KR20200045809A - A central heating and cooling system according to the prediction of damage of a heat exchanger, and it's control method - Google Patents

A central heating and cooling system according to the prediction of damage of a heat exchanger, and it's control method Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a central cooling/heating system using prediction of damage to a heat exchanger, and a control method thereof. According to the present invention, the central cooling/heating system using prediction of damage to a heat exchanger comprises: a heat exchanging unit including a heat exchanger to heat or cool a fluid, a supply water temperature sensor, a return water temperature sensor, a flow rate sensor formed at the rear end of the return water temperature sensor, and a flow rate valve formed at the rear end of the flow rate sensor; an inverter pump formed at an inlet side of the heat exchanging unit; and a controller. According to the present invention, the energy saving efficiency can be optimized by measuring the degree of damage to the heat exchanger.

Description

열교환기의 손상 예측에 따른 중앙 냉ㆍ난방 시스템 및 이를 위한 제어방법 {A central heating and cooling system according to the prediction of damage of a heat exchanger, and it's control method}A central heating and cooling system according to the prediction of damage of a heat exchanger, and it's control method}

본 발명은 중앙 냉

Figure pat00001
난방 시스템 및 이를 위한 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환기 내 코일 손상 예측을 통해 상기 열교환기의 공급유량을 조정하여 에너지 절감 효율을 최적화할 수 있는, 열교환기의 손상 예측에 따른 중앙 냉
Figure pat00002
난방 시스템 및 이를 위한 제어방법에 관한 것이다.The invention is central cold
Figure pat00001
It relates to a heating system and a control method therefor, and more specifically, the central cooling according to the damage prediction of the heat exchanger, which can optimize the energy saving efficiency by adjusting the supply flow rate of the heat exchanger through the coil damage prediction in the heat exchanger.
Figure pat00002
It relates to a heating system and a control method therefor.

일반적으로 중앙 냉

Figure pat00003
난방 시스템을 활용하는 곳에서는 거주자 및 사용자의 쾌적한 환경 유지를 위해 HVACS(Heating Ventilation and Air Conditioning System)에 많은 전력과 인적자원을 활용하고 있다. 특히 빌딩, 선박, 다가구 건물 등 대형 HVACS가 사용되는 중앙 냉
Figure pat00004
난방 시스템의 경우, 계절에 따라 적합한 온도의 공기 또는 물을 각 거주구역에 분배하기 위하여 대형의 열교환기 및 펌프를 구축하게 된다. 일반적으로 이러한 시스템의 경우, 공기 또는 물을 필요한 온도에 맞추기 위해 공급원으로부터 가열 또는 냉각된 유체를 열교환기를 통하여 2차 열교환시키는 순환논리를 따르게 된다. Normally central cold
Figure pat00003
Where heating systems are used, a lot of power and human resources are used in HVACS (Heating Ventilation and Air Conditioning System) to maintain comfortable environment for residents and users. In particular, central cooling where large HVACS such as buildings, ships, and multi-family buildings are used.
Figure pat00004
In the case of a heating system, large heat exchangers and pumps are constructed to distribute air or water at an appropriate temperature according to the season to each living area. In general, in the case of such a system, the circulation logic that heats or cools a fluid heated or cooled from a source through a heat exchanger to follow air or water at a desired temperature is followed.

이 경우 냉

Figure pat00005
난방 시스템의 에너지 효율을 높이기 위해 다양한 방법들이 제안되었는데, 열원기기에 공급되는 순환수의 왕복온도차를 이용하여 공급에 필요한 최소유량만 유지함으로써 냉
Figure pat00006
난방 비용을 절감하는 방식에는 특허문헌 [0001] 선등록특허 10-0936162 '온도차를 이용한 냉. 난방 유량제어 시스템', 특허문헌 [0002] 선출원번호 10-2012-0045328 '냉온수 왕복온도차 제어를 통한 에너지 관리 방법 및 이를 위한 에너지관리장치'가 있었다.In this case cold
Figure pat00005
Various methods have been proposed to increase the energy efficiency of the heating system.
Figure pat00006
The method of reducing the heating cost is patent document [0001] Pre-registration patent 10-0936162 'Cooling using temperature difference. Heating flow control system ', patent document No. 10-2012-0045328 There was an energy management method and energy management device for controlling the difference between the reciprocating temperature of cold and hot water.

그러나 이 경우, 시간에 따른 시스템 노후화 또는 손상으로 인한 효율 저하에는 여전히 대응하기 어렵다는 문제점이 있으며, 중앙 냉

Figure pat00007
난방 시스템에 필요한 에너지량이 클수록 대용량 펌프 및 열교환기를 다량 사용하게 되므로 상기 문제점은 더욱 크게 두드러진다. 일반적으로 이를 막기 위해서 주기적인 장비 교체 또는 클리닝 작업을 진행하고 있었고, 코일의 병렬연결로 부식된 열교환관만 쉽게 교체할 수 있는 구조로된 열교환기로는 특허문헌 [0003] 선등록특허 10-0532125 '중간 열교환기를 가지는 열펌프 시스템 및 분해가능한열교환기'가 있었다. 하지만 이 경우에도 시스템 용량이 커지고 열교환기의 수가 많아질수록 더 많은 물적, 인적 자원 투입이 필요해진다는 문제점이 있다. However, in this case, there is a problem that it is still difficult to cope with the degradation of efficiency due to system aging or damage over time, and the central cooling
Figure pat00007
The larger the amount of energy required for the heating system, the greater the volume of the pump and heat exchanger, so the above problem becomes more pronounced. In general, in order to prevent this, periodic equipment replacement or cleaning was in progress, and as a heat exchanger having a structure in which only the corroded heat exchanger tubes can be easily replaced by parallel connection of the coils, the patent document pre-registration patent 10-0532125 ' There was a heat pump system with an intermediate heat exchanger and a decomposable heat exchanger. However, even in this case, as the system capacity increases and the number of heat exchangers increases, there is a problem that more physical and human resources are required.

따라서, 시설의 노후화 및 열교환기 손상 등으로 인한 에너지 손실이 시간이 갈수록 점점 더 커지는 현상을 막음과 동시에 인적 자원의 낭비를 최소화할 수 있는 열교환기 손상도 예측과 이에 따른 제어 관리방법이 필요하다.Therefore, it is necessary to predict the damage to the heat exchanger and control control method accordingly to prevent the loss of energy due to the aging of the facility and damage to the heat exchanger and to minimize the waste of human resources.

또한, 건물 또는 선박 등에서는 이러한 중앙 냉

Figure pat00008
난방 시스템의 노후화 또는 손상으로 인한 효율 감소를 고려하여 필요한 에너지용량보다 다소 큰 용량으로 설계되었다는 문제점이 있었다. 이러한 과잉설계는 에너지 효율을 감소시켜 지속적인 낭비를 초래할 뿐 아니라 유지 및 관리 측면에서도 불편함을 가지게 된다. 특히 냉
Figure pat00009
난방 시스템이 과잉설계되면, 실제 냉
Figure pat00010
난방시 사용자가 본래 원하는 온도보다 더 지나친 온도의 유량이 공급되어 에너지 손실양이 더 증가하게 되며, 이는 간헐적/유동적 사용이 필요한 경우에 더욱 곤란하다는 문제점이 있었다.In addition, in buildings or ships, such central cooling
Figure pat00008
There was a problem in that it was designed to be slightly larger than the required energy capacity in consideration of efficiency reduction due to aging or damage of the heating system. This over-design reduces energy efficiency, causing continuous waste, as well as inconvenience in maintenance and management. Especially cold
Figure pat00009
If the heating system is overdesigned, the actual cooling
Figure pat00010
When heating, the flow rate of the temperature exceeded by the user's original desired temperature is supplied to increase the amount of energy loss, which is more difficult when intermittent / fluid use is required.

특허문헌 [0001] 선등록특허 10-0936162 '온도차를 이용한 냉. 난방 유량제어 시스템'Patent document [0001] Pre-registration patent 10-0936162 'Cooling using temperature difference. Heating flow control system ' 특허문헌 [0002] 선출원번호 10-2012-0045328 '냉온수 왕복온도차 제어를 통한 에너지 관리 방법 및 이를 위한 에너지관리장치'Patent document [0002] Prior application No. 10-2012-0045328 'Energy management method through control of temperature difference between cold and hot water and energy management device therefor' 특허문헌 [0003] 선등록특허 10-0532125 '중간 열교환기를 가지는 열펌프 시스템 및 분해가능한열교환기'Patent document [0003] Pre-registration patent 10-0532125 'Heat pump system having an intermediate heat exchanger and decomposable heat exchanger'

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열교환기의 시간에 따른 노후화 또는 손상으로 인한 물적, 인적 자원의 낭비를 막음과 동시에 중앙 냉

Figure pat00011
난방 시스템의 효율 저하 및 이를 과속화시키는 과잉설계 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, while preventing the waste of material and human resources due to aging or damage over time of the heat exchanger, and at the same time central cooling
Figure pat00011
It aims to solve the problem of the over-design that lowers the efficiency of the heating system and speeds it up.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유체를 가열 또는 냉각시키는 열교환기, 상기 열교환기의 입구 측에 형성되어 온도를 측정하는 공급수 온도센서, 상기 열교환기의 출구 측에 형성되어 온도를 측정하는 환급수 온도센서, 상기 환급수 온도센서 후단부에 형성되어 공급유량을 측정하는 유량센서, 상기 유량센서의 후단부에 형성되어 공급유량을 조절하는 유량밸브로 구성된 열교환부; 상기 열교환부의 입구 측에 형성되어 냉·난방수를 공급하는 인버터펌프; 상기 공급수 온도센서, 환급수 온도센서 및 유량센서를 통해 입력신호를 받고, 상기 유량밸브 및 인버터펌프에 대하여 제어신호를 출력시키며, 상기 열교환기의 공급유량에 따른 열교환량을 이용한 상기 열교환기의 손상도 데이터와 상기 열교환기의 손상도 데이터별로 상기 열교환기의 공급유량에 따른 에너지전달효율을 통한 에너지저효율 공급유량 최소치를 미리 구축한 데이터베이스가 포함되어, 상기 측정한 입구온도와 출구온도를 통해 상기 열교환기의 입·출구온도차를 계산하고, 상기 측정한 공급유량과 상기 계산한 입·출구온도차를 통해 상기 열교환기의 열교환량을 연산하며, 상기 데이터베이스에 기저장된 데이터에 근거하여 상기 연산한 열교환량을 통해 상기 열교환기의 손상도를 계측하고, 상기 데이터베이스에 기저장된 데이터에 근거하여 상기 계측한 손상도를 통해 상기 열교환기의 에너지저효율 공급유량 구간 및 에너지고효율 공급유량 구간을 확인하여, 상기 열교환기의 에너지전달효율이 상기 확인한 에너지고효율 공급유량 구간에 포함되도록 상기 열교환기의 필요공급유량을 연산하고, 상기 연산한 필요공급유량에 따라 상기 유량밸브를 제어하는 제어기;를 포함하는 열교환기의 손상 예측에 따른 중앙 냉

Figure pat00012
난방 시스템 및 이를 위한 제어방법을 기술적 요지로 한다.In order to achieve the above object, the present invention is a heat exchanger for heating or cooling a fluid, a feed water temperature sensor formed at an inlet side of the heat exchanger to measure temperature, and formed at an outlet side of the heat exchanger to measure temperature A heat exchange unit comprising a return water temperature sensor, a flow sensor formed at a rear end of the return water temperature sensor to measure a supply flow rate, and a flow rate valve formed at a rear end of the flow sensor to adjust the supply flow rate; An inverter pump formed on an inlet side of the heat exchange part to supply cooling and heating water; An input signal is received through the supply water temperature sensor, the return water temperature sensor and the flow sensor, and a control signal is output to the flow valve and the inverter pump, and the heat exchanger uses the heat exchange amount according to the supply flow rate of the heat exchanger. The damage level data and the damage level data of the heat exchanger include a database in which a minimum value of an energy low efficiency supply flow rate through energy transfer efficiency according to the supply flow rate of the heat exchanger is previously built, and the measured inlet temperature and outlet temperature Calculate the difference between the inlet and outlet temperature of the heat exchanger, calculate the heat exchange amount of the heat exchanger through the measured supply flow rate and the calculated inlet and outlet temperature difference, and calculate the heat exchange amount based on data previously stored in the database Measure the degree of damage to the heat exchanger through, and to the data previously stored in the database By checking the energy low-efficiency supply flow rate section and energy high-efficiency supply flow rate section of the heat exchanger through the measured damage degree, the heat exchanger needs to have the energy transfer efficiency of the heat exchanger included in the identified energy high efficiency supply flow rate section Central cooling according to the damage prediction of the heat exchanger comprising; a controller for calculating the supply flow rate and controlling the flow rate valve according to the calculated required supply flow rate
Figure pat00012
The heating system and the control method therefor are technical points.

상기 열교환부가 2개 이상 포함되며, 상기 제어기는, 상기 각 열교환부의 공급수 온도센서, 환급수 온도센서 및 유량센서를 통해 입력신호를 받고, 상기 각 유량밸브에 대하여 제어신호를 출력시키며, 상기 각 입구온도, 출구온도 및 공급유량를 통해 각 입·출구온도차 및 상기 각 열교환기의 열교환량을 계산하고, 상기 데이터베이스에 기저장된 데이터에 근거하여 상기 각 열교환량을 통해 상기 각 열교환기의 손상도를 계측하고, 상기 데이터베이스에 기저장된 데이터에 근거하여 상기 각 손상도를 통해 상기 각 에너지저효율 공급유량 구간 및 에너지고효율 공급유량 구간을 확인하여, 상기 각 에너지고효율 공급유량 구간 및 상기 각 열교환기의 열교환량을 통해 각 열교환기의 유량밸브 개도율을 연산하고, 상기 각 유량밸브 개도율에 따라 상기 각 유량밸브를 제어하는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.The heat exchanger includes two or more heat exchange units, and the controller receives input signals through the supply water temperature sensor, the return water temperature sensor, and the flow sensor of each heat exchange unit, and outputs control signals for each flow valve. Calculate the difference between each inlet and outlet temperature and the heat exchange amount of each heat exchanger through the inlet temperature, the outlet temperature and the supply flow rate, and measure the degree of damage of each heat exchanger through each heat exchange amount based on the data pre-stored in the database. Then, based on the data pre-stored in the database, the respective energy low efficiency supply flow rate section and the energy high efficiency supply flow rate section are checked through each degree of damage, and the energy high efficiency supply flow rate section and the heat exchange amount of each heat exchanger are determined. Through the flow rate valve opening rate of each heat exchanger is calculated, the angle according to the opening rate of each flow valve It is preferable to further include controlling the flow valve.

또한, 상기 인버터펌프도 2개 이상 포함되며, 상기 제어기는, 상기 각 인버터펌프에 대하여 제어신호를 출력시키며, 상기 각 인버터펌프의 출력유량에 따른 소모전력 데이터를 구축한 데이터베이스가 더 포함되어, 상기 연산한 필요공급유량에 대응하여 상기 인버터펌프의 운전 대수를 계산하고, 상기 계산한 운전 대수만큼의 각 인버터펌프를 구동하되, 상기 데이터베이스에 기저장된 데이터에 근거하여 상기 구동이 결정된 1개 이상의 인버터펌프의 출력유량에 따른 소모전력의 총합이 최소화되도록 상기 각 인버터펌프의 부하를 배정하는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, two or more inverter pumps are included, and the controller outputs a control signal for each inverter pump, and further includes a database that builds up power consumption data according to the output flow rate of each inverter pump. Calculates the number of operation of the inverter pump in response to the calculated required supply flow rate, and drives each inverter pump as many as the calculated operation number, but one or more inverter pumps whose operation is determined based on data previously stored in the database It is preferable to further include allocating the load of each of the inverter pumps so that the total sum of power consumption according to the output flow rate of is minimized.

또한, 상기 제어기는, 상기 계측한 손상도를 통해 청소예정일 및 보수예정일을 예측하는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the controller further includes predicting a scheduled cleaning date and a maintenance scheduled date through the measured damage level.

상기한 본 발명에 의하여, 중앙 냉·난방시스템에서 열교환기의 노후화 등에 의한 손상으로 인해 물적, 인적 자원이 낭비되는 것을 최소화함과 동시에 이로 인한 과잉설계 및 중앙 냉

Figure pat00013
난방 시스템의 효율 저하를 막아 에너지를 절감할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, physical and human resources are minimized due to damage due to aging of the heat exchanger in the central cooling and heating system, and at the same time, excessive design and central cooling
Figure pat00013
There is an advantage that can save energy by preventing the reduction in efficiency of the heating system.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 중앙 냉

Figure pat00014
난방 시스템을 나타낸 개략도
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 손상도별 특성을 나타낸 그래프도
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 효율 구간을 고/저로 구분하여 나타낸 그래프도
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 중앙 냉
Figure pat00015
난방 시스템의 관제화면을 나타낸 개략도
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 인버터펌프 단일 및 병렬 구동 특성을 비교한 그래프도
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 중앙 냉
Figure pat00016
난방 시스템 제어 흐름도
도7은 본 발명의 일실시예에 따른 인버터펌프 전력 최소화를 위한 복수개의 인버터펌프 제어 흐름도1 is a central cold according to an embodiment of the present invention
Figure pat00014
Schematic diagram showing the heating system
2 is a graph showing the characteristics of the heat exchanger according to the degree of damage according to an embodiment of the present invention
Figure 3 is a graph showing the efficiency section of the heat exchanger according to an embodiment of the present invention divided into high / low
4 is a central cold according to an embodiment of the present invention
Figure pat00015
Schematic diagram showing the control screen of the heating system
Figure 5 is a graph comparing the characteristics of the inverter pump single and parallel driving according to an embodiment of the present invention
6 is a central cold according to an embodiment of the present invention
Figure pat00016
Heating system control flow chart
7 is a flow chart of a plurality of inverter pump control for minimizing the power of the inverter pump according to an embodiment of the present invention

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings, and when it is determined that a detailed description of known technologies or configurations related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. will be.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on a user's or operator's intention or practice, and thus the definition should be made based on the contents of the present specification describing the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예에서는 중앙 냉

Figure pat00017
난방 시스템에서 열교환기 내 코일 손상도에 따라 열교환기 공급유량을 조정하는 시스템 및 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, in the embodiment of the present invention, the central cooling
Figure pat00017
A system and method for adjusting the heat exchanger supply flow rate according to the degree of coil damage in the heat exchanger in the heating system will be described.

도1을 참조하면, 본 발명에 따른 중앙 냉

Figure pat00018
난방 시스템은 열교환기(110), 공급수 온도센서(120), 환급수 온도센서(130), 유량센서(140), 유량밸브(150)로 구성된 열교환부(100), 인버터펌프(200), 제어기(300)가 포함되며, 중앙 냉
Figure pat00019
난방 시스템의 에너지 절약 및 에너지 효율향상을 위해 열교환기에 공급되는 유량이 조절될 수 있다.Referring to Figure 1, the central cold in accordance with the present invention
Figure pat00018
The heating system consists of a heat exchanger 110, a supply water temperature sensor 120, a return water temperature sensor 130, a flow sensor 140, a heat exchange unit 100 composed of a flow valve 150, an inverter pump 200, Controller 300 is included, central cooling
Figure pat00019
The flow rate supplied to the heat exchanger can be adjusted to save energy and improve energy efficiency of the heating system.

상기 열교환부(100)는 단일 또는 복수개로 포함될 수 있으며, 이는 냉

Figure pat00020
난방 시스템이 활용되는 곳의 필요 에너지 용량에 따라 달라질 수 있다. 특히 필요한 전체 에너지 용량이 비교적 큰 빌딩, 선박, 다가구 건물 등의 경우, 복수개의 열교환기(110)를 구축하여 출력이 필요한 총 열교환량을 상기 각 열교환기(110)의 손상도에 따라 나눔으로써 궁극적으로는 전체 냉
Figure pat00021
난방 시스템의 에너지 효율을 높이는 것이 바람직할 것이다.The heat exchange unit 100 may be included in a single or plural, which is cold
Figure pat00020
It may vary depending on the energy capacity required where the heating system is utilized. In particular, in the case of buildings, ships, multi-family buildings, etc., where the total required energy capacity is relatively large, a plurality of heat exchangers 110 are constructed to divide the total heat exchange amount required for output according to the degree of damage of each heat exchanger 110, ultimately As for the whole cold
Figure pat00021
It would be desirable to increase the energy efficiency of the heating system.

상기 열교환부(100)내 구성을 살펴보면, 상기 열교환기(110)는 내부에 코일이 포함되어 코일 내 흐르는 냉

Figure pat00022
난방수와 상기 열교환기(110) 외부 사이에 열교환이 이루어짐을 특징으로 한다.Looking at the configuration in the heat exchanger 100, the heat exchanger 110 includes a coil therein to flow cold in the coil.
Figure pat00022
It is characterized in that heat exchange is performed between the heating water and the outside of the heat exchanger 110.

또한, 본 발명에 따른 중앙 냉

Figure pat00023
난방 시스템은 상기 1개 이상의 열교환기(110) 각각에 공급되는 냉
Figure pat00024
난방수의 입구온도(T1) 및 출구온도(T2)를 모니터링 할 수 있다. 상기 입구온도(T1)는 냉
Figure pat00025
난방수 공급원으로부터 인버터펌프(200)를 거쳐 상기 각각의 열교환기(110)로 공급되는 냉
Figure pat00026
난방수의 온도이며, 상기 출구온도(T2)는 상기 각각의 열교환기(110)로부터 배출되어 다시 냉
Figure pat00027
난방수 공급원으로 환수되는 냉
Figure pat00028
난방수의 온도이다. 상기 입구온도(T1)를 감지하기 위하여는 상기 인버터펌프(200)와 상기 각각의 열교환기(110) 사이에 공급수 온도센서(120)가 설치되고, 상기 출구온도(T2)를 감지하기 위해서는 상기 각각의 열교환기(110)와 냉
Figure pat00029
난방수 공급원 사이에 환급수 온도센서(130)가 설치된다.In addition, the central cold according to the invention
Figure pat00023
The heating system is cold supplied to each of the one or more heat exchangers 110
Figure pat00024
The inlet temperature (T 1 ) and outlet temperature (T 2 ) of the heating water can be monitored. The inlet temperature (T 1 ) is cold
Figure pat00025
Cold supplied from the supply of heating water to the respective heat exchangers 110 via the inverter pump 200
Figure pat00026
It is the temperature of the heating water, and the outlet temperature (T 2 ) is discharged from the respective heat exchangers 110 and cooled again.
Figure pat00027
Cold water returned as a source of heating water
Figure pat00028
It is the temperature of the heating water. In order to detect the inlet temperature T 1 , a supply water temperature sensor 120 is installed between the inverter pump 200 and each heat exchanger 110, and detecting the outlet temperature T 2 In order to cool with each of the heat exchanger 110
Figure pat00029
Refund water temperature sensor 130 is installed between the heating water supply source.

또한, 본 발명에 따른 중앙 냉

Figure pat00030
난방 시스템은 상기 1개 이상의 열교환기(110) 각각에 공급되는 냉
Figure pat00031
난방수의 공급유량을 모니터링 할 수 있는데, 이는 상기 환급수 온도센서(130)와 냉
Figure pat00032
난방수 공급원 사이에 설치되는 유량센서(140)를 통해 측정된다. In addition, the central cold according to the invention
Figure pat00030
The heating system is cold supplied to each of the one or more heat exchangers 110
Figure pat00031
It is possible to monitor the supply flow of the heating water, which is the cooling water temperature sensor 130 and the cold
Figure pat00032
It is measured through a flow sensor 140 installed between the heating water supply sources.

그리고, 상기 유량센서(140)와 냉

Figure pat00033
난방수 공급원 사이에는 유량밸브(150)가 형성됨으로써 공급을 필요로하는 열교환량을 최적의 효율로 전달할 수 있도록 상기 각 열교환기(110)의 손상도를 반영하여 상기 각 열교환기(110)에서 환수되는 냉
Figure pat00034
난방수의 유량을 조정한다. And, the flow sensor 140 and cold
Figure pat00033
The flow rate valve 150 is formed between the heating water supply sources to reflect the damage of each heat exchanger 110 so that the heat exchange amount in need of supply can be delivered at an optimum efficiency, and the water is returned from each heat exchanger 110. Being cold
Figure pat00034
Adjust the flow rate of heating water.

또한, 본 발명에 따른 중앙 냉

Figure pat00035
난방 시스템은 상기 인버터펌프(200)가 단일 또는 복수개로 포함될 수 있으며, 이또한 냉
Figure pat00036
난방 시스템이 활용되는 곳의 필요 에너지 용량에 따라 달라질 수 있다. 상기 중앙 냉
Figure pat00037
난방 시스템에서 필요로하는 에너지 용량이 클 수록 상기 1개 이상의 열교환기(110)로 공급되어야 하는 냉
Figure pat00038
난방수 유량이 더 커지므로, 단일 대형 인버터펌프가 포함되기 보다는 복수개의 인버터펌프가 포함되어 각 인버터펌프의 출력 효율에 따라 각 인버터펌프의 부하를 나눔으로써 궁극적으로는 보다 높은 에너지 효율로 상기 1개 이상의 열교환기(110)에 필요유량을 공급할 수 있도록 함이 바람직할 것이다.In addition, the central cold according to the invention
Figure pat00035
In the heating system, the inverter pump 200 may be included in a single or plural number, and this is also cold.
Figure pat00036
It may vary depending on the energy capacity required where the heating system is utilized. The central cold
Figure pat00037
The larger the energy capacity required in the heating system, the more cold it should be supplied to the one or more heat exchangers 110
Figure pat00038
Since the heating water flow rate becomes larger, a plurality of inverter pumps are included rather than a single large inverter pump to divide the load of each inverter pump according to the output efficiency of each inverter pump, ultimately resulting in higher energy efficiency. It will be desirable to be able to supply the required flow rate to the heat exchanger 110 above.

또한, 상기 제어기(300)에는 데이터베이스가 미리 포함되어 있는데, 이에는 상기 열교환기(110)의 공급유량에 따른 열교환량을 이용한 상기 열교환기(110)의 손상도 데이터와 상기 열교환기(110)의 손상도 데이터별로 상기 열교환기(110)의 공급유량에 따른 에너지전달효율을 통한 에너지저효율 공급유량 최소치 데이터가 구축되어 있다.In addition, the controller 300 includes a database in advance, which includes damage data of the heat exchanger 110 and heat exchanger 110 using the heat exchange amount according to the flow rate of the heat exchanger 110. Energy damage efficiency supply flow rate minimum data is constructed through energy transfer efficiency according to the supply flow rate of the heat exchanger 110 for each degree of damage data.

먼저 상기 손상도 데이터와 관련하여, 상기 손상도는 상기 열교환기(110)에 동일한 양의 공급유량이 흐르더라도 상기 열교환기(110) 내 코일의 시간에 따른 노후화 또는 외력에 의한 손상 등의 사유로 상기 열교환기(110)의 열교환량에서 차이가 나는 현상이 발생하는데, 그 정도를 기준으로 결정된다. 구체적으로는, 상기 열교환기(110)에 동일한 공급유량이 흐를 때, 상기 열교환기(110) 내 코일에 손상이 있는 경우의 열교환량과 손상이 없는 경우의 열교환량 간 차이값을 구하고, 상기 열교환량의 차이값을 상기 손상이 없는 경우의 열교환량과 비교하여 상기 손상도를 결정할 수 있을 것이다. First, in relation to the damage degree data, even if the same amount of supply flows through the heat exchanger 110, the degree of damage may be due to aging of the coil in the heat exchanger 110 or damage due to external force. A phenomenon in which a difference occurs in the heat exchange amount of the heat exchanger 110 occurs, and is determined based on the degree. Specifically, when the same supply flow rate flows through the heat exchanger 110, the difference between the heat exchange amount when the coil in the heat exchanger 110 is damaged and the heat exchange amount when there is no damage is obtained, and the heat exchange The degree of damage may be determined by comparing the difference value of the amount with the amount of heat exchange in the absence of damage.

이와 관련하여, 도2는 본 발명의 일실시예에 따라 상기 열교환기(110)의 열교환량에 따른 공급유량 그래프를 나타낸 것이다. 도2의 그래프를 어느 하나의 동일한 열교환기(110)가 손상되기 전인 경우(20)와 시간에 따른 노후화 또는 외력에 의한 손상 등의 사유로 인하여 손상된 경우(22)라고 볼 때, 상기 열교환기(110)에 같은 공급유량(21)을 흘려보내더라도 손상 전후의 열교환량(24,25)에서 차이가 남을 알 수 있다. 즉, 상기 열교환기(110)의 동일한 공급유량에 따른 손상 후 열교환량(25)이 손상 전 열교환량(24)에 비해 줄어들게 되는데, 상기 동일한 공급유량에 따른 손상 전후 열교환량(24,25)을 비교하여 상기 손상도를 계산할 수 있으며, 상기 손상 전후 열교환량 간 차이값이 클수록 상기 손상된 열교환기(22)의 손상도는 더 커지게 된다. In this regard, FIG. 2 shows a graph of the supply flow rate according to the heat exchange amount of the heat exchanger 110 according to an embodiment of the present invention. When the graph of FIG. 2 is considered to be the case where any one of the same heat exchanger 110 is damaged (20) and damaged due to aging or damage due to external force over time (22), the heat exchanger ( Even if the same flow rate 21 is flowed through 110, it can be seen that the difference remains in the heat exchange amounts 24 and 25 before and after the damage. That is, the heat exchange amount 25 after the damage according to the same supply flow rate of the heat exchanger 110 is reduced compared to the heat exchange amount 24 before the damage, and the heat exchange amounts 24 and 25 before and after the damage according to the same supply flow rate are The degree of damage can be calculated by comparison, and the greater the difference between the amounts of heat exchange before and after the damage, the greater the degree of damage of the damaged heat exchanger 22.

이와 같은 논리를 적용하여, 상기 손상도 데이터에는 상기 각 열교환기(110)의 공급유량에 따른 열교환량을 입력하면 상기 각 열교환기(110)의 손상도를 알 수 있는 정보가 포함되게 된다. By applying this logic, when the heat exchange amount according to the supply flow rate of each heat exchanger 110 is input to the damage degree data, information indicating the degree of damage of each heat exchanger 110 is included.

다음으로 상기 에너지저효율 공급유량 최소치 데이터와 관련하여,Next, with regard to the minimum data of the energy-efficient supply flow rate,

도2에서 볼 수 있듯이, 상기 열교환기(110)가 손상도가 낮은 경우(20)의 에너지저효율 공급유량 최소치(21)는 손상도가 높은 경우(22)의 에너지저효율 공급유량 최소치(23)보다 크다는 것을 알 수 있다. 상기 각 열교환기(110)의 손상도에 따라 달라지게 되는데, 이러한 원리에 따라, 상기 에너지저효율 공급유량 최소치 데이터에는 상기 각 열교환기(110)의 손상도를 입력하면 상기 각 열교환기(110)의 에너지저효율 공급유량 최소치를 알 수 있는 정보가 포함되게 된다.As can be seen in Figure 2, the heat exchanger 110 has a low damage (20) of the low energy supply efficiency flow rate minimum value (21) is a high degree of damage (22) of the low energy efficiency supply flow minimum value (23) You can see that it is big. Depending on the degree of damage of each heat exchanger 110, according to this principle, inputting the degree of damage of each heat exchanger 110 in the minimum energy flow rate data of the energy supply efficiency of each of the heat exchanger 110 Information to know the minimum energy-efficient supply flow rate will be included.

이 때 에너지저효율 공급유량 최소치는, 도3에서 볼 수 있는 바와 같이, 에너지 저효율 공급유량 구간(32)과 에너지 고효율 공급유량 구간(31)을 구분하는 기준이 되는 값으로, 상기 에너지 저효율 공급유량 구간(32)에서는 공급유량에 따른 열교환량 그래프의 기울기가 급격히 떨어져 상기 고효율 구간에 비해 공급유량 변화 대비 열교환량 변화가 줄어들고, 이에 따라 상기 열교환기(110)의 열전달 효율이 급격히 떨어지는 현상이 발생한다. 따라서, 상기 열교환기(110)의 손상도가 상승할수록 이러한 에너지 저효율 공급유량 구간(32)은 더 넓은 범위에 두드러지게 발생하게 된다. 본 발명은 이러한 원리를 적용하여, 상기 각 열교환기(110)가 에너지 저효율 구간(32)에서 운전되지 않도록 상기 각 열교환기(110)의 공급유량을 제어함으로써, 본 발명에 따른 중앙 냉

Figure pat00039
난방 시스템이 필요로 하는 열교환량의 변화 또는 상기 각 열교환기(110)의 손상도에 영향을 받지 않고 항상 높은 에너지 효율을 유지할 수 있도록 한다. At this time, as shown in FIG. 3, the minimum value of the energy low-efficiency supply flow rate is a value that is a standard for distinguishing the energy low-efficiency supply flow rate section 32 and the energy high-efficiency supply flow rate section 31, and the energy low-efficiency supply flow rate section In (32), the slope of the graph of the heat exchange rate according to the supply flow rate is sharply reduced, and the change in the heat exchange rate compared to the change in the supply flow rate is reduced compared to the high efficiency section, and accordingly, the heat transfer efficiency of the heat exchanger 110 rapidly falls. Accordingly, as the degree of damage of the heat exchanger 110 increases, the energy-efficient supply flow section 32 is prominently generated in a wider range. The present invention applies this principle, by controlling the supply flow rate of each heat exchanger 110 so that each heat exchanger 110 is not operated in the low energy efficiency section 32, the central cooling according to the present invention
Figure pat00039
It is possible to maintain high energy efficiency at all times without being affected by a change in the amount of heat exchange required by the heating system or the degree of damage to each heat exchanger 110.

그러므로, 상기 에너지저효율 공급유량 최소치를 정하는 기준은 본 발명에 사용되는 상기 열교환(110)기의 공급유량에 따른 열교환량 기울기 변화량이며, 다만 그 정확한 수치는 사용자 또는 설계자 등이 원하는 값으로 유동적으로 조정이 가능할 것이다. Therefore, the criterion for determining the minimum value of the energy-low-efficiency supply flow rate is the amount of change in the slope of the heat exchange amount according to the supply flow rate of the heat exchanger 110 used in the present invention, but the exact value is fluidly adjusted to a value desired by a user or a designer. This will be possible.

또한, 상기 제어기(300)는 상기 각 열교환부(100)의 공급수 온도센서(120), 환급수 온도센서(130) 및 유량센서(140)로부터 신호를 전달받아, 상기 열교환부(100) 내 각 열교환기(110)의 입구온도(T1), 출구온도(T2) 및 공급유량 값을 감지한다. 상기 제어기(300)는 이렇게 감지된 상기 입구온도(T1)와 출구온도(T2)의 온도차(

Figure pat00040
T)를 연산한 후 이를 통해 상기 각 열교환기(110)의 열교환량을 계산한다. 이렇게 도출된 상기 각 열교환량 값을 상기 제어기(300)에 포함된 데이터베이스에 입력하여 상기 각 열교환기(110)의 손상도와 에너지저효율 공급유량 최소치를 차례로 도출해 내게 된다. In addition, the controller 300 receives signals from the supply water temperature sensor 120, the return water temperature sensor 130 and the flow rate sensor 140 of each heat exchange unit 100, and within the heat exchange unit 100 The inlet temperature (T 1 ), outlet temperature (T 2 ), and supply flow values of each heat exchanger (110) are detected. The controller 300 detects the temperature difference between the inlet temperature T 1 and the outlet temperature T 2 detected in this way (
Figure pat00040
After calculating T), the heat exchange amount of each heat exchanger 110 is calculated. By inputting the values of each heat exchange amount thus derived into the database included in the controller 300, the damage of each heat exchanger 110 and the minimum energy-efficient supply flow rate are sequentially derived.

도3에서 확인할 수 있듯이, 상기 에너지저효율 공급유량 최소치를 기준으로 공급유량이 커지는 구간은 에너지저효율 공급유량 구간(32)이며, 공급유량이 작아지는 구간은 에너지고효율 공급유량 구간(31)에 해당하게 된다. 따라서, 상기 제어기(300)는 상기 각 열교환기(110)가 상기 확인한 에너지고효율 공급유량 구간에 포함되도록 필요공급유량(RFR : Required Flow Rate)을 조정해서, 이에 따라 상기 각 유량밸브(150)를 제어한다. As can be seen in Figure 3, the section where the supply flow rate increases based on the minimum value of the energy low efficiency supply flow rate is the energy low efficiency supply flow rate section 32, and the section where the supply flow rate decreases corresponds to the energy high efficiency supply flow rate section 31. do. Accordingly, the controller 300 adjusts the required flow rate (RFR) so that each heat exchanger 110 is included in the identified energy high-efficiency supply flow rate section, and accordingly adjusts each flow valve 150. Control.

더 나아가, 본 발명에 상기 열교환부(100)가 복수개로 포함되어 있는 경우에는, 상기 확인한 복수개의 열교환기(110) 각각의 손상도에 따라 에너지저효율 공급유량 최소치 또한 서로 달라질 것으로 예상되므로, 이를 더 고려하여 전체 필요공급유량(RFR)이 상기 복수개의 열교환기(110) 중 어느 하나의 에너지고효율 공급유량 구간에 포함되어지더라도 이와 상관없이, 상기 각각의 열교환기(110)의 공급유량이 손상도 정도에 따라 배분되도록 상기 각 유량밸브(150)의 개도율을 조정하여 본 발명에 의한 전체 시스템이 최적의 에너지효율을 유지하도록 함이 바람직할 것이다. Furthermore, when the heat exchanger 100 is included in plural in the present invention, the minimum value of the energy-low-efficiency supply flow rate is also expected to be different from each other according to the damage level of each of the identified heat exchangers 110, so In consideration of this, even if the total required supply flow rate (RFR) is included in any one of the energy-efficient supply flow rate sections of the plurality of heat exchangers 110, the supply flow rate of each heat exchanger 110 is damaged. It would be desirable to adjust the opening degree of each flow valve 150 to be distributed according to the degree so that the entire system according to the present invention maintains optimum energy efficiency.

이 때, 상기 개도율 조정 시에는 상기 각 열교환기(110)의 손상도 뿐 아니라 상기 각각의 유량센서(140)를 통해 입력받은 공급유량도 함께 고려하여야 할 것이다. 이러한 상기 복수개의 열교환기(110)를 갖는 구체적인 예시는 도4에서 살펴볼 수 있다.At this time, when adjusting the opening degree, not only the damage of each heat exchanger 110 but also the supply flow rate received through each flow sensor 140 should be considered together. A specific example of having the plurality of heat exchangers 110 can be seen in FIG. 4.

이와 더불어 상기 제어기(300)는, 상기 도출한 각 열교환기(110)의 손상도를 통해 상기 각 열교환기(110)의 청소예정일 및 보수예정일을 예측하여, 사용자 등에게 상기 각 열교환기(110)의 현재 상태를 알려 주어, 때를 맞춰 상기 각 열교환기(110) 중 보수가 필요한 열교환기(110)의 장비를 교체하거나 클리닝 작업을 할 수 있도록 신호를 출력하여 본 발명의 효율적인 운용이 가능하도록 한다. In addition to this, the controller 300 predicts a scheduled cleaning date and a maintenance scheduled date of each heat exchanger 110 through the degree of damage of each heat exchanger 110, and the heat exchanger 110 for each user. By notifying the current state of the, it is possible to efficiently operate the present invention by outputting a signal to replace or clean the equipment of the heat exchanger 110 that needs maintenance among the heat exchangers 110 in time. .

또한, 상기 제어기(300)는 상기 도출된 필요공급유량(RFR)에 따라 상기 인버터펌프(200)를 제어하게 되는데, 상기 언급한 바와 같이 복수개의 열교환부(100)가 포함되어 있는 경우라면 상기 조정된 각 유량밸브(150)의 개도율에 따라 상기 각각의 열교환기(110)에 공급이 필요한 개별필요유량을 연산하여 이들의 총 합을 필요공급유량(RFR)으로 도출하여 제어한다. In addition, the controller 300 controls the inverter pump 200 according to the derived required supply flow rate (RFR), as described above, if a plurality of heat exchange parts 100 are included, the adjustment According to the opening rate of each flow valve 150, the individual required flow rates that need to be supplied to the respective heat exchangers 110 are calculated, and the total sum of these is derived and controlled as the required supply flow rate (RFR).

상기 인버터펌프(200)를 제어할 때, 본 발명에 상기 인버터펌프(200)가 복수개로 포함된다면, 상기 각 인버터펌프(200)의 부하를 나눔으로써 필요공급유량(RFR) 출력하는데 드는 소모전력을 최소화할 수 있을 것이다. 이를 위해서 상기 제어기(300)의 데이터베이스에는 상기 각 인버터펌프(200)의 출력유량에 따른 소모전력 데이터를 더 포함하게 된다. When controlling the inverter pump 200, if the inverter pump 200 is included in plural in the present invention, the power consumed to output the required supply flow rate (RFR) is divided by dividing the load of each inverter pump 200. It can be minimized. To this end, the database of the controller 300 further includes power consumption data according to the output flow rate of each inverter pump 200.

이와 관련하여 도5를 참고하면, 상기 한 대의 인버터펌프(200)가 출력유량에 따라 보이는 소모전력 그래프의 예시를 볼 수 있는데, 이와 같이 상기 인버터펌프(200)의 출력유량과 소모전력은 서로 비례하지 않고 일정 출력유량 이상에서부터 출력유량에 따른 소모전력의 기울기는 급격히 증가하는 특성을 가짐을 확인할 수 있다. 그러나 도5에서와 같이, 만약 동일한 상기 인버터펌프(200) 2대를 구동시키되, 각각 1:1의 비율로 부하를 배정하여 병렬구동시키는 경우(51) 동일한 양의 필요유량(53)을 출력시키는데 필요한 소모전력이 상기 한 대의 인버터펌프(200)만 구동한 경우(50)에 비해 줄어듬을 알 수 있다. 이는 예시 중 하나에 불과하며, 상기 설명한 인버터펌프(200)의 특징을 활용하여 상기 복수개의 인버터펌프(200)의 부하를 각각의 특성 및 필요공급유량(RFR)에 따라 상기 복수개의 인버터펌프(200)에 사용되는 총 소모전력이 최소화 되도록 상기 각각의 인버터펌프(200)에 부하를 배정함이 바람직할 것이다. In this regard, referring to FIG. 5, an example of a power consumption graph in which the single inverter pump 200 is displayed according to the output flow rate can be seen. Thus, the output flow rate and the power consumption of the inverter pump 200 are proportional to each other. It can be confirmed that the slope of the power consumption according to the output flow rate increases rapidly from a certain output flow rate or higher. However, as shown in FIG. 5, if the same two inverter pumps 200 are driven, but the load is allocated in a ratio of 1: 1, respectively, and the parallel driving is performed (51). It can be seen that the required power consumption is reduced compared to the case where only one inverter pump 200 is driven (50). This is only one of the examples, and utilizes the characteristics of the inverter pump 200 described above to load the plurality of inverter pumps 200 according to each characteristic and the required supply flow rate (RFR), the plurality of inverter pumps 200 ) It would be desirable to allocate a load to each of the inverter pumps 200 to minimize the total power consumption.

만약 상기 필요공급유량(RFR)이 특정유량(Qx)보다 작아 상기 인버터펌프(200)를 굳이 복수개 구동시켜 부하를 배정하는 경우보다 상기 인버터펌프(200)를 하나만 구동시키는 것이 더 소모전력이 작게 되는 경우 또는 상기 인버터펌프(200)를 복수개 구동시키되 더 많은 수의 상기 인버터펌프(200)를 구동시키는 것보다 더 적은 수의 상기 인버터펌프(200)를 구동시키는 경우에 드는 소모전력이 작은 경우에는 굳이 구동가능한 모든 상기 인버터펌프(200)에 부하를 배정하지 않음이 바람직할 것이다. 따라서, 상기 제어기(300)는 상기 인버터펌프(200)에 부하를 배정하기에 앞서 상기 특정유량(Qx)보다 작은지 여부 등을 고려하여 구동할 상기 인버터펌프(200)의 운전 대수를 계산한다.If the required supply flow rate (RFR) is less than a specific flow rate (Q x ), the inverter pump 200 is driven by a plurality of drives to allocate a load, and driving the inverter pump 200 alone consumes less power. If or when driving a plurality of the inverter pump 200, but the power consumption is less when driving a smaller number of the inverter pump 200 than to drive a larger number of the inverter pump 200, It would be desirable not to allocate loads to all of the inverter pumps 200 that can be driven. Therefore, the controller 300 calculates the number of operations of the inverter pump 200 to be driven in consideration of whether it is less than the specific flow rate Q x before allocating a load to the inverter pump 200. .

이하에서는 상기에 기술한 상기 열교환기(110) 손상도에 따라 상기 열교환기(110)의 공급유량을 조정하는 중앙 냉

Figure pat00041
난방 시스템을 참고하여, 이에 따른 냉
Figure pat00042
난방기 제어방법에 대해 상세히 기술한다.Hereinafter, the central cooling to adjust the supply flow rate of the heat exchanger 110 according to the degree of damage to the heat exchanger 110 described above
Figure pat00041
With reference to the heating system, the cooling
Figure pat00042
The method for controlling the heater will be described in detail.

도6을 참조하면, 본 발명은 S10단계에서는 상기 복수개의 열교환기(110)에 공급되는 순환수의 입구온도(T1), 상기 복수개의 열교환기(110)에서 배출되는 순환수의 출구온도(T2) 및 상기 복수개의 열교환기(110)의 공급유량을 각각 입력받는다. Referring to Figure 6, the present invention in step S10, the inlet temperature of the circulating water supplied to the plurality of heat exchangers 110 (T 1 ), the outlet temperature of the circulating water discharged from the plurality of heat exchangers 110 ( T 2 ) and the supply flow rates of the plurality of heat exchangers 110 are respectively input.

S20단계에서는 상기 S10단계에서 검출한 상기 각 열교환기(110)의 입구온도(T1)와 출구온도(T2)의 차이 값(

Figure pat00043
T) 및 상기 각 열교환기(110)의 열교환량을 연산한다. In step S20, the difference value between the inlet temperature (T 1 ) and the outlet temperature (T 2 ) of each heat exchanger 110 detected in step S10 (
Figure pat00043
T) and the heat exchange amount of each heat exchanger 110 is calculated.

S30단계에서는 상기 열교환량을 데이터베이스에 입력하여 기저장된 상기 각 열교환기(110)의 공급유량에 따른 열교환량을 이용한 상기 각 열교환기(110)의 손상도 데이터에 따라 손상도를 검출한다. In step S30, the amount of heat exchange is input to the database to detect the degree of damage according to the degree of damage data of each heat exchanger 110 using the amount of heat exchange according to the flow rate of the pre-stored heat exchanger 110.

S40단계에서는 상기 S30단계에서 검출한 손상도를 다시 데이터베이스에 입력하여 기저장된 상기 각 열교환기(110)의 손상도 데이터별 상기 각 열교환기(110)의 공급유량에 따른 에너지전달효율을 통한 에너지저효율 공급유량 최소치를 확인한다. 상기에서 설명한 바와 같이, 만약 공급유량이 상기 확인한 에너지저효율 공급유량 최소치보다 클 경우 에너지저효율 공급유량 구간에 해당하며, 반대로 공급유량이 이보다 작을 경우에는 에너지고효율 공급유량 구간에 해당하게 된다.In step S40, the damage level detected in the step S30 is input back to the database, and the damage level of each heat exchanger 110 previously stored is energy-efficient through energy transfer efficiency according to the supply flow rate of each heat exchanger 110 for each data. Check the minimum supply flow. As described above, if the supply flow rate is greater than the above-mentioned minimum value of the energy-low-efficiency supply flow rate, it corresponds to the energy-low-efficiency supply flow rate range. On the contrary, when the supply flow rate is less than this, it corresponds to the energy-high-efficiency supply flow rate range.

S50단계에서는 상기 각 열교환기(110)의 에너지전달효율이 상기 S40단계에서 확인한 각 에너지고효율 공급유량 구간에 포함되도록, 즉 상기 각 열교환기(110)의 공급유량이 상기 각 에너지저효율 공급유량 최소치보다 작도록 상기 각 열교환기(110)의 개별필요유량을 검출한다.In step S50, the energy transfer efficiency of each heat exchanger 110 is included in each energy high-efficiency supply flow rate section identified in step S40, that is, the supply flow rate of each heat exchanger 110 is less than the minimum value of each energy low-efficiency supply flow rate. The individual required flow rate of each heat exchanger 110 is detected to be small.

S60단계에서는 상기 S50단계에서의 개별필요유량에 따라 상기 각 열교환기(110)의 개도율을 계산하여, 이를 상기 각 유량밸브(150)에 적용시키게 된다.In step S60, the opening rate of each heat exchanger 110 is calculated according to the individual required flow rate in step S50, and this is applied to the respective flow valves 150.

S70단계에서는 상기 S50단계에서의 개별필요유량 값을 모두 합하여 상기 복수개의 열교환기(110) 전체에 대한 필요공급유량 값을 검출한다.In step S70, all of the individual required flow values in step S50 are summed to detect the necessary supply flow values for the entire plurality of heat exchangers 110.

S80단계에서는 상기 S70단계에서 검출한 필요공급유량 만큼 출력유량을 낼 수 있도록 상기 인버터펌프(200)를 제어한다.In step S80, the inverter pump 200 is controlled so as to output an output flow rate equal to the required supply flow rate detected in step S70.

도7은 상기 S80단계에서 상기 인버터펌프(200)가 복수개인 경우 전체 펌프 전력을 최소화하기 위한 제어 흐름도를 보여주는 것으로서, 이를 참조하면, 상기 S81단계에서는 상기 S70단계에서 검출한 필요유량총합에 대응하여 상기 인버터펌프(200)의 운전 대수를 계산하게 된다. 이를 계산하는 이유는 상기에서 설명한 바와 같다.FIG. 7 shows a control flowchart for minimizing the total pump power when the inverter pump 200 is plural in step S80. Referring to this, in step S81, corresponding to the sum of the required flow rates detected in step S70. The number of operation of the inverter pump 200 is calculated. The reason for calculating this is as described above.

S82단계에서는 상기 S81단계에서 정한 운전 대수 범위 내에서 상기 인버터펌프(200)를 운용하되, 데이터베이스에 기저장된 상기 인버터펌프(200)의 출력유량 특성 관련한 데이터에 근거하여, 상기 인버터펌프(200)의 출력유량에 따른 소모전력의 총합이 최소화되도록 상기 각 인버터펌프(200)의 부하를 배정하도록 한다.In step S82, the inverter pump 200 is operated within the operation number range determined in step S81, but based on data related to the output flow rate characteristic of the inverter pump 200 stored in a database, the inverter pump 200 The load of each inverter pump 200 is allocated to minimize the sum of power consumption according to the output flow rate.

S83단계에서는 상기 S81단계에서 정한 운전 대수 범위에 포함되는 상기 인버터펌프(200)에 상기 S82단계에서 배정한 부하만큼 가하도록 한다.In step S83, the load assigned in step S82 is applied to the inverter pump 200 included in the operation number range determined in step S81.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.The drawings shown for the purpose of explanation of the present invention can be seen that various combinations of forms are possible to realize the gist of the present invention as shown in the drawings as one embodiment in which the present invention is embodied.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다. Therefore, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made to anyone having ordinary knowledge in the field to which the present invention belongs without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims below. It will be said that there is a technical spirit of the present invention to the extent possible.

100: 열교환부
110: 열교환기
120: 공급수 온도센서
130: 환급수 온도센서
140: 유량센서
150: 유량밸브
200: 인버터펌프
300: 제어기
20: 손상되기 전 열교환기의 열교환량-공급유량 그래프
21: 손상된 후 열교환기의 열교환량-공급유량 그래프
22: 손상도가 낮은 열교환기의 에너지저효율 공급유량 최소치
23: 손상도가 높은 열교환기의 에너지저효율 공급유량 최소치
24: 손상도가 낮은 열교환기의 열교환량
25: 손상도가 높은 열교환기의 열교환량
30: 열교환기의 에너지저효율 공급유량 최소치
31: 열교환기의 에너지저효율 공급유량 구간
32: 열교환기의 에너지고효율 공급유량 구간
50: 펌프 1대 구동시 소모전력-출력유량 그래프
51: 펌프 2대 1:1 병렬구동시 소모전력-출력유량 그래프
52: 필요유량

Figure pat00044
Figure pat00045

53: 필요유량100: heat exchanger
110: heat exchanger
120: supply water temperature sensor
130: temperature sensor for return water
140: flow sensor
150: flow valve
200: inverter pump
300: controller
20: heat exchange amount of the heat exchanger before damage-supply flow graph
21: Graph of heat exchange amount and supply flow of heat exchanger after damage
22: Minimum energy-efficient supply flow rate of low-damage heat exchanger
23: Minimum energy-efficient supply flow rate of high damage heat exchanger
24: heat exchange amount of the heat exchanger with low damage
25: heat exchange amount of the heat exchanger with high damage
30: minimum energy-efficient supply flow rate of the heat exchanger
31: Energy-efficient supply flow section of the heat exchanger
32: Energy efficient flow rate section of the heat exchanger
50: Power consumption when one pump is driven-Output flow graph
51: Power consumption-output flow rate graph when two pumps are in 1: 1 parallel operation
52: required flow rate
Figure pat00044
Figure pat00045

53: required flow rate

Claims (6)

유체를 가열 또는 냉각시키는 열교환기,
상기 열교환기의 입구 측에 형성되어 입구온도를 측정하는 공급수 온도센서,
상기 열교환기의 출구 측에 형성되어 출구온도를 측정하는 환급수 온도센서,
상기 환급수 온도센서 후단부에 형성되어 공급유량을 측정하는 유량센서,
상기 유량센서의 후단부에 형성되어 공급유량을 조절하는 유량밸브
로 구성된 열교환부;
상기 열교환부의 입구 측에 형성되어 냉·난방수를 공급하는 인버터펌프; 및
상기 공급수 온도센서, 환급수 온도센서 및 유량센서를 통해 센싱신호를 입력받고,
상기 유량밸브 및 인버터펌프에 대하여 제어신호를 출력시키며,
상기 열교환기의 공급유량에 따른 열교환량을 이용한 상기 열교환기의 손상도 데이터와
상기 열교환기의 손상도 데이터별로 상기 열교환기의 공급유량에 따른 에너지전달효율을 통한 에너지저효율 공급유량 최소치를 미리 구축한 데이터베이스가 포함되어,
상기 입구온도, 출구온도 및 공급유량를 통해 입·출구온도차 및 상기 열교환기의 열교환량을 계산하고,
상기 데이터베이스에 기저장된 데이터에 근거하여 상기 열교환량을 통해 상기 열교환기의 손상도를 계측하고,
상기 데이터베이스에 기저장된 데이터에 근거하여 상기 손상도를 통해 상기 열교환기의 에너지저효율 공급유량 구간 및 에너지고효율 공급유량 구간을 확인하여,
상기 열교환기의 에너지전달효율이 상기 확인한 에너지고효율 공급유량 구간에 포함되도록 상기 열교환기의 필요공급유량을 연산하고,
상기 필요공급유량에 따라 상기 유량밸브를 제어하는 제어기;로 구성되는 것을 특징으로 하는 열교환기의 손상 예측에 따른 중앙 냉
Figure pat00046
난방 시스템.Heat exchanger for heating or cooling the fluid,
Supply water temperature sensor is formed on the inlet side of the heat exchanger to measure the inlet temperature,
A return water temperature sensor formed on the outlet side of the heat exchanger to measure the outlet temperature,
It is formed at the rear end of the return water temperature sensor to measure the flow rate of the supply,
It is formed at the rear end of the flow sensor to control the flow rate of the flow valve
Heat exchange unit consisting of;
An inverter pump formed on an inlet side of the heat exchange part to supply cooling and heating water; And
A sensing signal is input through the supply water temperature sensor, the return water temperature sensor, and the flow sensor,
Control signal is output to the flow valve and inverter pump,
Damage level data of the heat exchanger using heat exchange amount according to the supply flow rate of the heat exchanger and
The damage level of the heat exchanger is included in a database in which the minimum value of the energy low efficiency supply flow rate through the energy transfer efficiency according to the supply flow rate of the heat exchanger is established in advance.
Calculate the difference between the inlet and outlet temperature and the heat exchange amount of the heat exchanger through the inlet temperature, outlet temperature and supply flow rate,
Measure the degree of damage of the heat exchanger through the amount of heat exchange based on the data previously stored in the database,
By checking the energy low-efficiency supply flow rate section and the energy high-efficiency supply flow rate section of the heat exchanger through the damage degree based on the data previously stored in the database,
The required supply flow rate of the heat exchanger is calculated so that the energy transfer efficiency of the heat exchanger is included in the identified energy high efficiency supply flow rate section,
Central cooling according to the damage prediction of the heat exchanger, characterized in that consisting of; a controller for controlling the flow valve according to the required supply flow rate
Figure pat00046
Heating system. 제 1항에 있어서,
상기 열교환부가 2개 이상 포함되며,
상기 제어기는,
상기 각 열교환부의 공급수 온도센서, 환급수 온도센서 및 유량센서를 통해 입력신호를 받고,
상기 각 유량밸브에 대하여 제어신호를 출력시키며,
상기 각 입구온도, 출구온도 및 공급유량를 통해 각 입·출구온도차 및 상기 각 열교환기의 열교환량을 계산하고,
상기 데이터베이스에 기저장된 데이터에 근거하여 상기 각 열교환량을 통해 상기 각 열교환기의 손상도를 계측하고,
상기 데이터베이스에 기저장된 데이터에 근거하여 상기 각 손상도를 통해 상기 각 에너지저효율 공급유량 구간 및 에너지고효율 공급유량 구간을 확인하여,
상기 각 에너지고효율 공급유량 구간 및 상기 각 열교환기의 열교환량을 통해 각 열교환기의 유량밸브 개도율을 연산하고,
상기 각 유량밸브 개도율에 따라 상기 각 유량밸브를 제어하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 손상 예측에 따른 중앙 냉
Figure pat00047
난방 시스템.According to claim 1,
Two or more heat exchange parts are included,
The controller,
The input signal is received through the supply water temperature sensor, the return water temperature sensor and the flow sensor of each heat exchange part,
Control signals are output for each of the flow valves,
Calculate the difference between each inlet and outlet temperature and the heat exchange amount of each heat exchanger through the inlet temperature, outlet temperature and supply flow rate,
Based on the data pre-stored in the database, the degree of damage of each heat exchanger is measured through each heat exchange amount,
Based on the data pre-stored in the database, by checking the respective energy low-efficiency supply flow rate section and the energy high-efficiency supply flow rate section through each degree of damage,
Calculate the opening rate of the flow valve of each heat exchanger through the energy-efficient supply flow section and the heat exchange amount of each heat exchanger,
Central cooling according to the damage prediction of the heat exchanger, characterized in that it further comprises controlling each flow rate valve according to the opening rate of each flow rate valve
Figure pat00047
Heating system. 제 1항 또는 2항에 있어서,
상기 인버터펌프가 2개 이상 포함되며,
상기 제어기는,
상기 각 인버터펌프에 대하여 제어신호를 출력하며,
상기 각 인버터펌프의 출력유량에 따른 소모전력 데이터를 구축한 데이터베이스가 더 포함되어,
상기 연산한 필요공급유량에 대응하여 상기 인버터펌프의 운전 대수를 계산하고,
상기 운전 대수만큼의 각 인버터펌프를 구동하되,
상기 데이터베이스에 기저장된 데이터에 근거하여 상기 구동이 결정된 1개 이상의 인버터펌프의 출력유량에 따른 소모전력의 총합이 최소화되도록 상기 각 인버터펌프의 부하를 배정하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 손상 예측에 따른 중앙 냉
Figure pat00048
난방 시스템.The method according to claim 1 or 2,
Two or more inverter pumps are included,
The controller,
Control signals are output for each of the inverter pumps,
Further comprising a database that builds the power consumption data according to the output flow rate of each inverter pump,
Calculate the number of operation of the inverter pump corresponding to the calculated required supply flow rate,
Drive each inverter pump as many as the number of driving,
Of the heat exchanger characterized in that it further comprises assigning the load of each of the inverter pump to minimize the sum of the power consumption according to the output flow rate of the one or more inverter pump is determined based on the data stored in the database in advance. Central cooling according to damage prediction
Figure pat00048
Heating system. 제 1항 또는 2항에 있어서,
상기 제어기는,
상기 계측한 손상도를 통해 청소예정일 및 보수예정일을 예측하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 손상 예측에 따른 중앙 냉
Figure pat00049
난방 시스템. The method according to claim 1 or 2,
The controller,
Central cooling according to the damage prediction of the heat exchanger, characterized in that it further comprises predicting a scheduled cleaning and maintenance date through the measured damage level
Figure pat00049
Heating system. 복수개의 열교환기로 구동되는 중앙 냉·난방시스템 제어방법에 있어서,
상기 복수개의 열교환기에 공급되는 순환수의 공급온도, 상기 복수개의 열교환기에서 배출되는 순환수의 배출온도 및 상기 복수개의 열교환기에서 배출되는 순환수의 유량을 입력받는 제1단계;
상기 제1단계에 따라 상기 각 열교환기의 입구온도와 각 출구온도의 차이 값 및 상기 각 열교환기의 열교환량을 검출하는 제2단계;
상기 제2단계에 따라 검출된 열교환량을 통해 데이터베이스에 기저장된 상기 각 열교환기의 공급유량에 따른 열교환량을 이용한 상기 각 열교환기의 손상도 데이터에 따라 손상도를 검출하는 제3단계;
상기 데이터베이스에 접근하여 상기 제3단계에 따라 검출된 손상도를 통해 기저장된 상기 각 열교환기의 손상도 데이터별 상기 열교환기의 공급유량에 따른 에너지전달효율을 통한 에너지저효율 공급유량 최소치에 따라 에너지고효율 공급유량 구간을 검출하는 제4단계;
상기 각 열교환기의 에너지전달효율이 상기 제4단계에서의 각 에너지고효율 공급유량 구간에 포함되도록 상기 각 열교환기의 개별필요유량을 검출하는 제5단계;
상기 제5단계에 따라 상기 각 유량밸브를 제어하는 제6단계;로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열교환기의 손상 예측에 따른 중앙 냉
Figure pat00050
난방 시스템 제어방법.In the central cooling and heating system control method driven by a plurality of heat exchangers,
A first step of receiving a supply temperature of circulating water supplied to the plurality of heat exchangers, a discharge temperature of circulating water discharged from the plurality of heat exchangers, and a flow rate of circulating water discharged from the plurality of heat exchangers;
A second step of detecting a difference value between an inlet temperature of each heat exchanger and each outlet temperature according to the first step, and a heat exchange amount of each heat exchanger;
A third step of detecting the degree of damage according to the degree of damage data of each heat exchanger using the amount of heat exchange according to the supply flow rate of each heat exchanger pre-stored in the database through the amount of heat exchange detected in the second step;
Energy saving efficiency through energy transfer efficiency according to the supply flow rate of the heat exchanger according to the damage level data of each heat exchanger pre-stored through the damage level detected according to the third step by accessing the database. A fourth step of detecting a supply flow section;
A fifth step of detecting an individual required flow rate of each heat exchanger so that the energy transfer efficiency of each heat exchanger is included in each energy high efficiency supply flow rate section in the fourth step;
Central cooling according to the damage prediction of the heat exchanger, characterized in that consisting of; a sixth step of controlling each flow valve according to the fifth step
Figure pat00050
Heating system control method. 제5항에 있어서,
상기 제5단계에 따라 상기 복수개의 열교환기 전체에 대한 필요공급유량을 검출하는 제7단계;
상기 제7단계에서 검출한 필요유량총합에 대응한 상기 인버터펌프의 운전 대수를 계산하는 제8-1단계;
상기 제8-1단계에 따른 운전 대수만큼의 상기 각 인버터펌프를 구동하되, 상기 데이터베이스에 기저장된 데이터에 근거하여 상기 구동이 결정된 1개 이상의 인버터펌프의 출력유량에 따른 소모전력의 총합이 최소화하도록 상기 각 인버터펌프의 부하를 배정하는 제8-2단계;
상기 제8-2단계에 따라 상기 구동이 결정된 1개 이상의 인버터펌프를 제어하는 제8-3단계;로 구성된 제8단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환기의 손상 예측에 따른 중앙 냉
Figure pat00051
난방 시스템 제어방법.The method of claim 5,
A seventh step of detecting a necessary supply flow rate for the entire plurality of heat exchangers according to the fifth step;
A step 8-1 of calculating the number of operation of the inverter pump corresponding to the sum of the necessary flow rates detected in the seventh step;
Drive each of the inverter pumps as many as the number of operation according to the 8-1 step, but the sum of the power consumption according to the output flow rate of the one or more inverter pumps based on the data stored in the database is minimized. Step 8-2 of allocating the load of each inverter pump;
Central cooling according to the damage prediction of the heat exchanger, characterized in that it further comprises; (8-3) consisting of; 8-3 steps for controlling the one or more inverter pumps in which the driving is determined according to the 8-2 steps.
Figure pat00051
Heating system control method.
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