KR102045961B1 - 난방 캐스케이드 시스템 및 제어온도 설정방법 - Google Patents

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Abstract

난방 캐스케이드 시스템에 관하여 개시한다. 본 발명은 열원기들이 열원환수온도TH를 포함하는 마스터/슬레이브 열원기로 구분되어 구성되고, 현재 연소중인 상기 열원기들 중 연속 연소상태를 기준으로 우선순위를 설정하여 열원환수온도(T℃)를 측정하며, 우선순위로 설정된 열원기의 열원환수온도TH로부터 측정된 열원환수온도(T℃)를 시스템 제어온도로 산출하는 제어부를 포함한다.

Description

난방 캐스케이드 시스템 및 제어온도 설정방법{Heating cascade system and control temperature setting method thereof}
본 발명은 열원환수온도를 제어온도로 산출하여 제어하는 난방 캐스케이드 시스템의 비효율적인 작동을 제어하는 난방 캐스케이드 시스템 및 제어온도 설정방법에 관한 것이다.
실내 난방에서 예를 들어 약 10~15만kcal/hr의 난방 용량이 필요한 경우 10~15만kcal/hr 열량을 갖는 중형 보일러를 설치하거나 2~4대의 가정용 소형 난방 보일러(5만kcal/hr 이하)들을 병렬로 연결한 난방 캐스케이드 시스템을 구성하여 실내 난방에 필요한 난방 용량(10~15만kcal/hr)을 맞출 수 있다. 도 1은 난방 캐스케이드 시스템 설치 구성의 예시이다. 난방 캐스케이드 시스템은 1차측(열원측)과 난방부하를 갖는 2차측(부하측) 사이에 유량을 보상하는 수분배기(LLH: Low Loss Header)를 설치하고, 열원측 공급/환수온도와 부하측 공급/환수온도 측정값을 보일러의 대수 제어 변수로 사용하여 부하측에서 요구되는 필요 열량을 판단하여 최적 작동 대수로 보일러의 운전을 제어할 수 있다. 이에 대하여 수분배기를 설치하지 않은 난방 캐스케이드 시스템의 경우 열원측을 구성하는 여러 대의 열원기(보일러)가 연소/소화를 반복하도록 제어되므로 열원기에 설치된 열원환수온도TH(thermocouple)에서 측정하는 열원환수온도가 흔들릴 수 있다. 이로 인해 수분배기를 설치하지 않은 난방 캐스케이드 시스템의 경우 정확한 제어온도를 산출하기 어려워 난방 캐스케이드 시스템에 적용되는 경우 비효율적으로 동작하는 문제가 발생되고 있다. 따라서, 안정된 열원환수온도를 측정하고 이를 통해 정확한 제어온도를 산출하여 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 방안이 필요하다.
특허문헌 1. 국내 등록특허공보 제10-1433084호(공고일2014년08월25일)
특허문헌 2. 국내 등록특허공보 제10-1701949호(공고일2017년02월02일)
본 발명에서 해결하고자 하는 과제 중 하나는, 열원환수온도를 이용하여 제어온도를 산출하는 난방 캐스케이드 시스템에서 안정된 열원환수온도를 측정하고 정확한 시스템 제어온도를 산출하여 제어하는데 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 열원환수온도에 따라 제어온도를 산출하여 열원기들의 작동을 제어하는 난방 캐스케이드 시스템에 있어서, 상기 열원기들은 열원환수온도TH를 포함하는 마스터/슬레이브 열원기로 구분되어 구성되고, 현재 연소중인 상기 열원기들 중 연속 연소상태를 기준으로 우선순위를 설정하여 열원환수온도(T℃)를 측정하며, 우선순위로 설정된 열원기의 열원환수온도TH로부터 측정된 열원환수온도(T℃)를 시스템 제어온도로 산출하는 제어부;를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템으로부터 달성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 제어부는, 열원기들의 연소시간을 기준으로 연소시간이 긴 순서대로 우선순위를 정하고 우선순위 열원기의 열원환수온도를 제어온도로 산출하는 열원기 우선순위 설정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 제어부는, 열원기 누적 연소열량을 기준으로, 누적 연소열량이 긴 순서대로 우선순위를 정하고, 우선순위 열원기의 열원환수온도를 제어온도로 산출하는 열원기 우선순위 설정부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 제어부는, 열원기 연소시간이 기준이 되는 안정화 시간과 비교하여 짧은 경우에는 기준 안정화 시간이 경과된 후 열원환수온도를 확정하고 제어온도를 산출할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 제어부는, 열원기 연소시간이 오차 범위 기준값 이내인 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH를 고장으로 판단, 에러로 검출하는 열원환수온도TH 고장진단 판단부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 제어부는, 열원기의 유량이 오차 범위 기준값 이내인 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH를 고장으로 판단, 에러로 검출하는 열원환수온도TH 고장진단 판단부를 포함할 수 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 열원환수온도에 따라 제어온도를 산출하여 개별 열원기들의 작동을 제어하는 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정방법에 있어서, 열원환수온도TH를 포함하는 마스터/슬레이브 열원기로 구분되는 현재 연소중인 열원기들 중 연속 연소상태를 기준으로 우선순위를 설정하고 열원환수온도(T℃)를 측정하는 제1 단계; 및 우선순위로 설정된 열원기의 열원환수온도TH로부터 측정된 열원환수온도(T℃)를 시스템 제어온도로 산출하는 제2 단계;를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정방법으로부터 달성될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 제1 단계는, 열원기들의 연소시간을 기준으로 연소시간이 긴 순서대로 우선순위를 정하고 우선순위 열원기의 열원환수온도를 제어온도로 산출하는 열원기 우선순위 설정 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 제1 단계는, 열원기 연소시간이 기준이 되는 안정화 시간과 비교하여 짧은 경우에는 기준 안정화 시간이 경과된 후 열원환수온도를 확정하고 열원기의 제어온도로 산출하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 제1 단계는, 열원기 운전시간이 오차 범위 기준값 이내인 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH를 고장으로 판단, 에러로 검출하는 열원환수온도TH 고장진단 판단 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 제1 단계는, 열원기의 유량이 오차 범위 기준값 이내인 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH를 고장으로 판단, 에러로 검출하는 열원환수온도TH 고장진단 판단 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명은, 열원기에서 측정되는 열원환수온도를 열원기의 제어온도로 산출하는 난방 캐스케이드 시스템에서 개별 열원기들의 연소시간 차로 인해 측정되는 열원환수온도가 흔들려서 발생되는 비효율적인 난방 캐스케이드 시스템의 작동을 안정된 제어온도 산출을 통해 효율적인 난방 케스케이드 시스템 작동으로 유도할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 난방 캐스케이드 시스템의 설치 구성을 나타낸 예시이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 난방 캐스케이드 시스템의 열원측 구성을 블록 다이어 그램으로 나타낸 예시이다.
도 3은 난방 캐스케이드 시스템에서 열원기별 작동시간으로부터 검출되는 열원환수온도 분포를 그래프로 나타낸 예시이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 산출 및 열원환수온도TH 고장진단 판단을 예시하는 플로우 챠트이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 '난방 캐스케이드 시스템의 열원환수온도 설정 시스템 및 방법'을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에서 사용되는 용어 중 '열원기'는 '보일러'를 포함할 수 있다. '열원환수온도'는 '난방환수온도'로 혼용될 수 있다. '난방 캐스케이드 시스템'은 '시스템'으로 혼용될 수 있다. '제어온도 산출' 또는 '시스템 제어온도' 및 '제어온도'는 혼용될 수 있으며 그 의미는 측정된 열원환수온도로부터 제어온도를 추출 설정하고 설정된 온도로 부하출탕온도를 맞추기 위해 열원기에서 연소해야 할 온도의 의미일 수 있다.
본 발명은 열원환수온도를 시스템 제어온도로 산출하는 난방 캐스케이드 시스템에서 불안정한 열원환수온도 측정을 안정된 열원환수온도로 측정하여 정확한 시스템 제어온도를 산출하고 이를 통해 난방 캐스케이드 시스템의 비효율적인 작동을 제어할 수 있도록 제시된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 난방 캐스케이드 시스템의 설치 구성을 나타낸 예시이다. 난방 캐스케이드 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이 열원측(100)과 부하측(200)을 연결하는 난방공급관(310) 및 난방환수관(320)으로 구성되고, 난방공급관(310)과 난방환수관(320) 사이는 난방부하 환수관(330)으로 연결하여 구성될 수 있다.
그리고 난방공급관(310)에서 난방환수관(320)측으로의 난방수 흐름을 제어하기 위해 난방부하 환수관(330)에는 밸브(340)를 설치하여 구성될 수 있다. 또한, 난방부하 환수관(330)을 기준으로 열원측(100) 방향의 난방공급관(310)에 열원공급온도를 검출하는 온도센서(미도시)를 설치하고, 난방부하 환수관(330)을 기준으로 부하측(200) 방향의 난방공급관(310)에 난방공급온도를 검출하는 온도센서(미도시)를 설치하여 구성될 수 있다.
난방부하 환수관(330)에 설치되는 밸브(340)는 시스템 제어부에 의하여 제어될 수 있으며 밸브(340)는 시스템 제어부의 제어 신호에 의해 제어되어 난방공급관(310)에서 난방환수관(320)측으로의 난방수 흐름을 끊을 수 있는 체크 밸브, 또는 제어부의 제어 신호에 의해 개도량 조절이 가능한 가변식 유량조절밸브로 구성될 수 있다.
난방부하 환수관(330)에 설치되는 밸브(340)로서 체크 밸브를 적용하는 경우 시스템 제어부의 제어 신호에 의해 난방공급관(310)으로부터 난방환수관(320)으로 유동하는 난방수의 흐름을 경우에 따라 차단할 수 있으며 가변식 유량조절밸브를 적용하는 경우 시스템 제어부의 제어 신호에 의해 난방부하 환수관(330)을 유동하는 바이패스 유량에 대한 조절이 가능할 수 있다. 개별 열원기들(1,2...N)의 주위와 난방수 관로에는 난방수를 순환시키는 펌프(400)와 난방수의 유동을 단속하는 개폐 밸브(410)들을 설치하여 구성될 수 있다.
열원측(100)의 열원기(110)들은 도 2에 도시된 바와 같이 마스터(master) 열원기와 슬레이브(slave) 열원기로 구분되어 있고 이들은 유무선 통신부로 연결되어 작동이 제어될 수 있도록 배치되어 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 난방 캐스케이드 시스템의 열원측 구성을 블록 다이어 그램으로 나타낸 예시이다.
도 2에 도시된 바와 같이 난방 캐스케이드 시스템에서 열원기(110)들은 각각 마스터 및 슬레이브 열원기(1.2...N)들로 구분되어 고유 ID를 가지고 마스터를 통해 설정 온도와 필요열량을 채웠는지 등에 따라 개별적으로 병렬 운전되도록 설정되어 있다. 각각의 마스터 및 슬레이브 열원기(110)들은 통신 라인으로 병렬 연결되어 제어부를 통해 통신 데이터를 처리하는 마스터-슬레이브 시스템에 의해 제어되도록 구성될 수 있다. 여기서, 열원기(110)는 마스터 열원기와 슬레이브 열원기로 구분되어 등록되어 있으며 슬레이브열원기는 각각의 고유 번호와 주소가 부여되어 마스터 열원기와 인터페이스 되도록 설정될 수 있다.
예를 들면, 마스터 열원기(110)와 슬레이브 열원기(110)들은 연소 지시에 따라 연소하는 연소부(111), 슬레이브 열원기(110)들과 접속 연결되어 통신하는 통신부(112), 유량 판단부(113) 및 열원환수온도TH(114)를 공통적으로 포함하여 구성될수 있다.
이와 별도로 마스터 열원기(110)는 사용자 설정 열량 입력부(115), 주컴퓨터로 지정되는 제어부(120), 열원기 우선순위 설정부(130) 및 열원환수온도TH 고장진단 판단부(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 슬레이브 열원기(110)의 제어부(120)는 통신 데이터를 처리하는 종속 프로세서로 지정되고 마스터-슬레이브 시스템으로 제어될 수 있도록 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 난방 캐스케이드 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 열원환수온도에 따라 제어온도를 산출하여 개별 열원기들의 작동을 제어하도록 구성될 수 있다.
열원환수온도TH(114)를 포함하는 마스터/슬레이브 열원기(110)들은 마스터-슬레이브 열원기(110)의 통신 데이터를 제어부(120)로 처리하도록 구성될 수 있다. 제어부(120)는 현재 연소중인 열원기들 중 연속 연소상태를 기준으로 우선순위를 설정하고 열원환수온도TH(114)를 통해 열원환수온도를 측정하도록 구성될 수 있다.
이렇게 현재 연소중인 열원기들 중 연속 연소상태를 기준으로 설정된 우선순위 열원기는 on/off 연소 반복중인 열원기중에서 현재 환수온도와 유사한 열원기로서 현재 환수배관에 환수가 많이 흘러 열평형을 이룬 열원기일 수 있다. 따라서 우선순위 열원기는 현재 연소중인 열원기 중 연속 연소상태에 놓인 열원기를 기준으로 설정하는 것이 바람직할 수 있다.
제어부(120)는 현재 연소중인 열원기들 중 연속 연소상태를 기준으로 우선순위가 설정된 열원기의 열원환수온도TH(114)로부터 측정된 열원환수온도를 시스템 제어온도로 산출하도록 구성될 수도 있다.
이렇게 산출된 제어온도는 제어부(120)로 입력되어 설정될 수 있고 설정된 제어온도로 열원기를 연소시켜 부하출탕온도를 맞출 수 있으므로 열원기의 효율적인 운전이 가능할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 난방 캐스케이드 시스템의 보다 구체적인 구성을 도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 난방 캐스케이드 시스템에서 열원측 개별 열원기들의 연소시간으로 부터 검출되는 열원환수온도 분포를 그래프로 나타낸 예시이다.
도 3에서 'Pk1'은 임의의 열원기가 작동하여 난방수로 공급된 후 환수되거나 작동에 의해 안정화 시간(△t1)을 경과하지 않은 연소시간을 가질 때, 열원환수온도TH(114)를 통해 측정될 수 있는 '열원환수온도(T℃)의 피크 온도'이다. 'Pk2'는 '열원환수온도(T℃)의 저점 온도'이다. 안정화 시간(△t1)을 경과하지 않은 연소시간을 가지는 열원기는 'Pk1'과 'Pk2'와 같이 열원환수온도의 흔들림이 크다.
도 3에서 'Pn'은 임의의 열원기가 작동하여 난방수로 공급된 후 환수되거나 작동에 의해 안정화 시간(△t1)을 경과하는 연소시간(△t)을 가질 때, 열원환수온도TH(114)를 통해 측정될 수 있는 '열원환수온도(T℃)'이다.
안정화 시간(△t1)을 경과하여 긴 연소시간을 가지는 열원기는 'Pn'과 같이 열원환수온도의 흔들림이 거의 없고 일정하다.
여기서, 안정화 시간(△t1)은 열원기(110)의 충분한 연소시간으로 열원환수온도(T℃) 분포의 흔들림이 적고 안정된 온도분포를 나타내는데 걸리는 임의의 시간으로서 열원기의 반복 운전 시험으로 구하여 제어부(120)에 기준값으로 설정될 수 있는 시간일 수 있다.
도 3을 참조하면 개별 열원기(110)들의 열원환수온도(T℃)는 안정화 시간(△t1)을 기준으로 연소시간이 길고 짧음에 따라 실제 열원환수온도TH(114)를 통해 측정될 수 있는 열원환수온도(T℃)가 달라지는 것을 알 수 있다. 안정화 시간(△t1)을 경과하여 현재 연소중인 열원기중 연속 연소상태를 기준으로 연소시간이 긴 열원기의 열원환수온도는 흔들림이 적고 안정된 열원환수온도로 측정될 수 있으므로 정확한 시스템 제어온도로 산출할 수 있음을 알 수 있다.
제어부(120)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 현재 연소중인 열원기중 연속 연소상태를 기준으로 우선순위를 설정하고 선순위 열원기를 열원환수온도(T℃)로 선택하여 제어온도로 산출하는 열원기 우선순위 설정부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.
열원기 우선순위 설정부(130)를 통해 선택되는 열원기는 on/off 반복중인 다른 비교되는 열원기들에 비해 현재 환수온도와 유사한 열원기이고 동시에 현재 환수배관에 환수가 많이 흘러 열평형을 이룬 열원기로서 현재 연소중인 열원기중 연속적으로 연소중이며 연소상태(시간 또는 연소열량)를 기준으로 선택된 열원기일 수 있기 때문에 열원환수온도(T℃)의 흔들림이 적고, 비교적 안정된 열원환수온도(T℃)를 측정하여 정확한 시스템 제어온도를 산출하는데 유리할 수 있다.
또한, 제어부(120)의 우선순위 설정부(130)는 열원기들의 누적 연소열량을 기준으로 누적 연소열량이 긴 순서대로 우선순위를 정하고 우선순위 열원기의 열원환수온도를 제어온도로 산출할 수 도 있다. 열원기들의 누적 연소열량을 기준으로 누적 연소열량이 긴 우선순위 열원기의 경우 열량에 비례하여 순환펌프 유량을 제어하므로 환수배관에 흐르는 환수량이 많고 열원환수온도(T℃)의 안정화가 더 빨리 이루어진 열원기일 수 있다.
또한, 제어부(120)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 열원기(110)들의 연소시간(△t)이 기준이 되는 임의의 안정화 시간(△t1)과 비교하여 짧은 경우에는 안정화 시간(△t1)이 경과된 후 열원환수온도(T℃)를 확정하고 이에 따라 열원기(110)의 시스템 제어온도를 산출하도록 제어할 수 있다. 이는 열원환수온도(T℃)의 흔들림을 안정화 시키는 임의의 대기 시간을 갖는 것으로 열원환수온도(T℃)의 오검지를 방지하는데 유리할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 열원기(110)들의 연소시간(△t)이 오차 범위 기준값 이내인 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도(T℃)가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH(114)를 고장으로 판단하여 에러로 검출하는 열원환수온도TH 고장진단 판단부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 제어부(120)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 열원기(110)들의 유량이 오차 범위 기준값 이내인 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도(T℃)가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH(114)를 고장으로 판단하여 에러로 검출하는 열원환수온도TH 고장진단 판단부(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
난방 캐스케이스 시스템의 개별 열원기(110)들에 설치되는 열원환수온도TH(114)의 고장진단 판단은 상기와 같이 제어부(120)에 설정될 수 있는 열원기(110)의 연소시간(△t)에 따른 오차 범위 기준값, 또는 제어부(120)에 설정될 수 있는 열원기(110)의 유량 오차 범위 기준값을 비교하고 공통적으로 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도(T℃)가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH(114)가 고장인 것으로 진단하여 판단할 수 있다.
이렇게 진단된 해당 열원기의 열원환수온도TH(114)의 상태정보는 디스플레이 또는 인디게이터(미도시) 등을 통해 시각/청각적으로 표시하거나 전달해줄 수 있으므로 난방 캐스케이드 시스템의 효율 운전을 도와주는데 유리하게 작용될 수 있다.
본 발명에 따른 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 열원기(110)의 열원환수온도(T℃)에 따라 목표로 하는 제어온도를 산출하여 개별 열원기(110)의 작동을 제어하도록 제어온도를 추출하여 설정할 수 있다.
예를 들면 열원환수온도TH(114)를 포함하는 마스터/슬레이브 열원기(110)로 구분되는 현재 연소중인 열원기들 중 연속연소상태를 기준으로 우선순위를 설정하고 열원환수온도(T℃)를 측정하는 제1 단계, 우선순위로 설정된 열원기의 열원환수온도TH(114)로부터 측정된 열원환수온도(T℃)를 시스템 제어온도로 산출하는 제2 단계로 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도를 설정할 수 있다.
또한, 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정과정에서, 열원기(110)들의 연소시간을 기준으로 연소시간이 긴 순서대로 우선순위를 정하고 선순위 열원기를 열원환수온도로 선택하여 제어온도로 산출하는 열원기 우선순위 설정 단계를 포함할 수 있다.
또한, 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정과정에서, 열원기(110) 연소시간(△t)이 기준이 되는 안정화 시간(△t1)과 비교하여 짧은 경우에는 기준 안정화 시간(△t1)이 경과된 후 열원환수온도(T℃)를 확정하고 열원기의 제어온도로 산출 하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정과정에서, 열원기(110) 연소시간이 오차 범위 기준값 이내인 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH(114)를 고장으로 판단, 에러로 검출하는 열원환수온도TH 고장진단 판단 단계를 포함할 수 있다.
또한, 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정과정에서, 열원기(110)의 유량이 오차 범위 기준값 이내인 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH(114)를 고장으로 판단, 에러로 검출하는 열원환수온도TH 고장진단 판단 단계를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 난방 캐스케이드 시스템에서 제어온도 설정을 위한 제어온도의 산출 및 열원환수온도TH에 대한 고장 진단과 판단을 예시한 플로우 챠트이다.
제어부에서 열원기들에 대한 제어신호가 개별 열원기들에 지시되면 열원기들은 연소 준비 시작 상태로 대기된다(S100).
상기 S100 단계 이후 제어부에서 개별 열원기 및 펌프들에 대한 연소시간을 갱신한다(S110).
상기 S110단계 이후 제어부에서는 열원기들의 연소시간(△t)을 기준으로 열원기들에 대한 우선순위를 판단하고 설정한다(S120).
상기 S120 단계 이후 유량 및 열원기 연소시간(△t)을 임의의 오차 범위 기준값(a)과 비교 판단하여 오차 범위 기준값(a) 이내인 열원기가 2대 이상인지를 판단한다(S130). 여기서, 열원기 연소시간(△t)의 오차 범위 기준값(a)은 안정화 시간(△t1)일 수 있다(도 3 참조).
상기 S130 단계에서 판단결과, 오차 범위 기준값(a) 이내인 열원기가 2대 이상이 아닌 경우, 해당 열원기의 열원환수온도TH(114)에서 측정된 열원환수온도(T℃)를 실제 제어온도 산출에 사용되는 열원환수온도(T)=T1로 확정하고(S140), 확정된 열원환수온도(T)는 제어온도로 산출되어(S150) 제어부에 설정되어 부하출탕온도를 맞추기 위해 해당 열원기에 대한 연소를 지시한다(S160).
상기 S130 단계에서 판단결과, 오차 범위 기준값(a) 이내인 열원기가 2대 이상인 경우, 욘소시간이 가장 길거나 가장 짧은 열원기의 열원환수온도(T1)를 연소시간이 오차 범위 기준값(a) 이내인 다른 열원기의 열원환수온도(T2)와 비교한다(T1-T2). 연속적으로 T1-T2의 비교값이 오차 범위 기준값(a)과 비교 판단된다(S170).
상기 S170 단계에서 판단결과, T1-T2의 비교값이 오차 범위 기준값(a)에 비해 큰 경우(｜T1-T2｜＜ a), 상기 S140~160 단계로 부하출탕온도를 맞추기 위해 해당 열원기에 대한 연소가 지시된다.
상기 S170 단계에서 판단결과, T1-T2의 비교값이 오차 범위 기준값(a)에 비해 작은 경우(｜T1-T2｜＞ a), 해당 열원기의 열원환수온도TH(114)가 고장인 것으로 진단 판단하여 에러 검출 신호 등으로 출력되는 에러 검출 순서로 제어될 수 있다(S180).
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 실시 예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있으며 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
100: 열원측 110: 열원기
111: 연소부 112: 통신부
113: 유량 판단부 114: 열원환수온도TH
120: 제어부 130: 열원기 우선순위 설정부
140: 열원환수온도TH 고장진단 판단부

Claims (11)

  1. 열원환수온도에 따라 제어온도를 산출하여 열원기들의 연소를 제어하는 난방 캐스케이드 시스템에 있어서,
    상기 열원기들은 열원환수온도TH를 포함하는 마스터/슬레이브 열원기로 구분되어 구성되고, 상기 열원기들 중에 현재 연소중인 열원기를 대상으로 연속 연소상태를 기준으로 우선순위를 설정하여 열원환수온도(T℃)를 측정하며, 우선순위로 설정된 열원기의 열원환수온도TH로부터 측정된 열원환수온도(T℃)를 상기 열원기 중 우선순위로 설정되지 않은 열원기의 열원환수온도보다 안정화된 열원환수온도로 판단하여 시스템 제어온도로 산출하는 제어부;를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 열원기들의 연소시간을 기준으로 연소시간이 긴 순서대로 우선순위를 정하고 우선순위 열원기의 열원환수온도를 제어온도로 산출하는 열원기 우선순위 설정부를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 열원기 누적 연소열량을 기준으로, 누적 연소열량이 긴 순서대로 우선순위를 정하고, 우선순위 열원기의 열원환수온도를 제어온도로 산출하는 열원기 우선순위 설정부를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 열원기 연소시간이 기준이 되는 안정화 시간과 비교하여 짧은 경우에는 기준 안정화 시간이 경과된 후 열원환수온도를 확정하고 제어온도를 산출하는, 난방 캐스케이드 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 열원기 연소시간이 오차 범위 기준값 이내인 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH를 고장으로 판단, 에러로 검출하는 열원환수온도TH 고장진단 판단부를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는, 열원기의 유량이 오차 범위 기준값 이내인 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH를 고장으로 판단, 에러로 검출하는 열원환수온도TH 고장진단 판단부를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템.
  7. 열원환수온도에 따라 제어온도를 산출하여 개별 열원기들의 연소를 제어하는 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정방법에 있어서,
    열원환수온도TH를 포함하는 마스터/슬레이브 열원기로 구분되는 상기 열원기들 중에 현재 연소중인 열원기를 대상으로 연속 연소상태를 기준으로 우선순위를 설정하고 열원환수온도(T℃)를 측정하는 제1 단계; 및 우선순위로 설정된 열원기의 열원환수온도TH로부터 측정된 열원환수온도(T℃)를 상기 열원기 중 우선순위로 설정되지 않은 열원기의 열원환수온도보다 안정화된 열원환수온도로 판단하여 시스템 제어온도로 산출하는 제2 단계;를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 단계는, 상기 열원기들의 연소시간을 기준으로 연소시간이 긴 순서대로 우선순위를 정하고 우선순위 열원기의 열원환수온도를 제어온도로 산출하는 열원기 우선순위 설정 단계;를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정방법.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 단계는, 상기 열원기 연소시간이 기준이 되는 안정화 시간과 비교하여 짧은 경우에는 기준 안정화 시간이 경과된 후 열원환수온도를 확정하고 열원기의 제어온도로 산출하는 단계;를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정방법.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 단계는, 열원기 운전시간이 오차 범위 기준값 이내인 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH를 고장으로 판단, 에러로 검출하는 열원환수온도TH 고장진단 판단 단계;를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정방법.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1 단계는, 열원기의 유량이 오차 범위 기준값 이내인 각 열원기들 간 측정된 열원환수온도가 정해진 오차 범위 기준값을 초과하는 경우 해당 열원기의 열원환수온도TH를 고장으로 판단, 에러로 검출하는 열원환수온도TH 고장진단 판단 단계;를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템의 제어온도 설정방법.
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