KR20110032748A - 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법은 사용자가 온수를 사용하는지를 판단하는 단계; 순환펌프 가동 모드 중 하나가 선택되었는지를 판단하는 단계;와 사용자가 온수를 사용하고, 순환펌프 가동 모드 중 하나를 선택하면 직수가 유입되는 유입관과 가열된 온수가 유출되는 유출관을 서로 연결하는 바이패스관에 구비된 순환펌프를 가동하여 유출관 측의 온수를 유입관 측으로 순환시키는 단계;를 포함함으로써 온수기에서 유출되는 온수의 온도 편차가 줄어들도록 제어할 수 있다.
순환펌프, 온수 온도, 온도 편차

Description

순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법{The control Method Of The Temperature Of Hot Water Using The Operation of Circulation Pump}
본 발명은 온수기의 온수 온도 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 순환펌프의 운전을 통해 온수기에서 유출되는 온수의 온도 편차가 줄어들도록 제어하는 방법에 관한 것이다.
도 1 및 도 2는 종래의 온수기 구조를 간략하게 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 일반적인 온수기(1)는 열교환기로 직수를 공급하도록 하는 유입관(10)과, 유입관(10)을 통해 유입된 직수가 버너에 의해 가열된 공기 또는 물과 열교환되어 온수가 되도록 만들어 주는 열교환기(20)와, 열교환기(20)에 의해 생성된 온수가 임시적으로 저장되는 저장탱크(30)와, 상기 저장탱크(30)에 저장된 온수가 유출되는 유출관(40)을 구비한다.
상기 유입관(10) 상에는 상기 유입관(10)을 통해 유입되는 직수의 온도를 측정하는 직수온도센서(11) 및 직수의 유량을 측정하는 유량센서(12)가 설치된다.
그리고 유출관(40) 상에는 상기 유출관(40)을 통해 유출되는 온수의 온도를 측정하는 온수온도센서(41)가 설치되어 항상 일정한 온도를 갖는 온수가 사용자에게 공급되도록 한다.
한편 유출관(40) 측의 물이 유입관(10) 측으로 공급되도록 유출관(40)과 유입관(10)을 서로 연결하는 바이패스관(50)을 구비할 수 있다. 상기 바이패스관(50)에는 유출관(40) 측의 물을 유입관(10) 측으로 공급하는 내부순환펌프(51) 및 유입관(10)측의 물이 열교환기(20)를 거치지 않고 유출관(40)측으로 공급되는 것을 방지하기 위한 체크밸브(52)가 설치되어 있다.
사용자가 소정시간 동안 온수를 사용하지 않는 경우 저장탱크(30)에 저장된 온수의 온도는 내려가게 되므로 저장탱크(30)에 저장된 온수를 내부순환펌프(51)를 이용하여 열교환기(20) 측으로 다시 보내 가열하게 된다. 이러한 과정을 반복하여 저장탱크(30)에 저장된 온수의 온도를 일정하게 유지할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 바이패스관(50)에 외부순환관(46)을 연결하여 구성될 수 있다. 여기서 외부순환관(46)은 수도꼭지와 같은 온수 배출구(45) 근처에서 분기되어 바이패스관(50)과 연결되는 관을 말한다.
이 경우 내부순환펌프(51)를 가동하여 외부순환관(46)을 통해 온수를 순환시키면 온수 배출구(45) 근처까지 온수가 순환되면서 유출관(40)을 예열하게 되므로 사용자가 빠른 시간 내에 온수를 사용할 수 있게 된다.
그러나 이와 같은 종래의 온수기(1)에서 내부순환펌프(51)는 사용자가 온수 를 사용하기 전에만 작동되도록 설정되어 있다.
이와 같이 내부순환펌프(51)는 사용자가 온수를 사용하기 전에만 작동되도록 설정되어 있으므로 사용자가 온수를 사용하다가 잠시 멈춘 후에 다시 온수를 사용하는 경우 냉수가 공급되다가 일정 시간이 지나야 다시 온수가 공급되는 온수의 온도 편차가 발생하여 사용자에게 불편함을 줄 수 있다.
특히 이러한 온수의 온도 편차는 온수의 사용이 빈번하며 온수 사용 유량의 변동이 빈번한 병원, 식당 및 헬스클럽과 같은 곳에서 발생 될 가능성이 크다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 순환펌프 운전을 통해 사용자가 온수 사용 시 발생하는 온수의 온도편차를 줄일 수 있는 온수 온도 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법은 사용자가 온수를 사용하는지를 판단하는 단계; 순환펌프 가동 모드 중 하나가 선택되었는지를 판단하는 단계;와 사용자가 온수를 사용하고, 순환펌프 가동 모드 중 하나를 선택하면 직수가 유입되는 유입관과 가열된 온수가 유출되는 유출관을 서로 연결하는 바이패스관에 구비된 순환펌프를 가동하여 유출관 측의 온수를 유입관 측으로 순환시키는 단계;를 포함한다.
또한 상기 순환펌프 가동 모드는 사용자가 온수를 사용하게 되면 사용자가 온수 사용을 중단할 때까지 상기 순환펌프를 계속하여 가동하는 순환펌프 연속 가동모드를 포함한다.
또한 상기 순환펌프 가동 모드는 온수를 사용한 유량이 설정값 이상인지를 판단하는 단계; 온수를 사용한 유량이 설정값 이상이면 순환펌프를 오프(OFF) 시키는 단계;를 가지는 순환펌프 가동 후 정지모드를 포함한다.
또한 상기 순환펌프 가동 후 정지모드는 상기 온수를 사용한 유량이 설정값 이상인지를 판단하기 전 단계에서, 온수 사용 후 설정시간이 경과하였는지를 판단하는 단계;를 더 포함한다.
또한 상기 순환펌프 가동 모드는 순환펌프가 오프(OFF)된 상태에서 온수를 사용한 유량이 설정값 이상으로 감소되었는지를 판단하는 단계; 온수를 사용한 유량이 설정값 이상으로 감소되면 순환펌프를 온(ON) 시키는 단계;를 가지는 순환펌프 가동 후 정지, 재가동 모드를 포함한다.
또한 상기 순환펌프 가동 후 정지, 재가동 모드는 온수를 사용한 유량이 설정값 이상인지를 판단하는 단계; 온수를 사용한 유량이 설정값 이상이면 순환펌프를 오프(OFF) 시키는 단계;를 더 포함한다.
또한 상기 순환펌프 가동 후 정지, 재가동 모드는 온수 사용 후 설정시간이 경과하였는지를 판단하는 단계;를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법에 의하면, 사용자가 온수를 사용하는 도중에도 순환펌프가 작동하게 되므로 온수 사용 유량의 변동이 있는 경우에도 온수의 온도 편차를 줄일 수 있는 효과를 가진다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법은 상술한 도 1 및 도 2에 도시된 온수기에서 실행될 수 있다.
또는 도 3에 도시된 바와 같이 온수기(1) 내부에 순환펌프가 설치되어 있지 않은 경우에는 온수기 외부에 유출관(40)과 유입관(10)을 서로 연결하는 바이패스관(60)을 설치하고, 상기 바이패스관(60) 상에 외부순환펌프(61) 및 외부체크밸브(62)를 설치함으로써 본 발명의 일 실시예에 따른 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법을 실행할 수도 있다.
도 4는 사용자가 온수의 온도를 설정하는 온수 온도 설정부(70)와 온수기(1)의 관계를 블록도로 나타낸 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이 온수 온도 설정부(70)에는 사용자가 순환펌프(51,61)를 사용하여 온수 온도를 제어할 수 있는 다양한 순환펌프 가동 모드가 존재하고 사용자는 그 중 하나의 모드를 선택할 수 있다.
사용자가 온수 온도 설정부(70)에 있는 순환펌프(51,61)의 사용 모드 중 하나를 선택하게 되면 사용자가 순환펌프(51,61)의 사용 모드 중 하나를 선택했음을 나타내는 신호는 통신을 통해 온수기(1) 내부의 콘트롤러(5)로 전송되고 콘트롤러(5)는 순환펌프(51,61)를 제어함으로써 온수기(1)에서 유출되는 온수의 온도를 제어하게 된다.
본 실시 예에서는 온도조절기에서 순환펌프를 가동할 수 있는 모드를 순환펌프 연속 가동 모드, 순환펌프 가동 후 정지 모드, 순환펌프 가동 후 정지, 재가동 모드 3가지로 가정하였으나 3가지 모드 이상의 순환펌프를 사용하는 모드가 설정될 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법에 대해 설명한다.
먼저 도 5에 도시된 순서도를 참조하여 순환펌프 연속 가동모드에서 온수 온도 제어방법에 대해 설명한다.
콘트롤러(5)는 사용자가 온수를 사용하고 있는지를 판단하고(S110), 사용자가 순환펌프 연속 가동 모드를 선택하였는지를 판단한다(S120).
만일 사용자가 온수를 사용하고, 순환펌프 연속 가동 모드를 선택하였다고 판단하면 순환펌프(51,61)를 온(ON) 시키고(S130), 온수기의 연소 및 온수 온도를 제어한다(S140).
순환펌프 연속 가동모드에서는 사용자가 온수를 사용하게 되면 사용자가 온수 사용을 중단할 때까지 순환펌프(51,61)를 계속하여 가동시키게 된다. 따라서 유출관(40) 측 온수 중 일부는 바이패스관(50,60)을 통해 유입관(10) 측으로 유입되어 직수와 혼합되고 혼합된 물의 온도는 직수의 온도보다 높아진 후 열교환기(20)에서 가열되므로 유출관(40) 측에서 유출되는 온수의 온도 편차를 줄일 수 있다.
다만 순환펌프(51,61)의 가동시간이 가장 길어지게 되어 전기 사용량은 많아지게 된다.
다음으로 도 6에 도시된 순서도를 참조하여 순환펌프 가동 후 정지모드에서 온수 온도 제어방법에 대해 설명한다.
콘트롤러(5)는 사용자가 온수를 사용하고 있는지를 판단하고(S210), 사용자가 순환펌프 가동 후 정지모드를 선택하였는지를 판단한다(S220).
만일 사용자가 온수를 사용하고, 순환펌프 가동 후 정지모드를 선택하였다고 판단하면 온수 사용 후 설정시간이 경과하였는지를 판단한다(S230).
만일 온수 사용 후 설정시간이 경과하지 않았으면 순환펌프(51,61)를 온(ON) 상태로 계속하여 유지시키고(S240), 온수 사용 후 설정시간이 경과하였으면 온수를 사용한 유량이 설정값 이상인지를 판단하게 된다(S250). 온수를 사용한 유량이 설정값 이상이면 순환펌프(51,61)를 오프(OFF) 시키게 된다(S260). 그 이유는 온수를 사용한 유량이 설정값 이상이면 순환펌프(51,61)를 통해 순환되는 유량이 줄어들기 때문에 순환펌프(51,61) 사용으로 인한 온수 온도 편차를 줄이는 효과가 줄어들기 때문이다.
다음으로 온수기의 연소 및 온수 온도를 제어한다(S270).
이와 같은 순환펌프 가동 후 정지모드에서는 사용자가 온수를 사용하는 초기에 온수의 온도 편차를 줄일 수 있으며, 전기 사용량을 줄일 수 있게 된다.
다음으로 도 7에 도시된 순서도를 참조하여 순환펌프 가동 후 정지, 재가동 모드에서 온수 온도 제어방법에 대해 설명한다.
콘트롤러(5)는 사용자가 온수를 사용하고 있는지를 판단하고(S310), 사용자가 순환펌프 가동 후 정지, 재가동 모드를 선택하였는지를 판단(S320)한다.
만일 사용자가 온수를 사용하고, 순환펌프 가동 후 정지, 재가동 모드를 선택하였다고 판단하면 온수 사용 후 설정시간이 경과하였는지를 판단한다(S330).
만일 온수 사용 후 설정시간이 경과하지 않았으면 순환펌프(51,61)를 온(ON) 상태로 유지시키고(S340), 온수 사용 후 설정시간이 경과하였으면 순환펌프(51,61)가 온 상태인지를 판단한다(S350).
이 단계에서 순환펌프(51,61)가 온 상태이면 온수를 사용한 유량이 제1설정값 이상인지를 판단하게 된다(S360). 이때 온수를 사용한 유량이 제1설정값 이상이면 순환펌프(51,61)를 오프시키고(S370), 온수를 사용한 유량이 제1설정값 이상이 아니면 순환펌프(51,61)를 온시킨다(S380). 그런 후 연소 및 온수 온도를 제어하게 된다(S400).
온수 사용 후 설정시간이 경과하였으나 순환펌프(51,61)가 온 상태가 아니면 온수를 사용한 유량이 제2설정값 이상 감소하였는지를 판단하게 된다(S390). 이때 온수를 사용한 유량이 제2설정값 이상 감소하였으면 순환펌프(51,61)를 온시키고(S380), 온수를 사용한 유량이 제2설정값 이상으로 감소하지 않았다면 연소 및 온수 온도를 제어하게 된다(S400).
이와 같은 순환펌프 가동 후 정지, 재가동 모드에서는 사용자가 온수를 사용하는 초기에 온수의 온도 편차를 줄일 수 있으며, 온수를 사용한 유량이 설정값 이 상이 되면 순환펌프를 오프시키고 온수를 사용한 유량이 설정값 이상으로 감소하게 되면 순환펌프를 온시키게 되므로 유량 변동 시 온수의 온도 편차를 줄일 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법에 의하면 온수 사용 유량의 변동이 있는 경우에도 온수의 온도 편차를 줄일 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 온수기 구조를 간략하게 나타낸 도면.
도 3은 온수기 내부에 순환펌프가 설치되어 있지 않은 경우에는 온수기 외부에 유출관과 유입관을 서로 연결하는 바이패스관을 설치하고, 바이패스관 상에 외부순환펌프를 설치한 것을 보인 도면.
도 4는 사용자가 온수의 온도를 설정하는 온수 온도 설정부와 온수기의 관계를 나타낸 블록도.
도 5는 순환펌프 연속 가동모드에서 온수 온도 제어방법을 나타낸 순서도.
도 6은 순환펌프 가동 후 정지모드에서 온수 온도 제어방법을 나타낸 순서도.
도 7은 순환펌프 가동 후 정지, 재가동 모드에서 온수 온도 제어방법을 나타낸 순서도.
** 도면의 주요 부분에 대한 간략한 설명 **
1 : 온수기 10 : 유입관
11 : 직수온도센서 12 : 유량센서
20 : 열교환기 30 : 저장탱크
40 : 유출관 41 : 온수온도센서
45 : 온수배출구 46 : 외부순환관
50,60 : 바이패스관 51 : 내부순환펌프
52,62 : 체크밸브 61 : 외부순환펌프

Claims (7)

  1. 사용자가 온수를 사용하는지를 판단하는 단계;
    순환펌프 가동 모드 중 하나가 선택되었는지를 판단하는 단계;와
    사용자가 온수를 사용하고, 순환펌프 가동 모드 중 하나를 선택하면 직수가 유입되는 유입관과 가열된 온수가 유출되는 유출관을 서로 연결하는 바이패스관에 구비된 순환펌프를 가동하여 유출관 측의 온수를 유입관 측으로 순환시키는 단계;를 포함하는 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 순환펌프 가동 모드는 사용자가 온수를 사용하게 되면 사용자가 온수 사용을 중단할 때까지 상기 순환펌프를 계속하여 가동하는 순환펌프 연속 가동모드를 포함하는 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 순환펌프 가동 모드는 온수를 사용한 유량이 설정값 이상인지를 판단하는 단계;
    온수를 사용한 유량이 설정값 이상이면 순환펌프를 오프(OFF) 시키는 단계; 를 가지는 순환펌프 가동 후 정지모드를 포함하는 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 순환펌프 가동 후 정지모드는
    상기 온수를 사용한 유량이 설정값 이상인지를 판단하기 전 단계에서, 온수 사용 후 설정시간이 경과하였는지를 판단하는 단계;를 더 포함하는 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 순환펌프 가동 모드는 순환펌프가 오프(OFF)된 상태에서 온수를 사용한 유량이 설정값 이상으로 감소되었는지를 판단하는 단계;
    온수를 사용한 유량이 설정값 이상으로 감소되면 순환펌프를 온(ON) 시키는 단계;를 가지는 순환펌프 가동 후 정지, 재가동 모드를 포함하는 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 순환펌프 가동 후 정지, 재가동 모드는 온수를 사용한 유량이 설정값 이상인지를 판단하는 단계;
    온수를 사용한 유량이 설정값 이상이면 순환펌프를 오프(OFF) 시키는 단계;를 더 포함하는 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 순환펌프 가동 후 정지, 재가동 모드는 온수 사용 후 설정시간이 경과하였는지를 판단하는 단계;를 더 포함하는 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법.
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