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NEST 온도조절기 보일러와 연동하기

Connected Home/Smart Thermostat2016. 6. 13. 17:53
먼저 본인이 사용해본 스마트 온도조절기는
NEST 1,2,3세대 , UK NEST 2,3세대, Ecobee3 , Netatmo Thermostat등이며,
현재 구성은 난방은  연료전지+ 경동 콘덴싱보일러와 UK NEST 온도조절기 3세대
1층 시스템에어컨(LG 휘센) 냉난방    NEST 3세대 미국향 
2층 시스템에어컨(LG 휘센) 냉난방   Ecobee3 
로 구성해서 사용하고 있다.

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일반적인 경우엔 보일러는 메인룸콘만 연결하면 모든제어가 가능하고,또 이렇게 일반 주택에선 설치가 되어있다.
NEST 온도조절기를 국내보일러에 연결해서 사용키 위해선 2가지 또는 3가지 모두 연동해야 완벽한 제어가 가능하다.




NEST 온도조절기와 메인룸콘,보일러, 또는 배관밸브 모두 연동해야 하는데...
NEST 온도조절기는 온수온도를 설정할수 없고 보일러의 에러메세지를 디스플레이 할수 없기 때문에 반드시 메인룸콘과도 연동해야 한다. 
보일러 메인룸콘으론 환수온도 및 온수 온도를 설정해야 한다.
메인룸콘은 DC12V로 구동되므로 NEST 온도조절기(24V~)와 연동하기 위해선 DC 릴레이가 필요하다. 

얼마전 출시된 유럽형 3세대 NEST 온도조절기는 온수설정이 가능하지만 국내 주택 대부분이 사용하는 콤비보일러에는 적용이 되지 않고,
온수탱크나 온수통이 따로 있는 시스템보일러나 저탕식 보일러와 연동하는 옵션이므로 국내에선 쓸모없는 기능이다.
만약 가정에서 모텔이나 업소등에 쓰이는 온수탱크가 따로 있는 시스템보일러를 사용한다면 온수온도까지 NEST로 제어가능하다..

보일러와 NEST를 연동할때 보일러는 220V 이고 NEST 온도조절기는 (24V~)이므로 24V~ 릴레이를 사용하면 되는데 릴레이의 종류에 따라 보일러 특성을 탄다.

NEST 온도조절기에서 릴레이를 통해 ON/OFF 신호를 보일러에 보내는데 궁합이 맞지 않으면 보일러에 무리가 간다.

경동,린나이,대성,귀뚜라미등... 많은 보일러가 있는데 릴레이와 맞지 않으면 점화플러그가 오동작되어 계속 on/off만 반복되는 starting 불량이 생긴다.

본인도 경동콘덴싱 보일러에 시도했다가 수시로 오동작으로 인한 에러메세지가 메인룸콘에 자주 디스플레이 되었다.
결국 보일러 메인보드를 교체했고, 다른 종류의 24V~ 릴레이로 교체해서 겨우 해결을 했다.

대성보일러의 경우에는 NEST 와 연동하기 위해선 메인룸콘의 펌웨어를 교체해야지 동작을 한다.
린나이 보일러의 경우는 다른 보일러와 비교해 릴레이의 특성을 타지 않고 NEST와 궁합이 아주 잘 맞는다.


밸브와 NEST 연동이 가장 쉬우면서도 어려운데....
NEST는 밸브와 오로지 1:1 로 동작한다.
즉,밸브 1개당 NEST 온도조절기 1대가 필요하다.

NEST 온도조절기에 여러개의 밸브를 병렬연결하면 오동작이 발생한다.
본인도 밸브와의 연동에서 가장 많은 어려움이 있었는데...
밸브제조사의 기술부에 문의한 결과 밸브는 병렬로 연결할시 반드시 오동작이 발생한다고 한다.
(코텍 각방제어기 같은경우는 매뉴얼에 밸브의 병렬연결은 되지 않는다고 분명히 명시되어 있다.)

어떤 오동작이냐 하면 NEST에서 신호를 ON하면 밸브가 닫힘에서 열림까지 90도 각도로만 움직여야 하는데 360도로 뱅글뱅글돈다.




밸브와 NEST 온도조절기와 연동은 전기적으론 밸브도 21V~ 여서 NEST에 바로 연결 가능하지만 하나 이상의 병렬연결은 불가능이다.
대부분의 주택은 다음과 같이 보일러 분배기가 구성되어 있다.



여러개로 배관이 나눠진 분배기에 밸브가 연결되어 있고 밸브는 밸브제어기에 연결되어 있다.
각방온도조절기로 밸브제어기에 신호를 주면 각방에 해당하는 밸브가 열리게 밸브제어기에서 신호가 가서 밸브가 열리고 난방이 종료될때는 닫힌다.

만약 이런구조에 NEST를 연결하겠다면 각 밸브마다 1:1로 NEST를 연결해야 한다.
이럴경우 너무나 많은 비용이 든다.

NEST 1대로 각방을 제어하는 방법이 아예 없는 것은 아니나,본인이 사용해본 바 각방제어가 오히려 난방비가 많이 나와 이제 사용하지 않는다.
본인 주택기준으론 그냥 NEST로 전체난방을 하는 것이 훨씬 더 난방비가 절약되었다.

다음은 본인 주택에 설치된 NEST 온도조절기로 난방하는 영상이다.
NEST로 난방을 시작하면 보일러가 ON되어 동작되며,경동 보일러 메인룸콘의 환수온도가 변화되는것을 볼수 있다.
(난방방식을 온돌난방으로 설정했기 때문에 환수온도로 제어가 된다.)



 

마지막으로 NEST 온도조절기와 국내보일러와 연동하기 위해선 설비도 다르게 시공되어야 한다.
신축일때 난방 배관부터 다르게 시공되어야 한다. (정말 중요함)

Nest 온도조절기를 국내에 사용하기 위해선 단순히 보일러에 연결만해서 동작이 된다고 끝나는게 아니다.
국내보일러는 동파방지 기능이 있는데 룸콘의 on/off 와는 상관없이 배관내의 온수가 순환을 한다.
이때,NEST가 off 되어 있어 밸브가 닫혀있는 상태일때 온수가 흐르지 못하면 내부 압력때문에 보일러가 에러메세지를 출력한다.
어떤 보일러 회사에 문의해도 NEST와는 공식적으로 호환이 되지 않는다고 하는 가장 큰 이유중 하나란걸 나중에야 알았다.
당장은 동작이 되기때문에 잘 설치되었다고 생각하면 안된다.
이부분의 대책이 없으면 동파방지로 인한 내부압력때문에 결국 보일러가 고장나버린다.
본인도 초기에 이런 문제에 대한 지식이 전혀 없었기 때문에 보일러를 계속 수리하다가 결국은 보일러를 교체했다.
 
보일러 업체도 온도도절기로 nest를 사용한다면 AS를 보장해주지 않는다.

NEST는 국내보일러의 동파방지 동작에 대해선 전혀 알지 못하므로 또는 신호를 전달받지 못하므로 NEST온도조절기가 off된 이상 밸브는 항상 잠겨 있으므로 나중에는 보일러 고장의 원인이 된다.
반드시 동파방지를 위한 배관이 따로 시공되어야 한다.


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스마트온도조절기 설치를 위한 기본적인 지식

Connected Home/Smart Thermostat2016. 6. 13. 17:37

스마트 온도조절기는 대부분 국외(미국/캐나다)에서 출시가 되었다.


 NEST Learning Thermostat, Ecobee3,honeywell lyric...

 위의 제품들은 미국,캐나다의 가정에서 사용하는 HVAC의 환경에 맞춰져 있기 때문에,각각의 단자또한 해당나라의 규격에 맞춰져있다.
 스마트 온도조절기가 지원하는 냉난방기 종류는..

 가스 냉난방기,전기 냉난방기,강제공기순환 냉난방기,히트펌프,복사 냉난방기,기름난방기,온수 난방기,태양 또는 지열 냉난방기가 있다.

 다양한 냉난방기를 위해 스마트 온도조절기에 여러 단자가 있는데 아래사진과 같다.



<NEST Thermostat>



<Ecobee3>

 각각의 단자는 다음과 같다.

 Y1Stage 1 Compressor relay 냉방 스테이지1 
 Y2 Stage 2 Compressor relay   냉방 스테이지2
 G Fan relay 팬 연결
 O/B changeover valve relay 히트펌프 체인지오버
 Rc 24VAC power from cooling 24V~ 입력,냉방전원 
 W1Stage 1 Heat relay   난방 스테이지1
 W2/AUXStage 2 Heat relay    난방 스테이지2
 C 24VAC Common wire 24V~ 공통선 
 *Stage 3 heat/HUM/Dehum  난방 스테이지3/가습기/제습기
 Rh  24VAC power from heating24V~ 입력,난방전원  

 대부분의 스마트 온도조절기는 위의 단자로 구성되어 있다.
 전원은 AC 24V 를 사용하며,기계에 따라서 20V ~ 30V 까지 지원한다.
 단자를 보고 알수 있는것은 미국의 HVAC은  냉난방,팬,가습,제습 기능 모두가 One Device로 가능함을 알수 있다.

 그에반해,국내 주택에서 사용되는 냉난방을 위한 기기는 대부분 다음과 같이 구성되어 있다.
 
 냉방: 에어컨
 난방: 보일러
 제습: 에어컨,제습기,
 가습: 가습기
 팬 : 환기팬,선풍기,공기순환기,실링팬

각각의 기능을 위해 여러 장비들이 필요하다.
만약 시스템에어컨이 설치된 주택이라면 가습을 뺀 나머지 기능은 모두 다 가능하다.

국내 냉난방기는 각각의 롬콘트롤러,리모컨이 따로 있어 실제 주택의 벽에 보면 보일러 룸콘,에어컨 룸콘이 있으며,각 기기의 리모컨이 따로 있다.
그리고,콘트롤러의 전원으론 대부분 DC12V를 사용하고 있다.

각각의 장비를 제어하기 위한 신호 또한 제각각이다.
에어컨만 하더라도 냉방 on/off 가 아니라,인공지능 동작,3~5단계 바람세기,공기청정 동작,제습,송풍,무풍동작..... 각사,각모델마다 제각각이며, 보일러 또한 각사의 룸콘은 다른 보일러와 호환이 되지 않는다.

이런 여러 문제점 때문에 국외에서 출시된 스마트 온도조절기를 국내에서 사용키 위해선 해결해야 할 여러 문제점들이 있다.
최근들어 NEST 온도조절기를 국내환경에 사용하고자 시도하시는 분들이 많다.
성공을 하신분들도 있고,실패를 하신분들도 있다.
 
국내에서 스마트 온도조절기를 사용하기 위한 3가지 방법이 있다.

1. 스마트 온도조절기의 기능을 대부분 활용하는법
 - 냉난방 및 팬 기능을 제어해 4계절 사용,시스템에어컨과 연동

2. 스마트 온도조절기를 보일러에 연결해 활용하는법
 - 보일러에 연결해 난방시에 사용. 스마트 온도조절기 활용도 30%

3. 스마트 온도조절기를 배관밸브에 연결해 활용하는법
 - 중앙난방 방식인 아파트 또는 건물의 각세대 온수밸브를 제어해 난방시에 사용,스마트 온도조절기 활용도 30%

위의 3가지 방법은 NEST Learning Thermostat, Ecobee3,honeywell lyric,,,등에 모두 사용가능한 방법이다.
3가지 방법중 가장 크게 효과를 볼수 있는 방법은 1번이다. 
미국 가정의 HVAC과 운영환경이 동일하게 때문에 스마트 온도조절기를 4계절 모두 사용가능하다.

1번의 방법은 시스템 에어컨의 실내기,에어컨 룸콘,실외기 3가지를 다 연동해서 제어해야 한다.
다른 2가지 방법과 비교해도 가장 설치가 어렵다.
스마트 온도조절기에서 실행한 난방,냉방,팬 각각의 조작에 따라 그 상황에 맞게 시스템 에어컨도 동작이 되어야 한다.

2번의 방법은 주택의 보일러와 연동하는 방법으로 난방기능만 사용할시 일반 주택에서 대부분 활용할수 있는 방법이다.
보일러와 룸콘 2가지를 스마트 온도조절기와 연동을 하면 일단 동작은 가능하다.
여기서,중요한 포인트가 있는데 국내 보일러의 동작방식을 이해하고  이에 대한 해결책을 마련해야지 완전한 연동이라고 할수 있다.
이문제를 해결하기 위해선 보일러 배관 설비까지 수정을 해야한다.
만약,단순히 보일러와 연결만 했다면 향후 보일러가 고장날 확율이 매우 높다.

3번의 방법은 가장 간단한 방법으로 일부 중앙난방 방식인 건물에 적용 가능한 방법으로 간단히 설치 가능하다.
단지 배관밸브의 open/close만 제어하면 난방이 되는 방법이다.

국내환경에서 스마트 온도조절기를 사용하기 위해선 여러 어려운 문제가 많지만,아예 방법이 없는 것은 아니다.

본 블로그에선 스마트 장비를 국내에서 사용할수 있게 개조하는 방법과,

저에너지하우스,패시브하우스를 위한 스마트 장비의 최적 운용에 대해서 많은 정보와 의견을 나누기 위함이다. 


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