KR20100105114A - Proportional flow-rate control system using pressure difference - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차압정보를 이용한 비례유량조절시스템에 관한 것으로서, 중앙집중 난방방식의 공동주택 세대 내 온수분배시스템에 설치되며, 난방이 가동된 후 실내온도가 상승함에 따라 방별 자동온도조절기가 닫혀 난방공급수관과 난방환수관의 압력차가 상승하게 되면 비례유량조절밸브를 작동하여 미리 설정된 차압 이하로 유지시킴으로써 미세유량조절밸브의 통과 유량을 감소시켜 미세유량조절밸브에서 발생하는 소음을 방지하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a proportional flow control system using the differential pressure information, is installed in the hot water distribution system in the central household heating system of the centralized heating method, the heating is supplied by closing the thermostat of the room as the room temperature rises after the heating is operated When the pressure difference between the water pipe and the heating return pipe increases, the proportional flow control valve is operated to maintain the pressure below the preset differential pressure, thereby reducing the flow rate of the micro flow control valve to prevent noise generated from the micro flow control valve. .
최근 들어 도1에 도시된 바와 같은 중앙집중 난방방식 공동주택에 시스템 온수분배기가 많이 보급되고 있으나 적정한 유량제어를 수행하지 못하여 미세 유량조절밸브 등에서 소음이 발생하는 등의 민원이 제기되고 있는 실정이다.Recently, the system hot water distributor is widely distributed in the centralized heating type apartment house as shown in FIG. 1, but there are complaints such as noise generated from the fine flow control valve due to failure to perform proper flow control.
세대 유량제어를 위하여 정유량밸브가 설치되어 있으나 이는 세대 내 전체 난방배관을 통과하는 난방수 유량이 설정유량이 되도록 조절할 뿐, 설정유량 이하 의 유량제어는 수행할 수 없다는 한계가 있으며 이로 인하여 방별로 설치되어 있는 미세유량조절밸브에 소음이 발생하는 경우가 자주 발생한다.The fixed flow valve is installed to control the flow rate of the household, but it regulates only the flow rate of the heating water passing through the entire heating piping in the household so that the flow rate below the set flow rate cannot be performed. Noise is often generated in the micro flow control valve installed.
미세유량조절밸브에 소음이 발생하는 조건은 현장 및 제품에 따라 달라지나 일반적으로 난방이 시작되어 어느 정도 난방 운전시간이 경과한 후 방별 난방용 자동온도조절기가 하나, 둘씩 닫히게 되고, 결국 하나의 방에 대한 난방용 자동온도조절기만 열린 상태일 경우, 방별 설계유량(일반적으로 1 L/min 정도)보다 많은 유량이 흐르게 되어 미세유량조절밸브에서 소음이 발생하게 되는 것이다.The condition where noise occurs in the microfluidic control valve varies depending on the site and the product, but in general, after the heating operation starts and the heating operation time has elapsed, the thermostat for the heating of the room is closed one by one, and eventually, one room When only the thermostat for heating is open, the flow rate is higher than the design flow rate (generally about 1 L / min) for each room, and noise is generated in the micro flow control valve.
상기한 목적을 달성하기 위하여 창작된 본 발명은 미세유량조절밸브에서 발생되는 소음을 방지하고 최소의 비용으로 최대의 난방효과를 거둘 수 있는 새로운 시스템을 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention created to achieve the above object is to provide a new system that can prevent the noise generated in the micro flow control valve and achieve the maximum heating effect at a minimum cost.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 구성은 다음과 같다.The technical configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
본 발명은 중앙기계실의 온수를 공급하는 난방공급수관(100); 상기 난방공급수관(100)으로부터 공급받은 온수를 다수 개의 공급분기관(210)을 통하여 구획된 각각의 난방공간으로 분배하는 온수분배기공급구부(200); 상기 온수분배기공급구부(200)의 상기 공급분기관(210) 각각에 연결되어 상기 공급분기관(210)의 개도를 수동으로 조절하는 다수 개의 미세유량조절밸브(11); 구획된 각각의 난방공간을 통과하여 환수되는 온수를 다수 개의 환수분기관(310)을 통하여 집수하는 온수분배기환수구부(300); 상기 온수분배기환수구부(300)의 상기 환수분기관(310) 각각에 연결되어 상기 환수분기관(310)의 개도를 자동으로 조절하는 밸브가 포함된 다수 개의 난방용 자동온도조절기(22); 상기 온수분배기환수구부(300)에 집수된 온수를 중앙기계실로 재순환하는 난방환수관(400); 상기 난방환수관(400)에 설치되어 미리 설정된 설정유량이 초과하지 않도록 온수의 유량을 제어하는 세대정유량밸브(33); 상기 난방공급수관(100)과 상기 난방환수관(400)의 압력차를 감지하는 차압센 서(44); 상기 난방환수관(400)에 설치되어 상기 차압센서(44)에서 감지되는 압력차를 이용하여 상기 난방공급수관(100)과 상기 난방환수관(400)의 압력차를 설정압력차가 되도록(또는 설정압력차를 초과하지 않도록) 밸브의 개도가 자동조절되는 비례유량제어밸브(55); 및, 상기 차압센서(44)에서 감지된 압력차에 대한 신호를 수신하여 상기 비례유량제어밸브(55)의 개도를 조절하는 제어신호를 발신하는 제어부(500);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a heating
본 발명의 기술적 구성에 따른 효과는 다음과 같다.Effects according to the technical configuration of the present invention are as follows.
첫째, 차압측정을 이용한 세대별 유량제어시스템을 기존의 온수분배시스템(또는 난방제어시스템)에 설치함으로써 적절한 유량제어를 이용하여 방별로 과다유량이 흐르는 것을 방지하여 온수분배시스템에서 발생하는 소음을 방지할 수 있다.First, by installing the generation-specific flow control system using differential pressure measurement in the existing hot water distribution system (or heating control system), it prevents excessive flow rate by room by using the proper flow control to prevent noise generated in the hot water distribution system. can do.
즉, 차압측정을 이용한 세대별 유량제어시스템은 세대 난방이 운전되어 일정기간 경과한 후, 하나의 방만 난방되고 있는 상태에 도달하게 되면, 난방공급수관(100)과 난방환수관(400) 사이의 차압이 상승하게 되는데, 이를 측정하여 유량을 제어함으로써 차압이 과다 상승하는 것을 방지하고 방별 과다 유량이 흐르는 것을 방지하여 미세유량조절밸브에서 발생하는 소음을 미연에 방지할 수 있음은 물론 과다유량 방지를 통하여 난방에너지도 절감할 수 있다.That is, in each generation flow control system using the differential pressure measurement, when the heating of the household reaches a state where only one room is heated after a certain period of time, the heating
또한, 기계실(보일러)의 운전조건으로부터 추정되는 공급수온도와 온도센서(66)에서 감지한 환수온도의 차이를 증대시키는 방향으로 비례유량제어밸브(55) 를 자동조절하여 적은 유량으로 충분한 열량이 공급되도록 하는데, 이와 같은 방법으로 난방수 펌핑 동력을 절감하여 효율적인 난방을 수행할 수 있다.In addition, the proportional flow control valve 55 is automatically adjusted in a direction to increase the difference between the supply water temperature estimated from the operating conditions of the machine room (boiler) and the return temperature detected by the
이하에서는 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
난방공급수관(100)은 도2에 도시된 바와 같이 중앙기계실의 온수를 각 세대 별로 공급하는 공급관 역할을 한다.The heating
온수분배기공급구부(200)는 난방공급수관(100)으로부터 공급받은 온수를 다수 개의 공급분기관(210)을 통하여 구획된 각각의 난방공간으로 분배하는 역할을 하는데, 일반적으로 사용되는 온수분배기공급구부(200)와 유사한 바 별도로 자세한 도시는 생략한다.The hot water distributor supply
미세유량조절밸브(11)는 온수분배기공급구부(200)에 설치되어 각각의 공급분기관(210)과 연결되는데, 초기 셋팅 과정에서 공급분기관(210)의 개도를 조절하여 각 난방공간으로 공급되는 온수의 유량을 조절하는데, 각 난방공간 별 난방코일의 길이 차이에 따른 열량불균형을 해소하기 위한 일반적인 장치인 바 별도의 도시는 생략한다. The micro flow rate control valve 11 is installed in the hot water distributor
온수분배기환수구부(300)는 구획된 각각의 난방공간을 통과하여 환수되는 온수를 다수 개의 환수분기관(310)을 통하여 집수하는 역할을 하는데, 일반적인 온수분배기환수구부(300)와 기본적인 구성은 차이가 없다.The hot water distributor
난방용 자동온도조절기(22)는 온수분배기환수구부(300)에 설치되는데, 각각의 환수분기관(310)과 연결되어 각 환수분기관(310)의 개도를 조절하는 방식으로 각 난방공간을 순환하는 온수의 유량을 자동으로 제어하는 기능을 수행한다.The
이러한 난방용 자동온도조절기(22)는 일반적으로 전동식 구동기가 구비된 밸브, 밸브제어기, 및 온도설정기로 구성되고, 온도설정기를 통하여 각 난방공간 별로 입력된 설정온도에 따라 밸브제어기가 각 난방공간 별로 측정된 온도를 입력받아 밸브를 개폐하는 구동기를 자동으로 작동시키게 된다.The
즉 설정된 온도에 도달하게 되면 더 이상 온수가 해당 난방공간으로는 순환되지 않도록 해당 난방공간의 밸브를 잠그게 되고, 다시 온도가 설정 온도 이하로 떨어지면 이를 감지하여 해당 난방공간의 밸브를 개방하게 된다.That is, when the set temperature is reached, the valve of the heating space is locked so that no hot water is circulated to the heating space anymore, and when the temperature falls below the setting temperature, the valve is detected and the valve of the heating space is opened.
난방환수관(400)은 온수분배기환수구부(300)에 집수된 온수를 중앙기계실로 재순환하는 환수관 역할을 한다.The heating return pipe 400 serves as a return pipe for recycling the hot water collected in the hot water distributor
세대정유량밸브(33)는 난방환수관(400)에 설치되어 미리 설정된 설정유량이 초과하지 않도록 온수의 유량을 제어한다. 세대정유량밸브(33)는 중앙집중 난방방식에서 세대간 유량 불균형을 해결하기 위하여 설치하는 것으로, 차압-유량선도에 따라 밸브 개구 면적을 수동으로 변화시켜 통과하는 유량을 제어하는 수동식과 일정량의 차압변화에서 유량이 일정하게 흐르도록 제어하는 자동식으로 구분된다.The generation constant
차압센서(44)는 난방공급수관(100)과 난방환수관(400)의 압력차를 감지하는 역할을 한다.The
비례유량제어밸브(55)는 온수분배기환수구부(300) 후단의 일체형 또는 분리 형으로 난방환수관(400)에 설치되며, 차압센서(44)에서 감지되는 압력차를 이용하여 난방공급수관(100)과 난방환수관(400) 사이의 압력차가 설정압력차가 되도록(또는 설정압력차를 초과하지 않도록) 밸브의 개도를 자동조절함으로써 미세유량조절밸브(22)의 통과 유량을 감소시키는 역할을 한다.Proportional flow control valve 55 is installed in the heating return pipe 400 as an integral or separate type of the rear end of the hot water
제어부(500)는 차압센서(44)에서 감지된 압력차에 대한 신호를 수신하여 난방공급수관(100)과 난방환수관(400) 사이의 압력차가 설정압력차가 되도록(또는 설정압력차를 초과하지 않도록) 비례유량제어밸브(55)의 개도를 조절하는 제어신호를 발신하는 역할을 하는데, 도3에 도시된 바와 같이 그 내부에는 통신모듈이 구비된 통신부(510)도 포함된다.The
이러한 제어부(500)는 차압에 관한 신호뿐만 아니라 온도설정기를 통하여 설정된 온도, 난방환수관(400)에 설치된 온도센서(66)의 온도 등에 관한 신호도 수신하며, 통신부(510)의 통신모듈을 통하여 휴대용LCD(77)와도 연결된다.The
온도센서(66)는 난방환수관(400)에 설치되어 환수되는 온수의 환수온도를 감지하는데, 제어부(500)는 이를 이용하여 중앙기계실의 운전조건으로부터 추정되는 난방공급수관(100)의 공급수온도와 온도센서(66)에서 감지되는 환수온도의 차이가 커지는 방향으로, 즉, 환수온도를 온도설정기에서 설정하는 온도로 조절될 수 있도록 비례유량제어밸브(55)의 개도를 조절하게 된다.The
휴대용LCD(77)는 제어부(500)를 구성하는 통신부(510)의 통신모듈과 유선통신 또는 무선통신의 방법으로 연결되어 각 종 정보를 표시하는 역할을 한다.The
휴대용LCD(77)는 차압센서(44)에서 감지하는 압력차를 도시한 차압그래프, 및 상기 비례유량제어밸브(55)의 개폐 정도를 도시하는 개도그래프를 표시할 수도 있고, 난방용자동온도조절기(22)의 밸브 개폐 여부에 대한 정보를 표시할 수도 있다.The
본 발명에서 상기 온도센서(66), 통신부(510), 온도설정기 및 휴대용 상태표시 LCD는 반드시 필요한 장치가 아니며, 필요시 본 발명에 부가적으로 장착할 수 있다.In the present invention, the
상기한 바와 같이 본 발명의 구체적 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였으나 본 발명의 보호범위가 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 본 발명의 기술적 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양한 설계변경, 공지기술의 부가나 삭제, 단순한 수치한정 등의 경우에도 본 발명의 보호범위에 속함을 분명히 한다.As described above, specific embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the protection scope of the present invention is not necessarily limited to these embodiments, and various design changes and notifications are made within the scope of not changing the technical gist of the present invention. In the case of addition or deletion of technology, and simple numerical limitations, it is obvious that the scope of the present invention is included.
도1은 기존의 온수분배시스템을 도시한다.1 shows an existing hot water distribution system.
도2는 본 발명에 따른 차압정보를 이용한 비례유량조절시스템을 도시한다.2 shows a proportional flow rate control system using differential pressure information according to the present invention.
도3은 제어부(500)의 구성 및 제어 흐름을 도시하는 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating a configuration and control flow of the
도4는 온수분배기 4구 기준으로 방별 온수코일 개폐여부 및 차압정보를 이용한 비례유량조절시스템 가동여부에 따른 압력차 변화 및 유량변화를 도시하는 개념도이다. 종래의 온수분배시스템(No control의 경우)에서는 방별 온수코일 개폐여부(Case)에 따라 압력차는 크게 변하며, 세대를 통과하는 유량은 세대정유량밸브의 영향으로 일정하게 유지되는 것을 알 수 있다. 발명의 온수분배시스템(Differential pressure control의 경우)에서는 방별 온수코일 개폐여부(Case)에 따라 압력차는 설정 압력차로 일정하게 유지되고, 세대를 통과하는 유량은 개폐조건에 따라 크게 감소하는 것을 알 수 있다.4 is a conceptual diagram showing a pressure difference change and a flow rate change according to whether or not the hot water coil is opened and closed per room and the proportional flow control system using differential pressure information based on four outlets of the hot water distributor. In the conventional hot water distribution system (in the case of No control), the pressure difference is largely changed depending on whether or not the hot water coil is opened and closed (Case) for each room, and it can be seen that the flow rate passing through the generation is kept constant by the generation constant flow valve. In the hot water distribution system of the present invention (differential pressure control), the pressure difference is kept constant by the set pressure difference according to the opening / closing of the hot water coils per room, and the flow rate passing through the generation is greatly reduced according to the opening and closing conditions. .
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100:난방공급수관100: heating supply water pipe
200:온수분배기공급구부200: hot water distributor supply port
210:공급분기관210: supply branch
300:온수분배기환수구부300: hot water distributor return hole
310:환수분기관310: water return pipe
400:난방환수관400: heating return pipe
500:제어부500: control unit
510:통신부510: communication
11:미세유량조절밸브11: Fine flow control valve
22:난방용자동온도조절기22: heater thermostat
33:세대정유량밸브33: Generation constant flow valve
44:차압센서44: differential pressure sensor
55:비례유량제어밸브55: proportional flow control valve
66:온도센서66: temperature sensor
77:휴대용LCD77: Portable LCD
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