KR100952059B1 - 각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한열량조절방법 - Google Patents

각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한열량조절방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한 열량조절방법에 관한 것으로 특히, 공지된 각방제어 시스템의 열량조절방법에 있어서, 보일러가 최초 설치되면 시운전을 실시하는 단계와; 난방을 위해 열려져 있는 현재 난방배관 유량조절밸브의 개수(i)를 산출하는 단계와; i가 "0"인지를 확인하여 "0"이면 난방 오프 모드로 돌입하는 단계와; 상기에서 검출한 결과 i가 "0"이 아니면 보일러를 난방 온 모드로 돌입시키는 단계와; i에 대응하여 연결된 각방의 배관길이 비율에 따라 각 난방배관 유량조절밸브의 목표유량을 계산하고 각각의 난방배관 유량조절밸브들을 상기에서 계산된 목표유량에 맞게 개도시켜 주는 단계와; 난방 온된 방의 난방배관 유량조절밸브 중 난방배관 유량조절밸브의 개도량이 가장 큰 방의 리모컨을 임의의 변수(Rc)로 설정하는 단계와; Rc가 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) 미만이면서 실내 설정온도 - 허용편차(α)보다는 높은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재 실내온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) > 현재 실내온도 > 실내 설정온도 - 허용편차(α) 사이가 아니면 Rc가 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 Rc가 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하이면 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)가 아니면 보일러의 난방수 설정온도를 정해진 온도 값으로 한 단계 올려주는 단계와; 상기에서 판단한 결과 Rc가 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하가 아니면 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)가 아니면 보일러의 난방수 설정온도를 정해진 온도 값으로 한 단계 내려주는 단계와; 상기에서 판단한 결과 Rc가 설치된 방이 실내 설정온도 + 허용편차(α) > 현재 실내온도 > 실내 설정온도 - 허용편차(α) 조건에 있거나, 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max) 또는 최소 설정온도(Min)인 경우 및 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 올리거나 또는 내린 후에는 보일러의 난방수 온도가 과열방지온도 이상인지를 검출하여 그 이상이면 다시 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)인지를 판단하는 단계로 되돌아가고, 그 이상이 아니면 난방을 위해 열려져 있는 현재 난방배관 유량조절밸브의 개수(i)를 산출하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 사용자가 설정한 온도로 보다 정확하게 각방의 난방제어를 할 수 있어 보일러를 이용한 난방효율을 대폭 향상시킬 수 있음은 물론 소비자의 만족도를 대폭 증진시킬 수 있고, 또 보일러가 과열로 인해 손상되는 것을 사전에 예방할 수 있어 보일러 자체의 상품성과 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.
Figure R1020080029612
각방제어, 배관길이, 목표유량, 밸브개도량, 난방수 설정온도, 과열방지온도

Description

각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한 열량조절방법{Control method for amount of heat using supplying temperature of boiler heating water in controlling system in each room}
본 발명은 각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한 열량조절방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 보일러를 이용하여 여러 개의 방에 대한 난방수 공급의 제어를 실시하는 각방제어 시스템에 있어서 배관 길이가 가장 긴 방의 난방배관 유량조절밸브를 100% 전개한 상태에서 실내의 현재온도가 소비자의 실내 설정온도보다 낮으면 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 높여 공급열량을 높여 주고, 실내의 현재온도가 소비자가 원하는 실내 설정온도보다 높으면 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 내려 공급 열량을 낮춰주며, 또한 보일러의 난방수 온도가 과열(비등)방지 온도까지 도달하면 난방수 설정온도를 한 단계 내려 보일러의 과열을 사전에 예방할 수 있도록 발명한 것이다.
일반적으로 보일러(Boiler)는, 석유나 석탄 및 가스 등을 연료로 사용하여 이를 연소시키거나 히터에 전기를 공급시켜 발생되는 연소열 및 전열을 이용하여 물을 가열하여 각종 난방시설 등에 더운물을 공급하기 위하여 물을 끓이는 시설을 말하며, 주택용 보일러의 경우에는 실내의 바닥 등에 설치된 배관에 더운물을 공급하여 난방을 하거나, 급수관을 통해 온수의 공급 등에 사용되어 지고 있다.
최근 들어 하나의 보일러를 이용하여 여러 개의 방에 대한 난방수을 실시할 수 있는 시스템이 개발되어 널리 사용되고 있는데, 이와 같은 보일러는 통상 하나의 메인 리모컨과 적어도 하나 이상의 유선 또는 무선의 서브 리모컨으로 구성된 멀티 리모컨으로 제어하고 있다.
이때, 상기 메인 리모컨은 난방 여부와 난방온도 등의 다양한 기능의 설정과 그에 따른 결과의 표시가 가능하도록 구성되고, 그 밖의 부엌이나 타 방 등에 설치되는 서브 리모컨들은 해당 실내공간의 난방에 대한 조작 및 설정과 그에 따른 결과의 표시가 가능하도록 구성되어 있다.
따라서 사용자는 메인 리모컨을 통해 실내 전체에 대한 난방 여부와 난방온도 등을 제어하고, 또 각방의 서브 리모컨을 통해서는 해당 실내의 난방 여부와 난방온도 등을 제어할 수 있도록 되어 있다.
이와 같이 하나의 보일러를 이용하여 여러 개의 방에 대한 난방수 공급의 제어를 실시하는 각방제어 시스템은 도 1과 같이, 보일러의 본체(1)와 멀티 리모컨(2)(즉, 메인 리모컨 및 서브 리모컨) 사이에는 별도의 제어기(3)를 부가 설치하고, 또 상기 보일러 본체(1)의 난방수 공급관에 각각 일단부가 연결된 각방의 난방배관(7) 타측부와 보일러의 난방 환수관 사이에는 각각의 난방배관(7)에 공급되는 난방수의 개폐는 물론 그 량을 제어기(3)의 출력신호에 부응하여 자동적으로 조절 할 수 있는 모터를 구비한 전자밸브로써 난방배관 유량조절밸브(8)들이 설치되어 있는 구성으로 되어 있다.
그런데 이와 같은 각방제어 시스템은 각방의 난방부하에 연결된 난방배관 유량조절밸브가 배관 길이가 가장 긴 방의 난방배관 유량조절밸브를 100%로 전개하고 나머지 난방배관 유량조절밸브들은 각각에 연결된 배관의 길이 비율에 부응하여 그 이하에서 배관 길이비율에 맞춰 난방배관 유량조절밸브의 전개 량이 낮아지는 형태로 결정되어 있어 보일러의 공급온도 즉, 총 열량을 조절하여 난방을 할 수 없는 구성으로 되어 있다.
따라서, 각방의 난방부하에 연결된 난방배관 유량조절밸브의 개도를 100% 열어도 공급열량이 부족하여 소비자가 요구하는 온도에 도달하지 않을 경우가 발생될 수 있고, 이와 반대로 난방 부하가 아주 작은 경우 보일러가 과열(비등)될 위험이 있는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 하나의 보일러과 제어기를 이용하여 여러 개의 방에 대한 난방수 공급의 제어를 실시하는 각방제어 시스템에 있어서 시운전시 확인 및 기억된 각방별 배관 길이 비율을 사전에 인식하고 난방요구신호가 있으면 난방을 요구하는 방들 중 배관의 길이가 가장 긴 방의 난방배관 유량조절밸브를 100% 전개한 상태에서 실내의 현재온도가 소비자의 실내 설정온도보다 낮으면 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 높여 공급열량을 높여 주고, 실내의 현재온도가 소비자가 원하는 실내 설정온도보다 높으면 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 내려 공급 열량을 낮춰주는 과정을 반복하며 사용자가 설정한 온도로 보다 정확하게 각방의 난방제어를 할 수 있도록 함으로써 보일러를 이용한 난방효율을 대폭 향상시킬 수 있음은 물론 소비자의 만족도를 대폭 증진시킬 수 있는 각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한 열량조절방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 상기와 같이 각방의 배관 길이에 부응하여 각 방의 배관에 연결된 난방배관 유량조절밸브들의 전개 량을 달리하고 실내 설정온도 대비 실내 현재온도를 비교하여 그 차에 따라 보일러의 난방수 설정온도를 자동으로 한 단계 높이거나 낮추어 각방의 난방제어를 실시하던 중 보일러의 난방수 온도가 과열(비등)방지 온도까지 도달하면 난방수 설정온도를 한 단계 내려 주어 보일러가 과열로 인해 손상되는 것을 사전에 예방할 수 있는 각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한 열량조절방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 방법은, 보일러 본체 및 수개의 리모컨에서 전송되어오는 데이터를 통해 출탕온도 및 과열(비등)방지 에러를 판별하고 수개의 난방배관 유량조절밸브 개폐에 따른 제어신호와 보일러의 난방 및 온수모드에 따른 연소제어신호 발생을 포함하여 각방제어에 따른 전반적인 기능을 수행하는 마이컴, 상기 마이컴의 출력신호에 부응하여 수개의 난방배관 유량조절밸브에 따른 개폐 제어를 직접적으로 수행하는 밸브 구동부, 상기 마이컴의 출력신호에 부응하여 순환펌프의 구동을 제어하는 순환펌프 구동 명령부, 보일러 본체 및 수개의 리모컨과 양방향 통신을 통해 각종 상태정보를 주고 받는 통신 데이터 송수신부를 구비한 제어기와; 양방향 통신 인터페이스를 통해 상기 제어기와 각종 상태 정보를 주고받는 보일러 본체 및 리모컨들로 구성되어, 각 구성품간의 상시 통신을 통해 각방에 대한 난방수에 대한 제어를 실시하는 각방제어 시스템의 열량조절방법에 있어서, 보일러가 최초 설치되면 상기 마이컴에서 시운전을 실시하는 단계와; 난방을 위해 열려져 있는 현재 난방배관 유량조절밸브의 개수(i)를 산출하는 단계와; 열려진 난방배관 유량조절밸브 개수(i)가 "0"인지를 확인하여 "0"이면 난방 오프 모드로 돌입하는 단계와; 상기에서 검출한 결과 열려진 난방배관 유량조절밸브 개수(i)가 "0"이 아니면 보일러를 난방 온 모드로 돌입시키는 단계와; 열려진 난방배관 유량조절밸브의 개수(i)에 대응하여 연결된 각방의 배관길이 비율에 따라 각 난방배관 유량조절밸브의 목표유량을 계산하고 각각의 난방배관 유량조절밸브들을 상기에서 계산된 목표유량에 맞게 개도시켜 주는 단계와; 난방 온된 방의 난방배관 유량조절밸브 중 난방배관 유량조절밸브의 개도량이 가장 큰 방의 리모컨을 임의의 변수(Rc)로 설정하는 단계와; 임의의 리모컨이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) 미만이면서 실내 설정온도 - 허용편차(α)보다는 높은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 현재 실내온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) > 현재 실내온도 > 실내 설정온도 - 허용편차(α) 사이가 아니면 임의의 리모컨이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 임의의 리모컨이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하이면 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)가 아니면 보일러의 난방수 설정온도를 정해진 온도 값으로 한 단계 올려주는 단계와; 상기에서 판단한 결과 임의의 리모컨이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하가 아니면 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)가 아니면 보일러의 난방수 설정온도를 정해진 온도 값으로 한 단계 내려주는 단계;로 이루어진 것을 기본적인 특징으로 한다.
또한, 상기에서 판단한 결과 임의의 리모컨이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) > 현재 실내온도 > 실내 설정온도 - 허용편차(α) 조건에 있거나, 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max) 또는 최소 설정온도(Min) 인 경우를 포함하여 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 올리거나 또는 내린 후에는 보일러의 난방수 온도가 과열방지온도 이상인지를 검출하여 그 이상이면 다시 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)인지를 판단하는 단계로 되돌아가고, 그 이상이 아니면 난방을 위해 열려져 있는 현재 난방배관 유량조절밸브의 개수(i)를 산출하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 시운전 단계에서는 보일러의 순환펌프를 구동시키면서 각방의 배관에 연결된 난방배관 유량조절밸브들을 각각 하나씩 100%로 열어주면서 해당 방의 배관으로 유입되는 유량들을 검출하여 기억시킨 후 모든 방의 배관들의 난방수 유입량을 읽어들여 그 값들을 상호 비교하는 방식을 통해 각 방의 배관길이를 상대적 비율로 계산한 후 그 정보를 기억시켜 주는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 허용편차(α)는 0.5-1.0℃로 설정하고, 보일러의 난방수 최대 설정온도(Max)는 85-90℃로 설정하며, 보일러의 난방수 최소 설정온도(Min)는 40-45℃로 설정한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기에서 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)이거나 또는 최소 설정온도(Min)이어서 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 올리거나 내릴 때 최대 설정온도와 최소 설정온도 사이에서 각 단계별 상승 및 하강되는 온도는 ±5℃인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 과열방지온도는 90-95℃인 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 하나의 보일러를 이용하여 여러 개의 방에 대한 난방수 공급의 제어를 실시하는 각방제어 시스템에 있어서 시운전시 확인 및 기억된 각방별 배관 길이 비율을 사전에 인식하고 난방요구신호가 있으면 난방을 요구하는 방들 중 가장 배관의 길이가 가장 긴 방의 난방배관 유량조절밸브를 100% 전개한 상태에서 실내의 현재온도가 소비자의 실내 설정온도보다 낮으면 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 높여 공급열량을 높여 주고, 실내의 현재온도가 소비자가 원하는 실내 설정온도보다 높으면 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 내려 공급 열량을 낮춰주는 과정을 반복하며 사용자가 설정한 온도로 보다 정확하게 각방의 난방제어를 함으로써 보일러를 이용한 난방효율을 대폭 향상시킬 수 있음은 물론 소비자의 만족도를 대폭 증진시킬 수 있는 것이다.
뿐만 아니라, 상기와 같이 각방의 배관 길이에 부응하여 각 방의 배관에 연결된 난방배관 유량조절밸브들의 전개 량을 달리하고 실내 설정온도 대비 실내 현재온도를 비교하여 그 차에 따라 보일러의 난방수 설정온도를 자동으로 한 단계 높이거나 낮추어 각방의 난방제어를 실시하던 중 보일러의 난방수 온도가 과열(비등)방지 온도까지 도달하면 난방수 설정온도를 한 단계 내려 줌으로써 보일러가 과열로 인해 손상되는 것을 사전에 예방할 수 있어 보일러 자체의 상품성과 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 방 법이 적용된 각방제어 시스템의 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명 방법은, 보일러 본체(1) 및 수개의 리모컨(2)에서 전송되어오는 데이터를 통해 열교환기의 난방수 출탕온도 및 과열(비등)방지 에러를 판별하고 수개의 난방배관 유량조절밸브(8) 개폐에 따른 제어신호와 보일러의 난방 및 온수모드에 따른 연소제어신호 발생을 포함하여 각방제어에 따른 전반적인 기능을 수행하는 마이컴(33), 상기 마이컴(33)의 출력신호에 부응하여 수개의 난방배관 유량조절밸브(8)에 따른 개폐 제어를 직접적으로 수행하는 밸브 구동부(34), 상기 마이컴(33)의 출력신호에 부응하여 순환펌프(11)의 구동을 제어하는 순환펌프 구동 명령부(35), 보일러 본체(1) 및 수개의 리모컨(2)과 양방향 통신을 통해 각종 상태정보를 주고 받는 통신 데이터 송수신부(36)(37)를 구비한 제어기(3)와; 양방향 통신 인터페이스(4)(5)를 통해 상기 제어기(3)와 각종 상태 정보를 주고받는 보일러 본체(1) 및 리모컨(2)들로 구성되어, 각 구성품간의 상시 통신을 통해 각방에 대한 난방수에 대한 제어를 실시하는 각방제어 시스템의 열량조절방법에 있어서,
보일러가 최초 설치되면 상기 마이컴(33)에서 정해진 프로그램을 통해 시운전을 실시하는 단계(S1)와;
난방을 위해 열려져 있는 현재 난방배관 유량조절밸브(8)의 개수(i)를 산출하는 단계(S2)와;
열려진 난방배관 유량조절밸브(8) 개수(i)가 "0"인지를 확인(S3)하여 "0"이 면 난방 오프 모드로 돌입하는 단계(S4)와;
상기에서 검출한 결과 열려진 난방배관 유량조절밸브(8) 개수(i)가 "0"이 아니면 보일러를 난방 온 모드로 돌입시키는 단계(S5)와;
열려진 난방배관 유량조절밸브(8)의 개수(i)에 대응하여 연결된 각방의 배관(7)길이에 따라 각 난방배관 유량조절밸브(8)의 목표유량을 계산하고 각각의 난방배관 유량조절밸브(8)들을 상기에서 계산된 목표유량에 맞게 개도시켜 주는 단계(S6)와;
난방 온된 방의 난방배관 유량조절밸브(8) 중 난방배관 유량조절밸브(8)의 개도량이 가장 큰 방의 리모컨을 임의의 변수(Rc)로 설정하는 단계(S7)와;
임의의 리모컨(Rc)이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) 미만이면서 실내 설정온도 - 허용편차(α)보다는 높은지를 판단하는 단계(S8)와;
상기에서 판단한 결과 실내 설정온도 + 허용편차(α) > 현재 실내온도 > 실내 설정온도 - 허용편차(α) 사이가 아니면 임의의 리모컨(Rc)이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하인지를 판단하는 단계(S9)와;
상기에서 판단한 결과 임의의 리모컨(Rc)이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하이면 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)인지를 판단하는 단계(S10)와;
상기에서 판단한 결과 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)가 아니면 보일러의 난방수 설정온도를 정해진 온도 값으로 한 단계 올려주는 단계(S11)와;
상기에서 판단한 결과 임의의 리모컨(Rc)이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하가 아니면 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)인지를 판단하는 단계(S12)와;
상기에서 판단한 결과 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)가 아니면 보일러의 난방수 설정온도를 정해진 온도 값으로 한 단계 내려주는 단계(S13);로 이루어진 것을 기본적인 특징으로 한다.
또한, 상기에서 판단한 결과 임의의 리모컨(Rc)이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) > 현재 실내온도 > 실내 설정온도 - 허용편차(α) 조건에 있거나(S8에서 Yes), 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max) 또는 최소 설정온도(Min)인 경우(S10 및 S12에서 Yes)를 포함하여 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 올리거나(S11) 또는 내린(S13) 후에는 보일러의 난방수 온도가 과열방지온도 이상인지를 검출하여 그 이상이면 다시 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)인지를 판단하는 단계(S12)로 되돌아가고, 그 이상이 아니면 난방을 위해 열려져 있는 현재 난방배관 유량조절밸브의 개수(i)를 산출하는 단계(S2)로 되돌아가는 단계(S14);를 더 수행하는 것을 특징으로 한다.
상기 시운전 단계(S1)에서는 보일러의 순환펌프(11)를 구동시키면서 각방의 배관(7)에 연결된 난방배관 유량조절밸브(8)들을 각각 하나씩 100%로 열고 해당 방의 배관(7)으로 유입되는 유량들을 검출하여 기억시키는 작동을 반복한 후 모든 방의 배관(7)들의 난방수 유입량을 읽어들여 그 값들을 상호 비교하는 방식을 통해 각 방의 배관길이를 상대적 비율로 계산한 다음 그 정보를 기억시켜 주는 것을 특 징으로 한다.
이때, 상기 허용편차(α)는 0.5-1.0℃로 설정하고, 보일러의 난방수 최대 설정온도(Max)는 85-90℃로 설정하며, 보일러의 난방수 최소 설정온도(Min)는 40-45℃로 설정한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기에서 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)이거나 또는 최소 설정온도(Min)이어서 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 올리거나 내릴 때(S11 또는 S13) 최대 설정온도와 최소 설정온도 사이에서 각 단계별 상승 및 하강되는 온도는 ±5℃인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 과열방지온도는 90-95℃인 것을 특징으로 한다.
이와 같은 단계로 이루어진 된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명 방법이 적용된 각방제어 시스템은 기본적으로 보일러 본체(1)와 제어기(3), 수개의 리모컨(2) 및 2개의 양방향 통신 인터페이스(4)(5)을 구비하고 상시 통신을 통해 각방에 대한 난방수에 대한 제어를 실시하면서, 배관 길이가 가장 긴 방의 난방배관 유량조절밸브를 100% 전개한 상태에서 실내의 현재온도가 소비자의 실내 설정온도보다 낮으면 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 높여 공급열량을 높여 주고, 실내의 현재온도가 소비자가 원하는 실내 설정온도보다 높으면 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 내려 공급 열량을 낮춰주며, 또한 보일러의 난방수 온도가 과열(비등)방지 온도까지 도달하면 난방수 설정온도를 한 단계 내려 보일러의 과열을 사전에 예방할 수 있도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한 다.
이때, 상기 제어기(3)는 마이컴(33), 밸브 구동부(34), 순환펌프 구동 명령부(35) 및 2개의 통신 데이터 송수신부(36)(37)를 구비하고 있다.
상기 마이컴(33)은 보일러 설치 초기에는 자체 내에 기억된 시운전 프로그램을 작동시켜 각방의 난방부하에 대한 배관(7) 길이 등을 검출하고, 보일러의 설치 후에는 보일러 본체(1) 및 수개의 리모컨(2)에서 전송되어오는 데이터를 통해 열교환기의 난방수 출탕온도 및 과열(비등)방지 에러를 판별하고 수개의 난방배관 유량조절밸브(8) 개폐에 따른 제어신호와 보일러의 난방 및 온수모드에 따른 연소제어신호 발생을 포함하여 각방제어에 따른 전반적인 기능을 수행하게 된다.
또, 상기 밸브 구동부(34)는 마이컴(33)의 출력신호에 부응하여 수개의 난방배관 유량조절밸브(8)에 따른 개폐 제어를 직접적으로 수행하고, 상기 순환펌프 구동 명령부(35)는 마이컴(33)의 출력신호에 부응하여 순환펌프(11)의 구동을 제어하게 되며, 상기 통신 데이터 송수신부(36)(37)는 보일러 본체(1) 및 수개의 리모컨(2)과 각각 양방향 통신을 통해 각종 상태정보 및 제어신호 등을 주고 받을 수 있도록 하는 기능을 수행하게 된다.
한편, 상기 제어기(3) 내 마이컴(33)은 보일러가 최초 설치되면 자체 내에 기 입력된 프로그램을 통해 시운전을 실시(S1)하게 되는데, 이와 같은 시운전 단계(S1)에서는 보일러의 순환펌프(11)를 구동시키면서 각방의 배관(7)에 연결된 난방배관 유량조절밸브(8)들을 각각 하나씩 100%로 열고 해당 방의 배관(7)으로 난방수를 유입시켜 유량들을 검출하여 기억시키는 동작을 반복하는 방식을 통해 모든 방의 배관(7)들에 대한 난방수 유입량을 검출하여 기억한 후 상기에서 기억한 모든 방의 배관(7)들의 난방수 유입량을 읽어들여 그 값들을 상호 비교하는 방식을 통해 각 방의 배관길이를 상대적 비율로 계산한 다음 그 정보를 기억하게 된다.
이후, 상기 마이컴(33)은 전술한 바와 같이 보일러의 설치 후 시운전이 완료되면 수개의 방들 중 사용자가 난방을 원하여 열려져 있는 현재 난방배관 유량조절밸브(8)의 개수(i)를 산출(S2)하고 그 개수(i)가 "0"인지를 확인(S3)하여 만약 "0"이면 사용자가 난방을 원하는 방이 없는 것으로 인식하고 열려지는 난방배관 유량조절밸브(8)가 발생될 때까지 난방 오프 모드로 돌입(S4)하게 된다.
상기와 같이 난방 오프 모드에서 계속해서 열려지는 난방배관 유량조절밸브(8)의 개수(i)를 확인한 결과 사용자가 특정방에서 리모컨(2)을 통해 난방을 원함으로 인해 열려진 난방배관 유량조절밸브(8) 개수(i)가 "0"이 아니면 상기 마이컴(33)을 보일러를 난방 온 모드로 돌입(S5)시키게 된다.
이와 같이 난방 온 모드 상태에서 상기 마이컴(33)은 시운전시 기 검출된 각방의 배관 길이 비율 정보를 이용하여 열려진 난방배관 유량조절밸브(8)의 개수(i)에 대응하여 연결된 각방의 배관(7)길이에 따라 각 난방배관 유량조절밸브(8)의 목표유량을 계산하고 각각의 난방배관 유량조절밸브(8)들을 상기에서 계산된 목표유량에 맞게 개도(S6)주게 된다.
이후, 상기 마이컴(33)은 현재 난방 온된 수개의 방들에 대한 난방배관 유량조절밸브(8)들 중 난방배관 유량조절밸브(8)의 개도량이 가장 큰 방의 리모컨을 임의의 변수(Rc)로 설정하고(S7), 이렇게 설정된 임의의 리모컨(Rc)이 설치된 방의 현재온도를 검출하여 그 온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) 미만이면서 실내 설정온도 - 허용편차(α)보다는 높은지를 판단하게 된다(S8).
이때, 상기 허용편차(α)는 보일러의 난방용량이나 각방의 난방부하 용량 및 난방중 실내온도 검출시 발생될 수 있는 채터링 등에 의한 편차 등을 감안하여 임의로 설정할 수 있는데, 본 발명에서는 ±0.5-1.0℃ 내로 설정하였다.
한편, 상기와 같이 난방배관 유량조절밸브(8)의 개도량이 가장 큰 방의 리모컨(Rc)이 설치된 방의 현재온도를 검출하여 허용편차(α)를 포함한 설정온도와 상호 비교한 결과, 실내 설정온도 + 허용편차(α) > 현재 실내온도 > 실내 설정온도 - 허용편차(α) 사이에 있지 않으면(S8에서 No), 다시 임의의 리모컨(Rc)이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하인지를 판단하게 된다(S9).
상기에서 판단한 결과 임의의 리모컨(Rc)이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하이면 그때의 보일러 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)인지를 판단하여(S10), 만약 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)가 아니면(S10에서 No) 보일러의 난방수 설정온도를 정해진 온도 값으로 한 단계 올려주어 공급열량을 높여 주게 된다(S11).
그러나, 상기에서 S9단계에서 판단한 결과, 난방배관 유량조절밸브(8)의 개도량이 가장 큰 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하가 아니면(S9에서 No) 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)인지를 판단하여(S12), 만약 그 결과 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)가 아니면(S12에서 No) 보일러의 난방수 설정온도를 정해진 온도 값으로 한 단계 내려주어 공급열량을 한 단계 낮추어 주게 된다(S13).
이때, 상기 보일러의 난방수 최대 설정온도(Max)와 최소 설정온도(Min)는 각각의 보일러 특성 등에 따라 서로 다를 수 있는데, 본 발명에서는 보일러의 난방수 최대 설정온도(Max)를 85-90℃로 설정하였고, 또 보일러의 난방수 최소 설정온도(Min)는 40-45℃로 설정하였다.
또한, 상기에서 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)이거나 또는 최소 설정온도(Min)이어서 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계씩 올리거나 내릴 때(S11 또는 S13) 그 온도 범위를 다양하게 변화시킬 수 있는데, 본 발명에서는 최대 설정온도(85-90℃)와 최소 설정온도(40-45℃) 사이에서 그때 그때마다 현재 난방수 설정온도에서 한 단계를 올리거나 내릴 때 ±5℃가 되도록 설정하였다.
즉, 난방배관 유량조절밸브(8)의 개도량이 가장 큰 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하인데 난방수의 현재 설정온도는 예를 들어 50℃로 최대 설정치(Max)가 아니면 보일러의 난방수 설정온도를 55℃로 한 단계 높여 보일러의 연소를 제어하고, 난방배관 유량조절밸브(8)의 개도량이 가장 큰 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하가 아닌데 난방수의 현재 설정온도는 예를 들어 50℃로 최소 설정치(Min)가 아니면 보일러의 난방수 설정온도를 45℃로 한 단계 낮추어 보일러의 연소를 제어하게 됨으로써 사용자가 설정한 온도로 보다 정확하게 각방의 난방제어를 할 수 있어 보일러를 이용한 난방효율을 대폭 향상시킬 수 있음은 물론 소비자의 만족도를 대폭 증진시킬 수 있는 것이다.
한편, 상기 각 단계(S8, S10, S12)에서 각각 판단한 결과 임의의 리모컨(Rc) 이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) > 현재 실내온도 > 실내 설정온도 - 허용편차(α) 조건에 있거나(S8에서 Yes), 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max) 또는 최소 설정온도(Min)인 경우(S10 및 S12에서 Yes)를 포함하여 난방수의 설정온도를 판단한 결과 최대 설정온도(Max) 또는 최소 설정온도(Min)가 아니므로 인해 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 올리거나(S11) 또는 내린(S13) 후 만약 곧바로 난방을 위해 열려져 있는 현재 난방배관 유량조절밸브의 개수(i)를 산출하는 단계(S2)로 되돌아가 상기한 단계를 반복 수행한다면 실제로 한 단계 높이거나 낮춘 난방수 설정온도가 과열방지온도 이상으로 높을 수 있어 보일러가 과열될 우려가 있다.
따라서, 본 발명에서는 상기 각 단계(S8, S10, S12)에서 각각 판단한 결과 임의의 리모컨(Rc)이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) > 현재 실내온도 > 실내 설정온도 - 허용편차(α) 조건에 있거나(S8에서 Yes), 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max) 또는 최소 설정온도(Min)인 경우(S10 및 S12에서 Yes)를 포함하여 난방수의 설정온도를 판단한 결과 최대 설정온도(Max) 또는 최소 설정온도(Min)가 아니므로 인해 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 올리거나(S11) 또는 내린(S13) 후에는 보일러의 난방수 현재온도가 과열방지온도(예를 들어 90-95℃) 이상인지를 검출하여 그 이상이면 다시 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)인지를 판단하는 단계(S12)로 되돌아가 그때의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)인지를 확인하고 만약 최소 설정온도가 아니면 다시 난방수 설정온도를 한 단계 더 낮추어주도록 하고, 난방수 온도가 과열방지온도 이상이 아 닐 경우에 한하여 난방을 위해 열려져 있는 현재 난방배관 유량조절밸브의 개수(i)를 산출하는 초기 단계(S2)로 되돌아가 그 후의 단계를 반복 수행하도록 하였다.
이와 같이 각방의 배관 길이에 부응하여 각 방의 배관에 연결된 난방배관 유량조절밸브들의 전개 량을 달리하고 실내 설정온도 대비 실내 현재온도를 비교하여 그 차에 따라 보일러의 난방수 설정온도를 자동으로 한 단계 높이거나 낮추어 각방의 난방제어를 실시하던 중 보일러의 난방수 온도가 과열(비등)방지 온도에 도달하게 되면 난방수 설정온도를 다시 한 단계 내려 줌으로써 보일러가 과열로 인해 손상되는 것을 사전에 예방할 수 있어 보일러 자체의 상품성과 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
도 1은 일반적인 각방제어 시스템의 블록 구성도.
도 2는 본 발명 방법이 적용된 각방제어 시스템의 블록 구성도.
도 3은 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 보일러 본체 2 : 리모컨
3 : 제어기 4,5 : 양방향 통신 인터페이스
7 : 난방배관 8 : 난방배관 유량조절밸브
11 : 순환펌프 33 : 마이컴
34 : 밸브 구동부 35 : 순환펌프 구동 명령부
36,37 : 통신 데이터 송수신부

Claims (7)

  1. 제어기를 사이에 두고 보일러 본체와 리모컨들 사이에서 상시 통신을 통해 각방에 대한 난방수에 대한 제어를 실시하는 각방제어 시스템의 열량조절방법에 있어서,
    보일러가 최초 설치되면 상기 마이컴에서 시운전을 실시하는 단계와;
    난방을 위해 열려져 있는 현재 난방배관 유량조절밸브의 개수(i)를 산출하는 단계와;
    열려진 난방배관 유량조절밸브 개수(i)가 "0"인지를 확인하여 "0"이면 난방 오프 모드로 돌입하는 단계와;
    상기에서 검출한 결과 열려진 난방배관 유량조절밸브 개수(i)가 "0"이 아니면 보일러를 난방 온 모드로 돌입시키는 단계와;
    열려진 난방배관 유량조절밸브의 개수(i)에 대응하여 연결된 각방의 배관길이 비율에 따라 각 난방배관 유량조절밸브의 목표유량을 계산하고 각각의 난방배관 유량조절밸브들을 상기에서 계산된 목표유량에 맞게 개도시켜 주는 단계와;
    난방 온된 방의 난방배관 유량조절밸브 중 난방배관 유량조절밸브의 개도량이 가장 큰 방의 리모컨을 임의의 변수(Rc)로 설정하는 단계와;
    임의의 리모컨이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) 미만이면서 실내 설정온도 - 허용편차(α)보다는 높은지를 판단하는 단계와;
    상기에서 판단한 결과 현재 실내온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) > 현재 실내온도 > 실내 설정온도 - 허용편차(α) 사이가 아니면 임의의 리모컨이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하인지를 판단하는 단계와;
    상기에서 판단한 결과 임의의 리모컨이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하이면 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)인지를 판단하는 단계와;
    상기에서 판단한 결과 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)가 아니면 보일러의 난방수 설정온도를 정해진 온도 값으로 한 단계 올려주는 단계와;
    상기에서 판단한 결과 임의의 리모컨이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 - 허용편차(α) 이하가 아니면 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)인지를 판단하는 단계와;
    상기에서 판단한 결과 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)가 아니면 보일러의 난방수 설정온도를 정해진 온도 값으로 한 단계 내려주는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한 열량조절방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기에서 판단한 결과 임의의 리모컨이 설치된 방의 현재온도가 실내 설정온도 + 허용편차(α) > 현재 실내온도 > 실내 설정온도 - 허용편차(α) 조건에 있거나, 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max) 또는 최소 설정온도(Min)인 경우를 포함하여 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 올리거나 또는 내린 후에는 보일러의 난방수 온도가 과열방지온도 이상인지를 검출하여 그 이상이면 다시 보일러의 난방수 설정온도가 최소 설정온도(Min)인지를 판단하는 단계로 되돌아가고, 그 이상이 아니면 난방을 위해 열려져 있는 현재 난방배관 유량조절밸브의 개수(i)를 산출하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 수행하는 것을 특징으로 하는 각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한 열량조절방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 시운전 단계에서는, 보일러의 순환펌프를 구동시키면서 각방의 배관에 연결된 난방배관 유량조절밸브들을 각각 하나씩 100%로 열어주면서 해당 방의 배관으로 유입되는 유량들을 검출하여 기억시킨 후 모든 방의 배관들의 난방수 유입량을 읽어들여 그 값들을 상호 비교하는 방식을 통해 각 방의 배관길이를 상대적 비율로 계산한 후 그 정보를 기억시켜 주는 것을 특징으로 하는 각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한 열량조절방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 허용편차(α)는 0.5-1.0℃인 것을 특징으로 하는 각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한 열량조절방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 보일러의 난방수 최대 설정온도(Max)는 85-90℃로 설정하고, 보일러의 난방수 최소 설정온도(Min)는 40-45℃로 설정한 것을 특징으로 하는 각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한 열량조절방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 보일러의 난방수 설정온도가 최대 설정온도(Max)이거나 또는 최소 설정온도(Min)이어서 보일러의 난방수 설정온도를 한 단계 올리거나 내릴 때 최대 설정온도와 최소 설정온도 사이에서 각 단계별 상승 및 하강되는 온도는 ±5℃인 것을 특징으로 하는 각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한 열량조절방법.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 과열방지온도는 90-95℃인 것을 특징으로 하는 각방제어 시스템에서의 보일러 난방수 공급온도를 이용한 열량조절방법.
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