KR20090055188A - 각방 난방제어시스템에서의 개별 난방수 온도 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 배관으로 이루어진 한 방의 방바닥 온도를 전체적으로 비슷하게 유지할 수 있도록 하는 각방 난방에서의 개별 난방수 온도 제어장치에 관한 것이다.

이를 실현하기 위한 본 발명은, 연소열을 발생시켜 난방수와 열교환시킨 후 각 난방부하로 순환시키는 보일러, 한 방에 복수의 난방배관이 구비된 하나 이상의 난방부하, 상기 난방배관의 난방수 순환을 개폐하도록 난방배관마다 설치되는 난방조절밸브, 각 난방배관의 난방환수 온도를 감지하는 환수온도감지센서, 난방수온도설정이 가능하고 설정된 난방수온도와 환수온도를 비교하여 필요한 열량을 산출하는 각방 룸콘트롤러, 환수온도감지센서로부터 환수온도를 수신하여 각방 룸콘트롤러로 전송하는 한편, 다수의 각방 룸콘트롤러에서 수신되는 열량정보를 종합하여 보일러의 열량을 제어함과 아울러 개별적인 난방조절밸브의 온/오프를 판단하여 동일한 난방부하에 대하여 동일한 환수온도를 유지하도록 제어신호를 출력하는 밸브제어기, 상기 밸브제어기의 제어신호에 따라 난방조절밸브를 온/오프시키는 밸브구동기를 포함하여 이루어진 구조로 되어 있다.

보일러, 각방 난방, 난방수온도, 환수온도

Description

각방 난방제어시스템에서의 개별 난방수 온도 제어장치{DEVICE FOR CONTROL EACH TEMPERATURE OF WARM CIRCULATION WATER OF EACH ROOM CONTROL SYSTEM}

본 발명은 한 방에 복수의 난방배관이 설치되어 있는 각방을 각각의 방마다 방바닥 온도를 비슷하도록 제어할 수 있도록 하는 각방 난방제어시스템에서의 개별 난방수 온도 제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 방에 설치되어 있는 복수의 난방배관마다 난방환수의 온도를 감지하여 각 난방배관의 난방수 순환량을 제어하는 밸브의 개폐를 제어함으로써 한 방에 대하여 전체적인 방바닥 온도를 비슷하게 유지할 수 있도록 하는 각방 난방제어시스템에서의 개별 난방수 온도 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 난방장치는 보일러를 이용하여 가스 또는 기름 등의 연료를 내부에서 연소시키고, 상기 연소에 의해 발생되는 연소열을 이용하여 난방수를 가열한 후, 상기 가열된 난방수를 실내의 바닥 등에 설치된 난방배관으로 순환시켜 실내를 난방하거나, 상기 가열된 난방수를 이용하여 온수를 공급할 수 있도록 하는 장치이다.

이와 같은 난방장치에서 실내온도를 사용자가 원하는 설정온도로 유지하기 위한 제어방법으로는, 실내온도를 측정하여 설정온도와 비교한 후 설정온도보다 낮거나 높음에 따라 난방장치의 동작을 온/오프(on/off)하는 방법, 난방배관수의 온도를 측정하여 설정온도와 비교한 후 설정온도보다 낮거나 높음에 따라 난방장치의 동작을 온/오프하는 방법, 사용자가 설정한 시간동안 난방장치의 작동과 정지를 반복 운전하는 방법 등이 있다.

그 중 실내온도를 측정하여 난방온도를 제어하는 방법은, 실내온도조절기에 부착된 온도센서에서 측정된 실내온도와 사용자가 설정한 실내온도를 비교하여 난방장치의 동작을 온/오프시키게 되는데, 실내온도는 난방수가 방바닥과 열교환하여 방바닥을 가열하고, 다시 방바닥의 열이 실내의 공기와 열교환함으로써 실내난방을 할 수 있도록 되어 있다.

이러한 방법은 방바닥의 온도를 올려 실내온도를 맞추는 방식이므로 실내온도가 설정온도에 도달할 때까지 방바닥의 온도는 지나치게 높아질 수 있으며, 반대로 실내온도가 설정온도 이상으로 올라갔다가 떨어지기까지는 오랜 시간이 소요되는데 그 동안 방바닥의 온도는 지나치게 낮아질 수 있는 문제를 가진다.

또한 밸브의 환수온도에 따라 제어하는 방식에서도 각 난방배관마다 개별적으로 제어하지 못하면 한 방에 각기 다른 부하를 지닌 다수의 밸브가 설치된 곳에서는 방바닥 온도가 위치마다 달라지는 불균형이 나타나는 문제점이 있다.

이와 같이 종래의 개별 난방에서 실내온도에 따라 제어되어 방바닥의 온도가 지나치게 높거나 낮아지는 현상으로 인해 온돌 생활을 선호하는 사용자에게 불쾌감을 주게 되고 또는 한 방 안에서도 위치에 따라 온도차가 생겨 실사용에 불편함이 따르는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 개선하기 위하여 발명한 것으로, 한 방에 다수의 난방배관이 설치되어 각 난방배관마다 밸브가 설치되어 있는 난방장치에서 방바닥 온도가 난방배관의 부하에 따라 서로 달라지는 문제를 해소하기 위하여 설정된 환수온도를 기준으로 연결되어 있는 밸브를 개별적으로 제어함으로써 방 안에서의 구역별 온도 편차를 현저히 줄일 수 있을 뿐만 아니라 각방의 설정환수온도에 따라 필요한 열량으로 열원인 보일러의 작동을 제어함으로써 불필요한 에너지를 방지할 수 있도록 된 보일러를 이용한 각방 난방제어시스템에서의 개별 난방수 온도 제어장치를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 각방 난방제어시스템에서의 개별 난방수 온도 제어장치는, 연소열을 발생시켜 난방수와 열교환시킨 후 각 난방부하로 순환시키는 보일러, 한 방에 복수의 난방배관이 구비된 하나 이상의 난방부하, 상기 난방배관의 난방수 순환을 개폐하도록 난방배관마다 설치되는 난방조절밸브, 각 난방배관의 난방환수 온도를 감지하는 환수온도감지센서, 난방수온도설정이 가능하 고 설정된 난방수온도와 환수온도를 비교하여 필요한 열량을 산출하는 각방 룸콘트롤러, 환수온도감지센서로부터 환수온도를 수신하여 각방 룸콘트롤러로 전송하는 한편, 다수의 각방 룸콘트롤러에서 수신되는 열량정보를 종합하여 보일러의 열량을 제어함과 아울러 개별적인 난방조절밸브의 온/오프를 판단하여 동일한 난방부하에 대하여 동일한 환수온도를 유지하도록 제어신호를 출력하는 밸브제어기, 상기 밸브제어기의 제어신호에 따라 난방조절밸브를 온/오프시키는 밸브구동기를 포함하여 이루어져 있다.

각방 제어시스템에서 방바닥 온도조절에 적합한 환수온도제어방식을 적용함으로써 방바닥 온도를 일정하게 유지시켜 온돌문화에 익숙한 사용자로 하여금 만족감을 느낄 수 있도록 하여, 열원(보일러)을 제어할 수 없는 각방 제어시스템에 비해 각방에서 요청하는 필요한 열량으로 보일러를 제어함으로써 에너지 절감효과를 기대할 수 있다. 또한 한방에 부하가 다른 다수의 밸브가 설치되어 있어도 이를 개별적으로 설정된 환수온도에 따라 제어함으로써 방안의 위치에 따른 온도 불균형 현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이하 예시도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용에 대하여 상세히 설명한다.

보일러(10)는 가스 또는 기름을 연소실에서 연소시켜 연소열을 발생시키고 이를 열교환내의 난방수와 열교환시킨 후 상기 난방수를 난방출수배관(60)을 통해 각방에 설치되어 있는 난방배관(각방 난방부하)(20:20A,20B,20C,20D)으로 공급하여 각 방을 난방한 다음에 저온으로 떨어진 난방수를 난방환수배관(70)을 통해 환수하여 다시 연소열과 열교환을 통해 고온의 난방수로 가열하여 각방 난방부하(20)로 공급하는 동작을 반복한다. 보일러(10)에서 연소시켜 연소열을 발생시키기 위해 공급되는 가스 또는 기름 등의 연료는 예컨대 비례제어밸브(도시되지 않음) 등을 매개로 공급하도록 이루어져 공급되는 연료의 양을 조절함으로써 보일러(10)에서 발생되는 열량을 조절할 수 있도록 이루어져 있다.

난방부하(20)는 각 방마다 서로 다른 크기의 난방부하(20A,20B,20C,20D)로 각각 설치될 수 있으며, 각방 난방부하(20A,20B,20C,20D) 또한 도시된 바와 같이 하나 또는 그 이상의 난방배관으로 구성될 수 있다.

각 난방부하(20)를 구성하는 난방배관들에는 난방수를 순환 또는 정지시킬 수 있도록 난방배관의 개도를 개폐하는 난방조절밸브(V1~V8)가 각각 설치되어 있다. 상기 난방조절밸브(V1~V8)는 밸브제어기(30)의 제어를 받는 밸브구동기(40)에 의해 개도가 조절된다.

또한 상기 각 난방배관의 난방환수지점 즉 각 방의 난방개소를 거쳐 보일측(10)으로 환수되기 직전의 위치에는 난방배관내의 난방 환수온도를 감지하는 환수온도감지센서(S1~S8)가 각각 설치되어 있다. 이러한 환수온도감지센서(S1~S8)에서 감지되는 환수온도는 밸브제어기(30)를 매개로 각방 룸콘트롤러(50: 50A,50B,50C,50D)로 전송되도록 연결되어 있다.

각방 룸콘트롤러(50)는 사용자가 희망하는 실내온도를 각 방마다 설정할 수 있는 기능을 구비하고 있으며, 이를 위해 각방 룸콘트롤러(50)는 각방마다 설치되는 룸콘트롤러(50A,50B,50C,50D)로 이루어져 있다. 본 실시예에 따른 각방 룸콘트롤러(50)는 난방수의 환수온도의 설정을 통해 실내온도를 설정할 수 있도록 되어 있다. 또한 각방 룸콘트롤러(50)는 사용자에 의해 설정된 난방 환수온도와 환수온도감지센서(S1~S8)로부터 수신된 감지 환수온도를 비교하여 각각 각방의 필요한 열량을 계산하고 각 난방조절밸브(V1~V8)의 개폐를 개별적으로 판단하여 밸브제어기(30)로 출력한다.

밸브제어기(30)는 다수의 각방 룸콘트롤러(50A,50B,50C,50D)에서 수신되는 열량정보를 종합하여 보일러(10)의 열량을 제어함과 아울러 밸브구동기(40)를 제어하여 난방조절밸브(V1~V8)의 온/오프를 제어한다.

도시된 예에서 난방부하(20A)의 경우 하나의 방안에 3개의 난방배관이 설치되어 있으며, 각 난방배관마다 밸브(V1~V3)가 설치되어 개별적으로 제어할 수 있도록 이루어져 있다. 즉 각방 룸콘트롤러(50A)에 의해 난방부하(20A)에 사용자가 희망하는 실내온도(난방환수온도)가 설정된 경우 난방배관마다 난방부하에 차등이 있을 수 있으므로 각방 룸콘트롤러(50A)가 환수온도감지센서(S1~S3)를 통해 각 난방배관의 환수온도를 수신하고 아울러 밸브제어기(30)를 통해 보일러의 열량을 수신한다음에 이를 기초로 각 밸브(V1~V3)의 개폐시간을 판단하여 제어함으로써 각 난방배관의 환수온도를 고르게 즉, 방바닥 전체를 거의 균일한 온도로 난방할 수 있게 된다.

도시된 실시예에서는 난방부하(20A)가 3개 라인의 난방배관, 난방부하(20B)가 2개 라인의 난방배관, 난방부하(20C)가 1개라인의 난방배관, 난방부하(20D)가 2개 라인의 난방배관으로 이루어진 경우를 예로 설명되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위내에서 각방이 다양한 구조의 난방배관으로 구성된 경우에도 동일하게 적용할 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 구성도,

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 -- 보일러,

20:20A,20B,20C,20D -- 난방배관(각방 난방부하),

30 -- 밸브제어기,

40(40A~40H) -- 밸브구동기,

50: 50A,50B,50C,50D -- 각방 룸콘트롤러,

60 -- 난방출수배관,

70 -- 난방환수배관,

S1~S8 -- 환수온도감지센서,

V1~V8 -- 난방조절밸브,

Claims (3)

1. 연소열을 발생시켜 난방수와 열교환시킨 후 각 난방부하로 순환시키는 보일러, 한 방에 복수의 난방배관이 구비된 하나 이상의 난방부하, 상기 난방배관의 난방수 순환을 개폐하도록 난방배관마다 설치되는 난방조절밸브, 각 난방배관의 난방환수 온도를 감지하는 환수온도감지센서, 난방수온도설정이 가능하고 설정된 난방수온도와 환수온도를 비교하여 필요한 열량을 산출하는 각방 룸콘트롤러, 환수온도감지센서로부터 환수온도를 수신하여 각방 룸콘트롤러로 전송하는 한편 개별적인 난방조절밸브의 온/오프를 판단하여 동일한 난방부하에 대하여 동일한 환수온도를 유지하도록 제어신호를 출력하는 밸브제어기, 상기 밸브제어기의 제어신호에 따라 난방조절밸브를 온/오프시키는 밸브구동기를 포함하여 이루어진 각방 난방제어시스템에서의 개별 난방수 온도 제어장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 밸브제어기는 다수의 각방 룸콘트롤러에서 수신되는 열량정보를 종합하여 보일러의 열량을 제어함을 특징으로 하는 각방 난방제어시스템에서의 개별 난방수 온도 제어장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 밸브제어기는 보일러에 공급되는 연료의 양을 조절하여 보일러의 열량을 제어함을 특징으로 하는 각방 난방제어시스템에서의 개별 난방수 온도 제어장치.

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