KR101797646B1 - 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치 및 그 방법 - Google Patents

순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

직수 온도를 기반으로 계절을 판단하고, 판단한 계절에 따라 온수 온도를 비례 제어하여 계절에 무관하게 사용자가 항상 동일한 온도의 온수를 이용할 수 있도록 한 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 직수관으로 유입되는 직수의 온도를 검출하는 단계; 상기 단계에서 감지된 직수의 온도와 계절을 판단하기 위해 기설정된 설정온도를 비교하는 단계; 및 상기 단계의 온도비교 결과를 기초로 계절을 판단하고, 판단한 계절에 따라 가스 소비량 비(TDR; Turn Down Ratio)를 조절하여 온수 온도를 제어하는 단계를 포함하여, 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어방법을 구현한다.

Description

순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치 및 그 방법{Hot water proportional control device to the season of the instantaneous boiler and method thereof}
본 발명은 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어에 관한 것으로, 특히 직수 온도를 기반으로 계절을 판단하고, 판단한 계절에 따라 온수 온도를 비례 제어하여 계절에 무관하게 사용자가 항상 동일한 온도의 온수를 이용할 수 있도록 한 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 가정용 보일러는 주택의 난방을 제공하면서 동시에 온수를 공급하기 위하여 이용되는 것으로서, 연료의 형태 및 버너의 형태 등에 따라 다양한 형식의 보일러가 개발되고 있다.
이러한 보일러 중 순간식 보일러는 사용자의 온수 사용시마다 즉시 보일러를 가동하여 순간적으로 직수(수돗물)를 가열하여 온수를 제공한다. 여기서 순간식 가스보일러는 간접 열 교환을 통해 온수를 제공한다.
순간식 보일러에 대한 종래기술이 하기의 <특허문헌 1> 및 <특허문헌 2> 에 개시된다.
<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 실내의 난방배관(50)으로 난방순환수가 방출되는 난방용 열교환기와 상수도관을 통해 유입된 냉수가 열 교환되어 온수가 방출되는 온수 열교환기(20)가 각각 구비된 보일러에서, 상기 온수 열교환기(20)로 공급되는 저온의 직수를 저장하는 저장탱크(60)가 구비되고, 상기 저장탱크(60)의 내측에 주 열교환기(10)에서 배출되는 온수가 순환되어 저장탱크(60)의 직수와 열 교환되도록 하는 온수 순환부(70)가 구비된다. 아울러 상기 저장탱크(60)를 통과하여 상기 온수 열교환기(20)를 통과한 직수가 다시 저장탱크(60)를 통과한 후 외부로 배출되도록 구성된다.
여기서, 저장탱크(60)는 상수도관에서 유입되는 저온의 직수를 저장하는 냉수저장부(61)와, 상기 냉수저장부(61)의 일 측에 결합하고 온수 열교환기(20)를 통과하여 온도가 상승한 직수를 저장하는 온수저장부(62)를 포함한다.
이러한 구성을 통해, 온수 저탕을 위한 연료 소비가 최소화되면서도, 온수의 초기 사용시에 낮은 온도의 물이 지속적으로 방출되는 것을 방지하고, 신속하게 정상 온도의 온수가 방출되어 온수 활용의 편의성이 더욱 증대될 뿐만 아니라, 온수의 방출을 일시적으로 중단시킨 후 재사용 할 경우에도 온도 편차가 적은 온수가 안정적으로 방출되어 보일러에 의한 온수의 활용성이 극대화되는 효과를 가지게 된다.
<특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 상수도를 통해 유입되는 물을 열교환기를 통해 열 교환시켜 온수를 공급하는 보일러; 상기 보일러를 통해 가열된 온수가 공급되도록 수전이 설치된 공급 관; 상기 공급 관의 단부와 수전 사이에 연결 설치되어 공급 관을 개폐 가능하게 구비되는 솔레노이드밸브; 일단이 솔레노이드밸브에 연결되고, 다른 단이 상기 직수관에 연결되는 순환관; 상기 공급 관에서 분기되어 순환관을 통해 유동하는 물의 온도를 감지하도록 순환관의 경로 상에 설치되는 온도센서; 상기 순환관의 경로 상에 설치되며 상기 순환관으로 유입되는 물이 직수관과 보일러를 거쳐 다시 순환관으로 유동 가능하도록 구비되는 순환펌프; 및 상기 솔레노이드밸브와 온도센서 및 순환펌프와 전기적으로 연결 설치되며 상기 온도센서가 감지한 물의 온도 값을 전송받아 세팅된 기준 값 이하일 때 상기 솔레노이드밸브를 닫은 상태에서 순환펌프를 작동시켜 직수관을 통해 공급된 물이 순환관을 순환하도록 제어하고, 세팅된 기준 값 이상일 때는 상기 솔레노이드밸브를 오픈시킴과 동시에 순환펌프의 작동을 중지시켜 수전을 통해 온수를 공급하도록 제어하는 컨트롤러를 포함한다.
이러한 구성을 통해, 가정의 주방 또는 욕실에서 온수를 사용하기 위해 수전을 작동시킬 때, 보일러와 수전 사이에 연결 설치된 공급관 내부의 차가운 물이 수전을 통해 그대로 공급됨으로써, 온수가 나올 때까지 불필요하게 흘려 버려야 했던 물의 낭비를 방지하며 에너지를 절약한다.
대한민국 등록특허 10-0993832호(2010.11.05. 등록)(발명의 명칭: 순간식 보일러의 온수 저탕장치) 대한민국 등록특허 10-0757381호(2007.09.04. 등록)(발명의 명칭: 온수 보일러의 절수시스템)
그러나 상기와 같은 종래기술들은 간접 열 교환을 통해 온수를 제공하는 방식이므로, 온도 설정을 동일하게 하여도 직수 온도에 따라 열 교환 후 온수의 온도가 달라진다. 이로 인해 직수 온도가 높은 여름철에는 겨울철보다 높은 온수가 제공되어, 사용자는 자신이 설정한 온도보다 높은 온수의 사용으로 온수 사용에 따른 만족감 저하를 유발하는 단점이 있다.
예컨대, 소비자는 여름철에 온수 사용시 겨울철보다 낮은 온도의 온수를 사용한다. 그러나 높은 직수로 인해 겨울철보다 더 높은 온도의 온수가 제공되어, 사용자의 온수 사용에 대한 만족감이 떨어진다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 직수 온도를 기반으로 계절을 판단하고, 판단한 계절에 따라 온수 온도를 비례 제어하여 계절에 무관하게 사용자가 항상 동일한 온도의 온수를 이용할 수 있도록 한 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 직수 온도에 따라 비례제어 방식으로 온수 온도를 자동으로 가변하여 직수 온도에 무관하게 항상 사용자가 설정한 온도와 대응하게 동일한 온도의 온수를 공급받을 수 있는 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치는 직수관으로 유입되는 직수의 온도를 검출하는 직수 온도감지부; 상기 직수 온도감지부에 의해 감지된 직수의 온도와 계절을 판단하기 위해 기설정된 설정온도를 비교하여 계절을 판단하고, 판단한 계절에 따라 가스 소비량 비(TDR; Turn Down Ratio)를 조절하여 온수 온도를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제어부는 상기 직수 온도감지부에서 검출한 직수 온도를 입력받는 직수 온도입력부; 계절을 판단하기 위한 설정 온도가 저장된 설정온도 저장부; 상기 직수 온도입력부를 통해 입력된 직수 온도와 상기 설정온도 저장부에 저장된 설정온도를 비교하는 온도 비교부; 상기 온도 비교부의 온도 비교 결과를 기초로 계절을 판단하는 계절 판단부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 제어부는 상기 계절 판단부에서 판단한 계절에 대응하게 미리 설정된 TDR을 적용하여 온수 온도를 비례 제어하는 온수 비례제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 설정온도 저장부는 여름을 판단하기 위한 제1설정온도, 봄/가을/겨울을 판단하기 위한 제2설정온도가 저장된 것을 특징으로 하며, 상기 온도 비교부는 상기 직수 온도와 상기 제1 및 제2 설정온도를 각각 비교하는 것을 특징으로 한다.
삭제
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어방법은 (a) 직수관으로 유입되는 직수의 온도를 검출하는 단계; (b) 상기 (a)단계에서 감지된 직수의 온도와 계절을 판단하기 위해 기설정된 설정온도를 비교하는 단계; (c) 상기 (b)단계의 온도비교 결과를 기초로 계절을 판단하고, 판단한 계절에 따라 가스 소비량 비(TDR; Turn Down Ratio)를 조절하여 온수 온도를 제어하는 단계를 포함한다.
상기에서 (b)단계의 설정온도는 여름을 판단하기 위한 제1설정온도, 봄/가을/겨울을 판단하기 위한 제2설정온도를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기에서 (c)단계는 상기 직수 온도가 상기 제1설정온도 이상이면 여름으로 판단하고, 상기 직수 온도가 상기 제1설정온도 미만이고 제2설정온도 이상이면 봄/가을로 판단하며, 상기 직수 온도가 상기 제2설정온도 미만이면 겨울로 판단하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 따르면 직수 온도를 기반으로 계절을 판단하고, 판단한 계절에 따라 온수 온도를 비례 제어함으로써, 계절에 무관하게 사용자가 항상 동일한 온도의 온수를 이용할 수 있도록 도모해주는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 직수 온도에 따라 비례제어 방식으로 온수 온도를 자동으로 가변하여 직수 온도에 무관하게 항상 사용자가 설정한 온도와 대응하게 동일한 온도의 온수를 공급받을 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치의 구성도,
도 2는 도 1의 제어부의 실시 예 블록 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어방법을 보인 흐름도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치 및 그 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
<실시 예1>
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 순간식 보일러의 절수 장치의 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 난방 수를 가열하는 주 열교환기(10)와 외부에서 공급되는 저온의 직수를 가열하여 온수를 배출하는 온수 열교환기(20), 주 열교환기(10)에서 방출되는 고온의 난방 수를 온수 열교환기(20)와 난방배관(50)으로 선택적으로 공급하는 삼방 밸브(30) 및 난방수의 강제 순환이 이루어지도록 하는 순환모터(40)를 구비한다.
아울러, 통상의 상수도관 등을 통해 유입되는 저온의 직수를 일시적으로 저장하는 저장탱크(60)가 구비되고, 저장탱크(60)의 내측에 난방수의 열교환에 의해 저온의 직수를 가열하는 온수 순환부(70)가 구비된다.
또한, 상기 주 열교환기(10)는 보일러의 버너와 결합하여 연료가 연소할 때 발생하는 열에 의해 난방 수가 가열되도록 하고, 주 열교환기(10)에서 고온으로 가열된 난방 수가 온수 열교환기(20) 또는 난방배관(50)으로 공급되도록 한다.
또한, 상기 온수 열교환기(20)의 난방 수 유입 배관 상에는 난방 작동시에 주 열교환기(10)에서 방출되는 고온의 난방 수가 난방배관(50)으로 흐르도록 하고, 온수 사용시에 직수의 유입을 감지하여 난방 수가 온수 열교환기(20)로 흐르도록 하는 삼방 밸브(30)를 구비하여 난방수의 최적 사용이 가능해지도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 저장탱크(60)는 상수도관을 통해 보일러의 내측으로 유입되는 저온의 직수를 일시적으로 저장하는 것으로서, 약 5L 내외의 물을 저장하는 통상의 물탱크로 형성되도록 하되, 그 내측에 주 열교환기(10)에서 방출된 고온의 난방 수가 흐르면서 저온의 직수와 열교환이 이루어지도록 하는 온수 순환부(70)를 구비하여 저장탱크(60)에 저장된 저온의 직수가 일정 온도로 가열되도록 한다.
또한, 상기 온수 순환부(70)는 저장탱크(60)의 외면에 주 열교환기(10)에서 방출되는 고온의 난방 수가 유입 및 방출되도록 하는 유입구(711)와 배출구(712)가 형성되도록 하고, 냉수저장부(61)의 내측에는 유입구(711)를 통해 흘러들어온 고온의 난방 수와 저온의 직수 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 코일 형상의 냉수 예열관(71)을 포함한다. 아울러 유입구(711)의 전방 측에는 난방수의 유입을 개폐시키는 통상의 개폐밸브(713)를 구비함으로써, 냉수저장부(61)에 저장된 저온의 직수가 일정 온도로 상승한 후에는 불필요한 난방수의 순환이 차단되도록 한다.
또한, 온수저장부(62)의 내측에는 냉수 예열관(71)과 마찬가지로 온수저장부(62)에 저장된 온수의 온도가 저하되는 것이 방지되도록 난방수의 열교환이 이루어지는 온수 예열관(72)을 더 구비한다.
한편, 상기와 같은 구성 및 동작은 일반적인 순간식 보일러의 구성 및 동작과 동일하다.
본 발명은 상기와 같은 일반적인 가정용 순간식 보일러에, 직수관(1)으로 유입되는 직수의 온도를 검출하는 직수 온도감지부(80); 상기 직수 온도감지부(80)에 의해 감지된 직수의 온도와 계절을 판단하기 위해 기설정된 설정온도를 비교하여 계절을 판단하고, 판단한 계절에 따라 가스 소비량 비(TDR; Turn Down Ratio)를 조절하여 온수 온도를 제어하는 제어부(90)를 포함한다.
여기서 직수 온도감지부(80)는 직수의 수온을 검출하는 수온 센서를 이용하는 것이 바람직하며, 상기 TDR은 최대 연소와 최소 연소 시 가스 소비량의 비를 나타내며, 이러한 비가 크면 클수록 최적화된 보일러 또는 온수기라고 할 수 있다.
상기 제어부(90)는 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 직수 온도감지부(80)에서 검출한 직수 온도를 입력받는 직수 온도입력부(91); 계절을 판단하기 위한 설정 온도가 저장된 설정온도 저장부(92); 상기 직수 온도입력부(91)를 통해 입력된 직수 온도와 상기 설정온도 저장부(92)에 저장된 설정온도를 비교하는 온도 비교부(93); 상기 온도 비교부(93)의 온도 비교 결과를 기초로 계절을 판단하는 계절 판단부(94) 및 상기 계절 판단부(94)에서 판단한 계절에 대응하게 미리 설정된 TDR을 적용하여 온수 온도를 비례 제어하는 온수 비례제어부(95)를 포함한다.
상기 설정온도 저장부(92)는 여름을 판단하기 위한 제1설정온도(예를 들어, 20℃), 봄/가을/겨울을 판단하기 위한 제2설정온도(10℃)가 저장되며, 상기 온도 비교부(93)는 상기 직수 온도와 상기 제1 및 제2 설정온도를 각각 비교하는 것이 바람직하다.
상기 제어부(90)는 계절을 판단한 결과, 여름이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)에서 10% 비율로 감소 설정하여 온수 온도를 제어하고, 봄/가을이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)에서 5% 비율로 감소 설정하여 온수 온도를 제어하며, 겨울이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)으로 설정하여 온수 온도를 제어하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 직수관(1)을 통해 직수가 유입되면, 직수 온도감지부(80)에서 수온 센서를 이용하여 직수 온도를 검출하고, 그 검출한 직수 온도를 제어부(90)에 전달한다.
제어부(90)의 직수온도 입력부(1)는 상기 직수 온도감지부(80)에서 검출한 직수 온도를 입력받아 온도 비교부(93)에 전달한다. 상기 온도 비교부(93)는 상기 직수온도 입력부(91)를 통해 입력되는 직수 온도와 설정온도 저장부(92)에 저장된 계절을 판단하기 위한 설정 온도를 비교한다.
예컨대, 직수 온도와 상기 설정온도 저장부(92)에 저장된 여름을 판단하기 위한 제1설정온도(예를 들어, 20℃)를 비교하고, 그 비교 결과를 계절 판단부(94)에 전달한다. 아울러 상기 직수 온도와 상기 설정온도 저장부(92)에 저장된 봄/가을/겨울을 판단하기 위한 제2설정온도(예를 들어, 10℃)를 비교하고, 그 비교 결과를 상기 계절 판단부(94)에 전달한다. 여기서 직수 온도가 상기 제1 설정온도 이상일 경우에는 상기 직수 온도와 제2설정온도를 비교하는 과정을 생략하는 것이 바람직하다.
상기 계절 판단부(94)는 상기 온도 비교부(93)의 온도 비교 결과를 기초로 계절을 판단하고, 그 계절 판단 결과를 온수 비례 제어부(95)에 전달한다.
예컨대, 상기 직수 온도가 상기 제1설정온도 이상이면 여름으로 판단하고, 상기 직수 온도가 상기 제1설정온도 미만이고 제2설정온도 이상이면 봄/가을로 판단하며, 상기 직수 온도가 상기 제2설정온도 미만이면 겨울로 판단한다.
상기 제어부(95)는 상기 계절 판단부(94)에서 판단한 계절에 대응하게 미리 설정된 TDR을 적용하여 온수 온도를 비례 제어한다.
예컨대, 제어부(90)는 계절을 판단한 결과, 여름이라고 판단되면 상기 TDR을 기본값(최소출력 20% - 최대출력 50%)에서 10% 비율로 감소 설정하여 온수 온도를 제어하고, 봄/가을이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)에서 5% 비율로 감소 설정하여 온수 온도를 제어하며, 겨울이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)으로 설정하여 온수 온도를 제어한다. 여기서 TDR에 따라 온수 온도를 제어하는 것은 순간식 보일러의 기본 제어 방식을 그대로 이용하므로, 온수 온도를 제어하는 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
다시 말해, 현재 직수 온도가 높아 계절이 여름이라고 판단이 되면, 상대적으로 TDR을 기본 값보다 낮추어 온수 온도가 그리 높도록 하는 것을 방지하고, 현재 직수 온도를 기준으로 봄/가을이라고 판단되면 상기 여름철보다는 TDR을 조금 높게 하여 온수 온도가 여름철의 온수 온도와 동일하게 유지하도록 하고, 현재 직수 온도가 낮아 겨울이라고 판단이 되면, 상대적으로 TDR을 높게 설정하여 온수 온도가 여름철/봄/가을과 동일하게 유지되도록 한다. 이로써 직수 온도와 무관하게 사용자는 자신이 설정한 온도에 맞게 항상 동일한 온도의 온수를 공급받을 수 있게 되는 것이다.
<실시 예 2>
도 3은 본 발명에 따른 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어방법을 보인 흐름도로서, (a) 전원이 공급되고, 계절별 온수 비례 제어가 선택되면 직수관으로 유입되는 직수의 온도를 검출하는 단계(S101 ~ S105); (b) 상기 (a)단계에서 감지된 직수의 온도와 계절을 판단하기 위해 기설정된 설정온도를 비교하는 단계(S106, S108, S110); (c) 상기 (b)단계의 온도비교 결과를 기초로 계절을 판단하고, 판단한 계절에 따라 가스 소비량 비(TDR; Turn Down Ratio)를 조절하여 온수 온도를 제어하는 단계(S107, S109, S111, S112)를 포함한다.
상기 (b)단계의 설정온도는 여름을 판단하기 위한 제1설정온도, 봄/가을/겨울을 판단하기 위한 제2설정온도를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 (c)단계는 상기 직수 온도가 상기 제1설정온도 이상이면 여름으로 판단하고, 상기 직수 온도가 상기 제1설정온도 미만이고 제2설정온도 이상이면 봄/가을로 판단하며, 상기 직수 온도가 상기 제2설정온도 미만이면 겨울로 판단한다.
또한, 상기 (c)단계는 계절을 판단한 결과, 여름이라고 판단되면 상기 TDR을 기본값(최소출력 20% - 최대출력 50%)에서 10% 비율로 감소 설정하여 온수 온도를 제어하고, 봄/가을이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)에서 5% 비율로 감소 설정하여 온수 온도를 제어하며, 겨울이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)으로 설정하여 온수 온도를 제어하는 것이 바람직하다.
기본 값은 보일러의 특성이나 사용자 설정 온도 등에 의해 설정되는 비율이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 단계 S101에서 보일러에 전원이 공급되면, 단계 S102에서 계절별 온수 비례 제어가 선택되었는지를 확인한다. 여기서 계절별 온수 비례 제어는 기설치된 보일러에는 부가 기능만을 간단히 추가하여 계절별 온수 비례 제어를 선택하도록 하고, 현재 설치되는 보일러에는 원래부터 계절별 온수 비례 제어 기능이 추가되어 계절별 온수 비례 제어를 선택하도록할 수 있다.
계절별 온수 비례 제어가 선택되지 않으면, 단계 S103으로 이동하여 기존 순간식 보일러 제어와 동일하게 보일러를 제어한다.
이와는 달리 계절별 온수 비례 제어가 선택되고, 단계 S104와 같이 사용자에 의해 온수 온도가 설정되면, 단계 S105로 이동하여 직수관(1)을 통해 직수가 유입되면, 직수 온도감지부(80)에서 수온 센서를 이용하여 직수 온도(TH3)를 검출하고, 그 검출한 직수 온도를 제어부(90)에 전달한다.
제어부(90)는 단계 S106에서 직수 온도 센서가 정상적으로 동작하는지를 확인하여, 직수 온도 센서가 비정상 상태라고 판단이 되면 단계 S107로 이동하여 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)으로 설정하고, 온수를 비례 제어한다. 이 경우에는 직수 온도 센서에 장애가 발생한 상태이므로, 계절이나 직수 온도와는 무관하게 무조건 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)으로 설정하여 온수 온도를 비례 제어하게 된다.
다음으로, 상기 직수 온도 센서(TH3)가 정상적이면, 단계 S108로 이동하여 상기 직수 온도감지부(80)에서 검출한 직수 온도(TH3)와 설정온도 저장부(92)에 저장된 계절을 판단하기 위한 설정 온도를 비교한다.
예컨대, 직수 온도와 상기 설정온도 저장부(92)에 저장된 여름을 판단하기 위한 제1설정온도(예를 들어, 20℃)를 비교한다. 이 비교 결과 상기 직수 온도가 상기 제1설정온도 이상이면 여름으로 판단한다. 계절을 판단한 결과, 여름이라고 판단되면 단계 S109로 이동하여 상기 TDR을 기본 값(20 - 50%)에서 10% 비율로 감소 설정하여 온수 온도를 제어한다.
이와는 달리 상기 직수 온도가 상기 제1설정온도 미만이면, 단계 S110으로 이동하여 상기 직수 온도(TH3)가 상기 제2설정온도(예를 들어, 10℃) 이상인지를 확인한다. 이 확인 결과 상기 직수 온도가 상기 제2설정온도 이상이면 계절을 봄/가을로 판단한다. 계절을 판단한 결과, 봄/가을이라고 판단되면 단계 S111로 이동하여 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)에서 5% 비율로 감소 설정하여 온수 온도를 제어한다.
또한, 상기 직수 온도가 상기 제2설정온도 미만이면 겨울로 판단한다. 계절을 판단한 결과 겨울이라고 판단되면, 상기 단계 S112로 이동하여 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)으로 설정하여 온수 온도를 제어한다.
여기서 TDR에 따라 온수 온도를 제어하는 것은 순간식 보일러의 기본 제어 방식을 그대로 이용하므로, 온수 온도를 제어하는 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
다시 말해, 현재 직수 온도가 높아 계절이 여름이라고 판단이 되면, 상대적으로 TDR을 낮추어 온수 온도가 그리 높도록 하는 것을 방지하고, 현재 직수 온도를 기준으로 봄/가을이라고 판단되면 상기 여름철보다는 TDR을 조금 높게 하여 온수 온도가 여름철의 온수 온도와 동일하게 유지하도록 하고, 현재 직수 온도가 낮아 겨울이라고 판단이 되면, 상대적으로 TDR을 높게 설정하여 온수 온도가 여름철/봄/가을과 동일하게 유지되도록 한다. 이로써 직수 온도와 무관하게 사용자는 자신이 설정한 온도에 맞게 항상 동일한 온도의 온수를 공급받을 수 있게 되는 것이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
본 발명은 가정용 순간식 보일러에서 온수 사용 시 계절 및 직수 온도와 무관하게 항상 일정한 온도의 온수를 즉시 사용할 수 있도록 하는 기술에 적용된다.
1: 직수관
10: 주 열교환기
20: 온수 열교환기
80: 직수 온도감지부
90: 제어부
91: 직수 온도 입력부
92: 설정온도 저장부
93: 온도 비교부
94: 계절 판단부
95: 온수 비례 제어부

Claims (9)

  1. 순간식 보일러에서 계절에 따라 온수 온도를 항상 동일하게 유지하기 위해 비례제어하는 장치로서,
    직수관으로 유입되는 직수의 온도를 검출하는 직수 온도감지부; 및
    상기 직수 온도감지부에 의해 감지된 직수의 온도와 계절을 판단하기 위해 기설정된 설정온도를 비교하여 계절을 판단하고, 판단한 계절에 따라 가스 소비량 비(TDR; Turn Down Ratio)를 조절하여 온수 온도를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제어부는 계절을 판단한 결과, 여름이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)에서 10% 비율로 감소 설정하여 온수 온도를 제어하고, 봄/가을이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)에서 5% 비율로 감소 설정하여 온수 온도를 제어하며, 겨울이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)으로 설정하여 온수 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치.
  2. 청구항 1에서, 상기 제어부는 상기 직수 온도감지부에서 검출한 직수 온도를 입력받는 직수 온도입력부; 계절을 판단하기 위한 설정 온도가 저장된 설정온도 저장부; 상기 직수 온도입력부를 통해 입력된 직수 온도와 상기 설정온도 저장부에 저장된 설정온도를 비교하는 온도 비교부; 상기 온도 비교부의 온도 비교 결과를 기초로 계절을 판단하는 계절 판단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치.
  3. 청구항 2에서, 상기 제어부는 상기 계절 판단부에서 판단한 계절에 대응하게 미리 설정된 TDR을 적용하여 온수 온도를 비례 제어하는 온수 비례제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치.
  4. 청구항 2에서, 상기 설정온도 저장부는 여름을 판단하기 위한 제1설정온도, 봄/가을/겨울을 판단하기 위한 제2설정온도가 저장된 것을 특징으로 하며, 상기 온도 비교부는 상기 직수 온도와 상기 제1 및 제2 설정온도를 각각 비교하는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치.
  5. 삭제
  6. 순간식 보일러의 계절에 따라 온수를 비례 제어하는 방법으로서,
    (a) 직수관으로 유입되는 직수의 온도를 검출하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계에서 감지된 직수의 온도와 계절을 판단하기 위해 기설정된 설정온도를 비교하는 단계; 및
    (c) 상기 (b)단계의 온도비교 결과를 기초로 계절을 판단하고, 판단한 계절에 따라 가스 소비량 비(TDR; Turn Down Ratio)를 조절하여 온수 온도를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 (c)단계는 계절을 판단한 결과, 여름이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)에서 10% 비율로 감소 설정하여 온수 온도를 제어하고, 봄/가을이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)에서 5% 비율로 감소 설정하여 온수 온도를 제어하며, 겨울이라고 판단되면 상기 TDR을 기본 값(최소출력 20% - 최대출력 50%)으로 설정하여 온수 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어방법.
  7. 청구항 6에서, 상기 (b)단계의 설정온도는 여름을 판단하기 위한 제1설정온도, 봄/가을/겨울을 판단하기 위한 제2설정온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어방법.
  8. 청구항 6에서, 상기 (c)단계는 상기 직수 온도가 제1설정온도 이상이면 여름으로 판단하고, 상기 직수 온도가 상기 제1설정온도 미만이고 제2설정온도 이상이면 봄/가을로 판단하며, 상기 직수 온도가 상기 제2설정온도 미만이면 겨울로 판단하는 것을 특징으로 하는 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어방법.
  9. 삭제
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