KR200225579Y1 - 인공지능형 냉난방 환수 온도 제어시스템 - Google Patents

Abstract

전자식 온도 감지센서가 장착된 환수조절밸브와 마이컴을 이용하여 연료를 크게 절감시키고, 냉난방시 항상 일정한 바닥 및 실내 온도를 유지함으로써 사용자가 보다 더 쾌적한 환경에서 생활할 수 있도록 한 인공지능형 냉난방 환수 온도 제어시스템이 개시되어 있다. 본 고안의 인공지능형 냉난방 환수 온도 제어시스템은 다양한 감지센서를 마이컴을 통해 제어하고, 특히 마이컴에 내장된 교류전력선 통신장치와 환수조절밸브에 내장된 교류전력선 원격제어장치에 의해 중앙제어를 가능하게 하며, 전화, 모뎀, 및 개인용 컴퓨터를 통해 원격제어를 가능하게 하기 때문에, 에너지절감 효과가 크고, 시스템을 설치하기 위한 공사비를 절감할 수 있고, 공사기간을 크게 단축할 수 있으며, 사용자의 편의성을 크게 향상시키는 데 특징이 있다.

Description

인공지능형 냉난방 환수 온도 제어시스템{A FUZZY TEMPERATURE CONTROL SYSTEM OF A RETURN WATER FOR COOLING AND HEATING OPERATION}

본 고안은 인공지능형 냉난방 환수 온도 제어시스템에 관한 것으로, 특히 전자식 온도 감지센서가 장착된 환수조절밸브와 마이컴을 이용하여 연료를 크게 절감할 수 있고, 냉난방시 항상 일정한 바닥 및 실내 온도를 유지함으로써 사용자가 보다 더 쾌적한 환경에서 생활할 수 있게 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도 제어시스템에 관한 것이다.

일반적으로 실내온도 조절기는 온도 감지방식에 따라 실내온도 감지방식과 환수온도 감지방식으로 대별된다. 전자의 실내온도 감지방식은 실내 기온을 감지하여 난방온수 순환량을 조절하여 실내온도를 유지하는 것으로, 조절기가 실내에 있어 기본적으로 조작상의 편리한 점은 있으나, 감지되는 온도폭이 체감온도에 따르지 못하고 감지부를 대표실에 설치할 경우 다른 방과의 온도 차가 커서 전반적인 온도 유지가 곤란하다. 또한, 온돌구조에서 온수 순환량 변화 후 실내온도 변화까지의 반응시간이 매우 늦으므로 동일 실내에서도 실내온도의 진폭이 큰 단점이 있다.

아울러, 후자의 환수온도 감지방식은 환수온도를 감지하기 때문에 방바닥 온도변화에 대한 조절반응이 빠르고 온도 진폭이 매우 작다. 각 방의 합류된 환수 온도를 감지하여 조절되므로 각각의 방이 평균적인 온도를 유지하고 온돌문화를 가지는 한국주택에 적합한 장점은 있으나, 조절기가 밸브몸체와 일체로 구성되어 싱크대 밑에 있는 분배기실에 있으므로 조작이 불편하다.

도 1은 종래의 수온감지식 조절밸브의 내부구조를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 수온감지식 밸브는 하부에 입구포트(12)가 형성된 입수관(11)과 상부에 출구포트(22)가 형성된 배수관(21)으로 이루어진 밸브 몸체(1)를 포함한다. 상기 입수관(11)과 배수관(21)사이에는 밸브스템(30)이 장착되는데, 상기 밸브스템(30)에는 상기 출구포트(22)를 개폐하기 위한 디스크(17)가 일체로 형성되어 있다. 상기 디스크(17)의 상부에는 수온감지센서(25)가 설치되어 난방수의 온도를 직접 감지하고, 그 하부에는 바이어스 스프링(15)이 설치되어 상기 디스크(17)를 상방으로 밀어올리는 작용을 한다. 또한, 온도조절핸들(19)과 표시부(27)가 상기 밸브스템(30)의 상단에 장착되어, 사용자가 실내 온도를 조절할 수 있도록 함과 동시에 사용자가 온도 설정상태를 쉽게 파악할 수 있도록 하였다.

상기에 언급된 조절밸브(1)는 수온감지센서(25)가 난방을 하고 복귀하는 환수의 온도를 감지하여 온수의 양을 조절하는 것으로, 상기 수온감지센서(25)는 형상기억합금으로 제작되기 때문에, 환수의 온도에 따라 체적변화를 일으켜 팽창 및 수축이 가능하다. 만약, 환수의 온도가 설정온도보다 높을 경우에는 상기 수온감지센서(25)가 팽창하게 되고, 디스크(17)가 하방으로 이동하여 출구포트(22)를 서서히 밀폐시키게 된다. 한편, 환수의 온도가 설정온도보다 낮을 경우에는 상기 수온감지센서(25)가 수축하게 되고, 디스크(17)가 바이어스 스프링(15)의 복원력에 의해 상방으로 이동하여 출구포트(22)를 개방시키게 된다. 이와 같은 밸브의 개폐조절로 난방수의 유량이 조절되어 설정된 온도를 일정하게 유지시켜 주는 것이다.

그러나, 상기에 언급된 종래의 수온감지식 조절밸브는 온도 감지 반응시간이 길고, 수온감지센서(25)가 형상기억합금으로 제작되었기 때문에 시간이 지남에 따른 피로현상이 발생하여 센싱 기능을 최적으로 할 수 없을 뿐만 아니라 그로인한 밸브 개폐조절 기능이 저하된다는 문제점이 발생하였다.

또한, 일반적으로 물에는 여러 종류의 부유물들, 특히 석회분과 같은 부유물들이 함유되어 있고, 이러한 부유물들은 배관내에 침전되거나 부품들에 안착됨으로써 난방수의 흐름을 방해하거나 부품들의 작동을 방해할 수 있다. 즉, 종래의 수온감지식 조절밸브는 석회분과 같은 부유물들이 바이어스 스프링과 밸브스템 사이에 퇴적되어 밸브가 작동되지 않는 문제점이 있었다.

아울러, 종래의 냉난방 제어시스템은 원격제어 및 중앙제어를 할 경우 배선 공사 등의 공사비가 많이 들게 되고, 공사기간도 장기화 되는 단점이 있었다.

본 고안의 목적은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 전자식 온도 감지센서와 마이컴을 구비하여 난방수의 온도를 신속 정확하게 감지함으로써 냉난방 시에 일정한 실내 온도를 유지하여 사용자가 쾌적한 환경을 유지할 수 있도록 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템을 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 전화, 모뎀 및 개인용 컴퓨터 통신장치등과 연결시켜 외부로부터의 원격제어 및 중앙제어를 가능케하고, 교류전력선 통신장치 및 교류전력선 원격제어장치 등을 사용하여 환수 조절밸브와 마이컴이 직접통신을 함으로써, 배선공사를 제거할 수 있고 공사기간을 단축할 수 있는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템을 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 실내 온도 조절기능을 가지고 있기 때문에 기존의 개별 난방에도 사용할 수 있고, 실내에 인체 감지센서를 설치하여 사람의 유무를 판별하여 자동으로 냉난방 상태를 제어하고, 실외온도감지센서에 의해 외부온도를 감지하여 과도한 냉난방을 절제시킴으로써 에너지 절감효과를 극대화시키는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 수온감지식 조절밸브의 내부구조를 도시한 도면.

도 2는 본 고안에 따른 냉난방 환수 온도제어시스템의 회로도.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 환수조절밸브가 개방된 상태를 도시한 도면.

도 4는 도 3의 환수조절밸브가 폐쇄된 상태를 도시한 도면.도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 환수조절밸브가 개방된 상태를 도시한 도면.도 6은 도 5의 환수조절밸브가 폐쇄된 상태를 도시한 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 환수조절밸브 210,215 : 교류입력원

220 : 정전압 전원공급장치 230 : 통신연결장치

240 : 표시부 250 : 온도 및 시간설정버튼

260 : 온도감지회로 270 : 리모콘 제어장치

280 : 환수조절밸브 제어장치 290 : 펌프 제어장치

300 : 마이컴 310 : 리모콘

320 : 전자식 온도감지센서 330 : 리모콘센서

340 : 교류전력선 통신장치 350 : 교류전력선 원격제어장치

360 : 실내인체감지회로 370 : 실내인체감지센서

380 : 데이타 유지장치 390 : 실외온도감지센서

400 : 펌프

본 고안의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따른 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템은 교류입력원에 연결되어 다수의 소자에 정전압을 제공하는 정전압 전원공급장치; 소자 전체를 제어하기 위한 마이컴; 외부의 통신장비로부터의 데이타를 상기 마이컴에 전달하기 위해 상기 마이컴에 내장된 통신연결장치; 정전시에 상기 마이컴에 기록된 모든 설정 값 및 데이타를 유지하기 위해 상기 마이컴에 장착된 데이타 유지장치; 사용자의 선택에 따라 온도를 설정하고 작동개시시간 및 작동종료시간을 설정하기 위한 온도 및 시간 설정버튼; 외부의 온도를 감지하기 위한 실외온도감지센서; 상기 실외온도감지센서로부터 감지된 신호를 수신하여 상기 마이컴에 전송하는 온도감지회로; 환수의 유동량을 조절하기 위해 환수용 배관의 일측에 설치되는 환수조절밸브; 상기 환수조절밸브의 개폐를 제어하기 위해 상기 마이컴에 장착된 환수조절밸브 제어장치; 난방용 물을 공급하는 펌프를 제어하기 위해 상기 마이컴에 장착된 펌프제어장치; 상기 환수조절밸브를 유동하는 환수의 온도 및 제어프로그램의 설정상태를 디스플레이하기 위한 표시부; 리모콘에 의해 공급된 신호를 수신하기 위해 실내에 장착된 리모콘센서; 및 상기 리모콘센서로부터의 신호를 상기 마이컴에 데이타화 하여 제공하기 위해 상기 마이컴에 장착된 리모콘 제어장치를 포함한다.

선택적으로, 본 고안의 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템은 실내에 사용자가 있는지 없는지를 감지하기 위해 장착되는 실내인체감지센서와 상기 실내인체감지센서로부터 감지된 신호를 마이컴에 전송하기 위한 실내인체감지회로를 더 포함한다.

아울러, 본 고안의 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템은 상기 환수조절밸브에 내장되는 교류전력선 원격제어장치 및 상기 교류전력선 원격제어장치와 통신을 하기 위해 상기 마이컴에 내장되는 교류전력선 통신장치를 더 포함한다.

또한, 상기 환수조절밸브는 상부에 센서 삽입부가 일체로 형성되고 하부에 나사홀이 형성된 입수관; 상기 입수관과 대향하여 동축상에 형성된 하우징; 상기 입수관과의 일체형 결합에 의해 환수통로를 형성하고, 상기 입수관의 종축방향에 대해 소정각도로 기울어진 벤딩부를 구비하며, 상기 하우징 측면에 접하여 설치된 배수관; 난방 후 복귀하는 환수의 온도를 직접 감지하기 위해 상기 입수관의 센서 삽입부에 탈착가능하게 나사결합되고, 일단에 센서 감지부를 구비하는 전자식 온도감지센서; 및 상기 환수통로를 통해 유동하는 환수량을 조절하기 위해 상기 하우징 내에 설치되는 유량조절장치를 포함한다.

이때, 상기 유량조절장치는 상기 마이컴으로부터의 제어명령에 따라 위치를 제어하기 위한 위치제어단자가 내장된 모터; 상기 모터에 일체로 형성된 연결축; 상기 연결축에 결합되어 상기 모터의 구동력에 의해 회전하는 원형치차; 및 상기 원형치차와 맞물리는 랙이 형성된 몸체와 상기 몸체의 일단에 일체로 형성된 개폐구를 구비하는 유량조절부재를 포함한다.한편, 본 고안의 다른 실시예에 따른 환수조절밸브는 상부에 센서 삽입부가 일체로 형성되고 하부에 나사홀이 형성된 입수관; 상기 입수관과의 일체형 결합에 의해 환수통로를 형성하고, 상기 입수관과 대향하여 동축상에 형성된 배수관; 상기 입수관 및 배수관의 종축에 대해 직각방향으로 상기 환수통로의 상부에 일체로 형성된 하우징; 난방 후 복귀하는 환수의 온도를 직접 감지하기 위해 상기 입수관의 센서 삽입부에 탈착가능하게 나사결합되고, 일단에 센서 감지부를 구비하는 전자식 온도감지센서; 및 상기 환수통로를 통해 유동하는 환수량을 조절하기 위해 상기 하우징 내에 설치되는 유량조절장치를 포함한다.이때, 상기 유량조절장치는 상기 마이컴으로부터의 제어명령에 따라 위치를 제어하기 위한 위치제어단자가 내장된 모터; 상기 모터에 일체로 형성된 연결축; 상기 연결축에 결합되어 상기 모터의 구동력에 의해 회전하는 원형치차; 및 상기 원형치차와 맞물리는 랙이 형성된 몸체와 상기 몸체의 일단에 일체로 형성된 개폐구를 구비하는 유량조절부재를 포함한다.

이하, 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 냉난방 환수 온도제어시스템의 회로도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 냉난방 환수 온도 제어시스템은 콘센트와 같은 교류입력원(210)으로부터 교류전원을 공급받아 직류로 전환시켜 상기 시스템내의 모든 장치에 전원을 정전압으로 공급해주는 정전압 전원공급장치 (220)와, 상기 시스템의 전체 소자를 제어하기 위한 마이컴(300)을 구비한다. 상기 마이컴(300)에는 통신연결장치(230)가 설치되어 있어 전화, 모뎀 및 개인용 컴퓨터와 같은 통신장비(235)를 상기 마이컴(300)을 연결시킴으로써, 사용자가 상기 통신장비(235)를 통해 냉난방 환수 온도제어시스템을 직접 조작하지 않고도 외부에서 용이하게 사용할 수 있게 한다. 상기 마이컴(300)에는 데이터 유지장치(380)가 내장되어 있어, 순간 정전 또는 전기공사 시의 정전에서도 현 상태의 모든 설정 값과 데이타를 유지할 수 있다. 바람직하게는, 데이타를 유지하기 위해 마이컴(300)에 이이피롬(EEPROM)이 내장되거나 외부에 이이피롬 또는 슈퍼콘데서를 장착하여 회로를 구성한다.

또한, 사용자가 쾌적한 환경 설정, 즉 바닥온도 및 실내온도를 최적으로 설정하고 원하는 작동시간을 설정할 수 있는 온도 및 시간 설정버튼(250)이 설치되어 있고, 그러한 최적의 온도 및 작동시간을 포함한 제어시스템과 관련된 모든 정보를 사용자가 쉽게 볼 수 있도록 하는 표시부(240)가 상기 냉난방 환수 온도제어시스템에 장착되어 있다.

상기 냉난방 환수 온도제어시스템에는 환수조절밸브(100)가 바닥 및 실내를 냉난방하고 복귀하는 냉난방수 배관(도시생략)의 소정부위에 장착되어, 유동되는 냉난방수의 양을 조절할 수 있다. 상기 환수조절밸브(100)는 상기 마이컴(300)에 내장된 환수조절밸브 제어장치(280)에 의해 제어된다. 상기 환수조절밸브(100)의 환수 입구측 상부에는 전자식 온도감지센서(320)가 배관 내부로 유입되는 환수와 직접 접촉하여 온도를 감지하고, 실외에는 실외온도감지센서(390)가 장착되어 실외의 온도를 감지한다. 이렇게 감지된 환수의 온도와 실외 온도는 온도감지회로(260)를 통해 마이컴(300)에 전송된다.

또한, 난방수에 사용할 물을 끌어올리기 위한 펌프(400)가 본 고안의 냉난방 환수 온도제어시스템에 설치되어 있고, 펌프제어장치(290)가 마이컴(300)에 장착되어 환수조절밸브(100)의 개폐량에 따라 상기 펌프(400)를 제어함으로써 상기 펌프(400)에 과부하가 걸리지 않도록 한다. 마이컴(300)에 내장된 리모콘 제어장치(270)에 의해 제어되는 리모콘센서(330)를 실내 적당한 장소에 설치함으로써, 사용자가 작동기기에 직접 가지 않아도 리모콘(310)으로 편리하게 환수 온도제어시스템을 작동시킬 수 있는 것이다.

선택적으로, 실내에 초음파, 고주파 또는 적외선을 이용한 실내인체감지센서 (370)를 설치하고 그로부터 감지된 감지신호를 마이컴(300)에 내장된 실내인체감지회로(360)로 전송하여, 실내에 사람이 있는지 없는지를 감지하고 사람이 없을 경우에는 본 고안의 환수 온도제어시스템의 모든 작동을 정지시킨다.

아울러, 교류전력선 원격제어장치(350)가 내부에 장착된 상기 환수조절밸브 (100) 자체가 교류입력원(215)에 직접 연결되고, 상기 교류전력선 원격제어장치 (350)와 통신을 하기 위한 교류전력선 통신장치(340)를 마이컴(300)에 장착한다. 상기 마이컴(300)은 별도의 교류입력원(210)에 연결되어 있다. 따라서, 상기 마이컴(300)은 중앙제어를 하고, 상기 환수조절밸브(100)는 냉난방을 하기 위한 방들에 개별적으로 장착될 수 있는 것이다.

도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 환수조절밸브가 개방된 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 환수조절밸브가 폐쇄된 상태를 도시한 도면이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 환수조절밸브(100)는 난방을 하고 복귀하는 환수의 입수관(135), 상기 입수관(135)에 대향하여 동축상에 형성된 하우징(169), 및 상기 하우징(169)의 측면에 접하여 설치된 배수관(125)을 포함한다. 상기 입수관(135)과 상기 배수관(125)의 연결부에는 환수통로(127)가 형성되고, 상기 배수관(125)은 상기 입수관(135)의 종축방향에 대해 소정각도로 기울어진 벤딩부(123)를 구비한다. 이때, 상기 벤딩부(123)는 상기 입수관(135)의 종축방향에 대해 45도의 각도로 기울어진 것이 바람직하며, 상기 입수관(135), 환수통로(127), 및 배수관(125)은 동일한 평면상에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 입수관(135)에는 그 상부에 센서 삽입부(153)가 일체로 형성되어 있으며, 상기 센서 삽입부(153)에는 전자식 온도감지센서(320)가 삽입된다. 상기 전자식 온도감지센서(320)는 환수와 직접 접촉하여 온도를 감지하는 센서 감지부(323)를 구비하고, 부유물의 퇴적을 방지하기 위해 세라믹 코팅된다. 이때, 상기 센서 감지부(323)는 신속하고 정확한 온도감지를 위해 입수관(135)의 중심부에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 입수관(135)의 하부에는 나사홀(143)이 형성되어 있고, 상기 나사홀(143)에 캡(140)이 탈착가능하게 결합되어 있다. 따라서, 환수의 부유물들이 적층되어 형성된 슬러지들을 상기 캡(140)을 탈거함으로써 용이하게 제거할 수 있는 것이다.

또한, 상기 환수통로(127)를 통해 유동하는 환수량을 조절하기 위해 상기 하우징(169) 내에는 유량조절장치(170)가 설치되어 있다. 상기 유량조절장치(170)는 모터(110), 원형치차(130), 및 유량조절부재(160)를 포함한다. 상기 모터(110)에는 마이컴(300)으로부터의 제어명령에 의해 상기 유량조절부재(160)의 위치를 제어하기 위한 위치제어단자(112)가 장착되어 있으며, 모터 구동 시 모터(110)에 일체로 형성된 연결축(133)에 의해 상기 원형치차(130)가 회전하게 된다. 상기 유량조절부재(160)는 일단에 상기 환수통로를 개폐시키는 개폐구(167)와 타단 상부에 상기 원형치차(130)와 맞물려 작동하는 랙(163)이 설치된 몸체(165)를 구비한다. 이때, 상기 개폐구(167)는 상기 벤딩부(123)와 동일하게 경사진 경사부(169)를 갖는다.한편, 본 고안의 다른 실시예에 따른 환수조절밸브(500)에 대하여 설명한다.도 5는 본 고안의 다른 실시예에 따른 환수조절밸브가 개방된 상태를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 환수조절밸브가 폐쇄된 상태를 도시한 도면이다.도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 고안의 다른 실시예에 따른 환수조절밸브(500)는 난방을 하고 복귀하는 환수의 입수관(535)과 상기 입수관(535)에 대향하여 동축상에 일체로 형성된 배수관(525)을 포함한다. 상기 입수관(535)과 상기 배수관(525)의 연결부에는 환수통로(524)가 형성되고, 하우징(527)은 상기 입수관(535) 및 배수관(525)의 종축에 대해 직각방향으로 상기 환수통로(524)의 상부에 일체로 형성된다.상기 입수관(535)에는 그 상부에 센서 삽입부(553)가 일체로 형성되어 있으며, 상기 센서 삽입부(553)에는 전자식 온도감지센서(520)가 삽입된다. 상기 전자식 온도감지센서(520)는 환수와 직접 접촉하여 온도를 감지하는 센서 감지부(523)를 구비하고, 부유물의 퇴적을 방지하기 위해 세라믹 코팅된다. 이때, 상기 센서 감지부(523)는 신속하고 정확한 온도감지를 위해 입수관(535)의 중심부에 위치하도록 설치되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 입수관(535)의 하부에는 나사홀(543)이 형성되어 있고, 상기 나사홀(543)에 캡(540)이 탈착가능하게 결합되어 있다. 따라서, 환수의 부유물들이 적층되어 형성된 슬러지들을 상기 캡(540)을 탈거함으로써 용이하게 제거할 수 있는 것이다.또한, 상기 환수통로(524)를 통해 유동하는 환수량을 조절하기 위해 상기 하우징(527) 내에는 유량조절장치(570)가 설치되어 있다. 상기 유량조절장치(570)는 모터(510), 원형치차(530), 및 유량조절부재(560)를 포함한다. 상기 모터(510)에는 마이컴(300)으로부터의 제어명령에 의해 상기 유량조절부재(560)의 위치를 제어하기 위한 위치제어단자(512)가 장착되어 있으며, 모터 구동 시 모터(510)에 일체로 형성된 연결축(533)에 의해 상기 원형치차(530)가 회전하게 된다. 상기 유량조절부재(560)는 일단에 상기 환수통로를 개폐시키는 개폐구(567)와 타단 상부에 상기 원형치차(530)와 맞물려 작동하는 랙(563)이 설치된 몸체(565)를 구비한다. 이때, 상기 개폐구(567)는 상기 유량조절부재(560)의 진행방향에 대해 45도의 각도로 기울어진 경사부(569)를 갖는다.

이하, 본 고안에 따른 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템의 동작에 대해 설명한다.

먼저, 본 고안의 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템이 작동되면, 온도감지센서(320)로부터 수온 또는 기온을 감지하여 온도감지회로(260)에서 순간적인 채터링(chattering)을 제거한 후 마이컴(300)에 내장된 A/D컨버터로 온도 값을 읽는다. 그 후에, 사용자가 설정버튼(250)을 통해 입력한 설정온도 값과 비교하여 마이컴(300)에서 피아이디(PID)연산을 함으로써, 실내의 냉난방 온도 또는 바닥온도를 일정하게 유지하도록 환수조절밸브 제어장치(280)를 통해 환수조절밸브(100)를 가변가능하게 제어한다. 또한, 실외온도감지센서(390)로부터 외부온도를 감지하여 감지된 신호를 온도감지회로(260)를 통해 마이컴(300)으로 전송함으로써, 사용자가 과열 또는 과냉과 같은 과도한 설정을 하더라도 마이컴(300)이 적절히 실내온도를 유지하여 에너지 절감 효과를 극대화 할 수 있다.

이때, 상기 환수조절밸브(100)는 전자식 온도감지센서(320)의 센서감지부 (323)가 환수와 직접 접촉하여 감지한 환수온도에 따라 마이컴(300)의 제어에 의해 개폐량이 조절된다. 만약, 환수온도가 상승하면, 마이컴(300)으로부터 제어명령을 받은 위치제어단자(112)에 의해 모터(110)가 소정범위만큼 구동하게 되고 연결축(133)에 의해 모터(110)에 연결된 원형치차(130)가 반시계방향으로 회전하게 된다. 따라서, 원형치차(130)와 맞물린 랙(163)이 직선운동하면서 상기 유량조절부재(160)가 상기 입수관(135)의 입구쪽으로 이동하게 되고, 상기 몸체(165)에 일체로 형성된 개폐구(167)가 상기 환수통로(127)를 폐쇄시키게 된다. 역으로, 환수온도가 하강하면, 구동모터의 구동에 의해 상기 원형치차(130)가 시계방향으로 회전하게 되고, 상기 개폐구(167)가 상기 환수통로(127)를 개방하게 된다.

상기 유량조절작동에 부가하여, 본 고안에 따른 환수조절밸브(100)는 캡(140)을 상기 나사홀(143)로부터 탈거함으로써 환수내의 부유물들의 슬러지를 제거할 수 있다. 아울러, 상기 전자식 온도감지센서(320)도 나사식으로 결합되어 있기 때문에, 센서감지부(323)가 이물질로 인해 감지능력이 저하되거나 고장이 났을 경우에 쉽게 분리하여 이물질을 제거하거나 교환할 수 있는 장점이 있고, 상기 전자식 온도감지센서(320)가 입수관(135)의 상부에 설치되어 있기 때문에, 상기 온도감지센서(320)의 탈거를 통해 관내에 발생할 수 있는 기포 발생을 쉽게 방지할 수도 있다.

아울러, 본 고안에 따른 환수조절밸브(100)에 있어서, 상기 입수관(135), 환수통로(127), 및 배수관(135)이 동일한 종축을 갖고 있고, 상기 벤딩부(123)가 상기 입수관(135)의 종축방향에 대해 45도의 각도로 기울어져 있기 때문에, 환수의 흐름이 원활하여 이물질 및 부유물이 쉽게 배출될 수 있고 수압의 충격을 감소시켜 고장발생률도 최소화시켰다.

표시부(240)는 전자식 온도감지센서(320)로부터 감지된 온도를 항상 디스플레이하다가, 사용자가 설정온도를 변경하기 위해 설정버튼(250)을 누를 때 변경되는 온도의 상태를 디스플레이한다. 만약, 사용자가 설정버튼(250)의 업(UP)버튼을 누르면, 한 번 누를 때마다 설정온도가 1℃씩 증가하며, 다운(DOWN)버튼을 누르면, 한 번 누를 때마다 설정온도가 1℃씩 감소한다. 사용자가 설정을 완료한 상태에서 일정시간동안 버튼의 입력이 이뤄지지 않으면 전자식 온도감지센서(320)의 온도를 표시부(240)에 디스플레이한다.

아울러, 시간 설정을 위하여 상기의 온도 설정방법과 유사하게, 설정버튼 (250)의 업버튼을 길게 누르면 작동개시시간을 설정할 수 있는 상태가 되고, 그 상태에서 업버튼 및 다운버튼에 의해 소정의 작동개시시간을 설정할 수 있다. 또한, 표시부(240)가 다시 전자식 온도감지센서(320)의 온도를 표시한 상태에서, 설정버튼(250)의 다운버튼을 길게 누르면, 작동종료시간을 설정할 수 있는 상태가 되고, 그 상태에서 업버튼 및 다운버튼에 의해 소정의 작동종료시간을 설정할 수 있다. 이렇게 하여 표시부(240)가 다시 전자식 온도감지센서(320)의 온도를 표시하면 시간설정이 끝난다. 상기에 언급된 바와 같이, 환수조절밸브(100)의 작동을 원하는 대로 개시 또는 종료시킬수 있어, 에너지 절감효과를 얻을 수 있는 것이다.

상기 표시부(240)에는 상기 전자식 온도감지센서(320)와 실외온도감지센서 (390)가 고장날 경우에 그 에러표시가 디스플레이됨으로써 온도제어시스템의 이상상태를 인식할 수 있게 된다.

또한, 전화, 모뎀 및 개인용 컴퓨터와 같은 통신장비(235)를 통해 외부에서 본 고안의 냉난방 환수 온도제어시스템에 연결을 시도하면, 상기 통신연결장치 (230)가 작동함으로써 마이컴(300)의 제어를 받는다. 즉, 원격제어 시에는, 외부에서 적합한 통신장비(235)를 통해 상기 환수조절밸브(100)를 작동시키거나 종료시킬 수 있고, 중앙제어 시에는, 각 방마다 개별적으로 설치된 환수조절밸브(100)를 각각 작동시키거나 종료시킬 수 있는 것이다.

한편, 실내에 설치된 실내인체감지센서(370)를 통해 실내에 사람이 있는지 없는 지를 감지한 후 실내인체감지회로(360)에서 판별함으로써, 상기 마이컴(300)이 환수조절밸브(100)를 제어한다. 즉, 실내에 사람이 없으면, 소정시간이 지난 후에 본 고안의 환수온도제어시스템이 작동을 중지하게 되어 에너지 절감 효과를 극대화 시킬 수 있다.

일반적으로, 개별 난방시에 기존의 밸브들은 과열 및 동결 시에 적절하게 대응할 수 없었지만, 본 고안에 따른 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템은 보일러가 과열 및 동결 상태에 있을 경우 전자식 온도감지센서(320)로부터 과열 및 동결상태의 온도를 감지하여 마이컴(300)을 통해 펌프제어장치(290)를 제어함으로써 펌프(400)를 구동시킨다. 또한, 난방을 위해 펌프(400)가 구동하고 있을 때, 상기 전자식 온도감지센서(320)의 감지온도가 설정온도에 다다르면, 상기 환수조절밸브(100)가 차단되어 보일러에 장착된 펌프(400)에 수압이 걸려 펌프에 손상되는 경우가 생기는데, 이를 방지하기 위해 펌프제어장치(290)가 상기 펌프(400)의 전원을 차단시키게 된다.

또한, 가정에 있는 콘센트와 같은 교류입력원(210)(215)을 이용하여 환수조절밸브(100)와 마이컴(300)간에 통신을 할 수 있도록 함으로써, 배선의 연결없이도 마이컴(300)이 상기 환수조절밸브(100)를 제어할 수 있고, 중앙에서 각각의 방에 있는 환수조절밸브(100)를 개별적으로 원격제어할 수 있게 된다.

즉, 교류입력원(210)에 연결된 마이컴(300)이 상기 교류전력선 통신장치 (340)에 제어명령을 내리면 별도의 교류입력원(215)에 연결된 교류전력선 원격제어장치(350)가 전력선을 통해 제어명령을 받아 상기 환수조절밸브(100)을 제어하게 된다. 이때, 상기 교류전력선 원격제어장치(350)는 밸브의 상태, 즉 감지된 온도 및 밸브의 개폐정도에 대한 데이타를 전력선을 통해 마이컴(300)으로 전송한다. 사용되는 주파수는 132.45KHZ로 반이중동기방식(FSK)으로 데이타 전송속도는 선택적으로 600bps, 1200bps, 2400bps를 채택하였다.

상기에 언급된 바와 같이, 교류전력선 통신장치(340) 및 교류전력선 원격제어장치(350)를 사용함으로써, 배선이 필요없게 되어 공사비와 공사기간을 크게 단축할 수 있게 된다.

이러한 모든 작동은 리모콘(310)에 의해 이루어질 수 있는데, 리모콘(310)이 적외선, 고주파(RF:Radio Frequency), 및 초음파를 이용하여 작동신호를 전송하면, 리모콘센서(330)에 의해 수신된 신호를 리모콘제어장치(270)를 통하여 데이타화하여 마이컴(300)에 전송한다. 따라서, 상기 마이컴(300)은 프로그램에 의한 처리로 상기 환수조절밸브(100)를 제어하게 되는 것이다.

상기 리모콘(310)은 단방향과 양방향 모드를 채택하였으며, 적외선 방식은 기존에 흔히 사용되는 32.75KHZ, 37KHZ, 38KHZ, 40KHZ, 56.8KHZ 대를 펄스 폭 변조를 하고, 고주파방식은 FM방식인 주파수 변조로 단방향과 양방향 모드를 채택하였고, 미약전파를 사용하며, 초음파방식은 단방향, 양방향 모드를 채택하였으며, 마찬가지로 기존에 흔히 쓰이는 20KHZ, 40KHZ의 주파수대를 이용하고 있다.

이러한 모든 기능들이 마이컴(300)을 통해 제어됨으로써, 사용자의 편의성을 크게 향상시켜 준다.한편, 본 고안이 다른 실시예에 따른 환수조절밸브(500)의 동작은 본 고안의 일 실시예에 따른 환수조절밸브(100)의 동작과 유사하다.

이와 같이, 본 고안에 따른 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템에 의해, 신속하고 정확하게 환수의 온도를 감지함으로써 항상 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있고, 실외온도를 감지하고 실내에 사람이 있는 지를 판단함으로써 에너지를 크게 절감할 수 있게 된다.

한편, 전술한 실시예는 단지 예시를 목적으로 한 것으로, 본 고안에 따른 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템은 이에 국한되지 아니하며, 본 고안의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능함은 물론이다.

상기에 언급된 바와 같이, 본 고안에 따른 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템은 전자식 온도감지센서를 장착한 환수조절밸브를 채용함으로써, 에너지를 크게 절감할 수 있고 사용자가 보다 쾌적한 환경을 유지할 수 있게 한다.

또한, 본 고안에 따른 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템은 교류전력선 통신장치 및 교류전력선 원격제어장치를 구비함으로써, 배선의 설치가 불필요하게 되어 시스템 설치시에 발생하는 공사비를 크게 절약할 수 있고, 공사기간도 상당히 단축할 수 있게 된다.

아울러, 본 고안에 따른 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템은 사용자가 리모콘을 사용할 수 있도록 함과 동시에 외부에서 전화, 모뎀 및 개인용 컴퓨터를 통해 시스템을 작동 및 중지시킬 수 있게 함으로써, 사용자의 편의를 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (13)

1. 교류입력원에 연결되어 다수의 소자에 정전압을 제공하는 정전압 전원공급장치;

   소자 전체를 제어하기 위한 마이컴;

   외부의 통신장비로부터의 데이타를 상기 마이컴에 전달하기 위해 상기 마이컴에 내장된 통신연결장치;

   정전시에 상기 마이컴에 기록된 모든 설정 값 및 데이타를 유지하기 위해 상기 마이컴에 장착된 데이타 유지장치;

   사용자의 선택에 따라 온도를 설정하고 작동개시시간 및 작동종료시간을 설정하기 위한 온도 및 시간 설정버튼;

   외부의 온도를 감지하기 위한 실외온도감지센서;

   상기 실외온도감지센서로부터 감지된 신호를 수신하여 상기 마이컴에 전송하는 온도감지회로;

   환수의 유동량을 조절하기 위해 환수용 배관의 일측에 설치되는 환수조절밸브;

   상기 환수조절밸브의 개폐를 제어하기 위해 상기 마이컴에 장착된 환수조절밸브 제어장치;

   난방용 물을 공급하는 펌프를 제어하기 위해 상기 마이컴에 장착된 펌프제어장치;

   상기 환수조절밸브를 유동하는 환수의 온도 및 제어프로그램의 설정상태를 디스플레이하기 위한 표시부;

   리모콘에 의해 공급된 신호를 수신하기 위해 실내에 장착된 리모콘센서; 및

   상기 리모콘센서로부터의 신호를 상기 마이컴에 데이타화 하여 제공하기 위해 상기 마이컴에 장착된 리모콘 제어장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.
2. 제 1항에 있어서, 실내에 사용자가 있는지 없는지를 감지하기 위해 장착되는 실내인체감지센서와 상기 실내인체감지센서로부터 감지된 신호를 마이컴에 전송하기 위한 실내인체감지회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.
3. 제 2항에 있어서, 상기 환수조절밸브에 내장되는 교류전력선 원격제어장치 및 상기 교류전력선 원격제어장치와 통신을 하기 위해 상기 마이컴에 내장되는 교류전력선 통신장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환수조절밸브는,

   상부에 센서 삽입부가 일체로 형성되고 하부에 나사홀이 형성된 입수관;

   상기 입수관과 대향하여 동축상에 형성된 하우징;

   상기 입수관과의 일체형 결합에 의해 환수통로를 형성하고, 상기 입수관의 종축방향에 대해 소정각도로 기울어진 벤딩부를 구비하며, 상기 하우징의 측면에 접하여 설치된 배수관;

   난방 후 복귀하는 환수의 온도를 직접 감지하기 위해 상기 입수관의 센서 삽입부에 탈착가능하게 나사결합되고, 일단에 세라믹 코팅된 센서 감지부를 구비하는 전자식 온도감지센서; 및

   상기 환수통로를 통해 유동하는 환수량을 조절하기 위해 상기 하우징 내에 설치되는 유량조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.
5. 제 4항에 있어서, 상기 유량조절장치는,

   상기 마이컴으로부터의 제어명령에 따라 위치를 제어하기 위한 위치제어단자가 내장된 모터;

   상기 모터에 일체로 형성된 연결축;

   상기 연결축에 결합되어 상기 모터의 구동력에 의해 회전하는 원형치차; 및

   상기 원형치차와 맞물리는 랙이 형성된 몸체와 상기 환수통로를 개폐하기 위해 상기 몸체의 일단에 일체로 형성된 개폐구를 구비하는 유량조절부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.
6. 제 5항에 있어서, 상기 입수관, 환수통로, 및 배수관이 동일한 평면상에 위치하는 것을 특징으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.
7. 제 6항에 있어서, 상기 벤딩부가 상기 입수관의 종축방향에 대해 45도 기울어진 것을 특징으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.
8. 제 7항에 있어서, 상기 유량조절부재의 개폐구는 상기 벤딩부와 동일하게 경사진 경사부를 갖는 것을 특징으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.
9. 제 8항에 있어서, 상기 전자식 온도감지센서의 센서 감지부가 상기 입수관의 중심부에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.
10. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환수조절밸브는,

    상부에 센서 삽입부가 일체로 형성되고 하부에 나사홀이 형성된 입수관;

    상기 입수관과의 일체형 결합에 의해 환수통로를 형성하고, 상기 입수관과 대향하여 동축상에 형성된 배수관;

    상기 입수관 및 배수관의 종축에 대해 직각방향으로 상기 환수통로의 상부에 일체로 형성된 하우징;

    난방후 복귀하는 환수의 온도를 직접 감지하기 위해 상기 입수관의 센서 삽입부에 탈착가능하게 나사결합되고, 일단에 세라믹 코팅된 센서 감지부를 구비하는 전자식 온도감지센서; 및

    상기 환수통로를 통해 유동하는 환수량을 조절하기 위해 상기 하우징 내에 설치되는 유량조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.
11. 제 10항에 있어서, 상기 유량조절장치는,

    상기 마이컴으로부터의 제어명령에 따라 위치를 제어하기 위한 위치제어단자가 내장된 모터;

    상기 모터에 일체로 형성된 연결축;

    상기 연결축에 결합되어 상기 모터의 구동력에 의해 회전하는 원형치차; 및

    상기 원형치차와 맞물리는 랙이 형성된 몸체와 상기 몸체의 일단에 일체로 형성된 개폐구를 구비하는 유량조절부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.
12. 제 11항에 있어서, 상기 개폐구는 상기 유량조절부재의 진행방향에 대해 45도의 각도로 기울어진 경사부를 갖는 것을 특지이으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.
13. 제 12항에 있어서, 상기 전자식 온도감지센서의 센서 감지부가 상기 입수관의 중심부에 위치하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 인공지능형 냉난방 환수 온도제어시스템.