욕실 기저습도 회복에 따른 예측 모델 기반 드레스룸 결로 방지 제어 시뮬레이션 (Simulation of Model Predictive Control to Prevent Condensation in Dressroom According to Restoration of Bathroom Base Humidity)

서지정보

· 발행기관 : 대한설비공학회
· 수록지 정보 : 설비공학 논문집 / 32권 / 1호 / 13 ~ 20페이지
· 저자명 : 주은지, 이준혜, 여명석

초록

본 연구에서는 사물 인터넷을 통해 드레스룸에서의 결로를 방지하는 욕실 환기 팬 및 개폐 제어의 종료 시점을 제시하였다. 욕실에서 발생한 수증기가 모두 소진되어 기저에 도달한 순간을 제어 종료 기준점으로 결정하였으나, 기저는 매 순간 변동하므로 확정적인 상태 값으로 제시할 수 없음을 실측 데이터 분석을 통해 확인하였다. 따라서 변화 시점 분석을 통해 분류된 기저 구간에 대해 통계적 특징을 추출, 기저 판정 기준을 마련하여 드레스룸 결로 방지를 위한 제어에 활용하고자 하였다.
기저 제어 전략의 기대효과를 검토하기 위해 사물인터넷 기술을 활용하여 실제 공동주택 내 드레스룸에 구축한 테스트베드에서 측정한 데이터를 토대로 결로 판정 예측 모델을 개발하여 시뮬레이션하였다. 제어 알고리즘의 결로 방지 성능을 검토하기 위하여 특정 시점의 결로 위험도를 정량적으로 평가하는 척도인 결로 발생 위험도(CRS)라는 개념을 제시하였다. 해당 기준에 따르면 기저 제어의 경우 제어 종료 시점에서 노점온도의 상승을 유발하지 않으므로 결로 방지 성능이 우수하다. 시간이나 확정적인 상태 값 대신 통계적 특성에 기반한 제어 전략은 다양한 기저 상황에 대응하여 드레스룸 표면 결로를 방지할 수 있을 것으로 기대된다. 다만, 인공신경망 모델의 경우 데이터 기반 접근의 특성상 적용 범위가 대상 공간에 한정되므로 추후 연구에서는 데이터의 수집과 모델의 구축 단계를 표준화하고, 모델의 일반화 성능 확보 방안을 검토하고자 한다.

영어초록

Recently, interests about IoT technology has been expanded because of the spread of affordable and feasible microprocessors. Still, the decision of control logic depends on expertise. In this study, authors developed a rule-based on/off system using the IoT device to control relative humidity in the bathroom for the purpose of reducing surface condensation occurrence in the dressroom. It was found that control bounds cannot be suggested in deterministic values since base humidity, wherein moisture content of air converge differ because of boundary conditions. Change point analysis was then adapted to judge if moisture content is restored to the baseline wherein the control stopping point can be suggested. The ANN model was also developed with the measured data, formerly used for analysis, to test the control algorithm suggested in this study.

참고자료

· 없음