KR101223100B1 - 실내난방용 온도조절기의 난방온도 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내난방용 온도조절기의 난방온도 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자가 총취침시간을 자신에게 적합한 최적의 시간으로 선택할 수 있고 특히 취침 중에는 프로그램된 구간시간을 제외하고는 난방온도가 설정온도보다 약 1 ~ 5℃ 감온되도록 하여 사용자가 불쾌함을 느끼지 않는 범위 내에서 에너지 절감을 실현할 수 있도록 한 실내난방용 온도조절기의 난방온도제어방법에 관한 것이다.
상기와 같은 본 발명은 난방온도 설정기능 및 취침기능이 포함되어 있는 통상적인 실내난방용 온도조절기의 난방온도제어방법에 있어서, 상기 난방온도 설정기능에 의해 사용자가 난방을 위한 설정온도를 입력하고, 총취침시간을 선택하여 취침기능을 작동시키는 단계; 상기 취침기능이 작동되면 프로그램된 "취침구간"동안 상기 설정온도로 난방을 유지하는 단계; 상기 "취침구간"경과후 (상기 설정온도 - 감온설정값)의 제어온도로 난방온도가 유지되도록 제어하는 단계; 상기 취침기능이 작동한 시간으로부터 (총취침시간 - 기상구간 - 복귀구간)의 시간이 경과하면, 상기 제어온도로부터 상기 설정온도까지의 "복귀구간"을 고려하여 그 복귀구간동안 상기 감온설정값만큼 증온하여 원래 설정온도로 유지시키는 단계;를 포함하고, 상기 복귀구간은 온도조절기에 내장된 온도센서와 타이머 기능에 의하여 온도조절기에 기억되어 있는 설정온도에서 제어온도로 감온되는데 걸리는 시간을 제공받아 적용되며, 상기 감온설정값은 1 ~ 5℃ 사이의 범위에서 어느 한 특정 온도를 사용자가 선택할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

실내난방용 온도조절기의 난방온도 제어방법{METHOD FOR CONTROL OF HEATING TEMPERATURE OF THERMOREGULATOR}

본 발명은 실내난방용 온도조절기의 난방온도 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사용자가 총취침시간을 자신에게 적합한 최적의 시간으로 선택할 수 있고 특히 취침 중에는 프로그램된 구간시간을 제외하고는 난방온도가 설정온도보다 약 1 ~ 5℃ 감온되도록 하여 사용자가 불쾌함을 느끼지 않는 범위 내에서 에너지 절감을 실현할 수 있도록 한 실내난방용 온도조절기의 난방온도제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 실내온도조절기는, 난방하고자 하는 실내의 온도를 감지하는 실내온도감지센서, 실내온도 혹은 난방수의 온도에 따라 난방 수행 및 중지를 제어하기 위한 난방온도 설정수단, 실내온도나 난방수온도 혹은 시간 등을 표시하기 위한 표시수단, 보일러 또는 중앙난방 또는 지역난방의 주제어장치와 제어신호를 송수신하기 위한 내부통신수단 등이 구비되어 있으며, 그리고 홈오토메이션의 구현을 위한 인터페이스수단 등이 구비되어 있는 것도 있다.

도1은 종래 일반적인 실내온도조절기를 나타낸 도면이고, 도2는 종래 실내온도조절기의 취침기능에 의해 취침 중 난방온도 제어로직을 나타낸 그래프이다.

먼저 도1에서 보듯이, 통상적인 온도조절기(1)에는 현재온도 및 설정온도를 디지털식으로 표시할 수 있는 온도표시부(10)가 마련되고, 설정온도를 다이얼 방식 또는 버튼 방식으로 조절할 수 있는 설정온도조절부(20)가 마련되며, 도시되지는 않았지만 내부에 현재 온도를 측정할 수 있는 실내온도감지센서가 내장된다.

따라서, 사용자가 설정온도를 현재온도보다 높은 온도로 입력하면 현재온도가 설정온도에 도달할 때까지 난방이 수행된다.

또한, 상기 온도조절기(1)에는 다양한 난방운전 모드를 선택할 수 있도록 난방버튼(30), 타이머버튼(40), 취침버튼(50) 등이 마련되는데, 상기 각 버튼 옆에는 선택된 모드의 작동상태를 알리는 표시등이 마련된다.

상기 난방버튼(30)을 누르면 현재온도가 설정온도에 도달할 때까지 난방이 수행되는 것이며, 상기 타이머버튼(40)을 누르면 설정된 시간 간격동안, 예를 들어 10분이나 20분 간격으로 난방이 수행된다.

또한, 취침시에는 상기 취침버튼(50)을 누르면 통상 취침에 필요한 시간동안 난방이 수행된 후 외출모드(비난방 상태)로 복귀된다.

한편, 도2에 나타낸 바와 같이 사용자가 설정온도조절부(20)를 이용하여 난방하고자 하는 설정온도를 입력하면 현재온도가 설정온도보다 낮은 경우 난방이 수행되는데, 이때 취침버튼을 누르면 상기 온도조절기에 이미 기억되어 있는 취침시간동안 상기 설정온도를 기준으로 난방이 수행되고 취침기능 종료 후에는 외출모드로 복귀된다.

여기서, 온도조절기에 기억되어 있는 취침시간은 제조사마다 차이가 있기는 하지만 대략 5시간 내지 6시간 정도로 설정되고, 한번 취침시간이 정해지만 사용자가 임의로 조정하는 것이 불가하다.

이와 같이 종래 온도조절기의 난방온도 제어방법은 취침기능 사용시 사용자가 취침시간을 자유롭게 조절하는 것이 불가능한 바, 취침기능을 사용할 때 사용자는 이미 기상하였는데도 난방은 아직 취침모드로 수행중인 경우도 있고 사용자는 아직 수면 상태에 있는데도 불구하고 취침모드가 종료되어 사용자가 불편을 겪는 문제점이 수반된다.

또한, 취침기능 사용 중에 실제로 깊은 수면 상태에 있는 사용자는 체온 저하로 인해 깨어 있을 때의 쾌적 온도보다 소정온도(약, 1 ~ 5℃) 낮은 온도가 필요함에도 불구하고 항상 난방온도 제어가 취침시간 전 구간에 걸쳐 설정온도를 기준으로 이루어지기 때문에 난방 에너지가 불필요하게 소비되는 문제점이 있으며, 이로 인해 취침중 더위로 인한 불쾌감을 느끼게 된다.

조사한 바에 의하면, 사용자는 취침 후 일정시간동안, 그리고 기상 전 일정시간동안 따뜻함을 느끼면 난방에 의한 쾌적함을 느끼는 것으로 나타났으며, 깊은 수면상태에 있을 때에는 오히려 난방온도가 다소 떨어져야 취침시 숙면도가 높아지고 취침 중의 쾌적함이 좋아지는 것으로 드러났다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 첫째, 사용자가 취침기능을 사용할 때 총취침시간을 자신에게 적합한 시간으로 선택할 수 있도록 하여 사용자 만족도를 높이고자 하는데 있다.

둘째, 취침기능 수행 중에는 난방온도를 설정온도보다 조금 낮게 제어하여 취침 중 쾌적도를 높이고 난방에너지가 절약되도록 하고, 취침 후 및 기상 전 일정시간동안에는 설정온도로 난방이 수행되도록 함에 있다.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은,

난방온도 설정기능 및 취침기능이 포함되어 있는 통상적인 실내난방용 온도조절기의 난방온도제어방법에 있어서, 상기 난방온도 설정기능에 의해 사용자가 난방을 위한 설정온도를 입력하고, 총취침시간을 선택하여 취침기능을 작동시키는 단계; 상기 취침기능이 작동되면 프로그램된 "취침구간"동안 상기 설정온도로 난방을 유지하는 단계; 상기 "취침구간"경과후 (상기 설정온도 - 감온설정값)의 제어온도로 난방온도가 유지되도록 제어하는 단계; 상기 취침기능이 작동한 시간으로부터 (총취침시간 - 기상구간 - 복귀구간)의 시간이 경과하면, 상기 제어온도로부터 상기 설정온도까지의 "복귀구간"을 고려하여 그 복귀구간동안 상기 감온설정값만큼 증온하여 원래 설정온도로 유지시키는 단계; 를 포함하고, 상기 복귀구간은 온도조절기에 내장된 온도센서와 타이머 기능에 의하여 온도조절기에 기억되어 있는 설정온도에서 제어온도로 감온되는데 걸리는 시간을 제공받아 적용되며, 상기 감온설정값은 1 ~ 5℃ 사이의 범위에서 어느 한 특정 온도를 사용자가 선택할 수 있는 것을 특징으로 한다.

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상기 총취침시간은 3시간 ~ 10시간 사이의 범위에서 특정한 시간을 사용자가 선택할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 취침구간 또는 기상구간은 0.5시간 ~ 2시간 사이의 범위에서 특정한 시간을 사용자가 선택할 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 복귀구간은 온도조절기에 내장된 온도센서와 타이머 기능에 의하여 온도조절기에 기억되어 있는 설정온도에서 제어온도로 감온되는데 걸리는 시간을 제공받아 적용하는 것을 특징으로 한다.

상기 감온설정값은 1 ~ 5℃ 사이의 범위에서 어느 한 특정 온도를 사용자가 선택할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 사용자가 취침기능을 사용할 때 총취침시간을 자신에게 적합한 시간으로 선택할 수 있기 때문에 취침기능 사용시의 사용자 만족도가 높아지는 장점이 있다.

또한 본 발명에 의하면, 취침기능 수행 중에 난방을 위한 제어온도를 설정온도보다 조금 낮게 유지하여 사용자가 쾌적한 숙면 상태를 유지하면서 난방에너지도 절약되는 특유의 효과가 있다.

도1은 종래 일반적인 실내온도조절기를 나타낸 도면,
도2는 종래 실내온도조절기의 취침기능에 의해 취침 중 난방온도가 제어되는 로직을 나타낸 그래프,
도3은 본 발명에 따른 온도조절기의 취침기능에 의해 취침 중 난방온도가 제어되는 로직을 나타낸 그래프,
도4는 본 발명에 따른 온도조절기의 난방온도 제어방법을 나타낸 순서도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

본 발명은 실내난방용 온도조절기의 난방온도 제어방법에 관한 것으로, 앞의 배경기술에서 설명한 바와 같이 난방온도 설정기능 및 취침기능이 포함되어 있는 통상적인 실내난방용 온도조절기에서 아래와 같은 단계가 더 포함된다.

도3 및 도4를 참조하여 보면, 온도조절기에 기본적으로 구비되어 있는 난방온도 설정기능을 통해 사용자가 난방을 위한 설정온도를 입력한다.

또한, 온도조절기에 마련되어 있는 취침기능을 작동시키면 취침모드로 난방이 수행되는데, 이때 사용자는 총취침시간을 선택할 수 있다.

총취침시간은 사용자가 취침버튼을 1회 누를 때마다 변경되도록 설정되어 사용자가 자신에게 적합한 총취침시간을 선택할 수 있도록 하는 것이 바람직한바, 상기 총취침시간은 3 ~ 10시간 사이의 범위에서 어느 특정시간을 사용자가 선택할 수 있도록 하는 것이 좋다.

즉, 온도조절기에 마련된 취침버튼을 1회 누르면 취침 기능이 작동되면서 이전에 셋팅되어 있는 총취침시간동안 난방이 수행되는데, 상기 총취침시간을 변경하고자 할 때에는 상기 취침버튼을 다시 누르면 기억되어 있는 시간 간격으로 총취침시간이 변경된다.

예를 들어 이전에 셋팅되어 있는 총취침시간이 3시간이고 시간 간격이 1시간 단위로 되어 있다면, 상기 취침버튼을 누를 때마다 3시간-4시간-5시간-6시간-7시간-8시간-9시간-10시간-3시간....의 순서로 총취침시간이 변경되는바, 사용자는 자신에게 적합한 총취침시간을 선택하면 된다. 이해를 돕기 위하여 본 발명의 실시예에서는 상기 총취침시간이 6시간으로 선택된 것으로 가정한다.

그리고, 상기 시간 간격은 위에서 설명한 바와 같이 반드시 1시간 단위로 설정되어야 하는 것은 아니고 실시자의 필요에 따라 다른 시간 간격으로 설정되는 것이 가능한 바, 예컨대 30분 단위로 시간 간격이 설정될 수도 있다.

위와 같이 총취침시간이 선택된 상태로 취침기능이 작동되면 온도조절기에 프로그램되어 있는 "취침구간"동안 상기 설정온도로 난방이 유지된다.

상기 취침구간은 시간적 개념을 의미하는 것으로서, 취침기능이 작동된 시간으로부터 사용자가 선택하는 소정 시간까지를 뜻하며, 상기 취침구간동안은 사용자가 입력해 놓은 설정온도로 난방온도가 유지된다. 이해를 돕기 위하여 사용자가 입력한 상기 설정온도는 25℃인 것으로 가정한다.

여기서, 상기 취침구간을 두는 것은 사용자가 취침기능을 작동시켰다고 하여 바로 잠드는 것이 아니기 때문에 잠들 때까지 상기 설정온도로 난방이 유지되도록 하여 사용자가 잠들기 전에 따뜻함을 느낄 수 있도록 하기 위함이다.

상기 취침구간은 0.5시간(30분) ~ 2시간 사이의 범위에서 특정한 시간을 사용자가 선택할 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 이와 같이 상기 취침구간을 사용자가 선택할 수 있도록 한 것은 사용자마다 잠드는 시간이 서로 다르기 때문에 자신에게 맞는 취침구간을 선택하도록 하여 사용자 편의성을 높이기 위함이다.

상기 취침구간을 선택하기 위해서는 온도조절기의 일측에 취침구간을 선택할 수 있는 선택부를 마련하여 상기 취침버튼과 마찬가지로 누를 때마다 일정한 시간 간격으로 취침구간이 변경되도록 하면 된다. 본 발명의 실시예에서는 상기 취침구간이 30분 단위의 시간 간격으로 변경되도록 하였지만, 반드시 여기에 국한될 필요없이 실시자의 필요에 따라 상기 취침구간의 시간 간격은 얼마든지 조절 가능하며, 반드시 시간 간격을 두지 않고 숫자입력부가 있다면 시간을 직접 입력하는 것도 가능하다. 이해를 돕기 위해 상기 취침구간은 1시간으로 선택된 것으로 가정한다.

한편, 상기 "취침구간"이 경과하게 되면 사용자는 깊은 수면 상태에 있다고 볼 수 있으므로 사용자가 입력한 상기 설정온도보다 난방을 위한 제어온도를 다소 낮추어도 사용자는 쾌적한 수면 상태를 유지하면서 난방 에너지는 절약할 수 있는 장점이 있다.

즉, 상기 "취침구간" 경과 후에는 난방온도를 설정온도보다 소정온도값(이하, "감온설정값"이라 한다)만큼 낮춘 온도로 제어하여 사용자가 취침으로 인한 체온 하락만큼 실온을 맞추어 주면서 난방 에너지를 절약할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 취침구간 경과 후에는 (상기 설정온도 - 감온설정값)의 제어온도로 난방온도가 유지되도록 한다.

여기서, 상기 감온설정값은 1 ~ 5℃ 사이의 범위에서 어느 한 특정온도를 사용자가 선택할 수 있도록 하는 것이 바람직한데, 그 감온설정값은 온도 간격은 본 발명의 실시예에서는 0.5℃차이를 갖도록 구현되었으나 반드시 여기에 국한될 필요없이 실시지의 필요에 따라 자유롭게 변경 가능하며, 위에서 설명한 바와 같이 숫자입력부가 있는 경우에는 상기 감온설정값의 온도간격 또한 직접 입력이 가능하다.

이해를 돕기 위하여 본 발명에서 상기 감온설정값은 2℃로 가정하면, 상기 취침구간 경과 후의 난방을 위한 제어온도는 {설정온도(25℃) - 감온설정값(2℃) = 23℃}로 일정시간 유지된다.

또한, 제어온도가 감온설정값만큼 감온된 상태로 유지되다가 총취침시간이 종료되는 시점(즉, 기상시점)이 다가오면 그 제어온도를 원래의 설정온도로 증가시켜 사용자가 기상시 쾌적함을 느끼도록 해야 한다.

이때, 사용자가 기상하여 따뜻한 기분을 느끼기 위해서는 기상시점 전에 소정시간동안 감온되었던 제어온도가 미리 설정온도에 도달해 있어야 하는바, 이와 같이 기상시점 전 소정시간동안 제어온도가 설정온도로 유지되도록 하는 구간을 "기상구간"으로 정의한다.

상기 "기상구간"은 상술한 "취침구간"에 대응되는 시간적 개념으로, 상기 기상구간 또한 0.5시간(30분) ~ 2시간 사이의 범위에서 특정한 시간을 사용자가 선택할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 기상구간을 선택하는 것에 대한 설명은 상술한 취침구간의 선택과 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

상기 기상구간은 상기 취침구간과 동일한 시간으로 선택되어도 무방하지만, 반드시 동일할 필요는 없고 자신에게 적합한 시간으로 선택되면 되는바, 본 발명에서는 이해를 돕기 위하여 상기 기상구간이 30분으로 설정된 것으로 가정한다.

한편, 도3에 나타낸 바와 같이 제어온도가 감온설정값만큼 감온된 상태에서 상기 기상구간으로 접어들었다고 해서 갑자기 설정온도로 바로 증온될 수 있는 것은 아닌데, 이것은 온돌난방의 특성상 저온에서 고온으로 증온될 때의 온도지연에 따른 것으로 상기 기상구간 초기 시점에서 제어온도가 설정온도에 도달해 있기 위해서는 상기 제어온도로부터 상기 설정온도까지 증온되는데 걸리는 "복귀구간"을 미리 고려해야 한다.

상기 "복귀구간"은 상기 취침구간 종료 후 상기 감온설정값만큼 감온된 제어온도가 다시 그 감온설정값만큼 증온되어 상기 설정온도까지 도달하는데 걸리는 시간을 의미하는바, 상기 기상구간 전에 상기 복귀구간을 고려하여 제어온도를 미리 증온시킴으로써 상기 기상구간에서는 이미 제어온도가 설정온도에 도달해 있도록 하기 위함이다.

여기서, 상기 복귀구간은 일반적으로 온도조절기에 내장된 온도센서와 타이머 기능에 의하여 온도조절기에 기억되어 있는 설정온도에서 제어온도로 감온되는데 걸리는 시간을 제공받아 구해질 수 있다.

즉, 상기 취침구간이 종료되는 시점에서의 시간과 온도를 측정하고, 상기 감온설정값만큼 감온된 시점에서의 시간과 온도를 측정하여 온도조절기 내부에 마련된 기억회로에 저장해 두는데, 상기 감온된 온도차(감온설정값)은 실질적으로 증온되어야 할 온도차와 동일하므로 그 두 시점에서의 시간도 동일한 것으로 추정하여 상기 복귀구간에 적용한다. 이해를 돕기 위하여 상기 감온설정값만큼 감온되거나 증온되는데 걸리는 시간은 30분이라고 가정한다.

따라서, 상기 취침기능이 작동한 시간으로부터 (총취침시간 - 기상구간 - 복귀구간)의 시간이 경과하면, 상기 제어온도로부터 상기 설정온도까지의 복귀구간을 고려하여, 그 복귀구간동안 상기 감온설정값만큼 증온하여 원래 설정온도로 유지시킨다.

즉, 총취침시간(6시간) - 기상구간(0.5시간) - 복귀구간(0.5시간) = 5시간이 되는데, 상기 취침기능이 작동한 시간으로부터 5시간이 경과하면 상기 복귀구간인 30분을 고려하여 그 30분동안 상기 감온설정값인 2℃만큼 온도를 증가하여 원래 설정온도인 25℃로 유지시킨다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

1 : 온도조절기 10 : 온도표시부
20 : 설정온도조절부 30 : 난방버튼
40 : 타이머버튼 50 : 취침버튼

Claims (5)

1. 난방온도 설정기능 및 취침기능이 포함되어 있는 통상적인 실내난방용 온도조절기의 난방온도제어방법에 있어서,
   상기 난방온도 설정기능에 의해 사용자가 난방을 위한 설정온도를 입력하고, 총취침시간을 선택하여 취침기능을 작동시키는 단계; 상기 취침기능이 작동되면 프로그램된 "취침구간"동안 상기 설정온도로 난방을 유지하는 단계; 상기 "취침구간"경과후 (상기 설정온도 - 감온설정값)의 제어온도로 난방온도가 유지되도록 제어하는 단계; 상기 취침기능이 작동한 시간으로부터 (총취침시간 - 기상구간 - 복귀구간)의 시간이 경과하면, 상기 제어온도로부터 상기 설정온도까지의 "복귀구간"을 고려하여 그 복귀구간동안 상기 감온설정값만큼 증온하여 원래 설정온도로 유지시키는 단계; 를 포함하고,
   상기 복귀구간은 온도조절기에 내장된 온도센서와 타이머 기능에 의하여 온도조절기에 기억되어 있는 설정온도에서 제어온도로 감온되는데 걸리는 시간을 제공받아 적용되며,
   상기 감온설정값은 1 ~ 5℃ 사이의 범위에서 어느 한 특정 온도를 사용자가 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 실내난방용 온도조절기의 난방온도 제어방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 총취침시간은 3시간 ~ 10시간 사이의 범위에서 특정한 시간을 사용자가 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 실내난방용 온도조절기의 난방온도 제어방법.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 취침구간 또는 기상구간은 0.5시간 ~ 2시간 사이의 범위에서 특정한 시간을 사용자가 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 실내난방용 온도조절기의 난방온도 제어방법.
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