KR20170025826A - 멀티온수기의 제어 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20170025826A KR1020150122831A KR20150122831A KR20170025826A KR 20170025826 A KR20170025826 A KR 20170025826A KR 1020150122831 A KR1020150122831 A KR 1020150122831A KR 20150122831 A KR20150122831 A KR 20150122831A KR 20170025826 A KR20170025826 A KR 20170025826A
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Abstract

멀티온수기의 제어에 관하여 개시한다. 온수기 연소를 제어하는 마스터; 마스터가 할당되어 다른 온수기들과 통신하는 메인 온수기; 마스터에 등록되고 상호 통신하는 종속 프로세서가 할당된 서브 온수기; 및 메인 온수기 또는 서브 온수기들 중 입수온도가 설정온도에 근접할 때 해당 온수기를 ON/OFF Duty비 운전 제어로 제어하는 마스터의 제어부;를 포함함으로써, 순환 가열을 하지 못하는 멀티온수기의 문제를 해결하고 설정온도에 맞게 멀티온수기를 제어한다.

Description

멀티온수기의 제어 시스템 및 방법{METHOD AND SYSTEM FOR WARM WATER CREATION MODULE CONTROL}
본 발명은 멀티온수기의 제어 시스템 및 방법에 관한 것으로, 특히 순환 가열을 하지 못하는 멀티온수기의 문제를 해결하고 설정온도에 맞게 멀티온수기를 제어하는 멀티온수기의 제어 시스템 및 방법에 관한 것이다.
하나의 온수기를 설치하여 운용하는 독립 제어 온수기는 비교적 가까운 거리 에서 출탕수를 사용하는 경우가 대부분이므로 온수기와 배관을 직결식으로 연결하여 사용하여도 연소 제어에 별다른 문제가 없고 효율 저하도 그다지 크지 않은 것으로 나타나는데, 이는 온수기에 배관을 직결식으로 연결하여 사용하는 경우 초기 공급되는 급수의 온도 자체가 낮아 급수온도와 설정온도의 차(△T)가 크기 때문에 출탕 온도 제어에 별다른 문제가 없다.
이에 비해, 여러 대의 온수기들을 설치하고 이들 온수기들을 시스템적으로 제어하여 운용되는 멀티온수기의 경우 연소 효율을 위해 온수기와 배관을 직결식으로 연결하지 않고 순환식으로 연결하여 사용하고 있다. 여러 대의 온수기들을 연결하여 대형의 온수기 용량을 갖추게 할 경우 소형의 온수기들을 병렬로 배치하고 개개의 온수기들은 캐스케이드 시스템(cascade system)으로 제어하고 있다.
캐스케이드 시스템 제어로 운용하는 멀티온수기의 경우 환수온도가 설정온도에 근접하게 되면 온수기의 최소연소의 한계에 의해 연소시 설정온도를 초과하면 소화되므로, 설정온도에 도달하지 못했음에도 더 이상 순환 가열을 수행하지 못하는 문제가 발생될 수 있다. 이러한 문제는 여러 대의 온수기를 시스템적으로 제어하는 온수배관 순환식과 온수탱크 순환식에서 공통적으로 나타날 수 있다.
한편, 여러 대의 온수기들을 온수기를 연결하여 대형의 온수기 용량을 갖추게 할 경우 소형의 온수기들을 병렬로 배치하고 개개의 온수기들은 마스터 슬레이브 시스템(master-slave system)으로 제어하고 있다.
특허문헌 1. 국내공개특허 제10-2012-0110405호
특허문헌 2. 국내공개특허 제10-2008-0050546호
본 발명의 목적은, 멀티온수기에 있어서 설정온도에 의해 발생되는 순환 가열의 문제를 해결하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 다양한 형식의 멀티온수기의 운전을 제어하고, 순환 배관 또는 저탕 탱크의 온도를 설정온도에 맞게 제어하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적, 온수의 설정온도를 온수기의 적정 운전으로 제어하는데 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 온수기를 프로그램 제어로 통제하는 마스터; 마스터로 할당되어 다른 온수기들과 통신하는 메인 온수기; 상기 마스터에 등록되고 상호 통신하는 종속 프로세서가 할당된 서브 온수기; 및 상기 메인 온수기 또는 서브 온수기들 중 입수온도가 설정온도에 근접할 때 해당 온수기를 ON/OFF Duty비 운전 제어로 제어하는 상기 마스터의 제어부;를 포함하는 멀티온수기의 제어 시스템으로부터 달성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 멀티온수기는, 배관순환식 또는 탱크순환식이거나 배관순환식과 탱크순환식이 복합된 형식을 포함하여 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 마스터의 제어부는, 메인/서브 온수기들에 대한 순환가열 Duty비 운전 여부를 판단하는 Duty비 운전 여부 판단부; 및 메인/서브 온수기들에 대하여 순환가열을 실행시키는 Duty비 운전 제어 실행부;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 마스터의 제어부는, ON/OFF Duty비 운전 제어에서, 온수기의 ON 구간과 OFF 구간의 온도편차가 순환 배관 또는 저탕탱크에서 열평형 되는 시간, 주기당 순환 배관에서 이송되는 거리를 환산하는 연산 장치;를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 마스터의 제어부는, ON/OFF Duty비 운전 제어에서, 순환 배관 또는 저탕탱크 내에서 열평형 되는 시간 및 주기당 순환배관에서 이송되는 거리를 적용하여 ON/OFF 주기 시간을 변동시켜 적용하는 연산 장치;를 포함할 수 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따르면, 메인/서브 온수기의 연소를 입수온도와 설정온도로 비교 제어하는 마스터가 딥 스위치의 설정이 온수순환으로 설정되어 있는지를 판단하는 1단계; 마스터가 설정온도와 입수온도의 차(△T set)를 연산하여 순환가열 Duty비 운전여부를 판단하는 2단계; 및 순환가열 Duty비 운전여부 판단 결과 설정온도와 입수온도의 차(△T set)가 최소온도상승값(△T min)보다 작은 경우 온수기를 ON/OFF Duty비 운전으로 제어하고, 설정온도와 입수온도의 차(△T set)가 최소온도상승값(△T min)보다 큰 경우 정상운전으로 제어하는 3단계;를 포함하는 멀티온수기의 제어 방법에 의해 달성될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 2단계에서는, 순환가열 Duty비 운전으로 판단한 경우 출탕온도가 설정온도를 초과하더라도 온수기를 소화시키지 않고 연소상태를 지속시키는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 3단계에서는, 순환가열 Duty비 운전 제어에서 ON구간과 OFF구간의 온도편차가 배관 내 또는 저탕탱크 내에서 열평형 되는 시간 및 주기당 순환배관에서 이송되는 거리를 적용하여 ON/OFF 주기 시간을 변동시켜 적용하는 운전 제어단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 멀티온수기에서 환수온도가 설정온도에 근접하면 설정온도에 도달하지 못했음에도 더 이상 순환 가열을 수행하지 못하는 문제를 해결하는 효과가 있다.
또한, 다양한 형식의 멀티온수기의 운전을 효율적으로 제어하고, 순환 배관 또는 저탕탱크의 온도를 설정온도에 맞게 제어하는 효과가 있다.
또한, 온수의 설정온도를 온수기의 적정 운전 제어를 통해 제어할 수 있으므로 불필요하게 큰 용량의 순환펌프를 사용하지 않아도 되며 멀티온수기 설치에서 시공비를 절감하는 효과가 있다.
도 1은 배관 순환식 멀티온수기의 설치 계통도이다.
도 2는 탱크 순환식 멀티온수기의 설치 계통도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 멀티온수기의 캐스케이드 제어를 수행하는 제어 시스템의 예를 나타낸 블럭도이다.
도 4는 순환유량에 따른 온수기에서의 최소 온도 상승 값의 변화 추이 그래프이다.
도 5는 순환유량에 따른 온수기에서의 소화온도 변화 추이 그래프이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 온도와 시간으로 구분되는 Duty비 운전 예를 나타낸 Duty비 제어 운전의 on/off 타이밍 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 멀티온수기의 제어 순서의 예를 나타낸 플로우 챠트이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 배관 순환식 멀티온수기의 설치 계통도이다. 도 2는 탱크 순환식 멀티온수기의 설치 계통도이다.
도 1은 배관 순환식 멀티온수기(A)의 설치 예이고, 도 2는 는 탱크 순환식 멀티온수기(B)의 설치 예이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 멀티온수기는 형식에 관계없이 여러 대의 온수기들을 1,2,3,4,..n들을 배치하여 이루어진다.
각각의 기기들인 온수기들은 마스터를 통해 설정 온도와 필요열량을 채웠는지 등에 따라 개별적으로 운전된다. 각각의 온수기들은 통신선을 통해 병렬로 연결되어 있으며 캐스케이드 제어를 수행하는 마스터-슬레이브 시스템에 의해 제어될 수 있다.
마스터(300)가 놓이는 온수기가 메인 온수기(100)로 된다. 메인 온수기(100)는 구분과 조작성을 위해 첫 번째 온수기를 메인 온수기로 지정할 수 있다. 나머지 온수기들은 고유 슬레이브 식별 ID로 등록되는 서브 온수기(300)로 지정되어 종속 프로세서(300)가 놓여 진다. 이들 메인 온수기(100)와 서브 온수기(300)는 통신선(C)으로 연결되어 제어에 필요한 신호와 정보를 주고 받는다.
각 온수기에 대한 설정온도의 입력과 조정은 온수온도조절기(101)를 통해 입력되거나 조정될 수 있으며, 온수온도조절기(101)는 딥 스위치(미도시)를 포함할 수 있다.
가스 차단 밸브(101a)의 개폐에 따라 공급되는 가스는 메인 온수기(100)와 서브 온수기(200)들에 공급될 수 있다.
도 1 및 도 2에서 미설명 부호 101a는 가스 차단 밸브이고, 102는 볼 밸브이다. 103은 체크 밸브, 104는 게이트 밸브이다. 105는 순환펌프이고, 106은 과압안전밸브를 나타낸다. 107은 팽창밸브이고 108은 써모스탯, 109는 온도계이며, 110은 압력계이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 멀티온수기의 캐스케이드 제어를 수행하는 제어 시스템의 예를 나타낸다.
본 발명의 실시 예에 따른 멀티온수기의 제어 시스템은 도 3에 도시된 바와 같이 마스터(300)는 통신(C)을 통해 온수기의 연소를 제어한다.
메인 온수기(100)는 마스터(300)가 할당되어 지정되는 온수기로서 다른 서브 온수기(200)들과 구분되며 통신선 등으로 연결되어 통신 가능하도록 연결될 수 있다.
서브 온수기(200)는 마스터(300)에 슬레이브로 등록되고 상호 통신하는 종속 프로세서(400)가 할당된 온수기일 수 있다.
메인 온수기(100) 또는 서브 온수기(200)들은 마스터의 제어부(310)에 의해 입수온도가 설정온도에 근접할 때 해당 온수기는 ON/OFF Duty비 운전 제어로 제어될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 멀티온수기의 제어 시스템은, 배관순환식 또는 탱크순환식에 공용화되어 온수기를 시스템적으로 제어할 수 있다. 그리고, 배관순환식과 탱크순환식이 복합된 형식에도 온수기를 시스템적으로 제어할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 마스터(300)의 제어부(310)는, 메인/서브 온수기(100)(200)들에 대한 순환가열 Duty비 운전 여부를 판단하는 Duty비 운전 여부 판단부(311)와 메인/서브 온수기(100)(200)들에 대하여 순환가열을 실행시키는 Duty비 운전 제어 실행부(312)를 포함할 수 있다.
또한, 마스터(300)의 제어부(310)는, ON/OFF Duty비 운전 제어에서, 온수기의 ON 구간과 OFF 구간의 온도편차가 순환 배관 또는 저탕탱크에서 열평형 되는 시간, 주기당 순환 배관에서 이송되는 거리를 환산하는 연산 장치(313)를 포함할 수 있다.
또한, 마스터(300)의 제어부(310)는, ON/OFF Duty비 운전 제어에서, 순환 배관 또는 저탕탱크 내에서 열평형 되는 시간 및 주기당 순환배관에서 이송되는 거리를 적용하여 ON/OFF 주기 시간을 변동시켜 적용하는 연산 장치(313)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 멀티온수기의 구체적인 제어의 예를 설치 형식에 따라 배관 순환식과 탱크순환식으로 구분하여 설명한다.
멀티온수기의 배관 순환식은 도 1의 설치 계통도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
배관순환식은 온수 순환배관을 미리 가열해두어 온수기에서 거리가 먼 룸 등의 객실에서 온수를 사용하여도 바로 뜨거운 물이 나오도록 하는 설치형태이다. 객실 등에서 온수를 사용할 경우 사용하는 양만큼의 직수가 유입되면서 가열되어 온수순환배관을 다시 채우게 된다.
온수를 사용하지 않을 때에는 온수순환배관의 열손실에 의해 천천히 식게 되는데 이때는 순환배관의 물 온도를 감지하여 일정온도 이하로 떨어졌을 경우 순환펌프를 가동시켜 온수기가 연소하며 순환배관을 다시 가열하게 된다. 순환배관의 재가열은 큰 열량이 필요하지 않기 때문에 1~2대 정도의 비교적 적은 대수의 온수기만 작동하여도 된다. 순환펌프의 용량도 비교적 크지 않다.
도 4는 순환유량에 따른 온수기에서의 최소 온도 상승 값의 변화 추이 그래프로서, 최소연소시 열량 120kcal/min (7,200kcal/h)인 경우의 예이다.
도 4를 참조하면, 순환 재가열시의 각 온수기로 흐르는 유량이 15 L/min, 온수기의 최소연소시 열량은 120 kcal/min으로 가정하면 열량=(유량*△T) 이므로 온수기에서의 최소 온도상승(△Tmin)은 120 / 15 = 8℃가 된다. 유량값이 작아지게 되면 온수기에서의 최소 온도상승은 더 커지게 된다.
환수온도와 설정온도의 차가 온수기의 최소 온도상승 값(△T min)보다 클 경우는 온수기의 제어 범위 이내이므로 설정온도로 출탕을 제어하는데 문제가 없으나, 환수온도가 설정온도에 근접하여 최소 온도상승치(△T min)보다 작아질 경우에는 온수기가 최소 연소를 하더라도 설정온도를 초과하게 되므로 소화되어 더 이상 가열을 하지 못하게 된다.
도 5는 순환유량에 따른 온수기에서의 소화온도 변화 추이 그래프로서, 최소연소시 열량 120kcal/min (7,200kcal/h)일 경우의 예이다. 도 5의 그래프처럼 순환유량이 작을수록 설정온도보다 일찍 소화되어 순환배관의 온도를 설정온도에 가깝게 제어하기 어려운 문제가 있고, 이런 문제를 해결하기 위해서 불필요하게 큰 용량의 펌프를 사용하는 원인이 되고 있다.
본 발명에서는 순환배관의 가열 제어에 있어 ON/OFF의 Duty비(duty cycle)를 적용하여 순환수 온도와 설정온도의 차가 온수기 최소온도상승치(△T min)보다 작은 경우라도 가열을 계속 실시할 수 있도록 한다.
순환 가열운전이 아닌 상황에서 Duty비 운전을 하게 되면 ON/OFF 반복에 따라 사용자가 사용하는 온수의 온도에 변화가 생길 수 있으므로 바람직하지 않다. 따라서 사용자가 온수를 사용하지 않고 배관 내 순환가열 상황을 판단하여 Duty비 운전 제어로 실행할 필요성이 있다.
Duty비 운전 제어를 1단계 내지 3단계로 구분하여 설명한다.
먼저, 1단계에서는, 메인/서브 온수기의 연소를 입수온도와 설정온도로 비교 제어하는 마스터(300)가 딥 스위치의 설정이 온수순환으로 설정되어 있는지를 판단한다.
1단계 후 2단계에서는, 마스터(300)가 설정온도와 입수온도의 차(△T set)를 연산하여 순환가열 Duty비 운전여부를 판단한다.
Duty비 운전 여부는 설정온도와 입수온도의 차(△T set)가 최소온도상승값(△T min)보다 작은 경우를 운전 조건으로 선택할 수 있다.
Duty비 운전 조건을 수식으로 표현하면,
Qmin : 온수기 최소연소시의 분당 열량 (kcal/min)
F : 온수기로 흐르고 있는 유량 (L/min)
Tset : 설정온도 (℃)
Tin : 온수기 입수온도 (℃)
Tdu : Duty비 운전 판단온도
△Tset = Tset - Tin
△Tmin = Qmin / F
△Tset ≤ △Tmin + α(α는 여유값)
Tset - Tin ≤ (Qmin / F) + α
Tin ≥ {Tset - (Qmin / F) - α}
여기에서 { Tset - (Qmin / F) - α}를 Duty비 운전 판단 온도 Tdu로 한다.
즉 Tin ≥ Tdu, Tdu = {Tset - ( Qmin / F) - α} 인 경우 정상운전에서 순환가열 Duty비 운전으로 전환한다.
이 판단 조건에 따라 사용자가 온수를 사용중인 상황을 고려해보면, 순환펌프가 가동하지 않고 객실에서 온수를 사용할 경우는 온수기의 입수온도는 직수온도와 같아진다. 직수온도는 통상 20도 이하이므로 순환가열이 아닌 것으로 판단이 가능하다.
순환펌프 가동중 객실에서 온수를 사용할 경우는 직수와 환수가 섞여 온수기로 들어오게 되므로 입수온도(Tin)가 Duty비 운전 판단온도(Tdu)보다 낮아지게 된다.
3단계에서는, 순환가열 Duty비 운전여부 판단 결과 설정온도와 입수온도의 차(△T set)가 최소온도상승값(△T min)보다 작은 경우 온수기를 ON/OFF Duty비 운전으로 제어하고, 설정온도와 입수온도의 차(△T set)가 최소온도상승값(△T min)보다 큰 경우 정상운전으로 제어한다.
2단계에서 순환가열 Duty비 운전으로 판단한 경우에는 출탕온도가 설정온도를 초과하더라도 소화시키지 않는다.
1) 순환가열 Duty비 운전중 필요열량을 Qn이라고 하면 Qn은 다음 식으로 계산할 수 있다.
필요열량 Qn = (Tset - Tin) * F [kcal/min]
2) 연소 DUTY비 Du = Qn / Qmin 로 하고 Du 값이 1보다 큰 경우는 일반 연소와 동일하다.
3) ON/OFF를 반복하는 주기를 tcy라고 하면 ON시간 ton 은 반복주기 tcy와 Duty비 Du를 곱하여 계산한다. ON시간 ton = tcy * Du[sec]
4) On시의 출탕온도 Ton과 ON시간 동안의 출탕량 Von은 다음 식으로 예측 가능하다.
Ton = Tin + Qmin / F[℃] , Von = (F / 60) * ton[L]
5) OFF시간, OFF시간 동안 출탕량은 다음과 같이 계산할 수 있다. OFF시간은 연소를 하지않고 출탕되므로 OFF시 출탕온도 Toff는 입수온도 Ti와 같다.
OFF시간 toff = tcy - ton[sec]
OFF출탕온도 Toff = Tin[℃]
OFF출탕량 Voff = (F / 60) * toff[L]
6) 순환배관의 관경 Di[mm]를 알고 있다면, ON/OFF 1주기 시간 동안 순환배관상에서 이송되는 거리 L[m]은 다음 식으로 계산할 수 있다.
1주기 시간 동안의 출탕량 : (F / 60) * 1000 * tcy[cm3]
배관 단면적 : 0.25 * π * (Di / 10 )^2[cm2]
이송거리는 출탕량 / 배관 단면적이므로 1주기당 배관 이송거리는,
Lcy = {(F / 60) * 1000 * tcy} / {0.25 * π * (Di / 10)^2} / 100[m]
위 방법에 따라 제어되는 상황은 아래와 같이 가정될 수 있다.
구분 식(기호) 값 단위
설정온도 Tset 60 ℃
급수온도 Tin 55 ℃
최소열량 Qmin 120 kcal/min
순환유량 F 15 L/min
필요열량 Qn 75 kcal/min
Duty비 Du 0.625
on/off 주기 tcy 30 sec
on 시간 ton 18.8 sec
on 출탕온도 Ton 63 ℃
on 유량 Von 4.7 L
off 시간 toff 11.3 sec
off 출탕온도 Toff 55 ℃
off 유량 Voff 2.8 L
순환배관 경 Di 65 mm
주기당 이송거리 Lcy 2.3 m
위와 같은 가정에 의하면, 정상적인 연소로는 최소연소를 해도 출탕온도가 63℃가 되어 설정온도를 초과하므로 소화되고 더 이상 순환배관을 가열할 수 없게 된다.
Duty비 운전을 하게 되면 순환배관을 설정온도로 올리는데 필요한 열량을 계속 공급할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 온도와 시간으로 구분되는 Duty비 운전 예를 나타낸 Duty비 제어 운전의 on/off 타이밍 그래프이다.
ON/OFF 반복운전을 하게 되면 ON, OFF구간에 따라 온도편차가 발생하지만 순환배관을 흐르면서 배관 내에서 열평형이 이루어지며 순환배관을 설정온도까지 가열할 수 있다. 배관순환식에서는 배관 내에서의 열평형을 고려하여 ON/OFF 주기 시간을 비교적 짧게 하는 것이 바람직하다. 또한 열평형 시간을 고려하여 출탕온도가 설정온도를 초과하는 범위에 어느 정도도 범위를 둘 수 있다. 예를 들면 5℃ 이내로 제한하는 것이 바람직할 수 있다.
이와 같은 Duty비 제어 방법은 도 2의 설치 계통도와 같은 탱크순환식에 대해서 적용될 수 있다.
탱크순환식은 저탕탱크 내의 물을 온수기로 가열시키고 저탕된 탱크에 저장된 온수를 각 객실 등에서 사용하는 형태이다. 객실 등에서 온수를 사용할 경우 사용한 양만큼의 직수가 탱크의 하부로 유입되며 온수를 많이 사용하게 되면 온수탱크의 하부 온도는 직수의 유입으로 온도가 낮아진다.
이를 온도센서로 감지하여 일정온도 이하로 내려갈 경우에는 온수기측 순환펌프를 가동시킨다. 순환펌프가 가동하면 탱크 하부의 물이 온수기 입수측으로 유입되어 온수기에서 가열되고 가열된 물은 다시 저탕탱크의 상부로 유입되어 탱크 내의 온수 저탕량을 유지시킨다. 탱크 순환식의 경우도 탱크 하부의 물 온도가 설정온도와 차이가 큰 경우는 최소연소 이상으로 가열하는데 문제가 없으나, 설정온도에 근접한 경우는 출탕온도가 설정온도를 초과하여 소화되므로 더 이상 가열할 수 없는 문제가 발생될 수 있다. 따라서 배관순환식에서와 동일한 방법으로 Duty비 제어 운전을 실시하게 되면 필요한 열량을 계속 공급하여 탱크 내의 온수 온도를 설정온도까지 용이하게 가열할 수 있게 된다.
탱크순환식의 경우에는 순환배관뿐 아니라 저탕탱크 내에서도 열평형이 일어나므로 배관순환식에 비해 ON/OFF 주기 시간을 더 길게 하여도 좋다. 마찬가지로 출탕온도가 설정온도를 초과하는 범위를 배관순환식에 비해 더 높은 온도로 제어하여도 좋다. 예를 들면 10℃ 내외로 높인 온도 범위를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 멀티온수기의 제어 방법은, 메인/서브 온수기의 연소를 입수온도와 설정온도로 비교 제어하는 마스터가 딥 스위치의 설정이 온수순환으로 설정되어 있는지를 판단하고, 마스터가 설정온도와 입수온도의 차(△T set)를 연산하여 순환가열 Duty비 운전여부를 판단하고, 판단 결과 순환가열 Duty비 운전여부 판단결과 설정온도와 입수온도의 차(△T set)가 최소 온도 상승값(△T min)보다 작은 경우 온수기를 ON/OFF Duty비 운전으로 제어하고, 설정온도와 입수온도의 차(△T set)가 최소온도상승값(△T min)보다 큰 경우 정상운전으로 제어할 함으로써, 순환배관 또는 저탕탱크의 온도를 설정온도에 맞게 제어할 수 있다.
또한, 순환가열 Duty비 운전으로 판단한 경우 출탕온도가 설정온도를 초과하더라도 온수기를 소화시키지 않고 연소상태를 지속시켜 순환배관 또는 저탕탱크의 온도를 설정온도에 맞게 제어할 수 있다.
또한, 순환가열 Duty비 운전 제어에서 ON구간과 OFF구간의 온도편차가 배관 내 또는 저탕탱크 내에서 열평형 되는 시간 및 주기당 순환배관에서 이송되는 거리를 적용하여 ON/OFF 주기 시간을 변동시켜 온수기의 운전을 제어할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 멀티온수기에 대한 제어의 예를 나타낸 플로우 챠트이다.
먼저, 마스터(300)에 온수기들의 유량이 감지되면(S110), 온수기를 일반 연소운전인 정상운전으로 연소시킨다(S120). 그 후 감지된 유량값을 인식하여 인식값 F를 확인하고(S130), 설정온도Tset과 입수온도Tin 인식값을 확인한다(S140~S150).
유량 확인 결과 유량 인식값이 F≤2.7 이면, 온수기를 소화시킨다(S170). 유량 인식값이 F ≤ 2.7이 아니면, 입수온도Tin과 설정온도Tset을 비교한다(S180). 비교결과 Tin ≥ Tset 이면 온수기 소화 모드를 실행하고(S170), 입수온도Tin이 설정온도Tset과 Tin ≥ Tset 등식이 아니면 Duty비 운전여부 판단온도Tdu를 계산한다(S190).
이렇게 계산된 Duty비 운전여부 판단온도와 입수온도Tin 온도를 비교하여 온수기의 Duty비 운전 여부를 판단하여 결정한다(S200). 판단결과 Duty비 운전여부 판단온도Tdu에 비해 입수온도Tin의 온도가 낮으면 S120 단계의 정상운전 모드를 이행한다.
판단결과 Duty비 운전여부 판단온도Tdu에 비해 입수온도Tin의 온도가 같거나 높으면 Duty비 운전을 이행한다(S210). Duty비 운전에서는 먼저 필요열량을 계산하고(S220), 이어서 Duty비를 계산G하며(S230), 온수기의 ON/OFF 주기 설정값을 확인한다(S240). 그리고 온수기의 ON시간과 OFF 시간을 계산하여(S250), ON/OFF 단속 운전을 연속 반복적으로 실행하면서 그 Duty비 제어 운전 정보를 상기 S120 단계로 피드백시키면서 온수기의 순환배관 또는 저탕 탱크의 온도를 설정온도에 맞추어 연속적으로 제어한다(S260).
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 실시 예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있으며 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
100: 메인 온수기 200: 서브 온수기
300: 마스터 310: 제어부
311: 듀티비(Duty cycle)운전 제어 여부 판단부
312: 듀티비 운전제어 실행부
313: 연산 장치(arithmetic logical Unit)

Claims (8)

  1. 온수기 연소를 제어하는 마스터; 상기 마스터가 할당되어 다른 온수기들과 통신하는 메인 온수기;
    상기 마스터에 등록되고 상호 통신하는 종속 프로세서가 할당된 서브 온수기; 및
    상기 메인 온수기 또는 서브 온수기들 중 입수온도가 설정온도에 근접할 때 해당 온수기를 ON/OFF Duty비 운전 제어로 제어하는 상기 마스터의 제어부;를 포함하는 멀티온수기의 제어 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 멀티온수기는, 배관순환식 또는 탱크순환식이거나 상기 배관순환식과 탱크순환식이 복합된 형식을 포함하는 멀티온수기의 제어 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터의 제어부는, 메인/서브 온수기들에 대한 순환가열 Duty비 운전 여부를 판단하는 Duty비 운전 여부 판단부; 및 메인/서브 온수기들에 대하여 순환가열을 실행시키는 Duty비 운전 제어 실행부;를 포함하는 멀티온수기의 제어 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 마스터의 제어부는, 상기 ON/OFF Duty비 운전 제어에서, 온수기의 ON 구간과 OFF 구간의 온도편차가 순환 배관 또는 저탕탱크에서 열평형 되는 시간, 주기당 순환 배관에서 이송되는 거리를 환산하는 연산 장치;를 포함하는 멀티온수기의 제어 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 마스터의 제어부는, 상기 ON/OFF Duty비 운전 제어에서, 순환 배관 또는 저탕탱크 내에서 열평형 되는 시간 및 주기당 순환배관에서 이송되는 거리를 적용하여 ON/OFF 주기 시간을 변동시켜 적용하는 연산 장치;를 포함하는 멀티온수기의 제어 시스템.
  6. 메인/서브 온수기의 연소를 입수온도와 설정온도로 비교 제어하는 마스터가 딥 스위치의 설정이 온수순환으로 설정되어 있는지를 판단하는 1단계;
    상기 마스터가 설정온도와 입수온도의 차(△T set)를 연산하여 순환가열 Duty비 운전여부를 판단하는 2단계; 및
    상기 순환가열 Duty비 운전여부 판단 결과 설정온도와 입수온도의 차(△T set)가 최소온도상승값(△T min)보다 작은 경우 온수기를 ON/OFF Duty비 운전으로 제어하고, 설정온도와 입수온도의 차(△T set)가 최소온도상승값(△T min)보다 큰 경우 정상운전으로 제어하는 3단계;를 포함하는 멀티온수기의 제어 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 2단계에서는, 순환가열 Duty비 운전으로 판단한 경우 출탕온도가 설정온도를 초과하더라도 온수기를 소화시키지 않고 연소상태를 지속시키는 단계;를 더 포함하는 멀티온수기의 제어 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 3단계에서는, 순환가열 Duty비 운전 제어에서 ON구간과 OFF구간의 온도편차가 배관 내 또는 저탕탱크 내에서 열평형 되는 시간 및 주기당 순환배관에서 이송되는 거리를 적용하여 ON/OFF 주기 시간을 변동시켜 적용하는 운전 제어단계;를 더 포함하는 멀티온수기의 제어 방법.
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