KR102317891B1 - 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법 - Google Patents

온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법 Download PDF

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Abstract

온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법에 관하여 개시한다. 본 발명은 유량판단부가 직수배관에 흐르는 직수의 유량을 검출하는 제1 단계; 제어부가 온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간이 경과되었는지를 판단하는 제2 단계; 및 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간이 경과되었을 때, 유량연산부가 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량을 연산하는 제3 단계를 포함한다.

Description

온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법{METHOD FOR OPERATING FLUX OF HOT WATER PASSING THROUGH PROPORTION VALVE OF HOT WATER SIDE}
본 발명은 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법에 관한 것으로, 특히 사용자가 설정한 온수의 온도가 낮거나 직수의 양이 변하면 고온수 또는 저온수가 순간적으로 발생하는 것을 방지할 수 있는 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법에 관한 것이다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진시키기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다. 통합 배관시스템에서는 열 교환기의 공급측에 위치한 온수측 비례밸브를 이용하여 사용자가 설정한 온도의 온수가 공급되도록 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량을 측정하고 측정된 유량의 온수를 공급할 수 있도록 온수측 비례밸브의 개도를 조절한다. 그러나, 환수온도 측정장치는 열 교환기의 공급측으로부터 온수측 비례밸브보다 멀리 위치한다. 온수가 온수측 비례밸브를 통과할 때의 온도와 환수온도 측정장치에서 측정된 온도는 그 값의 차이가 발생하는데, 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량을 측정할 때 반영되어 정확하지 못한 결과를 얻게 되는 문제점이 있다.
한국공개특허공보 제10-2016-0036131호
전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간을 고려함으로써 사용자가 설정한 온수의 온도가 낮거나 직수의 양이 변하면 고온수 또는 저온수가 순간적으로 발생하는 것을 방지할 수 있는 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간을 고려하여 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량을 연산함으로써, 측정된 온수의 유량의 오차가 최소화될 수 있는 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 측정방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법은, 유량판단부가 직수배관에 흐르는 직수의 유량을 검출하는 제1 단계; 제어부가 온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간이 경과되었는지를 판단하는 제2 단계; 및 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간이 경과되었을 때, 유량연산부가 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량을 연산하는 제3 단계를 포함한다.
여기서, 제3 단계에서 온수측 비례밸브로 제어되는 온수의 유량은 열 교환기의 공급측 열량과 부하측 열량이 동일하다는 관계로부터 연산하되, 공급측 열량은 공급수 온도에서 상기 환수온도 측정장치의 온도를 차감한 값에 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량을 곱한 것이고, 부하측 열량은 사용자 설정온도에서 직수 공급온도를 차감한 값에 직수측 밸브를 통과하는 직수의 유량을 곱한다.
또한, 제2 단계에서 도달시간은 유량판단부가 온수측 비례밸브에서 측정된 온수의 유량이 설정유량 이상일 때 판단하는 것을 더 포함한다.
또한, 제3 단계 이후에 제어부가 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간을 0으로 초기화한다.
본 발명에 따르면, 온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간을 고려함으로써 사용자가 설정한 온수의 온도가 낮거나 직수의 양이 변하면 고온수 또는 저온수가 순간적으로 발생하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따르면, 온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간을 고려하여 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량을 연산함으로써, 측정된 온수의 유량의 오차가 최소화될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산시스템의 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산시스템을 적용하기 위한 통합 배관시스템이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법의 흐름도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산시스템의 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산시스템을 적용하기 위한 통합 배관시스템이다.
온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산시스템(1000)은 통합 배관시스템(1)에서 사용되며, 유량판단부(100), 제어부(200), 온도측정부(300), 유량연산부 (400) 및 유량조절부(500)를 포함할 수 있다.
통합 배관시스템(1) 내에는 열 교환기(11)가 구비된다. 열 교환기의 공급측에는 공급배관(12), 환수배관(13), 난방 공급배관(14), 난방 환수배관(15)이 연결되고, 열 교환기의 부하측에는 온수배관(16)과 직수배관(17)이 연결된다.
열 교환기(11)의 공급측과 환수배관(13) 사이에는 온수측 유량밸브(18)와 온수측 유량계(20)가 설치되고, 열 교환기의 공급측과 난방 공급배관(14) 사이에는 난방측 유량밸브(19)가 설치된다. 열 교환기(11)의 부하측과 직수배관(17) 사이에는 직수측 유량계(21)가 설치된다.
유량판단부(100)는 열 교환기의 부하측에 연결된 직수측 유량계로부터 직수배관에 흐르는 직수의 유량을 검출하고, 열 교환기의 공급측에 연결된 온수측 유량계로부터 환수배관에 흐르는 환수의 유량을 검출한다.
또한, 유량판단부(100)는 온수측 비례밸브에서 측정된 온수의 유량이 설정유량 이상인지를 판단한다. 온수측 비례밸브는 통합 배관시스템에서 온수의 온도를 제어하기 위해 설치되며, 그 개도가 조절되어 열 교환기에 흐르는 공급수의 양을 달리하여 온수의 온도가 제어된다.
제어부(200)는 온수측 비례밸브에서 측정된 온수의 유량이 설정유량 이상일 때 온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간이 경과되었는지를 판단한다.
온도측정부(300)는 열 교환기의 공급측에 연결된 공급배관으로부터 측정된 공급온도, 열 교환기의 부하측에 연결된 온수배관으로부터 측정된 온수출탕온도, 열 교환기의 부하측에 연결된 직수배관으로부터의 측정된 직수온도, 열 교환기의 공급측에 연결된 환수배관으로부터 측정된 환수온도, 열 교환기의 공급측에 연결된 난방공급배관으로부터 측정된 난방측 온도를 측정한다.
유량연산부(400)는 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간이 경과되었을 때 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량을 연산한다.
유량조절부(500)는 연산된 온수의 유량으로 온수측 유량조절밸브를 조절한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법의 흐름도이다. 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법은 S100 내지 S400을 포함할 수 있다.
먼저, 유량판단부(100)가 직수배관에 흐르는 직수의 유량을 검출한다(S100).
S100 이후, 유량판단부(100)가 온수측 비례밸브에서 측정된 온수의 유량이 설정유량 이상인지를 판단한다(S200). 설정유량은 사용자에 의해 임의로 정해질 수 있는 값이며, 특정값에 한정되지 않는다.
이와 같은 이유는, 급격한 온수의 유량 변화시의 연산 오류를 방지하고 본 발명의 유량 측정시스템의 부하를 최소화하기 위함이다.
S200에서, 온수측 비례밸브에서 측정된 온수의 유량이 설정유량 이상일 때, 제어부(200)가 온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간이 경과되었는지를 판단한다(S300).
S300에서, 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간이 경과되었을 때, 유량연산부(400)가 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량을 연산한다(S400). 여기서, 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량은 열 교환기의 공급측 열량(Q1)과 부하측 열량(Q2)이 동일하다는 관계로부터 구해진다.
열 교환기의 공급측 열량(Q1)은 공급수 온도(S1)에서 온수측 비례밸브의 온도(R1)를 차감한 값에 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량(H)을 곱한 것이다. 또한, 열 교환기의 부하측 열량(Q2)은 사용자 설정온도(T1)에서 직수 공급온도(T2)를 차감한 값에 직수측 밸브를 통과하는 직수의 유량(W)을 곱한 것이다. 이때, 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량(H)은 부하측 열량(Q2)을 공급수 온도(S1)에서 온수측 비례밸브의 온도(R1)를 차감한 값으로 나누어 구해진다.
이와 같은 관계들로부터 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량을 조절함으로써 사용자가 설정한 온도의 물을 사용자에게 공급할 수 있다.
온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량(H)을 연산하기 위해서는, 온수측 비례밸브의 온도를 측정하는 것이 필요하다. 온수측 비례밸브에는 온도측정장치가 구비되지 않았기 때문에 환수온도 측정장치에서 측정된 온도를 이용하여 온수측 비례밸브의 온도를 측정한다.
이때 온수측 유량밸브를 통과한 유로와, 난방환수배관을 통과한 유로를 병합하는 환수배관(13) 유로에 환수온도 측정장치를 구비할 경우, 직수측 유량계(21)를 통해 사용자가 수전을 이용하여 온수사용 개시를 수신한 경우, 난방측 유량밸브(19)를 폐쇄하고, 온수측 유량밸브(18)를 개변한 후, 환수온도 측정장치를 이용하여, 환수측 유량밸브를 통해 열교환된 환수온도를 측정할 수 있으며, 직수측 유량계(21)를 통해 사용자가 수전을 이용하여 온수사용 개시를 종료한 경우에는 난방환수배관을 통과한 환수온도로 환수온도 측정장치를 전환하여 사용될 수 있다.
환수온도 측정장치에서 측정된 온도는 온수측 비례밸브와의 거리로 인해 온수측 비례밸브와 온도차이가 발생한다. 이러한 이유로, 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량(H) 측정시 오차가 발생하므로, 사용자가 설정한 온수의 온도가 낮거나 직수의 양이 변하면 고온수 또는 저온수가 순간적으로 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간을 고려함으로써 사용자가 설정한 온수의 온도가 낮거나 직수의 양이 변하면 고온수 또는 저온수가 순간적으로 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예는 온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간을 고려하여 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량(H)을 연산함으로써, 측정된 온수의 유량의 오차가 최소화될 수 있다.
온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간은 온수측 비례밸브와 환수온도 측정장치를 연결하는 배관의 부피를 온수측 비례밸브를 통과하는 물의 유량으로 나누어 구해질 수 있다. 온수측 비례밸브와 환수온도 측정장치를 연결하는 배관의 부피는 상수로 설정된다.
S400 이후, 제어부(200)가 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간을 0으로 초기화한다. 이와 같은 이유는, 온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간을 고려하여 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량(H) 연산을 완료하였으므로, 초기화로 하여 시간을 다시 측정할 수 있도록 하기 위함이다.
전술한 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100 : 유량판단부 200 : 제어부
300 : 온도측정부 400 : 유량연산부
500 : 유량조절부 1000 : 유량 연산시스템

Claims (4)

  1. 유량판단부가 직수배관에 흐르는 직수의 유량을 검출하는 제1 단계; 제어부가 온수측 비례밸브를 통과하는 물이 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간이 경과되었는지를 판단하는 제2 단계; 및 상기 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간이 경과되었을 때, 유량연산부가 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량을 연산하는 제3 단계;를 포함하여 이루어지며,
    상기 제3 단계에서 온수측 비례밸브로 제어되는 온수의 유량은 열 교환기의 공급측 열량과 부하측 열량이 동일하다는 관계로부터 연산하되, 공급측 열량은 공급수 온도에서 상기 환수온도 측정장치의 온도를 차감한 값에 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량을 곱한 것이고, 부하측 열량은 사용자 설정온도에서 직수 공급온도를 차감한 값에 직수측 밸브를 통과하는 직수의 유량을 곱한 것을 특징으로 하는 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 단계에서 상기 도달시간은 상기 유량판단부가 상기 온수측 비례밸브에서 측정된 온수의 유량이 설정유량 이상일 때 판단하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제3 단계 이후에 상기 제어부가 상기 환수온도 측정장치까지 도달하는 시간을 0으로 초기화하는 것을 특징으로 하는 온수측 비례밸브를 통과하는 온수의 유량 연산방법.
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