KR102014071B1 - 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법 - Google Patents

온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법에 관한 것으로 특히, 난방스위치가 "온" 상태인지 계속 판단하는 단계와; 난방스위치가 "온"되면, 제어부에서 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계와; 열교환기에서 배출된 난방수가 난방배관을 한 바퀴 돌고 열교환기 측으로 환수될 수 있는 난방수 안정 환수시간(t1)이 경과된 후 난방수 출탕온도와 환수온도를 검출하여 그 차(△T)를 산출하는 단계와; 난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단하는 단계와; 출탕온도가 난방설정온도보다 낮으면 사용자의 난방설정온도에 따른 난방 연소를 시작하는 단계와; 난방 측에서 최소한 필요로 하는 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 시작하는 단계와; 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 정해진 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단하는 단계와; 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 이상이면, 난방 연소 시작 후 계수된 시간이 정해진 최소 연소동작 시간(t2)을 경과하였는지 판단하여, 경과되지 않았으면 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단하는 단계로 되돌아가고, 경과되었으면 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 시작하는 단계로 되돌아가 그 이후의 단계를 반복 수행하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
따라서, 난방 측의 온도를 기준온도 차(△Tref) 이상으로 유지할 수 있음은 물론 온수 측의 온수온도도 상승시킬 수 있고, 또한 장시간 온수 사용 중에 난방이 안 되는 난방전용 보일러의 문제점을 개선할 수 할 수 있을 뿐만 아니라 난방전용 보일러 자체의 사용성과 상품성 및 난방/온수 제어에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있다.

Description

온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법{A method for automatic hot water heating switching control of a heating-only boiler having a hot water storage tank}
본 발명은 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법에 관한 것으로 보다 구체적으로는 난방전용 보일러에서 사용자가 지정한 평균적인 온수 사용시간을 이용하여, 고정적으로 최대 온수 사용시간을 정하여 동작하는 방법과, 난방시에 난방부하에 공급하는 출탕온도와 난방부하와 열교환 후 순환되는 환수온도의 차(이하 "△T"라 칭한다.)와 난방 시작 후 △T까지 도달하는 시간 등을 이용하여 난방과 온수를 제공하는 방법을 제시하여 난방 전용 보일러의 사용성을 대폭 향상시킬 수 있도록 발명한 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법에 관한 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 더운 물을 공급하기 위하여 물을 끓이는 시설을 말하며, 주택용 보일러의 경우에는 실내의 바닥 등에 설치된 난방배관에 더운물을 공급하여 난방을 하거나, 온수배관을 통해 온수를 공급하고 있다.
또, 보일러는 각종 연료를 연소시키면서 발생하는 열을 이용하여 물을 데우고, 데워진 물을 직접 이용하거나, 가정 또는 각종 건물들의 난방에 이용되도록 하는 것으로서, 그 크기에 따라 가정용으로 이용되는 소형 보일러에서부터 산업용으로 이용되는 대형 보일러까지 널리 개발되고 사용되고 있을 뿐만 아니라, 사용되는 연료에 따라서 기름 보일러 및 가스 보일러 등으로 구분되며 다양한 종류의 보일러가 개발되어 사용되고 있다.
또한, 온수기는 냉수를 데워 소비자에게 온수를 제공하기 위한 목적으로만 설치되는 장치로, 그 크기에 따라 가정용으로 이용되는 소형 온수기에서부터 식당이나 산업용 등으로 이용되는 중형 및 대형 보일러까지 널리 개발되고 사용되고 있을 뿐만 아니라, 사용되는 연료에 따라서 전기 온수기, 기름 온수기 및 가스 온수기 등으로 구분되며 다양한 종류의 온수기가 개발되어 사용되고 있다.
한편, 보일러 또는 온수기 등과 같은 열원발생기에서 가열된 온수를 저장하는 온수저장탱크는 비교적 적은 용적을 갖게 제작하여 열원발생기 본체 내에 설치되는 경우와, 비교적 큰 용적을 갖게 제작하여 열원발생기 본체의 외부에 설치하는 경우가 있다.
또, 열원발생기의 외부에 설치되는 온수저장탱크의 경우 열원발생기 본체 내의 열교환기 등을 통해 가열된 온수의 열을 이용하여 저장탱크 내에 저장된 물을 가열하거나 또는 외부 온수저장탱크 내에 히터를 설치하여 가열하는 등의 방식을 채택하고 있다.
또한, 난방전용 보일러에서는 난방전용 사용 기능 외 사용자의 의도 및 설치 환경에 따라, 삼방변 및 온수저장탱크를 별도로 추가 연결하고, 온수저장탱크 내에서 보일러 열교환기로부터 공급된 고온수와의 간접 열교환을 통해 사용자에게 풍부한 온수를 공급할 수 있는 기능도 추가적으로 갖추고 있다.
이렇듯 보일러 내 열교환기를 통해 가열된 고온수가 온수저장탱크 내 간접 열교환을 위한 온수 가열용 배관 또는 난방배관에 선택적으로 공급하기 위해 두 개의 출구가 구비된 삼방변이 설치되어 사용자의 운전 모드에 따라 삼방변을 온수 측 또는 난방 측으로 전환시켜 제어한다.
즉, 난방 전용 보일러는 열교환기와 순환펌프를 난방부하와 연결하여, 난방을 전용으로 공급하는 보일러로 이때, 사용자의 선택에 따라 삼방변과 온수사용 탱크를 추가로 연결하여, 직수를 통하여 탱크 내 공급되는 물을 간접 열교환하여 온수를 공급할 수 있는 보일러를 의미한다.
상기와 같은 구조에서 온수를 우선적으로 공급할 경우, 온수를 지속적으로 사용하여 직수가 계속 공급되어 온수온도검출센서에서 검출되는 온도가 설정온도로 상승하지 않는 경우, 난방을 장시간 동안 공급하지 않는 경우가 발생할 수 있다.
다시 말해, 난방 전용 보일러는 상기 설명과 마찬가지로 열교환기와 순환펌프를 난방 부하 측과 난방 배관을 통해 연결하여 난방을 제공하며, 이때 삼방변과 온수사용 탱크를 추가로 연결하여, 온수저장탱크 내 직수로 공급되는 물을 간접 열교환으로 가열하여 온수를 공급할 수 있는 보일러를 말한다.
이와 같은 난방전용 보일러는 난방과 온수 중 사용자와 직접 접촉하는 온수의 온도 및 성능에 우선도가 높음에 따라 사용자가 온수를 사용하는 경우 난방 전용 보일러는 삼방변을 온수 측으로 동작하여 온수 측 연소를 실시한다.
이때, 난방전용 보일러의 경우 수류검지를 할 수 없고, 오직 온수저장탱크 내 온수온도검출센서를 통해 온수온도를 측정하여 설정된 온도로 온수온도가 상승할 때까지 계속해서 온수 측으로 고온수를 공급할 수밖에 없다.
이와 같은 동작중 온수 사용 시간이 지속되어 계속해서 직수가 공급되는 경우, 대량의 직수가 저장된 온수저장탱크의 온도를 설정된 온도까지 올리는데 필요한 시간은 당연히 증가하게 될 것이고, 이와 같은 경우 사용자가 온수를 다 사용했음에도 불구하고, 난방을 하지 않는 문제가 발생할 수 있다.
이는 결국, 난방전용 보일러의 난방 측 사용성을 저하시키는 문제를 야기시키며, 난방배관의 온도를 유지하지 못해 효율적인 난방이 이루어지지 않는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 10-0614582호(2006년 08월 14일)
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본체의 외부에 온수저장탱크가 별도로 구비되고, 열교환기의 출탕부와 난방배관 및 온수 가열용 배관 사이에는 열교환기를 통해 가열된 고온수가 온수저장탱크 내 간접 열교환을 위한 온수 가열용 배관 또는 난방배관에 선택적으로 공급하기 위해 두 개의 출구가 구비된 삼방변이 설치된 상태를 가진 난방전용 보일러의 출탕온도검출센서와 환수온도검출센서에서 각각 검출되는 출탕온도 및 환수온도 차와 온도 상승시간, 사용자가 지정한 온수 최대 사용시간 등을 이용하여 온수 사용 중에 난방 측 연소로 전환하게 하여 장시간 온수 사용 중에 난방이 안 되는 난방전용 보일러의 문제점을 개선하고, 난방전용 보일러의 사용성과 상품성 및 난방/온수 제어에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 방법의 일 실시 예는, 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법을 구성함에 있어서, 온도조절장치에 설치되어 있는 난방스위치가 "온" 상태인지 계속 판단하는 단계와; 난방스위치가 "온"되면, 제어부에서 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계와; 열교환기에서 배출된 난방수가 난방배관을 한 바퀴 돌고 열교환기 측으로 환수될 수 있는 난방수 안정 환수시간(t1)이 경과된 후 열교환기의 난방수 출탕온도와 난방수 환수온도를 검출하여 그 차(△T)를 산출하는 단계와; 난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단하는 단계와; 출탕온도가 난방설정온도보다 낮으면 사용자의 난방설정온도에 따른 난방 연소를 시작하는 단계와; 난방 측에서 최소한 필요로 하는 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 시작하는 단계와; 상기에서 산출된 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 정해진 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단하는 단계와; 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 이상이면, 난방 연소 시작 후 계수된 시간이 정해진 최소 연소동작 시간(t2)을 경과하였는지 판단하여, 경과되지 않았으면 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단하는 단계로 되돌아가고, 경과되었으면 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 시작하는 단계로 되돌아가 그 이후의 단계를 반복 수행하는 단계;로 이루어지되, 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단한 결과, 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만이면, 현재까지 계수된 최소 연소동작 시간(t2) 데이터를 클리어시키는 단계와; 난방수의 온도가 상승하기 시작하는 제 1 온도 상승시간(t3)을 계수하기 시작하는 단계와; 난방 측 연소는 계속하며 출탕온도와 환수온도를 계속 검출하는 단계와; 현재 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) × 일정배율(X) 한 값 미만인지 판단하여, 그 이상이면 난방 측 연소는 계속하며 출탕온도와 환수온도를 계속 검출하는 단계로 되돌아가는 단계와; 난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단한 결과 출탕온도가 난방설정온도보다 높거나, 또는 현재 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) × 일정배율(X) 한 값 미만이면, 삼방변을 온수 측으로 전환하는 단계;를 실시하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 난방수 안정 환수시간(t1)은 배관의 길이 및 순환펌프의 용량 등에 의해 결정되는 것으로 본 발명에서는 20~50초로 설정하고, 상기 최소 연소동작 시간(t2)은 보일러의 열량 및 순환펌프의 용량 등 환경 조건에 따라 결정되는 것으로 본 발명에서는 3~5분으로 설정하며, 기준온도 차(△Tref)는 난방전용 보일러의 효율 및 배관 길이, 유량 등에 따라 결정되는 것으로 본 발명에서는 25~30℃로 설정한 것을 특징으로 한다.
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이때, 상기 정해진 기준온도 차(△Tref)에 곱해지는 일정배율(X)은 0.85~0.95%로 설정한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제어부에서는 상기 삼방변을 온수 측으로 전환한 후에는, 온수저장탱크 내의 온수온도를 검출하여 사용자의 온수설정온도보다 낮은지를 판단하는 단계와; 온수온도가 온수설정온도보다 낮지 않으면, 지금까지 계수한 제 1 온도 상승시간(t3)을 클리어하고 초기 제어부에서 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계로 되돌아가는 단계와; 온수온도가 온수설정온도보다 낮으면, 제 1 온도 상승시간(t3)에 대한 계수를 완료하고 그 시간 데이터를 저장하는 단계와; 이어서 온수설정온도에 따른 온수 연소를 시작하는 단계와; 제 1 온도 상승시간(t3) 대비 1.5~2배 높게 자동 설정되는 제 2 온도 상승시간(t4)에 대한 다운 카운팅을 시작하는 단계와; 이어서 온수저장탱크 내 온수온도가 온수설정온도 이상인지 또는 지금까지 다운 카운팅된 제 2 온도 상승시간(t4) 계수값이 "0"인지 계속 판단하여, 온수온도가 온수설정온도 이상이거나 또는 제 2 온도 상승시간(t4) 계수값이 "0"이면, 초기 제어부에서 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계로 되돌아가 그 이후의 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 방법의 다른 실시 예는, 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법을 구성함에 있어서, 사용자가 온도조절장치를 통해 온수 최대 사용시간(t5)을 입력하여 설정하는 단계와; 제어부에서 온도조절장치에 설치되어 있는 난방스위치가 "온" 상태인지 계속 판단하는 단계와; 난방스위치가 "온"되면, 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계와; 열교환기에서 배출된 난방수가 난방배관을 한 바퀴 돌고 열교환기 측으로 환수될 수 있는 난방수 안정 환수시간(t1)이 경과된 후 열교환기의 난방수 출탕온도와 난방수 환수온도를 검출하는 단계와; 난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단하는 단계와; 출탕온도가 난방설정온도보다 낮으면 사용자의 난방설정온도에 따른 난방 연소를 시작하는 단계와; 난방 측에서 최소한 필요로 하는 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 시작하는 단계와; 정해진 최소 연소동작 시간(t2)이 경과되면, 난방 연소를 정지하는 단계와; 이어서 상기 제어부에서 난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단한 결과 출탕온도가 난방설정온도보다 높을 때와 마찬가지로 삼방변을 온수 측으로 전환하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 온도조절장치를 통해 입력하는 온수 최대 사용시간(t5)은 온수 사용자의 의지에 따라 결정되는 것으로, 10분 이상 2시간 이내로 설정한 것을 특징으로 한다.
또, 삼방변을 온수 측으로 전환한 상기 제어부에서는 이어서 온수저장탱크 내 온수온도가 사용자의 온수설정온도보다 낮은지 판단하여 낮지 않으면, 초기 제어부에서 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계로 되돌아가는 단계와; 온수온도가 사용자의 온수설정온도보다 낮으면, 사용자의 온수설정온도에 따른 온수 연소를 시작하고, 사용자에 의해 설정된 온수 최대 사용시간(t5)에 대한 다운 카운팅을 시작하는 단계와; 이어서 지금까지 다운 카운팅된 사용자의 온수 최대 사용시간(t5)이 경과되었는지 계속 판단하여 온수 최대 사용시간(t5)이 경과되면, 초기 제어부에서 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법에 의하면, 본체의 외부에 온수저장탱크가 별도로 구비되고, 열교환기의 출탕부와 난방배관 및 온수 가열용 배관 사이에는 열교환기를 통해 가열된 고온수가 온수저장탱크 내 간접 열교환을 위한 온수 가열용 배관 또는 난방배관에 선택적으로 공급하기 위해 두 개의 출구가 구비된 삼방변이 설치된 상태를 가진 난방전용 보일러에, 그 일 실시 예로 난방 측에서 최소한으로 유지해야 하는 기준온도 차(△Tref)를 기준으로 하여, 현재의 출탕온도와 환수온도 차(ΔT)가 기준온도 차(△Tref)와 같은 상태에서부터 0.85~0.95배 이하로 변할 때까지의 제 1 온도 상승시간을 측정하고, 온수 측 운전으로 전환 시에 제 1 온도 상승시간 대비 일정비율을 유지하는 제 2 온도 상승시간 동안 온수 연소에 제공하며, 제공된 시간 경과 후에는 다시 난방 측 운전으로 전환하게 하여 줌으로써 난방 측의 온도를 기준온도 차(△Tref) 이상으로 유지할 수 있음은 물론 온수 측의 온수온도도 상승시킬 수 있으며, 또한 다른 실시 예로는 사용자가 설정한 온수 최대 사용시간과 난방 측의 최소 동작시간을 이용하여 난방 - 온수의 연소 전환을 실시함으로써 장시간 온수 사용 중에 난방이 안 되는 난방전용 보일러의 문제점을 개선할 수 할 수 있을 뿐만 아니라 난방전용 보일러 자체의 사용성과 상품성 및 난방/온수 제어에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
도 1은 본 발명 방법이 적용된 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 블록 구성도.
도 2는 본 발명 방법이 적용된 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 개략적인 연결 상태도.
도 3은 본 발명 방법의 일 실시 예를 설명하기 위한 플로우챠트.
도 4는 본 발명 방법의 다른 일 실시 예를 설명하기 위한 플로우챠트.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명 방법이 적용된 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 블록 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 방법이 적용된 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 개략적인 연결 상태도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 방법의 일 실시 예를 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명 방법의 다른 일 실시 예를 설명하기 위한 플로우챠트를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명 방법 중 일 실시 예는,
난방전용 보일러 본체 내 열교환기(11)의 출탕부에 결합된 고온수 공급배관(12)에 설치되어 열교환기(11) 내에서 가열된 후 난방부하(15)와 연결된 난방배관(14) 또는 온수저장탱크(21) 내로 연결된 온수 가열용 배관(16)으로 공급되는 고온수의 온도를 검출하는 출탕온도 검출센서(18)와; 열교환기(11)의 환수부에 결합된 환수배관(13)에 설치되어 난방부하(15)와 연결된 난방배관(14) 또는 온수저장탱크(21) 내로 연결된 온수 가열용 배관(16)을 순환한 후 열교환기 측으로 환수되는 난방수 또는 온수 가열용 물의 온도를 검출하는 환수온도 검출센서(19)와; 일측 입구에는 고온수 공급배관(12)의 출구에 연결되고, 두 출구에는 각각 난방배관(14) 및 온수 가열용 배관(16)의 입구가 연결된 형태를 갖고 제어부(20)의 출력신호에 대응하여 난방 또는 온수 측으로 전환되어 열교환기(11)에서 배출되는 고온수의 공급방향을 결정하는 삼방변(23)과; 상기 난방배관(14) 및 온수 가열용 배관(16)이 합해지는 3방향 배관 결합부(17)와 열교환기(11) 환수부의 환수배관(13) 상에 설치되어 열교환기(11)와 난방배관(14) 또는 열교환기(11)와 온수 가열용 배관(16)을 통과한 물을 순환시켜 주는 순환펌프(24)와; 열교환기(11)에서 삼방변(23)과 온수 가열용 배관(16)을 통해 공급하는 온수 가열용 물과의 열교환을 통해 가열되는 온수저장탱크(21) 내 온수온도를 검출하는 온수온도 검출센서(22)와; 정해진 용적을 갖고 보일러 본체의 외부에 설치된 상태에서 삼방변(23)이 온수 측으로 전환된 상태에서 순환펌프(24)의 작동시 온수 가열용 배관(16)을 통해 공급되는 고온의 온수 가열용 물에서 발생하는 열과의 열교환을 통해 내부로 급수되는 물을 가열하여 소비자에게 온수로 제공하는 온수저장탱크(21)와; 연산장치(201)와 기억장치(202) 및 타이머(203) 등을 구비하고 난방 및 온수온도 제어에 따른 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부(20)와; 표시부(251)와 난방스위치(252) 및 온수스위치(253) 등을 구비하고 난방온도 및 온수온도 설정을 포함하여 보일러의 제어에 필요한 각종 키 신호를 입력시켜 줄 수 있는 온도조절장치(25);를 포함하는 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법에 있어서,
온도조절장치(25)에 설치되어 있는 난방스위치(252)가 "온" 상태인지 계속 판단하는 단계(S1)와;
난방스위치(252)가 "온"되면, 제어부(20)에서 삼방변(23)을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프(24)를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계(S2)와;
열교환기(10)에서 배출된 난방수가 난방배관(14)을 한 바퀴 돌고 열교환기(10) 측으로 환수될 수 있는 난방수 안정 환수시간(t1)을 타이머(203)를 통해 계수하여 난방수 안정 환수시간(t1)이 경과되면, 출탕온도 검출센서(18) 및 환수온도 검출센서(19)를 통해 열교환기(10)의 난방수 출탕온도와 난방수 환수온도를 검출하여 그 차(△T)를 산출하는 단계(S3)와;
난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단하는 단계(S4)와;
출탕온도가 난방설정온도보다 낮으면(S4에서 Yes), 사용자의 난방설정온도에 따른 난방 연소를 시작하는 단계(S5)와;
난방 측에서 최소한 필요로 하는 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 타이머(203)를 통해 시작하는 단계(S6)와;
상기에서 산출된 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 정해진 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단하는 단계(S7)와;
출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 이상이면(S7에서 No), 난방 연소 시작 후 계수된 시간이 정해진 최소 연소동작 시간(t2)을 경과하였는지 판단(S8)하여 경과되지 않았으면(S8에서 No), 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단하는 단계(S7)로 되돌아가고, 경과되었으면(S8에서 Yes), 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 시작하는 단계(S2)로 되돌아가 그 이후의 단계를 반복 수행하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 난방수 안정 환수시간(t1)은 배관의 길이 및 순환펌프의 용량 등에 의해 결정되는 것으로 본 발명에서는 20~50초로 설정하고, 상기 최소 연소동작 시간(t2)은 보일러의 열량 및 순환펌프의 용량 등 환경 조건에 따라 결정되는 것으로 본 발명에서는 3~5분으로 설정하며, 기준온도 차(△Tref)는 난방전용 보일러의 효율 및 배관 길이, 유량 등에 따라 결정되는 것으로 본 발명에서는 25~30℃로 설정한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부(20)에서는 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단(S7)한 결과, 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만이면(S7에서 Yes),
현재까지 계수된 최소 연소동작 시간(t2) 데이터를 클리어시키는 단계(S9)와;
난방수의 온도가 상승하기 시작하는 제 1 온도 상승시간(t3)을 계수하기 시작하는 단계(S10)와;
난방 측 연소는 계속하며 출탕온도와 환수온도를 계속 검출하는 단계(S11)와;
현재 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) × 일정배율(X) 한 값 미만인지 판단(S12)하여 그 이상이면(S12에서 No), 난방 측 연소는 계속하며 출탕온도와 환수온도를 계속 검출하는 단계(S11)로 되돌아가는 단계와;
난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단한 결과 출탕온도가 난방설정온도보다 높거나(S4에서 No), 또는 현재 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) × 일정배율(X) 한 값 미만이면(S7에서 Yes), 삼방변을 온수 측으로 전환하는 단계(S13);를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 정해진 기준온도 차(△Tref)에 곱해지는 일정배율(X)은, 0.85~0.95%로 설정한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제어부(20)에서는 상기 삼방변(23)을 온수 측으로 전환(S13)한 후에는,
온수온도 검출센서(22)를 통해 온수저장탱크(21) 내의 온수온도를 검출하여 사용자의 온수설정온도보다 낮은지를 판단하는 단계(S14)와;
온수온도가 온수설정온도보다 낮지 않으면(S14에서 No), 지금까지 계수한 제 1 온도 상승시간(t3)을 클리어하고(S15), 초기 제어부에서 삼방변(23)을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프(24)를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계(S2)로 되돌아가는 단계와;
온수온도가 온수설정온도보다 낮으면(S14에서 Yes), 제 1 온도 상승시간(t3)에 대한 계수를 완료하고 지금까지 계수된 제 1 온도 상승시간(t3)을 기억장치(202)에 저장하는 단계(S16)와;
이어서 온수설정온도에 따른 온수 연소를 시작하는 단계(S17)와;
제 1 온도 상승시간(t3) 대비 1.5~2배 높게 자동 설정되는 제 2 온도 상승시간(t4)에 대한 다운 카운팅을 타이머(203)를 통해 시작하는 단계(S18)와;
이어서 온수저장탱크(21) 내 온수온도가 온수설정온도 이상인지 또는 지금까지 다운 카운팅된 제 2 온도 상승시간(t4) 계수값이 "0"인지 계속 판단(S19)하여, 온수온도가 온수설정온도 이상이거나 또는 제 2 온도 상승시간(t4) 계수값이 "0"이면, 초기 제어부에서 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계(S2)로 되돌아가 그 이후의 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명 방법의 다른 실시 예는,
온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법을 구성함에 있어서,
사용자가 온도조절장치(25)를 통해 온수 최대 사용시간(t5)을 입력하여 설정하는 단계(S20)와;
제어부(20)에서 온도조절장치(25)에 설치되어 있는 난방스위치(252)가 "온" 상태인지 계속 판단하는 단계(S21)와;
난방스위치(252)가 "온"되면, 제어부(20)에서 삼방변(23)을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프(24)를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계(S22)와;
열교환기(10)에서 배출된 난방수가 난방배관(14)을 한 바퀴 돌고 열교환기(10) 측으로 환수될 수 있는 난방수 안정 환수시간(t1)을 타이머(203)를 통해 계수하여 난방수 안정 환수시간(t1)이 경과되면, 출탕온도 검출센서(18) 및 환수온도 검출센서(19)를 통해 열교환기(10)의 난방수 출탕온도와 난방수 환수온도를 검출하여 기억장치(202)에 저장하는 단계(S23)와;
난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단하는 단계(S24)와;
출탕온도가 난방설정온도보다 낮으면(S24에서 Yes), 사용자의 난방설정온도에 따른 난방 연소를 시작하는 단계(S25)와;
난방 측에서 최소한 필요로 하는 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 타이머(203)를 통해 시작하는 단계(S26)와;
정해진 최소 연소동작 시간(t2)이 경과되면, 난방 연소를 정지하는 단계(S27)와;
이어서 상기 제어부(20)에서 난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단한 결과 출탕온도가 난방설정온도보다 높을 때(S24에서 No)와 마찬가지로 삼방변(23)을 온수 측으로 전환하는 단계(S28);로 이루어진 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 온도조절장치(25)를 통해 입력하는 온수 최대 사용시간(t5)은, 온수 사용자의 의지에 따라 결정되는 것으로, 10분 이상 2시간 이내로 설정한 것을 특징으로 한다.
또, 삼방변(23)을 온수 측으로 전환(S28)한 상기 제어부(20)에서는,
이어서 온수저장탱크(21) 내 온수온도가 사용자의 온수설정온도보다 낮은지 판단(S29)하여 낮지 않으면(S29에서 No), 초기 제어부(20)에서 삼방변(23)을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프(24)를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계(S22)로 되돌아가는 단계와;
온수온도가 사용자의 온수설정온도보다 낮으면(S29에서 Yes), 사용자의 온수설정온도에 따른 온수 연소를 시작하고, 사용자에 의해 설정된 온수 최대 사용시간(t5)에 대한 다운 카운팅을 시작하는 단계(S30)와;
이어서 지금까지 다운 카운팅된 사용자의 온수 최대 사용시간(t5)이 경과되었는지 계속 판단(S31)하여 온수 최대 사용시간(t5)이 경과되면, 초기 제어부(20)에서 삼방변(23)을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프(24)를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계(S22)로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 한다.
여기서 미설명부호 231은 삼방변 구동부이고, 241은 순환펌프 구동부이며, 26은 불꽃 검출센서이고, 27은 송풍팬이며, 271은 송풍팬 구동부이고, 28은 가스공급밸브이며, 281은 가스공급밸브 구동부이다.
이와 같은 단계로 이루어진 본 발명 방법에 대한 작용효과를 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에서는 도 3과 같이, 난방전용 보일러의 제어부(20)에서 통상시 난방전용 보일러에 전원전압이 공급된 상태에 있으면 온도조절장치(25)에 설치되어 있는 난방스위치(252)가 "온" 상태인지 계속 판단(S1)하게 된다.
이와 같이 온도조절장치(25)의 출력상태를 계속 판단한 결과 난방스위치(252)가 사용자에 의해 "온"되면, 제어부(20)에서는 삼방변 구동부(231)를 통해 삼방변(23)을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프 구동부(241)를 통해 순환펌프(24)를 작동시켜 열교환기(10) 내의 물을 순환펌프(24)의 송수력을 이용하여 난방배관(14) 측으로 배출시킨 후 다시 환수시키는 난방 측 운전을 시작(S2)한다.
이후, 상기 제어부(20)에서는 열교환기(10)에서 배출된 난방수가 난방배관(14)을 한 바퀴 돌고 다시 열교환기(10) 측으로 환수되는데 걸릴 수 있는 정해진 난방수 안정 환수시간(t1)을 타이머(203)를 통해 계속 계수하다가, 난방수 안정 환수시간(t1)이 경과되면, 출탕온도 검출센서(18) 및 환수온도 검출센서(19)를 통해 그 시점에서의 열교환기(10) 난방수 출탕온도와 난방수 환수온도를 검출하고, 그 차(△T)를 산출하여 기억장치(202)에 저장한다(S3).
여기서, 상기 난방수 안정 환수시간(t1)은 난방배관(14)의 길이 및 순환펌프(24)의 용량 등에 의해 결정되는 것으로 본 발명에서는 20~50초로 설정하였다.
이어서 상기 제어부(20)에서는 상기에서 검출한 난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단(S4)하여, 만약 출탕온도가 난방설정온도보다 낮으면(S4에서 Yes), 사용자의 난방설정온도에 따른 난방 연소를 시작(S5)한다.
이후, 상기 제어부(20)에서는 난방 측에서 최소한 필요로 하는 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 타이머(203)를 통해 시작(S6)하고, 이어서 상기에서 산출된 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 정해진 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단(S7)한다.
이때, 본 발명이 적용된 난방전용 보일러를 이용하여 난방을 실시할 때 난방부하에 공급하는 출탕온도와 난방부하와 열교환 후 순환되는 환수온도의 차(△T)에 대해 기준값으로 정하는 정해진 기준온도 차(△Tref)는, 일반적으로 난방전용 보일러에서 사용자가 설정한 난방설정온도를 맞추기 위해 공급하는 출탕온도를 고정적으로 공급했을 때, 난방부하와 열교환을 한 후, 돌아오는 환수온도와의 온도차를 "△T"라할 때, 난방의 실시 여부를 판단하는 최소한의 온도유지를 위한 기준이 되는 온도차를 의미한다.
예를 들어 열교환기(10) 출탕온도를 70℃로 고정유지 했을 때, 난방부하 측이 온도가 낮을 경우에는 열교환이 많이 이루어져 환수 온도가 낮은 온도가 될 것이고, 이에 따라 △T는 커지게 되며, 이와 반대로 난방부하 측이 온도가 높으면 환수온도는 온도가 낮을 경우와 대비하여 더 높아질 것이고, 이에 따라 △T는 작아진다.
이와 같은 현상을 바탕으로 난방부하 측으로 난방을 전환해야 하는 정해진 기준온도 차(△Tref)를 설정하게 되는데, 본 발명에서는 난방전용 보일러의 효율 및 배관 길이, 유량 등을 감안하여 25~30℃로 설정하였다.
한편, 상기 제어부(20)에서 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 정해진 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단(S7)한 결과 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 이상이면(S7에서 No), 난방 연소 시작 후 계수된 시간이 정해진 최소 연소동작 시간(t2)을 경과하였는지 판단(S8)하여, 만약 경과하지 않았으면(S8에서 No) 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단하는 이전 단계(S7)로 되돌아가고, 이와 반대로 경과되었으면(S8에서 Yes) 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 시작하는 단계(S2)로 되돌아가 그 이후의 단계를 반복 수행한다.
여기서, 상기 최소 연소동작 시간(t2)은 삼방변(23)을 난방 측으로 전환 후, 최소한으로 난방 측 연소를 할 수 있는 시간으로써 최소한으로 난방 부하 측의 온도유지를 위해 필요한 것으로, 최소 연소동작 시간 경과 후, 온수온도의 온도 조건 등에 따라 온수, 난방 운전전환 조건을 판단하기 위한 것이다.
이에 따라 본 발명에서는 상기 최소 연소동작 시간(t2)으로 보일러의 열량 및 순환펌프의 용량 등 환경 조건을 감안하여 3~5분으로 설정하였다.
또한, 상기 제어부(20)에서는 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단(S7)한 결과, 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만이면(S7에서 Yes), 현재까지 계수된 최소 연소동작 시간(t2) 데이터를 클리어(S9)시킨 다음, 난방수의 온도가 상승하기 시작하는 제 1 온도 상승시간(t3)을 계수하기 시작(S10)함은 물론 난방 측 연소는 계속하며 출탕온도와 환수온도를 계속 검출(S11)하여 저장한다.
뿐만 아니라 상기 제어부(20)에서는 현재 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)를 계속 산출하여 그 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) × 일정배율(X) 한 값 미만인지 판단(S12)하여, 만약 그 이상이면(S12에서 No) 난방 측 연소는 계속하며 출탕온도와 환수온도를 계속 검출하는 단계(S11)로 되돌아가게 된다.
그러나 상기 제어부(20)에서 난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단한 결과 출탕온도가 난방설정온도보다 높거나(S4에서 No), 또는 현재 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) × 일정배율(X) 한 값 미만이면(S7에서 Yes), 삼방변을 온수 측으로 전환(S13)하고, 온수온도 검출센서(22)를 통해 온수저장탱크(21) 내의 온수온도를 검출하여 사용자의 온수설정온도보다 낮은지를 판단(S14)하게 된다.
이때, 상기 정해진 기준온도 차(△Tref)에 곱해지는 일정배율(X)로 본 발명에서는 0.85~0.95%로 설정하였는데, 결국 현재 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)와 비교되는 기준온도 차(△Tref; 25~35℃) × 일정배율(X; 0.85~0.95%) 한 값은 22.1~33.25℃가 된다.
또, 상기 제어부(20)에서 온수온도가 온수설정온도보다 낮은지를 판단(S14)한 결과 만약 온수온도가 온수설정온도보다 낮지 않으면(S14에서 No), 지금까지 계수한 제 1 온도 상승시간(t3)을 클리어S15)하고, 초기 제어부(20)에서 삼방변(23)을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프(24)를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계(S2)로 되돌아간다.
그러나 온수온도가 온수설정온도보다 낮으면(S14에서 Yes), 상기 제어부(20)에서는 제 1 온도 상승시간(t3)에 대한 계수를 완료하고 지금까지 계수된 제 1 온도 상승시간(t3)을 기억장치(202)에 저장(S16)한 다음, 온수설정온도에 따른 온수 연소를 시작(S17)한다.
이어서 상기 제어부(20)에서는 상기에서 저장한 제 1 온도 상승시간(t3) 대비 1.5~2배 높게 자동 설정되는 제 2 온도 상승시간(t4)에 대한 다운 카운팅을 타이머(203)를 통해 시작(S18)하여 계속 타운 카운팅을 실시하며, 온수저장탱크(21) 내 온수온도가 온수설정온도 이상인지 또는 지금까지 다운 카운팅된 제 2 온도 상승시간(t4) 계수값이 "0"인지 계속 판단(S19)한다.
그 결과, 온수온도가 온수설정온도 이상이거나 또는 제 2 온도 상승시간(t4) 계수값이 "0"이면, 초기 제어부(20)에서 삼방변(23)을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프(24)를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계(S2)로 되돌아가 그 이후의 단계를 반복 수행하게 된다.
따라서, 난방 측의 온도를 기준온도 차(△Tref) 이상으로 유지할 수 있음은 물론 온수 측의 온수온도도 상승시킬 수 있는 것이다.
한편, 본 발명 방법의 다른 실시 예는 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명이 적용된 난방전용 보일러에 전원전압이 공급된 상태에서 사용자가 온도조절장치(25)를 통해 온수 최대 사용시간(t5)을 입력(S20)하면, 난방전용 보일러의 제어부(20)에서 온도조절장치(25)에 설치되어 있는 난방스위치(252)가 "온" 상태인지 계속 판단(S21)하게 된다.
이때, 상기 온도조절장치(25)를 통해 사용자가 입력할 수 있는 온수 최대 사용시간(t5) 범위는, 온수 사용자의 의지에 따라 결정되는 것으로, 10분 이상 2시간 이내로 설정할 수 있다.
이와 같이 온도조절장치(25)의 출력상태를 계속 판단한 결과 난방스위치(252)가 사용자에 의해 "온"되면, 제어부(20)에서는 삼방변 구동부(231)를 통해 삼방변(23)을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프 구동부(241)를 통해 순환펌프(24)를 작동시켜 열교환기(10) 내의 물을 순환펌프(24)의 송수력을 이용하여 난방배관(14) 측으로 배출시킨 후 다시 환수시키는 난방 측 운전을 시작(S22)한다.
이후, 상기 제어부(20)에서는 열교환기(10)에서 배출된 난방수가 난방배관(14)을 한 바퀴 돌고 다시 열교환기(10) 측으로 환수되는데 걸릴 수 있는 정해진 난방수 안정 환수시간(t1; 예를 들어 20~50초)을 타이머(203)를 통해 계속 계수하다가, 난방수 안정 환수시간(t1)이 경과되면, 출탕온도 검출센서(18) 및 환수온도 검출센서(19)를 통해 그 시점에서의 열교환기(10) 난방수 출탕온도와 난방수 환수온도를 검출하여 기억장치(202)에 저장한다(S23).
이어서 상기 제어부(20)에서는 상기에서 검출한 난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단(S24)하여, 만약 출탕온도가 난방설정온도보다 낮으면(S4에서 Yes), 사용자의 난방설정온도에 따른 난방 연소를 시작(S25)한다.
이후, 상기 제어부(20)에서는 난방 측에서 최소한 필요로 하는 정해진 최소 연소동작 시간(t2; 예를 들어 3~5분)에 대한 계수를 타이머(203)를 통해 시작(S26)하여, 정해진 최소 연소동작 시간(t2)이 경과되면, 난방 연소를 정지(S27)한다.
이와 같이 난방 연소를 정지(S27)시킨 상기 제어부(20)에서는, 상기에서 난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단한 결과 출탕온도가 난방설정온도보다 높을 때(S24에서 No)와 마찬가지로, 삼방변(23)을 온수 측으로 전환(S28)하고, 온수저장탱크(21) 내 온수온도가 사용자의 온수설정온도보다 낮은지 판단(S29)하게 된다.
이와 같이 상기 제어부(20)에서 온수온도가 사용자의 온수설정온도보다 낮은지 판단(S29)한 결과 낮지 않으면(S29에서 No), 초기 제어부(20)에서 삼방변(23)을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프(24)를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계(S22)로 되돌아가고, 반대로 온수온도가 사용자의 온수설정온도보다 낮으면(S29에서 Yes), 사용자의 온수설정온도에 따른 온수 연소를 시작하고, 초기 사용자에 의해 설정된 온수 최대 사용시간(t5)에 대한 다운 카운팅을 시작(S30)하게 된다.
이어서 상기 제어부(20)에서는 지금까지 다운 카운팅된 사용자의 온수 최대 사용시간(t5)이 경과되었는지 계속 판단(S31)하여, 만약 온수 최대 사용시간(t5)이 경과되면, 초기 제어부(20)에서 삼방변(23)을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프(24)를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계(S22)로 되돌아가 그 이후의 단계를 반복 수행한다.
따라서, 장시간 온수 사용 중에 난방이 안 되는 난방전용 보일러의 문제점을 개선할 수 할 수 있을 뿐만 아니라 난방전용 보일러 자체의 사용성과 상품성 및 난방/온수 제어에 따른 신뢰도를 대폭 향상시킬 수 있는 것이다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기한 실시 예 및 특허청구범위에 기재된 내용만으로 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
11 : 열교환기 12 : 고온수 공급배관
13 : 환수배관 14 : 난방배관
15 : 난방부하 16 : 온수 가열용 배관
17 : 3방향 배관 결합부 18 : 출탕온도 검출센서
19 : 환수온도 검출센서
20 : 제어부 201 : 연산장치
202 : 기억장치 203 : 타이머
21 : 온수저장탱크 22 : 온수온도 검출센서
23 : 삼방변 231 : 삼방변 구동부
24 : 순환펌프 241 : 순환펌프 구동부
25 : 온도조절장치 251 : 표시부
252 : 난방스위치 253 : 온수스위치
26 : 불꽃 검출센서
27 : 송풍팬 271 : 송풍팬 구동부
28 : 가스공급밸브 281 : 가스공급밸브 구동부

Claims (8)

  1. 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법을 구성함에 있어서,
    난방스위치가 "온" 상태인지 계속 판단하는 단계와;
    난방스위치가 "온"되면, 제어부에서 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계와;
    열교환기에서 배출된 난방수가 난방배관을 한 바퀴 돌고 열교환기 측으로 환수될 수 있는 난방수 안정 환수시간(t1)이 경과된 후 난방수 출탕온도와 환수온도를 검출하여 그 차(△T)를 산출하는 단계와;
    난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단하는 단계와;
    출탕온도가 난방설정온도보다 낮으면 사용자의 난방설정온도에 따른 난방 연소를 시작하는 단계와;
    난방 측에서 최소한 필요로 하는 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 시작하는 단계와;
    출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 정해진 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단하는 단계와;
    출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 이상이면, 난방 연소 시작 후 계수된 시간이 정해진 최소 연소동작 시간(t2)을 경과하였는지 판단하여, 경과되지 않았으면 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단하는 단계로 되돌아가고, 경과되었으면 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 시작하는 단계로 되돌아가 그 이후의 단계를 반복 수행하는 단계;로 이루어지되,
    출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만인지 판단한 결과, 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) 미만이면,
    현재까지 계수된 최소 연소동작 시간(t2) 데이터를 클리어시키는 단계와;
    난방수의 온도가 상승하기 시작하는 제 1 온도 상승시간(t3)을 계수하기 시작하는 단계와;
    난방 측 연소는 계속하며 출탕온도와 환수온도를 계속 검출하는 단계와;
    현재 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) × 일정배율(X) 한 값 미만인지 판단하여, 그 이상이면 난방 측 연소는 계속하며 출탕온도와 환수온도를 계속 검출하는 단계로 되돌아가는 단계와;
    난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단한 결과 출탕온도가 난방설정온도보다 높거나, 또는 현재 출탕온도 대비 환수온도 차(△T)가 기준온도 차(△Tref) × 일정배율(X) 한 값 미만이면, 삼방변을 온수 측으로 전환하는 단계;를 실시하는 것을 특징으로 하는 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 난방수 안정 환수시간(t1)은 20~50초로 설정하고,
    상기 최소 연소동작 시간(t2)은 3~5분으로 설정하며,
    상기 기준온도 차(△Tref)는 25~30℃로 설정한 것을 특징으로 하는 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 정해진 기준온도 차(△Tref)에 곱해지는 일정배율(X)은,
    0.85~0.95%로 설정한 것을 특징으로 하는 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어부에서는 상기 삼방변을 온수 측으로 전환한 후에는,
    온수온도를 검출하여 사용자의 온수설정온도보다 낮은지를 판단하는 단계와;
    온수온도가 온수설정온도보다 낮지 않으면, 지금까지 계수한 제 1 온도 상승시간(t3)을 클리어하고 초기 제어부에서 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계로 되돌아가는 단계와;
    온수온도가 온수설정온도보다 낮으면, 제 1 온도 상승시간(t3)에 대한 계수를 완료하고 그 시간 데이터를 저장하는 단계와;
    이어서 온수설정온도에 따른 온수 연소를 시작하는 단계와;
    제 1 온도 상승시간(t3) 대비 1.5~2배 높게 자동 설정되는 제 2 온도 상승시간(t4)에 대한 다운 카운팅을 시작하는 단계와;
    이어서 온수저장탱크 내 온수온도가 온수설정온도 이상인지 또는 지금까지 다운 카운팅된 제 2 온도 상승시간(t4) 계수값이 "0"인지 계속 판단하여, 온수온도가 온수설정온도 이상이거나 또는 제 2 온도 상승시간(t4) 계수값이 "0"이면, 초기 제어부에서 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계로 되돌아가 그 이후의 단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법.
  6. 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법을 구성함에 있어서,
    온수 최대 사용시간(t5)을 설정하는 단계와;
    제어부에서 난방스위치가 "온" 상태인지 계속 판단하는 단계와;
    난방스위치가 "온"되면, 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계와;
    열교환기에서 배출된 난방수가 난방배관을 한 바퀴 돌고 열교환기 측으로 환수될 수 있는 난방수 안정 환수시간(t1)이 경과된 후 열교환기의 난방수 출탕온도와 난방수 환수온도를 검출하는 단계와;
    난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단하는 단계와;
    출탕온도가 난방설정온도보다 낮으면 사용자의 난방설정온도에 따른 난방 연소를 시작하는 단계와;
    난방 측에서 최소한 필요로 하는 정해진 최소 연소동작 시간(t2)에 대한 계수를 시작하는 단계와;
    정해진 최소 연소동작 시간(t2)이 경과되면, 난방 연소를 정지하는 단계와;
    이어서 상기 제어부에서 난방수의 출탕온도가 사용자의 난방설정온도보다 낮은지를 판단한 결과 출탕온도가 난방설정온도보다 높을 때와 마찬가지로 삼방변을 온수 측으로 전환하는 단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    온도조절장치를 통해 입력하는 온수 최대 사용시간(t5)은,
    10분 이상 2시간 이내로 설정한 것을 특징으로 하는 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    삼방변을 온수 측으로 전환한 상기 제어부에서는,
    이어서 온수온도가 사용자의 온수설정온도보다 낮은지 판단하여 낮지 않으면, 초기 제어부에서 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계로 되돌아가는 단계와;
    온수온도가 사용자의 온수설정온도보다 낮으면, 사용자의 온수설정온도에 따른 온수 연소를 시작하고, 사용자에 의해 설정된 온수 최대 사용시간(t5)에 대한 다운 카운팅을 시작하는 단계와;
    이어서 지금까지 다운 카운팅된 사용자의 온수 최대 사용시간(t5)이 경과되었는지 계속 판단하여 온수 최대 사용시간(t5)이 경과되면, 초기 제어부에서 삼방변을 난방 측으로 전환시키고 순환펌프를 작동시켜 난방 측 운전을 시작하는 단계로 되돌아가는 단계;를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법.
KR1020170157512A 2017-11-23 2017-11-23 온수저장탱크를 구비한 난방전용 보일러의 온수 난방 자동전환 제어방법 KR102014071B1 (ko)

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