KR101946800B1

KR101946800B1 - 적산열량계용 감온부의 온도설정방법

Info

Publication number: KR101946800B1
Application number: KR1020170133702A
Authority: KR
Inventors: 우재수
Original assignee: 우재수
Priority date: 2017-10-15
Filing date: 2017-10-15
Publication date: 2019-02-12

Abstract

본 발명은 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)를 포함하며, 난방수의 소비열량을 측정하여 표시하는 적산열량계용 감온부의 온도설정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 상기 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)를 최저온도로 맞춰진 항온조에 넣는 제1단계와; 상기 항온조내의 물의 온도가 일정하게 열평형을 이루면 연산부(202)에서 산출한 최저온도곡선(y(low)=ax+b)이 허용오차곡선(y=ax+b)의 아래에 위치하도록 CPU(200)의 UART(214)와 연결된 조정장치(216)의 펌웨어를 이용하여 절편값(b) 만큼 수직하향시켜 최저온도곡선이 형식인증기준에서 정하고 있는 최대 허용오차 값 이내에 속하도록 조정하는 제2단계와; 상기 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)를 최고온도로 맞춰진 항온수조에 넣는 제3단계와; 상기 항온조내의 물의 온도가 일정하게 열평형을 이루면 연산부(202)에서 산출한 최고온도곡선(y(high)=a(high)x+b)이 허용오차곡선(y=ax+b)의 기울기와 일치하거나 기울기의 아래에 위치하도록 CPU(200)의 UART(214)와 연결된 조정장치(216)의 펌웨어를 이용하여 허용오차곡선의 기울기(a)와 최고온도곡선의 기울기(a(high))의 차만큼 기울기를 조정(회전)하여 최고온도곡선이 형식인증기준에서 정하고 있는 최대 허용오차 값 이내에 속하도록 조정하는 제4단계를 포함하는 적산열량계용 감온부의 온도설정방법을 제공한다.

Description

적산열량계용 감온부의 온도설정방법{CALORIMETER}

본 발명은 공급측 감온부와 환수측 감온부를 포함하며, 난방수의 소비열량을 측정하여 표시하는 적산열량계용 감온부의 온도설정방법에 관한 것으로, 특히, 공급측 감온부와 환수측 감온부가 최저 온도 포인트(3℃)와 최대 온도 포인트(92℃)에서 조정되도록 하여 모든 온도 포인트에서의 열량 값을 형식인증기준에서 정하고 있는 “최대허용 오차 값”이내로 신속하게 조정되게 하는 적산열량계용 감온부의 온도설정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 적산열량계는 표시되는 소비열량의 단위를 사용자가 외부에서 전환할 수 있게 하고, 전환된 단위에 따라 변환된 소비열량을 표시하는 것이다.

각 가정에 설치되어 난방요금 부가의 기준이 되는 수용가의 사용열량측정용 적산열량계는, 아날로그 측정방식에서 전수 디지털 측정방식으로 바뀌었다.

적산열량계의 열량 측정방법은, 도 1에 도시된 바와 같이 난방배관에 설치되어 있는 유량부(2)내로 난방수가 흐르면 익차(4)가 회전하고, 그에 따라 익차(4) 상부에 설치된 신호발생소자(6)(자석, 비철금속 등)가 회전하게 되며, 이때, 신호발생소자(6)의 회전을 외부에 설치된 수감소자(8)(리드스위치, MR 센서, 코일 인덕터 등)로 센싱하여 전기적인 신호로 변화시켜 난방수의 유량을 측정한다.

이때, 난방수가 수용가로 들어올 때의 온도(공급온도)와, 수용가에서 열교환이 이루어진 후 나갈 때의 온도(환수온도)는 감온부(공급측 감온부(10)와 환수측 감온부(12))에 의해 측정되며, 유량부(2)에서 측정한 난방수의 양(V)과, 감온부에서 측정한 공급온도와 환수온도의 온도차(Δt)에 열량환산계수(k)를 곱하여 수용가가 사용한 열량을 계산한다(Q=k·V·Δt).

도 1에 도시된 AMP(Amplifier)(14)는 공급측 및 환수측 감온부(12)에서 검출한 온도에 따른 저항값을 전압으로 변환시키고, 그 차를 연산증폭기를 통하여 비교 증폭하며, A/D 변환기(16)는 비교 차에 해당하는 전압(아날로그)을 디지털 펄스로 변환하여 그 펄스를 카운터(18)로 전달하며, 적산지시부(20)는 유량펄스 신호와 연산회로 출력에 따른 논리회로 동작으로 열량을 계수하고, 필요에 따라 유량 또는 열량을 지시한다.

상기한 바와 같은 구성으로 이루어진 종래의 적산열량계의 감온부는, 공급측 감온부(10)와 환수측 감온부(12)로 구분되며, 이 공급측 감온부(10)와 환수측 감온부(12)는 페어링을 통해 선택된 것만이 적산열량계로 구성될 수 있는 것으로서, 공급측 감온부(10)와 환수측 감온부(12)를 페어링하는 온도조정방법은 다음과 같다.

먼저, 공급측 감온부(10)와 환수측 감온부(12)를 동일한 온도의 항온조에 넣고, 저항차가 최대한 없는 것을 선택한다.

이때, 상기 항온조에서 공급측 감온부(10)와 환수측 감온부(12) 중 적어도 어느 하나가 조정온도의 최대 허용오차 값 이내가 되도록 조정저항을 교체해가며 조정한다.

상기한 바와 같이 조정저항을 교체하면서 감온부를 페어링시키는 작업은 조정저항을 교체할 때마다 솔더링을 하게 됨으로써, 회로기판에 가해지는 열충격 및 열충격에 의한 불량발생 및 내구성 저하문제가 발생하므로, 많은 설비와 인력 및 시간이 요구될 수밖에 없으며, 이에따라, 생산성이 저하될 수밖에 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 정확한 열량계량을 위하여 적산열량계의 조정 포인트인 “온도조정”을 원활하고, 정확하게 하고자 하며, 종래의 방법인 조정저항 교환이나 조정변수 변화가 아닌 최저 온도 포인트(3℃)와 최대 온도 포인트(92℃)에서 조정되도록 하여 모든 온도 포인트에서의 열량 값을 형식인증기준에서 정하고 있는 “최대허용 오차 값”이내로 신속하게 조정하여 페어링되어 있지 않은 감온부가 사용되도록 하여 적산열량계의 생산성 향상과 가격경쟁력 향상에 기여하고자 하는 적산열량계의 감온부 온도설정방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적은, 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)를 포함하며, 난방수의 소비열량을 측정하여 표시하는 적산열량계용 감온부의 온도설정방법에 있어서, 상기 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)를 최저온도로 맞춰진 항온조에 넣는 제1단계와; 상기 항온조내의 물의 온도가 일정하게 열평형을 이루면 연산부(202)에서 산출한 최저온도곡선(y(low)=ax+b)이 허용오차곡선(y=ax+b)의 아래에 위치하도록 CPU(200)의 UART(214)와 연결된 조정장치(216)의 펌웨어를 이용하여 절편값(b) 만큼 수직하향시켜 최저온도곡선이 형식인증기준에서 정하고 있는 최대 허용오차 값 이내에 속하도록 조정하는 제2단계와; 상기 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)를 최고온도로 맞춰진 항온수조에 넣는 제3단계와; 상기 항온조내의 물의 온도가 일정하게 열평형을 이루면 연산부(202)에서 산출한 최고온도곡선(y(high)=a(high)x+b)이 허용오차곡선(y=ax+b)의 기울기와 일치하거나 기울기의 아래에 위치하도록 CPU(200)의 UART(214)와 연결된 조정장치(216)의 펌웨어를 이용하여 허용오차곡선의 기울기(a)와 최고온도곡선의 기울기(a(high))의 차만큼 기울기를 조정(회전)하여 최고온도곡선이 형식인증기준에서 정하고 있는 최대 허용오차 값 이내에 속하도록 조정하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적산열량계용 감온부의 온도설정방법에 의해 달성된다.

그리고, 상기 최저온도는 1℃ ~ 5℃ 중 어느 하나의 온도로 설정되고, 상기 최고온도는 90℃ ~ 99℃ 중 어느 하나의 온도로 설정되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 공급측 감온부와 환수측 감온부가 최저 온도 포인트(3℃)와 최대 온도 포인트(92℃)에서 조정되도록 하여 모든 온도 포인트에서의 열량 값을 형식인증기준에서 정하고 있는 “최대허용 오차 값”이내로 신속하게 조정되도록 함으로써, 페어링 되어 있지 않은 상태에서도 감온부가 사용될 수 있으므로, 감온부 및 적산열량계의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

도 1은 종래 적산열량계의 구성을 도시한 블럭도.
도 2는 본 발명에 따른 적산열량계의 구성을 도시한 블럭도.
도 3은 본 발명에 따른 적산열량계의 허용오차곡선을 도시한 도면.
도 4a는 본 발명에 따른 최저온도곡선을 도시한 도면.
도 4b는 본 발명에 따른 최저온도곡선을 허용오차곡선 아래로 절편 값만큼 수직하향으로 이동시킨 상태를 도시한 도면.
도 5a는 본 발명에 따른 최고온도곡선을 도시한 도면.
도 5b는 본 발명에 따른 최고온도곡선에서 허용오차곡선의 차에 해당하는기울기만큼 회전시킨 상태를 도시한 도면.

본 발명에 따른 적산열량계용 감온부의 온도설정방법을 첨부된 도 2 내지 도 5b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 적산열량계의 구성을 도시한 도 2를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2에 도시된 유량부(102)의 리드스위치(104)(Reed switch)에 의하여 단위 부피의 유량이 유량부(102)를 통과할 때마다 펄스 신호가 발생되며, 이 펄스신호는 CPU(200)의 연산부(202)로 발신된다. 이때, 유량측정방법은 종래의 또 다른 유량측정방법도 동일하게 적용될 수 있는 것이므로, 본 발명은 여기에 한정되지 않고 다양하게 채택변경할 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 A/D 변환부(204)는, 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)에 의해 측정되어진 저항변화를 전압의 변화로 변환하고, 변환된 아날로그 값을 디지털로 변환하여, 연산부(202)에서 연산할 수 있는 데이터로 생산한다.

아울러, 도 2에 도시된 LDC Driver(206)는 CPU(200)내부에서 연산 및 적산되어진 열량 값과 유량 값 및 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)의 온도값 등의 데이터를 LCD(208)로 보내어 표시하게 한다.

그리고, 도 2에 도시된 I2C(210)는 연산된 열량값과 유량값을 외부 메모리(212)에 저장할 수 있도록 데이터를 송출하며, UART(214)는 열량계 생산 시 조정 및 검정을 위하여 조정장치(216)와의 통신하고, 외부 원격검침시스템과 통신한다.

본 발명은 열량계량을 위하여 적산열량계의 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)의 최대허용 오차 값 이내로 조정 포인트인 “온도조정”을 원활하게 하기 위한 것으로서, 적산열량계용 공급측 감온부(106)과 환수측 감온부(108)의 온도설정방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)를 최저온도로 맞춰진 항온조에 넣는 제1단계를 실시하여 상기 항온조내의 물의 온도가 일정하게 열평형을 이루게 한다.

여기서, 형식인증기준에서 정하고 있는 최대 허용오차는 도 3에 도시된 바와 같이 허용오차곡선을 가지며, 항온조의 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)에 의한 최저온도곡선은 항온조의 영평형 온도를 3℃로 설정하였을 경우, 도 3a에 도시된 바와 같이 3℃로 시작하기 때문에 허용오차곡선을 초과하게 된다.

따라서, 상기 항온조내의 물의 온도가 일정하게 열평형을 이루면 연산부(202)에서 산출한 최저온도곡선(y(low)=ax+b)이 허용오차곡선(y=ax+b)의 아래에 위치하도록 CPU(200)의 UART(214)와 연결된 조정장치(216)의 펌웨어를 이용하여 절편값(b) 만큼 수직하향시켜 최저온도곡선이 형식인증기준에서 정하고 있는 최대 허용오차 값 이내에 속하도록 조정하는 제2단계를 실시함으로써, 최대 허용오차범위를 초과하지 못하도록 조정한다.

이때, 상기 항온조내의 물의 온도는 1℃ ~ 5℃ 중 어느 하나로 열평형이 이루어지게 하되, 상기한 바와 같이 3℃에서 열평형이 이루어지게 설정하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 최저온도곡선을 조정한 후에는, 상기 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)를 최고온도로 맞춰진 항온수조에 넣는 제3단계를 실시하여 상기 항온조내의 물의 온도가 일정하게 열평형을 이루게 한다.

이때, 상기 항온조내의 물의 온도는 90℃ ~ 99℃ 중 어느 하나의 온도로 열평형이 이루어지게 하되, 92℃에서 열평형이 이루어지게 설정하는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 항온조내의 물의 온도가 일정하게 열평형을 이루면 연산부(202)에서 산출한 최고온도곡선(y(high)=a(high)x+b)은 92℃에 미치지 못하게 되므로, 이 최고온도곡선을 허용오차곡선(y=ax+b)의 기울기와 일치시키거나 기울기의 아래에 위치하도록 CPU(200)의 UART(214)와 연결된 조정장치(216)의 펌웨어를 이용하여 허용오차곡선의 기울기(a)와 최고온도곡선의 기울기(a(high))의 차만큼 기울기를 조정(회전)하여 최고온도곡선이 형식인증기준에서 정하고 있는 최대 허용오차 값을 초과하지 않는 범위내에서 최고온도곡선이 형성되도록 조정하는 제4단계를 실시한다.

따라서, 본 발명은 조정장치(216)의 펌웨어에 의하여 최저온도(3℃)와 최고온도(92℃)에서 최저온도곡선과 최대온도곡선이 최대 허용오차 값 이내에 속하게 조정됨으로써, 종래와 같이 감온부를 페어링하기 위하여 조정저항을 교체할 필요가 없으므로, 생산성이 향상되고, 조정저항을 교체할 때마다 솔더링을 하게 됨으로써, 회로기판에 가해지는 열충격 및 열충격에 의한 불량발생 및 내구성 저하문제를 개선할 수 있게 된다.

상기한 바와 같이 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)의 오차조정과정이 완료된 후, 오차조정의 상태를 확인하기 위해서는 공급측 감온부(106)는 72℃의 항온조에 넣고, 환수측 감온부(108)는 70℃의 항온조에 넣은 상태에서 열평형을 이루었을 때 오차를 확인함으로써 작업의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

102 : 유량부 104 : 리드스위치
106 : 공급측 감온부 108 : 환수측 감온부
200 : CPU(Central Processing Unit)
202 : 연산부 204 : A/D 변환부
206 : LDC Driver 208 : LCD
210 : I2C 212 : 외부 메모리
214 : UART 216 : 조정장치

Claims

공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)를 포함하며, 난방수의 소비열량을 측정하여 표시하는 적산열량계용 감온부의 온도설정방법에 있어서,
상기 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)를 1℃ ~ 5℃ 중 어느 하나의 온도로 설정된 최저온도로 맞춰진 항온조에 넣는 제1단계와;
상기 항온조내의 물의 온도가 일정하게 열평형을 이루면 연산부(202)에서 산출한 최저온도곡선(y(low)=ax+b)이 허용오차곡선(y=ax+b)의 아래에 위치하도록 CPU(200)의 UART(214)와 연결된 조정장치(216)의 펌웨어를 이용하여 절편값(b) 만큼 수직하향시켜 최저온도곡선이 형식인증기준에서 정하고 있는 최대 허용오차 값 이내에 속하도록 조정하는 제2단계와;
상기 공급측 감온부(106)와 환수측 감온부(108)를 90℃ ~ 99℃ 중 어느 하나의 온도로 설정된 최고온도로 맞춰진 항온수조에 넣는 제3단계와;
상기 항온조내의 물의 온도가 일정하게 열평형을 이루면 연산부(202)에서 산출한 최고온도곡선(y(high)=a(high)x+b)이 허용오차곡선(y=ax+b)의 기울기와 일치하거나 기울기의 아래에 위치하도록 CPU(200)의 UART(214)와 연결된 조정장치(216)의 펌웨어를 이용하여 허용오차곡선의 기울기(a)와 최고온도곡선의 기울기(a(high))의 차만큼 기울기를 조정(회전)하여 최고온도곡선이 형식인증기준에서 정하고 있는 최대 허용오차 값 이내에 속하도록 조정하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적산열량계용 감온부의 온도설정방법.
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