KR101008209B1 - 홈 네트웍 통신에 의한 원격제어 기능을 갖는 공동 주택 hvac유니트용 전동댐퍼 액츄에이터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 홈 네트웍 통신에 의한 원격제어 기능을 갖는 공동 주택 HVAC유니트용 전동댐퍼 액츄에이터에 관한 것이다.
< 목 적 >
이에 본 발명의 기술적 요지는 공동주택용 HVAC 시스템에서 전동댐퍼의 엑츄에이터 내의 스테핑모터가 IC회로를 이용한 중앙처리장치(U1:400)로 하여금 정밀하게 동작되도록 함으로써, 상기 스테핑모터와 연동되는 차단판(댐퍼 내에 부설된 개폐 판 - 0°: 닫힘/ 90°: 열림의 원형판으로 0~90° 사이의 임의 각도를 조절하여 풍량을 조절함)이 홈 네트웍(RS-485)에 의해 임의 각도로 정확하게 제어되도록 형성되어 각 실내(ROOM)마다 필요한 급배기량 제어하는 바, 이는 사용하지 않는 실내에 냉난방이 공급되는 것을 차단하여 불필요한 낭비를 줄이도록 형성되어 유니트의 운전비용을 절감시키도록 함에 주된 목적이 있다.
또한, 불필요한 냉난방 급배기(풍량)를 제어함으로서 냉난방을 위한 에너지 소모를 획기적으로 줄일 수 있으며, 홈 네트웍의 이용으로 사용자의 편의성을 향상시키도록 하는 한편, 상기 중앙처리장치는 전원 인가(공급) 상태에 따라 최저 전력을 선택적으로 사용하여 비상시의 전력 소모를 최소화하며, 상기 전동댐퍼 액츄에이터의 회로기판 일측에는 볼륨노브 형태의 수동조작회로가 부설되어 0~90°상의 임의 각을 수동으로 손쉽게 조작 할 수 있도록 하는 바, 이는 사용자로 하여금 개폐 조절에 따른 선택의 폭이 넓은 특징이 있다.
< 구 성 >
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 회로 기판 상에 스테핑 모터(6)가 설치되고, 전원이 인가되면 서지(Surge) 방지용 TNR1과 콘덴서(C2)를 이용하여 필터(이상 전원 방지)를 구성하며, 저항(R1, R2)과 콘덴서(C1)를 이용하여 전압 AC 220V를 다운시키는 강압회로(100)와; 상기 강압회로를 통해 전압이 다운된 교류전압(AC)을 직류(DC)로 변환시키도록 정류다이오드(D1~D4)를 갖는 정류회로(200)와;
상기 정류회로에서 변환된 직류 전압이 일정한 전압 유지하도록 복수의 제노다이오드 및 콘덴서(ZD1, C3 / ZD2, C8)가 구비되는 정전압 회로(300)와; 상기 정전압 회로로부터 공급되는 전압에 의해 IC(U1)가 구동되는 중앙처리장치(400)와; 상기 중앙처리장치에 의해 스테핑 모터(6)가 컨트롤 되도록 IC(U3)가 구동되는 모터컨트롤회로(500)와; 상기 정전압 회로로부터 공급되는 전원을 정전시를 포함한 비상시에 중앙처리장치로 하여금 원활한 전원공급이 이루어지도록 U4를 통하여 충전용 축전지(C4~C7)가 구비되는 축전회로(600)와; 상기 정전압 회로로부터 전원이 인가되면 중앙처리장치의 명령에 의해 IC(U3)가 구동되고 동시에 기 프로그래밍 된 설정각(0~90°)으로 차단판(3)이 스테핑 모터(6)에 의해 정밀한 각도와 속도로 회전하도록 형성되는 스테핑 모터 구동회로(700)와; 상기 모터컨트롤회로와 연동되되 스테핑 모터(6)가 설정된 0~90°회전 반경 내에서 임의 각도로 수동 조절되도록 볼륨노브(VR1)가 구비되는 수동조작회로(800)와; 상기 모터컨트롤회로를 포함한 중앙처리장치가 원격 제어되도록 홈 네트웍(485통신)에 의한 IC(U2)가 구동되어 스테핑 모터(6)를 설정된 각도(0~90°)로 회전 반경 내에서 임의 조절되도록 형성되는 원격제어회로(900)가; 구성되어 이루어진다.
< 효 과 >
따라서, 본 발명은 IC회로를 이용한 중앙처리장치(U1)에 의해 HVAC유니트용 전동댐퍼와 스테핑 모터를 갖는 전동댐퍼 액츄에이터에 의해 차단판이 임의 각도(0~90°)로 정확하게 제어되도록 형성됨은 물론 홈 네트웍(RS-485)를 이용하여 각 실에 필요한 양의 급배기를 정밀하게 제어하도록 형성되고, 불필요한 각 실내의 급배기를 통제함으로서 유니트의 운전비용을 절감시키는 바, 이는 냉난방을 위한 에너지 소모를 줄여 전체적인 에너지 효율을 개선시키는 효과가 있다.
아울러, 상기 액츄에이터는 유무선 제어방식 외에 별도의 볼륨노브로 하여금 차단판의 각도를 수동으로 조절할 수 있도록 형성되어, 기존 제품의 각도 조절을 위한 기계적 조작행위를 하지 않고, 외부에서 간단히 각도를 가변시켜 풍량을 조절 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
Figure R1020090036345
HVAC(Heating, Ventilatiing and Air Conditioning), 유니트, 전동댐퍼, 스테핑모터, 차단판, 홈 네트웍, 액츄에이터, 강압회로, RS-485, 디퓨져, 취출콘

Description

홈 네트웍 통신에 의한 원격제어 기능을 갖는 공동 주택 HVAC유니트용 전동댐퍼 액츄에이터{Actuator with stepping motor and Auto diffuser using home network for Heating, Ventilatiing and Air Conditioning}
본 발명은 공동주택용 HVAC 시스템에서 전동댐퍼의 엑츄에이터 내의 스테핑모터가 IC회로를 이용한 중앙처리장치(U1:400)로 하여금 정밀하게 동작되도록 함으로써, 상기 스테핑모터와 연동되는 차단판(댐퍼 내에 부설된 개폐 판 - 0°: 닫힘/ 90°: 열림의 원형판으로 0~90° 사이의 임의 각도를 조절하여 풍량을 조절함)이 홈 네트웍(RS-485)에 의해 임의 각도로 정확하게 제어되도록 형성되어 각 실내(ROOM)마다 필요한 급배기량 제어하는 바, 이는 사용하지 않는 실내에 냉난방이 공급되는 것을 차단하여 불필요한 낭비를 줄이도록 형성되어 유니트의 운전비용을 절감시키도록 함에 주된 목적이 있는 것을 특징으로 하는 홈 네트웍 통신에 의한 원격제어 기능을 갖는 공동 주택 HVAC유니트용 전동댐퍼 액츄에이터에 관한 것이다.
이러한 본 발명은 불필요한 냉난방 급배기(풍량)를 제어함으로서 냉난방을 위한 에너지 소모를 획기적으로 줄일 수 있으며, 홈 네트웍의 이용으로 사용자의 편의성을 향상시키도록 하는 한편, 상기 중앙처리장치는 전원 인가(공급) 상태에 따라 최저 전력을 선택적으로 사용하여 비상시의 전력 소모를 최소화하며, 상기 전동댐퍼 액츄에이터의 회로기판 일측에는 볼륨노브 형태의 수동조작회로가 부설되어 0~90°상의 임의 각을 수동으로 손쉽게 조작 할 수 있도록 하는 바, 이는 사용자로 하여금 개폐 조절에 따른 선택의 폭이 넓은 특징이 있다.
전동댐퍼(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상부에 액츄에이터(2)가 부설되고, 상기 전동댐퍼 내부에는 차단판(3)이 설치되며, 상기 액츄에이터는 차단판의 회전축(4)과 모터(6)가 커플링(5)에 의해 연결되도록 구성된다.
이때, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 차단판(3)은 아연도 강판으로 제작되며, 그 둘레는 실리콘 가스켓으로 처리되어 닫힘시 전동댐퍼 내부를 완전 밀폐시키도록 형성된다.
이러한 상태에서 전원이 인가되지 않을 때에는 차단판(3)이 본체와 완전 밀착되어 댐퍼를 밀폐시키게 형성되며(0°), 액츄에이터(2)에 전원이 인가되면 모터가 90° 회전하여 차단판(3)를 오픈시키므로 전동댐퍼(1)의 내부가 열리게 된다.
이러한 상태에서 댐퍼에 전원이 오프(OFF) 되면 액츄에이터(2)에 인가된 전 원이 차단되면서 회전축(4)이 상술한 반대방향으로 회전되면서 차단판(3)이 전동댐퍼(1)의 내부를 밀폐시키게 된다.
그러나, 종래의 전동댐퍼는 룸 컨트롤러에 의해서만 오로지 유선으로 상기 전동댐퍼를 조작하도록 되어 있는 바, 이는 풍량의 조절이 아닌 열림과 닫힘의 일반적인 형태이다.
또한, 공동 주택에 있어서, 각 실내별 냉난방에 따른 급배기가 일률적으로 이루어짐으로써, 사용하지 않는 실내에 불필요한 냉난방이 공급되어 에너지 낭비가 심각한 실정이며, 또한 덕트를 통해 전달되는 소음을 차단할 수 없어 주거환경이 쾌적하지 못한 문제가 발생되고 있다.
또한, 종전의 액츄에이터는 일반적으로 리미트 스위치와 모터를 이용하여 차단판을 개폐하도록 형성되었는 바, 이러한 종전의 방식은 정밀한 각도와 속도를 제어하기 곤란하여 열손실에 상시 노출되는 문제 또한 발생되고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 공동주택용 HVAC 시스템에서 전동댐퍼의 엑츄에이터 내의 스테핑모터가 IC회로를 이용한 중앙처리장치(U1:400)로 하여금 정밀하게 동작되도록 함으로써, 상기 스테핑모터와 연동되는 차단판(댐퍼 내에 부설된 개폐 판 - 0°: 닫힘/ 90°: 열림의 원형판으로 0~90° 사이의 임의 각도를 조절하여 풍량을 조절함)이 홈 네트웍(RS-485)에 의해 임의 각도로 정확하게 제어되도록 형성되어 각 실내(ROOM)마다 필요한 급배기량 제어하는 바, 이는 사용하지 않는 실내에 냉난방이 공급되는 것을 차단하여 불필요한 낭비를 줄이도록 형성되어 유니트의 운전비용을 절감시키도록 함에 주된 목적이 있다.
또한, 본 발명은 불필요한 냉난방 급배기(풍량)를 제어함으로서 냉난방을 위한 에너지 소모를 획기적으로 줄일 수 있으며, 홈 네트웍의 이용으로 사용자의 편의성을 향상시키도록 하는 한편, 상기 중앙처리장치는 전원 인가(공급) 상태에 따라 최저 전력을 선택적으로 사용하여 비상시의 전력 소모를 최소화하며, 상기 전동댐퍼 액츄에이터의 회로기판 일측에는 볼륨노브 형태의 수동조작회로가 부설되어 0~90°상의 임의 각을 수동으로 손쉽게 조작 할 수 있도록 하는 바, 이는 사용자로 하여금 개폐 조절에 따른 선택의 폭이 넓은 특징이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 회로 기판 상에 스테핑 모터(6)가 설치되고, 전원이 인가되면 서지(Surge) 방지용 TNR1과 콘덴서(C2)를 이용하여 필터(이상 전원 방지)를 구성하며, 저항(R1, R2)과 콘덴서(C1)를 이용하여 전압 AC 220V를 다운시키는 강압회로(100)와; 상기 강압회로를 통해 전압이 다운된 교류전압(AC)을 직류(DC)로 변환시키도록 정류다이오드(D1~D4)를 갖는 정류회로(200)와; 상기 정류회로에서 변환된 직류 전압이 일정한 전압 유지하도록 복수의 제노다이오드 및 콘덴서(ZD1, C3 / ZD2, C8)가 구비되는 정전압 회로(300)와; 상기 정전압 회로로부터 공급되는 전압에 의해 IC(U1)가 구동되는 중앙처리장치(400)와; 상기 중앙처리장치에 의해 스테핑 모터(6)가 컨트롤 되도록 IC(U3)가 구동되는 모터컨트롤회로(500)와; 상기 정전압 회로로부터 공급되는 전원을 정전시를 포함한 비상시에 중앙처리장치로 하여금 원활한 전원공급이 이루어지도록 U4를 통하여 충전용 축전지(C4~C7)가 구비되는 축전회로(600)와; 상기 정전압 회로로부터 전원이 인가되면 중앙처리장치의 명령에 의해 IC(U3)가 구동되고 동시에 기 프로그래밍 된 설정각(0~90°)으로 차단판(3)이 스테핑 모터(6)에 의해 정밀한 각도와 속도로 회전하도록 형성되는 스테핑 모터 구동회로(700)와; 상기 모터컨트롤회로와 연동되되 스테핑 모터(6)가 설정된 0~90°회전 반경 내에서 임의 각도로 수동 조절되도록 볼륨노브(VR1)가 구비되는 수동조작회로(800)와; 상기 모터컨트롤회로를 포함한 중앙처리장치가 원격 제어되도록 홈 네트웍(485통신)에 의한 IC(U2)가 구동되어 스테핑 모터(6)를 설정된 각도(0~90°)로 회전 반경 내에서 임의 조절되도록 형성되는 원격제어회로(900)가; 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 중앙처리장치(400)는 축전회로(600)로부터 전원을 상시 공급받도록 형성되되 비상시를 포함한 전원공급 중단 시 최저 전력을 사용하도록 신호 값을 인가 받아 아이들링 모드(파워 전략 모드)로 전환되도록 아이들링 회로(410)가 더 구비되어 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 실내측 터미널 유니트에 대한 다른 실시예로써, 전동 디퓨져를 사용할 수도 있는 것으로 이는 급배기 덕트(DUCT)의 실내측 단부에 결합되도록 원통형 관 형태의 본체(50)가 구비되고, 상기 본체의 내부에는 지지대(51)가 형성되며, 상기 지지대의 중앙에는 상하 승강되도록 회전축(52)이 결합되어 리니어 스테핑 모터(54)로 하여금 구동되도록 형성되고, 상기 리니어 스테핑 모터(54)는 지지대(51)로 하여금 고정되고, 상기 지지대 상부에는 덮개(55)가 형성되는 한편, 상기 회전축(52) 하부에는 개구된 본체(50)의 하부를 밀폐하도록 취출콘(53)이 형성되어 이루어진다.
한편, 본 발명은 전동댐퍼 액츄에이터 이용한 냉난방 시스템에 관한 것으로, 전동댐퍼 액츄에이터(2)가 전동댐퍼(1)에 결합되고, 상기 전동댐퍼 액츄에이터의 스테핑 모터(6)는 커플링(5)과 회전축(4)에 결합된 차단판(3)을 설정된 각도(0~90°)로 회전 제어하도록 형성됨에 있어서, 상기 전동댐퍼 액츄에이터(2)가 구비된 전동댐퍼(1)는 유니트(U)의 급배기관(EA,OA)과 각 실내(ROOM 1,2,3,4)별 급배기 덕트(DUCT)의 단부에는 급배기량의 개별 조절용 전동댐퍼(M1~M8)로서 결합되어 월패드 또는 룸 컨트롤러(C)의 원격제어회로(485통신)에 의해 전동댐퍼의 차단판(3)이 선택적으로 개폐되도록 형성되어 각 실내마다 개별적인 급배기량을 조절할 수 있도 록 형성되는 것이 바람직하다.
아울러, 본 발명은 전동댐퍼 액츄에이터 및 전동 디퓨져를 이용한 냉난방 시스템에 관한 것으로, 전동댐퍼 액츄에이터(2)가 전동댐퍼(1)에 결합되고, 상기 전동댐퍼 액츄에이터의 스테핑 모터(6)는 커플링(5)과 회전축(4)에 결합된 차단판(3)을 설정된 각도(0~90°)로 회전 제어하도록 형성하되, 상기 전동댐퍼(1)는 유니트(U)의 급배기관(EA,OA)에 결합되고, 각 실내(ROOM 1,2,3,4)별 급배기 덕트(DUCT)의 단부에는 급배기량의 개별 조절용 전동 디퓨져(D1~D8)가 결합되되, 상기 전동 디퓨져는 원통형 관 형태의 본체(50)가 구비되고, 상기 본체의 내부에는 지지대(51)가 형성되며, 상기 지지대의 중앙에는 상하 승강되도록 회전축(52)이 결합되어 리니어 스테핑 모터(54)로 하여금 구동되도록 형성되고, 상기 리니어 스테핑 모터(54)는 지지대(51)로 하여금 고정되고, 상기 지지대 상부에는 덮개(55)가 형성되는 한편, 상기 회전축(52) 하부에는 개구된 본체(50)의 하부를 밀폐하도록 취출콘(53)이 형성되어 리니어 스테핑 모터로 하여금 회전축(52)이 승강하고, 상기 회전축과 결합된 취출콘(53)은 설정된 높이(0~3cm)로 연동 승강하며 본체(50)를 개폐하도록 형성됨에 있어서, 상기 전동댐퍼 액츄에이터와 전동 디퓨져는 월패드 또는 룸 컨트롤러(C)의 원격제어회로(485통신)에 의해 상기 전동댐퍼의 차단판(3) 및 전동 디퓨져의 취출콘(53)이 선택적으로 개폐되어 각 실내마다 개별적인 급배기량을 조절할 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 따라서, 본 발명은 IC회로를 이용한 중앙처리장치(U1)에 의해 HVAC유니트용 전동댐퍼와 스테핑 모터를 갖는 전동댐퍼 액츄에이터에 의해 차단판이 임의 각도(0~90°)로 정확하게 제어되도록 형성됨은 물론 홈 네트웍(RS-485)를 이용하여 각 실에 필요한 양의 급배기를 정밀하게 제어하도록 형성되고, 불필요한 각 실내의 급배기를 통제함으로서 유니트의 운전비용을 절감시키는 바, 이는 냉난방을 위한 에너지 소모를 줄여 전체적인 에너지 효율을 개선시키는 효과가 있다.
아울러, 상기 액츄에이터는 유무선 제어방식 외에 별도의 볼륨노브로 하여금 차단판의 각도를 수동으로 조절할 수 있도록 형성되어, 기존 제품의 각도 조절을 위한 기계적 조작행위를 하지 않고, 외부에서 간단히 각도를 가변시켜 풍량을 조절 할 수 있도록 하는 효과가 있다.
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
<1> 전동댐퍼 액츄에이터에 대하여
먼저, 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 공동 주택의 HVAC유니트용 전동댐퍼에 있어서, 상기 전동댐퍼의 내부 차단 판을 설정 각도로 정밀하게 구동하기 위한 액츄에이터를 형성하되, 상기 액츄에이터는 RS-485에 의해 스테핑모터가 설정된 각으로 정밀하게 동작(제어)되도록 함은 물론 별도의 볼륨노브로 하여금 수동 조작할 수 있도록 구성함에 그 특징이 있다.
이에 본 발명의 엑츄에이터는 도 3에 도시된 바와 같이, 강압회로(100), 정 류회로(200), 정전압 회로(300), 중앙처리장치(400), 모터컨트롤회로(500), 축전회로(600), 스테핑 모터 구동회로(700), 수동조작회로(800) 및 원격제어회로(900)로 크게 구성된다.
이때, 상기 강압회로(100)는 회로 기판 상에 스테핑 모터(6)가 설치되고, 전원이 인가되면 서지(Surge) 방지용 TNR1과 콘덴서(C3)를 이용하여 필터(이상 전원 방지)를 구성하며, 저항(R1, R2)과 콘덴서(C1)를 이용하여 전압 AC 220V를 다운시키도록 구성된다. 이때, 다운된 전압은 12V인 것이 바람직하다.
이에, 상기 정류회로(200)는 강압회로를 통해 전압이 다운된 교류전압(AC)을 직류(DC)로 변환시키도록 정류다이오드(D1,D2,D3,D4)를 갖는다.
이에, 상기 정전압 회로(300)는 정류회로에서 변환된 직류(DC) 전압이 일정한 전압 유지하도록 복수의 제노다이오드 및 콘덴서(ZD1, C3 / ZD2, C8)가 구비된다.
이때, 상기 제노다이오드 및 콘덴서는 (ZD1, C3)측에 12V가 유지되고, (ZD2, C8)측에는 5V가 유지된다.
이에, 상기 중앙처리장치(400)는 정전압 회로로부터 공급되는 전압에 의해 IC(U1)가 구동된다.
이때, 모터컨트롤회로(500)는 중앙처리장치에 의해 신호를 받아 스테핑모터 가 컨트롤 되도록 IC(U3)가 구동된다.
또한, 상기 중앙처리장치(400)는 도 5에 도시된 바와 같이, 축전회로(600)로부터 전원을 상시 공급받도록 형성되되 비상시를 포함한 전원공급 중단시 최저 전력을 사용하도록 신호값을 인가 받아 아이들링 모드(파워 전략 모드)로 전환되도록 아이들링 회로(410)가 더 구비되어 이루어진 것이 바람직하다.
다시 말해, 이러한 아이들링 모드 또는 파워 전략 모드는 전원공급 중단 시에 최소한의 비상 전원만을 인가받아야만 지속적인 전력 손실을 최소화하는 것으로, 이는 별도의 아이들링 회로(410)를 통해 산출된 신호가 전원 공급 상태를 체크하고, 이에 전원이 폐쇄됨과 동시에 축전지를 사용할 경우 중앙처리장치가 최소한의 전력 사용 모드로 설정 값을 전환하여 운용되도록 형성된다.
이에, 상기 축전회로(600)는 정전압 회로로부터 공급되는 전원을 정전시를 포함한 비상시에 사용하도록 충전용 축전지(C4~C7)가 구비된다. 이러한 축전지는 아이들 모드에 의해 비상시 외에 최초 원위치로 복귀시키도록 형성된다.
이에 상기 스테핑 모터 구동 회로(700)는 정전압 회로로부터 전원이 인가되면 중앙처리장치의 명령에 의해 IC(U3)가 구동되고, 동시에 스테핑 모터(6)가 설정된 회전각(90°)으로 회전하면서 프로그래밍된 각도에 따라 차단판을 회전시키도록 형성된다.
즉, 이러한 스테핑 모터(6)는 정밀한 각도 조절과 속도 조절이 가능한 것으로, 이는 후술되는 개별 냉난방 급배기 시스템에 최적화되는 모터로 사용된다.
다시 말해, 상기 스테핑 모터는 종전 리미트 스위치 접점 방식(오로지 정역회전에 따른 차단판의 열림/ 닫힘의 역활)과 달리 홈 네트웍에 의한 통신 제어가 용이함은 물론 각도 조절 및 속도 조절이 정밀하여 열 효율이 개선되도록 하는 특징이 있다.
또한, 상기 수동조작회로(800)는 모터컨트롤회로와 연동되되 전동댐퍼 액츄에이터가 설정된 0~90°반경 내에서 임의 각도 중 어느 한 각도로 수동 조절되도록 볼륨노브(VR1)가 구비된다.
즉, 상기 볼륨노브는 종전 방식처럼 비상시 레버를 설정각도로 옮기기 위해 별도의 치 공구를 이용하여 번거로운 조립을 하지 않고도 외측에서 간편하게 정역모터를 조절하여 차단 판의 각도를 조작할 수 있도록 형성된다.
이에 상기 원격제어회로(900)는 모터컨트롤회로를 포함한 중앙처리장치가 원격 제어되도록 홈 네트웍(RS-485통신)에 의한 IC(U2)가 구동되어 스테핑모터를 0~90° 사이의 임의 각도로 조절되도록 형성된다.
즉, 상기 원격제어회로는 룸 컨트롤러 외에 별도의 리모컨 또는 무선통신 방식으로 액츄에이터의 회전각을 조절할 수 있도록 형성된다.
다시 말해, 상기의 액츄에이터를 이용하여 댐퍼의 각을 조정하여 풍량을 제어하며, 급배기 덕트가 소음의 이동 통로가 되는데 댐퍼를 닫음으로 하여 소음의 전달을 차단하게 된다
<2> 전동댐퍼 액츄에어터를 이용한 냉난방 급배기 시스템에 대하여
상기 전동댐퍼 액츄에이터를 이용한 급배기 시스템은 도 6에 도시된 바와 같이 유니트와 급배기 덕트로 구성되며, 유니트에는 급기상의 전동 댐퍼(M9) 배기상의 전동 댐퍼(M10)가 설치되고, 유니트 내부에는 MIXING BOX의 급배기 BY PASS용 전동댐퍼(M11)가 설치되며, 각 실별(ROOM 1, 2 ,3, 4)로 급기와 배기 덕트(DUCT)가 설치되며 각 급배기 덕트에 각각의 전동댐퍼(M1 ~ M8)가 설치된다.
이때, 각 실의 의 전동댐퍼는 MAIN BOARD와 연결되며, BOARD로 부터 RS-485에 의한 코드 분할하여 ID을 인가 받으며(M1 ~ M11), 홈 네트웍 월패드(WALL PAD)나 룸컨트롤러(C:ROOM CONTROLLER)의 신호가 메인 보드에 전달되면 메인보드에서 각 댐퍼에 코드 분할하여 신호를 전달하고 그 신호에 의해 닫힘과 열림을 수행하게 된다. 이에 상기 신호의 전달은 RS-485로 수행하게 한다.
예컨데, 전체 ROOM 의 필요한 풍량을 100 CMH이라 하고 각 ROOM별 적정 풍량을 급배기 각 25CMH라 가정 하면,
1) 각 실내(ROOM)별로 급배기 각 20 CMH의 양이 필요할 시 그에 준하게 액츄에이터를 조절 하여 각실 별로 20 CMH 만큼의 양을 급배기 하게 되면 전체적으로 80 CMH의 양 필요하게 되며, WALL PAD(ROOM CONTROLLER)의 신호에 의해 유니트의 급배기 FAN의 전압을 조정하여, 이에 유니트의 급배기 FAN의 풍량을 조절하게 되어 운전비용을 줄일 수 있으며, 20 CMH에 해당하는 냉난방에 필요한 에너지를 줄일 수 있게 된다.
이때 각 실의 액츄에이터(M1--M8)와 유니트 상의 급배기 액츄에이터(M9, M10)은 가각 80%의 개패 율을 보이게 된다.
2) 또한, ROOM 1 은 25 CMH R00M 2는 12,5 CMH가 급배기가 필요하고, ROOM 3, 4는 급배기가 필요 없을시에 전체적으로 37,5 CMH의 양이 필요 하게 되며, WALL PAD(ROOM CONTROLLER)의 신호에 의해 유니트의 급배기 FAN의 전압을 조정하여, 이에 유니트의 급배기 FAN의 풍량을 조절하여 운전비용을 줄일 수 있으며, 62.5 CMH에 해당 하는 냉난방에 필요한 에너지를 줄일 수 있다.
이때 ROOM 1의 액츄에이터 (M1, M2)는 100%, ROOM 2의 액츄에이터(M3, M4)는 50%, ROOM 3, 4의 액츄에이터(M5, M6, M7, M8)은 0%, 유니트의 액츄에이터 (M9, M10)은 37,5%의 개폐 율을 보이게 된다.
또한 M11의 BY PASS용 댐퍼를 작동시켜 배기 중 일부의 양을 급기로 전환 시키면 그 만큼의 급기를 위한 양을 줄일 수 있다.
즉, 배출시키고자 하는 실내공기가 가지고 있는 에너지의 재사용을 의미한다.
이와 같이, 개별적으로 각 ROOM의 필요한 급배기량 만큼 정확하게 급배기시 킴으로서 유니트의 운전비용을 절감하고, 불필요한 급배기를 줄임으로 냉난방에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.
<3> 전동댐퍼 액츄에이터 및 전동 디퓨져를 이용한 냉난방 급배기 시스템에 대하여
한편, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이 터미널 유니트인 디퓨져(급배기라인의 실내마감자재)에 상기 전동댐퍼 액츄에이터를 이용하여 내부 취출콘을 상하 승강하게 하여 풍량을 조절한다.
즉, 전동 댐퍼 대신 각 실내별 덕트 단부에 전동 디퓨져(D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8)를 사용해도 상기와 같은 효과를 거둘 수 있다.
다시 말해, 본 발명은 다른 실시예로써, 전동댐퍼 대신 전동 디퓨져를 사용할 수 있는 것으로, 이는 급배기 덕트(DUCT)의 단부에 결합되도록 원통형 관 형태의 본체(50)가 구비되며, 상기 본체의 내부에는 지지대(51)가 형성되고, 상기 지지대의 중앙에는 상하 승강되도록 회전축(52)이 리니어 스테핑 모터(54)로 하여금 구동되도록 형성되며, 상기 리니어 스테핑 모터는 지지대(51)로 하여금 고정되고, 상기 지지대 상부에는 덮개(55)가 형성되는 한편, 상기 회전축(52) 하부에는 개구된 본체(50)의 하부를 밀폐하도록 취출콘(53)이 형성되어 이루어진다.
이를 보다 자세히 살펴보면, 본체(50) 내부에 리니어 스테핑 모터(54)를 고정 시킬 수 있는 지지대(51)가 설치된다.
이때, 상기 리니어 스테핑 모터(54)는 내부를 관통하여 축이 이동 할 수 있 도록 형성된다.
상기 모터 덥개(55)는 리니어 스테핑 모터(54)를 보호함과 동시에 바람의 이동이 유리 할 수 있는 반구 형태로 제작하는 것이 바람직하다.
이때, 취출콘(53)은 바람이 자연스럽게 이동 할 수 있도록 유선형으로 제작하고 리니어 스테핑 모터(54)와 연결할 수 있는 나사산을 가진 봉으로 구성되며, 상기 리니어 스테핑 모터(54)와 결합하여 모터의 회전력에 의해 취출콘이 회전 하면서 상하 승강하게 되어 풍량을 조절하게 된다.
이때, 취출콘의 높이를 조절함으로써 바람의 방향을 조정 할 수 있게 된다. 즉, 공기의 성질상 더운 공기는 위로 가며 차가운 공기는 가라앉는 원리에 따라 여름철 냉방 시에는 취출콘을 상부로 이동시켜, 차갑게 식혀진 공기를 수평으로 취출할 수 있도록 하며, 겨울철 난방 시에는 취출콘을 하부로 이동시켜 더운 공기를 수직 취출케 하여 냉난방을 극대화 할 수 있다.
또한, 취출콘의 상부는 연질의 재질을 이용하여 본체와 닫힘 시 완전 밀착하게 한다.
이와 같이, 전동 기구를 사용하는 모든 위치에는 이를 A/S 할 수 있도록 점검구를 설치해야 하나 상기 전동 디퓨져를 사용하면 본체만 분리함으로서 쉽고 간편하게 A/S 할 수 있는 장점이 있다.
즉, 전동 디퓨져를 이용한 방식은 점검구를 필요치 않게 하여 시공비를 줄일 수 있으며 인테리어 적으로도 유리하다.
또한, 전동댐퍼의 차단판과 같이 취출콘을 완전히 닫음으로 급배기 덕트를 통해 이웃한 실내로 소음이 전달되는 것을 차단하게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
도 1은 일반적인 전동댐퍼를 나타낸 일측면도,
도 2는 도 1의 평단면도,
도 3은 본 발명에 따른 회로도,
도 4는 본 발명에 따른 액츄에이터의 구성배치도,
도 5는 본 발명에 따른 아이들링에 대한 회로도,
도 6은 본 발명에 따른 전동댐퍼 액츄에이터를 이용한 냉난방 시스템을 나타낸 개략적 예시도,
도 7은 본 발명에 따른 전동 디퓨져를 이용한 냉난방 시스템을 나타낸 개략적 예시도,
도 8은 본 발명에 따른 디퓨져의 일측면도,
도 9 내지 도 10는 도 7의 사용상태도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
100 ... 강압회로 200 ... 정류회로
300 ... 정전압 회로 400 ... 중앙처리장치
500 ... 모터컨트롤회로 600 ... 축전회로
700 ... 모터구동회로 800 ... 수동조작회로
900 ... 원격제어회로

Claims (5)

  1. 회로 기판 상에 스테핑 모터(6)가 설치되고, 전원이 인가되면 서지(Surge) 방지용 TNR1과 콘덴서(C2)를 이용하여 필터(이상 전원 방지)를 구성하며, 저항(R1, R2)과 콘덴서(C1)를 이용하여 전압 AC 220V를 다운시키는 강압회로(100)와;
    상기 강압회로를 통해 전압이 다운된 교류전압(AC)을 직류(DC)로 변환시키도록 정류다이오드(D1~D4)를 갖는 정류회로(200)와;
    상기 정류회로에서 변환된 직류 전압이 일정한 전압 유지하도록 복수의 제노다이오드 및 콘덴서(ZD1, C3 / ZD2, C8)가 구비되는 정전압 회로(300)와;
    상기 정전압 회로로부터 공급되는 전압에 의해 IC(U1)가 구동되는 중앙처리장치(400)와;
    상기 중앙처리장치에 의해 스테핑 모터(6)가 컨트롤 되도록 IC(U3)가 구동되는 모터컨트롤회로(500)와;
    상기 정전압 회로로부터 공급되는 전원을 정전시를 포함한 비상시에 중앙처리장치로 하여금 원활한 전원공급이 이루어지도록 U4를 통하여 충전용 축전지(C4~C7)가 구비되는 축전회로(600)와;
    상기 정전압 회로로부터 전원이 인가되면 중앙처리장치의 명령에 의해 IC(U3)가 구동되고 동시에 기 프로그래밍 된 설정각(0~90°)으로 차단판(3)이 스테핑 모터(6)에 의해 정밀한 각도와 속도로 회전하도록 형성되는 스테핑 모터 구동회로(700)와;
    상기 모터컨트롤회로와 연동되되 스테핑 모터(6)가 설정된 0~90°회전 반경 내에서 임의 각도로 수동 조절되도록 볼륨노브(VR1)가 구비되는 수동조작회로(800)와;
    상기 모터컨트롤회로를 포함한 중앙처리장치가 원격 제어되도록 홈 네트웍(485통신)에 의한 IC(U2)가 구동되어 스테핑 모터(6)를 설정된 각도(0~90°)로 회전 반경 내에서 임의 조절되도록 형성되는 원격제어회로(900)가;
    구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 홈 네트웍 통신에 의한 원격제어 기능을 갖는 공동 주택 HVAC유니트용 전동댐퍼 액츄에이터.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 중앙처리장치(400)는
    축전회로(600)로부터 전원을 상시 공급받도록 형성되되 비상시를 포함한 전원공급 중단 시 최저 전력을 사용하도록 신호 값을 인가 받아 아이들링 모드(파워 전략 모드)로 전환되도록 아이들링 회로(410)가 더 구비되어 이루어진 것을 특징으로 하는 홈 네트웍 통신에 의한 원격제어 기능을 갖는 공동 주택 HVAC유니트용 전동댐퍼 액츄에이터.
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 전동댐퍼 액츄에이터(2)는 전동댐퍼(1)에 결합되고, 상기 전동댐퍼 액츄에이터의 스테핑 모터(6)는 전동댐퍼(1)의 커플링(5)과 회전축(4)에 결합된 차단판(3)을 설정된 각도(0~90°)로 회전 제어하도록 하고, 상기 전동댐퍼 액츄에이터(2)가 구비된 전동댐퍼(1)는 유니트(U)의 급배기관(EA,OA)과 각 실내(ROOM 1,2,3,4)별 급배기 덕트(DUCT)의 단부에 급배기량의 개별 조절용 전동댐퍼(M1~M8)로서 결합되어 월패드 또는 룸 컨트롤러(C)의 원격제어회로(485통신)에 의해 전동댐퍼(1)의 차단판(3)이 선택적으로 개폐되도록 형성되어 각 실내마다 개별적인 급배기량을 조절할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 홈 네트웍 통신에 의한 원격제어 기능을 갖는 공동 주택 HVAC유니트용 전동댐퍼 액츄에이터.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 전동댐퍼 액츄에이터(2)의 스테핑 모터(6)는 커플링(5)과 회전축(4)에 결합된 차단판(3)을 설정된 각도(0~90°)로 회전 제어하도록 형성하되, 상기 전동댐퍼 액츄에이터(2)가 부설된 전동댐퍼(1)는 유니트(U)의 급배기관(EA,OA)에 결합되고;
    각 실내(ROOM 1,2,3,4)별 급배기 덕트(DUCT)의 단부에는 급배기량의 개별 조절용 전동 디퓨져(D1~D8)가 결합되되, 상기 전동 디퓨져(D1~D8)는 급배기 덕트(DUCT)의 실내측 단부에 결합되도록 원통형 관 형태의 본체(50)가 구비되고, 상기 본체의 내부에는 지지대(51)가 형성되며, 상기 지지대의 중앙에는 상하 승강되도록 회전축(52)이 결합되어 리니어 스테핑 모터(54)로 하여금 구동되도록 형성되고, 상기 리니어 스테핑 모터(54)는 지지대(51)로 하여금 고정되고, 상기 지지대 상부에는 덮개(55)가 형성되는 한편, 상기 회전축(52) 하부에는 개구된 본체(50)의 하부를 밀폐하도록 취출콘(53)이 형성되어 리니어 스테핑 모터로 하여금 회전축(52)이 승강하고, 상기 회전축과 결합된 취출콘(53)은 설정된 높이(0~3cm)로 연동 승강하며 본체(50)를 개폐하도록 형성되며;
    상기 전동댐퍼 액츄에이터(2)와 전동 디퓨져(D1~D8)는 월패드 또는 룸 컨트롤러(C)의 원격제어회로(485통신)에 의해 상기 전동댐퍼의 차단판(3) 및 전동 디퓨져의 취출콘(53)이 선택적으로 개폐되어 각 실내마다 개별적인 급배기량을 조절할 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 홈 네트웍 통신에 의한 원격제어 기능을 갖는 공동 주택 HVAC유니트용 전동댐퍼 액츄에이터.
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