KR100541770B1

KR100541770B1 - 가변 가동비율을 갖는 온풍기

Info

Publication number: KR100541770B1
Application number: KR1020050060508A
Authority: KR
Inventors: 노성진
Original assignee: 주식회사 이아이
Priority date: 2005-07-06
Filing date: 2005-07-06
Publication date: 2006-01-10

Abstract

본 발명은 온풍기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 빈번한 온-오프의 횟수를 감소시킴으로써 열효율을 개선하여 전력소모를 줄이고, 정온 유지기능을 향상시킨 온풍기에 관한 것이다.

본 발명은 온풍기에 대한 온-오프명령과 희망온도를 입력받기 위한 조작스위치부와 실내온도를 검출하는 온도검출부와 온풍기의 동작상태를 나타내는 상태표시부와 열을 발생시키기 위한 히터와 히터가 발생시킨 열을 바람으로 내보내기 위한 팬 및 조작스위치부로부터 입력받은 희망온도에 근거하여 실내온도가 희망온도를 초과하는 경우 히터의 가동비율을 낮추어 온도상승을 완만하게 하는 제어수단을 포함한다.

본 발명은 히터 및 팬의 가동비율을 제어함으로써 오버슈트를 줄여 보다 온도의 오차를 줄이고, 한번 발생시킨 열을 더 오래 활용할 수 있다. 따라서, 전력소모 절감의 효과가 있으며 정온 유지기능이 향상된다.

온풍기, 설정온도, 온도제어, 트립

Description

가변 가동비율을 갖는 온풍기{heater having variable working ratio}

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가변 가동비율을 갖는 온풍기의 구성도,

도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 가변 가동비율을 갖는 온풍기의 구성도,

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가변 가동비율을 갖는 온풍기구동에 따른 실내온도-시간 그래프이다.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110 : 조작스위치부 120 : 온도검출부

130 : 상태표시부 140 : 히터

150 : 팬 160 : 제어수단

161 : 프로세서 162 : 백업메모리

163 : 히터구동부 164 : 팬구동부

165 : 에러검출부 170 : 트립구동부

180 : 전화수신부

종래의 온풍기는 도달하고자 하는 온도를 설정해 두고, 현재 온도와 차이를 비교하여 히터의 온-오프 제어만으로 온도를 제어한다. 좀 더 상세하게는, 설정 온도가 현재 온도보다 높으면 실내온도를 높이기 위하여 히터와 송풍기를 구동하고, 실내 온도가 설정 온도를 초과하면 히터의 구동을 멈추도록 제어한다.

하지만, 이렇게 실내 온도를 제어하다 보면 실내 온도의 변화가 전열의 온-오프에 따라 주기적으로 변화되어, 열손실이 많은 장소에서는 너무 빈번하게 온-오프되므로 온풍기의 열효율이 낮은 문제점이 있다.

또한, 온도의 변화가 많아 온풍기의 주변의 온도는 높고, 다소 먼 장소의 온도는 낮아지기 쉬운 단점이 있다.

또한, 온풍기의 또 다른 사용처인 제조공장의 경우, 정밀부품을 가공하는 곳에서는 온도를 일정하게 유지하여야 가공품의 오차가 균일하게 되어 제품의 품질을 유지할 수 있는데 온도의 상하 편차로 움직임이 너무 잦아 가공품의 품질에 나쁜 영향을 주게되는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 히터의 가동비율을 제어함으로써 열효율을 개선하고, 정온 유지기능을 향상한 온풍기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 희망온도를 입력받기 위한 조작스위치부와 실내온도를 검출하는 온도검출부와, LED, 음성, 부저 중 어느 하나를 통해 온풍기의 동작상태를 나타내는 상태표시부와 열을 발생시키기 위한 히터와 상기 히터가 발생시킨 열을 바람으로 내보내기 위한 팬과 상기 조작스위치부로부터 희망온도를 받아 각각 희망온도의 110% 및 90%로 상한온도 및 하한온도를 설정하여 상기 온도검출부에서 검출된 실내온도와 상기 희망온도와 상한온도 및 하한온도를 비교하는 프로세서와, 상기 프로세서에서 설정된 상한온도와 하한온도를 저장하는 백업메모리와, 상기 프로세서의 비교결과에 따라 실내온도가 희망온도 미만일 경우 상기 히터를 100% 가동하고 실내온도가 희망온도 이상 상한온도 미만일 경우 상기 히터를 40%만 가동하며 실내온도가 상한온도 이상일 경우 실내온도가 하한온도로 될 때까지 상기 히터의 구동을 멈추는 히터구동부와, 상기 히터구동부의 상태를 기초로 에러발생 여부를 검출하는 에러검출부와, 상기 에러검출부에서 검출한 에러가 화재의 위험이 있는 경우 온풍기의 전원을 차단하는 트립신호를 출력하는 트립구동부를 포함하는 제어수단 및 DTMF해석기를 이용하여 전화를 통해 제어신호를 받기 위한 전화수신부를 포함하고, 상기 트립구동부에 있어서 에러가 화재의 위험이 있는 경우는 상기 온도검출부에서 검출된 실내온도가 상기 프로세서에서 설정된 상한온도 이상임에도 상기 히터가 구동되는 경우인 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들 이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온풍기의 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 가변 가동비율을 갖는 온풍기(100)는 조작스위치부(110)와 온도검출부(120)와 상태표시부(130)와 히터(140)와 팬(150) 및 제어수단(160)을 포함한다.

조작스위치부(110)는 사용자로부터 온풍기의 온-오프명령이나 희망온도 또는 강제제어명령 등을 입력받을 수 있다.

온도검출부(120)는 실내온도 및 히터의 온도를 검출하여 프로세서로 전송한다.

상태표시부(130)는 온풍기의 상태를 사용자에게 나타내며, 그 수단으로는 LED(Light Emitting Diode) 또는 음성 또는 부저를 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 한정되지는 않는다.

히터(140)는 온풍기가 실내온도를 상승시키기 위해 필요한 열을 발생시킨다.

팬(150)은 히터(140)에서 발생시킨 열을 외부로 송풍하여 실내의 열평형을 유도하고, 히터(140)의 과열을 방지할 수 있다.

제어수단(160)은 프로세서(161)와 백업메모리(162)와 히터구동부(163)와 팬구동부(164) 및 에러검출부(165)를 포함한다.

프로세서(161)는 조작스위치부(110)로부터 희망온도를 전송받아 각각 희망온도의 110% 및 90%로 상한온도 및 하한온도를 설정한다. 또한, 온도 검출부로부터 실내온도와 히터의 온도를 전송받아 실내온도를 상한온도, 하한온도 및 희망온도와 비교하고, 히터의 온도를 기설정된 가열임계온도 및 냉각임계온도와 비교한다. 상한온도 및 하한온도는 희망온도의 110% 및 90% 뿐만 120% 및 80%도 가능함은 물론이며, 통상 가열임계온도는 35도, 냉각임계온도는 70도로 설정되지만 이에 한정되지는 않는다.

백업메모리(162)는 프로세서(161)에서 설정한 상한온도와 하한온도를 저장하여 프로세서가 계속해서 희망온도를 전송받아 계산하는 과정을 생략할 수 있도록 한다.

히터구동부(163)는 프로세서(161)에서 비교한 결과에 따라 히터(140)를 구동시킨다. 실내온도가 희망온도 이하일 경우에는 히터를 100% 구동하고, 실내온도가 희망온도 이상 상한온도 미만일 경우에는 40%만 구동하게 된다. 또한, 상한온도 이상일 경우에는 실내온도가 하한온도로 될 때까지 히터의 구동을 멈춘다.

예를 들어, 사용자가 희망온도를 30도, 온도범위를 ±3도로 설정할 경우, 히터는 실내온도가 30도가 될 때까지 100%로 구동하다가, 30도 이상 33도 미만이면 40%만 구동하며, 33도 이상이 되면 실내온도가 27도에 이를 때까지 구동을 멈춘다.

이러한 방식으로 구동함으로써 실내온도가 희망온도 이상으로 넘어가는 오버슈트단계에서 낭비되는 에너지를 줄일 수 있으며, 사용자가 설정한 범위내에서 희망온도와 근접한 온도를 더 오래 유지할 수 있다. 또한, 열손실이 많은 장소에서도 히터를 더 오래 구동하게 됨으로써 빈번한 온-오프를 방지할 수 있다. 이러한 히터(140)의 가동비율이 명시된 값으로 한정되지 않는 것은 당연하다.

팬구동부(164)는 프로세서(160)에서 비교한 결과에 따라 팬(150)을 구동시킨 다. 히터의 온도가 가열임계온도 이하일 경우에는 팬(150)의 구동을 멈추고, 가열임계온도와 냉각임계온도 사이일 경우에는 송풍용량의 40%만 구동하게 된다. 또한, 냉각임계온도 이상일 경우에는 100%를 구동한다.

이러한 방식으로 구동함으로써, 온풍기에서 냉풍이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 히터(140)에서 발생된 열을 좀 더 오랫동안 활용할 수 있다. 위와 마찬가지로, 팬(150)의 가동비율이 명시된 값으로 한정되지 않는 것은 당연하다.

도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 가변 가동비율을 갖는 온풍기의 구성도이다. 설명에 있어서 도 1과 동일한 참조부호는 동일한 기능을 수행하는 동일한 부재를 지칭한다.

본 실시예에서, 본 발명의 가변 가동비율을 갖는 온풍기(200)는 에러검출부(165)와 트립구동부(170) 및 전화수신부(180)를 더 포함한다.

에러검출부(165)는 히터구동부(163)의 상태를 기초로 하여 에러발생 여부를 검사하고, 에러가 검출될 경우 프로세서(161)에 에러신호를 전달한다.

트립구동부(170)는 에러검출부(165)가 프로세서(161)에게 전달한 에러신호 중, 실내온도가 상한온도 이상임에도 히터가 구동하는 등의 화재 위험이 있다고 판단되는 경우, 프로세서(161)의 제어에 의해 온풍기의 전원을 차단하는 트립신호를 출력한다.
이렇게 트립신호가 출력되면, 온풍기의 전체 전원이 차단되므로 실내온도가 하한온도 미만으로 내려가더라도 히터가 재가동되지 않음은 당연하다.

전화수신부(180)는 DTMF(Dual Tone Multi Frequency)해석기를 이용하여 전화선을 통해 제어신호를 받아 프로세서에 전달한다. 따라서, 외부에서 전화를 통하여 온풍기의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들어, 사용자가 온풍기를 켜둔 상태에서, 전화를 걸어 벨이 소정의 횟수 이상 울릴 경우 전화수신부가 활성화되고, 사용자가 선택한 숫자 키패드의 다이얼톤을 해석하여 온풍기를 끄거나 설정온도를 변경하는 것이 가능하다.

도 3은 본 발명의 구동에 따른 실내온도-시간 그래프(300)이다. 도시된 바와 같이, 본 그래프는 S1구간과 S2구간과 S3구간 및 S4구간을 포함한다.

S1구간은 온풍기를 구동하기 시작하여 하한온도 이하에서 실내온도가 상승하는 구간이다. 이 구간에서는 히터용량의 100%를 구동하여 가열시간을 최대한 단축한다.

S2구간은 실내온도가 희망온도 이상 상한온도 미만에 위치하는 구간으로써, 히터용량의 40%만을 구동한다. 따라서, 히터가 급격히 과열되어 빨리 구동이 멈추는 것을 방지하고, 실내온도를 희망온도에 가까운 온도로 좀 더 오래 유지할 수 있다.

S3구간은 실내온도가 상한온도까지 상승한 후 냉각을 위하여 히터(140)의 구동을 멈춘 단계이다. 이러한 히터(140)는 실내온도가 하한온도로 될 경우 다시 구동된다.

S4구간은 S1구간과 마찬가지로 히터용량의 100%를 구동하여 실내온도가 희망온도에 빨리 도달할 수 있도록 한다.

이상과 같이, 본 발명은 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명의 온풍기에 따르면, 히터의 가동비율을 제어함으로써 오버슈트를 줄여 전력소모 절감의 효과가 있으며, 온도의 오차구간을 줄여 정온 유지기능이 향상되는 장점이 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims

희망온도를 입력받기 위한 조작스위치부;

실내온도를 검출하는 온도검출부;

LED, 음성, 부저 중 어느 하나를 통해 온풍기의 동작상태를 나타내는 상태표시부;

열을 발생시키기 위한 히터;

상기 히터가 발생시킨 열을 바람으로 내보내기 위한 팬;

상기 조작스위치부로부터 희망온도를 받아 각각 희망온도의 110% 및 90%로 상한온도 및 하한온도를 설정하여 상기 온도검출부에서 검출된 실내온도와 상기 희망온도와 상한온도 및 하한온도를 비교하는 프로세서와, 상기 프로세서에서 설정된 상한온도와 하한온도를 저장하는 백업메모리와, 상기 프로세서의 비교결과에 따라 실내온도가 희망온도 미만일 경우 상기 히터를 100% 가동하고 실내온도가 희망온도 이상 상한온도 미만일 경우 상기 히터를 40%만 가동하며 실내온도가 상한온도 이상일 경우 실내온도가 하한온도로 될 때까지 상기 히터의 구동을 멈추는 히터구동부와, 상기 히터구동부의 상태를 기초로 에러발생 여부를 검출하는 에러검출부와, 상기 에러검출부에서 검출한 에러가 화재의 위험이 있는 경우 온풍기의 전원을 차단하는 트립신호를 출력하는 트립구동부를 포함하는 제어수단; 및

DTMF해석기를 이용하여 전화를 통해 외부로부터 온풍기의 동작을 제어하기 위한 제어신호를 받는 전화수신부를 포함하고,

상기 트립구동부에 있어서 에러가 화재의 위험이 있는 경우는 상기 온도검출부에서 검출된 실내온도가 상기 프로세서에서 설정된 상한온도 이상임에도 상기 히터가 구동되는 경우인 것을 특징으로 하는 가변 가동비율을 갖는 온풍기.
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