KR101701869B1 - 에너지 절감을 위한 중앙 난방 및 급탕 제어시스템 - Google Patents

Abstract

에너지 절감을 위한 중앙 급탕 및 난방 제어시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 중앙 급탕 및 난방 제어시스템은, 공동주택 또는 공동건물의 세대 사용 열량 총합, 외기온도, 연수(years, 年數), 지역 평균온도 등을 고려하여서 각 세대의 난방 용수의 공급설정온도를 설정하여 각 세대로 적절한 온도의 난방수를 공급하여서, 불필요한 에너지의 낭비 발생을 방지하며 각 세대 거주자에게 쾌적한 난방환경을 제공할 수 있다.

Description

에너지 절감을 위한 중앙 난방 및 급탕 제어시스템{CENTRAL HEATING AND HOT WATER CONTROL SYSTEM FOR SAVING ENERGY}

본 발명은 에너지 절감을 위한 중앙 난방 및 급탕 제어시스템에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 공동주택 또는 공동건물의 세대별 난방 및 급탕 사용열량 총합, 외기온도, 연수(years, 年數), 지역 평균온도 등을 고려하여서 각 세대의 난방 용수의 공급설정온도를 설정하여 각 세대로 적절한 온도의 난방수를 공급하여서, 불필요한 에너지의 낭비 발생을 방지하며 각 세대 거주자에게 쾌적한 난방환경을 제공하는 에너지 절감을 위한 중앙 난방 및 급탕 제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로 중앙 난방 및 급탕방식은 공동 주택 또는 공동건물 등이 개별난방 시설을 갖추는 대신 집중된 열원시설에서 경제적으로 생산되어 공급되는 열원을 이용하여 난방 및 급탕을 공급한다. 이로 인하여 중앙 난방 및 급탕방식은 쾌적한 도시환경을 창조하고 에너지 절약과 환경공해 개선에 기여하는 효율적인 난방 및 급탕방식으로 평가되고 있다.

이러한 중앙 난방 및 급탕방식의 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 고온수를 생산하는 열생산시설(1), 고온수를 순환시키는 순환펌프(2), 공동주택 또는 공동건물(A)의 기계실(미도시)에 마련되며 고온수가 공급 및 회수되는 고온수 배관(5)을 통해 순환펌프(2)에 연결되는 난방용 열교환기(3) 및 급탕용 열교환기(4)를 포함한다.

난방용 열교환기(3)에는 각 세대 및 실에 연결된 난방 공급관(3-1)과 난방 회수관(3-2)이 설치되고, 급탕용 열교환기(4)에는 각 세대 및 실에 연결된 급탕 공급관(4-1)과 급탕 회수관(4-2)이 설치되어 있다.

이러한 중앙 난방 및 급탕방식의 시스템은 난방 및 급탕수의 공급온도를 설정함에 있어 2000년대 이전에 완공된 공동주택 또는 공동건물의 경우에는 난방 및 급탕용 열교환기(3)(4)에서 공동주택 또는 공동건물의 총 세대로 공급되는 난방 및 급탕수의 공급온도를 일정한 설정온도에 의해 공급하고, 2000년대 이후에 완공된 공동주택 또는 공동건물의 경우에는 일정한 설정온도에 유일하게 외기온도의 변화 조건을 반영하여 난방 및 급탕 설정온도를 조정하여 공급한다.

하지만 이러한 종래 중앙 난방 및 급탕방식 시스템의 공급온도 설정방법에서는 공동주택 또는 공동건물의 세대 사용 열량 총합, 외기온도, 연수(years, 年數), 지역 평균온도 등을 고려하지 않고서 단순히 일정한 공급설정온도만을 유지하여서 난방 및 급탕수를 공급하므로, 불필요한 에너지의 낭비(고온에서의 배관열손실 등등)가 발생할 수 있을 뿐만 아니라 각 세대 거주자에게 쾌적한 난방환경을 제공하지 못하는 문제점을 발생한다.

본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 등록특허 제10-1248770호(등록일: 2013년 03월 25일)가 있다.

공동주택 또는 공동건물의 세대 사용 열량 총합, 외기온도, 연수(years, 年數), 지역 평균온도 등을 고려하여서 각 세대의 난방 및 급탕 용수의 공급설정온도를 설정하여 각 세대로 적절한 온도의 난방수를 공급하여서, 불필요한 에너지의 낭비 발생을 방지하며 각 세대 거주자에게 쾌적한 난방환경을 제공하는 에너지 절감을 위한 중앙 급탕 및 난방 제어시스템이 제안된다.

본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급한 해결 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 양상에 따른 에너지 절감을 위한 중앙 난방 및 급탕 제어시스템은, 열 생산시설로부터 고온수를 공급받아 열교환을 통해 난방 온수를 생산하는 난방용 열교환기; 상기 난방용 열교환기에서 생산된 난방 용수를 공급받아 공동주택의 각 세대로 이동시키도록 상기 난방용 열교환기와 연결되는 난방용수 공급관; 각 세대의 설정된 영역을 순환하여 각 세대의 실내를 난방하도록 난방용수 공급관으로부터 분기(分岐)된 난방용수 분기관; 상기 난방용수 분기관으로부터 각 세대의 설정된 영역을 순환한 후 온도가 낮아진 난방 용수를 전달받는 난방용수 배출관; 상기 난방용수 배출관으로부터 공급받는 난방 용수를 상기 난방용 열교환기로 전달하는 난방용수 회수관; 상기 난방용 열교환기에서 생산된 난방 용수를 각 세대로 공급하고 회수할 수 있도록 난방용수를 순환시키는 난방 순환펌프; 상기 난방용수 공급관에 설치되며 상기 난방용수 공급관에 흐르는 난방 용수의 공급온도를 감지하는 공급온도 감지센서; 상기 난방용수 회수관에 설치되며 상기 난방용수 회수관에 흐르는 난방 용수의 회수온도를 감지하는 회수온도 감지센서; 상기 난방 순환펌프에 의해서 순환되는 난방 온수의 순환유량을 측정하는 난방 온수 유량계; 상기 난방용수 분기관에 설치되어 난방용수 분기관에 흐르는 난방용수의 양을 조절하는 난방 밸브; 상기 난방용수 분기관에 설치되어 난방용수 분기관에 흐르는 난방 용수의 분기온도를 감지하는 분기온도 감지센서; 상기 각 세대의 외부에 설치되어 각 세대의 외기온도를 감지하는 외기온도 감지센서; 및 상기 난방용수의 공급온도, 회수온도 및 순환유량을 이용하여 난방 용수 공급관에 흐르는 난방 용수의 공급설정온도를 산출하며, 상기 외기온도를 이용하여 외기온도 팩터를 산출하며, 상기 공동주택의 연수(年數)를 이용하여 연수 팩터를 산출하며, 상기 공동주택이 위치한 지역의 일정 기간 동안의 평균온도를 이용하여 평균온도 팩터를 산출하며, 상기 난방 용수의 공급설정온도, 연수 팩터, 외기온도 팩터, 평균온도 팩터를 이용하여 각 세대의 난방용수 분기관에 흐르는 난방 용수의 분기공급 설정온도를 산출하며, 상기 분기온도 감지센서에 의해서 감지되는 분기온도가 상기 분기공급 설정온도가 되도록 상기 난방 밸브를 제어하여 난방용수 분기관에 흐르는 난방용수의 양을 제어하는 제어기를 포함한다.

상기 제어기는, 상기 난방용수의 공급온도, 회수온도 및 순환유량을 이용하여 각 세대에서 소비된 열량의 총 합인 총 소비열량을 산출하고 총 소비열량에 비례하는 상기 난방 용수의 공급설정온도를 산출할 수 있다.

상기 세대 사용 열량 팩터는 세대 사용 열량에 비례할 수 있다.

상기 외기온도 팩터는 상기 외기온도에 반비례할 수 있다.

상기 연수 팩터는 상기 공동주택의 연수에 비례할 수 있다.

상기 평균온도 팩터는 상기 공동주택이 위치한 지역의 일정 기간 동안의 평균온도에 비례할 수 있다.

삭제

본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 중앙 급탕 및 난방 제어시스템은, 세대 사용 열량 총합, 공동주택 또는 공동건물의 외기온도, 연수(years, 年數), 지역 평균온도 등을 고려하여서 각 세대의 난방 용수의 공급설정온도를 설정하여 각 세대로 적절한 온도의 난방수를 공급하여서, 불필요한 에너지의 낭비 발생을 방지하며 각 세대 거주자에게 쾌적한 난방환경을 제공할 수 있다.

도 1은 종래 중앙 급탕 및 난방방식의 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 중앙 급탕 및 난방 제어시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 급탕용 열교환기와 각 세대간 연결 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 중앙 급탕 및 난방 제어시스템의 난방 제어방법에 대한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　

본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.　

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 중앙 급탕 및 난방 제어시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 중앙 급탕 및 난방 제어시스템은 난방용 열교환기(21)를 갖는다. 난방용 열교환기(21)는 난방용수 공급대상인 공동주택 또는 공동건물(이하 공동주택이라 함)의 기계실(20)에 설치되며, 지역난방시설과 같은 열 생산시설(10)로부터 고온수 배관(30)을 통해 고온수를 공급받아 열교환을 통해 난방 온수를 생산한다.

난방용 열교환기(21)는 난방용수 공급관(46) 및 난방용수 회수관(48)과 연결된다. 난방용 열교환기(21)는 열교환을 통해 생산된 난방 온수를 난방용수 공급관(46)으로 공급한다. 난방용수 공급관(46)은 난방용수를 공급받아 공동주택의 각 세대로 이동시켜 세대의 실내의 난방이 이루어지도록 하며 난방 후의 난방용수의 재가열을 위해 상기 난방 후의 난방용수를 난방용 열교환기(21)로 공급하는 난방용수 회수관(48)과 연결된다. 따라서 난방용 열교환기(21)에서 공급된 난방용수는 난방 순환펌프(40)에 의해서 난방용수 공급관(46) 및 난방용수 회수관(48)을 통해 순환함과 동시에 난방용 열교환기(21)가 지속적으로 난방용수를 가열하므로 난방용수 공급관(46)에 흐르는 난방용수의 온도를 공급설정온도로 일정하게 유지할 수 있다. 이러한 난방 순환펌프(40)는 난방용수 공급관(46) 또는 난방용수 회수관(48)에 설치될 수 있다. 실시예에서는 난방용수 회수관(48)에 설치되는 구조로 되어 있다.

난방용수 공급관(46)에는 난방용수 공급관(46)으로부터 난방용수가 각 세대로 분기(分岐) 되도록 난방용수 분기관(60)이 연결된다. 난방용수 분기관(60)을 통해 분기된 난방용수는 각 세대의 설정된 영역을 순환하여 각 세대의 실내를 난방한다. 이후 각 세대의 설정된 영역을 순환하여 온도가 낮아진 난방용수는 난방용수 배출관(61)를 통해 난방용수 회수관(48)으로 공급된 후 난방용 열교환기(23)로 전달된다. 즉 난방용수 배출관(61)은 각 세대의 설정된 영역을 순환한 후 온도가 낮아진 난방용수를 난방용 열교환기(21)로 회수하기 위해서 일측이 난방용수 분기관(60)과 연결되고 타측이 난방용수 회수관(48)과 연결된다.

본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 중앙 급탕 및 난방 제어시스템은 공동주택의 여러 가지 상황, 예를 들어서 공동주택의 세대에서 소비되는 열량 총합, 외기온도, 연수(年數), 지역 평균온도 등을 고려하여서 각 세대의 난방 용수의 공급설정온도를 설정하여 각 세대로 적절한 온도의 난방 용수를 공급함으로써, 단순히 외기온도만을 고려하여서 난방 용수의 공급온도를 설정하여 난방 용수를 공급하는 경우에 발생하는 불필요한 에너지의 낭비와 각 세대 거주자에게 쾌적한 난방환경을 제공하지 못하는 문제점을 해결할 수 있다.

이를 위해서 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 중앙 급탕 및 난방 제어시스템은 공급온도 감지센서(41), 회수온도 감지센서(42), 난방온수 유량계(43), 각 세대에 설치되는 난방 밸브(50), 각 세대에 설치되는 분기온도 감지센서(51), 외기온도 감지센서(24) 및 제어기(23)를 포함한다.

공급온도 감지센서(41)는 난방용수 공급관(46)에 설치되며 난방용수 공급관(46)에 흐르는 난방 용수의 공급온도(Tsh)를 감지한다.

회수온도 감지센서(42)는 난방용수 회수관(48)에 설치되며 난방용수 회수관(48)에 흐르는 난방 용수의 회수온도(Trh)를 감지한다.

온수 유량계(43)는 난방 순환펌프(40)에 의해서 순환되는 난방 온수의 순환유량(mh)을 측정한다. 본 발명의 실시예의 경우 온수 유량계(43)는 난방용수 회수관(48)에 설치된 구조를 가진다. 그러나 이에 한정되지 않는다.

난방 밸브(50)는 각 세대의 난방용수 분기관(60)에 설치되어 난방용수 분기관(60)에 흐르는 난방용수의 양을 조절한다.

분기온도 감지센서(51)는 난방용수 분기관(60)에 설치되어 난방용수 분기관(60)에 흐르는 난방 용수의 분기온도(Tshb)를 감지한다.

외기온도 감지센서(24)는 각 세대의 외부, 즉 공동주택의 외부에 설치되어 각 세대의 외기온도(To)를 감지한다.

제어기(23)는 공급온도 감지센서(41), 회수온도 감지센서(42), 온수 유량계(43), 난방 밸브(50), 분기온도 감지센서(51) 및 외기온도 감지센서(24)와 유선 또는 무선 네트워크로 연결되어 서로 통신을 수행한다.

제어기(23)는 공급온도 감지센서(41)로부터 수신된 난방용수의 공급온도(Tsh), 회수온도 감지센서(42)로부터 수신된 난방용수의 회수온도(Trh) 및 온수 유량계(43)로부터 수신된 순환유량(mh)을 이용하여 난방용수 공급관(46)에 흐르는 난방용수의 공급설정온도(Tset-1)를 산출한다.

즉 제어기(23)는 상기 난방용수의 공급온도(Tsh), 회수온도(Trh) 및 순환유량(mh)을 이용하여 각 세대에서 소비된 열량의 총 합인 총 소비열량(Q)을 산출하고 총 소비열량(Q)에 비례하는 상기 난방 용수의 공급설정온도(Tset-1)를 산출한다. 이때 총 소비열량(Q)은 수학식 1에 의해서 산출될 수 있다.

그리고 제어기(23)는 외기온도 감지센서(24)로부터 수신된 외기온도(To)를 이용하여 외기온도 팩터(Ko)를 산출한다. 이때 외기온도 팩터(Ko)는 외기온도(To)에 반비례할 수 있다.

제어기(23)는 공동주택의 연수(年數)를 이용하여 연수 팩터(Y)를 산출한다. 이때 연수 팩터(Y)는 공동주택의 연수에 비례할 수 있으며, 0.8 < Y < 1.2 사이의 값을 가질 수 있다.

제어기(23)는 공동주택이 위치한 지역의 일정 기간 동안의 평균온도를 이용하여 평균온도 팩터(A)를 산출한다. 이때 평균온도 팩터(A)는 상기 평균온도에 비례할 수 있으며, 0.8 < A < 1.2 사이의 값을 가질 수 있다.

삭제

제어기(23)는 상기 난방 용수의 공급설정온도(Tset-1), 외기온도 팩터(Ko), 연수 팩터(Y), 평균온도 팩터(A)를 이용하여 각 세대의 난방용수 분기관에 흐르는 난방 용수의 분기공급 설정온도(Tset)를 산출한다.

이러한 분기공급 설정온도(Tset)는 아래의 수학식 2에 의해서 산출될 수 있다.

이렇게 분기공급 설정온도가 산출된 후, 제어기(23)는 분기온도 감지센서(51)에 의해서 감지되는 분기온도(Tshb)가 상기 분기공급 설정온도(Tset)가 되도록 난방 밸브(50)를 제어하여 난방용수 분기관(60)에 흐르는 난방용수의 양을 제어한다.

본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 중앙 난방 및 급탕 제어시스템은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 급탕용 열교환기(22)를 포함한다.

급탕용 열교환기(22)는 급탕용수 공급대상인 공동주택의 기계실(20)에 설치되며, 지역난방시설과 같은 열 생산시설(10)로부터 고온수 배관(30)을 통해 고온수를 공급받아 열교환을 통해 급탕 온수를 생산한다.

급탕용 열교환기(22)는 급탕용수 공급관(70) 및 급탕용수 회수관(71)과 연결된다. 급탕용 열교환기(22)는 열교환을 통해 생산된 급탕 온수를 급탕용수 공급관(70)으로 공급한다. 급탕용수 공급관(70)은 급탕용수를 공급받아 공동주택의 각 세대로 공급하고 각 세대로 공급되지 않은 급탕용수의 재가열을 위해 세대로 공급되지 않은 급탕용수를 급탕용 열교환기(22)로 공급하는 급탕용수 회수관(71)과 연결된다. 따라서 급탕용 열교환기(22)에서 공급된 급탕용수는 급탕 순환펌프(83)에 의해서 급탕용수 공급관(70) 및 급탕용수 회수관(71)을 통해 순환함과 동시에 급탕용 열교환기(22)가 지속적으로 급탕용수를 가열하므로 급탕용수 공급관(70)에 흐르는 급탕용수의 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 이러한 급탕 순환펌프(83)는 급탕용수 공급관(70) 또는 급탕용수 회수관(71)에 설치될 수 있다. 실시예에서는 급탕용수 회수관(71)에 설치되는 구조로 되어 있다.

본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 중앙 급탕 및 난방 제어시스템은 급탕 공급온도 감지센서(70), 급탕 회수온도 감지센서(81), 급탕온수 유량계(82)를 포함한다.

급탕 공급온도 감지센서(80)는 급탕용수 공급관(70)에 설치되며 급탕용수 공급관(70)에 흐르는 급탕 용수의 공급온도(Tsw)를 감지한다.

급탕 회수온도 감지센서(81)는 급탕용수 회수관(71)에 설치되며 급탕용수 회수관(71)에 흐르는 급탕 용수의 회수온도(Trw)를 감지한다.

급탕 온수 유량계(82)는 급탕 순환펌프(83)에 의해서 순환되는 급탕 온수의 순환유량(mw)을 측정한다. 본 발명의 실시예의 경우 급탕 온수 유량계(82)는 급탕용수 회수관(71)에 설치된 구조를 가진다. 그러나 이에 한정되지 않는다.

제어기(23)는 급탕 공급온도 감지센서(80), 급탕 회수온도 감지센서(81), 급탕 온수 유량계(82)와 유선 또는 무선 네트워크로 연결되어 서로 통신을 수행한다.

제어기(23)는 급탕 공급온도 감지센서(80)로부터 수신된 급탕용수의 공급온도(Tsw), 급탕 회수온도 감지센서(81)로부터 수신된 급탕용수의 회수온도(Trw) 및 급탕 온수 유량계(82)로부터 수신된 순환유량(mw)을 이용하여 급탕용수 공급관(70)에 흐르는 급탕용수의 공급설정온도(Tw)를 산출한다.

즉 제어기(23)는 상기 급탕용수의 공급온도(Tsw), 회수온도(Trw) 및 순환유량(mw)을 이용하여 각 세대에서 소비된 급탕 열량의 총 합인 총 급탕 소비열량(Qw)을 산출하고 총 급탕 소비열량(Qw)에 비례하는 급탕 용수의 공급설정온도(Tw)를 산출한다. 이때 총 급탕 소비열량(Qw)은 수학식 3에 의해서 산출될 수 있다.

이렇게 급탕용수의 공급설정온도(Tw)가 산출된 후, 제어기(23)는 급탕 공급온도 감지센서(80)에 의해서 감지되는 급탕용수의 공급온도(Tsw)가 급탕용수의 공급설정온도(Tw)에 이르도록 급탕용 열교환기(22)를 제어하여 급탕용수 공급관(70)에 공급되는 급탕 온수의 양을 조절할 수 있다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 에너지 절감을 위한 중앙 난방 및 급탕 제어시스템의 난방 제어방법에 대한 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 공급온도 감지센서(41)를 통해 난방용수 공급관(46)에 설치되며 난방용수 공급관(46)에 흐르는 난방 용수의 공급온도(Tsh)를 감지하고, 회수온도 감지센서(42)를 난방용수 회수관(48)에 설치되며 난방용수 회수관(48)에 흐르는 난방 용수의 회수온도(Trh)를 감지하고, 온수 유량계(43)를 통해 난방 순환펌프(40)에 의해서 순환되는 난방 온수의 순환유량(mh)을 측정하고, 외기온도 감지센서(24)는 각 세대의 외부, 즉 공동주택의 외부에 설치되어 각 세대의 외기온도(To)를 감지한다(S1).

제어기(23)는 공급온도 감지센서(41)로부터 수신된 난방용수의 공급온도(Tsh), 회수온도 감지센서(42)로부터 수신된 난방용수의 회수온도(Trh) 및 온수 유량계(43)로부터 수신된 순환유량(mh)을 이용하여 난방용수 공급관(46)에 흐르는 난방용수의 공급설정온도(Tset-1)를 산출한다(S2).

즉 제어기(23)는 상기 난방용수의 공급온도(Tsh), 회수온도(Trh) 및 순환유량(mh)을 이용하여 각 세대에서 소비된 열량의 총 합인 총 소비열량(Q)을 산출하고 총 소비열량(Q)에 비례하는 상기 난방 용수의 공급설정온도(Tset-1)를 산출한다. 이때 총 소비열량(Q)은 상기 수학식 1에 의해서 산출될 수 있다.

그리고 제어기(23)는 외기온도 감지센서(24)로부터 수신된 외기온도(To)를 이용하여 외기온도 팩터(Ko)를 산출한다(S3). 이때 외기온도 팩터(Ko)는 외기온도(To)에 반비례할 수 있다.

제어기(23)는 공동주택의 연수(年數)를 이용하여 연수 팩터(Y)를 산출하고, 공동주택이 위치한 지역의 일정 기간 동안의 평균온도를 이용하여 평균온도 팩터(A)를 산출하다. 이때 연수 팩터(Y)는 공동주택의 연수에 비례할 수 있으며, 0.8 < Y < 1.2 사이의 값을 가질 수 있다. 평균온도 팩터(A)는 상기 평균온도에 비례할 수 있으며, 0.8 < A < 1.2 사이의 값을 가질 수 있다.

제어기(23)는 상기 난방 용수의 공급설정온도(Tset-1), 외기온도 팩터(Ko), 연수 팩터(Y), 평균온도 팩터(A)를 이용하여 각 세대의 난방용수 분기관에 흐르는 난방 용수의 분기공급 설정온도(Tset)를 산출하고, 분기온도 감지센서(51)에 의해서 감지되는 분기온도(Tshb)가 상기 분기공급 설정온도(Tset)가 되도록 난방 밸브(50)를 제어하여 난방용수 분기관(60)에 흐르는 난방용수의 양을 제어한다(S5). 이때 이러한 분기공급 설정온도(Tset)는 상기 수학식 2에 의해서 산출될 수 있다.

마지막으로, 상기 제어기에는 공동주택 또는 공동건물의 세대 사용 열량 팩터를 산출할 수가 있고, 상기 세대 사용 열량 팩터는 세대 사용 열량에 비례할 수가 있는 것이다.

이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 열 생산시설로부터 고온수를 공급받아 열교환을 통해 난방 온수를 생산하는 난방용 열교환기;
   상기 난방용 열교환기에서 생산된 난방 용수를 공급받아 공동주택의 각 세대로 이동시키도록 상기 난방용 열교환기와 연결되는 난방용수 공급관;
   각 세대의 설정된 영역을 순환하여 각 세대의 실내를 난방하도록 난방용수 공급관으로부터 분기(分岐)된 난방용수 분기관;
   상기 난방용수 분기관으로부터 각 세대의 설정된 영역을 순환한 후 온도가 낮아진 난방 용수를 전달받는 난방용수 배출관;
   상기 난방용수 배출관으로부터 공급받는 난방 용수를 상기 난방용 열교환기로 전달하는 난방용수 회수관;
   상기 난방용 열교환기에서 생산된 난방 용수를 각 세대로 공급하고 회수할 수 있도록 난방용수를 순환시키는 난방 순환펌프;
   상기 난방용수 공급관에 설치되며 상기 난방용수 공급관에 흐르는 난방 용수의 공급온도를 감지하는 공급온도 감지센서;
   상기 난방용수 회수관에 설치되며 상기 난방용수 회수관에 흐르는 난방 용수의 회수온도를 감지하는 회수온도 감지센서;
   상기 난방 순환펌프에 의해서 순환되는 난방 온수의 순환유량을 측정하는 난방 온수 유량계;
   상기 난방용수 분기관에 설치되어 난방용수 분기관에 흐르는 난방용수의 양을 조절하는 난방 밸브;
   상기 난방용수 분기관에 설치되어 난방용수 분기관에 흐르는 난방 용수의 분기온도를 감지하는 분기온도 감지센서;
   상기 각 세대의 외부에 설치되어 각 세대의 외기온도를 감지하는 외기온도 감지센서; 및
   상기 난방용수의 공급온도, 회수온도 및 순환유량을 이용하여 난방 용수 공급관에 흐르는 난방 용수의 공급설정온도를 산출하며, 상기 외기온도를 이용하여 외기온도 팩터를 산출하며, 상기 공동주택의 연수(年數)를 이용하여 연수 팩터를 산출하며, 상기 공동주택이 위치한 지역의 일정 기간 동안의 평균온도를 이용하여 평균온도 팩터를 산출하며, 상기 난방 용수의 공급설정온도, 연수 팩터, 외기온도 팩터, 평균온도 팩터를 이용하여 각 세대의 난방용수 분기관에 흐르는 난방 용수의 분기공급 설정온도를 산출하며, 상기 분기온도 감지센서에 의해서 감지되는 분기온도가 상기 분기공급 설정온도가 되도록 상기 난방 밸브를 제어하여 난방용수 분기관에 흐르는 난방용수의 양을 제어하는 제어기를 포함하는 에너지 절감을 위한 중앙 급탕 및 난방 제어시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 외기온도 팩터는 상기 외기온도에 반비례하는, 에너지 절감을 위한 중앙 난방 및 급탕 제어시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 연수 팩터는 상기 공동주택의 연수에 비례하는, 에너지 절감을 위한 중앙 난방 및 급탕 제어시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 평균온도 팩터는 상기 공동주택이 위치한 지역의 일정 기간 동안의 평균온도에 비례하는, 에너지 절감을 위한 중앙 난방 및 급탕 제어시스템.
   
5. 삭제

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