AI 기술을 이용한 '쾌적성을 저해하지 않는' 공조 제어 시스템의 개요
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AI 기술을 이용한 '쾌적성을 저해하지 않는'
공조 제어 시스템의 개요

- AI에 의한 화상 해석기술, 빅데이터 해석기술 이용한 에너지 절감 공조제어 개발
- (주)다케나까공무점 / 카네코 켄, 하시키 타쯔야

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1. 머리말 


대형 쇼핑센터는 많은 고객들이 방문하는 곳이기 때문에 공조 운전에 에너지 소비량이 큰 시설물이다. 그리고 상업적 공간으로서 고객들이 쾌적하게 쇼핑할 수 있는 온열환경을 제공할 필요가 있고 쾌적성이 우선이므로 에너지 절감으로 이어지는 운전제어 운용에는 제한이 있었다. 

 

최근 급속히 진화하는 AI에 의한 해석기술을 이용해 쾌적성을 저해하지 않는 공조 제어 시스템을 개발했는데 이것을 ‘미쯔이 쇼핑파크 라라포트와 나고야 미나토 아쿠루스’에 적용했다. 본고에서는 시스템의 개요와 그 효과에 대해 기술한다. 

 

 

2. 적용 건물 


본 개발을 적용한 프로젝트의 개요는 다음과 같다.

건물명칭 : 미쯔이 쇼핑파크 라라포트와 나고야   미나토 아쿠루스

건 축 주 : 미쯔이부동산(주)

건 축 지 : 나고야시 미나토구 코메이 2-3-2

건물용도 : 상업시설지

건물구조 : S조 지상 4층 

연 면 적 : 약 124,700m²(점포동)

[공조방식] 몰 공용부 : 공조기+외조기

테넌트 전유부 : GHP+외조기 

 

<사진 1> 미쯔이 쇼핑파크 라라포트와 .png

 

3. 쾌적성을 저해하지 않는 에너지 절감 제어 


대형 쇼핑센터는 많은 고객들이 방문하는 곳이지만 요일이나 이벤트, 지역에 따라서는 방문객의 변동이나 분포에 편중이 있다. 외기 도입량과 공조부하는 방문객 수가 피크일 때의 조건으로 공조설비를 설계하기 때문에 평일이나 오전과 같이 방문객 수가 적을 때는 필요 부하에 비해 외기량, 발열량을 과하게 감안한 운전이 이루어지고 있다. 따라서 방문객 수가 적을 때라든가 지역별 인원수 편중을 조사해 적정한 외기량 도입과 공조 운전을 함으로써 쾌적성을 저해하지 않는 공조제어가 가능할 것이라고 생각했다. 제어에 필요한 정보에 대해서는 AI에 의한 해석을 이용해 최적의 제어조건으로 설정함으로써 ‘에너지 절감’과 ‘쾌적성을 저해하지 않는 공조제어’의 양립을 도모했다. 

 

 

4. 시스템의 개요 


‘쾌적성을 저해하지 않는 공조 제어’를 실현하려고 AI에 의한 해석을 이용해 다음과 같이 4가지의 에너지 절감 공조제어를 실시했다. 


4.1  지역별 PMV 공조제어 

PMV란 일반적으로 공조제어에 이용되는 ‘온도’ ‘습도’에 ‘기류’ ‘활동량’ ‘방사온도’ ‘착의량’을 더한 6요소를 조합해 쾌적성을 종합적으로 평가하는 지표이다. 특정인이 이용하는 오피스는 착의량, 활동량 등의 요소를 규정치로 설정할 수 있기 때문에 PMV를 이용해 쾌적 공조제어를 실시하는 예가 많다. 그러나 불특정 다수인이 이용하는 대형 쇼핑센터는 계절이나 기후 변화에 따라 방문객의 복장, 관내의 혼잡도 등이 달라지기 때문에 ‘활동량’ ‘방사온도’ ‘착의량’를 규정치로 평가하는 데 개선의 여지가 있었다. 

이번에 AI에 의한 카메라 화상 해석을 이용해 ‘활동량’ ‘방사온도’ ‘착의량’의 3요소를 실정에 맞게 설정하고 PMV값을 산출함으로써 최적의 공조 온습도 설정방법을 고안·개발했다. 

일반적으로는 방문객의 연령대나 성별에 따라 쾌적하다고 느끼는 온도영역이 다르다. 그래서 AI로 방문객의 ‘연령대’나 ‘성별’을 해석하고 가장 많은 객상(客相)을 산출했다. 그 객상에 맞춰 PMV 설정치를 가변함으로써 에너지 절감 공조운전과 쾌적성을 더 한층 향상시켰다. 

 

이번에는 대형 쇼핑센터의 구간마다 PMV 공조제어를 실시함으로써 구간마다의 실내조건이나 부하 편중에 추종해 운전할 수 있게 했다. 

 

<그림 1> PMV 공조제어를 위한 AI 해석 .png
<그림 1> PMV 공조제어를 위한 AI 해석

 

 

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본 원고는 자사와 기사제휴 맺은 ‘建築設備と配管工事’잡지에서 발췌하여 번역한 것입니다.

전체 기사는 2021년 3월호 ‘월간 설비기술’에 게재되어 있습니다.(월간지 구입문의(02)2633-4995)

 

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