KR101506548B1

KR101506548B1 - 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치

Info

Publication number: KR101506548B1
Application number: KR1020130066543A
Authority: KR
Inventors: 윤보미
Original assignee: 주식회사 경동원
Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2013-06-11
Publication date: 2015-03-27
Also published as: KR20140144497A

Abstract

본 발명은 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것으로, a) 제1열량을 공급하는 상태에서 공급수 온도와 환수 온도의 차를 이용하여 제1난방 순환 유량을 산출하는 단계와, b) 상기 a) 단계에서 상기 제1난방 순환 유량의 산출이 실패한 경우 난방 순환 유량 기본값을 적용하는 단계와, c) 환수설정온도에 상기 환수설정온도와 환수온도의 차를 가산하여, 공급수 제어 설정온도를 산출하는 단계와, d) 상기 환수온도의 증가에 따라 감소하는 공급수 제어 설정온도에 따라 공급열량을 비례 제어하는 단계를 포함한다. 본 발명은 운전 초기에 난방 순환 유량의 산출이 설정된 시간 내에 이루어지지 않는 경우에는 설정된 난방 순환 유량 기본값을 적용하여, 초기 운전시 난방 순환 유량 산출의 실패에 따른 보일러의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치{Method for controlling heating of boiler and apparatus thereof}

본 발명은 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 난방 순환유량 센서가 구비되지 않은 보일러에서 난방 순환 유량을 검출하여, 환수 온도가 환수 설정 온도로 유지될 수 있도록 열량을 제어하는 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 콘덴싱 가스보일러는 하부에 버너를 설치하여 공기와 혼합된 가스를 점화 및 상향 연소하고, 그 상부에 설치된 난방열교환기에서 고온 연소가스를 이용하여 공급수를 가열하며, 가열된 공급수를 방 및 거실로 순환시켜 난방을 하게 된다.

이때 난방은 사용자가 설정한 난방 온도에 따라 설정되는 환수 설정 온도로 맞추기 위해 열량을 상기 공급수에 공급하여 가열하고, 가열된 유체를 방 또는 거실의 배관을 통해 순환시키고, 이때의 환수 온도를 검출하여 설정한 난방 온도에 이르렀는지 판단하게 된다.

도 1은 종래 난방 순환 유량 센서가 구비되지 않은 보일러의 난방 제어 방법을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.

도 1을 참조하면 종래 난방 순환 유량 센서가 구비되지 않은 보일러의 난방 제어 방법은, 환수온도센서를 통해 검출된 환수 온도를 환수 설정 온도로 맞추기 위해, 순환 유량과는 상관없이 초기에 최대 열량을 공급하도록 설정되어 있다. 공급된 최대 열량에 의해 공급수의 온도는 상승하게 된다.

이때 최대 열량의 공급에 의해 가열되는 공급수가 설정된 안전 온도(도 1에서는 85℃로 설정됨) 이상이 되면 열량의 공급을 중단하고, 공급수 온도가 특정온도(도 1에서는 75℃로 설정됨) 이하로 낮아지면 다시 일정한 열량을 공급하며, 이러한 과정을 반복 수행하여 환수온도센서를 통해 검출된 환수 온도가 환수설정온도에 부합하게 한다.

그러나 이와 같은 종래 난방 순환 유량 센서가 구비되지 않은 보일러의 난방 제어 방법은, 열량의 공급 및 중단이 반복 수행되기 때문에 난방 운전 시간이 짧아지고 이로 인해 난방이 지연되는 문제점이 있으며, 난방 지연으로 인한 사용자의 불만이 발생할 수 있다. 또한 보일러가 잦은 운전과 정지를 반복하여 소음이 발생되고, 내구성에 문제가 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

이러한 문제점들은 난방 순환 유량이 작은 상태에서 최대 열량이 공급되어 공급수의 온도가 급격하게 상승하는 경우에 특히 문제가 된다.

상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 기술로서 본 발명의 출원인이 등록권리자인 등록특허 10-1234528호가 제안되었다.

상기 등록특허는 난방 순환 유량 센서가 구비되지 않은 보일러에서 난방 순환 유량을 산출하고, 산출된 난방 순환 유량을 이용하여 적절한 열량이 공급되도록 제어하여, 난방 운전시 운전과 정지의 반복 횟수를 최소화한 것이다.

상기 난방 순환 유량의 산출은 제1열량이 공급될 때 공급수 온도와 환수 온도를 검출하여 산출하고, 초기 열량을 공급수에 공급한 상태에서 난방 순환 유량과 시간에 따라 변화되는 환수 온도를 검출하여 차순의 열량을 결정하도록 한 것이다.

이와 같은 방법을 사용하여 보일러가 정지되지 않고 운전상태에서 열량을 가변하여 제공하게 되어 난방의 지연을 방지하고, 소음이 발생 되는 것을 방지할 수 있게 된다.

그러나 상기 등록특허 10-1234528호에 기재된 바에 따르면 제1열량을 공급하고 공급수 온도와 환수 온도를 검출하여 난방 순환 유량을 산출하도록 되어 있으나, 소정의 시간(상기 등록특허의 상세한 설명에는 3분으로 기재됨)이 경과 한 경우에도 유효한 난방 순환 유량을 산출할 수 없는 경우가 발생하면 이후의 과정을 수행할 수 없으므로 오동작이 발생할 염려가 있다.

또한 실제 난방 순환 유량이 급격하게 변동되는 경우 및 난방 순환 유량의 판단이 잘못된 경우에는 이를 보상할 방법이 마련되어 있지 않아 오동작이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 운전 초기의 난방 순환 유량의 산출이 설정된 시간 내에 이루어지지 않더라도 보일러의 오동작을 방지할 수 있는 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치를 제공함에 있다.

아울러 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 실제 난방 순환 유량이 급격하게 변경되는 경우에도, 변경된 유량에 적당한 열량의 공급이 가능한 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치를 제공함에 있다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 난방 순환 유량의 판단에 오류가 있는 경우에도 공급수의 공급온도를 보상하여 검출된 환수 온도가 환수 설정 온도로 유지될 수 있도록 하는 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치를 제공함에 있다.

그리고 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 보일러 내의 순환펌프에 동작 단수가 자주 변경되는 것을 방지할 수 있는 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 보일러의 난방 제어 방법은, a) 제1열량을 공급하는 상태에서 공급수 온도와 환수 온도의 차를 이용하여 제1난방 순환 유량을 산출하는 단계와, b) 상기 a) 단계에서 상기 제1난방 순환 유량의 산출이 실패한 경우 난방 순환 유량 기본값을 적용하는 단계와, c) 환수설정온도에 상기 환수설정온도와 환수온도의 차를 가산하여, 공급수 제어 설정온도를 산출하는 단계와, d) 상기 환수온도의 증가에 따라 감소하는 공급수 제어 설정온도에 따라 공급열량을 비례 제어하는 단계를 포함한다.

또한 본 발명 보일러의 난방 제어 장치는, 난방열교환부를 통해 공급수를 가열하여 난방관을 통해 난방순환계통으로 공급하고, 난방순환계통을 순환한 환수를 상기 난방열교환부로 공급하는 환수관을 포함하는 보일러의 난방 제어 장치에 있어서, 상기 공급수 온도를 검출하는 공급수온도센서 및 상기 환수의 온도를 검출하는 환수온도센서와, 초기 운전시 제1공급열량이 상기 공급수에 공급되도록 한 상태에서, 상기 공급수 온도와 상기 환수 온도를 이용하여 제1난방 순환 유량을 산출하고, 환수설정온도와 상기 환수 온도를 이용하여 공급수 제어 설정온도를 산출하여, 상기 공급수 제어 설정온도의 변화에 따라 상기 공급수에 공급되는 공급열량을 비례 제어하며, 상기 제1난방 순환 유량의 산출이 실패한 경우 기 설정된 난방 순환 유량 기본값을 제어에 적용하는 제어부를 포함한다.

본 발명 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치는, 운전 초기에 난방 순환 유량의 산출이 설정된 시간 내에 이루어지지 않는 경우에는 설정된 난방 순환 유량 기본값을 적용하여, 초기 운전시 난방 순환 유량 산출의 실패에 따른 보일러의 오동작을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 주기적으로 난방 순환 유량을 산출하여 실제 난방 순환 유량이 급격하게 변경되는 경우나 산출된 난방 순환 유량이 실제 난방 순환 유량과 차이가 있는 경우에도 공급수의 공급온도를 보상하여 검출된 환수 온도가 환수 설정 온도로 유지될 수 있도록 할 수 있는 효과가 있다.

아울러 본 발명은 난방 순환 유량을 소정의 범위로 나누고, 각 범위에 적합한 순환펌프의 동작 단수를 설정하여 소음의 발생을 줄일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 난방 순환 유량 센서가 구비되지 않은 보일러의 난방 제어 방법을 시간에 따라 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러의 난방 제어 방법의 순서도이다.
도 3은 도 2의 방법에 의해 제어되는 검출 온도 및 설정온도와 공급열량의 그래프이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러의 난방 제어 장치의 구성도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보일러의 난방 제어 방법의 일부 순서도이다.
도 6은 도 5의 제어에 따른 주요 온도의 시간에 따른 변화 그래프이다.
도 7과 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보일러의 난방 제어 방법의 일부 순서도이다.
도 9는 도 8의 제어에 따른 주요 온도의 시간에 따른 변화 그래프이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보일러 난방 제어방법을 보인 순서도이다.

이하, 본 발명 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.e

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러 난방 제어 방법의 순서도이고, 도 3은 도 2의 방법에 의해 제어되는 검출 온도 및 설정온도와 공급열량의 그래프이다.

도 2와 도 3을 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러 난방 제어 방법은, 대기상태에서 보일러의 운전요구가 있는지 확인하는 단계(S201)와, 상기 운전요구가 있으면, 버너에서 공급수에 제1열량이 공급되도록 운전하는 단계(S202)와, 제1설정 시간 내에 난방 순환 유량을 산출하는 단계(S203)와, 상기 제1설정 시간 내에 난방 순환 유량의 산출이 이루어졌는지 판단하는 단계(S204)와, 상기 S204단계의 판단결과 난방 순환 유량의 산출이 실패한 경우 설정된 난방 순환 유량 기본값을 적용하는 단계(S205)와, 상기 S204단계의 판단결과 난방 순환 유량이 산출된 경우 또는 상기 S205단계의 난방 순환 유량 기본값이 적용된 경우, 사용자가 설정한 환수설정온도와 실제 환수온도를 이용하여 공급수 제어 설정온도를 산출하는 단계(S206)와, 상기 공급수 제어 설정온도에 부합하도록 공급열량을 가변 제어하는 단계(S207)와, 상기 S207단계의 수행이 소정 시간이 경과 된 후에 환수온도가 환수설정온도가 되었는지 확인하여, 환수온도가 환수설정온도에 비해 낮으면 상기 S206단계로 회귀하고, 환수온도가 환수설정온도에 도달하면 운전을 정지하고 대기상태가 되도록 하는 단계(S208)를 포함하여 구성된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러 난방 제어장치의 구성도이다.

도 4를 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러 난방 제어장치는, 사용자가 보일러의 운전요구 여부 및 난방온도를 설정하는 룸콘트롤러(30)와, 상기 룸콘트롤러(30)에 입력된 운전요구에 따라 보일러의 운전을 제어함과 아울러 상기 룸콘트롤러(30)에 입력된 난방온도를 환수설정온도로 하여 보일러를 제어하되, 난방 순환 유량을 산출하고, 검출된 공급수온도와 환수온도를 이용하여 공급수 제어 설정온도를 산출하여, 상기 공급수 제어 설정온도와 환수온도를 이용하여 공급열량을 단계적으로 제어하는 제어부(10)와, 상기 제어부(10)의 제어에 따라 연료의 유량을 조절하는 연료유량조절부(80)와, 상기 연료유량조절부(80)에서 공급되는 연료를 연소시키는 버너(21)를 포함하여 공급수를 가열하여 난방관(50)을 통해 난방순환계통(도면 미도시)으로 공급하는 난방열교환부(20)와, 상기 난방순환계통을 순환한 환수를 상기 난방열교환부(20)로 공급하는 환수관(60)과, 상기 난방관(50)과 환수관(60)에 각각 마련되어 공급수와 환수의 온도를 검출하여 상기 제어부(10)에 제공하는 공급수온도센서(51) 및 환수온도센서(61)를 포함한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러 난방 제어 방법 및 난방 제어 장치의 구성과 작용에 대하여 구체적으로 설명한다.

먼저, S201단계에서는 제어부(10)가 대기상태에서 보일러의 운전요구가 있는지 확인한다. 이때 운전요구가 있는 때는 사용자가 각 방 또는 거실에 마련된 룸콘트롤러(30)를 조작하여 전원을 켜고, 난방 온도를 설정한 신호가 제어부(10)에 수신된 때로 볼 수 있다.

그 다음, S202단계에서는 상기 제어부(10)가 운전요구가 있는 것으로 판단한 때에 연료유량조절부(80)를 통해 연료 가스와 공기가 혼합된 연료를 공급하고, 버너(21)를 점화시킨다.

이때 상기 버너(21)의 동작으로 공급되는 열량을 제1열량이라 하며, 종래와 같이 최대 열량이 아닌 다른 값으로 한다. 바람직하게는 최소 열량으로 하는 것이 소음 발생을 줄이는 측면에서 유리하다.

이와 같은 S202단계의 동작은 도 3의 구간 A에 해당한다.

그 다음, S203단계에서는 상기 구간 A 동안 제어부(10)는 상기 제1열량의 공급에 따라 가열되어 공급관(50)을 통해 공급되는 공급수의 온도를 공급수온도센서(51)로 검출하고, 환수관(60)을 통해 환수되는 환수의 온도를 환수온도센서(61)로 검출하여 그 차를 산출하고, 그 온도의 차를 이용하여 난방 순환 유량을 산출한다.

상기 난방 순환 유량은 아래의 수학식1로 산출될 수 있다.

상기 수학식1에서 m은 난방 순환 유량, Q는 공급열량으로 여기서는 제1열량이며, c는 공급수의 비열, ΔT는 구간 A에서 공급수 온도와 환수 온도의 차이다.

그 다음, S204단계에서는 상기 제1설정 시간인 구간 A의 내에 난방 순환 유량(m)의 산출이 이루어졌는지 판단한다. 상기 난방 순환 유량(m)의 산출이 실패하는 경우의 예로는 환수 또는 공급수의 온도 편차가 크거나, 환수온도센서(61) 또는 공급수온도센서(51)의 일시적인 오작동 등의 이유로 ΔT의 변동이 심한 경우가 될 수 있다.

그 다음, S205단계에서는 상기 S204단계의 판단결과 난방 순환 유량(m)의 산출이 실패한 경우 상기 제어부(10)는 메모리(40)에 기저장된 난방 순환 유량 기본값을 적용한다. 이와 같이 난방 순환 유량 기본값을 적용하는 경우에는 보일러의 초기 운전시 오류에 의해 보일러가 오동작하는 것을 방지하고, 원활한 운전이 이루어지도록 하기 위한 것이다.

그 다음, S206단계에서는 상기 S204단계의 판단결과 난방 순환 유량(m)이 산출된 후 또는 상기 S205단계의 난방 순환 유량 기본값이 적용된 후에, 사용자가 설정한 난방온도인 환수설정온도와 실제 환수온도를 이용하여 공급수 제어 설정온도를 산출한다.

상기 공급수 제어 설정온도는 아래의 수학식2로 산출할 수 있다.

상기 α는 보정계수이며 난방순환유량을 산출할 때 공급수온도와 환수온도를 이용한 값이다.

이후에 보다 상세히 설명되겠지만 본 발명에서는 공급수 제어 설정온도의 변화에 따른 열량의 제어를 수행하며, 공급수 제어 설정온도를 보다 높게 설정하기 위하여 상기 보정계수 α의 개념을 도입한다.

상기 보정계수 α는 아래의 수학식3으로 산출할 수 있다.

상기 α=ΔT는 S203단계에서 산출한 공급수 온도와 환수 온도의 차이며, ΔT1은 현재 공급수 제어 설정온도의 재판단 단계에서의 공급수 온도와 환수 온도의 차이다. 즉, 보정계수 α는 ΔT와 ΔT1의 차의 절대값의 2배수를 다시 ΔT에 가산한 것이다.

상기 공급수 제어 설정온도는 난방의 진행에 따라 점차로 환수설정온도에 수렴하게 되며, 환수온도와 환수설정온도가 동일한 값으로 유지될 때 환수설정온도보다 α만큼 큰 값으로 유지된다.

상기 공급수 제어 설정온도는 본 발명의 난방 제어를 위하여 적용된 것이며, 이후에는 공급수 온도와 공급수 제어 설정온도의 차에 따른 공급 열량을 제어하게 된다.

그 다음, S207단계에서는 상기 공급수 제어 설정온도에 부합하도록 공급열량이 가변되도록 제어부(10)에서 연료유량조절부(80)를 제어하게 된다. 구체적으로 상기 도 3의 구간 A의 후인 구간 B에서 제어부(10)는 연료유량조절부(80)를 조절하여 버너(21)로 공급되도록 하여 공급 열량을 제어하고, 소정시간 이상 동안 상기 환수온도센서(61)에서 검출된 환수 온도가 환수설정온도에 도달했는지 확인하는 S208단계를 수행한다.

상기 S208단계의 판단결과 환수 온도가 환수설정온도에 도달하지 않았으면, 상기 S207단계를 다시 수행한다. 이때 오랫동안 난방연소를 지속적으로 하기 위해 공급수 제어 설정온도는 상기 환수의 온도가 상승함에 따라 그 값이 낮아지게 되며, 구간 C에서와 같이 공급수 제어 설정온도가 낮아진 정도에 비례하여 공급 열량을 감소시킨다.

상기 공급 열량의 감소는 제어부(10)에서 연료유량조절부(80)의 공급 연료유량을 제어하여 이룰 수 있는 것이며, 선형의 열량 제어가 어렵기 때문에 단계적으로 공급 열량을 줄여가는 방식을 사용하게 된다.

이는 PID(비례 적분 미분) 제어를 통해 수행할 수 있으며, 상기 S207단계를 반복 수행하도록 하는 S208단계의 판단결과에 따라 상기 구간 C에서 반복적인 공급 열량의 감소가 단계적으로 일어나게 된다.

마지막으로 S209단계에서는 상기 S208단계의 판단결과 환수 온도가 환수설정온도에 도달하면, 도 3의 구간 D와 같이 일정한 시간 동안 마지막 공급 열량이 공급되는 상태로 유지하고, 이때 환수온도가 환수설정온도로 유지되면 운전을 종료하고 대기상태가 되도록 한다. 즉, 공급수 온도가 공급수 제어 설정온도에 도달하여 고정된 열량으로 제어는 상태에서 일정시간 동안 환수 온도가 환수설정온도에 미도달시 공급수 제어 설정온도를 일정온도만큼 상승시켜 환수온도가 환수설정온도에 도달할 수 있게 한다.

이처럼 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 보일러의 난방 제어 방법 및 제어 장치는, 초기의 난방 순환 유량의 산출이 실패한 경우에도 난방 제어에 오동작이 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 공급수 제어 설정온도의 개념을 도입하여 보일러의 잦은 연소와 연소 중단이 반복되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 보일러의 난방 제어 방법의 일부 순서도이고, 도 6은 도 5에 따른 주요 온도의 시간에 따른 변화 그래프이다.

도 5, 도 6을 각각 참조하면 본 발명 보일러의 난방 제어 방법은, 상기 도 2를 참조하여 설명한 S207단계의 후 또는 S208단계를 수행한 후에 제어부(10)에서 난방 순환 유량을 실시간 산출하는 단계(S501)와, 상기 S501단계를 수행한 후에 난방 순환 유량이 상기 S203단계에서 산출한 초기 난방 순환 유량에 대해 변경되었는지 확인하는 단계(S502)를 더 포함할 수 있다.

상기 S502단계를 수행하여 유량이 변경되었으면 상기 S202단계인 제1열량의 공급 열량이 공급되도록 하고, 유량의 변경이 없으면 상기 S207단계와 S208단계를 수행할 수 있도록 S208단계 또는 S207단계를 수행하게 된다.

상기 S501단계는 공급수 제어 설정온도에 부합하도록 공급열량을 가변 제어하는 S207단계의 다음으로 수행되거나, 상기 S207단계의 수행 후 소정 시간이 경과한 다음 환수온도가 환수설정온도가 되었는지 확인하는 S208단계의 다음에 수행될 수 있다.

S501단계는 난방 순환 유량의 변동여부를 실시간으로 검출하는 것으로, 난방 순환 유량이 상기 S203단계의 산출결과와 차이가 발생하는 경우에는 상기 S207단계에서 공급하는 열량에 의해 가열되는 공급수 온도 및 환수의 온도에 차이가 발생하게 된다. 즉, 난방 순환 유량이 감소하면 동일한 열량의 공급에 의해서도 공급수와 환수의 온도가 증가하게 된다.

이와 같이 S203단계에서 산출한 난방 순환 유량과 S501단계에서 산출한 난방 순환 유량에 차이가 발생하는 경우는 S203단계에서 난방 순환 유량을 산출하였으나 잘못 산출한 경우나 S205단계의 난방 순환 유량 기본값을 적용한 경우 또는 기타 장치의 오류 등이 발생한 경우가 될 수 있다.

그 다음, S502단계에서는 상기 S501단계에서 산출된 난방 순환 유량과 S203단계에서 산출되어 메모리(40)에 저장된 난방 순환 유량에 차이가 있는 경우에는 S202단계로 회귀하게 된다.

상기 S202단계는 제1열량을 공급하는 단계이다.

도 6을 참조하면 운전이 시작되고 구간 A1에서 S202단계와 같이 제1열량을 공급하고, S203단계에서 난방 순환 유량을 산출한 후, S206단계에서 공급수 제어 설정온도를 산출한 다음, 환수온도에 공급수 제어 설정온도를 비례제어하여 열량을 공급하는 구간 B1의 진행 중에, S501단계에서 검출된 난방 순환 유량이 S502단계의 판단 결과 변경된 경우 구간 C1과 같이 열량의 비례 공급을 중단하고 S202단계와 같이 제1열량을 공급한 상태에서, 다시 난방 순환 유량과 공급수 제어 설정온도를 산출한 후 그 결과에 따라 구간 D1과 같이 공급열량을 가변 제어한다.

상기 S208단계에서 환수온도와 환수설정온도가 동일하면 공급열량을 유지하게 되며, S209단계와 같이 S208단계가 소정시간 지속 되면 운전을 중단한다.

이처럼 본 발명은 난방 순환 유량을 실시간으로 산출하여, 현재 운전의 기초가 된 난방 순환 유량과 차이가 있는 경우에는 그 차이를 보상하여 운전되도록 함으로써, 정확하고 안정적인 난방 제어가 가능하게 된다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보일러 난방 제어방법의 일부 순서도이다.

도 7을 참조하면 상기 도 5에 도시하고 설명한 S502단계의 판단결과 난방 순환 유량이 변경된 경우, 그 변경된 정도가 미리 설정한 유량의 범위를 벗어나는지 판단하는 단계(S503)와, S503단계의 판단결과 미리 설정한 유량의 범위를 벗어나는 경우 펌프(70)의 회전속도를 설정된 유량의 범위에 맞게 가변하는 단계(S504)를 더 포함할 수 있다.

상기 펌프(70)는 난방 순환 유량에 따라 속도가 가변될 수 있으며, 잦은 펌프(70)의 속도 가변은 소음의 발생시킬 수 있다. 따라서 펌프(70)의 운전을 제어부(10)에서 제어할 때 난방 순환 유량을 유량의 범위에 따라 동작 단수를 설정하여 펌프(70)의 가변이 너무 잦게 이루어지는 것을 방지하게 된다.

예를 들어 난방 순환 유량의 최소값부터 최대값까지를 다섯 구간으로 나눈 경우, 제1구간 난방 순환 유량일 때는 펌프(70)의 동작 단수를 1단으로하고, 제 1구간에서 제 2구간으로 유량이 증가한 경우 펌프(70)의 동작단수를 1단으로 유지하고, 제3구간의 난방 순환 유량일 때는 펌프(70)의 동작 단수를 2단으로 가변하고, 제 3구간에서 제 2구간으로 유량이 감소한 경우에는 2단으로 유지하고, 제 3구간에서 제 4구간으로 유량이 증가한 경우 3단으로 유지하고, 제5구간은 3단으로 가변하고, 제 5구간에서 제 4구간으로 유량이 감소하는 경우에는 3단으로 유지하는 등 설정된 난방 순환 유량에 따라 펌프(70)의 동작을 제어한다.

이와 같은 제어의 구체적인 예는 하나의 실시예일뿐이며 다양한 변경이 가능하다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보일러의 난방 제어 방법의 일부 순서도이고, 도 9는 도 8의 제어에 따른 주요 온도의 시간에 따른 변화 그래프이다.

도 8과 도 9를 각각 참조하면 본 발명 보일러의 난방 제어 방법은, 상기 도 2를 참조하여 설명한 S207단계의 후 또는 S208단계를 수행한 후에 제어부(10)에서 공급수온도센서(51)에서 검출된 공급수의 온도가 상기 S206단계에서 산출한 공급수 제어 설정온도 보다 더 높은지 판단하여 높지 않은 경우에는 S208단계 또는 S207단계를 수행하고, 높은 경우 S202단계로 회귀하도록 하는 단계(S801)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 S801단계는 제어부(10)에서 공급수의 온도를 검출하는 공급수온도센서(51)의 온도가 S207단계의 공급열량을 가변 제어하는 기준이 되는 공급수 제어 설정온도에 비해 더 높은 경우 정확한 제어가 어렵게 되기 때문에 다시 공급수 제어 설정온도를 산출할 필요가 있다.

따라서 S801단계의 판단결과 공급수의 실제 온도가 공급수 제어 설정온도에 비해 더 높은 경우에는 S202단계부터 재수행하도록 구성된다.

도 9에 도시한 바와 같이 운전이 시작되고 구간 A2에서 S202단계와 같이 제1열량을 공급하고, S203단계에서 난방 순환 유량을 산출한 후, S206단계에서 공급수 제어 설정온도를 산출한 다음, 환수온도에 공급수 제어 설정온도를 비례제어하여 열량을 공급하는 구간 B2의 진행 중에, S801단계의 판단결과 공급수 온도가 공급수 제어 설정온도에 비해 더 높으면, 구간 C2과 같이 열량의 비례 공급을 중단하고 S202단계의 제1열량을 공급한 상태에서, 다시 난방 순환 유량과 공급수 제어 설정온도를 산출한 후 그 결과에 따라 구간 D2과 같이 공급열량을 가변 제어한다.

이처럼 본 발명은 공급수의 온도를 실시간으로 검출하여, 현재 운전의 기초가 된 공급수 제어 설정온도에 비해 더 높은 경우에는 다시 공급수 제어 설정온도를 산출하고, 산출된 공급수 제어 설정온도를 기초로 난방을 제어함으로써, 정확하고 안정적인 난방 제어가 가능하게 된다.

도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 보일러 난방 제어방법을 보인 순서도이다.

도 10에 도시한 본 발명의 다른 실시예는 앞서 도 5를 참조하여 설명한 난방 순환 유량의 변경과 도 8을 참조하여 설명한 공급수 온도가 공급수 제어 설정온도를 초과한 경우를 포함하는 구성이다.

즉, 난방 순환 유량이 변경되는 경우 또는 공급수 온도가 공급수 제어 설정온도를 초과하는 경우에도 안정적인 난방의 제어를 수행할 수 있게 되며, 이에 대한 상세한 설명은 앞선 실시예들과 동일하여 그 설명을 생략한다.

또한 도면에는 생략되었으나, 도 7에 도시하고 설명한 바와 같이 펌프(70)의 가변 제어를 함께 수행할 수 있음은 당업자 수준에서 용이하게 이해될 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

10:제어부 20:난방열교환부
21:버너 30:룸콘트롤러
40:메모리 50:난방관
51:공급수온도센서 60:환수관
61:환수온도센서 70:펌프
80:연료유량조절부

Claims

a) 제1열량을 공급하는 상태에서 공급수 온도와 환수 온도의 차를 이용하여 제1난방 순환 유량을 산출하는 단계;
b) 상기 a) 단계에서 상기 제1난방 순환 유량의 산출이 실패한 경우 난방 순환 유량 기본값을 적용하는 단계;
c) 환수설정온도에 상기 환수설정온도와 환수온도의 차를 가산하고, 그 결과에 보정계수를 가산하여 공급수 제어 설정온도를 산출하는 단계;
d) 상기 환수온도의 증가에 따라 감소하는 공급수 제어 설정온도에 따라 공급열량을 비례 제어하는 단계를 포함하는 보일러의 난방 제어 방법.
제1항에 있어서,
상기 c) 단계의 상기 보정계수는 아래의 수학식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방 제어 방법.
보정계수=ΔT+(|ΔT-ΔT1|X2)
상기 ΔT는 상기 a) 단계에서 산출한 공급수 온도와 환수 온도의 차, ΔT1은 d) 단계에서 공급수 제어 설정온도를 다시 판단할 때의 공급수 온도와 환수 온도의 차
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 d) 단계를 수행하는 과정에서,
e) 실시간으로 제2난방 순환 유량을 산출하여, 상기 제1난방 순환 유량 또는 난방 순환 유량 기본값과 비교하여 차이가 있으면, 상기 a) 단계부터 재수행하는 단계를 더 포함하는 보일러의 난방 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 e) 단계의 판단결과 차이가 있으면,
f) 상기 차이의 정도가 기설정된 유량의 범위를 초과하는지 확인하고, 차이가 있으면 펌프의 운전속도를 제어하는 단계를 더 포함하는 보일러의 난방 제어 방법.
제4항에 있어서,
상기 d) 단계는 상기 e) 및 f) 단계와 함께,
g) 실시간으로 검출된 공급수 온도가 상기 공급수 제어 설정온도를 초과하는지 판단하여 초과하면, 상기 a) 단계부터 재수행하는 단계를 더 포함하는 보일러의 난방 제어 방법.
제3항에 있어서,
상기 d) 단계는 상기 e) 단계와 함께,
g) 실시간으로 검출된 공급수 온도가 상기 공급수 제어 설정온도를 초과하는지 판단하여 초과하면, 상기 a) 단계부터 재수행하는 단계를 더 포함하는 보일러의 난방 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 d) 단계를 수행하는 중에,
g) 공급수 온도를 검출하고, 상기 검출된 공급수 온도가 상기 공급수 제어 설정온도를 초과하는지 판단하여 초과하면, 상기 a) 단계부터 재수행하는 단계를 더 포함하는 보일러의 난방 제어 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 d)단계는,
상기 환수설정온도와 상기 환수온도가 동일한 상태가 되면, 마지막 공급열량을 설정 시간 동안 유지하고, 상기 설정 시간 동안 상기 환수온도에 변화가 없으면 운전을 종료하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방 제어 방법.
난방열교환부를 통해 공급수를 가열하여 난방관을 통해 난방순환계통으로 공급하고, 난방순환계통을 순환한 환수를 상기 난방열교환부로 공급하는 환수관을 포함하는 보일러의 난방 제어 장치에 있어서,
상기 공급수 온도를 검출하는 공급수온도센서 및 상기 환수의 온도를 검출하는 환수온도센서와,
초기 운전시 제1공급열량이 상기 공급수에 공급되도록 한 상태에서, 상기 공급수 온도와 상기 환수 온도를 이용하여 제1난방 순환 유량을 산출하고, 환수설정온도와 상기 환수 온도를 이용하여 공급수 제어 설정온도를 산출하여, 상기 공급수 제어 설정온도의 변화에 따라 상기 공급수에 공급되는 공급열량을 비례 제어하며, 상기 제1난방 순환 유량의 산출이 실패한 경우 기 설정된 난방 순환 유량 기본값을 제어에 적용하는 제어부를 포함하는 보일러의 난방 제어 장치.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 공급열량을 비례 제어하는 중에, 상기 난방순환계통을 순환하는 제2난방 순환 유량을 실시간 산출하여, 상기 제1난방 순환 유량 또는 상기 난방 순환 유량 기본값과 차이가 있는 경우 상기 공급열량의 비례 제어 상태를 중단한 후, 상기 제1공급열량이 공급수에 공급되도록 한 상태에서 상기 제1난방 순환 유량을 다시 산출하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방 제어 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 제2난방 순환 유량과 상기 제1난방 순환 유량 또는 상기 난방 순환 유량 기본값의 차이가, 기설정된 유량의 범위를 초과하는지 확인하고, 차이가 있으면 펌프의 운전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방 제어 장치.
제11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 공급수온도센서에서 검출된 공급수 온도가 상기 공급수 제어 설정온도를 초과하는지 판단하여 초과하면, 상기 제1공급열량이 공급수에 공급되도록 한 상태에서 상기 공급수 제어 설정온도를 다시 산출하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방 제어 장치.
제10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 공급수온도센서에서 검출된 공급수 온도가 상기 공급수 제어 설정온도를 초과하는지 판단하여 초과하면, 상기 제1공급열량이 공급수에 공급되도록 한 상태에서 상기 공급수 제어 설정온도를 다시 산출하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방 제어 장치.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 공급수온도센서에서 검출된 공급수 온도가 상기 공급수 제어 설정온도를 초과하는지 판단하여 초과하면, 상기 제1공급열량이 공급수에 공급되도록 한 상태에서 상기 공급수 제어 설정온도를 다시 산출하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방 제어 장치.
제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 환수설정온도와 상기 환수온도가 동일한 상태가 되면, 마지막 공급열량을 설정 시간 동안 유지하고, 상기 설정 시간 동안 상기 환수온도에 변화가 없으면 운전을 종료하는 것을 특징으로 하는 보일러의 난방 제어 장치.