KR101832440B1

KR101832440B1 - 회수관의 열원보충부를 구비한 중앙난방 제어시스템 및 제어방법

Info

Publication number: KR101832440B1
Application number: KR1020160012676A
Authority: KR
Inventors: 정기영
Original assignee: 정기영
Priority date: 2016-02-02
Filing date: 2016-02-02
Publication date: 2018-04-13
Anticipated expiration: 2036-02-02
Also published as: KR20170091869A

Abstract

열에너지를 공급한 이후 재가열을 위하여 중앙보일러로 온수를 회수시키는 회수관에 하나 이상의 열원보충부를 구비하고 있는, 회수관의 열원보충부를 구비한 중앙난방의 제어시스템 및 이를 이용하여 유속과 온도를 제어하는 제어방법을 개시한다. 본 발명은 순환식 중앙난방 제어시스템으로서, 상기 공급관로에 설치되는 공급유량속도계; 상기 공급관로에 설치되는 공급온도센서; 상기 회수관로에 설치되는 회수유량속도계; 상기 회수관로에 설치되는 회수온도센서; 상기 회수관로에 설치되며, 상기 회수관로 내에서 보일러로 회수되는 온수에 열에너지를 공급할 수 있는 열원보충부; 그리고 상기 공급유량속도계, 공급온도센서, 회수유량속도계, 회수온도센서, 열원보충부, 펌프부와 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결되어, 연결된 구성요소들을 제어할 수 있는 제어부를 포함한다.

Description

회수관의 열원보충부를 구비한 중앙난방 제어시스템 및 제어방법{CENTRAL HEATING SYSTEM AND METHOD INCLUDING HEAT SUPPLEMENTARY UNIT OF RETURN LINE PIPE}

본 발명은 중앙난방의 제어시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열에너지를 공급한 이후 재가열을 위하여 중앙보일러로 온수를 회수시키는 회수관에 하나 이상의 열원보충부를 구비하고 있는, 회수관의 열원보충부를 구비한 중앙난방의 제어시스템 및 이를 이용하여 유속과 온도를 제어하는 제어방법에 관한 것이다.

건물 등의 공간에 난방을 제공하는 방식으로는 크게 중앙난방, 개별난방, 지역난방으로 구분할 수 있다. 상기와 같은 난방방식 중에서도 중앙난방(Central Heating, 中央煖房) 방식은 다수의 건물 또는 집합건물 등에 별도의 보일러실을 구비하고, 내부에 보일러를 설치하여 상기 보일러에서 청수를 덥혀서 연결된 건물 또는 공간상에 난방을 제공하는 방식이다.

상기와 같은 중앙난방 방식은 열효율이 높아서 온수를 덥히는데 들어가는 총 비용이 저렴하고, 사용자는 제공되는 온수를 밸브를 통해 조절하여 사용함으로서 난방비의 절감을 꾀할 수 있기 때문에 아파트 등의 집합건물이나 다세대주택, 공동주택에 일반적으로 사용되며 또한 구획이 많이 구비되어 있는 대형 건물에도 사용되는 일반적인 방식이다.

도 1에 종래의 중앙난방 시스템이 개시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 중앙난방 시스템은 보일러(10)를 통하여 온수를 가열하게 되며, 또한 하나 이상의 펌프(40)를 통하여 건물(B)에 온수를 제공하게 된다. 그리고 상기 건물(B)로 진입하는 온수의 온도를 측정할 수 있는 공급온도센서(11)와, 건물(B)에 열 에너지를 공급하고 다시 보일러(10)로 회수되는 온수의 온도를 측청할 수 있는 회수온도센서(12)가 설치된다.

그리고 상기 보일러(10)에서 건물(B)로 온수를 제공할 때, 공급관로의 용량을 초과한 량의 온수가 제공될 경우 열효율이 떨어지고 또한 역류의 위험이 있으므로, 상기 공급관로와 회수관로 사이에 하나의 관로를 연결하고 순환관차압밸브(20)를 설치하여, 공급관로에 과도한 온수가 제공되어 공급관로와 회수관로 사이에 압력차가 일정범위 이상으로 차이가 날 경우 공급관로의 온수의 일부를 곧바로 회수관로로 이송함으로서, 상기 건물(B)에 과도한 온수가 제공되는 것을 방지한다.

하지만 상기 도 1에 개시되어 있는 종래의 중앙난방 시스템은 각각 개별난방을 하는 것에 비하여 저렴하다는 것으로서, 중앙난방 역시 비용을 발생시키게 되는데 상기 중앙난방 방식에서 가장 비용이 많이 소모되는 부분 중 하나는 상기 보일러(10)가 있다. 상기 보일러(10)는 다수의 구획(B1, B2, B3)으로 나눠진 건물(B)에 열에너지를 공급할 수 있는 온수를 모두 가열할 수 있어야 하므로 필연적으로 그 크기가 커지게 되며 또한 투입되는 전력의 양 또한 가열하여야 하는 온수의 양에 비례하여 증가하게 된다.

상기와 같은 일반적인 상기 중앙난방 방식은 보일러에서 난방의 대상이 되는 건물에 온수를 공급한 다음, 다시 건물로부터 열원이 되는 온수를 회수하여, 재가열하고 투입하는 순환형 방식으로 구성되므로, 상기 건물에 투입되는 온수와 보일러로 회수되는 온수의 온도차를 줄일 수 있게 된다면 보일러가 가열하여야 하는 온도차가 줄어들게 되므로, 보일러에 투입되는 전력량을 줄일 수 있게 되어 비용의 절감을 실현할 수 있게 된다.

등록특허 10-0849578 (2007.11.20) 등록특허 10-1104362 (2009.11.23) 등록특허 10-0984831 (2010.07.06) 등록특허 10-1013526 (2009.12.22) 등록특허 10-1260198 (2012.02.14) 공개특허 10-2002-0081012 (2001.04.19)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하여, 건물에 투입된 온수가 다시 보일러로 회수되는 회수관에 하나 이상의 열원보충부를 구비하고 있는, 회수관의 열원보충부를 구비한 중앙난방 제어시스템과, 상기 중앙난방 제어시스템을 이용하여 온수의 속도와 온도를 제어하는 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,

중앙보일러를 통하여 온수에 열에너지를 공급하고, 하나 이상의 펌프로 구성되는 펌프부를 통하여 관로에 압력을 제공하며 상기 중앙보일러에 설치된 공급관로를 통하여 건물에 온수를 제공하고, 상기 공급관로에서 연장된 회수관로를 통하여 상기 온수를 다시 보일러로 회수시키는 순환식 중앙난방 제어시스템으로서, 상기 공급관로에 설치되는 공급유량속도계; 상기 공급관로에 설치되는 공급온도센서; 상기 회수관로에 설치되는 회수유량속도계; 상기 회수관로에 설치되는 회수온도센서; 상기 회수관로에 설치되며, 상기 회수관로 내에서 보일러로 회수되는 온수에 열에너지를 공급할 수 있는 열원보충부; 그리고 상기 공급유량속도계, 공급온도센서, 회수유량속도계, 회수온도센서, 열원보충부, 펌프부와 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결되어, 연결된 구성요소들을 제어할 수 있는 제어부를 포함하는, 회수관의 열원보충부를 구비한 중앙난방 제어시스템을 제공한다.

상기에서, 열원보충부는 내부로 물을 저장할 수 있도록 몸체 내부로 공간이 형성되며 또한 하나 이상의 전기가열기가 상기 공간 내부에 설치되어 있는 열교환부; 하나 이상의 마찰가열장치로 구성되는 마찰가열부; 그리고 상기 열교환부 및 마찰가열부에 전기에너지를 제공할 수 있는 하나 이상의 전력공급부를 포함하도록 한다.

상기의 중앙난방 제어시스템을 통하여 상기 공급관로 및 회수관로의 유속을 제어하는 방법으로서, 공급온수속도와 회수온수속도를 측정하는 속도측정단계(S11); 상기 속도측정단계(S11)에서 측정한 공급온수속도가 설정된 허용범위 내에 위치하는지를 판단하는 공급유속검사단계(S12); 상기 공급유속검사단계(S12)에서, 상기 공급온수속도가 설정된 허용범위 미만으로 판단되면, 상기 공급관로 및 회수관로 내부의 압력을 증가시키는 압력증가단계(S13); 상기 공급유속검사단계(S12)에서, 상기 공급온수속도가 설정된 허용범위 내에 위치하는 것으로 판단되면, 비례값을 측정하는 비례값측정단계(S14); 상기 비례값측정단계(S15)에서 측정한 상기 비례값이 설정된 허용범위 내에 위치하는지를 판단하는 비례값검사단계(S15); 상기 공급유속검사단계(S12)에서, 상기 공급온수속도가 설정된 허용범위를 초과한 것으로 판단되거나, 또는 상기 비례값검사단계(S15)에서 상기 비례값이 설정된 허용범위 외에 위치하는 것으로 판단되면, 상기 속도측정단계(S11)에서 측정한 상기 회수온수속도가 설정된 허용범위 내에 위치하는지를 판단하는 회수유속검사단계(S16); 상기 회수유속검사단계(S16)에서, 상기 회수온수속도가 허용범위 미만으로 판단되면, 상기 제어부에서 이상신호를 가시적으로를 송출하는 신호발생단계(S17); 상기 회수유속검사단계(S16)에서, 상기 회수온수속도가 허용범위 내이거나 허용범위를 초과할 때 실시하거나, 또는 상기 신호발생단계(S17) 이후에 실시하게 되는 단계로서, 상기 공급관로 및 회수관로 내부의 압력을 감소시키는 압력감소단계(S18); 그리고 상기 비례값검사단계(S15)에서, 상기 비례값이 허용범위 내에 위치할 시 상기 공급관로 및 회수관로 내부의 압력을 유지하는 유지단계(S19)를 실시하여 본 발명의 중앙난방 제어시스템의 유속을 제어하도록 한다.

또한 상기의 중앙난방 제어시스템을 통하여 상기 공급관로 및 회수관로의 온도를 제어하는 방법으로서, 공급온도와 회수온도를 측정하는 온도측정단계(S21); 상기 온도측정단계(S21)에서 측정한 공급온도가 설정된 허용범위 내에 위치하는지를 판단하는 공급온도검사단계(S22); 상기 공급온도검사단계(S22)에서, 상기 공급온도가 설정된 허용범위를 초과하거나 미만으로 판단되면, 상기 제어부에서 이상신호를 가시적으로를 송출하는 통보단계(S23); 상기 공급온도검사단계(S22)에서, 상기 공급온도가 설정된 허용범위 내에 위치하는 것으로 판단되면, 상기 온도측정단계(S21)에서 측정한 회수온도가 설정된 허용범위 내에 위치하는지를 판단하는 회수온도검사단계(S24); 상기 회수온도검사단계(S24)에서, 상기 회수온도가 허용범위를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 공급관로 및 회수관로 내부의 압력을 감소시키는 압력감소단계(S25); 그리고 상기 회수온도검사단계(S24)에서, 상기 회수온도가 허용범위 내에 위치하는 것으로 판단되면, 상기 열원보충부(300)를 동작시키는 열원보충단계(S24)를 실시하여 본 발명의 중앙난방 제어시스템의 온도를 제어한다.

본 발명에 의하면, 회수관에 설치되어 있는 하나 이상의 열원보충부로 인하여 보일러로 회수되는 온수의 열원을 보충하여, 보일러에서 건물 구획으로 투입되는 온수의 온도와 건물 구획에서 보일러로 회수되는 온도의 온도차를 최소화하여 보일러의 전력소모를 감소시키게 되어 발생하는 제반 비용을 최소화시킴으로서 열원 사용자들의 비용 부담을 감소시키고, 또한 상기 보일러의 전력량 소모가 적어지므로 보다 소형의 보일러를 사용할 수도 있게 되며 또한 보일러의 수명 증대 효과 또한 기대할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 중앙난방 제어시스템의 구조도.
도 2는 본 발명의 중앙난방 제어시스템의 유속을 제어하는 순서를 도시한 순서도.
도 3은 본 발명의 중앙난방 제어시스템의 온도를 제어하는 순서를 도시한 순서도.

이하에서는 본 발명을 첨부되는 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 실시와 이해를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자들은 이하의 특허등록청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 내에서 다양한 변형 및 변경이 있을 수 있음을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명의 회수관의 열원보충부를 구비한 중앙난방 제어시스템(1000)의 구조도이다. 이하에서는 도 1을 통하여 본 발명의 구성 및 동작에 대해 설명한다.

우선, 도 1에서 도시되는 구성요소 중 굵은 실선은 온수가 이동할 수 있는 관로(Pipeline)를 의미하며, 가는 실선은 전류가 흐르는 전기선을 의미하고, 가는 점선은 통신 가능한 통신선(Communication Line)을 의미한다. 상기 통신선은 유선 또는 무선으로 형성할 수 있다.

또한 상기 관로는 도 1에서 도시된 바와 같이, 가열된 온수를 건물(B)로 공급하도록 하는 공급관로(S-L)와, 상기 건물(B)에 열에너지를 전달하고 배출되는 온수를 다시 중앙보일러(100)로 전달하도록 하는 회수관로(R-L)로 구분할 수 있다. 그리고 도 1에서 도시된 화살표는 상기 공급관로(S-L) 및 회수관로(R-L)를 통하여 이송될 수 있는 온수의 이송방향을 나타낸다.

상술한 설명을 바탕으로 본 발명의 제어시스템(1000)의 구성요소에 대해 설명하면, 도 1에서 도시된 바와 같이 본 발명의 제어시스템(1000)은 온수에 열에너지를 공급하는 상기 중앙보일러(100)와, 상기 공급관로(S-L) 상에 설치되며 상기 중앙보일러(100)가 공급하는 온수의 유동속도를 측정할 수 있도록 하는 공급유량속도계(110)와 상기 공급관로(S-L) 상에 설치되며 상기 온수의 온도를 측정할 수 있는 공급온도센서(111)가 설치된다.

그리고 상기 회수관로(R-L)상에는, 상기 회수관로(R-L)를 통하여 회수되는 온수의 유동속도를 측정할 수 있도록 하는 회수유량속도계(120)와, 상기 회수되는 온수의 온도를 측정할 수 있는 회수온도센서(121)가 설치된다.

또한 종래의 중앙난방 방식과 동일하게, 상기 공급관로(S-L)와 회수관로(R-L) 사이로 차압관로(P-L)가 설치되어 상기 공급관로(S-L)상의 온수가 건물(B)을 거치지 않고 바로 회수관로(R-L)로 이송될 수 있도록 하며 또한 상기 차압관로(P-L)상에는 순환관차압밸브(200)가 설치된다.

그리고 회수관로(R-L) 상으로 열원보충부(300)가 설치된다. 상기 열원보충부(300)는 회수관로(R-L)를 통하여 상기 중앙보일러(100)로 회수되는 온수의 열에너지를 보충할 수 있도록 하는 부분이다.

상기 열원보충부(300)의 구성요소에 대해 구체적으로 설명하면, 상기 열원보충부(300)는 내부로 적어도 하나 이상의 전기가열기(311)가 설치되고, 내부로 일정량의 용수를 저장할 수 있는 열교환부(310), 적어도 하나 이상의 마찰가열장치(321~323)로 구성되는 마찰가열부(320), 상기 열교환부(310) 및 상기 마찰가열부(320)에 전기에너지를 공급하는 제1, 제2전력공급부(330, 331) 및 태양열제공부(340)를 포함한다.

여기서 상기 제1, 제2전력공급부(330, 331)은 종래의 전력공급수단을 이용하면 되며, 상기 태양열제공부(340)는 태양열발전을 실시하는 설비이다. 상기 제1, 제2전력공급부(330, 331) 및 태양열제공부(340)는 다른 발전수단으로 대체될 수도 있으며, 또한 통합되어 사용될 수도 있다.

또한 상기 회수관로(R-L) 상에 설치되며 또한 하나 이상의 펌프로 구성되는 펌프부(400)는 종래의 구성과 기능이 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.

그리고 본 발명의 중앙난방 제어시스템(1000)을 제어하는 제어부(500)는 상기 공급유량속도계(110), 공급온도센서(111), 회수유량속도계(120), 회수온도센서(121), 펌프부(400) 및 상기 열원보충부(300)에서의 마찰가열부(320), 제1, 제2전력공급부(330, 331) 및 태양열제공부(340)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 연결된 상기의 구성요소들을 제어하게 된다.

이하에서는 상기 열원보충부(300)가 상기 회수관로(R-L)의 온수에 다시 열 에너지를 공급하는 방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

상기 열원보충부(300)는 두 가지 방법으로 상기 회수관로(R-L)의 온수에 열 에너지를 공급하게 되는데, 하나는 상기 마찰가열부(320)를 통하여 상기 회수관로(R-L)의 온수에 열에너지를 공급하게 되고, 다른 하나는 상기 열교환부(310)에서 상기 회수관로(R-L)의 온수에 열에너지를 공급하게 된다.

여기에서 상기 마찰가열부(320)에 대하여 먼저 설명하면, 상기 마찰가열부(320)는 적어도 하나 이상의 마찰가열장치로 구성되는데, 상기 마찰가열장치는 본 발명의 출원인이 2012.12.13일자 출원하여 등록받은 등록특허 10-1306165에 개시되어 있는 마찰가열시스템을 사용하도록 하는 것이 바람직하다. 이하에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 3개의 마찰가열장치(321~323)로 상기 마찰가열부(320)가 구성되는 것을 일예시로 하여 설명하도록 한다.

상기 3개의 마찰가열장치(321~323)를 통하여 일차적으로 가열된 회수관로(R-L)의 온수는 상기 열교환부(310)로 이송되는데, 이때 상기 회수관로(R-L)의 온수 중 일부는 상기 열교환부(310)의 몸체 내 공간 내로 직접 인입되고, 나머지 상기 온수는 상기 회수관로(R-L)에서 연장되어 있는 열유입파이프(322)로 이송된다. 이때 상기 열유입파이프(322)는 상기 열교환부(310)의 몸체 내 공간에 담겨 있는 온수와 접촉하도록 하며, 또한 이때 상기 열유입파이프(322)는 단위 대비 접촉면적이 넓어질 수 있도록 연속된 S자 형태로 형성하는 것이 바람직하다.

이때 상기 열교환부(310)의 몸체 내로 유입되는 온수는 상기 마찰가열부(320)에서 가열된 상기 회수관로(R-L) 온수의 일부를 사용함으로서, 상기 열유입파이프(322) 내의 온수를 일정 온도 이하로 떨어지지 않도록 하게 된다.

또한 상기 열교환부(310)의 몸체 내부로는 하나 이상의 전기열선(311)이 설치되어 있는데, 상기 하나 이상의 전기열선(311)은 상기 하나 이상의 전력공급부(330, 331) 및 상기 태양열제공부(340)로부터 전력을 공급받는다. 또한 상기 전력공급부(330, 331) 및 태양열제공부(340)는 전력을 필요로 하는 나머지 구성요소들에 대해서도 전력을 공급할 수 있다. 이는 종래의 기술이므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.

상기 하나 이상의 전기열선(311)은 상기 열교환부(310)의 몸체 내에 유입되어 있는 온수를 가열하여, 상기 열유입파이프(322) 내의 온수에게 열에너지를 2차적으로 제공할 수 있게 된다.

그리고 상기 펌프부(400)는 상기 공급관로(S-L) 및 유입관로(R-L)에 압력을 제공하는 역활을 하며, 그 구성 및 동작은 종래의 펌프부와 동일하게 하나 이상의 펌프로 구성하게 되므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

그리고 상기 제어부(500)는 상기 공급유량속도계(110), 공급온도센서(111), 회수유량속도계(120), 회수온도센서(121), 열교환부(310), 마찰가열부(320) 및 펌프부(400)와 유선 또는 무선으로 통신 가능하도록 연결되어, 상기의 구성요소들을 제어할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 중앙난방 제어시스템(1000)이 공급관로(S-L) 및 회수관로(R-L)에서의 유속을 제어하는 방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서는 도 2를 통하여 본 발명의 제어시스템(1000)의 유속 제어 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 제어시스템(1000)의 유속 제어 방법은 상기 제어부(500)에 의하여 실시되며, 우선 상기 제어부(500)는 상기 공급유량속도계(110)를 통하여 공급온수속도(V1)을 측정하고, 또한 상기 회수유량속도계(120)를 통하여 회수온수속도(V2)를 측정하는 속도측정단계(S11)를 실시한다.

상기 속도측정단계(S11)를 실시하여 측정된 공급온수속도(V1) 및 회수온수속도(V2)를 측정한 이후, 상기 측정된 공급온수속도(V1)가 허용범위 내인지를 판단하는 공급유속검사단계(S12)를 실시한다. 여기서 상기 공급온수속도(V1)의 허용범위는 상기 건물(B)의 크기 및 구획수, 상기 공급, 회수관로(S-L, R-L)의 직경 등에 의하여 결정되므로 관리자는 상기의 요소들을 고려하여 상기 공급온수속도(V1)의 허용범위를 계산하여 상기 제어부(500)에 설정하면 되는데, 50mm 직경을 가지는 파이프를 사용하는 1000㎡ 의 건물 구획을 일예시로 하여 설명하면, 상기의 기준으로 하였을 시 상기 공급온수속도(V1)의 범위는 0.5m/s 이상 3.0m/s 이하로 하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 0.5m/s 미만의 속도가 되면 관로에 온수가 원활하게 순환되지 못하게 되고, 또한 상기 3.0m/s 초과의 속도가 되면 상기 건물(B)에 유효하게 열에너지를 공급하지 못할 뿐 아니라 역류 및 파이프 파손의 위험이 있게 되므로, 상기의 범위로 한다.

상기 공급유속검사단계(S12)에서 상기 공급온수속도(V1)의 속도가 상기의 허용범위 미만으로 측정이 되면, 상기 제어부(500)는 상기 펌프부(400)를 통하여 관로 내의 압력을 높이는 압력증가단계(S13)를 실시한다. 상기 압력증가단계(S13)에 따라 관로 내부의 압력이 높아져, 상기 공급온수속도(V1) 및 회수온수속도(V2)가 모두 높아질 수 있다.

그리고 상기 공급유속검사단계(S12)에서, 상기 공급온수속도(V1)가 상기한 허용범위 내에 있으면, 비례값(ΔV)을 측정하는 비례값측정단계(S14)를 실시하게 되며, 또한 상기 공급온수속도(V1)가 상기한 허용범위를 초과하게 되면, 상기 회수온수속도(V2)의 값을 검사하는 회수속도검사단계(S16)를 실시한다.

상기 회수속도검사단계(S16)는 회수온수속도(V2)의 값을 판단하는 단계로서, 상기 회수온수속도(V2)의 허용범위는 상기 공급온수속도(V1)와 마찬가지로 상기 건물(B)의 크기 및 구획수, 상기 공급, 회수관로(S-L, R-L)의 직경 등에 의하여 결정되므로 사용자는 상기의 요소들을 고려하여 상기 회수온수속도(V2)의 허용범위를 계산하여 상기 제어부(500)에 설정하면 되는데, 50mm 직경을 가지는 파이프를 사용하는 1000㎡ 의 건물 구획을 일예시로 하여 설명하면, 상기 일예시를 기준으로 하게 되면 상기 회수온수속도(V2)의 범위는 0.5m/s 이상 3.0m/s 이하로 하는 것이 바람직하다. 상기 유속 허용범위의 이유는 상기 공급온수속도(V1)와 같으므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.

상기 회수유속검사단계(S16)를 통하여 회수온수속도(V2)를 측정한 결과 상기 회수온수속도(V2)가 허용범위 내에 있거나 높다면, 상기 제어부(500)는 상기 펌프부(400)를 통하여 관로 내부의 압력을 낮추는 압력감소단계(S18)를 실시한다. 상기 압력감소단계(S18)를 실시함으로서, 상기 공급온수속도(V1) 및 회수온수속도(V2)를 낮출 수 있게 된다. 그리고 상기 압력감소단계(S18)가 실시된 이후에는 다시 속도측정단계(S11)를 실시한다.

그리고 상기 회수유속검사단계(S16)에서, 상기 회수온수속도(V2)가 허용범위 미만의 속도로 측정되면, 상기 공급온수속도(V1)는 자신의 허용범위보다 높거나 또는 적어도 허용범위 내에 있는 반면에 상기 회수온수속도(V2)가 허용범위 미만인 상황이 되므로, 이는 상기 공급관로(S-L) 또는 회수관로(R-L)에 누수 또는 막힘 등의 문제가 발생하여 유속이 급하강한 것을 의미한다. 따라서 상기 제어부(500)는 관리자에게 상기 공급관로(S-L) 또는 회수관로(R-L)에 문제가 발생하였음을 알리는 신호발생단계(S17)를 실시하고, 상기 압력감소단계(S18)를 실시하여 상기 유량속도(V1, V2)를 감소시킨다.

또한 상술한 바와 같이, 상기 공급온수속도(V1)가 자신의 허용범위 내에 위치하였을 시에는 상기 비례값(ΔV)을 측정하는 비례값측정단계(S14)를 실시하게 되는데, 상기 비례값(ΔV)은 상기 회수온수속도(V2)를 공급온수속도(V1)로 나눈 값(P=V1/V2)을 의미하며, 상기 비례값(ΔV)의 범위는 상기 유량속도(V1, V2)가 그러하듯 상기 건물(B)의 크기 및 구획수, 상기 공급, 회수관로(S-L, R-L)의 직경 등에 의하여 결정된다. 상기한 유량속도(V1, V2)와 동일한 조건인 50mm 직경을 가지는 파이프를 사용하는 1000㎡ 의 건물 구획을 일예시로 하여 설명하면, 상기의 기준으로 할 때 상기 비례값(ΔV)의 허용범위는 1 이상 6 이하가 된다.

상기 비례값측정단계(S14)에서, 상기 비례값(ΔV)이 허용범위를 초과하거나 미만이 되어 허용범위 밖에 있게 되면, 상기 회수유속검사단계(S16)가 실시되며, 또한 상기 비례값(ΔV)이 허용범위 내에 있으면 현재 온수의 유량속도(V1, V2)가 모두 허용범위 내에서 흐르고 있는 것을 의미하므로, 현재의 속도를 유지하는 유지단계(S19)를 실시하여 상기 유량속도(V1, V2)가 계속 자신의 허용범위 내에서 상기 공급, 회수관로(S-L, R-L) 각각에 흐를 수 있도록 한다.

상기 유량속도(V1, V2)는 상기와 같은 방법으로 조절하면 되며, 이하에서는 도 3을 통하여 본 발명의 중앙난방 제어시스템(1000)의 온수 온도 제어 방법에 대하여 설명한다.

본 발명의 제어시스템(1000) 내에서 상기 공급관로(S-L)와 회수관로(R-L)를 순환하는 온수의 온도를 측정하기 위하여, 우선 상기 제어부(500)는 상기 공급온도센서(111) 및 회수온도센서(121)를 이용하여 공급온도(T1)와 회수온도(T2)를 각각 측정하는 온도측정단계(S21)를 실시한다.

상기 온도측정단계(S21)를 실시한 상태에서, 상기 제어부(500)는 상기 공급온도(T1)가 허용범위 내에 위치하는지를 판단하는 공급온도검사단계(S22)를 실시한다.

이때 상기 공급온도(T1)는 난방을 제공하는 건물(B)의 규모 및 구획수 등의 요소에 따라 다를 수 있으므로 관리자자 상기의 요소들을 고려하여 상기 제어부(500)에 상기 공급온도(T1)의 허용범위를 설정하게 되는데, 이하에서는 1000㎡ 의 건물 구획을 평균 온도 20~25℃로 유지하기 위한 것을 상기 공급온도(T1) 및 회수온도(T2)의 기준으로 하는 것을 일예시로 하여 설명하기로 한다. 상기의 기준으로 하면, 상기 공급온도(T1)의 허용범위는 40℃ 이상 90℃이며, 상기 회수온도(T2)의 허용범위는 30℃ 이하로 설정하는 것이 바람직하다.

상기 공급온도검사단계(S22)에서, 상기 공급온도(T1)가 상기한 허용범위를 초과하거나 또는 상기한 허용범위 미만에 위치하게 되면, 이는 상기 중앙보일러(100)에 이상이 있다는 의미이므로, 상기 제어부(500)는 상기 관리자에게 상기 공급온도(T1)의 이상을 통보하는 통보단계(S23)를 실시하여, 상기 관리자가 상기 중앙보일러(100)를 재설정할 수 있도록 한다. 상기 통보단계(S23)를 실시한 이후에는 다시 상기 온도측정단계(S21)를 실시한다.

그리고 상기 공급온도검사단계(S22)에서, 상기 공급온도(T1)가 상기한 허용범위 내에 위치하게 되면, 상기 회수온도(T2)가 상기한 허용범위 내에 위치하는지를 검사하는 상기 회수온도검사단계(S24)를 실시한다.

상기 회수온도검사단계(S24)에서, 상기 회수온도(T2)가 허용범위 바깥, 즉 설정된 온도보다 높다면 이는 온수의 열에너지가 상기 건물(B) 내에 모두 전달되지 못하였음을 의미하므로, 상기 제어부(500)는 상기 펌프부(400)를 통하여 상기 공급, 회수관로(S-L, R-L)의 압력을 낮추는 압력감소단계(S25)를 실시한다. 상기 압력감소단계(S25)를 실시하여 관로의 압력을 낮춤으로서, 상기 온수의 속도를 줄여서 상기 건물(B)에 상기 온수가 더 오래 머물도록 함으로서, 상기 온수가 상기 건물(B)에 충분한 열에너지를 공급할 수 있도록 한다.

그리고 상기 회수온도검사단계(S24)에서, 상기 회수온도(T2)가 허용범위 내에 있으면, 상기 열원보충부(300)를 동작시켜 상기 온수에 대하여 열에너지를 보충하는 열원보충단계(S26)를 실시하여, 본 발명의 중앙난방 제어시스템(1000)을 정상적으로 동작시킬 수 있도록 한다.

100 : 중앙보일러. 110 : 공급유량속도계.
111 : 공급온도센서. 120 : 회수유량속도계.
121 : 회수온도센서. 200 : 순환관차압밸브.
300 : 열원보충부. 310 : 열교환부.
311 : 전기가열기. 320 : 마찰가열부.
321~323 : 제1~제3마찰가열장치. 330 : 제1전력공급부.
331 : 제2전력공급부. 340 : 태양열제공부.
400 : 펌프부. 500 : 제어부.
S11 : 속도측정단계. S12 : 공급유속검사단계.
S13 : 압력증가단계. S14 : 비례값측정단계.
S15 : 비례값검사단계. S16 : 회수유속검사단계.
S17 : 신호발생단계. S18 : 압력감소단계.
S19 : 유지단계. S21 : 온도측정단계.
S22 : 공급온도검사단계. S23 : 통보단계.
S24 : 회수온도검사단계. S25 : 압력감소단계.
S26 : 열원보충단계.

Claims

중앙보일러를 통하여 온수에 열에너지를 공급하고, 하나 이상의 펌프로 구성되는 펌프부를 통하여 관로에 압력을 제공하며 상기 중앙보일러에 설치된 공급관로를 통하여 건물에 온수를 제공하고, 상기 공급관로에서 연장된 회수관로를 통하여 상기 온수를 다시 보일러로 회수시키는 순환식 중앙난방 제어시스템으로서,
상기 공급관로에 설치되는 공급유량속도계; 상기 공급관로에 설치되는 공급온도센서; 상기 회수관로에 설치되는 회수유량속도계; 상기 회수관로에 설치되는 회수온도센서; 상기 회수관로에 설치되며, 상기 회수관로 내에서 보일러로 회수되는 온수에 열에너지를 공급할 수 있는 열원보충부; 그리고 상기 공급유량속도계, 공급온도센서, 회수유량속도계, 회수온도센서, 열원보충부, 펌프부와 유선 또는 무선으로 통신 가능하게 연결되어, 연결된 구성요소들을 제어할 수 있는 제어부를 포함하고,
상기와 같은 구성요소들을 포함하는 중앙난방 제어시스템 내 상기 공급관로 및 회수관로의 유속을 제어하기 위하여, 공급온수속도와 회수온수속도를 측정하는 속도측정단계(S11);
상기 속도측정단계(S11)에서 측정한 공급온수속도가 설정된 허용범위 내에 위치하는지를 판단하는 공급유속검사단계(S12);
상기 공급유속검사단계(S12)에서, 상기 공급온수속도가 설정된 허용범위 미만으로 판단되면, 상기 공급관로 및 회수관로 내부의 압력을 증가시키는 압력증가단계(S13);
상기 공급유속검사단계(S12)에서, 상기 공급온수속도가 설정된 허용범위 내에 위치하는 것으로 판단되면, 비례값을 측정하는 비례값측정단계(S14);
상기 비례값측정단계(S14)에서 측정한 상기 비례값이 설정된 허용범위 내에 위치하는지를 판단하는 비례값검사단계(S15);
상기 공급유속검사단계(S12)에서, 상기 공급온수속도가 설정된 허용범위를 초과한 것으로 판단되거나, 또는 상기 비례값검사단계(S15)에서 상기 비례값이 설정된 허용범위 외에 위치하는 것으로 판단되면, 상기 속도측정단계(S11)에서 측정한 상기 회수온수속도가 설정된 허용범위 내에 위치하는지를 판단하는 회수유속검사단계(S16);
상기 회수유속검사단계(S16)에서, 상기 회수온수속도가 허용범위 미만으로 판단되면, 상기 제어부에서 이상신호를 가시적으로를 송출하는 신호발생단계(S17);
상기 회수유속검사단계(S16)에서, 상기 회수온수속도가 허용범위 내이거나 허용범위를 초과할 때 실시하거나, 또는 상기 신호발생단계(S17) 이후에 실시하게 되는 단계로서, 상기 공급관로 및 회수관로 내부의 압력을 감소시키는 압력감소단계(S18); 그리고
상기 비례값검사단계(S15)에서, 상기 비례값이 허용범위 내에 위치할 시 상기 공급관로 및 회수관로 내부의 압력을 유지하는 유지단계(S19)를 실시하여 상기 중앙난방 제어시스템의 유속을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는, 중앙난방 제어시스템.
제 1항에 있어서, 상기 열원보충부는 내부로 물을 저장할 수 있도록 몸체 내부로 공간이 형성되며 또한 하나 이상의 전기가열기가 상기 공간 내부에 설치되어 있는 열교환부; 하나 이상의 마찰가열장치로 구성되는 마찰가열부; 그리고 상기 열교환부 및 마찰가열부에 전기에너지를 제공할 수 있는 하나 이상의 전력공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 중앙난방 제어시스템.
삭제
제 1항의 중앙난방 제어시스템을 통하여 상기 공급관로 및 회수관로의 온도를 제어하는 방법으로서,
공급온도와 회수온도를 측정하는 온도측정단계(S21);
상기 온도측정단계(S21)에서 측정한 공급온도가 설정된 허용범위 내에 위치하는지를 판단하는 공급온도검사단계(S22);
상기 공급온도검사단계(S22)에서, 상기 공급온도가 설정된 허용범위를 초과하거나 미만으로 판단되면, 상기 제어부에서 이상신호를 가시적으로를 송출하는 통보단계(S23);
상기 공급온도검사단계(S22)에서, 상기 공급온도가 설정된 허용범위 내에 위치하는 것으로 판단되면, 상기 온도측정단계(S21)에서 측정한 회수온도가 설정된 허용범위 내에 위치하는지를 판단하는 회수온도검사단계(S24);
상기 회수온도검사단계(S24)에서, 상기 회수온도가 허용범위를 초과하는 것으로 판단되면, 상기 공급관로 및 회수관로 내부의 압력을 감소시키는 압력감소단계(S25); 그리고
상기 회수온도검사단계(S24)에서, 상기 회수온도가 허용범위 내에 위치하는 것으로 판단되면, 상기 열원보충부(300)를 동작시키는 열원보충단계(S26)를 실시하여 본 발명의 중앙난방 제어시스템의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는, 중앙난방 제어시스템의 온도 제어방법.