KR20150076605A - 센서를 이용한 난방배관시스템 및 이를 이용한 난방배관제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방배관 중 환수관에 유량센서 또는 차압센서를 설치하여 초기 유량을 측정 후 사용 시간에 따라 초기 유량과 일정시간 후의 유량값을 비교를 하여 변동 유량값 또는 압력차가 일정값 이상으로 감지될 시, 소비자에게 룸콘, 어플과 같은 장치를 통하여 알릴 수 있도록 한 센서를 이용한 난방배관시스템 및 이를 이용한 난방배관제어방법에 관한 것으로, 상기 열원장비는 제어신호에 따라서 상기 환수관의 온수를 데워서 상기 공급관으로 데워진 온수를 재공급하고, 상기 환수관과 상기 열원장비 사이에 설치되어 환수관의 변동유량 또는 압력차를 측정하는 센서를 구비하며; 상기 센서로부터 전달된 유량 또는 압력차를 입력받아서 상기 열원장비를 제어하는 제어부를 구비하며; 상기 제어부로부터 전달된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부를 구비하며; 상기 제어부와 유선 또는 무선으로 연결되어 클리닝경보신호를 전달받아서 사용자에게 경보하는 각종 기기를 포함하는 시스템 및 이를 이용한 난방배관제어방법을 특징으로 한다.

Description

센서를 이용한 난방배관시스템 및 이를 이용한 난방배관제어방법{piping of heating system using sensor and the control method thereof}

본 발명은 센서를 이용한 난방배관시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 난방배관 중 환수관에 유량센서 또는 차압센서를 설치하여 초기 유량을 측정 후 사용 시간에 따라 초기 유량과 일정시간 후의 유량값을 비교를 하여 변동 유량값 또는 압력차가 일정값 이상으로 감지될 시, 소비자에게 룸콘, 어플과 같은 장치를 통하여 알릴 수 있도록 한 센서를 이용한 난방배관시스템 및 이를 이용한 난방배관제어방법에 관한 것이다.

공개특허 10-2009-0072339(과열방지 기능을 이용한 보일러의 각방 난방배관 개폐밸브고장감지방법)호에 따르면, "공지된 각방제어 시스템의 과열(비등)방지 운전제어방법에 있어서, 보일러가 과열 및 비등방지 운전모드에 돌입하면, 상기 제어기 내 마이컴은 수개의 리모컨 중 난방모드 "온"상태를 갖는 방의 수(i)를 확인하고 초기 "0"상태를 갖는 점검할 방의 개수(n)를 "1" 인크리먼트시켜 주는 단계와; 난방수를 균일온도로 희석하기 위해 수개의 난방배관에 설치된 모든 난방배관 개폐밸브를 열고, 보일러의 순환펌프를 정해진 시간동안 계속 구동시켜 일정온도를 갖는 난방수가 모든 난방배관을 순환하며 희석되도록 하는 단계와; 상기에서 순환펌프가 정해진 시간동안 구동된 후 정지되면 다른 모든 난방배관 개폐밸브는 닫고 상기에서 "1"을 인크리먼트시킴으로 인해 결정된 점검 대상 방 개수(n)에 해당되는 난방배관 개폐밸브만 열고 보일러의 연소동작을 실시하는 단계와; 보일러의 열교환기 출탕온도가 기준치인 과열(비등)온도 미만인지를 판별하는 단계와; 상기에서 판별한 결과 출탕온도가 기준치 이상이면 해당 방에 설치된 리모컨의 표시부에 에러를 표시하고, 보일러의 열교환기 출탕온도가 기준치 미만일 때와 마찬가지로 난방을 원하는 방의 수(i)와 이전에 인크리먼트한 결과로 얻어진 점검할 방의 개수(n)와 같은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 난방모드 "온" 상태인 방의 수(i)와 이전에 인크리먼트한 점검할 방의 개수(n)와 같은지를 판단하여 같지 않으면 점검할 방의 개수(n)를 "1" 인크리먼트시켜 주는 단계로 되돌아가고, i=n 상태이면 에러가 발생된 방이 없었는지를 검출하는 단계와; 상기에서 검출한 결과 에러가 발생된 방이 없으면 보일러자체의 고장으로 인식하고 제어기의 표시부에 보일러 점검 표시를 하되, 에러가 발생된 방이 있었으면 해당 방의 난방배관과 연결된 난방배관 개폐밸브에 대해 점검해 줄 것을 표시해 주는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다. 따라서, 보일러의 과열 방지 에러(또는 비등 에러)가 발생하는 경우, 보일러 자체의 고장과 각방제어 시스템의 각방 난방배관 개폐밸브 또는 AIR PURGE 불량을 구분하여 표시해 줄 수 있어 아프터 서비스(A/S)를 용이하게 실행할 수 있음은 물론 보일러 자체의 상품성과 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 것이다."라고 개시된 바가 있다.

공개특허 10-2009-0072339(과열방지 기능을 이용한 보일러의 각방 난방배관 개폐밸브고장감지방법)

그러나, 종래의 난방배관제어장치에는 난방배관 내 흐르는 유체가 장기간 사용함에 따라 배관 등의 부식 및 이물질 등으로 인하여 원활한 난방이 안될 경우에는 소음 및 과열 등의 원인이 발생할 수 있는데도 사용자나 관리자에게 이를 충분히 통지해줄 수 있는 기능을 구비하지 못한 문제점이 있다.

따라서, 난방배관중에서 환수관에 유량센서(또는 차압센서)를 설치하여 초기 유량을 측정 후 사용 시간에 따라 초기 유량과 일정시간 후의 유량값을 비교를 하여 △유량값이 일정값 이상으로 감지 될 시에 이를 소비자에게 실내의 벽면에 부착된 룸콘이나 스마트폰의 어플과 같은 장치로 알릴 수 있도록 한 난방배관시스템을 개발할 필요가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해소하고, 상기와 같은 개발필요성을 충족시키기 위한 것으로, 난방배관중에서 환수관에 유량센서(또는 차압센서)를 설치하여 초기 유량을 측정 후 사용 시간에 따라 초기 유량과 일정시간 후의 유량값을 비교를 하여 변동유량값이나 압력차이가 일정값 이상으로 감지 될 시에 이를 소비자에게 실내의 벽면에 부착된 룸콘이나 스마트폰의 어플과 같은 장치로 알릴 수 있도록 한 센서를 이용한 난방배관시스템 및 이를 이용한 난방배관제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 온수를 가열하는 열원장비와, 상기 열원장비와 연결되어 상기 온수로 적어도 하나 이상의 난방구간을 난방하는 공급관과, 상기 난방구간을 데우고 재가열을 위해 상기 열원장비와 연결된 환수관을 가진 난방배관시스템으로 제공된다.

본 발명의 특징은 상기 열원장비는 제어신호에 따라서 상기 환수관의 온수를 데워서 상기 공급관으로 데워진 온수를 재공급하고, 상기 환수관과 상기 열원장비 사이에 설치되어 환수관의 변동유량 또는 압력차를 측정하는 센서를 구비하며; 상기 센서로부터 전달된 유량 또는 압력차를 입력받아서 상기 열원장비를 제어하는 제어부를 구비하며; 상기 제어부로부터 전달된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부를 구비하며; 상기 제어부와 유선 또는 무선으로 연결되어 클리닝경보신호를 전달받아서 사용자에게 경보하는 각종 기기를 포함하는 것이다.

실시예에서, 상기 각종기기에는 실내의 벽면에 부착되는 룸콘(room controller)이나 스마트폰(smart phone)의 앱(app)과 같이 현재의 난방배관상태를 수신할 수 있는 장치, 보일러회사의 A/S직원이 보유한 PDA, 인터넷에 접속가능한 컴퓨터 중 하나인 것이다.

본 발명의 다른 특징은 공급관, 환수관, 센서, 열원장비, 제어부, 디스플레이부, 각종 기기를 이용하여 센서를 이용한 난방배관제어방법에 있어서, 환수관으로부터 열원장비로 흐르는 온수의 변동유량 또는 압력차이를 상기 센서에서 측정하고 측정된 값을 상기 제어부로 전달하며 상기 제어부에서 저장하는 제 1 단계; 각종 기기를 통해서 상기 제어부로 사용자로부터 알람조건에 대한 설정값을 입력받아서 알람조건을 설정하는 제 2 단계; 상기 제어부에서 상기 센서에서 현재 측정된 값을 비교하기 위해서 설정값을 연산하는 제 3 단계; 상기 제어부에서 상기 제 3 단계에서 현재 측정된 값이 설정값보다 낮은지 여부를 판단하는 제 4 단계; 상기 제 4 단계에서 현재 측정된 값이 설정값보다 낮으면 상기 제어부로부터 상기 각종기기로 클리닝신호(cleaning signal)을 전달하는 제 5 단계; 상기 제어부에서 상기 각종기기에 따라서 별도로 설정된 기능을 수행하는 제 6 단계를 포함하는 것이다.

본 발명의 바람직한 효과에 따르면, 배관 등의 부식 및 이물질 등으로 인하여 원활한 난방이 이루어지지 않을 뿐만 아니라, 소음 및 과열 등의 원인이 발생할 수 있는데, 이러한 문제가 발생하기 전에 또는 문제 발생시점에서 관리가 될 수 있도록 함으로써 난방배관시스템 전체적인 내구성을 향상시키고, 이로인한 에너지효율저하를 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 센서를 이용하여 난방배관을 제어할 경우에는 배관 막힘 정도를 수치로 확인할 수가 있으므로 수치별로 난방배관의 막힘정도를 디스플레이하거나 난방배관에 대한 청소가 필요하다는 점을 음성이나 이미지로 사용자나 관리자에게 디스플레이할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 센서를 이용한 난방배관시스템의 구성을 나타낸 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 센서를 이용한 난방배관시스템의 동작흐름을 나타낸 순서도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 센서를 이용한 난방배관시스템의 구성을 나타낸 블록도로서, 난방배관시스템은 온수를 공급하는 공급관(16)과, 공급관(16)에 의해서 데워지는 난방구간인 제 1 내지 제 3 블록과, 제 1 내지 제 3 블록을 데우고 재가열하고자 하는 환수관(17)이 구비된다.

이때, 상기 제 1 내지 제 3 블록은 예시를 위한 것으로 해당 건물의 난방면적 즉, 평수에 따라서 또는 건물특성 즉, 아파트, 오피스텔, 원룸과 같이 변동가능한 것이다.

한편, 제어신호에 따라서 상기 환수관(17)의 온수를 데우는 열원장비(14)와, 상기 환수관(17)과 상기 열원장비(14) 사이에 설치되어 환수관(17)의 유량 또는 압력차를 측정하는 센서(15)가 구비된다.

상기 센서(15)로부터 전달된 유량 또는 압력차를 입력받아서 상기 열원장비(14)를 제어하는 제어부(12)와, 상기 제어부(12)로부터 전달된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부(13)와, 상기 제어부(12)와 유선 또는 무선으로 연결되어 클리닝경보신호를 전달받아서 사용자에게 경보하는 각종 기기(11)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 각종기기(11)에는 실내의 벽면에 부착되는 룸콘(room controller)이나 스마트폰(smart phone)의 앱(app)과 같이 현재의 난방배관상태를 수신할 수 있는 장치라면 무엇이라도 가능한데, 예컨대 보일러회사의 A/S직원이 보유한 PDA, 인터넷에 접속가능한 컴퓨터 등이 바로 그것이다.

즉, 인터넷에 접속가능한 컴퓨터에서 주택의 난방배관시스템 혹은 입주한 사무실의 난방배관시스템을 실시간으로 체크할 수 있으므로 지역내 보일러회사의 지사 혹은 지역내 관리사무소에서 지역내에 설치된 난방배관시스템의 정상유무를 주기적으로 체크할 수 있어서 업무효율성 혹은 서비스효율성을 제고할 수 있다.

한편, 상기 센서(15)는 변동유량센서 또는 압력차센서가 이용될 수 있는데, 상기 열원장비(14)에 변동유량센서가 구비된 경우에는 추가하지 않고 해당 변동유량센서를 이용하여도 되지만, 본 명세서에서는 변동유량센서를 이용하여 구체적인 동작흐름을 살펴보도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 센서를 이용한 난방배관시스템의 동작흐름을 나타낸 순서도로서, 공급관(16), 환수관(17), 센서(15), 열원장비(14), 제어부(12), 디스플레이부(13), 각종 기기(11)를 이용하여 센서를 이용한 난방배관제어방법을 살펴본다.

환수관(17)으로부터 열원장비(14)로 흐르는 온수의 변동유량 또는 압력차이를 상기 센서(15)에서 측정하고 측정된 값을 상기 제어부(12)로 전달하며 상기 제어부(12)에서 저장하는 제 1 단계(S21)가 진행된다.

각종 기기(11)를 통해서 상기 제어부(12)로 사용자로부터 알람조건에 대한 설정값을 입력받아서 알람조건을 설정하는 제 2 단계(S22)가 수행된다.

상기 제어부(12)에서 상기 센서(15)에서 현재 측정된 값을 비교하기 위해서 설정값을 연산하는 제 3 단계(S23)를 진행한다.

상기 제어부(12)에서 상기 제 3 단계(S23)에서 현재 측정된 값이 설정값보다 낮은지 여부를 판단하는 제 4 단계(S24)를 수행한다.

상기 제 4 단계(S24)에서 현재 측정된 값이 설정값보다 낮으면 상기 제어부(12)로부터 상기 각종기기(11)로 클리닝신호(cleaning signal)을 전달하는 제 5 단계(S25)가 진행된다.

상기 제어부(12)에서 상기 각종기기(11)에 따라서 별도로 설정된 기능을 수행하는 제 6 단계(S26)가 수행된다.

한편, 상술한 난방배관제어방법은 개별난방과 지역난방에 모두 적용가능하지만, 지역난방인 경우에는 중앙통제실로부터 변동유량을 전달받을 수 있다.

이러한 난방배관 내 유량의 값을 감지하는데 있어 다른 장치로부터 통신으로 유량값을 받을 경우 즉, 각 난방구간별 유량을 포함하고, 각 난방구간별 유량은 한 구씩 열어서 유량을 체크한 값을 받는다.

이값을 이용하여 변동유량값을 모니터링하여 클리닝(Cleaning) 신호가 발생하며, 통신형이 안되는 장치인 경우 당 시스템에서 전체 유량을 체크하고 일정 주기별로 장치에 전체 유량이 흐를 수 있도록 접점신호를 주어 변동 유량값을 모니터링하여 클리닝신호가 발생한다. 차압센서의 경우도 상기와 동일한 알고리즘으로 변동 차압값을 모니터링하여 클리닝 신호가 발생한다.

또한, 상기 변동유량값 또는 변동차압값에 대한 범위는 현장 및 난방부하 조건에 따라 설정 범위를 가변하여 설정할 수 있도록 한다.

전술한 바와 같이, 센서를 이용하여 난방배관을 제어할 경우에는 배관 막힘 정도를 수치로 확인할 수가 있으므로 수치별로 난방배관의 막힘정도를 디스플레이하거나 난방배관에 대한 청소가 필요하다는 점을 음성이나 이미지로 사용자나 관리자에게 디스플레이할 수 있게 된다.

11 ; 각종기기 12 ; 제어부
13 ; 디스플레이부 14 ; 열원장비
15 ; 센서 16 ; 공급관
17 ; 환수관

Claims (3)

1. 온수를 가열하는 열원장비(14)와, 상기 열원장비와 연결되어 상기 온수로 적어도 하나 이상의 난방구간을 난방하는 공급관(16)과, 상기 난방구간을 데우고 재가열을 위해 상기 열원장비(14)와 연결된 환수관(17)을 가진 난방배관시스템에 있어서,
   상기 열원장비(14)는 제어신호에 따라서 상기 환수관(17)의 온수를 데워서 상기 공급관(16)으로 데워진 온수를 재공급하고,
   상기 환수관(17)과 상기 열원장비(14) 사이에 설치되어 환수관(17)의 변동유량 또는 압력차를 측정하는 센서(15)를 구비하며,
   상기 센서(15)로부터 전달된 유량 또는 압력차를 입력받아서 상기 열원장비(14)를 제어하는 제어부(12)를 구비하며,
   상기 제어부(12)로부터 전달된 데이터를 디스플레이하는 디스플레이부(13)를 구비하며,
   상기 제어부(12)와 유선 또는 무선으로 연결되어 클리닝경보신호를 전달받아서 사용자에게 경보하는 각종 기기(11)를 포함하는 센서를 이용한 난방배관시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 각종기기(11)에는 실내의 벽면에 부착되는 룸콘(room controller)이나 스마트폰(smart phone)의 앱(app)과 같이 현재의 난방배관상태를 수신할 수 있는 장치, 보일러회사의 A/S직원이 보유한 PDA, 인터넷에 접속가능한 컴퓨터 중 하나인 것을 특징으로 하는 센서를 이용한 난방배관시스템.
   
3. 공급관(16), 환수관(17), 센서(15), 열원장비(14), 제어부(12), 디스플레이부(13), 각종 기기(11)를 이용하여 센서를 이용한 난방배관제어방법에 있어서,
   환수관(17)으로부터 열원장비(14)로 흐르는 온수의 변동유량 또는 압력차이를 상기 센서(15)에서 측정하고 측정된 값을 상기 제어부(12)로 전달하며 상기 제어부(12)에서 저장하는 제 1 단계(S21);
   각종 기기(11)를 통해서 상기 제어부(12)로 사용자로부터 알람조건에 대한 설정값을 입력받아서 알람조건을 설정하는 제 2 단계(S22);
   상기 제어부(12)에서 상기 센서(15)에서 현재 측정된 값을 비교하기 위해서 설정값을 연산하는 제 3 단계(S23);
   상기 제어부(12)에서 상기 제 3 단계(S23)에서 현재 측정된 값이 설정값보다 낮은지 여부를 판단하는 제 4 단계(S24);
   상기 제 4 단계(S24)에서 현재 측정된 값이 설정값보다 낮으면 상기 제어부(12)로부터 상기 각종기기(11)로 클리닝신호(cleaning signal)을 전달하는 제 5 단계(S25);
   상기 제어부(12)에서 상기 각종기기(11)에 따라서 별도로 설정된 기능을 수행하는 제 6 단계(S26)를 포함하는 센서를 이용한 난방배관제어방법.
   
   

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