2006 년 산업체 에너지관리교육

2006 년 산업체 에너지관리교육 Honeywell Korea Automation College

건물 자동제어의 이해냉난방 설비 관리를 중심으로

김 덕 주

Honeywell Korea Automation College

TEL : 041 -559-4603 Mail to : [email protected]

Team Leader

IBS DEMO

에너지 절약

인력절감과 관리의 효율화

안전의 확보

최적환경 유지 및 향상

B. M. S(Building

Management System)

1. 자동제어 목적

- 소수 정예 인원으로 건물 설비 운영- 데이터를 활용하여 질 높은 관리 실현

- 높은 효율 운전- 자원과 에너지의 낭비를 방지

- 온도 , 습도 , 먼지 ,CO2 등의 공기 질과 조명에 이르기 까지 최적의 상태로 유지

- 정전 , 화재 시 적 절한 대 응으로 피해를 최소화- 방범 , 방재의 통합

건물 이용자의 편리성 향상

- 각각의 설비를 통합하여 서비스 제공

2. 자동제어 구성

CONTROL 단계

MANAGEMENT단계

BAS 통합 단계

IBS 구 축 단계

제어 , 계측 및 감시

DDC : Stand-Alone, 자동프로그램구성 , 에너지 절감프로그램

이벤트 , 스케쥴 관리 , 설정

각종 감시 , 경보 , 이력관리 , 기록 , 출력 , Back-Up

통합 SYSTEM 과 연동

( 설비 / 전력 / 조명 / 방범 등 )

OA.,TC 연계

중앙감시반 레벨

◆ 자동제어 시스템 구성 레벨

DEVICE &

CONTROLLER 레벨

DO

AO

DI

AI

온 도 검 출 기 : ( 온도 )

연감지기 : ( 경보 )

댐 퍼 구 동 기 : ( 댐퍼 )

냉 난 방 밸 브 : ( 밸브 )

가 습 밸 브 : ( 밸브 )

현장 감시 제어 기능

시스템 상태 감시 기능

경보 관리 기능

예약 기능

경향 감시 기능

보고서 기능

특 수 기 능 ( 경 보 pager)

◆ DDC 방식 자동제어

DDC

CCMS

DDC 란 ? ; Direct Digital Controller ( 직접 디지털 제어기 )

3. 장비별 자동제어< 공조설비 전체 흐름도 >

< 공조설비 자동제어 흐름도 >3. 장비별 자동제어

DDC 제어 흐름도

AO

DIAI AI DI

AI

환기온도

환기습도

외기온도

외기습도

급기온도

급기습도

혼합온도

화재감시

cc

hc

ASG AFA

AFA

RF

SF

혼합댐퍼

외기댐퍼

배기댐퍼

CPUP/S AI AO DI DO

AI AI

DI

Data 통신

DDC # 1

1

23

4

변경된 정보 ( 값 ) 이 있으면 중앙감시반에 전송한다 .

예 ) 여름철 공조기 환기온도 ( 실내 온도 ) 를 검출 , 그 온도에 따라 냉방밸브를 제어하여 실내온도를 일정 ( 목표값 ) 하게 유지

DDC # n

Analog 신호를 digital신호로 변환 (A/D conversion)

digital 신호를 Analog 신호로 변환 (D/A conversion)

중앙감시반

실내온도를 일정하게 유지하기 위해 냉방밸브를 비례 제어한다 .

CPU 는 현재 값 과 목표 값 ( 설정 값 ) 을 비교하여 목표 값에 도달할 수 있도록 출력 값을 연산한다 . ( 프로그램된 알고리즘 수행 )

3. 장비별 자동제어

구 분 제 어 항 목 감시, 계측 항목 기 록

공

조

설

비

계

통

공기

조화기

(AHU)

1) 실내온도, 환기온도 또는 급기온도에 의한

냉.난방 밸브 제어 (원격 설정)

2) 휀 기동/정지 제어

3) 연감지기에 의한 휀 정지 제어

4) 실내 엔탈피 및 외기 엔탈피에 의한 외기 댐퍼

비례 제어

5) 각종 EMS (에너지 관리 소프트웨어) 프로그램

제어

- 최적 기동/정지 제어

- 타임 스케쥴 제어

- 원격 설정 제어

- 외기 취입 제어

1) 휀 운전 상태 감시

2) 실내 온습도 계측

3) 혼합기 온도 계측

4) 급기 온도 계측

5) 필터의 경보 감시

6) 화재시 연감지기에 의한 경보

감시

1) 경보기록

2) 계측치기록

3) 조작, 운전 기록

휀코일 1) 실내온도에 의한 휀코일 밸브제어 (원격제어)

2) 구역별 휀코일 분전반의 기동/정지 제어

1) 실내 온도 계측

2) 휀코일 분전반의 상태 감시

1) 계측치 기록

2) 조작, 운전 기록

급..배기휀 1) 급. 배기휀 기동/정지 제어

1) 급.배기휀 상태 감시 1) 운전, 조작 기록

외 기 1) 온습도 계측 1) 계측치 기록

< 공조 설비별 자동제어 계획 >


구 분 제 어 항 목 감시, 계측 항목 기 록

열

보일러계통 1) 응축수조 보급수 인입 제어 1) 보일러 상태, 경보 감시

2) 응축수조 상하한 경보 감시

1) 경보기록

2) 운전기록

원

설

비

냉온수기

계통

1) 냉온수기 원격 제어

2) 냉각수 온도에 의한 냉각 탑 휀 제어

3) 차압 밸브 제어

1) 냉온수기 상태, 경보 감시

2) 냉온수 및 냉각수의 급수, 환수

온도 계측

3) 냉온수 순환펌프, 냉각수 순환펌프

상태 감시

1) 경보기록

2) 조작 및 운전 기록

3) 계측치 기록

계

통

온 수 열

교 환 기

1) 외기 보상에 의한 공급 온도 제어(조절밸브 개도 원격 설정)

2) 온수 순환펌프 기동/정지 제어

1) 공급 환수 온도 계측

2) 순환펌프 상태 감시

1) 계측치 기록

2) 조작 운전 기록

위

생

급 탕 조 1) 급탕조 온도 제어

2) 순환 펌프 기동/정지 제어

1) 급탕조 온도 계측

2) 순환 펌프 상태 감시

1) 계측치 기록

2) 조작 운전 기록

설

비

계

물 탱 크 1) 지하 저수조의 수위에 의한 인입 유량

제어

1) 수위 상시 감시

2) 수위 상하한 경보 감시

3) 부스터 펌프상태 감시

1) 경보 기록

통 배수탱크 1) 수위에 의한 펌프 순차 제어 1) 수위 상한 경보 감시 1) 경보 기록


제어항목 감시항목

1. 환기 온 습도에 의한 냉난방 및 가습밸브 제어

2. 댐퍼 제어

a. 동 하절기 : 외기 . 배기 댐퍼 최소 개도치 open, 환기 댐퍼는 역 동작

b. 환절기 시 : 환절기 외기 냉방 시 엔탈피 제어를 실시하여 에너지 절감

1. 공조기 기동 / 정지 및 운전상태 감시2. 환기 온 습도 감시3. 혼합 온도 감시4. 급기 온도 감시5. 화재 경보 감시6. 필터 차압경보 감시

< 공조기 자동제어 계통도 >



1. 급기 온도에 의한 냉난방 밸브 제어

2. 댐퍼 제어

a. 급기 휀 기동 시 댐퍼 open

1. 공조기 기동 / 정지 및 운전상태

감시

2. 급기 온도 감시

3. 혼합 온도 감시

4. 필터 차압경보 감시

< 공조기 ( 전외기 ) 자동제어 계통도 >


공조기 밸브제어공조기에 설치된 냉방밸브 난방밸브는 여름 / 겨울 절환스위치 없이 자동으로 온도설정점에 따라 다음과 같이 제어된다 .

공조기 댐퍼제어공조기에 설치된 댐퍼는 혼합온도를 기준설정점으로 엔탈피 제어모드시에만 엔탈피 제어조건에 따라 자동으로 전외기 댐퍼가 아래와 같이 제어된다 .

엔탈피 비교

공조기 급기인버터 제어급기덕트에 설치된 급기정압센서의 값을 읽어들여 급기인버터를 비례제어하여 급기정압을 일정하게 유지시킨다 .

공조기 환기인버터 제어급기덕트와 환기덕트에 설치된 FMS로부터 풍량값을 읽어들여 환기인버터를 비례제어하여 급기풍량과 환기풍량의 풍량차를 일정하게 유지시킨다 . (FMS 제어 )

실내에 설치된 PDR 센서로부터 실간차압을 읽어 들여 환기인버터를 비례제어하여 실내를 양압으로 일정하게 유지시킨다 . 양압제어는 환기인버터제어 (FMS)의 보다 우선하여 작동하며 기준범위 이외에서는 적용되지 않는다 . (양압제어 )

공조기 가습밸브 제어환기덕트에 설치된 습도센서로부터 값을 읽어 들여 가습밸브를 (ON/OFF) 제어하여 환기습도를 일정하게 유지시킨다 .

가습밸브 제어시 급기덕트에 설치된 급기습도가 90 %RH 이상이면 가습밸브를 차단하여 과습을 방지한다 .

공조기 워밍업 제어동절기시 환기덕트에 설치된 온도센서로부터 값을 읽어들여 온도값이 설정값 이하면 외기 , 배기댐퍼를 완전히 닫고 환기댐퍼를 완전히 열고 난방밸브를 열어서 급속히 온도 상승을 유도한다 . 환기온도가 설정온도 이상으로 상승하면 워밍업제어는 무시된다 .

공조기 동파방지 제어

공조기 정지시 공조기 혼합온도를 읽어들여 혼합온도가 동파방지 설정점 (5 )℃ 이하로 내려가면 난방 및 냉방밸브를 완전히 열어 코일의 동파를 방지한다 .

공조기 CO2 제어환기 덕트에 설치된 이산화탄소 검출기 (CMB)의 검출 농도 변화 ( 재실 인원의 변동 ) 에 따라 외기 / 배기 / 환기 댐퍼가 비례 제어되어 외기도입량을 조절하는 제어이다 . 실내의 이산화탄소 농도가 표준 농도인 1000ppm에서 750ppm까지 떨어지면 , 외기 댐퍼는 최소 외기 도입량 이하로 외부 공기를 도입하고 , 850ppm 이상이 되면 최소 외기 도입량으로 환원시킨다 . 동 / 하절기 이산화탄소 제어 시에는 외기 도입댐퍼 제어와 같은 제어 기준으로 풍량을 설정하여 필요한 외기도입량을 일정하게 유지시킨다 . 이때 전체 외기도입량 중 최소 외기도입량을 제외한 외기도입을 담당하는 댐퍼는 닫히게 된다 . 환절기 시 외기 도입댐퍼는 환절기 시 제어를 따른다 . 최소 외기 댐퍼는 완전히 열리고 , 나머지 외기도입 담당 댐퍼는 비례 제어된다 .

공조기 안전모드 제어

공조기를 가동하고 1 분 동안 공조기의 상태가 ON 이 되지 않으면 공조기를 정지하고 경보를 발생한다 . 또한 공조기가 가동중에도 원인없이 상태가 OFF 로 변경되면 팬을 정지시켜 공조기의 이상유무를 판단하고 공조기를 재가동 시킨다 .

경보발생시 자동 OFF

공조기 화재연동 제어여객터미널의 화재연동제어는 소방대 본부로부터 화재 수신 또는 ZONE 화재신호(HARD WIRERING) 를 받아 화재계통 연동 시험서를 기준으로 적용한다 .


1. 냉온수기 제어 반에 의한 SEQUENCE 제어

2. 냉각수 공급온도에 의한 냉각 탑 FAN 제어

1. 냉온수기 운전상태 및 경보감시2. 냉온수 . 냉각수 순환펌프 상태 감시3. 냉각탑 FAN 기동 / 정지 및 상태 감시4. 냉수 , 냉각수 급 . 환수 온도 감시

< 냉온수기 자동제어 계통도 >



1. 급수 유니트의 보급 수 밸브 제어 1. 보일러 상태 및 경보 감시2. 증기 압력 감시3. 급수 유니트 상태 및 경보 감시

< 보일러 자동제어 계통도 >



1. 급탕 탱크 내 온도조절기에 의한 대류펌프 제어

2. 급탕 순환펌프 기동 / 정지

3. 급탕 가열밸브 제어

1. 외기 온 습도 감시

2. 급탕 순환펌프 기동 / 정지 및 상태 감시

3. 급탕 탱크 온도 감시

< 급탕 탱크 자동제어 계통도 >


제어항목 감시항목1. 실내온도에 의한 밸브 제어

2. FCU Mg’s 와 밸브와의 연동제어

1. 실내온도 감시

2. FCU 휀 운전상태 감시

< FCU 자동제어 계통도 >



1. PAC 기동 / 정지 제어1. PAC 운전상태 및 경보감시

< PAC 자동제어 계통도 >


< FAN 자동제어 계통도 >

1.FAN 기동 / 정지 제어 1. FAN 운전상태 및 경보감시2. CO 농도 감시




1. 저수조 탱크 내 수위조절기에 의한 밸브 제어1. 저수조 수위 감시2. 고가수조 고 / 저 수위 경보

< 물탱크 자동제어 계통도 >



1. 배수 탱크 내 수위조절기에 의한 배수펌프 제어 1. 배수탱크 고수위 경보

< 배수탱크 자동제어 계통도 >


Introducing…

Control & Monitoring System

기계 /전력 /조명 /CCTV/ 출입통제 설비의 통합감시반과 시설관리시스템과의 통합운영 통합으로 인한 모든 운영 데이터의 전송과 실시간 데이터 백업 서버의 One-Window 상에서 각 시스템의 제어 및 감시 , 통합보고서 작성 각 시스템중앙감시반 간의 실시간 자동 절체 및 이중화 구성

HVAC / 전력 /조명 출입제어/CCTV 방재 Internet

CCTVLegacyMigration

LON BNA BNA

1

SecurityPanels

Terminal Server

CCTV

AccessPanels

Network Bridge

VideoServer

XLS LANInterface

TerminalServer

FS90ExcelLife

SafetyPanel

Digital Video Life SafetySecurityBuilding Management

NetworkBridge

Asset Locator

LON

AssetLocatorServer

Internet

RemoteAccess

Serverwith optionalredundancy

Stations(clients)

IntegratedPhoto ID

OpenSystems

LonWorksDevices

BACnetDevices

PLC

CorporateIntranet

DistributedServerArchitecture

자산관리

개방형 시스템

이중화 서버

1. 통합 BA 시스템 구성도

Distributed Systems Architecture

Third Party Applications e.g. Human Resources

• Central location for card administration

• Multi-site alarm management

• Global Reporting

• Remote site redundancy

• Failure at one site does not affect others

Site ‘B’

Site ‘C’

Wide Area NetworkAccess Controller

CCTV Switcher

Smoke Detector

Security Controller

Site ‘A’

Primary

ServerWith Redundancy

Secondary

Server for

Site ‘A’

Backup

Server

2. 공조기 감시화면

3. 열원설비 감시화면

4. 위생설비 감시화면

5. 전기설비 감시화면

6. 방재 감시화면

7. 방범 감시화면

8. 각층 설비 및 환경감시화면

www.honeywell.co.krwww.automationcollege.co.kr

2006 년 산업체 에너지관리교육

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