KR100309530B1 - 공동주택에서의 난방용 온수분할공급 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내 온도의 과열을 방지하고, 난방열의 불균형을 해소하며, 난방 에너지를 절감할 수 있는 공동주택에서의 난방용 온수분할공급 시스템에 관한 것으로, 본 발명은 공동주택에서의 실내 난방을 위한 온수분할공급 시스템에 있어서, 난방 공간이 동단위 또는 세대단위 또는 동내의 수직주관 단위 등으로 적어도 두개 이상의 난방 지역A와 난방지역 B로 분할되고, 상기 각 분할된 난방 지역마다 설치되어, 상기 각 난방 지역에 공급되는 온수를 차단하거나, 공급되도록 하는 전기 제어 가능한 다수개의 밸브; 및 상기 각 난방 지역에 대한 난방 주기를 설정하기 위한 타이머를 구비하고, 상기 밸브들을 제어하여 상기 각 난방 지역에 대한 난방 상태를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는, 상기 난방지역A가 현재 난방 주기이며, 상기 난방 지역B에는 온수가 공급되지 않도록 상기 난방 지역B에 대응되는 벨브를 잠그도록 제어하고, 상기 난방지역A가 난방 주기인 상태에서 실내 온도가 난방을 시작하기 위한 제1 설정 온도 이하가 되면, 상기 난방 지역 A에 대해 난방이 이루어지도록 상기 난방지역 A에 대응되는 밸브를 열고, 실내온도가 난방을 중단해야 하는 제2 설정 온도 이상을 유지하면 상기 난방지역 A에 대응되는 밸브를 잠그도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

공동주택에서의 난방용 온수분할공급 시스템{TIME DIVISION HEATING WATER SUPPLY SYSTEM}

본 발명은 공동주택에서의 난방용 온수분할공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 중앙난방방식 혹은 개별난방방식을 사용하는 공동주택에서 과열, 난방열의 불균형, 에너지 낭비를 해소하기 위해, 난방 공간을 다수개로 분할하고, 하나의 난방 공간에 온수가 공급되고 있는 동안에는 다른 난방 공간으로는 온수 공급을 차단하는 공동주택에서의 난방용 온수분할공급 시스템에 관한 것이다.

우리나라의 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, 난방 공간이 과열되어, 난방 에너지의 손실이 많은 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 세대단위 혹은 동단위로 다수개의 난방 공간으로 분할하고, 하나의 난방 공간의 실온이 적정하게 유지되고 있는 동안 난방 온수를 다른 하나의 난방 공간에만 공급함으로써, 실내 온도의 과열을 방지하고, 난방열의 불균형을 해소하며, 난방 에너지를 절감할 수 있는 공동주택에서의 난방공간 분할방식을 이용한 난방용 온수분할공급 시스템을 제공하는데 있다.

도1은 본 발명에 따른 난방용 온수분할공급 시스렘의 개략적인 구성도.

도2a 내지 도2c는 본 발명에 따른 난방용 온수분할공급 상태를 나타낸 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 주 제어기

2,3 : 전기제어 가능한 밸브

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 난방용 온수분할공급 시스템은, 난방 공간이 동단위 또는 세대단위 또는 동내의 수직주관 단위 등으로 적어두 두개 이상의 난방 지역A와 난방지역 B로 분할되고, 상기 각 분할된 난방 지역마다 설치되어, 상기 각 난방 지역에 공급되는 온수를 차단하거나, 공급되도록 하는 전기 제어 가능한 다수개의 밸브; 및 상기 각 난방 지역에 대한 난방 주기를 설정하기 위한 타이머를 구비하고, 상기 밸브들을 제어하여 상기 각 난방 지역에 대한 난방 상태를 제어하는 제어기를 포함하되, 상기 제어기는, 상기 난방지역A가 현재 난방 주기이면, 상기 난방 지역B에는 온수가 공급되지 않도록 상기 난방 지역B에 대응되는 밸브를 잠그도록 제어하고, 상기 난방지역A가 난방 주기인 상태에서 실내 온도가 난방을 시작하기 위한 제1 설정 온도 이하가 되면, 상기 난방 지역 A에 대해 난방이 이루어지도록 상기 난방지역 A에 대응되는 밸브를 열고, 실내온도가 난방을 중단해야 하는 제2 설정 온도 이상을 유지하면 상기 난방지역 A에 대응되는 밸브를 잠그도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

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

도1은 본 발명에 따른 난방용 온수분할공급 시스템의 개략적인 주요부의 구성도로서, 도면에서 1은 주 제어기, 2, 3은 전기제어 가능한 밸브를 각각 나타낸다.

본 발명에 따른 난방분할온수 공급 시스템은 난방지역을 각 세대별로 혹은 각 동별로 분할하여, 각 분할된 난방 공간으로의 온수 공급을 제어하도록 한다. 이를 위해 주 제어기(1)는 프로그램을 기록하고 있는 메모리로부터 프로그램을 로딩하여 동작하며, 운용자가 설정한 난방유지 시간과 난방 온도에 따라 전기적으로 제어 가능한 밸브(2,3)를 제어하여, 분할된 각 난방 공간으로 온수를 공급하거나, 차단하도록 한다. 이를 위해 분할된 각 난방 공간의 난방유지 시간을 설정하기 위한 타이머가 주 제어기(1)에 구비된다.

본 발명에 따른 온수분할공급 시스템은 난방유지시간이 종료되지 않은 상태에서 실내 온도가 난방을 시작하기 위한 제1 설정 온도 이하로 떨어지면 밸브(2 혹은 3)를 열어 난방을 시작하고, 반대로 실내 온도가 난방을 중단하기 위한 제2 설정 온도 이상을 유지하면 밸브(2 혹은 3)를 잠궈 난방을 중단한다. 그리고, 본 발명에서는 두 난방 지역을 동시에 난방하지 않도록 제어하는데, 즉 난방 지역 A가 현재 난방 주기이면 난방 지역 B는 난방이 이루어지지 않는 주기가 되고, 반대로 난방지역 B가 난방 주기이면 난방지역 A는 난방이 이루어지지 않는 주기가 된다. 또한, 본 발명에서는 특정 난방지역 A의 실내온도가 난방 시작을 위한 제1 설정 온도와 난방종료를 위한 제2 설정 온도 사이에 위치하는 경우, 지금까지 난방을 하고 있는 상태였으면 밸브를 열어, 난방지역 A에 난방이 이루어지도록 하며, 지금까지 난방을 하지 않은 상태였으면 밸브를 잠근 상태를 유지하여 난방이 이루어지지 않도록 한다. 그리고, 각 분할 난방 공간은 자신의 온수 공급시간에만 난방이 이루어진다.전술한 바와 같이 본 발명에서는 난방 공간을 난방지역 A와 난방지역 B로 분할하고, 각 난방지역에 전기적으로 제어 가능한 밸브를 설치하며, 주 제어기는 타이머 기능과 온도 설정 기능, 그리고 실내온도 감지 기능을 구비하고 있어, 난방지역 A가 현재 난방 주기인 경우에는 난방지역 B는 난방이 이루어지지 않은 주기이며, 난방 주기인 난방지역 A는 실내온도와 설정 온도에 따라 난방이 이루어지거나 중단된다.

도2a 내지 도2c는 본 발명에 따른 난방공간 분할 방식을 통한 난방용 온수공급 상태를 나타낸 예시도로서, 도2a는 동단위로 난방 공간이 분할된 경우를 나타내고, 도2b는 동내 수직주관 단위로 분할된 상태를, 도2c는 세대단위로 분할된 상태를 나타낸다.

동단위 분할에 의한 온수분할공급 난방방식은 도2a와 같이 한 동을 하나의 난방 공간으로 구성하여, 온수분할 난방방식의 운전을 하게 되며, 이 경우 두 동에 하나의 온수공급 제어를 위한 제어장치가 필요하게 된다. 그리고, 동내의 수직.수평환수관, 세대내의 배관 구성은 동일하게 되고, 동의 입구까지의 배관이 한 동에 해당하는 유량을 위한 배관 관경으로 설치된다. 동 단위의 분할은 온수가 분할되는 위치에 따라 기계실 외부에서 분할되는 경우와, 기계실 내부에서 분할되는 경우로 구분할 수 있다.

동내 수직주관 분할에 의한 온수분할공급 난방방식은 도2b와 같이 한 동 내에서 하나의 수직주관을 분할공급 지역으로 구성하여 온수분할 난방방식의 운전을 하므로, 두개의 수직주관에 하나의 온수공급 제어를 위한 제어장치가 필요하고, 따라서 수직주관 분기시점까지의 배관이 하나의 수직주관에 해당하는 유량을 공급하기위한 배관규모로 설정된다.

세대단위 분할에 의한 온수분할공급 난방방식은 도2c와 같이 한 세대를 하나의 분할공급 지역으로 구성하여, 온수분할 난방방식의 운전을 하게 되며, 이 경우 두 세대에 하나의 온수공급 제어를 위한 제어장치가 필요하게 되며, 따라서 온수공급을 위한 수직주관은 난방부하가 큰 세대의 유량을 공급하기 위한 배관 규모로 설정된다. 세대단위의 분할을 할 경우 배관 샤프트의 구성이 복잡하게 되고, 동단위 분할과 수직주관단위 분할에 비해 제어장치가 증가하게 된다.

표1은 한 동이 33평형, 15층, 60세대(층당 4세대)로 구성되어 있는 4동 총240세대의 공동주택 단지에 대하여 하루 동안의 종래의 간헐 난방 방식과 온수분할공급 난방방식의 실온분포와 공급열량을 비교한 것으로, 본 출원인의 수치해석결과에 의하면, 온수분할공급 난방방식의 실온이 간헐난방방식보다 제어온도에서 편차가 적은 온도범위를 유지하면서 약 17.1%의 에너지를 절약할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 본 출원인의 경제성 평가결과에 따르면 초기 시설 투자비용에 있어서도 상당히 저감시킬 수 있으며, 향후 운전비용도 종래 방식에 비해 연간 약 20.7%정도 절약할 수 있음을 확인할 수 있었다.

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, 난방 공간을 세대단위 혹은 동내의 수직주관단위 혹은 동단위로 분할하여, 교번적으로 난방이 이루어지도록 함으로써, 실내가 과열되지 않으면서도 기존의 난방방식과 동일한 실온 및 바닥온도를 유지하여, 난방 에너지를 절약할 수 있고, 초기 투자비 및 추후 운전비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 공동주택에서의 실내 난방을 위한 온수분할공급 시스템에 있어서,

   난방 공간이 동단위 또는 세대단위 또는 동내의 수직주관 단위 등으로 적어도 두개 이상의 난방 지역A와 난방지역 B로 분할되고, 상기 각 분할된 난방 지역마다 설치되어, 상기 각 난방 지역에 공급되는 온수를 차단하거나, 공급되도록 하는 전기 제어 가능한 다수개의 밸브; 및

   상기 각 난방 지역에 대한 난방 주기를 설정하기 위한 타이머를 구비하고, 상기 밸브들을 제어하여 상기 각 난방 지역에 대한 난방 상태를 제어하는 제어기를 포함하되,

   상기 제어기는,

   상기 난방지역A가 현재 난방 주기이면, 상기 난방 지역B에는 온수가 공급되지 않도록 상기 난방 지역B에 대응되는 밸브를 잠그도록 제어하고, 상기 난방지역A가 난방 주기인 상태에서 실내 온도가 난방을 시작하기 위한 제1 설정 온도 이하가 되면, 상기 난방 지역 A에 대해 난방이 이루어지도록 상기 난방지역 A에 대응되는 밸브를 열고, 실내온도가 난방을 중단해야 하는 제2 설정 온도 이상을 유지하면 상기 난방지역 A에 대응되는 밸브를 잠그도록 제어하는 것을 특징으로 하는 난방용 온수분할공급 시스템.