KR20190123619A - heating cascade system and control method - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a heating cascade system. The present invention comprises: a moisture exhaust comprising a heating load return pipe connected to a heating supply pipe and a heating return pipe connecting a heat source side and a load side, a valve installed in the heating load return pipe to control a flow of heating water from the heating supply pipe to the heating return pipe side, a first temperature sensor installed in the heating supply pipe in the heat source side direction on the basis of the heating load return pipe to detect a heat source supply temperature (T2), and a second temperature sensor installed in the heating supply pipe in the load side direction on the basis of the heating load return pipe to detect a heating supply temperature (T1); and a control part for controlling the valve. Therefore, the present invention is capable of reducing an installation cost of the heating cascade system and to provide convenience of installation work.

Description

난방 캐스케이드 시스템 및 제어방법{heating cascade system and control method}Heating cascade system and control method

본 발명은 난방 캐스케이드 시스템의 설치 비용 절감과 설치 작업의 편의성을 제공하고 제어변수를 줄여 시스템의 신뢰성을 높이는 난방 캐스케이드 시스템 및 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heating cascade system and a control method for reducing the installation cost of the heating cascade system and the convenience of installation work, and to increase the reliability of the system by reducing control variables.

실내 난방에서 10~15만kcal/hr의 난방 용량이 필요한 경우, 10~15만kcal/hr 열량을 갖는 중형 보일러를 설치하거나, 2~4대의 가정용 소형 난방 보일러(5만kcal/hr 이하)들을 병렬로 연결한 난방 캐스케이드 시스템을 구성하여 실내 난방에 필요한 난방 용량(10~15만kcal/hr)을 맞출 수 있다.If indoor heating requires a heating capacity of 100,000 to 150,000 kcal / hr, install a medium-sized boiler with 10 to 150,000 kcal / hr calories, or install 2 to 4 small household heating boilers (less than 50,000 kcal / hr). Heating cascade systems connected in parallel can be configured to meet the heating capacity (10 to 150,000 kcal / hr) required for indoor heating.

난방 캐스케이드 시스템은 1차측(이하, '열원측')과 난방부하를 갖는 2차측(이하, '부하측') 사이에 유량을 보상하는 수분배기(LLH; Low Loss Header)를 설치하고, 열원측 공급/환수온도와 부하측 공급/환수온도 측정값을 보일러의 대수 제어 변수로 사용하여 부하측에서 요구되는 필요열량을 판단하여 최적 작동 대수로 보일러의 운전을 제어하게 된다.The heating cascade system installs a low loss header (LLH) to compensate the flow rate between the primary side (hereinafter referred to as the 'heat source side') and the secondary side having the heating load (hereinafter referred to as the 'load side') and supplies the heat source side. / Return temperature and load side supply / return temperature measured values are used as the logarithmic control variables of the boiler to determine the required amount of heat required on the load side to control the operation of the boiler with the optimum operating number.

그러나, 가정용 소형 난방 보일러 2~4대 정도로 소규모, 소용량의 난방 캐스케이드 시스템을 구성하는 경우, 수분배기의 볼륨이 비대해지고, 온도제어에 필요한 센서의 수가 필요 이상으로 많이 소요되어 설치비용과 작업공수가 많아질 뿐 아니라 제어 변수가 많아 난방공급온도(T1) 연산에 많은 시간이 걸려 시스템 신뢰도가 떨어질 수 있다. 또한, 난방공급 설정 온도를 재설정하거나 작동 대수의 변경, 부하의 필요열량 변동이 발생하면 열원측과 부하측의 유량변동에 의해 캐스케이드 연산을 위한 수분배기측의 온도변화가 심하고 안정적인 연산을 위해서 수분배기측의 열원공급/환수, 난방공급/환수측 온도 변화가 안정화되기까지 수분이 걸려 효율적인 난방공급에 어려움이 따르고 있다. 이에 따라, 가정용 소형 보일러 2~4대 정도를 병렬 연결하여 난방 용량을 맞추고 있는 난방 캐스케이드 시스템에서는 수분배기의 볼륨과 온도 센서의 수를 줄여 설치비용을 절감하고 설치작업의 편의성 및 제어 변수를 줄여 시스템의 신뢰성을 확보할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.However, in the case of constructing a small and small heating cascade system of 2 ~ 4 small heating boilers for homes, the volume of moisture exhaustion is enlarged, and the number of sensors required for temperature control is more than necessary, so the installation cost and workmanship In addition to the large number of control variables, the calculation of the heating supply temperature (T1) takes a long time, which may reduce system reliability. In addition, if the heating supply set temperature is reset, the number of operation changes, or the required heat quantity fluctuation occurs, the temperature fluctuation on the water exhaust side for the cascade calculation is severe due to the fluctuations in the flow rate on the heat source side and the load side. As the heat source supply / recovery and heating supply / return side temperature change is stabilized, it is difficult to provide efficient heating. Accordingly, the heating cascade system that connects 2 ~ 4 small boilers in parallel to meet the heating capacity reduces the installation volume by reducing the volume of moisture exhaust and the number of temperature sensors and reduces the installation convenience and control parameters. There is a need for a method to secure reliability of the system.

특허문헌 1. 국내 등록특허공보 제10-1433084호(공고일2014년08월25일)Patent Document 1. Domestic Patent Publication No. 10-1433084 (Announcement date 25 August 2014)

특허문헌 2. 국내 등록특허공보 제10-1701949호(공고일2017년02월02일)Patent Document 2. Domestic Patent Publication No. 10-1701949 (Publication date February 02, 2017)

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은, 난방 캐스케이드 시스템의 설치비용을 절감하고 설치작업의 편의성을 제공하는 것이다.The present invention was devised to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to reduce the installation cost of the heating cascade system and provide convenience of installation work.

또한, 수분배기를 통한 난방 캐스케이드 시스템의 제어에서 제어 변수를 줄이는 것이다.It is also to reduce the control parameters in the control of the heating cascade system via moisture exhaust.

상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 열원측과 부하측을 연결하는 난방공급관과 난방환수관에 연결된 난방부하 환수관, 상기 난방공급관에서 난방환수관측으로의 난방수 흐름을 제어하기 위해 상기 난방부하 환수관에 설치된 밸브, 상기 난방부하 환수관을 기준으로 상기 열원측 방향의 난방공급관에 설치되어 열원공급온도(T2)를 검출하는 제1 온도센서, 상기 난방부하 환수관을 기준으로 상기 부하측 방향의 난방공급관에 설치되어 난방공급온도(T1)를 검출하는 제2 온도센서를 포함하는 수분배기; 및 상기 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템으로부터 달성될 수 있다.According to the present invention, a heating load return pipe connected to a heating supply pipe and a heating return pipe connecting a heat source side and a load side, and the heating load return pipe to control the flow of heating water from the heating supply pipe to the heating return pipe side. A first temperature sensor installed at a heating supply pipe in the heat source side direction based on the heating load return pipe and detecting a heat source supply temperature T2, and a heating supply pipe in the load side direction based on the heating load return pipe. A moisture exhaust device installed at the second temperature sensor to detect a heating supply temperature T1; And a control unit for controlling the valve; can be achieved from a heating cascade system.

본 발명의 실시 예에 따르면, 밸브는, 난방공급관에서 난방환수관측으로의 난방수 흐름은 끊고 난방환수관측에서 난방공급관으로의 난방수 흐름은 허용하는 체크 밸브를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the valve may include a check valve that stops the flow of heating water from the heating supply pipe to the heating return pipe and allows the flow of heating water from the heating return pipe to the heating supply pipe.

본 발명의 실시 예에 따르면, 밸브는, 가변식 유량조절밸브를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the valve may include a variable flow control valve.

본 발명의 실시 예에 따르면, 제어부는, 현재 동작 중인 우선순위 보일러(114)의 열원환수온도(T_hr), 수분배기(300)의 열원공급온도(T2), 수분배기의 난방공급온도(T1)와 개별 보일러들의 유량으로 난방공급유량과 바이패스 유량을 산출하여 난방부하 환수관에 설치된 밸브를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the control unit, the heat source return temperature (T_hr) of the priority boiler 114 currently operating, the heat source supply temperature (T2) of the moisture exhaust 300, the heating supply temperature (T1) of the moisture exhaust The valves installed in the heating load return pipe can be controlled by calculating the heating supply flow rate and the bypass flow rate using the flow rates of the individual boilers.

현재 동작 중인 우선순위 보일러의 열원환수온도, 수분배기의 열원공급온도(T2), 수분배기의 난방공급온도(T1)와 개별 보일러들의 유량 및 난방공급유량과 바이패스유량으로 난방공급관을 유동하는 유량을 산출하여 난방부하 환수관에 설치된 밸브를 제어할 수 있다.Current operating priority boiler's heat source return temperature, moisture exhaust heat source supply temperature (T2), moisture exhaust heating supply temperature (T1), flow rate of individual boilers, and flow rate of heating supply pipe with heating supply flow rate and bypass flow rate It is possible to control the valve installed in the heating load return pipe.

본 발명의 실시 예에 따르면, 제어부는, 수분배기의 열원공급온도(T2)를 보일러들의 개별 출력온도의 평균값으로 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the controller may control the heat source supply temperature T2 of the moisture exhaust to an average value of the individual output temperatures of the boilers.

본 발명의 실시 예에 따르면, 제어부는, 난방공급온도(T1)가 난방설정온도 이하인 경우 바이패스 유량을 감소시키고, 난방공급온도(T1)가 난방설정온도 이상인 경우 바이패스 유량(F)을 증가시키도록 상기 밸브의 개도량을 조절하며, 난방공급온도(T1)가 유지되면 설정 바이패스 유량(F_set)을 산출하여 난방부하 환수관에 설치된 밸브를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the control unit decreases the bypass flow rate when the heating supply temperature T1 is lower than the heating preset temperature, and increases the bypass flow rate F when the heating supply temperature T1 is higher than the heating preset temperature. The opening degree of the valve is controlled to control the valve, and when the heating supply temperature T1 is maintained, the set bypass flow rate F_set may be calculated to control the valve installed in the heating load return pipe.

본 발명의 실시 예에 따르면, 제어부는, 부하측의 필요열량이 변경되어 열원측 보일러 작동 대수의 변동이 있을 경우, 변동되는 열원공급유량(F1)에 대하여 변경되는 바이패스 유량(F)은 설정 바이패스 유량(F_set)을 작동대수(N)에 비례하도록 난방부하 환수관에 설치된 밸브의 개도량을 제어할 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present disclosure, the control unit may change the bypass flow rate F, which is changed with respect to the fluctuating heat source supply flow rate F1, when the required heat amount on the load side is changed and the number of boiler operation units of the heat source side is changed. The opening amount of the valve installed in the heating load return pipe can be controlled so that the pass flow rate F_set is proportional to the operating number N.

상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 난방 캐스케이드 시스템의 제어 방법에 있어서, 수분배기에서의 난방공급온도(T1)가 난방설정온도 이하인 경우 바이패스 유량(F)을 감소시키고, 수분배기에서의 난방공급온도(T1)가 난방설정온도 이상인 경우 바이패스 유량을 증가시키도록 밸브의 개도량을 조절하는 단계; 및 상기 난방공급온도(T1)가 유지되면 설정 바이패스 유량(F_set)을 산출하여 상기 밸브를 제어하는 단계;를 포함하는 난방 캐스케이드 시스템 제어 방법으로부터 달성될 수 있다.According to the present invention, according to the present invention, in the control method of the heating cascade system, when the heating supply temperature (T1) in the moisture exhaust is less than the heating set temperature, the bypass flow rate (F) is reduced, heating supply in the moisture exhaust Adjusting the opening amount of the valve to increase the bypass flow rate when the temperature T1 is equal to or higher than the heating preset temperature; And controlling the valve by calculating a set bypass flow rate F_set when the heating supply temperature T1 is maintained.

본 발명은, 난방 캐스케이드 시스템의 설치 및 운용에서 열원공급이 환수되지 않도록 하여 환수온도 상승을 방지하여 콘덴싱 효율 상승의 효과가 있다.The present invention has the effect of increasing the condensing efficiency by preventing the increase in the return temperature by preventing the return of the heat source supply in the installation and operation of the heating cascade system.

본 발명은, 난방 캐스케이드 시스템의 설치 및 운용에서 센서가 수가 줄어들고, 구조가 간단하여 재료비 절감, 설치가 간편해지는 효과가 있다.The present invention has the effect of reducing the number of sensors in the installation and operation of the heating cascade system, the structure is simple to reduce the material cost, and simplify the installation.

본 발명은, 소용량에 적합한 사양으로 과도한 수분배기를 설치하지 않아도 캐스케이드 제어가 가능한 효과가 있다.The present invention has the effect that can be cascaded control without installing excessive moisture in the specification suitable for small capacity.

본 발명은, 수분배기의 온도안정화 후 제어온도를 연산하지 않고, 열원측 유량이 변동되면 난방부하 환수관의 밸브를 통해 혼합비를 맞출 수 있으므로 난방설정온도의 제어시간이 단축되고, 에너지 소비를 줄이는 효과가 있다.The present invention, without calculating the control temperature after stabilizing the moisture exhaust, and if the flow rate on the heat source side fluctuates, the mixing ratio can be adjusted through the valve of the heating load return pipe, so that the control time of the heating set temperature is shortened and energy consumption is reduced. It works.

도 1은 수분배기를 구비하는 난방 캐스케이드 시스템의 예시이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수분배기를 구비하는 난방 캐스케이드 시스템의 예시이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 난방 캐스케이드 시스템의 수분배기의 예시이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수분배기를 구비하는 난방 캐스케이드 시스템의 설명도이다.1 is an illustration of a heating cascade system with moisture exhaust.
2 is an illustration of a heating cascade system having a moisture exhaust according to an embodiment of the present invention.
3 is an illustration of the moisture exhaust of the heating cascade system according to an embodiment of the present invention.
4 is an explanatory view of a heating cascade system having a moisture exhaust according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 '난방 캐스케이드 시스템 및 제어방법'을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the 'heating cascade system and control method' according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 가정용 소형 난방 보일러 2~4대 정도의 소규모 소용량의 난방 캐스케이드 시스템을 구성한 기존의 난방 캐스케이드 시스템의 설치 유형을 나타낸 예시이다.Figure 1 is an illustration showing the installation type of a conventional heating cascade system constituting a small-scale small-capacity heating cascade system of about 2 to 4 small household heating boilers.

도 1에 도시된 바와 같이, 기존 소형 난방 보일러 2~4대 정도의 소규모 소용량의 난방 캐스케이드 제어 시스템에서는 수분배기(300a)를 구비할 수 있는데 수분배기(300a)로는 하이드로 세퍼레이트(330a;LLH)가 적용되고 있다. 기존 캐스케이드 제어 시스템에서 수분배기(300a)는 다수의 보일러(110)들이 병렬 연결된 열원측(100)과 실내 배관부인 부하측(200) 사이의 난방공급관(310a)과 난방환수관(320a)에 위치하여 다수의 보일러(110)가 상황에 따라 일부만 운전될 때 보일러(110)측의 유량이 부하측(200)의 필요 유량에 비하여 낮은 난방수의 공급유량 부족을 보충하도록 기능 하며, 열원측(100)의 공급/환수온도, 부하측(200)의 공급/환수온도를 보일러(110)의 대수 제어 변수로 사용되고 있다.As shown in FIG. 1, in a small-scale small-scale heating cascade control system of about 2 to 4 existing small heating boilers, a water exhaust 300a may be provided. As a water exhaust 300a, a hydro-separate 330a (LLH) is provided. Is being applied. In the existing cascade control system, the moisture exhaust 300a is located in the heating supply pipe 310a and the heating return pipe 320a between the heat source side 100 in which a plurality of boilers 110 are connected in parallel and the load side 200 which is an indoor piping part. When the plurality of boilers 110 are only partially operated according to the situation, the flow rate on the boiler 110 side compensates for the shortage of the supply flow rate of the heating water lower than the required flow rate on the load side 200, and the heat source side 100 The supply / return temperature and the supply / return temperature of the load side 200 are used as logarithmic control variables of the boiler 110.

미설명 부호 400은 난방수를 순환시키는 펌프이다. 410은 열원측과 부하측 난방수의 유동을 단속하는 개폐 밸브이다.Reference numeral 400 is a pump for circulating the heating water. 410 is an on-off valve for regulating the flow of the heat source side and load side heating water.

그리고, 도면으로 구체적으로 나타내지 않았으나 열원측(100)의 공급/환수온도, 부하측(200)의 공급/환수온도에 따라 보일러(110)의 작동 대수, 펌프(390) 및 밸브 등을 제어하는 제어부, 제어기, 조작을 위한 리모콘 등을 포함할 수 있다. 보일러들은 유무선 통신으로 연결되어 제어부에 의해 제어될 수 있도록 되어 있다.And, although not shown in detail in the drawings, the control unit for controlling the operation number of the boiler 110, the pump 390 and the valve, etc. according to the supply / return temperature of the heat source side 100, the supply / return temperature of the load side 200, It may include a controller, a remote controller for operation, and the like. The boilers are connected by wired or wireless communication so that they can be controlled by the control unit.

도 1을 참조하면 수분배기(300a)는 LLH(330a)와 연결되어 있는 난방공급관(310a)의 양측에 난방공급온도(T1)와 열원공급온도(T2)를 검출하기 위하여 최소한 2개소에 제1,2 센서(350a)(360a)가 설치되고, LLH(330a)와 연결되어 있는 난방환수관(320a)의 양측에는 환수공급온도(T3)와 환수회수온도(T4)를 검출하기 위하여 최소한 2개소의 제3,4 센서(370a)(380a)가 설치되어 있다.Referring to FIG. 1, the moisture exhaust 300a is provided at least in two places in order to detect a heating supply temperature T1 and a heat source supply temperature T2 at both sides of a heating supply pipe 310a connected to the LLH 330a. 2 sensors 350a and 360a are installed on both sides of the heating return pipe 320a connected to the LLH 330a to detect a return water supply temperature T3 and a return water recovery temperature T4. Third and fourth sensors 370a and 380a are provided.

여기서, LLH(330a)는 보일러(110)가 상황에 따라 일부만 운전될 때 보일러(110)측의 유량이 부하측(200)의 필요 유량에 비하여 낮은 난방수의 공급유량 부족을 보충하기 위하여 비대한 볼륨을 가지게 되고, 난방공급관(310a)과 난방환수관(320a)을 유동하는 난방/열원/환수 온도제어를 위하여 최소한 4개 이상의 센서가 소요되어 센서의 수가 필요 이상으로 많이 소요되고 있고, 이는 설치비용과 작업공수를 증가시킬 뿐만 아니라 제어 변수가 많아져 난방공급온도(T1) 연산에 많은 시간이 걸리게 되고 전체적으로 캐스케이드 시스템 신뢰도를 떨어뜨리는 원인이 될 수 있다.Here, the LLH 330a is a volume in order to compensate for the shortage of the supply flow rate of the heating water is lower than the required flow rate of the load side 200 when the flow rate of the boiler 110 when the boiler 110 is only partially operated according to the situation In order to control the heating / heat source / return temperature flowing through the heating supply pipe 310a and the heating return pipe 320a, at least four or more sensors are required, and the number of sensors is much higher than necessary. Not only does this increase the number of labors, but also increases the number of control variables, which can lead to time-consuming calculations of the heating supply temperature (T1), which can lead to a decrease in overall cascade system reliability.

본 발명은 난방 캐스케이드 시스템에서 수분배기에 구성되는 센서의 수를 줄이고, 과도한 수분배기를 설치하지 않으면서도 난방 캐스케이드 제어가 가능하도록 제시된다.The present invention is proposed to reduce the number of sensors configured in the moisture exhaust in the heating cascade system, and to enable heating cascade control without installing excessive moisture exhaustion.

본 발명은 난방 캐스케이드 시스템 운용에서 공급되는 열원이 환수되지 않게 하여 환수온도 상승을 방지하도록 제시된다.The present invention is proposed to prevent the return of the return temperature by preventing the return of the heat source supplied in the heating cascade system operation.

본 발명은 난방 캐스케이드 시스템 운용에서 수분배기의 온도안정화 후 제어온도를 연산하지 않고 열원측 유량이 변동되면 난방부하 환수관의 유량조절밸브를 통해 혼합비를 맞춤으로서 난방설정온도의 제어시간을 단축할 수 있도록 제시된다.The present invention can reduce the control time of the heating set temperature by adjusting the mixing ratio through the flow control valve of the heating load return pipe when the flow source side flow rate is changed without calculating the control temperature after stabilizing the moisture exhaust in the heating cascade system operation Is presented.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수분배기를 구비하는 난방 캐스케이드 시스템의 예시이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 난방 캐스케이드 시스템의 수분배기의 예시이다.2 is an illustration of a heating cascade system having a moisture exhaust according to an embodiment of the present invention. 3 is an illustration of the moisture exhaust of the heating cascade system according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시 예에 따른 난방 캐스케이드 시스템의 수분배기(300)는 도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이 열원측(100)과 부하측(200)을 연결하는 난방공급관(310)과 난방환수관(320)에 연결된 난방부하 환수관(330), 난방공급관(310)에서 난방환수관(320)측으로의 난방수 흐름을 제어하기 위해 상기 난방부하 환수관(330)에 설치된 밸브(340), 난방부하 환수관(330)을 기준으로 열원측(100) 방향의 난방공급관(310)에 설치되어 열원공급온도(T2)를 검출하는 제1 온도센서(350), 난방부하 환수관(330)을 기준으로 부하측(200) 방향의 난방공급관(310)에 설치되어 난방공급온도(T1)를 검출하는 제2 온도센서(360)를 포함하여 구성될 수 있다. The moisture exhaust 300 of the heating cascade system according to an embodiment of the present invention is a heating supply pipe 310 and a heating return pipe connecting the heat source side 100 and the load side 200 as shown in Figs. Valve 340 installed in the heating load return pipe 330 to control the heating water flow from the heating load return pipe 330, the heating supply pipe 310 to the heating return pipe 320 side connected to 320, heating load The first temperature sensor 350 and the heating load return pipe 330 installed on the heating supply pipe 310 toward the heat source side 100 based on the return pipe 330 to detect the heat source supply temperature T2. It may be configured to include a second temperature sensor 360 is installed in the heating supply pipe 310 toward the load side 200 to detect the heating supply temperature (T1).

여기서, 난방부하 환수관(330)에 설치된 밸브(340)는 제어부(미도시)에 의하여 제어될 수 있다.Here, the valve 340 installed in the heating load return pipe 330 may be controlled by a controller (not shown).

밸브(340)는, 제어부의 제어 신호에 의해 제어되어 난방공급관(310)에서 난방환수관(320)측으로의 난방수 흐름을 끊는 체크 밸브를 포함할 수 있다.The valve 340 may include a check valve that is controlled by a control signal of the controller to stop the flow of heating water from the heating supply pipe 310 to the heating return pipe 320.

밸브(340)는, 제어부의 제어 신호에 의해 개도량의 조절이 가능한 가변식 유량조절밸브를 포함할 수 있다. The valve 340 may include a variable flow control valve capable of adjusting the opening amount in response to a control signal of the controller.

여기서, 난방부하 환수관(330)의 밸브(340)로서 체크 밸브를 적용하는 경우 제어부의 제어 신호에 의해 난방공급관(310)으로부터 난방환수관(320)으로 난방수의 흐름을 차단할 수 있다. 가변식 유량조절밸브의 경우 제어부의 제어 신호에 의해 난방부하 환수관(330)을 유동하는 바이패스 유량(F)에 대한 조절이 가능할 수 있다. 난방부하 환수관(330) 관로 상에 설치되는 밸브(340)는 체크 밸브와 가변식 유량조절밸브일 수 있다.Here, when the check valve is applied as the valve 340 of the heating load return pipe 330, the flow of the heating water from the heating supply pipe 310 to the heating return pipe 320 may be blocked by the control signal of the controller. In the case of the variable flow regulating valve, it may be possible to adjust the bypass flow rate F flowing through the heating load return pipe 330 by a control signal of the controller. The valve 340 installed on the heating load return pipe 330 pipeline may be a check valve and a variable flow control valve.

미설명 부호 400은 난방수를 순환시키는 펌프이다. 410은 열원측과 부하측 난방수의 유동을 단속하는 개폐 밸브이다.Reference numeral 400 is a pump for circulating the heating water. 410 is an on-off valve for regulating the flow of the heat source side and load side heating water.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 수분배기를 구비하는 난방 캐스케이드 시스템의 설명도 이다. 도 4의 참조 부호를 설명하면 아래와 같다.4 is an explanatory view of a heating cascade system having a moisture exhaust according to an embodiment of the present invention. The reference numerals of FIG. 4 are described below.

T1: 수분배기의 난방공급온도T1: Heating supply temperature of moisture exhaust

T2: 수분배기의 열원공급온도T2: heat source supply temperature of moisture exhaust

T_hs: 우선순위보일러의 열원공급온도T_hs: Heat source supply temperature of priority boiler

T_hs_set: 우선순위보일러의 제어온도T_hs_set: Control temperature of priority boiler

T_hr: 우선순위보일러의 열원환수온도T_hr: Heat source return temperature of priority boiler

F: 바이패스 유량F: bypass flow rate

F_set: 설정 바이패스 유량 (현재 설정온도에 의해 계산된 바이패스 유량)F_set: Set bypass flow (bypass flow calculated by the current set temperature)

F1: 열원측 전체유량=개별보일러의 유량*N(작동대수N에 따라 전체유량 변동)F1: Total flow rate on the heat source side = Flow rate of individual boiler * N

F2: 부하측(난방측) 전체유량F2: Load (heating side) total flow

N(n): 개별보일러의 작동대수N (n): number of individual boilers

Nmax: 개별보일러의 최대작동대수Nmax: Maximum operating number of individual boiler

N/Nmax: 유량비N / Nmax: flow ratio

제어부는, 도 4에 도시된 바와 같이 현재 동작 중인 우선순위 보일러(114)의 열원환수온도(T_hr), 수분배기(300)의 난방공급관(310)에 설치된 제1 온도센서(350)로부터 검출된 열원공급온도(T2), 수분배기(300)의 난방공급관(310)에 설치된 제2 온도센서(360)로부터 검출된 난방공급온도(T1)와 개별 보일러(110)들의 유량으로 난방공급유량(부하측/F2)과 바이패스 유량(F)을 산출할 수 있다.As shown in FIG. 4, the controller detects a heat source return temperature T_hr of the priority boiler 114 currently operating and a first temperature sensor 350 installed in the heating supply pipe 310 of the moisture exhaust 300. Heating supply flow rate (load side) at the heat source supply temperature (T2), the heating supply temperature (T1) detected from the second temperature sensor (360) installed in the heating supply pipe (310) of the water exhaust (300) and the flow rates of the individual boilers (load side). / F2) and the bypass flow rate F can be calculated.

여기서, 설정 바이패스 유량 F_set = F2 - F1일 수 있다.Here, the set bypass flow rate F_set = F2-F1.

열원공급유량 F1 = 개별보일러의 유량 * 작동대수(n)일 수 있다.Heat source supply flow rate F1 = flow rate of individual boilers * Can be the number of operating units (n).

난방공급유량 F2 = F1*(T1-Thr)/(T2_set-T_hr)일 수 있다.Heating supply flow rate may be F2 = F1 * (T1-Thr) / (T2_set-T_hr).

난방필요열량 Q2 = F2 * (T2_set-T_hr) = F1*(T1-Thr)=Q1일 수 있다.Required heating amount Q2 = F2 * (T2_set-T_hr) = F1 * (T1-Thr) = Q1.

제어부는, 수분배기(300)의 난방공급관(310)에 설치된 제1 온도센서(350)로부터 검출된 열원공급온도(T2)를 보일러(110)들의 개별 출력온도의 평균값으로 제어할 수 있다.The controller may control the heat source supply temperature T2 detected from the first temperature sensor 350 installed in the heating supply pipe 310 of the moisture exhaust 300 to an average value of the individual output temperatures of the boilers 110.

제어부는, 난방공급관(310)에 설치된 제2 온도센서(360)로부터 검출된 난방공급온도(T1)가 난방설정온도 이하인 경우 바이패스 유량(F)을 감소시키고, 난방공급관(310)에 설치된 제2 온도센서(360)로부터 검출된 난방공급온도(T1)가 난방공급온도(T1)가 난방설정온도 이상인 경우 바이패스 유량(F)을 증가시켜 난방공급온도가 유지되면 설정 바이패스 유량(F_set)을 산출하여 밸브(340)를 제어할 수 있다.The controller may reduce the bypass flow rate F when the heating supply temperature T1 detected from the second temperature sensor 360 installed in the heating supply pipe 310 is equal to or lower than a heating preset temperature, and adjust the bypass flow rate F to be installed in the heating supply pipe 310. 2 When the heating supply temperature T1 detected from the temperature sensor 360 is higher than the heating set temperature when the heating supply temperature T1 is higher than the heating set temperature, the bypass flow rate F is increased to maintain the set bypass flow rate F_set. The valve 340 may be controlled by calculating.

제어부는, 부하측(200)의 필요열량이 변경되어 열원측(100) 보일러 작동 대수의 변동이 있을 경우, 변동되는 열원공급유량(F1)에 대하여 변경되는 바이패스 유량(F)은 설정 바이패스 유량(F_set)을 작동대수(N)에 비례하도록 밸브(340)의 개도량을 제어할 수 있다.The control unit, when the required heat amount of the load side 200 is changed and there is a fluctuation in the number of boilers operating in the heat source side 100, the bypass flow rate F which is changed with respect to the fluctuating heat source supply flow rate F1 is a set bypass flow rate. The opening amount of the valve 340 may be controlled so that F_set is proportional to the operating number N. FIG.

여기서, 보일러의 최대작동대수 Nmax, 작동대수 N, 바이패스 유량 F = F_set * N/Nmax(유량비)일 수 있다.Here, the maximum operating number Nmax of the boiler, the operating number N, the bypass flow rate F = F_set * N / Nmax (flow rate) may be.

본 발명의 실시 예에 따른 난방 캐스케이드 시스템의 제어 방법은 수분배기(300)에서의 난방공급온도(T1)가 난방설정온도 이하인 경우 바이패스 유량(F)을 비례적으로 감소시키고, 수분배기에서의 난방공급온도(T1)가 난방설정온도 이상인 경우 바이패스 유량(F)을 비례적으로 증가시키도록 밸브(340)의 개도량을 조절하는 한 후, 난방공급온도(T1)가 유지되면 설정 바이패스 유량(F_set)을 산출하여 밸브(340)를 제어할 수 있다.The control method of the heating cascade system according to an embodiment of the present invention is to proportionally reduce the bypass flow rate (F) when the heating supply temperature (T1) in the moisture exhaust 300 is less than the heating set temperature, and in the moisture exhaust When the heating supply temperature T1 is higher than the heating preset temperature, after adjusting the opening amount of the valve 340 to increase the bypass flow rate F proportionally, if the heating supply temperature T1 is maintained, the setting bypass The valve 340 may be controlled by calculating the flow rate F_set.

본 발명의 실시 예에 따른 난방 캐스케이드 시스템 제어는 아래와 같이 실행될 수 있다.Heating cascade system control according to an embodiment of the present invention can be performed as follows.

설정온도(수분배기의 난방공급 설정온도)에 소정의 온도를 더한 값으로 보일러를 제어온도(T_hs_set)로 운전한다. 여기서 제어온도(T_hs_set) = T2_set + α(소정의 온도)일 수 있다.The boiler is operated at the control temperature T_hs_set by adding the predetermined temperature to the set temperature (heat supply set temperature of the water distributor). Here, the control temperature T_hs_set may be T2_set + α (predetermined temperature).

그리고, 수분배기(300)의 난방공급온도(T1)가 설정온도의 이상인 경우 유량조절밸브를 포함하는 난방부하 환수관(330)에 설치된 밸브(340)의 개도량 조절을 통해 설정온도를 유지시키고 열원공급유량(F1)과 난방공급유량(F2)을 산출한 후 설정 바이패스 유량(F_set)으로 운전한다. 여기서, 설정 바이패스 유량(F_set) = F2 - F1일 수 있다.And, if the heating supply temperature (T1) of the moisture exhaust 300 is more than the set temperature to maintain the set temperature by adjusting the opening amount of the valve 340 installed in the heating load return pipe 330 including the flow control valve The heat source supply flow rate F1 and the heating supply flow rate F2 are calculated and then operated at the set bypass flow rate F_set. Here, the set bypass flow rate F_set may be F2 to F1.

그리고, 부하측(200)에서의 요구열량에 변화가 발생하여 보일러 작동대수(N)가 변경되면 설정 바이패스 유량(F_set)에 작동대수(N)를 비례적(N/Nmax)으로 계산하여 산출된 바이 패스 유량(F_set)으로 난방부하 환수관(330)에 설치된 밸브(340)의 개도량을 조절한다.Then, when a change occurs in the required heat quantity at the load side 200 and the number of boiler operating units N is changed, the calculated number of operating units N is calculated proportionally to the set bypass flow rate F_set and calculated by N / Nmax. The opening amount of the valve 340 installed in the heating load return pipe 330 is adjusted by the bypass flow rate F_set.

그리고, 난방공급온도(T1)의 설정이 변경되면 바이패스 유량(F)을 재산출하고 이를 통해 밸브(340)의 개도량을 조절하여 유량을 조절한다.Then, when the setting of the heating supply temperature (T1) is changed, the bypass flow rate (F) is recalculated and through this, the opening amount of the valve 340 is adjusted to adjust the flow rate.

이와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 난방 캐스케이드 시스템은 설치 및 운용에서 열원공급이 난방환수관(320)으로 환수되지 않도록 하여 환수온도 상승을 방지할 수 있으므로 콘덴싱 효율을 상승시킬 수 있다.The heating cascade system according to the embodiment of the present invention can increase the condensing efficiency because the heat source supply is prevented from being returned to the heating return pipe 320 in the installation and operation, thereby preventing the increase in the return temperature.

난방 캐스케이드 시스템의 설치 및 운용에서 수분배기(300)의 난방공급관(310)에 난방공급온도(T1)/열원공급온도(T2)를 검출할 수 있도록 난방부하 환수관(330)을 중심으로 열원측(100)과 부하측(200)으로 구분하여 2개소의 제1,2 온도 센서(350)(360)를 설치하면 되므로 기존에 비해 온도센서의 설치 갯 수가 줄고 구조가 간단하여 설치가 간단해질 수 있다.In the installation and operation of the heating cascade system, the heat source side around the heating load return pipe 330 to detect the heating supply temperature T1 / heat source supply temperature T2 in the heating supply pipe 310 of the moisture exhaust 300. Since the first and second temperature sensors 350 and 360 may be installed separately by dividing into the 100 and the load side 200, the number of installation of the temperature sensor may be reduced and the structure may be simpler than before. .

난방 캐스케이드 시스템의 설치 및 운용에서 과도한 수분배기를 설치하지 않아도 소형 보일러 2~4대 정도를 병렬 연결하여 난방 용량을 맞추고 있는 난방 캐스케이드 시스템에서 고신뢰성의 캐스케이드 제어를 수행할 수 있다.In the installation and operation of the heating cascade system, high reliability cascade control can be performed in the heating cascade system that matches heating capacity by connecting two or four small boilers in parallel without installing excessive moisture exhaust.

난방 캐스케이드 시스템의 설치 및 운용에서 수분배기의 온도안정화 후 제어온도를 연산하지 않고, 열원측 유량이 변동되면 난방부하 환수관(330)의 밸브(340)를 통해 혼합비를 빠르게 맞출 수 있으므로 난방설정온도의 제어시간이 단축되고, 에너지 소비를 줄일 수 있다.In the installation and operation of the heating cascade system, the control temperature is not calculated after stabilizing the moisture exhaust, and if the flow rate on the heat source side changes, the mixing ratio can be quickly adjusted through the valve 340 of the heating load return pipe 330, so the heating set temperature Control time can be shortened and energy consumption can be reduced.

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.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, the present invention is not limited to the embodiment, and may be modified and modified within the scope not departing from the gist of the present invention. Included.

100: 열원측 110: 보일러
200: 부하측 300: 수분배기
310: 난방공급관 320: 난방환수관
330: 난방부하 환수관 340: 밸브(체크밸브/유량조절밸브)
350: 제1 온도센서 360: 제2 온도센서100: heat source side 110: boiler
200: load side 300: moisture exhaust
310: heating supply pipe 320: heating return pipe
330: heating load return pipe 340: valve (check valve / flow control valve)
350: first temperature sensor 360: second temperature sensor

Claims (8)

열원측과 부하측을 연결하는 난방공급관과 난방환수관에 연결된 난방부하 환수관, 상기 난방공급관에서 난방환수관측으로의 난방수 흐름을 제어하기 위해 상기 난방부하 환수관에 설치된 밸브, 상기 난방부하 환수관을 기준으로 상기 열원측 방향의 난방공급관에 설치되어 열원공급온도(T2)를 검출하는 제1 온도센서, 상기 난방부하 환수관을 기준으로 상기 부하측 방향의 난방공급관에 설치되어 난방공급온도(T1)를 검출하는 제2 온도센서를 포함하는 수분배기; 및 상기 밸브를 제어하는 제어부;를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템.A heating load return pipe connected to a heating supply pipe and a heating return pipe connecting a heat source side and a load side, a valve installed in the heating load return pipe to control the flow of heating water from the heating supply pipe to the heating return pipe side, and the heating load return pipe A first temperature sensor installed in the heating supply pipe in the direction of the heat source side and detecting the heat source supply temperature T2, and installed in the heating supply pipe in the load side direction based on the heating load return pipe; Moisture exhaust including a second temperature sensor for detecting; And a control unit for controlling the valve. 제 1 항에 있어서,
상기 밸브는, 상기 난방공급관에서 난방환수관측으로의 난방수 흐름은 끊고 난방환수관측에서 난방공급관으로의 난방수 흐름은 허용하는 체크 밸브를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템.The method of claim 1,
And the valve comprises a check valve that stops the flow of heating water from the heating supply pipe to the heating return pipe side and allows the flow of heating water from the heating return pipe side to the heating supply pipe. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 밸브는, 가변식 유량조절밸브를 포함하는, 난방 캐스케이드 시스템.The method according to claim 1 or 2,
And the valve comprises a variable flow control valve. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 현재 동작 중인 우선순위 보일러(114)의 열원환수온도(T_hr), 수분배기(300)의 열원공급온도(T2), 수분배기(300)의 난방공급온도(T1)와 개별 보일러(110)의 유량으로 난방공급유량과 바이패스 유량(F)을 산출하여 난방부하 환수관에 설치된 밸브를 제어하는, 난방 캐스케이드 시스템.The method of claim 1,
The control unit, the heat source return temperature (T_hr) of the priority boiler 114 currently operating, the heat source supply temperature (T2) of the moisture exhaust 300, the heating supply temperature (T1) of the water exhaust 300 and the individual boiler ( A heating cascade system for controlling a valve installed in a heating load return pipe by calculating a heating supply flow rate and a bypass flow rate (F) with a flow rate of 110). 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 수분배기의 열원공급온도(T2)를 보일러들의 개별 출력온도의 평균값으로 제어하는, 난방 캐스케이드 시스템.The method of claim 1,
The control unit, the heating cascade system for controlling the heat source supply temperature (T2) of the moisture exhaust to the average value of the individual output temperature of the boilers. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 난방공급온도(T1)가 난방설정온도 이하인 경우 바이패스 유량(F)을 감소시키고, 난방공급온도(T1)가 난방설정온도 이상인 경우 바이패스 유량(F)을 증가시켜 난방공급온도가 유지되면 설정 바이패스 유량(F_set)을 산출하여 난방부하 환수관에 설치된 밸브를 제어하는, 난방 캐스케이드 시스템.The method of claim 1,
The control unit reduces the bypass flow rate F when the heating supply temperature T1 is equal to or lower than the heating preset temperature, and increases the bypass flow rate F when the heating supply temperature T1 is equal to or higher than the heating preset temperature. Heating cascade system for controlling the valve installed in the heating load return pipe by calculating the set bypass flow rate (F_set). 제 6 항에 있어서,
상기 제어부는, 부하측의 필요열량이 변경되어 열원측 보일러 작동대수의 변동이 있을 경우, 변동되는 열원공급유량(F1)에 대하여 변경되는 바이패스 유량(F)은 설정 바이패스 유량(F_set)을 작동대수(N)에 비례하도록 난방부하 환수관에 설치된 밸브를 제어하는, 난방 캐스케이드 시스템.The method of claim 6,
When the required heat quantity on the load side is changed and there is a change in the number of boilers operating in the heat source side, the control unit operates the bypass flow rate F_set, which is changed with respect to the fluctuating heat source supply flow rate F1. Heating cascade system for controlling the valve installed in the heating load return pipe proportional to the number (N). 난방 캐스케이드 시스템의 제어 방법에 있어서,
수분배기에서의 난방공급온도(T1)가 난방설정온도 이하인 경우 바이패스 유량(F)을 감소시키고, 수분배기에서의 난방공급온도(T1)가 난방설정온도 이상인 경우 바이패스 유량(F)을 증가시키도록 난방부하 환수관에 설치된 밸브의 개도량을 조절하는 단계; 및
상기 난방공급온도(T1)가 유지되면 설정 바이패스 유량(F_set)을 산출하여 상기 밸브를 제어하는 단계;를 포함하는 난방 캐스케이드 시스템 제어 방법.In the control method of the heating cascade system,
The bypass flow rate F is reduced when the heating supply temperature T1 at the moisture exhaust is lower than the heating set temperature. The bypass flow rate F is increased when the heating supply temperature T1 at the moisture exhaust is above the heating set temperature. Adjusting an opening amount of a valve installed in the heating load return pipe; And
And controlling the valve by calculating a set bypass flow rate (F_set) when the heating supply temperature (T1) is maintained.
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