다. 도 5는 BEMS에 기반하여, 건물에 병렬로 설치되는 히트 펌프들의 운용 스케줄을 결정하기 위한 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법을 예시한다.5 is a flowchart 500 of an operating method of a heat pump scheduling device in a heat pump operation schedule determination system according to various embodiments of the present disclosure. 5 illustrates an operating method of a heat pump scheduling device for determining an operation schedule of heat pumps installed in parallel in a building based on BEMS.

도 5를 참고하면 단계(501)에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 BEMS로부터 운전 정보를 수신한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 BEMS로부터 히트 펌프의 냉난방 운전 데이터를 포함하는 운전 정보를 수신할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 운전 정보는 히트 펌프들의 온 시간 및 오프 시간, 히트 펌프들의 입수 온도 및 출수 온도, 히트 펌프들의 전력 소비량 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 운전 정보는 건물의 외기 정보, 건물의 공기조화기 내부의 코일 공급 온도 및 환수 온도 중 적어도 하나의 정보를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5 , in step 501, the heat pump scheduling device 130 receives operation information from the BEMS. The heat pump scheduling device 130 may receive operation information including cooling and heating operation data of the heat pump from the BEMS. According to an embodiment of the present disclosure, the operation information may include information on at least one of on time and off time of the heat pumps, inlet and outlet temperatures of the heat pumps, and power consumption of the heat pumps. According to an embodiment of the present disclosure, the operation information may further include information on at least one of outside air information of the building, supply temperature of a coil inside the air conditioner of the building, and water return temperature.

단계(503)에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 정보에 기반하여 히트 펌프들을 적어도 하나의 히트 펌프 그룹으로 분류하고, 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 순서에 관련된 제어 방식을 결정한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 정보에 기반하여 히트 펌프들을 히트 펌프 그룹으로 분류하고, 그룹 별 히트 펌프의 제어 방식을 결정할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 COP에 기반하여, 히트 펌프 그룹 별로 효율이 높은 순서대로 동작 우선 순위를 결정할 수 있다. 이후, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 동작 우선 순위를 고려하여, 히트 펌프 그룹 각각에서 생산 열량에 따른 전력 부하 구간을 결정할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 동작 우선 순위와 전력 부하 구간에 기반하여, 히트 펌프 그룹들의 운전 순서에 관련된 제어 방식을 결정할 수 있다.In step 503, the heat pump scheduling device 130 classifies the heat pumps into at least one heat pump group based on the operation information, and determines a control method related to an operation sequence of the at least one heat pump group. The heat pump scheduling apparatus 130 may classify heat pumps into heat pump groups based on operation information and determine a control method for each heat pump. According to an embodiment of the present disclosure, the heat pump scheduling apparatus 130 may determine operation priorities for each heat pump group in order of highest efficiency based on the COP. Thereafter, the heat pump scheduling device 130 may determine a power load section according to the amount of heat produced in each heat pump group in consideration of the operation priority. The heat pump scheduling apparatus 130 may determine a control method related to an operation sequence of heat pump groups based on operation priorities and power load intervals.

단계(505)에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 정보에 기반하여 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 시간을 결정한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 인공 신경망을 이용한 기계 학습 모델에 기반하여, 미래 시점에서 냉난방 부하 요구량을 결정할 수 있다. 또한, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프의 운전 비용을 최소화하기 위한 운전 시간을 결정할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 선형 회귀 방법에 기반하여 축열조에 저장된 열 용량과 히트 펌프의 COP의 상관 관계를 결정하고, 결정된 상관 관계를 이용하여 냉난방 부하와 전력 비용 테이블에 따른 히트 펌프들의 심야 운전 시간과 주간 운전 시간을 결정할 수 있다.In step 505, the heat pump scheduling device 130 determines the operation time of at least one heat pump group based on the operation information. The heat pump scheduling device 130 may determine a cooling/heating load demand at a future point in time based on a machine learning model using an artificial neural network. Also, the heat pump scheduling device 130 may determine an operating time for minimizing an operating cost of the heat pump. The heat pump scheduling device 130 determines the correlation between the heat capacity stored in the heat storage tank and the COP of the heat pump based on a linear regression method, and uses the determined correlation to operate the heat pumps at night according to the cooling/heating load and power cost table. You can decide the hours and weekly driving hours.

단계(507)에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 제어 방식과 운전 시간에 기반하여 히트 펌프들의 운용 스케줄을 생성한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프 그룹 별 제어 방식과 결정된 운전 시간에 기반하여, 히트 펌프들이 동작하도록 스케줄링을 결정할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 스케줄을 결정하는 과정에서 상관 관계와 냉난방 부하를 이용하여 축열조 저장되는 열 용량을 결정하고, 히트 펌프 그룹 별 스케줄을 결정할 수 있다. In step 507, the heat pump scheduling device 130 generates an operation schedule of the heat pumps based on the control method and operation time. The heat pump scheduling apparatus 130 may determine scheduling to operate the heat pumps based on the control method for each heat pump group and the determined operation time. According to an embodiment of the present disclosure, in the process of determining the schedule, the heat pump scheduling device 130 may determine the heat capacity stored in the heat storage tank by using the correlation and the cooling/heating load, and determine the schedule for each heat pump group.

도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)가 그룹 별 제어 방식을 결정하는 방법에 관한 흐름도(600)를 도시한다.FIG. 6 is a flowchart 600 of a method for determining a control method for each group by the heat pump scheduling apparatus 130 in the heat pump operation schedule determination system according to various embodiments of the present disclosure.

도 6을 참고하면 단계(601)에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에 대응되는 COP를 결정한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프들을 적어도 하나의 히트 펌프 그룹으로 분류한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 입수 온도와 출수 온도가 동일 범위 내에 있는 히트 펌프들을 하나의 히트 펌프 그룹으로 결정할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 복수의 온도 구간들을 결정하고, 입수 온도가 제1 온도 구간 내에 포함되는 적어도 하나의 제1 히트 펌프를 결정하고, 적어도 하나의 제1 히트 펌프 중에서, 출수 온도가 동일한 온도 구간 내에 포함되는 적어도 하나의 제2 히트 펌프를 결정하고, 적어도 하나의 제2 히트 펌프를 히트 펌프 그룹으로 결정할 수 있다.Referring to FIG. 6 , in step 601, the heat pump scheduling device 130 determines a COP corresponding to each of at least one heat pump group. The heat pump scheduling device 130 classifies heat pumps into at least one heat pump group. The heat pump scheduling device 130 may determine heat pumps having an inlet temperature and an outlet temperature within the same range as one heat pump group. According to an embodiment of the present disclosure, the heat pump scheduling device 130 determines a plurality of temperature ranges, determines at least one first heat pump whose water temperature is included in the first temperature range, and determines at least one first heat pump. Among the heat pumps, at least one second heat pump having an outlet temperature within the same temperature range may be determined, and the at least one second heat pump may be determined as a heat pump group.

히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 적어도 하나의 히트 펌프 그룹에 대응되는 COP를 결정할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에서, 펌프 정격 열량 대비 펌프 생산 열량이 제1 임계 값 이상인 히트 펌프들을 결정하고, 제1 임계 값 이상인 히트 펌프들의 COP 값들의 중간 값을 결정할 수 있다.The heat pump scheduling device 130 may determine a COP corresponding to at least one heat pump group. According to an embodiment of the present disclosure, the heat pump scheduling device 130 determines heat pumps having a pump rated heat capacity to a pump rated heat capacity equal to or greater than a first threshold value in each of the at least one heat pump group, and The median value of the COP values of the heat pumps can be determined.

단계(603)에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 COP에 기반하여 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 동작 우선 순위를 결정한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프 그룹의 COP 값들을 이용하여 동작 우선 순위를 결정할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 COP가 높은 그룹 순서로, 동작 우선 순위를 결정할 수 있다.In step 603, the heat pump scheduling device 130 determines the operation priority of at least one heat pump group based on the COP. The heat pump scheduling device 130 may determine an operation priority using COP values of the heat pump group. According to an embodiment of the present disclosure, the heat pump scheduling apparatus 130 may determine operation priority in the order of groups having higher COPs.

단계(605)에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 동작 우선 순위에 기반하여 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에서 히트 펌프 생산 열량에 따른 전력 부하 구간을 결정한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프 그룹 각각에서 COP를 이용하여 전력 부하 구간을 결정할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 PLR이 임계 값 이상인 히트 펌프들의 COP의 최대 값에 기반하여, 히트 펌프가 감당 가능한 전력 부하 구간을 결정할 수 있다. In step 605, the heat pump scheduling device 130 determines a power load section according to the amount of heat produced by the heat pump in each of the at least one heat pump group based on the operation priority. The heat pump scheduling device 130 may determine a power load section using the COP in each heat pump group. The heat pump scheduling apparatus 130 may determine a power load section that the heat pump can handle based on the maximum COP values of heat pumps having a PLR equal to or greater than a threshold value.

단계(607)에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 전력 부하 구간에 기반하여 적어도 하나의 히트 펌프 그룹이 동작 우선 순위의 순서로 순차적으로 동작하는 방식을 제어 방식으로 결정한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 전력 부하 구간과 동작 우선 순위에 대응되도록 히트 펌프 그룹이 제어되는 방식을 제어 방식으로 결정할 수 있다.In step 607, the heat pump scheduling device 130 determines, in a control manner, how to sequentially operate at least one heat pump group in order of operation priority based on the power load interval. According to an embodiment of the present disclosure, the heat pump scheduling apparatus 130 may determine a method of controlling a heat pump group to correspond to a power load section and an operation priority as a control method.

도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 히트 펌프 운용 스케줄 결정 시스템에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)가 운전 시간을 결정하는 방법에 관한 흐름도(700)를 도시한다.FIG. 7 is a flowchart 700 of a method for determining an operating time by the heat pump scheduling device 130 in the heat pump operation schedule determination system according to various embodiments of the present disclosure.

도 7을 참고하면 단계(701)에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 인공 신경망을 이용하여, 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 부하를 결정한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 인공 신경망을 통한 기계 학습 모델을 생성하고, 기계 학습 모델을 이용하여 익일의 냉난방 부하를 예측할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 인공 신경망은 제1 시간에서 건물의 외기 정보와 공급 열량으로부터, 제1 시간 이후의 제2 시간에서 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 부하의 상관 관계를 학습한 신경망을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 7 , in step 701, the heat pump scheduling device 130 uses an artificial neural network to determine cooling and heating loads generated by the heat pumps. The heat pump scheduling device 130 may generate a machine learning model through an artificial neural network and predict the heating and cooling load of the next day by using the machine learning model. According to an embodiment of the present disclosure, the artificial neural network includes a neural network that has learned a correlation between air conditioning and heating loads produced by heat pumps at a second time after the first time, from outside air information of a building and heat supply at a first time. can do.

단계(703)에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 선형 회귀를 이용하여 히트 펌프들에서, 축열조에 저장된 열용량과 히트 펌프들에 관한 COP의 상관 관계를 결정한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 정보에 기반하여, 심야 운전에서 저장된 열 용량과 COP의 관계를 추정하는 모델을 생성할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 관계 추정 모델을 이용하여 축열조에 저장된 열용량과 히트 펌프들에 관한 COP의 상관 관계를 결정할 수 있다.In step 703, the heat pump scheduling device 130 determines a correlation between the heat capacity stored in the heat storage tank and the COP of the heat pumps in the heat pumps by using linear regression. The heat pump scheduling apparatus 130 may generate a model for estimating a relationship between stored heat capacity and COP in late-night driving based on driving information. The heat pump scheduling apparatus 130 may determine a correlation between the heat capacity stored in the heat storage tank and the COP of the heat pumps by using a relationship estimation model.

단계(705)에서, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 냉난방 부하와 상관 관계를 이용하여, 적어도 하나의 히트 펌프의 운전 시간을 결정한다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 상관 관계를 이용하여 축열조 저장 열량을 산정하고, 결정된 히트 펌프 그룹 제어 방식을 이용하여 히트 펌프의 운용 스케줄을 생성할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 상관 관계를 이용하여, 냉난방 부하와 전력 비용 테이블에 따른 히트 펌프들의 심야 운전 시간과 주간 운전 시간을 결정할 수 있다. 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 히트 펌프들의 심야 운전 시간과 주간 운전 시간에 기반하여 축열조에 저장되는 열 용량을 결정할 수 있다. 그에 따라, 히트 펌프 스케줄링 장치(130)는 운전 비용을 최소화 하기 위한, 최적의 축열조 저장열량 선정 및 그룹별 히트 펌프 스케줄링을 수행할 수 있다.In step 705, the heat pump scheduling device 130 determines the operating time of at least one heat pump by using a correlation with the cooling/heating load. The heat pump scheduling device 130 may calculate the amount of heat stored in the heat storage tank using the correlation and generate a heat pump operation schedule using the determined heat pump group control method. According to an embodiment of the present disclosure, the heat pump scheduling apparatus 130 may determine late-night operation hours and daytime operation hours of the heat pumps according to the cooling/heating load and power cost tables by using the correlation. The heat pump scheduling device 130 may determine the amount of heat stored in the heat storage tank based on the late-night operation time and the daytime operation time of the heat pumps. Accordingly, the heat pump scheduling device 130 may select an optimal amount of heat stored in the heat storage tank and perform heat pump scheduling for each group in order to minimize operating costs.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다. Methods according to the embodiments described in the claims or specification of the present disclosure may be implemented in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다. When implemented in software, a computer readable storage medium storing one or more programs (software modules) may be provided. One or more programs stored in a computer-readable storage medium are configured for execution by one or more processors in an electronic device. The one or more programs include instructions that cause the electronic device to execute methods according to embodiments described in the claims or specification of the present disclosure.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다. Such programs (software modules, software) may include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM. (electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs), or other It can be stored on optical storage devices, magnetic cassettes. Alternatively, it may be stored in a memory composed of a combination of some or all of these. In addition, each configuration memory may be included in multiple numbers.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.In addition, the program is provided through a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a communication network consisting of a combination thereof. It can be stored on an attachable storage device that can be accessed. Such a storage device may be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. In addition, a separate storage device on a communication network may be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.In the specific embodiments of the present disclosure described above, components included in the disclosure are expressed in singular or plural numbers according to the specific embodiments presented. However, the singular or plural expressions are selected appropriately for the presented situation for convenience of explanation, and the present disclosure is not limited to singular or plural components, and even components expressed in plural are composed of the singular number or singular. Even the expressed components may be composed of a plurality.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present disclosure, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope of the present disclosure. Therefore, the scope of the present disclosure should not be limited to the described embodiments and should not be defined by the scope of the claims described below as well as those equivalent to the scope of these claims.

110 건물 120 BEMS
130 히트 펌프 스케줄링 장치 131 운전 정보 수신부
132 그룹 별 제어 방식 결정부 133 운전 시간 결정부
134 스케줄링 생성부
110 Building 120 BEMS
130 Heat pump scheduling device 131 Operation information receiver
132 Control method determination unit for each group 133 Operation time determination unit
134 Scheduling generator

Claims (16)

BEMS(building energy management system)에 기반하여, 건물에 병렬로 설치되는 히트 펌프들(heat pumps)의 운용 스케줄을 결정하기 위한 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법에 있어서,
상기 BEMS로부터 운전 정보를 수신하는 단계;
상기 운전 정보에 기반하여 상기 히트 펌프들을 적어도 하나의 히트 펌프 그룹으로 분류하고, 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 순서에 관련된 제어 방식을 결정하는 단계;
상기 운전 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 시간을 결정하는 단계; 및
상기 제어 방식과 상기 운전 시간에 기반하여 상기 히트 펌프들의 운전 스케줄을 생성하는 단계를 포함하고,
상기 히트 펌프들을 적어도 하나의 히트 펌프 그룹으로 분류하고, 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 순서에 관련된 제어 방식을 결정하는 단계는,
복수의 온도 구간들을 결정하는 단계;
입수 온도가 제1 온도 구간 내에 포함되는 적어도 하나의 제1 히트 펌프를 결정하는 단계;
상기 적어도 하나의 제1 히트 펌프 중에서, 출수 온도가 동일한 온도 구간 내에 포함되는 적어도 하나의 제2 히트 펌프를 결정하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 제2 히트 펌프를 히트 펌프 그룹으로 결정하는 단계를 포함하는, 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법.
A method of operating a heat pump scheduling device for determining an operation schedule of heat pumps installed in parallel in a building based on a building energy management system (BEMS),
Receiving driving information from the BEMS;
classifying the heat pumps into at least one heat pump group based on the operation information, and determining a control method related to an operation sequence of the at least one heat pump group;
determining an operation time of the at least one heat pump group based on the operation information; and
Generating an operation schedule of the heat pumps based on the control method and the operation time;
The step of classifying the heat pumps into at least one heat pump group and determining a control method related to the operation sequence of the at least one heat pump group,
determining a plurality of temperature intervals;
determining at least one first heat pump having an inlet temperature within a first temperature range;
determining at least one second heat pump having an outlet temperature within the same temperature range among the at least one first heat pump; and
and determining the at least one second heat pump as a heat pump group.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제어 방식을 결정하는 단계는,
상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에 대응되는 COP(coefficient of performance)를 결정하는 단계;
상기 COP에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 동작 우선 순위를 결정하는 단계;
상기 동작 우선 순위에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에서 히트 펌프 생산 열량에 따른 전력 부하 구간을 결정하는 단계; 및
상기 전력 부하 구간에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹이 상기 동작 우선 순위의 순서로 순차적으로 동작하는 방식을 제어 방식으로 결정하는 단계를 포함하는 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법.
The method of claim 1,
The step of determining the control method is,
determining a coefficient of performance (COP) corresponding to each of the at least one heat pump group;
determining an operation priority of the at least one heat pump group based on the COP;
determining a power load section according to the amount of heat produced by the heat pump in each of the at least one heat pump group based on the operation priority; and
and determining in a control manner how the at least one heat pump group sequentially operates in the order of operation priority based on the power load period.
청구항 3에 있어서,
상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에 대응되는 COP를 결정하는 단계는,
상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에서, 펌프 정격 열량 대비 펌프 생산 열량이 제1 임계 값 이상인 히트 펌프들을 결정하는 단계; 및
상기 제1 임계 값 이상인 히트 펌프들의 COP 값들의 중간 값을 결정하는 단계를 포함하는 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법.
The method of claim 3,
Determining the COP corresponding to each of the at least one heat pump group,
determining heat pumps in each of the at least one heat pump group, the heat pumps having a pump rated heat output ratio equal to or greater than a first threshold value; and
and determining a median value of COP values of heat pumps equal to or greater than the first threshold value.
청구항 3에 있어서,
상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 동작 우선 순위를 결정하는 단계는 상기 COP가 높은 그룹 순서로, 상기 동작 우선 순위를 결정하는 단계를 포함하는 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법.
The method of claim 3,
The step of determining the operation priority of the at least one heat pump group includes determining the operation priority in the order of groups having the highest COP.
청구항 1에 있어서,
상기 운전 정보는 상기 히트 펌프들의 온 시간 및 오프 시간, 상기 히트 펌프들의 입수 온도 및 출수 온도, 상기 히트 펌프들의 전력 소비량을 포함하는 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법.
The method of claim 1,
The operation information includes on-time and off-time of the heat pumps, inlet and outlet temperatures of the heat pumps, and power consumption of the heat pumps.
청구항 1에 있어서,
상기 운전 시간을 결정하는 단계는,
인공 신경망을 이용하여, 상기 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 부하를 결정하는 단계;
선형 회귀(nonlinear regression)를 이용하여 상기 히트 펌프들에서, 축열조에 저장된 열용량과 상기 히트 펌프들에 관한 COP의 상관 관계를 결정하는 단계; 및
상기 냉난방 부하와 상기 상관 관계를 이용하여, 상기 적어도 하나의 히트 펌프의 운전 시간을 결정하는 단계를 포함하는 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법.
The method of claim 1,
The step of determining the driving time,
determining cooling and heating loads produced by the heat pumps using an artificial neural network;
determining a correlation between a heat capacity stored in a heat storage tank and a COP of the heat pumps in the heat pumps using nonlinear regression; and
and determining an operation time of the at least one heat pump using the cooling/heating load and the correlation.
청구항 7에 있어서,
상기 인공 신경망은,
제1 시간에서 상기 건물의 외기 정보와 공급 열량으로부터, 상기 제1 시간 이후의 제2 시간에서 상기 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 부하의 상관 관계를 학습한 신경망을 포함하는 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법.
The method of claim 7,
The artificial neural network,
A method of operating a heat pump scheduling device including a neural network that learns a correlation between cooling and heating loads produced by the heat pumps at a second time after the first time from the outside air information of the building and the amount of heat supplied at the first time.
청구항 8에 있어서,
상기 운전 정보는 상기 건물의 외기 정보, 상기 건물의 공기조화기(air handling unit, AHU) 내부의 코일 공급 온도 및 환수 온도, 상기 히트 펌프들의 입수 온도 및 출수 온도를 포함하는 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법.
The method of claim 8,
The operation information is the operation of the heat pump scheduling device including the outside air information of the building, the supply temperature and return temperature of the coil inside the air handling unit (AHU) of the building, and the inlet and outlet temperatures of the heat pumps. method.
청구항 7에 있어서,
상기 운전 시간을 결정하는 단계는,
상기 상관 관계를 이용하여, 상기 냉난방 부하와 전력 비용 테이블에 따른 상기 히트 펌프들의 심야 운전 시간과 주간 운전 시간을 결정하는 단계를 포함하는 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법.
The method of claim 7,
The step of determining the driving time,
and determining a late-night operation time and a daytime operation time of the heat pumps according to the cooling/heating load and power cost table by using the correlation.
청구항 10에 있어서,
상기 운전 정보는 상기 히트 펌프들의 입수 온도 및 출수 온도, AHU에서 사용된 열량, 상기 히트 펌프들의 전력 소비량을 포함하는 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법.
The method of claim 10,
The operation information includes inlet and outlet temperatures of the heat pumps, amount of heat used in the AHU, and power consumption of the heat pumps.
청구항 7에 있어서,
상기 히트 펌프들의 운용 스케줄을 생성하는 단계는 상기 히트 펌프들의 심야 운전 시간과 주간 운전 시간에 기반하여 상기 축열조에 저장되는 열 용량을 결정하는 단계를 포함하는 히트 펌프 스케줄링 장치의 동작 방법.
The method of claim 7,
The generating of the operation schedule of the heat pumps includes determining a heat capacity stored in the heat storage tank based on a late-night operation time and a daytime operation time of the heat pumps.
BEMS(building energy management system)에 기반하여, 건물에 병렬로 설치되는 히트 펌프들(heat pumps)의 운용 스케줄을 결정하기 위한 히트 펌프 스케줄링 장치에 있어서,
상기 BEMS로부터 운전 정보를 수신하는 운전 정보 수신부;
상기 운전 정보에 기반하여 상기 히트 펌프들을 적어도 하나의 히트 펌프 그룹으로 분류하고, 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 순서에 관련된 제어 방식을 결정하는 그룹 별 제어 방식 결정부;
상기 운전 정보에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 운전 시간을 결정하는 운전 시간 결정부; 및
상기 제어 방식과 상기 운전 시간에 기반하여 상기 히트 펌프들의 운전 스케줄을 생성하는 스케줄링 생성부를 포함하고,
상기 그룹 별 제어 방식 결정부는,
상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에 대응되는 COP(coefficient of performance)를 결정하고,
상기 COP에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹의 동작 우선 순위를 결정하고,
상기 동작 우선 순위에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹 각각에서 히트 펌프 생산 열량에 따른 전력 부하 구간을 결정하고,
상기 전력 부하 구간에 기반하여 상기 적어도 하나의 히트 펌프 그룹이 상기 동작 우선 순위의 순서로 순차적으로 동작하는 방식을 제어 방식으로 결정하는, 히트 펌프 스케줄링 장치.
In a heat pump scheduling device for determining an operation schedule of heat pumps installed in parallel in a building based on a building energy management system (BEMS),
a driving information receiving unit receiving driving information from the BEMS;
a control method determination unit for each group that classifies the heat pumps into at least one heat pump group based on the operation information and determines a control method related to an operation sequence of the at least one heat pump group;
an operating time determining unit configured to determine an operating time of the at least one heat pump group based on the operating information; and
A scheduling generating unit generating an operating schedule of the heat pumps based on the control method and the operating time;
The control method determining unit for each group,
determining a coefficient of performance (COP) corresponding to each of the at least one heat pump group;
determining an operation priority of the at least one heat pump group based on the COP;
Determine a power load section according to the amount of heat produced by the heat pump in each of the at least one heat pump group based on the operation priority;
The heat pump scheduling apparatus of claim 1 , wherein a method of controlling sequentially operating the at least one heat pump group in the order of operation priority based on the power load interval is determined.
삭제delete 청구항 13에 있어서,
상기 운전 시간을 결정부는,
인공 신경망을 이용하여, 상기 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 부하를 결정하고,
선형 회귀(nonlinear regression)를 이용하여 상기 히트 펌프들에서, 축열조에 저장된 열용량과 상기 히트 펌프들에 관한 COP의 상관 관계를 결정하고,
상기 냉난방 부하와 상기 상관 관계를 이용하여, 상기 적어도 하나의 히트 펌프의 운전 시간을 결정하는 히트 펌프 스케줄링 장치.
The method of claim 13,
The driving time determination unit,
Determining the heating and cooling loads produced by the heat pumps using an artificial neural network;
In the heat pumps using nonlinear regression, determining a correlation between the heat capacity stored in the heat storage tank and the COP for the heat pumps;
The heat pump scheduling device for determining an operating time of the at least one heat pump using the cooling/heating load and the correlation.
청구항 15에 있어서,
상기 인공 신경망은 제1 시간에서 상기 건물의 외기 정보와 공급 열량으로부터, 상기 제1 시간 이후의 제2 시간에서 상기 히트 펌프들이 생산하는 냉난방 부하의 상관 관계를 학습한 신경망을 포함하는 히트 펌프 스케줄링 장치.
The method of claim 15
The artificial neural network is a heat pump scheduling device including a neural network that has learned a correlation between cooling and heating loads produced by the heat pumps at a second time after the first time, from information on outside air of the building and heat supply at a first time. .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013160397A (en) * 2012-02-01 2013-08-19 Daikin Industries Ltd Chiller control system
JP2018159484A (en) * 2017-03-22 2018-10-11 三菱電機株式会社 Management device, management method, and program

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