KR20070097625A - A controller for electric boiler - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 따른 전기 보일러의 구조를 도시한 도면이다.1 is a view showing the structure of an electric boiler according to the present invention.
도 2는 도 1에서 본 발명에 따른 자동제어와 관련된 구성 및 제어관계를 도시한 블록도이다.FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration and a control relationship related to automatic control according to the present invention in FIG. 1.
도 3은 도 2의 실외 제어기의 세부 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a detailed configuration of the outdoor controller of FIG. 2.
도 4는 실외 제어기의 회로 구성도이다.4 is a circuit diagram of an outdoor controller.
도 5는 본 발명에 따른 전기 보일러의 제어방법이 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a process of performing the control method of the electric boiler according to the present invention.
도 6은 종래 기술과 본 발명의 시간별 전력소모량을 비교 도시한 도면이다.Figure 6 is a view showing a comparison of the time-specific power consumption of the prior art and the present invention.
<주요도면부호에 관한 설명><Description of main drawing code>
1 : 축열조 10 : 난방수 보충라인1: heat storage tank 10: heating water refill line
20 : 밸브 30 : 급수라인20: valve 30: water supply line
40 : 온수코일 50 : 온수배출라인40: hot water coil 50: hot water discharge line
60 : 난방라인 70 : 순환 펌프60: heating line 70: circulation pump
80 : 보조 제어기 90 : 실외 제어기80: auxiliary controller 90: outdoor controller
91 : 타이머부 93 : 온도 설정부91: timer section 93: temperature setting section
95 : 순환펌프 구동부 97 : 히터 구동부95: circulation pump drive unit 97: heater drive unit
100 : 실내 제어기 110 : 난방부하100: indoor controller 110: heating load
본 발명은 전기 보일러용 컨트롤러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특히 심야전력 소모량이 균일하게 되어, 전압강하에 의한 초기 시 동시의 오작동의 위험이 감소되고, 심야전기를 적절하게 활용할 수 있도록 하는 컨트롤러에 관한 것이다.The present invention relates to a controller for an electric boiler, and more particularly, to a controller that enables the night power consumption to be uniform, thereby reducing the risk of simultaneous malfunction at the initial time due to a voltage drop, and allowing the use of a night electricity properly. It is about.
주지된 바와 같이 전기보일러는, 잉여 에너지원인 밤 시간대의 심야전기를 이용하여 축열탱크의 난방수를 가열한 후, 이를 낮 시간에 이용하도록 되어 있어서, 전기보일러의 부피가 커질 수 밖에 없다는 단점이 있다.As is well known, the electric boiler, after heating the heating water of the heat storage tank by using the night time electricity of the night time, which is a surplus energy source, and uses it during the day time, there is a disadvantage that the volume of the electric boiler is bound to increase. .
그러나, 전기보일러는 상기와 같은 단점에도 불구하고, 에너지원의 활용에 있어서 연소식 보일러에 비해 우수하고, 또한 청정 에너지원인 전기를 이용하므로 환경친화적이어서, 전세계적으로 이의 사용이 널리 장려되고 있는 실정이다.However, despite the above disadvantages, electric boilers are superior to combustion boilers in the use of energy sources, and are also environmentally friendly because they use electricity as a clean energy source. to be.
종래 전기보일러는 현재시간이 심야전기 이용시간인가를 판별하여, 현재 시간이 심야전기 이용 시간이라면 축열탱크의 현재 난방수온도를 설정온도와 비교하여, 현재 난방수온도가 설정온도 이상이면 전기히터로의 전원을 차단하고, 현재 난방수온도가 설정온도보다 낮으면 전기히터로 전원을 공급하도록 한다.The conventional electric boiler determines whether the current time is the night time electricity use time, and compares the current heating water temperature of the heat storage tank with the set temperature if the current time is the night time electricity use time. If the current heating water temperature is lower than the set temperature, supply power to the electric heater.
반면, 만일 현재 시간이 심야전기 이용시간이 아니면 전기히터에 전원이 공급되고 있는가를 점검하여 전기히터로의 전원을 차단해서 축열단계를 종료한 후, 초기단계로 복귀하여 다음 축열단계를 준비한다.On the other hand, if the current time is not the use of midnight electricity, check whether power is supplied to the electric heater, cut off the power to the electric heater, end the heat storage step, and return to the initial stage to prepare for the next heat storage step.
그러나, 이러한 종래 기술에 따르면, 하나의 전기히터를 이용하여 축열탱크의 난방수를 설정온도로 가열시키도록 되어 있어서, 전기보일러의 시동시점에서부터 임의의 시간까지는 전력소모가 크게 발생되고, 이 임의의 시간 이후에는 전력소모가 평균 이하로 작아지게 되는데, 이와 같은 경우에는 초기구동시 전압강하가 초래되어 전기 보일러가 전압강하로 인해 오작동되는 문제가 발생되었다.However, according to this conventional technique, the heating water of the heat storage tank is heated to the set temperature by using one electric heater, so that power consumption is largely generated from the start of the electric boiler to an arbitrary time, and this arbitrary After time, the power consumption becomes less than the average, in this case, a voltage drop is caused during the initial operation, causing the electric boiler to malfunction due to the voltage drop.
또한, 전기보일러는 심야의 잉여전원을 활용한다는 장점이 있지만, 종래 종래 기술과 같은 방법으로 전기 보일러를 제어하는 경우에는, 심야전기 이용시간의 초반부에 소모되는 전력이 오히려 부족하게 되는 문제가 발생되는 반면, 임의의 시간 이후에는 잉여전력의 활용이 제대로 이루어지지 못하게 되므로, 심야전기의 활용이 적절하게 이루어지지 못하는 문제가 발생되었다.In addition, the electric boiler has the advantage of utilizing the surplus power of the late night, but when controlling the electric boiler in the same manner as in the prior art, there is a problem that the power consumed at the beginning of the late night electricity use is rather insufficient On the other hand, since the use of surplus power is not properly made after a certain time, there is a problem that the utilization of the late-night electricity is not properly made.
또한, 심야전력 시간대로의 진입 시 정확한 예측지연시간을 산출하지 않고 축열을 개시하여 전력효율이 저하되는 문제점이 발생되었다. In addition, when entering the late-night power time zone, the power efficiency is lowered by starting the heat storage without calculating the accurate prediction delay time.
한편, 종래 보일러의 기능 제어에 있어서는 실내에서 외부에 위치한 전기 보일러의 동작을 제어할 수 있도록 실내 제어기가 실내에 설치되어 있는 경우가 일반적이다.On the other hand, in the conventional boiler function control, it is common that the indoor controller is installed in the room so as to control the operation of the electric boiler located outside the room.
그러나, 종래에는 보일러의 기능제어를 실내제어기를 이용해서만 제어할 수 있기 때문에 보일러의 정비가 용이하지 못한 문제점이 있었다. 즉, 보일러의 정비시 보일러의 고장부분을 찾아내고자 할 때 보일러가 갖고 있는 여러가지 기능을 이것저것 구현시켜봐야 하는데, 이때 보일러의 기능제어를 실내제어기를 이용해야만 함에 따라 작업자가 보일러에 위치한 상태에서 또 다른 작업자가 실내제어기를 조작하여 보일러를 구동시켜야만 하므로 정비작업이 매우 번거로워지고, 실내외에 위치한 작업자 간의 의사전달이 정확히 이루어지지 않을 경우 현재 어느 기능이 구현되고 있는지를 알 수 없게 되어 그만큼 보일러의 정비시간이 길어지는 문제점이 있었다.However, in the related art, the boiler can not be easily maintained because the function control of the boiler can only be controlled using an indoor controller. In other words, when trying to find out the fault of the boiler when the boiler is being repaired, it is necessary to implement various functions of the boiler.In this case, the operator must be using the indoor controller to control the boiler function. The maintenance work becomes very cumbersome because other workers have to operate the boiler by operating the indoor controller, and if the communication between the workers located indoors and outdoors is not accurate, it is impossible to know which function is being implemented. There was a problem with this lengthening.
또 보일러는 실내온도가 목표온도보다 높고 낮음에 따라 적절하게 순환펌프가 작동되어야 하는데, 종래에는 순환펌프의 작동여부를 표시해주는 수단이 제공되지 않았기 때문에 사용자가 순환펌프의 정상작동여부를 판단할 수 없는 문제점이 있었다.In addition, the boiler should operate the circulation pump appropriately as the room temperature is higher and lower than the target temperature. Since the means for indicating the operation of the circulation pump has not been provided in the past, the user can determine whether the circulation pump is operating normally. There was no problem.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 심야전력 소모량이 균일하게 되어, 전압강하에 의한 초기 시동시의 오작동의 위험이 감소되고, 심야전기를 안정적이면서 적절하게 활용할 수 있도록 하는 전기보일러의 컨트롤러를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is that the night power consumption is uniform, the risk of malfunction at the initial start-up due to voltage drop is reduced, The purpose is to provide a controller for an electric boiler that can be used properly.
본 발명의 다른 목적은 정확한 예측지연시간을 산출하여 축열을 개시하도록 함으로써 전력 효율을 극대화시킬 수 있는 전기보일러의 컨트롤러를 제공하는 것이 다.Another object of the present invention is to provide a controller of an electric boiler capable of maximizing power efficiency by calculating accurate predicted delay time and initiating heat storage.
본 발명의 다른 목적은 실내제어기와 동일한 기능을 갖는 별도의 보조제어기를 보일러에 부착하여 보일러의 기능을 실내 또는 실외에서 동시에 제어할 수 있도록 하고, 또 순환펌프의 작동여부를 표시하는 표시램프를 실내제어기와 보조제어기에 설치하여 사용자가 보일러의 순환펌프 동작여부를 시각적으로 확인할 수 있도록 하여 보일러의 정비 및 수리를 용이하게 할 수 있는 전기보일러의 컨트롤러를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to attach a separate auxiliary controller having the same function as the indoor controller to the boiler to control the function of the boiler at the same time indoors or outdoors, and to display the display lamp to indicate whether the operation of the circulation pump indoors It is to provide a controller of an electric boiler that can be installed in the controller and the auxiliary controller so that the user can visually check the operation of the circulation pump of the boiler to facilitate the maintenance and repair of the boiler.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 전기 보일러용 컨트롤러에 있어서, 축열조 내부 소정 높이마다 설치된 복수개의 온도 센서, 상기 축열조 내부에 설치되고 미리 설정된 축열온도를 유지하도록 제어하기 위한 축열센서, 상기 축열조 내부에 설치되어 내부 온도가 미리 설정된 과열온도에 도달하였는지 여부를 감지하는 과열방지센서, 상기 축열조 내부의 난방수 수위를 검출하는 저수위감지센서, 실내에서 상기 전기 보일러를 제어하기 위한 실내 제어기, 상기 실내 제어기와 동일한 기능을 갖고 상기 전기 보일러의 외면 일측에 설치된 보조 제어기 및 상기 각 센서들, 실내 제어기 및 보조 제어기로부터 수신된 신호에 기초하여 전기 보일러의 동작을 제어하는 실외제어기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, in the controller for an electric boiler, a plurality of temperature sensors installed for each predetermined height inside the heat storage tank, for controlling to maintain a preset heat storage temperature installed in the heat storage tank A heat storage sensor, an overheat prevention sensor installed inside the heat storage tank to detect whether an internal temperature has reached a preset overheat temperature, a low water level sensor to detect the level of heating water inside the heat storage tank, and for controlling the electric boiler indoors. An indoor controller, the auxiliary controller having the same function as the indoor controller and installed on one side of the outer surface of the electric boiler, and an outdoor controller for controlling the operation of the electric boiler based on signals received from the sensors, the indoor controller and the auxiliary controller. Characterized in that.
여기서, 상기 실외 제어기는 시간을 계수하여 제어에 필요한 시간 정보를 제 공하는 타이머부, 상기 축열을 위한 설정온도를 설정시간대별로 점진적으로 높아지도록 설정하는 온도 설정부, 상기 실내 제어기 또는 보조 제어기로부터 난방 개시 신호가 수신된 경우 순환펌프 구동신호를 생성하여 순환펌프로 전송하는 순환펌프 구동부, 상기 각 센서들로부터 수신된 센서신호 및 상기 타이머부에서 제공된 시간 정보에 기초하여 예측지연시간 및 히터 구동 시점을 산출하는 중앙 처리부 및 상기 중앙 처리부에서 산출된 값에 기초하여 히터 구동신호를 생성하여 히터로 전송하는 히터 구동부를 포함하여 구성된다.Here, the outdoor controller is a timer unit for counting the time to provide time information necessary for the control, a temperature setting unit for setting the set temperature for the heat storage to gradually increase by the set time period, heating from the indoor controller or the auxiliary controller When the start signal is received, the circulating pump driving unit generates a circulating pump driving signal and transmits the cyclic pump driving signal to the circulating pump, and based on the sensor signal received from each of the sensors and the time information provided from the timer, And a heater driver for generating a heater driving signal based on the value calculated by the central processor and transmitting the heater driving signal to the heater.
상기에서, tt = 계약사용시간 개시시점으로부터 축열종료 시점까지의 시간, tΔ(t) = 계약사용시간 개시 후 설정온도 도달시까지 소요 시간, Tmax = 전일의 축열종료시점에서의 축열조 평균온도, Tcur = 측정시점에서의 축열조 평균온도, Kp = 전일 축열시간 동안의 평균 온도상승률로 정의할 때, 상기 예측지연시간(td (t))은In the above, t t = Time from the start of the contract service time to the end of the heat storage, t Δ (t) = time required from the start of the contract service time to the set temperature, T max = Average temperature of heat storage tank at the end of the previous day's heat storage, T cur = average temperature of heat storage tank at the time of measurement, K p = The predicted delay time t d (t) is defined as the average temperature rise rate during the previous day heat storage time.
에 의해 산출된다.Calculated by
상기 온도센서는 상부로부터 제 1 ~ 제 4 온도센서로 구성되고, 상기 제 1 ~ 제 4 온도센서에서 검출된 온도를 T1 ~ T4로 정의할 때, 상기 축열조 평균온도는The temperature sensor is composed of first to fourth temperature sensors from the top, when defining the temperature detected by the first to fourth temperature sensors as T 1 ~ T 4 , the heat storage tank average temperature is
에 의해 산출된다.Calculated by
또한, 상기 중앙 처리부는 상기 온도 설정부에 의해 설정된 설정온도에 기초하여 현재 시간이 심야전기 이용시간인 경우 현재 시간이 어느 설정시간대에 속하는지를 판별한 후, 상기 축열조 평균온도가 해당 설정시간대에 상응하는 설정온도 이상이면 상기 히터로의 전원을 차단한 후 초기단계로 복귀하고, 현재 축열조 평균온도가 해당 설정온도보다 낮으면 상기 히터에 전원을 공급한 후 초기단계로 복귀하여 심야전기의 소모량이 심야전기 이용시간의 전반에 걸쳐서 균일하게 되도록 하는 것이 바람직하다.The central processing unit may determine which time zone the current time belongs to when the current time is a midnight electric use time, based on the temperature set by the temperature setting unit, and then the heat storage tank average temperature corresponds to the corresponding time zone. If the temperature is higher than the set temperature, the power is turned off to the heater, and then returns to the initial stage. If the current heat storage tank average temperature is lower than the set temperature, the power is supplied to the heater and then returned to the initial stage. It is desirable to make it uniform throughout the electricity use time.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 전기 보일러의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에서 본 발명에 따른 자동제어와 관련된 구성 및 제어관계를 도시한 블록도이다.1 is a view showing the structure of an electric boiler according to the present invention, Figure 2 is a block diagram showing the configuration and control relationship related to automatic control according to the present invention in FIG.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 보일러는 난방수를 가열시키기 위한 히터(H)가 내부에 설치된 축열조(1), 복수개의 센서들(S1 ~ S7), 순환 펌프(70), 보조 제어기(80), 실외 제어기(90) 및 실내 제어기(100)를 포함하여 구성된다.As shown in Figure 1 and 2, the electric boiler according to the present invention is a heat storage tank (1), a plurality of sensors (S1 ~ S7), circulation pump (installed therein the heater (H) for heating the heating water ( 70), the
센서는 4개의 온도센서(S1 ~ S4), 과열방지센서(S5), 저수위감지센서(S6) 및축열센서(S7)로 구성된다. The sensor is composed of four temperature sensors (S1 ~ S4), overheat prevention sensor (S5), low water level sensor (S6) and heat storage sensor (S7).
온도센서(S1 ~ S4)는 축열조(1) 내부의 소정 높이마다 설치되어 있으며, 각 온도센서 (S1 ~ S4)의 평균값이 축열조 내부의 평균온도 값으로 사용된다. 온도센서(S1 ~ S4)는 축열조(1)의 내통 외벽에 부착되는 부착형으로 내통의 1/5 위치마다 1개씩 설치된다.The temperature sensors S1 to S4 are provided at predetermined heights in the heat storage tank 1, and the average value of each temperature sensor S1 to S4 is used as the average temperature value in the heat storage tank. The temperature sensors S1 to S4 are attached to the inner wall of the inner cylinder of the heat storage tank 1 and installed one by one fifth of the inner cylinder.
과열방지센서(S5)는 내부 온도가 미리 설정된 과열온도에 도달하였는지 여부를 감지하여 축열조(1)의 난방수 온도가 설정된 과열온도에 도달한 경우 감지 신호를 실외 제어기(90)로 전송하여 히터(H)로의 전원공급을 중단하도록 하는 것으로서 내통 부착형 센서가 사용된다. 본 실시예에서 과열온도는 95℃로 설정되도록 하였다.The overheat prevention sensor S5 detects whether the internal temperature reaches a preset overheat temperature and transmits a detection signal to the
저수위감지센서(S6)는 축열조 내부의 난방수 수위를 검출하는 것으로서, 검출된 난방수의 수위가 미리 설정된 값보다 작은 경우 저수위 감지신호를 실외 제어기(90)로 전송하여 난방수가 추가공급되도록 한다.The low water level sensor S6 detects the level of the heating water in the heat storage tank. When the detected level of the heating water is smaller than a preset value, the low water level sensor S6 is transmitted to the
축열센서(S7)는 미리 설정된 축열온도를 유지하도록 제어하기 위한 것으로서, 본 실시예에서 축열온도는 90℃로 설정되도록 하였다.The heat storage sensor S7 is for controlling to maintain a preset heat storage temperature, and in this embodiment, the heat storage temperature is set to 90 ° C.
실내 제어기(100)는 실내에서 보일러의 작동을 제어하기 위한 것으로서, 통상의 실내 제어기와 동일한 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The
보조 제어기(80)는 전기 보일러의 외면 일측에 설치되고 실내 제어기(100)와 동일한 기능을 갖는다. 따라서, 보일러의 고장 시 실내 제어기(100)를 조작하여 보일러의 동작 상태를 확인하는 번거로움 없이 전기 보일러에 설치된 보조 제어기(80)를 조작하여 보일러의 동작 상태를 확인함으로써 고장 수리 시 편리함을 제공 할 수 있게 된다. The
실외 제어기(90)는 각 센서들(S1 ~ S7), 실내 제어기(100) 및 보조 제어기(80)로부터 수신된 신호에 기초하여 전기 보일러의 동작을 제어하는 부분으로서 세부적인 기능은 도 3에서 상세하게 설명하기로 한다. The
도 3은 도 2의 실외 제어기의 세부 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a detailed configuration of the outdoor controller of FIG. 2.
도 3에 도시된 바와 같이, 실외 제어기(90)는 세부적으로 타이머부(91), 온도 설정부(93), 순환펌프 구동부(95), 히터 구동부(97) 및 중앙처리부(99)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the
타이머부(91)는 시간을 계수하여 제어에 필요한 시간 정보를 제공하는 부분이다. 즉, 전기 보일러는 계약사용시간 동안 공급되는 심야전기를 이용하여 난방수를 축열시키는 것이므로 현재 시각이 계약사용시간(예를 들면 오후 10시 ~ 오전 8시)에 속하는지를 확인하기 위한 용도로 사용된다. The
온도 설정부(93)는 축열온도 및 과열온도를 설정하여 난방수의 온도를 조절하기 위한 것이다. 본 발명에서는 온도 설정부(93)에서 축열을 위한 설정온도를 설정시간대별로 점진적으로 높아지도록 설정하는 것이 큰 특징이며, 이에 대해서는 도 5 및 도 6에서 상세하게 설명하기로 한다.The
순환펌프 구동부(95)는 실내 제어기(100) 또는 보조 제어기(80)로부터 난방 개시 신호가 수신된 경우 순환펌프 구동신호를 생성하여 순환 펌프(70)로 전송하는 기능을 수행한다.The
히터 구동부(97)는 중앙 처리부(99)에서 산출된 값에 기초하여 히터 구동신호를 생성하여 히터(H)로 전송하는 기능을 수행한다.The
중앙처리부(99)는 각 센서들로부터 수신된 센서신호 및 타이머부(91)에서 제공된 시간 정보에 기초하여 예측지연시간 및 히터 구동 시점을 산출한다.The
자동제어 운전에 있어 계약 사용시간의 시작시점부터 매 1분 간격으로 산출된 예측지연시간이 "0" 이하가 되는 시점에서 축열을 개시한다. 이 때, 예측지연시간(td(t))은 하기 수학식 1에 의해 산출된다. In the automatic control operation, heat storage starts when the predicted delay time calculated at the interval of 1 minute from the start of the contract usage time becomes "0" or less. At this time, the prediction delay time t d (t) is calculated by the following equation.
여기서, tt = 계약사용시간 개시시점으로부터 축열종료 시점까지의 시간, tΔ(t) = 계약사용시간 개시 후 설정온도 도달시까지 소요 시간, Tmax = 전일의 축열종료시점에서의 축열조 평균온도, Tcur = 측정시점에서의 축열조 평균온도, Kp = 전일 축열시간 동안의 평균 온도상승률이다. Where t t = Time from the start of the contract service time to the end of the heat storage, t Δ (t) = time required from the start of the contract service time to the set temperature, T max = Average temperature of heat storage tank at the end of the previous day's heat storage, T cur = average temperature of heat storage tank at the time of measurement, K p = Average temperature rise rate during the previous day heat storage time.
tt 는 계약 사용시간이 10시간인 경우에는 510분, 7시간인 경우에는 360분, 공급시간 분할모드에서는 410분을 적용한다. 다만, 시간분할 모드로 공급시 처음에 1 ~ 2 시간만 공급되는 구간에서는 자동제어운전이 수행되지 않는다.t t The contract applies 510 minutes for 10 hours, 360 minutes for 7 hours, and 410 minutes for split time. However, in the time division mode, automatic control operation is not performed in the section where only 1 to 2 hours are initially supplied.
또한, Tmax가 61℃ 이상인 경우로서 축열조(1)의 최상부에 설치된 온도센서 (S1)의온도가 보일러 45℃, 온수기 30℃ 이하일 경우에는 상기 산출된 예측지연시간에 관계없이 축열이 개시된다.In addition, when Tmax is 61 degreeC or more and the temperature of the temperature sensor S1 installed in the uppermost part of the heat storage tank 1 is 45 degreeC of boilers and 30 degreeC or less of water heaters, heat storage is started regardless of the calculated prediction delay time.
상기에서 축열시간 동안의 평균 온도 상승률(KP)는 하기 수학식 2에 의해 산출된다.The average temperature increase rate K P during the heat storage time is calculated by Equation 2 below.
여기서, Tint는 발열체에 전력이 투입된 시점에서의 축열조(1)의 평균온도이며, ton, toff는 발열체에 전원이 투입 또는 차단된 시점의 시각이다.Here, T int is the average temperature of the heat storage tank 1 at the time when electric power is supplied to the heating element, and t on and t off are the time when the power is turned on or off in the heating element.
여기서, 축열조(1)의 평균온도는 하기의 수학식 3에 의해 산출된다.Here, the average temperature of the heat storage tank 1 is calculated by following formula (3).
여기서, 온도센서는 상부로부터 제 1 ~ 제 4 온도센서(S1 ~ S4)로 구성되고, T1 ~ T4는 제 1 ~ 제 4 온도센서(S1 ~ S4)에서 검출된 온도이다.Here, the temperature sensor is composed of first to fourth temperature sensors S1 to S4 from the top, and T 1 to T 4 are temperatures detected by the first to fourth temperature sensors S1 to S4.
도 4는 실외 제어기 및 실내 제어기의 회로 구성도이다.4 is a circuit diagram of an outdoor controller and an indoor controller.
보일러가 작동함에 따라 순환 펌프(70)가 동작을 시작하면, 순환 펌프(70)의 작동신호가 실내 제어기(100) 및 보조 제어기(80)에 각각 설치되어 있는 콘트롤부 (87)에 입력되고, 콘트롤부(87)는 입력되는 작동신호에 대응하여 다수의 발광다이오드(LED)를 순차적으로 점등시키기 위한 제어신호를 출력한다.When the circulating
콘트롤부(87)에서 출력된 제어신호에 의해 트랜지스터(Q1)가 온(ON) 상태로 전환되고, 이에 의해 트랜지스터(Q1)에 병렬접속되어있는 다수의 발광다이오드(LED)로 전원이 공급되면서 발광다이오드(LED)가 순차적으로 점등된다.The transistor Q1 is turned on by the control signal output from the
즉, 보일러(20)의 구동에 의해 순환펌프가 동작하면, 그 즉시 순환펌프 표시수단(60)의 발광다이오드(LED)들이 순차 점등됨에 따라 사용자들이 순환펌프의 동작여부를 정확하게 확인할 수 있게 된다.That is, when the circulating pump is operated by the driving of the
도 5는 본 발명에 따른 전기 보일러의 제어방법이 수행되는 과정을 도시한 흐름도이다.5 is a flowchart illustrating a process of performing the control method of the electric boiler according to the present invention.
도 5를 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 구체적으로 설명하면, 타이머부(91)에서 카운트되고 있는 현재 시간(TMx)이 심야전기 이용시간(TMS ≤ TMX 〈 TME )인가를 판별하여, 만일 현재 시간(TMX)이 심야 전기 이용시간이 아니면 전기히터(H)로의 전원을 차단해서 축열단계를 종료한 후에 초기 단계로 복귀하여 다음 축열단계를 준비한다.Referring to FIG. 5, the embodiment of the present invention will be described in more detail. It is determined whether the current time TMx counted by the
반면, 상기 현재 시간(TMX)이 심야전기 이용시간이라면, 현재 시간(TMX)이 온도 설정부(93)에 의해 설정된 시간대 중 어느 시간대(TMS ≤TMX 〈 TMA , TMA ≤ TMX 〈 TMB , TMB ≤TMX 〈 TMC , TMC ≤TM X〈 TMD , TMD ≤TMX 〈 TME)에 속하고 있는지를 판별한 후, 축열조(1)의 현재 난방수온도(TX)를 해당 설정시간대의 설정온도(TA ,TB ,TC ,TD ,TE)와 비교하여, 현재 난방수온도(TX)가 해당 설정온도(TA ,TB ,TC ,TD ,TE) 이상이면 전기히터(H)로의 전원을 차단한 후 초기단계로 복귀하고, 현재 난방수온도가 해당 설정온도(TA ,TB ,TC ,TD ,TE)보다 낮으면 전기히터(H)에 전원을 공급한 후 초기단계로 복귀한다.On the other hand, if the current time (TM X ) is a night time electricity use time, any time zone (TM S ≤ TM X <TM A , TM A ≤ TM of the time zone set by the
상기 설정시간(TMS ,TMA ,TMB ,TMC ,TMD ,TME)은 요구되는 축열량을 고려하여 임의로 설정할 수 있지만, 본 실시예의 경우에는, 심야전기이용 개시시간(TMS)이 22시이고, 심야전기이용 종료시간(TME)이 08시라고 할 때, 시간대별 간격을 2시간 단위로 하여 TMA 는 24시, TMB 는 02시, TMC 는 04시, TMD 는 06시로 하였다.The set time (TM S , TM A , TM B , TM C , TM D , TM E ) may be arbitrarily set in consideration of the required heat storage amount, but in the case of the present embodiment, the start time of midnight electricity use (TM S ) the 22:00 and, when the late-night electricity use end time (TM E) 08 sirago, by the time slot interval to 2 hours TM a is 24 hour, TM B is 02:00, TM C is 04:00, TM D is It was 06 o'clock.
또한, 각 설정시간대별 해당 설정온도는 요구되는 축열량과 축열시간을 고려하여 TA 〈 TB 〈 TC 〈 TD 〈 TE 의 조건을 만족하도록 설정되었다.In addition, the corresponding set temperature for each set time period was set to satisfy the condition of T A <T B <T C <T D <T E in consideration of the required heat storage amount and heat storage time.
도 6은 종래 기술과 본 발명의 시간별 전력소모량을 비교 도시한 도면이다.Figure 6 is a view showing a comparison of the time-specific power consumption of the prior art and the present invention.
종래 기술과 본 발명의 시간별 전력소모량을 비교 도시한 도면으로서, 이를 참고해 보면, 본 발명에 따른 전기보일러의 경우(B)에는 전력소모량이 심야전기 이용시간의 전체에 걸쳐서 비교적 고르게 분포되는데 반하여, 종래 기술에 따른 전기 보일러의 경우(A)에는 시동전반에는 전력이 과도하게 소모되다가 시동후반에는 전력소모량이 급격하게 평균이하로 저하되는 것을 알 수 있다.Compared with the conventional technology and the hourly power consumption of the present invention, referring to this, in the case of the electric boiler according to the present invention (B), the power consumption is relatively evenly distributed over the entire night time electricity use time, In the case of the electric boiler according to the technology (A), it can be seen that the power is excessively consumed in the first half of the startup, and the power consumption rapidly drops below the average in the second half of the startup.
이러한 차이에 대해서 보다 상세히 설명해 보면, 종래 기술의 경우(A)에는, 축열조(1)의 온도센서를 통해 입력되는 난방수의 현재 온도(Tx )가 설정온도(TS) 이상이 되도록, 비교적 장시간에 걸쳐서 전기히터(H)에 연속적으로 전원이 인가되다가, 일정시간이 경과되어서 부분적으로 저장수의 온도가 설정온도(TS)를 초과하면, 전기히터(H)로의 전원이 반복적으로 차단/공급되면서 전력소모량이 급격히 감소하게 되고, 시동 후반에는 외부 온도가 설정온도 이하로 저하되어 난방라인이 가동되거나, 사용자가 온수를 사용하게 되면 축열에너지가 소비되므로, 전기히터(H)로의 전원공급 시간이 길어지면서 전력소모량이 다시 서서히 증가하게 된다.In detail, this difference will be described in the prior art (A) so that the current temperature (T x ) of the heating water input through the temperature sensor of the heat storage tank (1) is more than the set temperature (T S ). When the power is continuously applied to the electric heater H for a long time, and when the temperature of the stored water partially exceeds the set temperature T S after a certain time has elapsed, the power to the electric heater H is repeatedly cut off / As the power is supplied, the power consumption decreases drastically, and in the second half of the start-up, the external temperature is lowered below the set temperature, and the heating line is operated. As this length becomes longer, power consumption gradually increases again.
반면, 본 발명의 경우(B)에는, 난방수의 현재 온도(TX)가 단계적으로 해당 설정시간대의 설정온도(TA ,TB ,TC ,TD ,TE) 이상이 되도록 제어하므로, 전체 심야전기 이용시간의 전반에 걸쳐서 전기히터(H)로의 전원 차단/공급이 비교적 고르게 반복적으로 수행되어, 전력소모량이 심야전기 이용시간의 전반에 걸쳐서 고르게 유지된다.On the other hand, in the case of the present invention (B), since the current temperature (T X ) of the heating water is controlled to be equal to or higher than the set temperature (T A , T B , T C , T D , T E ) of the corresponding set time step by step. Therefore, the power cut / off supply to the electric heater H is repeatedly performed relatively evenly throughout the entire night time electricity use, so that the power consumption is evenly maintained throughout the night time electricity use time.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 심야전력 소모량이 균일하게 되어, 전압강하에 의한 초기 시동시의 오작동의 위험이 감소되고, 심야전기를 안정적이면서 적절 하게 활용할 수 있도록 하는 효과가 있다. According to the present invention as described above, the night-time power consumption is uniform, there is an effect of reducing the risk of malfunction during initial start-up due to the voltage drop, and to use the night-time electricity stably and appropriately.
또한, 정확한 예측지연시간을 산출하여 축열을 개시하도록 함으로써 전력 효율을 극대화시킬 수 있는 효과도 있다.In addition, by calculating the accurate prediction delay time to start the heat storage, there is an effect that can maximize the power efficiency.
또한, 실내제어기와 동일한 기능을 갖는 별도의 보조제어기를 보일러에 부착하여 보일러의 기능을 실내 또는 실외에서 동시에 제어할 수 있도록 하고, 또 순환펌프의 작동여부를 표시하는 표시램프를 실내제어기와 보조제어기에 설치하여 사용자가 보일러의 순환펌프 동작여부를 시각적으로 확인할 수 있도록 하여 보일러의 정비 및 수리를 용이하게 할 수 있는 효과도 있다.In addition, by attaching a separate auxiliary controller having the same function as the indoor controller to the boiler to control the boiler function indoors or outdoors at the same time, and a display lamp indicating whether the circulation pump is operating, the indoor controller and the auxiliary controller Installed in the user can visually check whether the operation of the circulation pump of the boiler has the effect of facilitating maintenance and repair of the boiler.
비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it is possible to make various modifications or variations without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, the appended claims will cover such modifications and variations as fall within the spirit of the invention.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020060027738A KR20070097625A (en) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | A controller for electric boiler |
Applications Claiming Priority (1)
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KR1020060027738A KR20070097625A (en) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | A controller for electric boiler |
Publications (1)
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KR20070097625A true KR20070097625A (en) | 2007-10-05 |
Family
ID=38803785
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020060027738A KR20070097625A (en) | 2006-03-28 | 2006-03-28 | A controller for electric boiler |
Country Status (1)
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KR (1) | KR20070097625A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100857222B1 (en) * | 2007-09-27 | 2008-09-05 | 한국전력공사 | Apparatus and method for determining the effective thermal storage of water storage tank using materials with low biot number |
KR101716616B1 (en) * | 2016-06-24 | 2017-03-14 | 이병택 | Method for driving heating and cooling in alternating temperature and storing heat system, and alternating temperature and storing heat system implementing the same |
CN107339785A (en) * | 2017-06-26 | 2017-11-10 | 广东美的制冷设备有限公司 | Air-conditioning system and its control method |
-
2006
- 2006-03-28 KR KR1020060027738A patent/KR20070097625A/en not_active Application Discontinuation
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