샤워조절기 시스템 설계레포트

목차

ABSTRACT

Ⅰ. INTRODUCTION

1. Project

2. 문제 인식

3. 설계에 필요한 기기

4. 설계를 하기위한 가정

Ⅱ. 설계

1. 아이디어

2. P&ID

3. 설계분석

4. Block diagram

Ⅲ. 평가

1. 경제성

2. 효용성

Ⅳ. REFERENCE

본문내용

)의 현재회전각을 측정하여 제어부로 입력시키게 된다.
5-4)데이터비교단계는 상기 현재출구온도와 기준온도를 미세시간단위로 지속적으로 비교하여 기준온도에 대한 현재출구온도의 과부여부를 판별하는 단계이다.
상기 작동치 입력단계에서 제어부로 입력된 현재출구온도는 사용자가 입력한 기준온도와 0.1~1초의 미세시간단위로 지속적으로 비교되는데, 상기 기준온도에 대하여 현재출구온도가 과한지 부족한지의 과부여부를 판별하게 된다. 또한, 기준온도에 대한 현재출구온도의 과부의 정도도 동시에 검출하도록 한다.
5-5) 밸브제어단계는 상기 데이터비교단계에서의 현재출구온도의 과부여부에 따라 DC모터(2)의 작동방향과 작동펄스를 결정하여 DC모터(2)를 작동시켜 삼방향볼밸브(1)의 회전각을 제어하는 단계이다.
DC모터(2)의 작동방향은 제어부에서 판별된 현재출구온도의 기준온도에 대한 과부여부에 따라 결정되는데, 기준온도에 대하여 현재출구온도가 과하면 냉수파이프(18)가 연결된 방향으로 밸브(1)의 볼(11)이 회전하도록 상기 DC모터(2)의 작동방향을 결정하여 작동시키고, 기준온도에 대하여 현재출구온도가 부족하면 온수파이프(17)가 연결된 방향으로 밸브(1)의 볼(11)이 회전하도록 상기 DC모터(2)의 작동방향을 결정하여 작동시키게 된다.
여기서, 상기 현재출구온도의 과부여부의 판별은 0.1~1초의 미세시간단위로 지속적으로 이루어지고, 이에 따라 DC모터(2)도 상기 미세시간단위로 반복적으로 제어되면서 지속적으로 작동되게 된다.
이는 온수공급장치(100)에서 온수파이프(17)로 유입되는 온수 자체의 온도가 상기 온수공급장치(100)의 보일러상태에 따라 시시각각으로 변하므로, 단순히 일회의 현재출구온도 측정 및 기준온도와의 비교를 통한 DC모터(2)의 작동제어로는 사용자가 소망하는 기준온도로 온수를 지속적으로 유지하는데 한계가 있기 때문이다.
fig1 삼방향 볼밸브 fig2.파이프 연결부
4. 설계를 하기위한 가정
⑴ 아파트의 중앙난방시스템과 설계한 각 집들의 난방 배관은 생활용수 배관과 무관하다.
⑵ 삼방향벨브를 사용할 때, 보일러의 사양과 종류는 설계에 영향을 미치지 않는다.
⑶ 수도 배관은 부엌과 욕실 두 곳만 고려한다.
Ⅱ. 설계
1. 아이디어
뜨거운 물은 온도와 유량이 일정하게 배출되도록 하고 차가운 물의 유량만 컨트롤 하게 한다. 뜨거운 물과 차가운 물이 만나는 지점에 삼방향 밸브를 사용하여 온도를 컨트롤한다. P&ID 제어를 설계함으로써 샤워기에서 나오는 물의 온도와 물의 양을 조절한다.
2. P&ID
3. 설계분석
4. Block diagram
Ⅲ. 평가
1. 경제성
1) price for MegaMix™ Water Temperature Mixing Unit
: 45만원 이상
제작사인 Armstrong사에 문의했으나 가격에 대한 답변이 없는 상태로 실제 가격은 비슷한 기능을 가진 제품의 가격으로 책정하게 되었다. 그렇지만 3way thermostaticmixervalve에 비해 온도조절기와 센서까지 탑재하고 있어 최소 100만원 이상의 고가가 예상된다.
2) 온도조절기(방수기능 추가)
PID제어가 가능한 온도조절기로 5만원 정도의 가격이지만 설치비와 방수기능을 추가했을 때 추가로 발생되는 비용을 고려하면 10만원정도의 비용이 예상된다.
ex)TZN4S-1[2중 PID 제어 온도조절기] 약5만원
방수기능 추가시 : 5만원 + 알파 (방수 추가시 가격 약10만원정도 추정)
3) control box-(주문제작)
: 3만원내외
최소한의 비용이 발생하리라 예상했으나 현대적인 감각과 디자인을 고려하게 된다면 드는 비용은 보다 고가일 것이라고 판단된다.
2. 효용성
비록 경제적인 측면을 고려했을 때 상당한 비용이 드는 것은 사실이다. 하지만 자동으로 온도가 제어된다는 크나큰 이점을 지니고 있어, 웰빙 시대를 살아가는 현대인들에게 크게 어필할 것이라는 판단과 동시에 보다 편리함을 추구하는 젊은 세대들에게 합리적인 선택으로 작용하리라 판단된다.
Ⅳ. REFERENCE
(1) www.armstrong-intl.com
Process systems analysis and control / 3rd edition
Donald R. coughanowr /mcgraw hill international edition
(2) 특허 : 삼방향볼밸브를 이용한 온수공급장치 및 온수의 온도제어방법
출원번호 10-2005-0042755
출원일자 : 2005 년 05 월21 일
출원인 : 명원씨엔씨 주식회사

키워드

온수조절,   샤워조절기,   pid control