KR20170039114A - Conveyance energy-saving control apparatus in HVAC equipment - Google Patents

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KR20170039114A
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Abstract

The present invention relates to a conveyance power-saving control apparatus in cooling, heating, and air conditioning facilities which measures supply and return temperatures and pressures of a cooling and heating supply pump and controls the number of rotations of a conveyance pump in accordance with differences in temperatures and pressures to save energy. The conveyance power-saving control apparatus in cooling, heating, and air conditioning facilities comprises: a heat source facility to supply a heat source to a load facility; a pressure-temperature controller to control drive of a conveyance pump to save conveyance power based on a difference between a supply temperature of the heat source supplied to the load facility and a return temperature returning through a return header and a difference between a supply pressure and a return pressure of the heat source arranged on each location of cooling, heating, and air conditioning facilities; and an inverter to adjust the number of rotations of the conveyance pump based on rotation number control data of the conveyance pump outputted by the pressure-temperature controller. Performance of the heat source facility and a conveyance facility is analyzed by an energy performance analyzer based on a variety of information of the heat source facility, pressure difference information and temperature difference information provided by the pressure-temperature controller, conveyance facility control information, etc.

Description

냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치{Conveyance energy-saving control apparatus in HVAC equipment}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a control apparatus for reducing power consumption in a heating /

본 발명은 냉·난방 공조설비(HVAC(Heating, Ventilation, and Air Conditioning) equipment)에서 반송동력(Conveyance energy) 절감 제어에 관한 것으로, 특히 냉·난방 공급펌프의 공급 및 환수 온도와 압력을 측정하고, 온도차와 압력차에 따라 반송펌프의 회전수를 제어하여 에너지를 절감할 수 있도록 한 냉·난방공조설비에서 반송동력 절감 제어장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a control power saving control in a heating, ventilation, and air conditioning (HVAC) equipment. More particularly, The present invention relates to a control device for reducing power consumption in a cooling / heating air conditioning system in which energy can be saved by controlling the number of rotations of a transfer pump in accordance with a temperature difference and a pressure difference.

건축물의 에너지사용 최적화와 에너지절감 그리고 온실가스 저감을 위하여 건축물에 ICT(Information & Communications Technology) 기술과 같은 정보통신 기술을 융합하려는 연구가 진행되고 있다. 건축물에너지 효율화를 위한 수단으로 대형건축물에 BEMS(Building Energy Management System)기술을 도입하여 실내의 쾌적성과 에너지절감을 기하고 있으나, BEMS 기술도입은 대부분 열원설비의 운전관리 등을 제어하는 수준으로, 에너지 절감 효율이 낮다.Research is underway to integrate information and communication technologies such as ICT (Information & Communications Technology) into buildings to optimize energy use of buildings, energy savings and greenhouse gas reduction. BEMS (Building Energy Management System) technology is introduced to large buildings as a means to energy efficiency of buildings. However, BEMS technology is mostly used to control operation management of heat source equipment, Reduction efficiency is low.

한편, 건축물의 냉·난방 반송동력은 공조기 등의 열사용 설비에서 부하에 따라 순환유량을 자동온도 조절밸브인 2-Way 또는 3-Way 밸브로 제어하고, 공급과 환수 헤더에 기계식 차압 밸브를 설치하여 By-Pass시키는 방식이므로, 반송에너지 낭비가 큰 실정이다. 여기서 반송동력이란 열원설비에서 발생한 열(열원)을 공급하는데 필요한 동력을 의미한다. 난방을 하기 위한 온수를 공급하는데 반송 동력은 펌프의 동력을 말하고, 공기조화기의 냉·난방을 위해 바람을 송풍하는 송풍기의 모터 동력을 말한다.On the other hand, the cooling / heating conveying power of the building is controlled by the 2-way or 3-way valve, which is a thermostatic valve, and the mechanical differential pressure valve is installed in the supply and return headers By-pass method, so waste of conveying energy is large. Here, the conveying power means the power required to supply the heat (heat source) generated in the heat source equipment. The conveying power refers to the power of the pump and the motor power of the blower blowing air for cooling and heating of the air conditioner.

대형 건물의 냉방/난방 제어는 대부분 중앙제어를 채택하고 있으며, 제어방식은 아래와 같다.Most of the cooling / heating control of large buildings adopts central control, and control method is as follows.

열원설비(보일러 및 냉온수기) 제어는 보일러 송풍기와 급수펌프에 인버터(Inverter)가 설치되어, 운전 압력과 온도 등 운전 관리를 제어한다.In the control of the heat source equipment (boiler and cold / hot water system), an inverter is installed in the boiler blower and the feed pump to control operation control such as operation pressure and temperature.

공조기 제어는 VAV(Variable Air Volume) 방식 송풍기에 인버터를 설치하여 주파수 제어로 전력을 절감하며, 사용처의 설정온도에 따른 공조기의 밸브제어와 급기 및 환기 덕트의 댐퍼 및 밸브 제어 등의 운전관리를 하고 있다.Air conditioner control saves power by frequency control by installing inverter in VAV (Variable Air Volume) blower, and it controls operation of valve control of air conditioner according to set temperature of use and damper and valve control of air supply and ventilation duct have.

반송설비(냉·난방 순환펌프) 제어는 냉·난방 순환펌프 모터에 인버터를 설치하여, 단순기능의 압력제어로 전력을 절감하며, 공급 압력과 온도 등 운전 관리를 제어한다.Inverter (cooling / heating circulation pump) control is installed in the cooling / heating circulation pump motor to reduce power by simple function pressure control and control operation management such as supply pressure and temperature.

한편, 냉·난방 공조설비에서 반송 전력을 절감하기 위한 또 다른 종래기술이 하기의 <특허문헌 1 > 내지 <특허문헌 2> 에 개시되었다.On the other hand, another conventional technique for reducing the conveying electric power in the cooling / heating air conditioning facility is disclosed in the following Patent Documents 1 to 3.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 공급관(12)과 리턴관(14)에 제1 및 제2 압력센서(16, 18)를 각각 장착하고, 펌프(10)의 작동을 제어하는 인버터(11)가 제1 압력센서(16)에서 측정한 압력과 제2압력센서(18)에서 측정한 압력의 차이(측정차압)와 설계 양정(H1)에서 공급관 압력과 리턴관 압력의 이론적 차이(설정 차압)를 비교하여, 측정 차압이 설정 차압보다 높으면, 차압 비례선(DL)에서 측정 차압(a)과 동일한 유량지점(b)의 주파수(S1Hz)로 주파수를 낮춰 펌프를 감속하고, 측정차압(c)이 설정차압보다 낮으면, 차압비례선(DL)에서 측정차압(a)과 동일한 양정지점(d)의 주파수(S2Hz)로 주파수를 높여 펌프를 가속하는 방식으로, 펌프를 제어하여 전력 소비를 줄이게 된다.The prior art disclosed in Patent Document 1 is characterized in that first and second pressure sensors 16 and 18 are attached to a supply pipe 12 and a return pipe 14 respectively and an inverter 11 (The measured differential pressure) between the pressure measured by the first pressure sensor 16 and the pressure measured by the second pressure sensor 18 and the theoretical difference between the supply pipe pressure and the return pipe pressure at the design head H1 If the measured differential pressure is higher than the set differential pressure, the pump is decelerated to decrease the frequency to the frequency (S1 Hz) of the flow point b at the same flow rate point a as the measured differential pressure a at the differential pressure proportional line DL, ) Is lower than the preset differential pressure, the pump is controlled in such a manner that the pump is accelerated by increasing the frequency to the frequency (S2 Hz) at the same rising point (d) as the measured differential pressure (a) at the differential pressure proportional line .

<특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 공급원의 유체를 부하 측으로 공급 및 환수하는 현장 펌프 패키지; 상기 현장 펌프 패키지로부터 온도, 압력, 유량, 장비상태 및 장비경보를 입력받아 판넬 PC로 전달하고, 통신망을 통해 중앙감시반에 보고하며 상기 현장 펌프 패키지의 펌프와 밸브를 제어하는 현장제어반; 현장 펌프 패키지를 운전하기 위한 전용 소프트웨어를 탑재한 판넬 PC; 현장의 설비 동작상태를 표출하고 운영자의 조작을 통신망을 통해 상기 현장제어반으로 전달하며, 현장의 운영상태를 운영자의 스마트 단말기로 전송하는 중앙감시반; 및 원격제어를 위한 원격관리 앱이 탑재되어 통신망을 통해 상기 중앙감시반과 연결되는 스마트 단말기로 구성된다. 이렇게 구성된 종래기술은 계측기기로부터 운전상태, 계측 값, 이상경보 등을 수신하여 부하량에 따라 펌프 인버터와 모터 밸브 등을 제어하여 열악한 부하조건에서도 펌프의 효율을 최대화하여, 에너지 절감 및 장비보호와 사고방지 기능을 수행한다.The prior art disclosed in Patent Document 2 includes an on-site pump package for supplying and returning fluid of a supply source to a load side; A field control panel for receiving the temperature, pressure, flow rate, equipment condition and equipment alarm from the field pump package to the panel PC, reporting to the central monitoring panel via the communication network and controlling the pumps and valves of the field pump package; Panel PC with dedicated software for operating the field pump package; A central monitoring unit that displays the operation status of the facility in the field, transmits the operation of the operator to the field control panel through a communication network, and transmits the operation state of the field to the smart terminal of the operator; And a smart terminal equipped with a remote management application for remote control and connected to the central monitoring unit through a communication network. The conventional technology thus configured controls the pump inverter and the motor valve according to the load by receiving the operation state, the measured value, and the abnormal alarm from the measuring device to maximize the efficiency of the pump under the poor load condition. Prevention function.

대한민국 등록특허 10-1047423호(2011.07.01. 등록)Korean Registered Patent No. 10-1047423 (Registered on July 1, 2011) 대한민국 등록특허 10-1258911호(2013.04.23. 등록)Korean Registered Patent No. 10-1258911 (Registered on March 23, 2013)

그러나 상기와 같은 일반적인 냉·난방 공조설비 및 종래기술은 일부 건물에서 반송에너지를 절감하기 위하여 냉·난방 순환펌프에 인버터를 설치하여 운용하고 있으나, 공급과 리턴 헤더의 차압을 검출하여 단순하게 압력을 제어하는 방식이므로 에너지 절감 효율성이 낮다는 단점이 있다. 즉, 부하설비의 크기에 따라 소용량 설비는 2-Way 밸브로 온-오프(On-Off) 제어하나, 대용량설비는 3-Way 밸브로 By-Pass시키기 때문에 차압 제어의 실효성이 저하되어, 에너지 절감 효율성이 낮다.However, in the conventional cooling / heating air conditioning equipment and the related art, an inverter is installed and operated in a cooling / heating circulation pump in order to reduce the conveying energy in some buildings. However, since the differential pressure of the supply and return header is detected, It is disadvantageous in that the energy saving efficiency is low. In other words, small-capacity equipment is controlled by on-off with 2-way valve depending on the size of the load equipment. However, efficiency of differential pressure control is deteriorated because large capacity equipment is bypassed by 3-way valve, The efficiency is low.

따라서 본 발명은 상기와 같은 일반적인 냉·난방 공조설비 및 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 냉·난방 공급펌프의 공급 및 환수 온도와 압력을 측정하고, 온도차와 압력차에 따라 반송펌프의 회전수를 제어하여 에너지를 절감할 수 있도록 한 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems in the conventional cooling / heating air conditioning equipment and the related art, and it is an object of the present invention to measure the supply and return temperature and pressure of the cooling / heating supply pump, The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a conveying power saving control device in a cooling / heating air conditioning system that can reduce energy by controlling the number of revolutions of a conveying pump.

본 발명의 다른 목적은 냉·난방 열원설비는 물론 반송설비의 성능을 실시간으로 분석하여, 열원설비 및 반송설비의 성능관리에 의한 효율향상 운전으로 에너지를 절감할 수 있도록 한 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cooling / heating air-conditioning system capable of saving energy by improving efficiency by managing the performance of a heat source facility and a transportation facility by analyzing the performance of the transportation facility in real- And a conveying power saving control device.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치는 다수의 부하설비(115 내지 117)에 열원을 공급하는 열원설비(101), 상기 열원설비(101)에 연결되며, 상기 다수의 부하설비(115 내지 117)로 열원을 분배하는 공급 헤더(111), 상기 다수의 부하설비(115 내지 117)로부터 열원을 환수하는 환수 헤더(118), 상기 환수 헤더(118)와 상기 열원설비(101)를 연결하는 반송펌프(121), 상기 열원설비(101)와 상기 공급 헤더(111)의 사이에 배치된 제1 압력 검출센서(106)와 공급 온도 검출 센서(104), 상기 환수 헤더(118)와 상기 반송펌프(121)의 사이에 배치된 제2 압력 검출 센서(107)와 환수 온도 검출 센서(105), 상기 공급 헤더(111)와 상기 다수의 부하설비(115 내지 117) 각각의 사이에 배치된 다수의 보조 압력 검출 센서(108 내지 110), 상기 제1 압력 검출 센서(106)와 상기 제2 압력 검출 센서(107)의 압력차, 상기 공급 온도 검출 센서(104)와 상기 환수 온도 검출 센서(105)의 온도차, 및 상기 다수의 보조 압력 검출 센서(108 내지 110)에서 측정된 각 부하개소 공급 압력을 기초로 상기 반송펌프(121)의 구동을 제어하는 압력-온도 제어기(119), 및 상기 압력-온도 제어기(119)에서 출력되는 반송펌프(121)의 회전수 제어 데이터를 기초로 상기 반송펌프(121)의 회전수를 조절하는 인버터(120)를 포함한다.In order to achieve the above object, in the cooling / heating air conditioning system according to the present invention, the transportation power saving control device includes a heat source facility 101 for supplying a heat source to a plurality of load facilities 115 to 117, 101 and a supply header 111 for distributing a heat source to the plurality of load facilities 115 to 117, a return header 118 for recovering a heat source from the plurality of load facilities 115 to 117, A transfer pump 121 for connecting the header 118 to the heat source facility 101, a first pressure detection sensor 106 disposed between the heat source facility 101 and the supply header 111, A second pressure detection sensor 107 disposed between the return header 121 and the return pump 121 and a return temperature detection sensor 105; the supply header 111; A plurality of auxiliary pressure detecting sensors 108 to 110 disposed between each of the load facilities 115 to 117, A pressure difference between the first pressure detection sensor 106 and the second pressure detection sensor 107, a temperature difference between the supply temperature detection sensor 104 and the return water temperature detection sensor 105, A pressure-temperature controller 119 for controlling the driving of the transfer pump 121 based on the respective load point supply pressures measured by the sensors 108 to 110, and a pressure- And an inverter 120 that adjusts the rotational speed of the transfer pump 121 based on the rotational speed control data of the transfer motor 121.

상기 압력-온도 제어기(119)는 분석한 상기 압력차가 미리 설정된 압력 제1 하한치 이하이면 상기 온도차와 무관하게 반송펌프(121)를 구동하도록 반송펌프 구동 제어신호를 발생하여 상기 인버터(120)를 제어한다. 또한, 상기 압력-온도 제어기(119)는 상기 온도차와 상기 압력차를 조합하여 상기 반송펌프(121)의 제어 데이터를 산출하되, 상기 온도차 또는 상기 압력차가 미리 설정된 기준 제어 값보다 크면 상기 반송펌프(121)를 구동하도록 하는 반송펌프 구동 제어 데이터를 산출하여 상기 인버터(120)를 제어한다. 또한, 상기 압력-온도 제어기(119)는 상기 보조 압력 검출 센서(108 내지 110)에서 검출된 상기 부하개소 공급 압력이 미리 설정된 압력 제2 하한치 이상이 되도록 반송펌프(121)를 구동하는 반송펌프 구동 제어신호를 발생하여 상기 인버터(120)를 제어하는 것을 특징으로 한다.The pressure-temperature controller 119 generates a conveyance pump drive control signal to drive the conveyance pump 121 regardless of the temperature difference when the analyzed pressure difference is equal to or lower than a preset first pressure lower limit value, thereby controlling the inverter 120 do. The pressure-temperature controller 119 calculates the control data of the return pump 121 by combining the temperature difference and the pressure difference. If the temperature difference or the pressure difference is larger than a predetermined reference control value, 121), and controls the inverter (120). In addition, the pressure-temperature controller 119 is configured to control the feed pump 121 to drive the feed pump 121 such that the load point feed pressure detected by the auxiliary pressure detection sensors 108 to 110 is equal to or greater than a predetermined second lower limit value, And controls the inverter (120) by generating a control signal.

또한, 본 발명에 따른 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치는 상기 압력-온도 제어기에서 제공되는 압력차 및 온도차 데이터 및 반송펌프 제어 데이터를 기초로 열원설비 및 반송펌프의 성능을 분석하는 에너지 성능 분석기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, in the cooling / heating air conditioning system according to the present invention, the conveying power saving control device is configured to control the power of the heat source equipment and the return pump based on the pressure difference and temperature difference data and the return pump control data provided by the pressure- And a performance analyzer.

상기에서 압력-온도 제어기는 분석한 압력차가 미리 설정된 압력 하한치 이하이면 온도차와 무관하게 반송펌프를 구동하도록 반송펌프 구동 제어신호를 발생하는 것을 특징으로 한다.The pressure-temperature controller generates a transport pump drive control signal to drive the transport pump regardless of the temperature difference if the analyzed pressure difference is below a predetermined lower pressure limit.

상기에서 압력-온도 제어기는 온도차와 압력차를 조합하여 반송펌프의 제어 데이터를 산출하되, 온도차 또는 압력차가 미리 설정된 기준 제어 값보다 크면 반송펌프를 구동하도록 하는 반송펌프 구동 제어 데이터를 산출하여 상기 인버터를 제어하는 것을 특징으로 한다.The pressure-temperature controller calculates the control data of the return pump by combining the temperature difference and the pressure difference. If the temperature difference or the pressure difference is greater than the preset reference control value, the pressure-temperature controller calculates the return pump drive control data for driving the return pump, Is controlled.

본 발명에 따르면 냉·난방 공급펌프의 공급 및 환수 온도와 압력을 측정하고, 온도차와 압력차에 따라 반송펌프의 회전수를 효율적으로 제어함으로써, 반송 에너지를 절감할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, there is an advantage that the conveying energy can be reduced by measuring the supply and return temperature and pressure of the cooling / heating supply pump and efficiently controlling the number of rotations of the transfer pump in accordance with the temperature difference and the pressure difference.

또한, 본 발명에 따르면 냉·난방 열원설비는 물론 반송설비의 성능을 실시간으로 분석하여, 열원설비 및 반송설비의 성능관리에 의한 효율향상을 도모하여 에너지를 절감하고, 냉·난방 공급 및 환수온도의 상태에 따라 반송동력을 효율적으로 제어함으로써, 반송동력을 절감할 수 있는 장점도 있다.In addition, according to the present invention, it is possible to analyze the performance of the conveying equipment in real time as well as the heating and heating equipment for cooling and heating, to improve the efficiency by the performance management of the heat source equipment and the conveyance equipment, There is also an advantage in that the conveying power can be reduced by efficiently controlling the conveying power according to the state of the conveying path.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치의 제어계통도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어방법을 보인 흐름도,
도 3은 본 발명에서 차온과 차압 및 최저압력을 논리 조합하여 제어 데이터(출력)를 산출한 것을 도시한 반송동력 제어 논리 표.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a control system diagram of a traveling power saving control apparatus in a cooling / heating air conditioning system according to a preferred embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for controlling a traveling power reduction in a cooling / heating air conditioning system according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a table of a control chart of control power (output) calculated by logically combining cold temperatures, differential pressure and minimum pressure in the present invention. FIG.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0029] Hereinafter, a traveling power saving control apparatus and method in a cooling and heating air conditioning system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치의 제어계통도로서, 건물의 냉·난방 공조설비를 예시한 것이다.1 is a control system diagram of a conveying power saving control apparatus in a cooling / heating air conditioning system according to a preferred embodiment of the present invention, which illustrates a cooling / heating air conditioning system of a building.

본 발명에 따른 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치는 열원을 공급하는 열원설비(101), 공급된 열을 사용하는 부하설비(115 ~117)가 구비되며, 열원 공급 라인(102)의 소정 위치에는 공급 열원의 온도를 검출하는 공급 온도 검출센서(104)가 구비되고, 환수 라인의 소정 위치에는 환수되는 열원의 온도를 검출하는 환수 온도 검출센서(105)가 구비된다. 여기서 본 발명에서는 부하설비로 고층 부하설비(115), 중층 부하설비(116) 및 저층 부하설비(117)의 3개의 부하설비만을 도시하였으나, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니고 건물의 크기에 따라 더 많은 부하설비가 존재하거나 더 작은 부하설비가 존재할 수 있다. 부하 설비가 많거나 작거나 제어 방식은 동일하다.In the cooling / heating air conditioning system according to the present invention, the conveying power saving control device includes a heat source facility 101 for supplying a heat source and load facilities 115 to 117 using supplied heat, A supply temperature detection sensor 104 for detecting the temperature of the supply heat source is provided at a predetermined position and a return temperature detection sensor 105 for detecting the temperature of the heat source to be returned is provided at a predetermined position of the return line. Here, in the present invention, only three load facilities, i.e., the high-level load facility 115, the middle-level load facility 116, and the low-level load facility 117 are shown as the load facility, but the present invention is not limited thereto. There may be more loading facilities or there may be smaller loading facilities. The load equipment is large or small and the control method is the same.

아울러 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치는 열원을 부하설비에 공급하기 위한 공급 헤더(111), 환수되거나 각각의 부하설비를 통과하여 환수되는 열원을 취합하기 위한 환수 헤더(118)가 마련되고, 열원을 공급해주는 열원 공급 라인(102)의 소정 위치에는 공급 열원의 압력을 검출하는 제1압력 검출센서(106), 열원을 환수하는 열원 환수 라인(103)의 소정 위치에는 환수되는 열원의 압력을 검출하는 제2압력 검출센서(107)가 마련된다.In the cooling / heating air conditioning system, the conveying power saving control device includes a supply header 111 for supplying a heat source to a load facility, and a return header 118 for collecting a heat source that is returned or returned through each load facility A first pressure detection sensor 106 for detecting the pressure of the supply heat source is provided at a predetermined position of the heat source supply line 102 for supplying the heat source and a heat source return line 103 for returning the heat source is provided at a predetermined position of the heat source supply line 102, A second pressure detection sensor 107 for detecting pressure is provided.

또한, 각각의 열원 공급 개소(예를 들어, 층별)의 열원 공급 라인 별로 공급 열원의 부하개소 공급 압력을 검출하는 다수의 보조 압력 검출 센서(108 ~ 110)가 설치되며, 각각의 부하 설비 전단에는 열원을 공급하거나 차단하고, 유량 조절을 통해 온도를 조절하기 위한 2-way밸브(112, 113) 또는 3-way밸브(114)가 구비된다.In addition, a plurality of auxiliary pressure detecting sensors (108 to 110) are provided for detecting a supply position supply pressure of a supply heat source for each heat source supply line of each heat source supply location (for example, a floor) A two-way valve 112 or 113 or a three-way valve 114 is provided for supplying or shutting off a heat source and regulating the temperature through regulating the flow rate.

또한, 본 발명에 따른 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치는 상기 열원설비(101)에서 부하설비(115 ~ 117)에 공급되는 열원의 공급 온도와 환수 헤더를 통해 환수되는 환수 온도의 온도차와 냉·난방 공조설비의 각각의 개소에 마련된 열원의 공급 압력과 환수 압력의 압력차를 기반으로 반송동력을 절감하기 위한 반송펌프(121)의 구동을 제어하는 압력-온도 제어기(PTC: Pressure Temperature Controller)(119)가 구비되고, 상기 압력-온도 제어기(119)에서 출력되는 반송펌프(121)의 회전수 제어 데이터를 기초로 상기 반송펌프(121)의 회전수를 조절하는 인버터(120)를 구비한다.In the cooling / heating air conditioning system according to the present invention, the conveying power saving control device is configured to control the supply temperature of the heat source supplied from the heat source facility 101 to the load facilities 115 to 117 and the temperature difference And a pressure-temperature controller (PTC) (not shown) for controlling the driving of the transfer pump 121 for reducing the conveying power based on the pressure difference between the supply pressure of the heat source and the pressure of the return water pressure provided at each location of the cooling / Controller 119 for controlling the number of rotations of the transfer pump 121 based on the rotational speed control data of the transfer pump 121 output from the pressure-temperature controller 119, Respectively.

또한, 본 발명에 따른 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치는 상기 압력-온도 제어기(119)에서 제공되는 압력차 및 온도차 데이터 및 반송펌프 제어 데이터를 기초로 열원설비(101) 및 반송펌프(121)의 성능을 분석하는 에너지 성능 분석기(EPA; Energy Performance Analyzer)(130)를 포함한다.In the cooling / heating air conditioning system according to the present invention, the conveying power saving control device is provided with the heat source facility 101 and the conveyance pump control unit 115, based on the pressure difference and temperature difference data provided by the pressure-temperature controller 119, And an Energy Performance Analyzer (EPA) 130 for analyzing the performance of the battery 121.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The operation of the conveying power saving control device in the cooling / heating air conditioning system according to the present invention will be described in detail as follows.

먼저, 냉·난방 공조를 위해 열원설비(101)에서는 열원을 생성하여 부하 설비에 공급해준다. 여기서 열원설비(101)는 보일러, 냉온수기, 냉동기 등과 같이 다양할 수 있으나, 본 발명에서는 냉온수기/냉동기를 실시 예로 가정한다.First, the heat source facility 101 generates a heat source and supplies the heat source to the load facility for cooling / heating air conditioning. Here, the heat source equipment 101 may be a variety of types such as a boiler, a cold / hot water machine, a freezer, and the like, but it is assumed in the present invention that a cold / hot water machine /

열원설비(101)로부터 공급되는 열원은 열원 공급 라인(102)을 통해 공급 헤더(111)로 유입되고, 공급 헤더(111)를 통해 필요한 개별 공급 라인으로 분리되어, 전체 개소에 공급된다.The heat source supplied from the heat source facility 101 flows into the supply header 111 through the heat source supply line 102 and is separated into the necessary individual supply lines through the supply header 111 and is supplied to the entire location.

이때, 열원 공급 라인(102)의 소정 위치에 설치된 공급 온도 검출센서(104)는 공급되는 열원의 온도를 검출하여 압력-온도 제어기(119)에 전달하며, 열원 공급 라인(102)의 소정 위치에 설치된 제1압력 검출센서(106)도 공급되는 열원의 압력을 검출한다.At this time, the supply temperature detection sensor 104 installed at a predetermined position of the heat source supply line 102 detects the temperature of the supplied heat source and transmits the detected temperature to the pressure-temperature controller 119. At a predetermined position of the heat source supply line 102 The installed first pressure detection sensor 106 also detects the pressure of the supplied heat source.

다음으로, 공급 헤더(111)를 통해 각각의 부하 개소 별 열원 공급 라인으로 열원이 공급되면, 각각의 부하 개소에 설치된 보조 압력 검출 센서(108 ~ 110)에서 각각의 열원 공급 라인의 부하개소 공급 압력을 검출하여 상기 압력-온도 제어기(119)에 전달한다. 여기서 각각의 개소란 건물을 기준으로 고층, 중층, 저층과 같은 위치를 의미한다. Next, when a heat source is supplied to the heat source supply lines for the respective load locations through the supply header 111, the auxiliary pressure detection sensors 108 to 110 provided at the respective load locations supply the load portion supply pressure Temperature controller 119. In the pressure-temperature controller 119, Here, each location refers to a location such as a high-rise building, a middle-rise building, and a low-rise building based on a building.

그리고 각각의 개소에 마련된 부하설비(115 ~ 117)의 전단에 각각 구비된 2-way밸브(112)(113) 및 3-way 밸브(114)는 그에 대응하는 부하설비의 열원 사용 상태에 따라 인버터로 회전수를 변환하여 열원의 공급을 제어한다. 여기서 공급 열원의 유량 제어는 온도 제어와 비례한다.The two-way valves 112 and 113 and the three-way valve 114 provided at the front ends of the load facilities 115 to 117 provided at the respective locations are connected to the inverter To control the supply of the heat source. Here, the flow rate control of the supply heat source is proportional to the temperature control.

각각의 개소의 부하설비를 통과한 열원은 환수 열원으로 환수 헤더(118)에 전달되고, 대용량 부하설비(117)에서 열을 사용하지 않을 경우 3-way 밸브(114)를 통해 바이패스된 열원도 환수 열원으로 환수 헤더(118)에 전달된다.The heat source that has passed through the respective load facilities is transmitted to the return header 118 as a return heat source and the heat source bypassed through the 3-way valve 114 when no heat is used in the large- And is transferred to the return header 118 as a return heat source.

환수 헤더(118)는 각각의 열원 환수 라인으로 환수되는 열원을 취합하여, 열원 환수 라인(103)을 통하여 열원설비(101)와 연결된다. 이때, 열원 환수 라인(103)의 소정 위치에는 환수 온도 검출센서(105)가 구비되어, 환수 열원의 온도를 검출하여 상기 압력-온도 제어기(119)에 전달한다. 아울러 열원 환수 라인(103)의 소정 위치에는 환수 열원의 압력을 검출하는 제2압력 검출센서(107)가 설치되어, 환수되는 열원의 압력을 검출하여 상기 압력-온도 제어기(119)에 전달한다.The return header 118 collects the heat sources that are returned to the respective heat source return lines and is connected to the heat source facility 101 through the heat source return line 103. At this time, a return-air temperature detection sensor 105 is provided at a predetermined position of the heat-source return line 103 to detect the temperature of the return heat source and transmit the detected temperature to the pressure-temperature controller 119. A second pressure detection sensor 107 is provided at a predetermined position of the heat source return line 103 to detect the pressure of the heat source to be returned to the pressure-temperature controller 119.

압력-온도 제어기(119)는 상기와 같이 공급되는 열원의 공급 온도(T1), 환수되는 열원의 환수 온도(T2), 공급되는 열원의 공급 압력(P1), 환수되는 열원의 환수 압력(P2)을 기초로, 온도차(ΔT)와 압력차(ΔP)를 산출하고, 이를 설정된 기준 제어 값과 비교하며, 각각의 개소의 부하개소 공급 열원에 대한 압력(P3, P4, P5)을 고려하여 반송동력을 절감하기 위한 제어 데이터를 산출한다.The pressure-temperature controller 119 controls the supply temperature T1 of the heat source, the return temperature T2 of the heat source to be returned, the supply pressure P1 of the heat source to be supplied, the return pressure P2 of the heat source to be returned, P and the pressure difference P are compared with the set reference control value and the pressure P3, P4, and P5 for the load point supply heat source at each position are taken into consideration, The control data for reducing the power consumption is calculated.

예컨대, 압력-온도 제어기(119)는 공급되는 열원의 공급 온도(T1)와 환수 헤더(118)를 통해 환수되는 환수 열원의 환수 온도(T2)를 연산(T1 - T2)하여 온도차(ΔT)를 산출한다. 아울러 공급되는 열원의 공급 압력(P1)과 환수 열원의 환수 압력(P2)을 연산(P1 - P2)하여 전체 압력차(ΔP)를 산출한다. 또한, 각각의 개소에 공급되는 부하개소 공급 압력(P3, P4, P5)을 검출하여 하한 설정압력(최저하한) 이상이 되도록 압력-온도 제어기(119)에서 제어함으로써 부하설비(115 - 117)가 안정적인 열 공급이 되도록 한다.For example, the pressure-temperature controller 119 calculates a temperature difference T by calculating a supply temperature T1 of a supplied heat source and a return temperature T2 of a return heat source that is returned through the return header 118 . The total pressure difference AP is calculated by calculating the supply pressure P1 of the supplied heat source and the return water pressure P2 of the heat source to be converted P1 to P2. In addition, by detecting the load portion supply pressures P3, P4 and P5 supplied to the respective portions and controlling the pressure portion by the pressure-temperature controller 119 so as to be equal to or higher than the lower limit set pressure (minimum lower limit) Ensure stable heat supply.

그리고 각각 산출한 온도차(ΔT)와 압력차(ΔP)를 미리 설정된 기준 제어 값(기준 온도 값, 기준 압력 값, 최저 압력 값)과 각각 비교하여(온도별, 압력별), 온도차와 압력차를 분석한다. 예컨대, 산출한 온도차(ΔT)를 기준으로 설정된 기준 온도 값보다 적으면 차온을 1이라고 하고, 이와 반대면 차온을 0이라고 판단한다. 압력에 대해서도 동일한 방식으로, 산출한 압력차(ΔP)가 기준으로 설정된 기준 압력 값보다 크면 차압을 1이라고 하고, 이와 반대면 차압을 0이라고 판단한다. The calculated temperature difference (ΔT) and pressure difference (ΔP) are compared with preset reference control values (reference temperature value, reference pressure value, and minimum pressure value) Analyze. For example, if the calculated temperature difference? T is smaller than the reference temperature value set on the basis of the calculated temperature difference? T, the cold temperature is determined to be 1, and the opposite side cold temperature is determined to be zero. If the calculated pressure difference [Delta] P is larger than the reference pressure value set as a reference, the differential pressure is determined to be 1 and the opposite differential pressure is determined to be 0 in the same manner for the pressure.

이러한 과정을 통해 각각의 위치에 대한 차온과 차압을 판단하면, 상기 차온과 차압 및 각각의 위치에 대해 미리 설정된 압력 하한 치(최저 압력)를 논리 조합하여, 반송펌프(121)를 제어하기 위한 제어 데이터를 산출한다.If the difference between the cold temperature and the differential pressure and the predetermined lower limit value (minimum pressure) for each position is logically combined, a control for controlling the return pump 121 Data is calculated.

도 3은 상기 차온과 차압 및 최저압력을 논리 조합하여 제어 데이터(출력)를 산출한 것을 도시한 반송동력 제어 논리 표이다.FIG. 3 is a diagram of a transmission power control logic chart showing that control data (output) is calculated by logically combining the cold temperature, differential pressure and minimum pressure.

예컨대, 최저 압력이 검출되고, 차압이 발생하며, 차온이 발생하면 제어 데이터인 출력이 1이 되어, 반송펌프(121)를 구동하도록 하는 제어 데이터를 생성한다. 아울러 최저압력이 검출되지 않고, 차압 및 차온이 발생하지 않으면, 부하 설비가 많이 사용되지 않는 것으로 판단을 하고, 제어 데이터인 출력은 0이 되어, 반송펌프(121)를 오프하도록 하는 제어 데이터를 생성한다.For example, when the lowest pressure is detected, a differential pressure is generated, and a cold temperature is generated, the output as control data becomes 1 to generate control data for driving the return pump 121. [ If the minimum pressure is not detected and the differential pressure and the cold temperature do not occur, it is determined that the load facility is not used much, the control data output becomes 0, and the control data for turning off the transfer pump 121 is generated do.

즉, 본 발명은 고층건물의 관말 등 설치장소에 따라 공급압력이 다를 수 있으므로, IoT 기술을 이용한 수개 소의 압력을 감지하여 사용처별로 필요한 압력이 공급되도록 제어함은 물론, 공급 및 환수 압력차와 온도차를 검출하여 반송에너지를 조절하도록 한다.That is, since the supply pressure may be different depending on the place of installation such as the horn of the high-rise building, it is possible to detect the pressure of several places using the IoT technology, Not only the required pressure is supplied but also the supply and return pressure difference and the temperature difference are detected to adjust the conveying energy.

상기 압력-온도 제어기(119)에서 출력되는 제어 데이터는 인버터(120)에 전달되며, 인버터(120)는 전달되는 제어 데이터를 기반으로 반송펌프(121)의 구동을 제어하여, 반송동력을 조절한다. 여기서 제어 데이터는 압력-온도 제어기(119)에서 아날로그 제어 신호로 변환되어 인버터(120)에 전달되거나, 인버터(120)에서 자체적으로 디지털 제어 데이터를 그에 상응하는 아날로그 제어 신호로 변환하여 사용할 수 있다.The control data output from the pressure-temperature controller 119 is transmitted to the inverter 120. The inverter 120 controls the conveying pump 121 to control the conveying power based on the control data . Here, the control data may be converted into an analog control signal in the pressure-temperature controller 119 to be transmitted to the inverter 120, or the inverter 120 may convert the digital control data into an analog control signal corresponding thereto.

여기서 제어 데이터가 1일 경우, 하한 압력보다 높고 압력차 및 온도차가 크게 발생하는 경우이며, 이 경우는 부하설비가 열원을 많이 사용하는 상태이므로, 인버터(120)에 의해 반송펌프(121)가 구동을 하여, 반송 유량을 열원 설비(101)에 100% 순환시켜, 열원 설비(101)가 상대적으로 공급 열원을 증가시키도록 한다. When the control data is 1, the pressure difference and the temperature difference are significantly higher than the lower limit pressure. In this case, since the load facility is using a lot of heat sources, the inverter 120 drives the transfer pump 121 So that the conveying flow rate is circulated 100% to the heat source facility 101 so that the heat source facility 101 relatively increases the supply heat source.

상기에서 제어 데이터가 1일 경우, 반송펌프(121)를 구동시키는 것으로 설명하였으나, 이때 반송펌프(121)를 회전시키는 회전수를 조절하는 것도 가능하다. 이것은 압력차와 온도차를 기반으로, 그 레벨을 다시 분류하고, 그 차이가 많이 나면 많아 날수록 반송펌프(121)의 회전수를 높여 순환 유량을 증가시키도록 한다. 순환 유량의 증가는 결과적으로 공급 열원의 증가로 이어진다. 회전수 조절을 위해서는 미리 실험을 통해 온도차와 압력차를 고려하여, 회전수를 테이블 형태로 마련해 놓고, 실시간으로 온도차와 압력차만 산출되면 분석 데이터의 레벨에 따라 반송펌프의 회전수를 조절하도록 하는 것이 바람직하다.In the above description, when the control data is 1, the conveying pump 121 is driven. However, it is also possible to adjust the number of revolutions for rotating the conveying pump 121 at this time. This classifies the level again based on the pressure difference and the temperature difference, and increases the number of revolutions of the return pump 121 to increase the circulating flow rate as the difference becomes larger. An increase in the circulating flow rate results in an increase in the supply heat source. In order to control the number of revolutions, the number of revolutions is provided in a table form in consideration of a temperature difference and a pressure difference through experiments, and when the temperature difference and pressure difference are calculated in real time, the number of revolutions of the return pump is adjusted according to the level of analysis data .

반면에 제어 값이 0일 경우 반송펌프를 정지하는 것으로 설명하였으나, 이때 반송펌프(121)의 회전수를 조절하여 그 레벨에 따라 열원설비(101)의 안전운전을 위한 최저하한 유량을 설정하여 회전수를 감속하고, 순환유량 하한치를 50%로 설정할 경우 순환유량의 감소는 결과적으로 반송동력의 감소에 따른 전력절감을 구현한다.In this case, the rotation speed of the transfer pump 121 is adjusted to set the minimum flow rate for safe operation of the heat source equipment 101 according to the level, And the circulation flow lower limit value is set to 50%, the reduction of the circulation flow rate results in the power saving due to the reduction of the conveying power.

도 3에서 최저압력(P)은 높을 시 "1", 작을 때 "0"을 나타내고, 차압(ΔP)은 클 때 "1", 작을 때 "0'을 나타내며, 차온(ΔT)은 작을 때 "1", 클 때 "0"을 나타낸다.In FIG. 3, the minimum pressure P represents "1" when the temperature is low, "0" when the temperature is low, "1" when the differential pressure ΔP is large, "0" 1 "and" 0 "when it is large.

그리고 출력(x)에서, 1+++는 출력레벨 100%를 의미하고, 1++는 출력레벨 80%를 의미하며, 1+는 출력레벨 65%를 의미하고, 1은 출력레벨 50%를 의미하고, 0은 출력레벨 0을 의미하며, 출력 레벨은 상황에 따라 조정하거나 리니어하게 조정할 수 있다.And an output (x) from, 1 +++ refers to the 100% output level, and the first ++ refers to the power level 80%, and + 1 is the mean power level 65%, and 1 is the output level of 50% , 0 means output level 0, and the output level can be adjusted according to the situation or adjusted linearly.

한편, 본 발명의 다른 특징으로서, 에너지 성능 분석기(130)에서 상기 열원설비(101)의 다양한 정보와 상기 압력-온도 제어기(119)에서 제공되는 압력차 정보, 온도차 정보, 반송펌프 제어 정보 등을 기초로 열원 설비 및 반송설비(121)의 에너지 성능을 분석할 수 있다는 것이다.In another aspect of the present invention, in the energy performance analyzer 130, various information of the heat source facility 101 and pressure difference information, temperature difference information, return pump control information, and the like provided by the pressure- It is possible to analyze the energy performance of the heat source equipment and the transportation equipment 121 as a basis.

예컨대, 열원설비인 냉온수기와 냉동기 등의 성능은 에너지 입출력을 검출하여 실시간으로 성능을 분석하는 알고리즘과 계측 및 제어 융합기술이 요구되며, 입력에너지는 냉동기와 반송설비는 전력계로, 냉온수기는 연료유량계에서 검출하고 출력에너지는 반송유량과 입·출구 온도차를 검출하여 열원설비와 반송설비의 성능분석을 할 수 있다.For example, the performance of the heat source equipment such as the cold / hot water heater and the freezer is required to be an algorithm for analyzing performance in real time by detecting energy input / output and measurement and control convergence technology. The input energy is refrigerator and transportation equipment is power meter, And the output energy can be analyzed for the performance of the heat source equipment and the transport equipment by detecting the transport flow rate and the inlet / outlet temperature difference.

냉방열원설비 성능(COP)은 하기의 [수학식 1] 을 이용하여 성능을 분석한다.The performance of the cooling heat source equipment performance (COP) is analyzed using the following equation (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

아울러 반송펌프효율(

Figure pat00002
)은 하기의 [수학식 2] 를 이용하여 성능을 분석한다.In addition,
Figure pat00002
) Analyzes the performance using the following equation (2).

Figure pat00003
Figure pat00003

열원설비와 반송설비의 성능을 분석하기 위해서는 반송용 유량계를 설치하거나, 또는 반송설비인 펌프의 유량은 아래의 [수학식 3] 에 기재된 유체기기 상사법칙에 근거하여 유량은 회전수에 비례함을 알 수 있어, 즉 본 발명의 주 장치인 압력-온도 제어(PTC : Pressure Temperature Controller)(119)의 출력에 따라 인버터의 회전수와 유량이 비례됨을 알 수 있어 PTC의 출력을 적용하여 유량산출이 가능하다.In order to analyze the performance of the heat source equipment and the transportation equipment, the flow rate of the pump, which is a transportation equipment, or the flow rate of the pump, which is a transportation equipment, is proportional to the number of revolutions It can be seen that the rotation speed and the flow rate of the inverter are proportional to the output of the pressure temperature controller (PTC) 119, which is the main device of the present invention, and the output of the PTC is applied to calculate the flow rate It is possible.

Figure pat00004
Figure pat00004

여기서 주의할 점은 펌프의 정격유량은 설치여건(압력변화)에 따라 실제유량이 다를 수 있으므로, 본 발명의 제어장치 공급자는 반드시 펌프의 실제유량을 초음파유량계로 측정하여 펌프 정격과 실제 유량을 보정 사용하는 것이 바람직하다.It should be noted that since the actual flow rate of the pump may vary depending on the installation conditions (pressure change), the control device supplier of the present invention must measure the actual flow rate of the pump with an ultrasonic flow meter to correct the pump rating and actual flow rate Is preferably used.

도 2는 본 발명에 따른 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어방법을 보인 흐름도이다.FIG. 2 is a flowchart showing a control method for reducing a traveling power in a cooling / heating air conditioning system according to the present invention.

본 발명에 따른 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어방법은 단계 S10에서 열원설비에서 공급되는 열원의 온도(T1)와 환수되는 열원의 온도(T2)를 검출한다.In the cooling / heating air conditioning system according to the present invention, the traveling power saving control method detects the temperature (T1) of the heat source supplied from the heat source equipment and the temperature (T2) of the heat source to be returned at step S10.

아울러 단계 S20에서 부하설비의 각각의 개소 별로 공급 열원의 압력(P1, P3, P4, P5)과 각각의 개소를 통과하여 환수되는 열원의 압력(P2)을 검출한다.In step S20, the pressure P1 of the supply heat source, the pressure P3 of the heat source, and the pressure P2 of the heat source, which pass through the respective locations, are detected for each location of the load facility.

이어, 단계 S30에서는 상기 검출한 공급 온도와 환수 온도의 온도차(ΔT)를 산출하고, 공급 열원의 압력과 환수 열원의 압력 차이인 압력차(ΔP)를 산출한다.Next, in step S30, the temperature difference? T between the detected supply temperature and the return temperature is calculated, and the pressure difference? P, which is the pressure difference between the supply heat source and the return heat source, is calculated.

다음으로, 단계 S40에서 상기 각각 산출한 온도차와 압력차를 미리 설정된 기준 제어 값과 비교하여 반송펌프의 제어 데이터를 산출한다.Next, in step S40, the temperature difference and the pressure difference thus calculated are compared with preset reference control values, and the control data of the return pump is calculated.

예컨대, 압력-온도 제어기(119)는 공급되는 열원의 공급 온도(T1)와 환수 헤더(118)를 통해 환수되는 환수 열원의 환수 온도(T2)를 연산(T1 - T2)하여 온도차(ΔT)를 산출한다. 아울러 공급되는 열원의 공급 압력(P1)과 환수 열원의 환수 압력(P2)을 연산(P1 - P2)하여 전체 압력차(ΔP)를 산출한다. 또한, 각각의 개소에 공급되는 부하개소 공급 압력(P3, P4, P5)은 최저하한 압력 이하가 되지 않도록 설정압력과 비교 분석한다.For example, the pressure-temperature controller 119 calculates a temperature difference T by calculating a supply temperature T1 of a supplied heat source and a return temperature T2 of a return heat source that is returned through the return header 118 . The total pressure difference AP is calculated by calculating the supply pressure P1 of the supplied heat source and the return water pressure P2 of the heat source to be converted P1 to P2. Further, the load portion supply pressures P3, P4 and P5 supplied to the respective portions are compared with the set pressure so as not to be equal to or less than the minimum lower limit pressure.

그리고 각각 산출한 온도차(ΔT)와 압력차(ΔP)를 미리 설정된 기준 제어 값(기준 온도 값, 기준 압력 값, 최저 압력 값)과 각각 비교하여(온도별, 압력별), 온도차와 압력차를 분석한다. 예컨대, 산출한 온도차(ΔT)가 기준으로 설정된 기준 온도 값보다 작으면 차온을 1이라고 하고, 이와 반대면 차온을 0이라고 판단한다. 압력에 대해서도 동일한 방식으로, 산출한 압력차(ΔP)가 기준으로 설정된 기준 압력 값보다 크면 차압을 1이라고 하고, 이와 반대면 차압을 0이라고 판단한다. The calculated temperature difference (ΔT) and pressure difference (ΔP) are compared with preset reference control values (reference temperature value, reference pressure value, and minimum pressure value) Analyze. For example, if the calculated temperature difference? T is smaller than the reference temperature value set as a reference, the cold temperature is determined as 1 and the opposite side cold temperature is determined as 0. If the calculated pressure difference [Delta] P is larger than the reference pressure value set as a reference, the differential pressure is determined to be 1 and the opposite differential pressure is determined to be 0 in the same manner for the pressure.

이러한 과정을 통해 각각의 위치에 대한 차온과 차압을 판단하면, 단계 S50에서 상기 차온과 차압 및 각각의 위치에 대해 미리 설정된 압력 하한 치(최저 압력)를 논리 조합하여, 반송펌프(121)를 제어하기 위한 제어 데이터를 산출한다.If the difference between the cold temperature and the differential pressure and the predetermined lower limit value (minimum pressure) for each position are logically combined in step S50, the control of the return pump 121 The control data is calculated.

도 3은 상기 차온과 차압 및 최저압력을 논리 조합하여 제어 데이터(출력)를 산출한 것을 도시한 반송동력 제어 논리 표이다.FIG. 3 is a diagram of a transmission power control logic chart showing that control data (output) is calculated by logically combining the cold temperature, differential pressure and minimum pressure.

다음으로, 단계 S60에서는 상기 압력-온도 제어기(119)에서 출력되는 제어 데이터를 인버터(120)에 전달한다.Next, in step S60, control data output from the pressure-temperature controller 119 is transmitted to the inverter 120. [

단계 S70에서 인버터(120)는 전달되는 제어 데이터를 기반으로 반송펌프(121)의 구동을 제어하여, 반송동력을 조절한다. 여기서 제어 데이터는 압력-온도 제어기(119)에서 아날로그 제어 신호로 변환되어 인버터(120)에 전달되거나, 인버터(120)에서 자체적으로 디지털 제어 데이터를 그에 상응하는 아날로그 제어 신호로 변환하여 사용할 수 있다.In step S70, the inverter 120 controls the driving of the return pump 121 based on the control data to be transmitted, thereby adjusting the conveying power. Here, the control data may be converted into an analog control signal in the pressure-temperature controller 119 to be transmitted to the inverter 120, or the inverter 120 may convert the digital control data into an analog control signal corresponding thereto.

여기서 제어 데이터가 1일 경우, 압력차는 크고 온도차는 작게 발생하는 경우이며, 이 경우는 부하설비가 열원을 많이 사용하는 상태이므로, 인버터(120)에 의해 반송펌프(121)가 구동을 하여, 반송 유량을 열원 설비(101)에 많이 순환시켜, 열원 설비(101)가 상대적으로 공급 열원을 증가시키도록 한다. Here, when the control data is 1, the pressure difference is large and the temperature difference is small. In this case, the inverter 120 drives the transfer pump 121, The flow rate is circulated to the heat source facility 101 so that the heat source facility 101 relatively increases the supply heat source.

상기에서 제어 데이터가 1일 경우, 반송펌프(121)를 구동시키는 것으로 설명하였으나, 이때 반송펌프(121)를 회전시키는 회전수를 조절하는 것도 가능하다. 이것은 압력차와 온도차를 기반으로, 그 레벨을 다시 분류하고, 그 차이가 많이 나면 날수록 반송펌프(121)의 회전수를 높여 순환 유량을 증가시키도록 한다. 순환 유량의 증가는 결과적으로 공급 열원의 증가로 이어진다. 회전수 조절을 위해서는 미리 실험을 통해 온도차와 압력차를 고려하여, 회전수를 테이블 형태로 마련해 놓고, 실시간으로 온도차와 압력차만 산출되면 분석 Data의 레벨에 따라 반송펌프의 회전수를 조절하도록 하는 것이 바람직하다.In the above description, when the control data is 1, the conveying pump 121 is driven. However, it is also possible to adjust the number of revolutions for rotating the conveying pump 121 at this time. This classifies the level again based on the pressure difference and the temperature difference, and increases the circulation flow rate by increasing the number of revolutions of the return pump 121 as the difference becomes larger. An increase in the circulating flow rate results in an increase in the supply heat source. In order to control the number of revolutions, the number of revolutions is provided in table form considering the temperature difference and the pressure difference through experiments, and when the temperature difference and the pressure difference are calculated in real time, the number of revolutions of the return pump is adjusted according to the level of analysis data .

반면에 제어 값이 0일 경우 반송펌프를 정지하는 것으로 설명하였으나, 이때 반송펌프(121)의 회전수를 조절하여 그 레벨에 따라 열원설비(101)의 안전운전을 위한 최저하한 유량을 설정하여 회전수를 감속하고, 순환유량 하한치를 50%로 설정할 경우 순환유량의 감소는 결과적으로 반송동력의 감소에 따른 전력절감을 구현한다.In this case, the rotation speed of the transfer pump 121 is adjusted to set the minimum flow rate for safe operation of the heat source facility 101 according to the level, And the circulation flow lower limit value is set to 50%, the reduction of the circulation flow rate results in the power saving due to the reduction of the conveying power.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.Although the present invention has been described in detail with reference to the above embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit of the present invention.

본 발명은 냉방/난방 공조 설비 또는 생산공정의 온수가열 및 냉각 공정에서 압력차와 온도차에 따라 반송펌프를 효율적으로 제어하여, 반송동력을 절감하는 기술에 적용된다.The present invention is applied to a technology for efficiently controlling the return pump and reducing the conveying power in accordance with the pressure difference and the temperature difference in the heating / cooling process of the cooling / heating air conditioning facility or production process.

101: 열원설비
104: 공급 온도 검출센서
105: 환수 온도 검출센서
106: 제1 압력 검출 센서
107: 제2 압력 검출 센서
108, 109, 110: 보조 압력 검출 센서
119: 압력-온도 제어기
120: 인버터
121: 반송펌프
130: 에너지 성능 분석기101: Heat source equipment
104: Supply temperature detection sensor
105: Water temperature sensor
106: first pressure detection sensor
107: Second pressure detection sensor
108, 109, 110: auxiliary pressure detection sensor
119: Pressure-temperature controller
120: Inverter
121: Return pump
130: Energy performance analyzer

Claims (2)

냉·난방 공조설비에서 반송동력을 절감하기 위한 제어장치로서,
다수의 부하설비(115 내지 117)에 열원을 공급하는 열원설비(101);
상기 열원설비(101)에 연결되며, 상기 다수의 부하설비(115 내지 117)로 열원을 분배하는 공급 헤더(111);
상기 다수의 부하설비(115 내지 117)로부터 열원을 환수하는 환수 헤더(118);
상기 환수 헤더(118)와 상기 열원설비(101)를 연결하는 반송펌프(121);
상기 열원설비(101)와 상기 공급 헤더(111)의 사이에 배치된 제1 압력 검출센서(106)와 공급 온도 검출 센서(104);
상기 환수 헤더(118)와 상기 반송펌프(121)의 사이에 배치된 제2 압력 검출 센서(107)와 환수 온도 검출 센서(105);
상기 공급 헤더(111)와 상기 다수의 부하설비(115 내지 117) 각각의 사이에 배치된 다수의 보조 압력 검출 센서(108 내지 110);
상기 다수의 부하 설비(115, 116)의 전단에 설치되어 열원을 공급하거나 차단하고, 유량 조절을 통해 온도를 조절하기 위한 2-way 밸브(112, 113);
상기 다수의 부하 설비(117)의 전단에 설치되어 열원을 공급하거나 차단하고, 유량 조절을 통해 온도를 조절하기 위한 3-way 밸브(114);
상기 제1 압력 검출 센서(106)와 상기 제2 압력 검출 센서(107)의 압력차, 상기 공급 온도 검출 센서(104)와 상기 환수 온도 검출 센서(105)의 온도차, 및 상기 다수의 보조 압력 검출 센서(108 내지 110)에서 측정된 각 부하개소 공급 압력을 기초로 상기 반송펌프(121)의 구동을 제어하는 압력-온도 제어기(119); 및
상기 압력-온도 제어기(119)에서 출력되는 반송펌프(121)의 회전수 제어 데이터를 기초로 상기 반송펌프(121)의 회전수를 조절하는 인버터(120)를 포함하며,
상기 압력-온도 제어기(119)는 분석한 상기 압력차가 미리 설정된 압력 제1 하한치 이하이면 상기 온도차와 무관하게 반송펌프(121)를 구동하도록 반송펌프 구동 제어신호를 발생하여 상기 인버터(120)를 제어하고,
상기 압력-온도 제어기(119)는 상기 온도차와 상기 압력차를 조합하여 상기 반송펌프(121)의 제어 데이터를 산출하되, 상기 온도차 또는 상기 압력차가 미리 설정된 기준 제어 값보다 크면 상기 반송펌프(121)를 구동하도록 하는 반송펌프 구동 제어 데이터를 산출하여 상기 인버터(120)를 제어하며,
상기 압력-온도 제어기(119)는 상기 보조 압력 검출 센서(108 내지 110)에서 검출된 상기 부하 개소 공급압력이 미리 설정된 압력 제2 하한치 이상이 되도록 반송펌프(121)를 구동하는 반송펌프 구동 제어신호를 발생하여 상기 인버터(120)를 제어하며,
상기 압력-온도 제어기(119)는 상기 압력차(차압, ΔP) 및 상기 온도차(차온, ΔT)에 따라 부하 상태를 판별하고, 판별한 부하상태에 따라 비례적으로 반송동력을 절감하기 위한 반송펌프(121) 제어 데이터를 산출하되,
상기 제어 데이터는 기준으로 설정한 최저압력(P)이 "1"이고 차압(ΔP)이 "1"이고 차온(ΔT)이 "1"이면 제어 데이터는 "1+++"로 출력하고, 최저압력(P)이 "1"이고 차압(ΔP)이 "1"이고 차온(ΔT)이 "0"이면 제어 데이터는 "1++"로 출력하며, 최저압력(P)이 "1"이고 차압(ΔP)이 "0"이고 차온(ΔT)이 "1"이면 제어 데이터는 "1++"로 출력하고, 최저압력(P)이 "1"이고 차압(ΔP)이 "0"이고 차온(ΔT)이 "0"이면 제어 데이터는 "1+"로 출력하며, 최저압력(P)이 "0"이고 차압(ΔP)이 "0"이고 차온(ΔT)이 "0"이면 제어 데이터는 "0"로 출력하고, 최저압력(P)이 "0"이고 차압(ΔP)이 "1"이고 차온(ΔT)이 "1"이면 제어 데이터는 "1++"로 출력하고, 최저압력(P)이 "0"이고 차압(ΔP)이 "0"이고 차온(ΔT)이 "1"이면 제어 데이터는 "1"로 출력하며, 최저압력(P)이 "0"이고 차압(ΔP)이 "1"이고 차온(ΔT)이 "0"이면 제어 데이터는 "1"로 출력하되,
상기 최저압력(P)은 높을 시 "1", 작을 때 "0"을 나타내고, 차압(ΔP)은 클 때 "1", 작을 때 "0'을 나타내며, 차온(ΔT)은 작을 때 "1", 클 때 "0"을 나타내는 것을 특징으로 하는 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치.
상기에서 1+++는 출력레벨 100%를 의미하고, 1++는 출력레벨 80%를 의미하며, 1+는 출력레벨 65%를 의미하고, 1은 출력레벨 50%를 의미하고, 0은 출력레벨 0을 의미한다.
As a control device for reducing the transportation power in a cooling / heating air conditioning facility,
A heat source equipment 101 for supplying a plurality of load facilities 115 to 117 with a heat source;
A supply header 111 connected to the heat source facility 101 and distributing the heat source to the plurality of load facilities 115 to 117;
A return header 118 for recovering a heat source from the plurality of load facilities 115 to 117;
A transfer pump 121 connecting the return header 118 to the heat source facility 101;
A first pressure detection sensor 106 and a supply temperature detection sensor 104 disposed between the heat source facility 101 and the supply header 111;
A second pressure detection sensor (107) and a return water temperature detection sensor (105) disposed between the return header (118) and the return pump (121);
A plurality of auxiliary pressure detection sensors (108 to 110) arranged between the supply header (111) and each of the plurality of load facilities (115 to 117);
A two-way valve (112, 113) installed at a front end of the plurality of load facilities (115, 116) for supplying or shutting off a heat source and adjusting the temperature through a flow rate adjustment;
A three-way valve 114 installed at a front end of the plurality of load facilities 117 for supplying or shutting off a heat source and adjusting the temperature through a flow rate control;
A pressure difference between the first pressure detection sensor 106 and the second pressure detection sensor 107, a temperature difference between the supply temperature detection sensor 104 and the return water temperature detection sensor 105, A pressure-temperature controller (119) for controlling the driving of the return pump (121) based on the respective load point supply pressures measured by the sensors (108 to 110); And
And an inverter (120) for adjusting the rotational speed of the transfer pump (121) based on the rotational speed control data of the transfer pump (121) output from the pressure-temperature controller (119)
The pressure-temperature controller 119 generates a conveyance pump drive control signal to drive the conveyance pump 121 regardless of the temperature difference when the analyzed pressure difference is equal to or lower than a preset first pressure lower limit value, thereby controlling the inverter 120 and,
The pressure-temperature controller 119 calculates the control data of the return pump 121 by combining the temperature difference and the pressure difference. If the temperature difference or the pressure difference is greater than a preset reference control value, And controls the inverter 120. The inverter 120 is controlled by the control unit 120,
The pressure-temperature controller 119 controls the pressure-temperature controller 119 so that the load point supply pressure detected by the auxiliary pressure detecting sensors 108 to 110 is equal to or greater than a predetermined second lower limit value, And controls the inverter 120,
The pressure-temperature controller 119 determines the load state in accordance with the pressure difference (differential pressure,? P) and the temperature difference (differential temperature? T) (121) control data,
The control data is output as " 1 +++ "when the minimum pressure P set as the reference is" 1 &quot;, the differential pressure AP is 1 and the differential temperature T is 1, When the pressure P is 1, the differential pressure AP is 1 and the differential temperature T is 0, the control data is output as " 1 ++ &quot;, and the minimum pressure P is & The control data is output as " 1 ++ " when the difference ΔP is equal to 0 and the difference ΔT is equal to 1. When the minimum pressure P is equal to 1 and the differential pressure ΔP is equal to 0, The control data is output as "1+ " when the minimum pressure P is 0, the differential pressure AP is 0, and the differential temperature T is 0, 0 "and the differential pressure AP is 1 and the differential temperature T is 1, the control data is output as " 1 ++ &quot;, and the minimum pressure P P " is " 0 &quot;, the differential pressure AP is 0, and the differential temperature T is 1, the control data is output as 1. When the minimum pressure P is & 1 "and the difference temperature T is" 0 &quot;, the control data is "Quot; 1 "
1 "when the pressure P is high," 0 "when the pressure P is low and" 1 "when the pressure P is low and" 1 "when the pressure P is low, , And "0" when it is large.
In the first +++ refers to the 100% output level, and the first ++ refers to the power level 80%, and 1 + represents a 65% power level, and 1 indicates the output level of 50%, and 0 It means output level 0.
청구항 1에서, 상기 압력-온도 제어기에서 제공되는 압력차 및 온도차 데이터 및 반송펌프 제어 데이터를 기초로 열원설비 및 반송펌프의 성능을 분석하는 에너지 성능 분석기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉·난방 공조설비에서 반송동력 절감 제어장치.
The air conditioner according to claim 1, further comprising an energy performance analyzer for analyzing performance of the heat source equipment and the transfer pump based on the pressure difference and temperature difference data provided by the pressure-temperature controller and the return pump control data, Control device for reducing power of conveying power in equipment.
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