KR200387031Y1 - Trouble diagnostic system of solar thermal system - Google Patents
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Abstract
본 고안은 태양열 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펌프, 태양열 집열기, 배관, 각종 밸브류 등의 고장으로 인한 열매체 누수, 집열기의 과열 등으로 인한 태양열 시스템의 고장을 감지 경고하여 관리자가 신속하게 대응할 수 있도록 하는 태양열 시스템의 고장 진단 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a solar system. More specifically, the administrator can quickly respond by detecting and warning a failure of the solar system due to thermal leakage, overheating of the collector, and the like due to a failure of a pump, a solar collector, a pipe, and various valves. The present invention relates to a fault diagnosis system of a solar system.
본 고안에 따른 태양열 시스템의 고장 진단 시스템은 태양열을 집열하는 집열기를 포함하는 집열부와, 집열된 태양열 에너지를 축열조로 전달하기 위한 집열 열교환기와, 집열 열교환기를 통해 전달되는 열을 저장하는 축열조를 포함하는 축열부와, 집열 열교환기를 순환하는 집열부 및 축열부의 각 배관에 구비되어 열매체 및 온수를 강제 순환시키는 순환 펌프와, 상기 순환 펌프의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 태양열 시스템에 있어서, 상기 집열부의 배관에 구비되어 배관 내부를 통과하는 열매체의 유량을 측정하는 유량계와, 상기 축열부의 배관에 구비되어 배관 내부를 통과하는 온수의 유동압에 따른 전기 신호를 출력하는 축열 유동감지센서와, 상기 유량계를 통해 측정된 측정값을 표시부로 출력하며 상기 각 순환 펌프의 작동 시 상기 축열 유동감지센서로부터 입력되는 전기 신호와 상기 유량계를 통해 측정된 열매체의 유량 측정값 및 기 설정된 열매체 설정 값을 이용하여 태양열 시스템의 작동 상태를 분석하고 그 결과 태양열 시스템이 정상 상태가 아닌 경우 해당 분석 결과에 대응되는 램프를 점등시키는 고장 진단 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.The fault diagnosis system of the solar system according to the present invention includes a heat collecting unit including a heat collecting unit for collecting solar heat, a heat collecting heat transfer unit for transferring collected solar energy to a heat storage tank, and a heat storage tank storing heat transferred through the heat collecting heat exchanger. A solar heat system comprising: a heat storage unit including; a heat collecting unit for circulating a heat collecting heat exchanger; and a circulation pump provided in each pipe of the heat storage unit forcibly circulating a heat medium and hot water; and a controller for controlling driving of the circulation pump. A flow meter for measuring the flow rate of the heat medium passing through the inside of the heat collecting unit and a heat storage flow sensor for outputting an electrical signal according to the flow pressure of the hot water provided in the heat storage unit and passing through the pipe; Outputs the measured value measured by the flow meter to the display unit and the phase of operation of each circulation pump The operating state of the solar system is analyzed using the electrical signal input from the regenerative flow sensor, the flow rate measurement value of the heat medium and the preset heat medium setting value measured by the flow meter, and as a result, the corresponding analysis when the solar system is not in a normal state. And a failure diagnosis controller for turning on a lamp corresponding to the result.
Description
본 고안은 태양열 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 펌프, 태양열 집열기, 배관, 각종 밸브류 등의 고장으로 인한 열매체 누수, 집열기의 과열 등으로 인한 태양열 시스템의 고장을 감지 경고하여 관리자가 신속하게 대응할 수 있도록 하는 태양열 시스템의 고장 진단 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a solar system. More specifically, the administrator can quickly respond by detecting and warning a failure of the solar system due to thermal leakage, overheating of the collector, and the like due to a failure of a pump, a solar collector, a pipe, and various valves. The present invention relates to a fault diagnosis system of a solar system.
일반적으로 널리 사용되고 있는 태양열 시스템은 태양 복사열을 흡수하여 온수를 생산하고 그 온수를 사용하여 건물의 난방이나 급탕을 공급하는 시스템이다. 이러한 태양열 시스템은 주간에는 태양열을 집열하여 축열조에 온수 형태로 저장하였다가 필요 시 이용한다.In general, a widely used solar system is a system that absorbs solar radiation to produce hot water and uses the hot water to supply heating or hot water for buildings. This solar system collects solar heat during the day and stores it in the form of hot water in a heat storage tank.
즉 도 3에 도시된 바와 같이 종래의 태양열 시스템은 크게 태양열을 집열하는 집열기(11)를 포함하는 집열부(1)와, 집열된 태양열 에너지를 축열조(31)로 전달하기 위한 집열 열교환기(2)와, 집열 열교환기(2)를 통해 전달되는 열을 저장하는 축열조(31)를 포함하는 축열부(3) 및 장치 전반의 구동을 제어하는 컨트롤러(6)로 구성되어 있다.That is, as shown in FIG. 3, the conventional solar system includes a heat collecting unit 1 including a heat collector 11 that collects solar heat and a heat collecting heat exchanger for transferring the collected solar energy to the heat storage tank 31. 2), a heat storage unit 3 including a heat storage tank 31 for storing heat transferred through the heat collection heat exchanger 2, and a controller 6 for controlling the driving of the apparatus as a whole.
그리고 집열 열교환기(2)를 순환하는 집열부 및 축열부의 각 배관(12,32)에는 열매체 및 온수를 순환시키는 순환 펌프(4,5)가 구비되어 있다. Each of the pipes 12 and 32 for circulating the heat collecting heat exchanger 2 and the heat storage unit is provided with circulation pumps 4 and 5 for circulating heat medium and hot water.
이와 같은 구성에 의해 종래의 태양열 시스템은 컨트롤러(6)에 의해 각 배관(12,32)에 장착되어 있는 열매체 순환 펌프(4) 및 온수 순환 펌프(5)가 구동하는 것으로, 집열기(11)에 의해 가열된 열매체는 집열부를 순환하고, 축열조의 온수는 축열부를 순환하게 된다.In such a configuration, the conventional solar thermal system is driven by the heat generator circulating pump 4 and the hot water circulation pump 5 mounted on the respective pipes 12, 32 by the controller 6. The heated heat medium circulates through the heat collecting portion, and the hot water of the heat storage tank circulates through the heat storing portion.
그리고 집열 열교환기(2)를 순환하는 과정에서 열매체와 온수 사이에 열 교환이 발생되어 온수가 가열되고 가열된 온수는 축열조(31)로 공급되어 저장된다.In the process of circulating the heat collecting heat exchanger (2), heat exchange occurs between the heat medium and the hot water, so that the hot water is heated and the heated hot water is supplied to and stored in the heat storage tank 31.
그러나 상기와 같이 구성된 종래의 태양열 시스템에 있어서, 시스템의 고장이나 과열 원인들은 발생단계에서 찾아내기가 쉽지 않을 뿐만 아니라, 심한 경우 반복되는 과열로 인해 집열기가 파열되는 경우도 발생하게 된다. However, in the conventional solar system configured as described above, the failure or overheating causes of the system are not easy to find at the generation stage, and in the severe case, the collector may rupture due to repeated overheating.
예를 들어 하절기 집열기 내부의 열매체 온도는 축열조 온도와 집열면 일사량에 따라서 다르기는 하나 높을 경우 비등온도에 도달되는 경우가 있다. 그러므로 시스템이 장기간 작동되면서 열매체가 조금씩 지속적으로 증발하여 감소하게 된다. 이러한 열매체의 감소는 열매체의 순환을 어렵게 해서 집열기의 과열로 이어져 집열 효율을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 장기간 방치하는 경우 집열기가 파열되는 문제점이 있다.For example, the temperature of the heat medium inside the summer collector varies depending on the temperature of the heat storage tank and the solar radiation surface, but the boiling temperature may be reached when the temperature is high. Therefore, as the system is operated for a long time, the heat medium gradually evaporates and decreases little by little. The reduction of the heat medium makes the circulation of the heat medium difficult, leading to overheating of the heat collector, thereby lowering the heat collecting efficiency, and also causing the heat collector to rupture when left for a long time.
또한 순환 펌프의 이상으로 집열기 내부의 열매체가 장시간 정체하게 되면, 가열된 열매체의 순환이 정상적으로 이루어지지 않게 되므로, 열매체가 비등이 일어나 집열부의 압력이 높아져 압력 안전 밸브가 작동하여 수증기의 형태로 외부로 배출되고, 더 장기간 방치하게 되면 집열기가 파열될 수도 있는 문제점을 가지고 있다.In addition, if the heat medium inside the collector is stagnated for a long time due to an abnormality of the circulation pump, the circulation of the heated heat medium will not be normally performed. Therefore, the heat medium will boil and the pressure of the heat collecting part will be increased, and the pressure safety valve will be operated. When discharged to, and left for a long time has a problem that the collector may rupture.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 비등, 누수 등으로 인해 태양열 시스템 내의 열매체가 부족하거나 펌프의 고장 등으로 시스템이 정상적으로 작동되지 않을 때 그 원인을 감지 경고하여 관리자가 신속하게 대응할 수 있도록 하여 태양열 시스템을 효율적으로 운영하고 사소한 고장으로부터 더 큰 문제가 야기되는 것을 사전에 예방하기 위한 태양열 시스템의 고장 진단 시스템을 제공하는데 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and when the system is not operated normally due to lack of heat medium in the solar system due to boiling, leakage, etc. The purpose of the present invention is to provide a system for diagnosing failures of solar systems to efficiently operate solar systems and to prevent the occurrence of larger problems from minor failures.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 태양열 시스템의 고장 진단 시스템은 태양열을 집열하는 집열기를 포함하는 집열부와, 집열된 태양열 에너지를 축열조로 전달하기 위한 집열 열교환기와, 집열 열교환기를 통해 전달되는 열을 저장하는 축열조를 포함하는 축열부와, 집열 열교환기를 순환하는 집열부 및 축열부의 각 배관에 구비되어 열매체 및 온수를 강제 순환시키는 순환 펌프와, 상기 순환 펌프의 구동을 제어하는 컨트롤러를 포함하는 태양열 시스템에 있어서, 상기 집열부의 배관에 구비되어 배관 내부를 통과하는 열매체의 유량을 측정하는 유량계와, 상기 축열부의 배관에 구비되어 배관 내부를 통과하는 온수의 유동압에 따른 전기 신호를 출력하는 축열 유동감지센서와, 상기 유량계를 통해 측정된 측정값을 표시부로 출력하며 상기 각 순환 펌프의 작동 시 상기 축열 유동감지센서로부터 입력되는 전기 신호와 상기 유량계를 통해 측정된 열매체의 유량 측정값 및 기 설정된 열매체 설정 값을 이용하여 태양열 시스템의 작동 상태를 분석하고 그 결과 태양열 시스템이 정상 상태가 아닌 경우 해당 분석 결과에 대응되는 램프를 점등시키는 고장 진단 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다.The system for diagnosing failure of a solar system according to the present invention for achieving the above object includes a heat collecting unit including a heat collecting unit for collecting solar heat, a heat collecting heat transfer unit for transferring collected solar energy to a heat storage tank, and a heat collecting heat exchanger. A heat storage unit including a heat storage tank for storing the transferred heat, a heat collection unit for circulating the heat collection heat exchanger, and a circulation pump for forcibly circulating heat medium and hot water, and a controller for controlling the operation of the circulation pump. A solar system comprising: a flow meter provided in a pipe of the heat collecting part to measure a flow rate of a heat medium passing through an inside of a pipe, and an electrical signal according to the flow pressure of hot water provided in the pipe of the heat storage part and passing through a pipe The regenerative flow sensor and the measured value measured through the flow meter are output to the display unit. The operation of the solar system is analyzed using the electrical signal input from the heat storage flow sensor and the flow rate measurement value of the heat medium and the preset heat medium setting value measured by the flow meter during operation of each circulation pump. If the system is not in a normal state, characterized in that it comprises a fault diagnosis controller for lighting a lamp corresponding to the analysis result.
본 고안은 첨부된 도면을 참조하여 후술하는 바람직한 실시예를 통하여 더욱 명백해질 것이다. 이하에서는 이러한 실시예를 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.The present invention will become more apparent through the following preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. Hereinafter will be described in detail to enable those skilled in the art to easily understand and reproduce through these embodiments.
도 1은 본 고안에 따른 고장 진단 시스템이 적용된 태양열 시스템의 계통도이고, 도 2는 도 1에 도시된 고장 진단 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도이다.1 is a system diagram of a solar system to which a failure diagnosis system according to the present invention is applied, and FIG. 2 is a block diagram schematically showing the configuration of the failure diagnosis system shown in FIG. 1.
도 1에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 태양열 시스템의 고장 진단 시스템(이하, 편의상 "고장 진단 시스템"이라 한다)은 태양열을 집열하는 집열기(11)를 포함하는 집열부(1)와, 집열된 태양열 에너지를 축열조(31)로 전달하기 위한 집열 열교환기(2)와, 집열 열교환기(2)를 통해 전달되는 열을 저장하는 축열조(31)를 포함하는 축열부(3)와, 집열 열교환기(2)를 순환하는 집열부 및 축열부의 각 배관(12,32)에 구비되어 열매체 및 온수를 강제 순환시키는 순환 펌프(4,5)와, 순환 펌프(4,5)의 구동을 제어하는 컨트롤러(6)를 포함하는 태양열 시스템에 구비되어 태양열 시스템의 과열 원인을 진단한다.As shown in FIG. 1, a failure diagnosis system of the solar system according to the present invention (hereinafter, referred to as a “failure diagnosis system” for convenience) includes a collector 1 including a collector 11 for collecting solar heat, and a collector. A heat accumulating unit 3 including a heat collecting heat exchanger 2 for transferring the collected solar energy to the heat storage tank 31, a heat storage tank 31 storing heat transferred through the heat collecting heat exchanger 2, and a heat collecting heat exchanger It is provided in each piping 12 and 32 of the heat collecting part and the heat accumulating part which circulates the machine 2, and controls the drive of the circulation pump 4 and 5 which forcibly circulates a heat medium and hot water, and the drive of the circulation pump 4 and 5; The solar system including the controller 6 is provided to diagnose the cause of overheating of the solar system.
먼저 본 고안에 따른 고장 진단 시스템을 설명하기에 앞서 태양열 시스템의 작동 상태를 설명하기로 한다.First, prior to explaining the failure diagnosis system according to the present invention will be described the operating state of the solar system.
본 고안의 실시예에 따른 고장 진단 시스템은 유량계(100)를 통해 측정된 열매체의 유량을 이용하여 태양열 시스템의 작동 상태의 이상 유무를 분석한다.The failure diagnosis system according to the embodiment of the present invention analyzes the presence or absence of an operating state of the solar system using the flow rate of the heat medium measured through the flow meter 100.
즉 본 고안에 따른 고장 진단 시스템은 태양열을 집열하는 집열기(11)를 포함하는 집열부(1)와, 집열된 태양열 에너지를 축열조(31)로 전달하기 위한 집열 열교환기(2)와, 집열 열교환기(2)를 통해 전달되는 열을 저장하는 축열조(31)를 포함하는 축열부(3)와, 집열 열교환기(2)를 순환하는 집열부 및 축열부의 각 배관(12,32)에 구비되어 열매체 및 온수를 강제 순환시키는 순환 펌프(4,5)와, 순환 펌프(4,5)의 구동을 제어하는 컨트롤러(6)를 포함하는 태양열 시스템에 구비되어 태양열 시스템의 과열 원인을 진단한다.That is, the failure diagnosis system according to the present invention includes a heat collecting part 1 including a heat collector 11 for collecting solar heat, a heat collecting heat exchanger 2 for transferring the collected solar energy to the heat storage tank 31, and a heat collecting device. A heat storage unit 3 including a heat storage tank 31 for storing heat transferred through the heat exchanger 2, and a heat collecting unit circulating the heat collecting heat exchanger 2 and respective pipes 12 and 32 of the heat storage unit. And a solar system including a circulation pump (4, 5) for forced circulation of the heat medium and hot water, and a controller (6) for controlling the driving of the circulation pump (4, 5) to diagnose the cause of overheating of the solar system.
이와 같은 구성에 따라 본 고안에 따른 고장 진단 시스템이 적용된 태양열 시스템은 주지된 바와 같이 집열 열교환기(2)를 순환하는 과정에서 집열기에 의해 가열된 열매체와 축열조에서 공급되는 온수 사이에 열 교환이 발생하여 온수가 가열되고 가열된 온수는 축열조(31)로 공급되어 저장된다. According to this configuration, the solar system to which the failure diagnosis system according to the present invention is applied generates heat exchange between the heat medium heated by the collector and the hot water supplied from the heat storage tank in the process of circulating the collector heat exchanger 2 as is well known. The hot water is heated and the heated hot water is supplied to and stored in the heat storage tank 31.
이 때 배관(12,32) 내의 열매체 또는 온수는 순환 펌프(4,5)에 의해 비주기적으로 강제 순환되며, 각 순환 펌프(4,5)는 컨트롤러(6)에 의해 제어된다. At this time, the heat medium or hot water in the pipes 12 and 32 is forcedly circulated aperiodically by the circulation pumps 4 and 5, and each circulation pump 4 and 5 is controlled by the controller 6.
즉 컨트롤러(6)는 집열기(11) 출구 부위에 장착되어 있는 온도 센서(13)와 축열조(31) 하단부에 구비되어 있는 온도 센서(33)로부터 입력되는 두 온도 간의 차이가 컨트롤러에 설정된 펌프 구동 설정 온도(△Ton)를 초과하게 되면 각 순환 펌프(4,5)를 작동시킨다. 그러나 펌프가 작동 중에 두 센서의 온도차가 컨트롤러에 설정된 펌프 구동정지 설정 온도(△Toff) 이하로 저하되면 순환 펌프(4,5)의 구동은 정지된다.That is, the controller 6 sets the pump driving setting in which the difference between the two temperatures input from the temperature sensor 13 mounted at the outlet 11 of the collector 11 and the temperature sensor 33 provided at the lower end of the heat storage tank 31 is set in the controller. When the temperature ΔT on is exceeded, the respective circulation pumps 4 and 5 are operated. However, when the temperature difference between the two sensors falls below the pump driving stop set temperature (ΔT off ) set in the controller while the pump is operating, the driving of the circulation pumps 4 and 5 is stopped.
이에 따라 배관 내부에 들어 있는 열매체 또는 온수가 펌프 구동에 의해 강제 순환됨으로써, 집열기에 의해 집열된 열이 집열 열교환기를 통해 축열조에 저장되는 것이다.Accordingly, the heat medium or hot water contained in the pipe is forcedly circulated by the pump driving, so that the heat collected by the heat collector is stored in the heat storage tank through the heat collection heat exchanger.
한편 본 고안에 따른 고장 진단 시스템은 유량계를 사용한 것으로, 각 배관에 장착되어 있는 순환 펌프의 구동 시 배관 내부를 유동하는 열매체의 유량 및 온수의 유동압에 따른 전기 신호를 이용하여 태양열 시스템의 작동 상태 이상 유무를 진단한다. On the other hand, the fault diagnosis system according to the present invention uses a flow meter, the operation state of the solar system using the electric signal according to the flow rate of the heat medium and the flow pressure of the hot water flowing in the pipe when driving the circulation pump installed in each pipe Diagnose the abnormality.
도면에 도시된 바와 같이 이 실시예에 따른 고장 진단 시스템을 구성하는 유량계(100)는 집열부의 배관(12)에 구비되어 있고, 축열 유동감지센서(200)는 축열부의 배관(32)에 구비되어 있다. 그리고 집열부 배관(12)에 구비되어 있는 유량계(100) 및 축열부 배관(32)에 구비되어 있는 축열 유동감지센서(200)는 고장 진단 컨트롤러(300)에 연결되어 있다. 그리고 고장 진단 컨트롤러(300)는 태양열 시스템의 구동 전반을 제어하는 컨트롤러(6)와 연결되어 있으며, 전면에 유량계를 통해 측정된 열매체의 유량 측정값을 표시하는 표시부(340) 및 발광부(320)가 구비되어 있다. As shown in the figure, the flowmeter 100 constituting the failure diagnosis system according to this embodiment is provided in the pipe 12 of the heat collecting portion, and the heat storage flow detection sensor 200 is provided in the pipe 32 of the heat storage portion. It is. In addition, the flowmeter 100 provided in the heat collecting unit pipe 12 and the heat storage flow detection sensor 200 provided in the heat storage unit pipe 32 are connected to the failure diagnosis controller 300. In addition, the failure diagnosis controller 300 is connected to the controller 6 for controlling the overall driving of the solar system, the display unit 340 and the light emitting unit 320 for displaying the flow measurement value of the heat medium measured through the flow meter on the front Is provided.
따라서 상기와 같은 구성에 따라 본 고안에 따른 고장 진단 시스템을 구성하는 고장 진단 컨트롤러(300) 역시 태양열 시스템을 구성하는 컨트롤러(6)로부터 펌프 구동 신호가 입력되면 작동된다. Therefore, the failure diagnosis controller 300 constituting the failure diagnosis system according to the present invention according to the above configuration is also activated when the pump drive signal is input from the controller 6 constituting the solar system.
즉 본 고안에 따른 고장 진단 시스템은 순환 펌프(4,5)가 구동되는 경우 작동되는 것으로, 유량계(100)를 통해 측정된 집열부 배관(12) 내의 유량 측정값과 축열 유동감지센서(200)로부터 입력되는 전기신호에 따라 태양열 시스템의 작동 상태 이상 유무를 분석한다. 이 때 유량계(100)를 통해 측정되는 유량 측정값은 표시부(340)를 통해 외부로 출력한다.That is, the failure diagnosis system according to the present invention is operated when the circulation pumps 4 and 5 are driven, and the flow rate measurement value and the heat storage flow detection sensor 200 in the heat collecting part pipe 12 measured through the flow meter 100. Analyze the operating status of the solar system according to the electrical signal input from the system. At this time, the flow rate measurement value measured through the flow meter 100 is output to the outside through the display unit 340.
이하에서는 도 1 및 도 2를 참조하여 본 고안에 따른 고장 진단 시스템의 구성 및 작동 상태를 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to Figures 1 and 2 will be described in more detail the configuration and operation of the failure diagnosis system according to the present invention.
먼저 본 고안에 따른 고장 진단 시스템은 크게 유량계(100)와, 축열 유동감지센서(200)와, 고장 진단 컨트롤러(300)로 구성된다.First, the failure diagnosis system according to the present invention is largely composed of a flow meter 100, a heat storage flow sensor 200, and a failure diagnosis controller 300.
유량계(100)는 집열부 배관에 구비되어 배관을 흐르는 열매체의 유량을 측정하는 플로우미터(Flow meter)로 측정된 유량 값을 아날로그 신호로 출력한다.The flowmeter 100 is provided in the collector pipe and outputs a flow rate value measured by a flow meter (Flow meter) for measuring the flow rate of the heat medium flowing through the pipe as an analog signal.
그리고 축열 유동감지센서(200)는 축열부의 배관(32)에 구비되어 축열부 배관 내부에 흐르는 온수의 유동압에 따른 전기 신호를 출력한다. 즉 축열 유동감지센서(200)는 배관(32) 내부를 흐르는 온수의 유동 압력이 설정된 범위 내인 경우 ON 신호를 출력하고, 설정 범위를 벗어나는 경우 OFF 신호를 출력하는 플로우 스위치(Flow Switch)이다. The heat storage flow detection sensor 200 is provided in the heat storage unit pipe 32 and outputs an electric signal according to the flow pressure of the hot water flowing in the heat storage unit pipe. That is, the heat storage flow sensor 200 is a flow switch that outputs an ON signal when the flow pressure of the hot water flowing in the pipe 32 is within a set range, and outputs an OFF signal when it is outside the set range.
이러한 유량계(100) 및 축열 유동감지센서(200)인 플로우 스위치는 본 건 출원일 이전에 이미 공지된 기술들이므로, 이들 구성 및 작동 원리에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Since the flow switch 100 and the flow switch of the heat storage flow sensor 200 are known technologies before the filing date of the present application, detailed descriptions of these configurations and operating principles will be omitted.
한편 태양열 시스템의 작동 상태를 분석하는 고장 진단 컨트롤러(300)는 태양열 시스템의 작동 상태 이상 유무를 분석하고 이에 따른 경고 신호를 표시하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 메모리부(310), 아날로그/디지털 변환부(320)와 제어부(330) 및 표시부(340)와 발광부(350)를 포함한다.Meanwhile, the failure diagnosis controller 300 analyzing the operation state of the solar system analyzes the operation state of the solar system and displays a warning signal accordingly. As shown in FIG. 2, the memory unit 310 and the analog / And a digital converter 320, a controller 330, a display unit 340, and a light emitting unit 350.
메모리부(310)는 집열부 배관(12)을 통과하는 열매체 유량에 대한 각종 설정 값이 저장되어 있다. 여기서 설정 값은 태양열 시스템의 정상 작동 시 집열부 배관을 통과하는 열매체 유량에 대한 기준 설정 값을 포함한다. 또한 설정 값은 태양열 시스템의 이상 작동 시 열매체를 보충하기 위한 경고 설정 값을 포함한다. 또한 설정 값은 태양열 시스템의 정상 작동 시 기준 설정 값에 대한 허용 범위 설정 값과 순환 펌프의 상태를 확인하기 위한 최소 설정 값을 포함한다.The memory unit 310 stores various setting values for the heat medium flow rate passing through the heat collecting unit pipe 12. The set point here includes a reference set point for the heat medium flow rate through the collector pipe during normal operation of the solar system. The setpoint also includes a warning setpoint to replenish the thermal medium during abnormal operation of the solar system. The setpoint also includes an allowable setpoint for the reference setpoint during normal operation of the solar system and a minimum setpoint for checking the condition of the circulation pump.
그리고 아날로그/디지털 변환부(320)는 유량계(100)로부터 입력되는 아날로그 신호를 고정 진단 컨트롤러(300)에서 사용 가능한 디지털 신호로 변환한다.The analog / digital converter 320 converts the analog signal input from the flowmeter 100 into a digital signal that can be used by the fixed diagnostic controller 300.
그리고 표시부(340)는 아날로그/디지털 변환부(320)를 통해 변환된 유량 측정값을 외부로 표시하는 것으로, 본 고안의 일 실시예에 있어서 표시부(340)는 7-세그먼트일 수도 있다. 또한 다른 실시예에 있어서 표시부(340)는 액정 화면인 LCD로 구성될 수도 있다.In addition, the display unit 340 displays the flow rate measurement value converted through the analog / digital converter 320 to the outside. In one embodiment of the present invention, the display unit 340 may be a 7-segment. In another embodiment, the display unit 340 may be configured as an LCD that is a liquid crystal screen.
한편 제어부(330)는 아날로그/디지털 변환부(320)로부터 입력된 측정값을 표시부로 출력하도록 제어하는 표시 구동부(331)와, 유량 산출부(332)와, 작동 상태 분석부(333)와, 램프 구동부(334)를 포함한다.On the other hand, the control unit 330 is a display driver 331 for controlling to output the measured value input from the analog / digital conversion unit 320 to the display unit, the flow rate calculation unit 332, the operating state analysis unit 333, And a lamp driver 334.
여기서 유량 산출부(332)는 아날로그/디지털 변환부(320)를 통해 입력되는 유량 측정값과 메모리부(310)에 저장되어 있는 정상 작동 시 유량에 대한 기준 설정 값과의 차분을 산출한다.Here, the flow rate calculator 332 calculates a difference between the flow rate measurement value input through the analog / digital converter 320 and the reference set value for the flow rate during normal operation stored in the memory 310.
한편 본 고안의 일 실시예에 있어서 태양열 시스템의 과열 원인을 분석하는 작동 상태 분석부(333)는 유량 산출부(332)로부터 입력되는 산출 결과, 유량 측정값이 메모리부(310)에 저장된 최소 설정 값 미만인 경우, 예를 들면 정상 유량 설정 값에 대한 10% 미만인 경우에는 순환 펌프 확인 상태로 분석한다. 또한 작동 상태 분석부(333)는 축열 유동감지센서(200)로부터 입력되는 전기 신호가 오프 상태를 유지하는 경우 순환 펌프 확인 상태로 분석한다.Meanwhile, in one embodiment of the present invention, the operating state analyzing unit 333 analyzing the cause of overheating of the solar system includes a minimum setting in which the flow rate measurement value is stored in the memory unit 310 as a result of the calculation input from the flow rate calculating unit 332. If it is less than the value, for example, less than 10% of the normal flow rate setting value, it is analyzed by the circulation pump check state. In addition, the operation state analysis unit 333 analyzes the circulation pump check state when the electrical signal input from the heat storage flow detection sensor 200 maintains the off state.
즉 작동 상태 분석부(333)는 유량계(100)를 통해 측정된 배관 내부의 현재 유량 측정값이 메모리부(310)에 저장된 최소 설정 값 미만인 경우이거나 축열 유동감지센서(200)로부터 유동압에 대한 전기 신호가 OFF 신호인 경우, 다시 말해 순환펌프(4,5)가 작동 조건임에도 불구하고 열매체의 유동이 거의 없거나 열매체 및 온수의 흐름이 원활하지 않는 것으로 인식하여 순환 펌프에 고장이 발생된 것으로 분석한다.That is, the operation state analysis unit 333 is a case in which the current flow rate measurement value inside the pipe measured through the flow meter 100 is less than the minimum set value stored in the memory unit 310 or from the heat storage flow detection sensor 200 for the flow pressure. When the electric signal is OFF signal, that is, even though the circulation pumps (4, 5) are operating conditions, it is recognized that there is little flow of the heat medium or that the heat medium and hot water flow is not smooth, and that the circulation pump has failed. do.
이 경우 램프 구동부(334)는 작동 상태 분석부(333)로부터 입력되는 분석 결과에 따라 고장 원인을 지시하는 램프인 순환 펌프 경고램프(351)를 점등시킨다.In this case, the lamp driver 334 turns on the circulation pump warning lamp 351 which is a lamp indicating the cause of the failure according to the analysis result input from the operation state analyzer 333.
또한 다른 실시예에 있어서 작동 상태 분석부(333)는 유량 산출부(332)로부터 입력되는 산출 결과, 유량 측정값이 메모리부(310)에 저장된 경고 설정 값 이하인 경우, 예를 들면 유량계를 통해 측정된 유량 측정값이 정상 유량 설정 값의 90% 이하로 떨어지면, 열매체 보충 상태로 분석한다.In addition, in another embodiment, the operation state analyzer 333 measures the flow rate when the flow rate measured value is less than or equal to the warning set value stored in the memory 310, for example, by using a flow meter. When the measured flow rate drops below 90% of the normal flow rate value, it is analyzed in the heat medium supplement state.
다시 말해 태양열 집열기의 과열이나 누수로 인하여 열매체의 일부가 손실되면, 집열부 배관을 흐르는 열매체의 유량이 떨어지게 되므로 유량계를 통해 측정되는 열매체의 유량 측정값이 정상 상태의 기준 설정 값에 비하여 일정 이하로 떨어지게 되는 것이다. In other words, if a part of the heat medium is lost due to overheating or leakage of the solar collector, the flow rate of the heat medium flowing through the heat collecting pipe is reduced, so that the flow rate measurement value of the heat medium measured through the flow meter is lower than the standard set value in the normal state. Will fall.
이에 따라 작동 상태 분석부(333)는 유량 산출부(332)로부터 입력되는 산출 결과 유량계를 통해 측정된 유량 측정값이 경고 설정 값보다 작은 경우, 열매체 보충 상태로 인식하게 된다.Accordingly, when the flow rate measurement value measured by the calculation result flow meter input from the flow rate calculation unit 332 is smaller than the warning set value, the operating state analyzer 333 recognizes the heat medium supplement state.
이 경우 램프 구동부(334)는 작동 상태 분석부(333)로부터 입력되는 분석 결과에 따라 고장 원인을 지시하는 램프인 열매체보충 경고램프(352)를 점등시킨다.In this case, the lamp driver 334 turns on the heat medium supplement warning lamp 352, which is a lamp indicating a cause of a failure according to an analysis result input from the operation state analyzer 333.
또한 다른 실시예에 있어서 작동 상태 분석부(333)는 유량 산출부(332)로부터 입력되는 산출 결과, 유량 측정값이 메모리부(310)에 저장된 허용 범위 설정 값 내에 있는 경우, 예를 들면 정상 작동 시 유량에 대한 기준 설정 값의 ±3% 범위 내의 유량 상태를 가지는 경우에는 공기 배기 상태로 분석한다. In addition, in another embodiment, the operation state analyzer 333 may calculate, for example, normal operation when the flow rate measurement value is within the allowable range setting value stored in the memory unit 310 as a result of the calculation input from the flow rate calculator 332. If there is a flow rate in the range of ± 3% of the reference value for the hourly flow rate, it is analyzed as air exhaust.
이 실시예에 있어서 집열부 배관을 흐르는 열매체는 집열기를 통과하는 과정에서 가열되는데, 이 때 집열기를 통해 집열된 열에 의해 열매체 내부에 기포가 발생될 수 있다. 이와 같이 배관 내부를 유동하는 열매체에 기포가 포함되는 경우, 실제 유량에 비하여 상대적으로 작은 유량이 흐르기 때문에 열 교환 성능이 떨어지게 되며 집열 효율 역시 감소하게 된다.In this embodiment, the heat medium flowing through the heat collecting part pipe is heated in the course of passing through the heat collector, and bubbles may be generated inside the heat medium by heat collected through the heat collector. As such, when bubbles are included in the heat medium flowing inside the pipe, the heat exchange performance is reduced and the heat collection efficiency is also reduced because the flow rate is relatively small compared to the actual flow rate.
따라서 작동 상태 분석부(333)는 유량 산출부(332)로부터 입력되는 산출 결과 유량계를 통해 측정된 현재 유량 측정값이 메모리부에 저장된 허용 범위 설정 값 내에 있는 경우에는 공기 배기 상태로 분석한다. Therefore, the operating state analyzer 333 analyzes the state of the air exhaust when the current flow rate measured by the calculation result flow meter input from the flow rate calculator 332 is within the allowable range setting value stored in the memory unit.
이 경우 램프 구동부(334)는 작동 상태 분석부(333)로부터 입력되는 분석 결과에 따라 고장 원인을 지시하는 램프인 기포과다 경고램프(353)를 점등시킨다.In this case, the lamp driver 334 turns on the over-bubble warning lamp 353, which is a lamp indicating a cause of failure according to the analysis result input from the operation state analyzer 333.
한편 램프 구동부의 구동에 따라 점등되는 발광부(3300)는 다수의 램프를 포함한다. 본 고안의 실시예에 있어서 발광부는 순환 펌프의 고장 여부를 표시하는 순환 펌프 경고램프(351)와, 열매체의 보충 여부를 나타내는 열매체보충 경고램프(352)와, 집열부 배관 내에 존재하는 공기의 배기 여부를 나타내는 기포과다 경고램프(353)를 포함한다. Meanwhile, the light emitting unit 3300 which is turned on by driving the lamp driving unit includes a plurality of lamps. In an embodiment of the present invention, the light emitting unit includes a circulation pump warning lamp 351 indicating whether the circulation pump is broken, a heating medium supplement warning lamp 352 indicating whether the heat medium is replenished, and exhaust of air existing in the heat collecting pipe. An over bubble warning lamp (353) indicating whether or not.
이에 따라 순환 펌프 경고 램프(351) 및 열매체보충 경고램프(352)와 기포과다 경고램프(353)를 포함하는 발광부(350)는 램프 구동부(334)의 구동에 따라 각기 점등된다.Accordingly, the light emitting unit 350 including the circulation pump warning lamp 351, the heat medium supplement warning lamp 352, and the over-bubble warning lamp 353 is turned on according to the driving of the lamp driver 334.
따라서 상기와 같은 구성에 따라 본 고안에 따른 고장 진단 시스템은 고장 진단 컨트롤러를 통해 유량계를 통해 측정된 집열부 배관 내부의 현재 유량 측정값 및 축열 유동감지센서로부터 입력되는 전기 신호에 따라 각종 경고 램프가 점등됨으로써, 관리자가 집열기 과열이나 집열기를 포함한 태양열 시스템 상의 누수, 순환 펌프의 고장 등의 원인을 용이하게 인식할 수 있다.Therefore, according to the configuration as described above, the failure diagnosis system according to the present invention has a variety of warning lamps according to the current flow measurement value and the electrical signal input from the heat storage flow detection sensor inside the heat collecting unit pipe measured through the flow meter through the failure diagnosis controller. By turning on, the manager can easily recognize the cause of collector overheating, leakage on the solar system including the collector, failure of the circulation pump, and the like.
그러므로 태양열 시스템의 작동이 정상 상태가 아닌 경우 관리자가 점등되는 램프를 통해 과열 원인에 대하여 신속하게 대응할 수 있어 태양열 시스템의 효율적인 운전은 물론이거니와 더 큰 문제가 유발되는 것을 사전에 방지할 수 있다.Therefore, if the operation of the solar system is not normal, the manager can respond quickly to the cause of overheating by means of a lamp that can prevent the operation of the solar system as well as prevent further problems.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 태양열 시스템의 고장 진단 시스템은 유량계를 통해 측정된 집열부 배관 내부의 현재 유량 측정값 및 축열 유동감지센서로부터 입력되는 전기 신호에 따른 고장 진단 컨트롤러의 제어를 통해 각종 경고 램프가 점등됨으로써, 관리자가 태양열 시스템 과열 원인을 용이하게 인식할 수 있다.As described in detail above, the fault diagnosis system of the solar system according to the present invention controls the fault diagnosis controller according to the current flow rate measurement value and the electrical signal inputted from the heat storage flow sensor, which are measured through the flow meter. Various warning lamps are turned on, so that the administrator can easily recognize the cause of overheating of the solar system.
따라서 관리자가 점등되는 램프를 통해 과열 원인에 대하여 신속하게 대응할 수 있으므로 태양열 시스템의 효율적인 운전은 물론이거니와 더 큰 문제가 유발되는 것을 사전에 방지할 수 있어 태양열에 의한 에너지 절감효과도 극대화하고 태양열 시스템의 유지 보수비용을 절감할 수 있다.Therefore, the manager can respond quickly to the cause of overheating through the lamp that is turned on, so that not only the efficient operation of the solar system can be prevented, but also the prevention of larger problems can be prevented in advance, thus maximizing the energy saving effect of the solar system and Maintenance cost can be reduced.
본 고안은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 고안의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양하고 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 고안의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 실용신안등록청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.Although the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many different and obvious modifications are possible without departing from the scope of the present invention from this description. Therefore, the scope of the present invention should be interpreted by the utility model registration claims described to include many such variations.
도 1은 본 고안에 따른 고장 진단 시스템이 적용된 태양열 시스템의 계통도.1 is a system diagram of a solar system to which a failure diagnosis system according to the present invention is applied.
도 2는 도 1에 도시된 고장 진단 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 블록도.2 is a block diagram schematically showing the configuration of the failure diagnosis system shown in FIG.
도 3은 종래 태양열 시스템의 구성을 설명하기 위한 계통도.Figure 3 is a system diagram for explaining the configuration of a conventional solar system.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 : 유량계100: flow meter
200 : 축열 유동감지센서200: heat storage flow sensor
300 : 고장 진단 컨트롤러300: fault diagnosis controller
310 : 메모리부 320 : 아날로그/디지털 변환부 330 : 제어부310: memory unit 320: analog / digital converter 330: controller
340 : 표시부 350 : 발광부340: Display unit 350: Light emitting unit
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101092495B1 (en) | 2010-04-02 | 2011-12-13 | 노성모 | Waste heat recycle apparatus for solar thermal system |
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| CN108980964A (en) * | 2018-09-19 | 2018-12-11 | 江苏晶道新能源科技有限公司 | A kind of solar heating integrated system |
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