KR20070019823A - System for controlling temperature of the interior and the floor of an underfloor-heating room simultaneously - Google Patents

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KR20070019823A
KR20070019823A KR1020050073754A KR20050073754A KR20070019823A KR 20070019823 A KR20070019823 A KR 20070019823A KR 1020050073754 A KR1020050073754 A KR 1020050073754A KR 20050073754 A KR20050073754 A KR 20050073754A KR 20070019823 A KR20070019823 A KR 20070019823A
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Abstract

본 발명은 온돌 난방의 온도 조절 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내온도 및 배관을 흐르는 온수온도에 따라 각 방으로 공급되는 온수의 유량을 제어하여 실내온도를 설정 온도로 유지함과 동시에 바닥 온도를 쾌적 범위대에 유지하여 재실자의 실내 환경의 쾌적성과 난방열 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 온돌 난방 공간의 실내 및 바닥온도 동시 조절 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control system of ondol heating, and more particularly, to control the flow rate of hot water supplied to each room according to the room temperature and the hot water temperature flowing through the pipe to maintain the room temperature at the set temperature and at the same time the floor temperature. The present invention relates to a system for simultaneously controlling indoor and floor temperatures of an ondol heating space, which can maintain comfort zones and minimize loss of heating energy and comfort of the indoor environment of the occupants.

본 발명에 따른 온돌 난방 공간의 실내 및 바닥온도 동시 조절 시스템은 사용자의 조작에 따라 실내 및 온수 희망온도를 설정하는 온도 조절기와; 실내의 현재 온도를 측정하는 제1온도센서와; 보일러로부터 유입되는 온수를 각 실내로 공급하며 각 실내에서 환수된 온수를 보일러로 순환 공급하도록 온수 분배장치와 각 실내의 배관을 연결하는 각 환수관에 설치되어 환수관을 흐르는 온수의 온도를 측정하는 제2온도센서와; 상기 제1,2온도센서로부터 입력되는 온도 값과 해당 온도센서에 대하여 기 설정된 희망온도 값을 비교하고, 그 결과에 따라 각 희망온도 값으로 유지되도록 각 방에서 상기 온수 분배장치로 환수되는 온수의 유량을 조절하는 온수순환밸브의 개도 상태를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.Simultaneous control system for indoor and floor temperature of the ondol heating space according to the present invention comprises a temperature controller for setting the desired temperature of the indoor and hot water according to the user's operation; A first temperature sensor measuring a current temperature of the room; It supplies hot water flowing from the boiler to each room and is installed in each of the return pipes connecting the hot water distribution device and the pipes in each room to circulate the hot water returned from each room to the boiler to measure the temperature of the hot water flowing through the return pipe. A second temperature sensor; Compare the temperature value input from the first and second temperature sensors with a preset desired temperature value for the corresponding temperature sensor, and according to the result of the hot water returned to the hot water distributor in each room to maintain the desired temperature value. It characterized in that it comprises a controller for controlling the opening state of the hot water circulation valve for adjusting the flow rate.

난방 조절, PID제어, 온수 유량 Heating control, PID control, hot water flow

Description

온돌 난방 공간의 실내 및 바닥온도 동시 조절 시스템{System for controlling temperature of the interior and the floor of an underfloor-heating room simultaneously}System for controlling temperature of the interior and the floor of an underfloor-heating room simultaneously}

도 1은 본 발명에 따른 온도 조절 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.1 is a view schematically showing the configuration of a temperature control system according to the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도 조절 시스템의 전기적인 구성을 개략적으로 도시한 블럭도.Figure 2 is a block diagram schematically showing the electrical configuration of the temperature control system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3은 종래 온도 조절 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면.3 is a view schematically showing the configuration of a conventional temperature control system.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 온도 조절기 100: thermostat

110 : 제1온도센서110: first temperature sensor

200 : 온수분배장치200: hot water distribution device

300 : 배관300: piping

400 : 환수관400: return pipe

500 : 제2온도센서500: second temperature sensor

600 : 컨트롤러600: controller

610 : 메모리610: memory

620 : 아날로그/디지털 변환부620: analog / digital converter

630 : 제어부630: control unit

640 : 밸브 구동부640: valve drive unit

700 : 온수순환밸브700: hot water circulation valve

본 발명은 온돌 난방의 온도 조절 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내온도 및 배관을 흐르는 온수온도에 따라 각 방으로 공급되는 온수의 유량을 제어하여 실내온도를 설정 온도로 유지함과 동시에 바닥 온도를 쾌적 범위대에 유지하여 재실자의 실내 환경의 쾌적성과 난방열 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 온돌 난방 공간의 실내 및 바닥온도 동시 조절 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature control system of ondol heating, and more particularly, to control the flow rate of hot water supplied to each room according to the room temperature and the hot water temperature flowing through the pipe to maintain the room temperature at the set temperature and at the same time the floor temperature. The present invention relates to a system for simultaneously controlling indoor and floor temperatures of an ondol heating space, which can maintain comfort zones and minimize loss of heating energy and comfort of the indoor environment of the occupants.

온돌에 의한 거주 공간은 일반적으로 착석 상태에서 생활이 이루어지기 때문에 실내 공간의 온도나 방바닥 표면 온도가 모두 쾌적 범위 대에 들어올 때 쾌적한 느낌을 사용자에게 제공한다.Ondol living spaces are generally living in a seated state, providing a comfortable feeling when both the indoor space temperature and the floor surface temperature enter the comfort zone.

이러한 온돌 난방의 제어 분야는 축열성을 갖는 온돌 고유의 열적 특성과 온돌에서 생활하는 생활 방식의 차이 때문에 실내 공기 온도만을 제어 대상으로 하는 난방 방식과는 근본적으로 상이하다.The field of control of the ondol heating is fundamentally different from the heating method of controlling only indoor air temperature because of the thermal characteristics inherent to the heat storage and the difference in the way of living in the ondol.

지금까지의 온돌 난방 공간의 열적 제어를 위해서는 실내 온도 한가지만을 제어 대상으로 하였지만, 이러한 제어 방법에 의해서는 실내 온도만이 제어되기 때문에 실내 공기 및 방바닥 표면 온도가 모두 쾌적범위대(일반적으로 실내 온도:20 ±2℃, 바닥온도:30±2℃)에서 유지될 때 쾌적감을 느끼는 온돌 난방 공간의 열적 특성상 실내의 쾌적 환경 유지는 불가능하다.Until now, only one indoor temperature was controlled for thermal control of the ondol heating space. However, since only the indoor temperature is controlled by this control method, both indoor air and floor surface temperature are in the comfort zone (generally, room temperature: It is impossible to maintain a comfortable environment in the room because of the thermal characteristics of the heated ondol heating space, which feels comfortable when maintained at 20 ± 2 ℃ and floor temperature: 30 ± 2 ℃.

즉 기존에 온돌 난방 공간의 온도를 제어하는 시스템은 실내에 설치된 온도제어장치를 이용하여 사용자가 설정한 난방 온도 값에 실내온도가 도달하면, 온수 공급밸브를 차단하여 적정한 실내 온도를 유지하도록 하는 것으로, 실내온도 센서로부터 1개의 입력을 받아서 밸브 및 펌프의 온-오프(ON-OFF)제어를 아래와 같이 한다.In other words, the existing system for controlling the temperature of the ondol heating space is to maintain the proper room temperature by shutting off the hot water supply valve when the room temperature reaches the heating temperature value set by the user using a temperature control device installed in the room. In order to control the ON-OFF control of valves and pumps, take one input from the room temperature sensor.

if(Ti ≤ Timin) 펌프 또는 밸브 = onif (Ti ≤ Timin) pump or valve = on

if(Ti 〉Timax) 펌프 또는 밸브 = offif (Ti〉 Timax) pump or valve = off

여기서, Ti는 실내온도, Timin은 실내 설정 온도의 하한값, Timax는 실내 설정 온도의 상한값을 나타낸다.Here, Ti is the room temperature, Timin is the lower limit of the room set temperature, and Timax represents the upper limit of the room set temperature.

이와 같은 단순한 단인자에 의한 On/Off 제어의 경우에는 제어 조작량은 0%와 100% 사이를 왕래하므로 조작량의 변화가 너무 크고, 실제 설정 값에 대해 지나치게 반복하기 때문에 설정 값의 부근에서 요철을 반복하는 제어로 되고 만다.In the case of On / Off control by such a simple factor, the control manipulated variable passes between 0% and 100%, so the change of manipulated value is too large and repeats irregularities in the vicinity of the set value because it is repeated too much for the actual set value. To be controlled.

이에 최근에서는 상기와 같은 문제점을 보완하고자 대한민국 등록특허공보 제146769호와 대한민국 공개특허공보 제1998-14110호가 제안되었다.Recently, Korean Patent Publication No. 146769 and Korean Patent Publication No. 1998-14110 have been proposed to supplement the above problems.

이들 기술은 도 3에 도시된 바와 같이 실내 바닥과 실내 공간 온도를 측정하는 두 개의 온도 센서(10,20)와, 이들 센서(10,20)로부터 입력되는 측정값과 기 저장되어 있는 온도 설정 값을 비교하여 그 결과에 따라 보일러(50)에서 각 방으로 공급되는 온수의 흐름을 단속하는 온수 공급밸브(40)의 개폐를 단속하는 제어기 (30)로 구성되어 있다.These techniques include two temperature sensors 10 and 20 for measuring indoor floor and indoor space temperatures, measured values input from these sensors 10 and 20, and pre-stored temperature setting values. The controller 30 is configured to control the opening and closing of the hot water supply valve 40 to control the flow of hot water supplied from the boiler 50 to each room according to the result.

이러한 구성에 따라 종래 온도 제어 시스템은 바닥온도와 실내온도를 동시에 센싱하여 이들 센서로부터 입력되는 측정값에 따라 온수 공급밸브의 구동을 단순 On/off 제어하여 실내 공간의 온도가 설정온도가 되도록 하는 기술이다.According to this configuration, the conventional temperature control system senses the bottom temperature and the room temperature at the same time and simply controls the driving of the hot water supply valve according to the measured values input from these sensors so that the temperature of the indoor space becomes the set temperature. to be.

그러나 상기한 종래 기술에 있어서 바닥온도는 종래와 같이 바닥 표면에 설치된 온도 센서(20)에 의해 측정되는데, 바닥에 온도 센서를 설치하는 것이 쉽지 않을 뿐만 아니라, 시공 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다. However, in the above-described conventional technology, the floor temperature is measured by the temperature sensor 20 installed on the floor surface as in the prior art, and it is not only easy to install the temperature sensor on the floor, but there is a problem in that construction cost is high.

특히 바닥온도를 측정하는 것은 배관의 매설위치에 따라서 측정 온도 편차가 심하며, 또한 실제 사용시 바닥에는 카펫이나 담요 등이 설치됨으로써, 정확한 바닥 표면 온도를 측정하는 것이 불가능하다. 예를 들어서 바닥 중앙에서의 표면 온도와 가장자리 부분에서의 온도차는 5℃이상 발생하며 또한 30℃의 바닥 표면에 카펫 등이 놓여지면 측정되는 표면 온도는 40℃이상을 나타냄으로써, 10℃이상의 편차가 발생하여 정확한 표면 온도 측정이 불가능하다. 따라서 종래의 기술을 실제 적용함에 있어서는 많은 어려움이 있다.In particular, the measurement of the floor temperature is severe temperature variation depending on the buried position of the pipe, and in the actual use, because the carpet or blanket is installed on the floor, it is impossible to accurately measure the floor surface temperature. For example, the difference between the surface temperature at the center of the floor and the temperature at the edge portion is 5 ° C or more. Also, if the carpet or the like is placed on the floor surface of 30 ° C, the measured surface temperature is 40 ° C or more. Occurs and accurate surface temperature measurements are not possible. Therefore, there are many difficulties in the practical application of the prior art.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 실내온도 및 배관을 흐르는 온수온도에 따라 각 방에서 환수되는 온수의 유량을 제어하여 실내 환경인자인 실내온도와 바닥표면온도를 설정온도로 유지하여 실내 환경을 쾌적하게 함과 동시에 실내 공간 및 바닥 온도를 적정하게 유지하여 난방열 에너지의 손실을 최소화할 수 있는 온돌 난방 공간의 실내 및 바닥온도 동시 조절 시스템을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been invented to solve the above problems, by controlling the flow rate of the hot water returned from each room according to the room temperature and the hot water temperature flowing through the pipe to the room temperature and floor surface temperature of the indoor environmental factors to the set temperature It is an object of the present invention to provide a system for simultaneously controlling indoor and floor temperatures of an ondol heating space that can minimize the loss of heating thermal energy by maintaining an appropriate indoor environment and floor temperature while maintaining a comfortable indoor environment.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온돌 난방 공간의 실내 및 바닥온도 동시 조절 시스템은 사용자의 조작에 따라 실내 및 온수 희망온도를 설정하는 온도 조절기와; 실내의 현재 온도를 측정하는 제1온도센서와; 보일러로부터 유입되는 온수를 각 실내로 공급하며 각 실내에서 환수된 온수를 보일러로 순환 공급하도록 온수 분배장치와 각 실내의 배관을 연결하는 각 환수관에 설치되어 환수관을 흐르는 온수의 온도를 측정하는 제2온도센서와; 상기 제1,2온도센서로부터 입력되는 온도 값과 해당 온도센서에 대하여 기 설정된 희망온도 값을 비교하고, 그 결과에 따라 각 희망온도 값으로 유지되도록 각 방에서 상기 온수 분배장치로 환수되는 온수의 유량을 조절하는 온수순환밸브의 개도 상태를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.Simultaneous control system for indoor and floor temperature of the ondol heating space according to a preferred embodiment of the present invention for achieving the above object is a temperature controller for setting the desired temperature indoor and hot water according to the user's operation; A first temperature sensor measuring a current temperature of the room; It supplies hot water flowing from the boiler to each room and is installed in each of the return pipes connecting the hot water distribution device and the pipes in each room to circulate the hot water returned from each room to the boiler to measure the temperature of the hot water flowing through the return pipe. A second temperature sensor; Compare the temperature value input from the first and second temperature sensors with a preset desired temperature value for the corresponding temperature sensor, and according to the result of the hot water returned to the hot water distributor in each room to maintain the desired temperature value. It characterized in that it comprises a controller for controlling the opening state of the hot water circulation valve for adjusting the flow rate.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.The invention will become more apparent through the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings. Hereinafter will be described in detail to enable those skilled in the art to easily understand and reproduce through these embodiments.

도 1은 본 발명에 따른 온도 조절 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing the configuration of a temperature control system according to the present invention.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 온돌 난방 공간의 실내 및 바닥온도 동시 조절 시스템(이하, 편의상 "온도 조절 시스템"이라 한다)은 크게 온도조절기(100)와, 실내 온도를 측정하는 제1온도센서(110)와, 보일러로부터 유입되는 온 수를 각 실내로 공급하며 각 실내에서 환수된 온수를 보일러로 순환 공급하는 온수 분배장치(200)와, 각 방에서 온수 분배장치(200)로 흐르는 온수의 온도를 측정하는 제2온도센서(500)와, 제1,2온도센서(110,500)로부터 입력되는 온도값에 따라 실내 및 바닥 온도를 희망온도로 유지하도록 각 방에서 온수 분배장치로 흐르는 온수의 흐름을 단속하는 온수 순환밸브(700)의 작동을 제어하는 컨트롤러(600)를 포함한다.As shown in the drawings, the simultaneous control system for indoor and floor temperatures of the ondol heating space according to the present invention (hereinafter referred to as "temperature control system" for convenience) is largely the temperature controller 100 and the first temperature for measuring the indoor temperature. A sensor 110, a hot water distribution device 200 for supplying hot water flowing from the boiler to each room and circulating and supplying hot water returned from each room to the boiler, and hot water flowing to the hot water distribution device 200 in each room. The second temperature sensor 500 for measuring the temperature of the hot water flowing in the hot water distribution device in each room to maintain the room and floor temperature at the desired temperature according to the temperature value input from the first and second temperature sensors (110,500) It includes a controller 600 for controlling the operation of the hot water circulation valve 700 to control the flow.

본 발명의 실시예에 있어서 온수 분배장치(200)는 보일러로부터 유입되는 온수를 각 실내로 공급하는 온수 공급 헤더(210)와, 각 실내에서 환수되는 온수를 보일러로 순환 공급하도록 온수의 흐름을 단속하는 온수순환밸브(700)가 구비된 온수 순환 헤더(220)를 포함한다.In the embodiment of the present invention, the hot water distribution device 200 is a hot water supply header 210 for supplying the hot water flowing from the boiler to each room, and the flow of hot water to circulate the hot water to be returned to the boiler to the boiler intermittent It comprises a hot water circulation header 220 is provided with a hot water circulation valve (700).

이에 따라 본 발명에 따른 온도 조절 시스템은 온도조절기(100)를 통해 실내 및 바닥온도에 대한 희망온도가 설정되면, 컨트롤러(600)에 의해 보일러가 작동되어 보일러에서 가열된 온수가 온수분배장치를 통해 각 실내로 공급 순환된다. Accordingly, in the temperature control system according to the present invention, when the desired temperature for the indoor and floor temperatures is set through the temperature controller 100, the boiler is operated by the controller 600 so that the hot water heated in the boiler is heated through the hot water distribution device. Supply circulation to each room.

즉 본 발명에 따른 온도 조절 시스템은 실내 및 바닥온도에 대한 희망온도를 설정하게 되면, 보일러에서 가열된 온수가 온수 공급 헤더(210)로 공급된다. 이에 따라 온수 공급 헤더(210)는 각 방에 대하여 설정된 유량값에 따라 보일러에서 유입된 온수를 각 실내로 분배하여 공급함으로써, 실내 온도 및 바닥 온도를 희망온도로 유지시키게 된다. That is, in the temperature control system according to the present invention, when the desired temperature is set for the indoor and floor temperatures, hot water heated in the boiler is supplied to the hot water supply header 210. Accordingly, the hot water supply header 210 distributes and supplies the hot water introduced from the boiler to each room according to the flow rate value set for each room, thereby maintaining the room temperature and the floor temperature at a desired temperature.

한편 상기와 같이 실내 및 바닥온도가 희망온도를 유지하고 있는 상태에서 외기나 시간의 경과 등에 의해 제1,2온도 센서(11,500)로부터 입력되는 실내 또는 바닥 온도값이 설정된 희망온도값의 범위에서 벗어나게 되면, 컨트롤러(600)는 온수 순환 헤더(220)에 설치된 해당 실내의 온수 순환밸브(700)의 구동을 제어하여 해당 실내 배관을 흐르는 온수의 유량을 조절함으로써, 실내 및 바닥 온도를 설정온도로 유지시키는 것이다. 따라서 환수 온도의 조절은 바닥표면온도를 원하는 온도로 조절할 수 있게 하는 기능을 하게 되는 것이다.On the other hand, the indoor or floor temperature values input from the first and second temperature sensors 11,500 may be out of the set desired temperature value due to the passage of air or time while the indoor and floor temperatures maintain the desired temperature as described above. When the controller 600 controls the driving of the hot water circulation valve 700 of the room installed in the hot water circulation header 220 to adjust the flow rate of the hot water flowing through the corresponding indoor pipe, the indoor and floor temperatures are maintained at the set temperature. It is to let. Therefore, the control of the return temperature is to function to control the bottom surface temperature to the desired temperature.

즉 본 발명에 따른 온도 조절 시스템은 컨트롤러(600)를 통해 제1,2온도센서(110,500)로부터 입력되는 측정값에 따라 해당 센서들의 온도값이 설정온도값으로 유지되도록 온수 분배장치의 온수 순환 헤더(220)에 구비된 각 실내의 온수 순환밸브(700)의 작동을 제어함으로써, 보일러에서 유입되는 온수의 유량에 의해 해당 실내의 온도 및 바닥온도를 희망온도로 유지시키도록 하는 것이다. That is, in the temperature control system according to the present invention, the hot water circulation header of the hot water distribution device maintains the temperature values of the corresponding sensors according to the measured values input from the first and second temperature sensors 110 and 500 through the controller 600. By controlling the operation of the hot water circulation valve 700 of each room provided in the 220, it is to maintain the indoor temperature and the bottom temperature at the desired temperature by the flow rate of the hot water flowing from the boiler.

따라서 상기와 같은 구성에 따라 본 발명에 따른 온도 조절 시스템은 실내 환경의 온도를 결정하는 인자로 종래 바닥 표면온도를 측정한 것과는 달리 환수관을 흐르는 온수의 온도를 직접 측정하도록 구성됨으로써, 보다 용이하게 시스템을 시공할 수 있을 뿐만 아니라 센서가 일정한 곳에 설치되어 온도를 직접적으로 측정함으로써 온도 편차에 대한 영향을 최소화할 수 있다.Therefore, according to the configuration as described above, the temperature control system according to the present invention is configured to directly measure the temperature of the hot water flowing through the return pipe, unlike the conventional floor surface temperature measurement as a factor for determining the temperature of the indoor environment, Not only can the system be constructed, but the sensor can be installed in a constant location to directly measure the temperature, minimizing the effects of temperature variations.

또한 제1,2온도센서를 통해 입력되는 실내온도 및 배관의 온수온도에 따라 실내의 내부 및 바닥온도가 설정 온도로 유지되도록 실내에서 순환 공급 헤더로 환수되는 온수의 유량을 제어함으로써, 단순히 실내온도에 의한 제어에 비하여 실내 공간 및 바닥 온도를 더욱 적정하게 유지하여 난방열 에너지의 손실을 최소화할 수 있다.In addition, by controlling the flow rate of the hot water returned to the circulation supply header in the room so that the indoor and bottom temperature of the room is maintained at the set temperature according to the indoor temperature and the hot water temperature of the pipe input through the first and second temperature sensors, Compared with the control, the indoor space and the floor temperature can be maintained more appropriately to minimize the loss of heating thermal energy.

이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 온도 조절 시스템의 구성을 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to Figures 1 and 2 will be described in more detail the configuration of the temperature control system according to the present invention.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 온도 조절 시스템은 크게 실내온도 조절기(100)와, 실내 온도를 측정하는 제1온도 센서(110)와, 실내의 각 배관(300)과 온수분배장치의 온수 순환 헤더(220) 입인측을 연결하는 환수관(400)을 흐르는 온수의 온도를 측정하는 제2온도 센서(500)와, 이들 온도 센서(110,500)로부터 입력되는 온도값에 따라 각 방에서 보일러로 순환 공급되는 온수의 흐름을 단속하는 온수 순환밸브(700)의 개도상태를 제어하는 컨트롤러(600)를 포함한다.1 and 2, the temperature control system according to the present invention includes a room temperature controller 100, a first temperature sensor 110 that measures room temperature, and each pipe 300 and hot water in the room. The second temperature sensor 500 for measuring the temperature of the hot water flowing through the return pipe 400 connecting the inlet side of the hot water circulation header 220 of the distribution device, and the temperature value input from these temperature sensors 110,500 It includes a controller 600 for controlling the opening state of the hot water circulation valve 700 to control the flow of hot water circulated to the boiler in the room.

온도조절기(100)는 사용자의 조작에 따라 실내 및 온수 희망온도를 설정하는 것으로, 보일러의 동작 모드를 설정하기 위한 모드 선택 버튼과 실내 및 온수에 대한 희망온도를 설정하기 위한 조작 버튼으로 구성되어 있다.Temperature controller 100 is to set the desired temperature of the room and hot water according to the user's operation, it consists of a mode selection button for setting the operating mode of the boiler and an operation button for setting the desired temperature for the room and hot water. .

그리고 제1온도센서(101)는 도면에 도시된 바와 같이 온도 조절기 내부에 구비되어 있는 것으로, 실내 공간의 온도를 측정한다. 이와 같이 제1온도센서(101)에서 출력되는 실내온도는 실내 공간의 공기 온도를 제어하는 인자로 사용된다.The first temperature sensor 101 is provided in the temperature controller as shown in the drawing, and measures the temperature of the indoor space. In this way, the indoor temperature output from the first temperature sensor 101 is used as a factor for controlling the air temperature of the indoor space.

그리고 제2온도센서(500)는 환수되는 온수에 대한 온도를 측정하는 것으로, 종래와는 달리 환수관을 흐르는 온수의 온도를 직접 측정한다. 즉 본 발명의 실시예에 있어서 제2온도센서는 각 방의 배관과 온수분배장치의 온수 순환 헤더 인입측을 연결하는 환수관에 설치되어 환수관을 흐르는 냉각된 온수의 온도를 측정한다. 여기서 환수관은 바닥에 설치된 것이 아니라 외부에 설치된 것으로, 전술한 바와 같이 각 실내 바닥에 시공된 배관과 외부에 설치되어 있는 온수 분배장치의 온수 순환 헤더의 인입측을 연결하는 배관의 노출 부분을 특정한다. 이와 같이 제2온도센서를 통해 측정되는 온수 온도는 실내 바닥의 온도를 제어하는 인자로 사용된다.The second temperature sensor 500 measures the temperature of the hot water being returned. Unlike the related art, the second temperature sensor 500 directly measures the temperature of the hot water flowing through the return pipe. That is, in the embodiment of the present invention, the second temperature sensor is installed in a return pipe connecting the piping of each room and the hot water circulation header inlet of the hot water distribution device to measure the temperature of the cooled hot water flowing through the return pipe. Here, the return pipe is not installed at the bottom but is installed at the outside, and as described above, the exposed portion of the pipe connecting the pipe constructed at each indoor floor and the inlet side of the hot water circulation header of the hot water distribution device installed at the outside is specified. do. As such, the hot water temperature measured by the second temperature sensor is used as a factor for controlling the temperature of the indoor floor.

따라서 본 발명에 따른 온도 조절 시스템은 실내 환경의 온도를 결정하는 인자 중의 하나인 바닥 온도를 측정하는 온도센서를 바닥에 설치하는 종래와는 달리 외부로 노출된 환수관에 설치하여 환수관을 흐르는 온수의 온도를 직접 측정함으로써, 보다 용이하게 시스템을 시공할 수 있을 뿐만 아니라 센서가 일정한 곳에 설치되어 온도를 직접적으로 측정함으로써 온도 편차에 대한 영향을 최소화할 수 있다.Therefore, the temperature control system according to the present invention, unlike the conventional installation of a temperature sensor for measuring the floor temperature, which is one of the factors for determining the temperature of the indoor environment on the floor, the hot water flowing through the return pipe installed in the return pipe exposed to the outside By directly measuring the temperature of the system, not only can the system be more easily constructed, but the sensor can be installed at a certain place to directly measure the temperature, thereby minimizing the influence on the temperature deviation.

한편 본 발명의 특징인 컨트롤러는 제1,2온도센서(101,102)로부터 입력되는 실내 및 온수 온도값과 각 온도센서에 대하여 기 설정된 희망온도값을 비교하고, 그 결과에 따라 각 희망온도값으로 유지되도록 각 방에서 온수 분배장치의 온수 순환 헤더(220)로 환수되는 온수의 유량을 조절하는 온수순환밸브(700)의 개도 상태를 제어한다.In the meantime, the controller of the present invention compares the indoor and hot water temperature values input from the first and second temperature sensors 101 and 102 with a predetermined desired temperature value for each temperature sensor, and maintains each desired temperature value according to the result. To control the opening state of the hot water circulation valve 700 for adjusting the flow rate of hot water returned to the hot water circulation header 220 of the hot water distribution device in each room.

즉 본 발명의 실시예에 있어서, 컨트롤러(600)는 도 2에 도시된 바와 같이 메모리(610), 아날로그/디지털 변환부(620), 제어부(630), 및 밸브 구동부(640)를 포함한다.That is, in the exemplary embodiment of the present invention, the controller 600 includes a memory 610, an analog / digital converter 620, a controller 630, and a valve driver 640 as shown in FIG. 2.

메모리(610)는 온도 조절기(100)를 통해 설정된 실내 및 온수에 대한 희망온도값이 저장되어 있는 것으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 실내 및 온수에 대한 희망온도값은 이미 공지된 바와 같이 실내의 경우 20±2℃로, 그리고 온수의 경우 바닥의 온도가 30±2℃를 유지하도록 설정하는 것이 바람직하다. 또한 메모리(610)에는 후술하게 될 제어부(630)의 작동에 필요한 프로그램 및 데이터가 저 장되어 있다.The memory 610 stores the desired temperature values for the indoor and hot water set through the temperature controller 100. In a preferred embodiment of the present invention, the desired temperature values for the indoor and the hot water are indoors as is already known. In the case of 20 ± 2 ℃, and in the case of hot water is preferably set to maintain the temperature of 30 ± 2 ℃. In addition, the memory 610 stores programs and data necessary for the operation of the controller 630 which will be described later.

그리고 아날로그/디지털 변환부(620)는 전술한 제1,2온도센서(101,102)로부터 입력되는 아날로그 신호를 제어부(630)에서 신호 처리가 가능한 디지털 신호로 변환시켜 출력한다.The analog / digital converter 620 converts the analog signal input from the first and second temperature sensors 101 and 102 to a digital signal capable of signal processing by the controller 630 and outputs the converted analog signal.

이에 따라 제어부(630)는 아날로그/디지털 변환부(620)를 통해 입력되는 신호에 따라 각 방에서 환수되는 온수의 유량을 제어하는 것이다.Accordingly, the controller 630 controls the flow rate of hot water returned from each room according to the signal input through the analog / digital converter 620.

즉 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 제어부(630)는 아날로그/디지털 변환부(620)로부터 입력되는 실내 및 온수 온도값과 메모리(610)에 저장된 각 희망온도값을 비교하고, 그 결과에 따라 각 희망온도값으로 유지되도록 온수 순환 헤더(220)에 구비되어 있는 해당 실내의 온수순환밸브(700)의 구동을 제어하는 밸브 구동 신호를 출력한다.That is, in a preferred embodiment of the present invention, the control unit 630 compares the indoor and hot water temperature values input from the analog / digital conversion unit 620 with each desired temperature value stored in the memory 610, and accordingly, It outputs a valve drive signal for controlling the drive of the hot water circulation valve 700 of the room provided in the hot water circulation header 220 to be maintained at the desired temperature value.

이와 같이 온수순환밸브(700)의 개도 상태를 제어하는 제어부(630)는 아날로그/디지털 변환부(620)로부터 입력되는 온도 값과 해당 희망온도 값의 비교 결과, 측정 온도 값이 각 희망온도 값보다 작으면 온수순환밸브(700)를 개방시켜 주고, 각 온도 값이 해당 희망온도 값보다 크면 온수순환밸브(700)를 폐쇄하는 밸브 구동 신호를 출력하는 온/오프 방식으로 온수 순환밸브의 구동을 제어할 수 있다.As such, the controller 630 for controlling the opening degree of the hot water circulation valve 700 compares the temperature value input from the analog / digital converter 620 with the desired temperature value, and the measured temperature value is higher than the desired temperature value. If it is small, the hot water circulation valve 700 is opened, and if each temperature value is greater than the desired temperature value, the driving of the hot water circulation valve is controlled by an on / off method of outputting a valve driving signal for closing the hot water circulation valve 700. can do.

즉 V(t)=1.0 if Ta ≤ Taset-△T,V (t) = 1.0 if Ta ≤ Taset-ΔT,

1.0 if Twr≤ Twrset-△T        1.0 if Twr≤ Twrset- △ T

V(t)=0.0 if Ta 〉Taset+△T,   V (t) = 0.0 if Ta〉 Taset + △ T,

1.0 if Twr 〉Twrset+△T        1.0 if Twr〉 Twrset + △ T

이 때 Ta 및 Twr은 실내 공기 온도 및 환수되는 온수 온도이고, Taset 및 Twrset은 실내온도 및 온수온도의 설정온도이며, △T는 설정온도의 옵셋이다. 이 때 제어간격은 실시간으로 할 수도 있고 일정한 간격을 두고 실내온도와 온수온도를 제어할 수도 있다.At this time, Ta and Twr are the indoor air temperature and the hot water temperature to be returned, Taset and Twrset are the set temperature of the room temperature and the hot water temperature, and ΔT is the offset of the set temperature. At this time, the control interval may be real time or may control the room temperature and hot water temperature at regular intervals.

또 다른 실시예로 제어부(630)는 아날로그/디지털 변환부(620)로부터 입력되는 온도 값이 각각에 대한 희망온도 값에 비하여 낮거나 높으면 해당 온도값을 희망온도값의 일정 범위내로 유지되도록 온수순환밸브(700)의 개도 상태를 비례미적분(PID) 방식으로 제어한다. In another embodiment, when the temperature value input from the analog / digital converter 620 is lower or higher than the desired temperature value, the controller 630 maintains the temperature value within a predetermined range of the desired temperature value. The opening state of the valve 700 is controlled by a proportional calculus (PID) method.

이러한 비례미적분 제어 방식은 비례동작과 적분동작 및 미분동작을 모두 포함하는 연속 제어 방식으로, 아날로그/디지털 변환부를 통해 입력되는 제1온도센서 및 제2온도센서의 측정치와 메모리에 저장된 각각의 희망온도를 비교하여 그 편차 신호의 크기에 비례하는 신호를 온수순환밸브로 공급하는 비례동작과, 제어 오차를 제거하고 제어의 정확도를 높이기 위한 적분 동작, 밸브의 응답속도를 빨리 하기 위한 미분동작을 모두 수행하므로 최적의 제어를 수행할 수 있다.The proportional calculus control method is a continuous control method including both proportional motion, integral motion, and differential motion. The desired temperature stored in the memory and the measured values of the first temperature sensor and the second temperature sensor input through the analog / digital converter are stored. And compares the signal with proportional magnitude of the deviation signal to the hot water circulation valve, performs the integral operation to eliminate the control error and improve the control accuracy, and the derivative operation to increase the response speed of the valve. Therefore, optimal control can be performed.

한편 밸브 구동부(640)는 상기한 제어부(630)로부터 입력되는 밸브 구동 신호에 따라 각 방에서 온수분배장치로 환수되는 온수의 흐름을 단속하는 온수순환밸브(700)의 구동, 즉 개도 상태를 제어한다. 즉 밸브 구동부(640)는 제어부(630)로부터 입력되는 밸브 구동 신호에 따라 각방에서 보일러로 환수되는 온수의 유량을 조절함으로써, 결과적으로 보일러에서 실내로 공급되는 온수의 유량을 조절하게 되는 것이므로 실내 및 온수 온도가 희망온도로 되도록 유지시켜 준다.On the other hand, the valve driving unit 640 controls the driving of the hot water circulation valve 700 that controls the flow of hot water returned to the hot water distribution device in each room according to the valve driving signal input from the control unit 630, that is, the opening state. do. That is, the valve driving unit 640 adjusts the flow rate of the hot water returned to the boiler in each room according to the valve driving signal input from the control unit 630, and as a result, adjusts the flow rate of the hot water supplied from the boiler to the room. Keep hot water at the desired temperature.

따라서 상기와 같은 구성에 따라 본 발명에 따른 온도 조절 시스템은 컨트롤러(600)를 통해 제1,2온도센서(101,102)로부터 입력되는 실내 및 온수 온도값이 메모리(610)에 설정된 희망온도값을 유지하도록 각 실내에서 보일러로 환수되는 온수의 흐름을 단속하는 온수순환밸브(700)를 제어함으로써, 실내 주거 환경의 온도를 쾌적한 상태로 유지할 수 있게 되는 것이다.Therefore, according to the above configuration, the temperature control system according to the present invention maintains a desired temperature value set in the memory 610 in the room and hot water temperature values input from the first and second temperature sensors 101 and 102 through the controller 600. By controlling the hot water circulation valve 700 to control the flow of hot water returned to the boiler in each room, it is possible to maintain the temperature of the indoor residential environment in a comfortable state.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 온돌 난방 공간의 실내 및 바닥온도 동시 조절 시스템은 실내 온도를 측정하는 제1온도센서와 각 방에서 보일러로 순환 공급되는 온수의 온도를 측정하는 제2온도센서로부터 입력되는 온도 값에 따라 실내 온도 및 바닥 표면온도가 쾌적 범위대에 유지할 수 있도록 실내로 공급되는 온수의 유량을 제어함으로써, 쾌적한 주거환경을 제공할 수 있다.As described in detail above, the simultaneous control system for indoor and floor temperatures of an ondol heating space according to the present invention includes a first temperature sensor for measuring an indoor temperature and a second temperature for measuring a temperature of hot water circulated to a boiler in each room. According to the temperature value input from the sensor, by controlling the flow rate of the hot water supplied to the room to maintain the room temperature and the floor surface temperature in the comfortable range, it is possible to provide a comfortable living environment.

특히 종래와는 달리 바닥 온도를 측정하는 제2온도센서를 실내 바닥이 아닌 외부로 노출된 환수관에 설치함으로써, 보다 용이하게 시스템을 시공할 수 있을 뿐만 아니라 센서가 일정한 곳에 설치됨으로써 온도 편차에 대한 영향을 최소화할 수 있다. In particular, unlike the conventional installation of the second temperature sensor to measure the floor temperature to the outside of the return pipe exposed to the outside, not only can be easier to construct the system, but also the sensor is installed in a constant position for the temperature deviation The impact can be minimized.

또한 종래 온수순환밸브의 작동을 제어하는 밸브 구동 신호가 단순 On/Off 방식 또는 비례미적분 방식에 의해 제어됨으로써, 실내 및 온수 온도를 종래 방식에 비하여 보다 정밀하게 제어할 수 있을 뿐만 아니라 온도 편차가 작기 때문에 실내 공간 및 바닥 온도를 적정하게 유지하여 난방열 에너지의 손실을 최소화할 수 있다.In addition, the valve driving signal for controlling the operation of the conventional hot water circulation valve is controlled by a simple On / Off method or a proportional calculus method, it is possible to control the room and hot water temperature more precisely than the conventional method, and the temperature variation is small. Therefore, the indoor space and the floor temperature can be properly maintained to minimize the loss of heating thermal energy.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 특허청구범위에 의해서 해석돼야 한다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many different and obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Therefore, the scope of the invention should be construed by the claims described to include many such variations.

Claims (4)

사용자의 조작에 따라 실내 및 온수 희망온도를 설정하는 온도 조절기(100)와;A temperature controller 100 for setting indoor and hot water desired temperatures according to a user's operation; 실내의 현재 온도를 측정하는 제1온도센서(110)와;A first temperature sensor 110 for measuring a current temperature of the room; 보일러로부터 유입되는 온수를 각 실내로 공급하며 각 실내에서 환수된 온수를 보일러로 순환 공급하도록 온수 분배장치(200)와 각 실내의 배관(300)을 연결하는 각 환수관(400)에 설치되어 환수관을 흐르는 냉각된 온수의 온도를 측정하는 제2온도센서(500)와;It supplies hot water flowing from the boiler to each room and is installed in each return pipe 400 connecting the hot water distribution device 200 and the pipe 300 of each room to circulate and supply the hot water returned from each room to the boiler. A second temperature sensor 500 for measuring the temperature of the cooled hot water flowing through the pipe; 상기 제1,2온도센서(110,500)로부터 입력되는 온도 값과 해당 온도센서에 대하여 기 설정된 희망온도 값을 비교하고, 그 결과에 따라 각 희망온도 값으로 유지되도록 각 방에서 상기 온수 분배장치(200)로 환수되는 온수의 유량을 조절하는 온수순환밸브(700)의 개도 상태를 제어하는 컨트롤러(600);The hot water distribution device 200 in each room to compare the temperature value input from the first and second temperature sensors 110 and 500 with a predetermined desired temperature value for the corresponding temperature sensor, and to maintain the desired temperature value according to the result. Controller 600 for controlling the opening state of the hot water circulation valve 700 for adjusting the flow rate of the hot water returned to the; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 온돌 난방 공간의 실내 및 바닥온도 동시 조절 시스템.Simultaneous control system for indoor and floor temperature of the ondol heating space comprising a. 제 1 항에 있어서, 상기 컨트롤러(600)는 :The method of claim 1, wherein the controller 600 is: 상기 온도 조절기(100)를 통해 입력된 실내 및 온수 희망온도를 저장하는 메모리(610)와;A memory 610 for storing indoor and hot water desired temperatures inputted through the temperature controller 100; 상기 제1,2온도센서(110,500)로부터 입력되는 아날로그 신호를 디지털 신호 로 변환하여 출력하는 아날로그/디지털 변환부(620)와;An analog / digital converter 620 for converting the analog signal input from the first and second temperature sensors 110 and 500 into a digital signal and outputting the digital signal; 상기 아날로그/디지털 변환부(620)로부터 입력되는 실내 및 온수 온도와 메모리(610)에 저장된 각 희망온도를 비교하고, 그 결과에 따라 실내 및 온수 온도가 각 희망온도로 유지되도록 각 방으로 공급되는 온수의 유량을 제어하는 밸브 구동 신호를 출력하는 제어부(630)와;The indoor and hot water temperatures input from the analog / digital converter 620 are compared with respective desired temperatures stored in the memory 610, and accordingly, the indoor and hot water temperatures are supplied to each room to maintain the desired temperatures. A control unit 630 for outputting a valve driving signal for controlling a flow rate of hot water; 상기 제어부(630)의 밸브 구동 신호에 따라 각 방에서 온수 분배장치(200)로 환수되는 온수의 유량을 조절하는 온수순환밸브(700)의 개도 상태를 제어하는 밸브 구동부(640);A valve driver 640 for controlling an opening state of a hot water circulation valve 700 for controlling a flow rate of hot water returned to the hot water distribution device 200 in each room according to a valve driving signal of the controller 630; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 온돌 난방 공간의 실내 및 바닥온도 동시 조절 시스템.Simultaneous control system for indoor and floor temperature of the ondol heating space comprising a. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제어부(630)는 상기 제1,2온도센서(110,500)를 통해 측정한 온도 값과 해당 희망온도 값의 비교 결과, 측정 온도 값이 각 희망온도 값보다 작으면 상기 온수순환밸브(700)를 개방시켜 주고, 각 온도 값이 해당 희망온도 값보다 크면 온수순환밸브(700)를 폐쇄하는 밸브 구동 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 온돌 난방 공간의 실내 및 바닥온도 동시 조절 시스템.The controller 630 compares the temperature value measured by the first and second temperature sensors 110 and 500 with a corresponding desired temperature value, and when the measured temperature value is smaller than each desired temperature value, the hot water circulation valve 700 is operated. Opening and simultaneous control system for indoor and floor temperatures of the ondol heating space, characterized in that for outputting a valve drive signal for closing the hot water circulation valve 700 if each temperature value is greater than the desired temperature value. 제 2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제어부(630)는 비교 결과에 따라 상기 제1,2온도센서(110,500)를 통해 측정한 온도 값이 해당 희망온도 값의 일정 범위 내로 유지되도록 해당 온수순환밸브의 개도 상태를 비례미적분(PID) 제어하는 밸브 구동 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 온돌 난방 공간의 실내 및 바닥온도 동시 조절 시스템.The control unit 630 adjusts the opening state of the hot water circulation valve according to a comparison result so that the temperature value measured by the first and second temperature sensors 110 and 500 is maintained within a predetermined range of the desired temperature value. Simultaneous control of indoor and floor temperature in an ondol heating space, characterized by outputting a valve drive signal for controlling.
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