CN104797891A - 锅炉的利用外部网络的室外温度补偿控制方法 - Google Patents

锅炉的利用外部网络的室外温度补偿控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种根据室外温度的用于供热温度的补偿控制以及防止在排气管上形成冰柱的方法，其中，从集成服务器接收室外温度，而无需安装单独的室外温度传感器，并且建立起能够在安装有无线通信模块的房间控制器与集成服务器之间进行通信的系统。所述方法包括以下步骤：(a)通过经由无线路由器将安装有无线通信模块的房间控制器的唯一编号传送到集成服务器来注册房间控制器，并通过执行认证步骤将唯一编号存储到数据库；(b)用户经由终端访问集成服务器，输入房间控制器的唯一编号，并接着输入用户地址信息；(c)在集成服务器上搜索输入了房间控制器的唯一编号的用户的地址信息，并将用户的地址处的室外温度信息传送到房间控制器；以及(d)当从房间控制器接收的室外温度低于零度时，利用从房间控制器接收的室外温度信息来执行锅炉的室外温度补偿控制或抑制冰柱在排气管上的形成。

Description

锅炉的利用外部网络的室外温度补偿控制方法
技术领域
本发明涉及一种根据从外部网络提供的室外温度来控制锅炉系统的方法，且尤其涉及一种利用外部网络的根据室外温度的补偿控制方法，该补偿控制方法通过建立能够在安装有无线通信模块的房间控制器与集成服务器之间进行通信的系统来从集成服务器接收室外温度信息，而无需安装单独的室外温度传感器，从而根据室外温度实现设定温度的补偿控制，以便控制供热量以及即使在零度以下的天气也能防止在排气管上形成冰柱。
背景技术
炕供热(ondol heating)主要可被分为局部供热系统、区域供热系统以及中央供热系统。对于炕供热来说，为了进行理想的控制，建筑物的热增益与热损耗应当相等。热增益与热损耗过程是动态过程，其由于室外温度、太阳辐射、渗透(infiltration)、内部热生成(internal heat generation)等原因而不断地变化，因此需要控制室内供热量。
对于局部供热系统，通过设定不同的季节性标准来设置供热水供应温度，对于冬天通常是60-80℃。虽然考虑了季节性室外温度的影响，但却没有考虑在同一季节中室外温度的动态范围对供热水供应温度设定的影响。此外，也没有考虑白天与夜晚、向南与向北以及建筑物特性(对室外温度的响应特性)等，这导致诸如过度供热现象及能量损耗之类的许多问题性情形。
为了解决这种问题，现有的第10-1109648号公开专利披露了一种室外温度蠕动式流量控制装置，该室外温度蠕动式流量控制装置具有：用于供应热水的供应管道；热水管道，其从供应管道分支到各个房间，使得热水的潜伏热与各个房间进行热交换；回水管道，其与各条热水管道连接且用于使经热交换的热水返回；室外温度传感器，其被设置用于测量室外空气温度；控制器，其根据从室外温度传感器接收的室外温度输出控制信号；以及可变流量阀，其被安装在供水管道或回水管道上，并从控制器接收控制信号以控制管道内流动的热水的流量。
同时，对于锅炉，通常利用鼓风机将经由进气管从外部引入的空气与燃料一起提供给燃烧器，并且通过燃烧器处的燃烧产生的排出气与经由循环泵从热交换器传输的供热水进行热交换，接着经由排气管被释放到锅炉外的大气中。
在排出气中含有大量的水分(H2O)，然而由于排出气的温度通常超过100度，所以排出气中所含的水分不能凝结，并作为蒸汽经由排气管排出。
然而，如果室外温度非常低，例如在冬季期间，那么排气管末端的温度大大降低，并由此排出气温度可低于露点温度(通常为40～55度，即排出气中所含的水蒸气开始凝结的温度)。在这种情况下，水蒸气在排气管末端凝结。
在这种情况下，在冬季期间，当室外温度在零度以下时，凝结在排气管末端的蒸汽冻结以形成冰柱。这些冰柱不仅在美学上使人不悦，而且一旦冰柱从高层建筑的较高楼层落下将对人和物造成损害。
为了解决这种问题，现有的第10-0805551号注册韩国专利披露了一种防止锅炉排气管凝结的方法，该方法包括以下步骤：操作锅炉以执行燃烧；判定由室外温度传感器测量的室外温度是否低于预设温度；如果所测的室外温度低于设定温度，那么将三路阀切换到热水位置；如果供热水管的温度达到预设温度，那么熄灭燃烧器；并且操作循环泵和鼓风机以执行主热交换器处的热交换，并经由排气管排出热气。
前面提到的现有技术具有如下不便，例如，两者都需要在锅炉的外壁或进气口上安装单独的室外温度感测传感器并将传感器与锅炉控制器连接。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国专利第10-1109648号
专利文献2：韩国专利第10-0805551号
发明内容
技术问题
鉴于上述情况而做出本发明，并且本发明的目的是提供一种使用外部网络的根据室外温度的锅炉补偿控制方法，该方法建立了如下系统，该系统通过在集成服务器上将用户地址信息以及室外温度信息数据化来提供相关区域的实时室外温度，从而不需要配备单独的室外温度传感器。
技术方案
根据本发明，用于解决上述技术问题的利用外部网络的根据室外温度的锅炉补偿控制方法包括以下步骤：
(a)通过经由无线路由器将安装有无线通信模块的房间控制器的唯一编号传送到集成服务器来注册所述房间控制器，在所述集成服务器处执行所述唯一编号的认证步骤，并接着将所述唯一编号存储到数据库；(b)用户或安装者经由终端访问所述集成服务器以将与所述房间控制器的所述唯一编号相对应的位置信息输入到所述数据库；(c)在所述集成服务器上搜索所述房间控制器的安装区域的室外温度信息，并将所述室外温度信息传送到所述房间控制器；以及(d)将从所述房间控制器接收的所述室外温度信息传送到锅炉控制器，以便根据所述室外温度执行所述锅炉的补偿控制。
优选地，集成服务器可进一步包括以下步骤：在所述集成服务器处，通过利用所述无线路由器的IP地址来识别所述房间控制器的位置信息，并且将所述房间控制器的所述位置信息存储到所述数据库。
在一个实施例中，根据上述步骤(d)的室外温度的锅炉补偿控制首先可包括：通过根据所述室外温度的变化调节可变流量阀的开度来控制热水供应的流量。
第二，可通过利用利用与预设的室外温度相一致的可变常数(K因数)值，根据室外温度的变化来控制供热水供应温度。
第三，当所述室外温度低于零度时，将三路阀切换到热水位置，使得膨胀水箱能够储存热能以能够防止排气管的结冰。
有益效果
根据本发明，由于各个锅炉凭借IP地址信息或由用户输入的地址信息从集成服务器接收相关区域的室外温度，从而不需要安装单独的室外温度传感器。
另外，可根据室外温度的变化而主动地控制供热量，从而防止过度供热或能量损耗并且始终执行理想供热，且在温度低于零度时还能够防止在排气管上形成冰柱从而防止因冰柱掉落而造成的人和物的损害。
附图说明
图1是示出根据本发明的实施例的整体系统构造的图。
图2是根据本发明的实施例的室外温度蠕动式流量控制装置的示意图。
图3是根据本发明的实施例的用于防止排气管处凝结的排气管道结构的示意图。
图4是示出根据本发明实施例的设定的供热水供应温度与室外温度之间的关系随着K因数值变化的曲线图。
具体实施方式
为了充分理解本发明，将参照附图来说明本发明的示例性实施例。本发明的实施例可被修改成不同形式，并且应理解，本发明的范围并不限于以下提供其详细说明的实施例。给出下面的实施例以向那些本领域技术人员提供本发明的更详细的说明。因此，为了更清楚地理解说明，可能夸张了图中元件的形状。在各附图中，以相同的附图标记来标示相同或对应的元件。此外，省略了已知功能或妨碍对发明的理解的确定的结构。
以下，将参照附图说明本发明的示例性实施例。
本发明的利用外部网络的根据室外温度的锅炉补偿控制方法主要分为以下步骤：
(a)将锅炉100的房间控制器110注册到集成服务器130；
(b)将室外温度信息从集成服务器130传送到房间控制器110；以及
(c)利用从房间控制器110接收的室外温度信息，根据室外温度执行锅炉100处的补偿控制。
在检查将房间控制器110注册到集成服务器的步骤时，如图1所示，被安装在房屋中的房间控制器具有无线通信模块111，由此便能够进行无线通信，并且针对每个产品输入唯一编号。
因此，当将房间控制器110与被安装在房屋中的无线路由器120连接时，使用无线通信来传送唯一编号，并且无线路由器接收唯一编号并将其又传送到集成服务器130。
集成服务器130具有认证服务器131及数据库135，集成服务器130通过分析所接收的唯一编号并且确定其是否正确来执行认证步骤，并且在完成认证之后将该唯一编号存储到数据库135。
可以通过两种方法来执行将来自集成服务器130的室外温度信息传送到房间控制器110的步骤。
在第一种方法中，用户或安装者输入地址信息，其中，用户或安装者经由诸如智能手机、PC以及笔记本电脑之类的终端140访问集成服务器130以输入唯一编号，并接着输入房间控制器110的安装区域的地址信息。地址信息与唯一编号一起被存储在数据库135中。然后，如果在房间控制器110上设置根据室外温度的补偿控制功能，则在服务服务器132上搜索房间控制器110的唯一编号以及地址信息，服务服务器132实时地搜索并更新全国范围内各个区域的室外温度，以在预定时间将相关区域的实时室外温度信息传送到房间控制器110。
在第二种方法中，用户不输入地址信息，其中，集成服务器130提取已经与房间控制器110完成无线通信的无线路由器120的IP地址，以使用韩国网络信息中心(krnic：http://)等来识别大致的访问区域，并且集成服务器130将相关的位置信息存储到数据库135。随后的将室外温度信息传送到房间控制器110的过程与上个方法相同。
在先前的步骤中已经接收了室外温度信息的房间控制器110经由诸如RS485之类的有线通信方法将室外温度信息传送到锅炉100的控制器101以执行根据室外温度的补偿控制。
另一方面，虽然上面将房间控制器110作为将来自集成服务器130的室外温度信息传送到控制器101的处理期间的重要元件进行描述，应理解的是，房间控制器110包含诸如被安装到锅炉并能够以与上述方法相似的方式传送和接收室外温度信息的面板部件之类的所有装置。
在现有技术中，已经提出了不同形式的根据室外温度的补偿控制。以下，将说明涉及用于通过根据室外温度控制供热量来改善能源效率的控制方法以及防止在室外温度低于零度时在排气管处形成冰柱的控制方法的实施例。
首先，为了根据室外温度控制供热量，能够使用流量控制方法以及控制供热水供应温度的方法这两种方法。
如图2所示，室外温度蠕动式水流控制装置主要包括供水管210、热水供应总管220、热水管道230、热水返回总管240、回水管250以及可变流量阀260。
热水管道230从热水供应总管220分支到各个房间，从而热水的潜伏热与各个房间进行热交换。当热水沿热水管道230流动时，其与地板进行热交换，由此加热地板。接着，热水变凉，并经由热水返回总管240返回。
控制器101接收由房间控制器110输出的室外温度信息，并通过根据室外温度输出控制信号来控制可变流量阀260。
可变流量阀260被安装在供水管210或回水管250上，并且当接收到来自控制器101的控制信号时控制供水管210或回水管250中流动的热水的流量。
即，当室外温度提高时，控制器101控制可变流量阀260以降低热水的流量。然而，由于其提供低的流量，所以热水供应的速度降低，这导致用于热交换的时间十分充裕，并由此增加了热效率。
另一方面，在根据室外温度控制供热水供应温度的方法中，控制器101通过接收由房间控制器110输出的室外温度信息并根据与预设的室外温度相一致的可变常数(K因数)确定供热水供应温度来执行供热控制。这里，被确定的供热水供应温度的最高限值为80度，且如果供热水供应温度低于30度，则锅炉操作停止。因此与传统的按比例控制方法相比，能够降低不必要的供热能耗。
图4是常用的曲线图，其示出了设定的供热水供应温度与室外温度之间的根据K因数的关系，并且K因数的初始值被设定成1，其中初始值1是通过根据室外温度应用补偿率而计算的值，但其可以由安装者或用户来更改。
接下来，将参照图3来说明用于防止在锅炉排气管处形成冰柱的控制方法。
首先，通过操作锅炉而发生燃烧。当由房间控制器110提供的室外温度达到0℃(凝结在排气管360末端的水在这个温度会结冰)时，控制器101将三路阀390切换到热水位置，以通过阻挡供热水流入与地板发生热交换的供热管道310侧来使供热水流到热水热交换器380侧。在这种情况下，通常发生在燃烧器330处的燃烧保持其状态。
这里，通过循环泵350的操作，供热水在包含循环泵350、主热交换器340、三路阀390、热水热交换器380以及膨胀水箱370的封闭回路中循环。最好具有供热水经过膨胀水箱370的水流结构。
即，膨胀水箱370通常可存储约4～8升供热水，并且在将三路阀390切换到热水位置的情况下发生燃烧时，在封闭回路中循环的供热水被加热，由此，膨胀水箱370获得了储存热能以能够防止排气管360末端结冰的功能。
由供热水温度测量传感器检测管道中流动的供热水的温度(图中未示出)，并且控制器101确定所测量的供热水温度是否达到预设温度。如果所测量的供热水温度已达到预设温度，控制器将该温度判定为能够防止排气管360末端结冰的温度并执行排气处理。
这里，被预设以执行燃烧器330的熄火的供热水温度最好是在将三路阀390切换到热水位置的情况下能够由包含膨胀水箱370的供热水循环封闭回路提升的最高温度。一般地，能够将管道内的供热水的温度提升到80～85度，然而，如果指定了用于使供热水循环的水流结构，则可通过实验来确定最高温度。
当执行燃烧时，循环泵350以及鼓风机320运行，并且由鼓风机320输送的空气通过与在上面的处理中主热交换器340处被加热的供热水进行热交换而变成热气。于是，当这种热气经由排气管360被排出到外部时，其通过在排气管360末端处与蒸汽或凝结水滴接触来防止排气管360末端的结冰。
上述根据本发明利用外部网络根据室外温度的锅炉补偿控制方法的实施例仅是说明性示例。本领域技术人员应理解，基于所提供的说明，可以做出不同修改以及其他相似的实施例。由此可见，本发明不限于提到的实施例。相应地，本发明将要保护的技术范围应当基于所附的权利要求的技术原理。此外，应当理解，在不偏离如所附权利要求中披露的本发明的精神和范围的情况下，不同的修改、等同以及替代是可能的。
附图标记
100：锅炉         101：控制器
110：房间控制器   111：无线通信模块
120：无线路由器   130：集成服务器
131：认证服务器   132：服务服务器
135：数据库       140：终端

Claims (5)

1.一种锅炉的利用外部网络的根据室外温度的补偿控制方法，其包括以下步骤：
(a)通过经由无线路由器将安装有无线通信模块的房间控制器的唯一编号传送到集成服务器来注册所述房间控制器，在所述集成服务器处执行所述唯一编号的认证步骤，并接着将所述唯一编号存储到数据库；
(b)用户或安装者经由终端访问所述集成服务器以将与所述房间控制器的所述唯一编号相对应的位置信息输入到所述数据库；
(c)在所述集成服务器上搜索所述房间控制器的安装区域的室外温度信息，并将所述室外温度信息传送到所述房间控制器；以及
(d)将从所述房间控制器接收的所述室外温度信息传送到锅炉控制器，以便根据所述室外温度执行所述锅炉的补偿控制。
2.如权利要求1所述的补偿控制方法，其还包括以下步骤：
在所述集成服务器处通过利用所述无线路由器的IP地址来识别所述房间控制器的位置信息，并且将所述房间控制器的所述位置信息存储到所述数据库。
3.如权利要求1或2所述的补偿控制方法，其中，所述锅炉的所述补偿控制根据所述室外温度的变化来调节可变流量阀的开度，由此控制热水供应的流量。
4.如权利要求1或2所述的补偿控制方法，其中，通过利用与预设的室外温度相一致的可变常数(K因数)值，所述锅炉的所述补偿控制根据所述室外温度的变化来控制供热水供应的温度。
5.如权利要求1或2所述的补偿控制方法，其中，当所述室外温度低于零度时，所述锅炉的所述补偿控制将三路阀切换到热水位置，使得膨胀水箱能够储存热能以能够防止排气管的结冰。
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