KR100809490B1 - 미세 유량 제어가 가능한 밸브 시스템 및 그의 미세 유량제어방법 - Google Patents

미세 유량 제어가 가능한 밸브 시스템 및 그의 미세 유량제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 난방수를 공급하는 공급관과 난방수를 환수하는 환수관이 형성되어 난방수를 공급 및 환수하는 보일러와, 상기 보일러에 연결되고 각각의 방에 공급 및 환수되는 난방수의 유량을 자동으로 조절하는 구동 모터부가 형성되어 각각의 방에 공급 및 환수되는 난방수를 분배하는 분배기 및 상기 분배기와 보일러를 제어하는 중앙제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는 미세 유량 제어가 가능한 밸브 시스템에 관한 것이다.
따라서, 본 발명은 미세조정이 가능한 밸브를 구비한 구동 모터부를 형성하고 최적의 알고리즘을 적용시킴으로써, 온수 난방시 다수의 방에 유입되는 난방수 유량을 미세하게 제어하기 때문에 다수의 방에 정확한 난방수가 분배되고 급속한 난방이 가능하도록 하며 다수의 방에 공급되는 난방수의 온도편차를 감소시켜서 난방 효율을 최적화 및 극대화하는 밸브 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
난방수, 공급관, 환수관, 동기 모터

Description

미세 유량 제어가 가능한 밸브 시스템 및 그의 미세 유량 제어방법 {Micro-control water having valve system and there of micro-control water method}
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 도 1에 따른 구동 모터부를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 도 1에 온도센서와 온도조절기가 형성된 밸브 시스템을 나타낸 구성도.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 밸브 시스템의 미세 유량 제어방법을 나타낸 흐름도.
* 주요 도면부호에 대한 설명 *
100 : 보일러 110 : 공급관
120 : 환수관 200 : 분배기
210 : 구동 모터부 211 : 동기 모터
212 : 로드 213 : 밸브
300 : 중앙제어기 400 : 온도센서
500 : 온도조절기 600, 601, 600n : 방
본 발명은 미세 유량 제어가 가능한 밸브 시스템 및 그의 미세 유량 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 온수 난방시 다수의 방에 유입되는 난방수 유량의 미세제어를 통하여 다수의 방에 정확한 난방수가 분배되고, 급속한 난방이 가능하도록 하며 다수의 방에 유입되는 난방수의 온도편차를 감소시키는 밸브 시스템 및 그의 방법에 관한 것이다.
종래의 온수유량에 따른 온수온도제어방법에 관한 기술로서, 공개특허공보 제10-1999-002327호는 온수사용모드에서 온수출탕온도를 비례제어하는 경우에 직수공급관을 통하여 공급되는 직수공급량의 변화를 감지하고 공급량의 미세 변화시에 발생되는 불필요한 온수온도 비례제어를 방지하여 온수의 출탕온도를 정온으로 유지할 수 있는 온수유량에 따른 온수온도제어방법에 관한 기술이었다.
그러나, 상기 종래의 기술은 난방수의 유량을 조절하거나, 난방 시킨후 환수측에 유량감지기를 장착하여 유량감지기로부터 환수되는 직수유량의 변화량을 측정하고, 측정된 직수유량의 변화량이 설정유량을 초과하면 온수 비례제어를 수행하며, 초과하지 않으면 측정된 시점에서의 화력의 비례제어치를 유지하여 온수온도가 정온을 유지하도록 제어하기 때문에 미세하고 정밀한 유량 제어는 불가능한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 미세조정이 가능한 밸브를 구비한 구동 모터부를 형성하고 최적의 알고리즘을 적용시킴으로써, 온수 난방시 다수의 방에 유입되는 난방수 유량을 미세하게 제어하기 때문에 다수의 방에 정확한 난방수가 분배되고, 급속한 난방이 가능하도록 하며, 다수의 방에 공급되는 난방수의 온도편차를 감소시켜서 난방 효율을 최적화 및 극대화하는 밸브 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일실시예에 따른 미세 유량 제어가 가능한 밸브 시스템은, 난방수를 공급하는 공급관과 난방수를 환수하는 환수관이 형성되어 난방수를 공급 및 환수하는 보일러와 상기 보일러에 연결되고 각각의 방에 공급 및 환수되는 난방수의 유량을 자동으로 조절하는 구동 모터부가 형성되어 각각의 방에 공급 및 환수되는 난방수를 분배하는 분배기와 상기 분배기와 보일러를 제어하는 중앙제어기 및 상기 각각의 방에는 온도조절기가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 일실시예에 따른 미세 유량 제어방법은, 중앙제어기에 온도를 설정하는 제 1 단계와 상기 중앙제어기에서 온도가 설정되면 보일러가 가동되는 제 2 단계와 상기 보일러에 의해서 난방수가 공급되는 제 3 단계와 상기 보일러에 서 공급되는 난방수를 분배기에 의해서 각각의 방으로 분배하는 제 4 단계와 상기 분배기에서 각각의 방으로 난방수가 공급된 이후에, 각각의 방에 형성된 온도조절기에 의해서 설정된 온도와 각각의 방 현재온도를 판단하는 제 5 단계와 상기 온도조절기에서 설정된 온도가 현재온도 이상이면, 상기 각각의 방에 유입된 난방수를 환수관에 형성된 온도센서에 의하여 각각의 방 환수온도를 측정하는 제 6 단계와 상기 환수온도를 측정한 이후에 각각의 방에서 환수된 환수온도 차이가 3℃ 이내인가를 판단하는 제 7 단계와 상기 환수온도의 차이가 3℃ 이상이면 구동 모터부를 동작시켜 난방수 유량을 조절하는 제 8 단계와 상기 구동 모터부의 조절로 유량을 조절하여 난방수 온도차이가 3℃ 이내로 유지 되도록 분배기에 형성된 공급 밸브의 개폐 여부를 판단하는 제 9 단계 및 상기 공급 밸브가 차단되면 보일러를 정지하는 제 10 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 밸브 시스템의 구성도로서, 난방수를 공급하는 공급관(110)과 난방수를 환수하는 환수관(120)이 형성되어 난방수를 공급 및 환수하는 보일러(100)와, 상기 보일러(100)에 연결되고 각각의 방(600, 601, 600n)에 공급 및 환수되는 난방수의 유량을 자동으로 조절하는 구동 모터부(210)가 형성되어 각각의 방(600, 601, 600n)에 공급 및 환수되는 난방수를 분배하는 분배기(200)와 상기 분배기(200)와 보일러(100)를 제어하는 중앙제어기(300) 및 상기 각각의 방(600, 601, 600n)에는 온도조절기(500)가 형성된다.
보다 상세하게는, 상기 보일러(100)는 공급관(110)과 환수관(120)이 형성되는 것으로써, 공급관(110)은 난방수를 공급하는 것이고 환수관(120)은 난방수가 공급되고 난 이후에 난방수가 환수되는 것을 나타낸다.
상기 분배기(200)는 상기 보일러(100)의 공급관(110)과 환수관(120)에 연결되어 각각의 방(600, 601, 600n)으로 공급관(110)과 환수관(120)을 분배하여, 상기 각각의 방(600, 601, 600n)에 난방수를 공급 및 환수한다.
또한, 상기 분배기(200)는 구동 모터부(210)가 형성되어 상기 각각의 방(600, 601, 600n)으로 공급되는 난방수의 유량을 자동으로 조절한다.
상기 중앙제어기(300)는 보일러(100)와 분배기(200)를 제어하는 것으로써, 상기 중앙제어기(300)에 온도가 설정되면 보일러(100)가 동작되고, 상기 중앙제어기(300)가 분배기(200)에 형성된 구동 모터부(210)를 제어하여 각각의 방(600, 601, 600n)에 적합한 난방수를 공급 및 환수한다.
또한, 상기 중앙제어기(300)는 상기 분배기(200)를 제어하여 각각의 방(600, 601, 600n)에서 설정된 온도이상이면, 자동으로 난방수의 공급을 중단하고, 설정된 온도 이하이면, 분배기(200)의 구동 모터부(210)를 구동시켜 각각의 방(600, 601, 600n)에 설정된 온도를 만족할 수 있도록 난방수를 공급한다.
특히, 상기 중앙제어기(300)는 분배기(200)에 형성된 구동 모터부(210)를 제어하여 각각의 방(600, 601, 600n)으로 유입되는 난방수의 온도 편차를 3℃ 이하로 낮출 수 있다.
더욱이, 상기 중앙제어기(300)는 난방 정지부터 재난방까지의 시간을 계산하 여 재난방 시점에서 상기 분배기(200)에 형성된 구동 모터부(210)를 동작시켜 일정시간 난방수의 공급을 최적화된 조건으로 자동 조절하여 초기 난방을 극대화되도록 제어한다.
그리고, 상기 중앙제어기(300)는 일정시간 난방수의 공급이 최적화된 조건으로 동작되고 난 이후에 각각의 방(600, 601, 600n) 난방수의 온도 편차를 3℃ 이내로 유지하여 각각의 방(600, 601, 600n) 설정에 적합하게 자동으로 조절되어 난방수가 공급된다.
따라서, 상기 중앙제어기(300)는 분배기(200)를 제어하여 난방수의 공급 및 차단을 제어하고, 환수되는 난방수의 온도에 따라서 난방수 공급량을 미세 조절하여 난방이 늦은 방에는 난방수를 미세하게 조절하여 공급을 늘리고, 난방이 빠른 방에는 난방수 공급을 감소시킴으로써, 급속한 난방과 고효율의 난방이 가능함을 알 수 있다.
더욱이, 상기 분배기(200)는 환수되는 난방수의 온도편차가 3℃ 이내가 되도록 미세 밸브 개폐조작을 반복하는 순환 시스템으로 설정되어, 각각의 방(600, 601, 600n)에 설정된 온도에 급속도로 도달할 수 있다.
상기 온도조절기(500)는 다수의 방(600, 601, 600n)에 각각으로 형성되며, 따라서, 각 방(600, 601, 600n)의 상기 온도 조절기(500)에 의하여 설정된 설정온도와 현재온도를 비교, 판단하여 각 방(600, 601, 600n)에 설정된 난방 온도에 적합한 난방수의 공급이 최종적으로 중앙제어기(300)를 통하여 제어된다.
도 2는 본 발명의 도 1에 따른 구동 모터부를 나타낸 도면으로서, 분배기(200)에 형성된 각각의 공급관(110)에는 구동 모터부(210)가 각각으로 형성된다.
보다 상세하게는, 상기 분배기(200)에 형성된 구동 모터부(210)는, 주파수에 의해 회전수가 제어되는 동기 모터(211)와 상기 동기 모터(211)에 연결되어 상, 하의 수직운동을 하는 로드(212) 및 상기 로드(212)에 연결되고 상기 동기 모터(211)의 동력을 전달받아서 유입되는 난방수를 미세하게 조절하는 밸브(213)로 이루어진다.
도시된 바와 같이 도 2의 (a)는 구동 모터부(210)의 밸브(213)가 개방되는 경우를 나타낸 것이고, 도 2의 (b)는 구동 모터부(210)의 밸브(213)가 차단되는 것을 나타낸다.
특히, 상기 구동 모터부(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 동기 모터(211)와 로드(212) 및 밸브(213)가 일체형으로 형성되어 동작한다.
또한, 상기 구동 모터부(210)는 상기 로드(212)와 연결된 상기 밸브(213)를 100단계로 구분하여 조절한다.
상기 밸브(213)의 궤도 범위는 초기값이 4mm이고, 100단계로 구분되기 위하여 1단계는 0.04mm로 설정된다.
이로 인해, 상기 밸브(213)의 이동간격은 최소 0.04mm인 것을 알 수 있다.
특히, 상기 밸브(213)의 조절은 상기 동기 모터(211)의 회전에 의해서 조절되고, 상기 밸브(213)의 제어는 100단계로 구분하며, 상기 밸브(213) 제어의 1단계는 0.04mm이다. 이때, 상기 밸브(213)의 조절은 1~10단계는 한번에 1단계씩 조절되고, 11~20단계는 한번에 2단계씩 조절되며, 21~60단계는 한번에 5단계씩 조절될 뿐만 아니라, 61~100단계는 한번에 10단계씩 조절한다.
도 3은 본 발명의 도 1에 온도센서와 온도조절기가 형성된 밸브 시스템을 나타낸 구성도로서, 난방수를 공급하는 공급관(110)과 난방수를 환수하는 환수관(120)이 형성되어 난방수를 공급 및 환수하는 보일러(100)와, 상기 보일러(100)에 연결되고 각각의 방(600, 601, 600n)에 공급 및 환수되는 난방수의 유량을 자동으로 조절하는 구동 모터부(210)가 형성되어 각각의 방(600, 601, 600n)에 공급 및 환수되는 난방수를 분배하는 분배기(200)와 상기 분배기(200)의 환수관(120)에 각각으로 형성되는 온도센서(400)와 상기 분배기(200)와 보일러(100)를 제어하는 중앙제어기(300) 및 상기 각각의 방(600, 601, 600n)에는 온도조절기(500)가 형성된다.
보다 상세하게는, 상기 온도센서(400)는 분배기(200)에 다수개로 형성된 환수관(120)에 각각으로 형성되어 환수되는 난방수의 온도를 측정한다.
또한, 상기 온도센서(400)는 다수의 방(600, 601, 600n)에서 환수되는 난방수의 온도를 측정하고, 그에 따라 구동 모터부(210)의 밸브(213)를 자동으로 조절하여 난방을 진행하는 다수의 방들의 환수 온도차를 3℃ 이내로 밸브(213)의 개방을 조절해주고, 현재온도가 설정온도 이상이면 밸브(213)의 개방을 차단함으로써, 각각의 방(600, 601, 600n) 환수온도차를 최소화시킨다.
따라서, 상기 보일러(100)에서 공급되는 난방수의 환수온도를 측정하여 공급되는 난방수의 온도편차를 3℃ 이내로 유지하여 각각의 방(600, 601, 600n)에 급속한 난방이 가능하고 상기 중앙제어기(300)에서 설정된 온도 및 각각의 방(600, 601, 600n)에 형성된 온도조절기(500)의 설정에 적합하게 상기 밸브(213)를 제어하 여 난방수를 공급할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 밸브 시스템의 미세 유량 제어방법을 나타낸 흐름도로서, 중앙제어기(300)에 온도를 설정하는 제 1 단계(S10)와 상기 중앙제어기(300)에서 온도가 설정되면 보일러(100)가 가동되는 제 2 단계(S20)와 상기 보일러(100)에 의해서 난방수가 공급되는 제 3 단계(S30)와 상기 보일러(100)에서 공급되는 난방수를 분배기(200)에 의해서 각각의 방(600, 601, 600n)으로 분배하는 제 4 단계(S40)와 상기 분배기(200)에서 각각의 방(600, 601, 600n)으로 난방수가 공급된 이후에, 각각의 방(600, 601, 600n)에 형성된 온도조절기(500)에 의해서 설정된 온도와 각각의 방(600, 601, 600n) 현재온도를 판단하는 제 5 단계(S50)와 상기 온도조절기(500)에서 설정된 온도가 현재온도 이상이면, 상기 각각의 방(600, 601, 600n)에 유입된 난방수를 환수관에 형성된 온도센서(400)에 의하여 각각의 방(600, 601, 600n) 환수온도를 측정하는 제 6 단계(S60)와 상기 환수온도를 측정한 이후에 각각의 방(600, 601, 600n)에서 환수된 환수온도 차이가 3℃ 이내인가를 판단하는 제 7 단계(S70)와 상기 환수온도의 차이가 3℃ 이상이면 구동 모터부(210)를 동작시켜 난방수 온도를 조절하는 제 8 단계(S80)와 상기 구동 모터부(210)에 의해서 난방수 온도가 조절되면 분배기(200)에 형성된 공급 밸브(213)의 개폐 여부를 판단하는 제 9 단계(S90) 및 상기 공급 밸브(213)가 차단되면 보일러(100)를 정지하는 제 10 단계(S100)로 이루어진다.
더욱이, 상기 제 5 단계(S50)의 판단결과, 상기 각각의 방(600, 601, 600n)에 형성된 온도조절기(500)에서 설정된 온도가 현재온도 이하이면, 해당되는 각각 의 방 밸브(213)를 차단하는 제 11 단계(S110)를 수행하고, 상기 제 7 단계(S70)의 판단결과, 상기 환수온도의 차이가 3℃ 이하이면 상기 제 6 단계(S60)를 수행할 뿐만 아니라 상기 제 9 단계(S90)의 판단결과, 상기 공급 밸브(213)가 개방되면 상기 제 6 단계(S60)를 수행한다.
지금까지 본 발명에 대해서 상세히 설명하였으나, 그 과정에서 언급한 실시예는 예시적인 것일 뿐이며, 한정적인 것이 아님을 분명히 하고, 본 발명은 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상이나 분야를 벗어나지 않는 범위내에서, 균등하게 대처될 수 있는 정도의 구성요소 변경은 본 발명의 범위에 속한다 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 미세조정이 가능한 밸브를 구비한 구동 모터부를 형성하고 최적의 알고리즘을 적용시킴으로써, 온수 난방시 다수의 방에 유입되는 난방수 유량을 미세하게 제어하는 효과가 있고, 다수의 방에 정확한 난방수가 분배되어 급속한 난방이 가능한 효과가 있을 뿐만 아니라 다수의 방에 공급되는 난방수의 온도편차를 감소시켜서 난방 효율을 최적화 및 극대화하는 효과가 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 중앙제어기에 온도를 설정하는 제 1 단계와;
    상기 중앙제어기에서 온도가 설정되면 보일러가 가동되는 제 2 단계와;
    상기 보일러에 의해서 난방수가 공급되는 제 3 단계와;
    상기 보일러에서 공급되는 난방수를 분배기에 의해서 각각의 방으로 분배하 는 제 4 단계와;
    상기 분배기에서 각각의 방으로 난방수가 공급된 이후에, 각각의 방에 형성된 온도조절기에 의해서 설정된 온도와 각각의 방 현재온도를 판단하는 제 5 단계와;
    상기 온도조절기에서 설정된 온도가 현재온도 이상이면, 상기 각각의 방에 유입된 난방수를 환수관에 형성된 온도센서에 의하여 각각의 방 환수온도를 측정하는 제 6 단계와;
    상기 환수온도를 측정한 이후에 각각의 방에서 환수된 환수온도 차이가 3℃ 이내인가를 판단하는 제 7 단계와;
    상기 환수온도의 차이가 3℃ 이상이면 구동 모터부를 동작시켜 난방수 온도를 조절하는 제 8 단계와;
    상기 구동 모터부에 의해서 난방수 온도가 조절되면 분배기에 형성된 공급 밸브의 개폐 여부를 판단하는 제 9 단계; 및
    상기 공급 밸브가 차단되면 보일러를 정지하는 제 10 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 미세 유량 제어방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 5 단계의 판단결과, 상기 각각의 방에 형성된 온도조절기에서 설정된 온도가 현재온도 이하이면, 해당되는 각각의 방 밸브를 차단하는 제 11 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 미세 유량 제어방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 7 단계의 판단결과, 상기 환수온도의 차이가 3℃ 이하이면 상기 제 6 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 미세 유량 제어방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 9 단계의 판단결과, 상기 공급 밸브가 개방되면 상기 제 6 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 미세 유량 제어방법.
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