KR920000475B1 - 심야전력용 축열기기의 축열효율 증진장치 - Google Patents

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Description

심야전력용 축열기기의 축열효율 증진장치

제1도는 종래 기술의 축열기기와 본 발명에 의한 심야전력용 축열기기의 축열과정을 도시한 그래프.

제2도는 본 발명에 따른 축열효율 증진장치의 개략적인 회로도.

제3도는 본 발명을 구성하는 축열개시시간 조절부의 작동과정을 설명하는 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

가 : 축열재온도 감지부 나 : 축열량 지정부

다 : 축열개시시간 조절부 라 : 전원개폐 조절부

1 : 열전쌍 2 : 증폭기

3 : 실온 보정부분 4 : 가변저항

5 : 소요축열기간 결정부분 6 : 등가속전위발생기

7 : 축열개시 시간 결정부분 8 : 셋트-리셋트 스위치

9 ; 전원 개폐장치 P : 전원

H : 열선

본 발명은 심야전력용 축열기기에 있어서, 축열개시시간을 조절함으로써 불필요한 전력의 손실없이 심야전력 공급종료시간에 목표하는 축열량에 도달할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 축열효율 증진장치에 관한 것이다.

축열기기라 함은 에너지의 공급의 수요보다 과잉 상태인 시간에 잉여에너지를 열의 형태로 저장하였다가, 에너지의 공급이 수요보다 부족한 시간에 저장된 에너지를 회수하여 사용하는 기기이다. 대표적인 기기로서는 심야전력 사용기기들이 있으며, 이들 기기는 전기 사용량이 적은 심야시간에 싼 가격으로 공급되는 전기를 사용하여 적당한 축열재를 가열하여 에너지를 저장한 후 주간에 이를 사용하는 기기로서, 사용자측에서는 싼 가격으로 에너지를 사용할 수 있고, 전력회사 측에서는 심야 시간의 전력부하를 늘림으로써, 전기사용량이 많은 주간의 전력부하를 낮출 수 있게 되어 전력부하를 평준화할 수 있는 장점이 있다. 특히, 부하추종운전이 어려운 원자력발전의 비중이 높은 경우, 부하평준화의 필요성이 더욱 커지게 되므로 심야전력 활용기기의 사용이 전극 권장되고 있다.

심야전력을 이용한 활용기기에는 100℃미만의 온도로 에너지를 저장하는 저온 축열기기로서 축열식 전기 온수기, 전기 차 끊이기, 쏠라하트 온수기, 축열식 전기온수보일러, 축열식 전기온돌 등이 있고, 500℃이상의 고온으로 에너지를 저장하는 고온 축열기기로서 축열식 전기온풍기가 있으며, 이들 축열기기에 대하여 간단히 설명하면 다음과 같다.

축열식 전기온수기는 심야전기를 사용하여 물을 가열하며, 수온이 온도제어기에 설정된 온도(80 내지 85℃)까지 상승하면 온도제어기가 작동하여 전원이 자동으로 차단된다. 가열된 물은 보온이 잘되는 저장조에 저장되었다가 필요할 때에 온수를 사용할 수 있도록 한 것이다. 전기 차 끊이기는 심야전력을 사용하여 차를 끊이는 기기로서, 축열식 전기온수기와 유사한 구조로 되어 있으며, 차를 끊이기 위해서는 100℃까지 물을 가열하여야 한다. 쏠라하트 온수기는 태양열 집열판과 축열식 전기 온수기가 조합된 기기로서 일조량이 부족한 경우 심야 전력으로 온수저장조의 물을 가열할 수 있도록 하는 기기이다. 축열식 전기온수보일러는 난방용 온수보일러 시스템에서 심야전기를 에너지로 사용하는 기기로서, 심야시간에 90내지 95℃의 온수를 만들어 보온이 잘 되는 축열조에 저장하였다가 필요한 시간에 온수를 순환시켜 난방에 사용한다. 축열식 전기온돌은 난방이 필요한 장소의 바닥에 축열재와 전열판을 설치하고, 야간에 심야전력을 사용하여 70 내지 80℃정도로 축열재를 가열하여 에너지를 저장하면, 축열재가 상부보온층에 의하여 서서히 방열하여 난방 장소의 바닥온도가 30 내지 40℃로 유지되어 난방이 되도록 하는 구조이다. 축열식 전기 온풍기는 내부에 높은 온도의 에너지를 저장할 수 있는 내화벽돌과 전열기가 설치되어 있고, 내화벽돌의 주위를 고온에서 단열효과가 우수한 단열보온재로 둘러 산 구조로 되어 있으며, 야간에 심야전력을 사용하여 내화벽돌을 500 내지 800℃로 가열하여 에너지를 저장한 후, 난방이 필요한 주간에 공기를 축열재의 표면으로 순환시켜, 더워진 공기를 난방에 사용하는 기기이다. 축열재의 온도, 즉 축열량은 수동 또는 자동으로 조절하게 되어 있으며, 축열재가 가열되어 지정된 축열량에 도달하면 전원이 자동으로 차단된다. 축열식 전기온풍기는 독일의 Siemens사, Stiebel Eltron사, Kuppersbusch사 및 영국의 Dimplex사 등에서 실용화 기기를 생산하고 있으며, 국내에서는 금성계전, 주원기공 등의 회사에서 생산하고 있다.

이들 장치는 제조회사에 따라 축열재의 조성 및 형태, 공기순환 방식, 온도제어 방식 등에서 서로 다른 특징을 가지고 있으나, 그 작동 원리는 거의 같으며 앞에서 설명한 바와 같다.

종래 기술의 이러한 축열기기는 원하는 축열량을 지정하면 심야전력이 공급됨과 동시에 축열이 시작되며, 지정된 축열량에 도달하면 온도 제어기에 의해 심야전력 공급종료시간까지 열선(heating element)의 전원이 연속적으로 개폐되어 지정된 온도를 유지해 준다. 제1도의 곡선 (a)는 종래 장치의 축열과정을 도시한 것으로서, 심야전력이 공급됨과 동시에 축열이 시작되어 심야전력공급종료시간(g) 이전에 목표하는 축열량에 도달하면, 그 시간부터 심야전력공급종료시간(g)까지 전원이 개폐되면서 온도가 제어되며, 그 시간(f) 동안 방열에 의해 손실되는 에너지를 보충하기 위한 전력이 소요된다. 즉, 제1도의 그래프에서 직선(de)와 f가 그리는 파형선이 형성하는 면적 만큼의 전력손실을 초래하는 단점이 있다. 그런데, 주간에 회수하여 사용할 수 있는 에너지의 양은 심야전력공급종료시간에 축열기기에 저장되어 있는 에너지의 양에 의하여 결정되며, 심야전력 공급종료시간에 소정의 에너지가 축열기기에 저장되도록 하기 위하여 소요되는 에너지의 양은 축열방법에 따라 차이가 발생한다.

즉, 제1도의 곡선(b)와 같이 심야전력이 공급이 개시되어도 축열은 시작되지 않고 있다가, 적당한 시간(e)가 경과하면 비로서 축열이 시작되어, 심야전력공급종료시간에 목표하는 축열량에 도달되도록 하면, 종래의 장치에서 전원이 개폐되어 온도가 제어되는 시간(f)동안 방열손실을 보충하기 위하여 소모되던 전력이 불필요하게 되어, 적은 양의 에너지를 사용하여 같은 축열량을 얻을 수 있게 된다.

그러나, 종래의 장치는 온도제어기에 따라 목표축열량보다 적은 에너지를 축열한 상태로 심야전력공급이 종료되는 경우가 많다. 즉, 제1도의 곡선(a)의 마지막 하강부분과 g가 만나는 점과 같이 목표축열온도보다 낮은 온도에서 축열이 종료되면 소기의 축열량을 얻을 수 없게 되는 단점이 있다.

온도제어기는 대별하여 전자식과 기계식으로 구분되며, 축열기기에는 가격이 싼 기계식 온도제어기가 널리 사용되고 있다. 기계식 온도제어기에는 액체팽창식(capillaly type)과 바이메탈식(bimetal type)이 있는데, 액체팽창식의 경우는 온도감지부의 내부에 들어 있는 액체가 온도에 따라 팽창 혹은 수축을 하며, 이때의 체적변화가 모세관을 통하여 전원 개폐부로 전달되어 전원을 개폐시켜 온도를 조절해 주는 작용을 하며, 바이메탈식의 경우는 바이메탈이 온도에 따라 변형되는 성질을 이용하여 어느 온도 이상으로 올라가면 접점이 떨어져 전원이 차단되며, 또한 어느 온도 이하로 내려가면 전원을 연결시켜 주는 작용을 한다. 심야 전력용 축열기기의 경우 물을 축열재로 사용하는 대부분의 축열기기에는 액체팽창식 온도제어기가 사용되고 있으며, 축열식 전기온풍기의 경우 Stiebel Eltron사와 Siemens사의 기기는 액체팽창식 제어기를 사용하며, Dimplex사의 기기는 바이메탈식 제어기를 사용하고 있다. 그런데 액체팽창식의 제어기는 온도변화에 따른 제어기기의 응답시간이 늦기 때문에, 이 제어기에 의하여 전원이 개폐되는 시간간격이 2 내지 3시간 정도되면, 제1도의 곡선(a)에 도시된 것과 같이 전원이 차단되어 축열재가 식어가는 도중에 심야전력공급시간이 종료되면, 축열재의 온도는 원하는 온도보다 낮아지게 되어 원래 원했던 축열량을 얻을 수 없게 된다. 이러한 온도저하 현상은 축열기기에 따라 그 정도에 차이가 있으며, 축열재의 온도가 100℃이하인 저온 축열기기에서는 온도저하 현상이 비교적 적은 폭으로 나타나지만, 축열식 전기온풍기와 같은 고온 축열기기에서는 자연방열에 의한 열손실이 많으므로 온도저하현상이 큰 폭으로 발생하며, 그 폭은 50 내지 100℃정도로 나타난다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점들을 개선하기 위한 것으로, 심야전력용 축열기기에 있어서 축열개시시간을 조절함으로써 불필요한 전력의 손실없이 심야전력공급종료시간에 목표하는 축열량에 도달할 수 있도록 하는 축열효율 증진 장치에 관한 것이다. 즉, 축열재가 가열되어 지정된 온도에 최초로 도달하는 시간과 심야전력공급종료시간에 일치하도록 축열개시시간을 조절함으로써, 종래의 장치에서 심야전력종료시간까지 지정된 온도를 유지하기 위하여 소모되었던 전력소비를 줄일 수 있을 뿐만아니라, 온도제어기의 응답지연에 따른 축열량이 저하된 상태로 축열이 중단되는 것을 방지할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명 이전에도 축열개시시간을 조절하는 장치로서 독일의 Siemens사에서 Promatik MC DIN 44574라는 명칭의 장치가 발표된 것이 있으나, 이 장치는 심야전력용 축열기기의 전력부하가 같은 시간대에 집중되는 것을 억제하고 전력부하를 분산시키는 것을 목적으로 하는 장치로서, 단지 축열개시시간을 임의로 조절하는 기능만 있을 뿐, 목표축열량 도달시간과 심야전력공급종료시간을 일치시키는 기능은 없으므로, 축열개시시간이 조금 빨라져서 심야전력공급종료시간 이전에 목표축열량에 도달하는 경우 종래의 기기와 마찬가지로 축열기기 내부의 온도제어기에 의하여 전원이 개폐되면서 온도가 유지되고, 축열개시시간이 늦어지는 경우에는 심야전력공급종료시간에 목표축열량에 도달하지 못한 상태로 축열이 종료되므로, 본 발명과는 그 목적 및 근본 원리가 서로 다른 것이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다. 제2도는 본 발명에 의한 축열효율 증진장치의 개략적인 회로도이다. 본 발명의 장치는 축열재온도 감지부(가), 축열량지정부(나), 축열개시시간 조절부(다) 및 전원개폐 조절부(라)로 구성된다. 축열재온도 감지부(가)는 축열재 부위에 설치된 열전쌍(thermocouple, 1), 이하 모두 계장공간의 내부에 설치된 증폭기(2), 및 실온보정부분(room temperature compensator, 3)으로 구성되며, 축열재의 온도에 따라 열전쌍에서 발생하는 전압신호를 증폭 및 보정하는 역할을 한다. 축열량 지정부(나)는 가변저항(4)로 구성되며, 원하는 축열량에 따라 이에 해당되는 전압신호를 발생시킨다. 축열개시시간 조절부(다)는 소요축열시간 결정부분(5), 등가속전위발생기(ramp generator, 6) 및 축열개시시간 결정부분(7)로 구성된다. 소요축열시간 결정부분(5)는 심야전력 공급개시 시점에서 열전쌍으로 측정한 축열재의 온도, 즉 잔류 축열량과 축열량 지정부(나)에서 지정된 목표축열량의 차이로부터 목표축열량에 도달하기 위한 소요축열시간을 결정한다. 등가속전위발생기(6)은 시간에 따라 일정한 속도로 변하는 전압을 발생시키는 작용에 의해 타이머의 역할을 수행한다. 축열개시시간 결정부분(7)은 소요축열시간 결정부분(5)에서 발생하는 전압신호와 등가속전위발생기(6)에서 발생하는 전압신호를 비교하여 축열개시시간을 결정한다. 전원개폐 조절부(라)는 셋트-리셋트 스위치(8)과 전원개폐장치(9)로 구성되며, 축열개시시간 조절부(다)에서 발생한 신호에 의해 전원개폐장치를 조작하여 열선의 전원개폐를 조절한다.

축열재부위에 직접 또는 적당한 단열재를 사이에 두고 열전쌍을 설치하면 이 열전쌍의 접합부위에서는 온도에 상응하는 전압신호가 발생한다. 발생하는 전압신호는 온도에 따라 변화하며, 열전쌍의 종료에 따라 서로 다르지만 일반적으로 수십 밀리볼트 이내이다. 이 전압신호는 실온 보정부(3)에서 실온 변화에 따른 보정을 거친후, 축열량 지정부(나)에서 발생하는 전압 신호 및 등가속전위발생기(6)에서 발생하는 전압신호와 비교하기 위해서 증폭기(2)에서 적당한 수준으로 증폭되어, 축열개시시간 조절부(다)로 보내진다. 축열량 지정부(나)는 외부에서 조절이 가능한 가변저항(4)로서, 사용자가 원하는 축열량을 지정하면 이에 상응하는 전압신호가 발생하여 축열개시시간 조절부(다)로 보내진다. 축열재 온도감지부(가)에서 보내진 전압신호와 축열량 지정부(나)에서 보내진 전압 신호는 소요축열시간 결정부분(5)에 들어가 그 차이가 계산되며, 그 차이는 심야전력공급개시시간에서의 잔류축열량과 목표축열량과의 차이, 즉 소요축열량에 대응하는 신호가 된다. 소요축열시간은 소요축열량과 축열기기의 특성치에 의하여 결정되며, 축열기기의 특성치에는 열선의 전력용량, 축열재의 열용량 및 축열기기의 방열손실 등이 고려되어야 한다.

축열개시시간 조절부(다)의 작동을 제3도를 참조하여 자세히 설명하면 다음과 같다. 심야전력공급이 개시되는 순간 등가속전위발생기(6)의 작동이 시작되며 그 출력신호는 직선(a)와 같이 최초의 출력신호(f)에서 시작하여 시간에 따라 일정한 속도로 감소한다. 한편 소요축열시간 결정부분(5)에서 발생하는 출력신호는 온도 감지부(가)와 축열량 지정부(나)에서 발생하는 각각의 출력신호의 차로써 그 차이가 클수록 높은 출력신호로 나타난다. g은 심야전력이 개시되는 순간 소요축열시간 결정부분(5)에서 발생하는 최초출력신호를 나타낸다. 축열개시시간 이전에는 전열선에 연결된 전원이 차단되어 축열재가 계속 자연 방열되고 있으므로, 소요축열시간 결정부분(5)에서 발생되는 출력신호는 시간이 지날수록 증가하는 경향을 보인다. 시간이 경과하면 등가속전위발생기(6)의 출력신호(a)는 소요축열시간 결정부분(5)에서 발생하는 출력신호(b)와 일치하게 되며, 이때 축열개시시간 결정부분(5)에서 축열개시신호가 발생하여 전원개폐 조절부(라)를 작동시킨다. 축열개시신호에 영향을 주는 변수는 등가속전위발생기(6)의 전위변화속도, 최초 출력신호값(f) 및 소요축열시간 결정부(5)의 최초 출력신호값(g)등이 되며, 축열기기의 특성을 고려하여 이들 변수를 조절함으로써 축열이 개시되기 까지의 시간과 소요축열시간의 합이 심야전력공급시간과 일치하도록 축열개시시간을 결정하면, 심야전력공급종료시간에 목표축열량에 도달할 수 있게 된다. 또한 이들 변수값을 적당히 결정하면 잔류축열량의 변화에 관계없이 설정된 목표축열량에 따라 축열개시시간이 자동으로 결정된다. 즉, 목표축열량과 잔류축열량의 차이가 작아서 소요축열시간이 짧은 경우, 소요축열시간 결정부분(5)에서는 제3도 (g′)로 도시한 바와 같이 작은 최초 출력신호가 발생하며, 이때의 축열개시시간은 (d′)와 같게 되어 (d) 의 경우 보다 길어져서 축열소요시간이 자연히 짧아지게 되므로, 이들 관계를 고려하여 변수를 결정하면 축열개시시간의 자동조절이 가능하다.

축열이 시작되면, 축열재의 온도가 상승하고 축열개시시간 결정부분(7)의 출력신호 (b)는 급격히 감소하여 다시 등가속전위발생기(6)의 출력신호(a)와 만나게 된다. 그러나, 이 현상은 전열선의 전원개폐에 영향을 주지 않아야하므로 전원개폐 조절부분에는 이에 따른 장치가 필요하다. 전원개폐 조절부(라)는 셋트-리셋트 스위치(8)과 전원개폐장치(9)로 구성된다. 심야전력공급이 시작되면, 셋트-리셋트 스위치(8)은 전원이 차단된 상태로 유지되다가, 축열개시시간 조절부(다)에서 축열개시신호가 발생하면 전원이 연결되고, 전원이 연결된 이후에는 축열개시시간 조절부(다)의 신호변화에 관계없이 계속 연결상태를 유지하며, 심야전력공급이 중단되면 차단된 상태로 돌아가게 함으로써, 일단 축열이 시작된 이후에는 심야전력공급종료시간까지 축열이 계속될 수 있도록 한다. 그러나, 만일의 경우, 장치의 작동상 예상하지 않은 문제점으로 인하여 기기가 과열될 경우에는, 심야전기 공급종료시간 이전이라도 전원을 차단할 수 있도록 온도제어기가 설치되어야 하는데, 이는 본 발명의 특징과는 무관한 안전장치인 것이다.

[실시예 1]

액체팽창식 온도 제어기를 사용한 2KW 용량의 종래의 고온축열기기에 본 발명의 장치를 설치하여 그 효과를 측정하였다. 장치의 설치에 있어서 축열재의 온도를측정하기 위한 열전쌍은 축열재 부위에 설치하였고, 이를 제외한 모든 부품은 장치의 계장공간내부에 설치하였다. 전원의 공급시간을 8시간으로 제한하고, 목표축열량을 최대로 설정하여 축열기기를 가동한 결과, 본 장치를 설치한 축열기기는 기기 가동 후 1시간 30분 이 지난 후에 전기의 공급이 시작되어 전원이 차단될때까지 6시간 30분 간 계속 가열되어 전원의 차단 시점에서 축열기기에서는 기기 가동 즉시 전기의 공급이 시작되어 6시간 45분 동안 계속 가열된 후 내부의 온도조절기의 작동에 의하여 가열이 중단되었고 전원이 차단될 때까지 재가열되지 않은 채로 자연방열이 진행되어 전원의 차단시점에서 축열재의 온도는 600℃로 냉각되었다. 이때 공급된 총 전력량을 적산전력계로 측정한 결과 종전의 축열기기에서는 10.4kWh의 전력이 소모되었다. 축열량은 축열재의 온도에 비례하므로 전원이 차단된 시점에서 저장된 열량, 즉 심야전력의 공급이 중단된 시점에서 사용 가능한 열량을 기준으로 볼 때, 본 장치의 부착에 의하여 축열효율이 12% 이상 향상되었다.

상기와 동일한 장치에서 목표축열량을 최저로 설정하여 기기를 가동한 결과, 본 장치를 설치한 경우 기기가동후 3시간 40분 이후부터 전기가 공급되기 시작하여 전원이 차단될 때까지 4시간 10분 동안 계속 가열되어 전원의 차단 시점에서 축열재의 온도가 450℃에 도달하였다. 한편 본 장치를 설치하기 전의 축열기기에서는 기기 가동 즉시 전기의 공급이 시작되어 4시간 30분 동안 가열된 내부의 온도조절기의 작동에 의하여 가열이 중단되었고, 1시간 30분 후에 다시 전기가 공급되어 재가열 되었으며, 1시간 10분 동안 재가열된 후 다시 가열이 중단되어 전원이 차단 시점에서 축열재의 온도는 440℃이었다. 이때 공급된 총 전력량을 적산 전력계로 측정한 결과 종전의 축열기기에서는 9.4kWh의 전력이 소모되었으며, 본 장치를 부착한 축열기기에서는 7.1kWh의 전력이 소모되었다. 전원이 차단된 시점에서 사용 가능한 열량을 기준으로 볼 때, 본 장치의 부착에 의하여 축열효율이 35%이상 향상 되었다.

[실시예 2]

바이메탈식 온도 제어기를 사용한 3kw 용량의 종래의 고온축열기기에 본 발명의 장치를 설치하여 실시예 1과 같은 방법으로 그 효과를 측정하였다. 목표축열량을 최대로 설정하여 축열기기를 가동한 결과, 본 장치를 설치한 축열기기는 기기 가동 후 1시간 10분이 지난 후에 전기의 공급이 시작되어 전원이 차단될 때까지 6시간 50분간 계속하여 가열되어 전원의 차단 시점에서 축열재의 온도가 590℃에 도달하였다. 한편 본 장치를 설치하기 전의 축열기기에서는 기기 가동 즉시 전기의 공급이 시작되어 7시간 5분 동안 계속 가열된 후, 내부의 온도조절기의 작동에 의하여 가열의 중단과 계속이 약 7분 간격으로 반복되었으며, 전원이 차단될 때까지 축열재의 온도는 600℃로 유지되었다. 이때 공급된 총 전력량을 적산전력계로 측정한 결과 종전의 축열기기에서 20.3kWh의 전력이 소모되었으며, 본 장치를 부착한 축열기기에서는 19.1kWh의 전력이 소모되었다. 전원이 차단된 시점에서 사용 가능한 열량을 기준으로 볼 때, 본 장치의 부착에 의하여 축열효율이 9% 이상 향상되었다.

상기와 동일한 장치에서 목표축열량을 최저로 설정하여 기기를 가동한 결과, 본 장치를 설치한 경우 기기가동후 3시간 5분 후부터 전기가 공급되기 시작하여 전원이 차단될 때까지 4시간 55분 동안 계속 가열되어 전원의 차단 시점에서 축열재의 온도가 440℃에 도달하였다. 한편 본 장치를 설치하기 전의 축열기기에서는 기기가동 즉시 전기의 공급이 시작되어 4시간 40분 동안 계속 가열된 후, 내부의 온도조절기의 작동에 의하여 가열의 중단과 계속이 약 7분 간격으로 반복되었으며, 전원이 차단될 때까지 축열재의 온도는 450℃로 유지되었다. 이때 공급된 총 전력량을 적산전력계로 측정한 결과 종전의 축열기기에서는 18.5kWh의 전력이 소모되었으며, 본 장치를 부착한 축열기기에서는 14.0kWh의 전력이 소모되었다. 전원이 차단된 시점에서 사용 가능한 열량을 기준으로 볼 때, 본 장치의 부착에 의하여 축열효율이 29%이상 향상되었다.

이상과 같은 작동원리에 의해, 본 발명은 심야전력용 축열기기에 있어서, 사용자가 목표축열량을 지정한 다음, 축열재의 온도로 측정되는 잔류축열량과 지정된 목표축열량의 차이로부터 소요축열시간을 계산한 후, 축열량이 목표축열량에 도달하는 시간과 심야전력공급종료시간이 일치하도록 축열개시시간을 자동으로 조절하여 줌으로써, 종래의 기기에서 목표축열량에 도달한 이후에도 심야전력공급종료시간까지 축열재의 온도를 유지하기 위하여 필요하였던 전력소모를 방지하고, 또한 종래의 기기에서 온도제어기의 응답지연에 다른 축열량 저하현상을 방지함으로써, 축열효율의 증진을 기할 수 있는 장치를 제공한다.

본 발명의 축열효율 증진 장치의 부품들의 양호한예는 다음과 같다.

1. 열전쌍 : Omega Chromel-Alumel Thermocouple

2. 증폭기 : Fairchild Korea UA714HC

3. 실온보정부분 : Analog Devices AD592

4. 가변저항 : Tokyo Cosmos Electric RA12X, 20KΩ

5. 소요축열시간 결정부분 : Texas Instrument TL084 * 1/4

6. 등가속전위발생기 : Texas Instrument TL084 * 1/4

7. 축열개시시간 결정부분 : Texas Instrument TL084 * 1/4

8. 셋트-리셋트 스위치 : RCA C-MOS 4093

9. 전원 개폐장치 : 한국릴레이 SSR 100A

P. 전원 : 석영전자 MR15-DW, +12V

H. 열선 : 축열장치의 열선에 연결

Claims (1)

1. 축열재 부위에 직접 또는 적당한 단열재를 사이에 두고 배치되어 적합부위에서 온도에 상응하는 전압신호를 발생시키는 열전쌍(1), 이 신호를 축열량 지정부에서 발생되는 전압 신호 및 등가속 전위 발생기에서 발생되는 전압 신호와 비교하기 위해 적당한 수준으로 증폭시키는 증폭기(2), 및 이 발생된 신호를 실온 변화에 따라 보정하기 위한 실온 보정 부분(3)으로 구성된 축열재 온도 감지부(가)와, 가변 저항(4)로 구성되어, 원하는 축열량에 따라 이에 해당되는 전압 신호를 발생시키는 축열량 지정부(나)와, 심야전력공급개시 시점에서 열전쌍(1)로 축정된 축열재의 온도, 즉 잔류 축열량과 축열량 지정부(나)에서 지정된 목표 축열량의 차이로부터 목표축열량에 도달하기 위한 소요 축열시간을 결정하는 소요축열시간 결정부분(5), 시간에 따라 일정한 속도로 변하는 전압을 발생시키는 작용에 의해 타이머의 역할을 수행하는 동가속 전위발생기(6), 및 소요 축열시간 결정부분(5)에서 발생되는 전압 신호와 등가속전위발생기(6)에서 발생되는 전압 신호를 비교하여 축열개시 시간을 결정하는 축열개시 시간 결정부분(7)로 구성된 축열개시시간 조절부(다)와, 셋트-리셋트 스위치(8)과 전원 개폐 장치(9)로 구성되어 축열개시시간 조절부(다)에서 발생한 신호에 의해 전원 개폐 장치(9)를 작동시켜 열선(H)의 전원 개폐를 제어하는 전원 개폐 조절부(라)로 구성되어, 축열재 온도 감지부(가)에서 측정된 전류 축열량과 축열량 지정부(나)에서 지정된 목표 축열량에 따라 축열개시시간 조절부(다)에서 축열개시시간을 자동으로 제어하여 전원개폐 조절부(라)의 전원을 연결함으로써, 축열량이 목표량에 도달하는 시간과 심야전력의 공급이 종료되는 시간이 일치되도록 한 것을 특징으로 하는 심야전력용 축열기기의 축열효율증진 장치.

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