KR101137556B1 - 병렬 보일러의 온수운전 제어장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 병렬 보일러의 온수운전 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로 특히, 공지된 보일러의 온수운전 제어장치에 있어서, 각각의 보일러 내에는 해당 보일러의 난방 및 온수운전에 따른 총 운전시간을 누적 산출하는 총 운전시간 산출부와; 해당 보일러에서 난방운전이 실시할 때마다 그 시간을 산출하는 난방가동시간 산출부를 부가 설치하여 상기 중앙연산 처리부로 하여금 총 운전시간 산출부와 난방가동시간 산출부의 출력신호를 실시간으로 입력받아 EEPROM에 저장하도록 함과 동시에 그 데이터를 통신부를 통해 제어기로 전달하여 온수사용시 제어기에서 우선순위 결정 데이터로 사용하도록 하고, 또 필요에 따라서는 상기 직수 공급관에는 유량계과 급수온도 검출용 써미스터를 설치하고, 온수 배출관에는 출탕온도 검출용 써미스터를 설치하되, 제어기 내에는 상기 급수온도 검출용 써미스터와 출탕온도 검출용 써미스터로부터 직수 및 온수온도를 검출하는 온도검출부와 유량계의 출력신호를 입력받아 온수사용량을 검출하는 유량검출부를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.

따라서, 온수 사용 시 원활한 온수의 공급이 가능하며, 상호 병렬 연결된 전체 보일러가 총 운전시간을 고려하여 결정된 우선순위에 따라 균등하게 운전되므로 각 보일러의 수명을 대폭 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체 보일러의 수명을 균등하게 관리할 수 있는 것이다.

병렬 보일러, 제어기, 총 운전시간, 난방운전시간, 우선순위, 온수운전

Description

병렬 보일러의 온수운전 제어장치 및 그 방법{Operation controlling apparatus for parallel boilers and its controlling method thereof}

본 발명은 병렬 보일러의 온수운전 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각방의 난방배관과 온수 배출관이 수개의 보일러에 공동으로 병렬로 연결된 병렬 보일러에 있어서, 통상시 각 보일러들의 운전상태정보 및 총 운전시간 등을 입력받아 총 운전시간이 가장 적은 보일러를 최우선으로 하여 각각의 보일러들에 대한 우선순위를 결정하되, 온수 및 난방운전상태의 보일러가 없을 경우 보일러들 중 우선순위가 최고 높은 보일러 1대를 온수운전 대기시키고 그외 보일러는 난방운전 대기시킨 상태에서 사용자가 온수 사용으로 인해 온수운전 요구가 있을 경우 온수운전대기 중이던 보일러를 온수운전시키고, 이와 같이 1대의 보일러를 이용하여 온수운전 중 사용자의 온수 사용량 또는 사용온도가 현재 보일러의 온수 최대 공급열량보다 많거나 높아 필요열량이 최대 공급열량보다 높거나 같으면 난방대기 중인 보일러 중 우선순위가 가장 높은 보일러를 온수운전시키되, 난방대기 중인 보일러가 1대도 없으면 난방운전 중인 보일러 중 난방운전시간이 가장 긴 보일러를 난방운전모드에서 온수운전모드로 전환하는 방식을 통해 최적의 난방상태를 유지하면서 온수를 원활히 공급할 수 있으며, 또한 온수 사용 시 원활한 온수의 공급이 가능하고, 상호 병렬 연결된 전체 보일러에 대한 총 운전시간을 고려한 우선순위에 따라 균등하게 운전을 시켜 각 보일러의 수명을 대폭 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체 보일러의 수명을 균등하게 관리할 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.

병렬 보일러는 가정용의 소형 보일러를 다 수개 병렬로 연결하여 대형 보일러의 용량을 갖도록 한 것으로, 가정용 보일러를 기반으로 구성한 것인데, 이와 같은 병렬 보일러는 대형 보일러와 달리 별도의 보일러 관리 인력이 필요하지 않고 누구나 관리가 가능한 이점이 있다.

또한, 가정용 소형 보일러를 사용함으로써 협소한 공간에 설치가 가능하고 유지보수 및 관리가 간편함은 물론 적은 열량부터 일부의 보일러가 가동되면서 필요한 열량만큼 보일러가 가동됨으로써 대형 보일러보다 유지비가 적게 드는 장점을 갖고 있다.

이와 같은 병렬 보일러들은 통상 온수는 공통으로 연결되고, 난방배관은 각방별 난방배관에 대해 보일러들이 1:1 방식으로 연결된 경우와, 모든 난방과 수개 의 보일러들이 공통으로 연결되어 난방에 필요한 열량에 따라 보일러의 작동 개수를 달리하는 경우가 있다.

그런데, 종래의 병렬 보일러 중 각방별 난방배관에 대해 보일러들이 1:1 방식으로 연결된 병렬 보일러에서는 온수 사용 시, 유량계로부터 유량을 입력받아 그것을 열량으로 환산하고, 그 열량 및 정해진 우선순위에 따라 보일러를 선택하여 온수운전을 실시하며, 이렇게 선택된 보일러의 온수공급 제어용 전자밸브를 개방하고, 일정시간이 지나면 전자밸브를 닫고 다음 우선순위의 보일러가 순차적으로 돌아가면서 온수작동하도록 하는 제어방법을 채택하고 있다.

이와 같이, 난방배관에 대해 상호 공동 연결된 수개의 병렬 보일러들을 정해진 우선순위에 따라 순차적인 온수작동을 시키는 방법은, 일부 보일러에만 잦은 온수운전이 실시되므로 해당 보일러의 부하에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 전자밸브의 수명 단축을 가져올 수 있으며, 또한 온수를 지속적으로 사용할 경우, 지금까지 온수운전이 실시되던 보일러가 "오프"되고 다음 우선순위의 보일러가 "온"되는 과정에서 배관 속의 가열되지 않은 찬물이 유입되어 사용자에게 제공되므로 인해 사용자가 불쾌감을 느낄 우려가 있으며, 또한 상호 병렬 연결된 전체 보일러들이 각각 균등 난방 및 온수운전되지 않으므로 일부 보일러는 수명이 매우 짧아지게 됨은 물론 전체 보일러의 수명을 균등하게 관리할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 각방의 난방배관과 온수 배출관이 수개의 보일러에 공동으로 병렬로 연결된 병렬 보일러에 있어서, 통상시 각 보일러들의 운전상태정보 및 총 운전시간 등을 입력받아 총 운전시간이 가장 적은 보일러를 최우선으로 하여 각각의 보일러들에 대한 우선순위를 결정하되, 온수 및 난방운전상태의 보일러가 없을 경우 보일러들 중 우선순위가 최고 높은 보일러 1대를 온수운전 대기시키고 그외 보일러는 난방운전 대기시킨 상태에서 사용자가 온수 사용으로 인해 온수운전 요구가 있을 경우 온수운전대기 중이던 보일러를 온수운전시키고, 이와 같이 1대의 보일러를 이용하여 온수운전 중 사용자의 온수 사용량 또는 사용온도가 현재 보일러의 온수 최대 공급열량보다 많거나 높아 필요열량이 최대 공급열량보다 높거나 같으면 난방대기 중인 보일러 중 우선순위가 가장 높은 보일러를 온수운전시키되, 난방대기 중인 보일러가 1대도 없으면 난방운전 중인 보일러 중 난방운전시간이 가장 긴 보일러를 난방운전모드에서 온수운전모드로 전환되도록 함으로써, 온수 사용 시 원활한 온수의 공급이 가능하며, 상호 병렬 연결된 전체 보일러가 총 운전시간을 고려하여 결정된 우선순위에 따라 균등하게 운전되므로 각 보일러의 수명을 대폭 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체 보일러의 수명을 균등하게 관리할 수 있는 병렬 보일러의 온수운전 제어장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 장치의 일 실시 예는, 각방의 난방배관과 온수 배출관이 중앙연산 처리부와 온도검출부, 유량검출부, 통신부 및 EEPROM을 구비한 수개의 보일러에 공동으로 연결되고, 각 보일러의 온수용 직수 공급관에는 중앙연산 처리부와 통신부 및 밸브 구동부를 구비한 제어기에 의해 그 개폐가 제어되는 전자밸브가 각각 설치된 구성을 갖는 병렬 보일러의 온수운전 제어장치에 있어서, 상기한 각각의 보일러 내에는 해당 보일러의 난방 및 온수운전에 따른 총 운전시간을 누적 산출하는 총 운전시간 산출부와; 해당 보일러에서 난방운전이 실시할 때마다 그 시간을 산출하는 난방가동시간 산출부를 부가 설치하고, 상기 중앙연산 처리부로 하여금 총 운전시간 산출부와 난방가동시간 산출부의 출력신호를 실시간으로 입력받아 EEPROM에 저장하도록 함과 동시에 그 데이터를 통신부를 통해 제어기로 전달하여 온수사용시 제어기에서 우선순위 결정 데이터로 사용하도록 한 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 장치의 다른 실시 예는, 각방의 난방배관과 온수 배출관이 중앙연산 처리부와 통신부 및 EEPROM을 구비한 수개의 보일러에 공동으로 연결되고, 각 보일러의 온수용 직수 공급관에는 중앙연산 처리부와 통신부 및 밸브 구동부를 구비한 제어기에 의해 그 개폐가 제어되는 전자밸브가 각각 설치된 구성을 갖는 병렬 보일러의 온수운전 제어장치에 있어서, 상기한 각각의 보일러 내에는 해당 보일러의 난방 및 온수운전에 따른 총 운전시간을 누적 산출하는 총 운전시간 산출부와; 해당 보일러에서 난방운전이 실시할 때마다 그 시간을 산출하는 난방가동시간 산출부를 부가 설치하여 상기 중앙연산 처리부로 하여금 총 운전시간 산출부와 난방가동시간 산출부의 출력신호를 실시간으로 입력받아 EEPROM에 저장하도록 함과 동시에 그 데이터를 통신부를 통해 제어기로 전달하여 온수사용시 제어기에서 우선순위 결정 데이터로 사용하도록 하고,

상기 직수 공급관에는 유량계과 급수온도 검출용 써미스터를 설치하고, 온수 배출관에는 출탕온도 검출용 써미스터를 설치하되, 상기 제어기 내에는 상기 급수온도 검출용 써미스터와 출탕온도 검출용 써미스터로부터 직수 및 온수온도를 검출하는 온도검출부와 유량계의 출력신호를 입력받아 온수사용량을 검출하는 유량검출부를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.

한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 방법은, 각방의 난방배관과 온수 배출관이 수개의 보일러에 공동으로 연결되고, 각 보일러의 온수용 직수 공급관에는 제어기에 의해 그 개폐가 제어되는 전자밸브가 각각 설치된 병렬 보일러의 온수운전 제어방법에 있어서, 각 보일러 내의 중앙연산 처리부에서 EEPROM에 저장되어 있는 각각의 보일러에 대한 총 운전시간 데이터 및 운전상태(난방/온수)정보를 통신부를 통해 제어기로 실시간 전달하는 단계와; 상기 데이터를 전송받은 제어기 내 중앙연산 처리부에서 각각의 보일러들에 대한 총 운전시간을 비교하여 총 운전시간이 적은 순으로 우선순위를 결정하는 단계와; 온수운전상태의 보일러가 있는지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 온수운전상태의 보일러가 없으면 난방운전상태의 보일러가 있는지 판단하는 단계와; 난방운전상태의 보일러도 없으면 우선순위가 가장 높은 보일러 1대를 온수대기상태로 두고 그 외 보일러들을 난방대기 상태로 두는 단계와; 이어서 사용자의 온수운전 요청이 있는지 판단하는 단계와; 사용자의 온수운전 요청이 있으면 온수대기 중인 보일러를 온수운전으로 작동시켜 사용자에게 온수를 제공함과 동시에 자체 내의 중앙연산 처리부에서 총 운전시간 산출부를 통해 해당 보일러에 대한 총 운전시간을 계속해서 산출하여 누적 적산하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기에서 판단한 결과 온수운전상태의 보일러가 있거나, 온수대기 중이던 보일러에서 온수운전이 이루어지면 제어기 내 중앙연산 처리부에서는 사용자의 온수 사용량에 따른 필요열량이 해당 보일러들의 최대 공급열량보다 크거나 같은지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 해당 보일러들의 최대 공급열량이 필요열량 미만이면 난방대기 중인 보일러가 있는지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 난방대기 중인 보일러들이 있으면 그들 중 우선순위가 가장 높은 보일러에 온수운전 명령을 내리고 자체 내의 중앙연산 처리부에서 총 운전시간 산출부를 통해 해당 보일러에 대한 총 운전시간을 계속해서 산출하여 누적 적산하는 단계와; 상기에서 난방대기 중인 보일러가 없으면 난방운전 상태에 있는 보일러들 중 현재 난방운전 시간이 제일 긴 상태에 있는 보일러에 온수운전 명령을 내리고, 자체 내의 중앙연산 처리부에서 총 운전시간 산출부를 통해 해당 보일러에 대한 총 운전시간을 계속해서 산출하여 누적 적산하는 단계와; 상기와 같이 특정 보일러들이 온수운전을 수행되고 있는 중 계속해서 온수운전 정지신호가 입력되는지를 판단하여, 정지신호의 입력이 없으면 최대 공급열량과 필요열량을 비교 판단하는 단계로 되돌아가고, 온수운전 정지신호가 입력되면 우선순위가 가장 높은 보일러 1대를 온수대기상태로 두고 그 외 보일러들을 난방대기상태로 두는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기에 있어서 온수운전상태의 보일러가 없는 상태에서 난방운전상태의 보일러가 있으면, 사용자에 의해 온수운전요청이 있는지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 온수운전요청이 있으면 온수대기상태의 보일러가 있는지를 판단하는 단계로 가고, 온수운전요청이 없으면 이전 단계인 난방운전상태의 보일러가 있는지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기에 있어서 사용자가 원하는 온수부하에서 필요로 하는 열량이 현재 작동 중인 보일러들의 최대 공급열량보다 크거나 같지 않으면 온수운전 중인 보일러가 2대 이상인지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 온수운전 중인 보일러가 2대 이상이면 운전시간이 가장 긴 보일러의 온수운전을 정지시키고 난방대기시킨 후 온수운전 중인 보일러가 2대 미만일 때와 마찬가지로 온수운전 정지신호가 입력되는지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 각방의 난방배관과 온수 배출관이 수개의 보일러에 공동으로 병렬로 연결된 병렬 보일러에 있어서, 통상시 각 보일러들의 운전상태정보 및 총 운전시간 등을 입력받아 총 운전시간이 가장 적은 보일러를 최우선으로 하여 각각의 보일러들에 대한 우선순위를 결정하되, 온수 및 난방운전상태의 보일러가 없을 경우 보일러들 중 우선순위가 최고 높은 보일러 1대를 온수운전 대기시키고 그외 보일러는 난방운전 대기시킨 상태에서 사용자가 온수 사용으로 인해 온수운전 요구가 있을 경우 온수운전대기 중이던 보일러를 온수운전시키고, 이와 같이 1대의 보일러를 이용하여 온수운전 중 사용자의 온수 사용량 또는 사용온도가 현재 보일러의 온수 최대 공급열량보다 많거나 높아 필요열량이 최대 공급열량보다 높거나 같으면 난방대기 중인 보일러 중 우선순위가 가장 높은 보일러를 온수운전시키되, 난방대기 중인 보일러가 1대도 없으면 난방운전 중인 보일러 중 난방운전시간이 가장 긴 보일러를 난방운전모드에서 온수운전모드로 전환되도록 함으로써, 온수 사용 시 원활한 온수의 공급이 가능하며, 상호 병렬 연결된 전체 보일러가 총 운전시간을 고려하여 결정된 우선순위에 따라 균등하게 운전되므로 각 보일러의 수명을 대폭 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체 보일러의 수명을 균등하게 관리할 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 장치의 일 실시 예가 실시된 병렬 보일러를 이용한 온수/난방 시스템의 전체 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 장치의 다른 실시 예가 실시된 병렬 보일러를 이용한 온수/난방 시스템의 전체 블록 구성도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 장치의 일 실시 예에 따른 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명 장치의 다른 실시 예에 따른 블록 구성도를 나타낸 것이며, 도 5는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.

이에 따르면 본 발명 장치의 일 실시 예는 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 각방의 난방배관(3)과 온수 배출관(9)이 중앙연산 처리부(11)와 온도검출부(12), 유량검출부(13), 통신부(14) 및 EEPROM(15)을 구비한 수개의 보일러(1)에 공동으로 연결되고, 각 보일러(1)의 온수용 직수 공급관(4)에는 중앙연산 처리부(21)와 통신부(22) 및 밸브 구동부(23)를 구비한 제어기(2)에 의해 그 개폐가 제어되는 전자밸브(5)를 각각 설치한 구성을 갖는 병렬 보일러의 온수운전 제어장치에 있어서,

상기한 각 보일러(1) 내에는 해당 보일러의 난방 및 온수운전에 따른 총 운전시간을 누적 산출하는 총 운전시간 산출부(16)와; 해당 보일러에서 난방운전이 실시할 때마다 그 시간을 산출하는 난방가동시간 산출부(17)를 부가 설치하고, 상기 중앙연산 처리부(11)로 하여금 총 운전시간 산출부(16)와 난방가동시간 산출부(17)의 출력신호를 실시간으로 입력받아 EEPROM(15)에 누적 저장하도록 함과 동시에 그 데이터를 통신부(14)(22)를 통해 제어기(2)로 전달하여 온수사용시 제어기(2)에서 우선순위 결정 데이터로 사용하도록 한 것을 특징으로 한다.

또, 본 발명 장치의 다른 실시 예는 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각방의 난방배관(3)과 온수 배출관(9)이 중앙연산 처리부(11)와 통신부(14) 및 EEPROM(15)을 구비한 수개의 보일러(1)에 공동으로 연결되고, 각 보일러(1)의 온수용 직수 공급관(4)에는 중앙연산 처리부(21)와 통신부(22) 및 밸브 구동부(23)를 구비한 제어기(2)에 의해 그 개폐가 제어되는 전자밸브(5)를 각각 설치한 구성을 갖는 병렬 보일러의 온수운전 제어장치에 있어서,

상기한 각 보일러(1) 내에는 해당 보일러의 난방 및 온수운전에 따른 총 운전시간을 누적 산출하는 총 운전시간 산출부(16)와; 해당 보일러에서 난방운전이 실시할 때마다 그 시간을 산출하는 난방가동시간 산출부(17)를 부가 설치하여 상기 중앙연산 처리부(11)로 하여금 총 운전시간 산출부(16)와 난방가동시간 산출부(17)의 출력신호를 실시간으로 입력받아 EEPROM(15)에 저장하도록 함과 동시에 그 데이터를 통신부(14)(22)를 통해 제어기(2)로 전달하여 온수사용시 제어기(2)에서 우선순위 결정 데이터로 사용하도록 하고,

상기 직수 공급관(4)에는 유량계(6)과 급수온도 검출용 써미스터(7)를 설치하고, 온수 배출관(9)에는 출탕온도 검출용 써미스터(8)를 설치하되, 상기 제어기(2) 내에는 상기 급수온도 검출용 써미스터(7)와 출탕온도 검출용 써미스터(8)로부터 직수 및 온수온도를 검출하는 온도검출부(24)와 유량계(6)의 출력신호를 입력받아 온수사용량을 검출하는 유량검출부(25)를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명 방법은 도 5에 도시된 바와 같이, 각방의 난방배관(3)과 온수 배출관(9)이 수개의 보일러(1)에 공동으로 연결되고, 각 보일러(1)의 온수용 직수 공급관(4)에는 제어기(2)에 의해 그 개폐가 제어되는 전자밸브(5)가 각각 설치된 병렬 보일러의 온수운전 제어방법에 있어서,

각 보일러(1) 내의 중앙연산 처리부(11)에서 EEPROM(15)에 저장되어 있는 각각의 보일러에 대한 총 운전시간 데이터와 운전상태(난방/온수)정보를 통신 부(14)(22)를 통해 제어기(2)에 실시간으로 전달하는 단계(S1)와;

상기 데이터를 전송받은 제어기(2) 내 중앙연산 처리부(21)에서 각각의 보일러(1)들에 대한 총 운전시간을 비교하여 총 운전시간이 적은 순으로 우선순위를 결정하는 단계(S2)와;

온수운전상태의 보일러(1)가 있는지를 판단하는 단계(S3)와;

상기에서 판단한 결과 온수운전상태의 보일러가 없으면 난방운전상태의 보일러가 있는지 판단하는 단계(S4)와;

난방운전상태의 보일러도 없으면 상기에서 각각의 보일러(1)들에 대한 총 운전시간을 비교하여 각각의 보일러 중 총 운전시간이 가장 적어 우선순위가 가장 높은 것으로 결정된 보일러 1대를 온수대기상태로 두고 그 외 보일러들을 난방대기상태로 두는 단계(S5)와;

이어서 유량검출부(13 또는 25)의 출력신호를 실시간으로 입력받아 사용자로부터 온수운전 요청이 있는지를 판단하는 단계(S6)와;

사용자의 온수운전 요청이 있으면 온수대기 중인 보일러(1)를 온수운전으로 작동시켜 사용자에게 온수를 제공함과 동시에 자체 내의 중앙연산 처리부(11)에서 총 운전시간 산출부(16)를 통해 해당 보일러에 대한 총 운전시간을 계속해서 산출하여 누적 적산하는 단계(S7);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그런데, 상기에서 판단한 결과 온수운전상태의 보일러(1)가 있거나, 온수대기 중이던 보일러(1)에서 온수운전이 이루어지면, 상기 제어기(2) 내 중앙연산 처리부(21)에서는 사용자의 온수 사용량에 따른 필요열량이 해당 보일러들의 최대 공급열량보다 크거나 같은지를 판단하는 단계(S8)와;

상기에서 판단한 결과 해당 보일러(1)들의 최대 공급열량이 필요열량 미만이 면 난방대기 중인 보일러가 있는지를 판단하는 단계(S9)와;

상기에서 판단한 결과 난방대기 중인 보일러들이 있으면 그들 중 우선순위가 가장 높은 보일러에 온수운전 명령을 내리고 자체 내의 중앙연산 처리부(11)에서 총 운전시간 산출부(16)를 통해 해당 보일러에 대한 총 운전시간을 계속해서 산출하여 누적 적산하는 단계(S10)와;

상기에서 난방대기 중인 보일러가 없으면 난방운전 상태에 있는 보일러들 중 현재 난방운전 시간이 제일 긴 상태에 있는 보일러에 온수운전 명령을 내리고, 자체 내의 중앙연산 처리부(11)에서 총 운전시간 산출부(16)를 통해 해당 보일러에 대한 총 운전시간을 계속해서 산출하여 누적 적산하는 단계(S11)와;

상기와 같이 특정 보일러들이 온수운전을 수행되고 있는 중 계속해서 온수운전 정지신호가 입력되는지를 판단(S12)하여, 정지신호의 입력이 없으면 최대 공급열량과 필요열량을 비교 판단하는 단계(S8)로 되돌아가고, 온수운전 정지신호가 입력되면 각각의 보일러(1)들에 대한 총 운전시간을 비교하여 각각의 보일러 중 총 운전시간이 가장 적어 우선순위가 가장 높은 것으로 결정된 보일러 1대를 온수대기상태로 두고 그 외 보일러들을 난방대기상태로 두는 단계(S5)로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기에 있어서 온수운전상태의 보일러가 없는 상태(S3에서 No)에서 난방운전상태의 보일러가 있으면(S4에서 Yes), 사용자에 의해 온수운전요청이 있는지를 판단하는 단계와; 상기에서 판단한 결과 온수운전요청이 있으면 난방대기상태의 보일러가 있는지를 판단하는 단계(S9)로 가고, 온수운전요청이 없으면 이전 단계인 난방운전상태의 보일러가 있는지를 판단(S4)로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것 을 특징으로 한다.

또, 상기에 있어서 사용자가 원하는 온수부하에서 필요로 하는 열량이 현재 작동 중인 보일러들의 최대 공급열량보다 크거나 같지 않으면(S8에서 No) 온수운전 중인 보일러가 2대 이상인지를 판단하는 단계(S14)와;

상기에서 판단한 결과 온수운전 중인 보일러가 2대 이상(S14에서 Yes)이면 운전시간이 가장 긴 보일러의 온수운전을 정지(S15)시키고 난방대기시킨 후 온수운전 중인 보일러가 2대 미만(S14에서 No)일 때와 마찬가지로 온수운전 정지신호가 입력되는지를 판단(S12)하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 구성 및 단계로 이루어진 본 발명 병렬 보일러의 온수운전 제어장치 및 그 방법에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 장치의 제 1 및 제 2 실시 예는 공지된 병렬 보일러의 운전제어장치에 있어서, 크게 각 보일러(1) 내 총 운전시간 산출부(16)와 난방가동시간 산출부(17)를 부가 설치하여, 상기 중앙연산 처리부(11)로 하여금 각각의 보일러에 대한 총 운전시간과 난방가동시간을 EEPROM(15)에 누적 저장하였다가 그 데이터를 통신부(14)(22)를 통해 제어기(2)로 전달하여 온수사용시 제어기(2)에서 우선순위 결정 데이터로 사용할 수 있도록 한 것을 주요기술 구성요소로 한다.

이때, 공지된 병렬 보일러 시스템은 각방의 난방배관(3)과 온수 배출관(9)이 도 1 및 도 3과 같이 중앙연산 처리부(11)와 온도검출부(12), 유량검출부(13), 통 신부(14) 및 EEPROM(15)을 일체로 구비한 수개의 보일러(1) 또는 도 2 및 도 4와 같이 중앙연산 처리부(11)와 통신부(14) 및 EEPROM(15) 만 구비한 수개의 보일러(1)에 공동으로 병렬 연결된 구성을 갖고, 각 보일러(1)의 온수용 직수 공급관(4)에는 중앙연산 처리부(21)와 통신부(22) 및 밸브 구동부(23)를 기본적으로 구비한 제어기(2)에 의해 그 개폐가 제어되는 전자밸브(5)를 각각 설치된 구성을 갖는다.

한편, 본 발명 장치의 일 실시 예에서는 사용자가 온수의 사용상태를 검출하기 위한 유량검출부(13)와, 온수사용시 그 열량을 검출하기 위한 온도검출부(12)가 보일러 자체 내에 일체로 구비한 것을 예시한 것인데 반하여, 본 발명 장치의 다른 실시 예는 직수 공급관(4)에는 유량계(6)과 급수온도 검출용 써미스터(7)를 별도로 더 설치하고, 온수 배출관(9)에는 출탕온도 검출용 써미스터(8)를 더 설치함은 물론 상기 제어기(2) 내에는 상기 급수온도 검출용 써미스터(7)와 출탕온도 검출용 써미스터(8)로부터 직수 및 온수온도를 검출하는 온도검출부(24)와 유량계(6)의 출력신호를 입력받아 온수사용량을 검출하는 유량검출부(25)를 부가 설치하여 제어기(2)에서 이들을 이용하여 사용자의 온수사용 여부와 온수 사용시 그 열량을 검출할 수 있도록 한 것을 예시하고 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명 장치 중 각 보일러(1) 내의 중앙연산 처리부(11)에서는 통상시 EEPROM(15)에 누적 저장되는 각각의 보일러에 대한 총 운전시간 데이터 및 운전상태(난방/온수)정보를 제어기(2)에 실시간으로 전달(S1)하게 된다.

따라서, 상기 제어기(2) 내 중앙연산 처리부(21)에서는 각각의 보일러(1)에서 전송되어 오는 총 운전시간 데이터 및 운전상태(난방/온수)정보들을 계속해서 상호 비교하여 총 운전시간이 적은 것부터 최우선으로 하여 우선순위를 결정(S2)하게 된다.

이와 같이 각 보일러(1)들에 대한 우선순위를 정한 제어기(2)에서는 각 보일러로부터 전송되는 데이터를 실시간으로 계속 입력받아 온수운전상태의 보일러가 있는지를 판단(S3)하여 만약 없으면 이번엔 난방운전상태의 보일러가 있는지를 판단(S4)하게 된다.

그 결과 난방운전상태의 보일러도 없으면(즉, 모든 보일러가 휴지상태에 있으면) 상기에서 각각의 보일러(1)들에 대한 총 운전시간을 비교하여 각각의 보일러 중 총 운전시간이 가장 적어 우선순위가 가장 높은 것으로 결정한 보일러 1대를 온수대기상태로 두고 그 외 모든 보일러들을 난방대기상태로 두게 된다(S5).

이후 상기 제어기(2)에서는 각 보일러로부터 실시간으로 전송되는 데이터 또는 자체 내에 설치된 유량검출부(25)를 통해 실시간으로 사용자로부터 온수운전 요청이 있는지를 판단(S6)하여 만약, 온수운전 요청이 있으면(즉, 사용자가 온수용 수도꼭지를 열게 되므로 인해 온수사용이 검지되면), 상기 제어기(2)에서는 수개의 병렬 보일러(1) 중 이전에 이미 온수대기상태로 설정해 놓은 보일러에 온수운전명령을 내려 온수운전을 실시(S7)하게 된다.

이때 해당 보일러(1) 내의 중앙연산 처리부(11)에서는 해당 보일러의 온수작동과 동시에 총 운전시간 산출부(16)를 통해 해당 보일러(1)에 대한 총 온수 운전 시간을 계속해서 산출, EEPROM(15)에 누적 적산하여 차후 우선순위를 결정하는 총 운전시간 데이터로 활용할 수 있도록 한다.

또한, 상기에서 판단한 결과 이미 온수운전상태의 보일러(1)가 있거나, 상기와 같이 사용자의 온수운전 요청에 의해 온수대기 중인 보일러를 이용하여 온수운전이 실시되고 있는 상태에서, 상기 제어기(2) 내 중앙연산 처리부(21)에서는 실시간으로 온수열량을 입력받아, 사용자의 온수운전 요청에 따른 필요열량이 해당 보일러(1)의 최대 공급열량보다 크거나 같은지를 판단(S8)하게 된다.

그 결과 해당 보일러(1)들의 최대 공급열량이 사용자의 온수사용에 따른 필요열량 미만(즉, 최대 공급열량으로 작동중인 하나의 보일러에 의한 온수운전만으로 사용자가 원하는 온수 필요열량에 미달될 경우)이면 난방대기 중인 보일러가 있는지를 판단(S9)하게 된다.

이와 같이 판단한 결과 난방대기 중인 또 다른 보일러들이 있으면 그들 중 우선순위가 가장 높은 보일러에도 온수운전 명령을 내려 이전에 온수운전중인 보일러와 함께 온수운전을 수행시킴과 동시에 해당 보일러 내의 중앙연산 처리부(11)에서 총 운전시간 산출부(16)를 통해 해당 보일러에 대한 총 운전시간을 계속해서 산출함은 물론 EEPROM(15)에 누적 적산(S10)하여 차후 우선순위를 결정하는 총 운전시간 데이터로 활용할 수 있도록 한다.

그런데, 상기에서 판단한 결과 모든 보일러가 난방 또는 온수운전을 실시 중이어서 난방대기 중인 보일러가 1대도 없으면, 현재 난방운전 상태에 있는 보일러들 중 난방운전 시간이 제일 긴 상태에 있는 보일러의 난방모드를 해제하고 온수운전 명령을 내림과 동시에 자체 내의 중앙연산 처리부(11)에서 총 운전시간 산출 부(16)를 통해 해당 보일러에 대한 총 운전시간도 계속해서 산출하여 EEPROM(15)DP 누적 적산하게 된다(S11).

이때, 모든 보일러가 난방 또는 온수운전을 실시 중이어서 난방대기 중인 보일러가 1대도 없으면, 현재 난방운전 상태에 있는 보일러들 중 난방운전 시간이 제일 긴 상태에 있는 보일러의 난방모드를 해제하고 온수운전 명령을 내리는 이유는, 보일러가 난방운전을 실시할 때보다 온수운전을 실시할 때 부하가 덜 걸리기 때문으로, 이와 같이 현재 난방운전 상태에 있는 보일러들 중 난방운전 시간이 제일 긴 상태에 있는 보일러의 난방모드를 해제하고 온수운전 명령을 주면 해당 보일러의 수명을 더 연장시킬 수 있기 때문이다.

한편, 상기와 같이 특정 보일러들이 온수운전을 수행되고 있는 도중 상기 제어기(2) 내 중앙연산처리부(21)에서는 계속해서 각 보일러로부터 실시간으로 전송되는 데이터 또는 자체 내에 설치된 유량검출부(25)를 통해 실시간으로 온수운전 정지신호가 입력되는지를 판단(S12)하여, 만약 정지신호의 입력이 없으면 최대 공급열량과 필요열량을 비교 판단하는 단계(S8)로 되돌아가고, 사용자의 온수사용 완료 등으로 인해 온수운전 정지신호가 입력되면 상기에서 각각의 보일러(1)들에 대한 총 운전시간을 비교하여 각각의 보일러 중 총 운전시간이 가장 적어 우선순위가 가장 높은 것으로 결정된 보일러 1대를 온수대기상태로 두고 그 외 보일러들을 난방대기상태로 두는 단계(S5)로 되돌아가게 된다.

이와 같이 보일러들의 최대 공급열량과 사용자의 온수사용에 따른 필요열량을 비교 판단하는 단계(S8)로 되돌아가 다시 판단한 결과, 또는 초기에 최대 공급열량과 필요열량을 비교 판단한 결과 최대 공급열량이 필요열량보다 크면(S8에서 No) 온수운전 중인 보일러가 2대 이상인지를 판단하여, 만약 온수운전 중인 보일러가 2대 이상이면 보일러들의 구동이 균등하게 이루어지도록 하기 위해 그들 중 운전시간이 가장 긴 시간을 갖고 있는 보일러의 온수운전을 정지시키고 난방대기한 상태에서 난방운전 정지신호가 입력되는지를 판단하되, 2대 미만(즉, 1대일 경우)인 경우에는 곧바로 온수운전 정지신호가 입력되는지를 판단하는 단계로 되돌아가게 된다.

또한, 상기에 있어서 온수운전상태의 보일러가 없는 상태(S3에서 No)에서 난방운전상태의 보일러가 있는지를 판단한 결과 있으면(S4에서 Yes), 사용자에 의해 온수운전요청이 있는지를 다시 판단(S13)하여 만약 온수운전요청이 있으면 난방대기상태의 보일러가 있는지를 판단하는 단계(S9)로 가고, 온수운전요청이 없으면 이전 단계인 난방운전상태의 보일러가 있는지를 판단(S4)하고 그 결과에 따라 그 이후 단계를 실시하게 된다.

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 본 발명 장치의 일 실시 예가 실시된 병렬 보일러를 이용한 온수/난방 시스템의 전체 블록 구성도.

도 2는 본 발명 장치의 다른 실시 예가 실시된 병렬 보일러를 이용한 온수/난방 시스템의 전체 블록 구성도.

도 3은 본 발명 장치의 일 실시 예에 따른 블록 구성도.

도 4는 본 발명 장치의 다른 실시 예에 따른 블록 구성도.

도 5는 본 발명 방법을 설명하기 위한 플로우챠트.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 보일러 11 : 중앙연산 처리부

12 : 온도검출부 13 : 유량검출부

14 : 통신부 15 : EEPROM

16 : 총 운전시간 산출부 17 : 난방가동시간 산출부

2 : 제어기 21 :중앙연산 처리부

22 : 통신부 23 : 밸브 구동부

24 : 온도검출부 25 : 유량검출부

3 : 난방배관 4 : 온수용 직수 공급관

5 : 전자밸브 6 : 유량계

7 : 급수온도 검출용 써미스터 8 : 출탕온도 검출용 써미스터

9 : 온수 배출관

Claims (7)

1. 각방의 난방배관과 온수 배출관이 중앙연산 처리부와 온도검출부, 유량검출부, 통신부 및 EEPROM을 구비한 수개의 보일러에 공동으로 연결되고, 각 보일러의 온수용 직수 공급관에는 중앙연산 처리부와 통신부 및 밸브 구동부를 구비한 제어기에 의해 그 개폐가 제어되는 전자밸브가 각각 설치된 구성을 갖는 병렬 보일러의 온수운전 제어장치에 있어서,

   상기한 각각의 보일러 내에는 해당 보일러의 난방 및 온수운전에 따른 총 운전시간을 누적 산출하는 총 운전시간 산출부와; 해당 보일러에서 난방운전이 실시할 때마다 그 시간을 산출하는 난방가동시간 산출부를 부가 설치하고, 상기 중앙연산 처리부로 하여금 총 운전시간 산출부와 난방가동시간 산출부의 출력신호를 실시간으로 입력받아 EEPROM에 저장하도록 함과 동시에 그 데이터를 통신부를 통해 제어기로 전달하여 온수사용시 제어기에서 우선순위 결정 데이터로 사용하도록 한 것을 특징으로 하는 병렬 보일러의 온수운전 제어장치.
2. 각방의 난방배관과 온수 배출관이 중앙연산 처리부와 통신부 및 EEPROM을 구비한 수개의 보일러에 공동으로 연결되고, 각 보일러의 온수용 직수 공급관에는 중앙연산 처리부와 통신부 및 밸브 구동부를 구비한 제어기에 의해 그 개폐가 제어되는 전자밸브가 각각 설치된 구성을 갖는 병렬 보일러의 온수운전 제어장치에 있어 서,

   상기한 각각의 보일러 내에는 해당 보일러의 난방 및 온수운전에 따른 총 운전시간을 누적 산출하는 총 운전시간 산출부와; 해당 보일러에서 난방운전이 실시할 때마다 그 시간을 산출하는 난방가동시간 산출부를 부가 설치하여 상기 중앙연산 처리부로 하여금 총 운전시간 산출부와 난방가동시간 산출부의 출력신호를 실시간으로 입력받아 EEPROM에 저장하도록 함과 동시에 그 데이터를 통신부를 통해 제어기로 전달하여 온수사용시 제어기에서 우선순위 결정 데이터로 사용하도록 하고,

   상기 직수 공급관에는 유량계과 급수온도 검출용 써미스터를 설치하고, 온수 배출관에는 출탕온도 검출용 써미스터를 설치하되, 상기 제어기 내에는 상기 급수온도 검출용 써미스터와 출탕온도 검출용 써미스터로부터 직수 및 온수온도를 검출하는 온도검출부와 유량계의 출력신호를 입력받아 온수사용량을 검출하는 유량검출부를 부가 설치한 것을 특징으로 하는 병렬 보일러의 온수운전 제어장치.
3. 각방의 난방배관과 온수 배출관이 수개의 보일러에 공동으로 연결되고, 각 보일러의 온수용 직수 공급관에는 제어기에 의해 그 개폐가 제어되는 전자밸브가 각각 설치된 병렬 보일러의 온수운전 제어방법에 있어서,

   각 보일러 내 중앙연산 처리부에서 각 보일러들에 대한 총 운전시간 데이터 및 운전상태(난방/온수)정보를 통신부를 통해 제어기로 실시간 전달하는 단계와;

   상기 제어기 내 중앙연산 처리부에서 각각의 보일러들에 대한 총 운전시간을 비교하여 총 운전시간이 적은 순으로 우선순위를 결정하는 단계와;

   온수운전상태의 보일러가 있는지를 판단하는 단계와;

   상기에서 판단한 결과 온수운전상태의 보일러가 없으면 난방운전상태의 보일러가 있는지 판단하는 단계와;

   난방운전상태의 보일러도 없으면 상기에서 각각의 보일러들에 대한 총 운전시간을 비교하여 각각의 보일러 중 총 운전시간이 가장 적어 우선순위가 가장 높은 것으로 결정된 보일러 1대를 온수대기상태로 두고 그 외 보일러들을 난방대기상태로 두는 단계와;

   이어서 사용자의 온수운전 요청이 있는지 판단하는 단계와;

   사용자의 온수운전 요청이 있으면 온수대기 중인 보일러를 온수운전으로 작동시키는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 병렬 보일러의 온수운전 제어방법.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기에서 판단한 결과 온수운전상태의 보일러가 있거나, 온수대기 중이던 보일러에서 온수운전이 이루어지면 제어기에서 사용자의 온수 사용량에 따른 필요열량이 해당 보일러들의 최대 공급열량보다 크거나 같은지를 판단하는 단계와;

   상기에서 판단한 결과 해당 보일러들의 최대 공급열량이 필요열량 미만이면 난방대기 중인 보일러가 있는지를 판단하는 단계와;

   상기에서 판단한 결과 난방대기 중인 보일러들이 있으면 그들 중 우선순위가 가장 높은 보일러에 온수운전 명령을 내리는 단계와;

   난방대기 중인 보일러가 없으면 난방운전 상태에 있는 보일러들 중 현재 난방운전 시간이 제일 긴 상태에 있는 보일러에 온수운전 명령을 내리는 단계와;

   상기와 같이 특정 보일러들이 온수운전을 수행되고 있는 중 계속해서 온수운전 정지신호가 입력되는지를 판단하여, 정지신호의 입력이 없으면 최대 공급열량과 필요열량을 비교 판단하는 단계로 되돌아가고, 온수운전 정지신호가 입력되면 상기에서 각각의 보일러들에 대한 총 운전시간을 비교하여 각각의 보일러 중 총 운전시간이 가장 적어 우선순위가 가장 높은 것으로 결정된 보일러 1대를 온수대기상태로 두고 그 외 보일러들을 난방대기상태로 두는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 병렬 보일러의 온수운전 제어방법.
5. 청구항 3에 있어서,

   온수운전상태의 보일러가 없는 상태에서 난방운전상태의 보일러가 있으면, 사용자에 의해 온수운전요청이 있는지를 판단하는 단계와;

   상기에서 판단한 결과 온수운전요청이 있으면 난방대기상태의 보일러가 있는지를 판단하는 단계로 가고, 온수운전요청이 없으면 이전 단계인 난방운전상태의 보일러가 있는지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 병렬 보일러의 온수운전 제어방법.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기에서 판단한 결과 사용자가 원하는 온수부하에서 필요로 하는 열량이 현 재 작동 중인 보일러들의 최대 공급열량보다 크거나 같지 않으면, 온수운전 중인 보일러가 2대 이상인지를 판단하는 단계와;

   상기에서 판단한 결과 온수운전 중인 보일러가 2대 이상이면 운전시간이 가장 긴 보일러의 온수운전을 정지시키고 난방대기시킨 후 온수운전 중인 보일러가 2대 미만일 때와 마찬가지로 온수운전 정지신호가 입력되는지를 판단하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 병렬 보일러의 온수운전 제어방법.
7. 청구항 3 또는 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제어기에서 온수대기 중인 보일러 또는 난방대기 보일러 중 우선순위가 높은 보일러 또는 난방운전 중인 보일러 중 현재 난방운전 시간이 제일 긴 상태에 있는 보일러에 온수운전 명령을 내려 해당 보일러들이 각각 온수운전을 수행할 때, 각 보일러 내 총 운전시간 산출부에서는 온수운전 정지신호가 입력될 때까지 해당 보일러의 온수운전에 따른 운전시간을 계속 산출하여 EEPROM에 누적시켜 주는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 병렬 보일러의 온수운전 제어방법.

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