KR100963146B1 - 정량비례제어 난방수 공급 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 구역에서의 실제 난방수 사용량을 개별 감시하고 합산하여, 공급관을 통해 공급되는 난방수가 그 합산된 사용량에 대응하는 정량만 흐르도록 밸브를 제어하고, 또한 입력된 난방수의 압력과 출력된 환수의 압력차는 물론, 난방수의 온도에 따라 공급관의 밸브를 자동으로 제어하는 정량비례제어 난방수 공급 시스템에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템은 중앙 집중식 공급관으로부터 난방수를 공급받아 분기관을 통해 세대 내 각 구역으로 분배하는 난방수 공급 시스템에 있어서, 분기관에 각각 연결되어 난방수의 공급을 단속하는 미세유량 밸브와, 미세유량 밸브의 개폐를 조절하는 미세조절 모터와, 설정된 온도값에 따라 미세조절 모터를 제어하는 분기측 마이콤 및 미세유량 밸브의 개폐량을 감지하여 분기측 마이콤에 제공하는 분기측 위치감지센서를 구비한 분기측 조절부 및 공급관에 연결되어 난방수의 공급을 단속하는 정량비례제어 밸브와 정량비례제어 밸브의 개폐를 조절하는 정량조절 모터 및 분기측 위치감지센서에서 측정한 미세유량 밸브의 개폐량 값을 각각 입력받아 합산하고, 합산된 값에 대응하는 정량의 난방수만 공급하도록 정량조절 모터를 제어하는 공급측 마이콤을 구비한 공급측 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정량비례제어 난방수 공급 시스템{Proportional quantity control type hot-water supply system}

본 발명은 정량비례제어 난방수 공급 시스템에 관한 것으로, 특히 중앙 집중식 공급관으로부터 난방수를 공급받아 세대 내 각 구역으로 분배함에 있어서, 각 구역에서의 실제 난방수 사용량을 개별 감시하고 합산하여, 공급관을 통해 공급되는 난방수가 그 합산된 사용량에 대응하는 정량만 흐르도록 밸브를 제어하고, 또한 입력된 난방수의 압력과 출력된 환수의 압력차는 물론, 난방수의 온도에 따라 공급관의 밸브를 자동으로 제어하는 정량비례제어 난방수 공급 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 중앙난방이나 지역난방 등과 같은 중앙 집중식 난방 방식은 중앙 보일러실이나 지역 발전소로부터 각 세대 입인측까지 공급관을 연결하여 각 세대에 난방수를 공급하고, 각 세대 내에서는 분기관을 이용하여 각 구역(즉, 방1, 방2, 방3, 거실 및 주방 등)으로 공급된 난방수를 분배함으로써 난방이 이루어질 수 있도록 하고 있다.

따라서, 이러한 중앙 집중식 난방 방식은 한정된 열원인 난방수를 각 세대별로 공평하게 분배 및 공급하기 위해서, 상기 공급관을 통해 각 세대에 공급되는 난방수를 일정량으로 한정하되, 그 일정량 만큼은 계속적인 공급을 보장하고 있다.

그러나, 이상과 같은 종래의 중앙 집중식 난방 방식은 공급관을 통해 각 세대별로 공급하는 난방수의 유량이 고정되어 있어서, 특정 구역(예: 방2)에 난방이 불필요하여 난방비 절약을 위해 해당 구역의 밸브를 잠가도 나머지 구역(예: 방1, 방3, 거실 및 주방) 들을 통해 난방수가 흐르게 되므로 난방비 절약 효과를 가져올 수 없다는 문제점이 있었다.

또한, 특정 구역의 밸브를 잠가 그 양만큼 나머지 구역을 통해 난방수가 더 많이 흐르게 되어 그 나머지 구역에 흐르는 난방수의 압력이 높아지면, 그에 따라 유속 역시 과도하게 빨라지게 되어 충분한 열교환이 이루어지지 않게 되므로, 오히려 위 나머지 구역의 난방이 적절하게 이루어지지 않아 열효율이 저하됨은 물론 빠른 유속에 의해 소음이 발생한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 각 구역에서의 실제 난방수 사용량을 개별 감시하고 합산하여, 공급관을 통해 공급되는 난방수가 그 합산된 사용량에 대응하는 정량만 흐르도록 밸브를 제어할 수 있는 정량비례제어 난방수 공급 시스템을 제공하고자 한다.

뿐만 아니라, 본 발명은 입력된 난방수의 압력과 출력된 환수의 압력차는 물론, 난방수의 온도에 따라 공급관의 밸브를 자동으로 제어할 수 있는 정량비례제어 난방수 공급 시스템을 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템은, 중앙 집중식 공급관으로부터 난방수를 공급받아 상기 공급된 난방수를 분기관을 통해 세대 내 각 구역으로 분배하는 난방수 공급 시스템에 있어서, 상기 분기관에 각각 연결되어 상기 난방수의 공급을 단속하되 개폐량이 미세하게 조절되는 미세유량 밸브와; 상기 미세유량 밸브의 개폐를 조절하는 미세조절 모터와; 설정된 온도값(Ts)에 따라 상기 미세조절 모터를 제어하는 분기측 마이콤; 및 상기 미세유량 밸브의 개폐량을 감지하여 상기 분기측 마이콤에 제공하는 분기측 위치감지센서;를 구비한 복수개의 분기측 조절부 및 상기 공급관에 연결되어 상기 난방수의 공급을 단속하되 개폐량이 미세조절되는 정량비례제어 밸브와; 상기 정량비례제어 밸브의 개폐를 조절하는 정량조절 모터; 및 상기 분기측 마이콤으로부터 상기 분기측 위치감지센서에서 측정한 미세유량 밸브의 개폐량 값을 각각 입력받아 합산하고, 상기 합산된 값에 대응하는 정량의 난방수만 공급하도록 상기 정량조절 모터를 제어하는 공급측 마이콤;을 구비한 공급측 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 분기측 조절부는 상기 각 구역의 실내 온도를 각각 측정하는 분기측 온도센서를 더 포함하며, 상기 분기측 마이콤은, 상기 분기측 온도센서에서 측정한 측정 온도(Tm)가 상기 설정 온도(Ts)보다 기준 온도차(Td)만큼 높은 경우, 설정된 1단계의 크기만큼 상기 미세유량 밸브가 닫히도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분기측 마이콤은, 상기 측정 온도(Tm)가 상기 설정 온도(Ts)보다 기준 온도차(Td)만큼 높은 경우, 현재 측정 온도(Tm2)가 이전 측정 온도(Tm1)보다 더 커서 상기 구역내의 온도가 계속 높아지고 있는 것으로 판단된 경우에만, 상기 설정된 1단계의 크기만큼 상기 미세유량 밸브가 닫히도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 분기측 조절부는 상기 미세유량 밸브의 개폐 정도를 단계별로 표시하는 LED 표시부가 더 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 각 구역을 순환한 다음 환수되는 환수관에는 상기 환수의 압력을 감지하는 환수측 압력센서가 설치되고, 상기 공급측 조절부는 상기 공급관에 흐르는 난방수의 압력을 감지하는 공급측 압력센서가 설치되며, 상기 공급측 마이콤은, 상기 환수측 압력센서에서 측정한 환수 압력(Pout)이 상기 공급측 압력센서에서 측정한 난방수 압력(Pin)보다 기준 압력차(Pd)만큼 높은 경우, 설정된 1단계의 크기만큼 상기 정량비례제어 밸브가 닫히도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공급측 조절부는 상기 공급관에 흐르는 난방수의 온도를 측정하는 공급측 온도센서를 더 포함하며, 상기 공급측 마이콤은, 상기 공급측 온도센서에서 측정한 측정 온도(Tm_in)가 상기 설정 온도(Ts)보다 기준 온도차(Td)만큼 높은 경우, 설정된 1단계의 크기만큼 상기 정량비례제어 밸브가 닫히도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공급측 마이콤은, 상기 측정 온도(Tm_in)가 상기 설정 온도(Ts)보다 기준 온도차(Td)만큼 높은 경우, 현재 측정 온도(Tm_in-2)가 이전 측정 온도(Tm_in-1)보다 더 커서 상기 공급관 내의 난방수 온도가 계속 높아지고 있는 것으로 판단된 경우에만, 상기 설정된 1단계의 크기만큼 상기 정량비례제어 밸브가 닫히도록 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공급측 조절부는 상기 정량비례제어 밸브의 개폐량을 감지하여 상기 공급측 마이콤에 제공하는 공급측 위치감지센서를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공급측 마이콤 또는 분기측 마이콤 중 어느 하나 이상은 별도로 설치된 제어부 내에 탑재되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 미세유량 밸브의 개폐량을 조절하기 위한 구동장치는, 구동축을 구비한 상기 미세조절 모터와; 일측면 중심부가 상기 미세조절 모터의 구동축에 연결된 캠(cam)과; 일단부가 상기 캠의 타측면의 편심된 부분에 연결된 연결핀과; 상단부가 상기 연결핀의 타단에 연결되어, 상기 캠의 회전되면 상기 연결핀으로부터 동력을 전달받아 승하강 왕복운동을 하는 종동축과; 상단부는 상기 종동축의 하단과 힌지 결합되고, 하단부는 상기 미세유량 밸브의 개폐 조절수단과 연결되며, 측부에는 상기 분기측 위치감지센서의 가변 저항값을 가변시키는 레버(lever)가 연결되는 걸림홈을 구비한 개폐조절 샤프트; 및 일단부는 상기 종동축의 상단부를 관통하여 돌출된 연결핀에 연결되고, 타단부는 체결볼트에 의해 수동조절 노브(knob)에 연결된 입력 링크;를 포함하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템에 의하면, 각 구역에서의 실제 난방수 사용량을 개별 감시하고 합산하여, 난방수가 그 합산된 사용량에 대응하는 정량만 흐르도록 밸브를 제어함에 따라 난방비를 절감함은 물론, 빠른 유속에 의해 열효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은 입력된 난방수의 압력과 출력된 환수의 압력차는 물론, 난방수의 온도에 따라 공급관의 밸브를 자동으로 제어함에 따라 공급관을 통해 공급되는 난방수의 총 유량을 정밀하게 제어할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템의 미세유량 밸브 구동장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템의 분기측 조절부 동작 순서를 나타낸 순서도이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템의 공급측 조절부 동작 순서를 나타낸 순서도이다.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템을 나타낸 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템을 나타낸 블록도이며, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템의 미세유량 밸브 구동장치를 나타낸 분해 사시도이다.

먼저, 도 1과 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템(100)은, 중앙 집중식으로 난방수를 공급하는 공급관(110)과, 상기 공급관(110)에 설치되어 난방수가 실제 사용에 필요한 정량만큼 공급되도록 단속하는 공급측 조절부(120) 및 상기 공급측 조절부(120)를 통해 공급된 난방수를 수집하여 각 구역으로 분배하는 공급 헤더(130)를 포함한다.

또한, 상기 공급 헤더(130)로부터 난방수를 공급받아 각 구역을 순환하도록 설치된 분기관(140)과, 상기 분기관(140)에 연결 설치되어 해당 분기관(140)의 개폐량을 각각 미세 조절 및 감시하고, 감시 결과들을 상기 공급측 조절부(120)에 제공하는 분기측 조절부(160)와, 상기 분기관(140)들을 통해 배출된 환수를 수집하는 환수 헤더(170)와, 상기 환수 헤더(170)에 수집된 환수를 열교환기(미도시) 측으로 되돌려 보내어 재가열되도록 하는 환수관(180) 및 장치에 전원을 공급하는 전원부(150)를 포함한다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명에 의하면, 공급관(110)을 통해 각 세대 내로 난방수가 유입되면, 그 유입된 난방수가 분기관(140)을 통해 각 구역(예: 방1, 방2, 방3, 거실 및 주방)으로 분배 및 순환되는 과정에서 해당 구역을 난방할 수 있게 한다.

특히, 종래기술과 차별적으로 분기측 조절부(160)에서 미세 조절된 분기관(140)의 개폐량을 각각 공급측 조절부(120)로 전송하고, 공급측 조절부(120)는 각 분기측 조절부(160)로부터 전송된 분기관(140)의 개폐량을 모두 합산하여, 그 합산된 양이 각 세대 내에서 실제로 필요한 정량의 난방수량으로 판단하고, 그에 따라 공급관(110)의 개폐량을 조절한다.

따라서, 실제 사용에 필요한 정량의 난방수만 공급되도록 공급관(110)의 개폐량이 조절됨에 따라, 난방비를 절감할 수 있음은 물론, 빠른 유속에 의해 열효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 한다.

또한, 이하에서 상세히 설명할 공급측 조절부(120) 및 분기측 조절부(160)의 감시 기능에 의해 입력된 난방수와 출력된 환수 사이의 압력차는 물론, 난방수의 온도에 따라 공급관(110)의 개폐량을 자동으로 제어함에 따라 난방수 공급량을 정밀하게 제어할 수 있게 한다.

좀더 구체적으로 설명하면, 공급관(110)은 중앙난방이나 지역난방 등과 같은 중앙 집중식 난방 방식에 있어서, 열교환기(미도시)를 통해 가열된 난방수를 각 세대 내로 공급하기 위한 수관으로, 보통은 각 세대 내의 인입측에 연결된다.

즉, 보일러실이나 열병합발전소 등에서 직수를 가열하여 난방수를 제공하고, 그 제공된 난방수가 주 공급관(미도시)을 통해 수용가가 밀집된 지역까지 공급되면, 상기 주 공급관의 말단에 분기하여 연결된 복수개의 공급관(110)들을 통해 각 세대 내로 난방수가 공급된다.

여기서, 각 세대라 함은 아파트나 연립주택 등의 일반 가정은 물론, 그외 공공건물이나 공장 및 사무실 등 다양한 건물의 단위 수용가를 일컫는다.

분기관(140)은 공급 헤더(130)로부터 난방수를 공급받아 세대 내 각 구역으로 난방수를 공급하는 것으로, 난방수 유입측은 공급 헤더(130)에 연결되어 있고, 난방수 배출측은 환수 헤더(170)에 연결되어 있으며, 이때 각 구역을 적절히 순환하도록 난방이 이루어지는 해당 구역 내에서는 지그재그 형태로 배치된다.

이러한 분기관(140)은 '난방 파이프'라고도 불리기도 하며, 도 1에서는 한 세대 내에 5개의 분기관(140)이 있는 것으로 일 예로 들어 도시하였다. 또한, 5개의 분기관(140)은 방1(R1), 방2(R2), 방3(R3), 거실(R4) 및 주방(R5)을 각각 난방하는데 사용되는 것을 일 예로 도시하였다.

환수관(180)은 환수 헤더(170)로부터 각 구역 내를 순환하면서 열을 빼앗긴 난방수(즉, 환수)를 공급받아 상술한 보일러실이나 열병합발전소 등에 구비된 열교환기 측으로 되돌려 보냄으로써, 저온의 환수가 상기 열교환기에서의 열교환을 통해 고온의 난방수로 재가열될 수 있게 한다.

환수관(180)에 연결 설치된 환수측 압력센서(181)는 환수관(180)에 흐르는 환수의 압력을 감지하는 것으로, 그 감지된 환수의 압력을 이용하여 공급관(110)의 개폐량을 자동으로 미세 조절하는데 사용되나 그에 대한 설명은 이하에서 한다.

한편, 이상과 같이 공급관(110), 공급 헤더(130), 분기관(140), 환수 헤더(170) 및 환수관(180)을 통해 난방수가 순환함에 있어서, 본 발명은 각 분기관(140)에 연결 설치되어 해당 분기관(140)의 개폐량을 각각 미세 조절 및 감시하고, 그 감시 결과들을 공급측 조절부(120)에 제공하는 분기측 조절부(160)를 포함한다.

분기측 조절부(160)는 전원부(150)로부터 전원을 공급받아 동작하는 것으로, 도 2를 통해 좀더 명확히 알 수 있는 바와 같이, 분기관(140)에 각각 연결되어 난방수의 공급을 단속하되 그 개폐량이 미세하게 조절되는 미세유량 밸브(161)와, 상기 미세유량 밸브(161)의 개폐를 조절하는 미세조절 모터(162)와, 설정된 온도값(Ts)에 따라 미세조절 모터(162)를 제어하는 분기측 마이콤(164) 및 미세유량 밸브(161)의 개폐량을 감지하여 분기측 마이콤(164)에 제공하는 분기측 위치감지센서(163)를 포함한다.

또한, 각 구역내의 현재 온도를 감지하기 위한 분기측 온도센서(165)와, 상기 설정 온도값(Ts)을 입력하기 위해 다양한 버튼으로 이루어질 수 있는 사용자 키(166)(user key)와, 상기 미세유량 밸브(161)의 개폐량을 단계별로 표시하는 LED 표시부(167)와, 외부와의 통신을 위한 분기측 통신모듈(168) 및 사용자에 의해 입력된 설정 온도, 분기측 위치감지센서(163)에 감지한 미세유량 밸브(161)의 개폐량 및 그 외 각종 응용프로그램 등이 저장된 분기측 메모리(169)를 포함한다.

이때, 상기 미세유량 밸브(161)는 분기관(140)을 완전히 막거나 여는 동작은 물론 일부만을 열거나 닫아 미세한 유량 조절이 가능하게 하며, 이러한 미세유량 밸브(161)는 본 출원인이 특허 등록받은 한국등록특허 제10-919764호에 개제된 '자동온도조절밸브의 구동장치'가 일 예로서 사용될 수 있다.

미세유량 밸브(161)의 개폐량을 조절하기 위한 구동장치의 또 다른 예로서, 도 3과 같이 구동축(162a)을 구비한 상기 미세조절 모터(162)를 포함하여, 캠(162b)(cam)과, 연결핀(162c)과, 종동축(162d)과, 입력 링크(162e)와, 개폐조절 샤프트(162f)와, 하부 케이스(162g)와, 커넥터(162h) 및 상부 케이스(162i) 등으로 이루어진 구동장치도 사용될 수 있다.

이러한 도 3의 구동장치는 미세조절 모터(162)의 구동축(162a)이 캠(162b)의 일측면 중심부에 연결되고, 연결핀(162c)은 그 일단부가 캠(162b)의 타측면 편심부에 연결됨과 동시에 타단부는 종동축(162d)의 상단부에 연결되고, 입력 링크(162e)는 일단은 종동축(162d)의 상단부를 관통하여 돌출된 연결핀(162c)의 일단과 연결됨과 동시에 타단은 수동조절 노브(knob)(166)를 결합시키는 체결볼트(166a)에 연결되어 있다.

또한, 종동축(162d)의 하단은 개폐조절 샤프트(162f)의 상단에 힌지 방식으로 연결되고, 개폐조절 샤프트(162f)의 측면에 구비된 돌기편들 사이에 형성된 걸림홈에는 분기측 위치센서(163)의 레버(163a)(lever)가 삽입 결합되며, 개폐조절 샤프트(162f)의 하부는 하부 케이스(162g)의 바닥면에 구비된 커넥터(162h)를 관통하여 미세유량 밸브(161) 내의 개폐판에 연결된다.

또한, 위 구성들은 하부 케이스(162g)에 구비된 각각의 지지대(162g')에 조립 및 지지되고, 그 상태에서 상부 케이스(162i)가 하부 케이스(162g)의 상부를 덮도록 조립되고, 상술한 사용자 키(166)의 일 예로서 사용되는 수동조절 노브(166)(knob)가 상부 케이스(162i)의 일측면에 조립되며, 커넥터(162h)는 분기관(140)과의 연결을 위한 분기관 커플러(C)에 억지끼움 방식으로 결합된다.

따라서, 분기측 마이콤(164)에 의해 미세조절 모터(162)가 제어되어 구동이 시작되면, 구동축(162a)이 회전하면서 캠(162b)을 회전시키고, 캠(162b)의 편심된 부분에 결합된 종동축(162d)이 상하 왕복운동을 하며, 그에 따라 개폐조절 샤프트(162f) 역시 상하 왕복운동을 함으로써, 미세유량 밸브(161)의 개폐량을 조절하는 개폐판의 동작을 조절한다.

또한, 입력 링크(162e)는 일측부는 종동축(162d)을 통해 개폐조절 샤프트(162f)와 연결되어 있고, 타측부는 체결볼트(166a)를 통해 수동조절 노브(166)와 연결되어 있어서 수동조절 노브(166) 역시 미세조절 모터(162)의 구동에 동기하여 회전하며, 그에 따라 수동조절 노브(166)를 통해서 미세유량 밸브(161)의 개폐상태를 확인할 수 있게 한다. 물론, 수동조절 노브(166)를 사용자가 직접 손으로 돌려도 이상과 같이 개폐조절 샤프트(162f)가 승하강 되므로, 수동으로도 미세유량 밸브(161)의 개폐량을 조절할 수 있음은 자명하다.

또한, 분기측 위치센서(163)의 레버(163a)가 이상과 같이 개폐조절 샤프트(162f)와 직접 결합되어 있어서, 개폐조절 샤프트(162f)가 승하강하면 그에 동기하여 레버(163a) 역시 승하강하므로, 레버(163a)의 승하강에 따라 변화하는 가변 저항값을 이용하여 분기측 위치센서(163)가 미세유량 밸브(161)의 개폐량을 직접 측정하여 분기측 마이콤(164)에 제공할 수 있도록 한다.

또한, 분기측 마이콤(164)은 분기측 위치센서(163)로부터 제공된 미세유량 밸브(161)의 개폐량에 근거하여 하부 케이스(162g)의 일측부에 구비된 LED 표시부(167)의 점멸을 제어함으로써, 그 LED 표시부(167)에 의해서도 사용자에게 미세유량 밸브(161)의 개폐 정보를 제공할 수 있다.

한편, 상기 미세조절 모터(162)는 분기측 메모리(169)에 저장된 설정 온도값(Ts)에 따라 미세유량 밸브(161)의 개폐량을 자동으로 조절하는데, 미세조절 모터(162)에 의한 미세유량 밸브(161)의 개폐량 조절은 분기측 마이콤(164)으로부터 인가되는 4-비트(bit) 명령어에 의해 단계적으로 미세하게 이루어질 수 있다. 물론, 그 외 2-비트나 8-비트 혹은 16-비트 등의 명령어를 사용하여 좀더 다양한 단계별 조절 역시 가능하다.

즉, 일 예로서 분기측 마이콤(164)이 4-비트의 명령어를 사용하여 미세조절 모터(162)를 제어하는 경우, 제어된 미세조절 모터(162)는 0 ~ 15까지 총 16단계로 미세유량 밸브(161)의 개폐를 조절할 수 있으며, 이와 같이 조절된 개폐량은 난방수의 유동량과 직접 관계된다.

분기측 위치감지센서(163)는 미세유량 밸브(161)의 개폐량을 감지하여 분기측 마이콤(164)에 제공하는 것으로, 이러한 분기측 위치감지센서(163)는 미세유량 밸브(161) 내에 설치된 개폐판(미도시)의 변위나 혹은 상기 개폐판의 회전축(미도시)을 감시함으로써 개폐량을 측정하는 것으로, 이상과 같이 개폐 정도에 따라 변하는 가변 저항값을 읽어 들이는 방식을 사용하거나, 혹은 그 외 적외선 센서를 이용하는 방식 등도 사용될 수 있다.

이러한 분기측 위치감지센서(163)에 의하면, 미세유량 밸브(161)에 직접 연결 설치되어 해당 미세유량 밸브(161)의 개폐량을 정확하고 정밀하게 감지한 후, 그 감지 결과를 공급측 조절부(120)에 제공할 수 있으므로 분기관(140)에서의 난방수 유동량을 정확히 확인할 수 있게 한다.

분기측 통신모듈(168)은 RS-485, RS-422, RS-232 및 전력선 통신 프로토콜 등은 물론, 그 외 근거리 무선통신(NFC: Near Field Communication)이나 블루투스 등의 이동통신 프로토콜을 지원하여 외부와 데이터 통신이 가능하게 하는 것으로, 특히 분기측 위치감지센서(163)에서 감지한 미세유량 밸브(161)의 개폐량을 공급측 조절부(120)로 송신함으로써, 공급측 조절부(120)에서 필요한 실제 사용량에 따라 난방수를 정량 공급할 수 있게 한다.

물론, 그 외에 현재 설정 온도나 각 구역의 미세유량 밸브(161) 조절 상태를 사용자의 핸드폰이나 PDA 등으로 송신하여 사용자가 난방 상태를 확인할 수 있도록 하고, 반대로 사용자가 핸드폰이나 PDA 등을 사용하여 원격으로 미세유량 밸브(161)를 조절할 수 있게 한다. 즉, 각 세대 내 난방을 홈 네트워크(Home-Network) 방식으로 제어할 수 있게 한다.

단, 상기 사용자 키(166)는 필요에 따라 구비되는 것인데, 그 이유는 세대 내 각 구역의 난방수 공급 설정은 일 예로서 싱크대 내부 등을 통과하도록 설치된 분기관(140)의 조절 밸브(미도시)를 사용자가 직접 손으로 돌리는 방식이 사용되어 왔으므로 이러한 경우에는 사용자 키(166)가 없어도 되기 때문이다.

또한, 본 발명은 공급관(110)에 연결 설치되어 당해 공급관(110)의 개폐가 정량의 난방수를 공급되도록 조절하는 공급측 조절부(120)를 포함하는데, 공급측 조절부(120)는, 도 2를 통해 알 수 있는 바와 같이, 공급관(110)에 연결되어 난방수의 공급을 단속하되 개폐량이 미세조절되는 정량비례제어 밸브(121)와, 상기 정량비례제어 밸브(121)의 개폐를 조절하는 정량조절 모터(122) 및 분기측 조절부(160)의 분기측 위치감지센서(163)에서 측정한 미세유량 밸브(161) 개폐량 값을 각각 입력받아 합산하고, 그 합산된 값에 대응하는 정량의 난방수만 공급하도록 정량조절 모터(122)를 제어하는 공급측 마이콤(123)을 포함한다.

또한, 분기측 조절부(160)로부터 미세유량 밸브(161) 개폐량 등의 정보를 수신하기 위한 공급측 통신모듈(126)과, 공급관(110)에 흐르는 난방수의 온도를 감지함으로써, 감지된 온도에 따라 난방수 공급량이 미세조절될 수 있도록 하는 공급측 온도센서(125) 및 공급관(110)에 흐르는 난방수의 압력을 감지함으로써 상술한 환수측 압력센서(181)에서 감지된 환수의 압력과의 차이를 비교하여, 그 압력차에 따라 난방수 공급량이 미세조절될 수 있도록 하는 공급측 압력센서(124)를 포함한다.

또한, 공급측 조절부(120) 역시 분기측 조절부(160)와 마찬가지로 공급측 위치감지센서(128)를 더 포함하는 것이 바람직한데, 공급측 위치감지센서(128)는 정량비례제어 밸브(121)의 개폐량을 감지하여 공급측 마이콤(123)에 제공함으로써, 공급측 마이콤(123)을 통한 정량비례제어 밸브(121)의 제어가 적절히 이루어졌는지 당해 공급측 마이콤(123)에서 확인 가능하도록 함은 물론, 원격의 사용자에게 공급중인 난방수의 양을 확인 가능하도록 한다.

따라서, 공급측 통신모듈(126)을 통해 분기측 조절부(160)의 분기측 위치감지센서(163)로부터 각각의 미세유량 밸브(161) 개폐량을 수신받은 공급측 마이콤(123)은 각 미세유량 밸브(161)의 개폐량을 합산하여, 그 합산된 개폐량만큼 정량비례제어 밸브(121)가 개폐되도록 제어하는 방식으로 공급관(110)을 통해 공급되는 난방수의 유량을 조절할 수 있으므로, 난방비를 절감하고, 빠른 유속에 의해 열효율이 저하되는 것을 방지할 수 있게 한다.

예컨대, 각각의 분기관(140)을 통해 흐르는 유량이 분당 15리터(이하, LPM: Liter Per Minute 이라함)이고, 미세유량 밸브(161)의 개폐가 4-비트의 명령어에 의해 0단계부터 15단계로 조절된다고 가정하면, 0단계는 미세유량 밸브(161)가 완전히 닫힌 상태(즉, 0 LPM)이고, 15단계는 미세유량 밸브(161)가 완전히 열린 상태(즉, 15 LPM)이며, 그 사이의 1단계 내지 14단계는 각각 1 LPM 내지 14 LPM의 유량이 흐르는 상태를 의미하게 된다.

그러므로, 방1(R1), 방2(R2), 방3(R3), 거실(R4) 및 주방(R5) 모두가 높은 온도로 설정(즉, 설정 가능한 온도 역시 0부터 15단계로 분할됨)되거나, 혹은 사용자가 직접 미세유량 밸브(161)를 완전히 개방한 경우에, 각 구역의 분기측 위치감지센서(163)는 모두 '1111'이라는 4-비트의 신호를 공급측 조절부(120)로 전송하고, 공급측 마이콤(123)은 '1111'×5에 해당하는 75 LPM의 난방수가 흐르도록 정량비례제어 밸브(121)를 개방할 것이다.

이를 위해 공급측 마이콤(123)은 7-비트(즉, 6-비트가 64이므로) 이상 중 짝수인 8-비트의 명령어(즉, '01001011')를 사용하여 정량조절 모터(122)를 제어해야 할 것이며, 이와 같이 제어된 정량조절 모터(122)는 정량비례제어 밸브(121)가 75 LPM의 난방수가 공급되도록 정량비례제어 밸브(121)의 개폐량을 조절할 것이다.

반면, 각 구역의 미세유량 밸브(161)가 모두 12단계로 조절되거나, 혹은 주방(R5)을 제외한 방1(R1), 방2(R2), 방3(R3) 및 거실(R4)의 미세유량 밸브(161)만 15단계로 조절되면, 공급측 마이콤(123)은 60 LPM(즉, 12 LPM×5 또는 15 LPM×4)의 난방수가 공급되도록 정량비례제어 밸브(121)의 개폐량을 조절할 것이다.

따라서, 종래에는 실제 사용량과 무관하게 공급관(110)을 통해 공급되는 난방수의 양이 항상 일정하였음에 비해, 본 발명은 각 세대에 실제 필요한 양만큼의 난방수만을 공급관(110)을 통해 공급받게 되므로 난방비를 절감하는 효과를 가져올 수 있게 한다.

또한, 종래에는 위에서처럼 주방(R5)에 설치된 분기관(140) 밸브가 닫힌 경우, 해당 분기관(140)을 통해 흘러야할 난방수가 그 외 방1(R1), 방2(R2), 방3(R3) 및 거실(R4)의 분기관(140)을 통해 흐르게 되어, 오히려 방1(R1), 방2(R2), 방3(R3) 및 거실(R4)의 분기관(140)을 통해 흐르는 난방수의 압력 및 유속이 높아져서 난방수에 의한 열교환율이 저하되고 소음이 발생하였음에 비해, 본 발명은 처음부터 실제 사용량에 비례하는 정량의 난방수만 공급되므로 난방수의 압력이 높아지거나 유속이 과도하게 빨라지는 것을 방지할 수 있게 한다.

뿐만 아니라, 본 발명은 공급측 조절부(120)에는 공급측 압력센서(124)를 구비하고, 환수관(180)에는 환수측 압력센서(181)를 구비하고 있어서, 만약 각각에서 측정된 압력의 차가 기준값보다 큰 경우에는 그 차이에 따라 정량비례제어 밸브(121)를 추가로 미세 조절할 수 있도록 한다. 아울러, 공급측 조절부(120)에 공급측 온도센서(125)를 구비하고 있어서, 설정된 온도값과 공급관(110)에서 측정된 난방수의 온도차가 큰 경우에도 정량비례제어 밸브(121)를 추가로 미세 조절하나, 그에 대한 상세한 설명은 아래에서 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 이상과 같은 구성의 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급시스템의 동작에 대해 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템의 분기측 조절부 동작 순서를 나타낸 순서도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템의 공급측 조절부 동작 순서를 나타낸 순서도이다.

먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템(100)의 분기측 조절부(160)는 전원이 공급되어 가동이 시작되면, 분기측 마이콤(164)이 미세조절 모터(162)를 제어하여 각 구역에 설치된 미세유량 밸브(161)들을 각각 최대로 개방(S111)시킨다.

최대 개방을 위한 분기측 마이콤(164)의 제어명령은 위에서 일 실시예로 든 바와 같이 4-비트의 명령어를 사용하여 16단계로 조절하는 경우 15(즉, '1111')가 될 것이다.

초기 구동시 미세유량 밸브(161)가 최대로 개방되면, 분기측 마이콤(164)은 각 구역에 대해서 사용자에 의해 설정된 해당 구역의 희망온도(Ts)(이하, '설정 온도'라 함)와 분기측 온도센서(165)에 의해 측정된 측정 온도(Tm)를 비교(S112)한다.

그리고, 측정 온도(Tm)가 설정 온도(Ts) 이상인지를 판단하여, 측정 온도(Tm)가 설정 온도(Ts)보다 작은 경우에는 계속하여 미세유량 밸브(161)가 최대로 개방된 상태를 유지하면서 이상과 같이 측정 온도(Tm)가 설정 온도(Ts) 이상이 되는지를 계속하여 비교한다.

일정시간 동안 미세유량 밸브(161)를 최대 개방상태로 유지되는 이유는 미세유량 밸브(161)를 최대 개방하여도 해당 구역의 온도가 즉시 설정 온도(Ts)까지 올라가지는 않기 때문이다.

반면, 측정 온도(Tm)가 설정 온도(Ts) 이상인 경우에는 측정 온도(Tm)와 설정 온도(Ts)의 차이가 '제1설정온도차'와 같은지 비교(S114)한다. 여기서, 상기 '제1설정온도차'는 사용자에 의해 자유롭게 설정되는 것으로, 가급적 1℃ 이상 10℃이하인 것이 바람직하다.

비교결과, 측정 온도(Tm)와 설정 온도(Ts)의 차이가 제1설정온도차와 같지 않으면 이상과 같은 단계를 반복하고, 측정 온도(Tm)와 설정 온도(Ts)의 차이가 제1설정온도차와 같아지면(즉, 측정 온도(Tm)가 설정 온도(Ts)보다 제1설정온도차 만큼 높아지면), 현재의 측정 온도(Tm2)와 이전의 측정 온도(Tm1)가 '제2설정온도차' 만큼 차이가 나서 해당 구역내의 온도가 계속하여 높아지고 있는지의 여부를 판단(S115)한다.

여기서, 상기 이전의 측정 온도(Tm1)는 t₁시간에 측정한 측정 온도이고, 현재의 측정 온도(Tm2)는 t₁시점으로부터 일정 시간 경과 후인 t₂시간에 측정한 측정 온도이다.

그 결과, 현재의 측정 온도(Tm2)와 이전의 측정 온도(Tm1)가 제2설정온도차 만큼 차이 나지 않았으면 이상과 같은 단계를 반복하고, 현재의 측정 온도(Tm2)와 이전의 측정 온도(Tm1)가 제2설정온도차 만큼 차이 나면, 분기측 마이콤(164)은 명령어로서 1단계 낮춘 14(즉, '1110')를 미세조절 모터(162)에 인가함으로써 미세유량 밸브(161)가 최대 개방상태에서 1단계 만큼 닫히도록 조절(S116)한다.

즉, 미세유량 밸브(161)가 15단계로 최대 개방된 상태에서는 15 LPM의 난방수를 공급함에 비해, 1단계를 낮춘 14단계에서는 14 LPM의 난방수를 공급하도록 미세유량 밸브(161)를 일부 닫음으로써, 해당 구역내의 온도가 더 이상 상승하지 않고 설정 온도(Ts)에 접근한 상태를 유지하도록 한다.

그리고, 이상과 같이 미세유량 밸브(161)가 조절됨으로써 구역 내 온도가 설정 온도(Ts)로 조절되면 분기측 마이콤(164)은 분기측 위치감지센서(163)에서 전송한 미세유량 밸브(161)의 개폐량과, 당해 분기측 마이콤(164)의 명령어를 비교(S117)하여, 이들이 서로 일치하여 정확한 제어가 이루어진 것으로 판명되면 공급측 조절부(120)로 각각의 미세유량 밸브(161)의 개폐량 값을 송신(S118)한다.

반면, 서로 일치하지 않는 것으로 판단된 경우에는 이상과 같이 1단계를 낮춘 값(즉, 14단계)으로 미세조절 모터(162)를 다시 한번 제어함으로써 오류를 정정한다. 물론, 미세조절 모터(162)를 다시 한번 제어하는 방식 대신 그 외 다양한 오류 정정 방식 역시 사용 가능함은 자명하다.

계속하여, 사용자로부터 가동 중지 등 제어종료 명령이 입력되었는지를 감시(S119)하여, 제어종료 명령이 입력된 것으로 판단되면 제어를 종료하고, 그렇지 않으면 이상과 같은 과정을 일정 시간마다 반복하여 수행한다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템(100)의 공급측 조절부(120)는 전원이 공급되면 제어를 시작하여 각 구역의 분기측 조절부(160)로부터 송신된 미세유량 밸브(161)의 개폐량 값을 수신(S121)한다.

수신이 완료되면, 공급측 조절부(120)의 공급측 마이콤(123)은 수신된 각 구역의 미세유량 밸브(161) 개폐량 값을 모두 합산하여, 그 합산된 값만큼 공급관(110)에 설치된 정량비례제어 밸브(121)를 개방(S122)한다.

예컨대, 주방(R5)의 미세유량 밸브(161)는 0단계로 조절되고, 그 외 방1(R1), 방2(R2), 방 3 및 거실(R4)의 미세유량 밸브(161)는 15단계로 조절되어, 그 개폐량 값이 각각 수신된 경우에는 정량비례제어 밸브(121)가 60단계(즉, 15단계×4)로 개방됨으로써 60 LPM(즉, 15 LPM×4)의 난방수가 흐르도록 정량조절 모터(122)를 제어한다.

이상과 같이 일차적으로 정량비례제어 밸브(121)의 개폐량이 조절되면, 환수관(180)에 설치된 환수측 압력센서(181)에서는 환수 압력(Pout)을 측정(S123b)하고, 공급관(110)에 설치된 공급측 압력센서(124)에서는 난방수 압력(Pin)을 측정(S123a)한다.

공급측과 환수측에서의 난방수 압력(Pin)과 환수 압력(Pout)이 각각 측정되면, 상기 난방수 압력(Pin)과 환수 압력(Pout)의 크기를 비교(S124)하여, 환수 압력(Pout)과 난방수 압력(Pin) 간의 차이가 '설정압력차'와 같은지 확인(S125)한다.

여기서 상기 '설정압력차'는 사용자에 의해 자유롭게 설정할 수도 있으나, 압력차에 따른 미세조절을 사용자가 판단하기는 어려우므로, 위에서 설명한 '설정온도차'와는 다르게 최초 설정된 값으로 고정되는 것이 바람직하다.

확인결과, 환수 압력(Pout)과 난방수 압력(Pin) 간의 차이가 설정압력차와 비교하여 같거나 큰 경우에는, 공급관(110)을 통해 공급된 난방수의 양이 과도한 것에 해당하는 것이므로, 이러한 경우에는 정량비례제어 밸브(121)의 개폐량을 1단계 낮추는 단계를 실행(S126) 후 후술할 온도 보상 단계(S127)를 실행한다.

반면, 환수 압력(Pout)과 난방수 압력(Pin) 간의 차이가 설정압력차보다 작은 경우에는, 공급관(110)을 통해 공급된 난방수의 양이 과도한 것이 아니므로, 이상과 같이 정량비례제어 밸브(121)의 개폐량을 1단계 낮추는 과정(S126)을 생략하고 상기 온도 보상 단계(S127)를 실행한다.

온도 보상 단계(S127)는 공급측 온도센서(125)에서 측정한 측정 온도(Tm_in)가 상기 설정 온도(Ts)보다 기준 온도차(Td)만큼 높은 경우에는 설정된 1단계의 크기만큼 정량비례제어 밸브(121)가 닫히도록 제어하되, 현재 측정 온도(Tm_in-2)가 이전 측정 온도(Tm_in-1)보다 더 커서 상기 공급관(110) 내의 난방수 온도가 계속 높아지고 있는 것으로 판단된 경우에만, 설정된 1단계의 크기만큼 정량비례제어 밸브(121)가 닫히도록 제어하는 단계이다.

이러한 공급측 조절부(120)에서의 온도 보상 단계(S127)는 공급관(110)에 설치된 공급측 온도센서(125)를 이용하여 공급관(110)에 흐르는 난방수의 측정 온도(Tm)와 설정 온도(Ts) 간의 차이를 비교한다는 점에서 차이가 있고, 그 외는 위 분기측 조절부(160)의 온도 보정 단계(S112 내지 S116)과 실실적으로 동일 혹은 유사하므로, 그에 대한 좀더 상세한 설명은 생략한다.

압력차 및 온도차를 이용하여 이상과 같이 정량비례제어 밸브(121)의 미세 조절을 마치면, 공급측 마이콤(123)은 공급측 위치감지센서(128)에서 전송한 정량비례제어 밸브(121)의 개폐량과, 당해 공급측 마이콤(123)의 명령어를 비교(S128)하여, 이들이 서로 일치하여 정확한 제어가 이루어진 것으로 판명되면 이상과 같은 과정을 반복한다.

반면, 서로 일치하지 않는 것으로 판단된 경우에는 정량조절 모터(122)를 다시 한번 제어하거나, 그 외 다양한 방식을 사용하여 오류를 정정한다.

계속하여, 사용자로부터 가동 중지 등 제어종료 명령이 입력되었는지를 감시(S129)하여, 제어종료 명령이 입력된 것으로 판단되면 제어를 종료하고, 그렇지 않으면 이상과 같은 과정을 일정 시간마다 반복하여 수행한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템에 대해 설명한다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템을 나타낸 구성도이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템(100)은, 난방수를 공급하는 공급관(110)과, 실제 사용에 필요한 정량만큼 난방수가 공급되도록 단속하는 공급측 조절부(120)와, 공급 헤더(130)와, 상기 공급 헤더(130)로부터 난방수를 공급받아 각 구역을 순환하도록 설치된 분기관(140)과, 전원을 공급하는 전원부(150)와, 상기 분기관(140)의 개폐량을 각각 미세 조절 및 감시하고, 감시 결과들을 공급측 조절부(120)에 제공하는 분기측 조절부(160)와, 환수 헤더(170) 및 저온의 환수를 열교환기 측으로 되돌려 보내 재가열되도록 하는 환수관(180)을 포함한다.

이점 위에서 설명한 본 발명의 제1실시예와 같다. 그러나, 본 발명의 제2실시예는 각 구역마다 온도 제어기(190)('각방 제어기'라고도 함)를 더 포함하고 있다는 점에서 차이가 있다.

그리고, 전원부(150)로부터 전원을 공급받아 동작되는 이들 온도 제어기(190)가 통신 선로를 통해 분기측 조절부(160)의 분기측 마이콤(164)과 연결되어 있어서, 각 구역 내 벽면 등에 부착 설치된 온도 제어기(190)를 통해서도 미세유량 밸브(161)의 개폐량을 조절할 수 있도록 구성되어 있다는 점에서 차이가 있다.

즉, 본 발명은 제1실시예와 같이 미세유량 밸브(161)의 제어를 해당 미세유량 밸브(161)가 설치된 장소에서 사용자 키(166)를 통해 직접 조절할 수 있음은 물론, 제2실시예와 같이 각 구역 내 소정 위치에서 온도 제어기(190)를 통해 원격으로 조절할 수도 있는 것이다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템(100)은 상술한 차이점을 제외하고 본 발명의 제1실시예와 실질적으로 동일 혹은 유사하므로 좀더 상세한 설명을 생략한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템에 대해 설명한다.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템을 나타낸 구성도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템(100)은, 난방수를 공급하는 공급관(110)과, 실제 사용에 필요한 정량만큼 난방수가 공급되도록 단속하는 공급측 조절부(120')와, 공급 헤더(130)와, 난방수를 공급받아 각 구역을 순환하도록 설치된 분기관(140)과, 상기 분기관(140)의 개폐량을 각각 미세 조절 및 감시하고, 감시 결과들을 공급측 조절부(120)에 제공하는 분기측 조절부(160')와, 환수 헤더(170) 및 저온의 환수를 열교환기 측으로 되돌려 보내 재가열되도록 하는 환수관(180)을 포함한다.

이점 본 발명의 제1실시예와 같다. 그러나, 본 발명의 제3실시예에 따른 정량비례제어 난방수 공급 시스템(100)은 분기측 조절부(160')에 사용자로부터 설정 온도(Ts) 값 등을 입력받기 위한 사용자 키(166)를 포함하고 있지 않고, 그 대신 각 구역마다 설치된 온도 제어기(190) 만을 구비한다.

아울러, 공급측 조절부(120')의 공급측 마이콤(123) 또는 분기측 조절부(160')의 분기측 마이콤(164) 중 어느 하나나, 혹은 공급측 마이콤(123) 및 분기측 마이콤(164)이 별도의 제어박스(C) 내에 탑재되어 있다는 점에서 차이가 있다. 물론, 전원부(150) 역시 제어박스(C) 내에 일체로 탑재된다.

별도의 제어박스(C) 내에 공급측 마이콤(123) 또는 분기측 마이콤(164)을 탑재하고, 그 제어박스(C)를 통해 공급측 조절부(120') 또는 분기측 조절부(160')가 제어되도록 하면, 각 조절부(120', 160')의 제어가 더 용이하고, 유지 보수 측면에서 유리하며, 하나의 마이콤에서 상술한 공급측 마이콤(123)과 분기측 마이콤(164) 기능을 모두 제공할 수 있게 한다.

다만, 분기측 조절부(160')가 분기측 마이콤(164)을 자체로 탑재하고 있지 않으므로 분기측 위치센서(163)에서 측정한 분기관의 개폐량은, 이상과 같이 분기측 조절부(160')에서 공급측 조절부(120')로 직접 전송되는 대신에, 제어박스(C)를 거쳐 공급측 조절부(120')로 전송될 것이며, 이는 환수측 압력센서(181)도 마찬가지이다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

110: 공급관 120: 공급측 조절부
121: 정량비례제어 밸브 122: 정량조절 모터
123: 공급측 마이콤 124: 공급측 압력센서
125: 공급측 온도센서 126: 공급측 통신모듈
127: 공급측 메모리 130: 공급 헤더
140: 분기관 150: 전원부
160: 분기측 조절부 161: 미세유량 밸브
162: 미세조절 모터 163: 분기측 위치감지센서
164: 분기측 마이콤 165: 분기측 온도센서
166: 사용자 키 167: LED 표시부
168: 분기측 통신모듈 170: 환수 헤더
180: 환수관 181: 환수측 압력센서
128: 공급측 위치감지센서

Claims (10)

1. 중앙 집중식 공급관으로부터 난방수를 공급받아 상기 공급된 난방수를 분기관을 통해 세대 내 각 구역으로 분배하는 난방수 공급 시스템에 있어서,
   상기 분기관에 각각 연결되어 상기 난방수의 공급을 단속하되 개폐량이 미세하게 조절되는 미세유량 밸브와; 상기 미세유량 밸브의 개폐를 조절하는 미세조절 모터와; 설정된 온도값(Ts)에 따라 상기 미세조절 모터를 제어하는 분기측 마이콤; 및 상기 미세유량 밸브의 개폐량을 감지하여 상기 분기측 마이콤에 제공하는 분기측 위치감지센서;를 구비한 복수개의 분기측 조절부 및
   상기 공급관에 연결되어 상기 난방수의 공급을 단속하되 개폐량이 미세조절되는 정량비례제어 밸브와; 상기 정량비례제어 밸브의 개폐를 조절하는 정량조절 모터; 및 상기 분기측 마이콤으로부터 상기 분기측 위치감지센서에서 측정한 미세유량 밸브의 개폐량 값을 각각 입력받아 합산하고, 상기 합산된 값에 대응하는 정량의 난방수만 공급하도록 상기 정량조절 모터를 제어하는 공급측 마이콤;을 구비한 공급측 조절부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량비례제어 난방수 공급 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 분기측 조절부는 상기 각 구역의 실내 온도를 각각 측정하는 분기측 온도센서를 더 포함하며,
   상기 분기측 마이콤은, 상기 분기측 온도센서에서 측정한 측정 온도(Tm)가 상기 설정 온도(Ts)보다 기준 온도차(Td)만큼 높은 경우, 설정된 1단계의 크기만큼 상기 미세유량 밸브가 닫히도록 제어하는 것을 특징으로 하는 정량비례제어 난방수 공급 시스템.
3. 제2항에 있어서,
   상기 분기측 마이콤은, 상기 측정 온도(Tm)가 상기 설정 온도(Ts)보다 기준 온도차(Td)만큼 높은 경우,
   현재 측정 온도(Tm2)가 이전 측정 온도(Tm1)보다 더 커서 상기 구역내의 온도가 계속 높아지고 있는 것으로 판단된 경우에만, 상기 설정된 1단계의 크기만큼 상기 미세유량 밸브가 닫히도록 제어하는 것을 특징으로 하는 정량비례제어 난방수 공급 시스템.
4. 제1항에 있어서,
   상기 분기측 조절부는 상기 미세유량 밸브의 개폐 정도를 단계별로 표시하는 LED 표시부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 정량비례제어 난방수 공급 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 각 구역을 순환한 다음 환수되는 환수관에는 상기 환수의 압력을 감지하는 환수측 압력센서가 설치되고,
   상기 공급측 조절부는 상기 공급관에 흐르는 난방수의 압력을 감지하는 공급측 압력센서가 설치되며,
   상기 공급측 마이콤은, 상기 환수측 압력센서에서 측정한 환수 압력(Pout)이 상기 공급측 압력센서에서 측정한 난방수 압력(Pin)보다 기준 압력차(Pd)만큼 높은 경우, 설정된 1단계의 크기만큼 상기 정량비례제어 밸브가 닫히도록 제어하는 것을 특징으로 하는 정량비례제어 난방수 공급 시스템.
6. 제5항에 있어서,
   상기 공급측 조절부는 상기 공급관에 흐르는 난방수의 온도를 측정하는 공급측 온도센서를 더 포함하며,
   상기 공급측 마이콤은, 상기 공급측 온도센서에서 측정한 측정 온도(Tm_in)가 상기 설정 온도(Ts)보다 기준 온도차(Td)만큼 높은 경우, 설정된 1단계의 크기만큼 상기 정량비례제어 밸브가 닫히도록 제어하는 것을 특징으로 하는 정량비례제어 난방수 공급 시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 공급측 마이콤은, 상기 측정 온도(Tm_in)가 상기 설정 온도(Ts)보다 기준 온도차(Td)만큼 높은 경우,
   현재 측정 온도(Tm_in-2)가 이전 측정 온도(Tm_in-1)보다 더 커서 상기 공급관 내의 난방수 온도가 계속 높아지고 있는 것으로 판단된 경우에만, 상기 설정된 1단계의 크기만큼 상기 정량비례제어 밸브가 닫히도록 제어하는 것을 특징으로 하는 정량비례제어 난방수 공급 시스템.
8. 제1항에 있어서,
   상기 공급측 조절부는 상기 정량비례제어 밸브의 개폐량을 감지하여 상기 공급측 마이콤에 제공하는 공급측 위치감지센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정량비례제어 난방수 공급 시스템.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 공급측 마이콤 또는 분기측 마이콤 중 어느 하나 이상은 별도로 설치된 제어부 내에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 정량비례제어 난방수 공급 시스템.
10. 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 미세유량 밸브의 개폐량을 조절하기 위한 구동장치는,
    구동축을 구비한 상기 미세조절 모터와;
    일측면 중심부가 상기 미세조절 모터의 구동축에 연결된 캠(cam)과;
    일단부가 상기 캠의 타측면의 편심된 부분에 연결된 연결핀과;
    상단부가 상기 연결핀의 타단에 연결되어, 상기 캠의 회전되면 상기 연결핀으로부터 동력을 전달받아 승하강 왕복운동을 하는 종동축과;
    상단부는 상기 종동축의 하단과 힌지 결합되고, 하단부는 상기 미세유량 밸브의 개폐 조절수단과 연결되며, 측부에는 상기 분기측 위치감지센서의 가변 저항값을 가변시키는 레버(lever)가 연결되는 걸림홈을 구비한 개폐조절 샤프트; 및
    일단부는 상기 종동축의 상단부를 관통하여 돌출된 연결핀에 연결되고, 타단부는 체결볼트에 의해 수동조절 노브(knob)에 연결된 입력 링크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량비례제어 난방수 공급 시스템.
    

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