본문내용
1. 공조 자동제어 솔루션
1.1. 자동 제어
1.1.1. 제어 시스템
제어 시스템은 목표치에 도달하도록 시스템의 출력을 지속적으로 조정하는 장치이다. 이는 센서, 제어기, 구동장치로 구성되어 있다. 센서는 시스템의 상태를 감지하고, 제어기는 센서로부터 받은 정보를 바탕으로 구동장치를 제어한다. 구동장치는 센서로부터 받은 신호에 따라 시스템의 상태를 조절한다.
제어 시스템의 대표적인 유형에는 개루프 제어와 폐루프 제어가 있다. 개루프 제어는 입력 신호에 따라 출력을 조절하지만 출력상태를 감지하지 않는다. 반면 폐루프 제어는 출력상태를 감지하여 입력신호와 비교하고, 오차를 줄이는 방향으로 제어를 수행한다. 냉동공조 시스템에는 주로 폐루프 제어가 적용된다.
제어 시스템은 다양한 제어 알고리즘을 통해 시스템을 제어한다. 대표적인 제어 알고리즘에는 P(비례), I(적분), D(미분) 제어가 있다. P 제어는 비례오차에 비례하여 제어출력을 조절하고, I 제어는 시간에 따른 누적오차를 제거하며, D 제어는 출력변화율을 이용해 과도한 변화를 억제한다. 이러한 제어 알고리즘을 적절히 조합한 PID 제어는 냉동공조 시스템에 널리 사용된다.
또한 제어 시스템은 시스템 상태를 모니터링하고 최적화하기 위해 다양한 센서와 액추에이터를 활용한다. 온도, 습도, 압력, 유량 등을 감지하는 센서와 밸브, 댐퍼, 펌프 등을 제어하는 액추에이터가 대표적이다. 이를 통해 에너지 절감, 실내 쾌적성 향상, 설비 효율화 등을 실현할 수 있다.
종합하면, 제어 시스템은 냉동공조 시스템의 핵심 요소로서 신뢰성 있는 센서와 정교한 제어 알고리즘, 효율적인 구동장치의 조합을 통해 시스템의 최적화된 운영을 가능하게 한다.
1.1.2. 컨트롤러 + 제어 솔루션 = BEMS
빌딩 자동제어 시스템(BEMS, Building Energy Management System)은 빌딩 내 다양한 설비들을 통합적으로 관리 및 제어하는 솔루션이다. 이는 중앙 제어 장치인 컨트롤러와 통합 제어 솔루션이 결합되어 구현된다.
컨트롤러는 빌딩 내 각종 설비들을 실시간으로 감시하고 측정하여 데이터를 수집한다. 이를 토대로 설정값에 맞게 각 설비를 자동으로 제어하는 역할을 한다. 대표적인 컨트롤러로는 DDC(Direct Digital Control) 컨트롤러가 있는데, 이는 전자식 제어와 디지털 연산을 통해 다양한 제어 로직을 구현할 수 있다. DDC 컨트롤러는 온도, 습도, 조도 등 각종 센서와 연결되어 실내 환경을 실시간으로 모니터링하며, 이를 바탕으로 냉난방, 조명, 환기 등 관련 설비를 자동으로 제어한다.
제어 솔루션은 이러한 컨트롤러를 통해 수집된 데이터를 종합적으로 관리하고 분석하여 보다 효율적인 빌딩 관리를 가능하게 한다. 대표적인 제어 솔루션으로 LG 전자의 비콘(BE CON)이 있다. 비콘은 빌딩 내 주요 설비를 자동으로 제어하고, 에너지 사용량을 실시간으로 모니터링하며 에너지 절감을 위한 최적의 제어 전략을 수립한다. 또한 다양한 프로토콜을 지원하여 타 설비와의 연동을 통한 통합 관리가 가능하다.
이처럼 컨트롤러와 제어 솔루션이 결합된 BEMS는 빌딩 내 설비를 통합적으로 관리함으로써 에너지 효율성 제고, 운영 비용 절감, 쾌적한 실내 환경 유지 등의 효과를 거둘 수 있다. 이는 건물의 지속가능성과 스마트화를 실현하는 핵심 요소라 할 수 있다.
1.2. LG 전자의 빌딩 관리 솔루션(BE CON)
1.2.1. 개요
LG 전자의 빌딩 관리 솔루션(BE CON)은 대상이 공조, 열원, 조명, 전력 등 빌딩 전체의 통합제어와 에너지관리 기능을 제공하는 통합 제어 시스템이다. 이 솔루션은 상태감지 및 제어, 설비 제어 및 센싱/통신 중개, 설비 통합 모니터링 및 제어 등의 3가지 주요 구조로 이루어져 있다.
먼저, 상태감지 및 제어 부분에서는 온도, 습도, CO2 센서와 급수, 가스 밸브, 모터, 밸브 제어 등의 기능을 포함한다. 다음으로 설비 제어 및 센싱/통신 중개 부분에서는 각종 설비의 직접 운전 제어, 자가 동작, 다양한 입출력 포트와 표준 프로토콜 지원 등이 이루어진다. 마지막으로 설비 통합 모니터링 및 제어 부분에서는 설비 통합 관제, 감시/제어, 관리편의 콘텐츠를 제공한다.
이러한 BE CON 솔루션의 세부 기능으로는 중앙공조와 개별공조의 통합 운영, 다양한 프로토콜을 통한 써드파티 설비와의 연동, HVAC 및 에너지 토탈 솔루션 제공, 공간별 특성에 적합한 제어를 통한 에너지 최적화, 자체 에너지 가시화 기능을 통한 에너지 절감 유도, 빌딩 내 설비 및 시스템의 효율적인 스케줄링 및 자동운전 등이 있다.
이처럼 BE CON 솔루션은 빌딩 내 주요 설비들을 자동제어하고 신재생 발전 및 저장설비까지 효율적으로 운영하는 LG전자의 빌딩 통합 제어 및 에너지 관리 솔루션으로, 제로에너지빌딩 구현을 위한 핵심적인 역할을 담당하고 있다.
1.2.2. 통합 설비 제어
LG 전자의 빌딩 관리 솔루션(BE CON)의 '통합 설비 제어'는 공조, 열원, 조명, 전력 등 빌딩의 다양한 설비들을 하나의 제어시스템으로 통합하여 운영할 수 있도록 한다"이다.
이 솔루션은 상태감지, 제어, 설비 제어 및 센싱, 통신 중개, 설비 통합 모니터링 및 제어 등의 기능을 제공한다.
구체적으로는 중앙공조와 개별공조를 통합 운영하며, 다양한 프로토콜(BACnet, LonWorks, Modbus)을 지원하여 써드파티 설비들과도 호환이 가능하다.
이를 통해 빌딩 전체 설비의 통합적인 제어와 관리가 가능해져 에너지 효율을 극대화할 수 있다"이다.
1.2.3. 에너지 절감
BE CON의 에너지 절감 기능은 다음과 같다.
첫째, HVAC & 에너지 토탈 솔루션을 제공한다. 건물 내 공조와 관련된 모든 설비를 하나의 통합 제어 시스템으로 운영하여 에너지를 최적으로 관리할 수 있다. 이를 통해 에너지 사용량을 최소화하고 효율을 극대화할 수 있다.
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