KR20140005354U - 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템 - Google Patents

열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템 Download PDF

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Abstract

본 고안은 에 관한 것으로서, 각방마다 구비되는 다수의 온도 조절기(9); 난방수가 공급되는 난방수 공급관(1) 측에 결합되는 공급관 분배기(4); 상기 난방수 공급관(1) 상에서 상기 공급관 분배기(4)에 연결되어 상기 공급관 분배기(4)에로 향하는 난방수의 온도를 측정하는 공급관측 온도센서(3); 상기 난방수가 환수되는 난방수 환수관(12) 측에 결합되는 환수관 분배기(10); 상기 공급관 분배기(4)와 상기 환수관 분배기(10)를 연결하되 상기 각방에 대응되는 다수의 연결라인(L); 상기 다수의 연결라인(L) 상에 각각 마련되며, 상기 다수의 연결라인(L)을 지나 상기 환수관 분배기(10)로 향하는 난방수의 온도를 측정하는 다수의 환수관측 온도센서(5); 상기 다수의 연결라인(L) 상에 각각 마련되어 해당 연결라인(L)을 독립적으로 개폐하는 다수의 제1 밸브(6); 상기 제1 밸브(6)들에 각각 연결되어 상기 제1 밸브(6)들을 구동시키는 제1 밸브 구동기(7); 및 상기 온도 조절기(9), 상기 공급관측 온도센서(3) 및 상기 환수관측 온도센서(5)로부터 전달되는 정보에 기초한 열량 감지를 통해 상기 제1 밸브 구동기(7)의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러(8)를 포함한다.

Description

열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템{Each room heating system}
본 고안은, 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 각방마다의 불균일한 난방 부하조건을 간단하면서도 효율적으로 해소할 수 있으며, 이에 따라 요구되는 실내의 균일한 난방 유지에 기여할 수 있는 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템에 관한 것이다.
보일러(Boiler)는 석유, 석탄, 가스 등을 연료로 사용하여 이를 연소시키거나 히터에 전기를 공급시켜 발생되는 연소열 또는 전열을 이용하여 물을 가열함으로써 각종 난방시설 등에 더운물을 공급하는 시설의 총칭이다.
특히, 주택용 보일러의 경우에는 실내의 바닥 등에 설치된 배관에 더운물을 공급하여 난방을 하거나 급수관을 통해 온수의 공급 등에 사용되며, 이를 통해 난방 시스템을 구현한다.
한편, 여관, 고시원, 원룸 등과 같이 다수의 방이 구비된 건물에서는 각방마다 별도의 실내온도 조절기인 룸 콘이 설치되며, 각 방의 실내온도를 개별적으로 조절하는 각방 난방 시스템이 채용된다.
물론, 2~3개의 방이 구비되는 일반 가정집에서도 각방에 대한 난방 제어를 위한 각방 난방 시스템이 적용된다.
종래의 각방 난방 시스템의 구성을 살펴본다. 종래의 각방 난방 시스템은 열원 또는 개별 보일러와, 각방 제어기 그리고 각방에 설치되는 다수의 룸 콘과, 거실 등에 설치되어 각방의 난방상태를 포함하여 온수사용 상태 등을 모니터하는 한편 해당 룸 콘이 설치된 방(예를 들어 거실)에 대한 난방 제어를 실시하는 중앙 룸 콘과, 각방마다 난방수를 제어해주는 제1 밸브(즉, 난방수 공급 조절 제1 밸브)와, 제1 밸브의 개폐를 제어하는 제1 밸브 구동기를 포함한다.
그런데, 이와 같은 구조를 갖는 종래의 각방 난방 시스템은 제1 밸브를 단순히 온/오프(on/off) 제어하는 방식을 채택하고 있는 경우가 대부분이어서 난방을 하고자 하는 방의 크기(배관 길이)에 따라 방바닥의 온도가 달라지는 현상이 발생되는 문제점이 있다.
대안으로서, 대한민국특허청 출원번호 제10-2007-0046021호, 대한민국특허청 출원번호 제10-2007-0124656호, 대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0136017호, 대한민국특허청 출원번호 제10-2009-0126557호 등에 다양한 기술들이 공지되어 있기는 하지만 열량 감지를 이용하여 각방 난방을 제어하는 시스템은 아직 공지된 바 없다.
실제, 유량 감지 등의 기존 방법 보다는 열량 감지에 의해 각방 난방을 제어하는 것이 효율적이라는 점을 감안할 때, 만약, 열량 감지를 이용하여 각방의 난방을 제어할 수 있는 시스템이 개발될 수만 있다면 각방마다의 불균일한 난방 부하조건을 해소할 수 있을 것이고, 이에 따라 요구되는 실내의 균일한 난방 유지에 기여할 수 있을 것이라 예상되므로 이에 대한 구조 개선이 요구된다.
대한민국특허청 출원번호 제10-2007-0046021호 대한민국특허청 출원번호 제10-2007-0124656호 대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0136017호 대한민국특허청 출원번호 제10-2009-0126557호
본 고안의 목적은, 각방마다의 불균일한 난방 부하조건을 간단하면서도 효율적으로 해소할 수 있으며, 이에 따라 요구되는 실내의 균일한 난방 유지에 기여할 수 있는 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 각방마다 구비되는 다수의 온도 조절기(9); 난방수가 공급되는 난방수 공급관(1) 측에 결합되는 공급관 분배기(4); 상기 난방수 공급관(1) 상에서 상기 공급관 분배기(4)에 연결되어 상기 공급관 분배기(4)에로 향하는 난방수의 온도를 측정하는 공급관측 온도센서(3); 상기 난방수가 환수되는 난방수 환수관(12) 측에 결합되는 환수관 분배기(10); 상기 공급관 분배기(4)와 상기 환수관 분배기(10)를 연결하되 상기 각방에 대응되는 다수의 연결라인(L); 상기 다수의 연결라인(L) 상에 각각 마련되며, 상기 다수의 연결라인(L)을 지나 상기 환수관 분배기(10)로 향하는 난방수의 온도를 측정하는 다수의 환수관측 온도센서(5); 상기 다수의 연결라인(L) 상에 각각 마련되어 해당 연결라인(L)을 독립적으로 개폐하는 다수의 제1 밸브(6); 상기 제1 밸브(6)들에 각각 연결되어 상기 제1 밸브(6)들을 구동시키는 제1 밸브 구동기(7); 및 상기 온도 조절기(9), 상기 공급관측 온도센서(3) 및 상기 환수관측 온도센서(5)로부터 전달되는 정보에 기초한 열량 감지를 통해 상기 제1 밸브 구동기(7)의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템에 의해 달성된다.
상기 컨트롤러(8)는, 상기 온도 조절기(9)를 통해 입력정보가 입력될 때, 상기 공급관측 온도센서(3) 및 상기 환수관측 온도센서(5) 간의 온도차에 의해 상기 각방별로 소모되는 열량을 계산하여 상기 제1 밸브 구동기(7)들의 동작을 개별적으로 컨트롤할 수 있다.
세대내 열량 계산을 위하여 상기 난방수 공급관(1) 상에 결합되며, 상기 난방수 공급관(1)을 통해 상기 공급관 분배기(4)로 향하는 난방수의 유량을 감지하여 그 정보를 상기 컨트롤러(8)로 전송하는 유량 감지기(2)를 더 포함할 수 있다.
상기 난방수 환수관(12) 상에 결합되어 상기 난방수 환수관(12)을 개폐하는 제2 밸브(13); 및 상기 제2 밸브(13)에 연결되어 상기 제2 밸브(13)를 구동시키되 세대내 총 유량의 조절을 위하여 상기 컨트롤러(8)에 의해 컨트롤되는 제2 밸브 구동기(11)를 더 포함할 수 있다.
본 고안에 따르면, 각방마다의 불균일한 난방 부하조건을 간단하면서도 효율적으로 해소할 수 있으며, 이에 따라 요구되는 실내의 균일한 난방 유지에 기여할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 고안에 따르면, 각방 난방을 위한 전력 사용량을 감소시킬 수 있음은 물론 에너지 절약에 기여할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템의 구성도이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템의 제어 블록도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템의 제어 블록도이다.
이들 도면을 참조하되 주로 도 1을 참조하면, 본 실시예의 각방 난방 시스템은 각방마다의 불균일한 난방 부하조건을 간단하면서도 효율적으로 해소할 수 있으며, 이에 따라 요구되는 실내의 균일한 난방 유지에 기여할 수 있도록 한 것으로서, 온도 조절기(9), 공급관 분배기(4), 공급관측 온도센서(3), 환수관 분배기(10), 다수의 연결라인(L), 환수관측 온도센서(5), 제1 밸브(6), 제1 밸브 구동기(7), 그리고 컨트롤러(8)를 포함할 수 있다.
온도 조절기(9)는 각방의 온도를 조절하기 위하여 각방마다 설치된다. 각방의 벽면에 온도 조절기(9)가 설치될 수 있다.
공급관 분배기(4)는 난방수가 공급되는 난방수 공급관(1) 측에 결합되어 난방수를 분배하는 역할을 한다.
공급관측 온도센서(3)는 난방수 공급관(1) 상에서 공급관 분배기(4)에 연결되어 공급관 분배기(4)로 향하는 난방수의 온도를 측정한다. 측정된 난방수의 온도 정보는 컨트롤러(8)로 전송된다.
난방수 공급관(1) 상에는 공급관측 온도센서(3)의 주변으로 유량 감지기(2)가 더 갖춰질 수 있다.
유량 감지기(2)는 세대내 열량 계산을 위하여 상기 난방수 공급관(1) 상에 결합되며, 난방수 공급관(1)을 통해 공급관 분배기(4)로 향하는 난방수의 유량을 감지하여 그 정보를 컨트롤러(8)로 전송하는 역할을 한다.
난방 시스템에 제공되는 유량이 일정하다는 점을 감안할 때, 유량 감지기(2)가 없더라도 열량 감지에는 어려움이 없다.
하지만, 본 실시예처럼 유량 감지기(2)가 마련되어 유량 정보를 실시간으로 컨트롤러(8)로 전송할 경우, 보다 정확한 열량 감지가 이루어져 낭비되는 요인을 제거할 수 있는 이점이 있다.
난방수 공급관(1)을 지나는 유량을 토대로 열량이 구해질 수 있다. 예컨대, 열량은 유량, 비열 및 온도차의 곱으로 나타나는데, 물의 비열이 1이기 때문에, 유량과 온도차를 알게 되면 열량을 구해낼 수 있다.
환수관 분배기(10)는 난방수 환수관(12) 상에 결합되어 난방수가 환수되는 장소를 이루며, 다수의 연결라인(L)에 의해 공급관 분배기(4)와 연결된다.
다시 말해, 공급관 분배기(4)와 환수관 분배기(10)는 다수의 연결라인(L)에 의해 연결되는데, 연결라인(L)은 각방에 대응되는 개수만큼 마련된다.
환수관측 온도센서(5)는 다수의 연결라인(L) 상에 각각 마련되며, 다수의 연결라인(L)을 통해 상기 환수관 분배기(10)로 향하는 난방수의 온도를 측정한다.
제1 밸브(6)는 다수의 연결라인(L) 상에 각각 마련되어 해당 연결라인(L)을 독립적으로 개폐한다.
그리고 제1 밸브 구동기(7)는 제1 밸브(6)들에 각각 연결되어 제1 밸브(6)들을 구동시킨다.
난방수 환수관(12) 상에는 난방수 환수관(12)을 개폐하는 제2 밸브(13)가 마련된다.
그리고 제2 밸브(13)에는 제2 밸브(13)를 구동시키되 세대내 총 유량의 조절을 위하여 컨트롤러(8)에 의해 컨트롤되는 제2 밸브 구동기(11)가 결합된다.
제1 밸브 구동기(7)와 제2 밸브 구동기(11)는 기계식 구동기일 수도 있고, 아니면 전자식일 수도 있는데, 후자의 경우라면 솔레노이드에 의해 구현될 수 있을 것이다.
한편, 컨트롤러(8)는 온도 조절기(9), 공급관측 온도센서(3) 및 환수관측 온도센서(5)로부터 전달되는 정보에 기초한 열량 감지를 통해 제1 밸브 구동기(7)의 동작을 컨트롤한다.
앞서 기술한 것처럼, 유량과 비열을 알고 있기 때문에 공급관측 온도센서(3)와 환수관측 온도센서(5)로 인한 온도차가 결정됨에 따라 각방별 열량이 구해질 수 있는데, 이러한 열량 감지를 통해 컨트롤러(8)가 제1 밸브 구동기(7)의 동작을 개별적으로 컨트롤하면서 각방의 온도를 컨트롤할 수 있다.
구체적으로 살펴보면, 컨트롤러(8)는 온도 조절기(9)를 통해 입력정보가 입력될 때, 공급관측 온도센서(3) 및 환수관측 온도센서(5) 간의 온도차에 의해 각방별로 소모되는 열량을 계산하여 제1 밸브 구동기(7)들의 동작을 개별적으로 컨트롤한다.
이처럼 열량 감지라는 요소를 통하여 제1 밸브 구동기(7)들의 동작을 개별적으로 컨트롤하는 방법으로 각방별 온도 제어를 구현할 경우, 전력 등의 낭비되는 요인을 최소화시킬 수 있어 경제적일 수 있다.
한편, 이 외에도 컨트롤러(8)는 전술한 것처럼 제2 밸브 구동기(11)의 컨트롤을 통해 세대내 총 유량을 조절하기도 한다.
이러한 역할을 담당하는 컨트롤러(8)는 도 2에 도시된 바와 같이, 중앙처리장치(8a, CPU), 메모리(8b, MEMORY), 서포트 회로(8c, SUPPORT CIRCUIT)를 포함한다.
CPU(8a)는 본 실시예의 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템을 제어하기 위해서 산업적으로 적용될 수 있는 다양한 컴퓨터 프로세서들 중 하나일 수 있다.
메모리(8b, MEMORY)는 CPU(8a)와 연결된다. 메모리(8b)는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로서 로컬 또는 원격지에 설치될 수 있으며, 예를 들면 랜덤 액세스 메모리(RAM), ROM, 플로피 디스크, 하드 디스크 또는 임의의 디지털 저장 형태와 같이 쉽게 이용가능한 적어도 하나 이상의 메모리이다.
서포트 회로(8c, SUPPORT CIRCUIT)는 CPU(8a)와 결합되어 프로세서의 전형적인 동작을 지원한다. 이러한 서포트 회로(8c)는 캐시, 파워 서플라이, 클록 회로, 입/출력 회로, 서브시스템 등을 포함할 수 있다.
예를 들면, 본 실시예에 따른 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템에서 컨트롤러(8)가 온도 조절기(9)를 통해 입력정보가 입력될 때, 공급관측 온도센서(3) 및 환수관측 온도센서(5) 간의 온도차에 의해 각방별로 소모되는 열량을 계산하여 제1 밸브 구동기(7)들의 동작을 개별적으로 컨트롤하는 일련의 프로세스 등이 메모리(8b)에 저장될 수 있다. 전형적으로는 소프트웨어 루틴이 메모리(8b)에 저장될 수 있다. 소프트웨어 루틴은 또한 다른 CPU(미도시)에 의해서 저장되거나 실행될 수 있다.
본 고안에 따른 프로세스는 소프트웨어 루틴에 의해 실행되는 것으로 설명하였지만, 본 고안의 프로세스들 중 적어도 일부는 하드웨어에 의해 수행되는 것도 가능하다.
이처럼, 본 고안의 프로세스들은 컴퓨터 시스템 상에서 수행되는 소프트웨어로 구현되거나 또는 집적 회로와 같은 하드웨어로 구현되거나 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해서 구현될 수 있다.
이하, 본 고안에 따른 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템의 동작을 간략하게 살펴본다.
각방의 온도 조절기(9)를 조작한다. 그러면 각방에서 요구되는 열량이 결정될 수 있다.
이후, 각방의 온도 조절기(9)를 통해 입력된 입력정보와, 공급관측 온도센서(3)와 환수관측 온도센서(5) 측으로부터의 측정된 온도값이 컨트롤러(8)로 전송된다.
그러면 컨트롤러(8)에서 공급관측 온도센서(3) 및 환수관측 온도센서(5) 간의 온도차에 의해 각방별로 소모되는 열량을 계산한다. 앞서 기술한 것처럼 유량이 정해진 상태에서 물의 비열을 알기 때문에 각방별로 소모되는 열량이 계산될 수 있다.
열량이 계산되면 컨트롤러(8)가 각방별로 소모되는 열량에 기초하여 제1 밸브 구동기(7)들의 동작을 개별적으로 컨트롤하여 제1 밸브(6)를 개폐함으로써 각방에 대한 난방 제어를 효율적으로 진행할 수 있다.
본 실시예처럼 열량 감지에 의해 각방에 대한 난방 제어가 진행되는 경우, 불필요하게 소모될 수 있는 전력 등을 최대로 감소시킬 수 있어 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 실시예에 따르면, 각방마다의 불균일한 난방 부하조건을 간단하면서도 효율적으로 해소할 수 있으며, 이에 따라 요구되는 실내의 균일한 난방 유지에 기여할 수 있게 된다.
또한 본 실시예에 따르면, 각방 난방을 위한 전력 사용량을 감소시킬 수 있음은 물론 에너지 절약에 기여할 수 있게 된다.
이와 같이 본 고안은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 고안의 청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
1 : 난방수 공급관 2 : 유량 감지기
3 : 공급관측 온도센서 4 : 공급관 분배기
5 : 환수관측 온도센서 6 : 제1 밸브
7 : 제1 밸브 구동기 8 : 컨트롤러
9 : 온도 조절기 10 : 환수관 분배기
11 : 제2 밸브 구동기 12 : 난방수 환수관
13 : 제2 밸브 L : 연결라인

Claims (4)

  1. 각방마다 구비되는 다수의 온도 조절기(9);
    난방수가 공급되는 난방수 공급관(1) 측에 결합되는 공급관 분배기(4);
    상기 난방수 공급관(1) 상에서 상기 공급관 분배기(4)에 연결되어 상기 공급관 분배기(4)로 향하는 난방수의 온도를 측정하는 공급관측 온도센서(3);
    상기 난방수가 환수되는 난방수 환수관(12) 측에 결합되는 환수관 분배기(10);
    상기 공급관 분배기(4)와 상기 환수관 분배기(10)를 연결하되 상기 각방에 대응되는 다수의 연결라인(L);
    상기 다수의 연결라인(L) 상에 각각 마련되며, 상기 다수의 연결라인(L)을 지나 상기 환수관 분배기(10)로 향하는 난방수의 온도를 측정하는 다수의 환수관측 온도센서(5);
    상기 다수의 연결라인(L) 상에 각각 마련되어 해당 연결라인(L)을 독립적으로 개폐하는 다수의 제1 밸브(6);
    상기 제1 밸브(6)들에 각각 연결되어 상기 제1 밸브(6)들을 구동시키는 제1 밸브 구동기(7); 및
    상기 온도 조절기(9), 상기 공급관측 온도센서(3) 및 상기 환수관측 온도센서(5)로부터 전달되는 정보에 기초한 열량 감지를 통해 상기 제1 밸브 구동기(7)의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러(8)는,
    상기 온도 조절기(9)를 통해 입력정보가 입력될 때, 상기 공급관측 온도센서(3) 및 상기 환수관측 온도센서(5) 간의 온도차에 의해 상기 각방별로 소모되는 열량을 계산하여 상기 제1 밸브 구동기(7)들의 동작을 개별적으로 컨트롤하는 것을 특징으로 하는 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    세대내 열량 계산을 위하여 상기 난방수 공급관(1) 상에 결합되며, 상기 난방수 공급관(1)을 통해 상기 공급관 분배기(4)로 향하는 난방수의 유량을 감지하여 그 정보를 상기 컨트롤러(8)로 전송하는 유량 감지기(2)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 난방수 환수관(12) 상에 결합되어 상기 난방수 환수관(12)을 개폐하는 제2 밸브(13); 및
    상기 제2 밸브(13)에 연결되어 상기 제2 밸브(13)를 구동시키되 세대내 총 유량의 조절을 위하여 상기 컨트롤러(8)에 의해 컨트롤되는 제2 밸브 구동기(11)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열량 감지를 이용한 각방 난방 시스템.
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