KR20120006679A

KR20120006679A - 실내 온수난방기의 온도조절장치 및 그의 난방온도 자동조절방법

Info

Publication number: KR20120006679A
Application number: KR1020100067285A
Authority: KR
Inventors: 김경섭; 김병석
Original assignee: 주식회사 라니
Priority date: 2010-07-13
Filing date: 2010-07-13
Publication date: 2012-01-19

Abstract

본 발명은 실내 온수난방기의 온도조절장치 및 그의 난방온도 자동조절방법에 관한 것으로,
종래의 실내 온수난방기의 온도조절장치는 구동밸브 온/오프 방식을 사용하고 있고, 이 구동밸브 온/오프 방식의 난방온도 조절 기술은 구동밸브의 제어 조작량이 0%(폐쇄)와 100%(개방)로 진행되어 조작량의 변화가 너무 크고 실제 설정온도값에 대하여 지나치게 반복적으로 구동밸브가 온/오프되기 때문에 설정온도 부근에서 요철(凹凸)을 반복하는 제어가 되어 버리는 문제가 있었던 바,
난방수 공급원으로부터 공급된 난방수를 실내의 난방코일로 공급하기 위한 배관에 설치되는 펌프와; 상기 실내에 설치된 난방코일로부터 배출되는 난방수의 환수온도를 측정하는 온도센서와; 상기 펌프의 회전속도를 제어하는 PID 제어방식의 인버터와; 상기 인버터와 전기적으로 연결되고 방의 난방여부와 난방온도를 제어하는 온도조절기;로 이루어지는 본 발명의 실내 온수난방기의 온도조절장치 및
상기의 실내 온수난방기의 온도조절장치의 온도조절기로 설정온도값을 입력하는 단계와; 온도센서에 측정한 방의 현재 난방 환수온도값을 온도조절기에서 분석하고, 그 결과를 출력하는 단계와; 온도조절기에서 상기 출력결과에 따라 펌프 제어신호를 PID 제어방식의 인버터에 입력하는 단계와; 상기 인버터에서 펌프의 회전속도를 조절하는 단계와; 온도센서에서 측정한 방의 난방 환수온도값을 실시간으로 전송받아 입력 난방온도까지 펌프가 작동되도록 하고, 난방 환수온도값과 설정온도값이 같아진 상태를 유지하는 단계;로 이루어지는 본 발명의 실내 온수난방기의 온도조절장치의 난방온도 조절방법에 의하면 최소한의 에너지를 사용하여 난방을 하고자 하는 방의 난방온도를 환경특성에 구애받지 않고 설정온도로 균일하게 유지시킬 수 있게 되므로 실내 온수난방기의 상품성과 기능성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

Description

실내 온수난방기의 온도조절장치 및 그의 난방온도 자동조절방법 {a heating temperature control apparatus and the heating temperature auto control method thereof}

본 발명은 실내 온수난방기의 온도조절장치 및 그의 난방온도 자동조절방법에 관한 것으로, 더 자세하게는 PID 제어방식의 인버터를 통해 펌프의 회전속도 및 난방수의 유량을 제어함으로써 난방온도를 자동으로 조절할 수 있도록 한 것에 관한 것이다.

최근 들어 실내 온수난방기는 각 방의 실내온도를 감지하여 분배기에 설치된 구동밸브를 온/오프하여 난방수의 공급을 제어하는 방식으로 설정온도를 유지함으로써 실내 온수난방에 대한 에너지의 소모를 최소화하고 있다.

그러나 상기 종래의 실내 온수난방기의 온도조절장치는 구동밸브 온/오프 방식을 사용하고 있고, 이 구동밸브 온/오프 방식의 난방온도 조절 기술은 구동밸브의 제어 조작량이 0%(폐쇄)와 100%(개방)로 진행되어 조작량의 변화가 너무 크고 실제 설정온도값에 대하여 지나치게 반복적으로 구동밸브가 온/오프되기 때문에 설정온도 부근에서 요철(凹凸)을 반복하는 제어가 되어 버리는 문제가 있었다.

도 1에는 종래의 실내 온수난방기의 온도조절장치의 구동밸브 온/오프 제어 그래프가 도시되어 있다.

또한 설정온도값과 실제온도값의 온도편차가 크게 되므로 각 방에 대한 불필요한 난방 공급이 발생될 여지가 많게 되고, 그에 따라 많은 양의 에너지 절약 효과를 기대할 수 없게 되는 문제가 있었다.

아울러 온도조절기가 실내온도를 감지하여 구동밸브를 온/오프시키는 종래의 실내 온수난방온도 제어 기술은 각 방의 환경특성에 따라 불필요한 난방 공급을 초래하게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 종래의 실내 온수난방기의 온도조절장치의 제결함을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적이 최소한의 에너지를 사용하여 난방을 하고자 하는 방의 난방온도를 설정온도로 균일하게 유지시킬 수 있도록 하는 실내 온수난방기의 온도조절장치 및 그의 난방온도 자동조절방법을 제공하는 데에 있는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실내 온수난방기의 온도조절장치는

난방수 공급원으로부터 공급된 난방수를 실내의 난방코일로 공급하기 위한 배관에 설치되는 펌프와;

상기 실내에 설치된 난방코일로부터 배출되는 난방수의 환수온도를 측정하는 온도센서와;

상기 펌프의 회전속도를 제어하는 PID 제어방식의 인버터와;

상기 인버터와 전기적으로 연결되고 방의 난방여부와 난방온도를 제어하는 온도조절기;로 이루어진다.

아울러 본 발명의 실내 온수난방기의 온도조절장치의 난방온도 자동조절방법은

상기의 실내 온수난방기의 온도조절장치의 온도조절기로 설정온도값을 입력하는 단계와;

온도센서에 측정한 방의 현재 난방 환수온도값을 온도조절기에서 분석하고, 그 결과를 출력하는 단계와;

온도조절기에서 상기 출력결과에 따라 펌프 제어신호를 PID 제어방식의 인버터에 입력하는 단계와;

상기 인버터에서 펌프의 회전속도를 조절하는 단계와;

온도센서에서 측정한 방의 난방 환수온도값을 실시간으로 전송받아 입력 난방온도까지 펌프가 작동되도록 하고, 난방 환수온도값과 설정온도값이 같아진 상태를 유지하는 단계;로 이루어진다.

본 발명의 실내 온수난방기의 온도조절장치 및 그 난방온도 조절방법에 의하면 최소한의 에너지를 사용하여 난방을 하고자 하는 방의 난방온도를 환경특성에 구애받지 않고 설정온도로 균일하게 유지시킬 수 있게 되므로 실내 온수난방기의 상품성과 기능성을 크게 향상시킬 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1은 종래의 실내 온수난방기의 온도조절장치의 구동밸브 온/오프 제어 그래프
도 2는 본 발명의 한 실시예의 구성 블록도
도 3은 동 실시예의 펌프 회전 제어 그래프

이하 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 기술 내용을 첨부도면에 의거하여 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2에는 본 발명의 한 실시예의 구성 블록도가 도시되어 있고, 도 3에는 동 실시예의 펌프 회전 제어 그래프가 도시되어 있다.

도 2와 같이 본 발명의 실내 온수난방기의 온도조절장치는

난방수 공급원으로부터 공급된 난방수를 실내의 난방코일로 공급하기 위한 배관에 설치되는 펌프(10)와;

상기 실내에 설치된 난방코일로부터 배출되는 난방수의 환수온도를 측정하는 온도센서(20)와;

상기 펌프(10)의 회전속도를 제어하는 PID 제어방식의 인버터(30)와;

상기 인버터와 전기적으로 연결되고 방의 난방여부와 난방온도를 제어하는 온도조절기(40);로 이루어진다.

본 발명의 실내 온수난방기의 온도조절장치에 있어서 인버터(30; Inverter)는 PID 제어방식으로 펌프(10)의 회전속도를 제어한다.

PID 제어방식는 자동제어 방식 가운데서 가장 흔히 이용되는 제어방식이며, 비례(P; Proportinal), 적분(I; Integral), 미분(D; Differential)의 3가지 조합으로 제어함으로써 유연한 제어가 가능한 것이다.

상기 PID 제어에 있어서 비례(P), 적분(I), 미분(D)은 에러값(내가 원하는 제어 목표와 실제 제어 상태)에 대한 비례, 적분, 미분을 의미한다.

PID 제어는 모터의 속도/위치 제어, 보일러의 온도 제어 등 여러가지 분야에서 쓰일수 있기 때문에 에러값이라하면 모터의 속도라거나, 보일러에서 끓는 물의 온도 등이 되며, 그 에러값들은 제어 회로의 구성에 따라 전압의 아날로그 값이 되거나 시간 간격에 따른 펄스의 개수, 혹은 펄스의 길이 이런 다양한 값이 될 수 있고, 이러한 에러값을 받아들여서 P, I, D 라는 방법을 활용하여 제어를 하게 된다.

한편 본 발명의 실내 온수난방기의 온도조절장치의 난방온도 자동조절방법은

상기 인버터에서 펌프의 회전속도를 조절하는 단계와;

상기와 같이 구성된 본 발명의 실내 온수난방기의 온도조절장치 및 그 난방온도 조절방법에 있어서는 난방수 공급을 위한 펌프(10)의 회전속도를 PID 제어방식의 인버터(30)를 통해 제어하게 되고, 펌프(10)의 회전속도에 따라 난방수의 유량이 조절됨으로써 온도센서(20)에서 측정한 난방 환수온도값이 사용자가 온도조절기(40)로 입력한 설정온도값이 같아지게 된다.

또한 PID 제어방식의 인버터(30)는 난방 환수온도값과 설정온도값이 같아진 상태를 유지하도록 펌프(10)의 회전속도를 제어하게 된다.

따라서 본 발명의 실내 온수난방기의 온도조절장치 및 그 난방온도 조절방법에 있어서는 최소한의 에너지를 사용하여 난방을 하고자 하는 방의 난방온도를 설정온도로 균일하게 유지시킬 수 있게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 설명에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

10 : 펌프
20 : 온도센서
30 : PID 제어방식의 인버터
40 : 온도조절기

Claims

난방수 공급원으로부터 공급된 난방수를 실내의 난방코일로 공급하기 위한 배관에 설치되는 펌프와;
상기 실내에 설치된 난방코일로부터 배출되는 난방수의 환수온도를 측정하는 온도센서와;
상기 펌프의 회전속도를 제어하는 PID 제어방식의 인버터와;
상기 인버터와 전기적으로 연결되고 방의 난방여부와 난방온도를 제어하는 온도조절기;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내 온수난방기의 온도조절장치.
난방수 공급원으로부터 공급된 난방수를 실내의 난방코일로 공급하기 위한 배관에 설치되는 펌프와; 상기 실내에 설치된 난방코일로부터 배출되는 난방수의 환수온도를 측정하는 온도센서와; 상기 펌프의 회전속도를 제어하는 PID 제어방식의 인버터와; 상기 인버터와 전기적으로 연결되고 방의 난방여부와 난방온도를 제어하는 온도조절기;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내 온수난방기의 온도조절장치의 난방온도 자동조절방법에 있어서,
상기 실내 온수난방기의 온도조절장치의 온도조절기로 설정온도값을 입력하는 단계와;
온도센서에 측정한 방의 현재 난방 환수온도값을 온도조절기에서 분석하고, 그 결과를 출력하는 단계와;
온도조절기에서 상기 출력결과에 따라 펌프 제어신호를 PID 제어방식의 인버터에 입력하는 단계와;
상기 인버터에서 펌프의 회전속도를 조절하는 단계와;
온도센서에서 측정한 방의 난방 환수온도값을 실시간으로 전송받아 입력 난방온도까지 펌프가 작동되도록 하고, 난방 환수온도값과 설정온도값이 같아진 상태를 유지하는 단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실내 온수난방기의 온도조절장치의 난방온도 자동조절방법.