KR101511301B1 - 에너지 절약형 복사와 공조 통합 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에너지 절약형 복사 및 공조 통합 제어 방법에 관한 것으로, 이는 통합제어기에 연결된 열량계가 통합제어기에 설정된 실내온도와 실내 조절기의 실내온도에 의한 공급 열량값과, 통합제어기에 설정된 실내온도와 외부공기 온도에 의해 외부공기의 예열에 필요한 열량값을 산출하는 단계;
열량계에서 산출된 외부공기의 예열에 필요한 열량값에 의해 통합제어기가 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 계산하는 단계; 통합제어기의 제어에 의해 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 온수분배기의 비례제어밸브를 조절하여 온수 공급관에 공급하는 단계;
송풍장치 내부에 설치된 열교환기에서 외부공기와 온수 사이의 열교환에 의해 예열된 공기를 급기배관을 통해 실내로 공급하는 단계를 포함하여서, 외기에 의한 환기 시 실내공간에 신속하게 원하는 설정온도에 도달할 수 있으며, 소정의 열원으로 실내를 쾌적하면서 효율적으로 난방할 수 있게 되는 효과가 있다.

Description

에너지 절약형 복사와 공조 통합 제어방법 {Method for controlling radiant and air condition for energy conservation}
본 발명은 실내의 복사 및 공조 통합 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외기에 의한 환기 시 실내를 난방함에 있어서, 열원으로부터 필요한 열량을 효율적으로 공급하면서 외기의 냉기(冷氣)에 의한 불쾌감을 없애도록 실내에 적절한 난방과 공기를 공급할 수 있는 에너지 절약형 복사와 공조 통합 제어방법에 관한 것이다.
인간의 생활에 쾌적한 환경 또는 작업 환경에 적합한 온도를 실내에 유지시키기 위해, 복사 또는 공조의 방식으로 냉방이나 난방을 수행하여 실내 온도를 조절한다.
복사는 보일러를 가동하여 실내의 바닥이나 벽면에 설치된 복사배관으로 온수를 공급하여 실내의 온도를 조절하는 방식으로, 열량이 많이 소모되며 반응속도가 느리다는 단점을 가지나, 일단 난방이 이루어지면 비교적 오랜 시간 지속될 수 있는 장점이 있다.
공조는 실내의 공기를 순환시켜서 공기에 냉기 또는 온기를 부가하여 실내의 온도를 조절하는 방식으로, 복사에 비해 열량이 적게 소모되며 반응속도가 빨라서 사용자가 신속히 냉기 또는 온기를 느낄 수 있는 장점이 있는 반면, 환기 등에 의한 열 손실이 크게 발생하므로, 냉방 또는 난방의 효과를 오래 지속할 수 없는 단점이 있다.
사용자의 입장에서는 실내 온도를 원하는 설정온도로 신속하게 도달할 필요가 있다. 그러나 앞서 살펴본 것처럼, 종래의 복사와 공조는 각각 장단점이 있으므로, 각각의 방식으로는 실내 온도를 원하는 설정온도로 신속하게 도달하는 데에는 한계가 있다.
이와 같이 실내온도를 설정온도로 신속하게 도달함에 있어서, 에너지의 소모를 최소화할 수 있도록 에너지 효율을 높일 수 있는 방안이 필요하지만, 지금까지의 복사나 공조를 개별적으로 사용하는 기술로는 이러한 요구를 충족시킬 수 없었다.
한편, 겨울철 난방 시 기밀한 상태에서 실내의 이산화탄소 농도가 높아지거나 실내의 공기가 오염되게 되면, 신선한 외부 공기의 인입을 위하여 환기를 하게 된다. 이때, 사용자는 냉기에 의한 불쾌감을 느끼게 되며, 특히 취침 중인 어린이나 노약자들에게 이러한 냉기는 발병을 초래할 수 있어, 공조의 제어에 있어 세심한 주의가 요구된다.
본 발명은 외기에 의한 환기 시 실내를 난방함에 있어서, 열원으로부터 필요한 열량을 효율적으로 공급하면서 외기의 냉기에 의한 불쾌감을 없애도록 적절한 복사와 공조에 의한 난방를 공급할 수 있는 복사와 공조 통합 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 사용자가 실내 조절기의 조작 또는 이산화탄소의 농도가 높아 환기가 필요할 시, 송풍장치에 연결된 급기제어밸브가 개방되어 송풍장치에 유입된 외기를 통합 제어기에 의해 제어되는 비례제어밸브를 조절하여 온수 공급관에 공급되는 온수로 열교환기에서 예열시켜 급기배관에 의해 실내공간에 공급하여 원하는 설정온도에 신속하게 도달하며, 복사와 공조의 통합적 제어에 의해 효율적으로 난방할 수 있는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외기에 의한 실내 환기 시 복사와 공조 통합 제어방법은, ⒜ 통합제어기에 실내온도를 설정하는 단계; ⒝ 사용자 조작에 의해 환기모드로 전환 시, 송풍장치에 연결된 급기제어밸브가 개방되어 송풍장치 내부의 외부공기 온도와 실내 조절기에 설치된 온도센서의 실내온도가 통합제어기에 전달되는 단계;
⒞ 통합제어기에 연결된 열량계가 통합제어기에 설정된 실내온도와 실내 조절기의 실내온도에 의한 공급 열량값과, 통합제어기에 설정된 실내온도와 외부공기 온도에 의해 외부공기의 예열에 필요한 열량값을 산출하는 단계; ⒟ 열량계에서 산출된 외부공기의 예열에 필요한 열량값에 의해 통합제어기가 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 산출하는 단계;
⒠ 통합제어기의 제어에 의해 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 온수분배기의 비례제어밸브를 조절하여 온수 공급관에 공급하는 단계; ⒡ 송풍장치 내부에 설치된 열교환기에서 외부공기와 온수 사이의 열교환에 의해 예열된 공기를 급기배관을 통해 실내로 공급하는 단계;
⒢ 송풍장치와 연결된 통합제어기는 송풍장치에서 실내로 공급된 소정 시간 단위 열량값을 열량계에 전달하며, 열량계는 소정 시간 단위 누적 열량값이 공급 열량값에 도달될때까지 ⒟단계에서 ⒡단계를 반복 실시하는 단계;
⒣ 열량계의 소정 시간 단위 누적 열량값이 공급 열량값에 도달되면, 통합 제어기(400)는 온수 분배기(220) 중 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(230)를 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 다른 실시예에 따른 외기에 의한 실내 환기 시 복사와 공조 통합 제어 방법은, ⒜ 통합제어기에 설정된 실내온도와 실내 이산화탄소 농도를 설정하는 단계; ⒝ 실내 조절기에 설치된 이산화탄소 센서의 이산화탄소 농도가 통합제어기에 설정된 이산화탄소 농도보다 높으면 환기모드로 전환하는 단계;
⒞ 송풍장치에 연결된 급기제어밸브가 개방되어 송풍장치 내부의 외부공기 온도와 실내 조절기에 설치된 온도센서의 실내온도가 통합제어기에 전달되는 단계; ⒟ 통합제어기에 연결된 열량계가 통합제어기에 설정된 실내온도와 실내 조절기의 실내온도에 의한 공급 열량값과, 통합제어기에 설정된 실내온도와 외부공기 온도에 의해 외부공기의 예열에 필요한 열량값을 산출하는 단계;
⒠ 열량계에서 산출된 외부공기의 예열에 필요한 열량값에 의해 통합제어기가 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 산출하는 단계; ⒡ 통합제어기의 제어에 의해 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 온수분배기의 비례제어밸브를 조절하여 온수 공급관에 공급하는 단계;
⒢ 송풍장치 내부에 설치된 열교환기에서 외부공기와 온수 사이의 열교환에 의해 예열된 공기를 급기배관을 통해 실내로 공급하는 단계; ⒣ 송풍장치와 연결된 통합제어기는 송풍장치에서 실내로 공급된 소정 시간 단위 열량값을 열량계에 전달하며, 열량계는 소정 시간 단위 누적 열량값이 공급 열량값에 도달되고, 실내 조절기에 설치된 이산화탄소 센서의 이산화탄소 농도가 통합제어기에 설정된 이산화탄소 농도 이하가 될때까지 ⒠단계에서 ⒢단계를 반복 실시하는 단계;
⒤ 실내 조절기에 설치된 이산화탄소 센서의 이산화탄소 농도가 통합제어기에 설정된 이산화탄소 농도 이하가 되면, 통합 제어기(400)는 온수 분배기(220) 중 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(230)를 폐쇄하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 외기에 의한 환기 시 통합 제어기에 의해 복사 시스템의 온수 분배기와 송풍장치를 연계하여 제어함으로써, 선택된 실내공간에 대해 복사와 공조에 의한 난방이 동시에 진행되면서 예열된 외부공기가 소정 시간 단위로 유입될 수 있게 되어 에너지를 효율적으로 사용할 수 있게 되는 효과가 있다.
또한 본 발명은 외기에 의한 환기 시 선택된 실내공간으로 복사와 공조 난방의 통합제어가 가능하며, 실내공간에 외기에 의한 환기와 함께 신속하게 원하는 설정온도에 도달할 수 있으므로 소정의 열원으로 실내를 쾌적하면서 효율적으로 난방할 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 내부순환 환기 시 복사 및 공조 통합 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 도면
도 2는 본 발명에 따른 외기에 의한 환기 시 복사 및 공조 통합 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 도면
이하, 본 발명을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 도면부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 동일한 부호로 기재되어 있음에 유의해야 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 당업자에게 자명하거나 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 내부순환 환기 시 복사 및 공조 통합 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 도면이며, 도 2는 본 발명에 따른 외기에 의한 환기 시 복사 및 공조 통합 시스템의 제어방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명이 적용되는 복사와 공조 통합 시스템은, 공기를 통하여 실내(10)를 난방 또는 냉방하도록 급기배관(110)과 배기배관(130), 송풍장치(500) 및 급기제어밸브(120)를 구비한 공조 시스템(100)과,
실내(10)의 바닥 또는 벽면에 설치되어 온수를 순환시키는 복사배관(210)과, 이 복사배관(210)으로 온수를 공급하면서 열량계(300)에 연결되는 온수 분배기(220)와 온수 공급관(600) 등을 구비한 복사 시스템(200), 및 상기 공조 시스템(100)과 복사 시스템(200)을 제어하는 통합 제어기(400)를 포함하고 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 외기에 의한 환기 시 복사 및 공조 통합 시스템을 제어하는 방법은 ⒜ 통합제어기에 실내온도를 설정하는 단계; ⒝ 사용자 조작에 의해 환기모드로 전환 시, 송풍장치에 연결된 급기제어밸브가 개방되어 송풍장치 내부의 외부공기 온도와 실내 조절기에 설치된 온도센서의 실내온도가 통합제어기에 전달되는 단계;
⒞ 통합제어기에 연결된 열량계가 통합제어기에 설정된 실내온도와 실내 조절기의 실내온도에 의한 공급 열량값과, 통합제어기에 설정된 실내온도와 외부공기 온도에 의해 외부공기의 예열에 필요한 열량값을 산출하는 단계;
⒟ 열량계에서 산출된 외부공기의 예열에 필요한 열량값에 의해 통합제어기가 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 산출하는 단계; ⒠ 통합제어기의 제어에 의해 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 온수분배기의 비례제어밸브를 조절하여 온수 공급관에 공급하는 단계;
⒡ 송풍장치 내부에 설치된 열교환기에서 외부공기와 온수 사이의 열교환에 의해 예열된 공기를 급기배관을 통해 실내로 공급하는 단계; ⒢ 송풍장치와 연결된 통합제어기는 송풍장치에서 실내로 공급된 소정 시간 단위 열량값을 열량계에 전달하며, 열량계는 소정 시간 단위 누적 열량값이 공급 열량값에 도달될때까지 ⒟단계에서 ⒡단계를 반복 실시하는 단계;
⒣ 열량계의 소정 시간 단위 누적 열량값이 공급 열량값에 도달되면, 통합 제어기(400)는 온수 분배기(220) 중 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(230)를 폐쇄하는 단계를 포함한다.
공조 시스템(100)은 실내(10)에 공기를 공급하는 급기배관(110), 이 급기배관(110)으로부터 분지되어 실내(10)의 구획된 개별적인 공간(10a, 10b, 10c)에 온기를 공급하는 디퓨저(미도시), 실내(10)의 공기를 배출하는 배기배관(130) 등을 구비하며, 송풍장치(500)에는 외부공기의 유입을 조절하는 급기제어밸브(120) 또는 댐퍼가 설치될 수 있으며, 송풍장치(500)에는 급기배관(110)과 배기배관(130)이 연결된다.
급기배관(110)과 디퓨저 사이에는 각각 별도의 급기제어밸브(미도시)가 설치되어 각각의 디퓨저에 대한 개폐상태를 조절할 수 있으며, 상기 급기제어밸브는 디퓨저와 별도의 부재로 이루어질 수도 있지만 디퓨저와 일체화로 구성될 수도 있다.
배기배관(130)에는 복수의 연결관(미도시)이 분지하여 실내(10)로 연통될 수 있으며, 각각의 연결관 일단에 구비된 배기팬(미도시)이 실내(10)의 공기를 흡입하여 배기배관(130)으로 유동하도록 작동할 수 있으며, 배기배관(130)은 송풍장치(500)와 연결되어 있다.
송풍장치(500)는 실내(10)로 공기를 공급하는 급기배관(110)이 연결되며, 실내(10)에 공기를 공급하기 위해 작동하는 송풍팬(530)이 설치되고, 송풍팬(530)은 실내(10)의 공기 유동을 유도함으로써 급기배관(110)에서 분지하여 실내(10)로 연통하는 디퓨저를 통해 실내(10)의 각 구획된 공간(10a, 10b, 10c)에 공기를 공급하게 된다.
송풍장치(500)는 급기배관(110)에 인입되는 외부공기의 온도를 측정하는 온도계(510)와 열교환기(520)를 구비하며, 상기 열교환기(520)는 실내(10)로 공급되는 외기와 온수 공급관(600)을 통해 공급되는 온수 사이에 열교환을 통해 외기를 예열시켜 열교환기에 연결된 급기배관(110)을 통해 예열된 공기를 실내로 공급한다.
한편, 실내(10)에 설치되는 실내 조절기(410)에는 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소 센서(미도시)가 설치될 수 있으며, 상기 실내의 이산화탄소 센서로부터 측정된 이산화탄소 농도가 통합 제어기(400)에 설정된 이산화탄소 농도보다 높은 경우에는 자동으로 환기모드로 진행되어 통합 제어기(400)를 통해 송풍장치(500)가 가동된다.
여기서 환기모드는 외부공기가 송풍장치(500)와 급기배관(110)을 거쳐 실내(10)로 공급되는 상태이며, 외부공기가 송풍장치(500)를 거쳐 온수 공급관(600)을 통해 공급되는 온수와 열교환기(520) 내에서 열교환을 한 후, 따뜻한 공기로 예열되어 급기배관(110)과 디퓨저를 통해 실내(10)로 공급된다.
복사 시스템(200)은 실내(10)의 바닥이나 벽면 등에 배치되어 온수가 순환하는 복사배관(210)과, 상기 복사배관(210)으로 온수를 공급하는 온수 분배기(220)를 포함한다.
복사배관(210)은 실내(10)의 구획된 공간(10a, 10b, 10c)에 대해 개별적으로 설치될 수 있으며, 각각의 실내공간에 대하여 온수를 공급하는 복사배관(210)은 온수량을 조절하기 위한 비례제어밸브(230)와 연결되며, 온수 분배기(220)에는 실내(10)의 구획된 공간(10a, 10b, 10c)별로 각각 비례제어밸브(230)가 구비되어 있다.
또한 온수 분배기(220)는 복사배관(210)으로 난방용 온수를 공급하기 위한 공급관(240)과, 복사배관(210)에 공급된 온수를 보일러로 다시 돌려보내는 환수관(250)이 연결되어 있다.
특히, 온수 분배기(220)는 공급관(240)으로부터 인입된 온수를 송풍장치(500) 내 열교환기(520)로 보내는 온수 공급관(600)이 연결되며, 온수 분배기(220) 에 연결된 온수 공급관(600)에는 온수량을 제어하기 위한 비례제어밸브(231)가 설치되어 있다. 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(230)는 온수의 유량을 조절하여 제어하게 된다.
열량계(300)는 환수관(250)에 연결되고, 공급관(240)의 온도 측정값과 환수관(250)의 온도 측정값 및 환수관(250)을 통과하는 유량 측정값을 전달받아 공급되는 열량 또는 소비되는 열량을 산출하게 되며, 또한 실내(10)의 설정온도와 온도계(510)를 통해 얻은 외부공기의 온도를 측정하여 환기 시 외부공기의 예열을 위해 필요한 열량을 산출하는 역할을 한다.
미설명부호 260은 유량조절밸브로서, 이는 환수관(250) 쪽에 설치되어 온수 공급을 제어한다.
전술한 바와 같이, 복사와 공조 통합 시스템에는 공조 시스템(100)과 복사 시스템(200)을 통합적으로 제어하기 위한 통합 제어기(400)가 포함되어 있으며, 상기 통합 제어기(400)는 건물에 하나 또는 복수로 구비될 수 있다.
또한 다수의 공간으로 구획된 실내(10)의 경우, 각각의 구획된 공간(10a, 10b, 10c)에는 통합 제어기(400)와 연결된 실내 조절기(410)가 구비되어, 구획된 실내공간마다 개별적으로 난방 또는 냉방을 제어할 수 있으며, 실내 조절기(410)에는 실내온도를 측정하는 온도센서(420)와 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소 센서(미도시)가 구비되어 있다.
사용자는 통합 제어기(400)와 연결된 실내 조절기(410)를 조작하여 환기모드를 선택할 수 있으며, 실내 조절기(410)에 의해 난방모드 또는 환기모드 등과 같은 작동모드를 선택하게 되면, 실내 조절기에 연결된 통합 제어기(400)를 통해 원하는 설정온도로 난방을 제어할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어방법을 구체적으로 살펴보면, 사용자는 통합 제어기(400)에 연결된 실내 조절기(410)의 온도센서(420)를 조작하여 난방온도를 설정할 수 있으며, 이산화탄소 센서(미도시)를 통해 실내의 이산화탄소 농도를 측정한다.
통합 제어기(400)에 의해 난방모드가 작동하게 되면 유량조절밸브(260)가 개방되면서 보일러로부터 도시되지 않은 펌프의 작용 하에 난방용 온수를 공급받게 된다.
온수 분배기(220)는 난방하고자 하는 실내공간에 대한 비례제어밸브(230)를 개방하여 복사배관(210)을 통해 온수를 공급하고, 선택되지 아니한 실내공간에 대해서는 비례제어밸브(230)를 폐쇄하여 온수를 공급하지 않는다.
또한 급기배관(110)은 난방하려는 실내(10)로 송풍팬(530) 및 디퓨저를 통해 온기를 공급하며, 온수 분배기(220)는 통합 제어기(400)의 제어에 의해 복사배관(210)과 온수 공급관(600)으로 보내는 열량을 분배하여 공급하게 된다.
여기서, 온수 분배기(220)는 온수 공급관(600)에 대한 비례제어밸브(231)를 개방하여 온수 공급관(600)에 온수를 공급함으로써, 송풍장치(500) 내 열교환기(520)를 통해 급기배관(110)으로 공급하는 공기를 예열하게 된다.
한편, 실내공기의 내부순환 시 급기제어밸브(120)는 폐쇄되는데, 이때에는 순환하는 공기의 폐열을 환수 및 이용할 수 있게 된다.
사용자의 실내 조절기 조작 또는 실내 이산화탄소 농도가 통합제어기에 설정된 이산화탄소의 농도를 초과하는 경우 환기모드가 진행되며, 통합 제어기(400)의 제어에 의해 송풍장치(500)에 연결된 급기제어밸브(120)가 개방되고 송풍팬(530)이 작동하여 외부공기를 급기배관(110)으로 공급하게 된다.
송풍장치(500)의 온도계(510)는 급기제어밸브(120)로 인입되는 외부공기의 온도를 측정하여 열량계(300)에 전달하며, 실내 조절기(410)를 통해 사용자가 설정한 온도가 통합 제어기(400)에 저장되어 열량계로 전달되면, 외부공기를 예열하는데 필요한 열량(Q)이 산출되며, 또한 통합제어기에 연결된 열량계는 통합제어기에 설정된 실내온도와 실내 조절기의 실내온도에 의한 온도차에 의해 실내에 공급될 열량값을 산출한다.
이러한 외부공기 예열에 필요한 열량과 실내에 공급될 열량은 다음의 식으로부터 구할 수 있다.
Q = m Cp (Tout - Tin)
여기서 Q는 열량(W)이고, m은 공기의 질량유량(kg/s)이며, Cp는 공기의 비열(J/kg℃), Tout은 외부공기의 온도(℃), Tin은 실내의 설정온도(℃)이다. 공기의 질량유량은 급기배관(110) 등과 같은 설비의 치수에 따라 결정되는 값으로 상수이므로, 필요한 열량(Q)은 실내 설정온도와 외부공기의 온도 차에 의해 결정된다.
필요한 열량(Q)이 산출되면, 통합 제어기(400)는 열량계(300)로부터 전달받은 열량값에 의해 온수 공급관(600)으로 보내어질 온수량을 연산하고, 이에 따라 온수 분배기의 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(231)를 조절함으로써 온수 공급관(600)으로 적정량의 온수를 공급하게 된다.
공급되는 온수는 소정 시간 단위로 온수 공급관(600)에 보내어지는 열량만을 확인하여 조절될 수 있는데, 이러한 열량의 확인은 온수 분배기(220) 중에서 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(231)만 개방하고 복사배관(210)의 비례제어밸브(230)는 폐쇄하여 송풍장치(500)에서 소요되는 열량을 통합 제어기에서 확인하거나,
온수 분배기(220) 중에서 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(231)만 폐쇄하고 복사배관(210)의 비례제어밸브(230)는 개방하여 먼저 소비되는 열량을 검출한 후 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(231)를 개방하여 열량을 추가로 공급했을 때 증가되는 열량값의 차이를 송풍장치(500)에서 소요되는 열량으로 통합 제어기에서 확인함으로써 이루어질 수 있다.
공급되는 열량과 환기 시 필요한 열량을 통합 제어기(400)가 비교하여 온수 분배기(220) 중 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(231)를 조절하여 적정한 온수량을 공급할 수 있게 된다.
송풍장치와 연결된 통합제어기는 송풍장치에서 실내로 공급된 소정 시간 단위 열량값을 열량계에 전달하며, 열량계는 소정 시간 단위 누적 열량값이 공급 열량값에 도달될때까지 예열된 공기를 급기배관을 통해 실내에 지속적으로 공급한다.
열량계의 소정 시간 단위 누적 열량값이 공급 열량값에 도달되면, 통합 제어기(400)는 온수 분배기(220) 중 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(230)를 폐쇄하도록 제어한다.
이와 같이 환기 시 송풍장치(500)의 열교환기(520)에 온수 공급관(600)을 통해 온수를 공급함으로써, 송풍장치(500)를 통해 인입되는 외부공기는 송풍장치(500) 내 열교환기(520)에서 온수와 열교환되어 예열됨으로써, 신선한 외부공기의 인입을 위하여 환기를 할 때 사용자는 따뜻한 공기를 받게 되어 냉기에 의한 불쾌감을 느끼는 것을 방지할 수 있게 된다.
난방모드 작동 중에, 이산화탄소 센서가 지속적으로 실내(10)의 이산화탄소 농도를 감지하여, 실내(10)의 이산화탄소 농도가 통합 제어기(400)에 설정된 이산화탄소 농도보다 높으면 환기모드로 전환된다.
송풍장치에 연결된 급기제어밸브가 개방되어 송풍장치 내부의 외부공기 온도와 실내 조절기에 설치된 온도센서의 실내온도가 통합제어기에 전달되며, 통합제어기에 연결된 열량계는 통합제어기에 설정된 실내온도와 실내 조절기의 실내온도에 의한 공급 열량값과, 통합제어기에 설정된 실내온도와 외부공기 온도에 의해 외부공기의 예열에 필요한 열량값을 산출한다.
필요한 열량(Q)이 산출되면, 통합 제어기(400)는 열량계(300)로부터 전달받은 열량값에 의해 온수 공급관(600)으로 보내어질 온수량을 연산하고, 이에 따라 온수 분배기의 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(231)를 조절함으로써 온수 공급관(600)으로 적정량의 온수를 공급하게 된다.
송풍장치(500)를 통해 인입되는 외부공기는 송풍장치(500) 내 열교환기(520)에서 온수와 열교환되어 예열된 공기가 급기배관(110)을 통해 실내로 공급됨으로써, 외부공기의 인입을 위하여 환기를 할 때 사용자는 따뜻한 공기를 받게 되어 냉기에 의한 불쾌감을 느끼는 것을 방지할 수 있게 된다.
송풍장치와 연결된 통합제어기는 송풍장치에서 실내로 공급된 소정 시간 단위 열량값을 열량계에 전달하며, 열량계는 소정 시간 단위 누적 열량값이 공급 열량값에 도달되고, 실내 조절기에 설치된 이산화탄소 센서의 이산화탄소 농도가 통합제어기에 설정된 이산화탄소 농도 이하가 될때까지 예열된 공기를 급기배관을 통해 실내에 지속적으로 공급한다.
실내 조절기에 설치된 이산화탄소 센서의 이산화탄소 농도가 통합제어기에 설정된 이산화탄소 농도 이하가 되면, 통합 제어기(400)는 온수 분배기(220) 중 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(230)를 폐쇄한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 외기에 의한 실내 환기 시 복사와 공조 통합 제어 방법은, ⒜ 통합제어기에 설정된 실내온도와 실내 이산화탄소 농도를 설정하는 단계; ⒝ 실내 조절기에 설치된 이산화탄소 센서의 이산화탄소 농도가 통합제어기에 설정된 실내 이산화탄소 농도보다 높으면 환기모드로 전환하는 단계;
⒞ 송풍장치에 연결된 급기제어밸브가 개방되어 송풍장치 내부의 외부공기 온도와 실내 조절기에 설치된 온도센서의 실내온도가 통합제어기에 전달되는 단계; ⒟ 통합제어기에 연결된 열량계가 통합제어기에 설정된 실내온도와 실내 조절기의 실내온도에 의한 공급 열량값과, 통합제어기에 설정된 실내온도와 외부공기 온도에 의해 외부공기의 예열에 필요한 열량값을 산출하는 단계;
⒠ 열량계에서 산출된 외부공기의 예열에 필요한 열량값에 의해 통합제어기가 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 산출하는 단계; ⒡ 통합제어기의 제어에 의해 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 온수분배기의 비례제어밸브를 조절하여 온수 공급관에 공급하는 단계;
⒢ 송풍장치 내부에 설치된 열교환기에서 외부공기와 온수 사이의 열교환에 의해 예열된 공기를 급기배관을 통해 실내로 공급하는 단계; ⒣ 송풍장치와 연결된 통합제어기는 송풍장치에서 실내로 공급된 소정 시간 단위 열량값을 열량계에 전달하며, 열량계는 소정 시간 단위 누적 열량값이 공급 열량값에 도달되고, 실내 조절기에 설치된 이산화탄소 센서의 이산화탄소 농도가 통합제어기에 설정된 이산화탄소 농도 이하가 될때까지 ⒠단계에서 ⒢단계를 반복 실시하는 단계;
⒤ 실내 조절기에 설치된 이산화탄소 센서의 이산화탄소 농도가 통합제어기에 설정된 이산화탄소 농도 이하가 되면, 통합 제어기(400)는 온수 분배기(220) 중 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(230)를 폐쇄하는 단계를 포함한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 공조 시스템 110: 급기배관
200: 복사 시스템 210: 복사배관
220: 온수 분배기 300: 열량계
400: 통합 제어기 500: 환기장치
510: 온도계 520: 열교환기
600: 온수 공급관

Claims (5)

  1. 외기에 의해 실내 환기 시 복사와 공조에 의한 제어방법에 있어서,
    ⒜ 통합제어기에 실내온도를 설정하는 단계;
    ⒝ 사용자 조작에 의해 환기모드로 전환 시, 송풍장치에 연결된 급기제어밸브가 개방되어 송풍장치 내부의 외부공기 온도와 실내 조절기에 설치된 온도센서의 실내온도가 통합제어기에 전달되는 단계;
    ⒞ 통합제어기에 연결된 열량계가 통합제어기에 설정된 실내온도와 실내 조절기의 실내온도에 의한 공급 열량값과, 통합제어기에 설정된 실내온도와 외부공기 온도에 의해 외부공기의 예열에 필요한 열량값을 산출하는 단계;
    ⒟ 열량계에서 산출된 외부공기의 예열에 필요한 열량값에 의해 통합제어기가 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 산출하는 단계;
    ⒠ 통합제어기의 제어에 의해 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 온수분배기의 비례제어밸브를 조절하여 온수 공급관에 공급하는 단계;
    ⒡ 송풍장치 내부에 설치된 열교환기에서 외부공기와 온수 사이의 열교환에 의해 예열된 공기를 급기배관을 통해 실내로 공급하는 단계;
    ⒢ 송풍장치와 연결된 통합제어기는 송풍장치에서 실내로 공급된 소정 시간 단위 열량값을 열량계에 전달하며, 열량계는 소정 시간 단위 누적 열량값이 공급 열량값에 도달될때까지 ⒟단계에서 ⒡단계를 반복 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 복사와 공조 통합 제어방법.
  2. 외기에 의해 실내 환기 시 복사와 공조에 의한 제어방법에 있어서,
    ⒜ 통합제어기에 설정된 실내온도와 실내 이산화탄소 농도를 설정하는 단계;
    ⒝ 실내 조절기에 설치된 이산화탄소 센서의 이산화탄소 농도가 통합제어기에 설정된 실내 이산화탄소 농도보다 높으면 환기모드로 전환하는 단계;
    ⒞ 송풍장치에 연결된 급기제어밸브가 개방되어 송풍장치 내부의 외부공기 온도와 실내 조절기에 설치된 온도센서의 실내온도가 통합제어기에 전달되는 단계;
    ⒟ 통합제어기에 연결된 열량계가 통합제어기에 설정된 실내온도와 실내 조절기의 실내온도에 의한 공급 열량값과, 통합제어기에 설정된 실내온도와 외부공기 온도에 의해 외부공기의 예열에 필요한 열량값을 산출하는 단계;
    ⒠ 열량계에서 산출된 외부공기의 예열에 필요한 열량값에 의해 통합제어기가 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 산출하는 단계;
    ⒡ 통합제어기의 제어에 의해 외부공기의 예열에 필요한 온수량을 온수분배기의 비례제어밸브를 조절하여 온수 공급관에 공급하는 단계;
    ⒢ 송풍장치 내부에 설치된 열교환기에서 외부공기와 온수 사이의 열교환에 의해 예열된 공기를 급기배관을 통해 실내로 공급하는 단계;
    ⒣ 송풍장치와 연결된 통합제어기는 송풍장치에서 실내로 공급된 소정 시간 단위 열량값을 열량계에 전달하며, 열량계는 소정 시간 단위 누적 열량값이 공급 열량값에 도달되고, 실내 조절기에 설치된 이산화탄소 센서의 이산화탄소 농도가 통합제어기에 설정된 이산화탄소 농도 이하가 될때까지 ⒠단계에서 ⒢단계를 반복 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 복사와 공조 통합 제어방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 ⒢ 단계 다음에 ⒣ 열량계의 소정 시간 단위 누적 열량값이 공급 열량값에 도달되면, 통합 제어기(400)는 온수 분배기(220) 중 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(230)를 폐쇄하는 단계를 추가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 복사와 공조 통합 제어방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 ⒣ 단계 다음에 ⒤ 실내 조절기에 설치된 이산화탄소 센서의 이산화탄소 농도가 통합제어기에 설정된 이산화탄소 농도 이하가 되면, 통합 제어기(400)는 온수 분배기(220) 중 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(230)를 폐쇄하는 단계를 추가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 복사와 공조 통합 제어방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 송풍장치에서 실내로 공급된 소정 시간 단위 열량값은 온수 분배기(220) 중에서 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(231)만 개방하고 복사배관(210)의 비례제어밸브(230)는 폐쇄하여 송풍장치(500)에서 소요되는 열량을 통합 제어기에서 확인하거나,
    또는 온수 분배기(220) 중에서 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(231)만 폐쇄하고 복사배관(210)의 비례제어밸브(230)는 개방하여 먼저 소비되는 열량을 검출한 후, 온수 공급관(600)에 연결된 비례제어밸브(231)를 개방하여 열량을 추가로 공급했을 때 증가되는 열량값의 차이를 송풍장치(500)에서 소요되는 열량으로 통합 제어기에서 확인하는 것을 특징으로 하는 에너지 절약형 복사와 공조 통합 제어방법.
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