KR101953668B1 - 보일러 온수의 사용자 연동형 가동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 보일러(20) 상에서 온수를 생성하도록 가동하는 장치에 있어서: 상기 온수의 사용과 연관되는 설정된 영역에 설치되고, 상기 영역에 대한 사용자의 접근을 감지하는 검출수단(30); 및 상기 검출수단(30)의 신호 입력에 대응하여 설정된 알고리즘으로 보일러(20)의 온수 생성을 단속하는 제어수단(40);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 보일러 사용자의 조작이 없더라도 필요한 시점에 온수 가동을 개시하고 설정된 조건으로 온수 가동을 중단하여 온수의 가동을 최적화함에 의한 편의성과 에너지효율 향상을 도모하는 효과가 있다.

Description

보일러 온수의 사용자 연동형 가동장치{User interlocking apparatus for controlling boiler warm water}

본 발명은 보일러 온수 가동장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 보일러를 이용하여 온수를 제공하는 난방 시스템에서 온수의 가동을 최적화하기 위한 보일러 온수의 사용자 연동형 가동장치에 관한 것이다.

일반적인 가정에 설치되는 보일러, 특히 가스 보일러의 경우 보편적으로 난방수와 더불어 온수(급탕)를 제공한다. 난방ㆍ급탕 겸용보일러에 있어서 온수 사용시에는 보일러 전체 능력을 급탕쪽으로 전용하여 온수 부하를 감당할 수 있다. 어느 경우에나 필요한 시점에 온수를 제공하는 편의성을 기반으로 불필요한 가동을 최소화하여 에너지를 절약하는 설계 요소가 중요하다.

이와 관련되어 참고할 수 있는 선행기술문헌으로서 한국 등록특허공보 제0489960호(선행문헌 1), 한국 등록특허공보 제0465748호(선행문헌 2) 등이 알려져 있다.

선행문헌 1은 난방,온수를 공통으로 온-오프하는 운전 스위치의 설치를 배제하고 난방 및 온수 온/오프 선택 스위치를 별도로 설치하여, 난방선택 스위치와 온수선택 스위치가 각각 작동되면 운전 스위치가 "온"된 것처럼 보일러에 전원전압이 공급되면서 해당 선택모드가 작동되도록 한다. 이에, 부품 단순화에 의한 원가절감, 온수를 선택하여 사용하는 불편함 해소 등을 기대한다.

선행문헌 2는 냉온수 레버의 위치에 관계없이 소정의 선택적인 조작을 통해서만 온수공급을 위한 보일러의 가동이 가능하도록 함으로써, 불필요한 보일러의 가동을 제한하여 연료의 낭비를 막고, 보일러의 빈번한 가동/정지를 배제하여 보일러의 성능저하도 막고, 온수 사용 전 배관 내의 물을 짧은 시간 예열시켜 뜨거운 물을 곧바로 사용하는 효과를 기대한다.

그러나, 선행문헌 1의 리모컨 방식은 온수 사용의 편의성을 높이나 절약성을 보장하기 미흡하고, 선행문헌 2의 유수 감지기 신호 방식은 레버의 조작을 요하므로 번거롭고 낭비적 요소를 배제하기 곤란하다.

1. 한국 등록특허공보 제0489960호 "리모트 콘트롤을 이용한 보일러의 난방/온수 선택장치 및 그 방법" (공개일자 : 2002.06.22.) 2. 한국 등록특허공보 제0465748호 "가정용 보일러의 온수 제어방법 및 제어장치" (공개일자 : 2004.06.24.)

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 온수의 제공이 가능한 보일러에서 사용자 조작이 없더라도 필요한 시점에 가동을 개시하고 설정된 조건으로 가동을 중단하여 온수의 가동을 최적화하기 위한 보일러 온수의 사용자 연동형 가동장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 보일러 상에서 온수를 생성하도록 가동하는 장치에 있어서: 상기 온수의 사용과 연관되는 설정된 영역에 설치되고, 상기 영역에 대한 사용자의 접근을 감지하는 검출수단; 및 상기 검출수단의 신호 입력에 대응하여 설정된 알고리즘으로 보일러의 온수 생성을 단속하는 제어수단;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 검출수단은 욕실의 샤워발판, 주방의 싱크발판, 임의 위치의 보조발판 중 적어도 하나에 설치되는 압력센서를 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 변형예로서, 상기 검출수단은 사용자의 모션을 검출하는 적외선센서 및 CCD카메라 중 적어도 하나를 더 사용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 검출수단의 온 신호가 설정된 시간 이상 지속되면 온수 생성을 개시하고, 오프 신호가 설정된 시간 이상 지속되면 온수 생성을 중단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단은 제어기 또는 원격조작기를 통한 수동입력을 우선적으로 실행하고, 온수 생성의 개시 및 중단을 각각 설정된 복수의 단계로 실행하는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 보일러 사용자의 조작이 없더라도 필요한 시점에 온수 가동을 개시하고 설정된 조건으로 온수 가동을 중단하여 온수의 가동을 최적화함에 의한 편의성과 에너지효율 향상을 도모하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 나타내는 모식도
도 2는 본 발명에 따른 장치의 주요부를 나타내는 모식도
도 3은 본 발명에 따른 장치의 회로 연결을 나타내는 블록도

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 보일러(20) 상에서 온수를 생성하도록 가동하는 장치에 관하여 제안한다. 난방ㆍ급탕 겸용의 가스보일러를 대상으로 예시하지만 반드시 시에 국한되는 것은 아니다. 즉, 온수(급탕) 전용의 보일러, 가스 외에 다른 연료를 사용하는 보일러 등에 적용하는 것도 가능하다.

본 발명에 따르면 검출수단(30)이 상기 온수의 사용과 연관되는 설정된 영역에 설치되고, 상기 영역에 대한 사용자의 접근을 감지하는 구조를 지닌다. 온수의 사용과 관련된 영역은 주택의 구조에 따라 달라지나 보편적으로 사용자 조작이 가능한 온수밸브(18)가 설치된다. 검출수단(30)은 사용자가 온수를 요구하는 상태를 감지하여 보일러(20)의 가동 상태를 변환한다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 검출수단(30)은 욕실의 샤워발판(12), 주방의 싱크발판(14), 임의 위치의 보조발판(16) 중 적어도 하나에 설치되는 압력센서(32)를 사용하는 것을 특징으로 한다. 온수밸브(18)는 온수용 배관(도시 생략)에 연결되는 것으로 욕실의 샤워기, 주방의 수도꼭지 등을 포함한다. 샤워발판(12)은 샤워기나 욕조에 인접하게 설치되고, 싱크발판(14)는 싱크대에 인접하게 설치되고, 보조발판(16)는 후술하는 제어기(42) 등에 인접하게 설치된다. 어느 경우에나 사용자가 크게 의식하지 않고 샤워발판(12), 싱크발판(14), 보조발판(16) 중 하나를 밟으면 압력센서(32)의 신호가 발생된다. 온수밸브(18)를 조작하여 물을 흘려보내지 않더라도 사용자가 온수를 필요로 하는 상태를 추정할 수 있다.

이때, 검출수단(30)은 소형으로 적용이 용이한 압력센서(32)를 예시하지만, 하중센서를 비롯한 여타의 접촉식 센서를 배제하는 것은 아니다. 특히 고온다습한 욕식의 샤워발판(12)에 있어서 압력센서(32)는 방수성, 내습성, 내열성을 지닌 기재와 함께 설치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 변형예로서, 상기 검출수단(30)은 사용자의 모션을 검출하는 적외선센서(34) 및 CCD카메라(36) 중 적어도 하나를 더 사용하는 것을 특징으로 한다. 도 1에서 욕실과 주방에 적외선센서(34)가 설치되고 제어기(42)에 CCD카메라(36)가 설치된 상태를 예시한다. 적외선센서(34)는 사용자가 샤워발판(12), 싱크발판(14), 보조발판(16) 등에 접근하는 상태를 감지한다. CCD카메라(36)는 사용자가 신체(손)로 지시하는 동작을 감지한다. 적외선센서(34)와 CCD카메라(36)는 압력센서(32)의 기능을 대체하고 보완하는 입력 신호로 활용 가능하다.

또, 본 발명에 따르면 제어수단(40)이 상기 검출수단(30)의 신호 입력에 대응하여 설정된 알고리즘으로 보일러(20)의 온수 생성을 단속하는 것을 특징으로 한다. 제어수단(40)은 마이크로프로세서, 메모리, 입출력인터페이스를 탑재한 제어기(42)를 기반으로 한다. 제어기(42)는 표시부(44)와 통신부(46)를 구비하며, 외부의 원격조작기(48)에 대한 정보의 송수신이 가능하다. 알고리즘은 프로그램 형태로 메모리에 저장되고 갱신된다.

한편, 도 2에서 보일러(20)의 주요 구성으로 메인가열기(22), 서브가열기(24), 물탱크(26)를 예시한다. 메인가열기(22)과 서브가열기(24)는 명확한 구분을 요하는 구성에 해당하지 않는다. 메인가열기(22)는 난방을 위한 가열원으로 서브가열기(24)는 온수 전용의 가열원으로 구분할 수도 있다. 가열기(22)(24)는 보일러(20)의 열원에 따라 연소기, 전열기 등이 선택적으로 적용된다. 제어기(42)의 입출력인터페이스에 검출수단(30), 가열기(22)(24) 등이 연결된다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(40)은 검출수단(30)의 온 신호가 설정된 시간 이상 지속되면 온수 생성을 개시하고, 오프 신호가 설정된 시간 이상 지속되면 온수 생성을 중단하는 것을 특징으로 한다. 사용자가 샤워발판(12), 싱크발판(14), 보조발판(16) 중의 적어도 하나에 일정시간(예컨대 3초) 이상 머물면 가열기(22)(24)의 작동이 개시되고, 반대로 온수 사용 후에 샤워발판(12), 싱크발판(14), 보조발판(16)을 모두 떠난 상태가 일정시간(예컨대 5초) 경과되면 가열기(22)(24)의 작동이 정지된다. 이와 같은 검출수단(30)의 작동 지연 시간은 제어기(42)의 키패드나 터치스크린을 통하여 설정 및 갱신 가능하다.

이때, 전술한 적외선센서(34)와 CCD카메라(36)의 신호를 보조적으로 활용하면 온수 생성을 위한 가동의 신뢰성을 높일 수 있다. 적외선센서(34)의 신호에 의해 욕실이나 주방에 일정시간 이상 머무는 것으로 판단되는 경우 압력센서(32)에 의한 작동 지연 시간을 단축할 수 있다. CCD카메라(36) 앞에서 설정된 모션을 취하는 경우에도 압력센서(32)에 의한 작동 지연 시간을 단축할 수 있다.

본 발명의 세부 구성으로서, 상기 제어수단(40)은 제어기(42) 또는 원격조작기(48)를 통한 수동입력을 우선적으로 실행하고, 온수 생성의 개시 및 중단을 각각 설정된 복수의 단계로 실행하는 것을 특징으로 한다. 사용자가 제어기(42)의 키패드나 터치스크린으로 지시하는 입력 및 원격조작기(48)를 통하여 제어기(42)로 지시하는 수동입력은 우선적으로 실행된다. 수동입력은 제어기(42)의 마이크로프로세서에 인터럽트를 발생하여 검출수단(30)에 의한 자동 작동을 정지시킨다. 복수의 단계로 실행하는 것은 온수 생성의 개시 및 중단을 다단계로 진행함을 의미한다. 예를 들어 서브가열기(24)를 1차로 메인가열기(22)를 2차로 가동하고, 메인가열기(22)를 1차로 서브가열기(24)를 2차로 중단한다.

이와 같은 본 발명의 알고리즘에 의하면 온수 대기 시간을 단축하여 편의성을 높이고 최적의 경제적인 가동으로 에너지효율을 향상할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음이 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

12: 샤워발판 14: 싱크발판
16: 보조발판 18: 온수밸브
20: 보일러 22: 메인가열기
24: 서브가열기 26: 물탱크
30: 검출수단 32: 압력센서
34: 적외선센서 36: CCD카메라
40: 제어수단 42: 제어기
44: 표시부 46: 통신부
48: 원격조작기

Claims (5)

1. 보일러(20) 상에서 온수를 생성하도록 가동하는 장치에 있어서:
   상기 온수의 사용과 연관되는 설정된 영역에 설치되고, 상기 영역에 대한 사용자의 접근을 감지하는 검출수단(30); 및
   상기 검출수단(30)의 신호 입력에 대응하여 설정된 알고리즘으로 보일러(20)의 온수 생성을 단속하는 제어수단(40);을 포함하여 이루어지되,
   상기 보일러(20)는 난방을 위한 가열원인 메인가열기(22)와 온수 전용의 가열원인 서브가열기(24)으로 구분하고,
   상기 검출수단(30)은 욕실의 샤워발판(12), 주방의 싱크발판(14), 임의 위치의 보조발판(16) 중 적어도 하나에 설치되는 압력센서(32)를 사용하고,
   상기 검출수단(30)은 사용자의 모션을 검출하는 적외선센서(34) 및 CCD카메라(36)를 더 사용하며,
   상기 제어수단(40)은 검출수단(30)의 온 신호가 설정된 시간 이상 지속되면 온수 생성을 개시하고, 오프 신호가 설정된 시간 이상 지속되면 온수 생성을 중단하며,
   상기 제어수단(40)은 제어기(42) 또는 원격조작기(48)를 통한 수동입력을 우선적으로 실행하고, 메인가열기(22)와 서브가열기(24)를 통한 온수 생성의 개시 및 중단을 각각 설정된 복수의 단계로 실행하며,
   상기 제어수단(40)은 사용자가 CCD카메라(36) 앞에서 설정된 모션을 취하는 경우에 압력센서(32)에 의한 작동 지연 시간을 단축하는 것을 특징으로 하는 보일러 온수의 사용자 연동형 가동장치.
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