KR101860628B1

KR101860628B1 - 열전소자를 이용한 배관열량 측정장치

Info

Publication number: KR101860628B1
Application number: KR1020160029964A
Authority: KR
Inventors: 차진환
Original assignee: 차진환
Priority date: 2016-03-12
Filing date: 2016-03-12
Publication date: 2018-05-23
Also published as: KR20170106137A

Abstract

본 발명은 별도의 배관공사를 필요로 함이 없이 간단히 배관 부착식 열량 측정장치를 개시한다. 그러한 장치는, 배관을 통해 흐르는 열 에너지의 양을 제벡효과를 이용하여 전기적 신호로 변환하는 열전소자 열량 감지부와, 상기 전기적 신호를 수신하여 상기 배관의 열량을 계산하는 열량계산부와, 상기 계산된 열량을 데이터화하여 전송하는 통신부를 포함한다.

Description

열전소자를 이용한 배관열량 측정장치{PIPE HEAT-QUANTITY MEASURING APPARATUS USING THERMOELECTRIC ELEMENT}

본 발명은 배관을 통해 흐르는 온수나 난방수의 열량을 측정하는 분야에 관한 것으로, 특히 열전소자를 이용하여 온수나 난방수의 열량을 간편하게 측정할 수 있는 배관열량 측정장치에 관한 것이다.

최근의 주택이나 빌라, 아파트 등과 같은 공동주택에는 주거 비용을 절감하기 위해 온수나 난방수 등과 같은 열 에너지를 효과적으로 관리하는 개선된 솔루션들이 대개 도입되고 있다.

예를 들면, HEMS (Home Energy Management System)의 도입이 주택이나 공동주택에 확대되면서 온수나 난방수의 열량을 측정하기 위한 기본 장치로서 디지털 열량계나 적산 열량계가 사용되고 있다. HEMS는 열량계를 통해 측정된 열 에너지를 실시간으로 수집하고 모니터링 및 관리를 효율적으로 행할 수 있는 기능을 가지고 있다. 결국, 디지털 열량계나 적산 열량계가 이미 설치되어 있는 주택이나 공동주택은 HEMS의 적용이 가능하므로 열 에너지의 실시간 모니터링 및 관리가 곧바로 이루어질 수 있는 상황이다.

그러나 온수나 난방수의 배관에 디지털 열량계나 적산 열량계가 설치되어 있지 않은 기존의 주택이나 공동주택의 경우에는 HEMS의 적용이 어렵다. 왜냐하면 디지털 열량계나 적산 열량계를 설치하기 위한 배관 작업을 별도로 진행해야 하기 때문이다. 결국, HEMS의 도입을 위해 추가적인 배관 공사를 수행하여야 하므로 설치 비용이 들게 되고 공사로 인한 불편함이 초래된다.

이와 같이 온수나 난방수의 배관에 디지털 열량계나 적산 열량계가 설치되어 있지 않은 기존의 주택이나 공동주택의 경우에는 열 에너지의 실시간 모니터링 및 관리의 도입에 설치 비용과 불편함이 뒤따르는 문제점이 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 열량계를 설치하기 위한 별도의 배관 작업 없이도 실시간으로 열량을 측정하고 측정된 데이터를 전송할 수 있는 열전소자를 이용한 배관열량 측정장치를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 온도센서나 유량센서를 이용함이 없이도 실시간으로 열량을 측정하고 측정된 데이터를 전송할 수 있는 열전소자를 이용한 배관열량 측정장치를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기존에 설치된 배관을 해체함이 없이 배관의 외부 표면에 간단히 설치하여 온수나 난방수의 열량을 측정할 수 있는 배관열량 측정장치를 제공함에 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따라, 배관열량 측정장치는,

배관을 통해 흐르는 열 에너지의 양을 제벡효과를 이용하여 전기적 신호로 변환하는 열전소자 열량 감지부와, 상기 전기적 신호를 수신하여 상기 배관의 열량을 계산하는 열량계산부와, 상기 계산된 열량을 데이터화하여 전송하는 통신부를 포함한다.

배관의 표면에 접촉적으로 설치되어 상기 배관을 통해 흐르는 열 에너지의 양을 상기 배관의 표면 온도와 대기 온도 간의 차이에 따라 구별적으로 나타나는 전기적 신호로 변환하는 열전소자 열량 감지부와, 상기 전기적 신호를 수신하여 상기 배관의 열량을 계산하고 계산된 열량과 사용시간에 따른 사용데이터를 생성하는 열량계산 및 사용데이터 생성부와, 상기 계산된 열량을 데이터화하여 전송하거나 상기 사용데이터를 전송하는 통신부를 포함한다.

본 발명에 따르면, 디지털 열량계나 적산 열량계를 설치하기 위한 별도의 배관 연결 작업이 제거되므로 공사 비용이 절감되고 공사에 따른 불편성이 해소된다. 또한, 열량의 측정이 온도센서나 유량센서를 이용함이 없이 수행되므로 구현 비용이 저렴하다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배관열량 측정장치를 포함하는 에너지 모니터링 시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 열전소자 열량 감지부의 구현 상세도이다.
도 3은 본 발명에 적용되는 주택 세대의 난방수 배관 계통을 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 적용되는 난방수 분배기의 설치 예시를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배관열량 측정 및 데이터 전송의 플로우챠트이다.

위와 같은 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은, 이해의 편의를 제공할 의도 이외에는 다른 의도 없이, 개시된 내용이 보다 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 소자 또는 라인들이 대상 소자 블록에 연결된다 라고 언급된 경우에 그것은 직접적인 연결뿐만 아니라 어떤 다른 소자를 통해 대상 소자 블록에 간접적으로 연결된 의미까지도 포함한다.

또한, 각 도면에서 제시된 동일 또는 유사한 참조 부호는 동일 또는 유사한 구성 요소를 가급적 나타내고 있다. 일부 도면들에 있어서, 소자 및 라인들의 연결관계는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 나타나 있을 뿐, 타의 소자나 회로블록들이 더 구비될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배관열량 측정장치를 포함하는 에너지 모니터링 시스템의 블록도이다.

도 1을 참조하면, HEMS가 될 수 있는 에너지 모니터링 시스템은 각 주택 세대에 설치되는 배관열량 측정장치를 포함한다.

배관열량 측정장치는 열전소자 열량 감지부(100), 열량계산 및 사용 데이터 생성부(120), 및 통신부(140)를 포함한다.

열전소자 열량 감지부(100)는 배관의 표면에 접촉적으로 설치되어 상기 배관을 통해 흐르는 열 에너지의 양을 상기 배관의 표면 온도와 대기 온도 간의 차이에 따라 구별적으로 나타나는 전기적 신호로 변환한다.

여기서 배관은 난방수 또는 온수를 나르는 배관일 수 있다. 난방수는 룸(room)의 내부 난방을 위해 순환하는 난방용 물을 가리킨다. 한편, 온수는 사용자에 의해 세수용 또는 목욕용으로 사용될 경우에 순환되지 않는 물로서 공급 전용 물을 가리킨다. 즉 온수는 토출 개폐기의 꼭지를 통해 토출되는 물이다.

열량계산 및 사용 데이터 생성부(120)는 상기 전기적 신호를 수신하여 상기 배관의 열량을 계산하고 계산된 열량과 사용시간에 따른 사용데이터를 생성한다.

통신부(140)는 상기 계산된 열량을 데이터화하여 무선 또는 유선으로 전송하거나 상기 사용데이터를 무선 또는 유선으로 전송한다. 에너지 모니터링 시스템에서 HCU(200)는 각 주택 세대에 설치된 각종 계량기로부터 제공되는 데이터를 원격에서 적산 및 저장하는 세대용 원격검침 단말기이다.

상기 통신부(140)는 RS-485 직렬통신을 위한 RS-485 통신 포트(PORT)와 통신 데이터 변환을 위한 RS-485 컨버터를 포함할 수 있다. 상기 통신부(140)는 사안이 다른 경우에 전력선 통신을 위한 전력선 모뎀(MODEM)을 포함할 수 있다.

상기 HCU(200)는 원격검침 서버(300)와의 직렬 통신을 위한 RS-232C 통신 포트와 RS-232C 컨버터를 구비할 수 있다.

원격검침 서버(300)는 복수의 주택 세대들에 관련된 원격검침을 위한 프로그램을 저장하고 있으며 저장된 프로그램에 따라 원격검침을 수행한다.

인터페이스부(250)는 상기 HCU(200)와 월패드(400) 사이에서 데이터 통신을 위한 인터페이스를 담당한다. 상기 인터페이스부(250)는 RS-485 직렬통신을 위한 RS-485 통신 포트(PORT)와 통신 데이터 변환을 위한 RS-485 컨버터를 포함할 수 있다.

월패드(400)는 각 주택세대의 거실 벽면에 일반적으로 부착되어 있으며, 본 발명의 실시 예에 따라 열량사용 표시부(430)를 포함할 수 있다. 월패드 제어부(410)와 통신부(420)는 기존의 월패드(400)에 설치된 것을 그대로 이용할 수 있다. 즉, 열량사용 표시부(430)는 온수나 난방수의 사용에 따른 사용데이터를 일별, 주간별, 또는 월별로 숫자, 문자, 또는 그래프로 표시하는 역할을 한다. 이러한 기능의 구현을 위해 상기 월패드 제어부(410)에는 디스플레이 제어용 프로그램이 내장될 수 있다.

상기 열량사용 표시부(430)는 통신부(420)를 통해 수신한 사용 데이터에 근거하여 소비열량을 액정 화면상에 표시할 수 있다. 상기 표시부(430)는 산출된 난방수의 소비열량을 나타내는 숫자데이터와 열량의 단위를 병행하여 표시하는데, MWh 단위를 디폴트 단위로 표시할 수 있다. 월패드(400)의 내부에는 단위 전환부가 더 구비되어, 사용자가 소비열량 단위를 전환할 경우에 상기 표시부(430)는 전환된 단위에 따라 변환된 소비열량을 나타내는 숫자데이터와 열량의 단위를 병행하여 표시할 수 있다.

단위 전환부는 상기 표시부(430)에 표시되는 난방수나 온수의 소비열량의 단위를 전환하기 위한 것으로 단위 전환은 사용자의 조작에 의해 전환된다. 이러한 단위 전환부는 전환 스위치 형태일 수가 있으며, 전환되는 단위는 다수의 종류로 나뉘어질 수 있다. 특히, MWh 단위를 디폴트 단위로 하고, Gcal 단위, GJ 단위 등을 포함하여 전환될 수 있도록 하며 사용 금액도 표시되도록 할 수 있을 것이다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 열전소자 열량 감지부의 구현 상세도이다.

도 2를 참조하면, 열전소자 열량 감지부(100)는, 배관(22,24)의 표면에 접촉적으로 연결되는 배관 연결 밴드부(109)와, 방열을 위한 히트 싱크(107)를 구비한다.

또한, 열전소자 열량 감지부(100)는 상기 배관 연결 밴드부(109)에 연결되는 흡열부(103)와 상기 히트 싱크(107)의 하부에 연결되는 방열부(106)를 가지며 상기 흡열부(103)와 상기 방열부(106) 사이에 배치되고 적어도 하나 이상의 p형 반도체와 n형 반도체의 커플들로 구성된 반도체 모듈에 의해 상기 배관(22,24)의 표면 온도와 대기 온도 간의 차이에 따른 열기전력을 생성하는 열전소자 모듈(102)을 포함한다.

상기 히트 싱크(107)는 은, 구리, 금, 알루미늄, 마그네슘, 아연, 니켈, 철, 및 주석 중 적어도 하나 이상의 금속을 포함하는 박판 재질로 이루어질 수 있다. 참조부호 108은 히트 싱크(107)를 구성하는 방열 핀들을 가리키며, 방열 핀들은 열을 대기로 방출하는 기능을 한다. 상기 방열 핀들의 형성은 에칭이나 금속 가공 또는 다이캐스팅에 의해 제조될 수 있을 것이다.

배관 연결 밴드부(109)는 상기 배관(22,24)의 표면을 감싸는 형태로 설치될 수 있다. 상기 배관 연결 밴드부(109)의 열전소자 모듈 마운팅부(101)는 결합 엔드부(109-1)에 비해 열전도도가 양호한 금속 재질로 형성될 수 있다.

방열부(106)와 흡열부(103)사이에 p형 반도체(104)와 n형 반도체(105)의 커플들로 구성된 반도체 모듈을 배치한 다음에 땜납과 플럭스를 넣고 노의 내부를 통과시키는 리플로우 공정을 실시하면, 경계면의 솔더링에 의해 상기 열전소자 모듈(102)이 일체화로 완성된다.

상기 열전소자 모듈(102)는 상기 흡열부(103)와 상기 방열부(106)간의 온도 차에 의한 제백 효과를 이용하여 열전 발전을 수행한다.

p형 반도체(104)와 n형 반도체(105)는 고온 전극의 역할을 하는 흡열부(103)와 저온 전극의 역할을 수행하는 방열부(106)를 통해 서로 연결되어 단위 pn 반도체 쌍을 형성한다.

도면을 기준으로 좌측에 위치된 p형 반도체(104)는 센싱부의 + 전극 단자와 연결되고, 우측에 위치된 n형 반도체(105)는 센싱부의 - 전극 단자와 연결된다.

상기 열전소자 모듈(102)은 두 장의 금속판 또는 반도체 판으로 구성되어 제백 효과에 의한 기전력을 발생하는 소자이다. 제백 효과를 발생하는 소자는 금속 또는 반도체의 양 끝을 접합하고 거기에 온도 차를 주어 열기전력을 일으키는 회로 소자를 의미한다. 이 제백 효과(또는 현상)은 1821년에 T. Seebeck이 Cu와 Bi 또는 Sb에 대하여 발견하였다. 열기전력을 측정하여 온도로 환산하는 열전대식 온도계는 공업적으로도 널리 이용되고 있고, 고온에서 극저온까지 각종 열전대이 개발되어 있다. 온도계측용의 열전대에는 은-금(철 첨가), 크로멜-금(철 첨가), 구리-콘스탄탄, 크로멜-콘스탄탄, 크로멜-알루멜, 백금ㆍ로듐-백금, 텅스텐-텅스텐 레늄 등, 여러 가지가 있다. 한편 반도체는 금속에 비해서 열전능(제벡 계수)이 1000배나 크기 때문에 이것을 사용한 열기전력의 생성은 효율이 상대적으로 높은 편이다.

결국, 제백 효과는 간단히 말해 펠티어 효과와는 반대되는 효과로서, 양면에 온도 차를 주면 전기가 생성되는 현상이다.

흡열과 방열의 양단에 온도차가 발생되면 n형 반도체의 경우, 고온단에 있는 전자들이 저온단에 있는 전자들보다 더 높은 운동에너지를 가지게 되어 고온단의 전자들이 에너지를 낮추기 위해 저온단으로 확산하게 된다. 전자들이 저온단으로 이동함에 따라 저온단은 " -" 로 대전되고 고온부는 " +" 로 대전되어 상기 양단간에 전위차가 발생하며, 이 것이 바로 제백(Seebak)전압이 된다. 생성된 제백전압은 전자들을 고온단으로 되돌려 보내려는 방향으로 작용하며, 제백전위가 저온단으로 전자의 이동을 일으키는 열적 구동력과 정확히 균형을 이룰 때 평형상태로 된다.

이와 같이 양단 간의 온도차에 의해 발생하는 제백전압(V)을 열기전력(Thermoelectromotive force)라고 한다.

배관을 흐르는 난방수나 온수의 열에 기인하여 흡열부(103)의 온도가 예를 들어 80도(℃)로 되고, 방열부(106)의 온도가 히트 싱크의 방열작용에 의해 대기온도 예를 들어 20 도씨로 되면, 약 60도씨 이상의 온도 차이에 의해 제백 효과에 의한 기전력이 발생된다. 이 경우에 생성되는 기전력은 약 0.13mW 정도일 수 있다.

도 2을 통해 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 배관열량 측정장치는 기존에 설치된 난방배관의 외부에 배관 밴드형식으로 설치되므로 계량기를 설치하기 위한 별도의 배관 해체 및 연결 작업을 필요로 하지 않는다.

결국, 간단히 부착 설치하여 난방수나 온수의 열량을 측정하고 그 측정된 데이터를 무선으로 또는 유선으로 전송할 수 있는 이점이 있다.

도 3은 본 발명에 적용되는 주택 세대의 난방수 배관 계통을 예시적으로 나타내는 도면이다.

도 3의 경우에는 세대 주택의 룸이 4개인 경우에 4쌍의 배관이 배관부를 구성하는 것이 나타나 있다.

배관부는, 주 공급관(21), 룸별 공급관(22), 가지관(23), 룸별 환수관(24) 및 주 환수관(25)을 포함할 수 있다.

본 발명의 경우에는 배관열량 측정장치(55)가 주 환수관(25)에 예시적으로 설치된다. 즉, 기존의 주 유량제어장치가 설치될 수 있는 위치에 부착될 수 있다. 그러므로, 기존에 설치될 수 있는 급수관 온도센서(32), 환수관 온도센서(34), 열량계(40), 및 유량센서(45)가 제거될 수 있다.

미설명된 참조부호 50 및 60은 각기, 룸별 유량제어장치와 룸별 온도조절기를 가리킨다.

난방수는 통상, 60℃ 내지 80℃의 범위로 주 공급관(21)을 통해 유입된다.

주 공급관(21)의 내부를 흐르는 난방수는 개폐용 밸브를 지나 룸별 공급관(22)에 제공된 후 가지관(23)을 순환하며 룸(110)의 바닥을 난방하기 시작한다. 결국, 난방수는 가지관(23)을 따라 순환하며 해당 룸의 바닥과 열교환을 이루면서 해당 룸이 난방되도록 한다. 룸별 환수관(24)은, 대응되는 가지관(23)과 연결되어 있다. 룸별 환수관(24)에는 각 룸으로 공급되어 가지관(23)을 거친 후 배출되는 난방수가 흐르게 된다. 주 환수관(25)은, 룸별 환수관(24)과 연결되어 있다. 주 환수관(25)은 각각의 룸으로부터 배출된 난방수들이 모여 다시 열원으로 회수되는 관이다.

배관열량 측정장치(55)는 주 환수관(25)을 통해 흐르는 난방수의 열량을 열전소자를 통해 측정한다. 결국, 기존 난방 배관의 외부에 설치되는 열전소자 열량 감지부는 난방수가 흐르게 되는 온도와 유량에 따라 열 전달량이 변화되는것을 제백 효과를 이용하여 감지한다. 열 전달량의 변화를 기전력의 변화로 변환하고 이를 사용 열량으로 환산한다. 환산된 데이터나 누적 사용에 따른 데이터는 통신부(140)를 통해 원격으로 전송될 수 있다.

도 4는 본 발명에 적용되는 난방수 분배기의 설치 예시를 보여주는 도면이다.

도 4를 참조하면, 난방수 분배기는 각 룸으로 난방수를 공급하기 위한 공통 공급부(PA)와 난방을 행하고 회수되는 난방수를 수용하는 공통 회수부(PB)를 포함한다. 본 발명의 실시 예에서, 배관열량 측정장치는 상기 공통 공급부(PA) 또는 공통 회수부(PB)중 하나에 설치될 수 있다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배관열량 측정 및 데이터 전송의 플로우챠트이다.

도 5를 참조하면, 배관열량 측정장치는 S501에서 열전소자 열량 감지부(100)로부터 감지 데이터를 수신한다. 배관열량 측정장치는 S502에서 수신된 감지 데이터를 이용하여 열량계산 및 사용 데이터를 생성 및 저장한다.

열량계산은 아래와 같은 원리로 수행될 수 있다. 먼저, 난방수 열량을 Q1이라할 경우에 Q1 = m . Cp. (난방수 출구온도- 난방수 입구온도)로 주어질 수 있다. 여기서, m은 질량이고, Cp는 비열을 가리킨다. 상기 난방수 출구온도에서 난방수 입구온도를 뺀 온도 값은 ΔT로 나타낼 수 있다.

한편, 히트 싱크(107)에 전달되는 열량을 Q2라고 할 경우에 Q2= m . Cp. (T1-T2)로 주어질 수 있다. 여기서, m은 히트 싱크의 질량이고, Cp는 비열을 가리킨다. T1=배관의 표면온도를 가리키고, T2는 히트싱크의 온도를 나타낸다.

난방수의 열량에 따라 배관의 표면에 나타나는 온도가 달라지게 되고 이온도와 대기에 설치된 히트 싱크와의 온도 차를 열전도 열량 방식으로 계산하면 상기 Q2가 구해진다. 또한, 상기 Q1과 Q2는 비례하므로 Q2를 구하면, 간접적인 측정방법에 의해 실제로 배관에 흐르는 열량 즉 Q1을 구할 수 있다. 이러한 원리를 이용하여 열량 측정이 가능하게 된다.

결국, 본 발명의 실시 예에서는 열전소자 모듈의 제백 효과를 이용하여간접적으로 배관열량을 측정하므로, 온도센서나 유량센서를 설치할 필요가 없다.

즉, 난방수가 흐르는 배관표면과 대기와 접촉하는 히트 싱크를 사이에 열전소자 모듈을 센서로서 설치하고, 히트 싱크가 일정한 전열면적(정해진 질량)과 일정상수의 열전달률을 갖도록 하면, 제벡 효과에 의한 기전력의 측정이 수행된다. 결국, Q2의 계산을 통해 배관에 흐르는 난방수나 온수의 열량을 간접 적으로 측정할 수 있다.

위와 같이, 난방수가 흐르면서 배관 표면에 열전달이 일어나게 되는데, 일정시간 동안 흐르는 난방수의 열량(온도와 유량)에 따라 열전달량이 달라지게된다. 이때 열전달되는 양에 따라 히트 싱크에 나타나는 대기의 온도와 배관표면 사이에는 온도차이가 발생하게 되며, 이 온도 차이만큼의 기전력이 열전소자 모듈에 의해 생성된다. 기전력에 따른 전압이나 전류에 근거하여 탑재된 열량계산 알고리즘에 의해 열량을 계산하면, 난방수의 열량이 실시간으로 측정될 수 있다.

한편, 이러한 열량 계산은 예시적인 것에 불과하며 다른 여러 가지 방법에 의해 구현 가능할 수 있을 것이다.

S503에서, 배관열량 측정장치는 검침 데이터 송신 타임이 도래하였는 지를 체크한다. 송신 타임이 도래하였다면, S504에서 저장된 열량 계산 값이 검침 데이터로서 송신된다.

한편, 송신 타임이 도래하지 않은 경우에 월패드로부터 터치가 존재하는 지의 유무가 S505에서 체크된다. 즉, 월패드 터치의 유무는 사용데이터를 열량 사용 표시부(403)를 통해 디스플레이할 것인 지를 판단하기 위한 것이다. 월패드의 터치에 따른 전송 요구 시에 배관열량 측정장치는 월패드로 열량 사용 데이터를 전송한다.

예를 들어, 디폴트로 현재까지 누적된 총 사용 유량(난방수 또는 온수)이 열량 사용 표시부(403)를 통해 디스플레이되도록 할 수 있다. 또한, 특정 키입력에 의하여 금일 사용 유량 표시 요청이 발생되면 금일 누적 사용 유량이 디스플레이되도록 하고, 금월 사용 유량 표시 요청이 발생되면 금월 누적 사용 유량이 디스플레이되도록 할 수 있다.

또한, 전월 사용 유량 표시 요청이 발생되면 전월 누적 사용 유량이 디스플레이되도록 할 수 있다.

여기서, 상기 금일 사용 유량 및 상기 금월/전월 사용유량 표시는 특정 기간별 누적 사용량(예를 들면 자원의 사용 요금을 산출하는 기준 기간별 누적 사용량)을 표시하는 것으로 대체될 수도 있다. 또한, 상기한 사용 유량 표시들이 자동으로 일정 시간 단위로 순차적으로 번갈아 표시되도록 하여도 된다.

이러한 디스플레이에 따라, 세대 사용자는 난방수나 온수의 사용 현황을 금액이나 사용 그래프 형태로 직접 눈으로 확인할 수 있어 절약 사용이 도모된다.

이상에서와 같이 도면과 명세서를 통해 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이, 열전소자 열량 감지부의 내부 구성, 세부적 구조 및 형태를 다양하게 변경 및 변형할 수 있을 것이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 열전소자 열량 감지부
120: 열량계산 및 사용데이터 생성부
140: 통신부

Claims

배관을 통해 흐르는 열 에너지의 양을 제벡효과를 이용하여 전기적 신호로 변환하는 열전소자 열량 감지부;
상기 전기적 신호를 수신하여 상기 배관의 열량을 계산하는 열량계산부; 및
상기 계산된 열량을 데이터화하여 전송하는 통신부를 포함하고,
상기 열전소자 열량 감지부는,
상기 배관의 표면에 접촉적으로 연결되는 배관 연결 밴드부;
방열을 위한 히트 싱크; 및
상기 배관 연결 밴드부에 연결되는 흡열부와 상기 히트 싱크의 하부에 연결되는 방열부를 가지며 상기 흡열부와 상기 방열부 사이에 배치되고 적어도 하나 이상의 p형 반도체와 n형 반도체의 커플들로 구성된 반도체 모듈에 의해 상기 배관의 표면 온도와 대기 온도 간의 차이에 따른 열기전력을 생성하는 열전소자 모듈을 포함하는, 배관열량 측정장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 열량계산부는 상기 열기전력에 의한 전압과 전류에 근거하여 탑재된 열량계산 알고리즘을 통해 열량을 계산하는 배관열량 측정장치.
제3항에 있어서, 상기 통신부는 홈에너지 관리 시스템과 무선으로 통신하여 상기 계산된 열량을 데이터화하여 전송하는 배관열량 측정장치.
난방수 또는 온수를 전달하는 배관의 표면에 접촉적으로 설치되어 상기 배관을 통해 흐르는 열 에너지의 양을 상기 배관의 표면 온도와 대기 온도 간의 차이에 따라 구별적으로 나타나는 전기적 신호로 변환하는 열전소자 열량 감지부;
상기 전기적 신호를 수신하여 상기 배관의 열량을 계산하고 계산된 열량과 사용시간에 따른 사용데이터를 생성하는 열량계산 및 사용데이터 생성부; 및
상기 계산된 열량을 데이터화하여 전송하거나 상기 사용데이터를 전송하는 통신부를 포함하고,
상기 열전소자 열량 감지부는,
상기 배관의 표면에 접촉적으로 연결되는 배관 연결 밴드부;
방열을 위한 히트 싱크; 및
상기 배관 연결 밴드부에 연결되는 흡열부와 상기 히트 싱크의 하부에 연결되는 방열부를 가지며 상기 흡열부와 상기 방열부 사이에 배치되고 적어도 하나 이상의 p형 반도체와 n형 반도체의 커플들로 구성된 반도체 모듈에 의해 상기 배관의 표면 온도와 대기 온도 간의 차이에 따른 열기전력을 생성하는 열전소자 모듈을 포함하는, 배관열량 측정장치.
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