KR101010937B1 - 바닥 난방 온도조절 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내공간의 바닥 난방장치, 즉, 예를 들어 바닥난방장치의 조절을 위하여, 바닥 난방장치(11)를 통하여 유동하는 난방수 체적흐름을 조절하기 위한 밸브(10)가 장치되어 있는 바닥 난방장치에 있어서, 각 실내공간에 공급되는 난방수 체적유동(1)을 2개의 부분유동(2, 3)으로 분할하는 밸브(5, 6)가 상기 밸브(10)의 앞쪽에 또는 뒤쪽에 장치되며, 이때 난방수 체적유동(1)의 제1부분은 직접 또는 절류장치(/throttle device)를 통하여 간접적으로 바닥 난방장치(11)로 공급되는 한편 상기 난방수 체적유동(1)의 제2부분은 온도조절장치에 의하여 조절되는 조절밸브(4)를 통하여 바닥 난방장치(11)로 공급하도록 되어있다.

바닥 난방장치, 바닥난방, 난방수

Description

바닥 난방 온도조절 시스템{Control System for Floor Heating}

본 발명은 특허청구범위 제1항의 상위개념에서 언급된 종류의 바닥 난방 온도조절 시스템에 관한 것이다.

바닥 난방은 특히 바닥(온돌) 난방뿐만 아니라 천정 또는 벽 난방의 형태로서 최근 들어 더욱더 그 가치가 높이 평가되고 있다. 또한 다가구 주택에 있어서는 경제적이고, 에너지 절약적인 난방관리 및 상쾌한 실내 공기위생조건, 쾌적함, 그리고 미래지향적인 친환경적 저온 시스템의 장점들을 가지고 있다

입법당국자는 난방설비의 조절 시스템에 대하여 일정한 요구를 제시하고 있다. 즉, 다음과 같은 사항을 조정하게 된다.

1. 난방수의 온도 및

2. 난방수의 체적 유동량

난방수 온도(유동온도)는 중앙제어장치를 통하여 주택 전체를 위하여 통일적으로 외부온도 및/또는 다른 기준치에 대하여 조절하게 된다.

상기 난방수(온수) 체적 유동량의 조절은 마찬가지로 입법권자에 의하여 규정된 바와 같이 실내 공간별로 온도를 조절하기 위한 자동장치를 통하여 이루어진다.

제어 입력치 “실내공기온도”에 따라 동작하는 조절밸브는 난방수 유동체적량을 변경함으로써 패널, 즉, 마루바닥이 실내공간으로의 열방출량을 변경시키도록 하는 것이다.

실내 방열체에서 공지되어 있는 바와 같이 제어치로서 실내공기온도를 가지고 실내공간 별로 온도를 조절하는 방식은 바닥 난방에 있어서는 반응속도가 너무 느리므로 대체방법이 결여되어 있는 한에는 그대로 적용할 수 없다. 현대식 바닥난방에 있어서 통상적인 바닥의 상부구조로는 열방출량 변동이 약 2시간 후에야 비로소 나타난다. 상기 조절밸브의 동작과 실내공간에 대한 열방출 변동효과가 나타나는 사이의 시간을 회복시간 또는 지연시간이라고 부른다. 마찬가지로 난방벽 또는 난방천정 형태의 바닥 난방에도 적용된다.

그와 같이 불리한 효과의 시간적 지연은 “자동조절효과”로서 알려진 물리적 현상에 의하여 완화된다. 이와 같은 자연적인 효과는 전열면(傳熱面)의 온도와 실내온도 사이의 온도차이에 직접 비례하여 전열면의 열출력이 조절된다. 이와 같이 특히 바닥 난방에 있어서 근소한 온도차 때문에 매우 강력하게 작용하는 효과는 제어기술적 설비와는 독립적으로, 그리고 변화된 실내온도조건과 동시적으로 이루어지는 것이다. 조절밸브의 불량한 지연반응을 감소시킨다.

본 발명의 과제는 모두에 언급한 바와 같이 개선된 조절특성을 갖는 형태의 조절 시스템을 제공하는 것이다.

상기 과제는 특허청구범위 제1항에 제시된 특징에 의하여 해결된다.

본 발명의 유리한 실시형태와 계속적인 개량형태가 종속청구범위에 나타나 있다.

본 발명은 미리 계산된 열부하(熱負荷)에 따라 실내에 공급되어야할 열량을 고려할 때, 필요한 실내온도에 도달하기 위해서는 계속적으로 공급될 비교적 큰 분량의 열량과, 외부 영향, 즉, 태양광선, 외부온도, 환기 등에 의하여 영향을 받는 작은 분량의 열량 사이의 차이를 구별해야 한다는 인식에 기초를 두고 있는 것이다.

만약 외란변수(外亂變數)의 영향이 없다면, 전체 주택을 위하여 외부온도에 맞추어진 유동온도는 충분할 것이다. 따라서 추가적인 공간별 조절은 필요가 없을 것이다.

일정하게 공급될 열량에 해당하는 난방수 체적 유동량 부분은 동작이 완만한 조절밸브에 의하여 영향을 받아서는 안 된다.

본 발명에 따른 조절 시스템에 있어서 난방수 체적유동은 하나의 밸브로 자유롭게 선택 가능한 비율로 2개의 부분-체적유동으로 분할되어, 이때 각각의 부분-체적유동은 적어도 하나 이상의 다른 종류의 제어치(制御値)에 의하여 영향을 받도록 할 수 있다. 상기 2개의 체적유동은 0 내지 100%의 비율로 변화시킬 수 있으며, 이때 제1 난방수 체적유동은 바닥 난방장치로 직접 공급되고, 한편 제2 난방수 체적유동은 온도조절장치로 제어되는 조절밸브를 통하여 바닥 난방장치로 공급된다.

한가지 실시형태에 있어서는, 난방수 체적유동이 상기 바닥 난방장치로 직접 공급되는 제1부분과, 상기 온도조절장치에 의하여 제어되는 조절밸브를 통하여 공급되는 제2부분의 비율의 조절이 가능하도록 상기 밸브가 실시된다.

이때 상기 밸브는 난방수 체적유동의 제1 및 제2 부분들의 비율이 고정될 수 있거나, 또는 비율을 조절할 수도 있다.

첫 번째의 경우에, 상기 밸브에는 바닥 난방장치로 공급되는 난방수 체적유동의 제2부분을 정하여 주는 고정된 조리개가 장치된다.

두 번째의 경우에 있어서는, 상기 밸브 자체가 2개의 체적유동량에 대한 조절장치를 가지고 있거나, 또는 상기 밸브와 바닥 난방장치의 난방수 입구 사이에 또 하나의 조절밸브를 장치하여 바닥 난방장치로 직접 공급되는 난방수 체적유동의 제1부분을 조절할 수 있도록 하는 것이다.

상기 밸브는 한 실시형태에서 난방수 체적유동의 제1부분 뿐만 아니라 제2부분에 대해서도 원격조절이 가능하게 할 수 있다.

전체 난방수 체적유동을 제어하는 밸브는 난방설비에서 전체의 바닥 난방장치의 유압식 조정을 위한 조절 및 폐쇄 밸브로 될 수 있으며, 이때 상기 밸브는 체적유동을 2개 부분으로 분할하는 제어밸브 앞에 또는 뒤에 연결된다.

본 발명의 선호되는 실시형태에 따라 체적유동을 2개 부분으로의 분할을 제어하는 밸브와, 온도조절장치로 제어되는 조절밸브 및 경우에 따라서는 조정밸브와, 전체의 난방수 체적유동을 제어하는 밸브들이 하나의 합동 밸브블록 안에 장치되어 있으며, 상기 밸브블록은 하나의 출구를 가지고 있고, 제1 및 제2 난방수 체적유동 부분들이 상기 출구에서 서로 합류되어 있으며, 다시 상기 출구는 바닥 난방장치에 연결되도록 되어있다.

본 발명을 첨부도면을 이용하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 부분-체적유동의 고정식 조절장치를 갖는 조절 시스템의 실시예이다.

제2도는 부분-체적유동의 가변식 조절장치를 갖는 조절 시스템의 실시예이다.

제3도는 부분-체적유동의 가변식 조절장치를 갖는 또 다른 조절 시스템의 실시예이다.

제1도는 본 발명의 조절 시스템의 제1 실시형태이다.

이와 같은 조절 시스템의 실시형태에 있어서는 조절 및 폐쇄 밸브(10)의 출구(出口)가 밸브(6)와 연결되어 있으며, 상기 조절/폐쇄 밸브(10)는 전체 난방수 체적유동(1)을 유입관(流入管)으로부터 2개의 부분-난방수 체적유동(2, 3)으로 분할하여, 분할된 체적유동(3)은 직접 바닥 난방장치(11)로 공급되며, 이 바닥 난방장치(11)에는 복귀관(復歸管)(12)이 연결되어 있다. 이 경우에 상기 밸브(6)는 난방수 체적유동(1)을 2개의 부분체적유동(2, 3)으로 분할작용을 하는 고정식 조리개로 형성되어 있다. 상기 부분체적유동(2)은 온도조절장치로 제어되는 조절밸브(4)를 통하여 마찬가지로 상기 바닥 난방장치(11), 예를 들어 바닥난방 장치의 입구로 유입된다. 그렇게 함으로써 본 실시형태에 있어서는 난방수 체적유동(1)을 2개의 부분체적유동(2, 3)으로 고정 분할시켜 고정식 비례분할 장치로 형성되어 있다.

한편 제2도에 따른 실시형태에 있어서는, 제1도의 밸브(6) 위치에 밸브(5)를 장치하여 외부로부터 조작하거나 또는 원격 제어할 수 있도록 되어있다. 상기 밸브(5)의 기능은 제1도의 실시형태에서의 기능과 동일 하지만, 제2도에서는 부분-체적유동(2, 3)의 분할을 조절할 수 있도록 되어있다. 이때 온도조절장치에 의하여 제어되는 조절밸브(4)를 통하여 유동하는 부분은 영(0) 내지 100%로 조절될 수 있다.

상기 제2 체적유동(2) 부분은 예를 들어 외부온도, 태양광선, 방위(方位) 등이 각 실내공간의 대기환경에 영향을 줄 수 있는 외란변수(外亂變數)가 많으면 많을수록 제2 체적유동(2) 부분이 커지도록 되어있다.

나중에 조절조건의 변화에 의하여 나타나는 변화된 유효반응에 의하여 변화가 가능해진다.

밸브(5) 내지 밸브(7)의 구동을 제어하는 제어량 또는 조절량은 밸브(4)의 구동을 위한 것과 다르다. 온도조절장치로 제어되는 밸브(4)의 구동장치는 온도조절식 원격감지기, 전기적 서보모터 또는 타임스위치로 이루어질 수 있다.

유압식 조절, 즉, 실내의 열부하를 충족하기 위한 총난방수 체적유동(1)을 조절하는 것은 밸브(10)를 조작함으로써 이루어진다. 동시에 이 밸브(10)로 총난방수 체적유동을 폐쇄할 수 있다. 도면에는 상기 밸브(10)가 밸브(5, 6) 앞쪽에 도시되어 있으나, 이 밸브들을 또한 뒤쪽에 배치할 수도 있다.

제3도의 실시형태에 있어서는 제1도와 동일하게 고정식 조리개를 갖는 밸브(6)를 사용하고 있지만(또한 제2도에서와 같은 밸브(5)가 사용될 수 있음), 그러나 제1 부분-체적유동(3)의 진행로(進行路)에 조절식 밸브(7)를 배치함으로써 제1 부분-체적유동량 조절을 가능하게 하였다.

밸브의 구동을 제어하는 제어치 또는 조절치는 바닥 또는 방바닥의 표면온도 또는 가열매질의 온도 등이다.

본 발명의 선호하는 실시형태에 따라 제1 내지 3도에 도시된 전체 밸브 요소(10, 5, 6, 4)들과 경우에 따라서는 밸브(7)를 포함하는 단 하나의 밸브 뭉치로 통합하여, 이때 그 밸브 뭉치는 한쪽에는 유입관에 연결되고, 다른 쪽에는 바닥 난방장치에 연결됨으로써, 주택 내의 바닥 난방장치에 사용된 전체적인 분배장치가 필요 없게되어, 하나의 간단한 환상 또는 분기관 시스템으로 대체될 수 있는 것이다.

하나의 공동 밸브 뭉치 안에 장치함으로써 밸브(4) 및 (7)과 같이 상이한 밸브들의 밸브 콘 또는 밸브 페이스{valve cone 또는 valve face / 밸브 착설면(着設面)}들이 공동의 스핀들(spindle)에 의하여 작동되는 바, 예를 들어 복합 측정/제어 지령장치 또는 부동(不凍) 및 응급 조정장치를 구비하는 전기적 제어장치의 스핀들에 의하여 조작될 수 있다.

Claims (11)

1. 실내공간의 바닥 난방장치(11)를 통하여 유동하는 난방수 체적흐름을 조절함으로써 상기 바닥 난방장치(11)의 유압식 조절을 위한 밸브(10)가 장치되어 있는 바닥 난방장치에 있어서,

   각 실내공간에 공급되는 난방수 체적유동(1)을 2개의 부분유동(2, 3)으로 분할하는 밸브(5 또는 6)가 상기 밸브(10)의 앞쪽에 또는 뒤쪽에 장착하되, 상기 난방수 체적유동(1)의 제1부분(3)은 상기 바닥 난방장치(11)로 직접 공급되고 상기 난방수 체적유동(1)의 제2부분(2)은 조절밸브(4)를 통해 상기 바닥 난방장치(11)로 공급되며,

   이때 상기 밸브(5 또는 6)는 바닥 난방장치(11)로 직접 공급되는 난방수 체적유동(1)의 제1부분(3)과, 상기 조절밸브(4)를 통하여 바닥 난방장치(11)로 공급되는 난방수 체적유동(1)의 제2부분(2) 사이의 비율을 조절하기 위하여 구비되고,

   상기 밸브(10), 분할 밸브(5 또는 6) 및 조절밸브(4)는 하나의 합동 밸브블록 내에 구비되는 것을 특징으로 하는 패널 난방장치의 조절 시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 밸브(6)는 난방수 체적유동(1)의 제1 및 제2 부분(3, 2)들의 비율에 대한 고정된 조절장치를 갖고, 바닥 난방장치(11)로 공급되는 난방수 체적유동(1)의 제2부분(2)을 결정하는 고정식 조리개에 의해 형성되며 상기 밸브(6)와 바닥 난방장치(11)의 유입구 사이에 난방수 체적유동(1)의 제1부분(3)를 위한 또 하나의 조절밸브(7)를 장치하는 것을 특징으로 하는 조절 시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 난방수 체적유동(1)의 비율들이 밸브(5)에 의하여 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 조절 시스템.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제4항에 있어서,

   상기 밸브(5)는 원격조종이 가능한 것을 특징으로 하는 조절 시스템.
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제

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