KR20120076092A - 캐스케이드 시스템과 그 제어방법 및 이를 구성하는 난방전용 보일러 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 난방부하에 따라 멀티 보일러를 구성하는 복수의 보일러 중 일부의 보일러를 선택적으로 가동할 경우에 보일러에서 난방부하 측으로 공급되는 난방수의 유량부족을 간소화된 구조를 통해 해소할 수 있는 캐스케이드 시스템과 그 제어방법 및 이를 구성하는 난방전용 보일러를 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명의 캐스케이드 시스템은, 난방부하에 따라 선택적으로 가동되며, 난방수를 순환시키는 보일러측 펌프와, 상기 펌프에 의해 압송된 난방수에 버너의 연소열을 전달하는 열교환기를 포함하는 복수의 보일러와, 난방수를 순환시키는 난방부하측 펌프를 구비하는 캐스케이드 시스템에 있어서, 상기 복수의 보일러에는 상기 펌프에 의해 압송되어 난방수 환수관을 따라 환수되는 난방수의 유로를 상기 열교환기의 입구 방향 또는 상기 열교환기의 출구에 연결되는 난방수 공급관 방향을 향하도록 택일적으로 전환하는 삼방변이 구비되고, 난방부하에 따라 상기 삼방변의 방향을 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

캐스케이드 시스템과 그 제어방법 및 이를 구성하는 난방전용 보일러{CASCADE SYSTEM AND CONTROL METHOD OF THE CASCADE SYSTEM AND A HEATING BOILER COMPRISING THE CASCADE SYSTEM}
본 발명은 캐스케이드 시스템과 그 제어방법 및 이를 구성하는 난방전용 보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 난방부하에 필요한 열량을 기준으로 복수의 개별 보일러 중에서 선택적으로 보일러를 가동시키되 보일러에서 난방부하 측으로 공급되는 난방수의 유량부족과 압력손실을 방지함으로써 보일러의 연소열이 난방부하 측으로 원활하게 공급될 수 있도록 하는 캐스케이드 시스템과 그 제어방법 및 이를 구성하는 난방전용 보일러에 관한 것이다.
캐스케이드 시스템(Cascade System)은 복수의 소형 보일러를 병렬로 연결하여 대형 보일러의 용량을 갖추고, 난방부하에 필요한 열량만큼 보일러를 선택적으로 가동시킬 수 있도록 구성된 것이다.
이와 같은 캐스케이드 시스템은 대형 보일러를 단독으로 사용하는 경우와 비교하여 소형 보일러를 사용함으로써 협소한 공간에 설치가 가능하고 유지보수 및 관리가 용이한 이점이 있다. 또한 난방부하가 적은 경우에는 일부의 보일러만 가동시키고, 난방부하가 커져 필요한 열량이 증가할 경우에는 추가로 필요한 열량만큼 보일러가 추가로 가동됨으로써 연료비를 절감하여 보일러의 유지비가 적게 드는 이점이 있다.
도 1은 종래 캐스케이드 시스템의 구성도이다.
종래 캐스케이드 시스템은, 멀티 보일러(10, multi-boiler)를 구성하는 복수의 제1 내지 제n 보일러(10-1,10-2,10-n)가 병렬로 배치되고, 개별 보일러(10-1,10-2,10-n)에는 난방수 공급관(21)과 난방수 환수관(22)이 각각 공통으로 연결되어 있으며, 상기 난방수 공급관(21)과 난방수 환수관(22)은 난방부하(50)를 경유하여 순환되도록 연결되어 있다.
상기 개별 보일러(10-1,10-2,10-n)에는 난방수 환수관(22)을 따라 환수되는 난방수를 해당 보일러(10-1,10-2,10-n)로 압송하기 위해 펌프(11-1,11-2,11-n)가 구비되고, 난방부하(50)에도 난방수의 원활한 순환을 위해 펌프(51,52)가 구비되어 있다.
상기 개별 보일러(10-1,10-2,10-n)는 난방부하에 필요한 열량에 따라 선택적으로 가동되며, 난방부하가 적은 경우에는 가동되는 일부의 보일러에만 난방수가 경유하도록 해당 보일러의 펌프만이 가동되고, 가동되지 않는 나머지 보일러의 펌프는 가동되지 않도록 구성되어 있다.
이 경우 난방부하에 필요한 열량이 큰 경우에는 멀티 보일러(10)에서 난방부하(50)로 공급되는 난방수의 유량이 충분하므로 멀티 보일러(10)에서 발생된 연소열을 난방부하(50)로 원활하게 전달할 수 있게 된다.
그러나 난방부하에 필요한 열량이 적은 경우에는 멀티 보일러(10) 중 연소가 이루어지도록 선택된 일부의 보일러와 난방부하(50) 사이에서만 난방수가 순환되고, 연소되지 않는 나머지 보일러에서는 해당 펌프가 가동되지 않아 난방수의 순환이 정지되므로, 멀티 보일러(10)에서 난방부하(50) 측으로 공급되는 난방수의 유량이 부족하게 되고 압력손실이 커지게 되므로 멀티 보일러(10)에서 발생된 연소열이 난방부하(50) 측으로 원활하게 전달되지 못하는 문제점이 있었다.
이러한 난방수 공급유량부족을 해소하기 위하여, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 난방수 공급관(21)과 난방수 환수관(22)에 하이드로 세퍼레이터(Hydro Separator)를 설치하였다.
도 2는 보일러에서 난방부하 측으로 공급되는 난방수 유량이 충분한 경우에 도 1에 도시된 하이드로 세퍼레이터의 작동 상태도, 도 3은 보일러에서 난방부하 측으로 공급되는 난방수 유량이 부족한 경우에 도 1에 도시된 하이드로 세퍼레이터의 작동 상태도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 난방부하(50)에서 요구되는 열량이 충분히 큰 경우에는 멀티 보일러(10)의 개별 보일러(10-1,10-2,10-n)에 구비된 펌프(11-1,11-2,11-n) 중 다수의 펌프가 가동되어 해당 보일러를 순환하는 충분한 유량의 난방수가 난방부하(50) 측으로 공급된다.
이 경우 난방수 공급관(21)을 통해 공급되는 난방수의 유량과 난방수 환수관(22)을 통해 환수되는 난방수의 유량이 동일한 경우에는 하이드로 세퍼레이터(30)의 보일러측 유입구(31)를 통해 유입되는 난방수의 온도(T1) 및 유량(f1)은 난방부하측 배출구(32)를 통해 배출되는 난방수의 온도(T2) 및 유량(f2)과 동일하고, 난방부하측 유입구(34)를 통해 유입되는 난방수의 온도(T4) 및 유량(f4)은 보일러측 배출구(33)를 통해 배출되는 난방수의 온도(T3) 및 유량(f3)과 동일하며, 하이드로 세퍼레이터(30) 내부에서는 공급되는 난방수와 환수되는 난방수 간에 혼합이 이루어지지 않게 된다.
이에 반해, 도 3에 도시된 바와 같이, 난방부하(50)에서 요구되는 열량이 적은 경우에는 멀티 보일러(10)의 개별 보일러(10-1,10-2,10-n)에 구비된 펌프(11-1,11-2,11-n) 중 소수의 펌프만이 가동되어 해당 보일러를 순환하여 난방부하(50) 측으로 공급되는 난방수의 유량이 부족하게 되므로, 하이드로 세퍼레이터(30)의 보일러측 유입구(31)를 통해 유입되는 적은 유량(f1)의 난방수는 난방부하측 유입구(34)를 통해 유입되는 많은 유량(f4)의 난방수 중 일부와 취합되어 난방부하측 배출구(32)를 통해서 충분한 유량(f2)의 난방수가 난방부하(50) 측으로 공급되도록 구성되어 있다.
보일러측 유입구(31)로 유입되는 난방수의 온도(T1)보다 난방부하측 배출구(32)를 통해 배출되는 난방수의 온도(T2)는 난방부하측 유입구(34)를 통해 유입되는 저온(T4)의 난방환수의 혼합에 의해 온도가 감소하게 되지만, 난방부하(50)에 충분한 유량을 공급함으로써 난방부하(50)에 연소열을 전달할 수 있게 된다.
이 경우 난방부하측 배출구(32)를 통해 배출되는 난방수의 온도(T2) 감소에 의해 보일러로 환수되는 난방수의 온도가 일정 온도 이하로 떨어질 경우에 보일러에서 발생하는 연소 가스 응축(flue gas condensation)에 따른 보일러 배관 부식 등의 문제를 해소하기 위하여 하이드로 세퍼레이터(30)의 난방부하측 배출구(32)와 연결되는 난방수 공급관(21)에는 유속 가변용 펌프(40, variable speed injection pump)가 추가적으로 설치된다. 미설명부호 35는 난방수에 포함된 공기를 배출하기 위한 버블 배출구, 36은 난방수에 포함된 이물질을 배출하기 위한 이물질 배출구를 나타낸 것이다.
그러나 이와 같은 종래의 캐스케이드 시스템에서는 난방부하(50)의 소요 열량이 적을 경우에 난방수의 공급유량부족 문제를 해소하고 연소 가스 응축에 따른 보일러의 성능 저하를 방지하기 위하여 난방수의 순환 유로 상에 하이드로 세퍼레이터(30)와 유속 가변용 펌프(40)를 구비해야 하므로 캐스케이드 시스템의 전체 구조가 복잡해지고, 이러한 고가의 부품을 설치하기 위해서는 많은 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 난방부하에 따라 멀티 보일러를 구성하는 복수의 보일러 중 일부의 보일러를 선택적으로 가동할 경우에 보일러에서 난방부하 측으로 공급되는 난방수의 유량부족을 간소화된 구조를 통해 해소할 수 있는 캐스케이드 시스템과 그 제어방법 및 이를 구성하는 난방전용 보일러를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 캐스케이드 시스템은, 난방부하에 따라 선택적으로 가동되며, 난방수를 순환시키는 보일러측 펌프와, 상기 펌프에 의해 압송된 난방수에 버너의 연소열을 전달하는 열교환기를 포함하는 복수의 보일러와, 난방수를 순환시키는 난방부하측 펌프를 구비하는 캐스케이드 시스템에 있어서, 상기 복수의 보일러에는 상기 펌프에 의해 압송되어 난방수 환수관을 따라 환수되는 난방수의 유로를 상기 열교환기의 입구 방향 또는 상기 열교환기의 출구에 연결되는 난방수 공급관 방향을 향하도록 택일적으로 전환하는 삼방변이 구비되고, 난방부하에 따라 상기 삼방변의 방향을 제어하는 제어부를 포함한다.
상기 캐스케이드 시스템의 가동시, 버너의 연소가 이루어지는 보일러에 구비된 펌프와 버너의 연소가 이루어지지 않는 보일러에 구비된 펌프는 모두 가동되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 버너의 연소가 이루어지는 보일러에서는 상기 펌프를 통과한 난방수가 상기 열교환기를 통과하여 난방수 공급관으로 공급되고, 상기 버너의 연소가 이루어지지 않는 보일러에서는 상기 펌프를 통과한 난방수가 상기 열교환기를 통과하지 않고 난방수 공급관으로 직접 공급되도록 상기 삼방변에서 난방수의 유로가 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 열교환기를 통과하여 난방수 공급관으로 공급되는 난방수와, 상기 열교환기를 통과하지 않고 난방수 공급관으로 공급되는 난방수는, 곧바로 난방부하로 공급되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 캐스케이드 시스템의 제어방법은, 난방부하를 설정하는 단계; 상기 설정된 난방부하에 따라 복수의 보일러 중 연소가 이루어질 보일러를 선택하는 단계; 상기 선택된 보일러에서는 펌프를 통과한 난방수가 열교환기를 통과하여 난방수 공급관으로 공급되고, 선택되지 않은 나머지 보일러에서는 펌프를 통과한 난방수가 열교환기를 통과하지 않고 난방수 공급관으로 직접 공급되도록 삼방변을 제어하는 단계; 및 상기 복수의 보일러에 구비된 모든 펌프를 가동하고, 상기 선택된 보일러의 열교환기에 구비된 버너를 연소시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 캐스케이드 시스템을 구성하는 난방전용 보일러는, 난방수를 순환시키는 펌프; 상기 펌프에 의해 압송된 난방수에 버너의 연소열을 전달하는 열교환기; 및 상기 펌프에 의해 압송되어 난방수 환수관을 따라 환수되는 난방수의 유로를 상기 열교환기의 입구 방향 또는 상기 열교환기의 출구에 연결되는 난방수 공급관 방향을 향하도록 택일적으로 전환하는 삼방변을 포함한다.
본 발명에 의하면, 난방부하에 따라 멀티 보일러를 구성하는 복수의 보일러 중 선택된 보일러에 구비된 버너만을 연소시켜 난방부하에 필요한 열량을 공급하되, 선택된 보일러에 구비된 펌프는 물론 선택되지 않은 나머지 보일러에 구비된 펌프 또한 함께 가동시키고 각 보일러에 구비된 삼방변의 제어를 통해 난방수의 불필요한 우회를 방지하여 압력손실을 최소화함으로써 보일러에서 난방부하로 공급되는 난방수의 유량부족 문제를 해소하고 보일러의 연소열이 난방부하로 원활하게 공급될 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 의하면, 캐스케이드 시스템의 작동시 난방부하와 관계없이 개별 보일러에 구비된 펌프를 모두 가동시켜 난방수를 순환시킴으로써 종래 보일러에서 난방부하로 공급되는 난방수의 유량부족을 해소하기 위해 필요했던 하이드로 세퍼레이터 등 추가 설비가 불필요하게 되므로 캐스케이드 시스템의 전체 구성을 간소화하고 제작 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 캐스케이드 시스템의 구성도,
도 2는 보일러에서 난방부하 측으로 공급되는 난방수 유량이 충분한 경우에 도 1에 도시된 하이드로 세퍼레이터의 작동 상태도,
도 3은 보일러에서 난방부하 측으로 공급되는 난방수 유량이 부족한 경우에 도 1에 도시된 하이드로 세퍼레이터의 작동 상태도,
도 4는 본 발명에 따른 캐스케이드 시스템의 구성도,
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 캐스케이드 시스템의 난방부하에 따른 작동 상태도,
도 7은 본 발명에 따른 캐스케이스 시스템의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 캐스케이드 시스템의 구성도이다.
본 발명에 따른 캐스케이드 시스템은, 멀티 보일러(100)를 구성하는 복수의 제1 내지 제n 보일러(100-1,100-2,100-n)가 병렬로 배치되고, 개별 보일러(100-1,100-2,100-n)에는 난방수 공급관(210)과 난방수 환수관(220)이 각각 공통으로 연결되어 있으며, 상기 난방수 공급관(210)과 난방수 환수관(220)은 난방부하(500)를 경유하여 순환되도록 연결되어 있다.
상기 개별 보일러(100-1,100-2,100-n)에는 난방수 환수관(220)을 따라 환수되는 난방수를 순환시키는 펌프(110-1,110-2,110-n)와, 연료를 연소시켜 연소열을 발생시키는 버너(130-1,130-2,130-n)와, 상기 펌프(110-1,110-2,110-n)에 의해 압송된 난방수에 버너(130-1,130-2,130-n)의 연소열을 전달하기 위한 열교환기(140-1,140-2,140-n)와, 상기 펌프(110-1,110-2,110-n)에 의해 압송되어 난방수 환수관(220)을 따라 환수되는 난방수의 유로를 상기 열교환기(140-1,140-2,140-n)의 입구 방향 또는 상기 열교환기(140-1,140-2,140-n)의 출구에 연결되는 난방수 공급관(210) 방향으로 난방수의 유로를 택일적으로 전환하는 삼방변(120-1,120-2,120-n)이 구비되어 있다.
상기 난방부하(500)에 난방수의 원활한 순환을 위해 펌프(510,520)가 구비되어 있는 이외에, 상기 멀티 보일러(100)와 난방부하(500) 사이에 난방수의 유로를 형성하는 난방수 공급관(210)과 난방수 환수관(220)에는 종래기술에서와 같은 공급유량부족 해소를 위한 하이드로 세퍼레이터나 유속 가변용 펌프를 포함하지 않는다.
그리고 난방부하(500)의 소요 열량을 설정하기 위한 난방부하 설정부(300)와, 상기 난방부하 설정부(300)에서 설정된 열량에 따라 개별 보일러(100-1,100-2,100-n)에 구비된 삼방변(120-1,120-2,120-n)의 유로 형성 방향과 버너(130-1,130-2,130-n)의 연소 여부를 제어하기 위한 제어부(400)를 포함한다.
상기 캐스케이드 시스템의 작동시, 개별 보일러(100-1,100-2,100-n)는 난방부하 설정부(300)에서 설정된 난방부하(500)의 소요 열량에 따라 일부 또는 전부의 보일러에서 선택적으로 버너(130-1,130-2,130-n)의 연소가 이루어지도록 구성되는데, 모든 개별 보일러(100-1,100-2,100-n)에 구비된 펌프(110-1,110-2,110-n)는 각 보일러의 연소 여부와 관계없이 모두 가동된다.
이에 반해 개별 보일러(100-1,100-2,100-n)에 구비된 삼방변(120-1,120-2,120-n)은, 연소가 이루어지는 보일러의 경우 해당 펌프를 통과한 난방수가 열교환기를 통과하여 난방수 공급관(210)으로 공급되도록 방향 제어되고, 연소가 이루어지지 않는 보일러에서는 해당 펌프를 통과한 난방수가 열교환기를 통과하지 않고 바이패스되어 난방수 공급관(210)으로 직접 공급되도록 방향 제어된다.
도 5와 도 6은 본 발명에 따른 캐스케이드 시스템의 난방부하에 따른 작동 상태도이다.
도 5는 난방부하의 열량이 적은 경우, 일례로 제1 보일러(100-1)만 가동되는 상태를 나타낸 것으로, 제1 보일러(100-1)의 펌프(110-1)를 통해 압송된 난방수는 삼방변(120-1)에서 열교환기(140-1)의 입구를 향해 개방된 유로를 따라 열교환기(140-1)를 경유하면서 연소열을 전달받아 가열된 후에 열교환기(140-1)의 출구에 연결된 난방수 공급관(210)을 통해 난방부하(500)로 공급된다.
이때 제1 보일러(100-1)를 제외한 나머지 보일러(100-2,100-n)의 펌프(110-2,110-n)를 통해 압송된 난방수는 삼방변(120-2,120-n)에서 난방수 공급관(210)을 향해 개방된 유로를 따라 흐르게 되어 열교환기(140-2,140-n)를 통과하지 않고 직접 난방수 공급관(210)을 통해 난방부하(500)로 공급된다.
이 경우 연소가 이루어지지 않는 보일러(100-2,100-n)에서는 난방수가 불필요하게 열교환기(140-2,140-n)를 통과하지 않도록 삼방변(120-2,120-n)에서 난방수의 유로를 제어함으로써 난방수의 압력손실과 열손실을 방지할 수 있다.
또한 이와 같이 난방부하(500)의 열량이 적은 경우라도, 개별 보일러(100-1,100-2,100-n)에 구비된 펌프(110-1,110-2,110-n)는 보일러의 연소 여부와 관계없이 모두 가동되는 것으로 구성함으로써, 연소가 이루어지는 보일러 뿐만 아니라 연소가 이루어지지 않는 보일러에서도 난방수가 순환되어 난방수 공급관(210)을 통해 난방부하(500)로 공급되므로 연소열을 전달하기 위한 난방수의 공급유량부족의 문제는 전혀 발생되지 않는다.
이에 따라 본 발명에서는 종래기술에서와 같이 난방부하가 적은 경우에 연소가 이루어지도록 선택된 일부의 보일러에 구비된 펌프만 가동되어 난방수의 공급유량이 부족해지는 문제를 해결하기 위하여 보일러 측과 난방부하 측 사이의 난방수 유로 상에 하이드로 세퍼레이터와 유속 가변용 펌프와 같은 설비가 불필요하며, 상대적으로 구조가 간단한 삼방변(120-1,120-2,120-n)의 제어 및 펌프(110-1,110-2,110-n) 가동에 의해 난방수 공급유량부족을 해소할 수 있게 된다.
도 6은 난방부하의 열량이 큰 경우, 일례로 개별 보일러(100-1,100-2,100-n) 전체가 가동되는 상태를 나타낸 것으로, 모든 삼방변(120-1,120-2,120-n)이 열교환기(140-1,140-2,140-n)의 입구측으로 개방되어 각 펌프(110-1,110-2,110-n)에 의해 압송된 난방수가 열교환기(140-1,140-2,140-n)를 통과하면서 가열된 후에 난방수 공급관(210)으로 공급되는 상태를 나타낸 것이며, 이 경우에도 도 5에서와 마찬가지로 난방수 공급부족과 압력손실의 문제는 발생되지 않으며, 보일러의 연소열을 난방부하(500)로 원활하게 공급하여 난방부하(500)의 소요 열량을 충족하게 된다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 캐스케이드 시스템의 제어방법을 설명한다. 도 7은 본 발명에 따른 캐스케이스 시스템의 제어방법을 보여주는 순서도이다.
먼저, 사용자가 난방부하 설정부(300)에서 소요 열량을 설정하게 되면(S 10), 제어부(400)에서는 설정된 난방부하에 따라 복수의 개별 보일러(100-1,100-2,100-n) 중 연소가 이루어질 보일러를 선택하게 된다(S 20).
이때 제어부(400)는 선택된 보일러에 구비된 삼방변은 열교환기의 입구를 향하여 개방되도록 제어하고, 나머지 보일러에 구비된 삼방변은 열교환기의 출구에 연결된 난방수 공급관(210)을 향해 개방되도록 제어하게 된다(S 30).
상기 개별 보일러(100-1,100-2,100-n) 별로 삼방변(120-1,120-2,120-n)의 유로 방향이 제어된 후에는 개별 보일러(100-1,100-2,100-n)에 구비된 모든 펌프(110-1,110-2,110-n)를 가동시킨 상태에서 선택된 보일러의 열교환기에 구비된 버너를 연소시켜 난방부하와 난방수의 공급유량을 고려하여 산출된 연소열을 발생시키고, 버너의 연소열을 해당 열교환기를 경유하는 난방수에 전달하여 난방부하 측으로 공급함으로써 소요 열량에 따른 난방이 이루어지게 된다(S 40).
상기와 같이 본 발명에서는 난방부하(500)의 열량에 따라 멀티 보일러(100)에서 선택적인 연소 및 열교환이 이루어짐과 동시에 개별 보일러(100-1,100-2,100-n)에 구비된 펌프(110-1,110-2,110-n)는 모두 가동하게 되므로 캐스케이드 시스템의 구성을 간소화하면서도 난방수의 공급유량부족과 압력손실을 해소함으로써 보일러의 연소열을 난방부하 측으로 원활히 공급하여 난방 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
10,100 : 멀티 보일러
10-1,10-2,10-n,100-1,100-2,100-n : 개별 보일러
11-1,11-2,11-3,110-1,110-2,110-n : 펌프
21,210 : 난방수 공급관 22,220 : 난방수 환수관
30 : 하이드로 세퍼레이터 31 : 보일러측 유입구
32 : 난방부하측 유출구 33 : 보일러측 유출구
34 : 난방부하측 유입구 35 : 버블 배출구
36 : 이물질 배출구 40 : 유속 가변용 펌프
50,500 : 난방부하 51,52,510,520 : 펌프
120-1,120-2,120-n : 삼방변 130-1,130-2,130-n : 버너
140-1,140-2,140-n : 열교환기 300 : 난방부하 설정부
400 : 제어부

Claims (6)

  1. 난방부하에 따라 선택적으로 가동되며, 난방수를 순환시키는 보일러측 펌프와, 상기 펌프에 의해 압송된 난방수에 버너의 연소열을 전달하는 열교환기를 포함하는 복수의 보일러와, 난방수를 순환시키는 난방부하측 펌프를 구비하는 캐스케이드 시스템에 있어서,
    상기 복수의 보일러에는 상기 펌프에 의해 압송되어 난방수 환수관을 따라 환수되는 난방수의 유로를 상기 열교환기의 입구 방향 또는 상기 열교환기의 출구에 연결되는 난방수 공급관 방향을 향하도록 택일적으로 전환하는 삼방변이 구비되고,
    난방부하에 따라 상기 삼방변의 방향을 제어하는 제어부를 포함하는 캐스케이드 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 캐스케이드 시스템의 가동시, 버너의 연소가 이루어지는 보일러에 구비된 펌프와 버너의 연소가 이루어지지 않는 보일러에 구비된 펌프는 모두 가동되는 것을 특징으로 하는 캐스케이드 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 버너의 연소가 이루어지는 보일러에서는 상기 펌프를 통과한 난방수가 상기 열교환기를 통과하여 난방수 공급관으로 공급되고, 상기 버너의 연소가 이루어지지 않는 보일러에서는 상기 펌프를 통과한 난방수가 상기 열교환기를 통과하지 않고 난방수 공급관으로 직접 공급되도록 상기 삼방변에서 난방수의 유로가 제어되는 것을 특징으로 하는 캐스케이드 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 열교환기를 통과하여 난방수 공급관으로 공급되는 난방수와, 상기 열교환기를 통과하지 않고 난방수 공급관으로 공급되는 난방수는, 곧바로 난방부하로 공급되는 것을 특징으로 하는 캐스케이드 시스템.
  5. 난방부하에 따라 선택적으로 가동되며, 난방수를 순환시키는 보일러측 펌프와, 상기 펌프에 의해 압송된 난방수에 버너의 연소열을 전달하는 열교환기를 포함하는 복수의 보일러와, 난방수를 순환시키는 난방부하측 펌프를 구비하는 캐스케이드 시스템의 제어방법에 있어서,
    난방부하를 설정하는 단계;
    상기 설정된 난방부하에 따라 복수의 보일러 중 연소가 이루어질 보일러를 선택하는 단계;
    상기 선택된 보일러에서는 펌프를 통과한 난방수가 열교환기를 통과하여 난방수 공급관으로 공급되고, 선택되지 않은 나머지 보일러에서는 펌프를 통과한 난방수가 열교환기를 통과하지 않고 난방수 공급관으로 직접 공급되도록 삼방변을 제어하는 단계; 및
    상기 복수의 보일러에 구비된 모든 펌프를 가동하고, 상기 선택된 보일러의 열교환기에 구비된 버너를 연소시키는 단계;
    를 포함하는 캐스케이드 시스템의 제어방법.
  6. 복수로 구비되고 난방부하에 따라 선택적으로 가동되는 캐스케이드 시스템을 구성하는 난방전용 보일러에 있어서,
    난방수를 순환시키는 펌프;
    상기 펌프에 의해 압송된 난방수에 버너의 연소열을 전달하는 열교환기; 및
    상기 펌프에 의해 압송되어 난방수 환수관을 따라 환수되는 난방수의 유로를 상기 열교환기의 입구 방향 또는 상기 열교환기의 출구에 연결되는 난방수 공급관 방향을 향하도록 택일적으로 전환하는 삼방변;
    을 포함하는 캐스케이드 시스템을 구성하는 난방전용 보일러.



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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101403983B1 (ko) * 2012-08-16 2014-06-10 주식회사 경동나비엔 서브 보일러 모듈로 구성된 보일러
KR101433084B1 (ko) * 2013-05-24 2014-08-25 주식회사 경동원 캐스케이드 보일러 시스템의 제어방법
KR20160038606A (ko) 2014-09-30 2016-04-07 린나이코리아 주식회사 대기 대수 조정가능 캐스케이드 시스템 및 그 제어 방법
KR20170002907A (ko) 2015-06-30 2017-01-09 린나이코리아 주식회사 온수생성모듈의 제어 시스템 및 방법
KR101701949B1 (ko) * 2015-10-20 2017-02-02 린나이코리아 주식회사 보일러의 캐스케이드 제어 시스템 및 방법
RU2610164C1 (ru) * 2015-12-09 2017-02-08 Николай Артёмович Седых Тепловая ветроэнергетическая установка
WO2018111017A1 (ko) * 2016-12-16 2018-06-21 주식회사 경동원 캐스케이드 히팅 시스템 제어 방법

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101976649B1 (ko) 2017-11-30 2019-05-10 린나이코리아 주식회사 캐스케이드 시스템에서의 온도측정장치 고장시 난방운전 제어방법
CN111121149B (zh) * 2018-10-30 2021-07-20 湖南长能热工技术有限公司 燃气模块机组智能控制系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3117955B2 (ja) * 1998-07-21 2000-12-18 東京瓦斯株式会社 給湯装置
JP3818810B2 (ja) * 1999-11-30 2006-09-06 株式会社コロナ 複数台設置した温水ボイラによる温水循環装置
JP2005098628A (ja) 2003-09-25 2005-04-14 Tokyu Community Corp 熱源水供給システム
JP4383238B2 (ja) * 2004-04-28 2009-12-16 東芝機器株式会社 給湯装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101403983B1 (ko) * 2012-08-16 2014-06-10 주식회사 경동나비엔 서브 보일러 모듈로 구성된 보일러
KR101433084B1 (ko) * 2013-05-24 2014-08-25 주식회사 경동원 캐스케이드 보일러 시스템의 제어방법
KR20160038606A (ko) 2014-09-30 2016-04-07 린나이코리아 주식회사 대기 대수 조정가능 캐스케이드 시스템 및 그 제어 방법
KR20170002907A (ko) 2015-06-30 2017-01-09 린나이코리아 주식회사 온수생성모듈의 제어 시스템 및 방법
KR101701949B1 (ko) * 2015-10-20 2017-02-02 린나이코리아 주식회사 보일러의 캐스케이드 제어 시스템 및 방법
RU2610164C1 (ru) * 2015-12-09 2017-02-08 Николай Артёмович Седых Тепловая ветроэнергетическая установка
WO2018111017A1 (ko) * 2016-12-16 2018-06-21 주식회사 경동원 캐스케이드 히팅 시스템 제어 방법

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