KR102074587B1 - 온수 난방시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 온수 난방시스템은, 온수를 각 세대로 공급하기 위한 급수관과, 급수관을 통해 공급되는 온수를 각 세대에 구비되는 복수의 난방 존으로 분배할 수 있도록 급수관과 연결되는 급수 헤더와, 난방 존으로 온수를 가이드 하기 위해 급수 헤더에 연결되는 복수의 난방관과, 난방관을 통과한 온수를 환수할 수 있도록 복수의 난방관과 연결되는 환수 헤더와, 환수 헤더로 환수되는 온수를 각 세대로부터 배출시킬 수 있도록 환수 헤더에 연결되는 환수관과, 상기 환수관을 통해 환수되는 온수의 유량을 조절하기 위해 상기 환수관에 연결되는 유량조절밸브 조립체와, 유량조절밸브 조립체를 제어하는 난방 제어부를 포함한다.

Description

온수 난방시스템{HOT-WATER HEATING SYSTEM}

본 발명은 온수 난방시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 난방 존에 공급되는 온수의 유량을 조절하여 난방 존을 설정된 온도에 맞춰 난방할 수 있는 온수 난방시스템에 관한 것이다.

아파트와 같은 공동주택이나 빌딩에서 사용되는 난방시스템은 독립적으로 설치된 보일러에 의해 난방수를 가열한 후 이를 이용하여 난방을 실시하는 개별난방과, 외부에 별도로 설치된 열원에 의해 난방수를 가열한 후 이를 이용하여 난방을 실시하는 집단난방으로 구별될 수 있다. 또한, 집단난방은 다시 중앙보일러와 같은 열원을 사용하는 중앙난방과 외부의 지역발전소와 같은 열원을 사용하는 지역난방으로 구별될 수 있다.

이러한 다양한 온수 난방방식에 있어서 각 세대별로는 난방 자동제어 시스템이 적용되는 것이 일반적이다. 난방 자동제어 시스템은 각 방마다 별도의 온도 조절기를 설치하여 각 방의 실내온도를 따로따로 조절할 수 있는 에너지 절약형 난방시스템이다. 난방 자동제어 시스템은 각 방마다 온수관이 매설되며 난방이 필요하지 않은 경우 해당 온수관의 밸브를 닫음으로써 불필요한 에너지의 낭비를 막고 연료비를 절감할 수 있다.

일예로, 대한민국 등록특허공보 제1099779호(2011. 12. 28.)에는 자동제어 방식의 온수 난방시스템이 개시되어 있다.

그런데 상술한 것과 같은 종래의 온수 난방시스템은 각 세대별로 일정한 최대치의 유량이 공급받게 되어 있어서, 난방이 필요 없는 방에 대한 온수 공급을 차단하여도 세대별로 유입되고 환수되는 온수의 유량은 변화가 없게 되고, 결과적으로 난방 중인 다른 방으로 더 많은 온수가 공급됨으로써 에너지가 낭비되는 문제가 있다. 또한, 일부 방의 난방을 차단하면, 난방이 이루어지는 방으로 공급되는 온수의 유속이 빨라져 소음이 발생할 수 있고, 온수의 열교환 효율이 떨어져 난방비가 증가하는 문제가 있다.

또한, 상술한 것과 같은 종래의 온수 난방시스템은 온수가 가열되고 순환 경로를 따라 유동하는 과정에서 온수 중에 함유되는 공기가 온수와 함께 지속적으로 순환하기 쉽고, 이로 인해 난방 효율이 떨어지고, 공기가 함유된 온수가 난방 구역으로 공급될 때 소음이 발생하는 문제점이 있다.

등록특허공보 제1099779호 (2011. 12. 28.)

본 발명은 상술한 것과 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 난방 존을 효율적으로 난방하는데 필요한 최적 유량의 온수가 난방 존으로 공급될 수 있도록 온수의 유량을 능동적으로 제어함으로써, 에너지 낭비를 줄이고 난방비를 절감할 수 있는 온수 난방시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 온수 중에 함유되는 공기를 제거함으로써 난방 효율을 높이고, 소음 발생을 줄일 수 있는 온수 난방시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 목적은 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 온수 난방시스템은 온수를 각 세대로 공급하기 위한 급수관; 상기 급수관을 통해 공급되는 온수를 각 세대에 구비되는 복수의 난방 존으로 분배할 수 있도록 상기 급수관과 연결되는 급수 헤더; 상기 난방 존으로 온수를 가이드 하기 위해 상기 급수 헤더에 연결되는 복수의 난방관; 상기 난방관을 통과한 온수를 환수할 수 있도록 상기 복수의 난방관과 연결되는 환수 헤더; 상기 환수 헤더로 환수되는 온수를 각 세대로부터 배출시킬 수 있도록 상기 환수 헤더에 연결되는 환수관; 상기 환수관을 통해 환수되는 온수의 유량을 조절하기 위해 상기 환수관에 연결되는 유량조절밸브 조립체; 및 상기 유량조절밸브 조립체를 제어하는 난방 제어부;를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 온수 난방시스템은 상기 복수의 난방관을 통과하는 온수를 배수할 수 있도록 상기 환수 헤더 또는 상기 환수관에 연결되는 배수관; 및 상기 배수관을 통한 온수의 유동을 단속할 수 있도록 상기 배수관에 연결되는 배수밸브 조립체;를 더 포함할 수 있으며, 상기 배수밸브 조립체는 상기 난방 제어부에 의하여 제어될 수 있다.

상기 난방 제어부는 상기 유량조절밸브 조립체 및 배수밸브 조립체에 대한 제어 신호를 발생하는 세대 조절기와, 각 세대에 홈 오토메이션 서비스를 제공하기 위해 상기 세대 조절기와 통신하면서 상기 유량조절밸브 조립체 및 배수밸브 조립체에 대한 제어 신호를 발생하는 홈 오토 서버와, 상기 세대 조절기를 통해 상기 유량조절밸브 조립체 및 배수밸브 조립체를 제어할 수 있도록 복수의 세대에 설치되는 세대 조절기와 각각 통신하는 통합 관리 서버를 포함한다.

본 발명에 따른 온수 난방시스템은 상기 난방 제어부에 의해 제어되어 상기 난방관의 유로를 통한 온수의 유동을 단속할 수 있도록 상기 난방관에 연결되는 복수의 난방관 유동조절밸브 조립체;를 포함하고, 상기 난방 제어부는 상기 복수의 난방관 중에서 상기 난방관 유동조절밸브 조립체가 열림 동작하여 온수의 유동이 이루어지는 난방관의 개수에 따라 상기 배수관을 통한 온수의 배수량이 증가하도록 상기 배수밸브 조립체를 제어할 수 있다.

상기 난방 제어부는 온수의 유동이 이루어지는 난방관의 개수에 비례하여 상기 배수관을 통한 온수의 배수 시간이 증가하도록 상기 배수밸브 조립체를 제어할 수 있다.

상기 유량조절밸브 조립체는 일측에 온수가 유입되는 밸브 유입구가 구비되고, 다른 일측에 온수가 배출되는 밸브 배출구가 구비되며, 상기 밸브 유입구와 상기 밸브 배출구 사이에 배치되고 상기 밸브 유입구와 상기 밸브 배출구를 연결하는 밸브 오리피스가 마련된 밸브 시트부를 포함하는 밸브 하우징과, 상기 밸브 오리피스를 개폐할 수 있도록 상기 밸브 하우징의 내측에 가동적으로 배치되는 밸브 플러그를 구비하는 밸브 플러그 조립체와, 상기 밸브 하우징과 결합되어 상기 밸브 플러그에 구동력을 제공하는 밸브 액츄에이터를 포함하고, 상기 밸브 액츄에이터는, 상기 밸브 하우징에 결합되는 액츄에이터 하우징과, 상기 액츄에이터 하우징의 내측에 배치되는 구동부와, 상기 구동부와 상기 밸브 플러그를 동력 전달 가능하게 연결하는 동력전달유닛과, 상기 액츄에이터 하우징의 외면에 배치되는 스위치 노브를 구비하고, 상기 스위치 노브의 조작에 따른 스위치 신호를 발생하는 복수의 스위치와, 상기 스위치로부터 스위치 신호를 수신하여 상기 구동부를 제어하는 액츄에이터 제어부를 포함할 수 있다.

상기 액츄에이터 제어부는 상기 복수의 스위치 중에서 사용자에 의해 조작되는 스위치의 개수에 비례하여 상기 밸브 플러그의 이동량이 변하도록 상기 구동부를 제어할 수 있다.

상기 스위치는 상기 스위치 노브의 조작에 따라 온/오프 신호를 발생할 수 있다.

상기 동력전달유닛은 상기 구동부로부터 구동력을 제공받아 회전하도록 상기 액츄에이터 하우징의 내측에 배치되는 구동기어와, 상기 액츄에이터 하우징의 내측에 회전 가능하게 배치되는 동력전달부재 바디, 상기 구동기어와 기어 연결되도록 상기 동력전달부재 바디의 일측에 구비되는 메인 기어부 및 동력전달부재 가이드를 갖는 동력전달부재와, 상기 액츄에이터 하우징의 내측에서 상기 밸브 하우징 측으로 연장되어 상기 밸브 플러그와 연결되고, 상기 동력전달부재 가이드와 상대 이동 가능하게 맞물리는 조작부재 가이드를 구비하여 상기 동력전달부재에 대해 상대 이동하되 상기 동력전달부재에 대한 상대 회전이 제한되는 밸브 조작부재를 포함할 수 있다.

상기 동력전달부재는 상기 동력전달부재 바디의 다른 일측에 구비되는 서브 기어부를 포함하고, 상기 밸브 액츄에이터는, 적어도 일부가 상기 액츄에이터 하우징의 외측으로 노출되도록 상기 액츄에이터 하우징에 회전 가능하게 결합되는 노브 바디와, 상기 서브 기어부와 기어 연결되도록 상기 노브 바디의 일측에 구비되는 노브 기어를 구비하는 조절 노브를 포함할 수 있다.

상기 구동기어는 상기 메인 기어부로부터 이격될 수 있도록 상기 액츄에이터 하우징의 내측에 이동 가능하게 배치되고, 상기 밸브 액츄에이터는, 상기 구동기어에 대해 상기 메인 기어부와 기어 연결되는 방향으로 탄성력을 가하는 구동기어 지지 스프링과, 상기 구동기어를 상기 메인 기어부로부터 이격시키는 방향으로 가압할 수 있도록 상기 액츄에이터 하우징의 내측에 이동 가능하게 배치되는 클러치 바디와, 적어도 일부가 상기 액츄에이터 하우징의 외부로 노출되도록 상기 클러치 바디와 연결되는 클러치 노브를 갖는 클러치를 포함할 수 있다.

상기 밸브 액츄에이터는 상기 동력전달부재 바디의 외면에 구비되는 센싱 인디케이터와, 상기 센싱 인디케이터를 통해 상기 동력전달부재의 회전 각도를 검출할 수 있도록 상기 액츄에이터 하우징의 내측에 배치되는 센서부를 포함할 수 있다.

상기 밸브 하우징은 상기 밸브 유입구와 상기 밸브 오리피스를 연결하는 연결 유로를 구비하고, 상기 유량조절밸브 조립체는, 상기 연결 유로를 통한 온수의 유량을 조절하기 위해 상기 밸브 하우징에 설치되는 보조 유량조절유닛을 포함하며, 상기 보조 유량조절유닛은, 상기 밸브 유입구와 상기 연결 유로를 연결하는 유닛 바디 개구를 구비하고, 상기 연결 유로 중에 배치되는 유닛 바디와, 상기 밸브 유입구로 유입되는 온수의 압력에 의해 상기 유닛 바디 속으로 밀릴 수 있도록 상기 유닛 바디 개구에 이동 가능하게 배치되는 유닛 헤드와, 상기 밸브 유입구로 유입되는 온수가 유입될 수 있도록 상기 유닛 헤드의 측부에 상기 유닛 헤드의 이동 방향으로 연장 형성되는 유닛 헤드 통로와, 상기 유닛 헤드에 대해 상기 유닛 바디로부터 돌출되는 방향으로 탄성력을 가하도록 상기 유닛 바디의 내측에 배치되는 유닛 스프링을 포함할 수 있다.

상기 유닛 헤드 통로는 상기 유닛 헤드가 상기 유닛 바디 속으로 진입하는 방향으로 그 폭이 점진적으로 확대되는 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 유닛 바디의 내측에는 상기 유닛 헤드 통로로 유입되는 온수가 유입되는 유닛 바디 유로가 구비되고, 상기 유닛 바디의 측부에는 상기 유닛 바디 유로와 상기 밸브 오리피스를 연결하는 유닛 바디 통로가 마련되며, 상기 밸브 오리피스와 상기 유닛 바디의 사이에는 온수 속의 이물질을 걸러낼 수 있는 유닛 거름망체가 배치될 수 있다.

상기 유닛 바디 통로는 상기 유닛 바디 속으로 진입하는 상기 유닛 헤드에 의해 가려질 수 있도록 상기 유닛 헤드가 상기 유닛 바디 속으로 진입하는 방향으로 연장될 수 있다.

상기 유닛 바디 통로는 상기 유닛 헤드가 상기 유닛 바디 속으로 진입하는 방향으로 그 폭이 점진적으로 감소하는 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 밸브 하우징에는 상기 연결 유로와 연결되는 밸브 하우징 개구가 마련되고, 상기 보조 유량조절유닛은, 상기 밸브 하우징 개구를 개폐할 수 있도록 상기 밸브 하우징에 분리 가능하게 결합되어 상기 유닛 바디를 지지하는 유닛 캡을 포함할 수 있다.

상기 유량조절밸브 조립체는 상기 밸브 오리피스와 연결되도록 상기 밸브 하우징의 내측에 마련되는 차압 챔버와, 상기 차압 챔버에 배치되어 상기 차압 챔버를 제 1 챔버와 제 2 챔버로 구획하고, 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 간의 압력 차이에 의해 탄성 변형되어 상기 밸브 플러그를 움직일 수 있도록 상기 밸브 플러그와 연결되는 다이아프램과, 상기 밸브 오리피스와 상기 제 1 챔버를 연결하도록 상기 밸브 플러그의 내측에 구비되는 플러그 유로와, 상기 급수관을 통해 공급되는 온수를 상기 제 2 챔버로 바이패스시키기 위해 상기 제 2 챔버와 연결되도록 상기 밸브 하우징에 구비되는 바이패스 유로를 포함할 수 있다.

상기 밸브 플러그 조립체는 상기 다이아프램을 탄성 변형시킬 수 있도록 상기 밸브 하우징에 나사 운동 가능하게 결합되며, 상기 밸브 액츄에이터로부터 회전력을 제공받을 수 있도록 일단이 상기 밸브 액츄에이터와 결합되고 타단이 상기 제 2 챔버에 배치되는 가동 서포트와, 상기 가동 서포트의 내측에 가동적으로 배치되되, 일단이 상기 다이아프램에 구비되는 다이아프램 관통구를 관통하여 상기 밸브 플러그와 결합되는 플러그 스템과, 상기 밸브 플러그에 대해 상기 밸브 시트부로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하기 위해 상기 플러그 스템을 탄력적으로 지지하도록 상기 가동 서포트의 내측에 배치되는 플러그 지지 스프링을 포함할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 온수 난방시스템은 난방에 필요한 최적 유량의 온수가 난방 존으로 공급될 수 있도록 유량조절밸브의 개도량을 실시간으로 조절함으로써, 효율적인 난방 운전이 가능하고, 에너지 낭비를 줄일 수 있으며, 난방비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 온수 난방시스템은 난방관으로 온수가 공급될 때, 배수밸브 조립체가 작동하여 배수관을 통해 일정량의 온수를 배수시킴으로써, 온수 중의 함유된 공기를 제거할 수 있고, 온수 중의 공기로 인한 난방 효율 저하 및 소음 발생의 문제점을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 온수 난방시스템은 난방 부하의 변화나 온수의 유동 저항 등의 이유로 온수의 유동 압력이 급격하게 변하더라도 온수를 적절 압력 및 적절 유량으로 유동하도록 자동 조절할 수 있다. 따라서 종래에 비해 안정적인 난방 운전이 가능하고, 온수의 급격한 압력 변화로 인한 부품의 손상이나 파손을 줄일 수 있으며, 난방 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 온수 난방시스템은 정전 등 전기적 제어가 불가능한 비상 상황에서 사용자에 의한 수동 조작이 가능하여, 사용 안전성이 우수하다.

또한, 본 발명에 따른 온수 난방시스템은 세대 조절기를 통한 제어, 홈 오토 서버를 통한 제어, 통합 관리 서버를 통한 제어, 조절 노브를 통한 제어, 스위치를 통한 제어 등 상황에 따라 다양한 방식으로 온수 난방시스템을 제어할 수 있어 사용 편의성을 증대시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 상술한 것에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 온수 난방시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 온수 난방시스템의 유량조절밸브 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타낸 유량조절밸브 조립체를 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2에 나타낸 유량조절밸브 조립체의 유량조절밸브를 나타낸 분해도이다.
도 5 및 도 6은 도 4에 나타낸 유량조절밸브를 나타낸 단면도이다.
도 7 및 도 8은 도 4에 나타낸 유량조절밸브의 보조 유량조절유닛을 나타낸 분해도이다.
도 9는 도 4에 나타낸 유량조절밸브의 보조 유량조절유닛을 나타낸 단면도이다.
도 10 및 도 11은 도 2에 나타낸 유량조절밸브 조립체의 밸브 액츄에이터를 나타낸 분해도이다.
도 12는 도 10에 나타낸 밸브 액츄에이터를 나타낸 단면도이다.
도 13은 도 10에 나타낸 밸브 액츄에이터의 동력전달부재와 밸브 조작부재의 연결 구조를 설명하기 위한 것이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

또한, 여러 실시예들에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적인 실시예에서만 설명하고, 그 외의 다른 실시예에서는 대표적인 실시예와 다른 구성에 대해서만 설명하기로 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐만 아니라, 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"된 것도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하는 것을 의미할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 온수 난방시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 온수 난방시스템의 유량조절밸브 조립체를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2에 나타낸 유량조절밸브 조립체를 나타낸 단면도이다.

도면에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 온수 난방시스템(100)은, 온수를 각 세대에 공급하기 위한 급수관(110)과, 급수관(110)과 연결되는 급수 헤더(115)와, 급수 헤더(115)에 연결되는 복수의 난방관(120)과, 복수의 난방관(120)과 연결되는 환수 헤더(130)와, 환수 헤더(130)에 연결되는 환수관(135)과, 세대의 난방 제어를 위한 난방 제어부(140)와, 환수관(135)을 통해 세대로부터 환수되는 온수의 유량을 조절하기 위한 유량조절밸브 조립체(200)를 포함한다. 급수 헤더(115)는 급수관(110)을 통해 공급되는 온수를 복수의 난방관(120)으로 분배하고, 환수 헤더(130)는 복수의 난방관(120)을 통과한 온수를 모아 환수관(135)으로 배출시킨다.

복수의 난방관(120)은 각 세대의 구비되는 복수의 난방 존(H)으로 온수를 공급할 수 있도록 각 난방 존(H)에 매설되며, 온수가 난방관(120)을 통해 유동함으로써 난방 존(H)에 대한 난방이 이루어진다. 여기에서, 난방 존(H)은 세대에 구비되는 방이나, 거실, 부엌 등이 될 수 있다.

급수 헤더(115)와 난방 존(H) 사이의 난방관(120) 중에는 공급조절밸브(122)가 연결될 수 있다. 사용자가 공급조절밸브(122)를 조작하여 난방관(120)을 통한 온수의 유동을 단속하거나, 난방관(120)으로 공급되는 온수의 유량을 자동 또는 수동으로 조절할 수 있다. 난방 존(H)과 환수 헤더(130) 사이의 난방관(120) 중에는 난방관 유동조절밸브 조립체(124)가 설치될 수 있다. 난방관 유동조절밸브 조립체(124)는 난방관(120)을 통해 유동하는 온수의 유량을 자동 또는 수동으로 조절하는 역할을 한다. 난방관 유동조절밸브 조립체(124)는 난방 제어부(140)에 의해 제어될 수 있으며, 난방관 유동조절밸브 조립체(124)에 의한 난방관(120) 유로의 개도량 조절을 통해 난방관(120)을 통해 각 난방 존(H)으로 공급되는 온수의 유량 조절이 가능하다.

난방 제어부(140)는 난방관 유동조절밸브 조립체(124)와 유량조절밸브 조립체(200)의 동작을 제어함으로써 세대의 난방 운전을 제어할 수 있다. 난방 제어부(140)는 세대의 난방 설정온도, 난방 존(H)의 온도, 급수 온도 및 환수 온도 등을 고려하여 해당 난방 존(H)을 효율적으로 난방하는데 필요한 최적 유량의 온수가 해당 난방 존(H)으로 공급될 수 있도록 난방관 유동조절밸브 조립체(124)와 유량조절밸브 조립체(200)를 실시간으로 제어할 수 있다. 난방 제어부(140)는 세대 조절기(141)와, 홈 오토 서버(142)와, 통합 관리 서버(143)를 포함할 수 있다.

세대 조절기(141)는 복수의 난방 존(H)에 각각 설치되는 복수의 온도 조절기(144)로부터 입력 신호를 수신하여 제어 신호를 밸브 제어기(145)에 송신한다. 밸브 제어기(145)는 제어 신호를 수신하고 난방관 유동조절밸브 조립체(124) 및 유량조절밸브 조립체(200)를 제어 신호에 따라 제어한다. 경우에 따라서는 별도의 밸브 제어기(145)가 생략되고, 세대 조절기(141)가 직접 난방관 유동조절밸브 조립체(124) 및 유량조절밸브 조립체(200)를 제어할 수도 있다.

홈 오토 서버(142)는 각 세대에 홈 오토메이션 서비스를 제공하기 위한 것으로 세대 조절기(141)와 통신한다. 홈 오토 서버(142)는 세대 조절기(141)와 통신하여 난방관 유동조절밸브 조립체(124)와 유량조절밸브 조립체(200)의 동작을 제어함으로써, 홈 오토메이션 서비스로서 자동 제어 난방 서비스를 제공할 수 있다.

통합 관리 서버(143)는 홈 오토 서버(142)와 연계하여 난방관 유동조절밸브 조립체(124)와 유량조절밸브 조립체(200)의 동작을 제어할 수 있다. 통합 관리 서버(143)는 복수의 세대에 설치되는 세대 조절기(141)와 각각 통신하여 각 세대의 난방관 유동조절밸브 조립체(124) 및 유량조절밸브 조립체(200)를 제어할 수 있으며, 이를 통해 복수의 세대에 대한 통합적인 난방 서비스를 제공할 수 있다. 즉, 통합 관리 서버(143)는 건물의 전체 세대에 대한 난방 운전을 통합적으로 제어할 수 있으며, 특히 비상 상황에서 입주자의 안전과 편의를 위해 전체 세대에 대한 통합적인 난방 운전을 수행할 수 있다.

이 밖에, 난방 제어부(140)는 각 세대에 거주하는 입주자의 안전과 편의를 위한 난방 운전 제어를 가능하게 하는 다양한 다른 구성을 취할 수 있다.

유량조절밸브 조립체(200)는 공급되는 온수의 압력, 난방 부하 등에 따라 환수관(135)을 통해 환수되는 온수의 환수 유량을 능동적으로 제어함으로써 온수의 낭비를 줄이고, 효율적인 난방 운전을 가능하게 한다. 유량조절밸브 조립체(200)는 환수관(135)에 연결되는 유량조절밸브(300)와, 유량조절밸브(300)를 작동시킬 수 있도록 유량조절밸브(300)에 결합되는 밸브 액츄에이터(400)를 포함한다.

유량조절밸브(300)는 환수관(135)을 따라 유동하는 온수가 통과할 수 있도록 환수관(135)의 중간에 연결되는 밸브 하우징(310)과, 밸브 하우징(310) 내부의 온수 유동 유로를 개폐하기 위한 밸브 플러그 조립체(350)와, 밸브 하우징(310)을 통과하는 온수의 유속을 안정화시키기 위한 보조 유량조절유닛(370)을 포함한다.

밸브 하우징(310)은 환수관(135)에 직접 연결되는 베이스 하우징(311)과, 베이스 하우징(311)을 통과하는 온수가 유입될 수 있도록 베이스 하우징(311)과 연결되는 다이아프램 하우징(330)을 포함한다.

베이스 하우징(311)은 환수관(135)으로부터 온수가 유입되는 밸브 하우징 유입부(312)와, 온수가 배출되는 밸브 하우징 배출부(314)와, 밸브 하우징 유입부(312)와 밸브 하우징 배출부(314) 사이에 배치되는 밸브 시트부(316)와, 밸브 하우징 유입부(312)와 밸브 시트부(316)를 온수 유동이 가능하게 연결하는 밸브 하우징 연장부(318)를 포함한다.

밸브 하우징 유입부(312)의 내측에는 온수가 유입되는 밸브 유입구(313)가 구비되고, 밸브 하우징 배출부(314)의 내측에는 온수가 배출되는 밸브 배출구(315)가 마련된다. 밸브 시트부(316)에는 온수가 통과할 수 있는 밸브 오리피스(317)가 구비된다. 또한, 밸브 하우징 연장부(318)에는 밸브 유입구(313)와 밸브 오리피스(317)를 연결하는 연결 유로(319)가 마련된다. 밸브 시트부(316)는 그 내측의 밸브 오리피스(317)가 후술할 밸브 플러그 조립체(350)의 밸브 플러그(351)에 의해 개폐될 수 있도록 밸브 플러그(351)의 끝단과 마주하도록 배치된다. 연결 유로(319)는 밸브 하우징 유입부(312)를 따라 유동하는 온수의 유동 방향에 대해 경사지게 배치된다. 밸브 유입구(313)로 유입되는 온수는 연결 유로(319)와 밸브 오리피스(317)를 통과한 후 밸브 배출구(315)를 통해 배출될 수 있다.

베이스 하우징(311)에는 관 연결구(322)와 밸브 마개(324)가 결합된다. 관 연결구(322)는 밸브 하우징 유입부(312)에 결합되어 밸브 하우징 유입부(312)를 환수관(135)과 연결하는데 이용된다. 관 연결구(322)는 밸브 하우징 배출부(314)에도 구비될 수 있으며, 도시된 구조 이외의 다양한 구조를 취할 수 있다. 밸브 마개(324)는 베이스 하우징(311)의 중간에 형성되는 삽입구멍(미도시)을 개폐할 수 있도록 베이스 하우징(311)에 분리 가능하게 결합된다. 밸브 마개(324)가 베이스 하우징(311)에서 분리된 후 베이스 하우징(311)의 삽입구멍에 압력계나 유량계 등 밸브 하우징(310)을 통과하는 온수의 물성을 측정하기 위한 측정기구 등이 삽입될 수 있다.

베이스 하우징(311)의 일측에는 밸브 하우징 연결부(326)가 구비되며, 밸브 하우징 연결부(326)를 통해 베이스 하우징(311)과 다이아프램 하우징(330)이 온수 유동이 가능하게 연결된다. 밸브 하우징 연결부(326)의 내측에는 온수가 유동할 수 있는 밸브 가이드 유로(327)가 구비되며, 밸브 가이드 유로(327)에 밸브 플러그(351)가 가동적으로 배치된다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 다이아프램 하우징(330)은 다이아프램 하우징 베이스(331)와, 다이아프램 하우징 커버(332)를 포함한다. 다이아프램 하우징(330)의 내부에는 차압 챔버(333)가 마련된다. 차압 챔버(333)에는 밸브 플러그(351)와 연결되는 다이아프램(340)이 배치된다. 차압 챔버(333)는 다이아프램(340)에 의해 다이아프램(340) 하측의 제 1 챔버(334)와, 다이아프램(340) 상측의 제 2 챔버(335)로 구획된다.

다이아프램 하우징 베이스(331)는 상부 방향으로 개방되고 안쪽으로 오목하게 패인 형상으로 이루어진다. 다이아프램 하우징 베이스(331)는 밸브 하우징 연결부(326)와 결합되며, 다이아프램 하우징 베이스(331) 안쪽의 오목한 공간은 밸브 하우징 연결부(326)의 밸브 가이드 유로(327)와 온수 유동이 가능하게 연결된다.

다이아프램 하우징 커버(332)는 하부 방향으로 개방되고 안쪽으로 오목하게 패인 형상으로 이루어진다. 다이아프램 하우징 커버(332)는 도시된 것과 같이 볼트 등의 고정부재를 통해 틈새없이 다이아프램 하우징 베이스(331)와 견고하게 밀착될 수 있다. 다이아프램 하우징 커버(332)의 일측에는 밸브 액츄에이터(400) 측으로 연장되는 중공형의 다이아프램 하우징 넥부(336)가 구비된다. 다이아프램 하우징 넥부(336)의 내주면에는 후술할 밸브 플러그 조립체(350)의 가동 서포트(362)와의 나사 결합을 위한 암나사산(337)이 구비된다. 다이아프램 하우징 넥부(336)의 일측에는 제 2 챔버(335)와 연결되는 바이패스 유로(338)가 형성된다. 바이패스 유로(338)에는 급수관(110)에 연결되는 바이패스관(150)이 연결된다. 따라서 바이패스관(150)을 통해 공급되는 온수가 바이패스관(150)과 바이패스 유로(338)를 통해 제 2 챔버(335)로 유입될 수 있다.

차압 챔버(333)에 배치되는 다이아프램(340)은 얇은 디스크 형상을 가지며 탄성 변형 가능한 소재로 이루어진다. 다이아프램(340)은 그 테두리부가 다이아프램 하우징 베이스(331)와 다이아프램 하우징 커버(332)의 합착부 사이에 개재되어 차압 챔버(333) 중간에 배치된다. 도시된 것과 같이, 다이아프램(340)의 양측면에는 디스크(342)가 배치될 수 있다. 다이아프램(340)의 중앙에는 다이아프램 관통구(341)가 마련된다. 다이아프램(340)은 제 1 챔버(334)와 제 2 챔버(335) 간의 압력차에 의해 탄성 변형되면서 밸브 플러그(351)를 움직일 수 있다. 즉, 제 2 챔버(335)로 유입되는 온수의 압력이 제 1 챔버(334)로 유입되는 온수의 압력보다 커질 때, 다이아프램(340)은 밸브 시트부(316)측으로 휘어지면서 밸브 플러그(351)를 밸브 시트부(316) 측으로 이동시키게 된다. 이와 같은 다이아프램(340)의 작용으로 급수관(110)을 통해 공급되는 온수의 압력과 환수관(135)을 통해 배출되는 온수의 압력 차이에 따라 유량조절밸브(300)의 개도량이 자동 조절될 수 있다.

밸브 플러그 조립체(350)는 밸브 하우징(310)에 가동적으로 결합되어 밸브 액츄에이터(400)의 구동력에 의해 움직이면서 밸브 하우징(310) 내측의 밸브 오리피스(317)를 개폐할 수 있다. 밸브 플러그 조립체(350)는 밸브 플러그(351)와, 밸브 플러그(351)와 결합되는 플러그 스템(356)과, 플러그 스템(356)을 탄력적으로 지지하는 플러그 지지 스프링(358)과, 밸브 액츄에이터(400)와 연결되는 가동 서포트(362)를 포함한다.

밸브 플러그(351)는 밸브 하우징(310)의 밸브 오리피스(317)를 개폐하기 위한 것으로, 그 끝단이 밸브 시트부(316)와 마주하도록 배치되며, 밸브 가이드 유로(327)에서 직선 이동한다. 밸브 플러그(351)의 끝단이 밸브 시트부(316)에 밀착할 때 밸브 오리피스(317)가 완전히 폐쇄되며, 밸브 플러그(351)가 밸브 시트부(316)로부터 사전 설정된 거리 이상 이격될 때 밸브 오리피스(317)를 통과하는 온수의 유동량을 최대로 할 수 있다. 즉, 밸브 플러그(351)가 밸브 시트부(316)로부터 멀어짐에 따라 유량조절밸브(300)의 개도량이 증가하여 유량조절밸브(300)를 통과하는 온수의 유량이 증가하게 되고, 밸브 플러그(351)가 밸브 시트부(316)에 가까워짐에 따라 유량조절밸브(300)의 개도량이 감소하여 유량조절밸브(300)를 통과하는 온수의 유량이 감소하게 된다.

도시된 것과 같이, 밸브 플러그(351)의 외면에는 밸브 플러그(351)의 외면과 밸브 하우징 연장부(318)의 내면 사이를 실링하기 위한 오링이 결합될 수 있다. 밸브 플러그(351)의 개폐 동작은 밸브 액츄에이터(400)에 의해 제어되거나, 급수관(110)으로 공급되는 온수의 압력과 밸브 하우징(310) 내부의 압력 차이에 의해 자동으로 제어될 수 있다. 이러한 밸브 플러그(351)의 보다 상세한 제어 방법에 대해서는 후술하기로 한다.

밸브 플러그(351)에는 플러그 유입구(352)와, 플러그 배출구(353)와, 플러그 유로(354)가 구비된다. 플러그 유입구(352)는 온수가 유입될 수 있도록 밸브 플러그(351)의 끝단에 마련되고, 플러그 배출구(353)는 밸브 가이드 유로(327)를 통해 차압 챔버(333)의 제 1 챔버(334)와 연결되도록 밸브 플러그(351)의 측부에 구비된다. 플러그 유로(354)는 밸브 플러그(351)의 내측에서 플러그 유입구(352)와 플러그 배출구(353)를 연결한다. 밸브 오리피스(317)를 통과하는 온수가 플러그 유입구(352)로 유입되어 플러그 유로(354)와 플러그 배출구(353) 및 밸브 가이드 유로(327)를 통과하여 제 1 챔버(334)로 유동할 수 있다.

플러그 스템(356)은 다이아프램(340)을 기준으로 제 2 챔버(335) 측에 배치되되, 한쪽 끝단이 다이아프램(340)의 다이아프램 관통구(341)에 삽입되어 밸브 플러그(351)와 결합된다. 플러그 스템(356)은 도시된 것과 같은 나사 결합 방식, 또는 다양한 다른 방식으로 밸브 플러그(351)와 결합될 수 있다.

플러그 스템(356)은 플러그 지지 스프링(358)에 의해 탄력적으로 지지된다. 플러그 지지 스프링(358)은 일단이 가동 서포트(362)의 내면에 접하고 타단이 플러그 스템(356)의 끝단에 결합되는 스프링 지지부재(360)에 접하여 밸브 플러그(351)에 대해 밸브 시트부(316)로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 가한다. 스프링 지지부재(360)는 도시된 것과 같이 나사 결합 방식, 또는 다양한 다른 방식으로 플러그 스템(356)에 결합될 수 있다. 제 1 챔버(334)와 제 2 챔버(335) 간의 압력차에 의해 다이아프램(340)이 탄성 변형되어 밸브 플러그(351)와 플러그 스템(356)이 밸브 시트부(316) 측으로 움직일 때, 플러그 지지 스프링(358)이 탄성 변형된다. 그리고 다이아프램(340)의 원상 복원될 때, 플러그 지지 스프링(358)의 탄성력에 의해 밸브 플러그(351)와 플러그 스템(356)이 밸브 시트부(316)에서 멀어지는 방향으로 움직이게 된다.

가동 서포트(362)는 밸브 액츄에이터(400)로부터 회전력을 제공받을 수 있도록 일단이 밸브 액츄에이터(400)와 결합된다. 가동 서포트(362)는 외면에 수나사산(364)이 구비된 중공형의 서포트 바디(363)와, 서포트 바디(363)의 개방된 일단에 결합되는 서포트 캡(365)을 포함한다.

서포트 바디(363)의 내측에는 서포트 챔버(366)가 마련되고, 서포트 챔버(366)에 플러그 스템(356)과, 플러그 지지 스프링(358) 및 스프링 지지부재(360)가 수용된다. 서포트 바디(363)의 타단은 다이아프램(340)과 마주하도록 제 2 챔버(335)에 배치된다. 서포트 바디(363)의 타단은 플러그 스템(356)이 통과할 수 있도록 개방된다. 다이아프램(340)이 탄성 변형되면서 밸브 플러그(351)를 가압할 때 플러그 스템(356)이 서포트 바디(363)의 타단으로부터 서포트 챔버(366)를 부분적으로 빠져나올 수 있다. 도시된 것과 같이, 다이아프램 하우징 넥부(336)의 내면과 서포트 바디(363)의 외면 사이에는 오링이 개재되어 이들 사이를 실링할 수 있다.

서포트 캡(365)은 도시된 것과 같은 나사 결합 방식, 또는 다양한 다른 방식으로 서포트 바디(363)의 일단에 견고하게 결합될 수 있다. 서포트 캡(365)의 중앙에는 밸브 액츄에이터(400)와의 결합을 위한 서포트 결합홈(367)이 마련된다. 서포트 캡(365)은 서포트 바디(363)에 결합된 후 서포트 바디(363)에 대해 상대 회전하지 않도록 접착체에 의한 접착 방식, 또는 고정 키를 이용한 고정 방식 등 다양한 방식으로 고정될 수 있다. 따라서 밸브 액츄에이터(400)의 회전력이 서포트 캡(365)에 전달될 때, 서포트 바디(363)와 서포트 캡(365)은 상대 회전하지 않고 함께 회전할 수 있다. 도시된 것과 같이, 서포트 바디(363)의 내면과 서포트 캡(365)의 외면 사이에는 오링이 개재되어 이들 사이를 실링할 수 있다.

가동 서포트(362)는 서포트 바디(363)에 구비되는 수나사산(364)이 다이아프램 하우징 넥부(336)에 구비된 암나사산(337)과 맞물림으로써 밸브 하우징(310)에 나사 운동 가능하게 결합된다. 따라서 밸브 액츄에이터(400)의 구동력이 가동 서포트(362)에 전달될 때 가동 서포트(362)가 나사 운동함으로써, 밸브 시트부(316)에 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다.

가동 서포트(362)는 도시된 구조 이외에, 밸브 플러그(351)와 연결되고, 밸브 액츄에이터(400)로부터 구동력을 제공받아 밸브 시트부(316)에 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동함으로써 밸브 플러그(351)를 이동시킬 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.

도 3 내지 도 9를 참조하면, 보조 유량조절유닛(370)은 밸브 하우징(310)의 연결 유로(319)를 통한 온수의 유량을 조절하기 위해 밸브 하우징 연장부(318)의 내측에 설치된다. 보조 유량조절유닛(370)은 유닛 바디(371)와, 유닛 거름망체(376)와, 유닛 헤드(378)와, 유닛 스프링(383)과, 유닛 캡(385)을 포함한다.

유닛 바디(371)는 양단이 개방된 중공형의 원통 구조로 이루어지며, 연결 유로(319) 중에 고정 설치된다. 유닛 바디(371)의 일단에는 유닛 바디 개구(372)가 구비된다. 유닛 바디 개구(372)는 밸브 유입구(313)와 연결 유로(319)를 연결하며, 유닛 바디 개구(372)에 유닛 헤드(378)가 삽입된다. 유닛 바디(371)의 내측에는 밸브 유입구(313)로부터 유닛 바디 개구(372)를 통과하는 온수가 유동하는 유닛 바디 유로(373)가 마련된다. 유닛 바디(371)의 측부에는 유닛 바디 유로(373)와 밸브 오리피스(317)를 연결하는 유닛 바디 통로(374)가 구비된다. 유닛 바디 유로(373)를 통과하는 온수가 유닛 바디 통로(374)를 통해 밸브 오리피스(317)로 유동할 수 있다. 유닛 바디 통로(374)는 유닛 바디(371) 속으로 진입하는 유닛 헤드(378)에 의해 가려질 수 있도록 유닛 헤드(378)가 유닛 바디(371) 속으로 진입하는 방향으로 연장된다. 더욱 구체적으로, 유닛 바디 통로(374)는 유닛 헤드(378)가 유닛 바디(371) 속으로 진입하는 방향으로 그 폭이 점진적으로 감소하는 형상으로 이루어진다. 도면에는 유닛 바디 통로(374)가 삼각형 모양으로 이루어진 것으로 나타냈으나, 유닛 바디 통로(374)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다.

유닛 거름망체(376)는 유닛 바디(371)의 둘레를 둘러싸도록 유닛 바디(371)의 외측에 배치된다. 유닛 거름망체(376)는 온수가 통과할 수 있는 다수의 통공을 갖는다. 유닛 거름망체(376)는 유닛 바디 통로(374)를 통과하여 밸브 오리피스(317)로 유동하는 온수 속의 이물질을 걸러낸다.

유닛 헤드(378)는 밸브 유입구(313)로 유입되는 온수의 압력에 의해 유닛 바디(371) 속으로 밀릴 수 있도록 유닛 바디 개구(372)에 이동 가능하게 삽입된다. 유닛 헤드(378)의 단부에는 유닛 바디 개구(372)의 폭보다 큰 폭의 유닛 헤드 걸림부(379)가 구비된다. 유닛 헤드(378)는 유닛 바디(371) 속으로 일정 거리 밀려 들어올 수 있으나, 유닛 헤드 걸림부(379)가 유닛 바디(371)의 내측 부분에 걸림으로써 유닛 바디(371)에서 분리되지는 않는다. 유닛 헤드(378)의 내측에는 유닛 바디(371)의 유닛 바디 유로(373)와 연결되는 유닛 헤드 유로(380)가 구비된다. 그리고 유닛 헤드(378)의 측부에는 밸브 유입구(313)로 유입되는 온수가 유입되는 유닛 헤드 통로(381)가 마련된다.

보조 유량조절유닛(370)은 유닛 바디(371)가 밸브 하우징(310)과 틈새 없이 밀착되고 유닛 헤드(378)가 유닛 바디(371)와 틈새 없이 밀착되도록 연결 유로(319)에 설치되므로, 밸브 유입구(313)를 통과하는 온수는 유닛 헤드(378)의 유닛 헤드 통로(381)를 통해서만 연결 유로(319) 측으로 유동할 수 있다. 유닛 헤드 통로(381)는 유닛 헤드(378)의 이동 방향으로 연장되도록 형성된다. 더욱 구체적으로, 유닛 헤드 통로(381)는 유닛 헤드(378)가 유닛 바디(371) 속으로 진입하는 방향으로 그 폭이 점진적으로 확대되는 형상을 갖는다. 도면에는 유닛 헤드 통로(381)가 삼각형 모양으로 이루어진 것으로 나타냈으나, 유닛 헤드 통로(381)의 형상은 다양하게 변경될 수 있다. 유닛 헤드(378)는 유닛 스프링(383)에 의해 탄력적으로 지지된다.

유닛 스프링(383)은 유닛 바디(371)의 내측에 배치되어 유닛 헤드(378)에 대해 유닛 바디(371)로부터 돌출되는 방향으로 탄성력을 가한다. 유닛 스프링(383)의 일단은 유닛 헤드(378)에 접하고 유닛 스프링(383)의 타단은 유닛 캡(385)에 접한다. 유닛 스프링(383)이 유닛 헤드(378)에 탄성력을 가함으로써, 유닛 헤드(378)가 밸브 유입구(313)로 유입되는 온수의 압력에 의해 유닛 바디(371) 속으로 밀렸다가 원상 복귀할 수 있다.

유닛 캡(385)은 밸브 하우징(310)의 밸브 하우징 개구(320)를 개폐할 수 있도록 밸브 하우징(310)에 분리 가능하게 결합된다. 도시된 것과 같이, 유닛 캡(385)은 나사 결합 방식, 또는 다양한 다른 방식으로 밸브 하우징(310)에 견고하게 결합될 수 있으며, 유닛 바디(371)를 밸브 하우징(310)의 내면에 밀착되도록 지지함과 더불어 유닛 스프링(383)을 지지할 수 있다. 도면과 같이, 밸브 하우징(310)과 유닛 캡(385)의 사이에는 오링이 개재되어 이들 사이를 실링할 수 있다. 유닛 캡(385)을 밸브 하우징(310)에서 분리함으로써 보조 유량조절유닛(370) 전체를 밸브 하우징(310)에서 분리할 수 있다. 또한, 유닛 거름망체(376)에 의해 걸러지는 이물질이 연결 유로(319)에 쌓이는 경우, 유닛 캡(385)을 분리하여 밸브 하우징 개구(320)를 개방하고 이물질을 제거할 수 있다.

이러한 보조 유량조절유닛(370)은 밸브 유입구(313)로 유입되어 밸브 오리피스(317)를 향하는 온수의 유량을 조절하고 온수의 유속을 안정화시키는 역할을 하는 것으로, 그 구체적인 작용은 다음과 같다.

밸브 유입구(313)를 통해 상대적으로 큰 유량의 온수가 유입되는 경우, 유입되는 온수의 압력에 의해 유닛 헤드(378)가 유닛 바디(371) 속으로 밀려나게 된다. 유닛 헤드(378)가 유닛 바디(371) 속으로 밀려남에 따라 유닛 헤드 통로(381)를 통한 온수의 유입 면적은 감소하게 되며, 이에 의해 유닛 바디(371) 속으로 유동하는 온수의 유량이 감소하게 된다. 또한, 유닛 헤드(378)가 유닛 바디(371) 속으로 밀려나면, 유닛 헤드(378)가 유닛 바디(371)의 유닛 바디 통로(374)를 가리게 된다. 따라서 유닛 바디 통로(374)의 개방 면적이 감소하여 유닛 바디 통로(374)를 통해 밸브 오리피스(317) 측으로 유동하는 온수의 유량 또한 감소하게 된다. 더욱이, 유닛 헤드(378)의 유닛 헤드 통로(381)와 유닛 바디(371)의 유닛 바디 통로(374)는 삼각형 모양으로 이루어져 유닛 헤드(378)가 유닛 바디(371) 속으로 밀려나는 거리에 따라 유닛 헤드 통로(381)나 유닛 바디 통로(374)의 온수 통과 면적이 급격히 감소하게 되므로, 밸브 유입구(313) 측과 밸브 오리피스(317) 측 간의 온수 압력차 크기에 반비례하여 온수의 유량 조절이 가능하다.

이와 같이, 보조 유량조절유닛(370)은 밸브 유입구(313) 측으로 유입되는 온수의 유량이 급격하게 증가하는 경우, 급격하게 증가하는 환수 압력을 완충하고, 온수의 유속을 안정화시켜 온수가 적절한 압력으로 밸브 오리피스(317) 측으로 유동할 수 있게 해준다. 따라서 유량조절밸브(300)의 유량 조절 기능이 더욱 안정적으로 수행될 수 있고, 유량조절밸브(300)를 통과하는 온수의 급격한 환수 압력 증가로 인한 부품의 손상이나 파손의 위험이 줄어든다.

도 2 및 도 3, 도 10 내지 도 13을 참조하면, 밸브 액츄에이터(400)는 난방 제어부(140)에 의해 제어되어 유량조절밸브(300)를 작동시킨다. 밸브 액츄에이터(400)는 액츄에이터 하우징(410)과, 구동부(420)와, 동력전달유닛(430)과, 클러치(455)와, 조절 노브(460)와, 센서부(465)와, 액츄에이터 스위치부(470)와, 액츄에이터 제어부(475)를 포함한다.

액츄에이터 하우징(410)은 액츄에이터 하우징 베이스(411)와, 액츄에이터 하우징 베이스(411)와 결합되어 액츄에이터 하우징 베이스(411)의 상부를 덮는 액츄에이터 하우징 커버(414)를 포함한다. 액츄에이터 하우징(410)의 내부 공간에는 구동부(420) 등이 설치된다. 액츄에이터 하우징 베이스(411)에는 액츄에이터 하우징 베이스(411)를 관통하는 액츄에이터 하우징 연결구(412)가 마련되고, 액츄에이터 하우징 커버(414)에는 액츄에이터 하우징 커버(414)를 관통하는 액츄에이터 하우징 개구(415)가 구비된다.

액츄에이터 하우징 커버(414)의 외면에는 조절 노브(460)의 조작 위치를 사용자가 확인할 수 있도록 하는 하우징 마크부(417)가 구비된다. 액츄에이터 하우징(410)은 하우징 결합부재(419)를 통해 밸브 하우징(310)과 견고하게 결합될 수 있다. 하우징 결합부재(419)는 도시된 것과 같이 액츄에이터 하우징(410)에 결합되어 밸브 하우징(310)에 나사 결합되는 너트 구조 등 액츄에이터 하우징(410)과 밸브 하우징(310)을 결합시킬 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있다.

구동부(420)는 액츄에이터 하우징(410)의 내측에 배치되어 유량조절밸브 조립체(200)의 밸브 플러그 조립체(350)를 작동시키기 위한 구동력을 발생한다. 구동부(420)의 구동력은 동력전달유닛(430)을 통해 밸브 플러그 조립체(350)로 전달된다.

동력전달유닛(430)은 구동부(420)와 연결되도록 액츄에이터 하우징(410)의 내측에 배치된다. 동력전달유닛(430)은 구동부(420)와 연결되는 구동기어(431)와, 구동기어(431)의 회전에 연동하는 동력전달부재(435)와, 동력전달부재(435)와 함께 회전하는 밸브 조작부재(443)를 포함한다.

구동기어(431)는 구동부(420)로부터 구동력을 제공받아 회전하도록 구동부(420)와 연결된다. 구동기어(431)는 동력전달부재(435)와 기어 연결되어 구동부(420)의 구동력을 동력전달부재(435)에 전달한다. 구동기어(431)는 동력전달부재(435)와 기어 연결되거나, 또는 동력전달부재(435)와 기어 연결 해제될 수 있도록 구동부(420)와 동력전달부재(435) 사이에 이동 가능하게 배치된다. 구동기어(431)는 구동기어 지지 스프링(433)에 의해 탄력적으로 지지된다. 구동기어 지지 스프링(433)은 구동부(420)와 구동기어(431) 사이에 배치되어 구동기어(431)에 대해 동력전달부재(435)와 기어 연결되는 방향으로 탄성력을 가한다. 따라서 구동기어(431)는 외력이 가해지지 않으면 구동기어 지지 스프링(433)의 탄성력에 의해 동력전달부재(435)와 기어 연결된 상태를 유지할 수 있다.

동력전달부재(435)는 동력전달부재 바디(436)와, 동력전달부재 바디(436)의 일측에 구비되는 메인 기어부(437)와, 동력전달부재 바디(436)의 다른 일측에 구비되는 서브 기어부(438)와, 동력전달부재 바디(436)의 내측에 구비되는 동력전달부재 가이드(439)를 포함한다. 동력전달부재 바디(436)는 유량조절밸브 조립체(200)에 구비되는 가동 서포트(362)의 회전 중심축과 같은 회전 중심축을 갖도록 액츄에이터 하우징(410) 내측에 회전 가능하게 배치된다. 동력전달부재 바디(436)는 양단이 개방된 중공의 원통 구조로 이루어진다. 메인 기어부(437)는 동력전달부재 바디(436)의 일단부에 구비되어 구동기어(431)와 기어 연결된다. 서브 기어부(438)는 동력전달부재 바디(436)의 타단부에 구비되어 연결기어(451)와 기어 연결된다. 연결기어(451)는 동력전달부재(435)와 조절 노브(460)를 동력 전달 가능하게 연결하는 것으로, 동력전달부재 바디(436)의 회전 중심축과 평행한 회전 중심축을 갖도록 액츄에이터 하우징(410) 내측에 회전 가능하게 배치된다. 동력전달부재 가이드(439)는 동력전달부재 바디(436)의 일단부 내측에 홈 형태로 마련된다. 동력전달부재 바디(436)의 외면 일측에는 센싱 인디케이터(441)가 구비된다. 센싱 인디케이터(441)는 센서부(465)가 감지할 수 있는 형태로 마련된다.

밸브 조작부재(443)는 동력전달부재(435)와 함께 회전할 수 있도록 동력전달부재(435)와 결합되며, 동력전달부재(435)의 회전력을 밸브 플러그 조립체(350)의 가동 서포트(362)에 전달할 수 있도록 가동 서포트(362)와 연결된다. 밸브 조작부재(443)는 조작부재 바디(444)와, 조작부재 바디(444)의 일단에 구비되는 조작부재 헤드(445)를 포함한다. 조작부재 헤드(445)는 조작부재 바디(444)의 폭보다 큰 폭으로 확장된 모양으로 이루어진다. 조작부재 바디(444)는 액츄에이터 하우징(410)의 액츄에이터 하우징 연결구(412)를 통과하여 밸브 하우징(310) 측으로 연장됨으로써 가동 서포트(362)와 결합된다.

조작부재 바디(444)의 외면 일측에는 조작부재 가이드(446)가 구비된다. 조작부재 가이드(446)는 홈 형태의 동력전달부재 가이드(439)에 대응하는 돌기 형태로 이루어진다. 조작부재 가이드(446)는 동력전달부재 가이드(439)와 상대 이동 가능하게 맞물린다. 동력전달부재 가이드(439)와 조작부재 가이드(446)의 작용으로 밸브 조작부재(443)는 동력전달부재(435)에 대해 상대 이동은 가능하되 동력전달부재(435)에 대한 상대 회전이 제한되도록 동력전달부재(435)와 결합된 상태를 유지할 수 있다. 따라서 동력전달부재(435)가 회전하면 밸브 조작부재(443)도 함께 회전하게 된다.

조작부재 바디(444)의 타단에는 조작부재 결합부(447)가 구비된다. 조작부재 결합부(447)는 가동 서포트(362)의 서포트 결합홈(367)에 삽입된다. 조작부재 결합부(447)는 그 단면 형상이 다각형 모양으로 이루어지고, 서포트 결합홈(367)은 조작부재 결합부(447)의 단면 형상에 대응하는 형상으로 이루어진다. 따라서 조작부재 결합부(447)는 가동 서포트(362)와 맞물려 상대 회전이 제한되며, 가동 서포트(362)에 대해 상대 이동은 가능하다. 따라서 밸브 조작부재(443)의 회전력이 가동 서포트(362)에 그대로 전달될 수 있다.

도면에는 조작부재 결합부(447)의 단면 형상이 다각형 모양으로 이루어지는 것으로 나타냈으나, 조작부재 결합부(447)는 다각형 이외의 다양한 비원형 형상으로 이루어질 수 있다. 그리고 서포트 결합홈(367)은 조작부재 결합부(447)의 형상에 따라 조작부재 결합부(447)가 맞물릴 수 있는 다양한 다른 형상을 가질 수 있다.

이러한 밸브 조작부재(443)는 조작부재 가압 스프링(449)에 의해 탄력적으로 지지된다. 조작부재 가압 스프링(449)은 일단이 밸브 조작부재(443)의 조작부재 헤드(445)에 접하고 타단이 조절 노브(460)에 접함으로써 밸브 조작부재(443)에 대해 가동 서포트(362) 측으로 탄성력을 가한다. 조작부재 가압 스프링(449)의 탄성력에 의해 밸브 조작부재(443)는 안정적으로 가동 서포트(362)와 맞물린 상태를 유지할 수 있다.

클러치(455)는 구동기어(431)를 가압할 수 있도록 액츄에이터 하우징(410)의 내측에 이동 가능하게 배치되는 클러치 바디(456)와, 클러치 바디(456)와 결합되어 액츄에이터 하우징(410)의 외부로 연장되는 클러치 노브(457)를 포함한다. 클러치 노브(457)는 적어도 일부가 액츄에이터 하우징(410)의 외부로 노출됨으로써 사용자 조작이 가능하다. 사용자가 클러치 노브(457)를 액츄에이터 하우징(410)의 내측 방향으로 가압하면 클러치 바디(456)가 구동기어(431)를 밀게 된다. 이때, 구동기어(431)가 동력전달부재(435)의 메인 기어부(437)로부터 이격되어 동력전달부재(435)에 대한 동력 전달이 끊어진다.

클러치(455)에 의해 동력전달부재(435)에 대한 동력 전달이 끊어진 상태에서 동력전달부재(435)는 조절 노브(460)에 의해 수동으로 조작될 수 있다. 조절 노브(460)는 적어도 일부가 액츄에이터 하우징(410)의 외측으로 노출되도록 액츄에이터 하우징(410)에 회전 가능하게 배치되는 노브 바디(461)와, 노브 바디(461)에 일체로 구비되는 노브 기어(462)를 포함한다. 노브 바디(461)의 외면에는 사용자 조작을 위한 노브 돌기(463)가 돌출 구비된다. 노브 기어(462)는 연결기어(451)와 기어 연결되며, 조절 노브(460)는 연결기어(451)를 통해 동력전달부재(435)와 동력 전달 가능하게 연결된다. 따라서 사용자가 조절 노브(460)를 조작함에 따라 동력전달부재(435)가 회전하게 되며, 이와 연동하여 유량조절밸브(300)의 밸브 플러그(351)가 움직이게 된다. 따라서 유량조절밸브(300)에 대한 수동 조작이 가능하다.

조절 노브(460)를 이용한 밸브 액츄에이터(400)의 수동 조작 시, 사용자는 액츄에이터 하우징(410)의 하우징 마크부(417)를 보고 유량조절밸브(300)의 개도량을 원하는 크기로 조절할 수 있다. 즉, 하우징 마크부(417)에는 조절 노브(460)의 회전 방향으로 따라 유량조절밸브(300)의 개도량을 나타내는 눈금 또는 마크가 구비될 수 있고, 사용자는 조절 노브(460)를 해당 눈금 또는 마크의 위치까지 회전시킴으로써 유량조절밸브(300)를 통과하는 온수의 유량을 원하는 크기로 조절할 수 있다.

센서부(465)는 동력전달부재(435)의 회전 각도를 검출할 수 있도록 액츄에이터 하우징(410)의 내측에 설치된다. 센서부(465)는 동력전달부재(435)에 구비되는 센싱 인디케이터(441)를 감지할 수 있는 복수의 센서(466)를 포함한다. 동력전달부재(435)의 회전에 따라 복수의 센서(466)가 센싱 인디케이터(441)를 감지하여 감지 신호를 발생함으로써 동력전달부재(435)의 회전 각도 검출이 가능하다. 센서부(465)의 센서(466)로는 동력전달부재(435)의 회전에 따라 전기적 신호를 발생할 수 있는 다양한 종류가 이용될 수 있다.

액츄에이터 스위치부(470)는 사용자 조작에 따른 유량조절밸브(300)의 개도량 조절을 위한 것으로, 사용자에 의해 조작될 수 있는 복수의 스위치(471)를 포함한다. 스위치(471)는 사용자 조작을 위해 액츄에이터 하우징(410)의 외면에 배치되는 스위치 노브(472)를 구비한다. 스위치(471)는 스위치 노브(472)의 조작에 따라 온/오프 신호를 발생하여 액츄에이터 제어부(475)에 송신한다.

액츄에이터 제어부(475)는 센서부(465)로부터 스위치 신호를 수신하여 구동부(420)를 제어할 수 있다. 액츄에이터 제어부(475)는 조작되는 스위치(471)의 개수에 따라 유량조절밸브(300)의 개도량이 변화하도록 구동부(420)를 제어할 수 있다. 즉, 액츄에이터 제어부(475)는 복수의 스위치(471) 중에서 온 신호를 발생하는 스위치(471)의 개수에 비례하여 밸브 플러그(351)의 이동량이 변하도록 구동부(420)를 제어하게 된다.

예를 들어, 도시된 것과 같이 열 개의 스위치(471)가 구비되는 경우, 액츄에이터 제어부(475)는 스위치(471) 하나 당 유량조절밸브(300)의 개도량이 10%씩 증가하도록 구동부(420)를 제어할 수 있다. 액츄에이터 제어부(475)는 모든 스위치(471)가 오프 상태일 때 밸브 플러그(351)가 밸브 오리피스(317)를 완전히 차폐하도록 구동부(420)를 제어하고, 모든 스위치(471)가 온 상태일 때, 유량조절밸브(300)의 개도량이 100%가 되도록 구동부(420)를 제어할 수 있다.

또한, 액츄에이터 제어부(475)는 난방 제어부(140)의 밸브 제어기(145)로부터 제어 신호를 수신함으로써, 사용자 설정에 따라 구동부(420)를 작동시켜 유량조절밸브(300)의 개도량을 조절할 수 있다.

이와 같이, 밸브 액츄에이터(400)는 난방 제어부(140)의 제어 신호에 의한 자동 작동 모드, 조절 노브(460)에 의한 수동 작동 모드, 액츄에이터 스위치부(470)에 의한 반자동 모드 등 다양한 작동 모드로 동작할 수 있다. 도면에 나타내지는 않았으나, 밸브 액츄에이터(400)는 작동 모드 전환을 위한 스위치, 또는 입력부를 구비할 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 온수 난방시스템(100)은 온수를 배수하기 위한 배수관(155)과, 온수를 배수하기 위한 배수관(155)을 통한 온수의 유동을 단속하기 위한 배수밸브 조립체(500)를 더 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 배수관(155)은 복수의 난방관(120)을 통과하는 온수를 배수할 수 있도록 환수 헤더(130)에 연결된다. 배수밸브 조립체(500)는 배수관(155)에 연결되는 배수밸브(510)와, 배수밸브(510)를 작동시키는 배수밸브 구동기(520)를 포함한다. 배수밸브(510)는 배수관(155)에 연결되어 배수관(155)을 통한 온수의 유동을 단속할 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있고, 배수밸브 구동기(520)는 배수밸브(510)의 구조 등에 따라 배수밸브(510)를 작동시킬 수 있는 다양한 구조를 취할 수 있다.

배수밸브 구동기(520)는 난방 제어부(140)에 의해 제어되어 배수밸브(510)의 내부 유로가 개폐되도록 배수밸브(510)를 작동시킬 수 있다. 난방 제어부(140)는 온수 난방시스템(100)의 난방 운전이 시작되는 때나, 난방 운전 중에 배수밸브 조립체(500)를 작동시켜 배수관(155)을 통해 적절량의 온수를 배수시킴으로써 난방관(120)에 유입된 온수 중의 공기를 제거시킬 수 있다.

난방 제어부(140)는 사전 설정된 데이터에 따라 배수관(155)을 통한 온수의 배수 시간을 조절하도록 배수밸브 구동기(520)를 제어할 수 있다. 하나의 난방관(120) 전체에 담긴 온수의 양과, 임의의 시간 동안 배수관(155)으로 배수되는 온수의 양은 구할 수 있으므로, 하나의 난방관(120) 전체에 담긴 온수를 배수관(155)을 통해 모두 배수하기 위한 배수 시간은 계산될 수 있다.

따라서 난방 제어부(140)는 복수의 난방관(120) 각각에 연결되는 난방관 유동조절밸브 조립체(124) 중에서 난방관(120)의 유로를 개방하도록 작동한 난방관 유동조절밸브 조립체(124)의 개수에 비례하여 배수관(155)을 통한 온수의 배수 시간이 증가하도록 배수밸브 조립체(500)를 제어함으로써, 각 난방관(120)으로 유입된 온수를 사전 설정된 양만큼 배수시킬 수 있다. 그리고 난방관(120)으로 유입된 온수를 일정량씩 배수시킴으로써, 온수 중의 함유된 공기의 제거가 가능하고, 온수 중의 공기로 인한 난방 효율 저하 및 소음 발생의 문제점을 줄일 수 있다.

배수관(155)을 통해 온수를 보다 정확한 양만큼 배수하기 위해 배수관(155)에는 온수의 유량을 검출할 수 있는 유량 검출기가 설치될 수 있다. 또한, 급수관(110)에서 환수관(135)까지의 온수 유동 경로 중에는 온수 중의 공기를 검출할 수 있는 공기 검출기가 설치될 수 있다. 이 경우, 공기 검출기의 검출 신호에 따라 배수밸브 조립체(500)를 제어함으로써, 공기가 함유된 온수가 공급될 때 해당 온수를 온수 유동 경로에서 배수시키는 것이 가능하다.

이하, 본 발명의 일실시예에 따른 온수 난방시스템(100)의 작용에 대하여 설명한다.

급수관(110)을 통해 외부에서 공급되는 온수는 급수 헤더(115)를 거쳐 복수의 난방관(120)으로 분기되어 각 난방 존(H)로 공급된다. 이때, 난방 제어부(140)가 사용자 설정에 따라 난방관 유동조절밸브 조립체(124)와 유량조절밸브 조립체(200)의 동작을 제어함으로써, 복수의 난방관(120) 중에서 온수가 공급되는 난방관(120)이 선택되고, 난방관(120)을 통해 유동하는 온수의 유량이 조절된다.

온수 난방시스템(100)의 난방 운전이 시작될 때 또는 난방 운전 중의 어느 시점에서 난방 제어부(140)는 난방관(120)으로 유입된 온수를 일정량 배수관(155)을 통해 배수시킬 수 있도록 배수밸브 조립체(500)의 동작을 제어한다. 난방 제어부(140)가 배수밸브 조립체(500)를 작동시켜 배수관(155)을 통해 일정량의 온수를 배수시킴으로써, 온수 중의 함유된 공기를 제거할 수 있고, 온수 중의 공기로 인한 난방 효율 저하 및 소음 발생의 문제점을 줄일 수 있다.

난방 제어부(140)의 세대 조절기(141) 또는 밸브 제어기(145)로부터 유량조절밸브 조립체(200)로 제어 신호가 전달될 때, 밸브 액츄에이터(400)의 구동부(420)가 제어 신호에 따라 제어된다. 구동부(420)가 작동할 때, 구동부(420)의 구동력이 구동기어(431)와 동력전달부재(435) 및 밸브 조작부재(443)를 통해 가동 서포트(362)에 전달되며, 가동 서포트(362)의 나사 운동으로 밸브 플러그(351)를 움직이게 된다. 이때 밸브 플러그(351)가 밸브 시트부(316)에 가까워지거나 멀어짐에 따라 밸브 하우징(310) 내부 유로의 개도량이 조절되고, 밸브 오리피스(317)를 통한 온수의 유량이 변하게 된다.

난방관(120)을 통과한 온수가 유량조절밸브(300)를 통과하여 배출되는 과정에서 유량조절밸브(300)로 유입되는 온수의 유량이 급격하게 증가하는 경우, 보조 유량조절유닛(370)이 급격하게 증가하는 환수 압력을 완충하고, 밸브 오리피스(317) 측으로 유동하는 온수의 유속을 안정화시키게 된다.

한편, 밸브 액츄에이터(400)에 의해 유량조절밸브(300)의 개도량이 조절된 상태에서, 난방이 이루어지는 난방 존(H)의 수가 줄어드는 등의 이유로 급수관(110)으로 공급되는 온수의 압력이 증가할 수 있다. 이때, 바이패스관(150)을 통해 급수관(110)과 연결된 다이아프램 하우징(330) 내부의 제 2 챔버(335)의 압력도 증가하게 된다. 제 2 챔버(335)의 압력이 밸브 오리피스(317)와 연결되는 제 1 챔버(334)의 압력보다 커지면, 제 1 챔버(334)와 제 2 챔버(335) 간의 압력 차이로 다이아프램(340)이 탄성 변형되면서 밸브 플러그(351)를 밸브 시트부(316)에 측으로 이동시킨다. 밸브 플러그(351)가 밸브 시트부(316)에 접근함에 따라 밸브 하우징(310) 내부 유로의 개도량이 감소하고, 밸브 하우징(310)을 통과하는 온수의 유량이 감소하게 되어 난방관(120)을 따라 유동하는 온수의 전체 유량이 감소하게 된다. 따라서 온수 난방시스템(100)에서 온수의 유량이 안정화될 수 있다.

한편, 난방 운전 중에 사용자는 난방 제어부(140)와 밸브 액츄에이터(400) 간의 통신이 끊기는 경우나, 또는 필요에 따라 액츄에이터 스위치부(470)의 스위치(471)를 조작하여 유량조절밸브(300)의 개도량을 조절할 수 있다. 또한, 사용자는 정전 등 비상 상황이나, 필요에 따라 클러치(455)를 이용하여 구동부(420)의 동력 전달을 끊은 상태에서 조절 노브(460)를 이용하여 유량조절밸브(300)의 개도량을 수동으로 조절할 수 있다.

상술한 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 온수 난방시스템(100)은 사용자 설정에 따라 난방 존(H)을 효율적으로 난방하는데 필요한 최적 유량의 온수가 방으로 공급될 수 있도록 유량조절밸브(300)의 개도량을 실시간으로 조절함으로써, 효율적인 난방 운전이 가능하고, 에너지 낭비를 줄일 수 있으며, 난방비를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 온수 난방시스템(100)은 난방 부하의 변화나 온수의 유동 저항 등의 이유로 온수의 유동 압력이 급격하게 변하더라도 온수를 적절 압력 및 적절 유량으로 유동하도록 자동 조절할 수 있다. 따라서 종래에 비해 안정적인 난방 운전이 가능하고, 난방 효율을 증대시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 온수 난방시스템(100)은 난방관(120)으로 온수가 공급될 때, 배수밸브 조립체(500)가 작동하여 배수관(155)을 통해 적절량의 온수를 배수시킴으로써, 온수 중의 함유된 공기를 제거할 수 있고, 온수 중의 공기로 인한 난방 효율 저하 및 소음 발생의 문제점을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 온수 난방시스템(100)은 정전 등 전기적 제어가 불가능한 비상 상황에서 사용자에 의한 수동 조작이 가능하여, 사용 안전성이 우수하다.

또한, 본 발명에 따른 온수 난방시스템(100)은 세대 조절기(141)를 통한 제어, 홈 오토 서버(142)를 통한 제어, 통합 관리 서버(143)를 통한 제어, 조절 노브(160)를 통한 제어, 스위치(470)를 통한 제어 등 상황에 따라 다양한 방식으로 온수 난방시스템을 제어할 수 있어 사용 편의성을 증대시킬 수 있다.

이상, 본 발명에 대해 바람직한 예를 들어 설명하였으나 본 발명의 범위가 앞에서 설명되고 도시되는 형태로 한정되는 것은 아니다.

예를 들어, 도면에는 난방 운전 시 일정량의 온수를 배수하기 위한 배수관(155)이 환수 헤더(130)에 연결되는 것으로 나타냈으나, 배수관(155)은 환수 헤더(130) 이외에 급수관(110)에서 환수관(135)까지의 온수 유동 경로 중 다양한 위치에 연결될 수 있다.

또한, 도면에는 보조 유량조절유닛(370)이 설치되는 연결 유로(319)가 밸브 유입구(313)를 따라 유입되는 온수의 유동 방향에 대해 경사지게 배치되는 것으로 나타냈으나, 연결 유로(319)의 위치나 배치 각도는 다양하게 변경될 수 있다.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

100 : 온수 난방시스템 110 : 급수관
115 : 급수 헤더 120 : 난방관
122 : 공급조절밸브 124 : 난방관 유동조절밸브 조립체
130 : 환수 헤더 135 : 환수관
140 : 난방 제어부 141 : 세대 조절기
142 : 홈 오토 서버 143 : 통합 관리 서버
144 : 온도 조절기 145 : 밸브 제어기
150 : 바이패스관 155 : 배수관
200 : 유량조절밸브 조립체
300 : 유량조절밸브 310 : 밸브 하우징
311 : 베이스 하우징 316 : 밸브 시트부
317 : 밸브 오리피스 330 : 다이아프램 하우징
331 : 다이아프램 하우징 베이스 332 : 다이아프램 하우징 커버
333 : 차압 챔버 334 : 제 1 챔버
335 : 제 2 챔버 340 : 다이아프램
350 : 밸브 플러그 조립체 351 : 밸브 플러그
356 : 플러그 스템 362 : 가동 서포트
370 : 보조 유량조절유닛 371 : 유닛 바디
376 : 유닛 거름망체 378 : 유닛 헤드
385 : 유닛 캡 400 : 밸브 액츄에이터
410 : 액츄에이터 하우징 411 : 액츄에이터 하우징 베이스
414 : 액츄에이터 하우징 커버 420 : 구동부
430 : 동력전달유닛 431 : 구동기어
435 : 동력전달부재 443 : 밸브 조작부재
451 : 연결기어 455 : 클러치
460 : 조절 노브 465 : 센서부
466 : 센서 470 : 액츄에이터 스위치부
471 : 스위치 475 : 액츄에이터 제어부
500 : 배수밸브 조립체 510 : 배수밸브
520 : 배수밸브 구동기

Claims (20)

1. 온수를 각 세대로 공급하기 위한 급수관;
   상기 급수관을 통해 공급되는 온수를 각 세대에 구비되는 복수의 난방 존으로 분배할 수 있도록 상기 급수관과 연결되는 급수 헤더;
   상기 난방 존으로 온수를 가이드 하기 위해 상기 급수 헤더에 연결되는 복수의 난방관;
   상기 난방관을 통과한 온수를 환수할 수 있도록 상기 복수의 난방관과 연결되는 환수 헤더;
   상기 환수 헤더로 환수되는 온수를 각 세대로부터 배출시킬 수 있도록 상기 환수 헤더에 연결되는 환수관;
   상기 환수관을 통해 환수되는 온수의 유량을 조절하기 위해 상기 환수관에 연결되는 유량조절밸브 조립체;
   상기 복수의 난방관을 통과하는 온수를 배수할 수 있도록 상기 환수 헤더 또는 상기 환수관에 연결되는 배수관;
   상기 배수관을 통한 온수의 유동을 단속할 수 있도록 상기 배수관에 연결되는 배수밸브 조립체;
   상기 난방관의 유로를 통한 온수의 유동을 단속할 수 있도록 상기 난방관에 연결되는 복수의 난방관 유동조절밸브 조립체; 및
   상기 유량조절밸브 조립체와 상기 배수밸브 조립체와 상기 복수의 난방관 유동조절밸브 조립체를 제어하는 난방 제어부;를 포함하며,
   상기 난방 제어부는 상기 복수의 난방관 중에서 상기 난방관 유동조절밸브 조립체가 열림 동작하여 온수의 유동이 이루어지는 난방관의 개수에 따라 상기 배수관을 통한 온수의 배수량이 증가하도록 상기 배수밸브 조립체를 제어하거나, 온수의 유동이 이루어지는 난방관의 개수에 비례하여 상기 배수관을 통한 온수의 배수 시간이 증가하도록 상기 배수밸브 조립체를 제어하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 난방 제어부는,
   상기 유량조절밸브 조립체 및 배수밸브 조립체에 대한 제어 신호를 발생하는 세대 조절기와,
   각 세대에 홈 오토메이션 서비스를 제공하기 위해 상기 세대 조절기와 통신하면서 상기 유량조절밸브 조립체 및 배수밸브 조립체에 대한 제어 신호를 발생하는 홈 오토 서버와,
   상기 세대 조절기를 통해 상기 유량조절밸브 조립체 및 배수밸브 조립체를 제어할 수 있도록 복수의 세대에 설치되는 세대 조절기와 각각 통신하는 통합 관리 서버를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
   
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 유량조절밸브 조립체는,
   일측에 온수가 유입되는 밸브 유입구가 구비되고, 다른 일측에 온수가 배출되는 밸브 배출구가 구비되며, 상기 밸브 유입구와 상기 밸브 배출구 사이에 배치되고 상기 밸브 유입구와 상기 밸브 배출구를 연결하는 밸브 오리피스가 마련된 밸브 시트부를 포함하는 밸브 하우징과,
   상기 밸브 오리피스를 개폐할 수 있도록 상기 밸브 하우징의 내측에 가동적으로 배치되는 밸브 플러그를 구비하는 밸브 플러그 조립체와,
   상기 밸브 하우징과 결합되어 상기 밸브 플러그에 구동력을 제공하는 밸브 액츄에이터를 포함하고,
   상기 밸브 액츄에이터는,
   상기 밸브 하우징에 결합되는 액츄에이터 하우징과,
   상기 액츄에이터 하우징의 내측에 배치되는 구동부와,
   상기 구동부와 상기 밸브 플러그를 동력 전달 가능하게 연결하는 동력전달유닛과,
   상기 액츄에이터 하우징의 외면에 배치되는 스위치 노브를 구비하고, 상기 스위치 노브의 조작에 따른 스위치 신호를 발생하는 복수의 스위치와,
   상기 스위치로부터 스위치 신호를 수신하여 상기 구동부를 제어하는 액츄에이터 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 액츄에이터 제어부는 상기 복수의 스위치 중에서 사용자에 의해 조작되는 스위치의 개수에 비례하여 상기 밸브 플러그의 이동량이 변하도록 상기 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 스위치는 상기 스위치 노브의 조작에 따라 온/오프 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 동력전달유닛은,
   상기 구동부로부터 구동력을 제공받아 회전하도록 상기 액츄에이터 하우징의 내측에 배치되는 구동기어와,
   상기 액츄에이터 하우징의 내측에 회전 가능하게 배치되는 동력전달부재 바디와, 상기 구동기어와 기어 연결되도록 상기 동력전달부재 바디의 일측에 구비되는 메인 기어부와, 동력전달부재 가이드를 갖는 동력전달부재와,
   상기 액츄에이터 하우징의 내측에서 상기 밸브 하우징 측으로 연장되어 상기 밸브 플러그와 연결되고, 상기 동력전달부재 가이드와 상대 이동 가능하게 맞물리는 조작부재 가이드를 구비하여 상기 동력전달부재에 대해 상대 이동하되 상기 동력전달부재에 대한 상대 회전이 제한되는 밸브 조작부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 동력전달부재는 상기 동력전달부재 바디의 다른 일측에 구비되는 서브 기어부를 포함하고,
    상기 밸브 액츄에이터는,
    적어도 일부가 상기 액츄에이터 하우징의 외측으로 노출되도록 상기 액츄에이터 하우징에 회전 가능하게 결합되는 노브 바디와, 상기 서브 기어부와 기어 연결되도록 상기 노브 바디의 일측에 구비되는 노브 기어를 구비하는 조절 노브를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
    
11. 제9항에 있어서,
    상기 구동기어는 상기 메인 기어부로부터 이격될 수 있도록 상기 액츄에이터 하우징의 내측에 이동 가능하게 배치되고,
    상기 밸브 액츄에이터는,
    상기 구동기어에 대해 상기 메인 기어부와 기어 연결되는 방향으로 탄성력을 가하는 구동기어 지지 스프링과,
    상기 구동기어를 상기 메인 기어부로부터 이격시키는 방향으로 가압할 수 있도록 상기 액츄에이터 하우징의 내측에 이동 가능하게 배치되는 클러치 바디와, 적어도 일부가 상기 액츄에이터 하우징의 외부로 노출되도록 상기 클러치 바디와 연결되는 클러치 노브를 갖는 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
    
12. 제9항에 있어서,
    상기 밸브 액츄에이터는,
    상기 동력전달부재 바디의 외면에 구비되는 센싱 인디케이터와,
    상기 센싱 인디케이터를 통해 상기 동력전달부재의 회전 각도를 검출할 수 있도록 상기 액츄에이터 하우징의 내측에 배치되는 센서부를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
    
13. 제6항에 있어서,
    상기 밸브 하우징은, 상기 밸브 유입구와 상기 밸브 오리피스를 연결하는 연결 유로를 구비하고,
    상기 유량조절밸브 조립체는,
    상기 연결 유로를 통한 온수의 유량을 조절하기 위해 상기 밸브 하우징에 설치되는 보조 유량조절유닛을 포함하며,
    상기 보조 유량조절유닛은,
    상기 밸브 유입구와 상기 연결 유로를 연결하는 유닛 바디 개구를 구비하고, 상기 연결 유로 중에 배치되는 유닛 바디와,
    상기 밸브 유입구로 유입되는 온수의 압력에 의해 상기 유닛 바디 속으로 밀릴 수 있도록 상기 유닛 바디 개구에 이동 가능하게 배치되는 유닛 헤드와,
    상기 밸브 유입구로 유입되는 온수가 유입될 수 있도록 상기 유닛 헤드의 측부에 상기 유닛 헤드의 이동 방향으로 연장 형성되는 유닛 헤드 통로와,
    상기 유닛 헤드에 대해 상기 유닛 바디로부터 돌출되는 방향으로 탄성력을 가하도록 상기 유닛 바디의 내측에 배치되는 유닛 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
    
14. 제13항에 있어서,
    상기 유닛 헤드 통로는 상기 유닛 헤드가 상기 유닛 바디 속으로 진입하는 방향으로 그 폭이 점진적으로 확대되는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
    
15. 제13항에 있어서,
    상기 유닛 바디의 내측에는 상기 유닛 헤드 통로로 유입되는 온수가 유입되는 유닛 바디 유로가 구비되고, 상기 유닛 바디의 측부에는 상기 유닛 바디 유로와 상기 밸브 오리피스를 연결하는 유닛 바디 통로가 마련되며,
    상기 밸브 오리피스와 상기 유닛 바디의 사이에는 온수 속의 이물질을 걸러낼 수 있는 유닛 거름망체가 배치되는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
    
16. 제15항에 있어서,
    상기 유닛 바디 통로는 상기 유닛 바디 속으로 진입하는 상기 유닛 헤드에 의해 가려질 수 있도록 상기 유닛 헤드가 상기 유닛 바디 속으로 진입하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
    
17. 제16항에 있어서,
    상기 유닛 바디 통로는 상기 유닛 헤드가 상기 유닛 바디 속으로 진입하는 방향으로 그 폭이 점진적으로 감소하는 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
    
18. 제13항에 있어서,
    상기 밸브 하우징에는 상기 연결 유로와 연결되는 밸브 하우징 개구가 마련되고,
    상기 보조 유량조절유닛은,
    상기 밸브 하우징 개구를 개폐할 수 있도록 상기 밸브 하우징에 분리 가능하게 결합되어 상기 유닛 바디를 지지하는 유닛 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
    
19. 제6항에 있어서,
    상기 유량조절밸브 조립체는,
    상기 밸브 오리피스와 연결되도록 상기 밸브 하우징의 내측에 마련되는 차압 챔버와,
    상기 차압 챔버에 배치되어 상기 차압 챔버를 제 1 챔버와 제 2 챔버로 구획하고, 상기 제 1 챔버와 상기 제 2 챔버 간의 압력 차이에 의해 탄성 변형되어 상기 밸브 플러그를 움직일 수 있도록 상기 밸브 플러그와 연결되는 다이아프램과,
    상기 밸브 오리피스와 상기 제 1 챔버를 연결하도록 상기 밸브 플러그의 내측에 구비되는 플러그 유로와,
    상기 급수관을 통해 공급되는 온수를 상기 제 2 챔버로 바이패스시키기 위해 상기 제 2 챔버와 연결되도록 상기 밸브 하우징에 구비되는 바이패스 유로를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.
    
20. 제19항에 있어서,
    상기 밸브 플러그 조립체는,
    상기 다이아프램을 탄성 변형시킬 수 있도록 상기 밸브 하우징에 나사 운동 가능하게 결합되며, 상기 밸브 액츄에이터로부터 회전력을 제공받을 수 있도록 일단이 상기 밸브 액츄에이터와 결합되고 타단이 상기 제 2 챔버에 배치되는 가동 서포트와,
    상기 가동 서포트의 내측에 가동적으로 배치되되, 일단이 상기 다이아프램에 구비되는 다이아프램 관통구를 관통하여 상기 밸브 플러그와 결합되는 플러그 스템과,
    상기 밸브 플러그에 대해 상기 밸브 시트부로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 가하기 위해 상기 플러그 스템을 탄력적으로 지지하도록 상기 가동 서포트의 내측에 배치되는 플러그 지지 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 난방시스템.

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