KR101508475B1 - 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 ems 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템에 관한 것으로서,보다 상세하게는 최소한의 설치비로 각 ZONE별 난방 열량을 확인하고 관리자가 난방 열량을 확인할 수 있는 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 각 구역(ZONE)에서 온도를 조절하여 난방을 시작하도록 제어하는 다수개의 온도조절기; 상기 온도에 대응하기 위해, 각 구역에 난방수가 흘러갈 수 있도록 배관의 밸브를 열어주도록 제어하고, 환수센서를 통해 환수 온도 정보를 생성하여 하기 PC컨버터에 전송하는 다수개의 밸브제어기; 상기 각 구역 별로 난방 정보를 생성하여 네트워크로 하기 PC컨버터에 전송하는 보일러; 온도센서를 통해 측정한 주 배관의 공급수 온도 정보와, 유량계를 통해 측정한 물 유량 정보와, 상기 밸브제어기와 보일러와 네트워크를 통해 환수 온도 정보와 난방 정보를 받아 포멧 변환하여 하기 PC와 연결되도록 하는 PC 컨버터; 및 상기 PC 컨버터에서 각 정보를 전달받아, 현재 열려있는 밸브의 개수를 인식하여 전체 유량으로 나눠주어 각 구역 별 유량 값을 계산하고, 상기 공급수와 각 구역 별 환수 온도의 차이 값과 각 구역 별 유량 값을 곱하여 각 구역 별 난방 열량 값을 연산하는 PC;를 포함하여 구성된다.

Description

하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템{Energy management system for the individual household using a heat source}
본 발명은 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템에 관한 것으로서,보다 상세하게는 최소한의 설치비로 각 ZONE별 난방 열량을 확인하고 관리자가 난방 열량을 확인할 수 있는 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템에 관한 것이다.
기존의 원룸, 오피스텔, 상가 등과 같은 상업용 시설 및 간이 주거시설의 경우에는 난방 공간이 작아 주로 하나의 중/대형 보일러를 공용으로 사용하여 다수의 구역을 난방하는 경우가 많았다.
이러한 방식에서는 각 ZONE별 난방 비용을 분할하기 위해서는 열량계 및 유량계를 설치하여 난방 비용을 확인하는 방법이 있지만, 유량계 및 열량계가 설치된 장소가 독립된 구역에 있기 때문에 관리자가 확인하기 어렵고, 초기 설치비용으로 인해 설치를 하지 않는 경우가 많으며 유량계의 경우에는 사용한 열량이 아닌 사용한 유량으로 측정하기 때문에 소비한 난방 열량이 정확하지 않은 문제가 있었다.
이러한 문제로 열량계 및 유량계를 설치하지 않는 곳에서는 일괄적으로 난방 비용을 동일하게 분할하는 방식을 사용하게 되는데 이렇게 난방 비용을 동일하게 분할할 경우에는 각 구역별로 사용한 난방 열량이 다르기 때문에 당연히 실 사용자들은 불만이 많을 수 밖에 없으며, 자신이 많이 사용하여도 난방 비용이 분할 된다는 인식 때문에 난방을 효율적으로 사용하지 않고 얼마나 난방을 했는지 알 수 없기 때문에 에너지가 과소비되는 문제가 있었다.
상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 각 ZONE별 열량계나 유량계 등을 설치하지 않고 주 배관에 하나의 유량계와 ZONE별 온도센서를 취부하여 난방 열량을 계산하여 난방 비용을 분할하도록 구성된 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템을 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명은 각 구역(ZONE)에서 온도를 조절하여 난방을 시작하도록 제어하는 다수개의 온도조절기; 상기 온도에 대응하기 위해, 각 구역에 난방수가 흘러갈 수 있도록 배관의 밸브를 열어주도록 제어하고, 환수센서를 통해 환수 온도 정보를 생성하여 하기 PC컨버터에 전송하는 다수개의 밸브제어기; 상기 각 구역 별로 난방 정보를 생성하여 네트워크로 하기 PC컨버터에 전송하는 보일러; 온도센서를 통해 측정한 주 배관의 공급수 온도 정보와, 유량계를 통해 측정한 물 유량 정보와, 상기 밸브제어기와 보일러와 네트워크를 통해 환수 온도 정보와 난방 정보를 받아 포멧 변환하여 하기 PC와 연결되도록 하는 PC 컨버터; 및 상기 PC 컨버터에서 각 정보를 전달받아, 현재 열려있는 밸브의 개수를 인식하여 전체 유량으로 나눠주어 각 구역 별 유량 값을 계산하고, 상기 공급수와 각 구역 별 환수 온도의 차이 값과 각 구역 별 유량 값을 곱하여 각 구역 별 난방 열량 값을 연산하는 PC;를 포함하여 구성된다.
일 실시예에 있어서, 상기 PC는, 각 구역의 흘러가는 유량이 동일하도록 상기 밸브 제어기를 통해 미세유량조절밸브를 제어하여 각 구역의 유량을 동일하게 흘러가도록 설정한다.
일 실시예에 있어서, 상기 PC는, 미리 배관 길이를 설정받아, 각 구역별 난방 유량의 비율을 가감한다.
일 실시예에 있어서, 상기 PC는, 상기 각 구역별 정보들을 일정 시간마다 전송받아, 상기 각 구역별 정보들에 따른 각 구역별 난방 열량 데이터를 적산하고 시간 별로 데이터를 저장 및 분석하여 그래프로 구성하여 관리한다.
본 발명에 따르면 다수의 구역에 하나의 열원을 사용하였을 경우에 각각의 열량계 및 유량계를 사용하지 않고 각 구역별로 실제 난방 열량을 계산하여 난방 비용을 분할하고 관리자가 PC로 난방 열량을 관리할 수 있고, 소비한 열량을 실사용자가 볼수 있음으로 난방 에너지 관리가 쉬워진다.
본 발명에 따르면 일반 분할하는 불합리한 난방 비용의 계산 방식을 개선하고 난방 패턴을 분석하여 사용자에게 알림으로써 불필요한 난방 비용을 절감하여 에너지를 절약하는 효과를 가져온다.
본 발명에 따르면 하나의 열원을 사용하는 다수 세대에서 큰 비용이 투자되지 않고 각 구역별로 비교적 정확한 난방 비용을 계산할 수 있어 실사용자의 난방 비용에 대한 불만을 없앨 수 있다.
또한 비용을 청구하는 사람도 PC에서 한번에 확인할 수 있기 때문에 쉽게 관리가 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
본 발명에 따라 하나의 보일러(22)를 사용하는 다수의 독립된 난방 환경에서 각 독립된 구역마다 난방을 별도로 제어하고 그에 대한 난방 비용을 개별적으로 분리하여야 하는 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템에서, 각 독립된 ZONE(10) 마다 열량계 및 유량계를 설치하지 않고서도, 단 하나의 유량계(30)를 사용하여 각 ZONE(10) 별 난방 유량을 계산하는 방법을 위한 시스템을 이하 설명한다.
이러한 방법에는 크게 각 ZONE별 미세유량조절밸브(16)로 동일한 유량으로 조정하지 않고 온도조절기의 배관 길이를 입력하여 각 ZONE별로 난방 유량을 분할하는 방법과, 하나의 유량계(30)를 사용하여 각 ZONE별로 계산된 난방 유량과 온도센서를 이용하여 공급수 온도와 각 ZONE별 환수 온도를 측정하여 공급수와 환수 온도의 차이를 이용하여 각 ZONE별 난방 열량을 계산하는 방법과, PC(26)에서 처리된 난방 에너지 사용 정보를 실시간으로 각 ZONE별 온도조절기에 전송하여 실제 사용자가 실시간으로 난방 에너지 사용 정보를 확인하는 방법이 있지만 이에 한정되지는 않는다.
이하 도 1을 참고하여 본 발명에 따른 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템의 구성 및 작동 과정을 순서대로 설명한다.
본 발명에 따른 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템은 각 구역(ZONE)에 설치되는 온도조절기(14), 밸브제어기(12)와, 하나의 보일러(22), PC 컨버터(24), 및 전체 시스템 제어 및 산술 연산 기능을 갖는 PC(26)로 크게 나누어 구성된다.
온도조절기(14)는 각 구역(ZONE)에서 온도를 조절하여 난방을 시작하도록 제어하는 장치로서, 각 방에 설치되어 사용자가 임의로 설정한 특정 온도에 따른 보일러 구동 신호를 생성한다.
밸브제어기(12)는 상기 온도조절기(14)의 설정 온도에 대응하기 위해, 각 구역에 난방수가 흘러가게 하기 위해 배관의 밸브를 열도록 제어하고, 각 공간별 배관(C)에 연결된 환수센서(18)를 통해 환수 온도 정보를 생성한다.
보일러(22)는 주 배관(A)과 주 환수 배관(B)과 연결되고, 상기 각 구역 별로 난방에 필요한 보일러(22)의 상태 정보인 난방 정보를 생성한다.
PC컨버터(24)는 온도센서를 통해 측정한 주 배관(A)의 공급수 온도 정보와, 유량계(30)를 통해 측정한 물 유량 정보와, 상기 밸브제어기(12)와 보일러(22)와 네트워크를 통해 환수 온도 정보와 난방 정보를 받아 포멧 변환하는 변환기이다.
PC(26)는 상기 PC컨버터(24)에서 각 정보를 전달받아, 현재 열려있는 밸브의 개수를 인식하고, 개방된 밸브의 개수로 상기 유량계를 통해 측정한 주 환수 배관의 물 유량 정보를 나눠주어 각 구역 별 유량 값(LPM ; 분당 리터)을 계산하며, 상기 공급수와 각 구역 별 환수 온도의 차이 값과 각 구역 별 유량 값을 곱하여 각 구역 별 난방 열량 값(kcal/h ; 시간당 kcal)을 연산하는 장치이다.
또한 상기 PC(26)는 각 구역의 흘러가는 유량이 동일하도록 상기 밸브 제어기를 통해 미세유량조절밸브(16)를 제어하여 각 구역의 유량을 동일하게 흘러가도록 설정하고, 미리 배관 길이를 설정받아, 각 구역별 난방 유량의 비율을 가감하며, 상기 각 구역별 정보들을 일정 시간마다 전송받아, 상기 각 구역별 정보들에 따른 각 구역별 난방 열량 데이터를 적산하고 시간 별로 데이터를 저장 및 분석하여 그래프로 구성하여 관리한다.
한편 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템을 동작시키는 순서는, 먼저 다수의 ZONE 중 하나의 ZONE에서 사용자가 온도조절기(14)로 온도를 조절하여 난방을 시작하면 밸브제어기(12)는 상기 온도에 따라 구동기를 동작시켜 하나의 보일러(22)에서 난방수가 흘러갈 수 있도록 배관을 열어주고 ZONE별 환수 온도와 난방 정보 등을 네트워크로 연결된 PC컨버터(24)에 보내준다.
계속하여 상기 밸브제어기(12)는 환수센서(18)를 통해 각 ZONE별 환수 온도 정보와 유량계(30)에서 물의 유량 정보를 수신 받아 PC컨버터(24)를 통해 PC(26)에 전송해 줘 시간 별로 데이터를 저장 및 분석하도록 하고, 각 구역별로 실제 난방 열량을 계산하고 난방 비용을 분할하여 관리자가 PC로 난방 열량을 관리할 수 있고, 소비한 열량을 실사용자가 볼수 있음으로 난방 에너지 관리를 용이하게 할 수 있다.
이상에서 설명된 본 발명의 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다.
예를 들어 PC(26)의 경우 제어 장치, 컨트롤 서버, 제어부, 연산부 등의 역할을 할 수 있고, 상기 환수센서(18) 위치에는 밸브와 구동기가 추가로 구성됨을 알 수 있다.
그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 구역(ZONE)
12: 밸브제어기
14: 온도조절기
16: 미세유량조절밸브
18: 환수센서
22: 보일러
24: PC컨버터
28: 온도센서
28: 온도센서
30: 유량계

Claims (4)

  1. 각 구역(ZONE)에서 온도를 조절하여 난방을 시작하도록 제어하는 온도조절기;
    상기 온도에 대응하기 위해, 각 구역에 난방수가 흘러갈 수 있게 배관의 밸브를 열어주도록 제어하고, 환수센서를 통해 환수 온도 정보를 생성하여 하기 PC컨버터에 전송하는 밸브제어기;
    상기 각 구역 별로 난방 정보를 생성하여 네트워크로 하기 PC컨버터에 전송하는 보일러;
    온도센서를 통해 측정한 주 배관의 공급수 온도 정보와, 유량계를 통해 측정한 주 환수 배관의 물 유량 정보와, 상기 밸브제어기와 보일러와 네트워크를 통해 상기 환수 온도 정보와 난방 정보를 받아 포멧 변환하여 하기 PC와 연결되도록 하는 PC 컨버터; 및
    상기 PC 컨버터에서 각 정보를 전달받아, 현재 열려있는 밸브의 개수를 인식하고, 개방된 밸브의 개수로 상기 유량계를 통해 측정한 주 환수 배관의 물 유량 정보를 나눠주어 각 구역 별 유량 값을 계산하며, 상기 공급수와 각 구역 별 환수 온도의 차이 값과 각 구역 별 유량 값을 곱하여 각 구역 별 난방 열량 값을 연산하는 PC;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 PC는,
    각 구역에 흘러가는 유량이 동일하도록 상기 밸브 제어기를 통해 미세유량조절밸브를 제어하여 각 구역의 유량을 동일하게 흘러가도록 설정하는 것을 특징으로 하는 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 PC는,
    미리 배관 길이를 설정받아, 각 구역별 난방 유량의 비율을 가감하는 것을 특징으로 하는 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 PC는,
    상기 각 구역별 정보들을 일정 시간마다 전송받아, 상기 정보들을 적산하고, 시간 별로 각 정보를 저장 및 분석하여 그래프로 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 하나의 열원을 사용하는 다수 세대의 난방 EMS 시스템.
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