KR20160036131A - 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치 및 제어방법 - Google Patents

중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치 및 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 난방과 온수의 동시 사용이 가능한 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치 및 제어방법으로서, 난방수를 난방소요처(102)로 공급하기 위한 난방수 공급관(110); 상기 난방소요처(102)에서 열교환이 이루어진 난방수를 열원공급부(101)로 환수시키기 위한 난방 환수관(120); 상기 난방수를 급탕열교환기(310)로 공급하기 위한 급탕용 공급관(130); 상기 급탕열교환기(310)에서 직수와 열교환이 이루어진 난방수를 상기 난방 환수관(120)으로 유동시키기 위한 급탕용 환수관(140); 직수 공급관(150)을 통해 공급된 직수가 상기 급탕열교환기(310)에서 상기 급탕용 공급관(130)을 통해 공급된 난방수와 열교환이 이루어진 후 사용자에게 공급되도록 하기 위한 온수 공급관(160); 상기 난방수 공급관(110)을 통해 상기 난방소요처(102)로 공급되는 난방수의 유량을 조절하기 위한 난방측 유량조절밸브(230); 상기 급탕용 공급관(130)을 통해 상기 급탕열교환기(310)로 공급되는 난방수의 유량을 조절하기 위한 온수측 유량조절밸브(240); 난방 가동 중 온수 사용시, 상기 난방수 공급관(110)을 통해 공급되는 전체 공급 열량에서 상기 급탕열교환기(310)에서 열교환되는 온수 사용 열량을 제외한 나머지 열량인 난방 공급 열량을 상기 난방 소요처(102)에 공급하도록 상기 난방측 유량조절밸브(230)와 온수측 유량조절밸브(240)의 개도를 제어하는 제어부로 이루어진다.

Description

중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치 및 제어방법{HEATING AND HOT WATER SUPPLY APPARATUS AND CONTROL METHOD FOR CENTRAL HEATING SYSTEM AND DISTRICT HEATING SYSTEM}
본 발명은 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치 및 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난방과 온수를 동시에 공급할 수 있는 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치 및 제어방법에 관한 것이다.
최근의 대단지 아파트나 중대규모 빌딩은 개별난방과 개별 급탕 공급 방식이 아닌 단지 전체를 위한 공동의 난방시설을 설치하여 공동의 배관망을 통하여 각 세대 혹은 각 층에 난방온수를 공급하고 있으며, 급탕은 공급된 온수와 급수의 열교환을 통하여 급수를 필요로 하는 적절한 온도로 가열한 이후 배관망을 통하여 각 세대 혹은 각 층에 공급하는 중앙난방 또는 지역난방방식으로 시스템이 구축되고 있다.
이러한 중앙난방 및 지역난방방식은 많은 수요처를 비교적 효율이 높은 열원기기를 사용하고 전문적 기술을 갖춘 관리자로 하여 관리토록 함으로써, 개별방식에 비하여 기기의 경년에 따른 효율감소에 적극 대응이 가능하고, 동시 사용률 적용으로 전체 기기용량을 축소하고 화력 등을 한곳에 모아 화재와 같은 응급상황에 대응이 용이한 장점을 갖고 있다.
기존의 중앙난방 및 지역난방을 위해 각 개별세대에 연결되는 배관구조는 4배관식으로 구성되어 있다. 즉, 열원으로부터 난방을 위한 난방수를 공급하기 위한 난방수 공급관, 상기 난방수가 개별세대에서 열교환이 이루어진 후 냉각된 난방환수가 배출되는 난방 환수관, 열원으로부터 급탕을 위한 난방수를 공급하기 위한 급탕용 난방수 공급관, 상기 급탕용 난방수 공급관을 통해 난방수와 직수와의 열교환이 이루어진 후 냉각된 난방수가 배출되는 급탕용 난방 환수관이 구비되어, 개별세대에 난방 및 온수 공급을 위한 난방수의 공급이 이루어졌다.
그러나 이러한 4배관식은 난방과 온수의 동시 사용이 가능한 반면, 유지 보수 및 신규 설치 시 많은 비용이 발생하게 되어, 최근에는 열원으로부터 난방수의 공급 및 환수가 이루어지도록 하는 난방수 공급관과 난방 환수관의 2배관으로 이루어지는 2배관식 난방 온수 공급장치를 사용하는 추세이다.
이러한 2배관식 난방 온수 공급장치를 일례로, 대한민국 실용신안등록 제20-471736호가 개시되어 있다.
도 1은 대한민국 실용신안등록 제20-471736호에 개시된 난방 온수 공급장치를 보여주는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 난방 온수 공급 장치는, 난방수가 공급되는 난방수 배관(1)의 일측에 온수의 공급을 위해 마련되며, 세대별로 갖춰지는 열교환기(11); 상기 난방수 배관(1)의 라인 상에 마련되어 상기 열교환기(11)로의 난방수 공급을 선택하는 삼방 밸브(6); 상기 열교환기(11)에 연결되고 온수가 출탕되는 온수 출탕 배관(17); 상기 온수 출탕 배관(17)과 이웃된 위치에서 상기 열교환기(11)에 연결되며, 내부로 직수가 공급되는 직수 배관(18); 상기 온수 출탕 배관(17)과 상기 직수 배관(18)이 연결되는 교차점에 배치되어 직수에 온수를 믹싱하는 온수 믹싱용 밸브(13); 상기 직수 배관(18)의 라인 상에 마련되어 상기 직수 배관(18)을 따라 유동되는 직수의 유량을 감지하는 유량 감지기(14); 상기 열교환기(11)와 연결되는 난방수 공급 분배기(5); 상기 난방수가 환수되는 난방수 환수관(2) 측에 연결되며, 다수의 연결라인(7)에 의해 상기 난방수 공급 분배기(5)와 연결되는 난방수 환수 분배기(9); 상기 난방수 공급 분배기(5)와 상기 난방수 환수 분배기(9) 사이에 배치되어 온수를 바이패스시키는 온수 바이패스용 밸브(10); 및 온수 사용 시 상기 유량 감지기(14)에서 감지된 정보에 기초하여 상기 삼방 밸브(6), 상기 온수 믹싱용 밸브(13) 및 상기 온수 바이패스용 밸브(10)의 동작을 컨트롤하는 컨트롤러(19)로 이루어진다.
이와 같은 종래의 2배관식 난방 온수 공급 장치에 의하면, 난방과 온수의 동시 사용이 제한되는 문제점이 발생한다. 즉, 난방수 배관(1)의 라인 상에 삼방 밸브(6)가 구비되어 있어 난방수 배관(1)을 통해 공급된 난방수를 열교환기(11)와 난방수공급분배기(5) 중 어느 하나의 방향으로만 공급하도록 되어 있어 난방 가동 중에 온수 사용시 난방의 가동이 멈추게 되는 문제점이 발생한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 난방과 온수의 동시 사용이 가능한 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치 및 제어방법을 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 난방과 온수의 동시 사용시 난방소요처와 급탕열교환기 측으로 난방수를 분배하는 비율을 최적화시켜 온수 사용자의 요구 온도를 충족시키면서도 난방 가동의 중단을 방지할 수 있는 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치 및 제어방법을 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치는, 열원공급부(101)로부터 공급된 난방수를 난방소요처(102)로 공급하기 위한 난방수 공급관(110); 상기 난방소요처(102)에서 열교환이 이루어진 난방수를 상기 열원공급부(101)로 환수시키기 위한 난방 환수관(120); 상기 난방수 공급관(110) 상에서 분기되어 상기 난방수를 급탕열교환기(310)로 공급하기 위한 급탕용 공급관(130); 상기 급탕열교환기(310)에서 직수와 열교환이 이루어진 난방수를 상기 난방 환수관(120)으로 유동시키기 위한 급탕용 환수관(140); 내부로 직수가 유입되는 직수 공급관(150); 상기 직수 공급관(150)을 통해 공급된 직수가 상기 급탕열교환기(310)에서 상기 급탕용 공급관(130)을 통해 공급된 난방수와 열교환이 이루어진 후 사용자에게 공급되도록 하기 위한 온수 공급관(160); 상기 난방수 공급관(110)을 통해 상기 난방소요처(102)로 공급되는 난방수의 유량을 조절하기 위한 난방측 유량조절밸브(230); 상기 급탕용 공급관(130)을 통해 상기 급탕열교환기(310)로 공급되는 난방수의 유량을 조절하기 위한 온수측 유량조절밸브(240); 난방 가동 중 온수 사용시, 상기 난방수 공급관(110)을 통해 공급되는 전체 공급 열량에서 상기 급탕열교환기(310)에서 열교환되는 온수 사용 열량을 제외한 나머지 열량인 난방 공급 열량을 상기 난방 소요처(102)에 공급하도록 상기 난방측 유량조절밸브(230)와 온수측 유량조절밸브(240)의 개도를 제어하는 제어부로 이루어진다.
상기 직수의 유량을 감지하기 위한 유량센서(270)와 상기 직수의 온도를 측정하기 위한 직수 온도 센서(250)와 상기 온수 공급관(160)을 통해 배출되는 온수의 온도를 측정하기 위한 온수 온도 센서(260)를 더 포함하고; 상기 제어부는, 상기 직수의 유량, 직수의 온도, 온수의 온도로부터 상기 온수 사용 열량을 연산하는 것으로 이루어진다.
상기 제어부는, 난방 가동시, 사용자가 설정하는 난방 온도 조절기의 설정온도에 따라 상기 난방측 유량조절밸브(230)의 개도를 조절하고; 난방 가동 중 온수 사용시, 상기 유량센서(270)에서 직수의 흐름을 감지하면 상기 난방측 유량조절밸브(230)를 폐쇄함과 동시에 상기 온수측 유량조절밸브(240)를 개방하여 사용자의 온수 설정 온도에 맞춰 개도를 조절하고, 상기 난방 공급 열량이 상기 난방소요처(102)로 공급되도록 상기 난방측 유량조절밸브(230)의 개도를 조절하는 것으로 이루어진다.
상기 난방수 공급관(110)을 유동하는 난방수의 온도를 측정하기 위한 난방 공급 온도 센서(210)와 상기 급탕용 환수관(140)을 유동하는 난방수의 온도를 측정하기 위한 급탕측 환수 온도 센서(220)를 더 포함하고; 상기 제어부는, 난방 가동 중 온수 사용시, 상기 급탕열교환기(310) 측으로 공급되는 급탕 공급 유량을 상기 온수 사용 열량에 대응하는 유량으로 하고, 상기 전체 공급 열량에 대응하는 전체 공급 유량에서 상기 급탕 공급 유량을 뺀 나머지 난방 공급 유량이 상기 난방소요처(102)로 공급되도록 상기 난방측 유량조절밸브(230)의 개도를 조절하는 것으로 이루어진다.
본 발명의 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치의 제어방법은, a) 난방수 공급관(110)을 통해 난방소요처(102)로 공급되는 난방수의 유량을 조절하기 위한 난방측 유량조절밸브(230)를 개방하고, 급탕용 공급관(130)을 통해 급탕열교환기(310)로 공급되는 난방수의 유량을 조절하기 위한 온수측 유량조절밸브(240)를 폐쇄한 상태에서 난방 가동이 이루어지는 단계; b) 난방 가동 중 사용자의 온수 요구가 있는지 여부를 판단하는 단계; c) 사용자의 온수 요구가 있는 경우 상기 난방측 유량조절밸브(230)를 폐쇄하고, 상기 온수측 유량조절밸브(240)를 개방하되, 사용자가 설정한 온수 온도를 맞추기 위해 상기 온수측 유량조절밸브(240)의 개도를 조절하는 단계; d) 상기 온수측 유량조절밸브(240)의 개도가 조절된 상태에서 상기 급탕열교환기(310)에서 상기 직수에 공급되는 온수 사용 열량을 연산하는 단계; e) 상기 난방수 공급관(110)을 통해 공급되는 전체 공급 열량에서 상기 온수 사용 열량을 제외한 나머지인 난방 공급 열량을 상기 난방소요처(102)에 공급하도록 상기 난방측 유량조절밸브(230)의 개도를 조절하는 단계로 이루어진다.
상기 d)단계의 온수 사용 열량은, 유량센서(270)에서 측정된 직수의 유량과, 직수 온도 센서(250)에서 측정된 직수 온도와 온수 온도 센서(260)에서 측정된 온수 온도의 차이인 온수 온도차로부터 연산되는 것으로 이루어진다.
상기 연산된 온수 사용 열량을, 상기 급탕용 공급관(130)을 통해 급탕열교환기(310) 측으로 공급되는 난방수의 급탕 공급 열량으로 하고; 상기 e)단계의 난방 공급 열량은, 상기 전체 공급 열량에서 상기 급탕 공급 열량을 뺀 열량인 것으로 이루어진다.
상기 급탕 공급 열량에 대응하는 급탕 공급 유량은, 상기 난방수 공급관(110) 상에 구비된 난방 공급 온도 센서(210)에서 측정된 난방수의 온도와, 상기 급탕용 환수관(140) 상에 구비된 급탕측 환수 온도 센서(220)에서 측정된 난방수의 온도와, 상기 온수 사용 열량으로부터 연산하고; 상기 전체 공급 열량에 대응하는 전체 공급 유량에서 상기 급탕 공급 유량을 뺀 나머지인 난방 공급 유량만큼 상기 난방소요처(102)로 공급되도록 상기 난방측 유량조절밸브(230)의 개도를 조절하는 것으로 이루어진다.
본 발명에 의하면, 난방 가동 중에 온수를 사용하더라도 난방 가동의 중단 없이 온수를 사용할 수 있어 사용자 편의성을 향상시킬 수 있다.
또한 난방과 온수의 동시 사용시에 난방용 난방수와 급탕용 난방수의 공급량을 최적화하여 사용자가 설정한 온수 온도를 유지하면서도 난방 가동을 유지할 수 있다.
도 1은 대한민국 실용신안등록 제20-471736호에 개시된 난방 온수 공급장치를 보여주는 도면
도 2는 본 발명에 의한 난방 온수 공급 장치를 보여주는 구성도
도 3은 본 발명의 난방 온수 공급 장치에 의한 제어방법을 보여주는 흐름도
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 의한 난방 온수 공급 장치를 보여주는 구성도이다.
본 발명의 난방 온수 공급 장치(100)는, 열원공급부(101)로부터 공급된 난방수를 난방소요처(102)로 공급하기 위한 난방수 공급관(110), 상기 난방소요처(102)에서 열교환이 이루어진 난방수를 상기 열원공급부(101)로 환수시키기 위한 난방 환수관(120), 상기 난방수 공급관(110) 상에서 분기되어 상기 난방수를 급탕열교환기(310)로 공급하기 위한 급탕용 공급관(130), 상기 급탕열교환기(310)에서 직수와 열교환이 이루어진 난방수를 상기 난방 환수관(120)으로 유동시키기 위한 급탕용 환수관(140), 내부로 직수가 유입되는 직수 공급관(150), 상기 직수 공급관(150)을 통해 공급된 직수가 상기 급탕열교환기(310)에서 상기 급탕용 공급관(130)을 통해 공급된 난방수와 열교환이 이루어진 후 사용자에게 공급되도록 하기 위한 온수 공급관(160), 상기 난방수 공급관(110)을 통해 상기 난방소요처(102)로 공급되는 난방수의 유량을 조절하기 위한 난방측 유량조절밸브(230), 상기 급탕용 공급관(130)을 통해 상기 급탕열교환기(310)로 공급되는 난방수의 유량을 조절하기 위한 온수측 유량조절밸브(240), 상기 난방측 유량조절밸브(230)와 온수측 유량조절밸브(240)의 개도를 조절하는 제어부(미도시)로 이루어진다.
상기 난방수 공급관(110)은 열원공급부(101)와 난방소요처(102) 사이를 연결하는 배관으로서, 열원공급부(101)로부터 공급된 높은 온도의 난방수를 난방소요처(102)에 공급하도록 구비된다.
상기 난방소요처(102)는 개별세대에서 난방이 요구되는 방 또는 거실이 될 수 있으며, 상기 난방소요처(102)로 공급된 난방수는 열교환이 이루어져 온도가 낮아진 상태로 상기 난방 환수관(120)을 통해 열원공급부(101)로 순환이 이루어진다.
상기 급탕열교환기(310)는 사용자의 온수 요구가 있는 경우, 상기 난방수 공급관(110)을 통해 공급된 난방수와 직수와의 열교환이 이루어져 사용자에게 온수를 공급하기 위한 것이다.
상기 급탕용 공급관(130)은 상기 난방수 공급관(110)을 통해 공급된 난방수를 상기 급탕열교환기(310)로 공급할 수 있도록 난방수 공급관(110)과 급탕열교환기(310) 사이를 연결하도록 구성된다.
상기 급탕용 환수관(140)은 급탕열교환기(310)와 난방 환수관(120) 사이를 연결하는 것으로서, 상기 급탕용 공급관(130)을 통해 급탕열교환기(310)로 공급된 난방수는 상기 급탕열교환기(310)에서 직수와 열교환이 이루어져 온도가 낮아진 상태로 상기 급탕용 환수관(140)을 통해 난방 환수관(120)으로 유동한다.
상기 온수측 유량조절밸브(240)는, 상기 급탕용 공급관(130) 상에 구비되어, 난방 가동 중에는 폐쇄되어 급탕열교환기(310) 측으로 난방수의 공급을 차단시키고, 사용자의 온수 요구가 있는 경우 개방되어 급탕열교환기(310) 측으로 난방수를 공급하게 된다.
상기 난방측 유량조절밸브(230)는, 상기 난방수 공급관(110) 상에 구비되어, 사용자가 설정하는 난방 온도 조절기(미도시)의 설정온도에 따라 개도가 조절되는데, 난방 가동 중에는 개방되어 난방소요처(102)로 난방수가 공급되도록 하고, 사용자의 온수 요구가 있는 경우 폐쇄되어 난방수를 급탕열교환기(310) 측으로 공급되도록 하거나 상기 온수측 유량조절밸브(240)와 함께 개방되어 난방과 온수의 동시 사용이 가능하도록 한다.
상기 직수 공급관(150)은 사용자의 온수 요구가 있는 경우 그 내부로 직수가 유입되는데, 상기 직수 공급관(150) 상에 구비된 유량센서(270)에 의해 직수 유입을 감지하여 온수 공급이 이루어진다.
상기 유량센서(270)는 직수의 유량값을 측정할 수 있는 것으로서, 직수의 흐름에 의해 회전하는 임펠러가 내부에 구비되고, 상기 회전하는 임펠러의 회전수를 감지하여 유량을 연산할 수 있는데, 사용자의 온수 요구에 의해 직수가 유입되어 유량이 일정값에 도달하면 사용자의 온수 사용이 시작되었음을 감지하게 된다.
난방 가동 중 온수를 동시 사용하는 경우 온수 사용 열량을 연산하기 위하여 직수가 유입되는 유량을 감지하여 그 측정된 유량값을 제어부에 전달하도록 되어 있다.
상기 온수 공급관(160)은 공급된 직수가 상기 급탕열교환기(310)에서 열교환이 이루어져 온도가 상승된 온수를 사용자에게 공급하기 위한 것이다.
상기 직수 공급관(150) 상에는 직수의 온도를 측정하기 위한 직수 온도 센서(250)가 구비되고, 상기 온수 공급관(160) 상에는 사용자에게 배출되는 온수의 온도를 측정하기 위한 온수 온도 센서(260)가 구비된다.
이와 같이 유량센서(270)와 직수 온도 센서(250)와 온수 온도 센서(260)가 구비됨으로써, 온수 사용 열량을 제어부(미도시)에서 연산할 수 있다. 즉, 온수 사용 열량은 급탕열교환기(310)에서 열교환이 이루어지는 열량이고, 이러한 열량은 직수와 온수 사이의 온도차, 직수의 유량에 비례한다. 따라서 유량센서(270)에서 측정된 유량, 직수 온도 센서(250)에서 측정된 직수 온도, 온수 온도 센서(260)에서 측정된 온수 온도로부터 제어부는 온수 사용 열량을 연산할 수 있다.
한편, 상기 난방수 공급관(110) 상에는 열원공급부(101)로부터 공급되는 난방수의 온도를 측정하기 위한 난방 공급 온도 센서(210)가 구비되고, 상기 급탕용 환수관(140) 상에는 상기 급탕열교환기(310)에서 열교환이 이루어진 난방수의 온도를 측정하기 위한 급탕측 환수 온도 센서(220)가 구비된다.
상기 난방 공급 온도 센서(210)와 급탕측 환수 온도 센서(220)는 온수 사용 시 상기 급탕열교환기(310)를 통과하는 난방수의 유량(이하 '급탕 공급 유량')을 연산하여 급탕열교환기(310)로 공급되는 열량(이하 '급탕 공급 열량')을 연산하기 위한 것이다.
즉, 상기에서 연산된 온수 사용 열량은 열원공급부(101)에서 급탕열교환기(310)로 공급되는 급탕 공급 열량과 동일하다고 볼 수 있다. 이 경우 상기 온수 사용 열량은 급탕 공급 유량, 난방 공급 온도 센서(210)에서 측정된 난방수의 온도와 급탕측 환수 온도 센서(220)에서 측정된 난방수의 온도 차이(이하 '난방수 온도차')에 비례하게 된다. 또한 열원공급부(101)로부터 개별세대에 공급되는 전체 난방수의 유량(이하 '전체 공급 유량')은 일정하게 설정되어 있다.
난방 가동 중 사용자가 온수를 사용하게 되면, 난방과 온수를 동시에 사용하기 위해 난방소요처(102)와 급탕열교환기(310)로 각각 공급되는 난방수의 유량을 분배해야 하는데, 열원공급부(101)에서 개별세대에 공급되는 전체 열량(이하 '전체 공급 열량')에서 온수 사용 열량(급탕 공급 열량)을 제외한 나머지 열량(이하 '난방 공급 열량')을 난방소요처(102)로 공급하도록 상기 제어부는 난방측 유량조절밸브(230)와 온수측 유량조절밸브(240)의 개도를 조절하도록 제어하게 된다.
도 3은 본 발명의 난방 온수 공급 장치에 의한 제어방법을 보여주는 흐름도로서, 이하 도 3을 참조하여 본 발명의 난방 온수 공급 장치의 제어방법을 설명한다.
난방 가동이 이루어지고(S1), 난방 가동 중 사용자의 온수 요구가 있는지 여부를 판단한다(S2). 난방 가동이 이루어지는 경우에는 난방측 유량조절밸브(230)는 개방되어 있고, 온수측 유량조절밸브(240)는 폐쇄되어 있다.
사용자의 온수 요구가 있는지 여부는 유량센서(270)에서 측정된 직수의 유량이 일정값에 도달한 경우 온수 요구가 있는 것으로 판단할 수 있다.
판단 결과 사용자의 온수 요구가 있는 경우에는 난방측 유량조절밸브(230)를 폐쇄시키고, 온수측 유량조절밸브(240)를 개방하여 열원공급부(101)로부터 공급된 난방수를 급탕열교환기(310)로 공급하게 된다(S3).
상기 급탕열교환기(310)에서는 직수와 난방수 사이에 열교환이 이루어져 직수는 온수가 되어 온수 공급관(160)을 통해 사용자에게 공급되고, 난방수는 온도가 하락한 상태로 난방 환수관(120)을 통해 열원공급부(101)로 순환된다.
이 경우 사용자는 원하는 온수 온도를 온수온도설정부(미도시)에서 설정하게 되는데, 상기 온수온도설정부에 의해 설정된 온수 온도를 맞추기 위해 제어부는 온수측 유량조절밸브(240)의 개도를 조절하게 된다(S4).
이렇게 온수측 유량조절밸브(240)의 개도가 조절되면, 온수 사용 열량을 연산하게 된다(S5). 상기 온수 사용 열량은 유량센서(270)에서 측정된 직수의 유량, 직수 온도 센서(250)에서 측정된 직수 온도와 온수 온도 센서(260)에서 측정된 온수 온도의 차이(이하 '온수 온도차')로부터 제어부에서 연산하게 된다.
이와 같이 온수 사용 열량을 연산하면 난방을 동시에 사용하기 위해 난방소요처(102)로 공급해야 할 난방 공급 열량을 연산하게 된다(S6).
상기 난방 공급 열량은 전체 공급 열량에서 온수 사용 열량을 제외한 열량이 되는데, 개별세대에 공급되는 난방수의 전체 공급 유량은 미리 설정되어 있고, 급탕용 공급관(130)으로 공급되는 난방수의 유량인 급탕 공급 유량을 알면, 전체 공급 유량에서 급탕 공급 유량을 뺀 나머지 유량이 난방소요처(102)로 공급되어야 할 난방 공급 유량이 된다.
즉, 상기에서 연산된 온수 사용 열량은 급탕열교환기(310)에 난방수가 공급한 열량과 동일한 것으로 판단할 수 있으므로, 상기 난방 공급 온도 센서(210)에서 측정된 난방수 온도와 상기 급탕측 환수 온도 센서(220)에서 측정된 난방수 온도의 차이로부터 급탕 공급 유량을 연산하고, 전체 공급 유량에서 급탕 공급 유량을 빼면 난방 공급 유량이 된다.
이와 같이 난방 공급 유량이 연산되면, 상기 난방 공급 유량에 대응하는 만큼 난방측 유량조절밸브(230)의 개도를 조절하여 난방소요처(102)로 난방수를 공급함으로써 난방과 온수의 동시 사용이 가능하다(S7).
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
101 : 열원공급부 102 : 난방소요처
110 : 난방수 공급관 120 : 난방 환수관
130 : 급탕용 공급관 140 : 급탕용 환수관
150 : 직수 공급관 160 : 온수 공급관
230 : 난방측 유량조절밸브 240 : 온수측 유량조절밸브
250 : 직수 온도 센서 260 : 온수 온도 센서
270 : 유량센서 310 : 급탕열교환기

Claims (8)

  1. 열원공급부(101)로부터 공급된 난방수를 난방소요처(102)로 공급하기 위한 난방수 공급관(110);
    상기 난방소요처(102)에서 열교환이 이루어진 난방수를 상기 열원공급부(101)로 환수시키기 위한 난방 환수관(120);
    상기 난방수 공급관(110) 상에서 분기되어 상기 난방수를 급탕열교환기(310)로 공급하기 위한 급탕용 공급관(130);
    상기 급탕열교환기(310)에서 직수와 열교환이 이루어진 난방수를 상기 난방 환수관(120)으로 유동시키기 위한 급탕용 환수관(140);
    내부로 직수가 유입되는 직수 공급관(150);
    상기 직수 공급관(150)을 통해 공급된 직수가 상기 급탕열교환기(310)에서 상기 급탕용 공급관(130)을 통해 공급된 난방수와 열교환이 이루어진 후 사용자에게 공급되도록 하기 위한 온수 공급관(160);
    상기 난방수 공급관(110)을 통해 상기 난방소요처(102)로 공급되는 난방수의 유량을 조절하기 위한 난방측 유량조절밸브(230);
    상기 급탕용 공급관(130)을 통해 상기 급탕열교환기(310)로 공급되는 난방수의 유량을 조절하기 위한 온수측 유량조절밸브(240);
    난방 가동 중 온수 사용시, 상기 난방수 공급관(110)을 통해 공급되는 전체 공급 열량에서 상기 급탕열교환기(310)에서 열교환되는 온수 사용 열량을 제외한 나머지 열량인 난방 공급 열량을 상기 난방 소요처(102)에 공급하도록 상기 난방측 유량조절밸브(230)와 온수측 유량조절밸브(240)의 개도를 제어하는 제어부;
    로 이루어진 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직수의 유량을 감지하기 위한 유량센서(270)와 상기 직수의 온도를 측정하기 위한 직수 온도 센서(250)와 상기 온수 공급관(160)을 통해 배출되는 온수의 온도를 측정하기 위한 온수 온도 센서(260)를 더 포함하고;
    상기 제어부는, 상기 직수의 유량, 직수의 온도, 온수의 온도로부터 상기 온수 사용 열량을 연산하는 것을 특징으로 하는 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는,
    난방 가동시, 사용자가 설정하는 난방 온도 조절기의 설정온도에 따라 상기 난방측 유량조절밸브(230)의 개도를 조절하고;
    난방 가동 중 온수 사용시, 상기 유량센서(270)에서 직수의 흐름을 감지하면 상기 난방측 유량조절밸브(230)를 폐쇄함과 동시에 상기 온수측 유량조절밸브(240)를 개방하여 사용자의 온수 설정 온도에 맞춰 개도를 조절하고, 상기 난방 공급 열량이 상기 난방소요처(102)로 공급되도록 상기 난방측 유량조절밸브(230)의 개도를 조절하는 것;
    을 특징으로 하는 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치
  4. 제3항에 있어서,
    상기 난방수 공급관(110)을 유동하는 난방수의 온도를 측정하기 위한 난방 공급 온도 센서(210)와 상기 급탕용 환수관(140)을 유동하는 난방수의 온도를 측정하기 위한 급탕측 환수 온도 센서(220)를 더 포함하고;
    상기 제어부는, 난방 가동 중 온수 사용시, 상기 급탕열교환기(310) 측으로 공급되는 급탕 공급 유량을 상기 온수 사용 열량에 대응하는 유량으로 하고, 상기 전체 공급 열량에 대응하는 전체 공급 유량에서 상기 급탕 공급 유량을 뺀 나머지 난방 공급 유량이 상기 난방소요처(102)로 공급되도록 상기 난방측 유량조절밸브(230)의 개도를 조절하는 것;
    을 특징으로 하는 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치
  5. a) 난방수 공급관(110)을 통해 난방소요처(102)로 공급되는 난방수의 유량을 조절하기 위한 난방측 유량조절밸브(230)를 개방하고, 급탕용 공급관(130)을 통해 급탕열교환기(310)로 공급되는 난방수의 유량을 조절하기 위한 온수측 유량조절밸브(240)를 폐쇄한 상태에서 난방 가동이 이루어지는 단계;
    b) 난방 가동 중 사용자의 온수 요구가 있는지 여부를 판단하는 단계;
    c) 사용자의 온수 요구가 있는 경우 상기 난방측 유량조절밸브(230)를 폐쇄하고, 상기 온수측 유량조절밸브(240)를 개방하되, 사용자가 설정한 온수 온도를 맞추기 위해 상기 온수측 유량조절밸브(240)의 개도를 조절하는 단계;
    d) 상기 온수측 유량조절밸브(240)의 개도가 조절된 상태에서 상기 급탕열교환기(310)에서 상기 직수에 공급되는 온수 사용 열량을 연산하는 단계;
    e) 상기 난방수 공급관(110)을 통해 공급되는 전체 공급 열량에서 상기 온수 사용 열량을 제외한 나머지인 난방 공급 열량을 상기 난방소요처(102)에 공급하도록 상기 난방측 유량조절밸브(230)의 개도를 조절하는 단계;
    로 이루어진 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치의 제어방법
  6. 제5항에 있어서,
    상기 d)단계의 온수 사용 열량은, 유량센서(270)에서 측정된 직수의 유량과, 직수 온도 센서(250)에서 측정된 직수 온도와 온수 온도 센서(260)에서 측정된 온수 온도의 차이인 온수 온도차로부터 연산되는 것을 특징으로 하는 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치의 제어방법
  7. 제6항에 있어서,
    상기 연산된 온수 사용 열량을, 상기 급탕용 공급관(130)을 통해 급탕열교환기(310) 측으로 공급되는 난방수의 급탕 공급 열량으로 하고;
    상기 e)단계의 난방 공급 열량은, 상기 전체 공급 열량에서 상기 급탕 공급 열량을 뺀 열량인 것을 특징으로 하는 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치의 제어방법
  8. 제7항에 있어서,
    상기 급탕 공급 열량에 대응하는 급탕 공급 유량은, 상기 난방수 공급관(110) 상에 구비된 난방 공급 온도 센서(210)에서 측정된 난방수의 온도와, 상기 급탕용 환수관(140) 상에 구비된 급탕측 환수 온도 센서(220)에서 측정된 난방수의 온도와, 상기 온수 사용 열량으로부터 연산하고;
    상기 전체 공급 열량에 대응하는 전체 공급 유량에서 상기 급탕 공급 유량을 뺀 나머지인 난방 공급 유량만큼 상기 난방소요처(102)로 공급되도록 상기 난방측 유량조절밸브(230)의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 중앙난방 및 지역난방을 위한 난방 온수 공급 장치의 제어방법
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