KR100309528B1 - 주거 난방용 온수분할공급 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내온도의 과열을 방지하고, 실간 난방열의 불균형을 해소하며, 난방 에너지를 절감할 수 있는 난방용 온수분할공급 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 본 발명은 적어도 두개 이상의 난방 존으로 분할된 각 난방 존에 설치되어, 난방온도의 설정 기능과, 실내 온도 감지 기능을 갖는 온도조절기; 상기 각 난방 존에 공급되는 온수를 개/폐하기 위해 각 난방 존에 대응되어 온수 분배기에 설치된 다수개의 전기적 제어가 가능한 밸브; 및 상기 온도조절기로부터 실온과 설정된 난방온도를 입력받아 상기 분할된 난방 존을 난방하기 위해, 상기 밸브와 보일러의 동작을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는, 상기 제1 난방 존에 대응되는 밸브가 개방된 경우에는 상기 제2 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄상태를 유지하는 방식으로, 언제나 하나의 난방 존에 대해서만 온수가 공급되도록 제어하기 위해, 상기 온도조절기로부터 입력된 실온과 설정된 온도를 비교하여, 상기 제1 및 제2 난방 존의 실온이 모두 설정온도에 도달하지 않았으면, 시간적으로 먼저 실온 상태가 입력된 난방 존의 밸브만을 개방시켜, 난방이 이루어지도록 하고, 난방 모드가 시간분할 방식인 경우에는 상기 제1 난방 존이 난방 주기인 경우에는 상기 제2 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄한 상태에서 상기 제1 난방 존의 설정온도 및 실온에 따라 밸브 및 보일러를 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

주거 난방용 온수분할공급 제어장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING FOR SUPPLYING HEATED WATER AS DIVIDED TIME}

본 발명은 주거 난방용 온수분할공급 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 과열, 실간 열 불균형, 에너지 낭비를 해소하기 위해, 한 세대의 주거 공간을 적어도 두 개 이상의 난방 존으로 분할하고, 하나의 난방 존의 실온이 유지되고 있는 동안 온수를 다른 하나의 난방 존에만 공급하도록 하는 난방용 온수분할공급 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

우리 나라의 공동주택은 외피의 단열 강화, 기밀화, 거주자의 높은 바닥온도의 선호 경향으로 인해, 실내공간이 과열되는 경향을 보이고 있으며, 따라서, 난방 에너지의 낭비가 심한 상태에 있다. 또한 종래 공동주택 온돌난방 방식에서는 세대내 위치에 따른 실별 열적 특성을 무시하고, 일반적으로 대표실인 안방이나 거실에 실내온도 자동감지 방식의 온도조절기를 설치하여, 이를 통해 설정온도 조건의 만족여부에 따라 분배기에서 각 방으로 공급되는 온수의 양을 전체적으로 조절하고 있다. 이러한 결과로, 각 실간 실내 난방열의 불균형이 발생되고 있다. 마찬가지로, 단독 주택의 경우에도 동일한 문제가 발생되고 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 한 세대의 주거 공간을 적어도 두 개 이상의 난방 존으로 분할하고, 하나의 난방 존의 실온이 적정하게 유지되고 있는 동안 난방 온수를 다른 하나의 난방 존에만 공급함으로써, 실내 온도의 과열을 방지하고, 실간 난방열의 불균형을 해소하며, 난방 에너지를 절감할 수 있는 난방용 온수분할공급 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.

도1은 본 발명에 따른 난방용 온수분할공급 제어장치의 전체 구성도.

도2는 본 발명에 따른 난방용 온수분할공급 제어방법의 전체 흐름도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1,2 : 실내온도 조절기

3 : 주 제어기

4,5 : 전기제어 가능한 밸브

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 난방용 온수분할공급 제어장치는, 적어도 두개 이상의 난방 존으로 분할된 각 난방 존에 설치되어, 난방온도의 설정 기능과, 실내 온도 감지 기능을 갖는 온도조절기; 상기 각 난방 존에 공급되는 온수를 개/폐하기 위해 각 난방 존에 대응되어 온수 분배기에 설치된 다수개의 전기적 제어가 가능한 밸브; 및 상기 온도조절기로부터 실온과 설정된 난방온도를 입력받아 상기 분할된 난방 존을 난방하기 위해, 상기 밸브와 보일러의 동작을 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는, 상기 제1 난방 존에 대응되는 밸브가 개방된 경우에는 상기 제2 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄상태를 유지하는 방식으로, 언제나 하나의 난방 존에 대해서만 온수가 공급되도록 제어하기 위해, 상기 온도조절기로부터 입력된 실온과 설정된 온도를 비교하여, 상기 제1 및 제2 난방 존의 실온이 모두 설정온도에 도달하지 않았으면, 시간적으로 먼저 실온 상태가 입력된 난방 존의 밸브만을 개방시켜, 난방이 이루어지도록 하고, 난방 모드가 시간분할 방식인 경우에는 상기 제1 난방 존이 난방 주기인 경우에는 상기 제2 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄한 상태에서 상기 제1 난방 존의 설정온도 및 실온에 따라 밸브 및 보일러를 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 난방용 온수공급 제어방법은, 적어도 두개 이상의 난방 존으로 분할되어, 각 난방 존마다 온도 조절기와 전기적 제어 가능한 밸브를 구비하고 있는 난방 시스템에서의 난방용 온수공급 제어방법에 있어서, 제1 난방 존에 대응되는 밸브가 개방된 경우에는 제2 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄된 상태를 유지하면서 보일러를 가동시키고, 반대로 상기 제2 난방 존에 대응되는 밸브가 개방된 경우에는 상기 제1 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄된 상태를 유지하면서 보일러를 가동시키고 난방 모드를 확인하는 제1단계; 난방 모드가 설정온도 방식인 경우에는, 각 난방 존의 실온과 설정온도에 따라 상기 각 난방 존에 대응되는 밸브와 보일러를 제어하되, 실온이 설정 온도이하로 되는 하나의 난방 존에 대해서만 온수를 공급하는 제2단계; 및 난방 모드가 시간분할 방식인 경우에는, 상기 제1 난방 존이 난방주기이면 상기 제2 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄된 상태에서 상기 제1 난방존의 실온 및 설정온도에 따라 상기 제1 난방존에 대응되는 밸브와 보일러의 동작을 제어하고, 상기 제2 난방 존이 난방 주기이면 상기 제1 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄된 상태에서 상기 제2 난방존의 실온 및 설정온도에 따라 상기 제2 난방존에 대응되는 밸브와 보일러의 동작을 제어하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 난방용 온수분할공급 제어장치의 전체 구성도로서, 도면에서 1,2는 실내온도 조절기, 3은 주 제어기, 4,5는 전기제어 가능한 밸브를 각각 나타낸다.

분할된 각 난방 존에는 각각 실내온도 조절기(1,2)가 설치된다. 상기 실내온도 조절기(1,2)는 실내의 온도를 감지하고, 설정된 온도와 상기 감지된 온도를 비교하여, 난방의 동작을 제어하기 위한 온도 설정 및 감지 기능이 구비된다. 주 제어기(3)는 프로그램을 기록하고 있는 메모리와, 상기 메모리에 저장된 프로그램을 로딩하여 동작하며, 상기 실내온도 조절기로부터 실온이 설정온도에 도달하였는지를 신호로 입력받아 각 난방 존의 난방 여부를 결정하여, 제어신호를 통해 밸브(4,5)를 제어하는 기능을 수행한다. 전기적으로 제어 가능한 밸브(4,5)는 분할된 각 난방 존으로 공급되는 온수를 개/폐하는 기능을 수행하는데. 상기 밸브(4,5)는 분할된 난방 존의 개수만큼 구비되며, 난방용 온수공급 분배기에 설치된다. 그리고, 상기 주 제어기(3)의 제어를 받아 개방되거나, 폐쇄된다.

본 발명에서는 실온이 난방시작온도(난방설정온도 최저값 혹은 설정난방 시작온도)보다 낮으면 난방을 시작하고, 반대로 실온이 난방종료온도(난방설정온도 최고값 혹은 설정난방 종료온도)보다 높으면 난방을 종료한다. 그리고, 본 발명에서는 결코 동시에 두 난방 존을 난방하지 않으며, 두 난방 존의 실온이 동일하여 동시에 난방이 필요한 경우에는 전기적으로 순서가 빠른 난방 존에 먼저 난방 온수를 공급한다. 즉, 본 발명에서는 난방 존A에 난방 중이면, 난방 존B의 실온이 난방시작온도보다 낮아 난방이 필요한 경우라도 난방 존B에 온수가 공급되지 않는다.

이하, 도2를 참조하여 본 발명에 따른 주 제어기의 동작을 보다 구체적으로 살펴본다.

도2는 본 발명에 따른 난방용 온수분할공급 제어방법의 전체 흐름도이다.

먼저, 전원이 온되면, 본 장치가 초기화되는데, 초기화 과정에서는 난방 방식의 모드를 확인하여, 설정온도 방식인 경우는 디폴트 값으로 주어진 하나의 난방 존에 온수를 공급하기 위해 밸브를 개방시키며, 시간분할 방식인 경우에는 디폴트 값으로 주어진 시간동안 하나의 난방 존에 온수를 공급하기 위해 밸브를 개방시킨다(101).

초기화 과정이 수행된 다음, 난방온수 공급용 밸브의 동작상태를 확인하여, 하나의 난방 온수 공급용 밸브라도 개방되어 있으면 열원인 보일러를 가동시키며 (102,103,104), 모든 밸브가 닫혀 있으면 소정 시간 후(본 발명의 실시예에서는 12초)에 보일러를 정지시킨다(105). 즉, 난방 존 A에 대응되는 밸브가 현재 개방되어 있으면, 난방 존B에 대응되는 밸브는 개방시키지 않은 상태를 유지하며, 반대로 난방 존B에 대응되는 밸브가 개방되어 있으면, 난방 존A에 대응되는 밸브는 개방시키기 않는다. 그리고, 하나의 밸브라도 개방되면 보일러를 가동시켜 온수가 공급되도록 한다.

초기 동작이 완료된 다음, 사용자에 의해 설정된 난방모드를 확인하여(106), 난방 방식이 설정온도 방식인 경우에는 실온과 설정된 온도를 비교한다. 비교결과, 난방 공간 A지역의 실온이 설정온도에 도달하고, 난방 공간 B지역의 실온이 설정온도에 도달하면(107), 난방 공간 A지역의 밸브 및 난방 공간 B지역의 밸브를 모두 폐쇄시킨다(108). 그리고, 난방 공간 A지역의 실온이 설정온도에 도달하고, 난방 공간 B지역의 실온이 설정온도에 도달하지 않았으면(109), 난방 공간 A지역의 밸브를 폐쇄시키고, 난방 공간 B지역의 밸브를 개방시킨다(110). 반대로, 난방 공간 A지역의 실온이 설정온도에 도달하지 않고, 난방 공간 B지역의 실온이 설정온도에 도달하면(111), 난방 공간 A지역의 밸브를 개방시키고, 난방 공간 B지역의 밸브를 폐쇄시킨다(112). 상기와 같이 설정온도 및 실온에 따라 밸브를 제어한 다음, 현재 밸브의 상태에 따라 보일러의 동작을 제어하는 과정을 반복한다(102 내지 105).

한편, 난방 방식이 시간분할 방식인 경우에는 난방 공간 A지역의 난방 설정시간이 종료되었는지, 혹은 난방 공간 B지역의 난방 설정 시간이 종료되었는지 확인한다. 현재 난방 공간 A지역의 난방 설정 시간이 종료되지 않은 경우(113), 난방공간 A지역의 실온이 설정온도에 도달하면(114), 난방을 중단하기 위해 난방 공간 A지역의 밸브를 폐쇄한다(115). 한편, 난방 공간 A지역의 실온이 설정온도에 도달하지 않았으면(116), 난방을 계속 하기 위해 난방 공간 A지역의 밸브를 개방한다(117). 그런 다음, 각 난방 지역의 밸브의 상태를 확인하는 과정으로 천이한다.

한편, 난방 공간 B지역의 난방 설정 시간이 종료되지 않은 경우(118), 난방공간 B지역의 실온이 설정온도에 도달하면(119), 난방을 중단하기 위해 난방 공간 B지역의 밸브를 폐쇄한다(120). 한편, 난방 공간 B지역의 실온이 설정온도에 도달하지 않았으면(121), 난방을 계속 하기 위해 난방 공간 B지역의 밸브를 개방한다(122). 그런 다음, 각 난방 지역의 밸브의 상태를 확인하는 과정으로 천이한다.

본 발명의 실시예에서는 개별 난방 방식을 예로 설명하였으나, 중앙 난방 방식에도 동일하게 적용할 수 있으며, 이때에는 각 세대에서 밸브만을 제어하고, 보일러의 온/오프는 제어하지 않는다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

따라서, 상기와 같이 이루어지는 본 발명에 의하면, 2개이상의 존으로 분할하여, 난방용 온수를 공급함으로써, 과열되지 않으면서도 기존의 난방방식과 동일한 실온 및 바닥온도를 유지할 수 있고, 최대 난방 부하의 감소로 열원기기 및 열원반송을 위한 펌프, 배관설비의 용량을 축소시킬 수 있으며, 설계유량의 감소로 열원반송동력을 줄일 수 있어, 자원의 절감 및 난방 에너지를 절약할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 적어도 두개 이상의 난방 존으로 분할된 각 난방 존에 설치되어, 난방온도의 설정 기능과, 실내 온도 감지 기능을 갖는 온도조절기;

   상기 각 난방 존에 공급되는 온수를 개/폐하기 위해 각 난방 존에 대응되어 온수 분배기에 설치된 다수개의 전기적 제어가 가능한 밸브; 및

   상기 온도조절기로부터 실온과 설정된 난방온도를 입력받아 상기 분할된 난방 존을 난방하기 위해, 상기 밸브와 보일러의 동작을 제어하는 제어기를 포함하되,

   상기 제어기는,

   상기 제1 난방 존에 대응되는 밸브가 개방된 경우에는 상기 제2 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄상태를 유지하는 방식으로, 언제나 하나의 난방 존에 대해서만 온수가 공급되도록 제어하기 위해, 상기 온도조절기로부터 입력된 실온과 설정된 온도를 비교하여, 상기 제1 및 제2 난방 존의 실온이 모두 설정온도에 도달하지 않았으면, 시간적으로 먼저 실온 상태가 입력된 난방 존의 밸브만을 개방시켜, 난방이 이루어지도록 하고, 난방 모드가 시간분할 방식인 경우에는 상기 제1 난방 존이 난방 주기인 경우에는 상기 제2 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄한 상태에서 상기 제1 난방 존의 설정온도 및 실온에 따라 밸브 및 보일러를 제어하는 것을 특징으로 하는 난방용 온수분할공급 제어장치.
2. 적어도 두개 이상의 난방 존으로 분할되어, 각 난방 존마다 온도 조절기와 전기적 제어 가능한 밸브를 구비하고 있는 난방 시스템에서의 난방용 온수공급 제어방법에 있어서,

   제1 난방 존에 대응되는 밸브가 개방된 경우에는 제2 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄된 상태를 유지하면서 보일러를 가동시키고, 반대로 상기 제2 난방 존에 대응되는 밸브가 개방된 경우에는 상기 제1 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄된 상태를 유지하면서 보일러를 가동시키고 난방 모드를 확인하는 제1단계;

   난방 모드가 설정온도 방식인 경우에는, 각 난방 존의 실온과 설정온도에 따라 상기 각 난방 존에 대응되는 밸브와 보일러를 제어하되, 실온이 설정 온도이하로 되는 하나의 난방 존에 대해서만 온수를 공급하는 제2단계; 및

   난방 모드가 시간분할 방식인 경우에는, 상기 제1 난방 존이 난방 주기이면 상기 제2 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄된 상태에서 상기 제1 난방존의 실온 및 설정온도에 따라 상기 제1 난방존에 대응되는 밸브와 보일러의 동작을 제어하고, 상기 제2 난방 존이 난방 주기이면 상기 제1 난방 존에 대응되는 밸브는 폐쇄된 상태에서 상기 제2 난방존의 실온 및 설정온도에 따라 상기 제2 난방존에 대응되는 밸브와 보일러의 동작을 제어하는 제3단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 난방용 온수분할공급 제어방법.