(57)【要約】【課題】【課題】ボイラー連動型温度調節システムを提供する。【解決手段】暖房空間の暖房水還水温度を感知するための温度感知センサーと、暖房空間の暖房水還水量を調節するための流量調節器と、暖房水還水管に流出される暖房水還水量を検出するための暖房水還水量検出部と、暖房水還水温度と暖房水最小還水量とを設定するためのキー入力部と、温度感知センサーを通じて感知された暖房水還水温度がユーザーによって設定された暖房水還水温度と一致すれば、その設定された暖房水還水温度を維持するために必要な流量が暖房水還水管に流れるように流量調節器を制御するコントローラと、を含むことを特徴とするボイラー連動型温度調節システム。【選択図】図２
2008536088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボイラー連動温度調節システムにおいて、
暖房水還水温度を設定するためのキー入力部と、
温度感知センサーを通じて感知された暖房水還水温度がユーザーによって設定された暖房水還水温度と一致すれば、その設定された暖房水還水温度を維持するために必要な流量が暖房水還水管に流れるように前記流量調節器を制御するコントローラと、を含むことを特徴とするボイラー連動温度調節システム。
【請求項２】
前記流量調節器は、暖房水回収管に装着され、
暖房水流入口と暖房水流出口とを連通させる通孔と、胴体の外側から内側方向に上下流動する弁ロードと、前記弁ロードの端部に結合されて前記通孔を開閉する弁体が装着された流量調節弁と、
前記コントローラの制御によって駆動するモーターと、そのモーターの駆動によって前記弁ロードを上下流動させるギアを含む弁駆動機と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のボイラー連動温度調節システム。
【請求項３】
ボイラー連動温度調節システムにおいて、
暖房空間の暖房水還水温度を感知するための温度感知センサーと、
暖房空間の暖房水還水量を調節するための流量調節器と、
暖房水還水温度と暖房水最小還水量とを設定するためのキー入力部と、
前記温度感知センサーを通じて感知された暖房水還水温度がユーザーによって設定された暖房水還水温度と一致すれば、その設定された暖房水還水温度を維持するために必要な流量が暖房水還水管に流れるように流量調節器を制御するコントローラと、を含むことを特徴とするボイラー連動温度調節システム。
【請求項４】
前記流量調節器は、暖房水回収管に装着され、
暖房水流入口と暖房水流出口とを連通させる通孔と、胴体の外側から内側方向に上下流動する弁ロードと、前記弁ロードの端部に結合されて前記通孔を開閉する弁体が装着された流量調節弁と、
前記コントローラの制御によって駆動するモーターと、そのモーターの駆動によって前記弁ロードを上下流動させるギアを含む弁駆動機と、を含むことを特徴とする請求項３に記載のボイラー連動温度調節システム。
【請求項５】
ボイラー連動温度調節システムにおいて、
暖房空間の暖房水還水温度を感知するための温度感知センサーと、
暖房空間の暖房水還水量を調節するための流量調節器と、
暖房水還水管に流出される暖房水還水量を検出するための暖房水還水量検出部と、
暖房水還水温度と暖房水最小還水量とを設定するためのキー入力部と、
前記温度感知センサーを通じて感知された暖房水還水温度がユーザーによって設定された暖房水還水温度と一致すれば、その設定された暖房水還水温度を維持するために必要な流量が暖房水還水管に流れるように流量調節器を制御するコントローラと、を含むことを特徴とするボイラー連動温度調節システム。
【請求項６】
前記温度感知センサーは、前記暖房水回収管に装着されるが、
室内暖房配管が連結される回収口内それぞれに装着されることを特徴とする請求項５に記載のボイラー連動温度調節システム。
【請求項７】
前記コントローラは、前記流量調節器を制御するに当って前記設定された暖房水還水温度を維持するのに必要な流量が、前記暖房水最小還水量より多く流れるように制御することを特徴とする請求項５に記載のボイラー連動温度調節システム。
【請求項８】
前記流量調節器は、暖房水回収管に装着され、
暖房水流入口と暖房水流出口とを連通させる通孔と、胴体の外側から内側方向に上下流動する弁ロードと、前記弁ロードの端部に結合されて前記通孔を開閉する弁体が装着された流量調節弁と、
前記コントローラの制御によって駆動するモーターと、そのモーターの駆動によって前記弁ロードを上下流動させるギアを含む弁駆動機と、を含むことを特徴とする請求項５ないし請求項７のうち何れか一項に記載のボイラー連動温度調節システム。
【請求項９】
前記暖房水還水量検出部は、前記回収管の暖房水流出口側に装着され、
前記暖房水還水管に流出される暖房水によって回転するプロペラと、
前記プロペラに連結される回転軸と、
前記プロペラの所定部位に装着される磁石と、
回転する前記磁石の磁界を感知できる位置に装着されたホールセンサーと、を含むことを特徴とする請求項５ないし請求項７のうち何れか一項に記載のボイラー連動温度調節システム。
【請求項１０】
前記キー入力部と前記コントローラは、室内温度調節器の構成要素であって、前記コントローラは、室内温度が設定温度に至るかあるいはボイラー稼動時間が設定稼動時間に至れば、ボイラー消火命令を出力することを特徴とする請求項５ないし請求項７のうち何れか一項に記載のボイラー連動温度調節システム。
【請求項１１】
一つ以上の室内暖房配管を暖房水還水管と連結させるボイラー用の暖房水回収管において、
前記室内暖房配管と連結される回収口を通じて流入される暖房水還水温度を感知するための温度感知センサーと、
前記室内暖房配管と連結される前記回収口それぞれを通じて流入される暖房水の還水量をそれぞれ調節するための流量調節器と、
暖房水流出口内側に装着されて前記暖房水還水管に流出される暖房水還水量を検出するための暖房水還水量検出部と、を含むことを特徴とするボイラー用の暖房水回収管。
【請求項１２】
前記暖房水還水量検出部は、
流入される暖房水によって回転するプロペラと、
前記プロペラに連結される回転軸と、
前記プロペラの所定部位に装着される磁石と、
回転する前記磁石の磁界を感知できる位置に装着されたホールセンサーと、を含むことを特徴とする請求項１１に記載のボイラー用の暖房水回収管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房システムに係り、より詳細には、ボイラーと連動して室内温度調節が可能なボイラー連動型温度調節システムと、そのシステムに利用されるボイラー用の暖房水回収管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的な暖房及び温水兼用ガスボイラーは、ガスを燃料にして熱交換器を循環する水を加熱して、暖房配管または温水熱交換器に循環させる。すなわち、熱交換器で加熱される水を暖房及び温水兼用の温水循環回路を通じて循環させる。
【０００３】
図１は、暖房及び温水兼用ガスボイラーの温水循環回路の一例である。ガスボイラーの暖房配管４に水を補充すると、暖房配管に満ちた空気は暖房水還水管１を通じて水槽３に排出され、循環ポンプＰの駆動によってパンピング力が加えられる暖房配管４内の暖房水は、還水されてバーナー５によって加熱される熱交換器６を通過する過程で熱交換された後、温水熱交換器８が分岐される方向転換弁２の案内を受けて暖房水供給管７を通じて暖房配管４に循環される。
【０００４】
このような配管構造を有する一般的なガスボイラーは、コントロールボックスに内蔵されるコントローラによって制御される。このコントローラは、室内温度（あるいは暖房水還水温度）が設定温度に至れば、燃焼中であるボイラーを消火させ、また室内温度（あるいは暖房水還水温度）が設定温度未満であれば、ボイラーを燃焼させる方式として駆動制御する。このようなボイラーシステムは室内温度変化によってボイラーの燃焼と消火とがなされるので、温度変化によって頻繁にボイラーが燃焼及び消火されるから、燃料消耗及び暖房効率において非効率であると言える。
【特許文献１】特許出願１０−２００３−６７１４号（大韓民国）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、室内暖房温度を調節するに当ってボイラーの燃焼及び消火回数を節減させてボイラー駆動効率を極大化できるボイラー連動温度調節システムを提供することにある。さらに、ボイラー連動温度調節システムに利用されるボイラー用の暖房水回収管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を果たすための本発明の実施形態によるボイラー連動温度調節システムは、暖房空間の暖房水還水温度を感知するための温度感知センサーと、暖房空間の暖房水還水量を調節するための流量調節器と、暖房水還水管に流出される暖房水還水量を検出するための暖房水還水量検出部と、暖房水還水温度と暖房水最小還水量とを設定するためのキー入力部と、前記温度感知センサーを通じて感知された暖房水還水温度がユーザーによって設定された暖房水還水温度と一致すれば、その設定された暖房水還水温度を維持するために必要な流量が暖房水還水管に流れるように流量調節器を制御するコントローラと、を含むことを特徴とする。
【０００７】
前記流量調節器は、暖房水回収管に装着され、暖房水流入口と暖房水流出口とを連通させる通孔と、胴体の外側から内側方向に上下流動する弁ロードと、前記弁ロードの端部に結合されて前記通孔を開閉する弁体が装着された流量調節弁と、前記コントローラの制御によって駆動するモーターと、そのモーターの駆動によって前記弁ロードを上下流動させるギアを含む弁駆動機と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
前記暖房水還水量検出部は、前記回収管の暖房水流出口側に装着されるが、前記暖房水還水管に流出される暖房水によって回転するプロペラと、前記プロペラに連結される回転軸と、前記プロペラの所定部位に装着される磁石と、回転する前記磁石の磁界を感知できる位置に装着されたホールセンサーと、を含むことを特徴とする。
【０００９】
前記目的を果たすための本発明の他の実施形態によるボイラー連動温度調節システムは、暖房水還水温度を設定するためのキー入力部と、温度感知センサーを通じて感知された暖房水還水温度がユーザーによって設定された暖房水還水温度と一致すれば、その設定された暖房水還水温度を維持するために必要な流量が暖房水還水管に流れるように前記流量調節器を制御するコントローラと、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、暖房水還水温度が、ユーザーによって手動設定された温度に至れば、その温度を維持するために必要な流量のみを流して現在の暖房水還水温度を一定に維持させる。これは、すなわち暖房水の流量制御なしに単純に暖房水還水温度のみを目標値と比べてボイラーの駆動を制御する一般ボイラーシステムと比べると不要な始動エネルギーの無駄使いを予め遮断する効果をもたらし、結果的にボイラー駆動効率が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳しく説明する。
【実施例】
【００１２】
図２は、本発明の望ましい一実施形態によるボイラー連動温度調節システムの構成を説明するための図面である。図３は、図２のうち本発明の望ましい一実施形態によるボイラー用の暖房水回収管の外観例示図である。図４は、図３に示すボイラー用の暖房水回収管の側面図である。図５は、図４に示す弁駆動機によって上下駆動する流量調節弁の構成を説明するための図面である。
【００１３】
図２に示すように、本発明の実施形態によるボイラー連動温度調節システムは、ボイラー３０に連結される暖房水供給管７と暖房水還水管１との間に連結されているシステムであって、暖房水供給管７は、暖房水を室内暖房配管に分配する暖房水分配管１０と連結されており、暖房水還水管１は、それぞれの室内暖房配管を通じて流れる暖房水を回収して暖房水還水管１に伝達する暖房水回収管２０の一側先端に連結される。参考までに、暖房水分配管１０の分枝口それぞれには、手動弁１２が位置して各部屋に流入される暖房水流量を制御するのに利用される。このような暖房水分配管１０、暖房水回収管２０及び手動弁１２の外観及び配管連結状態を図３に示す。
【００１４】
一方、本発明の実施形態によるボイラー連動温度調節システムは、大きく温度感知センサー１６、一つ以上の流量調節器１８、暖房水還水量検出部２２及び室内温度調節器１４と、を含む。この構成の温度調節システムで、温度感知センサー１６は、暖房空間の暖房水還水温度を感知して室内温度調節器１４に伝達する役割を行う。温度感知センサー１６は、図３と図４に示すように、暖房水回収管２０に装着され、室内暖房配管が連結される回収口内のそれぞれに装着される。図２は、回収管２０のうち一つの回収口内にのみ温度感知センサー１６を装着した場合を例示したものである。本発明の実施形態では、最も大きな部屋を基準部屋として設定し、その部屋の暖房配管に連結される回収口内に位置する温度感知センサー１６を用いて暖房水還水温度のチェックがなされるようにする。
【００１５】
一方、それぞれの室内暖房配管を通じて流れる暖房水還水量を調節するための流量調節器１８も、図３と図４に示すように、暖房水回収管２０に装着される。このような流量調節器１８は、回収口に連結される室内暖房配管の数、すなわち、暖房させなければならない空間の数によって一つ以上設置される。
【００１６】
流量調節器１８は、弁駆動機１８ａと流量調節弁１８ｂとに分けられる。このような流量調節器１８は、本出願人によって先出願された国内特許出願１０−２００３−６７１４号に示された暖房弁を利用できる。
【００１７】
具体的には、図５に示すように、暖房水流入口４４と暖房水流出口４５とを連通させる通孔４１と、胴体の外側から内側方向に上下流動する弁ロード４３と、弁ロード４３の端部に結合されて通孔４１を開閉する弁体４２が装着された流量調節弁１８ｂと、室内温度調節器１４に含まれたコントローラの制御によって駆動するモーターと、そのモーターの駆動によって前記弁ロード４３を上下流動させるギアを含む弁駆動機１８ａと、を含む。
【００１８】
流量調節器１８の以外に、本発明の実施形態によるボイラー連動温度調節システムは、暖房水還水管１に流れる（あるいは暖房水還水管に流入される）暖房水の還水量を検出するための暖房水還水量検出部２２をさらに含む。このような暖房水還水量検出部２２は、図３に示すように、暖房水回収管２０の暖房水流出口側に装着される構成であって、暖房水還水管１に流出される暖房水によって回転するプロペラ２４と、プロペラ２４に連結される回転軸と、プロペラ２４の所定部位に装着される磁石２８と、プロペラ２４の回転によってともに回転する磁石２８の磁界を感知できる位置に装着されたホールセンサー２６と、を含む。
【００１９】
図３では、前記暖房水還水量検出部２２が、暖房水回収管２０の暖房水流出口側に装着されるものを図示したが、暖房水還水管１と暖房水回収管２０の暖房水流出口側との間に別途の部材として結合される構成として具現されることもある。
【００２０】
一方、本発明の実施形態による温度調節システムは、暖房水還水温度と暖房水最小還水量とを設定するためのキー入力部と、温度感知センサー１６を通じて感知された暖房水還水温度がユーザーによって設定された暖房水還水温度と一致すれば、その設定された暖房水還水温度を維持するために必要な流量が暖房水還水管１に流れるように流量調節器１８を制御するコントローラを含む室内温度調節器１４と、を含む。
【００２１】
温度調節器１４を通じて暖房水の還水温度を、ユーザーをして設定させる理由は、ボイラー効率を極大化するためであるが、ユーザーによって設定される暖房水の還水温度は、ボイラー製造会社がボイラー駆動を制御するために設定したプログラム還水温度設定値より低い温度に設定されなければならない。そして、ユーザーによって設定されるまた一つのファクター、すなわち、暖房水最小還水量はボイラー駆動のために要求される最小の還水量であって、ユーザーによって設定された暖房水還水温度を維持するために必要な流量が暖房水還水管１に流れるように前記流量調節器１８を制御するが、少なくとも暖房水最小還水量より多く流れるように制御することによって、暖房水還水温度が大幅な増減なしに一定範囲内で持続的に維持されるために頻繁な始動によってエネルギーが不要に損失されることを阻むことができる。
【００２２】
以下、前述の構成を有するボイラー連動温度調節システムの動作を詳しく説明する。下記説明では、ボイラー燃焼時供給される暖房供給水の温度が８０℃で、ボイラー製造会社がボイラー駆動を制御するために設定したプログラム還水温度設定値が７０℃と仮定する。また、ボイラーの暖房水最小還水量が４ＬＰＭであると仮定する。同時に、ボイラー施工業者あるいはボイラーユーザーが室内温度調節器１４に設けられたキー入力部を通じて暖房水還水温度を６２℃、そして暖房水最小還水量を４ＬＰＭ、そして暖房空間である各部屋の大きさをそれぞれ設定したと仮定する。
【００２３】
前述の仮定下で、もし、ボイラーが初期駆動すれば、温度調節器１４内のコントローラは、設定された部屋のうち最も大きな部屋を基準部屋として設定し、その部屋に対応する流量調節器１８の流量調節弁１８ｂを最大に開放する。このような場合、暖房水供給管７を通じて８０℃の暖房供給水が基準部屋に供給され、コントローラは、その基準部屋に対応する温度感知センサー１６を通じて暖房水還水温度を感知し、その感知された還水温度を追従するように残り部屋の流量調節器１８内の流量調節弁１８ｂを制御する。このように各部屋に対応する流量調節器１８内の流量調節弁１８ｂが開放されれば、各部屋は徐々に暖房がなされ始め、それぞれの室内暖房配管を経由した暖房水は暖房水回収管２０を通じて暖房水還水管１に供給された後、再びボイラー３０内に流入されるサイクルを経る。
【００２４】
このような暖房水循環過程で、ボイラー燃焼時間が持続的に経過されれば、それによって暖房水の還水温度は高まる。もし、温度感知センサー１６を通じて感知された暖房水の還水温度が施工業者などによって設定された温度、すなわち６２℃に至れば、温度調節器１４内のコントローラは、ユーザーによって設定された暖房水還水温度（６２℃）を維持するために必要な流量が暖房水還水管１に流れるように流量調節器１８を制御するが、少なくとも暖房水最小還水量より多く流れるように制御する。暖房水最小還水量より多く流れるようにする理由は、駆動中であるボイラーが止められることを阻むためである。
【００２５】
設定された暖房水還水温度（６２℃）を維持する方法は、流量調節弁１８ｂを徐々に閉めながら暖房水還水温度を継続的にモニターしながら流量調節弁１８ｂを制御する。このような場合、設定された暖房水還水温度を維持するために流さなければならない暖房水還水量が、もし暖房水最小還水量より小さいならば、ボイラーが止められる可能性があるために、暖房水還水量をモニターしながら流量調節弁１８ｂを制御することが最も望ましい制御である。もし、暖房水還水量検出部２２が含まれていなければ、流量調節弁１８ｂが制御されると同時に暖房水の還水温度がモニターされる。結果的に、暖房水の還水温度は、大幅な増減なしに一定範囲内で持続的に維持されて室内温度も徐々に高まる。
【００２６】
したがって、本発明は、暖房水の流量制御なしに単純に暖房水還水温度のみを目標値と比べてボイラーの駆動を制御する一般ボイラーシステムと比べると不要な始動エネルギーの無駄使いを予め遮断する効果をもたらし、結果的にボイラー駆動効率が高くなる結果を得られる。参考までに、経時的に室内温度が目標値に到逹すれば、温度調節器１４内のコントローラはボイラー３０側のコントロールボックス３２側にボイラー消火命令を出力する。
【００２７】
一方、本発明は、図面に図示された実施形態を参考にして説明したが、例示的なものに過ぎず、その技術範囲内での多様な他実施形態が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、ボイラー連動温度調節システム及びボイラー用の暖房水回収管を用いる産業分野に効果的に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】一般的なガスボイラーの暖房水循環構造を説明するための配管構造の例示図である。
【図２】本発明の望ましい一実施形態によるボイラー連動温度調節システムの構成を説明するための図面である。
【図３】図２のうち本発明の望ましい一実施形態によるボイラー用の暖房水回収管の外観例示図である。
【図４】図３に図示したボイラー用の暖房水回収管の側面例示図である。
【図５】図４に示す弁駆動機によって上下駆動する流量調節弁の構成を説明するための図面である。
【符号の説明】
【００３０】
１    暖房水還水管
２    方向転換弁
３    水槽
４    暖房配管
５    バーナー
６    熱交換器
７    暖房水供給管
８    温水熱交換器
１０    暖房水分配管
１２    手動弁
１４    室内温度調節器
１６    温度感知センサー
１８    流量調節器
１８ａ    弁駆動機
１８ｂ    流量調節弁
２０    暖房水回収管
２２    暖房水還水量検出部
２４    プロペラ
２６    ホールセンサー
２８    磁石
３０    ボイラー
３２    コントロールボックス
４１    通孔
４２    弁体
４３    弁ロード
４４    暖房水流入口
４５    暖房水流出口
【図１】
2008536088.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008536088.tif 000005
【図４】
2008536088.tif 000006
【図５】
2008536088.tif 000007
【国際調査報告】
2008536088.tif 000008
2008536088.tif 000009