KR101547631B1 - 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치 및 방법이 개시된다.
히트펌프 보일러 시스템은 온 신호 또는 오프 신호 중 하나인 저 수위 센서로부터의 수위 검출 신호를 주기적으로 확인하여 오프 신호의 발생 시에 카운트를 개시하되, 후속 발생되는 수위 검출 신호가 오프 신호이면 카운트 동작을 유지하여 카운트 값을 증가시키고, 카운트 값이 미리 설정된 기준을 넘으면 축열조의 수위를 저 수위로 판단한다. 오프 신호가 1회 이상 발생하여 카운트가 개시되었더라도 온 신호가 후속 발생되면 카운트 동작이 중단되고 카운트 값이 리셋된다.
이에 따라, 외부 노이즈나 저 수위 센서의 일시적인 오동작에 대처하여 저 수위 검출의 정확도를 향상시킬 수 있고, 시스템 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있다.

Description

히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치 및 방법{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTING LOW WATER LEVEL IN HEATPUMP BOILER SYSTEM}

본 발명은 히트펌프 보일러 시스템에 관한 것으로, 특히 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 히트펌프 보일러 시스템은 난방수를 저장하는 축열조 내에 저 수위 센서를 마련하여 축열조의 수위를 검출하도록 구성된다.

축열조의 수위가 일정 값 이상인 경우에는 히트펌프 보일러 시스템이 정상 운전되어 히팅 동작을 수행한다.

반면, 축열조의 수위가 일정 값 미만인 경우 히트펌프 보일러 시스템은 순환되는 난방수가 부족한 것으로 판단하여 운전을 정지하고 자동적인 수위 충전이나 물부족 상태임을 알리는 경보 동작 등을 수행하여야 한다.

저 수위 검출 과정에서는 외부 노이즈 또는 저 수위 센서의 일시적인 오동작이 발생할 수 있는데, 종래에는 이러한 경우마다 히트펌프 보일러 시스템의 운전이 정지되어 시스템 안정성 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.

국내등록특허 제10-0742942호

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 외부 노이즈나 저 수위 센서의 일시적인 오동작에 대처하여 저 수위 검출의 정확도를 향상시킬 수 있고, 이에 따라 시스템 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치는, 축열조 내 난방수의 수위를 검출하여 온 신호 및 오프 신호 중 하나인 수위 검출 신호를 발생시키는 저 수위 센서; 제어 신호에 따라 카운트 동작을 수행하는 카운트 동작부; 및 상기 저 수위 센서로부터의 수위 검출 신호를 주기적으로 입력받아 오프 신호가 입력되면 상기 카운트 동작부를 제어하여 카운트를 개시하되, 후속 입력되는 수위 검출 신호가 오프 신호이면 카운트 동작을 유지하여 카운트 값을 증가시키고, 카운트 값이 미리 설정된 기준을 넘으면 저 수위 상태로 판단하며, 후속 입력되는 수위 검출 신호가 온 신호이면 카운트 동작을 중단하고 카운트 값을 리셋시키는 판단부를 포함한다.

본 발명의 일 측면에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치에서, 상기 카운트 동작부는 타이머일 수 있다. 이때, 상기 판단부는 오프 신호가 입력되면 상기 타이머를 동작시켜 시간 정보의 카운트를 개시한 후, 오프 신호가 연속으로 입력되면 상기 시간 정보의 카운트를 계속 유지하고, 상기 카운트된 시간 정보가 기 설정된 기준 시간을 경과하면 저 수위 상태로 판단하며, 온 신호가 입력되면 카운트를 중단하고 상기 타이머를 리셋시킬 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치에서, 상기 카운트 동작부는 카운터일 수 있다. 이때, 상기 판단부는 오프 신호가 입력되면 상기 카운터를 동작시켜 횟수 정보의 카운트를 개시한 후, 오프 신호가 입력될 때마다 상기 횟수 정보를 카운트하고, 상기 카운트된 횟수 정보가 기 설정된 기준 횟수를 초과하면 저 수위 상태로 판단하며, 온 신호가 입력되면 카운트를 중단하고 상기 카운터를 리셋시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 일 측면에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 방법은, 축열조 내 난방수의 수위에 따라 저 수위 센서로부터 온 신호 또는 오프 신호를 주기적으로 입력받는 단계; 상기 저 수위 센서로부터 오프 신호가 입력되면 타이머를 동작시켜 시간 정보의 카운트를 개시하는 단계; 상기 저 수위 센서로부터 오프 신호가 연속으로 입력되면 상기 시간 정보의 카운트를 계속 유지하는 단계; 상기 카운트된 시간 정보가 기 설정된 기준 시간을 경과하면 저 수위 상태로 판단하는 단계; 및 상기 저 수위 센서로부터 온 신호가 입력되면 카운트를 중단하고 상기 타이머를 리셋시킨 후 상기 입력 단계로 피드백하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 방법은, 축열조 내 난방수의 수위에 따라 저 수위 센서로부터 온 신호 또는 오프 신호를 주기적으로 입력받는 단계; 상기 저 수위 센서로부터 오프 신호가 입력되면 카운터를 동작시켜 횟수 정보의 카운트를 개시하는 단계; 상기 저 수위 센서로부터 오프 신호가 입력될 때마다 상기 횟수 정보를 카운트하는 단계; 상기 카운트된 횟수 정보가 기 설정된 기준 횟수를 초과하면 저 수위 상태로 판단하는 단계; 및 상기 저 수위 센서로부터 온 신호가 입력되면 카운트를 중단하고 상기 카운터를 리셋시킨 후 상기 입력 단계로 피드백하는 단계를 포함한다.

본 발명에 의한 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치 및 방법에 따르면, 외부 노이즈나 저 수위 센서의 일시적인 오동작에 대처하여 저 수위 검출의 정확도를 향상시킬 수 있고, 이에 따라 시스템 안정성 및 신뢰성을 확보할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치 및 방법에 대해서 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치의 구성을 개략적으로 보인 도면이다.

일 실시예에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 저 수위 센서(10), 판단부(20) 및 카운트 동작부(30)를 포함한다.

저 수위 센서(10)는 축열조 내 난방수의 저 수위를 검출하기 위한 것으로서, 난방수의 수위 변화에 따라 온(ON) 신호 및 오프(OFF) 신호 중 하나인 수위 검출 신호를 발생시켜 판단부(20)로 출력한다.

전술한 저 수위 센서(10)는 물과의 접촉 여부에 따라 온 신호 또는 오프 신호를 생성하여 판단부(20)에 입력함으로써 판단부(20)가 정상 수위 및 저 수위를 검지하도록 할 수 있다.

예를 들어, 물이 충분하고 축열조 내의 수위가 저 수위 센서(10)가 설치된 위치보다 높은 정상 수위인 경우, 저 수위 센서(10)에 구비된 전극 간에 물이 닿아 통전이 되면서 하이 레벨의 온 신호가 생성된다. 반면, 물이 부족하고 축열조의 수위가 해당 위치보다 낮은 저 수위의 경우에는, 저 수위 센서(10)의 전극 간에 전기가 통하지 않아 로우 레벨의 오프 신호가 생성된다.

판단부(20)는 저 수위 센서(10)로부터의 수위 검출 신호를 입력받아 정상 수위 및 저 수위를 판별한다. 특히, 판단부(20)는 일회성이 아닌 일정한 주기를 가지고 저 수위 센서(10)로부터의 수위 검출 신호를 확인하여 수위를 보다 정확하게 판단할 수 있다.

저 수위 센서(10)로부터 저 수위임을 알리는 오프 신호가 입력되면, 전술한 판단부(20)는 카운트 동작부(30)를 제어하여 카운트를 개시한다. 카운트가 개시된 상태에서 후속 입력되는 수위 검출 신호가 온 신호이면, 판단부(20)는 카운트 동작을 유지하여 카운트 값을 증가시키며, 카운트 값이 미리 설정된 기준을 넘으면 축열조의 수위가 저 수위 상태인 것으로 최종 판단하게 된다.

만약, 카운트가 개시된 상태에서 후속 입력되는 수위 검출 신호가 온 신호이면, 판단부(20)는 카운트 동작부(30)를 제어하여 카운트 동작을 중단하고 카운트 값을 리셋시킨다.

카운트 동작부(30)는 판단부(20)에서 출력되는 제어 신호에 따라 카운트 동작을 수행한다.

일 실시예에서, 전술한 카운트 동작부(30)는 시간 정보를 카운트하기 위한 타이머일 수 있다.

이러한 경우, 판단부(20)는 오프 신호가 입력되면 타이머를 동작시켜 시간 정보의 카운트를 개시한 후, 오프 신호가 연속으로 입력되면 시간 정보의 카운트를 계속 유지하고, 카운트된 시간 정보가 기 설정된 기준 시간을 경과하면 축열조의 수위를 저 수위 상태로 판단한다. 만약, 기 설정된 기준 시간이 경과하지 않은 상태에서 카운트 동작 중에 온 신호가 입력되면 판단부(20)는 축열조의 수위를 정상 수위로 판단하여 카운트를 중단하고 타이머를 리셋시킨다.

다른 실시예에서, 전술한 카운트 동작부(30)는 횟수 정보를 카운트하기 위한 카운터일 수 있다.

이러한 경우, 판단부(20)는 오프 신호가 입력되면 카운터를 동작시켜 횟수 정보의 카운트를 개시한 후, 오프 신호가 입력될 때마다 횟수 정보를 카운트하며, 카운트된 횟수 정보가 기 설정된 기준 횟수를 초과하면 축열조의 수위가 저 수위 상태인 것으로 판단한다. 한편, 카운트 동작 중에 오프 신호의 연속 입력이 기 설정된 기준 횟수를 넘지 못한 상태에서 온 신호가 입력되면 판단부(20)는 축열조의 수위를 정상 수위로 판단하여 카운트를 중단하고 카운터를 리셋시킨다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에서는, 저 수위 센서(10)의 출력을 일정 주기로 입력받고, 저 수위임을 알리는 오프 신호의 입력 시에 오프 신호의 입력이 유지되는 시간 혹은 횟수가 연속 입력 조건을 만족하는지 여부를 확인하여 저 수위 센서(10)의 출력을 검증한다. 그러므로, 외부 노이즈나 저 수위 센서(10)의 순간적인 오동작이 발생하여 저 수위 센서(10)의 출력이 일시적으로 오프 신호가 되더라도 저 수위로 판단되지 않아 히트펌프 보일러 시스템이 정상 운전 상태를 유지 지속할 수 있고, 그에 따라 시스템의 안정성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

먼저, 판단부(20)는 저 수위 센서(10)로부터 축열조 내 난방수의 수위에 따른 수위 검출 신호를 주기적으로(예컨대, 5ms마다) 입력받아 확인한다(S11). 이때, 수위 검출 신호는 물이 충분한 정상 수위 상태를 나타내는 온(ON) 신호 또는 물이 부족한 저 수위 상태를 나타내는 오프(OFF) 신호일 수 있다.

저 수위 센서(10)에서 온 신호가 출력되고(S21), 카운트 동작이 개시되지 않은 경우에는(S61), 판단부(20)가 S11 단계로 되돌아가 저 수위 센서(10)로부터 다음 주기의 수위 검출 신호를 입력받아 확인한다.

저 수위 센서(10)로부터 오프 신호가 입력되면(S21), 판단부(20)는 카운트 동작을 개시하여 카운트 값에 따라 저 수위 센서(10)로부터 후속 입력되는 수위 검출 신호들이 기 설정된 연속 입력 조건을 만족하는지 여부를 확인한다(S11 내지 S41).

구체적으로, 저 수위 센서(10)로부터 오프 신호를 입력받으면(S21), 판단부(20)는 신호 검증을 위하여 구비된 타이머를 동작시켜 시간 정보의 카운트를 개시한다(S31). 이후, 저 수위 센서(10)로부터 오프 신호가 연속으로 입력되면(S21), 판단부(20)는 시간 정보의 카운트를 계속 유지한다(S31).

카운트 동작 개시 이후 일정 시간마다 오프 신호가 주기적으로 연속 입력되어 카운트된 시간 정보가 기 설정된 기준 시간(예컨대, 10초 이상)을 경과하게 되면(S41), 판단부(20)는 신호 검증을 마치고 축열조의 수위가 저 수위 상태인 것으로 최종 판단한다(S51).

이와 같이, 판단부(20)는 저 수위 센서(10)로부터의 입력을 일정 주기로 확인하고, 카운트 동작으로 오프 신호의 입력이 일정 시간 이상 유지되는지 여부를 확인한다. 즉, 오프 신호의 입력 여부 및 오프 신호가 일정 시간 이상 연속 입력되는지 여부의 두 가지 조건이 연속 입력 조건이 되며, 판단부(20)는 이와 같은 연속 입력 조건이 만족될 때에만 축열조의 수위를 저 수위로 판단한다.

만약, 카운트 동작 중에 저 수위 센서(10)로부터 온 신호가 입력되면(S21, S61), 판단부(20)는 카운트를 중단하고 타이머를 리셋시킨 후(S71), 신호 입력을 확인하는 S11 단계로 피드백하게 된다.

이에 따라, 저 수위 센서(10)로부터 오프 신호가 1회 이상 입력되어 카운트가 개시된 후 카운트 동작 중이라 하더라도 기 설정된 기준 시간이 경과하지 않은 상태에서 저 수위 센서(10)로부터 온 신호가 입력되면, 카운트가 중단되고 시간 정보가 초기 값으로 재설정된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 방법을 설명하기 위한 흐름도로서, 카운트 동작부(30)가 카운터인 경우를 예시한다.

먼저, 판단부(20)는 축열조 내 난방수의 수위에 따라 저 수위 센서(10)로부터 온(ON) 신호 또는 오프(OFF) 신호 중 하나인 수위 검출 신호를 주기적으로(예컨대, 5ms마다) 입력받아 확인한다(S12).

저 수위 센서(10)에서 온 신호가 출력되고(S22), 카운트 동작이 개시되지 않은 경우에는(S62), 판단부(20)가 S12 단계로 피드백하여 저 수위 센서(10)로부터 다음 주기의 수위 검출 신호를 입력받아 확인한다.

저 수위 센서(10)로부터 오프 신호를 입력받으면(S22), 판단부(20)는 신호 검증을 위하여 구비된 카운터를 동작시켜 횟수 정보의 카운트를 개시한다(S32). 이후, 저 수위 센서(10)로부터 오프 신호가 입력될 때마다(S22), 판단부(20)는 카운트를 수행하여 횟수 정보를 증가시키게 된다(S32).

카운트 동작 개시 이후 일정 시간마다 오프 신호가 주기적으로 입력되어 카운트된 횟수 정보가 기 설정된 기준 횟수(예컨대, 20회)를 초과하게 되면(S42), 판단부(20)는 신호 검증을 마치고 축열조의 수위가 현재 저 수위 상태인 것으로 최종 판단한다(S52).

이러한 경우, 오프 신호의 입력 여부 및 오프 신호가 일정 횟수 이상 반복 입력되는지 여부의 두 가지 조건에 의해 축열조의 저 수위 판단이 이루어진다.

만약, 카운트 동작 중(S62)에 저 수위 센서(10)로부터 온 신호가 입력되면, 판단부(20)는 카운트를 중단하고 카운터를 리셋시킨 후(S72), 신호 입력을 확인하는 S12 단계로 피드백한다.

이에 따라, 저 수위 센서(10)로부터 오프 신호가 1회 이상 입력되어 카운트가 개시된 후 카운트 동작 중이라 하더라도 설정된 횟수를 만족하지 못한 상태에서 저 수위 센서(10)로부터 온 신호가 입력되면, 카운트가 중단되고 횟수 정보가 초기 값으로 재설정된다.

본 발명에 따른 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치 및 방법의 구성은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10: 저 수위 센서
20: 판단부
30: 카운트 동작부

Claims (5)

1. 축열조 내 난방수의 수위를 검출하여 온 신호 및 오프 신호 중 하나인 수위 검출 신호를 발생시키는 저 수위 센서;
   제어 신호에 따라 카운트 동작을 수행하는 카운트 동작부; 및
   상기 저 수위 센서로부터의 수위 검출 신호를 주기적으로 입력받아 오프 신호가 입력되면 상기 카운트 동작부를 제어하여 카운트를 개시하되, 후속 입력되는 수위 검출 신호가 오프 신호이면 카운트 동작을 유지하여 카운트 값을 증가시키고, 카운트 값이 미리 설정된 기준을 넘으면 저 수위 상태로 판단하며, 후속 입력되는 수위 검출 신호가 온 신호이면 카운트 동작을 중단하고 카운트 값을 리셋시키는 판단부를 포함하되,
   상기 카운트 동작부는 타이머이고,
   상기 판단부는 오프 신호가 입력되면 상기 타이머를 동작시켜 시간 정보의 카운트를 개시한 후, 오프 신호가 연속으로 입력되면 상기 시간 정보의 카운트를 계속 유지하고, 상기 카운트된 시간 정보가 기 설정된 기준 시간을 경과하면 저 수위 상태로 판단하며, 온 신호가 입력되면 카운트를 중단하고 상기 타이머를 리셋시키는 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 장치.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 축열조 내 난방수의 수위에 따라 저 수위 센서로부터 온 신호 또는 오프 신호를 주기적으로 입력받는 단계;
   상기 저 수위 센서로부터 오프 신호가 입력되면 타이머를 동작시켜 시간 정보의 카운트를 개시하는 단계;
   상기 저 수위 센서로부터 오프 신호가 연속으로 입력되면 상기 시간 정보의 카운트를 계속 유지하는 단계;
   상기 카운트된 시간 정보가 기 설정된 기준 시간을 경과하면 저 수위 상태로 판단하는 단계; 및
   상기 저 수위 센서로부터 온 신호가 입력되면 카운트를 중단하고 상기 타이머를 리셋시킨 후 상기 입력 단계로 피드백하는 단계를 포함하는 히트펌프 보일러 시스템의 저 수위 검출 방법.
   
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