KR101800761B1

KR101800761B1 - 난방·급탕 열교환기의 공급 온도 헌팅 발생시 고장 진단 방법

Info

Publication number: KR101800761B1
Application number: KR1020160167213A
Authority: KR
Inventors: 전종국; 김경호; 임신영; 김상호
Original assignee: 한국지역난방공사; (주)현암바씨스
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2017-11-24

Abstract

본 발명은 난방·급탕 열교환기의 고장 진단 방법에 관한 것으로서, 상세하게는 목표치 난방·급탕 설정 공급 온도와, 난방 열교환기 및 급탕 열교환기의 실제 공급 온도를 통해 헌팅 발생 여부를 검출하고, 헌팅이 발생되면 난방 열교환기의 2차 공급측 배관의 유량, 온도 센서의 온도값, 차압 유량 조절 밸브의 차압, 차압 밸브의 차압을 각각 산출하고, 이들 값을 통해 고장 지점을 정확히 판단하여 경보하도록 하는 난방·급탕 열교환기의 공급 온도 헌팅 발생시 고장 진단 방법에 관한 것이다.

Description

난방·급탕 열교환기의 공급 온도 헌팅 발생시 고장 진단 방법{FAULT DIAGNOSIS METHOD IN GENERATING SUPPLY TEMPERATURE HUNTING OF HEAT EXCHANGER IN HEATING AND HOT WATER SUPPLY}

도 1에 도시된 바와 같이 지역난방의 열교환 시스템(1)의 계통은 지역 난방 공급에서 중온수 75~115℃가 난방 열교환기(10) 및 급탕 열교환기(20)에 각각 제 1, 2온도 조절 밸브(TCV1, TCV2)로 유량을 제어하여 2차측 공급 온도 설정값에 맞추어 온수를 공급한다.

즉, 지역난방 공급배관(SP)과 지역난방 환수배관(RP)에 난방 열교환기(10)와, 급탕 열교환기(20)가 각각 설치되고, 지역난방 공급배관(SP)과 난방 열교환기(10)의 1차 공급측 및 급탕 열교환기(20)의 1차 공급측 사이에는 차압 유량 조절 밸브(PDCV)와, 제 1온도 센서(T1)와, 제 1압력 센서(P1)가 설치되고, 지역난방 환수배관(RP)과 난방 열교환기(10)의 1차 환수측 사이에는 제 1온도 조절 밸브(TCV1)와, 제 2온도 센서(T2)가 설치된다.

또한, 지역난방 환수배관(RP)과 난방 열교환기(10)의 1차 환수측 및 급탕 열교환기(20)의 1차 환수측 사이에는 제 2압력 센서(P2)가 설치되고, 지역난방 환수배관(RP)과 급탕 열교환기(20)의 1차 환수측 사이에는 제 2온도 조절 밸브(TCV2)와, 제 3온도 센서(T3)가 설치된다.

또, 난방 열교환기(10)의 2차 공급측에는 제 4온도 센서(T4)와, 유량계(F)가 설치되고, 2차 환수측에는 순환 펌프(PU1) 및 제 5온도 센서(T5)가 설치되며, 난방 열교환기(10)의 2차 공급측과 2차 환수측에 병렬로 차압 밸브(DPV)가 설치되고, 차압 밸브(DPV)의 전후단에 제 3, 4압력 센서(P3, P4)가 각각 설치된다.

계속해서, 급탕 열교환기(20)의 2차 공급측에는 제 6온도 센서(T6)가 설치되고, 2차 환수측에는 순환 펌프(PU2) 및 제 7온도 센서(T7)가 설치된다.

또, 외기 온도 센서(T8)는 외부에 설치된다.

그리고, 제어부(30)에서 각 입력값들을 입력받아 제 1, 2온도 조절 밸브(TCV1, TCV2)의 동작 제어한다.

한편, 지역난방에서 공급하는 중온수의 온도는 지역에 따라 다르지만 일반적으로 90~120℃ 정도이다. 120℃ 중온수는 1㎏/㎠의 압력을 가진 스팀의 온도와 같아 열량이 높기 때문에 정상적인 시스템의 운영이 안 될 때에는 순간적으로 시스템 온도의 이상상승이 있을 수 있다.

그렇기 때문에 중온수 열교환 시스템은 온도제어에 있어서 하자가 발생하기 쉽고 온도제어가 까다롭다. 제어 시스템의 일반적인 이상은 공급 온도값의 헌팅(Hunting) 현상과 중온수 공급압력의 갑작스런 변동으로 인한 차압 유량 조절 밸브, 온도 조절 밸브, 차압 밸브와 같은 전동 밸브(Actuator)의 소손이다. 난방은 난방 열교환기 2차 공급측(순환 펌프, 차압 밸브)이 구성되어 있고, 각각의 세대에는 구동기가 설치되어 있다. 난방에서는 이렇게 설치된 구동기나 차압 밸브의 이상으로 인하여 하자가 접수되는 경우가 대부분이다.

급탕은 열교환 용량이 큰 판형 급탕 열교환기를 사용하여 순간 필요한 온수를 짧은 시간 안에 가열할 수 있으며, 가열된 온수가 세대로 공급되고, 세대에서 사용하고 남은 온수가 환수관을 통하여 급탕 열교환기로 환수되며, 세대에서 사용하고 부족한 물량은 보충수관을 통해 급탕 열교환기의 입구측에서 보충되는 형태를 취한다. 환수관은 세대에서 사용하고 남은 양이 환수되기 때문에 관경이 공급관보다 훨씬 작고, 보충수관의 관경은 공급관의 관경과 거의 동일하다. 급탕에서는 이와 같이 환수관의 작은 관경과 보충수관의 큰 관경 때문에 항상 온도값은 일정범위 이내에서 헌팅을 하게 되지만 순환이 안되는 상황에서는 그 폭이 훨씬 커진다.

시스템 공급온도의 헌팅(Hunting)이란 공급 온도값이 설정값에서 안정적이지를 못하고 계속적으로 상하 변동되는 것을 말한다. 이러한 헌팅의 원인에는 여러 가지가 있지만 그 중에서 대표적인 것은 제어 방식에 의해 발생된다.

제어부(30)를 통해 제 1, 2온도 조절 밸브(TCV1, TCV2)의 동작을 제어하는 방식은 크게 온/오프 동작 제어, 비례 동작 제어, 비례+적분 동작 제어 방식으로 나뉜다.

먼저, 온/오프 동작 제어는 도 2에 도시된 바와 같이 제어 조작량이 전폐(0%)와 전개(100%) 사이를 왕래 하므로 조작량의 변화가 크고, 실제 목표값을 맞추지 못하게 된다. 하지만, 구성가격이 저렴하여 목표값의 변화가 적은 실내 바닥 난방이나 가습 제어, 냉각탑 팬 제어, 온수탱크 순환 제어 등에 주로 이용된다.

그리고, 비례 동작(P동작 : Proportional acting) 제어는 도 3에 도시된 바와 같이 비례대에서 조작량을 목표값과 현재값의 차에 비례한 크기가 되도록 조절하는 제어 방법(예시: 비례대 10일 경우 설정값과 현재값이 1℃ 편차가 날 때마다 밸브는 10%씩 동작)이다. 하지만 목표값에 완전히 일치하지 못하고 잔류편차(OFF-SET)가 발생하게 된다.

또한, 비례 적분동작(PI동작 : Proportional reset acting) 제어는 도 4에 도시된 바와 같이 비례제어의 잔류편차를 보완하는 동작으로 시간이 지나도 목표값과 완전히 일치하지 않는 잔류편차를 시간적으로 적산 후, 적산량 만큼 조작량을 증가하여 편차를 없애는 방식으로 난방, 급탕밸브 등 거의 모든 자동 제어에서 사용한다. 이를 보다 상세하게 설명하면, 시스템에서 온도를 제어하고자 할 때 제어에 관계되는 변수에는 다음과 같은 것들이 있다. 먼저 제어대상인 온도센서값(PV)이다. 이것은 현장에 센서를 설치하여 시스템에 받아들이는 아날로그 입력값이다. 둘째 제어대상인 온도의 목표값이다. 이것은 시스템에 "설정값"으로 표현되며 원하는 설정값을 입력한다. 셋째 설정값을 기준으로 하여 출력값을 제어하고자 하는 PV값의 변화폭인 비례대(P값). 넷째 출력값 제어를 할 때 PV값과 설정값을 비교하여 편차를 얼마나 자주 보정하여 출력값을 변동시킬 것인가를 정하는 적분상수(I값) 등이 있다.

비례대(P값)란 설정값을 기준으로 밸브출력이 0%에서 100%까지 발생될 때에 이에 해당하는 온도값의 폭을 비례대(Proportional Band)라 한다. 즉 밸브를 제어하고자 하는 온도범위를 말한다. 예를 들어서 설정온도를 60℃로 설정하고 비례대를 10℃로 설정했다면 급탕온도조절밸브는 55℃에서 100%가 열리고 온도가 65℃를 넘어서면 0%로 닫히게 된다. 여기서 55℃와 65℃의 범위, 즉 밸브 제어온도범위를 비례대라 한다. 일반적으로 SV, HV, CV 등의 경우에 비례대를 크게 하면 큰 편차가 생기게 되고 온도가 설정값에 가까워 졌을 때에도 밸브가 50%정도 개방되어 있는 관계로 열원의 낭비가 발생된다. 때문에 SV, HV, CV, 댐퍼(DAMPER) 등은 출력값의 변화에 대해 PV값의 변화량이 작을 경우(예. 공조기에서 환기온도를 제어할 경우)에는 비례대를 작게 하고, 출력값의 변화에 대해 PV값의 변화량이 큰 경우(예. 공조기에서 급기온도, 난방/급탕에서 공급온도를 제어하고자 할 때)에는 비례대를 적당히 크게 하는 것이 좋다. 그러나 인버터의 경우에는 비례대를 작게 하면 PV값의 작은 변화에도 인버터 출력의 변동이 심하여 모터의 수명에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 인버터의 비례대는 가능한 크게 할 필요가 있다.

P값이 너무 작을 때는 작은 온도범위에서 밸브의 출력변화가 크기 때문에 시스템이 안정화되기 전에 주기적으로 헌팅이 발생한다. 따라서 난방이나 급탕에서 공급온도를 제어하고자 할 때에는 P값은 적당히 큰값을 취하여 그 값을 서서히 낮춰가며 온도값이 안정적인 값을 설정하여야 한다.

I값은 적분동작(Integral Action)을 하는 제어요소이다. 여기서 말하는 적분동작이란 비례 속도 동작 또는 리셋 동작이라고도 하며, 비례 제어만으로 제거되지 않는 잔류편차를 없애기 위해 비례 제어를 보완하는 동작이다. 적분동작에서 적분동작만으로 비례동작과 같은 크기의 조작량을 얻기까지의 시간을 적분시간(MPR : Minutes Per Repeat)이라고 하며, 적분시간의 역수를 리세트율(RPM : Number of Repeats Per Minutes)이라 한다. Dynanet 시스템에서 사용하는 I값(적분상수)의 수치는 작으면 작을수록 공급온도값의 작은 변화에도 빠른 출력변화를 보이므로 난방이나 급탕 가동 초기에 설정값을 빨리 찾아갈 수는 있으나, 설정값을 초과하는 오버슈트(Overshoot)나 헌팅현상이 발생될 수 있다. I값이 크면 클수록 공급 온도값의 변화에 따른 순간적인 출력의 변화가 작아지기 때문에 난방이나 급탕 초기 기동시에 설정값을 찾아가는 데에 많은 시간이 소요된다. 최적의 I값은 오버슈트를 발생시키지 않는 한도 내에서 가능한 작게 설정하는 것이 적당하다. I값을 작게 하여도 공급 온도값에 오버슈트나 헌팅이 있을 때에는 비례대를 적절히 크게 함으로써 보정이 가능하다. I값이 너무 작으면 설정온도와 제어온도와의 작은 편차에도 큰 출력 변화를 보이기 때문에 헌팅이 발생할 수도 있고, 또 너무 크면 온도편차에 대한 시스템의 응답이 과도하게 늦어져서 시스템의 출력에 대해서 그 반응시간이 빠른 시스템에서는 부하에 대한 대응 속도가 늦어서 사용할 수가 없다.

또한, 이러한 종래의 제어 방식으로는 제어부에서 헌팅 발생 여부를 감지하지 못하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 목표치 난방·급탕 설정 공급 온도와, 난방 열교환기 및 급탕 열교환기의 실제 공급 온도를 통해 헌팅 발생 여부를 검출하고, 헌팅이 발생되면 난방 열교환기의 2차 공급측 배관의 유량, 온도 센서의 온도값, 차압 유량 조절 밸브의 차압, 차압 밸브의 차압을 각각 산출하고, 이들 값을 통해 고장 지점을 정확히 판단하여 경보하도록 하는 난방·급탕 열교환기의 공급 온도 헌팅 발생시 고장 진단 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

기설정된 목표치 난방 설정 공급 온도(T9) 또는 목표치 급탕 설정 공급 온도(T10)를 확인하고, 난방 열교환기의 2차공급측에 설치된 제 4온도 센서 또는 급탕 열교환기의 2차 공급측에 설치된 제 6온도 센서를 통해 실제 공급 온도(T4, T6)를 측정한 다음, 기설정된 헌팅기준 설정값 K(목표치 설정공급온도 %), 헌팅 기준값 ΔT(ΔT1=T9×K 또는 ΔT2=T10×K) 및 헌팅 기준 시간값 H(분단위로 설정)을 비교하여 실제 공급 온도(T4, T6)가 조건식(ΔT1＜(T4-T9), ΔT2<(T6-T10), ΔT1＞(T9-T4), ΔT2>(T10-T6))을 만족하면서 헌팅 기준 시간값 H를 초과하면 공급온도 헌팅 발생으로 판단하는 제 1단계와; 공급 온도 헌팅이 발생되면, 상기 난방 열교환기의 2차 공급측에 설치된 유량계를 통해 유량 이상이 발생되면 경보를 발생하고, 유량 이상이 미확인되면 상기 난방 열교환기 및 급탕 열교환기의 1차 회수측과 상기 난방 열교환기 및 급탕 열교환기의 2차 공급측에 각각 설치된 제 2, 3, 4, 6온도 센서(T2, T3, T4, T6)의 온도값의 이상 여부를 확인하여 온도 이상이 발생되면 경보를 발생하며, 온도 이상이 미확인되면 지역난방 공급배관과 지역난방 회수배관에 설치된 제 1, 2압력 센서를 통해 지역난방 공급배관에 설치된 차압 유량 조절 밸브를 통해 차압 조절 이상 여부 확인하여 차압 이상이 발생되면 경보를 발생하고, 상기 차압 유량 조절 밸브의 차압 이상이 미확인되면, 상기 난방 열교환기의 2차 공급측 및 2차 회수측에 설치된 차압 밸브의 전후단에 설치된 제 3, 4압력 센서의 압력값을 통해 상기 차압 밸브의 동작 이상 여부를 확인하여 이상이 발생되면 경보를 발생하여 해당 고장에 대응되는 고장 진단을 수행하는 제 2단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

삭제

여기에서 또한, 상기 제 1단계는 헌팅 발생으로 판단되면 헌팅 경보를 발생한다.

여기에서 또, 상기 제 2단계는 상기 난방 열교환기의 2차 회수측에 설치된 유량계를 통해 유량을 확인하여 일정 시간동안 통과 평균 유량을 산출하고, 산출된 평균 유량을 설계 유량과 비교하여 평균 유량이 최소 설계 유량보다 작으면 경보를 발생하는 2-1단계와; 유량 이상이 미확인되면, 상기 난방 열교환기 및 급탕 열교환기의 1차 회수측과 상기 난방 열교환기 및 급탕 열교환기의 2차 공급측에 각각 설치된 제 2, 3, 4, 6온도 센서(T2, T3, T4, T6)의 온도값을 각각 확인하여 제 2온도 센서의 온도값에서 제 4온도 센서의 온도값을 뺀 값 또는 제 3온도 센서의 온도값에서 제 6온도 센서의 온도값을 뺀 값이 기준 온도값 미만이면 경보를 발생하는 2-2단계와; 온도 이상이 미확인되면, 상기 제 1, 2압력 센서를 통해 상기 차압 유량 조절 밸브의 공급 압력과 회수 압력을 산출한 후 이들을 통해 차압(ΔP1)을 계산한 다음, 차압(ΔP1)을 차압 기준 범위값과 대비하여 해당 결과에 따라 각 구간별로 경보를 발생하는 2-3단계; 및 상기 차압 유량 조절 밸브의 차압 이상이 미확인되면, 상기 제 3, 4압력 센서를 통해 상기 차압 밸브의 공급 압력과 회수 압력을 산출한 후 이들을 통해 상기 차압 밸브의 차압(ΔP2)을 계산한 다음 차압 기준값과 비교하여 이를 벗어나면 경보를 발생하는 2-4단계로 이루어진다.

여기에서 또, 상기 2-3단계는 차압(ΔP1)이 0.6~0.8㎏f/㎠인 경우 정상운전으로 판단하고, 차압(ΔP1)이 0.5~0.59㎏f/㎠ 또는 0.81~0.89㎏f/㎠인 경우 차압조절불량 1단계를 경보하며, 차압(ΔP1)이 0.4~0.49㎏f/㎠ 또는 0.9~0.99㎏f/㎠인 경우 차압조절불량 2단계를 경보하고, 차압(ΔP1)이 0.3~0.39㎏f/㎠ 또는 1.0~1.09㎏f/㎠인 경우 차압조절불량 3단계를 경보하며, 차압(ΔP1)이 0.2~0.29㎏f/㎠ 또는 1.1~1.19㎏f/㎠인 경우 경보 1단계를 경보하고, 차압(ΔP1)이 0.1~0.19㎏f/㎠ 또는 1.2~1.29㎏f/㎠인 경우 경보 2단계를 경보하며, 차압(ΔP1)이 상기 범위를 벗어나면 상기 차압 유량 조절 밸브의 불량으로 경보한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명인 난방·급탕 열교환기의 공급 온도 헌팅 발생시 고장 진단 방법에 따르면, 목표치 난방·급탕 설정 공급 온도와, 난방 열교환기 및 급탕 열교환기의 실제 공급 온도를 통해 헌팅 발생 여부를 판단하여 사용자에게 알리고, 헌팅이 발생되면 고장 지점을 판단하여 사용자에게 알림으로써 정확한 고장 지점을 확인할 수 있다.

도 1은 지역난방의 열교환 시스템의 계통을 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4는 지역난방의 열교환 시스템의 제어부가 온도 조절 밸브의 동작을 제어하는 방식을 설명하기 위한 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 난방·급탕 열교환기의 공급 온도 헌팅 발생시 고장 진단 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

이하, 본 발명에 따른 난방·급탕 열교환기의 공급 온도 헌팅 발생시 고장 진단 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 5는 본 발명에 따른 난방·급탕 열교환기의 공급 온도 헌팅 발생시 고장 진단 방법을 설명하기 위한 동작 흐름도이다.

먼저, 제어부(30)는 기설정 또는 기입력된 목표치 난방 설정 공급 온도(T9) 또는 목표치 난방 설정 공급 온도(T10)를 확인하고(S11), 난방 열교환기(10)의 2차 공급측에 설치된 제 4온도 센서(T4) 또는 급탕 열교환기(20)의 2차 공급측에 설치된 제 6온도 센서(T6)를 통해 실제 공급 온도(T4, T6)를 측정한 다음(S12), 기설정된 헌팅기준 설정값 K(목표치 설정공급온도 %), 헌팅 기준값 ΔT(ΔT1=T9×K 또는 ΔT2=T10×K) 및 헌팅 기준 시간값 H(분단위로 설정)를 비교하여(S13), 헌팅 기준 시간값 H을 초과, 즉 헌팅 기준 시간이 일정 시간 이상 지속되면(S14), 공급온도 헌팅 발생으로 판단한다(S15). 여기에서, 제어부(30)는 실제 공급 온도(T4, T6)가 조건식(ΔT1＜(T4-T9), ΔT2<(T6-T10), ΔT1＞(T9-T4), ΔT2>(T10-T6))을 만족하면서 헌팅 기준 시간이 일정 시간(예를 들어, 1분) 이상 지속되면 공급온도 헌팅 발생으로 판단하고, 헌팅 발생으로 판단되면 경보 수단(미도시)를 통해 헌팅 경보를 발생한다. 이때, 경보 수단은 모니터, 경보음, 관리자 휴대폰 등이 될 수 있다.

그리고, 제어부(30)는 공급 온도 헌팅이 발생되면, 난방 열교환기(10)의 2차 공급측에 설치된 유량계(F)를 통해 유량을 확인하여 일정 시간(예를 들어, 1시간)동안 통과 평균 유량(Q)을 산출하고(S21a), 산출된 평균 유량(Q)을 설계 유량(Qmin~Qmax)과 비교하여 평균 유량(Q)이 최소 설계 유량(Qmin)보다 작으면(S21b), 경보를 발생한다(S21c). 이때, 유량이 약한 원인으로는 배관 내 공기가 유입되어 있는 경우, 순환 펌프(PU1)의 용량 부족 또는 노후한 경우, 2차측 배관 내 이물질(스케일 등)이 많아 유속에 영향을 주는 경우, 배관 구조상 유량흐름 저해(수동밸브가 닫힌 경우, 난방 보급수 밸브 닫힌 경우)하는 경우 등이 있다.

계속해서, 제어부(30)는 산출된 평균 유량(Q)을 설계 유량(Qmin~Qmax)과 비교하여 평균 유량(Q)이 최소 설계 유량(Qmin)보다 같거나 커서 유량 이상이 미확인되면, 난방 열교환기(10) 및 급탕 열교환기(20)의 1차 회수측과 난방 열교환기(10) 및 급탕 열교환기(20)의 2차 공급측에 각각 설치된 제 2, 3, 4, 6온도 센서(T2, T3, T4, T6)의 온도값을 각각 확인하여(S22a), 제 2온도 센서(T2)의 온도값에서 제 4온도 센서(T4)의 온도값을 뺀 값(T2-T4) 또는 제 3온도 센서(T3)의 온도값에서 제 6온도 센서(T6)의 온도값을 뺀 값(T3-T6)이 기준 온도값(±6℃) 이상이면(S22b), 경보를 발생한다(S22c).

이어서, 제어부(30)는 온도 이상이 미확인되면, 제 1, 2압력 센서(P1, P2)를 통해 차압 유량 조절 밸브(PDCV)의 공급 압력과 회수 압력을 산출한 후(S23a), 이들을 통해 차압(ΔP1)을 계산한 다음(S23b), 차압(ΔP1)을 차압 기준 범위값과 대비하여(S23c), 해당 결과에 따라 각 구간별로 경보를 발생한다(S23d). 이때, 제어부(30)는 제 1압력 센서(P1)의 압력값은 ∑제 1압력센서 센싱값/N(N : 1시간 동안 측정횟수)으로 계산하고, 제 2압력 센서(P2)의 압력값은 ∑제 2압력센서 센싱값/N (N : 1시간 동안 측정횟수)으로 계산한다.

또한, 제어부(50)는 차압(ΔP1)이 0.6~0.8㎏f/㎠인 경우 정상운전으로 판단하고, 차압(ΔP1)이 0.5~0.59㎏f/㎠ 또는 0.81~0.89㎏f/㎠인 경우 차압조절불량 1단계를 경보하며, 차압(ΔP1)이 0.4~0.49㎏f/㎠ 또는 0.9~0.99㎏f/㎠인 경우 차압조절불량 2단계를 경보하고, 차압(ΔP1)이 0.3~0.39㎏f/㎠ 또는 1.0~1.09㎏f/㎠인 경우 차압조절불량 3단계를 경보하며, 차압(ΔP1)이 0.2~0.29㎏f/㎠ 또는 1.1~1.19㎏f/㎠인 경우 경보 1단계를 경보하고, 차압(ΔP1)이 0.1~0.19㎏f/㎠ 또는 1.2~1.29㎏f/㎠인 경우 경보 2단계를 경보하며, 차압(ΔP1)이 상기 범위를 벗어나면 차압 유량 조절 밸브(PDCV)의 불량으로 경보한다.

그리고, 제어부(30)는 차압 유량 조절 밸브(PDCV)의 차압 이상이 미확인, 즉 정상운전으로 판단되면, 제 3, 4압력 센서(P3, P4)를 통해 차압 밸브(DPV)의 공급 압력과 회수 압력을 산출한 후(S24a), 이들을 통해 차압 밸브(DPV)의 차압(ΔP2)을 계산한 다음(S24b), 차압 기준값(예를 들어, 1~1.5㎏f/㎠)과 비교하여(S24c), 이를 벗어나면 경보를 발생한다(S24d). 이때, 제어부(30)는 제 3압력 센서(P3)의 압력값은 ∑제 3압력센서 센싱값/N(N : 1시간 동안 측정횟수)으로 계산하고, 제 4압력 센서(P4)의 압력값은 ∑제 4압력센서 센싱값/N (N : 1시간 동안 측정횟수)으로 계산한다.

본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

10 : 난방 열교환기 20 : 급탕 열교환기
30 : 제어부 DPV : 차압 밸브
F : 유량계 P1~P4 : 제 1~4압력 센서
PDCV : 차압 유량 조절 밸브 PU1, PU2 : 제 1, 2순환 펌프
SP : 지역난방 공급배관 RP : 지역난방 환수배관
T1~T8 : 제 1~8온도 센서 TCV1, TCV2 : 제 1, 2온도 조절 밸브

Claims

지역난방의 열교환 시스템에 있어서,
기설정된 목표치 난방 설정 공급 온도(T9) 또는 목표치 급탕 설정 공급 온도(T10)를 확인하고, 난방 열교환기의 2차공급측에 설치된 제 4온도 센서 또는 급탕 열교환기의 2차 공급측에 설치된 제 6온도 센서를 통해 실제 공급 온도(T4, T6)를 측정한 다음, 기설정된 헌팅기준 설정값 K(목표치 설정공급온도 %), 헌팅 기준값 ΔT(ΔT1=T9×K 또는 ΔT2=T10×K) 및 헌팅 기준 시간값 H(분단위로 설정)를 비교하여 실제 공급 온도(T4, T6)가 조건식(ΔT1＜(T4-T9), ΔT2<(T6-T10), ΔT1＞(T9-T4), ΔT2>(T10-T6))을 만족하면서 헌팅 기준 시간값 H를 초과하면 공급온도 헌팅 발생으로 판단하는 제 1단계와;
공급 온도 헌팅이 발생되면, 상기 난방 열교환기의 2차 공급측에 설치된 유량계를 통해 유량 이상이 발생되면 경보를 발생하고, 유량 이상이 미확인되면 상기 난방 열교환기 및 급탕 열교환기의 1차 회수측과 상기 난방 열교환기 및 급탕 열교환기의 2차 공급측에 각각 설치된 제 2, 3, 4, 6온도 센서(T2, T3, T4, T6)의 온도값의 이상 여부를 확인하여 온도 이상이 발생되면 경보를 발생하며, 온도 이상이 미확인되면 지역난방 공급배관과 지역난방 회수배관에 설치된 제 1, 2압력 센서를 통해 지역난방 공급배관에 설치된 차압 유량 조절 밸브를 통해 차압 조절 이상 여부 확인하여 차압 이상이 발생되면 경보를 발생하고, 상기 차압 유량 조절 밸브의 차압 이상이 미확인되면, 상기 난방 열교환기의 2차 공급측 및 2차 회수측에 설치된 차압 밸브의 전후단에 설치된 제 3, 4압력 센서의 압력값을 통해 상기 차압 밸브의 동작 이상 여부를 확인하여 이상이 발생되면 경보를 발생하여 해당 고장에 대응되는 고장 진단을 수행하는 제 2단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난방·급탕 열교환기의 공급 온도 헌팅 발생시 고장 진단 방법.
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제 1 항에 있어서,
상기 제 1단계는,
헌팅 발생으로 판단되면 헌팅 경보를 발생하는 것을 특징으로 하는 난방·급탕 열교환기의 공급 온도 헌팅 발생시 고장 진단 방법.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2단계는,
상기 난방 열교환기의 2차 공급측에 설치된 유량계를 통해 유량을 확인하여 일정 시간동안 통과 평균 유량을 산출하고, 산출된 평균 유량을 설계 유량과 비교하여 평균 유량이 최소 설계 유량보다 작으면 경보를 발생하는 2-1단계와;
유량 이상이 미확인되면, 상기 난방 열교환기 및 급탕 열교환기의 1차 회수측과 상기 난방 열교환기 및 급탕 열교환기의 2차 공급측에 각각 설치된 제 2, 3, 4, 6온도 센서(T2, T3, T4, T6)의 온도값을 각각 확인하여 제 2온도 센서의 온도값에서 제 4온도 센서의 온도값을 뺀 값 또는 제 3온도 센서의 온도값에서 제 6온도 센서의 온도값을 뺀 값이 기준 온도값 미만이면 경보를 발생하는 2-2단계와;
온도 이상이 미확인되면, 상기 제 1, 2압력 센서를 통해 상기 차압 유량 조절 밸브의 공급 압력과 회수 압력을 산출한 후 이들을 통해 차압(ΔP1)을 계산한 다음, 차압(ΔP1)을 차압 기준 범위값과 대비하여 해당 결과에 따라 각 구간별로 경보를 발생하는 2-3단계; 및
상기 차압 유량 조절 밸브의 차압 이상이 미확인되면, 상기 제 3, 4압력 센서를 통해 상기 차압 밸브의 공급 압력과 회수 압력을 산출한 후 이들을 통해 상기 차압 밸브의 차압(ΔP2)을 계산한 다음 차압 기준값과 비교하여 이를 벗어나면 경보를 발생하는 2-4단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 난방·급탕 열교환기의 공급 온도 헌팅 발생시 고장 진단 방법.
제 4 항에 있어서,
상기 2-3단계는,
차압(ΔP1)이 0.6~0.8㎏f/㎠인 경우 정상운전으로 판단하고, 차압(ΔP1)이 0.5~0.59㎏f/㎠ 또는 0.81~0.89㎏f/㎠인 경우 차압조절불량 1단계를 경보하며, 차압(ΔP1)이 0.4~0.49㎏f/㎠ 또는 0.9~0.99㎏f/㎠인 경우 차압조절불량 2단계를 경보하고, 차압(ΔP1)이 0.3~0.39㎏f/㎠ 또는 1.0~1.09㎏f/㎠인 경우 차압조절불량 3단계를 경보하며, 차압(ΔP1)이 0.2~0.29㎏f/㎠ 또는 1.1~1.19㎏f/㎠인 경우 경보 1단계를 경보하고, 차압(ΔP1)이 0.1~0.19㎏f/㎠ 또는 1.2~1.29㎏f/㎠인 경우 경보 2단계를 경보하며, 차압(ΔP1)이 상기 범위를 벗어나면 상기 차압 유량 조절 밸브의 불량으로 경보하는 것을 특징으로 하는 난방·급탕 열교환기의 공급 온도 헌팅 발생시 고장 진단 방법.