KR20030015731A - 축열식 온풍기와 그 제어방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 축열시의 에너지를 절감할 수 있는 축열식 온풍기와 그 제어방법에 관한 것으로, 축열재의 축열 온도를 설정하는 온도조절부와, 축열재의 온도를 감지하는 온도감지부와, 축열재의 온도에 따라 축열량을 산출하는 축열량산출부와, 축열량 산출부에 의해 산출된 정보를 저장하는 저장부와, 그 정보에 따라 히터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하고, 축열재에 열을 축열하고, 축열된 열을 이용하여 난방을 행하며, 사용된 열량만을 축열재에 보충함으로써, 난방에 사용한 열량 만큼만을 보충하므로 축열시간을 단축할 수 있으며 그에 따라 축열시의 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 축열식 온풍기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축열 에너지를 절감할 수 있는 축열식 온풍기와 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 축열식 난방기는 심야의 값싼 전기를 이용하여 축열재에 일정열을 축적하고 축열재에 축적된 열을 방열하는 장치로서 온풍기, 보일러 등에 사용되고 있다.
도 1은 종래의 축열식 온풍기의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 축열식 온풍기는 전체동작을 제어하기 위한 제어부(20)와, 사용자로부터 정보를 입력받는 입력부(10)와, 축열재(미도시)를 가열하기 위한 히터(40)와, 제어부(20)의 제어에 따라 히터(40)를 구동하는 히터구동부(30)와, 송풍을 위한 팬(60)과, 제어부(20)의 제어에 따라 팬을 구동하는 팬구동부(50)로 구성된다.
도 2는 종래의 축열식 온풍기의 제어방법을 설명하기 위한 제어흐름도이다.
도 2를 참조하면, 제어부(20)는 심야시간대인지를 판단(S10)한다. 단계(S10)의 판단결과 심야시간대일 경우 축열을 하기 위해 제어부(20)는 히터구동부(30)를 제어하여 히터(40)를 가열한다(S20). 이때 기계식 온도조절기(미도시)에 의해 온도를 설정하고 히터(40)를 가열함에 따라 축열이 이루어진다(S30).
단계(S10)에서 심야시간대가 아닐 경우 제어부(20)는 히터구동부(30)를 제어하여 히터(40)를 오프시킨다(S40). 그리고 제어부(20)는 입력부(10)를 통하여 입력되는 정보에 따라 팬구동부(50)를 제어하여 팬(60)을 작동시켜 주간방열을 실시한다(S50).
상기한 종래의 축열식 온풍기는 통상 오후 10시부터 오전 8시까지 설정되는 심야시간대에 히터(40)를 가열하여 축열하고, 주간에는 축열된 열량을 이용하여 난방을 실시한다. 이때 실내의 온도에 따라 사용하는 난방량이 변화하게 되고, 사용열량이 변화한다. 즉, 실내온도에 따라 축열식 온풍기의 가동 후 남아있는 잔여열량에 차이가 있으며 매일 축열이 이루어진다.
그러나 전술한 종래의 축열식 온풍기는 남아있는 잔여열량에 관계없이 상기 심야시간대동안 지속적인 히터작동에 의한 축열 동작이 이루어짐으로써 전기에너지를 많이 소비하는 단점이 있었다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 축열시의 에너지를 절감할 수 있는 축열식 온풍기와 그 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 종래의 축열식 온풍기의 구성을 설명하기 위한 개략적인 블록도.
도 2는 종래의 축열식 온풍기의 제어방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명에 따른 축열식 온풍기의 구성을 설명하기 위한 설명도.
도 4는 본 발명에 따른 축열식 온풍기의 구성을 설명하기 위한 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 축열식 온풍기의 제어방법을 설명하기 위한 메인 흐름도.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 축열식 온풍기의 제어방법을 설명하기 위한 서브 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110:축열재 120:히터
130:팬 140:토출구
210:입력부 220:온도감지부
230:온도조절부 240:타이머
250:제어부 260:히터구동부
270:팬구동부 280:축열량산출부
290:저장부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 축열식 온풍기는 축열재의 축열 온도를 설정하는 온도조절부와, 축열재의 온도를 감지하는 온도감지부와, 축열재의 온도에 따라 축열량을 산출하는 축열량산출부와, 축열량 산출부에 의해 산출된 정보를 저장하는 저장부와, 그 정보에 따라 히터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명에 따른 축열식 온풍기의 제어방법은 축열재에 열을 축열하는 초기축열단계와, 축열된 열을 이용하여 난방을 행하는 주간방열단계와, 주간방열단계에서 사용된 열량만을 축열재에 보충하는 사용열량 보충단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 축열식 온풍기의 구성을 설명하기 위한 설명도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 축열식 온풍기(100)는 그 내부에 축열재(110)인 마그네사이트 브릭(Magnesite Brick)이 다단으로 설치되고, 축열재(110)의 내부에는 축열재(110)를 가열하기 위한 히터(120)가 소정간격으로 매설 설치된다.
축열식 온풍기(100)의 내부 일측에는 공기를 순환시키기 위한 팬(130)이 설치되고, 팬(130)에 의해 순환되는 공기를 외부로 토출하는 토출구(140)가 축열식 온풍기(100)의 전면하단에 설치된다. 상기 토출구(140)의 설치위치는 변경가능하다.
도 4는 본 발명에 따른 축열식 온풍기의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 축열식 온풍기(100)는 전체동작을 제어하는 제어부(250)를 구비하고, 사용자로부터 작동명령을 입력받는 입력부(210)가 제어부(250)에 접속되고, 축열재(110)의 축열온도를 검출하는 온도감지부(220)와, 축열재(110)의 축열온도를 설정하는 온도조절부(230)가 제어부(250)와 전기적으로 접속된다. 또한 축열재(110)를 가열하는 히터(120)를 구동하는 히터구동부(260)와, 팬(130)을 구동하는 팬구동부(270)가 제어부(250)와 접속된다.
또한 본 발명에 따른 축열식 온풍기(100)는 현재시간의 측정을 위한 타이머(240)를 포함하고, 상기 온도감지부(220)를 통하여 감지된 축열재(110)의 축열온도에 기초하여 축열된 열량을 산출하는 축열량 산출부(280)와, 운영프로그램 및 축열 데이터를 저장하는 저장부(290)가 제어부(250)와 접속된다.
이하에서는 본 발명에 따른 축열식 온풍기의 제어방법을 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 축열식 온풍기의 제어방법을 설명하기 위한 메인흐름도이다. 도 6a 내지 도 6c는 본 발명에 따른 축열식 온풍기의 제어방법을 설명하기 위한 서브흐름도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 축열식 온풍기의 제어방법은 크게 나누어 초기축열단계(S100), 주간방열단계(S300) 및 사용열량 보충단계(S500)로 이루어진다.
도 6a는 상기 초기축열단계(S100)를 설명하기 위한 서브흐름도이다. 도 6a를 참조하면, 사용자는 축열식 온풍기(100)의 축열조건을 설정한다(S110). 축열조건을 설정하기 위해 사용자는 입력부(210)를 통하여 축열 동작시간을 입력한다. 축열시간은 심야전기 사용시간으로서 통상 오후 10시부터 오전 8시까지이며 변경이 가능하여 축열 동작시간 범위이내에서만 축열 동작이 일어난다. 또한 사용자는 온도조절부(230)를 통하여 축열재(110)의 축열온도를 입력한다. 이에 따라 입력부(210)와 온도조절부(230)는 사용자가 입력한 데이터를 제어부(250)로 전송한다.
제어부(250)는 타이머(240)를 통하여 현재의 시간이 사용자가 설정한 축열시간, 즉 심야시간대 인지를 판단한다(S120). 단계(S120)에서 현재의 시간이 심야시간대라고 판단되면 제어부(250)는 히터구동부(260)를 제어하여 히터(120)를 작동시킨다(S130). 이에 따라 히터(120)에 전원이 인가되고 히터(120)는 발열을 한다. 히터(120)에서 발생된 열은 축열재(110)에 축열된다.
제어부(250)는 온도감지부(220)를 통하여 축열재의 온도를 측정한다(S140). 축열재(110)의 온도측정 후 제어부(250)는 그 측정된 온도가 온도조절부(230)를 통해 설정된 설정온도이상인지를 판단한다(S150). 단계(S150)에서 측정된 온도가 설정온도 이상이 아니라고 판단되면 제어부(250)는 현재 시간이 심야시간일 경우 계속적으로 히터(120)가 작동되도록 히터구동부(260)를 제어한다.
단계(S150)에서 측정된 온도가 설정온도 이상이라고 판단되면 제어부(250)는 히터구동부(260)를 제어하여 히터(120)의 작동을 중지시킨다(S160). 이때 축열량산출부(280)는 제어부(250)의 제어에 따라 현재 축열재(110)에 축열된 열량, 즉 축열량을 산출하고 저장부(290)에 저장(S170)하고 리턴한다.
제어부(250)는 초기발열단계(S100) 후 온풍기가 작동하는지를 판단한다(S200). 단계(S200)에서 제어부(2650)는 축열식 온풍기(100)의 작동을 판단하기 위해 입력부(210)를 통하여 작동명령이 입력되는지를 판단한다(S200). 단계(S200)에서 작동명령이 입력된다고 판단되면 주간방열단계(S300)를 실시한다.
도 6b는 상기 주간방열 동작(S300)을 설명하기 위한 서브흐름도이다.
도 6b를 참조하면, 제어부(250)는 팬구동부(270)를 제어하여 팬(130)을 작동시킨다(S310). 팬(130)이 작동된 후 제어부(250)는 온도감지부(220)를 통하여 축열재(110)의 온도를 측정한다(S320). 제어부(250)는 측정된 축열재(110)의 온도정보를 축열량 산출부(280)로 전송한다. 축열량 산출부(280)는 현재 축열재(110)의 온도정보와 저장부(290)에 저장되어 있는 축열량 정보에 따라 잔여열량을 산출한다(S330). 그리고 축열량 산출부(280)는 산출된 잔여열량은 저장부(290)에 저장한다(S340).
그리고 제어부(250)는 축열식 온풍기(100)의 정지 명령이 입력되는지를 판단한다(S350). 이때 상기 정지명령은 사용자가 입력부(210)를 통하여 정지명령을 입력하거나, 사용자가 설정한 예약정지 혹은 실내온도에 따른 자동 정지를 포함한다.
단계(S350)에서 상기 정지명령이 입력되지 않는다고 판단되면 제어부(250)는 팬구동부(270)를 제어하여 팬(130)을 계속 작동시킨다. 그러나 단계(S350)에서 상기 정지명령이 입력된다고 판단되면 제어부(250)는 팬구동부(270)를 제어하여 팬(130)의 작동을 정지시킨다(S360). 그리고 제어부(260)는 저장부(290)에 저장된 데이터에 기초하여 사용열량을 산출하여 저장부(290)에 저장하고(S370) 리턴한다.
제어부(250)는 타이머(240)를 통하여 현재의 시간이 전술한 심야시간대인지를 판단한다(S400). 단계(S400)에서 현재의 시간이 심야시간대라고 판단되면 제어부(250)는 사용열량보충단계(S500)를 실시한다.
도 6c는 상기 사용열량 보충 단계(S500)를 설명하기 위한 서브흐름도이다.
도 6c를 참조하면, 제어부(250)는 저장부(290)에 저장되어 있는 사용열량에 관한 데이터에 기초하여 보충열량을 산출한다(S510). 제어부(250)는 산출된 보충열량 정보에 따라 히터(120)의 작동시간을 산출한다(S520). 단계(S520)에서 히터(120)의 작동시간이 산출되면 제어부(250)는 히터구동부(260)를 제어하여 히터(120)를 작동시킨다(S530).
이때 상기 히터(120)의 작동시기는 상기 히터작동시간 산출단계를 통해 산출된 시간을 미리 설정된 심야시간대의 종료시간으로부터 역으로 산출하여 결정된다. 즉, 3시간동안 히터(120)를 작동시키며, 심야전기 시간대가 오후 10시부터 오전 8시까지일 경우, 상기 히터(120)의 작동 시기는 오전 5시부터 3시간, 즉 오전 5시부터 8시까지가 된다.
히터(120) 작동 후 제어부(250)는 히터가 작동 완료했는지를 판단한다(S540). 단계(S540)에서 히터(120)의 작동완료 판단하기 위해 단계(S520)에서 산출된 히터(120)의 작동시간이 완료되었는지를 판단한다.
단계(S540)에서 히터(120)의 작동이 시간이 경과하지 않음으로써 히터(120)가 작동 완료되지 않았다고 판단되면 제어부(250)는 히터구동부(260)를 제어하여히터(120)를 계속 작동시킨다(S530).
단계(S540)에서 히터(120)의 작동시간이 경과함으로써 히터(120)가 작동 완료되었다고 판단되면 제어부(250)는 히터구동부(260)를 제어하여 히터(120)를 오프시키고(S550) 리턴한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 축열식 온풍기와 그 제어방법에 의하면, 주간에 사용한 열량 만큼만을 보충하므로 축열시간을 단축할 수 있으며 그에 따라 축열시의 전기에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.
Claims (8)
- 히터와, 히터에서 발생되는 열을 축적하는 축열재를 포함하는 축열식 온풍기 에 있어서,상기 축열재의 축열 온도를 설정하는 온도조절부와,상기 축열재의 온도를 감지하는 온도감지부와,상기 축열재의 온도에 따라 축열량을 산출하는 축열량산출부와,상기 축열량 산출부에 의해 산출된 정보를 저장하는 저장부와,상기 정보에 따라 상기 히터의 작동을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 온풍기.
- 제 1 항에 있어서,상기 축열량산출부는 축열동작시에는 축열량을 실시간으로 산출하여 상기 저장부에 저장하며, 사용시에는 잔여열량을 산출하여 상기 저장부에 저장하는 것을 특징으로 하는 축열식 온풍기.
- 제 1 항에 있어서,상기 제어부는 상기 정보에 따라 보충열량과 그에 따른 상기 히터의 작동시간을 산출하고 축열 동작시 상기 작동시간에 따라 상기 히터를 구동하는 것을 특징으로 하는 축열식 온풍기.
- 히터와, 히터에서 발생되는 열을 축적하는 축열재를 포함하는 축열식 온풍기의 제어방법에 있어서,상기 축열재에 열을 축열하는 초기축열단계와,상기 축열된 열을 이용하여 난방을 행하는 주간방열단계와,상기 주간방열단계에서 사용된 열량만을 상기 축열재에 보충하는 사용열량 보충단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 온풍기의 제어방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 초기축열단계는,상기 축열재의 축열 온도를 설정하는 설정단계와, 미리 설정된 심야시간대인지를 판단하는 시간판단단계와, 상기 미리 설정된 심야시간대일 경우 히터를 구동하여 상기 축열재에 열을 축열하는 축열단계와, 상기 축열재의 온도와 상기 설정단계에서 설정된 축열온도를 비교판단하는 온도판단단계와, 상기 온도판단단계의 결과 상기 축열재의 온도가 상기 설정단계에서 설정된 축열온도 이상일 경우 상기 히터를 오프시키는 히터오프단계와, 상기 축열재에 축열된 축열량을 산출하는 축열량 산출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 온풍기의 제어방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 주간방열단계는, 팬을 구동하여 난방을 행하는 송풍단계와, 상기 축열재의 온도를 측정하여 잔여열량을 산출하는 잔여량 산출단계와, 난방중지 명령이 입력되면 상기 팬을 정지시키는 난방중지단계와, 난방중지 후 사용된 열량을 산출하는 사용열량 산출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 온풍기의 제어방법.
- 제 4 항에 있어서,상기 사용열량 보충단계는, 상기 사용된 열량에 따른 보충열량을 산출하는 보충량 산출단계와, 상기 보충열량에 따른 상기 히터의 작동시간을 산출하는 히터작동시간 산출단계와, 상기 히터의 작동시간만큼 히터를 작동시켜 상기 축열재에 열을 보충하는 보충단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 축열식 온풍기의 제어방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 히터의 작동시기는 상기 히터작동시간 산출단계를 통해 산출된 시간을 미리 설정된 심야시간대의 종료시간으로부터 역으로 산출하여 결정되도록 하는 것을 특징으로 하는 축열식 온풍기의 제어방법.
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