KR20100110114A - 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내제어기로 보일러 가동시 태양열시스템의 축열상태를 확인하여, 태양열시스템으로부터 제어에 필요한 전원을 공급받고, 난방에 필요한 온수를 태양열시스템으로부터 보일러에 공급할 수 있도록 제어함으로써, 에너지 효율을 높일 수 있는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기는, 실내제어기에서 보일러를 가동시키는가를 판단하는 판정부; 태양열 축열탱크의 설정온도에 따라 태양열시스템으로부터 생성된 전원을 선택적으로 공급받기 위한 회로전원공급부; 보일러의 가동여부를 기억하는 기억장치부; 설정온도에 따라 보일러를 제어하기 위한 보일러제어부; 및 설정온도에 따라 상기 태양열 축열탱크로부터 온수를 보일러에 공급할 수 있도록 제어하는 펌프제어부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

태양열시스템, 보일러, 자동연계 제어기, 설정온도

Description

태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기{Automatic Link Controller between Solar Heat Accumulator and Boiler}

본 발명은 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 제어기에서 필요한 회로전원을 태양열시스템으로부터 공급받고, 기존 보일러의 실내제어기와 난방용 순환펌프를 이용할 수 있도록 한 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기에 관한 것이다.

일반적으로 태양열시스템은 태양광 에너지를 열로 변환하여 전열매체로 전달하여 난방 및 온수공급시설로 이용하게 된다.

이러한 태양열시스템은, 태양열을 집열하기 위한 집열수단과, 집열된 열을 전열매체에 의해 축열하기 위한 태양열축열탱크(축열조)와, 집열판에서 흡수한 고온의 전열매체와 태양열축열탱크와의 열교환을 위한 열교환기 등을 포함하여 이루어진다. 또한, 태양열시스템은 이러한 냉온수용 시설 뿐만 아니라 발전용 또는 이들을 겸한 통합형으로 사용이 가능하다.

하지만, 태양열시스템은 가정에서와 같이 이미 기존의 보일러 설비가 구비되어 있는 경우, 난방용으로 사용하려면 기존의 보일러와 통합하여 제어하기 위한 제 어수단을 필요로 하게 된다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 실내제어기로 보일러 가동시 태양열시스템의 축열상태를 확인하여, 태양열시스템으로부터 제어에 필요한 전원을 공급받고, 난방에 필요한 온수를 태양열시스템으로부터 보일러에 공급할 수 있도록 제어함으로써, 에너지 효율을 높일 수 있는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기는,

실내제어기에서 보일러를 가동시키는가를 판단하는 판정부;

태양열 축열탱크의 설정온도에 따라 태양열시스템으로부터 생성된 전원을 선택적으로 공급받기 위한 회로전원공급부;

보일러의 가동여부를 기억하는 기억장치부;

설정온도에 따라 보일러를 제어하기 위한 보일러제어부; 및

설정온도에 따라 상기 태양열 축열탱크로부터 온수를 보일러에 공급할 수 있도록 제어하는 펌프제어부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 판정부는 보일러의 송풍기에 인가되는 전류를 감지하는 전류감지부 및 상기 보일러에 공급되는 전원을 감지하는 전압감지부 중에서 적어도 하나인 것을 특징으로 한다. 그리고, 전류감지부는 전류감지표시부를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

특히, 본 발명에 따르는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기는, 설정된 시간간격으로 보일러의 가동유무를 판단할 수 있도록 타이머부가 더 구비되어 있는 것을 특징으로 한다. 그리고, 타이머부는 20초~180초 범위 내에서 시간간격을 설정할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

1) 기존 보일러의 실내제어기와 난방용 순환펌프를 그대로 이용하여 보일러를 제어할 수 있기 때문에, 시스템의 규모를 최소화할 수 있게 된다.

2) 기존 보일러의 가동시 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기에서 필요로 하는 회로전원을 태양열시스템으로부터 공급받기 때문에 소비전력을 절감할 수 있는 효과가 있다.

3) 기존 보일러의 난방용 순환펌프를 통해 온수공급을 할 수 있기 때문에, 시스템 전체의 규모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 제조원가를 줄일 수 있게 된다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따르는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기의 구성을 설명하기 위한 블럭도이다. 여기서, 도면부호 "2000"은 기존의 보일러를 제어하기 위한 실내제어기를, "3000"은 통상의 태양열시스템을 나타낸다. 또한, 도 1에서 각 구성요소들은 상호 동작에 의해 구성되는 것으로, 설명의 편의상 일열로 배치한 상태로 도시한 예를 보여주고 있다.

본 발명에 따르는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기(1000)는, 기존의 보일러를 제어하기 위한 실내제어기(2000)와 태양열시스템(3000)과의 상호 통신을 통해 이들 시스템을 연계하여 제어하게 된다.

이러한 자동연계 제어기(1000)는 보일러 동작여부를 판단하는 판정부(100), 태양열시스템(3000)으로부터 발전된 전원을 공급받기 위한 회로전원공급부(200), 보일러의 가동여부를 기억하는 기억장치부(300), 보일러 제어를 위한 보일러제어부(400) 및 펌프제어부(500)를 포함하여 이루어진다. 이하, 이들 구성요소들에 대하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

판정부(100)는 보일러의 동작을 알 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 이용할 수 있으나, 실제 보일러 가동을 용이하게 알 수 있는 송풍팬이라든가 버너의 구 동여부, 즉 전류감지라든가 보일러에 공급되는 전압감지를 통해 이루어지게 된다. 이에 판정부(100)는 전류감지 및 전압감지를 위한 전류감지부(110)와 전압감지부(120)를 포함한다. 그리고, 전류감지부(110)는 감지된 전류량을 표시할 수 있도록 전류감지표시부(111)를 더 구성할 수도 있다. 이러한 전류감지표시부(111)는 LED를 이용한 디스플레이라든가 시그먼트 등을 이용할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 판정부(100)는 후술하게 될 타이머부(600)에 의해 사용자에 의해 설정된 시간 단위, 예를 들어, 2분 단위로 전류감지부(110)와 전압감지부(120)를 통해 보일러의 가동여부를 판단하도록 하는 것이 바람직하다.

회로전원공급부(200)는 태양열시스템(3000)에서 발전된 전원을 자동연계 제어기(1000)에 인가하게 된다. 즉, 회로전원공급부(200)는 태양열시스템(3000)에서 발전된 전원을 자동연계 제어기(1000)의 회로전원에 필요한 형태로 가공하여 정전압으로 제공하게 된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 회로전원공급부(200)는 태양열시스템(3000)을 구성하는 축열탱크의 설정온도에 따라 동작하도록 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 축열탱크의 설정온도가 설정치 이상이면 정상적으로 발전 가능한 상태로 보아 발전된 전원을 자동연계 제어기(1000)에 인가하여 회로전원으로 이용할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

기억장치부(300)는 보일러의 가동여부를 기억하고, 실내제어기(2000)에서 보일러의 가동에 대한 신호가 입력되면 이에 따라 후술하게 될 보일러제어부(400)와 펌프제어부(500)를 통해 보일러를 제어하도록 한다.

즉, 보일러가 가동중이고 사용자가 실내제어기(2000)를 통해 보일러를 운전하게 되면, 기억장치부(300)는 보일러의 작동상태를 기억하고 태양열시스템(3000)을 이용할 수 있는 상태이면, 보일러제어부(400)의 제어를 통해 보일러의 가동을 정지시키고 펌프제어부(500)의 제어를 통해 태양열시스템으로부터 난방장치로 온수를 공급하도록 한다.

보일러제어부(400)는 상술한 축열탱크의 설정온도에 따라 실내제어기(2000)를 통해 보일러의 가동을 정지시켜 주게 된다. 즉, 보일러제어부(400)는 축열탱크의 설정온도가 설정치 이상이면, 태양열시스템(3000)으로부터 온수를 보일러를 이용하는 난방장치에 공급할 수 있는 것으로 판단한다. 그리고, 보일러제어부(400)는 보일러의 가동을 정지시키고 태양열시스템(3000)에서 얻어지는 온수를 보일러에 공급하게 된다. 물론, 축열탱크의 설정온도가 설정치 이하이면, 보일러를 계속 가동시키게 된다.

펌프제어부(500)는 보일러제어부(400)의 제어로 온수 공급이 필요한 경우 보일러에 연결된 난방장치로 온수를 공급하게 된다. 이때의 온수는 태양열시스템(3000) 즉, 태양열 축열탱크에서 축열된 온수를 공급하게 된다.

한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서, 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기(1000)는 보일러의 가동유무를 정기적으로 판단하기 위한 타이머부(600)와, 태양열 난방 상태가 이루어지고 있음을 알려주는 태양열 난방표시부(700)를 더 포함하여 구성할 수 있다.

타이머부(600)는 보일러의 가동 시간을 주기적으로 감시하기 위한 것으로, 그 감시 주기가 20초~180초인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 감시주기가 이보다 짧으면 잦은 동작변환으로 소비전력의 증가와 같은 문제가 발생할 수 있고, 이보다 감시주기가 길면 보일러 가동에 대한 대처가 늦어질 수 있기 때문이다.

또한, 타이머부(600)는 기억해지부(610)를 더 포함하여 이루어진다. 기억해지부(610)는 타이머부(600)에 의해 미리 설정된 감시시간이 지나게 되면, 기억장치부(300)의 기억 내용을 리셋하여 초기화시켜 주게 된다.

난방표시부(700)는 태양열시스템(3000)으로부터 자동연계 제어기(1000)로의 전원공급 상태라든가 태양열시스템(3000)을 통해 난방이 이루어짐을 표시해 주게 된다. 이러한 난방표시부(700)는 LED등이라든가 디스플레이 등을 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기(1000)는 보일러측에 장착하여 기기의 보호 뿐만 아니라 사용자가 사용상태를 용이하게 파악할 수 있게 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 따르는 자동연계 제어기(1000)의 제어회로는 도 2에서와 같이 제어회로를 구성할 수 있다. 이하, 본 발명에 따르는 자동연계 제어기(1000)의 동작에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 자동연계 제어기(1000)는 항시 타이머부(600)에서 미리 설정된 감시시간을 주기로 실내제어기(2000)의 동작 상태를 감시하게 된다. 그 결과, 실내제어기(2000)를 통해 보일러를 운전하고자 하는 것으로 판단되면, 송풍팬의 전류라든가 보일러에 공급되는 전압 등을 통해 판정부(100)에서 보일러의 가동여부를 판단하게 된다.

그리고, 자동연계 제어기(1000)는 태양열시스템(3000)의 축열탱크에 설정된 설정온도를 검출하게 된다. 만일, 설정온도가 설정치 이상이면 회로전원 및 온수를 이용할 수 있는 상태로 판단하고, 그렇지 않으면 사용할 수 없는 상태로 판단하게 된다. 또한, 회로전원 및 온수를 이용할 수 있는 상태이면, 회로전원공급부(200)를 통해 태양열시스템(3000)에서 발전된 전원을 자동연계 제어기(1000)에 공급하게 된다.

한편, 기억장치부(300)는 보일러의 가동 여부를 감시하여 기억하게 된다. 그리고, 보일러의 가동 즉 난방이 필요한 경우이면 보일러의 가동을 중지시키면서 태양열시스템(3000)으로부터 온수공급을 하도록 한다.

이때, 보일러의 가동중지는 보일러제어부(400)에 의해 이루지며, 보일러의 버너 및 송풍팬 등의 동작을 멈추도록 제어하여 이루어진다. 그리고, 온수의 공급은 펌프제어부(500)에 의해 이루어지게 되는데, 펌프제어부(500)는 보일러에 구비되어 온수를 공급하는 온수펌프(미도시됨)를 제어하게 된다. 이때의 온수펌프는 기 존보일러 뿐만 아니라 태양열시스템(3000)으로부터 온수공급이 가능하도록 3방향밸브를 통해 난방장치로의 온수공급을 선택할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따르는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기의 구성을 설명하기 위한 블럭도.

도 2는 본 발명에 따르는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기(1000)의 회로의 예를 보여주는 회로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

100 : 판정부

110 : 전류감지부

111 : 전류감지표시부

120 : 전압감지부

200 : 회로전원공급부

300 : 기억장치부

400 : 보일러 제어부

500 : 펌프제어부

600 : 타이머부

610 : 기억해지부

1000 : 자동연계 제어부

2000 : 실내제어기

3000 : 태양열시스템

Claims (5)

1. 실내제어기에서 보일러를 가동시키는가를 판단하는 판정부(100);

   태양열 축열탱크의 설정온도에 따라 태양열시스템으로부터 생성된 전원을 선택적으로 공급받기 위한 회로전원공급부(200);

   상기 보일러의 가동여부를 기억하는 기억장치부(300);

   상기 설정온도에 따라 상기 보일러를 제어하기 위한 보일러제어부(400); 및

   상기 설정온도에 따라 상기 태양열 축열탱크로부터 온수를 상기 보일러에 공급할 수 있도록 제어하는 펌프제어부(500);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 판정부(100)는 상기 보일러의 송풍기에 인가되는 전류를 감지하는 전류감지부(110) 및 상기 보일러에 공급되는 전원을 감지하는 전압감지부(120) 중에서 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 전류감지부(110)는 전류감지표시부(111)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기.
4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,

   미리 설정된 시간간격으로 상기 보일러의 가동유무를 판단할 수 있도록 타이머부(600)를 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 타이머부(600)는 20초~180초 범위 내에서 시간간격을 설정할 수 있는 것을 특징으로 하는 태양열시스템과 보일러의 자동연계 제어기.

Images