[nest thermostat] 네스트 구매기 및 설치기 (열병합방식+왁스구동기)

겨울이 되니 난방에 관심이 간다.

외출시에 꺼놓는 것을 잊어버리던가, 집에 돌아오고 나서 자기 전에야 집안이 싸늘하다라는 것을 깨닫는다.

전에 디자인 책을 보다가 네스트라는 온도 조절 장치에 대해 들은 적이 있었다.

이 장치는 지능적으로 학습을 하고 온도 센서 및 움직임 센서를 이용해서 적절하게 예상될 온도를 자동으로 맞춰준다고 한다.

1세대, 2세대에 이어 지금 파는 버전은 3세대이다.
 이름: Nest 3rd Generation Learning Thermostat (<=공식 사이트 링크)

최근에는 Nest Thermostat E 라는 새로운 모델(아래 그림에서 오른쪽)이 나왔다.

참고로 Thermostat E with Heat Link for the EU 는 Nest API를 지원하지 않는다. (참고)

크게 미국형과 유럽형이 있는데 나는 유럽형을 선택했다.

그 이유는 미국형의 경우 교류 24V를 사용해서 전원을 이용하는데 일부러 교류 어댑터를 추가로 구입해야 한다.

그에 비해 유럽은 한국과 전압이 유사 범위내에 있어 호환이 가능한 국가가 많고 심지어 플러그도 호환 가능하기 때문이었다. (영국에서 구입한 유럽향에는 플러그가 있어서 혹시나 했는데 독일향에는 플러그나 케이블은 없어서 상관 없어서 삭선 처리함)
(예. 독일: 230V / 50Hz)

또한 유헙형의 경우 Heat Link에서 라는 온도를 조절하는 모듈을 별도로 제공한다. 이 히트 링크는 230V / 50Hz의 교류 전원을 받을 수 있고 12V의 전원을 출력해주어 본체인 thermostat 의 전원을 유선으로 제공할 수 있다. 가장 좋은 점은 동작이  SPDT(Single Pole Double Throw) 형태의 릴레이를 가지고 있어서 호환 가능성이 높다. (아래에서 1~3과 4~6 번이 해당 릴레이다.)

네스트 주문

2018-11-20

영국에서 유럽형을 주문한 사람이 있는데 영국은 플러그 모양이 한국하고 달랐던 것으로 기억한다. yourjune님 블로그에서 봄.

하지만 중요하지 않았다. 플러그와 케이블이 독일향에서 빠져 있기 때문이다. 배송 받고 열어보고야 알았다. 종이 포장의 틀 자체가 형태가 다르다!!!

독일이나 프랑스는 한국과 같은 형태를 쓰는 걸로 알고 있다.^[각주:1] 그래서 아마존 독일에서 주문을 하였다.

금액은 229.67 유료 이다. 오른쪽에 배송 정보가 나오는데 한국으로 배송할 수 없다(Dieser Artikel kann nicht nach Südkorea geliefert werden. Siehe Details)라고 나오지만 주문은 진행 되었다.

유로 국가에서 해외로 배송을 하면 세금이 면제 되기 되는 혜택이 있다.

229.67 유료이지만 193유료에 살 수 있었다. 하지만 배송료 및 포장료(Verpackung & Versand)와 관세(Vorauszahlung der Importgebühr)가 추가 되기 때문에 최종 금액은 260.15 유로가 되었다. 과거 독일 직구 경험상 가끔 선 부과된 관세가 실제 청구 금액이 줄어들면 빠진 만큼 되돌려 주기도 한다.

블랙프라이데이 때문인지 영국 아마존에 더 싸게 풀렸다. ;; 좀만 늦게 주문할 걸...

배송 완료: 2018-11-29 오후

2018-11-30 nest 앱 설치 - 미국 계정 이용. 설정에서 국가 변경해서 신용카드 등록하면 된다는 방식이 있었지만 현재는 막힌 것 같다. 그냥 국가를 미국으로 해서 만든 계정만 되는 것 같다.

추가 주문 해야 할 것: 구동기 교체(왁스형 -> 전동형), 220V 제어용 1구 릴레이 (<= 둘 다 불필요하다.)

 후보 구동기

 - 하니웰의 MC2000 ref 양파맨, OK MAN

 - 지맨스사의 SSK21 ref 양파맨

 - 서일 전동식구동기 ref OK MAN 상현동

우리집의 구동기는 아래와 같다.

이런 형태의 구동기를 왁스형 구동기라고 한다. 이유는 열을 이용하여 왁스를 팽창시키거나 수축시켜서 스위치를 열거나 닫거나 하기 때문이다. 마크에 보면 열려 있는 것이 평평하고 닫힘이 돌출되어 있는 마크가 있는데 오픈형을 의미한다. 참고

오픈형은 전류가 들어와 있을 때(따뜻) 왁스가 팽창해서 밸브를 닫히게 한다. 따라서 구동기를 안쓰는 여름에도 전기는 계속 소모하고 있다. 으으;;; 정전이 되면 왁스가 식게 되어 밸브가 열리게 되고 무한 온수 공급이 이루어진다. 따라서 여름에는 수동 메인 밸브를 잠궈야겠다고 생각했다!

처음에는 전동형 구동기로 바꿔야지만 쓸 수 있나 고민을 했었다. 설치하신 분들도 전동형 구동기가 필수 인 것 처럼 대답을 해서 NEST의 릴레이 스펙에 대해 검증하기 전까지는 의심했다.

 도움을 많이 받은 정티님 블로그의 댓글 문의: 

전동 구동기로 바꾸면 즉각 밸브를 잠구어주는 효과가 있겠지만 나는 되도록이면 기존 시스템을 안바꾸고 스스로 설치를 했으면 해서 기존의 왁스형 구동기를 그대로 사용하기로 하였다. 왁스 구동기의 밸브 차단 테스트를 해보니 왁스가 팽창하기 까지 10분정도 걸렸다. (홈이 튀어 나오고 유량이 줄어듬)

제품을 받기 전 생각한 회로도이다. 이 때는 릴레이가 필요하다고 생각을 했는데 사실 SPDT도 릴레이라는 사실 ㅜㅜ;;

처음에 릴레이를 두개를 생각했던 이유는 히트 싱크의 릴레이가 220V를 처리 못할 것이라고 생각했기 때문이다.

회로에 대한 공부를 하고 테스트로 검증을 하고 나서야 가능하다는 것을 알게되었다.

SPDT Relay

http://theorycircuit.com에 잘 설명이 되어 있는데 옮겨온다. 제일 오른쪽의 그림을 보면 코일에 의해 C(Common)과 N/O와 N/C의 접점을 왔다 갔다하게 만든 부품이다.

일종의 코일에 의해 자기장에 의해 회로가 변경되는 형태의 스위치이다. 따라서 낮은 전압으로 높은 전압의 제어가 가능해진다.

위의 그림에서 BULB(전구)에 해당하는 부분이 구동기쪽으로 간다고 생각하면 쉽다. 다만 오픈형 구동기의 경우 평소에 전류가 흘러야 난방이 차단이 되는 반대(INVERT)의 케이스가 된다. 따라서 N/O가 아닌 N/C에 회로가 연결되어야 한다. (난방이 되어야 할 때 회로가 끊어지는 형태) 이미 네스트 유럽형을 써보신 분들은 스위치 가동시 쩔꺽 하는 소리가 나는데 바로 물리적인 스위치가 움직이기 때문에 나는 것이라고 생각하면 된다.

기존 미국형을 사용하는 사람들이 별도의 Aube Technologies사(社)의 RC840-240T를 추가로 구입하는데 동일한 기능이라고 보면된다.

ref. https://usingnestthermostatineurope.wordpress.com/2012/12/19/electrical-schematic-of-nest-thermostat-with-220v-heater/nest-thermostat-in-europe-220v-aube-matt-2012/

설치 전 검증

생각이 맞는지를 미리 확인하기 위해 작은 규모로 테스트를 해보았다.

1차: 전력 구동과 네스트 전원 공급

사실상 이것은 설명서에 있는 기본적인 내용이다. 당연하지만 잘 된다.

2차: 1차 검증에 구동기 쪽 릴레이 확인을 위한 테스트이다.

2번과 3번의 회로에 LED와 저항을 연결했다. 회로도 구성은 역시 브레드보드가 편하다. 전력은 3V 직류로 구성했다.

2~3에 물리면 평소에는 닫혀있기 때문에 불이 안들어오고, 릴레이가 가동되어야(call-for heat) 회로가 닫혀서(closed) 불이 들어와야 한다.

3차: 오픈형 구동기는 평소에 닫혀있는 것이 전류를 공급 받을 때이다. 때문에 1~2로 회로를 이용해서 구성해야 제대로 동작할 것이다.평상시에는 불이 켜져있고 온도가 올라가면 꺼진다.

집 난방 회로도 확인

교체해야 할 것은 온도조절기와 그쪽 배선이다.

보통 아래와 같은 형태로 회로가 되어 있다.

즉, 온도조절기의 선은 220V 교류 전류가 흐든다는 것이다.

기존의 난방 조절기를 벽에서 나사를 풀러 빼노면 아래와 같이 배선이 두개로 되어 있음을 확인하였다. (감전 될 수도 있으므로 퓨즈함에서 퓨즈를 내리고 합시다.)

선이 부엌 아래에 어떻게 들어가나 확인을 해야 했다.

다행히 녹색과 적색에 검정 실선이 들어가 있는 전선을 쉽게 찾을 수 있었다. 그래도 만일을 대비해서 맞는지 검증을 하였다. (4차)

실험으로 확인한 집 난방 배선은 아래와 같았다. (위의 동영상은 마루쪽에 빨간선과 녹색에 LED와 전원을 달아놓고, 부엌쪽의 빨간선과 녹색을 접지하여 회로가 맞는지를 확인 한 것이다. 물론 테스트로도 가능하다.)

nest쪽 구멍드릴 및 배선연결

우선 부엌에서 220V에 물려있는 것을 빼야한다. 아니면 네스트 고장이 날 수 있다. (물론 위의 실험에서 이미 결선을 제거했다.)

가장 큰 문제는 벽에 어떻게 붙이느냐인데 독일과 한국은 구멍이 달라서 그런지 구멍을 뚫지 않고서는 설치가 불가능해보였다.

설치판에는 구멍이 상하좌우 4개가 있기 때문에 기존 구멍은 하나만 활용가능해보았다. (상단 구멍)

그래서 좌우 구멍을 뚫기로 하였다. 아래에 종이를 받혀서 비산먼지를 받도록 한다. (전동 드릴은 필수, 진공핸디 청소기는 옵션!)

결국 nest base를 벽에 연결 할 수 있었다.

5차 검증: 히트 링크 전원 연결 및 네스트 전원 공급 여부

6차 검증: 구동기 220V 연결시 스위치 OFF 확인

구동기에 220V만으로 연결을 했을 때 문제가 없는지가 궁금했다. 온도 조절기가 일부 저항이 있어서 전류를 줄여주지 않나해서 바로 연결하면 쇼트가 발생할 수 있지 않는지 걱정이 들었다. (사실 구동기 자체가 열을 이용해서 사용하는 것인데 왜 회로상 저항이 없겠냐만..)

조금 지나니 홈이 살짝 올라오고

10분 정도 지나고 홈이 위로 밀려 올라와서 밸브가 닫힘을 알 수 있다.

따라서 220V를 직접 물리는 것은 문제가 없다.

다만 구동기에 전원을 공급해줘야 하는데 히트 링크에 들어오는 선에서 접지를 해서 구성하기로 하였다. (설명서에도 비슷한 내용이 있다. 다만 3번을 쓰는 것이 아닌 1번을 써야 한다.)

최종 완료한 배선도: L에서 선을 따서 1번에 연결했다. 왁스형 구동기는 2번과 N에 연결했다.

히트 링크 선 정리를 해주고

뚜껑을 닫아준다.

일주일정도 고민하고 공부한 NEST 설치가 완료되었다.

학습이 되려면 시간이 걸린다고 하니 좀 더 지켜봐야겠다.

도움을 받을 블로그

 - 정티님의 블로그 : 나와 동일한 열병합발전소 지역난방이라는 동일한 난방 방식이라 도움을 많이 받음

 - yourjune님의 블로그: 유럽형에 대한 이해와 선택에 도움이 됨.

 - 양파맨의 겨울나기: NEST와 호환이 가능한 구동기를 제시

앱설치

- 안드로이드: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.nest.android&hl=ko (사용 중인 모든 기기와 호환되지 않는 앱입니다.)

 https://www.apkmirror.com/apk/nest-labs-inc/nest/

- 아이폰: https://itunes.apple.com/us/app/nest/id464988855?mt=8 (미국 계정 필요)

1. 다른 형태라는 것이 아니고 중요하지 않다는 의미의 삭선입니다. [본문으로]