KR100968701B1 - Method for controlling hot-water temperature of a boiler according to direct water temperature in the boiler with fast hot-water function - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용자가 빠른 온수 버턴을 조작하면 사용자의 온수 사용이 감지되기 전에도 3방 밸브를 온수모드로 전환하여, 열교환기를 통과한 난방 공급수를 온수열교환기로 유동시키는 빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따른 온수 온도 제어방법에 있어서, 사용자가 빠른 온수 기능을 사용하지 않고 온수를 사용할 때, 보일러 내로 유입되는 직수의 온도를 판단하여 저장하는 단계; 사용자가 빠른 온수 기능에 따라 온수를 사용할 때, 사용자가 설정한 온수온도로 온수를 공급하도록 보일러의 열량을 제어하기 위해, 보일러에 의한 가열을 중지하는 가열 오프 온도와, 보일러에 의한 가열을 개시하는 가열 온 온도를 결정하는 단계; 열교환기로부터 열을 전달받은 후 열교환기를 빠져나오는 난방 공급수의 온도를 측정하는 단계; 상기 측정된 난방 공급수의 온도가 가열 오프 온도일 때, 보일러에 의한 가열을 중지하고, 상기 측정된 난방 공급수의 온도가 가열 온 온도일 때, 보일러에 의한 가열을 개시하도록 제어하는 단계를 포함하고, 상기 가열 오프 온도와 가열 온 온도는 상기 저장된 직수 온도가 높아짐에 따라 가열 오프 온도와 가열 온 온도 사이의 차이가 감소되도록 결정되는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, when the user manipulates the quick hot water button, the three-way valve is switched to the hot water mode even before the user's hot water use is detected, and the water is directly supplied from the boiler having the quick hot water function to flow the heating water supplied through the heat exchanger to the hot water heat exchanger. A hot water temperature control method according to temperature, comprising: determining and storing a temperature of direct water flowing into a boiler when a user uses hot water without using a quick hot water function; When the user uses hot water according to the quick hot water function, in order to control the heat quantity of the boiler to supply hot water at the hot water temperature set by the user, a heating off temperature for stopping the heating by the boiler and starting the heating by the boiler Determining a heating on temperature; Measuring the temperature of the heating feed water exiting the heat exchanger after receiving heat from the heat exchanger; Stopping heating by the boiler when the temperature of the measured heating supply water is a heating off temperature and controlling to start heating by the boiler when the temperature of the measured heating supply water is a heating on temperature. And the heating off temperature and the heating on temperature are determined such that the difference between the heating off temperature and the heating on temperature is reduced as the stored direct temperature is increased.

직수 온도, 온수 온도, 가열 오프 온도, 가열 온 온도, 열교환기 Direct water temperature, hot water temperature, heating off temperature, heating on temperature, heat exchanger

Description

빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따른 온수 온도 제어방법 {Method for controlling hot-water temperature of a boiler according to direct water temperature in the boiler with fast hot-water function}Method for controlling hot-water temperature of a boiler according to direct water temperature in the boiler with fast hot-water function}

본 발명은 빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따른 온수 온도 제어방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 직수 온도에 따라 보일러의 가열 오프 온도와 가열 온 온도를 다르게 제어하는 빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따른 온수 온도 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a hot water temperature control method according to the direct water temperature in a boiler having a quick hot water function. More specifically, the present invention relates to a hot water temperature control method according to the direct water temperature in a boiler having a fast hot water function for controlling the heating off temperature and the heating on temperature of the boiler differently according to the direct water temperature.

일반적으로, 보일러는 열교환기에서의 열전달을 통해 물을 가열하고, 이 가열된 물을 실내의 난방배관으로 순환시켜 난방을 하거나 또는 사용자에게 온수를 공급하는 장치이다. In general, a boiler is a device that heats water through heat transfer in a heat exchanger, and circulates the heated water to a heating pipe in a room to heat it or to supply hot water to a user.

도 1은 보일러의 일반적인 구성을 나타내는 도면이다. 보일러는 난방수의 일부를 저장하는 팽창탱크(1)와, 난방배관(20)을 거쳐 환수되는 난방 환수를 열교환기(4)로 공급하는 순환펌프(2)와, 공기와 가스의 혼합기를 연소시켜 연소열을 발생시키는 버너(3)와, 상기 버너(3)의 연소열을 난방수로 전달하는 열교환기(4)와, 열교환기(4)를 통과한 난방 공급수의 온도를 감지하는 공급수 온도센서(5)와, 열교 환기(4)에서 가열된 난방 공급수의 열을 직수로 전달하는 온수열교환기(6)와, 사용자의 온수 사용 유무를 감지하는 흐름 스위치(7)와, 온수 온도를 제어하기 위해 온수열교환기(6) 출구부에 장착된 온수 온도센서(8)와, 보일러의 난방라인 및 온수라인을 선택적으로 개폐하는 3방 밸브(9)와, 일련의 연소과정 및 보일러의 작동을 제어하는 제어기(10)를 포함한다. 1 is a view showing a general configuration of a boiler. The boiler burns an expansion tank (1) for storing a portion of the heating water, a circulation pump (2) for supplying the heating return water returned through the heating pipe (20) to the heat exchanger (4), and a mixture of air and gas. A burner 3 for generating combustion heat, a heat exchanger 4 for transmitting the combustion heat of the burner 3 to heating water, and a supply water temperature for sensing a temperature of the heating supply water passing through the heat exchanger 4 A sensor 5, a hot water heat exchanger 6 which transfers the heat of the heating feed water heated by the heat exchanger 4 to the direct water, a flow switch 7 which detects whether the user uses hot water, and a hot water temperature. Hot water temperature sensor (8) mounted at the outlet of the hot water heat exchanger (6) for control, three-way valve (9) for selectively opening and closing the heating line and hot water line of the boiler, a series of combustion processes and operation of the boiler It includes a controller 10 for controlling.

보일러에서 사용자에게 온수를 공급하는 과정을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the process of supplying hot water to the user in the boiler as follows.

사용자가 온수를 사용하기 위해 밸브(예를 들어, 수도꼭지)를 개방하면, 직수(수도관을 통해 보일러 내로 들어오는 물)가 보일러 내로 들어오게 된다. 직수가 유입되면, 흐름 스위치(7)가 이를 감지하여 제어기(10)(마이크로프로세서)로 신호를 전달한다. When the user opens a valve (e.g. a faucet) to use hot water, direct water (water entering the boiler through the water pipe) enters the boiler. When direct water flows in, the flow switch 7 detects this and sends a signal to the controller 10 (microprocessor).

이때, 보일러에 의한 난방이 가동 중인 경우에는, 제어기는 3방 밸브(9)를 온수모드로 전환하여 열교환기(4)를 통과한 난방 공급수를 난방배관(20)으로 공급하지 않고 온수열교환기(6)로 공급한다. 직수는 온수열교환기(6)를 통과하면서 난방 공급수로부터 열을 얻어 사용자에게 온수로 공급된다. 다음에, 제어기는 온수온도센서(8)를 통해 측정된 온수 온도와 사용자가 설정한 온수 온도(사용자 설정 온도)를 비교하여 버너(3)의 열량을 제어하므로 비교적 신속한 온수 공급이 이루어질 수 있다. At this time, when the heating by the boiler is in operation, the controller switches the three-way valve 9 to the hot water mode so that the hot water heat exchanger does not supply the heating supply water passing through the heat exchanger 4 to the heating pipe 20. Supply to (6). Direct water passes through the hot water heat exchanger (6) to obtain heat from the heating supply water is supplied to the user as hot water. Next, the controller compares the hot water temperature measured by the hot water temperature sensor 8 and the hot water temperature set by the user (user set temperature) to control the amount of heat of the burner 3 so that a relatively rapid hot water supply can be achieved.

그러나, 보일러에 의한 난방이 가동 중이 아닌 경우, 즉 사용자가 보일러를 온(on) 한 후 바로 온수를 사용하고자 할 경우에는, 버너(3)를 점화한 후 온수 온도 제어를 위한 버너 열량을 제어하기까지는 약 7~10초 정도 소요되기 때문에 신속 히 온수를 공급하기가 어려웠다. 또한, 사용자는 온수를 사용하기 위해 수도꼭지를 튼 후, 온수가 나올 때까지 기다리는 것이 일반적이므로, 사용자가 사용하기에 적당한 온도의 온수가 나올 때까지의 물은 버려지게 되어 물이 낭비된다. However, when the heating by the boiler is not operating, that is, when the user wants to use hot water immediately after turning on the boiler, controlling the amount of burner heat for controlling the hot water temperature after igniting the burner 3. It took about 7 to 10 seconds until it was difficult to supply hot water quickly. In addition, since the user turns on the faucet to use hot water, and waits until the hot water comes out, the water until the hot water of a temperature suitable for use by the user comes out is discarded and water is wasted.

동절기에는 직수의 온도가 낮아서 신속한 온수 공급이 특히 중요한 문제가 되므로, 일부의 보일러에서는 "빠른 온수" 기능을 채택하고 있다. 사용자가 온도조절기에 있는 "빠른 온수" 버턴을 누르면, 제어기는 사용자가 온수를 곧 사용할 것이라 판단하여, 흐름 스위치(7)를 통한 사용자의 온수 사용이 감지되기 전에도 3방 밸브(9)를 미리 온수모드로 전환한다. 다음에, 온수 온도에 맞게 버너(3)의 연소를 시작하여 열교환기(4)를 통과한 난방 공급수를 온수열교환기(6)로 보내 온수열교환기의 온도를 높여놓는다. 이렇게 하면, 사용자가 온수 사용시 신속히 사용자 설정 온도로 온수를 공급할 수 있게 된다. 일반적으로, 이런 과정은 사용자가 온도 조절기에 있는 "빠른 온수" 버턴을 누른 다음 10분 동안만 유지하게 한다. In winter, the low temperature of the direct water makes rapid hot water supply a particularly important issue, so some boilers have a "fast hot water" function. When the user presses the "quick hot water" button on the thermostat, the controller determines that the user will soon use hot water, pre-heating the 3-way valve 9 even before the user's use of hot water through the flow switch 7 is detected. Switch to mode. Next, combustion of the burner 3 is commenced according to the hot water temperature, and the heating supply water passing through the heat exchanger 4 is sent to the hot water heat exchanger 6 to raise the temperature of the hot water heat exchanger. This allows the user to quickly supply hot water at a user set temperature when using hot water. In general, this process allows the user to press the "fast hot water" button on the thermostat and hold it for only 10 minutes.

이때, 보일러는 사용자 설정 온도에 맞도록 온수 온도를 제어하기 위해, 가열 오프(off) 온도(버너의 작동을 중지하는 온도)와 가열 온(on) 온도(버너의 작동을 개시하는 온도)를 설정하고, 공급수 온도센서(5)를 통해 감지된 현재의 난방 공급수 온도가 가열 오프 온도에 도달하면 버너(3)의 연소를 중지하고, 순환펌프(2)를 통한 난방 공급수의 순환만 반복한다. 시간이 지나, 난방 공급수 온도가 낮아져서 가열 온 온도에 도달하면, 다시 버너(3)의 연소를 개시한다. 이렇게 함으로써, 보일러는 난방 공급수의 온도가 일정한 범위 내에 유지될 수 있게 한다.At this time, the boiler sets the heating off temperature (the temperature at which the burner is stopped) and the heating on temperature (the temperature at which the burner is started) to control the hot water temperature according to the user set temperature. When the current heating feed water temperature detected by the feed water temperature sensor 5 reaches the heating-off temperature, the combustion of the burner 3 is stopped, and only the circulation of the heating feed water through the circulation pump 2 is repeated. do. As time passes, when the heating feed water temperature is lowered and the heating-on temperature is reached, combustion of the burner 3 is started again. In this way, the boiler allows the temperature of the heating feed water to be maintained within a certain range.

그러나, 보일러 내로 유입되는 직수의 온도는 계절에 따라 차이가 나고(예를 들어, 여름철의 직수 온도는 20℃이고, 겨울철의 직수 온도는 5℃), 직수 온도에 따라 보일러가 사용자 설정 온도에 맞게 온수를 공급하기 위한 버너(3)의 제어 열량이 다름에도 불구하고, 종래의 보일러에서는 직수 온도에 관계없이 일정한 가열 오프 온도와 가열 온 온도를 설정해 두고 있었다. However, the temperature of the direct water flowing into the boiler varies depending on the season (for example, the summer direct water temperature is 20 ° C and the winter direct water temperature is 5 ° C), and depending on the direct water temperature, the boiler is adapted to the user set temperature. Despite the difference in the control calorific value of the burner 3 for supplying hot water, in the conventional boiler, a constant heating off temperature and heating on temperature were set regardless of the direct water temperature.

즉, 종래의 보일러에서는 "빠른 온수" 모드에서 보일러 내로 유입되는 직수 온도에 관계없이 공급수 온도센서(5)에서 난방 공급수의 온도를 측정하고, 난방 공급수의 온도가 예를 들어, 70℃ 에서는 보일러의 버너(3)를 오프하고, 45℃에서는 버너를 다시 온하는 식으로 제어하였다.That is, in the conventional boiler, the temperature of the heating feed water is measured by the feed water temperature sensor 5 regardless of the direct water temperature flowing into the boiler in the "fast hot water" mode, and the temperature of the heating feed water is, for example, 70 ° C. In the control, the burner 3 of the boiler was turned off, and the burner was turned on again at 45 ° C.

따라서, 직수 온도가 높을 때는 초기 온수 온도가 사용자 설정 온도보다 높게 공급되고, 직수 온도가 낮을 때는 초기 온수 온도가 사용자 설정 온도보다 낮게 공급되는 문제점이 있었다. Therefore, when the hot water temperature is high, the initial hot water temperature is supplied higher than the user set temperature, and when the hot water temperature is low, the initial hot water temperature is lower than the user set temperature.

따라서, 본 발명은 상기 사정을 감안하여 발명한 것으로, 빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따라 보일러의 가열 오프 온도와 가열 온 온도를 다르게 결정하여 제어함으로써, 온수 사용 초기에 사용자가 설정한 온도와 비교적 유사한 온도로 온수를 신속하게 공급할 수 있는 빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따른 온수 온도 제어방법을 제공하고자 함에 목적이 있다. Accordingly, the present invention has been invented in view of the above circumstances, and the temperature set by the user at the beginning of hot water use is determined by controlling the heating off temperature and the heating on temperature of the boiler differently according to the direct water temperature in a boiler having a rapid hot water function. It is an object of the present invention to provide a hot water temperature control method according to the direct water temperature in a boiler having a fast hot water function that can supply hot water at a temperature similar to that of the hot water.

본 발명의 빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따른 온수 온도 제어방법은, 사용자가 빠른 온수 기능을 사용하지 않고 온수를 사용할 때, 보일러 내로 유입되는 직수의 온도를 판단하여 저장하는 단계; 사용자가 빠른 온수 기능에 따라 온수를 사용할 때, 사용자가 설정한 온수온도로 온수를 공급하도록 보일러의 열량을 제어하기 위해, 보일러에 의한 가열을 중지하는 가열 오프 온도와, 보일러에 의한 가열을 개시하는 가열 온 온도를 결정하는 단계; 열교환기로부터 열을 전달받은 후 열교환기를 빠져나오는 난방 공급수의 온도를 측정하는 단계; 상기 측정된 난방 공급수의 온도가 가열 오프 온도일 때, 보일러에 의한 가열을 중지하고, 상기 측정된 난방 공급수의 온도가 가열 온 온도일 때, 보일러에 의한 가열을 개시하도록 제어하는 단계를 포함하고, 상기 가열 오프 온도와 가열 온 온도는 상기 저장된 직수 온도가 높아짐에 따라 가열 오프 온도와 가열 온 온도 사이의 차이가 감소되도록 결정되는 것을 특징으로 한다.Hot water temperature control method according to the direct water temperature in the boiler having a rapid hot water function of the present invention, when the user uses hot water without using the fast hot water function, determining the temperature of the direct water flowing into the boiler and storing; When the user uses hot water according to the quick hot water function, in order to control the heat quantity of the boiler to supply hot water at the hot water temperature set by the user, a heating off temperature for stopping the heating by the boiler and starting the heating by the boiler Determining a heating on temperature; Measuring the temperature of the heating feed water exiting the heat exchanger after receiving heat from the heat exchanger; Stopping heating by the boiler when the temperature of the measured heating supply water is a heating off temperature and controlling to start heating by the boiler when the temperature of the measured heating supply water is a heating on temperature. And the heating off temperature and the heating on temperature are determined such that the difference between the heating off temperature and the heating on temperature is reduced as the stored direct temperature is increased.

또한, 상기 직수 온도를 판단하여 저장하는 단계는, 사용자의 온수 사용을 흐름 스위치가 감지하여, 3방 밸브가 온수모드로 전환된 후, 온수열교환기 출구에 장착되어 있는 온수 온도센서에 의해 일정한 시간 간격으로 온도를 측정하는 단계; 상기 측정된 온도 중에서 가장 낮은 온도를 직수 온도로 판단하여 저장하는 단계를 포함하고, 상기 직수 온도는 사용자의 온수 사용시마다 측정되어, 가장 최근의 측정값이 직수 온도로 저장되는 것을 특징으로 한다. In addition, the step of determining and storing the direct water temperature, the flow switch detects the user's use of hot water, after the three-way valve is switched to the hot water mode, a predetermined time by the hot water temperature sensor mounted at the outlet of the hot water heat exchanger Measuring the temperature at intervals; And determining and storing the lowest temperature among the measured temperatures as the direct temperature, wherein the direct temperature is measured every time the user uses hot water, and the most recent measured value is stored as the direct temperature.

또한, 상기 가열 온 온도는, 이하의 식으로부터 계산되는 것을 특징으로 한다.In addition, the said heating-on temperature is calculated from the following formula, It is characterized by the above-mentioned.

Q = m * C * (Tsupply - Treturn) Q = m * C * (T supply -T return )

여기서, Q는 단위시간당 보일러의 최소 공급 열량이고, m은 보일러 설계시 결정된 난방수 순환 유량이고, C는 물의 비열이고, Tsupply 는 가열 온 온도이고, Treturn 은 난방 환수의 온도이다.Where Q is the minimum heat supply of the boiler per unit time, m is the heating water circulation flow rate determined in the boiler design, C is the specific heat of water, T supply is the heating-on temperature, and T return is the temperature of the heating return.

또한, 상기 난방 환수의 온도는 온수 온도센서에 의한 측정값으로 근사화되는 것을 특징으로 한다.In addition, the temperature of the heating return is characterized in that approximated by the measured value by the hot water temperature sensor.

본 발명에 따르면, 빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따라 보일러의 가열 오프 온도와 가열 온 온도를 다르게 결정하여 제어함으로써, 보일러에서 온수 사용 초기에 사용자가 설정한 온도와 비교적 유사한 온도로 온수를 신속하게 공급할 수 있어, 온수 온도 변화로 인한 사용자의 불편을 해소할 수 있다.According to the present invention, by controlling the heating off temperature and heating on temperature of the boiler differently according to the direct water temperature in the boiler having a quick hot water function, the hot water at a temperature relatively similar to the temperature set by the user at the initial use of hot water in the boiler It can be supplied quickly, eliminating user inconvenience caused by hot water temperature changes.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same elements are denoted by the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings.

본 발명의 보일러는 상술한 바와 같은 빠른 온수 기능을 갖고 있으며, 그 구성은 도 1에 도시된 일반적인 보일러의 구성과 동일하다. 다만, 본 발명에서는 사 용자가 빠른 온수 기능에 따라 온수를 사용할 때, 보일러 내로 유입되는 직수 온도에 따라 가열 오프 온도와 가열 온 온도를 다르게 제어함으로써, 온수 사용 초기에 온수 온도가 사용자 설정 온도보다 높거나 낮게 공급되는 문제점을 해소하여, 사용자 설정 온도에 맞는 온수를 더 신속하게 공급하고자 한다.The boiler of the present invention has a quick hot water function as described above, the configuration is the same as the configuration of the general boiler shown in FIG. However, in the present invention, when the user uses hot water according to the fast hot water function, by controlling the heating off temperature and the heating on temperature differently according to the direct water flowing into the boiler, the hot water temperature is higher than the user set temperature at the beginning of hot water use In order to solve the problem of supplying a low or low temperature, hot water for a user set temperature is supplied more quickly.

이를 위해서는, 먼저 직수 온도를 측정해야 한다. To do this, first, the direct temperature must be measured.

직수 온도 측정을 위해서는, 보일러 내로 유입되는 직수관에 인접하여 온도 센서를 설치하면 되지만, 새로운 부품의 추가는 보일러의 전체 제작 비용을 증가시키는 원인이 된다. 따라서, 본 발명에서는 사용자가 빠른 온수 기능을 사용하지 않고 온수를 사용할 때, 온수 사용을 흐름 스위치(7)가 감지하여 3방 밸브가 온수모드로 전환된 후, 온수열교환기(6)의 출구부에 있는 온수 온도센서(8)에서 측정된 온도 중에서 가장 낮은 온도를 직수 온도라 판단하고, 이 온도를 제어기에 직수 온도로 저장한다. 이러한 직수 온도는 온수 사용시마다 측정되므로, 제어기는 가장 최근에 입력된 직수 온도를 저장해 두게 된다. For direct water temperature measurement, a temperature sensor may be installed adjacent to the direct pipe flowing into the boiler, but the addition of new parts increases the overall manufacturing cost of the boiler. Therefore, in the present invention, when the user uses hot water without using the quick hot water function, after the flow switch 7 detects the hot water use and the three-way valve is switched to the hot water mode, the outlet portion of the hot water heat exchanger 6 is used. The lowest temperature among the temperatures measured by the hot water temperature sensor 8 in the water is determined as the direct water temperature, and the temperature is stored in the controller as the direct water temperature. Since the hot water temperature is measured every time the hot water is used, the controller stores the most recently input hot water temperature.

도 2는 사용자의 온수 사용시 온수 온도센서(8)로 측정된 측정값의 변화를 나타내는 그래프이다.2 is a graph showing a change in the measured value measured by the hot water temperature sensor 8 when the user uses hot water.

도시된 바와 같이, 사용자가 온수를 사용하기 전에는 온수 온도센서(8)는 보일러 내의 온수관에 인접한 부분의 온도를 측정하고 있으며, 사용자가 t1에서 온수를 사용한 후에는 온수열교환기(6)의 출구로 나오는 물의 온도를 측정하게 된다. As shown, before the user uses the hot water, the hot water temperature sensor 8 measures the temperature of the portion adjacent to the hot water pipe in the boiler, and after the user uses the hot water at t1, the outlet of the hot water heat exchanger 6 The temperature of the water coming out is measured.

온수 사용 초기에는 온수열교환기(6)로 열이 충분히 공급되지 않은 상태이므로, 온수열교환기로부터 열을 전달받지 않은 물이 온수관으로 배출되기 때문에, 온 수 온도센서(8)에 의해 측정된 가장 낮은 온도(P1)는 직수 온도와 거의 동일하게 된다. In the initial stage of hot water use, since the heat is not sufficiently supplied to the hot water heat exchanger 6, since water that has not received heat from the hot water heat exchanger is discharged to the hot water pipe, the hot water temperature sensor 8 The low temperature P 1 becomes almost equal to the direct temperature.

사용자가 "빠른 온수" 버턴을 누른 후 온수를 사용한 경우에는, 보일러를 켠 후 일정 시간 동안은 사용자가 온수를 사용하기 전에도 난방 공급수를 온수열교환기(6)로 공급하여 미리 온수열교환기의 온도를 높여 두게 된다. 이후에, 사용자의 온수 사용에 의해 온수열교환기(6)로 들어가는 직수는 온수열교환기로부터 상당한 열을 전달받은 후 온수 온도센서(8)를 지나게 되고, 이때 측정된 온도는 실제의 직수 온도보다 높다. 따라서, 직수 온도는 사용자가 빠른 온수 기능을 사용하지 않고 온수를 사용할 때, 온수 온도센서(8)에 의해 측정된 값이 된다.If the user used hot water after pressing the "fast hot water" button, the heating supply water is supplied to the hot water heat exchanger (6) before the user uses the hot water for a certain time after the boiler is turned on, so that the temperature of the hot water heat exchanger in advance. Will be raised. Thereafter, the direct water entering the hot water heat exchanger 6 by the user's use of hot water passes through the hot water temperature sensor 8 after receiving considerable heat from the hot water heat exchanger, where the measured temperature is higher than the actual direct water temperature. . Therefore, the direct water temperature is a value measured by the hot water temperature sensor 8 when the user uses hot water without using the quick hot water function.

다음으로, 가열 오프 온도와 가열 온 온도를 결정하는 과정을 살펴보기로 한다. Next, the process of determining the heating off temperature and the heating on temperature will be described.

가열 온 온도는 이하의 식(1)로부터 구할 수 있다.Heating-on temperature can be calculated | required from following formula (1).

Q = m * C * (Tsupply - Treturn) 식(1)Q = m * C * (T supply -T return ) formula (1)

여기서, Q는 단위시간당 보일러의 버너의 제어열량이고, m은 난방수 순환 유량, C는 물의 비열로 1 kcal/kg℃ 이고, Tsupply 는 난방 공급수의 온도이고, Treturn 은 난방 환수의 온도이다. Where Q is the control heat of the burner of the boiler per unit time, m is the heating water circulation flow rate, C is the specific heat of water, 1 kcal / kg ℃, T supply is the temperature of the heating feed water, T return is the temperature of the heating return water to be.

난방수 순환 유량(m)은 온수 사용시 열교환기(4), 3방 밸브(9), 온수열교환기(6), 팽창탱크(1), 순환펌프(2)를 거쳐 순환되는 물의 양으로서, 이는 보일러 설 계시 결정된 값이다. 예를 들어, m을 16ℓ/min 라 한다. The heating water circulation flow rate (m) is the amount of water circulated through the heat exchanger (4), the three-way valve (9), the hot water heat exchanger (6), the expansion tank (1), and the circulation pump (2) when using hot water. It is a determined value of boiler design. For example, m is 16 L / min.

보일러의 버너는 최소화력과 최대화력을 갖고 있으며, 상기 식(1)로부터 알 수 있는 바와 같이, Q 가 높아질수록 Tsupply - Treturn 의 값이 커지게 된다. 즉, 버너의 화력이 높아질수록 난방 환수는 열교환기(4)를 통과하면서 많은 열을 받아서 난방 공급수의 온도가 난방 환수에 비해 급격하게 높아진다. The burner of the boiler has a minimizing force and a maximizing force. As can be seen from Equation (1), as the Q increases, the value of T supply -T return increases. That is, as the burner's thermal power increases, the heating return water receives a lot of heat while passing through the heat exchanger 4, and the temperature of the heating supply water rapidly increases compared to the heating return water.

일반적으로, 보일러의 열량은 공급수 온도센서(5)에 의해 측정된 난방 공급수의 온도에 기초하여 제어되므로, 난방 공급수의 급격한 온도 변화는 보일러 버너의 온, 오프가 반복되게 하는 원인이 될 수 있다. 따라서, 보일러의 안정적인 제어를 위해서는, 버너의 화력을 낮게 하여 난방 공급수와 난방 환수의 온도차를 줄이는 것이 효과적이다. 예를 들어, 버너의 최소화력(최소열량)을 5,000kcal/h 라 하면, Q는 5,000kcal/h 가 된다. In general, since the heat quantity of the boiler is controlled based on the temperature of the heating feed water measured by the feed water temperature sensor 5, a sudden change in temperature of the heating feed water may cause the boiler burner to be turned on and off repeatedly. Can be. Therefore, for stable control of the boiler, it is effective to lower the thermal power of the burner to reduce the temperature difference between the heating feed water and the heating return water. For example, if the minimization force (minimum calorific value) of the burner is 5,000 kcal / h, Q is 5,000 kcal / h.

난방 환수의 온도(Treturn)를 알기 위해서는 난방 환수측 배관에 인접하여 온도센서를 설치하면 되지만, 새로운 부품의 추가는 보일러의 전체 제작 비용을 증가시키기 때문에, 본 발명에서는 난방 환수의 온도를 유추하는 방법을 사용하기로 한다. In order to know the temperature (T return ) of the heating return, a temperature sensor may be installed adjacent to the heating return side pipe, but since the addition of new parts increases the overall manufacturing cost of the boiler, the present invention infers the temperature of the heating return. We will use the method.

일반적으로, 온수 사용시 열교환기(4)를 통과한 난방 공급수는 3방 밸브(9)를 거쳐 온수열교환기(6), 팽창탱크(1)를 통해 순환하게 된다. 이때, 온수열교환기(6)를 통과하면서 직수에 열을 전달한 후 환수되는 난방 환수의 온도는 온수관을 통해 사용자에게 공급되는 온수 온도와 약 1~2℃ 차이를 가지게 된다. 따라서, 온 수 온도센서(8)로 측정된 온수 온도를 근사적으로 난방 환수 온도(Treturn)로 본다. 예를 들어, 사용자가 설정한 온수 온도가 43℃라 하면, 온수 온도센서로 측정된 온수의 온도가 43℃가 되어야 한다는 것이고, 이는 근사적으로 난방 환수 온도(Treturn)와 같게 된다. In general, when the hot water is used, the heating feed water passing through the heat exchanger 4 is circulated through the hot water heat exchanger 6 and the expansion tank 1 via the three-way valve 9. At this time, the temperature of the heating return water returned after passing heat to the direct water while passing through the hot water heat exchanger 6 has a difference of about 1 to 2 ° C. from the hot water temperature supplied to the user through the hot water pipe. Therefore, the hot water temperature measured by the hot water temperature sensor 8 is regarded as the heating return temperature T return . For example, if the hot water temperature set by the user is 43 ° C, the temperature of the hot water measured by the hot water temperature sensor should be 43 ° C, which is approximately equal to the heating return temperature T return .

상기에서 결정된 값들을 식(1)에 대입하면,Substituting the values determined above into Equation (1),

5,000 kcal/h = 16 ℓ/min * 60 min/h * 1 kcal/kg℃ * [Tsupply - 43℃]5,000 kcal / h = 16 ℓ / min * 60 min / h * 1 kcal / kg ℃ * [T supply -43 ℃]

따라서, 난방 공급수 온도(Tsupply)는 약 48℃로 계산된다. 이는 버너를 최소화력으로 제어한다고 할 때, 난방 공급수 온도가 48℃ 이하가 되면 사용자 설정 온도인 43℃ 보다 낮은 온도의 온수가 공급된다는 것이다. 따라서, 공급수 온도센서(5)에 의해 측정된 난방 공급수 온도가 48℃ 일 때는 버너를 온하여 열량을 공급해야 하므로, 가열 온 온도는 48℃로 정해진다. Thus, the heating feed water temperature T supply is calculated to be about 48 ° C. This means that when the burner is controlled with a minimum force, when the heating feed water temperature is 48 ° C. or lower, hot water at a temperature lower than the user set temperature 43 ° C. is supplied. Therefore, when the heating feed water temperature measured by the feed water temperature sensor 5 is 48 ° C., the burner should be turned on to supply heat, so the heating on temperature is set to 48 ° C.

다음으로, 가열 오프 온도는 실험에 의해 직수 온도에 따른 최적화된 가열 온 온도와 가열 오프 온도 차이를 나타내는 하기와 같은 그래프에서 결정된다.Next, the heating off temperature is experimentally determined in a graph as follows showing the difference between the optimized heating on temperature and the heating off temperature according to the direct temperature.

Figure 112008069052240-pat00001
Figure 112008069052240-pat00001

상기 그래프에서, 직수 온도를 X축으로, 가열 오프 온도와 가열 온 온도 차이를 Y축으로 할 때, 다음과 같은 방정식이 실험에 의해 결정된다.In the graph, when the direct temperature is set to the X axis and the heating off temperature and the heating on temperature difference are set to the Y axis, the following equation is determined by experiment.

Y = - 0.47X + 14.3 (5 ≤ X ≤ 20) 식(2) Y =-0.47X + 14.3 (5 ≤ X ≤ 20) Equation (2)

결국, 직수 온도가 낮을수록 가열 오프 온도와 가열 온 온도 차이는 더욱 커지는 것이 바람직하다.As a result, the lower the direct water temperature, the larger the difference between the heating-off temperature and the heating-on temperature is desirable.

상기 식(1)과 식(2)로부터, 예시적으로 가열 오프 온도와 가열 온 온도를 결정하는 과정을 설명하면 다음과 같다.From the above formulas (1) and (2), a process of determining the heating off temperature and the heating on temperature will be described as follows.

예를 들어, 제어기에 저장된 가장 최근의 직수 온도가 10℃, 사용자 설정 온도가 40℃, 설계시 결정되는 버너의 단위시간당 최소화력이 5,000 kcal/h , 난방수 순환유량이 15 ℓ/min 이면, 상기 식(1)에서,For example, if the most recent direct water temperature stored in the controller is 10 ° C, the user-set temperature is 40 ° C, the burner's minimum minimizing force per unit time is 5,000 kcal / h, and the heating water circulation flow rate is 15 l / min. In the above formula (1),

5,000 kcal/h = 15 ℓ/min * 60 min/h * 1 kcal/kg℃ * [Tsupply (= 가열 온 온도) - 40℃]5,000 kcal / h = 15 ℓ / min * 60 min / h * 1 kcal / kg ℃ * [T supply (= heating on temperature)-40 ℃]

따라서, 가열 온 온도는 45.5℃ 가 된다. Therefore, heating-on temperature will be 45.5 degreeC.

또한, 상기 식(2)에서,Also, in the formula (2),

Y = - 0.47*10 + 14.3 Y =-0.47 * 10 + 14.3

따라서, Y = 9.6℃ 가 되고, 이는 가열 오프 온도 - 가열 온 온도 = 9.6℃ 라는 의미이다. 따라서,Thus, Y = 9.6 ° C, which means that the heating off temperature-heating on temperature = 9.6 ° C. therefore,

가열 오프 온도 = 가열 온 온도 + 9.6℃ = 45.5℃ + 9.6℃ = 55.1℃ 가 된 다.Heating off temperature = heating on temperature + 9.6 ° C = 45.5 ° C + 9.6 ° C = 55.1 ° C.

이와 달리, 다른 조건은 동일하고, 제어기에 저장된 가장 최근의 직수 온도가 20℃일 경우에는, 상기 식(2)에서,On the contrary, when the other conditions are the same and the most recent direct water temperature stored in the controller is 20 ° C, in the above formula (2),

Y = - 0.47*20 + 14.3 Y =-0.47 * 20 + 14.3

따라서, Y = 4.9℃ 가 되고, Thus, Y = 4.9 ° C.,

가열 오프 온도 = 가열 온 온도 + 4.9℃ = 45.5℃ + 4.9℃ = 50.4℃ 가 된다. Heating-off temperature = heating-on temperature + 4.9 ° C = 45.5 ° C + 4.9 ° C = 50.4 ° C.

이와 같이, 본 발명에서는 사용자가 빠른 온수 기능을 사용하지 않고 온수를 사용할 때, 온수 온도센서(8)에 의한 측정값으로부터 직수 온도를 판단하고, 사용자가 빠른 온수 기능에 따라 온수를 사용할 때, 이러한 직수 온도에 따라 가열 오프 온도와 가열 온 온도를 결정하여 제어한다. 따라서, 종래에 직수 온도가 높을 때는 초기 온수 온도가 사용자 설정 온도보다 높게 공급되고, 직수 온도가 낮을 때는 초기 온수 온도가 사용자 설정 온도보다 낮게 공급되던 문제점을 개선할 수 있다. As described above, in the present invention, when the user uses hot water without using the quick hot water function, the direct water temperature is determined from the measured value by the hot water temperature sensor 8, and when the user uses the hot water according to the fast hot water function, The heating-off temperature and heating-on temperature are determined and controlled according to the direct water temperature. Therefore, in the related art, when the direct hot water temperature is high, the initial hot water temperature is supplied higher than the user setting temperature. When the direct hot water temperature is low, the initial hot water temperature is lower than the user setting temperature.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정 또는 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention will be.

도 1은 보일러의 일반적인 구성을 나타내는 도면.1 shows a general configuration of a boiler.

도 2는 사용자의 온수 사용시 온수 온도센서에 의한 측정값의 변화를 나타내는 그래프.Figure 2 is a graph showing the change in the measured value by the hot water temperature sensor when using the user's hot water.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>

1 : 팽창 탱크1: expansion tank

2 : 순환펌프2: circulation pump

3 : 버너3: burner

4 : 열교환기4: heat exchanger

5 : 공급수 온도센서5: Supply water temperature sensor

6 : 온수열교환기6: hot water heat exchanger

7 : 흐름 스위치7: flow switch

8 : 온수 온도센서8: hot water temperature sensor

9 : 3방 밸브9: 3 way valve

10 : 제어기10: controller

20 : 난방배관20: heating piping

Claims (4)

사용자가 빠른 온수 버턴을 조작하면 사용자의 온수 사용이 감지되기 전에도 3방 밸브를 온수모드로 전환하여, 열교환기를 통과한 난방 공급수를 온수열교환기로 유동시키는 빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따른 온수 온도 제어방법에 있어서, If the user operates the quick hot water button, the three-way valve switches to the hot water mode even before the user's hot water usage is detected, and the boiler has a fast hot water function that flows the heating water passing through the heat exchanger to the hot water heat exchanger. In the hot water temperature control method, 사용자가 빠른 온수 기능을 사용하지 않고 온수를 사용할 때, 보일러 내로 유입되는 직수의 온도를 판단하여 저장하는 단계;When the user uses hot water without using the quick hot water function, determining and storing a temperature of direct water flowing into the boiler; 사용자가 빠른 온수 기능에 따라 온수를 사용할 때, 사용자가 설정한 온수온도로 온수를 공급하도록 보일러의 열량을 제어하기 위해, 보일러에 의한 가열을 중지하는 가열 오프 온도와, 보일러에 의한 가열을 개시하는 가열 온 온도를 결정하는 단계;When the user uses hot water according to the quick hot water function, in order to control the heat quantity of the boiler to supply hot water at the hot water temperature set by the user, a heating off temperature for stopping the heating by the boiler and starting the heating by the boiler Determining a heating on temperature; 열교환기로부터 열을 전달받은 후 열교환기를 빠져나오는 난방 공급수의 온도를 측정하는 단계;Measuring the temperature of the heating feed water exiting the heat exchanger after receiving heat from the heat exchanger; 상기 측정된 난방 공급수의 온도가 가열 오프 온도일 때, 보일러에 의한 가열을 중지하고, 상기 측정된 난방 공급수의 온도가 가열 온 온도일 때, 보일러에 의한 가열을 개시하도록 제어하는 단계를 포함하고, Stopping heating by the boiler when the temperature of the measured heating supply water is a heating off temperature and controlling to start heating by the boiler when the temperature of the measured heating supply water is a heating on temperature. and, 상기 가열 오프 온도와 가열 온 온도는 상기 저장된 직수 온도가 높아짐에 따라 가열 오프 온도와 가열 온 온도 사이의 차이가 감소되도록 결정되는 것을 특징으로 하는 빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따른 온수 온도 제어 방법.The heating-off temperature and the heating-on temperature are determined so that the difference between the heating-off temperature and the heating-on temperature is reduced as the stored direct water temperature is increased. Way. 제1항에 있어서, 상기 직수 온도를 판단하여 저장하는 단계는,The method of claim 1, wherein the determining and storing the direct water temperature comprises: 사용자의 온수 사용을 흐름 스위치가 감지하여, 3방 밸브가 온수모드로 전환된 후, 온수열교환기 출구에 장착되어 있는 온수 온도센서에 의해 일정한 시간 간격으로 온도를 측정하는 단계;The flow switch detects the user's use of hot water, and after the three-way valve is switched to the hot water mode, measuring the temperature at regular time intervals by the hot water temperature sensor mounted at the outlet of the hot water heat exchanger; 상기 측정된 온도 중에서 가장 낮은 온도를 직수 온도로 판단하여 저장하는 단계를 포함하고,Determining the lowest temperature among the measured temperatures as a direct water temperature and storing the same; 상기 직수 온도는 사용자의 온수 사용시마다 측정되어, 가장 최근의 측정값이 직수 온도로 저장되는 것을 특징으로 하는 빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따른 온수 온도 제어방법.The hot water temperature is measured every time the user uses the hot water, the hot water temperature control method according to the hot water temperature in the boiler having a fast hot water function, characterized in that the most recent measured value is stored as the direct water temperature. 제1항에 있어서, 상기 가열 온 온도는,The method according to claim 1, wherein the heating on temperature, 이하의 식으로부터 계산되는 것을 특징으로 하는 빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따른 온수 온도 제어방법.Hot water temperature control method according to the direct water temperature in the boiler having a fast hot water function, characterized in that calculated from the following equation. Q = m * C * (Tsupply - Treturn) Q = m * C * (T supply -T return ) 여기서, Q는 단위시간당 보일러의 최소 공급 열량이고, m은 보일러 설계시 결정된 난방수 순환 유량이고, C는 물의 비열이고, Tsupply 는 가열 온 온도이고, Treturn 은 난방 환수의 온도이다.Where Q is the minimum heat supply of the boiler per unit time, m is the heating water circulation flow rate determined in the boiler design, C is the specific heat of water, T supply is the heating-on temperature, and T return is the temperature of the heating return. 제3항에 있어서, 상기 난방 환수의 온도는 온수 온도센서에 의한 측정값으로 근사화되는 것을 특징으로 하는 빠른 온수 기능을 갖는 보일러에서 직수 온도에 따른 온수 온도 제어방법.The hot water temperature control method according to claim 3, wherein the heating return temperature is approximated by a measured value by a hot water temperature sensor.
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